1、病险水库除险加固设计方案优化摘要：本文通过对达茂旗水库工程总体布局进行了四个方案的比较，针对工程现状及存在的主要问题，经过认真分析研究，确定最佳设计方案，为工程的兴建提供优质设计。 关键词：工程设计；除险加固；水库优化 中图分类号：TV697 文献标识码：A 1 工程流域概况 水库位于达茂旗东南部 45km 处的湾尔图河下游，该河属塔尔红河支流，塔尔红河属艾不盖河支流，艾不盖河属内陆河水系，坝址以上控制流域面积 175.3km2。流域上游大部分为丘陵山地，随着水保治理工程的实施，植被有所改善，水土流失有所减轻。 水库于 1958 年边设计边施工，1963 年竣工并投入运用，是一座以灌溉为主、兼
2、顾防洪、养殖等综合利用的重点小（1）型水库。 原设计水库主要由大坝、溢洪道、灌溉输水洞组成，设计洪水标准为 20 年一遇，校核洪水标准为 50 年一遇，设计总库容 401.4104m3，兴利库容 108.1104m3，死库容 38.8104m3，调洪库容254.5104m3。水库大坝为均质坝，坝顶高程 1608.90m，设计最大坝高13.37m，坝顶宽 4m，上游边坡 12.5，下游边坡 12.0，大坝总长280m。溢洪道位于水库右岸天然凹槽，其岩性为花岗岩，为开敞式宽顶堰，堰顶高程 1605.22m，溢洪道进口堰宽 10m，全长 564m，最大下泄流量为 30m3/s。灌溉输水洞位于大坝右端
3、坝下，进口底高程 1597.04m，出口底高程 1596.46m，洞长 70m，输水洞为“城门洞”型，其断面为2.31.5m2，采用浆砌块石砌筑。洞前设有进水塔，塔高 13.2m，为钢筋砼结构。 2 工程现状及存在的主要问题 （1）水库建成运行至今已有四十余年，根据 2003 年 8 月水库测淤资料，目前水库已淤积 27.1104m3。大坝防洪标标准严重偏低。 （2）大坝 现状坝顶高程 1608.00m，大坝坝顶长 272m，最大坝高 13.11m，上游坝坡 12.213.0，下游坝坡 12.012.2。坝顶最宽处 3.5m，最窄处不足 2m，上游干砌块石护坡错拉、拢起,塌陷严重，大部分面积已
4、生长有杂草，下游无护坡，无任何排水设施，由于雨水冲刷，坝面大部分形成冲沟，坝下游有渗流出逸处，坝基渗漏严重，下游 100m 之内已成沼泽化。 （3）溢洪道 溢洪道位于水库右岸天然凹槽，凹槽处为花岗岩山体，岩石较好，溢洪道长 564m，坡降 i=1/401/60，现状多呈“U”型断面，或非常不规则断面，断面凸凹不平，溢洪道底部最窄处 10m，最宽处 15m 。在距进口 150m 处有一通往坝顶的人行刚架桥，桥面宽 2.0m ，桥面木板腐蚀破坏严重。 （4） 输水洞 输水洞位于大坝右端坝下，设计灌溉引水流量 2.2m3/s，洞身为浆砌块石“城门洞”型，净宽 2.3m，直墙高 2.3m，拱高 0.4
5、m，洞身全长70m，进口设有钢筋砼启闭塔，内设钢闸门。因塔身为钢筋砼结构，在水位变动区砼剥蚀严重，塔顶无启闭机房（已破坏） ，闸门靠人工启闭。输水洞出口消能设施破坏，在洞出口可听见哗哗的流水声，说明闸门止水失效或封闭不严。洞身师基础为花岗岩，从外观上观察，运行正常。 （5）其它 水库没有任何观测设施和管理设施，通讯设施不完备，无上坝抢险道路。供电设施老化报废，水库处于无电状态。 3 水库除险加固工程建设缘由 水库原设计是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合利用的小(1)型水库，该水库于 1958 年当年开工，于 1963 年竣工。水库由大坝、溢洪道、输水洞三部分组成，水库原设计标准为 20 年
