黎明水库存在问题及除险加固工程方案

曲燕

(河南省南阳市桐柏县水利局，河南 桐柏 474750)

1 引言

黎明水库位于桐柏县月河镇徐寨村西侧淮河一小支流上，属准河流域，水库控制流域面积0.20 km2。该水库于1997年9月动工兴建，1999年4月基本建成，是一座以防洪、灌溉为主，兼顾水产养殖等综合利用的小(2)型水利枢纽工程。主要建筑物有大坝、溢洪道、输水洞等。水库保护下游312 国道以及1 230余人、30 hm2耕地的生命财产安全，一旦失事，将给下游设施及人民生命财产安全带来严重威胁。但水库因年久失修，存在一定的安全隐患，严重影响水库蓄水，制约灌溉、防洪效益的发挥。2020年8月，水利部委托黄委会对该水库的病险问题进行了现场核查，认为对该水库进行除险加固势在必行。

2 工程概况

水库总库容18.90万m3，主坝为均质土坝，坝顶长89 m，最大坝高14.32 m，现状坝顶高程150.69～150.90 m，坝顶宽7 m，混凝土路面宽3 m，无防浪墙、无路沿石。主坝迎水坡坡比1∶1，背水坡坡比1∶2，坡面无护砌，无排水体。副坝为均质土坝，坝顶长57 m，现状坝顶高程为149.15～149.61 m，最大坝高8.21 m。坝顶宽7～11 m，为土路面，无防浪墙、无路沿石。副坝迎水坡坡比1∶1，背水坡坡比1∶1.50，坡面无护砌，无排水体。溢洪道紧邻副坝右坝肩，为开敞式明渠，现状溢洪道进口底部高程147.37 m，底宽2.50 m，最大泄流量 3.50 m3/s。主坝输水洞位于主坝左坝肩，进水口为爬坡漏型式，洞身为无压混凝土圆涵，洞径0.40 m，涵洞长度52 m;副坝输水洞位于副坝右坝肩，进水口为爬坡漏型式，洞身为无压混凝土圆涵，洞径0.40 m，涵洞长度23 m。

3 前期工作过程

水库存在许多安全隐患，在南阳市桐柏县水利局的领导下，按照《水库大坝安全评价导则》SL258-2017，结合水库现状，河南灵捷水利勘测设计研究有限公司编制了《南阳市桐柏县黎明水库大坝安全评价报告》，2020年8月，桐柏县水利局组织专家对水库进行鉴定，形成《大坝安全鉴定报告书》，水利部委托黄河水利委员会对该水库的病险问题进行了现场核查，2020年9月 7日，黄委会以运管函 〔2020〕1号向水利部运行管理司汇报了该水库的病险情况，认为除险加固很有必要。

2021年3月河南灵捷水利勘测设计研究有限公司做出了《南阳市桐柏县黎明水库除险加固工程初步设计报告》，由桐柏县水利局组织专家对初步设计进行了评审。

4 工程存在的问题

2020年8月，桐柏县水利局组织专家对水库进行鉴定，确定该坝为三类坝。水库存在的问题如下：①大坝抗滑稳定安全系数不满足规范要求。溢洪道底板及右岸抗冲刷能力差，现状护砌已损坏，边墙倒塌，边墙稳定系数不满足要求。主副坝输水洞进口淤堵，出口洞周有渗水明流，副坝输水洞出口周边坝体土流失。大坝结构安全评价为C级。②大坝坝体填筑质量较差,坝顶路面凹凸不平,迎水坡坡脚淘刷严重;背水坡坡面有凹陷，局部滑塌。坝体及坝基存在渗漏问题。溢洪道进口段和控制段右岸护砌已损坏，左岸挡墙单薄，无消能设施，无尾水渠，主副坝输水洞进口淤堵，出口洞周有渗水明流，副坝输水洞出口周边坝体土流失。综合评价，大坝工程质量“不合格”。③水库无大坝监测、通信、电力等管理设施，无管理房屋，无防汛仓库，防汛道路路况差，管理设施不完善。该水库大坝运行管理综合评价为“不规范”。④经水库防洪能力复核，现状情况下，水库主坝坝顶高程满足《防洪标准》的规范要求，副坝坝顶高程欠高，不满足规范要求。溢洪道过流能力能够满足泄洪要求。大坝防洪能力评价为C级。⑤坝体座于下元古界花岗片麻岩及第四系松散堆积层上，河槽段坝基与坝体结合面处理差，主坝及副坝坝体、坝基均存在渗漏。水库大坝渗流性态不安全，大坝渗流安全评价为C级。

5 除险加固工程方案

5.1 大坝除险加固工程设计

5.1.1 坝顶工程

除险加固设计主坝坝项长 89 m，副坝坝顶长 64 m。主坝现状坝顶高程为150.69～150.90 m，副坝现状坝顶高程为149.15～149.61m，均高于理论坝顶高程，主坝设计坝顶高程150.60 m，副坝设计坝顶高程149.10 m。结合现状坝顶，设计坝项宽7 m，采用C25混凝土路面，下设15 cm厚砂砾石垫层，路面倾向下游侧设 3%的缓坡。沿坝顶上游侧新建宽25 cm、高 60 cm的C25混凝土防护墙，防护墙埋深60 cm。下游侧新建宽15 cm、高 50 cm的C25混凝土预制块路沿石，路沿石埋深30 cm。在坝顶设集中泄水窨井，设带孔盖板，与坝坡横向排水沟对应，以利于快速泄水。

