孫曉東，曲強(qiáng)，李德志

（煙臺(tái)市牟平區(qū)水務(wù)局，山東 煙臺(tái) 264100）

高陵水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程大壩設(shè)計(jì)變更分析

孫曉東，曲強(qiáng)，李德志

（煙臺(tái)市牟平區(qū)水務(wù)局，山東 煙臺(tái) 264100）

以高陵水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程為例，對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行有針對(duì)性的變更，并對(duì)變更前后的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行比較，證明設(shè)計(jì)變更的科學(xué)性和合理性。為類似工程提供了參考。

高陵水庫(kù)；除險(xiǎn)加固；設(shè)計(jì)變更

高陵水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)2000年一遇，溢洪道消能防沖設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇。大壩工程原批復(fù)主要加固內(nèi)容包括：拆除重建防浪墻和壩頂路面工程；大壩樁號(hào)0-003～0+080段防滲體接高工程；大壩樁號(hào)0+032～1+168段新建壩體及壩基混凝土防滲墻工程；大壩樁號(hào)0-010～1+180段壩基基巖帷幕灌漿工程；大壩樁號(hào)0+008～1+153段上游壩殼翻壓及樁號(hào)0+022～1+147段上游壩腳拋石壓重工程；大壩上游坡干砌方塊石護(hù)坡和上壩臺(tái)階工程，下游壩坡整修、種草皮護(hù)坡工程；大壩下游坡拆除重建縱、橫向排水溝、岸坡排水溝及上壩臺(tái)階；樁號(hào)0+076～1+111段壩腳新建排水體、排水溝工程。

1 設(shè)計(jì)變更緣由

目前，高陵水庫(kù)水位為52.26m，原設(shè)計(jì)施工控制水位為50.5m，鑒于目前市區(qū)水資源供應(yīng)緊張，建設(shè)單位要求在保留水庫(kù)現(xiàn)有水量的基礎(chǔ)上，于2015年12月16日至2016年2月底通過(guò)引黃調(diào)水配套工程向高陵水庫(kù)調(diào)水600.0萬(wàn)m3，因此，施工控制水位將相應(yīng)抬高。受庫(kù)水位影響的工程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：大壩樁號(hào)0+022～1+147段上游壩腳拋石壓重拋石工程（原設(shè)計(jì)一級(jí)平臺(tái)頂高程51.0m，二級(jí)平臺(tái)頂高程54.0m）；大壩樁號(hào)0+ 00～1+153段壩殼翻壓工程（原設(shè)計(jì)翻壓底高程51.0m）；東、西放水洞及溢洪道工程施工圍堰（原設(shè)計(jì)東放水洞圍堰頂高程53.0m，西放水洞和溢洪道圍堰頂高程52.8m）。針對(duì)上述情況，根據(jù)建設(shè)單位要求，對(duì)庫(kù)水位影響的大壩上游壩坡抗震加固及施工圍堰等工程進(jìn)行變更。另外，由于東放水洞工程施工，不能通過(guò)放水洞直接向牟平第一、二水廠供水，設(shè)計(jì)變更增加向城市供水的臨時(shí)提水工程。

2 大壩上游壩殼抗震加固設(shè)計(jì)變更

2.1 水庫(kù)施工控制水位的確定

根據(jù)水量平衡原理，按水庫(kù)現(xiàn)狀水位52.26m，相應(yīng)庫(kù)容580.0萬(wàn)m3，水庫(kù)上游來(lái)水量（分別計(jì)算95%保證率枯水年份和多年平均來(lái)水量?jī)煞N情況）和2015年12月16日至2016年2月底調(diào)水量600.0萬(wàn)m3，扣去牟平第一、二水廠用水量（5.15萬(wàn)m3/d）和水庫(kù)滲漏、蒸發(fā)水量，求得每月月末庫(kù)水位及相應(yīng)庫(kù)容，即求得調(diào)水期末水庫(kù)水位。從計(jì)算結(jié)果可以看出，95%保證率枯水年份來(lái)水量計(jì)算調(diào)水期末即2月底水庫(kù)水位為52.96m。按多年平均來(lái)水量計(jì)算調(diào)水期末即2月底水庫(kù)水位為53.25m。經(jīng)綜合考慮上游來(lái)水情況，截至調(diào)水期末（即2016年2月底），壩殼翻壓施工控制平臺(tái)高程需達(dá)到53.5m以上。

