贺庄水库除险加固技术及效益分析

侯清波，杜明顺

（泗水县水利局，山东 济宁 273200）

贺庄水库位于泗河干流上游、泗水县泉林镇境内，属淮河流域、南四湖水系。该水库于1970年12月动工兴建，1976年12月建成。控制流域面积174 km2，工程枢纽主要包括主坝、副坝、溢洪闸（道）、南北放水洞、水电站、雷泗枢纽等工程，是一座以防洪、灌溉为主，兼顾水产养殖及人畜饮水等综合利用的大型水库。水库自建成以来，发挥了一定效益，但在运行过程中由于溢洪闸及主坝存在严重质量问题，水库库盆严重渗水以及库区移民等问题，1984年由大（2）型水库降为中型水库管理运用。

鉴于存在诸多不安全因素,贺庄水库除险加固工程于2003年4月开工建设，2006年底完成主体工程，2010年12月通过省水利厅组织的竣工验收。工程投入使用以来，发挥了显著的防洪、灌溉和社会效益。2011年10月，贺庄水库被评为山东省病险水库除险加固十大优质工程。

1 工程主要技术特点

由于贺庄水库特殊的工程地质及病险情况，在水库除险加固中采用了溢洪闸闸基换土工艺、放水洞夹沙玻璃钢管施工工艺、自动化控制技术等，确保了工程质量。

1.1 溢洪闸闸基换土工艺

溢洪闸拆除重建的主要原因是闸墩门颈贯穿性裂缝、底板、铺盖、护坦也出现严重开裂，致使原闸不能正常使用，水库不能按设计水位蓄水，经勘探试验分析混凝土开裂原因与红砂岩基础关系密切，经专家咨询确定闸室换基用非膨胀材料沙、碎石、重壤土混合料掺和回填、碾压，使闸室坐落在非膨胀性土基上，从而消除基础约束、避免贯穿性裂缝。

换基前充分调研并拟定了试验方案，确定配比为砂︰碎石︰壤土=1.5︰1.5︰7，试验参数均满足设计指标，试验参数为 K=3.49×10-7cm/s，R=426.3 kPa，混凝土与碎石土摩擦系数为0.621，内摩擦角39.4°，凝聚力C=69 kPa。换基后堆碎石土基础进行静载试验，其承载力和沉降量均满足设计要求。

据调查，采用换基方案的溢洪闸，国内为数不多，省内贺庄水库是第一例。该工程经过2005—2010年6个汛期和低温季节的运行，运行正常。

通过溢洪闸换基技术总结的 “膨胀岩闸基处理技术研究”获2005年度山东省水利科学技术进步一等奖。贺庄水库溢洪闸工程获2004—2005年度山东省水利优质施工工程奖。

1.2 夹沙玻璃钢管工艺

北放水洞是贺庄水库的重要工程项目，承担着灌溉、调蓄、发电的重要任务。由于原洞身存在严重的环向裂缝，漏水问题严重，须加以改建，在洞身改建中采用了夹沙玻璃钢管内嵌工艺。将该管套于原放水洞内承插式连接，管外与原洞壁之间灌注水泥砂浆。施工简单易行、运行可靠，可保证设计过水能力（7 m3/s），并可加快施工进度，进一步确保施工质量、避免大开膛等常规改建方式带来的质量隐患。

1.3 自动化控制技术

在除险加固过程中，贺庄水库成功实施了自动化远程控制系统。溢洪闸、放水洞闸门可实现远程计算机控制，在管理所办公室可实现闸门升降控制以及运行参数监视，极大地节省了人力、提高了管理效率。

2 工程效益分析

2.1 泉林泉群重要补给源地

贺庄水库下游3 km是国家AAA级风景名胜区泉林。泉林因名泉众多而得名，涌流量达1.35 m3/s。泗水县政府将泉林诸泉与贺庄水库（雷泽湖）、青龙山列入旅游发展总体规划。实施景区总体规划的基本前提是保护泉群及泉涌量，而有效保护泉群必须依靠贺庄水库的补给。1987年，省水利厅专家对贺庄水库进行“技术经济评价”，得出结论：贺庄水库是泉林一带地下水的主要补给源地，提供泗河两岸水资源的31%。省水文地质部门对泉林泉群勘测后指出，泉林地区泉涌量与水库蓄水位高低有直接关系。

贺庄水库自2006年以来，连续经过5个丰水年汛期蓄水考验。据2001—2009年县水资源管理办公室实测泉林泉群泉涌量的观测资料分析：加固前2001—2003年，4—6月份枯水期泉涌量平均为0.542 m3/s；加固后2007—2009年，4—6月份枯水期泉涌量为0.876 m3/s，泉涌量每年可增加1 050万m3。可见，贺庄水库除险加固建成蓄水后，对泉林泉群的补给作用相当显著。

2.2 防洪灌溉及社会效益显著

贺庄水库除险加固工程完成后，经过几个汛期洪水的考验，特别是2007年最高库水位达147.74 m，主副坝水工建筑稳定，溢洪闸、南北放水洞及雷泗枢纽建筑物稳定，闸门启闭正常，水库主体工程运行良好，充分发挥了水库蓄水拦洪的功能。

工程完成后，具有显著的社会效益，多年平均防洪效益为2 899.7万元。一是保护了京沪高铁、京福高速、兖矿集团等大型企业及泗水、曲阜、兖州等县城的安全；二是水库增加水面面积427.3 hm2、增加蓄水量5 309万m3，对发展水产养殖业、补充泗河及泉林水源、对水库周围及南四湖的生态及环境都将产生积极作用；三是对建设生态泗水、改善环境有重要的推动作用。2007年8月15—17日，泗水县遭遇强降雨，全县平均降雨212 mm，贺庄水库一次拦蓄洪水4 000万m3，拦蓄错峰、削减洪水，减轻了泗河下游的洪水压力，确保了济东煤田、兖矿等重要工矿企业的安全。2011年在百年不遇的大旱面前，贺庄水库灌区北干渠全线修通，与华村水库联网灌溉泗河北岸5个乡镇近4 000 hm2小麦，据农业部门测算小麦单产较去年每公顷增产637.5 kg，灌溉效益显著。

3 对水库开发保护的建议

3.1 制定详细开发利用规划

贺庄水库建成后，2008年被评为省级水利风景区，下游的泉林泉群被评为国家AAA级景区。目前，县政府已将泉林群泉、雷泽湖、青龙山列入旅游开发总体规划建设，建议请旅游部门对雷泽湖、泉林群泉、青龙山进行详细规划，再进行招商，分期开发实施。在未开发之前加强对周边环境的保护，禁止乱搭乱建，以保持良好的生态环境。

3.2 加强对现有工程的管护

贺庄水库除险加固后，如何加强对工程的管理维护是管理单位的一项重要任务。结合2010年中央一号文件的贯彻落实，贺庄水库管理所已经县编办批准为公益型事业单位，其管理人员经费及维护经费由县财政负担。建议对贺庄水库重新进行确权划界，设桩明确管护范围，加强对工程的管理维护。

3.3 充分发挥工程综合效益

贺庄水库原设计为大型水库，总库容1.014亿m3，由于工程技术及移民等方面的原因，1984年降为中型水库管理运用。水库除险加固后，安全隐患已消除，移民问题也彻底解决。因此，建议恢复贺庄水库的大型水库级别、恢复贺庄水库的科级建制，以充分发挥贺庄水库的防洪生态等综合效益，加强贺庄水库及北干渠的管理，确保工程得以最佳状态运行。