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        甘峪水庫放水設(shè)施存在的問題及對策研究

        2017-10-19 01:11:44周永亮
        水能經(jīng)濟 2017年12期
        關(guān)鍵詞:問題對策

        周永亮

        【摘要】甘峪水庫放水設(shè)施在多年運用過程中存在滑坡體威脅、閘門關(guān)閉不嚴,滲漏嚴重,操作不便等問題。筆者通過對水庫工程現(xiàn)狀的描述,從三方面分析了放水設(shè)施存在的問題,闡述了解決問題的必要性,同時針對問題研究應對方法,最總提出解決放水設(shè)施問題的綜合對策。

        【關(guān)鍵詞】水庫;放水設(shè)施;問題;對策

        一、工程概況

        甘峪水庫位于西安市鄠邑區(qū)西南約23km處。是一座以灌溉、城鄉(xiāng)供水為主,兼有防洪功能的小(一)型水庫。水庫于1969年10月動工興建,1972年10月竣工,同年11月蓄水。原設(shè)計按照100年洪水一遇設(shè)計,200年一遇洪水校核,設(shè)計總庫容380萬m3,有效庫容260.77萬m3。1999年11月經(jīng)組織專家進行安全鑒定,認定為三類病險水庫,2008年完成除險加固施工,經(jīng)除險加固后設(shè)計總庫容401.53萬m3,興利庫容226.77萬m3。

        二、工程設(shè)施現(xiàn)狀

        甘峪水庫樞紐由大壩、溢洪道和放水洞組成。大壩為均質(zhì)土壩,經(jīng)2008年水庫除險加固后最大壩高50.7m,壩頂長200m,壩頂寬5m,底寬217.3m。迎水坡為干砌石護坡。背水坡為植草護坡,壩后采用堆石體排水,在堆石體上游與壩體接觸處設(shè)反濾層。

        溢洪道布置在樞紐建筑物右岸,為開敞式溢洪道。溢洪道斷面為梯形,溢洪道總落差49.73m,總長度387.5m。最大泄洪流量80m3/s。(1980年8月24日)

        放水洞位于大壩右端坡積體上,進口段基礎(chǔ)為巖石。進口為岸坡分級臥管和斜拉桿轉(zhuǎn)盤閘門相結(jié)合的控制型式,洞身比降1/200,輸水洞為圓型斷面,洞長193.4m,設(shè)計最大輸水量4m3/s。

        三、放水設(shè)施存在的問題

        根據(jù)《西安市鄠邑區(qū)甘峪水庫復核加固設(shè)計,工程地質(zhì)勘察報告》,咸陽地區(qū)水利勘測設(shè)計隊,1984年元月。水庫現(xiàn)有放水設(shè)施進水口位于大壩右端坡積體上,放水洞上段60m基礎(chǔ)放置于東山坡基巖地基上,基巖為半風化綠泥陽起片巖,剩余段基礎(chǔ)放置于坡積層上,坡積層由大小不等的碎石、巖塊及風化巖屑組成,容易產(chǎn)生放水洞地基不均勻沉陷,產(chǎn)生環(huán)狀裂縫,對放水洞及大壩的安全產(chǎn)生威脅。

        大壩右壩肩存在滑坡體,分為三段,由北至南分別為北部古滑坡體,中部穩(wěn)定區(qū),南部淺層滑坡區(qū)。1973年和1983年南部淺層滑坡區(qū)曾發(fā)生滑坡,兩次堵塞放水洞進口,對工程的運行安全造成嚴重威脅。

        放水采用岸坡分級臥管和斜拉桿轉(zhuǎn)盤閘門相結(jié)合的控制型式。各級臥管斗門為平板鋼閘門,手動直聯(lián)螺桿啟閉。斜拉桿轉(zhuǎn)盤閘門采用卷揚機及鋼絲繩啟閉。在多年運用過程中存在閘門關(guān)閉不嚴,滲漏嚴重等現(xiàn)象。也存在操作不方便,放水流量很難控制的問題。同時還存在管理人員經(jīng)驗不足產(chǎn)生開啟過度,對閘門產(chǎn)生損壞的隱患。

        甘峪水庫是西安市鄠邑區(qū)西南地區(qū)重要的地表水源,水庫運行40多年來,累計蓄水4.36億m3,灌溉農(nóng)田230萬畝次,也是區(qū)域飲用水源地,承擔這城鄉(xiāng)供水的重要任務(wù),水庫樞紐工程的安全顯得非常重要。根據(jù)《甘峪水庫潰壩淹沒范圍圖》,若水庫潰壩產(chǎn)生將直接影響下游7個鎮(zhèn),125個村莊、19.6萬人和15.7萬間房屋的安全,同時對通訊光纜和s107省道等重要交通干線造成影響。

