王 旭

(黑龍江省慶達(dá)水利水電工程有限公司，哈爾濱 150080)

1 工程概況

定國山水庫位于安幫河中上游，是安幫河上的控制性工程，保護(hù)著雙鴨山市嶺東區(qū)和大片耕地。水庫現(xiàn)狀為2012年除險(xiǎn)以后規(guī)模，壩址以上流域面積254km2，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為20a一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)為100a一遇，總庫容467×104m3，設(shè)計(jì)庫容276×104m3，興利庫容221×104m3，規(guī)模為小(1)型。設(shè)計(jì)壩頂高程157.90m，壩頂寬度5.0m，上游坡坡比為1∶2.75，下游坡坡比為1∶2.5。水庫是一座以灌溉為主，兼顧防洪、水產(chǎn)養(yǎng)殖和旅游的綜合運(yùn)用水庫。水庫水質(zhì)好，上游基本無污染，是發(fā)展綠色水產(chǎn)養(yǎng)殖的良好場所，同時也是度假、旅游、休閑的風(fēng)景勝地。水庫樞紐工程由土壩、開敞式溢洪道和泄洪閘組成。大壩屬土石混合型當(dāng)?shù)夭牧蠅?，上游為黏性土防滲體，下游為煤矸石堆砌體，最大壩高12.16m，設(shè)計(jì)壩頂寬度5.0m，現(xiàn)人為填土使壩頂寬度不等，最窄處寬度約50m，最寬處已達(dá)73m，迎水側(cè)坡比1∶2.75，背水側(cè)坡比1∶2.5。壩頂為混凝土路面，寬度6m左右，上游壩肩設(shè)有防浪墻，防浪墻采用倒T型結(jié)構(gòu)，防浪墻頂高程為157.90m，大壩迎水側(cè)有砌石護(hù)坡，壩后無排滲減壓設(shè)施。

定國山水庫始建于1958年。1960年洪水沖毀了溢洪道，大壩背水坡也產(chǎn)生滑坡，汛后，為維持使用，采取了一些臨時修補(bǔ)措施。1973年，溢洪道又一次被洪水沖毀。1984年將溢洪道擴(kuò)寬。1989年又將溢洪道抬高。1991年，溢洪道再次遭到破壞，1992年，在維修既有溢洪道的同時，又新建了兩孔溢洪閘，以增加泄流。2012年定國山水庫進(jìn)行了除險(xiǎn)加固，大壩加設(shè)防浪墻，運(yùn)行至今。

2 工程評價體系

2.1 工程質(zhì)量評價

土壩2012年出險(xiǎn)加固后，至今已經(jīng)7年，經(jīng)過多年的自然沉實(shí)，現(xiàn)狀較好。壩體上部主要由暗黃色低液限黏土組成，局部分布為含砂低液限黏土，稍濕，硬塑；下部由黑色低液限黏土組成，濕，可塑至軟塑。壩址地基黏性土厚度>2.5m,呈可塑至軟塑狀態(tài)，防滲性能較好，抗滑穩(wěn)定性較差。根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果，取土壩現(xiàn)狀土樣實(shí)驗(yàn)分析，干密度最小值為1.42g/cm3，最大值為1.64 g/cm3，設(shè)計(jì)干密度為1.51g/cm3，部分達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，綜合來看，大壩除有個別位置由于清基不徹底而存在軟弱夾層外，未發(fā)現(xiàn)其它嚴(yán)重問題，壩體整體質(zhì)量尚可。

大壩迎水坡干砌石護(hù)坡無風(fēng)化現(xiàn)象，水位變化區(qū)干砌石護(hù)坡部分塊石有松動現(xiàn)象，建議水庫管理部門將其歸位，以免對大壩安全構(gòu)成了威脅。整體來看，土壩現(xiàn)狀質(zhì)量較好，不存在重大的安全隱患。

2.2 大壩運(yùn)行管理評價

定國山水庫有配備專門的管理人員，有編制過防洪規(guī)劃和興利調(diào)度計(jì)劃，配備有雨量監(jiān)測站，在泄洪閘附近設(shè)有水尺，有文字記錄；大壩除險(xiǎn)加固后，運(yùn)行良好，沒有出現(xiàn)過大的險(xiǎn)情；水庫沒有觀測和檢測設(shè)備，對位移、變形、滲漏等沒有有效的監(jiān)控手段，對水庫的運(yùn)行、管理有大事記，建議完善觀測和檢測設(shè)備，便于水庫管理[1]。

