二龙山水库溢洪道维修工程设计

赵光辉，宋 凤，袁靖姣

(1.宾县水务局，黑龙江 宾县 150400;2.龙江县水务局，黑龙江 龙江 161100)

1 基本情况

1.1 工程概况

宾县二龙山水库位于宾县宾州镇西6 km处，居蜚克图河上游，是一座集防洪、灌溉、养鱼、旅游、城市供水等综合利用的中型水库，工程等级为三等3级。

二龙山水库集雨面积275.5km2，土坝为黏土心墙砂壳坝，主体工程由大坝、溢洪道和输水洞3个部分组成。设计标准为50 a一遇洪水，500 a一遇洪水校核，设计总库容为9 400万m3。水库汛限水位为190.10 m，设计洪水位191.38 m，校核洪水位192.80 m。总库容为9 400万m3，其中防洪库容为3 220万m3。坝长800 m，坝顶宽度6 m，坝顶高程为194.50 m。

水库始建于1958年9月，1966年6月整修续建，1974年竣工。2002年进行了除险加固，设计标准为100 a一遇洪水设计，校核标准为1000 a一遇。加固后水库总库容为9 950万m3。坝长800 m，最大坝高22.65 m，坝顶宽8 m，坝顶高程195.15 m，在坝顶修建了防浪墙，高出坝顶1.2 m，墙顶高程为196.35 m。防浪墙为钢筋混凝土结构。并对输水洞和溢洪道闸门等进行了整修和加固处理，开挖拓宽了溢洪道，较大的提高了防洪能力。由于除险加固工程未验收，现调度运用计划按除险前标准执行。下游共保护居仁、宾西、永和、糖坊等三镇一乡所在地和阿城市的蜚克图镇，宾州镇的6个屯，共计43个自然屯，保护耕地0.8万hm2，人口6万人，保护哈同公路、哈同辅线过境段各20 km，保护房屋30万m2，固定资产6.2亿元;另外水库下游25 km处宾西镇北新建工业开发区一处，固定资产51亿元，总计保护资产57.2亿元。

1.2 水文气象

工程所在地属大陆性季风气候，夏季高温、多雨，冬季严寒，最高气温为37℃，最低气温-40℃，多年平均封冻期为130 d左右，最大冻深2 m，多年平均降雨量450～700 mm。由于冬季长达6个月之久，加上夏汛和灌溉期的影响，施工期较短，最好的施工季节为全年的4～6月期间，库水位正好处于较低水位，是施工的黄金季节。

1.3 工程现状

1.3.1 土坝

土坝为均质黏土砂壳坝，坝长800 m，最大坝高22.0 m，坝顶宽6 m，坝顶高程为194.50 m。2002年除险加固，现坝长800 m，最大坝高22.65 m，坝顶宽为8 m，坝顶高程为195.15 m，防浪墙高程196.35 m。

1.3.2 溢洪道

位于水库大坝西侧，为控制型开敞式实用堰，堰上安有两扇弧型钢闸门，2孔总净宽为20 m，堰顶高程为186.00 m，最大泄量为660 m3/s。

1.3.3 输水洞

在大坝东侧，为2孔穿堤钢筋混凝土有压圆涵(D=1.4 m)，进口安有两扇3 m×1.4 m平板钢闸门，进口底高程为178.78 m，洞长106 m，最大泄量为25 m3/s。

2 工程存在问题及建设的必要性

除险加固工程完工后，对整个水库工程的效益发挥起了决定性作用。但由于在除险加固设计中，对溢洪道左右两岸，由于水流横向冲刷所造成的危害考虑不够充分，致使水库在正常溢洪时出现左右岸边冲刷严重的现象，危及了溢洪道左右岸坡的安全。同时由于龙珠集团生产及生活废水通过直径400 mm的排水管在溢洪道左岸上集中自由排放，加之期间发生了3次较大的降雨，致使水库溢洪道左侧坡水直接汇入溢洪道排水沟内。由于该地段坡顶和沟底落差大，近30 m，况左岸属于软基，坡水无处可排，只能在此进入沟道，所以造成了溢洪道排水沟左侧30～50 m处出现了一个较大漏斗式冲坑，东西长30 m，南北宽20 m。直接造成了溢洪道左岸出现了较大范围的塌岸，况且塌坡速度较快，现左岸山坡已破烂不堪，加上右岸100～200 m段出现了70 m的脱坡段，致使该段山坡向路边公路靠近。

