王文靜

（濟南市水利建筑勘測設計研究院，山東 濟南250014）

1 工程概況

小二型水庫，工程等級為Ⅴ等，防洪標準按20年一遇設計，200年一遇校核。水庫工程樞紐由大壩、溢洪道、放水洞三部分組成。

1.1 工程除險加固緣由

一般小二型水庫除險加固主要的原因大多數為大壩防洪能力不滿足規(guī)范要求；壩體填筑質量較差，大壩滲流穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求；狀溢洪道過流能力不足，消能防沖設施不完善；放水洞無啟閉設備等。

1.2 設計洪水計算

按照《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)和《山東省小型水庫洪水核算辦法》(2008)。進行洪峰流量的查算和洪水總量、洪水過程的計算，計算出調洪演算需要的洪水總量和調洪庫容以及洪水歷時。

1.3 地質概況

這里選擇山東省內比較常見的地形地貌，庫區(qū)地貌上屬于低山丘陵區(qū)，庫區(qū)基巖地層為奧陶系石灰?guī)r?；鶐r之上多由第四系松散堆積物所覆。區(qū)內地下水主要為基巖巖溶、裂隙水。巖溶、裂隙水主要含水層為奧陶系石灰?guī)r。

2 工程設計

2.1 大壩洪水調算設計

首先采用圖解法進行現狀防洪能力復核，根據復核結果判斷大壩壩頂高程是否滿足規(guī)范要求，如若不滿足則繼續(xù)進行設計洪水調算。通過加高大壩、拓寬溢洪道、開挖溢洪道、調整汛期調度運用方式等方法使水庫滿足防洪要求。

2.2 大壩除險加固設計

設計壩頂高程為按防洪達標方案計算的水庫防洪水位加壩頂超高，大壩壩坡結合現狀壩坡取經濟值計算大壩滲流穩(wěn)定。計算滲流穩(wěn)定時應根據地質條件選取大壩典型斷面，計算軟件有不少選擇，這里采用河海大學Autobank6.1計算。計算工況的選擇應根據《碾壓式土石壩設計規(guī)范》(SL274-2001)結合調洪計算時的洪水歷時和地質條件中的地震動反應譜等條件選擇，例如如果洪水歷時過短，可不計算水庫水位的非常降落期?？筛鶕嬎愠龅慕Y果判斷大壩在各個工況下的滲流情況和穩(wěn)定情況，并進一步決定需要做什么工程來加固水庫大壩。通常小二型水庫均質土壩的上游壩坡需要做護坡來減少土壩經洪水浸泡后會產生的塌陷，滑坡，管涌等危害，但是具體要做何種護坡，需要進行方案比選，比選的內容可根據各地土石料出產情況，大壩的美觀情況和工程投資來確定。大壩的壩后根據規(guī)范需要設排水溝，壩頂及壩坡排水由壩坡排水溝匯入壩腳排水溝，排入河道。

2.3 溢洪道除險加固設計

（1）根據溢洪道現狀存在的問題，按防洪達標方案計算溢洪道過流能力，判斷是否需要擴寬，或調整現狀正常蓄水位（即開挖溢洪道）。（2）如果溢洪道為開敞式，需計算溢洪道水面線，確定泄槽兩側應修建邊墻的高度，這個高度應為溢洪道摻氣水深加0.5m的安全超高。（3）如果溢洪道有閘門控制，需計算溢洪道有壓流、無壓流時的閘門開度。（4）計算溢洪道設計流速，根據流速確定溢洪道是否需要襯砌。（5）計算溢洪道消能工需要幾級跌水，消力池長度等。

2.4 放水洞維修加固設計

放水洞結合工程實際，綜合地形、內部結構，流量等因素，進行設計。進行設計流量復核，因放水洞在工程中主要用于農田灌溉，所以可以按照無壓流計算。根據《灌溉與排水工程設計規(guī)范》(GB-50288-99)，需滿足涵洞內水面以上凈空高度>1/4涵洞高度。涵洞內按明渠均勻流計算正常水深。按閘門全開、有壓涵洞計算引水流量不適于農田灌溉型放水洞，故根據設計引水流量計算閘門開度，復核其引水能力是否滿足規(guī)范要求。有時放水洞出口因歷史原因開在壩后坡上，為防止水流沖刷壩坡，可設置跌水井、漿砌石引水涵等建筑物將水引至遠離壩坡處。

3 水土保持設計

3.1 水土流失預測

根據《開發(fā)建設項目水土保持技術規(guī)范》中水土流失預測的時段劃分，結合工程實際情況，重點預測施工期，運行期只預測工程完工后第一年。根據主體工程設計資料和實地調查在施工期間，由于大壩、溢洪道、放水洞等建筑物的土方開挖，土方填筑，特別是大量的棄(堆)土(石、渣)和取土(料)場等，使原地貌、土地及植被均受到損壞。這里需進行可能造成的水土流失量進行預測和工程運行期的水土流失預測。

3.2 水土流失防治措施

3.2.1 根據工程的建設時序，工程造成的水土流失特點及工程布局，將水土流失防治分區(qū)劃為三個區(qū)。即大壩、建筑物工程和臨時堆土防治區(qū)。

3.2.2 分區(qū)防治工程措施

根據建設項目工程特點及水土保持目標要求，在水土保持分區(qū)的基礎上，統籌部署水土保持措施。水土保持對大壩兩側采取植物防護措施。壩體兩側進行綠化，施工中設置的混凝土拌制場地，澆注完畢后及時清理場地。臨時堆土區(qū)防治區(qū)：工程開挖后的土方臨時堆放于建筑物外側，堆土應嚴格按堆放標準堆放，棄土運走后及時撒草種對土壤進行熟化，以利于土地復耕。

3.3 水土保持監(jiān)測

（1）項目建設區(qū)水土流失因子監(jiān)測項目；（2）水土流失狀況監(jiān)測項目；（3）水土流失防治效果監(jiān)測項目。

4 環(huán)境保護設計

該工程環(huán)境保護設計主要是對施工前環(huán)境現狀、施工期間和施工后環(huán)境影響進行評價。通過設計評價，摸清擬建工程周圍現有環(huán)境質量狀況，分析擬建工程主要環(huán)境影響因素和主要污染因子，確定主要污染物排放量，評價擬定污染防治措施可行性，并預測分析工程對環(huán)境影響程度和范圍，提出加強污染防治措施的對策建議。依此為工程設計、環(huán)境管理、環(huán)境規(guī)劃提供決策依據。

工程的環(huán)境保護設計主要包括以下幾方面的內容：施工期污廢水處理：區(qū)域大氣環(huán)境保護；噪聲防護；固體廢棄物的處置；生態(tài)環(huán)境保護；人群健康保護專項設施等。

［1］GB50201-94 防洪標準[S].

［2］SL274-2001碾壓式土石壩設計規(guī)范[S].

［3］中華人民共和國水土保持法[Z].1991,6.

［4］山東省小型水庫洪水核算辦法[Z].2008.

［5］SL252-2000水利水電工程等級劃分及洪水標準[S].