苗毳
(遼寧省湯河水庫管理局,遼寧 遼陽 111000)
湯河水庫壩址位于遼陽市弓長嶺區(qū)境內(nèi),太子河一大支流湯河干流上。是一座以防洪、工業(yè)和生活用水為主,兼顧灌溉、發(fā)電、養(yǎng)魚等綜合利用的國家大Ⅱ型水利樞紐工程。水庫永久性建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)按100年一遇洪水設(shè)計(jì)、可能最大洪水校核。壩址以上的控制流域面積為1228 km2,流域多年平均徑流量2.89億m3。水庫總庫容7.07億m3。設(shè)計(jì)洪水位111.30 m,校核洪水位117.70 m,正常高水位109.20 m,死水位85.10 m。多年平均風(fēng)速為3.7 m/s,最大風(fēng)速為24 m/s。凍結(jié)期一般為11月下旬至次年4月初,最大凍土深度為1.25 m。
泄洪洞位于壩體左岸,是水庫主要樞紐建筑物之一,起作用為調(diào)節(jié)水庫蓄水量、提供下游用水。泄洪洞為圓型有壓隧洞,洞徑4.5 m,全長211.1 m,進(jìn)口底高程76.00 m。最大泄流量Qmax=282 m3/s。承擔(dān)著湯河水庫的行洪任務(wù)。
泄洪洞進(jìn)口岸坡105.00 m高程以上護(hù)砌形式為漿砌石護(hù)砌,漿砌石厚度為40,105 m以下是天然巖石或土質(zhì)坡面。由于長期運(yùn)行失修,大部分塊石已松動(dòng),有部分已脫落。尤其是在水位變化區(qū)域(高程在102.00~109.00 m),受冬季冰排擠壓、凍漲破壞,加之雨剝風(fēng)蝕、波浪淘涮及常年受??看坏淖矒舻纫蛩兀?jié){砌石護(hù)砌逐年壞損、脫落,直接落入泄洪洞進(jìn)口前,長期以往,在泄洪洞進(jìn)口前形成大量淤積,嚴(yán)重影響泄洪洞的泄洪能力。且有明顯的逐年加重趨勢。為此,應(yīng)對泄洪洞進(jìn)口岸坡進(jìn)行整治,以確保水庫的泄洪要求。
泄洪洞進(jìn)口岸坡105.00 m高程以上護(hù)砌形式為漿砌石護(hù)砌。105.00 m以下是天然巖石或土質(zhì)坡面。湯河水庫在運(yùn)行近 40 年中,經(jīng)歷了 1975,1985,1986,1994,1995,1996年共計(jì)6次較大洪水,及受冬季冰排擠壓、凍漲破壞,雨剝風(fēng)蝕、波浪淘涮等因素,使水庫岸邊受到很大的破壞,尤其是在水位變化區(qū)域(高程在102.00~109.00 m),使?jié){砌石護(hù)砌逐年壞損、脫落,落入的石塊直接滑落泄洪洞進(jìn)口前區(qū),減少水庫泄洪洞的過水面積,影響水庫泄洪。
1)風(fēng)浪沖刷。水庫泄洪洞進(jìn)口岸坡105.00 m高程以上為漿砌石護(hù)砌,105.00 m高程以下是天然巖石或土質(zhì)坡面。
水庫形成后,水庫水位變化幅度較大(豐水年、枯水年),水庫內(nèi)的水受到風(fēng)的影響,產(chǎn)生水波浪。在此作用下坡面逐漸受到淘刷,使岸坡上的土質(zhì)和風(fēng)化巖表面上的已經(jīng)風(fēng)化的泥沙顆粒處于懸浮狀態(tài),然后在波浪的回流作用下被帶走,周而復(fù)始,造成岸邊的土質(zhì)流失,表現(xiàn)為邊坡坍塌。
2)砌石基礎(chǔ)失穩(wěn)。在105.00 m高程以上的漿砌石護(hù)砌由于下面的土質(zhì)流失,部分底部被掏空,使原本穩(wěn)定的漿砌石護(hù)砌失去原有的基地支撐,造成漿砌石護(hù)砌表面松動(dòng)、脫落、坍塌,塊石隨著水波浪作用滑落,使?jié){砌石護(hù)砌失去原有的保護(hù)岸坡功能。
