高塘水库除险加固措施及工程项目后评价研究

尹桂平 杨 勇 程 功

(南京市水利规划设计院股份有限公司，南京 210000)

1 高塘水库概况

高塘水库地处E118°28′，N34°23′，位于新沂市东北部丘陵山区，大沙河上游，双塘镇境内，东陇海铁路东西横穿水库上游，是一座以防洪为主、结合灌溉及水产养殖等综合利用型水库。高塘水库于1958年11月开始兴建，至1965年7月汛前完工。水库集水面积142km2，属梯级水库，其中上游东海县大石埠水库集水面积78km2，大石埠水库以下区间集水面积64km2，比降J=23.58。

高塘水库为中型水库，工程等别Ⅲ等，水库大坝和主要建筑物为3级水工建筑物，设计抗震烈度为8度，防洪按50a一遇设计，1000a一遇校核。水库集水面积为142km2，主要建筑物有主、副坝各一条，主坝长5000m，副坝长300m；泄洪闸1座，设计最大流量565m3/s；灌溉涵洞3座，合计输水能力为16.9 m3/s。水库校核水位为36.6m(废黄河高程，下同)，设计水位为35.6m，兴利水位为35.0m，汛限水位为33.5m；总库容为2473万m3，兴利库容为1210万m3，防洪库容为2032万m3。高塘水库是新沂市两座中型水库之一，水库保护下游三个乡镇约16万人口和1.3万hm2耕地，徐连一级公路、京沪、连霍高速公路以及新长铁路等重要设施。在保障下游防洪安全，保证农业灌溉方面起到重要作用，对新沂市经济社会发展具有重要的水利保障作用。

2 现状高塘水库存在问题

根据复核计算，工程实施前高塘水库存在以下问题：

1)经过洪水复核计算，大坝不满足防洪要求。

2)主坝大沙河河床段在校核洪水位和正常蓄水位8度地震烈度情况下，抗滑稳定安全系数不满足规范要求。

3)经渗流计算分析，主坝出逸坡降大于容许坡降，不满足规范要求。

4)西涵洞、中涵洞、东涵洞均属险涵。

根据水利部《水库大坝安全鉴定办法》第十六条规定，经鉴定为三类坝，综上所述，高塘水库实际抗御洪水标准低于部颁水利枢纽工程除险加固近期非常运用洪水标准，且工程存在严重的质量问题，影响大坝安全运用。

3 工程除险加固措施

加固工程布置及主要工程内容如下：对大坝桩号1+830-2+030段进行高喷灌浆处理，以解决坝后集中渗水；桩号2+300-3+500段，因坝体土质极为松软，对其进行二道劈裂灌浆处理，其余坝段沿坝轴线前1m进行劈裂灌浆处理，以解决因坝体土质密实性不均匀造成的渗水问题；大坝上游侧增做防浪墙5200m；大坝迎水坡护坡翻修及新做5200m；坝背水坡脚处做贴坡式排水及排水沟；东灌溉涵洞拆除重建；从泄洪闸至323省道防汛路及大坝坝顶路面翻修，长2.8km[2]。大坝背水坡50m一道跌水槽，在戗台内侧做一纵向集水沟截住坝坡来水，集水沟与跌水槽相通。背水坡除了做跌水槽、集水沟收集路面及坡面降水外，其余裸露坡面进行植被防护[3]。

4 工程过程及经济评价

4.1 前期工作评价

1)除险加固前，高塘水库实际抗御洪水标准低于部颁水利枢纽工程除险加固近期非常运用洪水标准，且工程存在严重的质量问题，影响大坝安全运用。从2004年除险加固后运行至今，水库下游防洪安全，灌区1400hm2农田灌溉用水得到保障，充分发挥水库的防洪和灌溉效益，提高对下游人民生命财产安全的保障程度，改善水库的水体环境和库区的生态环境。因此，高塘水库除险加固工程项目决策是正确的。

