满台城水库清淤疏浚工程设计

崔兴宇，毕望舒

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林 长春 130021）

1 水库概况

满台城水库位于图们江支流嘎呀河中下游，吉林省延边朝鲜族自治州汪清县境内，是汪清县实现农村水电初级电气化县的骨干电源工程，始建于1991年7月。满台城水库总库容为9 990万m3，总装机24 900 kW，为中型水电站，大坝按50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。水库原设计的工程任务是以发电为主，兼城市供水、防洪，改善河道环境用水条件，养殖及旅游的综合性水利枢纽。

满台城水库坝址以上流域面积为6 044 km2，多年平均净流量为11.6亿m3，多年平均流量为36.8 m3/s，大坝校核洪水位为166.82 m，设计洪水位为165.00 m，死水位为150.00 m，兴利库容为7 320万m3，水库调节特性为年调节。

大坝为碾压混凝土重力坝，坝顶高程168.00 m，最大坝高37.00 m，坝顶长337.00 m，溢流坝段长136.00 m，高程155.00 m，设12.00 m×10.30 m闸门9孔，设计单宽流量45.2 m3/（s·m）。

2 工程现状问题分析

库区全长17.2 km。项目区在坝址上游，距离坝址直线距离3.8 km，沿河道走向距离约6.0 km。此处上游坡度小、流速缓，下游段河道窄，淤积最为严重，影响行洪。其中，富岩大桥上游2.0 km范围内河段河床宽度为80.0～100.0 m，比降0.065%，由于该河段流速较小，泥沙行速减缓造成堆积，致使河床抬高，危及两岸农田安全。富岩大桥下游2.0 km外河段河床宽度为20.0～50.0 m，此段为转弯区，上游洪水行至此地，将泥沙淤积在凸岸，凹岸由于加固工事很少受到冲刷，致使河道越来越窄，洪水涌上岸，致使淤泥区域不断扩大，使可利用农耕地减少，不利于可持续发展。

另外，满台城水库自1997年开始蓄水，至今未进行过水库清理的相关工作，库区淤积严重，大大降低了防洪能力，严重影响下游及周边民生安全。

3 水库清淤疏浚工程设计

3.1 工程布置原则

依据《吉林省河道管理条例》，以保证不扰动原有河床及现有护岸结构为原则：不改变主河道走势，不破坏稳定河岸；不侵占现有堤防或护岸；按设计要求严格控制开挖范围和开挖高程；开挖土体直接运至指定造田区；此次开挖设计有公路及堤防段开挖边线为距离护脚30 m处，富岩大桥段上下游各200.0 m范围内禁止开挖，其余治理区依据原深泓线进行开挖，有护岸段结构面上局部存在淤泥堆积现象，采用人工开挖，清至护岸结构面；开挖后使河槽与河岸保持稳定；工程开挖保证不破坏原有水文环境，减少水中悬浮物，同时疏通河道，使河底坡度平顺，保证河道正常行洪[1]。

3.2 工程任务与规模

为恢复水库正常功能，保障下游及周边民生安全，进行水库库区综合治理工程。使水库通过治理变深、变宽，水中悬浮物减少，群众的生产条件和居住环境得到明显改善，达到“水清，河畅，岸绿，景美”的目标。

此次利用满台城水库除险加固工程施工期间，水库水位较低，通过扩挖清障，提高水库局部防洪标准，并疏通河道，使水流畅通，保障河道行洪安全。

该工程是“基建及维护性、环保等综合性疏浚工程”，属于大型疏浚治理工程，库区全长17.2 km，开挖出来的土石方可用于当地及周边地区的工程建设，改善基础设施，促进城乡发展，为现代化进程助力，使汪清县尽早成为国家发展路上的重要基石，对刺激地区经济、提高民生质量具有重要意义。

3.3 设计标准

工程主要设计依据为《疏浚与吹填工程技术规范》，工程类型为“基建及维护性、环保等综合性疏浚工程”，开挖清理工程等级为大型，防洪标准为50年一遇，临建设施遵循“安全适用，经济合理”的原则布置设计。