5.1.2 上游护坡工程

除险加固将迎水坡培厚整修至设计断面后，采用12 cm厚的现浇 C20混凝土护坡，护坡板设计尺寸为1.90 m×1.90 m，四周设置10 cm 宽无砂混凝土填缝。坡脚设 Mu60M7.5 浆砌石齿墙。主坝在145 m处设上游戗台，宽1.50 m。

5.1.3 下游坝坡工程

坝坡整修工程：对下游坝坡按设计坡比进行培厚整修并采用植草护坡，坡比为1∶2.25。

5.1.4 新建贴坡排水体工程

除险加固在大坝背水坡新建贴坡排水体，主坝排水体顶高程140.30 m，桩号0+019～0+069:副坝排水体顶高程145.20 m，桩号0+010～0+058，坡比均为1∶2.25。排水体上部干砌块石厚 30 cm，下设直径0.50～4.00 cm 碎石厚 20 cm (其中 0.50～2.00 cm碎石和2～4 cm 碎石各50%)，粗砂垫层厚 20 cm。

5.1.5 大坝防渗加固工程

除险加固工程大坝采用粘土斜墙防渗，主坝处理处理范围为桩号0+000～0+089，副坝处理处理范围为桩号0+000～0+062。

5.2 溢洪道工程设计

黎明水库溢洪道全长 50 m，包括进口段、明渠段、泄槽段、消力池段、出口段、尾水渠段等。溢洪道除险加固工程内容包括: 进口段桩号-0+003～0+000 右岸新建 C20混凝土重力式挡墙。桩号0+000～0+005.30 为进口段，底部采用20 cm厚 C20混凝土护砌，高程147.37 m，底宽2.50 m；两岸新建 C20混凝土重力式挡墙。明渠段桩号0+005.30～0+015 为明渠段，底宽2.50 m，采用20 cm厚 C20混凝土底板，纵坡1∶200；两岸采用C20混凝土重力式挡墙进行护砌。泄槽段桩号0+015～0+017.40 为泄槽段，底宽2.50 m,采用C20混凝土底板，坡比1∶1;两岸采用C20混凝土重力式挡墙进行护砌。消力池段桩号0+017.00,0～0+022.80，新建消力池，池长 5 m，宽2.50 m，池深0.60 m。底板厚 0.40 m，为C25 钢筋混凝土结构;消力池底板设中75 mmPVC 排水孔，间距1.50 m;两岸采用C20混凝土重力式挡墙进行护砌。出口段桩号0+022.8～0+028.8 为出口段，底宽2.50 m，采用35 cm厚 Mu60M7.5浆砌石护砌;两岸采用C20混凝土重力式挡墙进行护砌。尾水渠段桩号0+028.80～0+050，开挖疏浚长度21.20 m，右岸为现状山体，左岸边坡按坡高1 m，坡比1∶1整治。

5.3 输水洞工程设计

输水洞除险加固工程:主、副坝输水洞进出口、进口斜卧管拆除重建，新建消力池。主、副坝输水洞进口拆除重建及新建洞身连接段：主坝输水洞新建斜卧管洞身采用40 PVC 管，管箍采用C25 钢筋混凝土,进口处新建 C25 钢筋混凝土进水池，进口高程139.07 m，底板高程137.57 m，尺寸为4.24 m ×2.50 m(长×宽)。进水池顶板采用斜坡式，坡比1∶2.25，顶板处设置阶梯式放水孔，共 3孔。检修孔尺寸为0.60 m×0.60 m，下部设置钢爬梯。进口处新建 C25 钢筋混凝土洞身连接段，与现状洞身连接，长度9 m。新老洞身结合处设置 C20混凝土截水环，长度1 m，外包老洞身厚 0.50 m。

5.4 管理工程设计

为了便于水库管理及综合开发经营，除险加固拟新建管理房 51.11 m。新修防汛道路 0.30 km。设计在主坝桩号0+045 和副坝桩号0+037 垂直于坝轴线方向设浸润线观测管一排共 3孔。主、副坝共设 4处位移观测点和2处位移基点。主、副坝背水坡坝脚各设量水堰1座，迎水坡各设水尺1个。在大坝坝端增设水库标识牌。

5.5 机电、金属结构

管理房电源引自附近村庄变压器处干线，单回路供电，新建低压供电线路 0.50 km 至管理房，电缆 YJV-16 mm2。管理房内设照明系统一套，管线到位。设计输水洞放水孔采用φ20 cm圆形铸铁拍门控制。

5.6 环境保护及水土保持工程。

桐柏县黎明水库除险加固工程，由桐柏县小水库除险加固工程建设管理局具体负责该工程的全面组织、实施。县计委、财政局、土地局、公安局、月河镇政府等职能部门领导人应积极配合、协调工程实施过程中的资金、征地、质检、安全保卫等工作。

6 项目管理

该工程在项目管理上严格按照基本建设程序，实行项目法人制、施工招投标制和工程监理制。在工程实施过程中，必须严把质量关，建立项目管理责任制和质量管理安全保证体系。明确质量责任人，抓好工程质量、工程安全、工程进度。