玄羊河水库除险加固的设计技术要点

郭海英

( 黑龙江省八五八农场水务局，黑龙江 虎林158419)

1 工程概况

玄羊河水库位于倭肯河二级支流玄羊河上游，地处勃利县大四站镇境内玄羊河村，其地理坐标为E130°22'36″，N45°49'32″，是一座以灌溉为主、兼顾防洪、水产养殖等综合利用的小(1) 型水库，流域面积17 km2。

玄羊河水库始建于1957年，1965年续建，1973年竣工。水库主体工程由土坝、溢洪道和输水洞3部分组成。

玄羊河水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养鱼等综合利用的小( 1) 水库，设计灌溉水田73.3 hm2，现状实际灌溉水田面积53.3 hm2，保护耕地1 000 hm2、3个村镇、人口6 600人及省道308。

2 水库存在问题

根据玄羊河水库大坝安全鉴定报告，水库现有土坝、溢洪道和输水洞等主体工程都存在严重质量问题，存在的主要问题有:

1) 土坝:现场检查土坝上游护坡块石风化破碎严重，下游边坡部分段有碎石护坡，坝后有漏水点［1］。

2) 溢洪道: 破坏严重，出口无消力池与海漫段，溢洪道边墙、底板混凝土剥蚀破损，浆砌石风化严重，出口陡坡段底坎剥蚀，不能正常泄水。

3) 输水洞: 预制圆涵已破损严重，木闸门漏水，启闭机锈蚀失灵，洞身漏水严重，下游翼墙已冲毁断裂，出口无消力池，无海漫，输水洞已不能正常运行。

4) 坝上没有抢险照明、观测、通讯、交通等管理设施，大坝运行管理较差。

3 水库规模及防洪标准的确定

水库主要建筑物原设计标准为:20 a一遇洪水设计，200 a一遇洪水校核。本次复核设计标准按《水利水电工程等级划分及洪水标准》( SL252—2000) 规定:水库最大库容超过100 ×104m3，为小(1) 型水库，工程等别为Ⅳ等，水库坝高＜15 m，上下游水位差＞10 m，且低山丘陵区，因此属于山丘、丘陵区水库，因此本次确定水库设计标准:30 a一遇洪水设计，300 a一遇洪水校核。

4 主要特征水位的确定

4.1 死水位

水库现状死水位275.57 m，死库容为9.3 ×104m3。根据本次实测地形图量算，该水位下库容为2.8 ×104m3;灌溉输水洞底高程为273.29 m，但该输水洞已确定废弃重建。

根据本次水文分析成果，坝址以上年输沙量1388.1 t/a，按水库再运行50 a考虑，泥沙淤积库容为5.34 ×104m3，按来沙60%淤积在水库中，计算水库泥沙淤积库容需3.20 ×104m3，本次按照复核后的库容曲线，运行期末水库淤积高程为275.73m，现状死水位不能满足未来水库运用要求，故本次按满足淤积和输水洞放水要求确定死水位276.57m，相应死库容为5.95 ×104m3，可以满足运用要求。

4.2 正常蓄水位

在维持正常蓄水位不变的情况下，玄羊河水库正常蓄位为282.37 m，相应库容59.9 ×104m3; 死水位为276.57 m，死库容5.95 ×104m3; 水库调节库容54.0 ×104m3。按上述规模复核水库可灌溉水田面积83.3 hm2，灌溉保证率为75%，多年平均灌溉供水量75.8 ×104m3。水库调节性能为年调节水库。因此，本次设计正常蓄水位不变。

5 水库除险加固的主要工程措施及技术要点［2］

5.1 大坝工程处理措施

土坝坝型为中砾、细砾、砂、黏土等多材料填筑坝，坝长230 m，现设计坝顶高程285.90 m，坝顶宽5 m，最大坝高13.10 m，上游坡比1∶3.0，下游坡比1∶3.0，坝后坡培厚黏土料; 上游护坡采用干砌石护坡，在283.37 m( 正常蓄水位加1 m) 以下，采用35 cm厚，283.37 m以上干砌石厚30 cm，碎石、砂砾石各15 cm，固脚顶高程282.37 m，顶宽2 m，深1 m，底宽1 m。下游设排水盖重，在坝脚处厚度1.80 m，向下游延伸73 m，盖重厚度降至0 m，盖重范围自桩号0 +070 ～0 +150m。

5.2 溢洪道工程处理措施

溢洪道采用开敞式宽顶堰，为开敞无闸方式运行，堰顶高程为282.37 m，溢洪道宽度为11 m，现状溢洪道边墙、底板均为浆砌石护砌，本次设计在原浆砌石边墙上凿毛20 cm，堰体上凿毛20 cm，在上面挂钢筋网衬砌混凝土20 cm后顶高程控制在282.37 m;清理消力池内积土及整修消力池坎部分残缺块石，新建下游海漫段，海漫段长40 m，采用厚30 cm干砌石护砌、下设碎石、砂砾石垫层各15 cm。

5.3 输水洞工程处理措施

输水洞位于0 +158 桩号处，为原址拆除后向左移10 m重建，基础建在原状土基上。输水洞主要包括进口段、闸室、涵洞、人行桥、消力池、海漫等部分。

进口护砌段长5.0 m，设30 cm厚的干砌石护砌，下设碎石、砂砾石各20 cm; 进口导墙段长7 m，底板宽由4 m过渡到1 m，采用八字形U 型槽结构。进口底高程276.07m。

闸室为钢筋混凝土U 型槽结构，长4 m，净宽度为1.0 m，底板顶高程为276.07 m，闸墩顶高程高于兴利水位为282.52 m。底板厚1.5 m，边墩厚1.0 m。闸室内设工作门及检修门，闸室设启闭排架，排架上设闸门启闭机。

涵洞为1 孔混凝土方涵，断面尺寸( 宽×高) 为1.0m×1.8m，涵洞总长60 m，分5 节布置，出口底板设计顶高程为271.69 m，涵洞纵向比降为i =0.073。

消力池采用八字形混凝土U 型槽结构，前端底宽1 m，末端宽3 m，消力池长12 m。消力池深1 m，消力池底板厚度1 m，出口海漫段长10 m，采用30 cm干砌块石护砌，下设碎石、砂砾石垫层各20 cm。

土坝与闸室启闭平台之间设工作桥，桥面顶高程为285.90 m，桥面宽2 m，桥长19.20 m，每跨长6.40 m，共分3 跨。桥面板由混凝土梁、柱支承，柱基础落在涵洞两侧边墙上。

本水库原是一座严重病险水库，经过科学的除险加固，能充分发挥预期防洪和灌溉效益，现已施工完成，运行完好。

［1］佳木斯市水利勘测设计研究院. 勃利县玄羊河水库大坝安全鉴定报告书［R］. 佳木斯: 佳木斯市水利勘测设计研究院，2009.

［2］黑龙江省水利水电勘测设计研究院. 勃利县玄羊河水库除险加固工程初步设计报告［R］. 哈尔滨:黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2011.