高塘水庫除險加固措施及工程項目后評價研究

尹桂平 楊 勇 程 功

(南京市水利規(guī)劃設計院股份有限公司，南京 210000)

1 高塘水庫概況

高塘水庫地處E118°28′，N34°23′，位于新沂市東北部丘陵山區(qū)，大沙河上游，雙塘鎮(zhèn)境內，東隴海鐵路東西橫穿水庫上游，是一座以防洪為主、結合灌溉及水產養(yǎng)殖等綜合利用型水庫。高塘水庫于1958年11月開始興建，至1965年7月汛前完工。水庫集水面積142km2，屬梯級水庫，其中上游東海縣大石埠水庫集水面積78km2，大石埠水庫以下區(qū)間集水面積64km2，比降J=23.58。

高塘水庫為中型水庫，工程等別Ⅲ等，水庫大壩和主要建筑物為3級水工建筑物，設計抗震烈度為8度，防洪按50a一遇設計，1000a一遇校核。水庫集水面積為142km2，主要建筑物有主、副壩各一條，主壩長5000m，副壩長300m；泄洪閘1座，設計最大流量565m3/s；灌溉涵洞3座，合計輸水能力為16.9 m3/s。水庫校核水位為36.6m(廢黃河高程，下同)，設計水位為35.6m，興利水位為35.0m，汛限水位為33.5m；總庫容為2473萬m3，興利庫容為1210萬m3，防洪庫容為2032萬m3。高塘水庫是新沂市兩座中型水庫之一，水庫保護下游三個鄉(xiāng)鎮(zhèn)約16萬人口和1.3萬hm2耕地，徐連一級公路、京滬、連霍高速公路以及新長鐵路等重要設施。在保障下游防洪安全，保證農業(yè)灌溉方面起到重要作用，對新沂市經濟社會發(fā)展具有重要的水利保障作用。

2 現(xiàn)狀高塘水庫存在問題

根據(jù)復核計算，工程實施前高塘水庫存在以下問題：

1)經過洪水復核計算，大壩不滿足防洪要求。

2)主壩大沙河河床段在校核洪水位和正常蓄水位8度地震烈度情況下，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求。

3)經滲流計算分析，主壩出逸坡降大于容許坡降，不滿足規(guī)范要求。

4)西涵洞、中涵洞、東涵洞均屬險涵。

根據(jù)水利部《水庫大壩安全鑒定辦法》第十六條規(guī)定，經鑒定為三類壩，綜上所述，高塘水庫實際抗御洪水標準低于部頒水利樞紐工程除險加固近期非常運用洪水標準，且工程存在嚴重的質量問題，影響大壩安全運用。

3 工程除險加固措施

加固工程布置及主要工程內容如下：對大壩樁號1+830-2+030段進行高噴灌漿處理，以解決壩后集中滲水；樁號2+300-3+500段，因壩體土質極為松軟，對其進行二道劈裂灌漿處理，其余壩段沿壩軸線前1m進行劈裂灌漿處理，以解決因壩體土質密實性不均勻造成的滲水問題；大壩上游側增做防浪墻5200m；大壩迎水坡護坡翻修及新做5200m；壩背水坡腳處做貼坡式排水及排水溝；東灌溉涵洞拆除重建；從泄洪閘至323省道防汛路及大壩壩頂路面翻修，長2.8km[2]。大壩背水坡50m一道跌水槽，在戧臺內側做一縱向集水溝截住壩坡來水，集水溝與跌水槽相通。背水坡除了做跌水槽、集水溝收集路面及坡面降水外，其余裸露坡面進行植被防護[3]。

4 工程過程及經濟評價

4.1 前期工作評價

1)除險加固前，高塘水庫實際抗御洪水標準低于部頒水利樞紐工程除險加固近期非常運用洪水標準，且工程存在嚴重的質量問題，影響大壩安全運用。從2004年除險加固后運行至今，水庫下游防洪安全，灌區(qū)1400hm2農田灌溉用水得到保障，充分發(fā)揮水庫的防洪和灌溉效益，提高對下游人民生命財產安全的保障程度，改善水庫的水體環(huán)境和庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境。因此，高塘水庫除險加固工程項目決策是正確的。

