柳河水库除险加固工程初步设计概述

李 威，刘盈盈

(佳木斯市水利勘测设计研究院，黑龙江佳木斯154002)

柳河水库除险加固工程初步设计概述

李 威，刘盈盈

(佳木斯市水利勘测设计研究院，黑龙江佳木斯154002)

黑龙江省木兰县柳河水库由于年久失修，存在诸多隐患，早已成为一座险库。水库能否安全运行对当地群众生产生活有很大影响，一旦失事，不但会淹没下游大面积农村和村屯，对人民群众的生命财产安全也造成了巨大的威胁。

柳河水库;除险加固;必要性;措施;设计

1 水库工程现状及存在的问题

1.1 水库现状

柳河水库位于哈尔滨市辖管的木兰县，水库由土坝、溢洪道、输水洞等建筑物组成。工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级。水库正常蓄水位为129.92 m，兴利库容为448.7万 m3。

1.1.1 土坝

水库坝址位于柳河镇马家屯北1.0 m处的柳树河中游，坝长1 000 m，坝顶宽度约为5 m，坝顶高程130.398～131.878 m，最大坝高7.1 m，上游边坡约为1∶2.54 ～ 1∶4.18，下游边坡约为1∶2.41 ～ 1∶2.75。土坝为黏性土均质坝，上游护坡采用块石护坡，下游无护坡。

1.1.2 溢洪道

溢洪道位于土坝右端，桩号0+000处，为有闸控制开敞式宽顶堰，堰顶高程127.50 m，单孔净宽2.0 m，共5孔，总净宽10 m，采用底流式消能，在溢洪道下游尾水渠0+100有跌差4 m的跌水1座。

1.1.3 输水洞

输水洞位于土坝左端，桩号0+840处，为坝下埋管，钢筋混凝土箱涵，断面尺寸1.4 m(宽)×1.4 m(高)，洞长30 m，进口底板高程为125.00 m，下游无海漫段。

1.2 水库存在的问题

目前水库工程存在的主要问题有4个方面:

1)土坝坝顶路面破坏严重，上游的块石护坡，为乱插石，块径不一、厚度不均匀，无垫层和反滤层，经多年运行，所剩无几，局部坝段上游边坡已产生脱坡破坏，土坝下游坝坡有局部隆起现象，无排水设施［1］。

2)溢洪道经多年运行，宽顶堰表面混凝土剥蚀严重，下游海漫、尾水渠冲毁。在溢洪道下游尾水渠的跌水墙体断裂，影响溢洪道尾水下泄。闸门主要构件局部锈蚀严重，止水局部损坏，有漏水现象，启闭设备老化，不灵活，没有检修闸门。

3)输水洞洞身混凝土出现裂缝，洞壁混凝土大面积剥蚀脱落，钢筋裸露，下游无海漫段，冲刷严重，闸门及门槽变形，构件锈蚀严重，止水橡皮老化，脱落损坏，漏水严重，启闭机不能正常启闭。

4)水库管理机构和运行管理制度不健全，管理站管理设施简陋，管理用房及职工生活用房已超正常使用年限，严重影响水库的正常管理，水库管理规章制度不健全，水毁工程得不到及时维修，大坝没有观测设施，无大坝安全监测、交通、通讯及水情观测设施，无法使管理走向正规化、规范化。

2 除险加固的必要性

2.1 水库工程存在诸多隐患、亟待除险加固

柳河水库工程存在诸多隐患:如土坝顶路面沉陷，上游块石护坡破坏，溢洪道进出口翼墙混凝土剥落，无海漫段，输水洞和溢洪道闸门及启闭设备陈旧破损，螺杆弯曲，止水失效，进出口挡土墙已断裂、倾斜等这些险情都直接威胁着水库的安全运行，2007年4月8日，水库在运行中出现高水位130.10 m，相应库容510万 m3，大坝合拢处400 m范围内的坝脚渗水严重，溢洪道泄洪时，溢洪道消力池、海漫、尾水渠及下游跌水都受到严重冲刷。

