徐焱灼

(林甸縣水務(wù)局，黑龍江 林甸 166300)

1 水毀成因及建設(shè)必要性

林甸縣東升水庫(kù)始建于20世紀(jì)50—60年代，主壩長(zhǎng)7 500 m，副壩長(zhǎng)1 700 m，防洪標(biāo)準(zhǔn)P=2%。該水庫(kù)對(duì)保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。但每年汛期，沖刷嚴(yán)重，尤以5+050～5+210段最為嚴(yán)重，附近的村屯、農(nóng)田飽受澇災(zāi)困擾。

近幾年，隨著對(duì)水利工程投入的增加，截至到2003年，東升水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)由原來(lái)的20 a一遇提高到50 a一遇，防洪能力整體增強(qiáng)，為了根治水害，改善環(huán)境，應(yīng)對(duì)迎水面進(jìn)行護(hù)坡加固。提高壩體的抗沖刷能力，有利于壩坡穩(wěn)定，更好地發(fā)揮防洪作用。通過(guò)工程建設(shè)可緩解洪水對(duì)壩體的壓力，加強(qiáng)對(duì)汛期防洪能力，以較少的投資獲取較高的長(zhǎng)期防洪效果。工程建設(shè)既可保護(hù)生態(tài)又可保護(hù)生產(chǎn)力，從而為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)增效，農(nóng)民增收提供更多有利支撐。

原壩坡生長(zhǎng)大量蘆葦，對(duì)壩前風(fēng)浪起到了很好的消波作用。除險(xiǎn)加固過(guò)程中，由于施工要求，水庫(kù)水位下降，壩前蘆葦?shù)纳鷳B(tài)環(huán)境發(fā)生變化，加之水庫(kù)漁業(yè)養(yǎng)殖，投放了大量草魚(yú)，蘆葦嫩芽成為草魚(yú)優(yōu)良飼料，因此蘆葦大面積死亡，壩體失去蘆葦保護(hù)，受到風(fēng)浪直接沖刷。迎水坡原設(shè)計(jì)為草皮護(hù)坡，施工時(shí)草皮護(hù)坡鋪設(shè)時(shí)間短，草根沒(méi)能深入壩體，不能對(duì)壩坡表層直到加固作用。因此，該段在風(fēng)浪作用下，造成壩坡大面積淘涮破壞。

2 工程建設(shè)的可行性

東升水庫(kù)水毀修復(fù)工程項(xiàng)目具有較好的前期工作基礎(chǔ)。水庫(kù)大部分堤壩形狀保護(hù)較好，工程建設(shè)基礎(chǔ)較好。

項(xiàng)目具有較好的群眾基礎(chǔ)。項(xiàng)目區(qū)所在地近幾年經(jīng)濟(jì)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，人均純收入隨著水稻種植業(yè)的發(fā)展不斷增加，農(nóng)民自主投入的積極性空前高漲。特別是在1998年大洪水后，當(dāng)?shù)厝罕娚钍芎闈碁?zāi)害，普遍支持對(duì)東升水庫(kù)的治理，農(nóng)民對(duì)項(xiàng)目的實(shí)施要求迫切。

資金投入較低，效果高?，F(xiàn)有堤段已達(dá)50 a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，只需在原有大壩的基礎(chǔ)上整修加固。

3 水庫(kù)水毀工程設(shè)計(jì)

3.1 工程等級(jí)

按《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252—2000)[1]，東升水庫(kù)為大(2)型水庫(kù)，大壩工程級(jí)別為3級(jí)。防洪標(biāo)準(zhǔn):按50 a一遇洪水設(shè)計(jì)。

3.2 主要設(shè)計(jì)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及法律、法規(guī)

1)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201—94)[2]。

2)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252—2000)[3]。

3)碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274—2001)[4]。

4)《水利水電工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)程》(DL5021—93)[5]。

5)《水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(SL/T98)。

3.3 護(hù)坡設(shè)計(jì)

護(hù)坡型式選取兩個(gè)方案進(jìn)行比較，干砌石與混凝土護(hù)坡。由于干砌石護(hù)坡對(duì)石料的質(zhì)量、形狀要求高，施工難度大，且林甸縣本地不產(chǎn)石料，所需石料需要外運(yùn)，成本高，不經(jīng)濟(jì)。而混凝土板護(hù)坡是在現(xiàn)場(chǎng)澆筑，可保證施工進(jìn)度，整體性好，因此設(shè)計(jì)護(hù)坡形式采用現(xiàn)澆混凝土板護(hù)坡。