        目前由于放水洞基礎(chǔ)、東山坡滑坡、放水閘門等問題,使放水設(shè)施安全性降低,對甘峪水庫整個樞紐工程的安全產(chǎn)生不利因素,不利于管理單位更高效的運行調(diào)度,不能最大程度的發(fā)揮水庫的社會效益和經(jīng)濟效益。所以急需解決甘峪水庫放水設(shè)施相關(guān)問題,做出科學、經(jīng)濟、可行的解決方案,消除放水設(shè)施隱患。

        四、解決放水設(shè)施問題對策研究

        放水設(shè)施是水庫樞紐工程的重要組成部分,要徹底解決放水設(shè)施存在的問題,就必須針對性的拿出對策。

        (一)現(xiàn)有放水設(shè)施基礎(chǔ)研究

        放水洞位于坡積體上,基礎(chǔ)巖性不一,承載能力偏低,容易產(chǎn)生不均勻沉降導致洞身裂縫發(fā)生,需對其進行加固處理?,F(xiàn)在可用方案有兩種,一是進行洞內(nèi)加固方案,可采用在放水洞內(nèi)安裝套管的辦法,材質(zhì)可選用壁厚不小于8mm鋼管,但該方案縮小了過水斷面,影響放水流量,不利于效益充分發(fā)揮,基礎(chǔ)問題未徹底治理。二是進行洞外基礎(chǔ)處理方案,但需要開挖大壩,顯然行不通也必須禁止。

        (二)右壩肩滑坡體研究

        根據(jù)《大壩右壩肩滑坡巖土工程勘察報告》,西安巖土公司,2004年4月。大壩右壩肩淺層滑坡相應水平長度112m,寬度約60m,滑坡層厚度一般為2m,最厚達4m,為淺層滑坡,方量約9000m3。淺層滑坡范圍山體較陡,滑坡體為第四紀松散堆積物(坡積物)表層風化巖石且堆積物十分松散,基巖傾向由于坡向一直,滑動面巖石面陡,傾角為30°-40°。故穩(wěn)定性很差,每遇雨季,滑坡體飽和,產(chǎn)生坡面徑流,并發(fā)生泥石流或局部滑坡。通山公路切割坡腳,破壞了原山坡穩(wěn)定性,加劇了淺層滑坡的發(fā)生。

        根據(jù)經(jīng)驗計算,在天然狀態(tài)下,淺層滑坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)Ks=1.19是穩(wěn)定的,在飽和狀態(tài)下Ks=0.92是不穩(wěn)定的。

        2008年對淺層滑坡進行治理,采用了削坡、挖截水溝、地表排水等綜合治理措施。但治表未治本,淺層滑坡仍舊滑動嚴重。若要徹底治理淺層滑坡就需進行清理,但問題較大,清除后坡面巖石會繼續(xù)風化,風化后破碎巖石會繼續(xù)下滑,坡面仍不穩(wěn)定,還會威脅放水設(shè)施的安全,故清除方案不可行。

        (三)放水設(shè)備問題研究

        由于原有放水設(shè)備存在閘門關(guān)閉不嚴,滲漏嚴重,操作不便等現(xiàn)象。若按照原有設(shè)備更換新的設(shè)備不能從根本上解決滑坡體威脅放水設(shè)施問題,同時運行操作不便問題并未解決,故應采取新建放水塔方案,采用平面鋼閘門,手電兩用直聯(lián)螺桿式啟閉機控制放水。

        (四)放水設(shè)施改造綜合對策研究

        根據(jù)以上應對措施綜合分析,利用原放水洞及清楚滑坡體方案均不合理,新建放水塔,改造放水設(shè)備應放棄利用原有放水洞的方案,重新選址新建放水設(shè)施。

        要解決甘峪水庫放水設(shè)施問題,可將放水洞置于大壩左岸山體,同時在左岸新建放水塔和啟閉設(shè)施,同時建設(shè)工作橋、消力池等相關(guān)建筑物及設(shè)施,最終與下游灌溉和供水渠道相接。此方案及避開了滑坡體的威脅,同時方便了運行管理,保證了供水流量,安全性大大提高,可充分發(fā)揮水庫社會和經(jīng)濟效益。

        參考文獻:

        [1].《西安市鄠邑區(qū)甘峪水庫復核加固設(shè)計,工程地質(zhì)勘察報告》,咸陽地區(qū)水利勘測設(shè)計隊,1984年元月。

        [2]. 《大壩右壩肩滑坡巖土工程勘察報告》,西安巖土公司,2004年4月。

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