何亞歌
(陜西省涇惠渠灌溉中心,陜西 三原 713800)
西郊水庫(kù)是關(guān)中八惠之一——涇惠渠灌區(qū)非常重要的調(diào)節(jié)水庫(kù),建成以來(lái)在調(diào)節(jié)涇河徑流、充分利用涇河水資源、保障涇惠渠灌區(qū)3.24 萬(wàn)畝農(nóng)田灌溉等方面發(fā)揮了非常重要的作用,水庫(kù)累計(jì)調(diào)節(jié)徑流量15 億m3。由于建設(shè)時(shí)期資金不足等原因,造成水庫(kù)工程先天不足,兩壩肩滲漏等安全隱患,極大地影響到水庫(kù)正常運(yùn)行,也加重了下游地區(qū)的防洪壓力。故本文主要對(duì)西郊水庫(kù)存在的病險(xiǎn)隱患進(jìn)行分析。
西郊水庫(kù)位于三原縣城以西約2 km 的清河干流上,距冶峪河與清峪河匯流處6.2 km,控制流域面積1018.4 km2。該庫(kù)為涇惠渠灌區(qū)水庫(kù),任務(wù)是引涇惠渠渠首非灌溉季節(jié)余棄水為灌區(qū)20.7 萬(wàn)畝農(nóng)田春夏灌補(bǔ)水,并灌溉三原縣肖李村及徐木3.24 萬(wàn)畝農(nóng)田,年可充水量1.13 億m3,遠(yuǎn)期擬作為三原縣供水水源。西郊水庫(kù)于1997 年12 月開(kāi)工,2003 年9 月下閘蓄水運(yùn)行,2005 年12 月竣工驗(yàn)收。西郊水庫(kù)樞紐為Ⅲ等(中型)工程,大壩、溢洪道、排沙泄洪洞等為3 級(jí)建筑物,抽水站、橋渡為4 級(jí)建筑物。防洪標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇洪水設(shè)計(jì)、1000 年一遇洪水校核。水庫(kù)總庫(kù)容3405.5 萬(wàn)m3,其中滯洪庫(kù)容1394 萬(wàn)m3,興利調(diào)節(jié)庫(kù)容1984.1 萬(wàn)m3,死庫(kù)容27.4 萬(wàn)m3。
樞紐由大壩、溢洪道、排沙泄洪洞、抽水站等建筑物組成。大壩為渠庫(kù)結(jié)合的土壩,最大壩高42 m,壩頂寬度15.0 m,壩頂長(zhǎng)208 m。開(kāi)敞式溢洪道位于右岸,總長(zhǎng)791.50 m,寬28 m,總落差約30 m,進(jìn)口高程420.00 m,出口高程395.20 m,設(shè)計(jì)泄量為407.3 m3/s、校核泄量為929 m3/s。排沙泄洪洞位于大壩與溢洪道之間,總長(zhǎng)512.5 m,塔式進(jìn)水,進(jìn)口底板高程398.00 m,最大流量43 m3/s。抽水站位于大壩上游右岸,為岸坡斜拉式,裝機(jī)容量1680 kW,設(shè)計(jì)揚(yáng)程25.2 m,設(shè)計(jì)流量4.8 m3/s,加大流量5.67 m3/s
樞紐工程目前存在的主要問(wèn)題為:兩壩肩393.50 m~399.50 m存在透水層,庫(kù)水位在415.00 m 以上時(shí),右壩肩下游滲水變渾,影響壩體安全。左壩肩地下水位高于右壩肩,且經(jīng)勘探資料分析,左壩肩存在滲透破壞隱患。兩壩肩下游岸坡穩(wěn)定不滿足要求;壩后河床淤堵嚴(yán)重,導(dǎo)致壩體排水和溢洪道出口泄流不暢;壩體埋設(shè)的滲壓計(jì)損壞嚴(yán)重;經(jīng)遙感圖對(duì)比分析,自水庫(kù)樞紐2002 年6月建成至今,庫(kù)區(qū)塌岸非常嚴(yán)重,直接影響到庫(kù)周群眾的生產(chǎn)生活安全。從表1、表2 可明顯看出,庫(kù)區(qū)塌岸不斷發(fā)展,建成蓄水的前6 a~8 a 增幅15 m,占比53.57%,2010 年~2016 年增幅5.74 m,占比20.5%。近年來(lái)塌岸速度雖然有所減緩,但尚未穩(wěn)定。
表1 西郊水庫(kù)正常蓄水位時(shí)的水面面積變化情況
表2 西郊水庫(kù)庫(kù)區(qū)左岸半個(gè)城村最窄處變化情況
