王曉蕾，楊春雨

(1.洮南市水利局，吉林洮南 137100;2.洮南市抗旱機械鉆井隊，吉林洮南 137100)

相關(guān)資料統(tǒng)計顯示，目前我國擁有的各類水庫大概為84 926座，其中大型水庫415座，中型水庫2 618座，小型水庫81 893座，水利部門管理的大型水庫數(shù)量為342座。這些水庫的建成和運行為保障國民經(jīng)濟建設(shè)、防御洪水災(zāi)害發(fā)揮了重要作用，但由于種種原因，部分水庫工程質(zhì)量不高，建設(shè)年份久遠(yuǎn)工程老化且疏于管理導(dǎo)致年久失修，有些水庫更是存在防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低，與相關(guān)規(guī)定或規(guī)范相脫節(jié)，形成了病險、病危水庫，水庫功能無法正常發(fā)揮，安全隱患大，給水庫下游人們的生命財產(chǎn)安全帶來了極大的威脅。特別是遍布范圍較廣的小型水庫，由于數(shù)量大，覆蓋江河范圍廣，涉及人員多，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系大，對于保證農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展，維護農(nóng)業(yè)生產(chǎn)良好環(huán)境起著十分重要的作用。但基層小型水利工程多數(shù)處于偏遠(yuǎn)落后地區(qū)，工程維護建設(shè)經(jīng)費不足，人員管理不夠，水利工程出現(xiàn)病險，將危及人們生命財產(chǎn)安全，而且無法達到維護農(nóng)村經(jīng)濟社會發(fā)展穩(wěn)定，保證糧食生產(chǎn)安全的目的。結(jié)合基層病險水利工程除險加固實踐，探討了小型病險水利工程出現(xiàn)加固的有效方法。

1 工程概況

1.1 水庫基本情況

洮南市四海泡水庫始建于1974年，集防洪、灌溉、養(yǎng)殖等多種功用于一體的小(1)型水庫。四海泡水庫位于洮南市安定鎮(zhèn)四海村境內(nèi)，水庫為平原水庫，由1號壩、2號壩和一座泄洪閘組成。

1號壩為均質(zhì)土壩，壩長226 m，壩頂寬4 m，壩項高程161.64 m，上游壩坡 1∶2.5，下游壩坡 1∶2.5。

2號壩為均質(zhì)土壩，壩頂長度1 250 m，壩頂寬4 m，壩頂高程159.78 m，上游壩坡1∶3 米，下游壩坡1∶2。

泄洪閘位于1號壩樁號0+060處，為漿砌石結(jié)構(gòu)，由進口連接段、閘室段、涵洞段、消力池段和海漫段組成，單孔凈寬1.5 m，閘底板高程156.5 m，設(shè)計引水流量為3.5 m3/s。

水庫壩址以上控制流域面積37 km2，總庫容992萬m3，主要水源為引洮干渠水。水庫死水位為157.00 m，相應(yīng)庫容150萬m3，正常高水位為158.20 m，相應(yīng)庫容804萬m3。設(shè)計洪水位為158.43 m，總庫容992萬m3。

1.2 水文情況

四海泡水庫流域內(nèi)干旱少雨，多年平均降雨量397 mm，低于400 mm的生態(tài)界限雨量。降雨徑流的年際和年份極不均勻，春季常遇少雨干旱，夏季多發(fā)生暴雨洪水。四海泡水庫為10 a一遇洪水設(shè)計，24 h設(shè)計洪量167萬m3，7 d設(shè)計洪量235萬m3。多年平均年總輸沙量為1 332 t。最大冰厚為1.1 m。

1.3 氣象

工程所在地位于我省西部，氣候?qū)僦袔Т箨懶约撅L(fēng)氣候，春季干旱少雨，多大風(fēng)，夏季炎熱，降雨集中，秋季來霜早，持續(xù)時間長。多年平均氣溫為4.5℃，多年平均降水量397.7 mm，降水年內(nèi)分配極不均勻，多集中夏季，6—9月降水量占全年降水量的83.3%。多年平均無霜期160 d左右，初霜最早出現(xiàn)在9月17日，最晚在10月7日，終霜最晚在5月14日。

2 安全評價

2.1 工程總體評價

該水利工程修建于20世紀(jì)70年代初，由于建設(shè)年代所限和當(dāng)時的經(jīng)濟社會發(fā)展水平限制，工程質(zhì)量不高，在工程運行30余年后，安全隱患重重。加之疏于管理，工程老化嚴(yán)重，年久失修，已經(jīng)嚴(yán)重影響了水庫的安全運行和正常功能的發(fā)揮。該水庫同時擔(dān)負(fù)著下游灌區(qū)的供水和防洪任務(wù)，加上水庫自身承擔(dān)的經(jīng)濟養(yǎng)殖作業(yè)，一旦失事，必然對下游人民生命財產(chǎn)造成巨大威脅。

2.2 水庫地質(zhì)安全評價

2.2.1 壩基工程地質(zhì)

壩基巖性由高液限黏土、細(xì)粒土質(zhì)砂組成。

2.2.1.1 沉陷穩(wěn)定

主要受高液限黏土層的控制，壓縮系數(shù)為0.28MPa－1，屬高壓縮性，由于壩基運行多年壓縮、深陷已趨于穩(wěn)定，如壩身加高不大時，不會產(chǎn)生有害影響。

2.2.1.2 滑動穩(wěn)定

壩基細(xì)粒土質(zhì)砂控制滑動穩(wěn)定，其凝聚力(C)0kPa，內(nèi)摩擦角Φ310，該壩最大高度不超過3.1 m，其抗滑穩(wěn)定可滿足要求。