在主壩5+050～5+210段擬采用混凝土板護(hù)坡，混凝土板的厚度計(jì)算公式為:

式中:η為系數(shù)，對(duì)整體式大塊護(hù)面板取1.0;b為沿壩坡向板長(zhǎng)，m;ρe為混凝土板的密度，t/m3;ρw為水的密度，t/m3;m為壩坡度系數(shù);hp為累計(jì)頻率為1%的波高;Lm為平均波長(zhǎng)，m。

經(jīng)計(jì)算，設(shè)計(jì)工況下，t=0.05 m;校核工況下，t=0.07 m，結(jié)合水庫(kù)大壩護(hù)坡厚度為20 cm，本次設(shè)計(jì)采用t=0.2 m。護(hù)坡結(jié)構(gòu)為100×80×20cm，現(xiàn)澆混凝土板+土工布+砂墊層，采用瀝青木板分縫。固腳采用現(xiàn)澆混凝土，固腳頂高程與大壩內(nèi)側(cè)地一平，固腳斷面為梯形，頂寬為50 cm，底寬為80 cm，高100 cm，護(hù)坡與固腳混凝土采用C20。大壩修復(fù)采用均質(zhì)土壩，利用原有大壩進(jìn)行土方填筑，不改變?cè)性O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4 施工組織設(shè)計(jì)

4.1 施工條件[6]

本次林甸縣東升水庫(kù)水毀修復(fù)工程位于林甸縣西北部，三合鄉(xiāng)境內(nèi)，距縣城33 km。該區(qū)多年平均降雨量420 mm，降雨一般多集中在汛期6—9月份，占全年降雨量的70%;多年平均氣溫2.3℃，極端最低氣溫-39.2℃，極端最高溫度39.8℃;流域內(nèi)多平均年蒸發(fā)量為1 459 mm(E20蒸發(fā)皿);封凍期為10月下旬，結(jié)凍期為4月中旬，結(jié)冰期200 d左右，最大凍土層深度2.3 m;風(fēng)向多為西北和西南風(fēng)，歷年平均風(fēng)速為4.0 m/s，最大風(fēng)力9級(jí)。工程所在地區(qū)交通比較方便，有G015國(guó)道從附近通過(guò)。所以土方施工定于10月25日—11月5日，混凝土工程于11月6日—11月15日完工。

4.2 施工導(dǎo)流

為確保施工順利進(jìn)行，需在主壩內(nèi)設(shè)計(jì)臨時(shí)圍堰，堰長(zhǎng)160 m，頂寬0.5 m，邊坡比1∶1，圍堰高度根據(jù)堰前常水位149.00 m，超高0.5 m，故圍堰高度定為1.9 m。

圍堰采用編織袋裝土砌筑，使用黏土填縫，施工時(shí)先將裝好黏土的編織袋運(yùn)到施工地點(diǎn)，再通過(guò)人工將編織袋運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行人工填筑。

待相關(guān)的工程項(xiàng)目施工完畢后，用挖掘機(jī)將施工臨時(shí)圍堰拆除干凈，棄至指定的范圍。

4.3 建筑材料

4.3.1 大壩土料

根據(jù)工程地質(zhì)資料，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)均為黏性土，大壩土方填筑所用土料，可從壩址下游富饒磚場(chǎng)附近料場(chǎng)取土。料場(chǎng)距工地約15 km。

4.3.2 砂、石料

林甸境內(nèi)不產(chǎn)砂石料，故所需砂石料由齊齊哈爾馮屯料場(chǎng)購(gòu)進(jìn)，用汽車(chē)經(jīng)G015國(guó)道運(yùn)至工地，運(yùn)距120 km。