3)冰凍影響。隨著漿砌石的松動(dòng)、脫落露出原風(fēng)化巖土質(zhì)坡面及漿砌石護(hù)砌裂縫的產(chǎn)生,使邊坡形成了對植物可生長的土質(zhì),至此土質(zhì)坡面雜草重生,由于坡面的雜草根系加大了坡面的土壤含水量,含水量逐漸增加的塊石護(hù)坡受凍漲破壞的程度逐年加重,形成惡性循環(huán)。使得原本風(fēng)化得土質(zhì)和松動(dòng)的漿砌石加快了破損的速度。
4)運(yùn)行管理應(yīng)用的影響。泄洪洞進(jìn)口左邊為平臺(tái)碼頭,該碼頭承擔(dān)著水庫的水質(zhì)監(jiān)測、水庫捕魚、旅游等船只上下船的任務(wù)。由于船只的??浚哟罅嗽摪蹲o(hù)坡的沖刷及破壞,使之護(hù)坡石塊和游人垃圾進(jìn)入泄洪洞前身,淤塞泄洪洞進(jìn)口,影響泄洪洞正常泄洪。
設(shè)計(jì)原則:設(shè)計(jì)遵循保持水庫原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不變,原設(shè)計(jì)功能不變,達(dá)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、施工簡單、運(yùn)行管理方便、投資經(jīng)濟(jì)的原則。
1)泄洪洞左岸山體、岸坡護(hù)砌設(shè)計(jì)。根據(jù)現(xiàn)有的工程狀況及施工條件等綜合分析設(shè)計(jì)為漿砌石護(hù)坡方案。即護(hù)坡采用0.4 m厚的漿砌石護(hù)坡,在坡底設(shè)置一道漿砌石擋墻,在擋墻內(nèi)設(shè)置排水孔以利于山體水向外滲流。起到穩(wěn)定山體的作用,達(dá)到岸坡穩(wěn)定。
2)泄洪洞右岸護(hù)砌設(shè)計(jì)。原岸坡護(hù)砌為漿砌石護(hù)砌,該處右邊與水庫大壩連接、左邊與泄洪洞進(jìn)口連接,上部為水庫停車場。由于原設(shè)計(jì)受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)等條件約束,存在不合理的方面。水庫經(jīng)過長期運(yùn)行、雨剝風(fēng)蝕、波浪淘刷,逐年壞損、脫落。根據(jù)現(xiàn)有的條件和所處的地點(diǎn)將該處設(shè)計(jì)為鋼筋混凝土面板護(hù)坡,并設(shè)置兩道混凝土齒墻,以利于混凝土面板的穩(wěn)定。
3)新建碼頭設(shè)計(jì)。原碼頭是利用水庫原有的地形的斜道進(jìn)行船只的運(yùn)行。使船只運(yùn)作不方便,應(yīng)清出不合理的設(shè)施修建新的碼頭。在泄洪洞左岸山體、岸坡護(hù)砌邊修建四級平臺(tái),平臺(tái)用鋼筋混凝土踏步連接。平臺(tái)的作用主要是固定連接橋和供行人緩步,當(dāng)水位變化時(shí),可以通過固定于緩步臺(tái)平臺(tái)的連接浮橋上浮碼頭或上下船。浮碼頭采用高密度聚乙烯浮筒組合而成。
通過對該處的改造,使泄洪洞進(jìn)口兩邊護(hù)坡穩(wěn)定。進(jìn)口邊坡的穩(wěn)定有效地控制了邊坡土泄洪洞進(jìn)口里滑落,保證了泄洪洞進(jìn)口的過水面積,使水庫的防洪和調(diào)水的能力有了保證。同時(shí)也改善了水庫的環(huán)境,達(dá)到修繕?biāo)畮?、保證大壩安全、提高了水庫管轄區(qū)的環(huán)境質(zhì)量。