小浪底南岸灌区负图水库改建措施

张银涛，郭立新，毛海辰，蔡义华

（1.平顶山市水利工程质量检测站，河南 平顶山 467000；2.河南省陆浑水库管理局，河南 洛阳 471003；3.灵宝市水利局，河南 灵宝 472500；4.商丘市梁园区水利局，河南 商丘 476000）

1 项目基本情况

小浪底南岸灌区工程位于河南省洛阳市和巩义市北部邙岭地区，北靠黄河，南临洛河。灌区辖孟津县、偃师市、洛阳市郊区和巩义市共21个乡镇，总土地面积10.43万hm2，设计灌溉面积3.58万hm2，向孟津县城供水1 887万m3，向巩义市城镇供水177万m3，属于大（2）型灌区。

灌区布置渠道43 条，包括1 条总干渠，7 条干渠，4 条分干渠。灌区共布置新建建筑物485座，其中：其中隧洞38座，渡槽30座，倒虹46座，明埋洞5座，泵站14座，节制闸13座，退水闸12 座，桥梁80 座，分水闸48 座；分水斗门182 座，渠下涵2 座，跌水11 座，消力箱1 座，调节池座；调蓄工程2 座（负图水库扩容改造、金水河水库扩容改造）。工程共需要布置施工生产生活区53 处，分别设置施工工厂、材料仓库、砂石料场及生活营地。工程布置临时交通道路总长283 km，其中土路154.70 km，泥结碎石路128.30 km。工程临时堆料堆置于渠道两侧占地范围内。工程以挖方为主，弃方量较大，开挖土石方除用于渠道填筑外，弃方需选择弃渣场堆放，工程共布置弃渣场35处。

2 水文

小浪底南岸灌区内的河流水系属黄河流域，灌区河流分为三类，一类是外源河流，黄河、洛河、涧河、金水河；第二类是区内水源河流，有瀍河、洛沟河、图河、河清河、坞罗河；第三类是与引黄干渠有交叉的沟道，主要有丘沟、落驾沟、牛王沟、游王沟、北陈沟、官庄等。外源河流除黄河外，其它河流丰枯不均，枯水季节断流的现象时有发生；灌区内河流为季节性河流，枯水流量小，常出现断流；交叉的沟道除汛期外，平常为干沟。

小浪底南岸灌区内河流多为季节性产流河道。暴雨主要发生在6-9月，较大暴雨发生时间多在7月中旬至8月中旬，暴雨中心主要集中在上游山区。降雨特征是历时短、强度大、中心明显，历时一般不超过24 h，特点是先弱后强，集中在最后两三个小时。灌区内沟道与坡面坡度较陡，暴雨集中，易形成洪水。

与灌区有关河流的地表径流量均存在时空分布年内分配不均，年际变化大的特点。黄河因年降水量主要集中于6-9月，故河川径流量主要集中在7-10月，约占全年的58.50%，设计水平年2000年黄河小浪底站年径流量为277.10亿m3。涧河流域地表径流与黄河相似，涧河多年平均径流量为1.19亿m3。伊洛河黑石关站多年平均天然径流量为28.33 亿m3。灌区内有金水河、负图水库和九泉（已扩建）3 座小水库参与引黄调蓄，3座小水库先后均进行了除险加固，其洪峰、洪量及洪水过程线采用各水库除险加固后设计洪水成果。灌区地下水补给来源主要是降雨入渗。

3 负图水库调蓄工程改建措施

3.1 大坝加高

大坝向下游侧加高，坝轴线向下移11 m。加高后大坝坝顶长203.00 m，坝顶宽6.50 m，坝顶高程213.00 m，最大坝高23 m。坝顶上游侧设0.30 m厚C25钢筋混凝土防浪墙，坝顶设0.20 m厚C20混凝土路面宽4.10 m，下游侧设1.50 m宽绿化带。

大坝上游坡在高程190.00～200.75 m 坡比为1 ∶3，高程200.75 m 处设1.50 m 宽马道，高程200.75～209.15 m 坡比为1∶2.50，高程209.15 m处设1.50 m宽马道，高程209.15～213.00 m（坝顶）坡比为1∶2.50；下游坡在高程213.00～202.85 m坡比为1∶2.00，高程202.85 m处设2 m宽马道，高程202.85～194.70 m坡比为1∶2.50，高程194.70～190.40 m设贴坡排水坡比为1∶2.50。

大坝扩建工程对上游坝坡已有的C20混凝土面板予以保留，扩建部分新建上游面板、马道、踏步与原有工程顺接。大坝上游新筑坝坡设0.12 m厚C20现浇混凝土面板，护坡底部设1.50 m深、0.50 m厚C20混凝土齿墙，面板与岸坡处设0.50 m深、0.30 m厚岸坡齿墙。大坝下游护坡采用植草护坡。大坝下游高程194.70 m以下设贴坡排水，贴坡排水结构由外到内的结构依次为0.40 m厚干砌石、0.30 m厚砾石、0.10 m厚粗砂。大坝桩号D0+101处设下坝踏步，上游踏步至坝脚，下游踏步至贴坡排水顶。在大坝下游坝坡桩号D0+067和D0+141处设横向排水沟，高程202.85 m马道内侧和高程194.70 m贴坡排水顶设纵向排水沟，左右坝肩设有岸坡排水沟。踏步及排水沟均采用C20混凝土。

