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［摘要］文章針對呼和水庫存在的問題進行分析和探討，并對其主要建筑物提出了除險加固設計方案。

［關鍵詞］呼和水庫;除險加固;工程設計

1工程概況

呼和水庫位于內蒙古自治區興安盟科右中旗高力板境內杜其營子河支溝上，距科右中旗高力板鎮11km。水庫上游控制流域面積186km2，5個行政村，22個自然屯，農田0．30萬hm2，草場0．15萬hm2、人口1．14萬人。呼和水庫始建于1966年，1967年8月竣工，并于同年11月主體工程投入使用，是1座以防洪為主，結合灌溉、養魚為綜合利用的小(1)型水庫。水庫原設計標準為:20年一遇洪水設計，50年一遇洪水校核。呼和水庫現狀建筑物包括:主壩、副壩、泄洪閘和泄洪渠等。主壩壩型為均質土壩，壩頂高程為199．80m，壩長296．00m，最大壩高4．80m，頂寬3．0m，上游坡度為1∶3．0，下游坡度為1∶2．0。上游坡為干砌石護坡，下游無排水設施。由于98洪水，使主壩有179．00m被沖毀，現存壩段長117．00m，壩頂高程為199．67m，最大壩高只有2．42m，上游坡度平均為1∶3．5，下游坡度平均為1∶6．0。副壩壩型為均質土壩，壩頂高程為199．80m。長450m，最大壩高1．20m，頂寬2．0m，上下游壩坡均為1∶1．50。副壩現狀被沖毀兩段，一段為20m，一段為40m。泄洪閘位于主壩左側，單孔，進口底高程為195．00m，坐落在砂礫石上，形式為開敞式，凈寬1．50m。泄洪閘下游設消力池，最大泄量7．0m3/s。現已全部沖毀。泄洪渠總長12km，泄水流量為7．0m3/s，渠底寬4m，渠坡坡度為1∶1．50。現已不能正常使用。

2水庫現有病險情況及除險加固的必要性和重要性

呼和水庫自1967年建成運行40多年來，對當地社會經濟發展起到了巨大作用，特別是對水庫下游基礎設施的防洪保護和農田灌溉作用比較明顯。但從未進行集中統一的安全復核及加固，特別是1998年洪水，進庫流量超過設計泄量數10倍，使水位超過壩頂，洪水從大壩左側漫頂，主壩段北側179m被沖毀，同時泄洪閘及泄洪渠被毀。導致現狀水庫存在許多安全隱患。由于經費不足，地方水務局對被毀段進行了低標準恢復，使被毀壩段壩頂高程達到197．50m，再加上管理不善等原因，水庫防洪標準已達不到設計要求，嚴重威脅著水庫及下游的安全。(1)水庫現狀防洪能力嚴重不足。(2)主壩未毀壩段壩體填筑質量較差，達不到規范要求，壩基存在嚴重滲漏問題，需做防滲處理。主壩1998年洪水水毀壩段低標準合攏時，沒有按規范要求施工，使本壩段工程處于帶病運行狀態。(3)大壩迎水坡干砌石粒徑不夠，經過多年冰凍及風浪淘刷，護坡砌石多數被掀起破壞，不能起到保護迎水坡作用。(4)泄洪閘及泄洪渠被徹底沖毀。(5)水庫大壩及其建筑物沒有完善的觀測及監測設施。

3除險加固方案比較

根據工程現狀和存在問題，在溢洪道規模不變的條件下，根據其位置的不同，推選兩方案進行比較。方案一:將溢洪道布置在大壩右岸，從上游至下游依次為進口段、控制段和陡槽段、消力池及尾水渠。方案二:將溢洪道布置在原泄洪閘位置段，其軸線與原渠道軸線重合，從上游至下游依次為進口段、控制段和陡槽段、消力池及海漫。兩方案經投資、地質條件比較:方案一工程量明顯大于方案二，且泄流條件不如方案二;又因方案二建筑物基礎所處地質地基標準貫入擊數只有14～18擊，而方案一建筑物基礎所處地質地基標準貫入擊數達到25～30擊。故本次設計從安全角度考慮推薦方案一。

4建筑物加固設計方案

4．1擋水建筑物除險加固設計。(1)壩頂構造。水庫現狀大壩頂寬約3．0m，根據《碾壓式土石壩設計規范》SL274－2001規定，壩頂寬度可選用范圍5～10m，結合工程實際情況，本次除險加固大壩壩頂寬采用5．0m。確定壩頂高程為199．50m。壩頂不設防浪墻，僅在壩頂上游側設0．495m高的C15混凝土路緣石，緣石設排水孔。壩頂路面采用泥結石路面，壩頂向下游側設2%的排水坡度。(2)大壩壩坡的確定。大壩上下游壩坡的確定，一般是根據經驗類比法初步擬定，再經過核算修改確定。在滿足穩定的前提下，應盡可能使壩坡陡些以減小工程量。大壩的壩坡與壩型、壩高、填筑料情況和壩基性質有關。碾壓式土石壩平均壩坡一般在1∶2．0～1∶4．0左右。本工程壩型采用均質土壩，根據大壩上下游壩坡的現狀，上游壩坡確定為1∶3．0，下游壩坡確定為1∶2．5。(3)坡面護坡設計。本工程大壩上游仍維持干砌石護坡，下游采用碎石護坡。(4)壩體排水設計。在大壩下游設置堆石棱體排水，根據滲流計算結果確定棱體排水頂高程為196．00m。(5)壩基防滲設計。壩基由砂、粉土質砂和細粉土組成，為確保工程安全、減少投資、方便施工，壩基防滲采用高壓噴射灌漿。大壩軸線壩基下深入壩基10m;沿壩軸線深入大壩左右兩岸各15m;墻頂高程為大壩軸線壩基面以上1．0m。4．2泄水建筑物除險加固設計。溢洪道位于大壩右岸，采用開敞式寬頂堰結構。進口段采用鋼筋混凝土襯砌，控制段堰型為寬頂堰，堰頂高程為197．30m，凈寬22．00m。控制段、陡坡段及消力池采用鋼筋混凝土結構，消力池后修建一段尾水渠與原泄水渠連接。尾水渠渠頂寬2m，渠頂高程為196．50m，前后邊坡均為1∶2．0，渠底寬22。前端采用鉛絲石籠護底與消力池出口底板連接，尾水渠迎水坡護坡采用0．5m厚的漿砌石。堰頂上設簡易人行工作橋，橋面寬1．0m，為簡支結構。輸水洞為鋼筋混凝土無壓方涵(單孔)，斷面尺寸為1．0m×1．0m，洞長12．5m，設計泄量2．0m3/s，進口底高程195．50m，出口底高程195．40m，位于溢流堰體內。在溢洪道堰頂上設有手搖螺桿式啟閉機、啟閉機架，同時設1．0m×1．0m鑄鐵閘門。

5結語

針對呼和水庫的主要病險情況，經過相應處理，最終收到了良好效果:①主壩全部拆除重建，副壩未達到199．50m高程段，進行加高培厚，徹底解決了主、副壩防洪能力嚴重不足的問題;②主壩壩體采用土工膜防滲，壩基全線進行高噴灌漿防滲處理，徹底解決了壩基滲漏問題;③新建溢洪道及輸水洞，解決了泄流能力不足的問題，消除了水庫運行的安全隱患。

作者:亢文婷 單位:內蒙古自治區水利規劃設計研究院