红旗水库除险加固工程管理模式探析

杨 扬

(辽宁省盘山县农业水利事务服务中心，辽宁 盘锦 124000)

红旗水库坐落于辽宁省盘锦市绕阳河上游，是一座以灌溉为主要功能的枢纽工程，年均调蓄水量3 500万 m3，对确保甜水、胡家两乡镇15万亩水田灌溉用水以及绕阳河水资源调度发挥着关键作用。水库枢纽由左岸库堤、右岸库堤、挡水土坝、泄洪闸(深孔闸、新建闸、浅孔闸)、5座出库和4座入库泵站等构成。工程等别为II等，两岸库堤、挡水土坝、泄洪闸等主要建筑物级别为3级，出入库泵站级别为4级。

水库校核和设计洪水为100年、20年一遇，校核和设计水位7.78 m、6.75 m，对应的泄量为2 906 m3/s、1 794 m3/s，正常蓄水位4.2 m(库容1 060.0万 m3)，死水位2.7 m(库容9.0万 m3)。场区位于辽河三角洲冲积平原，全新统第四系(Q4)海陆交互沉积物构成，地貌单一且地势起伏较大，最大高差约5.00 m。场地范围内的地表水主要为绕阳河河水，地下水类型为第四系孔隙水，主要是大气降水、河水入渗补给，蒸发为主要排泄方式，水位随季节变化。

1 水库除险加固设计

1.1 必要性分析

红旗水库为盘山县的主要拦河蓄水灌溉工程和库容量最大的蓄水工程，也是解决胡家和甜水15万亩水田泡田、插秧、补水的命脉工程，并对近年发展的水产养殖业、养鱼、养蟹等效益非常显著。张家东站、张家西站、张家站，太平一站为红旗水库的充库站，春储入库时开启四站，以西绕总干、双绕总干为输水干渠，水源为辽河，干旱年份辽河、大辽河联合运用。4座入库泵站设计流量34.5 m3/s，联合运用13～15 d可完成储库。张家站，太平一站同时兼顾灌溉和排涝的任务。红旗站、军属站、杨家荒站、大仓一站、大仓二站为红旗水库的出库站，出库设计流量35.0 m3/s，泡插、补水期，给胡家镇及大荒乡供水，同时兼顾排涝的任务。

红旗水库的深孔闸和新建闸设计洪水标准为20 a，浅孔闸设计洪水标准低于20 a，而2000年绕阳河整治设计已按50 a标准规划治理，且水库两侧库堤现已修建完成。可见，红旗水库对绕阳河上游的防洪作用、水库灌溉效益以及盘山县的社会经济发展发挥着重要作用。根据水电科学研究院以及省水利专家组鉴定意见，红旗水库已成为Ⅲ类水库，建议尽快采取除险加固措施。

1.2 存在的问题

红旗水库枢纽工程经长期服役运行，加之维修管理不善、老化失修已不同程度存在问题，主要体现为：

1)坝体

两侧库岸回水范围内无防浪设施；土坝迎水坡护坡损坏。

2)闸门损坏严重

木闸门腐烂，启闭机失灵已达到报废标准；10孔浅孔闸消能设施破坏、混凝土剥蚀开裂、碳化严重，钢筋外露锈蚀严重；4孔深孔闸闸门止水效果不好，混凝土闸门强度达不到设计要求；35孔新建闸工作桥梁、排架柱大部分产生裂缝，局部混凝土脱落，下游冲刷破坏等，已影响水闸的运行安全。

3)泵站老化

8座出、入库泵站机、配电设备严重老化，且均为国家淘汰产品，出流量不能达到设计要求，导致耗能大及运行管理费用高；此外，由于无法正常运用不能及时将内水排出，将直接影响15万亩稻田的效益，同时由于稻田内养蟹不施用农药，故对于实现双千田、生态效益以及生产绿色产品有很大的意义。目前，各泵站泵房破损严重，已不能保证运行操作人员的安全等，直接影响水库的正常蓄水和灌溉配水运用[1-3]。