3.4 清淤疏浚设计

依据《疏浚与吹填工程技术规范》，不同岩土的水下开挖边坡比：淤泥层为1∶3～1∶8，粘性土为1∶2～1∶3，砂土为1∶2～1∶5。该工程为方便施工及安全，统一采取1∶8开挖坡比，清理开挖深度以不超过原有河床为前提，按照原深泓线控制开挖高程，使河底坡度平顺，行洪通畅[2]。开挖断面典型结构如图1所示。

图1 开挖典型断面图

水库开挖宽度50.00～550.00 m，开挖平均厚度2.05 m，开挖后河道平均比降0.14%，开挖土石方量1 893.94万m3。

3.5 临时道路设计

在项目区内新建12.44 km临时砂石道路，用于疏通连接各个治理区并和区外道路石永线连接，设计道路厚20 cm，宽14 cm，压实系数不小于0.91，基础夯实，可供3辆自卸汽车同时通过。根据道路布置情况，共有5个跨河段，水流深度平均1.50 m，河道宽度平均50.00 m，故配套700根过路涵管（高1.50 m，长4.00 m），3排陈列。临时道路的布设大大保证了施工期间运输工作的畅通无阻。

4 施工方法

本着便于施工的总体原则，根据工程场地、工期等实际情况，将工地划分为19个作业面同时进行施工。原则上合理使用场地，减少临时占地，尽量简化、减少临时工程规模。施工指挥部、施工人员就近租房，其他临时场地可就近布置。在施工时考虑分2个作业面进行施工，挖掘机与推土机相互配合，对水库淤积土体进行挖除，采用自卸汽车配合将土体外运出项目区。

考虑到部分已建堤防段无直接下河道路，或无道路通往水库作业面，故需在适当位置修建临时道路通往作业面。临时道路布置在项目区开挖线边缘，高程起伏不大，过河路段铺设涵管桥通至对岸。为满足施工工期要求，施工时要定期对施工临时道路进行维护，采用1台挖掘机配合推土机及压路机进行道路维护。进行开挖时，考虑每台2 m3挖掘机每小时可进行淤泥挖掘200 m3，配合自卸汽车进行外运。施工中每日工作10 h，共施工180 d，分19个工作面同时施工，每个工作面配备2台挖掘机进行开挖、1台挖掘机进行自卸汽车装载。根据工程量情况，每个工作面需配备3台20 t自卸汽车，考虑施工中不可预见情况，额外配备20台20 t自卸汽车以满足高峰强度要求。故施工点共配备2 m3挖掘机120台，59 kW推土机8台，20 t自卸汽车140台。

工程开挖采用以挖掘机开挖为主，推土机和人工为辅的开挖方式。水上施工：此阶段为汛期主施工程，直接由挖掘机挖土装上自卸车外运出项目区。水下施工阶段为枯水期主施工程，水深不足1.00 m的地区采用挖掘机开挖，土石方堆放在岸边临时堆放点，再经自卸汽车外运出项目区；水深超过1.00 m的地区，先利用开挖料临时堆筑土埂挡水，再由挖机取土堆放岸边，经沉淀池滤干后，由挖机装上自卸汽车转运出项目区。在已建堤防附近及机械无法到达的部位，由人工开挖，采用人力胶轮车运至岸边临时堆放点，挖掘机挖装，自卸汽车运出项目区。

5 结语

该工程的实施改善了库区生产生活条件，水清、岸美，农业生态环境效益逐步提升，减少了水土流失，提高了资源利用率，增强了自然灾害防御能力，水中悬浮物含量降低，大大减少了对环境的污染，水库得到了治理，增加了库容，提高了库尾局部防洪标准，减少了周边农田被洪水淹没的威胁，保障了农民生产，促进了农田增产增收，巩固了社会稳定。并且，由工程清理出来的土石方，直接用于当地及周边地区的工程建设，改善了基础设施，促进了城乡发展，为现代化进程助力，使汪清县尽早成为国家发展路上的重要基石，对刺激地区经济，提高民生质量具有重要意义。