2)高塘水库缺乏实测洪水资料，采用实测暴雨组成确定大石埠水库以上、大石埠-高塘水库区间的设计面雨量，以及采用安峰山水库典型暴雨时程分配。采用暴雨资料间接推求的设计洪水和用《江苏省暴雨洪水图集》推求的设计洪水进行对比分析。同时对采用的实测暴雨资料进行了代表性分析，满足初步设计深度要求。

3)《初步设计报告》对高塘水库原设计规模和以往历次加固的内容与规模、运行中存在的问题及安全鉴定结论以及现行工况复核工程原设计任务的满足程度和安全性进行了分析论证，确定了除险加固内容和规模。符合《水利水电工程初步设计报告编制规程》5.9.1款对除险加固工程的要求。

4)水利部淮河水利委员会对初步设计的批复意见，适当核减大坝迎水坡护坡底脚墙、封顶断面尺寸，以及将护坡垫层减薄，在满足工程设计要求的情况减少投资是合理的。

5)为了解决坝体密实性差，坝下游渗水问题，对部分坝段采用劈裂灌浆的防渗处理方案，及土质极松段采用加密孔距的方法是合理的，对穿坝建筑物处容易存在安全隐患处进行加强充填灌浆的做法是合理的。

6)为了解决老沙河段漏水严重问题，除在坝轴线处布孔进行主轴线劈裂式灌浆外，在坝轴线前1m处布孔，采用高压喷射灌浆对其进行加强处理；并对戗台向外加宽，达到规范抗滑稳定要求，灌浆处理范围、深度以及加固宽度是合理的。

7)水利部淮河水利委员会对初步设计的批复意见，部分坝基高程处在兴利设计水位以下1.5m左右，由于水位差不大，且该段坝高<5m，由贴坡排水改为排水沟是合适的。

8)高塘水库除险加固工程，属于病险水库除险加固工程，实际总投资为1870万元；高塘水库总库容为2473万m3；高塘水库大坝于2000年6月被鉴定为三类坝，并经水利部大坝安全管理机构复核，符合《水利基本建设投资计划管理暂行办法》(水规计﹝2003﹞344号)第十六条规定，可直接编制初步设计报告。同时，高塘水库除险加固工程有初步设计批复、阶段验收、工程验收，均有完善的手续，综上所述，高塘水库除险加固工程前期工作程序符合国家有关规定。

4.2 建设实施评价

4.2.1 实施评价

在建设过程中，工程建设处高度重视工程质量和施工组织协调，设计、施工、监理紧密配合，遇到施工问题及时开会商讨处理方案，主体工程在批复施工期内完成，工程总体质量达到设计要求，发挥了工程效益。总体情况来看，整个工程的建设是成功的。

《初步设计报告》批复施工期为9月，主体工程基本在批复期内完成，坝后贴坡式排水工程和坝后背水排水工程施工期过长，虽不是主体工程，但是影响到整体除险加固工程进度，以及后期验收、决算等环节的工作，从而拖延了整体工程进度及使用。建议今后应严格按照国家批复时间完成施工。

工程施工中几项重大设计变更基本合理，而且很有必要，符合工程实际情况。高塘水库除险加固工程整体质量较好，该工程施工质量为合格等级。大坝管理单位应密切监测大坝稳定渗流情况，如有异常现象需及时论证，必要时进行处理。同时建议水库管理单位尽快查明原因，提出相应处理措施。确保工程运行安全。

后评价还认为：总体上设计变更基本合理。但初步设计部分考虑不够周全，有些设计不符合工程实际或施工便利，造成局部变动较大。例如：排水沟为干砌石，贴坡反滤体顶部结构为干砌石。背水坡贴坡反滤水平段采用干砌石施工难度较大，后改为：排水沟为浆砌块石，贴坡反滤体顶部结构为浆砌石格埂。建议在以后工程设计中不仅要考虑设计可行性，亦要重视工程施工的便利性。同时，由于地方配套资金不到位，导致工期拖长，建议在以后投资各方应按照批复及时筹集资金到账，确保工程顺利实施，避免拖延工期，影响工程进度及效益发挥。

