塔山水庫病險(xiǎn)原因及除險(xiǎn)加固措施分析

王雪鋒 拾景勝 楊二洋

水庫作為重要水利設(shè)施，具有城市供水、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)供水、防洪、防潮、排澇等多方面效益，在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到了重要的作用。隨著水庫的長(zhǎng)時(shí)間使用，使得水庫或多或少都存在著一些問題，這些問題不但影響著水庫的安全運(yùn)行和發(fā)揮效益，還會(huì)造成嚴(yán)重的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失，影響著人們的生產(chǎn)和生活。因此，需要對(duì)病險(xiǎn)水庫進(jìn)行除險(xiǎn)加固。

一、工程概況

塔山水庫位于姚塘水庫、六松水庫下游，江蘇省儀征市陳集鎮(zhèn)揚(yáng)莊村、謝集鄉(xiāng)塔山村之間，龍河上游的塔山?jīng)_，屬長(zhǎng)江流域。塔山水庫是蘇北第二大人工湖，始建于1958年，屬于小（Ⅰ）型水庫。水庫集水面積9.50km2。干流長(zhǎng)度3.00km，干流坡度5.30×10-3。總庫容639.18 萬 m3，其中死庫容 16萬m3，興利庫容340萬m3。溢洪道拆建為總凈寬12.00m的溢洪閘，是一座以防洪為主，結(jié)合農(nóng)業(yè)灌溉、城鎮(zhèn)供水、水力發(fā)電與水產(chǎn)養(yǎng)殖等多功能的水利樞紐。

該庫主體建筑物有：大壩1座、溢洪閘1座、灌溉引水涵洞1座、補(bǔ)水涵洞1座。永久建筑物為4級(jí)水工建筑物，相應(yīng)大壩洪水復(fù)核標(biāo)準(zhǔn)采用30年一遇洪水設(shè)計(jì)，500年一遇洪水校核。

二、塔山水庫病險(xiǎn)成因分析

1.實(shí)地勘測(cè)不足和設(shè)計(jì)不嚴(yán)謹(jǐn)

塔山水庫修建于20世紀(jì)50年代末，在當(dāng)時(shí)特殊的歷史背景之下，缺少具有相關(guān)專業(yè)素養(yǎng)的人員進(jìn)行水庫工程設(shè)計(jì)前的實(shí)地勘測(cè)。水庫工程設(shè)計(jì)時(shí)沒有對(duì)當(dāng)?shù)氐乃臍夂驐l件進(jìn)行詳細(xì)的分析，設(shè)計(jì)和實(shí)地勘測(cè)未有效地結(jié)合，有可能造成設(shè)計(jì)不達(dá)標(biāo)。另外限于當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)條件，缺乏科學(xué)合理的施工方法，往往在施工過程中為適應(yīng)條件而不斷更改設(shè)計(jì)方案，這樣就會(huì)對(duì)水庫工程的整體質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響。

2.施工質(zhì)量不高

塔山水庫建于1958年，建設(shè)年代較早，受當(dāng)時(shí)技術(shù)、資金等條件的限制，水庫標(biāo)準(zhǔn)低，工藝落后。而且經(jīng)過多年的運(yùn)行，水庫的質(zhì)量已經(jīng)大幅下降，存在嚴(yán)重的安全隱患，需要對(duì)其進(jìn)行除險(xiǎn)加固。

3.管理體制不完善

塔山水庫運(yùn)行前期，管理制度不完善，管理體制不健全，影響了水庫的安全運(yùn)行。由于資金有限，缺少專業(yè)的管理人員，通常管理人員專業(yè)素養(yǎng)不高，管理人員隊(duì)伍質(zhì)量不高，影響了水庫的管理水平。

4.維修養(yǎng)護(hù)不到位

水庫工程的安全運(yùn)行不僅僅與施工質(zhì)量有關(guān)，后期的維修養(yǎng)護(hù)也至關(guān)重要，因?yàn)樗畮旃こ套陨淼奶厥庑?，部分水下工程長(zhǎng)期受到各種水力因素的制約，會(huì)對(duì)壩體造成嚴(yán)重的損毀，所以需要定期進(jìn)行維修檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修復(fù)。但是，在水庫運(yùn)行多年后，由于資金投入不足，相應(yīng)的配套設(shè)施不完善，沒有得到及時(shí)的更換和補(bǔ)充，維修養(yǎng)護(hù)工作未能得到持續(xù)有效投入，導(dǎo)致水庫病害增多。

三、病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固的必要性

1.病險(xiǎn)水庫加固是保證防洪安全的主要任務(wù)之一

水庫作為防洪體系中的控制性建筑物，在洪水調(diào)度和確保防洪安全中起到了重要作用。由于種種歷史原因，加上老化失修，水庫一旦成為病險(xiǎn)水庫，在汛期到來時(shí)，不能正常運(yùn)行，不能按防汛調(diào)度要求適時(shí)攔蓄或排泄洪澇水，從而延誤時(shí)機(jī)，影響水庫防洪排澇效益的發(fā)揮；特別是出現(xiàn)潰壩等險(xiǎn)情時(shí)，直接對(duì)水庫下游人民的生產(chǎn)財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了重大危脅。因此，對(duì)病險(xiǎn)水庫進(jìn)行除險(xiǎn)加固是提高防洪安全能力、確保防洪安全的首要任務(wù)。

