东升水库水毁修复工程技术分析

徐焱灼

(林甸县水务局，黑龙江 林甸 166300)

1 水毁成因及建设必要性

林甸县东升水库始建于20世纪50—60年代，主坝长7 500 m，副坝长1 700 m，防洪标准P=2%。该水库对保护人民生命财产安全具有重要意义。但每年汛期，冲刷严重，尤以5+050～5+210段最为严重，附近的村屯、农田饱受涝灾困扰。

近几年，随着对水利工程投入的增加，截至到2003年，东升水库防洪标准由原来的20 a一遇提高到50 a一遇，防洪能力整体增强，为了根治水害，改善环境，应对迎水面进行护坡加固。提高坝体的抗冲刷能力，有利于坝坡稳定，更好地发挥防洪作用。通过工程建设可缓解洪水对坝体的压力，加强对汛期防洪能力，以较少的投资获取较高的长期防洪效果。工程建设既可保护生态又可保护生产力，从而为经济发展、农业增效，农民增收提供更多有利支撑。

原坝坡生长大量芦苇，对坝前风浪起到了很好的消波作用。除险加固过程中，由于施工要求，水库水位下降，坝前芦苇的生态环境发生变化，加之水库渔业养殖，投放了大量草鱼，芦苇嫩芽成为草鱼优良饲料，因此芦苇大面积死亡，坝体失去芦苇保护，受到风浪直接冲刷。迎水坡原设计为草皮护坡，施工时草皮护坡铺设时间短，草根没能深入坝体，不能对坝坡表层直到加固作用。因此，该段在风浪作用下，造成坝坡大面积淘涮破坏。

2 工程建设的可行性

东升水库水毁修复工程项目具有较好的前期工作基础。水库大部分堤坝形状保护较好，工程建设基础较好。

项目具有较好的群众基础。项目区所在地近几年经济发展势头强劲，人均纯收入随着水稻种植业的发展不断增加，农民自主投入的积极性空前高涨。特别是在1998年大洪水后，当地群众深受洪涝灾害，普遍支持对东升水库的治理，农民对项目的实施要求迫切。

资金投入较低，效果高。现有堤段已达50 a一遇防洪标准，只需在原有大坝的基础上整修加固。

3 水库水毁工程设计

3.1 工程等级

按《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)[1]，东升水库为大(2)型水库，大坝工程级别为3级。防洪标准:按50 a一遇洪水设计。

3.2 主要设计依据的标准、规范及法律、法规

1)《防洪标准》(GB50201—94)[2]。

2)《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)[3]。

3)碾压式土石坝设计规范》(SL274—2001)[4]。

4)《水利水电工程初步设计报告编制规程》(DL5021—93)[5]。

5)《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》(SL/T98)。

3.3 护坡设计

护坡型式选取两个方案进行比较，干砌石与混凝土护坡。由于干砌石护坡对石料的质量、形状要求高，施工难度大，且林甸县本地不产石料，所需石料需要外运，成本高，不经济。而混凝土板护坡是在现场浇筑，可保证施工进度，整体性好，因此设计护坡形式采用现浇混凝土板护坡。

在主坝5+050～5+210段拟采用混凝土板护坡，混凝土板的厚度计算公式为:

式中:η为系数，对整体式大块护面板取1.0;b为沿坝坡向板长，m;ρe为混凝土板的密度，t/m3;ρw为水的密度，t/m3;m为坝坡度系数;hp为累计频率为1%的波高;Lm为平均波长，m。

经计算，设计工况下，t=0.05 m;校核工况下，t=0.07 m，结合水库大坝护坡厚度为20 cm，本次设计采用t=0.2 m。护坡结构为100×80×20cm，现浇混凝土板+土工布+砂垫层，采用沥青木板分缝。固脚采用现浇混凝土，固脚顶高程与大坝内侧地一平，固脚断面为梯形，顶宽为50 cm，底宽为80 cm，高100 cm，护坡与固脚混凝土采用C20。大坝修复采用均质土坝，利用原有大坝进行土方填筑，不改变原有设计标准。

4 施工组织设计

4.1 施工条件[6]

本次林甸县东升水库水毁修复工程位于林甸县西北部，三合乡境内，距县城33 km。该区多年平均降雨量420 mm，降雨一般多集中在汛期6—9月份，占全年降雨量的70%;多年平均气温2.3℃，极端最低气温-39.2℃，极端最高温度39.8℃;流域内多平均年蒸发量为1 459 mm(E20蒸发皿);封冻期为10月下旬，结冻期为4月中旬，结冰期200 d左右，最大冻土层深度2.3 m;风向多为西北和西南风，历年平均风速为4.0 m/s，最大风力9级。工程所在地区交通比较方便，有G015国道从附近通过。所以土方施工定于10月25日—11月5日，混凝土工程于11月6日—11月15日完工。

