浅谈新疆红雁池水库工程的除险加固

葛文辉

（新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局顶山管理处二站 新疆 福海 836403）

1 水库工程概况

新疆红雁池水库位于乌鲁木齐市南郊6km处，是新中国成立前新疆第一座中型灌入水库。解放前夕仅能蓄水1000万m3，灌溉面积也仅有0.4万hm2。红雁池水库距新疆首府乌鲁木齐市区较近，宽敞的水面，附近优质的矿泉水，为乌鲁木齐市居民生活提供了良好的水源和优美的环境，是城市居民旅游的好场所。

解放后，为了解决乌鲁木齐河下游地区农业灌溉用水问题，改建并扩建了该水库及输水涵洞。红雁池水库设计库容为5300万m3，设计最高蓄水位1005.23m，兴利库容4500万m3，死库容700万m3，死水位986.0m。水库的集水面积2605km2，由于水库还担负乌鲁木齐市防洪重任，设计洪水标准为1000年一遇，校核洪水标准为10000年一遇，水库最大水深31m，最大水面面积4km2，坝顶高程1008.22m，水库设计抗震烈度为7度。水库工程主要包括引水渠及引洪隧洞、土坝、泄水闸三部分。

1.1 引水渠与引洪隧洞

引水渠自乌拉泊水库放水渠引水，全长5580m，后接引洪隧洞长743m，设计引水流量为65m3/s。

1.2 土坝

土坝位于水库西北部，坝长440m，最大坝高22m，坝型为刚性心墙均质土坝，坝顶宽7m，上游坝坡为1∶3～1∶6，防浪护坡采用浆砌石隔中嵌片石，下铺反滤层。坝中心筑有代水泥砌石心墙，下至基岩。下游坝坡为1∶4，当时填筑土方约为20万m3。

副坝位于水库西南角，全长239m，坝高5.8m，顶高5m，顶宽5m，填土1.5万m3。

1.3 泄水闸

位于主坝中心，基础在岩石上，设计泄水流量为10m3/s。闸门为铸铁、圆筒式闸门，闸井主要用代水泥浆砌块石筑成，启闭设备采用20t人力螺杆式启闭机，并设有电动小闸门，以备水库低水位时开启使用。闸后放水涵洞全长175m，其中24m分别采用直径为1.1m、1.95m、1.3m铸铁管护壁，其它采用浆砌条石，现浇混凝土筑成，洞型为圆管马蹄混合型。

1.4 水库工程效益

该水库是一个综合性水库，是一座以防洪灌溉、工业供水为主兼有渔业等综合运用的中型水利工程，具有较大的经济效益和社会效益。

（1）防洪。可调蓄洪水3000万m3，与乌拉泊水库联合运用，可以使新疆首府乌鲁木齐市抵御50年一遇洪水不向老河道泄洪。

（2）与乌拉泊水库联合运用，可年调节乌鲁木齐河水量1.7亿m3，灌溉和平渠灌区3.067hm2土地，为保证下游农业灌溉用水作出应有的贡献。此外还为城市提供生活、绿化、工业等用水。

（3）工业供水。为已建成的30万kW的红雁池火力发电厂提供天然冷却水，年供循环水2.5亿m3，消耗水2000万m3，保证了电厂正常发电，并为新增机组及新建电源提供了用水的可靠保证。

（4）水产。水库最小水面166.67hm2，养殖水面200hm2。1970年代以来，水库管理站陆续向水库投放鱼苗，1985年以来与水产公司共同每年投放鱼苗30万尾。水库捕鱼量也大大增加，平均单产鲜鱼1000.5kg/hm2。水库管理处利用电厂循环水的余热，建成2.67hm2的温流水养鱼厂一座，解决了当时乌鲁木齐市居民吃鱼难，吃鲜鱼更难的问题。

2 水库除险加固

2.1 除险加固措施

水库工程建设期间，新疆还不能生产水泥，为了保证工程质量，当时水利局设计采用了代水泥，即用石灰与轻烧过的砖磨成粉按2∶3的比例拌合而成，大坝的中心隔墙及坝坡“田”字护坡隔墙均采用代水泥砌成，时隔60多年，大坝除险加固期间开挖的探坑中发现浆砌石代水泥仍很坚硬，与混凝土不同之点是颜色呈桔红色。这种代水泥技术的采用，为当时工程保质保量地建成作出了不可磨灭的功绩。