2)高塘水庫缺乏實測洪水資料，采用實測暴雨組成確定大石埠水庫以上、大石埠-高塘水庫區(qū)間的設計面雨量，以及采用安峰山水庫典型暴雨時程分配。采用暴雨資料間接推求的設計洪水和用《江蘇省暴雨洪水圖集》推求的設計洪水進行對比分析。同時對采用的實測暴雨資料進行了代表性分析，滿足初步設計深度要求。

3)《初步設計報告》對高塘水庫原設計規(guī)模和以往歷次加固的內容與規(guī)模、運行中存在的問題及安全鑒定結論以及現(xiàn)行工況復核工程原設計任務的滿足程度和安全性進行了分析論證，確定了除險加固內容和規(guī)模。符合《水利水電工程初步設計報告編制規(guī)程》5.9.1款對除險加固工程的要求。

4)水利部淮河水利委員會對初步設計的批復意見，適當核減大壩迎水坡護坡底腳墻、封頂斷面尺寸，以及將護坡墊層減薄，在滿足工程設計要求的情況減少投資是合理的。

5)為了解決壩體密實性差，壩下游滲水問題，對部分壩段采用劈裂灌漿的防滲處理方案，及土質極松段采用加密孔距的方法是合理的，對穿壩建筑物處容易存在安全隱患處進行加強充填灌漿的做法是合理的。

6)為了解決老沙河段漏水嚴重問題，除在壩軸線處布孔進行主軸線劈裂式灌漿外，在壩軸線前1m處布孔，采用高壓噴射灌漿對其進行加強處理；并對戧臺向外加寬，達到規(guī)范抗滑穩(wěn)定要求，灌漿處理范圍、深度以及加固寬度是合理的。

7)水利部淮河水利委員會對初步設計的批復意見，部分壩基高程處在興利設計水位以下1.5m左右，由于水位差不大，且該段壩高<5m，由貼坡排水改為排水溝是合適的。

8)高塘水庫除險加固工程，屬于病險水庫除險加固工程，實際總投資為1870萬元；高塘水庫總庫容為2473萬m3；高塘水庫大壩于2000年6月被鑒定為三類壩，并經水利部大壩安全管理機構復核，符合《水利基本建設投資計劃管理暫行辦法》(水規(guī)計﹝2003﹞344號)第十六條規(guī)定，可直接編制初步設計報告。同時，高塘水庫除險加固工程有初步設計批復、階段驗收、工程驗收，均有完善的手續(xù)，綜上所述，高塘水庫除險加固工程前期工作程序符合國家有關規(guī)定。

4.2 建設實施評價

4.2.1 實施評價

在建設過程中，工程建設處高度重視工程質量和施工組織協(xié)調，設計、施工、監(jiān)理緊密配合，遇到施工問題及時開會商討處理方案，主體工程在批復施工期內完成，工程總體質量達到設計要求，發(fā)揮了工程效益。總體情況來看，整個工程的建設是成功的。

《初步設計報告》批復施工期為9月，主體工程基本在批復期內完成，壩后貼坡式排水工程和壩后背水排水工程施工期過長，雖不是主體工程，但是影響到整體除險加固工程進度，以及后期驗收、決算等環(huán)節(jié)的工作，從而拖延了整體工程進度及使用。建議今后應嚴格按照國家批復時間完成施工。

工程施工中幾項重大設計變更基本合理，而且很有必要，符合工程實際情況。高塘水庫除險加固工程整體質量較好，該工程施工質量為合格等級。大壩管理單位應密切監(jiān)測大壩穩(wěn)定滲流情況，如有異?，F(xiàn)象需及時論證，必要時進行處理。同時建議水庫管理單位盡快查明原因，提出相應處理措施。確保工程運行安全。

后評價還認為：總體上設計變更基本合理。但初步設計部分考慮不夠周全，有些設計不符合工程實際或施工便利，造成局部變動較大。例如：排水溝為干砌石，貼坡反濾體頂部結構為干砌石。背水坡貼坡反濾水平段采用干砌石施工難度較大，后改為：排水溝為漿砌塊石，貼坡反濾體頂部結構為漿砌石格埂。建議在以后工程設計中不僅要考慮設計可行性，亦要重視工程施工的便利性。同時，由于地方配套資金不到位，導致工期拖長，建議在以后投資各方應按照批復及時籌集資金到賬，確保工程順利實施，避免拖延工期，影響工程進度及效益發(fā)揮。