4.2 施工导流

为确保施工顺利进行，需在主坝内设计临时围堰，堰长160 m，顶宽0.5 m，边坡比1∶1，围堰高度根据堰前常水位149.00 m，超高0.5 m，故围堰高度定为1.9 m。

围堰采用编织袋装土砌筑，使用黏土填缝，施工时先将装好黏土的编织袋运到施工地点，再通过人工将编织袋运到施工现场进行人工填筑。

待相关的工程项目施工完毕后，用挖掘机将施工临时围堰拆除干净，弃至指定的范围。

4.3 建筑材料

4.3.1 大坝土料

根据工程地质资料，项目区内均为黏性土，大坝土方填筑所用土料，可从坝址下游富饶砖场附近料场取土。料场距工地约15 km。

4.3.2 砂、石料

林甸境内不产砂石料，故所需砂石料由齐齐哈尔冯屯料场购进，用汽车经G015国道运至工地，运距120 km。

4.3.3 其它材料

水泥、油料等建筑材料均由林甸县购进，采用汽车运输，运距为33 km。

5 工程施工

5.1 土方工程

土方施工以机械为主，先清除迎水坡内淤泥，再采用汽车运土，大坝所用黏土土料采用挖掘机挖、装，自卸汽车运至坝上，拖拉机压实，上坝土料不得含有草皮，农作物根、腐殖土杂物。土料填筑应水平分层进行，不得顺坡填筑，新填筑土料与原状坝土结合部位施工时采取刨毛处理，每层填筑厚度应满足设计要求。

5.2 混凝土工程

主坝5+050～5+210段采用混凝土护坡，护坡采用20 cm厚现浇混凝土板，下垫一层无纺布，无纺布下铺设10 cm厚砂垫层。混凝土护坡施工方便、易于修复、造价合理。

混凝土浇筑施工应严格按照《混凝土施工技术规范》要求施工。混凝土的配合比必须通过实验确定，按一定厚度、次序、方向、分层进行，浇筑应保持连续性。

6 施工总体布置

原则是布局合理、施工方便、提高效率、保证工期。本工程的特点是施工距离短、无建筑物，因此施工布置较为简单，为便于生产、生活，易于管理，工程设生活福利用房、油库、机修间等。为解决生产生活用水，可就近打井，引用地下水。

7 工程管理

7.1 管理机构

林甸县东升水库水毁修复工程是在原有大坝基础上进行的，在管理上从属于林甸县东升水库管理处，故本次工程不单独设站，在现有管理机构的基础上进一步完善，明确分工职责和任务。

7.2 管理办法

工程按照水利基本建设程序进行，工程竣工后，定期派人维护，确保堤防安全，延长使用寿命，充分发挥防洪减灾的作用。建立完善的管理职责。

8 环境影响评价

8.1 工程对环境的影响分析

本次工程仅对原有大坝进行填筑、护坡，对局地气候无改变，不会对流域水质、植被及人民生活、动物生存和农业生产产生不利影响。

8.2 施工期对环境的影响分析

1)在施工期，各种作业过程将对环境产生轻微而短暂的不利影响。施工活动将产生粉尘、飘尘;施工机械在运转过程中排放废气。另外施工活动也将产生噪声，对施工人员的健康产生轻微影响，施工期间还将带来一些废水和固体废弃物。

2)在施工期，施工人员相对集中，统一食宿，易发生各种传染病，应配备专业医护人员进行防疫。

8.3 环境影响综合评价结论

东升水库水毁修复工程是一项防治水灾、造福人民的兴利工程。同时该工程对环境不利影响很小。

[1] 黑龙江省水利科学研究院.林甸县水库修复设计报告[R].哈尔滨:黑龙江省水利科学研究院，2011.

[2] 中华人民共和国水利部.GB50201—94防洪标准[S].北京:中国水利水电出版社，1994.

[3] 长江水利委员会长江勘测规划设计研究院.SL2252—2000水利水电工程等级划分及洪水标准[S].北京:中国水利水电出版社，2000.

[4] 黄河水利委员会勘测规划设计研究院.SL274—2001碾压式土石坝设计规范[S].北京:中国水利水电出版社，2001.

[5] 水利部水利水电规划设计总院.DL5021—93水利水电规划设计规程[S].北京:中国水利水电出版社，1993.

[6] 卜贵贤.水利工程管理[M].郑州:黄河水利出版社，2007.