该水库建成60多年了，在多年的管理运行期间，曾对闸房、闸门及小闸门启闭设施等进行过改造维修。由于50年代初施工条件差，大坝施工期间有冻土上坝情况，且坝体土层碾压也未达到要求，以致造成主坝部分地方沉陷达30cm左右，加之红雁池电厂修建时放炮震动等外来不良因素，坝基、坝体及放水涵洞存在着渗漏、变形、不稳定的因素。为了消除水库存在的影响安全运行的各种隐患，采用高压喷射灌浆构筑防渗墙技术及劈裂灌浆技术，对水库大坝进行了除险加固。

除险加固工程主要分三个部分：

（1）土坝沿坝轴线上游1m处进行高压喷射灌浆构筑防渗墙，以保证坝基、坝体的渗透稳定；

（2）沿坝轴线劈裂灌浆形成垂直、连续、完整的浆体防渗帷幕，提高坝体密实和土体干容重，加速坝体沉陷固结，改善坝体稳定状况，以消除坝体隐患，上、下游坝肩进行充填灌浆，以使坝体各部位充填密实，减少不均匀沉陷；

（3）放水洞充填灌浆，解决涵洞的严重渗漏，增强放水涵洞的强度。

2.2 除险加固工程成效

灌浆加固结束，高压喷射灌浆完成坝长417m，构筑防渗墙5714.46m2；劈裂灌浆完成坝长410m，构筑防渗帷幕4865m2；放水涵洞灌浆防渗完成洞长208m。总耗水泥1818t，总耗干土1243.39t。该工程质量符合《土坝灌浆技术规范》及设计规定的质量标准，达到了预计的各项技术指标：

（1）高压喷射灌浆构筑防渗墙，渗透系数由10-5cm/s降至10-8cm/s，坝后浸润线，测压管水位降低0.76m，施工质量较好；

（2）坝体劈裂灌浆及上下游坝肩充填灌浆后已形成基本连续的纵向防渗帷幕，其厚度有0.5cm～2.5cm，达到了一定的防渗作用；

（3）放水涵洞内壁阴湿面大大减少，射流基本消失，吸水率由0.1L/（min·m·n）减至10-4L/（min·m·n）。

该水库除险加固后取得了显著的社会效益、经济效益，竣工后水库安全蓄水库容由4500m3增到5000m3。平均新增单方库容投资仅0.18元，可较当时新修山区水库节约投资400万元。除险加固后可充分发挥水库的综合经济效益，有利于灌溉、发电、水产养殖业的稳步健康发展，可增加调洪库容500m3，提高水库大坝的防渗能力与抗震稳定性。

3 对水库建设运行管理的几点建议

水库建成60年来，在此期间进行过多次加固与维修，水库运行良好，工程效益已达到设计规定的防洪、灌溉、发电、供水等综合效益。但该水库毕竟是在解放初期建成，当时施工设备不完善，材料短缺，技术比较落后等等，水库本身还存在一些需要进一步解决的问题：

（1）闸井井壁渗水，护壁铸铁管锈蚀极为严重，虽经灌浆加固，但对井壁防渗作用不大，应进一步采取措施进行加固处理。

（2）放水涵洞内铸铁管锈蚀严重，盐碱腐蚀使混凝土软化变质、勾缝脱落，条石风化历害，还需采取新技术进行防渗防腐蚀。

（3）原有的仅为大坝除险加固而设置的沉降位移桩已完成使命，为了确保大坝安全运行、精确观测坝体的水平及垂直位移，还需要设置一排符合大坝观测规范要求的沉降位移桩。

（4）现有的测压管、浸润线管由于原设计及埋设时存在一些质量问题，加之灌浆造成泥浆护壁，使测压管段进排水不利，所以测压管和浸润线管也应重新设置。

（5）该水库修建期间，存在冻土上坝及填土后压实质量较差的问题，加之修建红雁池电厂时水下爆破对坝体的震动破坏了原中心隔墙的防渗能力，红雁池水库位于新疆维吾尔自治区首府乌鲁木齐市上游，水库抗震裂度应按8°设防，以保证乌鲁木齐市百万居民的生命财产安全，因此需对大坝进行抗震验算，以防患于未然。

（6）目前水库管理日趋现代化，该水库在应用先进科学技术、实现水库管理现代化管理方面进展不大，应引进先进技术，只有采用先进的科学技术和措施，利用高效的管理方法，才能使水库发挥更大的综合效益，在水利管理纳入市场经济轨道的今天，应用先进科学技术，实现水库管理现代化显得更为重要。※