6、一遇洪水，校核标准为 50 年一遇洪水，按照现行规范复核计算，水库现状防洪能力不足 20年。根据 2003 年 8 月我院实测库区地形图资料并重新量算，水库运行至今共淤积 27.1104m3，按照水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000 之规定，原设计该水库属小(1)型水库，工程等别为四等，主要建筑物级别为 4 级。水库设计洪水标准为 3050 年一遇洪水，校核洪水标准为 3001000 年一遇洪水，由此可见青龙湾水库原设计洪水标准严重偏低，属严重的病险水库。 根据水库大坝安全评价导则SL258-2000 之要求，对该水库进行了安全评价，该水库大坝安全属三类坝，应安排计划进行除险加固
7、。 水库下游控制灌溉面积 1 万余亩，因水库带病运行，不敢多蓄水、不能有效发挥其兴利作用，现状只能灌溉 1000 余亩，严重影响下游农牧民的丰产、高产。另外水库下游有 18 个自然村 3000 余人口，耕地 1.6万余亩，牲畜 2 万余头，由于防洪标准低，水库一旦遭遇 20 年一遇以上的洪水，将有垮坝的危险，失事后将会对下游产生严重后果。 该水库除险加固工程实施后，对下游保护区的标准进一步提高。同时水库可为下游灌区提供灌溉水，保证农田适时灌溉。水库还可发展养殖业、旅游业，对促进本地社会经济发展具有十分重要的意义。 该水库除险加固后总库容为 462.2104m3，根据 SL252-2000水利水
8、电工程等级划分及洪水标准的规定，该工程仍属小(1)型水库工程，工程等别为四等，主要建筑物为 4 级。 4 水库除险加固设计方案优化 4.1 水库加固、扩建方案选择 水库的主要建筑物由大坝、溢洪道、灌溉输水洞组成。根据水库目前存在的问题以及各建筑物的现状情况，本次除险加固工程主要设计了三个方案。 第一方案（拓宽溢洪道堰顶、加高大坝方案） 因溢洪道位于大坝右岸天然凹槽处，其轴线至大坝右端 150m，无论从左侧或右侧均可扩宽，所以本方案沿轴线向两侧对称扩宽，并对大坝加高。根据计算溢洪道由现状 10m 宽扩宽至 16.3m，大坝需加高 1.02m 并设 1.2m 高坚固防浪墙，该方案溢洪道控制断面采用
9、驼峰堰，堰宽 16.3m ，无闸门控制，堰顶高程维持现状并与正常蓄水位齐平，即 1604.50m ，堰体长 8m 。驼峰堰下接陡坡、陡坡与控制段同宽，陡坡长 13.40m ，纵坡 1/4，采用底流消能，消力池长 15.5m ，池深 1.5m 。进口开挖引水渠，渠长 133.36m。出口开挖尾水渠 ，渠长 82.13m 。工程总投资 1190.00万元。 第二方案（溢洪道堰顶宽维持现状、大坝加高方案） 该方案溢洪道堰宽维持现状，控制断面采用 WES 实用堰，堰顶高程维持现状并与正常蓄水位齐平，即 1604.50m ，大坝需加高 1.85m 并设1.2m 高坚固防浪墙。工程总投资 2301.67 万元。 第三方案（溢洪道扩宽、大坝维持现状方案） 该方案大坝顶高程维持现状高程即 1608.00m，溢洪道采用 WES 实用堰体，顶高程维持现状高程 1604.50m 不变，溢洪道需由 10m 扩宽至33m，实用堰下接陡槽、消能等设施。 4.2 设计方案确定 根据各设计方案设计情况以及水库工程现状实际情况，三个方案不同之处主要是溢洪道扩宽程度不同，坝顶加高不同，综合比较本次设计推荐第一方案，因该方案可彻底解决大坝与溢洪道原来施工之不足，并且管理运行较方便。 结束语 通过对达茂旗水库除险加固工程设计方案的优化,为工程的兴建提出科学、合理的设计方案。