為確保水庫(kù)下游三原縣渠岸鄉(xiāng)、獨(dú)李鄉(xiāng)、大程鎮(zhèn)、臨潼區(qū)櫟陽(yáng)鎮(zhèn)的鎮(zhèn)政府、學(xué)校、商店、儲(chǔ)蓄所等15 個(gè)單位、4218 人、2660 畝基本農(nóng)田以及三原縣城、三原老龍橋等重點(diǎn)文物、西氣東輸天然氣管道、包茂高速及復(fù)線、京昆高速、西延鐵路、107 關(guān)中環(huán)線、西咸北環(huán)線等重要設(shè)施的安全,對(duì)其進(jìn)行加固處理是非常必要的。
3.2.1 規(guī)模與任務(wù)
西郊水庫(kù)樞紐為Ⅲ等(中型)工程,主要建筑物按3 級(jí)設(shè)計(jì),次要建筑物按4 級(jí)設(shè)計(jì)。防洪標(biāo)準(zhǔn)維持原設(shè)計(jì)的50 a 一遇洪水設(shè)計(jì)、1000 a 一遇洪水校核不變。地震設(shè)防基本烈度?、鞫?。
水庫(kù)功能維持以灌溉、防洪為主不變。加固處理任務(wù)為:左壩肩防滲處理;對(duì)兩壩肩下游岸坡進(jìn)行削坡處理;改造完善大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)施;劃定庫(kù)區(qū)管理范圍,以減小塌岸對(duì)庫(kù)周群眾生產(chǎn)活動(dòng)的影響和水庫(kù)水質(zhì)的影響。
3.2.2 加固處理方案
1)左壩肩防滲處理
對(duì)左壩肩樁號(hào)0+838.28 m~0+963.280 m 段采用混凝土防滲墻進(jìn)行處理,防滲墻位于壩軸線上游5.5 m 處,長(zhǎng)125 m、墻厚0.4 m,墻頂高程426.50 m、底高程390.00 m,墻體深入壩體5 m[1]。
2)兩壩肩下游岸坡加固
對(duì)壩后右岸斷面420.00 m 高程馬道由2 m 拓寬至5 m,高程420.00 m~428.00 m 的邊坡坡比由現(xiàn)狀的1∶0.75 削到1∶1.2,并采用漿砌石拱格內(nèi)鑲干砌石進(jìn)行防護(hù),對(duì)壩后左岸砌護(hù)延長(zhǎng)30 m[2]。
3)大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)施改造
改造完善環(huán)境量、壩基和壩體滲流監(jiān)測(cè),繞壩滲流及壩后滲流量的監(jiān)測(cè)設(shè)施。
4)庫(kù)區(qū)管理范圍劃定
參照《水庫(kù)工程管理設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL 106-2017)規(guī)定,并結(jié)合水庫(kù)建成運(yùn)行16 a 來(lái)的塌岸影響和水庫(kù)使用年限,年均塌岸寬度1.46 m,水庫(kù)繼續(xù)運(yùn)行30 a,預(yù)計(jì)塌岸寬度43.95 m??紤]到水庫(kù)引水淤積,庫(kù)岸高度逐漸降低,岸坡比降有所減小,自現(xiàn)狀庫(kù)岸向外延伸30 m 作為水庫(kù)岸線管理范圍,基本可達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),初步解決水庫(kù)塌岸對(duì)庫(kù)周8 個(gè)村莊近千人的生產(chǎn)生活影響。
西郊水庫(kù)總庫(kù)容3405.5 萬(wàn)m3,興利庫(kù)容1984.1 萬(wàn)m3,運(yùn)行近20 a 來(lái)塌岸寬度20 m~30 m,塌岸量較設(shè)計(jì)量偏大。隨著水庫(kù)調(diào)蓄頻次的不斷增加,庫(kù)岸將會(huì)繼續(xù)崩塌,如采取工程措施進(jìn)行庫(kù)岸治理,投資巨大,且難以實(shí)施。因此,結(jié)合穩(wěn)定邊坡,通過(guò)劃定水庫(kù)岸線管理范圍,基本可解決水庫(kù)塌岸對(duì)庫(kù)周群眾生產(chǎn)活動(dòng)的影響。對(duì)工程存在的病害問(wèn)題采取工程措施進(jìn)行徹底治理,解決制約工程正常運(yùn)行的病險(xiǎn)隱患,使水庫(kù)設(shè)計(jì)功能和效益得以正常發(fā)揮。