2.2 发展地方经济的需要

柳河水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪和养殖等综合利用的水库。由于存在诸多隐患，造成灌溉保证率下降，农业生产滞后，水资源严重浪费，限制了地方经济的发展，但由于本区农民多年从事水稻种植，有着丰富的水稻种植经验，水稻种植热情很高，因此水库险情亟待解决以满足人民生产需求，同时还可为木兰县开辟水库旅游、养殖等经济发展的新途径，对于发展地方经济起到促进作用。

3 除险加固的措施

3.1 土坝设计

大坝坝型不变，仍为既有的均质坝，计算复核《安全鉴定》坝顶高程，大坝断面基本没有改变，只是局部的填高加固。将现有砌石护坡拆除，采用效果较好、施工方便的预制混凝土板护坡。

3.1.1 断面设计

土坝长1 000 m，坝顶高程131.89 m，最大坝高7.1 m，坝顶宽5.0 m，上游坡比为1∶3.0，下游坡比为1∶2.5，无马道。坝顶采用泥结石路面，厚度为20 cm。

土坝上游干砌石护坡拆除重建，护坡长度为950 m，桩号0+000～0+950段，护坡结构采用预制混凝土板，厚度为15 cm，下设10 cm粗砂及无纺布一层，固脚为干砌石，高度依地面高程变化而变化，上宽2.0 m，下宽1.0 m。

3.1.2 渗漏稳定分析

坝体由低液限黏土组成，土料质量较好，满足设计要求。水库建成至今，已运行40多年，并没有发生大坝渗透和稳定破坏。本次对设计大坝进行了渗漏稳定分析计算，确定其满足设计要求。

3.2 溢洪道设计

由于溢洪道闸室段整体稳定性较好，故本次除险加固设计对闸室段只进行维修加固，消力池拆除重建，新建进水渠和海漫段。

3.2.1 结构型式

溢洪道位于土坝右端，桩号0+000处，为有闸控制开敞式宽顶堰，堰顶高程127.50 m，共5孔，单孔净宽2.0 m，总净宽10 m，采用底流式消能，消力池长20 m，池深1.3 m，海漫段长30 m。

3.2.2 渗漏稳定分析

溢洪道稳定计算为闸室段稳定计算，现有溢洪道闸室段稳定性较好，不需拆除重建，只对其进行维修加固，为安全起见对闸室稳定进行了复核，满足规范要求。

渗流计算:洞底未设防渗板桩时最大水平坡降:Jx=0.15＜［Ja水］=0.19，即水平段抗渗稳定性能够满足规范要求;出口坡降:J0=0.17＜［Ja出］=0.45，即出口段抗渗稳定性能够满足规范要求。

3.3 输水洞设计

本次设计输水洞为拆除重建。

3.3.1 结构型式

输水洞位于土坝左端，桩号0+840，为坝下钢筋混凝土箱涵，断面尺寸1.5 m(宽)×1.5 m(高)，洞长32 m，进口底板高程为125.0 m，采用底流消能，消力池长8.5 m，池深0.6 m，海漫段长12 m，采用干砌石护砌。

3.3.2 渗漏稳定分析

输水洞稳定计算包括挡土墙的抗滑稳定计算、抗倾覆稳定计算、基底应力及基底应力不均匀系数的计算。经计算，抗滑稳定系数、抗倾覆稳定系数及基底应力不均匀系数等均满足规范要求。

渗流计算:洞底未设防渗板桩时最大水平坡降:Jx=0.08＜［Ja水］=0.66，即水平段抗渗稳定性能够满足规范要求;出口坡降:J0=0.14＜［Ja出］=1.03，即出口段抗渗稳定性能够满足规范要求。

4 工程效益

工程建成后，保护耕地0.17万hm2，其中水田0.1万hm2，旱田0.07万hm2;保护人口2万人，新增灌溉面积0.03万hm2，新增粮食产量164.125万kg，新增灌溉效益285.93万元，养殖效益73.5万元，产量105万尾。

［1］王秘学，叶俊荣.陆水水库除险加固设计［J］.中国水利，2008(20):73-76.

TV697.3

B

1007-7596(2014)05-0272-02

2013-11-29

李威(1987-)，女，黑龙江庆安人，助理工程师;刘盈盈(1982-)，女，黑龙江哈尔滨人，助理工程师。