摘 要:目前,北坑水庫存在種種安全隱患,是病險(xiǎn)水庫,嚴(yán)重威脅著下游人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。為此,這里分析了北坑水庫病險(xiǎn)的基本情況,并結(jié)合實(shí)際提出了排除病險(xiǎn)的相關(guān)意見和處理措施,以保證北坑水庫的安全運(yùn)行,并從中總結(jié)出了水庫除險(xiǎn)加固的幾點(diǎn)體會(huì)。 
關(guān)鍵詞:北坑水庫;安全隱患;除險(xiǎn)加固; 
  一、基本概況 
  北坑水庫位于紫金縣紫城鎮(zhèn)(原附城鎮(zhèn))橫徑村境內(nèi),工程所屬河流是東江一級支流的康禾河,距離紫城鎮(zhèn)5 km。壩址以上集雨面積0.87 km2,干流長度2.12 km,河流坡降0.050554。 
  北坑水庫樞紐工程由大壩、溢洪道、輸水涵管等三大部分組成。壩體為均質(zhì)土壩,壩頂高程200.0m,壩頂長55m,壩頂寬2.8m;原設(shè)計(jì)的校核洪水位199.8m,相應(yīng)庫容16.5萬m3,設(shè)計(jì)洪水位199.5m,相應(yīng)庫容15.7萬m3,正常蓄水位198.0m,相應(yīng)庫容14.2萬m3;大壩上下游坡坡比均為1:2.5,下游坡壩腳設(shè)棱體反濾排水;現(xiàn)輸水涵為φ0.4m的砼包瓦涵管;溢洪道為開敞式的自由泄流,堰形為寬頂堰,堰頂寬6m,堰頂高程為198.0m。 
  該水庫始建于1954年9月,竣工于1955年12月,是一座以灌溉為主,兼顧防洪、養(yǎng)殖的。2)型水庫,設(shè)計(jì)年供灌溉水能力54萬m3/年,水庫主要任務(wù)是解決下游紫城鎮(zhèn)橫徑村1000畝農(nóng)田的灌溉用水所需。如失事將影響耕地1500畝,人口2100人,村莊1.3km。 
  二、氣象水文 
  該地區(qū)屬南亞熱帶季風(fēng)區(qū),氣候溫和,雨量充沛。多年平均氣溫為20℃,最高氣溫為36℃,最低氣溫為4℃,無霜期為320天。該地區(qū)多年平均降雨量為1761.1mm,年平均相對濕度為81%,年平均年蒸發(fā)量為1532.6 mm。流域內(nèi)無實(shí)測水文資料,洪水復(fù)核計(jì)算采用《廣東省暴雨參數(shù)等值線圖》查算暴雨參數(shù)。 
  三、存在的安全隱患和除險(xiǎn)加固措施 
  1、大壩 
 。1)存在隱患。主壩加固培厚前,其斷面尺寸壩高13.0m,壩頂寬2.8m,壩坡坡度前坡1:2.5、后坡1:2.5,未達(dá)《水工設(shè)計(jì)手冊》(土石壩分冊)中有關(guān)經(jīng)驗(yàn)壩頂寬度值要求,大壩壩體植物滋生嚴(yán)重, 壩體填筑質(zhì)量差,存在滲流安全隱患;輸水涵混凝土表層風(fēng)化露砂,鋼筋已經(jīng)銹蝕,通氣管破損,門蓋銹蝕嚴(yán)重,局部破損,不能正常止水;大壩的上游坡采用干砌塊石護(hù)坡,基本平整;壩頂為泥結(jié)石路面,基本平整;路緣墻基本完整;下游坡采用草皮護(hù)坡,基本平整,未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫;壩腳未建量水堰,反濾棱體排水設(shè)施不夠高,基本正常。 
 。2)加固措施。 
  1)、壩體防滲處理:北坑水庫在涵管加固時(shí)可將水位將至死水位,壩體的上游坡防浪采用混凝土護(hù)坡設(shè)計(jì),混凝土厚0.12m。 
  2)、壩高:經(jīng)調(diào)洪演算及壩高復(fù)核計(jì)算,壩頂高程確定為200.60m,該水庫現(xiàn)壩頂高程為200.00m,未達(dá)到設(shè)計(jì)要求,根據(jù)該水庫的實(shí)際情況和滿足工程總體布置的要求,在壩頂上游側(cè)設(shè)置一條高0.6m防浪墻。防浪墻頂?shù)母叱虨?00.60m。 
  3)、壩坡:壩坡的坡比通過壩坡穩(wěn)定分析計(jì)算確定,最大壩高13.0m,壩體培厚采用向下游側(cè)培厚,迎水坡死水位以上在原干砌石面現(xiàn)澆一層12cm厚的混凝土護(hù)坡。背水坡195.50m高程設(shè)一條馬道,按照1:2.5的坡比培厚,坡面采用草皮護(hù)坡。上游壩坡設(shè)置沿山邊墻及行人步級,下游壩坡設(shè)置排水溝及行人步級。 
  4)、壩身排水:下游棱體反濾排水頂高程為189.80m,高度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,本次設(shè)計(jì)對下游棱體反濾排水進(jìn)行部分拆除后進(jìn)行加高培厚,加固后的反濾頂高程為191.00m,設(shè)置集水溝,壩體下游設(shè)置量水堰。 
