黎明水庫(kù)存在問(wèn)題及除險(xiǎn)加固工程方案

曲燕

(河南省南陽(yáng)市桐柏縣水利局，河南 桐柏 474750)

1 引言

黎明水庫(kù)位于桐柏縣月河鎮(zhèn)徐寨村西側(cè)淮河一小支流上，屬準(zhǔn)河流域，水庫(kù)控制流域面積0.20 km2。該水庫(kù)于1997年9月動(dòng)工興建，1999年4月基本建成，是一座以防洪、灌溉為主，兼顧水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的小(2)型水利樞紐工程。主要建筑物有大壩、溢洪道、輸水洞等。水庫(kù)保護(hù)下游312 國(guó)道以及1 230余人、30 hm2耕地的生命財(cái)產(chǎn)安全，一旦失事，將給下游設(shè)施及人民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。但水庫(kù)因年久失修，存在一定的安全隱患，嚴(yán)重影響水庫(kù)蓄水，制約灌溉、防洪效益的發(fā)揮。2020年8月，水利部委托黃委會(huì)對(duì)該水庫(kù)的病險(xiǎn)問(wèn)題進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)核查，認(rèn)為對(duì)該水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固勢(shì)在必行。

2 工程概況

水庫(kù)總庫(kù)容18.90萬(wàn)m3，主壩為均質(zhì)土壩，壩頂長(zhǎng)89 m，最大壩高14.32 m，現(xiàn)狀壩頂高程150.69～150.90 m，壩頂寬7 m，混凝土路面寬3 m，無(wú)防浪墻、無(wú)路沿石。主壩迎水坡坡比1∶1，背水坡坡比1∶2，坡面無(wú)護(hù)砌，無(wú)排水體。副壩為均質(zhì)土壩，壩頂長(zhǎng)57 m，現(xiàn)狀壩頂高程為149.15～149.61 m，最大壩高8.21 m。壩頂寬7～11 m，為土路面，無(wú)防浪墻、無(wú)路沿石。副壩迎水坡坡比1∶1，背水坡坡比1∶1.50，坡面無(wú)護(hù)砌，無(wú)排水體。溢洪道緊鄰副壩右壩肩，為開(kāi)敞式明渠，現(xiàn)狀溢洪道進(jìn)口底部高程147.37 m，底寬2.50 m，最大泄流量 3.50 m3/s。主壩輸水洞位于主壩左壩肩，進(jìn)水口為爬坡漏型式，洞身為無(wú)壓混凝土圓涵，洞徑0.40 m，涵洞長(zhǎng)度52 m;副壩輸水洞位于副壩右壩肩，進(jìn)水口為爬坡漏型式，洞身為無(wú)壓混凝土圓涵，洞徑0.40 m，涵洞長(zhǎng)度23 m。

3 前期工作過(guò)程

水庫(kù)存在許多安全隱患，在南陽(yáng)市桐柏縣水利局的領(lǐng)導(dǎo)下，按照《水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》SL258-2017，結(jié)合水庫(kù)現(xiàn)狀，河南靈捷水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司編制了《南陽(yáng)市桐柏縣黎明水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)報(bào)告》，2020年8月，桐柏縣水利局組織專家對(duì)水庫(kù)進(jìn)行鑒定，形成《大壩安全鑒定報(bào)告書(shū)》，水利部委托黃河水利委員會(huì)對(duì)該水庫(kù)的病險(xiǎn)問(wèn)題進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)核查，2020年9月 7日，黃委會(huì)以運(yùn)管函 〔2020〕1號(hào)向水利部運(yùn)行管理司匯報(bào)了該水庫(kù)的病險(xiǎn)情況，認(rèn)為除險(xiǎn)加固很有必要。

2021年3月河南靈捷水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司做出了《南陽(yáng)市桐柏縣黎明水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》，由桐柏縣水利局組織專家對(duì)初步設(shè)計(jì)進(jìn)行了評(píng)審。

