趙立富,馬志宏
(莒縣水利局,山東 莒縣 276500)
黃崖下水庫位于山東省莒縣東莞鎮(zhèn),壩址以上流域面積3.0 km2,屬石灰?guī)r地區(qū)。該庫于1966年10月竣工投入運行,是一座集防洪、灌溉于一體的小(2)型水庫。保護(hù)著下游2 km處鎮(zhèn)駐地和沿途村莊5 000口人、400余hm2耕地的安全。水庫建成后,每年僅在夏秋兩季為發(fā)展灌溉、防洪減災(zāi)、改善當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件,促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展,發(fā)揮了一定的作用,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益。
黃崖下水庫現(xiàn)狀總庫容65萬m3,興利庫容43萬m3,死庫容6萬m3。水庫樞紐工程主要有大壩、溢洪道、放水洞3部分組成。大壩為壤土心墻沙殼壩,最大壩高15 m,最大壩長190 m,壩頂寬3~5 m,壩頂高程200~201 m。溢洪道位于大壩右端,壩肩式,進(jìn)口為開敞式寬頂堰;放水洞位于壩下主河槽段,為漿砌石矩形涵洞;進(jìn)水口位于壩上游壩坡底部,為斜拉式閘門。
建庫46年來,每逢汛期,幾乎年年蓄滿,可過了汛期,水逐漸減少,一個冬天全部漏完,到翌年春天,用水灌溉時,庫內(nèi)早已無水。因該庫地勢較高,鎮(zhèn)政府及其周邊村莊想利用自然壓差解決吃水,可水源無保障。由于長期占用大量土地?zé)o效益,一度想放棄該庫,拆除壩體種田。
2011年小水庫除險加固將黃崖下水庫列入其中,在確定工程方案時反復(fù)考慮,如果只加固壩體、改造放水洞、拓寬溢洪道等,只能保證工程自身安全,水庫蓄水問題仍然得不到解決。
因該庫壩址及其流域內(nèi)全部均處在石灰?guī)r地區(qū),猜測產(chǎn)生溶洞透水的現(xiàn)象極有可能,水庫興利水位以下與水的接觸面都有透水的可能。對此,縣水利局對黃崖下水庫進(jìn)行了地質(zhì)勘察工作,本次勘察采用了地質(zhì)鉆探、測繪等綜合勘測方法和高密度電法勘探。
通過鉆探與高密度電法測深等物探方法得出如下結(jié)論:1)左岸分水嶺山體寬厚(超過1.0 km),鄰谷相對下切較淺,不會發(fā)生向鄰谷的滲漏問題,但右岸近壩段受采石影響,山體單薄,寬度最窄處僅24.0 m,存在壩肩繞滲問題;2)水庫建成后,由于庫區(qū)滲漏嚴(yán)重,大部分時間處于無水狀態(tài),基本成為一座廢棄水庫,主要原因是由于庫水通過庫底巖溶發(fā)育區(qū)滲漏,建議對庫底巖溶發(fā)育區(qū)及水庫右岸灰?guī)r出露處及不整合面進(jìn)行防滲處理;3)庫區(qū)地下水主要受大氣降水補給,地表水排泄暢通,庫區(qū)周邊山間相對低洼處,地形相對較高,地面高程一般高出水庫最高蓄水位,庫區(qū)在興利水位條件下一般不會產(chǎn)生浸沒問題;4)大壩為壤土填筑,填筑質(zhì)量較好,滲透性、壓實度基本符合沙殼壩質(zhì)量要求和心墻土料技術(shù)要求。河床、緩坡段清基徹底,呈長柱狀,節(jié)理、裂隙不發(fā)育,巖體完整性好,承載力高,壩基穩(wěn)定性好,不存在壩基滲漏問題。但灰?guī)r地區(qū)滲漏情況復(fù)雜,為安全起見決定對壩基與右岸肩接觸帶處采取防滲處理。
1)岸坡裸露巖山整修,按1︰1.5整坡,然后鋪50 cm黏土壓實,再鋪設(shè)復(fù)合土工膜,復(fù)合土工膜上部鋪筑80 cm厚黏土保護(hù)層,表層種植草皮,禁止植樹。
復(fù)合土工膜(二布一膜)是在薄膜的外側(cè)貼土工布,復(fù)合土工膜具有抗拉、抗撕裂、抗頂破等特性,物理力學(xué)指標(biāo)高,具有強度高、延伸性能好、變形量大、耐酸堿、抗腐蝕、耐老化、防滲性、抗老化性能好等特點。
2)平行壩軸線土工膜鋪設(shè)160 m左右,個別區(qū)域在施工過程中視開挖以后地質(zhì)變化可做適當(dāng)調(diào)整。順河流方向鋪設(shè)長度150 m。
3)土工膜鋪設(shè)時,庫底與壩坡連接由壓重平臺順延至高程195 m處,遇齒墻處,設(shè)置在齒墻以下,上下黏土保護(hù)層厚度滿足30 cm。
4)根據(jù)地質(zhì)勘探資料,沿右岸坡整體鋪筑150 m,順岸坡以上,岸坡另行鋪筑長度250 m,坡面處理同前段,自坡腳向庫內(nèi)延伸20 m,施工方法相同。
工程于2012年3月開始動工,6月底竣工。首先對興利庫容淹沒線以下確定為透水部分區(qū)域進(jìn)行整修,削高填洼,岸坡處理按1︰1.5整坡,然后鋪50 cm黏土壓實,共計鋪設(shè)復(fù)合土工膜24 000 m2。復(fù)合土工膜單重800 g/m2,搭接縫寬20 cm,幅寬6 m。
復(fù)合土工膜鋪設(shè)施工中,采用邊鋪膜邊附土,為防止紫外線照射,增加抗老化性能,同時防止人為破壞,膜上覆土厚度80 cm。
截止7月底,水庫已蓄水43萬m3,水位達(dá)到興利水位。庫容達(dá)到興利庫容,經(jīng)過2個多月的觀測,在放水洞關(guān)閉的情況下,水位沒有任何變化,庫底透水問題得到徹底解決。
黃崖下水庫透水處理的成功,對下游及其周邊地區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整將起到積極作用,極大地調(diào)動農(nóng)民種植高效經(jīng)濟(jì)作物的積極性,對下一步節(jié)水灌溉規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。目前,東莞鎮(zhèn)政府已著手籌建利用水庫自然壓差來解決鎮(zhèn)駐地及周邊16個村20 000口人的集中供水工程。