桐柏縣白蓮?fù)菟畮?kù)除險(xiǎn)加固工程措施

邢華孫倩

(桐柏縣水利局，河南 桐柏474750)

0 引言

白蓮?fù)菟畮?kù)位于南陽(yáng)市桐柏縣程灣鄉(xiāng)，位于長(zhǎng)江流域唐白河水系三夾河支流上。該水庫(kù)始建1974年3月，于1975年9月竣工。壩址以上控制流域面積1.76平方公里，主河道長(zhǎng)2.06公里，河道平均比降0.093。水庫(kù)主要建筑物有大壩、溢洪道、輸水洞等。下游有程灣鄉(xiāng)7個(gè)行政村，1.3萬(wàn)人、1.6萬(wàn)畝耕地。是一座以防洪為主，兼顧灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖等為一體的綜合利用?。á颍┬退麡屑~工程。

白蓮?fù)菟畮?kù)工程等別為V等，主要建筑物級(jí)別為5級(jí)，水庫(kù)本次除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇設(shè)計(jì)，200年一遇校核，校核洪水位218.50m（黃海高程系），相應(yīng)庫(kù)容26.6萬(wàn)m3；設(shè)計(jì)洪水位217.65m，相應(yīng)庫(kù)容為23.21萬(wàn)m3；興利水位216.1m，興利庫(kù)容17.4萬(wàn)m3；死水位205.2m，死庫(kù)容為1.0萬(wàn)m3。水庫(kù)主要建筑物有大壩、溢洪道和輸水洞等，是一座以防洪為主，兼顧灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖等為一體的綜合利用小（2）型水利樞紐工程。

水庫(kù)大壩為均質(zhì)土壩，水庫(kù)原設(shè)計(jì)壩頂高程218.3～219.18m，最大壩高19.6m，該水庫(kù)自1975建成以來(lái)。已運(yùn)行三十多年，發(fā)揮了較大的社會(huì)效益，但同時(shí)存在許多工程隱患。而水庫(kù)一旦失事，將給下游基礎(chǔ)設(shè)施和沿河人民群眾帶來(lái)嚴(yán)重災(zāi)害。

1 水庫(kù)安全鑒定及存在的問(wèn)題

1.1 水庫(kù)安全鑒定

2007年5月按照《水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》SL258-2000，結(jié)合水庫(kù)現(xiàn)狀，鄧州市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)室編制了《河南省桐柏縣白蓮?fù)菟畮?kù)大壩工程安全評(píng)價(jià)報(bào)告》，提出了《大壩安全鑒定報(bào)告書(shū)》，經(jīng)河南省水利廳審批核查，認(rèn)為水庫(kù)為三類(lèi)壩，屬病險(xiǎn)水庫(kù)，工程存在以下問(wèn)題：

（1）白蓮?fù)菟畮?kù)地處河南省桐柏縣程灣鄉(xiāng)，地理位置重要。

（2）經(jīng)復(fù)核，水庫(kù)防洪能力不滿(mǎn)足國(guó)家《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201-94規(guī)定要求。

（3）大壩為均質(zhì)土壩，壩體填筑質(zhì)量差，壩坡凹陷、局部塌陷。迎水面干砌石護(hù)坡無(wú)墊層，護(hù)坡石粒徑小、散亂、風(fēng)化嚴(yán)重。輸水洞進(jìn)口段爬坡漏砼碳化、剝蝕、裂縫，漏水。工程質(zhì)量不合格。

（4）經(jīng)復(fù)核，大壩河槽段上下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)基本滿(mǎn)足規(guī)范要求，但迎水坡無(wú)護(hù)坡，坡面陶刷局部呈倒坡。

溢洪道未護(hù)砌，邊坡較陡，無(wú)消能工。

輸水洞進(jìn)口基礎(chǔ)淘刷。

結(jié)構(gòu)安全性為C級(jí)。

（5）大壩壩體座于第四系殘坡積含礫粉質(zhì)粘土上，壩基回填質(zhì)量差，壩下沼澤化；背水坡坡腳無(wú)排水體，壩坡有散浸。滲流安全性為C級(jí)。

（6）根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》，該區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅵ度。不需進(jìn)行抗震安全復(fù)核。