4 工程存在的問(wèn)題

2020年8月，桐柏縣水利局組織專家對(duì)水庫(kù)進(jìn)行鑒定，確定該壩為三類壩。水庫(kù)存在的問(wèn)題如下：①大壩抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求。溢洪道底板及右岸抗沖刷能力差，現(xiàn)狀護(hù)砌已損壞，邊墻倒塌，邊墻穩(wěn)定系數(shù)不滿足要求。主副壩輸水洞進(jìn)口淤堵，出口洞周有滲水明流，副壩輸水洞出口周邊壩體土流失。大壩結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)為C級(jí)。②大壩壩體填筑質(zhì)量較差,壩頂路面凹凸不平,迎水坡坡腳淘刷嚴(yán)重;背水坡坡面有凹陷，局部滑塌。壩體及壩基存在滲漏問(wèn)題。溢洪道進(jìn)口段和控制段右岸護(hù)砌已損壞，左岸擋墻單薄，無(wú)消能設(shè)施，無(wú)尾水渠，主副壩輸水洞進(jìn)口淤堵，出口洞周有滲水明流，副壩輸水洞出口周邊壩體土流失。綜合評(píng)價(jià)，大壩工程質(zhì)量“不合格”。③水庫(kù)無(wú)大壩監(jiān)測(cè)、通信、電力等管理設(shè)施，無(wú)管理房屋，無(wú)防汛倉(cāng)庫(kù)，防汛道路路況差，管理設(shè)施不完善。該水庫(kù)大壩運(yùn)行管理綜合評(píng)價(jià)為“不規(guī)范”。④經(jīng)水庫(kù)防洪能力復(fù)核，現(xiàn)狀情況下，水庫(kù)主壩壩頂高程滿足《防洪標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)范要求，副壩壩頂高程欠高，不滿足規(guī)范要求。溢洪道過(guò)流能力能夠滿足泄洪要求。大壩防洪能力評(píng)價(jià)為C級(jí)。⑤壩體座于下元古界花崗片麻巖及第四系松散堆積層上，河槽段壩基與壩體結(jié)合面處理差，主壩及副壩壩體、壩基均存在滲漏。水庫(kù)大壩滲流性態(tài)不安全，大壩滲流安全評(píng)價(jià)為C級(jí)。

5 除險(xiǎn)加固工程方案

5.1 大壩除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)

5.1.1 壩頂工程

除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)主壩壩項(xiàng)長(zhǎng) 89 m，副壩壩頂長(zhǎng) 64 m。主壩現(xiàn)狀壩頂高程為150.69～150.90 m，副壩現(xiàn)狀壩頂高程為149.15～149.61m，均高于理論壩頂高程，主壩設(shè)計(jì)壩頂高程150.60 m，副壩設(shè)計(jì)壩頂高程149.10 m。結(jié)合現(xiàn)狀壩頂，設(shè)計(jì)壩項(xiàng)寬7 m，采用C25混凝土路面，下設(shè)15 cm厚砂礫石墊層，路面傾向下游側(cè)設(shè) 3%的緩坡。沿壩頂上游側(cè)新建寬25 cm、高 60 cm的C25混凝土防護(hù)墻，防護(hù)墻埋深60 cm。下游側(cè)新建寬15 cm、高 50 cm的C25混凝土預(yù)制塊路沿石，路沿石埋深30 cm。在壩頂設(shè)集中泄水窨井，設(shè)帶孔蓋板，與壩坡橫向排水溝對(duì)應(yīng)，以利于快速泄水。

5.1.2 上游護(hù)坡工程

除險(xiǎn)加固將迎水坡培厚整修至設(shè)計(jì)斷面后，采用12 cm厚的現(xiàn)澆 C20混凝土護(hù)坡，護(hù)坡板設(shè)計(jì)尺寸為1.90 m×1.90 m，四周設(shè)置10 cm 寬無(wú)砂混凝土填縫。坡腳設(shè) Mu60M7.5 漿砌石齒墻。主壩在145 m處設(shè)上游戧臺(tái)，寬1.50 m。

5.1.3 下游壩坡工程

壩坡整修工程：對(duì)下游壩坡按設(shè)計(jì)坡比進(jìn)行培厚整修并采用植草護(hù)坡，坡比為1∶2.25。

5.1.4 新建貼坡排水體工程

除險(xiǎn)加固在大壩背水坡新建貼坡排水體，主壩排水體頂高程140.30 m，樁號(hào)0+019～0+069:副壩排水體頂高程145.20 m，樁號(hào)0+010～0+058，坡比均為1∶2.25。排水體上部干砌塊石厚 30 cm，下設(shè)直徑0.50～4.00 cm 碎石厚 20 cm (其中 0.50～2.00 cm碎石和2～4 cm 碎石各50%)，粗砂墊層厚 20 cm。

5.1.5 大壩防滲加固工程

除險(xiǎn)加固工程大壩采用粘土斜墻防滲，主壩處理處理范圍為樁號(hào)0+000～0+089，副壩處理處理范圍為樁號(hào)0+000～0+062。

5.2 溢洪道工程設(shè)計(jì)

