二龍山水庫溢洪道維修工程設(shè)計(jì)

趙光輝，宋 鳳，袁靖姣

(1.賓縣水務(wù)局，黑龍江 賓縣 150400;2.龍江縣水務(wù)局，黑龍江 龍江 161100)

1 基本情況

1.1 工程概況

賓縣二龍山水庫位于賓縣賓州鎮(zhèn)西6 km處，居蜚克圖河上游，是一座集防洪、灌溉、養(yǎng)魚、旅游、城市供水等綜合利用的中型水庫，工程等級為三等3級。

二龍山水庫集雨面積275.5km2，土壩為黏土心墻砂殼壩，主體工程由大壩、溢洪道和輸水洞3個部分組成。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇洪水，500 a一遇洪水校核，設(shè)計(jì)總庫容為9 400萬m3。水庫汛限水位為190.10 m，設(shè)計(jì)洪水位191.38 m，校核洪水位192.80 m?？値烊轂? 400萬m3，其中防洪庫容為3 220萬m3。壩長800 m，壩頂寬度6 m，壩頂高程為194.50 m。

水庫始建于1958年9月，1966年6月整修續(xù)建，1974年竣工。2002年進(jìn)行了除險加固，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為100 a一遇洪水設(shè)計(jì)，校核標(biāo)準(zhǔn)為1000 a一遇。加固后水庫總庫容為9 950萬m3。壩長800 m，最大壩高22.65 m，壩頂寬8 m，壩頂高程195.15 m，在壩頂修建了防浪墻，高出壩頂1.2 m，墻頂高程為196.35 m。防浪墻為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。并對輸水洞和溢洪道閘門等進(jìn)行了整修和加固處理，開挖拓寬了溢洪道，較大的提高了防洪能力。由于除險加固工程未驗(yàn)收，現(xiàn)調(diào)度運(yùn)用計(jì)劃按除險前標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。下游共保護(hù)居仁、賓西、永和、糖坊等三鎮(zhèn)一鄉(xiāng)所在地和阿城市的蜚克圖鎮(zhèn)，賓州鎮(zhèn)的6個屯，共計(jì)43個自然屯，保護(hù)耕地0.8萬hm2，人口6萬人，保護(hù)哈同公路、哈同輔線過境段各20 km，保護(hù)房屋30萬m2，固定資產(chǎn)6.2億元;另外水庫下游25 km處賓西鎮(zhèn)北新建工業(yè)開發(fā)區(qū)一處，固定資產(chǎn)51億元，總計(jì)保護(hù)資產(chǎn)57.2億元。

1.2 水文氣象

工程所在地屬大陸性季風(fēng)氣候，夏季高溫、多雨，冬季嚴(yán)寒，最高氣溫為37℃，最低氣溫-40℃，多年平均封凍期為130 d左右，最大凍深2 m，多年平均降雨量450～700 mm。由于冬季長達(dá)6個月之久，加上夏汛和灌溉期的影響，施工期較短，最好的施工季節(jié)為全年的4～6月期間，庫水位正好處于較低水位，是施工的黃金季節(jié)。

1.3 工程現(xiàn)狀

1.3.1 土壩

土壩為均質(zhì)黏土砂殼壩，壩長800 m，最大壩高22.0 m，壩頂寬6 m，壩頂高程為194.50 m。2002年除險加固，現(xiàn)壩長800 m，最大壩高22.65 m，壩頂寬為8 m，壩頂高程為195.15 m，防浪墻高程196.35 m。

1.3.2 溢洪道

位于水庫大壩西側(cè)，為控制型開敞式實(shí)用堰，堰上安有兩扇弧型鋼閘門，2孔總凈寬為20 m，堰頂高程為186.00 m，最大泄量為660 m3/s。

1.3.3 輸水洞

在大壩東側(cè)，為2孔穿堤鋼筋混凝土有壓圓涵(D=1.4 m)，進(jìn)口安有兩扇3 m×1.4 m平板鋼閘門，進(jìn)口底高程為178.78 m，洞長106 m，最大泄量為25 m3/s。

2 工程存在問題及建設(shè)的必要性

除險加固工程完工后，對整個水庫工程的效益發(fā)揮起了決定性作用。但由于在除險加固設(shè)計(jì)中，對溢洪道左右兩岸，由于水流橫向沖刷所造成的危害考慮不夠充分，致使水庫在正常溢洪時出現(xiàn)左右岸邊沖刷嚴(yán)重的現(xiàn)象，危及了溢洪道左右岸坡的安全。同時由于龍珠集團(tuán)生產(chǎn)及生活廢水通過直徑400 mm的排水管在溢洪道左岸上集中自由排放，加之期間發(fā)生了3次較大的降雨，致使水庫溢洪道左側(cè)坡水直接匯入溢洪道排水溝內(nèi)。由于該地段坡頂和溝底落差大，近30 m，況左岸屬于軟基，坡水無處可排，只能在此進(jìn)入溝道，所以造成了溢洪道排水溝左側(cè)30～50 m處出現(xiàn)了一個較大漏斗式?jīng)_坑，東西長30 m，南北寬20 m。直接造成了溢洪道左岸出現(xiàn)了較大范圍的塌岸，況且塌坡速度較快，現(xiàn)左岸山坡已破爛不堪，加上右岸100～200 m段出現(xiàn)了70 m的脫坡段，致使該段山坡向路邊公路靠近。