4.2.2 验收工作评价

工程项目法人基本能在工程完工后，按照《水利水电建设工程验收规程》申请阶段验收、蓄水安全鉴定、投入使用验收、档案专项验收以及竣工验收等工作，验收程序及人员符合规定，验收资料齐全、结论明确。已完工程质量经质监部门核定为合格，满足设计要求。总体上高塘水库验收工作基本符合国家水利工程验收要求。但是，从验收及时性上，部分验收拖延时间较长，投入使用验收2011年完成，最后竣工验收2014年才进行，影响工程整体进度。

查询历次验收报告及相关鉴定对主要问题的处理情况可以看出，对验收发现的问题基本能够按照要求处理，但是部分历史遗留问题仍未能完善，比如：部分工程资料和变更手续。建议今后相关工程应严格按照国家基建程序履行变更手续、建立工程档案资料。

4.2.3 运行管理评价

1)高塘水库现有人员基本能够满足水库运行管理需要，但是由于当地受地方财力局限，管理运行经费尚有部分缺口，建议当地政府及上级管理部门加大扶持力度，解决资金缺口问题，为管理运行提供物质、财力保障。

2)高塘水库管理单位已经根据水库管理要求对管理范围内相关设施进行清理，并设置围栏，便于管理，但是仍有部分管理范围存在不满足管理规定要求，建议继续按照相关要求进行清理，达标建设，实现水库管理规范化。并尽早完成大坝监测设施，密切监测大坝稳定及渗流情况，为管理提供科学依据，确保水库大坝及其他设施运行安全。

3)高塘水库除险加固工程，从2004年4月开始实施，主体工程于2004年完成。经过10余年的运行，大坝工程、灌溉东涵洞、以及道路、管理用房等工程运行正常，没有出现险工段。水库蓄水后保证了水库灌区内1400hm2农田的灌溉需求，同时水库也及时发挥了水面养殖等综合效益。后评价认为高塘水库除险加固工程总体运行较好。

4.3 经济评价

本次高塘水库除险加固工程，批复核定工程控制投资2460万元，在工程实施过程中，按合同约定和建设程序控制投资，完成各项投资共计1870.02万元，本次工程年运行费为80万元，本次后评价按照工程实际投资1870.02万元进行经济评价计算，计算结果表明，本次工程经济内部收益率EIRR=15.5%、经济净现值ENPV=1820万元、经济效益费用比EBCR=1.65。该数据与初步设计中，工程投资3037.56万计算出来的内部收益率为16.55 %、经济净现值为3678万元、效益费用比为1.63存在一定的差异，存在差异的原因为初步设计中的经济评价章节，使用的投资、年运行费为估算的结果，灌溉面积为设计灌溉面积，工程正常运行期取50a，社会折现率去12%。本次后评价经济评价章节，使用工程实际投资、实际年运行费、实际灌溉面积，工程运行期取30a，社会折现率取8%。采用数据的不同，导致了经济评价指标数据的不同，但是评价结论是一致的，本项目在国民经济上是合理的和可行的[4-5]。

综上，后评价认为本次高塘水库除险加固工程国民经济效益是好的。该工程在经济上是合理的。初步设计与后评价经济评价指标对比表，见表1。

表1 初步设计与后评价经济评价指标对比表

5 结 语

高塘水库除险加固工程后评价，通过工程的过程分析以及经济效益分析，该项目投资总体是合理的，经济效益明显，对当地社会发展具有重要作用，也为类似项目积累工程经验。同时经过工程实施及运行分析，也发现工程存在问题和不足，例如大坝存在渗水点，并提出相关建议，为高塘水库在当地经济社会发展中提供水利支撑，具有重要的指导作用。因此实施后评价制度对国家项目投资和工程安全具有重要意义。