黎明水庫(kù)溢洪道全長(zhǎng) 50 m，包括進(jìn)口段、明渠段、泄槽段、消力池段、出口段、尾水渠段等。溢洪道除險(xiǎn)加固工程內(nèi)容包括: 進(jìn)口段樁號(hào)-0+003～0+000 右岸新建 C20混凝土重力式擋墻。樁號(hào)0+000～0+005.30 為進(jìn)口段，底部采用20 cm厚 C20混凝土護(hù)砌，高程147.37 m，底寬2.50 m；兩岸新建 C20混凝土重力式擋墻。明渠段樁號(hào)0+005.30～0+015 為明渠段，底寬2.50 m，采用20 cm厚 C20混凝土底板，縱坡1∶200；兩岸采用C20混凝土重力式擋墻進(jìn)行護(hù)砌。泄槽段樁號(hào)0+015～0+017.40 為泄槽段，底寬2.50 m,采用C20混凝土底板，坡比1∶1;兩岸采用C20混凝土重力式擋墻進(jìn)行護(hù)砌。消力池段樁號(hào)0+017.00,0～0+022.80，新建消力池，池長(zhǎng) 5 m，寬2.50 m，池深0.60 m。底板厚 0.40 m，為C25 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);消力池底板設(shè)中75 mmPVC 排水孔，間距1.50 m;兩岸采用C20混凝土重力式擋墻進(jìn)行護(hù)砌。出口段樁號(hào)0+022.8～0+028.8 為出口段，底寬2.50 m，采用35 cm厚 Mu60M7.5漿砌石護(hù)砌;兩岸采用C20混凝土重力式擋墻進(jìn)行護(hù)砌。尾水渠段樁號(hào)0+028.80～0+050，開(kāi)挖疏浚長(zhǎng)度21.20 m，右岸為現(xiàn)狀山體，左岸邊坡按坡高1 m，坡比1∶1整治。

5.3 輸水洞工程設(shè)計(jì)

輸水洞除險(xiǎn)加固工程:主、副壩輸水洞進(jìn)出口、進(jìn)口斜臥管拆除重建，新建消力池。主、副壩輸水洞進(jìn)口拆除重建及新建洞身連接段：主壩輸水洞新建斜臥管洞身采用40 PVC 管，管箍采用C25 鋼筋混凝土,進(jìn)口處新建 C25 鋼筋混凝土進(jìn)水池，進(jìn)口高程139.07 m，底板高程137.57 m，尺寸為4.24 m ×2.50 m(長(zhǎng)×寬)。進(jìn)水池頂板采用斜坡式，坡比1∶2.25，頂板處設(shè)置階梯式放水孔，共 3孔。檢修孔尺寸為0.60 m×0.60 m，下部設(shè)置鋼爬梯。進(jìn)口處新建 C25 鋼筋混凝土洞身連接段，與現(xiàn)狀洞身連接，長(zhǎng)度9 m。新老洞身結(jié)合處設(shè)置 C20混凝土截水環(huán)，長(zhǎng)度1 m，外包老洞身厚 0.50 m。

5.4 管理工程設(shè)計(jì)

為了便于水庫(kù)管理及綜合開(kāi)發(fā)經(jīng)營(yíng)，除險(xiǎn)加固擬新建管理房 51.11 m。新修防汛道路 0.30 km。設(shè)計(jì)在主壩樁號(hào)0+045 和副壩樁號(hào)0+037 垂直于壩軸線方向設(shè)浸潤(rùn)線觀測(cè)管一排共 3孔。主、副壩共設(shè) 4處位移觀測(cè)點(diǎn)和2處位移基點(diǎn)。主、副壩背水坡壩腳各設(shè)量水堰1座，迎水坡各設(shè)水尺1個(gè)。在大壩壩端增設(shè)水庫(kù)標(biāo)識(shí)牌。

5.5 機(jī)電、金屬結(jié)構(gòu)

管理房電源引自附近村莊變壓器處干線，單回路供電，新建低壓供電線路 0.50 km 至管理房，電纜 YJV-16 mm2。管理房?jī)?nèi)設(shè)照明系統(tǒng)一套，管線到位。設(shè)計(jì)輸水洞放水孔采用φ20 cm圓形鑄鐵拍門控制。

5.6 環(huán)境保護(hù)及水土保持工程。

桐柏縣黎明水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程，由桐柏縣小水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程建設(shè)管理局具體負(fù)責(zé)該工程的全面組織、實(shí)施?？h計(jì)委、財(cái)政局、土地局、公安局、月河鎮(zhèn)政府等職能部門領(lǐng)導(dǎo)人應(yīng)積極配合、協(xié)調(diào)工程實(shí)施過(guò)程中的資金、征地、質(zhì)檢、安全保衛(wèi)等工作。

6 項(xiàng)目管理

該工程在項(xiàng)目管理上嚴(yán)格按照基本建設(shè)程序，實(shí)行項(xiàng)目法人制、施工招投標(biāo)制和工程監(jiān)理制。在工程實(shí)施過(guò)程中，必須嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，建立項(xiàng)目管理責(zé)任制和質(zhì)量管理安全保證體系。明確質(zhì)量責(zé)任人，抓好工程質(zhì)量、工程安全、工程進(jìn)度。