1.3 工程设计

1.3.1 两岸库堤及挡水土坝

红旗水库两岸库堤是绕阳河大堤的一部分，在2000年绕阳河整治工程中，两岸库堤堤顶高程按50 a洪水标准设计实施，经本次复核现堤顶高程能够满足红旗水库的设计洪水和校核洪水要求；结合《碾压土石坝设计规范》要求，对两岸库堤的迎水面需进行防风浪干砌石护坡，左岸护坡长度7 810 m，右岸护坡长度6 333 m，在坝脚设置防冲刷浆砌石护脚。

红旗水库挡水土坝总长1 630 m；加固维修主要是拆除原有破损的浆砌石护砌及护脚，在坝体迎水面铺设干砌石护面，坝顶设浆砌石防浪墙；在坝脚设置防冲刷浆砌石护脚。

1.3.2 浅孔闸

重建浅孔闸位于新建闸的右侧，由上游铺盖、闸室、消力池、海漫和下游防冲槽组成。闸门为钢闸门，门高1.7 m，单孔净宽5.0 m，总泄流宽度25.00 m。

1.3.3 新建闸

新建闸工作桥结构强度经复核满足规范要求，但由于工作桥、排架柱结构外观质量较差，混凝土多处脱落，钢筋暴露锈蚀，故仅对混凝土保护层脱落进行处理。按原设计运行要求，新建闸闸下未建消能防冲设施，但由于实际运行操作的限制，下游河床局部已形成冲坑，本次加固设计考虑增建消力池，解决冲刷破坏问题；经水力计算，水跃发生在原20 m长的橡胶坝底板内，由于原橡胶坝底板结构性能良好，为简化施工，节省工程投资，本次消能防冲设计拟在下游混凝土护坦末端增设浆砌石海漫和防冲槽[4，5]。

地质勘探资料表明，闸室底部粉土基础未发现明显液化特征，但闸底板持力层在库区一侧下方存在软弱层，有沉降不均可能造成27～32孔闸室沉降。闸室稳定复核计算中，对新建闸个别闸段(27#～32#)的不均匀沉降进行了重点复核，闸体完建期和正常运用期基础压应力均小于地基容许承载力值。但为防止此段闸体不均匀沉降进一步发展，对已发生沉降部分(27～32孔)闸底板基础进行旋喷加固处理。

1.3.4 深孔闸

深孔闸工作桥结构强度经复核满足规范要求，但由于工作桥、排架柱结构外观质量较差，混凝土多处脱落，钢筋暴露锈蚀，故仅对混凝土保护层脱落进行处理。

由现场检测安全报告，深孔闸海漫后的下游河床发生较大冲刷破坏，最大冲坑深约8.8 m，下游河床面下切严重，海漫下沉，比原海漫高程降低0.3 m以上。最高处约0.7 m。经消能复核计算，原消力池深度及长度均满足要求，加固维修主要是拆除原浆砌石海漫，新建浆砌石海漫，并增设防冲槽。

1.3.5 出、入库泵站

红旗水库的出、入库泵站改造主要是重建太平一站、红旗站、杨家荒站、大仓一站；对张家东站的泵房进行拆除重建，对混凝土脱落进行处理；对军属站的泵房屋面进行拆除重建，对混凝土脱落进行处理；将张家排灌站、张家西站合建为一个站(取名张家西排灌站)，站址为张家西站原站址。

2 工程施工与组织管理

2.1 施工管理

2.1.1 场地布置

工程坝址处和泵站处的上下游河道比较平坦开阔，河道两侧大堤外为荒地，场地平坦无障碍物，可以作为施工临时设施的布置场地。工程地点距离盘锦市约25 km，交通方便，施工所需的钢筋、水泥、反滤粗砂、混凝土骨料及砌石料均需外购。施工用电可以利用工程原有线路供电或泵站输电线路，施工用水可以通过打井解决。红旗水库管理所地处盘山县县城，现有职工居住盘山县城，管理所不设职工宿舍。泵站大多数工作人员在各泵站，故管理所各职能科室办公室人员按24人考虑，建房标准按人均建筑面积15 m2计，总计360 m2，其中现有面积200 m2、增设160 m2。生产、生活区占地面积不少于房屋建筑面积的3倍，总计1 000 m2。