3.2 溢洪道改建

溢洪道位于大坝右岸，由进口段、控制段、泄槽段、消力池、海漫等部分组成，全长248 m。进口段长70 m，进口段采用梯形断面，坡比为1 ∶1，底宽13 m，底板采用0.30 cm 厚C20 混凝土，两岸采用0.20 m 厚现浇C20 混凝土护砌。控制段长20 m，底宽13 m，底板采用0.30 m 厚C20 混凝土，两岸采用0.20 m 厚C20混凝土护坡。缓坡段长28 m，缓坡段两岸护砌采用C20混凝土重力式挡墙，墙高5.29～3.70 m。泄槽段长62 m，泄槽段两岸护砌采用C20 混凝土重力式挡墙，墙高3.70～2.50 m。消力池池长38 m，消力池两侧采用C20 混凝土重力式挡墙，墙顶设防护栏杆，墙高3.50 m，消力池底宽10 m，底板采用0.80 m厚C30 钢筋混凝土；消力池池身深1.50 m，厚1 m。海漫长30 m，纵坡为1 ∶50。桩号Y0+203～0+213 底板为0.80 m 厚M7.50 浆砌石，桩号Y0+213～0+223 底板为0.80 m 厚干砌石，桩号Y0+223～0+233底板铺设2 m厚抛石防冲槽；桩号Y0+203～0+223两岸挡墙采用C20 混凝土重力式挡墙，墙高2 m，Y0+223～0+223仅右岸设挡墙。

桩号Y0+165～0+233 右岸为高边坡挖方段，边坡分为3级，高程190.27～200.27 m 坡比为1 ∶1.50，在高程200.20 m 处设2 m 宽平台，平台内侧设C20 混凝土排水沟；高程200.27～210.27 m坡比为1∶1，在高程210.27 m处设2 m宽平台，平台内侧设C20混凝土排水沟；高程210.27 m至现状地面线坡比为1∶1，坡顶设C20 混凝土排水沟。在高程190.27～200.27 m 边坡上铺设草坪砖，在高程200.27 m至坡顶边坡上采用锚杆挂网喷0.10 m厚C20细石混凝土防护，φ18锚杆长5 m，纵横间距2 m，锚杆孔采用1∶1水泥砂浆灌注。

在溢洪道桩号Y0+058设交通桥，桥面高程214.37 m，桥宽5.50 m，净宽4.50 m，桥梁总长26 m，共两跨，每跨长13 m。桥板采用C40预制钢筋混凝土空心板，桥台桥墩为C30混凝土。

3.3 输水洞改建

输水设施布置在大坝左岸上游坝脚处，主要包括进水塔、输水洞及工作桥。输水设施进水口采用进水塔型式。进水塔由闸室、竖井塔身、检修平台、控制室等部分组成。闸室前端设C20混凝土护坦，护坦长10 m，宽5.50 m，厚0.50 m，闸室顺水流方向长8 m，垂直水流方向宽5.50 m。

输水洞中心线位于大坝桩号D0+035，输水洞总长166 m，分为3段，桩号S0+000～S0+146采用直墙圆拱形隧洞，轴线为弧线布置，其中在桩号S0+080、S0+120 处为拐点；桩号S0+146～S0+156 为消力池，桩号S0+156～S0+166 为块石防冲槽。隧洞净宽1.50 m，净高1.80 m（直墙段高1.05 m、顶拱半径0.75 m），顶拱、侧墙及底板采用0.30 m厚C25钢筋混凝土。

进水塔工作桥中心线位于大坝桩号D0+060，工作桥全长66 m，共8跨，其中第1～7跨长8 m，最后一跨长10 m。桥板顶高程为213.00 m，桥板为C25钢筋混凝土“T”形梁结构，宽2 m，厚0.80 m，两侧设不锈钢栏杆，高1.20 m。工作桥每跨之间设C25钢筋混凝土单排架，共计7个。

3.4 库底清淤扩挖设计

负图水库经过多年运行，库区淤积严重，库区高程约在194.50 m，为满足调蓄库容要求，此次扩容改造需对库底及库周进行清淤扩挖。由现状库容曲线得知，扩挖前兴利库容215万m3，不能满足调蓄兴利库容383万m3。需要进行清淤扩挖168万m3。

清淤高程为192.26～190.00 m，清淤长度自上游坝脚桩号0+000至上游桩号0+600，全长600 m，清淤边坡采用1∶1.75，其中桩号0+036 平均清淤宽度235.80 m ，桩号0+162 平均清淤宽度100.20 m，桩号0+422平均清淤宽度63.80 m，清淤总量为13.22万m3。

库周扩挖高程为192.26～208.00 m，扩挖部分包括主河槽和两条支沟，主河槽扩挖长度自上游坝脚桩号0+000至上游桩号1+770，总长1 770 m，支沟一扩挖长度765 m，支沟二扩挖长度723 m。其中主河槽桩号0+036 平均扩挖宽度278 m，桩号0+162 平均扩挖宽度145 m，桩号0+422 平均扩挖宽度105 m，桩号0+622 平均扩挖宽度84.30 m，桩号0+775 平均扩挖宽度160 m，桩号1+040 平均扩挖宽度121.50 m，桩号1+255 平均扩挖宽度70.30 m，桩号1+540平均扩挖宽度38 m，桩号1+730平均扩挖宽度38 m；支沟一平均扩挖宽度90 m；支沟二平均扩挖宽度50 m。扩挖边坡采用1∶1.75，分别在高程192.26、200.00、208.00 m设置2 m宽平台。主河槽扩挖量118.52万m3，支沟一总扩挖量22.54 万m3，支沟二总扩挖量13.72 万m3，总扩挖量154.78 万m3。高程208.00 m 以上至现状地面边坡为1:1，开挖量39.60万m3。库区总开挖量207.6万m3。

4 结语

小浪底南岸灌区工程建成后将有效改善灌区的农业生产和城乡供水条件，增加粮食产量，提高农民收入，促进经济社会发展。