2.2.1.3 滲流穩(wěn)定

壩基表層土質(zhì)均為高液限黏土層，厚度0～3.8 m，滲透系數(shù)為5.5×10－7cm/s，屬不透水，允許滲透比降為2。所以壩基滲流穩(wěn)定。

2.3 水庫壩體安全評價

1號壩樁號0+000—1+400段壩頂高程為161.5 m，壩頂寬度不足4 m。筑堤土料不好，碾壓不佳，施工質(zhì)量差，迎水坡受波浪淘刷和暴雨的沖刷出現(xiàn)多處陡坎和沖溝。

2號壩壩坡沖刷嚴(yán)重，迎水側(cè)壩腳形成陡坎。陡坎高度達2.5 m，距壩腳20 m。壩頂寬度不足4 m，壩頂表面凹凸不平，多處出現(xiàn)沖溝、雨漏、陡坎。

輸水涵閘位于1號壩0+060樁號處，為漿砌石結(jié)構(gòu)，由進口連接段、閘室段、涵洞段、消力池段和海漫段組成?，F(xiàn)有輸水閘閘門為鑄鐵閘門，無啟閉設(shè)施，不能正常使用。

此外，四海泡水庫建成后，沒有辦公場所，沒有對外交通工具，水文、氣象，水工觀測設(shè)施一直沒有設(shè)立，同時水庫無通訊設(shè)備，沒有微機聯(lián)網(wǎng)報汛系統(tǒng)。

3 主要除險加固方案

3.1 完善基本數(shù)據(jù)，重新鑒定水庫安全評價

基層小型水庫大部分修建于大躍進時期，缺乏詳實和清晰的數(shù)據(jù)資料，洪水標(biāo)準(zhǔn)偏低或者不全的現(xiàn)象給小型水庫后期的維護帶來很大的麻煩。應(yīng)當(dāng)通過實地調(diào)研，進一步核實、校驗、補充和修正水庫的基本數(shù)據(jù)，進一步完善水庫的檔案資料。2007年，由洮南市農(nóng)村水利管理中心站組織水庫大壩安全鑒定專家組對洮南市四海泡水庫大壩安全進行鑒定。根據(jù)水利部《水庫大壩安全鑒定辦法》和《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》，四海泡水庫大壩安全性評定為三類壩。

3.2 完善溢洪道及防洪標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定

基層小型水庫溢洪道的件數(shù)通常為開敞式溢流堰的寬頂堰，部分水庫甚至存在溢洪道缺乏，或者標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)模建設(shè)不相符。大部分的溢洪道由于年久失修老化嚴(yán)重，無法正常泄洪，給水庫帶來極大的安全隱患。因此，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照溢洪道設(shè)計建造標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化溢洪道的平面布置，對進口進行清淤、返修或者改建，完善消能設(shè)施建設(shè)，做好邊坡管護。對于地板和邊墻有裂縫的區(qū)域進行部分或者全部拆除，重建。本次初步核定水庫設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為10 a一遇。設(shè)計總庫容992萬 m3，校核洪水位為158.43 m，設(shè)計洪水位為158.43 m，正常高水位為158.2 m。該工程壩頂高程為159.78 m，最大壩高1.8 m。

3.3 進一步增高、增厚壩體，提高水庫安全系數(shù)

根據(jù)實踐經(jīng)驗，對壩坡較為單薄、壩頂較為低矮、壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)不達標(biāo)的小型水庫，應(yīng)當(dāng)在進一步摸清楚大壩的物理學(xué)參數(shù)后，通過周密科學(xué)的計算，確定壩體的增高加固方案。洮南市四海泡水庫壩坡較為單薄、壩頂較為低矮、壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)不高，在除險加固時針對這一問題進行了重新設(shè)計，對一號壩原長226 m，樁號0+000—0+226壩段進行加高整形，上游進行混凝土板塊護坡;二號壩原長1 250 m，樁號0+000—1+250壩段進行整形，壩上游進行草皮護坡，壩腳外建造防浪林，壩上修建砂石路面。輸水閘更換閘門和啟閉機。

4 結(jié)語

2012年中央一號文件的頒布，第一次把水利建設(shè)提升到關(guān)系經(jīng)濟、生態(tài)、國家安全的戰(zhàn)略性高度，可見水利設(shè)施的建設(shè)意義重大。小型水庫作為基層水利設(shè)施建設(shè)的重要內(nèi)容，其安全正常運行關(guān)系著基層農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的正常秩序，關(guān)系著廣大農(nóng)村、農(nóng)民的切身利益。水庫工程的建成，有利于促進我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，提高人民生活水平，保障社會穩(wěn)定，在防洪、灌溉、發(fā)電、供水等方面都能發(fā)揮重要作用。特別是基層中小型水庫，由于其覆蓋范圍廣，涉及人員多，使用頻率高，高質(zhì)量建設(shè)和高效能運營的同時，也要注意對水利工程的維護、保養(yǎng)，對于病險水庫要及時采取有效措施進行維修和保養(yǎng)，確保水庫造福于民。

［1］中華人民共和國水利部.東部地區(qū)重點小型病險水庫除險加固規(guī)劃［R］.北京:中華人民共和國水利部，2009.

［2］嚴(yán)祖文，魏迎奇，張國棟.病險水庫除險加固現(xiàn)狀分析及對策［J］.水利水電技術(shù).2010(10):76－79.

［3］李通，丁曉丹.對水庫除險加固的探討［J］.民營科技.2010(12):274.

［4］林永澤.小型水利樞紐工程與除險加固技術(shù)的應(yīng)用［J］.廣東科技.2010(1):164.

［5］楊勇，張磊.中小型水庫除險加固中常見的問題及分析［J］.水利建設(shè)與管理.2004(2):62－64.