塔山水库病险原因及除险加固措施分析

王雪锋 拾景胜 杨二洋

塔山水库病险原因及除险加固措施分析

王雪锋 拾景胜 杨二洋

水库作为重要水利设施，具有城市供水、工农业生产供水、防洪、防潮、排涝等多方面效益，在我国经济发展中起到了重要的作用。随着水库的长时间使用，使得水库或多或少都存在着一些问题，这些问题不但影响着水库的安全运行和发挥效益，还会造成严重的社会经济损失，影响着人们的生产和生活。因此，需要对病险水库进行除险加固。

一、工程概况

塔山水库位于姚塘水库、六松水库下游，江苏省仪征市陈集镇扬庄村、谢集乡塔山村之间，龙河上游的塔山冲，属长江流域。塔山水库是苏北第二大人工湖，始建于1958年，属于小（Ⅰ）型水库。水库集水面积9.50km2。干流长度3.00km，干流坡度5.30×10-3。总库容639.18 万 m3，其中死库容 16万m3，兴利库容340万m3。溢洪道拆建为总净宽12.00m的溢洪闸，是一座以防洪为主，结合农业灌溉、城镇供水、水力发电与水产养殖等多功能的水利枢纽。

该库主体建筑物有：大坝1座、溢洪闸1座、灌溉引水涵洞1座、补水涵洞1座。永久建筑物为4级水工建筑物，相应大坝洪水复核标准采用30年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。

二、塔山水库病险成因分析

1.实地勘测不足和设计不严谨

塔山水库修建于20世纪50年代末，在当时特殊的历史背景之下，缺少具有相关专业素养的人员进行水库工程设计前的实地勘测。水库工程设计时没有对当地的水文气候条件进行详细的分析，设计和实地勘测未有效地结合，有可能造成设计不达标。另外限于当时的经济和社会条件，缺乏科学合理的施工方法，往往在施工过程中为适应条件而不断更改设计方案，这样就会对水库工程的整体质量产生极大的影响。

2.施工质量不高

塔山水库建于1958年，建设年代较早，受当时技术、资金等条件的限制，水库标准低，工艺落后。而且经过多年的运行，水库的质量已经大幅下降，存在严重的安全隐患，需要对其进行除险加固。

3.管理体制不完善

塔山水库运行前期，管理制度不完善，管理体制不健全，影响了水库的安全运行。由于资金有限，缺少专业的管理人员，通常管理人员专业素养不高，管理人员队伍质量不高，影响了水库的管理水平。

4.维修养护不到位

水库工程的安全运行不仅仅与施工质量有关，后期的维修养护也至关重要，因为水库工程自身的特殊性，部分水下工程长期受到各种水力因素的制约，会对坝体造成严重的损毁，所以需要定期进行维修检查，发现问题及时修复。但是，在水库运行多年后，由于资金投入不足，相应的配套设施不完善，没有得到及时的更换和补充，维修养护工作未能得到持续有效投入，导致水库病害增多。

三、病险水库除险加固的必要性

1.病险水库加固是保证防洪安全的主要任务之一

水库作为防洪体系中的控制性建筑物，在洪水调度和确保防洪安全中起到了重要作用。由于种种历史原因，加上老化失修，水库一旦成为病险水库，在汛期到来时，不能正常运行，不能按防汛调度要求适时拦蓄或排泄洪涝水，从而延误时机，影响水库防洪排涝效益的发挥；特别是出现溃坝等险情时，直接对水库下游人民的生产财产安全构成了重大危胁。因此，对病险水库进行除险加固是提高防洪安全能力、确保防洪安全的首要任务。

2.病险水库加固是确保兴利作用发挥的必要措施

水库兼具防洪、排涝与灌溉、供水、发电、航运等多重功效，是保障国民经济持续发展的重要基础设施。病险水库带病运行，就不能很好地发挥径流调节作用，会造成城市生活用水供给不足，影响人民的正常生活；对农田灌溉会发生拦不住水或引不到水的现象等。因此，对病险水库进行除险加固是确保兴利作用发挥的必要措施。

3.病险水库加固是建筑物自身安全运行的需要

水库的主要作用是防洪、兴利等。但由于病险的存在，严重威胁到水库自身的安全运行，更别说发挥水库兴利除害的作用。因此对水库进行除险加固也是建筑物自身安全运行的需要。

四、塔山水库除险加固工程设计

1.溢洪闸拆建

采用C25钢筋混凝土U型结构，共3孔，单孔净宽4.00m，总净宽12.00m，闸室底板厚0.70m、面高程23.00m；闸后要求回填土压实度＞0.94。闸室顺水流向长10.00m，上游侧设宽3.60m的工作桥，工作桥桥面高程29.70m；上游侧设总宽5.10m的交通桥，桥面高程28.00m，交通桥设计荷载标准为公路－Ⅱ级。闸门为4.00m×2.00m钢闸门，采用2×50kN手电两用螺杆启闭机启闭，门顶高程25.00m。上下游翼墙均为重力式浆砌块石墙。

2.新建输水涵洞

新建输水涵洞为C25钢筋混凝土箱涵，洞身断面0.80m×1.00m，涵底高程20.30m，洞身长约46.00m。进水口设C25钢筋混凝土竖井，采用0.80m×1.00m铸铁闸门控制，闸门采用50kN手摇杆启闭机启闭。进、出水口均为C25钢筋混凝土“U”型墙。

3.新建补水涵洞

新建补水涵洞为C25钢筋混凝土箱涵，洞身断面2.00m×2.00m，涵底高程22.75m，洞身长20.00m。进水口设C25钢筋混凝土竖井，采用2.00m×2.00m铸铁闸门控制，闸门采用80kN手摇杆启闭机启闭。进、出水口均为C25钢筋混凝土“U”型墙。

4.坝身加固

在 K0+040～K0+340、K0+680～K0+840坝身背水坡戗台、坝脚分别设净断面尺寸为0.30m×0.50m的混凝土集水沟、0.60m×0.80m的M10浆砌石集水沟，近坝身侧墙设无砂混凝土排水块，间距2.00m；背水坡顺坝轴线向全坝段每隔50m设一道导流沟，净断面尺寸为0.30m×0.30m（戗台及以下断面为0.50m×0.50m），为C20素混凝土预制结构。坝身背水坡全线铺设草皮护坡。

在 K0+085～0+185、K0+385～0+485段做劈裂灌浆，灌浆孔布置于坝顶迎水侧，单排两序布孔，一序孔距为5.00m，终孔距为2.50m；一般孔深为伸入坝内外坡脚线以下1.00m，孔深11.00m；顺坝轴线向总工长200m。

五、结语

水库工程建设在我国农业发展以及防洪、发电等方面发挥了重要的作用。水库除险加固是一项复杂的系统性的工程，需要在水库除险加固的过程中引起足够的重视，从水库除险加固中所面临的实际问题出发，采取有针对性的措施，以确保水库的安全运行，使水库继续发挥好防洪、兴利的作用■

（作者单位：扬州市勘测设计研究院有限公司 225000 江苏省淮沭新河管理处223005 江苏省灌溉总渠管理处 223212）