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1、6() 水利科技 山东水利 20091112-o C=同 城水库大坝除险加固工程效益分析王飞霞1，尚伯忠2(1信宜市水利水电勘测设计室，广东信宜525300；2中国水电港航公司，天津300461)l工程概况高城水库位于广东省信宜市中部鉴江支流小水河的上游坝址座落在东镇街道办高城村委会辖区内，距离市区8km坝址以上河长78km，集雨面积275km2。高城水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、发电、养殖等综合效益的中型水库。高城水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道、输水涵管、坝届电站、灌溉渠道、防汛公路、管理房屋等建筑物组成。水库设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为1000年一遇，死水位121m，死库容
2、38万m，正常水位132m，相应库容627万m，设计洪水位13581m。相应库容972万m3。校核洪水位13679m。总库容1083万m3，调节特性为年调节设计灌溉面积74667hmz。2除险加固工程的必要性高城水库于1958年动工兴建，1961年主体工程完工并投入使用发挥效益。由于当时是通过群众运动建成的，且资金、物力有限，水库设计标准低，安全隐患较多于1991年对高城水库进行安全鉴定广东省水利厅批准对高城水库进行加固。1993年，经过大坝加固、改建输水涵管、溢洪道加固等形成现有的工程规模。如今高城水库已运行48年工程依然老化坝身质量较差大坝渗流严重安全隐患较多。多年来虽曾对高城水库进行过加
3、固处理但仍存在很多问题，主要体现在以下几个方面：21大坝存在的问题高城水库大坝为碾压式均质土坝主要由粉质粘土及砂质粘性土组成压实度均匀性较差，坝体密实度不均匀，未达到规范要求，局部松散状；坝体防渗设施不符合规范要求。渗流严重导致透水性偏高，造成汛期高水位时坝体后坡出现湿斑现象；二级反滤体残缺且出现沙沸、管涌等严重隐患：坝体与坝肩山体接合不良。22溢洪道存在的问题溢洪道进口段为土渠未作衬砌抗冲刷能力极低，右岸【l体边坡过陡，易发生崩塌，影响排洪安全：溢洪道陡坡段侧墙抗滑稳定系数不满足规范要求。陡坡底板冲刷严重：消力池、海漫段侧墙抗滑稳定系数不满足规范要求。底板冲刷破坏严重。23输水工程存在的问题
4、输水涵管启闭塔工作桥栏杆的保护层混凝土脱落；进水闸门运行不够顺畅磨损和锈蚀严重；涵管局部锈蚀严重；电站尾水渠顶部严重塌陷；总干渠渗流严重。24蚁患问题高城水库大坝蚁患严重。威胁大坝的安全运行。“干里之堤。毁于蚁穴”治理蚁患势在必行。25附属工程及设施存在的问题防汛公路有长15km的路段内外侧山坡过陡，其中利用总干渠的渠基作防汛公路(长O8km)的路段，路面过窄，宽仅4m；左坝头部分路面已悬空(职工宿舍楼作者简介：王飞霞(1970一)，女，工程师。主要从事水利水电工程规划、设计、概预算等工作收稿日期：2009一1109SHANDONG WATER RESOURCES NO1112 2009 Wa
