吳斌 遼寧省湯河水庫管理局

湯河水庫溢洪道水毀原因分析與工程措施

吳斌 遼寧省湯河水庫管理局

1 工程概況

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。水庫始建于1958年，為多年調(diào)節(jié)，按百年一遇洪水設(shè)計，可能最大洪水校核。壩址以上的控制流域面積為1228km2，流域多年平均降雨量771.2mm，多年平均徑流量2.89億m3。水庫總庫容7.07億m3，調(diào)洪庫容3.68億m3，興利庫容3.59億m3，多年調(diào)節(jié)水量2.15億m3，是鞍山、遼陽兩座城市生活和工業(yè)用水的主要來源。

湯河水庫的工程規(guī)模為大⑵型水庫，工程等別為Ⅱ等，主要建筑物等級為2級，按《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）規(guī)定，水庫永久性建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)仍按100年一遇洪水設(shè)計、校核洪水標(biāo)準(zhǔn)采用10000年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)作為水庫的校核洪水標(biāo)準(zhǔn)。水庫設(shè)計洪水位111.57m，校核洪水位116.14m、防洪限制水位107.86m、正常高水位109.36m，死水位85.26m。

溢洪道位于水庫大壩右岸的鞍形山谷內(nèi)，其形式為河岸、開敞、正堰控制式溢洪道。歷經(jīng)興建期、續(xù)建期、保壩加固期三個階段，由進(jìn)口段、控制段、泄槽段及尾渠段組成，設(shè)計最大泄洪流量為2713m3/s，是湯河水庫主要的泄洪建筑物。2002年實施溢洪道應(yīng)急工程，清除阻礙溢洪道下泄水流的土石方，加固防護(hù)堤。

2010年8月19日至22日間，湯河流域經(jīng)歷近15年來最大一場降雨過程，流域平均降雨量為173mm，最大降雨為湯河站的210mm，最小降雨為隆昌站的132.5mm。為防止水庫上游農(nóng)田受淹，按照省供水局調(diào)令指示，湯河水庫于8月20日5:51，開啟溢洪道雙孔閘門泄洪，閘門開度為0.3m，之后經(jīng)四次調(diào)節(jié)，閘門開度逐步加大，于20日15:12閘門開度增至1.05m，泄流量為194m3/s。受高速水流的淘涮影響，造成湯河水庫溢洪道邊墻基礎(chǔ)及防洪堤基礎(chǔ)被破壞。

2 溢洪道水毀原因分析

2.1 地質(zhì)原因

溢洪道主要巖體為弓長嶺花崗巖，其間有千枚巖、變粒巖等捕虜體，工程地質(zhì)特性不同，風(fēng)化不均，透水性各向異性，以強(qiáng)風(fēng)化為主，局部全風(fēng)化的非均質(zhì)地質(zhì)體。溢洪道進(jìn)口段和陡坡段兩側(cè)山體較陡，巖石破碎，抗沖刷能力較差，節(jié)理裂隙發(fā)育，易產(chǎn)生滑坡或坍塌掉塊，難以適大泄量的考驗。

2.2 設(shè)計缺陷

由于資金等多方原因，溢洪道原設(shè)計未設(shè)消能防沖設(shè)施，在堰后只對陡槽段進(jìn)行了襯砌，湯河水庫管理局在溢洪道泄槽左岸先后兩次修建了重力式鋼筋混凝土邊墻。在經(jīng)歷了1973、1975、1985、1986、1995、1996年六次泄流后已經(jīng)不同程度被破壞。

2.3 超強(qiáng)度暴雨

2010年8月19日至22日間，湯河流域經(jīng)歷近15年來最大降雨過程，溢洪道總歷時99小時的泄洪，對溢洪道尾渠段左岸邊墻基礎(chǔ)及其下游左岸防洪堤基礎(chǔ)造成沖刷破壞。

2.4 下游的大量采砂致使河床降低，也是導(dǎo)致破壞的原因之一。

3 處理措施

為確保水庫正常運行及供水安全，2011年3月開始實施溢洪道水毀修復(fù)工程，包括左岸邊墻基礎(chǔ)防護(hù)及左岸防洪堤基礎(chǔ)防護(hù)兩部分。按過水流量1008立方米每秒修建，建筑物級別為4級，防洪標(biāo)準(zhǔn)按20年一遇。

本次溢洪道防護(hù)工程分左岸邊墻基礎(chǔ)防護(hù)及左岸防洪堤基礎(chǔ)防護(hù)兩部分。

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3.1 溢洪道泄槽左岸邊墻基礎(chǔ)防護(hù)工程

泄槽段垂直于邊墻基礎(chǔ)方向1.0m、順?biāo)飨?00m的范圍內(nèi)，滿槽灌C20混凝土、平均厚度為1.5m，將外露基礎(chǔ)進(jìn)行臨時性防護(hù)，以保證明年安全度汛，加固范圍0+328～0+428。防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水，泄量Q=1008m3/s。

3.2 尾渠左岸堤防基礎(chǔ)防護(hù)

3.2.1 堤防基礎(chǔ)防護(hù)

石籠采用2.5×2.0×0.5(長×寬×高)，石籠內(nèi)石塊擺實，控制孔隙率小于35%，粒徑200mm以上石料不小于50%。防護(hù)長度為420m。加固范圍0+518～0+938。

防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水。

3.2.2 管橋修復(fù)工程

在管橋原址重新修建一座簡易管橋，長度80m，寬度7.2m，管橋兩端高、中間低，形成弧形路面與西端防洪堤、東端松樹溝溝口路順勢銜接；管橋上下游兩側(cè)砌筑漿砌石邊墻，墻身寬度0.6m，高度1.3m，基礎(chǔ)埋深1.2m，寬度0.8m；在主河道部位布設(shè)ф800承插涵管6排，橋身回填沙礫料，碾壓夯實，面層鋪筑C20混凝土橋面，厚度20cm。

3.2.3 清理疏浚河道工程

采用推土機(jī)、挖掘機(jī)，拆除溢洪道行洪期間修筑的塊石丁壩以及開挖河床修筑的臨時土堤，回填行洪沖刷河床形成的沖溝，平整疏浚河道，恢復(fù)河床比降至原0.44%比降。

4 施工質(zhì)量控制

本工程質(zhì)量評定全部合格，合格率100%。

本工程原材料及中間產(chǎn)品質(zhì)量全部合格，其中混凝土試件質(zhì)量達(dá)到合格等級，混凝土試件強(qiáng)度按5＞n≥2（共檢測2組）進(jìn)行統(tǒng)計分析，混凝土試塊強(qiáng)度同時滿足下列要求：

Rn≥1.15R標(biāo)

Rmin≥0.95R標(biāo)

即：R=25.5Mpa>1.15R標(biāo)=23Mpa Rmin=25Mpa>0.95R標(biāo)=19Mpa滿足要求。

5 結(jié)語

5.1 溢洪道雖經(jīng)重新修復(fù)，但因資金問題未做整體修復(fù)處理，目前也只能滿足小流量的沖擊， 如再遇到較大泄流量，還有可能面臨毀壞的危險。

5.2 抓緊水庫除險加固設(shè)計和施工，提高防洪標(biāo)準(zhǔn)。

5.3 加強(qiáng)工程管理。溢洪道雖經(jīng)修復(fù)處理,但仍是個薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)注意維修養(yǎng)護(hù)，使其在達(dá)到設(shè)計流量時，確保水庫安全。

吳斌,性別.女.出生年月.1972年2月.籍貫.遼寧省開原市. 職稱 工程師 單位：遼寧省湯河水庫管理局 研究方向水利工程施工與管理。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.07.032