二龙山水库溢洪道出口，在二龙山水库除险加固时，对出口的左侧底部进行了加固处理，但经过几年运行，出口护底的钢筋笼块石，被冰排撞毁15 m长，并冲出大坑。另外，左岸在除险加固时没有采取工程措施进行处理，近年冲刷、坍塌非常严重。上述两段将对溢洪道的行洪稳定非常不利，直接造成沟坡不稳定，沟道左右摆动，使左侧水库风景区停车场和右侧公路的安全受到严重影响，如不及时治理，后果将不堪设想。因此对二龙山水库溢洪道水毁地段进行维修加固是十分必要的。

3 工程设计

3.1 设计原则

实事求是，因地制宜，方案合理，经济美观。

3.2 设计标准

溢洪道按100 a一遇洪水设计，1000 a一遇校核，坡水按10 a一遇。

3.3 工程设计

3.3.1 左岸挡土墙

按照《宾县二龙山水库除险加固设计》(黑龙江省水利水电勘测设计研究院)中对溢洪道设计结果，和省水利设计院几位专家现场研究确定，此次维修只将原钢筋笼块石冲毁处恢复，对右侧冲坑不进行处理。留做冲刷坑，使之形成消能水垫。对左岸自溢洪道出口左侧墙端头处起修混凝土重力式挡土墙，墙总长82 m，墙高出钢筋笼顶面4.5 m(高出泄洪水位0.5 m)，基础满足防冻要求并和基础岩石相接触。

为了防止水流对左岸的冲刷，在左岸修一处混凝土重力式挡土墙，挡土墙尺寸为:顶宽0.5 m，墙身底宽3.2 m，底板宽4 m，厚1 m;加0.5 m深齿墙，齿墙宽0.5 m。墙上设3排排水管。龙珠排水管由墙中穿过，施工中在墙中预埋混凝土管。

墙后回填土与墙顶齐平后，向上以1∶2的坡比做坡。

3.3.2 漏斗式冲坑处理

根据工程实际，对左岸漏斗式塌坡段进行回填土后在上面抛石，然后进行钢筋网笼块石护砌，使散入坡水进入钢筋网笼块石柔性结构消杀由于落差所形成的势能后，缓慢进入下游沟道，保持左侧山坡的稳定完整和山上停车场的安全。并对右岸采取按山坡稳定边坡进行整形，确保右岸山坡和公路安全。

对已形成的陡崖进行回填土，然后对坡水汇入处，做一个半园形钢筋网笼块石柔性结构，使水流汇入后在此消杀能量，顺利进入沟道。抛石厚度为3 m，然后进行钢筋网笼护砌，网笼厚度为1.0 m，半园形护坡采用钢筋网笼结构，厚度为1.0 m，边坡为1∶1。网笼下设碎石垫层50 cm，砂垫层50 cm。消能段和下游沟底段连接采用钢筋网笼护砌，下设碎石垫层和砂垫层各30 cm。同时完成冲沟土方回填任务，冲沟平均顶宽30 m，平均底宽9 m，长55 m，平均深6 m。并通过管道把集中排放的水直接送到溢洪道排水沟内，减少对岸坡的直接冲毁。管道为混凝土预制管40 cm，设计检查井2处。

3.3.3 河底左侧冲刷处理

采用钢筋石笼衬护与原钢筋石笼一致。钢筋石笼尺寸为:高1 m，长10 m，顺水流方向宽5 m为一个钢筋笼，内设拉筋，钢筋采用φ12螺纹钢，间距为20 cm×20 cm，笼中装满块石后采用钢筋焊接封顶。钢筋笼焊接要严格按照规范要求执行，不能点焊，块石直径要尽量大一些，顶面块石直径要大于40 cm，砌筑要求表面平整。

此项维修工程在2005年施工，2007年已全部完成维修任务，满足设计要求。