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陆浑水库防洪抢险工程措施

2020-05-20金嵩涛

河南水利与南水北调 2020年3期
关键词:块石大坝高程

□朱 婕 金嵩涛

(河南省陆浑水库管理局)

1 工程概况

陆浑水库位于黄河流域伊河支流的河南省嵩县境内,控制流域面积3 492 km2,占伊河总流域面积6 029 km2的58%。是一座以防洪为主,结合灌溉、发电、养鱼、城市供水和旅游等综合利用的大(1)型水库,总库容13.20 亿m3。陆浑水库枢工程主要由大坝、输水洞、泄洪洞、溢洪道、灌溉洞及水电站等组成。水库大坝为粘土斜墙砂卵石壳坝。坝顶高程333 m,最大坝高55 m,防浪墙高1.70 m。坝顶长710 m,坝顶宽8 m。

陆浑水库于1959 年12 月动工兴建,1965 年8 月竣工。2001-2003 年,国家投资1 950 万元对影响水库度汛的16 个项目进行了应急加固处理。2003-2006年,国家又投资9 810万元,对陆浑水库进行除险加固。

流域内属于暖温带大陆性气候,多年平均降水量657.40 mm,水库的设计标准为:千年一遇洪水设计,万年一遇洪水校核。相应校核洪水位为331.80 m、设计洪水位为327.50 m、防洪高水位为321.50 m、兴利水位为319.50 m、超标准洪水位为334.82 m(按317 m起调)。水库设计汛限水位为317 m。

建库以来,发生过“75·8”、“82·7”、“1996·8”和“2010·07”四次较大洪水,由于水库的调蓄作用,有效地减轻了下游的洪水灾害。其中2010年7月23日的强降雨过程创下了建库以来的历史最高蓄水位320.91 m,超过水库汛限水位3.91 m。

水库主要有三项防汛任务:洛阳防洪、黄河下游防洪、水库本身保坝。防汛责任重大,当出现险情时必须全力进行抢险,保护下游城市及居民安全。

2 抢险措施

2.1 坝基渗流破坏发生管涌抢险措施

陆浑水库大坝为粘土斜墙砂卵石坝,粘土截渗墙座落于河床基岩上,基岩有数条顺河断层,最大的一条达40 m 宽,由于原设计未对基岩采取灌浆处理,建库至今遇到的最高水位为320.91 m,但仍无超过20 a一遇洪水位(321.50 m),当汛期遇到高水位时如果发生管涌可能引起滤水坝趾附近的河床砂、砾石层出现单点式或多点式翻泉冒水的现象。

当发生管涌时立即报告上级防指全开闸门泄水,最大限度降低水位。确定管涌进口位置后迅速用装土麻袋向漏水点投抛,直至下游漏量较小或不漏为止。在背水坝脚险情处,实施压坝脚做反滤处理,先清理杂物和软泥,对其中涌水、涌沙较严重的出口用块石或砖块抛填,以消杀水势,同时在管涌的面积上,盖压粗砂一层,再铺小石子和大石子各一层,厚度均约20 cm,最后块石压盖。严重区域用麻袋或编织袋装砂料无缝密铺,厚度≥30 cm,如果压不住,应立即在袋子上加压铺设大块石,直至压住为止。

2.2 上游坝坡发生滑坡抢险措施

陆浑水库上游坝坡系砼块体护坡,较一般块石护坡抗风浪能力强。但坝体截渗体为粘土斜墙,在斜墙的前面铺有不等厚度的天然砂、砾石料层,其外层是按设计铺设的反滤层。产生滑坡的可能条件是当水库遇到紧急情况,高水位骤降时,排水不及可能引起粘土斜墙前面反滤料层及混凝土块护坡沿斜墙面向下滑塌,造成粘土斜墙外露危及大坝安全,应立即组织人员进行抢护。