2.2 上游壩殼抗震加固方案比選

針對(duì)庫(kù)水位影響的大壩抗震加固設(shè)計(jì)采用以下3種方案進(jìn)行比選。1）方案一：振沖+壩殼翻壓方案。樁號(hào)0+022～1+147段上游壩腳拋石壓重一級(jí)平臺(tái)頂高程由51.0m調(diào)整為52.8m，外邊坡1∶1.0不變，底部距大壩壩腳不小于8.0m。二級(jí)平臺(tái)頂高程54.0m，頂寬6.0m，外邊坡1∶2.5，維持不變。大壩樁號(hào)0+008～1+153段高程54.0m以上壩殼翻壓，底高程54.0m，底寬12.38m，碾壓邊坡為1∶2.5，碾壓后相對(duì)密度不小于0.75；高程54.0m以下壩殼采用振沖加固，頂高程54.0m，底高程51.0m。2）方案二：拋石和壩殼翻壓于2015年12月16日起同時(shí)施工。樁號(hào)0+022～1+147段上游壩腳拋石壓重一級(jí)平臺(tái)同方案一。二級(jí)平臺(tái)頂高程55.8m，頂寬6.0m，外邊坡1∶2.5，維持不變。大壩樁號(hào)0+008～1+153段高程52.8m以上壩殼翻壓，底高程52.8m，底寬12.38m，碾壓邊坡為1∶2.5，碾壓后相對(duì)密度不小于0.75。本方案計(jì)劃于2015年12月16日起同時(shí)進(jìn)行拋石壓重和壩殼翻壓，并于2016年2月底完成53.5m高程以下壩殼翻壓和拋石壓重任務(wù)，2016年5月底前完成剩余拋石壓重和壩殼翻壓任務(wù)。3）方案三：2015年12月16日起先進(jìn)行拋石壓重，2016年2月底起進(jìn)行壩殼翻壓方案。樁號(hào)0+022～1+147段上游壩腳拋石壓重一級(jí)平臺(tái)同方案一。二級(jí)平臺(tái)頂高程56.5m，頂寬6.0m，外邊坡1∶2.5，維持不變。大壩樁號(hào)0+008～1+153段高程53.5m以上壩殼翻壓，底高程53.5m，底寬12.38m，碾壓邊坡為1∶2.5，碾壓后相對(duì)密度不小于0.75。本方案計(jì)劃于2015年12月16日起開始?jí)文_拋石壓重，2016年2月底完成53.5m高程拋石壓重任務(wù)，并開始?jí)螝し瓑海?月底前完成剩余拋石壓重和壩殼翻壓任務(wù)。

壩殼加固方案比較時(shí)，東、西放水洞及溢洪道施工圍堰設(shè)計(jì)變更方案相同。經(jīng)綜合比較，方案三施工工藝簡(jiǎn)單，技術(shù)可行，工序不交叉，施工質(zhì)量易控制，投資省。因此，設(shè)計(jì)變更推薦方案三。

3 放水洞和溢洪道臨時(shí)工程設(shè)計(jì)變更

高陵水庫(kù)東放水洞承擔(dān)著城市供水功能，其設(shè)計(jì)為拆除重建，計(jì)劃工期為3個(gè)月，2015年12月20日～2016年3月15日，東放水洞施工期間，需增加臨時(shí)提水，按最大供水量確定泵站規(guī)模為6.2萬(wàn)m3/d，即0.718m3/s。為加快東放水洞施工進(jìn)度，及早恢復(fù)水庫(kù)供水功能，施工工期為2015年12月20日～2016年3月15日。

放水洞施工工期調(diào)整后，經(jīng)綜合考慮上游來(lái)水情況，按2016年2月底水庫(kù)水位52.96m作為施工控制水位，堰頂高程變更為54.50m，堰頂寬5.0m，堰頂長(zhǎng)60.0m，上、下游坡比1∶2不變，利用壩殼開挖的砂礫料進(jìn)行填筑，迎水面采取袋裝砂礫土及一層兩布一膜復(fù)合土工膜防護(hù)，并將土工膜延伸到堰頂平臺(tái)下1m固定。

溢洪道及西放水洞原設(shè)計(jì)施工控制水位51.41m，堰頂高程52.80m，堰頂寬5.0m，堰頂長(zhǎng)110.0m，上、下游坡均為1∶2.0。按2016年2月底水庫(kù)水位52.96m作為施工控制水位，堰頂高程變更為54.5m，堰頂寬5.0m，堰頂長(zhǎng)110.0m，上、下游坡比1∶2.0不變。

4 設(shè)計(jì)變更影響分析

本次設(shè)計(jì)變更為大壩上游壩殼抗震加固方案變更，溢洪道和放水洞施工圍堰及臨時(shí)提水工程等工程規(guī)模按原設(shè)計(jì)不變。大壩上游壩坡拋石壓重體二級(jí)平臺(tái)頂高程由54.00m變更為56.50m，壩殼翻壓底高程由51.00m變更為53.50m，拋石頂高程和翻壓底高程搭接高度3.0m不變，抗液化安全性滿足要求。設(shè)計(jì)變更增加了上游壩腳拋石壓重工作量，減少了上游壩殼翻壓及干砌石護(hù)坡工程量，對(duì)工程工期無(wú)影響。

1）大壩上游坡抗震加固變更投資影響分析：大壩上游壩殼抗震加固設(shè)計(jì)變更后，增加了上游拋石壓重方量，減少了上游坡壩殼翻壓和干砌方塊石護(hù)坡工程量。2）施工圍堰變更投資影響分析：施工控制水位抬高后，東放水洞圍堰、西放水洞和溢洪道圍堰加高后工程投資略有增加。3）東放水洞鋼筋砼箱涵冬季施工保溫措施投資影響分析：東放水洞冬季施工需增加保溫措施費(fèi)，及因庫(kù)水位抬高增加排水費(fèi)。4）施工期供水提水工程：因高陵水庫(kù)擔(dān)負(fù)向牟平水廠供水任務(wù)，放水洞施工時(shí)，不能中斷，需要增設(shè)向壩后輸水渠供水的泵站和管路，需要增加投資。

[1]建設(shè)工程勘察設(shè)計(jì)管理?xiàng)l例[S].北京，中國(guó)計(jì)劃出版社，2000.

[2]水利工程設(shè)計(jì)變更管理暫行辦法[S].北京，中國(guó)水利出版社，2012.

（責(zé)任編輯遲明春）

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2016-06-08

孫曉東（1972—），男，工程師