二龍山水庫溢洪道出口，在二龍山水庫除險加固時，對出口的左側(cè)底部進(jìn)行了加固處理，但經(jīng)過幾年運(yùn)行，出口護(hù)底的鋼筋籠塊石，被冰排撞毀15 m長，并沖出大坑。另外，左岸在除險加固時沒有采取工程措施進(jìn)行處理，近年沖刷、坍塌非常嚴(yán)重。上述兩段將對溢洪道的行洪穩(wěn)定非常不利，直接造成溝坡不穩(wěn)定，溝道左右擺動，使左側(cè)水庫風(fēng)景區(qū)停車場和右側(cè)公路的安全受到嚴(yán)重影響，如不及時治理，后果將不堪設(shè)想。因此對二龍山水庫溢洪道水毀地段進(jìn)行維修加固是十分必要的。

3 工程設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)原則

實(shí)事求是，因地制宜，方案合理，經(jīng)濟(jì)美觀。

3.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

溢洪道按100 a一遇洪水設(shè)計(jì)，1000 a一遇校核，坡水按10 a一遇。

3.3 工程設(shè)計(jì)

3.3.1 左岸擋土墻

按照《賓縣二龍山水庫除險加固設(shè)計(jì)》(黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院)中對溢洪道設(shè)計(jì)結(jié)果，和省水利設(shè)計(jì)院幾位專家現(xiàn)場研究確定，此次維修只將原鋼筋籠塊石沖毀處恢復(fù)，對右側(cè)沖坑不進(jìn)行處理。留做沖刷坑，使之形成消能水墊。對左岸自溢洪道出口左側(cè)墻端頭處起修混凝土重力式擋土墻，墻總長82 m，墻高出鋼筋籠頂面4.5 m(高出泄洪水位0.5 m)，基礎(chǔ)滿足防凍要求并和基礎(chǔ)巖石相接觸。

為了防止水流對左岸的沖刷，在左岸修一處混凝土重力式擋土墻，擋土墻尺寸為:頂寬0.5 m，墻身底寬3.2 m，底板寬4 m，厚1 m;加0.5 m深齒墻，齒墻寬0.5 m。墻上設(shè)3排排水管。龍珠排水管由墻中穿過，施工中在墻中預(yù)埋混凝土管。

墻后回填土與墻頂齊平后，向上以1∶2的坡比做坡。

3.3.2 漏斗式?jīng)_坑處理

根據(jù)工程實(shí)際，對左岸漏斗式塌坡段進(jìn)行回填土后在上面拋石，然后進(jìn)行鋼筋網(wǎng)籠塊石護(hù)砌，使散入坡水進(jìn)入鋼筋網(wǎng)籠塊石柔性結(jié)構(gòu)消殺由于落差所形成的勢能后，緩慢進(jìn)入下游溝道，保持左側(cè)山坡的穩(wěn)定完整和山上停車場的安全。并對右岸采取按山坡穩(wěn)定邊坡進(jìn)行整形，確保右岸山坡和公路安全。

對已形成的陡崖進(jìn)行回填土，然后對坡水匯入處，做一個半園形鋼筋網(wǎng)籠塊石柔性結(jié)構(gòu)，使水流匯入后在此消殺能量，順利進(jìn)入溝道。拋石厚度為3 m，然后進(jìn)行鋼筋網(wǎng)籠護(hù)砌，網(wǎng)籠厚度為1.0 m，半園形護(hù)坡采用鋼筋網(wǎng)籠結(jié)構(gòu)，厚度為1.0 m，邊坡為1∶1。網(wǎng)籠下設(shè)碎石墊層50 cm，砂墊層50 cm。消能段和下游溝底段連接采用鋼筋網(wǎng)籠護(hù)砌，下設(shè)碎石墊層和砂墊層各30 cm。同時完成沖溝土方回填任務(wù)，沖溝平均頂寬30 m，平均底寬9 m，長55 m，平均深6 m。并通過管道把集中排放的水直接送到溢洪道排水溝內(nèi)，減少對岸坡的直接沖毀。管道為混凝土預(yù)制管40 cm，設(shè)計(jì)檢查井2處。

3.3.3 河底左側(cè)沖刷處理

采用鋼筋石籠襯護(hù)與原鋼筋石籠一致。鋼筋石籠尺寸為:高1 m，長10 m，順?biāo)鞣较驅(qū)? m為一個鋼筋籠，內(nèi)設(shè)拉筋，鋼筋采用φ12螺紋鋼，間距為20 cm×20 cm，籠中裝滿塊石后采用鋼筋焊接封頂。鋼筋籠焊接要嚴(yán)格按照規(guī)范要求執(zhí)行，不能點(diǎn)焊，塊石直徑要盡量大一些，頂面塊石直徑要大于40 cm，砌筑要求表面平整。

此項(xiàng)維修工程在2005年施工，2007年已全部完成維修任務(wù)，滿足設(shè)計(jì)要求。