（7）輸水洞進(jìn)口為混凝土爬坡漏結(jié)構(gòu)，出口無(wú)灌溉、泄洪等控制建筑特，水庫(kù)現(xiàn)狀無(wú)金屬結(jié)構(gòu)，不再進(jìn)行金屬結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)。

（8）無(wú)大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)施。管理設(shè)施不完善。

1.2 工程存在的問(wèn)題

根據(jù)水庫(kù)鑒定成果，水庫(kù)存在的主要問(wèn)題有以下幾點(diǎn)：

大壩

大壩為均質(zhì)土壩，壩體填筑質(zhì)量差，壩坡凹陷、局部塌陷。壩頂無(wú)防浪墻。坡面淘刷，干砌石護(hù)坡無(wú)墊層，護(hù)坡石粒徑小，散亂，風(fēng)化，缺失，坡面淘刷嚴(yán)重，背水坡坡腳無(wú)排水體，大面積散浸，壩基滲漏量大，大面積沼澤化，工程質(zhì)量不合格。

溢洪道

溢洪道寬度不一，岸坡及底板未護(hù)砌，邊坡較陡，嚴(yán)重滑塌，出口跌差大，沖刷拉切嚴(yán)重。

放水設(shè)施

由于缺乏資金投入，大壩運(yùn)行中維護(hù)不夠，輸水洞進(jìn)口基礎(chǔ)淘刷，洞身裂縫漏水，水庫(kù)無(wú)啟閉設(shè)施，放水灌溉不便，不能發(fā)揮水庫(kù)正常效益發(fā)揮。

基礎(chǔ)設(shè)施

大壩沒(méi)有滲流和沉陷、位移觀測(cè)設(shè)施，無(wú)法對(duì)大壩進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)。

大壩無(wú)管理房及專(zhuān)職管理人員，無(wú)防汛道路。

2 除險(xiǎn)加固工程措施

針對(duì)白蓮?fù)菟畮?kù)工程中存在的問(wèn)題，對(duì)水庫(kù)的大壩、溢洪道、輸水洞等建筑物進(jìn)行除險(xiǎn)加固。

2.1 大壩主體工程的除險(xiǎn)加固

2.1.1 壩頂工程

壩頂有交通要求，建有“村村通”道路。本次設(shè)計(jì)在原有“村村通”道路的基礎(chǔ)上，對(duì)壩頂路面進(jìn)行硬化處理。采用150mm厚C20混凝土路面，下鋪設(shè)150mm厚石灰穩(wěn)定土基層，壩頂路面向下游側(cè)呈1%傾斜。上游設(shè)0.25m寬防浪墻，下游設(shè)0.15m寬混凝土路沿，C20混凝土路面寬4.6m，整修后壩頂總寬5m。

2.1.2 上游護(hù)坡工程

經(jīng)比選，大壩上游設(shè)計(jì)采用C20預(yù)制混凝土塊護(hù)坡，護(hù)坡坡度采用原坡度1:2.3，由壩頂護(hù)至死水位205.2m高程。預(yù)制混凝土塊采用邊長(zhǎng)30cm的正六邊形，厚12cm，下鋪中粗砂碎石混合墊層，厚度20cm。

2.1.3 下游護(hù)坡整修

大壩下游坡需削坡培厚，大部分壩段需回填，僅靠近岸坡處部分壩坡需削坡。整修后下游壩坡坡比為1:2，采用草皮護(hù)坡。

2.1.4 排水導(dǎo)滲工程

貼坡排水：設(shè)置在大壩下游，樁號(hào)0＋016～0＋068之間，主要用于導(dǎo)滲。貼坡坦石厚300mm，頂部高程208m。下設(shè)兩層反濾層，分別為厚150mm的中粗砂層和厚150mm的5～20mm碎石。

排水溝：在壩腳設(shè)縱向排水溝，縱向排水溝凈過(guò)水凈斷面尺寸為0.3m×0.3m，在左右壩肩設(shè)岸坡排水溝，岸坡排水溝過(guò)水凈斷面尺寸為0.2m×0.2m。排水溝均采用M7.5漿砌石結(jié)構(gòu)，上表面及臨水面用M10水泥砂漿抹面。

2.1.5 大壩灌漿工程

大壩采用充填式灌漿，充填式灌漿范圍為大壩樁號(hào)0+000～0+079，灌漿孔為雙排，分別布置在新壩軸線上下游0.75m處，排距1.5m。單排孔距2.0m，終孔距1.0m。深入基巖1m，灌漿采用3:7水泥粘土漿。