4.2.2 驗收工作評價

工程項目法人基本能在工程完工后，按照《水利水電建設工程驗收規(guī)程》申請階段驗收、蓄水安全鑒定、投入使用驗收、檔案專項驗收以及竣工驗收等工作，驗收程序及人員符合規(guī)定，驗收資料齊全、結論明確。已完工程質量經質監(jiān)部門核定為合格，滿足設計要求?？傮w上高塘水庫驗收工作基本符合國家水利工程驗收要求。但是，從驗收及時性上，部分驗收拖延時間較長，投入使用驗收2011年完成，最后竣工驗收2014年才進行，影響工程整體進度。

查詢歷次驗收報告及相關鑒定對主要問題的處理情況可以看出，對驗收發(fā)現(xiàn)的問題基本能夠按照要求處理，但是部分歷史遺留問題仍未能完善，比如：部分工程資料和變更手續(xù)。建議今后相關工程應嚴格按照國家基建程序履行變更手續(xù)、建立工程檔案資料。

4.2.3 運行管理評價

1)高塘水庫現(xiàn)有人員基本能夠滿足水庫運行管理需要，但是由于當?shù)厥艿胤截斄窒?，管理運行經費尚有部分缺口，建議當?shù)卣吧霞壒芾聿块T加大扶持力度，解決資金缺口問題，為管理運行提供物質、財力保障。

2)高塘水庫管理單位已經根據(jù)水庫管理要求對管理范圍內相關設施進行清理，并設置圍欄，便于管理，但是仍有部分管理范圍存在不滿足管理規(guī)定要求，建議繼續(xù)按照相關要求進行清理，達標建設，實現(xiàn)水庫管理規(guī)范化。并盡早完成大壩監(jiān)測設施，密切監(jiān)測大壩穩(wěn)定及滲流情況，為管理提供科學依據(jù)，確保水庫大壩及其他設施運行安全。

3)高塘水庫除險加固工程，從2004年4月開始實施，主體工程于2004年完成。經過10余年的運行，大壩工程、灌溉東涵洞、以及道路、管理用房等工程運行正常，沒有出現(xiàn)險工段。水庫蓄水后保證了水庫灌區(qū)內1400hm2農田的灌溉需求，同時水庫也及時發(fā)揮了水面養(yǎng)殖等綜合效益。后評價認為高塘水庫除險加固工程總體運行較好。

4.3 經濟評價

本次高塘水庫除險加固工程，批復核定工程控制投資2460萬元，在工程實施過程中，按合同約定和建設程序控制投資，完成各項投資共計1870.02萬元，本次工程年運行費為80萬元，本次后評價按照工程實際投資1870.02萬元進行經濟評價計算，計算結果表明，本次工程經濟內部收益率EIRR=15.5%、經濟凈現(xiàn)值ENPV=1820萬元、經濟效益費用比EBCR=1.65。該數(shù)據(jù)與初步設計中，工程投資3037.56萬計算出來的內部收益率為16.55 %、經濟凈現(xiàn)值為3678萬元、效益費用比為1.63存在一定的差異，存在差異的原因為初步設計中的經濟評價章節(jié)，使用的投資、年運行費為估算的結果，灌溉面積為設計灌溉面積，工程正常運行期取50a，社會折現(xiàn)率去12%。本次后評價經濟評價章節(jié)，使用工程實際投資、實際年運行費、實際灌溉面積，工程運行期取30a，社會折現(xiàn)率取8%。采用數(shù)據(jù)的不同，導致了經濟評價指標數(shù)據(jù)的不同，但是評價結論是一致的，本項目在國民經濟上是合理的和可行的[4-5]。

綜上，后評價認為本次高塘水庫除險加固工程國民經濟效益是好的。該工程在經濟上是合理的。初步設計與后評價經濟評價指標對比表，見表1。

表1 初步設計與后評價經濟評價指標對比表

5 結 語

高塘水庫除險加固工程后評價，通過工程的過程分析以及經濟效益分析，該項目投資總體是合理的，經濟效益明顯，對當?shù)厣鐣l(fā)展具有重要作用，也為類似項目積累工程經驗。同時經過工程實施及運行分析，也發(fā)現(xiàn)工程存在問題和不足，例如大壩存在滲水點，并提出相關建議，為高塘水庫在當?shù)亟洕鐣l(fā)展中提供水利支撐，具有重要的指導作用。因此實施后評價制度對國家項目投資和工程安全具有重要意義。