在水库东西坝头均设有砂石料场,用麻袋或编织袋装好砂石料运至滑坡部位,从两侧沿斜墙面实施无缝密铺,有序向中心合拢,砂袋铺垫厚度应≥30 cm。然后在砂石料袋上迅速压砌大块石,也可用原坝体表面被冲下来的混凝土块体进行压砌。在铺设过程中,尽可能避免人为破坏斜墙表面。

在遇到特别紧急,来不及进行上述抢护的情况下,可以用透水土工布铺于滑坡表面,周围用大石块或砂石袋压紧,洪水退后再处理。

2.3 临水崩塌抢险措施

备用电源500 kW机组机房以南备用发电机组机房以南院落建在弃垫的虚土区。泄洪洞进口塔架东侧原系一天然深沟,基岩高程很低,建库时该沟为弃倒虚土所填,上部溢洪道至泄洪洞间的一段公路即在虚填土区。高水位运用时这两处很有可能受风浪冲击大量滑塌,当发生此种险情后的抢护原则是缓流消浪,增强堤坝的抗冲能力。抢护方法有挂柳挂枕、竹木排防浪、护脚固基、土工植物防冲等。

2.3.1 挂柳挂枕

选择枝繁叶茂的柳树头,将根部系在岸坡顶部的木桩上,在树梢枝杈上捆扎块石,顺坡推入水中消浪,树棵间距和悬挂深度要根据流势和崩塌程度而定,也可将柳树头的根部悬挂大石块或土袋固定。然后按照由下游到上游,由深到浅的顺序依次抛沉。

2.3.2 竹木排防浪

当水库风浪较大时,可将竹木条分层叠扎成竹木排,用绳拴在坡顶的木桩上,同时,排下坠一块石或土袋,以稳定和调整排位。排体和堤坝面之间,要有一定的距离,以免撞击堤坝。排体较大时可抛铁锚定位。

2.3.3 护脚固基

临水护脚固基,最常用的办法是散抛块石。深水中可用抛石船抛石,使抛石顺水流下沉于抢护点。对于水深流急的抢护,可用铅丝笼、竹笼、柳条笼装石抛投。

2.3.4 土工植物防冲

先将坡面进行平整和清理,把拼好的土工布或篷布铺在平整好的坡面上,膜布高出洪水位,并在膜布上压盖砼块或土袋,以抵抗风浪冲刷。

2.4 超标准洪水抢险措施

超标准洪水时根据目前水库调度运用原则,汛期限制水位为317.00 m,灌溉洞百年一遇水位参加泄洪时,按1958年洪水典型年的情况进行演算,超标准洪水入库最高库水位可达到334.82 m。水库坝顶高程为333.00 m(防浪墙顶部高程为334.70 m),水库若遭遇超标准洪水,势必会出现漫坝的危险。因此,分步采用临时加高防浪墙的措施进行大坝抢护。

当水位上升至327.26 m,且仍有上涨趋势时,务必在6 h之内,将大坝东上游侧下坝梯口和西坝头防浪墙尽头处的路口,用麻袋装土堆垒至防浪墙顶高程。

当库水位上升至330.92 m 仍有上涨趋势时,务必在6 h 之内,将大坝桩号0+271.4~1+170每隔4 m在防浪墙后用麻袋装土做成1 m米宽的戗台,堆垒至防浪墙顶高程(334.70 m),再用圆木杆(小头直径≥13 cm,长≥3.80 m)棚在戗台上。

当库水位上升至333.63 m 且仍有上涨趋势时,务必在8 h之内,将大坝沿防浪墙在334.70 m 的基础上,再用编织袋装土加高1.30 m,使堰顶高程达到336.02 m。

3 结语

陆浑水库防汛任务艰巨、责任重大。一旦遭遇突发事件,我们应做到有准备、有计划、有措施地防御可能发生的各种紧急情况和灾害,全力抢险,保护水库大坝安全,保障人民群众生命安全。

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