2.2 溢洪道加固設(shè)計(jì)

經(jīng)復(fù)核，現(xiàn)有溢洪道泄流量能夠滿(mǎn)足國(guó)頒GB50201-94及部頒SL252-2000規(guī)定的20年一遇設(shè)計(jì)和200年一遇校核洪水標(biāo)準(zhǔn)要求。

溢洪道位于大壩右端約50米的低凹處，開(kāi)敞式明渠，原規(guī)劃底部高程216.1米，原規(guī)劃溢洪道底寬7.5米，最大泄量48.6M3/S?，F(xiàn)狀溢洪道底寬10.2m，底部高程214.9m。

此次設(shè)計(jì)依據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94)，《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL253-2000)及其它相關(guān)規(guī)范，本著投資節(jié)省的原則，對(duì)溢洪道按5級(jí)建筑物、20年一遇設(shè)計(jì)，200年一遇校核，取原規(guī)劃溢洪道行洪斷面，清淤疏挖后，采用寬頂堰型式，同時(shí)對(duì)邊墻、底板進(jìn)行襯砌，堰頂寬10.2m，堰頂高程216.1米。

左右岸邊坡采用漿砌石護(hù)砌，坡度1:0.5；底坡采用C20混凝土護(hù)底。

2.3 放水設(shè)施加固設(shè)計(jì)

原輸水洞進(jìn)口段爬坡漏斷裂漏水，且無(wú)啟閉機(jī)室，放水時(shí)需人工開(kāi)啟放水孔，運(yùn)行不便，本次除險(xiǎn)加固對(duì)輸水洞進(jìn)口段進(jìn)行拆除新建，改造成折懸臂閘門(mén)爬坡漏式表層放水斜臥管。

本次設(shè)計(jì)將輸水洞進(jìn)口爬坡漏拆除重建。工作水深10.9m，共設(shè)5個(gè)進(jìn)水孔，孔徑0.5m，孔口垂直。最低一級(jí)進(jìn)水孔高程為死水位20.52m，第二級(jí)放水孔高程為208m，第三級(jí)放水孔高程為210m，第四級(jí)放水孔高程為212m，最高一級(jí)放水孔高程為214m。爬坡漏凈斷面尺寸0.6m×0.6m，，底板坡比1:3，采用0.4m厚C20現(xiàn)澆混凝土，蓋板采用0.2m厚C20現(xiàn)澆鋼筋混凝土，邊墻采用0.3m厚C20現(xiàn)澆鋼筋混凝土。放水設(shè)備控制采用0.6m×0.6m鑄鐵閘門(mén)，3t手動(dòng)葫蘆啟閉。

2.4 監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)計(jì)

白蓮?fù)菟畮?kù)大壩無(wú)安全觀測(cè)措施，壩體未設(shè)浸潤(rùn)線觀測(cè)和變形觀測(cè)設(shè)施，為運(yùn)行管理需要，本次擬進(jìn)行大壩表面變形觀測(cè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)。

變形觀測(cè)：在樁號(hào)0+060處設(shè)置一個(gè)觀測(cè)縱斷面，布設(shè)3個(gè)表面觀測(cè)標(biāo)點(diǎn)，各標(biāo)點(diǎn)均為豎直位移與水平位移共用，安裝強(qiáng)制對(duì)中裝置。在縱斷面觀測(cè)線地基堅(jiān)硬穩(wěn)固部位上各布置一個(gè)工作基點(diǎn)，共計(jì)2個(gè)工作基點(diǎn)。

另外，本次設(shè)計(jì)還在防水設(shè)備處增設(shè)一組水尺，進(jìn)行上游庫(kù)水位觀測(cè)。

3 結(jié)論

通過(guò)以上的除險(xiǎn)加固工程措施，工程完成后，加固了大壩壩體，完善了溢洪道的泄流條件，改善了水庫(kù)的周邊環(huán)境，使防洪、灌溉、旅游、養(yǎng)魚(yú)等效益大大提高，同時(shí)也保障了水庫(kù)下游沿岸抵御洪水能力，使下游免受洪澇災(zāi)害，可保證人民群眾生命財(cái)產(chǎn)的安全，促進(jìn)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。