2.1.2 工程观测

管理处对枢纽工程按碾压式土坝、堤防、水闸设计规范进行观测、检查巡视，对闸门及机电设备进行养护、维修。每项观测都要做好日常观测记录、资料整理、保管并建档，针对出现的问题要及时分析处理。此外，工程施工期应结合施工场界周围环境状况，对可能带来的环境影响及影响因子，如水库坝下水质、施工场地噪声、大气、人群健康进行必要的定点监测，做到及时发现问题及时解决[6]。

2.1.3 施工进度

工程设计的目的为针对存在问题的工程部位进行除险加固，拆除重建泵站，确保红旗水库正常运行，充分发挥其重要的社会以及经济效益。人工拆除原有混凝土结构及砌石，采用常规施工方法进行土方开挖及填筑，除工作桥部分混凝土采用人工抹面之外，其余部分混凝土采用常规方法施工。主要工程量如下：各类砌石和混凝土拆除1.80万 m3，石笼拆除0.17万 m3，土方开挖和填筑合计3.87万 m3，土工布铺设1.06万 m2，各类垫层5.65万 m3，混凝土浇筑0.66万 m3，干砌石和浆砌石8.61万 m3，基础换砂0.25万 m3。该工程第一年汛后开工，第二年6月末完工。

2.2 组织管理

2.2.1 管理范围

工程管理范围主要包括工程区和生产生活区，其中工程区有库堤、挡水土坝、泄洪闸、出入库泵站、观测设施、交通设施等各类建筑物周围，水库土地征用线以内的库区以及从坝轴线向上下游100 m、两侧距库堤堤脚各100 m范围；生产生活用房占地面积按3倍的房屋建筑面积计算。实际工程中，以工程管理范围外界线外延50 m(一般建筑物)或200 m(主要建筑物)作为工程保护范围[7]。

在水库管理范围内，在原有绿化基础上，进一步搞好水库的环境美化绿化工作。适当种植杨柳、槐树、花卉等，可在管理站附近设置八角凉亭等。

2.2.2 管理机制

结合《水库工程管理设计规范》的规定，工程规格为中型，水库管理部门的级别为县级,需组建红旗水库管理处，隶属盘山县水利局领导。水库与水闸及出、入库灌排泵站等工程实行统一管理，现有人员编制为60人。依据编制定员试行标准有关规定，管理处生产运行人员编制为44人，管理人员超编严重。

此外，设专职人员，具体负责和落实从工程施工开始至项目投入运行的环保管理工作，管理和监督项目施工期环境保护工作，协调各有关部门之间的环保工作，行政上归盘山县水利局领导，负责管理，组织监测，资料整编、保管、报送。施工单位接受环境监理和有关部门的管理与监督，设立专人负责环境保护措施和相关对策的实施，执行设计文件中的规定直至工程竣工验收合格。

2.2.3 管理设施

水库内部交通主要以墩顶交通桥作为交通干道，挡水土坝与库堤内部交通主要以坝顶作为交通干道。出、入库泵站对外交通以现有交通线路为主，挡水土坝坝顶与库堤堤顶同绕阳河防洪堤堤顶相连，也是良好的对外交通道路[8]。

由于现红旗水库管理处无交通工具，为满足抗洪抢险及工程管理实际要求，考虑项目特点和管理任务，结合本次除险加固需配置交通工具：工具车1辆，防汛专用车1辆，面包车1辆，载重汽车1辆。由于工程地理位置特别重要，应设置专用通信方式与上级防汛指挥中心建立联系，配置计算机Internet网和手持机2台、计算机1台、程控交换机1台。

3 结语

红旗水库除险加固工程形成了较为完善的管理体系，明确了加固整治的总体目标和原则，工程设计方案科学合理，除险加固项目的实施在很大程度上改善了水库的运行现状，对实现水库灌溉效益、防洪功能以及促进区域发展发挥着巨大作用。