2.病險(xiǎn)水庫加固是確保興利作用發(fā)揮的必要措施

水庫兼具防洪、排澇與灌溉、供水、發(fā)電、航運(yùn)等多重功效，是保障國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。病險(xiǎn)水庫帶病運(yùn)行，就不能很好地發(fā)揮徑流調(diào)節(jié)作用，會(huì)造成城市生活用水供給不足，影響人民的正常生活；對(duì)農(nóng)田灌溉會(huì)發(fā)生攔不住水或引不到水的現(xiàn)象等。因此，對(duì)病險(xiǎn)水庫進(jìn)行除險(xiǎn)加固是確保興利作用發(fā)揮的必要措施。

3.病險(xiǎn)水庫加固是建筑物自身安全運(yùn)行的需要

水庫的主要作用是防洪、興利等。但由于病險(xiǎn)的存在，嚴(yán)重威脅到水庫自身的安全運(yùn)行，更別說發(fā)揮水庫興利除害的作用。因此對(duì)水庫進(jìn)行除險(xiǎn)加固也是建筑物自身安全運(yùn)行的需要。

四、塔山水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)

1.溢洪閘拆建

采用C25鋼筋混凝土U型結(jié)構(gòu)，共3孔，單孔凈寬4.00m，總凈寬12.00m，閘室底板厚0.70m、面高程23.00m；閘后要求回填土壓實(shí)度＞0.94。閘室順?biāo)飨蜷L(zhǎng)10.00m，上游側(cè)設(shè)寬3.60m的工作橋，工作橋橋面高程29.70m；上游側(cè)設(shè)總寬5.10m的交通橋，橋面高程28.00m，交通橋設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)為公路－Ⅱ級(jí)。閘門為4.00m×2.00m鋼閘門，采用2×50kN手電兩用螺桿啟閉機(jī)啟閉，門頂高程25.00m。上下游翼墻均為重力式漿砌塊石墻。

2.新建輸水涵洞

新建輸水涵洞為C25鋼筋混凝土箱涵，洞身斷面0.80m×1.00m，涵底高程20.30m，洞身長(zhǎng)約46.00m。進(jìn)水口設(shè)C25鋼筋混凝土豎井，采用0.80m×1.00m鑄鐵閘門控制，閘門采用50kN手搖桿啟閉機(jī)啟閉。進(jìn)、出水口均為C25鋼筋混凝土“U”型墻。

3.新建補(bǔ)水涵洞

新建補(bǔ)水涵洞為C25鋼筋混凝土箱涵，洞身斷面2.00m×2.00m，涵底高程22.75m，洞身長(zhǎng)20.00m。進(jìn)水口設(shè)C25鋼筋混凝土豎井，采用2.00m×2.00m鑄鐵閘門控制，閘門采用80kN手搖桿啟閉機(jī)啟閉。進(jìn)、出水口均為C25鋼筋混凝土“U”型墻。

4.壩身加固

壩頂高程不低于28.00m。本次加固工程中，將現(xiàn)有干砌石護(hù)坡翻建、補(bǔ)齊并用砂礫石找平后復(fù)澆一層0.01m厚C20素混凝土罩面，范圍為樁號(hào)0+000～0+450和 0+550～0+950壩段，高程22.0～26.0m；樁號(hào)0+450～0+550和0+950～1+030壩段，高程25.00～26.00m；高程22.00m（部分壩段25.00m）和26.00m新建底、頂格梗各一道，坡面每隔30m設(shè)橫格梗一道，底格梗為0.40m×0.70m C20素混凝土格梗，其余均為0.30m×0.50mC20素混凝土格梗；拆除高程26.00～27.00m原干砌石護(hù)坡，高程26.00m至壩頂整坡后新建草皮護(hù)坡。

在 K0+040～K0+340、K0+680～K0+840壩身背水坡戧臺(tái)、壩腳分別設(shè)凈斷面尺寸為0.30m×0.50m的混凝土集水溝、0.60m×0.80m的M10漿砌石集水溝，近壩身側(cè)墻設(shè)無砂混凝土排水塊，間距2.00m；背水坡順壩軸線向全壩段每隔50m設(shè)一道導(dǎo)流溝，凈斷面尺寸為0.30m×0.30m（戧臺(tái)及以下斷面為0.50m×0.50m），為C20素混凝土預(yù)制結(jié)構(gòu)。壩身背水坡全線鋪設(shè)草皮護(hù)坡。

在 K0+085～0+185、K0+385～0+485段做劈裂灌漿，灌漿孔布置于壩頂迎水側(cè)，單排兩序布孔，一序孔距為5.00m，終孔距為2.50m；一般孔深為伸入壩內(nèi)外坡腳線以下1.00m，孔深11.00m；順壩軸線向總工長(zhǎng)200m。

五、結(jié)語

水庫工程建設(shè)在我國農(nóng)業(yè)發(fā)展以及防洪、發(fā)電等方面發(fā)揮了重要的作用。水庫除險(xiǎn)加固是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)性的工程，需要在水庫除險(xiǎn)加固的過程中引起足夠的重視，從水庫除險(xiǎn)加固中所面臨的實(shí)際問題出發(fā)，采取有針對(duì)性的措施，以確保水庫的安全運(yùn)行，使水庫繼續(xù)發(fā)揮好防洪、興利的作用■

（作者單位：揚(yáng)州市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 225000 江蘇省淮沭新河管理處223005 江蘇省灌溉總渠管理處 223212）