  5)、壩頂:壩頂寬5.0m,壩頂采用泥結(jié)石路面。壩頂上游側(cè)設(shè)置防浪墻,墻高0.6m,下游側(cè)設(shè)置路緣石。 
  2、溢洪道 
 。1)存在隱患。溢洪道未完建,左岸墻無襯砌,右岸墻漿砌石襯砌不夠高,溢洪道為漿砌石襯砌,有部分老化脫落現(xiàn)象,過洪時(shí)不能達(dá)到防沖要求。溢洪道左岸山體開挖坡度較陡,存在水土流失和滑坡現(xiàn)象,堵塞溢洪道正常泄洪。消力池淤積嚴(yán)重,消能出口歸河處未作處理,泄洪時(shí)沖刷山體坡腳,易引起山體塌方,從而堵塞溢洪道,不利于泄洪,危及溢洪道和大壩的安全。 
 。2)加固措施。根據(jù)SL252―2000《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定,溢洪道為5級建筑物,設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇。按溢洪道洪水標(biāo)準(zhǔn)對原溢洪道進(jìn)行拆除后重建,加固后的溢洪道基本保持原有形式,主要組成部分有:進(jìn)口控制段、泄槽段、消力池段、出口歸河段。 
  溢洪道采取開敞式溢洪道。進(jìn)口采用寬頂堰,堰寬6.0m,長6.0 m,下接陡坡,陡坡段長54.0米,其中前段長33.0米,陡坡坡度i=1/5,后段長21.0米,陡坡坡度i=1/2.5,陡坡末端接消力池底流消能后歸河。 
  3、輸水涵管 
 。1)存在隱患。北坑水庫工程輸水涵管為壩內(nèi)埋管,設(shè)于右岸的壩體內(nèi)。涵管為φ0.4米砼包瓦涵管,采用斜拉式進(jìn)水口。輸水涵管澆制與大壩填土是同時(shí)施工的。在施工期立模、鋼筋制安、混凝土制作、運(yùn)輸、插漿等都是人力操作的。經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn),瓦涵曾經(jīng)發(fā)生過破碎堵塞現(xiàn)象,后疏通;輸水涵管管徑小,對涵管檢查帶來不便,且不安全。 
 。2)加固措施。由于水庫建于五十年代,運(yùn)行已久及當(dāng)時(shí)施工條件、生產(chǎn)設(shè)備極為不科學(xué),大都是人工填土而成,砼涵存在破損情況,對大壩安全是一個(gè)隱患。本次加固對輸水涵管進(jìn)行更換,改為ф80cm砼圓涵,全長47.0m,出口并作消能處理。 
  四、體會(huì) 
  2011年9月8日紫金縣紫城鎮(zhèn)人民政府組織有關(guān)方面的領(lǐng)導(dǎo)、專家在對大壩安全分析評價(jià)的基礎(chǔ)上,依據(jù)水利部《水庫大壩安全鑒定辦法》中的有關(guān)規(guī)定,對北坑水庫大壩進(jìn)行了安全鑒定,綜合鑒定為三類壩,同時(shí),對其除險(xiǎn)加固進(jìn)行了初步設(shè)計(jì),得出幾點(diǎn)體會(huì): 
  1、設(shè)計(jì)部門和地勘部門要相互協(xié)作、印證;對取得的成果要認(rèn)真分析和統(tǒng)計(jì),尤其是土工試驗(yàn)成果和一些滲流監(jiān)測成果,對出現(xiàn)的一些反常現(xiàn)象應(yīng)認(rèn)真研究,提出符合實(shí)際的設(shè)計(jì)參數(shù),以確定合理經(jīng)濟(jì)可靠的除險(xiǎn)加固方案。 
  2、在比較處理方案時(shí)既要采用新技術(shù),又要體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)合理可靠的原則。不要盲目過大追求安全度,“上堵”和“下排”方案一起上。對一些低壩,不要盲目崇拜新技術(shù),不管方案的可操作性和壩基的可灌性,只要是防滲就采用再造塑性砼墻加帷幕灌漿等先進(jìn)技術(shù)方案,忽視簡單明了的壓蓋排滲等便于施工和質(zhì)量檢查的處理方法,造成不必要的浪費(fèi)。 
  3、大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)按水利部頒發(fā)的《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行,充分利用原有設(shè)施,結(jié)合需要監(jiān)測的部位增設(shè)觀測斷面,以滲流觀測為主,配齊必要的觀測設(shè)施,推行自動(dòng)化實(shí)時(shí)監(jiān)測,以人工監(jiān)測復(fù)核,建立可靠安全的自動(dòng)化的大壩安全監(jiān)測系統(tǒng),一步實(shí)施到位。主要監(jiān)測項(xiàng)目應(yīng)包括:壩體變形觀測、壩體滲流壓力監(jiān)測、壩基滲流壓力監(jiān)測、繞壩滲流監(jiān)測、地震監(jiān)測、庫水位和下游水位監(jiān)測、壩區(qū)雨量監(jiān)測等項(xiàng)目。