4.3.3 其它材料

水泥、油料等建筑材料均由林甸縣購(gòu)進(jìn)，采用汽車(chē)運(yùn)輸，運(yùn)距為33 km。

5 工程施工

5.1 土方工程

土方施工以機(jī)械為主，先清除迎水坡內(nèi)淤泥，再采用汽車(chē)運(yùn)土，大壩所用黏土土料采用挖掘機(jī)挖、裝，自卸汽車(chē)運(yùn)至壩上，拖拉機(jī)壓實(shí)，上壩土料不得含有草皮，農(nóng)作物根、腐殖土雜物。土料填筑應(yīng)水平分層進(jìn)行，不得順坡填筑，新填筑土料與原狀壩土結(jié)合部位施工時(shí)采取刨毛處理，每層填筑厚度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

5.2 混凝土工程

主壩5+050～5+210段采用混凝土護(hù)坡，護(hù)坡采用20 cm厚現(xiàn)澆混凝土板，下墊一層無(wú)紡布，無(wú)紡布下鋪設(shè)10 cm厚砂墊層。混凝土護(hù)坡施工方便、易于修復(fù)、造價(jià)合理。

混凝土澆筑施工應(yīng)嚴(yán)格按照《混凝土施工技術(shù)規(guī)范》要求施工?；炷恋呐浜媳缺仨毻ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)確定，按一定厚度、次序、方向、分層進(jìn)行，澆筑應(yīng)保持連續(xù)性。

6 施工總體布置

原則是布局合理、施工方便、提高效率、保證工期。本工程的特點(diǎn)是施工距離短、無(wú)建筑物，因此施工布置較為簡(jiǎn)單，為便于生產(chǎn)、生活，易于管理，工程設(shè)生活福利用房、油庫(kù)、機(jī)修間等。為解決生產(chǎn)生活用水，可就近打井，引用地下水。

7 工程管理

7.1 管理機(jī)構(gòu)

林甸縣東升水庫(kù)水毀修復(fù)工程是在原有大壩基礎(chǔ)上進(jìn)行的，在管理上從屬于林甸縣東升水庫(kù)管理處，故本次工程不單獨(dú)設(shè)站，在現(xiàn)有管理機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善，明確分工職責(zé)和任務(wù)。

7.2 管理辦法

工程按照水利基本建設(shè)程序進(jìn)行，工程竣工后，定期派人維護(hù)，確保堤防安全，延長(zhǎng)使用壽命，充分發(fā)揮防洪減災(zāi)的作用。建立完善的管理職責(zé)。

8 環(huán)境影響評(píng)價(jià)

8.1 工程對(duì)環(huán)境的影響分析

本次工程僅對(duì)原有大壩進(jìn)行填筑、護(hù)坡，對(duì)局地氣候無(wú)改變，不會(huì)對(duì)流域水質(zhì)、植被及人民生活、動(dòng)物生存和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生不利影響。

8.2 施工期對(duì)環(huán)境的影響分析

1)在施工期，各種作業(yè)過(guò)程將對(duì)環(huán)境產(chǎn)生輕微而短暫的不利影響。施工活動(dòng)將產(chǎn)生粉塵、飄塵;施工機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中排放廢氣。另外施工活動(dòng)也將產(chǎn)生噪聲，對(duì)施工人員的健康產(chǎn)生輕微影響，施工期間還將帶來(lái)一些廢水和固體廢棄物。

2)在施工期，施工人員相對(duì)集中，統(tǒng)一食宿，易發(fā)生各種傳染病，應(yīng)配備專(zhuān)業(yè)醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行防疫。

8.3 環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)結(jié)論

東升水庫(kù)水毀修復(fù)工程是一項(xiàng)防治水災(zāi)、造福人民的興利工程。同時(shí)該工程對(duì)環(huán)境不利影響很小。

[1] 黑龍江省水利科學(xué)研究院.林甸縣水庫(kù)修復(fù)設(shè)計(jì)報(bào)告[R].哈爾濱:黑龍江省水利科學(xué)研究院，2011.

[2] 中華人民共和國(guó)水利部.GB50201—94防洪標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國(guó)水利水電出版社，1994.

[3] 長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.SL2252—2000水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國(guó)水利水電出版社，2000.

[4] 黃河水利委員會(huì)勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.SL274—2001碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)水利水電出版社，2001.

[5] 水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院.DL5021—93水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)程[S].北京:中國(guó)水利水電出版社，1993.

[6] 卜貴賢.水利工程管理[M].鄭州:黃河水利出版社，2007.