根據(jù)以上情況，依據(jù)《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》中的有關(guān)規(guī)定，對大壩的運(yùn)行、維修和安全監(jiān)測大部分都做到，因此綜合評價為較規(guī)范。

2.3 防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核

定國山規(guī)模為小(1)型，定國山水庫為小(1)型水庫，本次設(shè)計(jì)依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，按20a一遇洪水設(shè)計(jì)，100a一遇洪水校核；水庫原設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20a一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)200a一遇。定國山水庫復(fù)核洪水調(diào)節(jié)對比見表1。

表1 定國山水庫復(fù)核洪水調(diào)節(jié)對比表

如表2所示，通過本次復(fù)核，總庫容467×104m3，興利庫容276×104m3，調(diào)洪庫容191×104m3，興利水位153.50m，設(shè)計(jì)洪水位153.50m(P=5%)，校核洪水位155.62m(P=1%)。

表2 定國山水庫工程規(guī)模復(fù)核結(jié)論表

2.4 滲流安全評價

定國山大壩沒有排滲減壓設(shè)施，水庫也沒有滲流觀測記錄，對現(xiàn)有滲流安全情況不明，因此結(jié)合地質(zhì)勘察和斷面測量進(jìn)行滲流安全復(fù)核。定國山根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果，滲流穩(wěn)定計(jì)算可按均質(zhì)土壩不透水地基進(jìn)行計(jì)算[2]。

斷面0+160處壩體相對較高，基本處于壩軸線中間位置，代表性較好，故選擇該斷面進(jìn)行滲流安全計(jì)算，計(jì)算采用公式法，斷面為實(shí)測，各土層物理力學(xué)指標(biāo)均由土工實(shí)驗(yàn)測得。通過以上分析和計(jì)算，定國山大壩壩坡滲流滿足安全要求，壩基滲流滿足安全要求，泄洪閘和溢洪道自身結(jié)構(gòu)滲流處于安全狀態(tài)，綜合以上分析，確定滲流安全評定為A級。

2.5 金屬結(jié)構(gòu)安全評價

定國山溢洪道為開敞式無金屬結(jié)構(gòu)；泄洪閘設(shè)有弧形閘門及攔污柵，啟閉機(jī)為固定卷揚(yáng)式QPQ雙吊點(diǎn)2×10t啟閉機(jī)。檢修門采用疊梁鋼閘門，尺寸為4.2×10m，啟閉機(jī)為5t電動葫蘆。

根據(jù)現(xiàn)場勘察和管理人員介紹，泄洪閘啟閉設(shè)備運(yùn)行正常，啟閉機(jī)無銹蝕，閘門關(guān)閉嚴(yán)實(shí)，無漏水現(xiàn)象，運(yùn)行安全。

根據(jù)《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》中的有關(guān)規(guī)定，金屬結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)問題的多少和嚴(yán)重程度評定等級。定國山閘門槽無變形，閘門正常啟閉，啟閉裝置能正常工作，因此將金屬結(jié)構(gòu)的安全性定為A級[3]。

3 大壩安全綜合評價

如表3所示，根據(jù)各專項(xiàng)評價結(jié)果：大壩防洪安全性分級為A級；變形安全性分級為A級；大壩抗滑穩(wěn)定安全性分級為A級，而建筑物為A級；滲流安全性分級為A級。結(jié)合水庫工程性狀和水庫大壩分類標(biāo)準(zhǔn)確定：定國山大壩安全為一類壩，大壩工作正常，工程無重大質(zhì)量問題，能按照設(shè)計(jì)正常運(yùn)行[4]。

表3 水庫大壩安全綜合評價表

4 加固措施建議

針對定國山存在的問題和大壩安全評價的結(jié)論，提出以下除險(xiǎn)加固建議：①增設(shè)觀測設(shè)施，增設(shè)壩上搶險(xiǎn)照明設(shè)施；②完善工程管理，配備管理設(shè)施、水情測報(bào)和通訊設(shè)施等；③修建泄洪閘出口海漫段靠山體一側(cè)邊墻。

定國山外觀整體性能較好，大壩能滿足設(shè)計(jì)要求，只需稍加整治，水庫即可達(dá)到設(shè)計(jì)效益，具有投資少見效大的優(yōu)勢，建議優(yōu)先考慮該項(xiàng)目，盡早列項(xiàng)，早日建成早日發(fā)揮效益。