5、ter Resources Scientific Technique 61旁)，不满足防汛抢险需要。跨溢洪道交通桥的设计行车荷载等级(10t汽车)偏低；大坝安全监测设施和水文观测设施残旧，无法正常观测，不利水库安全运行；水库灌区管理站的管理房屋残旧。已属危房。综合上述高城水库大坝安全隐患较多对水库进行除险加固是十分必要的，也是十分迫切的。3除险加固的主要内容高城水库问题众多其下游是信宜市重要的工农业基地东镇街道、丁堡镇水库一旦失事将造成重大损失。所以信宜市委、市政府及信宜市水务局组织相关部门对高城水库进行安全鉴定并同意高城水库大坝安全类别评定为三类，尽快进行除险加固。除险加固的内容主要包括：3
6、1对坝体坝基采用高压摆喷灌浆在坝顶平行于坝轴线距防浪墙lm处布设单排灌浆孔，孔距12m，穿过坝体筑填土层、粉质粘土层和砂质粘性土层伸入弱透水层强风化变质砂岩2m：大坝与坝肩接合灌浆提高坝体和坝肩的抗渗性和整体性。改善地基条件，保证大坝安全运行。32修补大坝背水坡一级反滤体采用堆石棱体形式，重建二级反滤体顶高程11796m。长54m，高5m，底宽1605m，顶宽35m；修建二级反滤体排水沟，安全有效地排引坝基渗水。33溢洪道的休整和疏通主要包括进口段修整右岸山坡底板浇筑C20混凝土，两侧采用M75浆砌石护岸，确保山体稳定；对现有的陡坡、消力池段侧墙、底板混凝土面进行凿毛、清冼，再浇筑C20混凝土
7、，并采用16锚筋连接新旧砼，防止冲刷造成崩塌：加固海漫段现有侧墙。并加长27m；进口底板高程1320m不改变，陡陂、消力池的宽度由原来的175m变为165m：疏通溢洪道出口段河道，保障泄洪通畅。34输水工程的加固对输水涵管锈蚀部位采取除锈防腐加固措施；更换输水闸门及启闭设备，配备输水涵管闸门启闭设备的备用电源：拆除启闭塔工作桥栏杆重建加固电站尾水渠顶板：采用砼箱涵结构加崮总干渠首段(桩号O+000，2+800)，侧墙、底板及顶板厚均为03m。35防汛公路加固主要包括：防汛公路0+0000+700段为环山开挖出来的，内外侧山坡较陡，经常出现滑坡，加固防汛公路内外侧山坡，防止山体滑坡，保证防汛抢险
8、的畅通。防汛公路0+700l+500段即为总干渠2+0002+800渠段的沿渠防汛公路段，利用渠道覆盖将路宽由原来4m扩宽至8m。左坝头职工宿舍楼旁防汛公路段外侧山坡已崩塌公路路面已悬空危及防汛抢险行车的安全，需对已崩塌路段进行加固。跨溢洪道交通桥原设计行车荷载标准低仅为汽一10t且经常有超重车辆行走。已成危桥，本加固工程新建一座宽5m。跨度20m，设计荷载为汽车一20t级的混凝土公路桥。36新建管理房屋高城水库灌区管理站的房屋均为建库时修建的泥砖瓦房。早巳成危房。职工的生活办公条件极差。本次加固工程新建总干渠、北于渠f单岭头站)、南干渠f火烧岭站1、东干站(旺同站、丁堡站)等5个管理站的管理
9、房屋。每个站的管理人员为8人，按人均房屋(包括办公管理用房、职工文化及生活用房)面积65m：计算，每站建房520m2五个管理站共建2600m237观测设施的完善及整治蚁患完善大坝渗流观测、水平和沉陷位移观测、水库位观测、降雨量观测等设施。确保大坝安全运行；对坝区及坝区外100m范围内蚁源区进行全面施药灭杀白蚁。4除险加固工程效益分析41病险水库的问题得以有效解决第一。通过对坝体和坝基灌浆解决了过去防渗性不良，渗流量大的问题并保证了提高被灌地层的抗渗性好整体性，改善地基条件，保证大坝安全运行；第二、修补及重建了反滤体及其排水沟安全有效地排出坝基渗水，避免发生管涌和流土危害；第三、溢洪道的修整和输
10、水工程的加固排除了大坝泄洪和输水隐患保证了大坝安全：第四、加固防汛公路及新建管理房屋等措施解决了水库防汛交通不变道路坑洼不平的问题，为站职工和当地群众生产和生活提供了极大的方便。42防洪效益巨大病险水库经过加固得以安全生产运作保障了人民生命财产安全。其防洪效益的量化主要体现在防护房屋和防护耕地其余人身安全、社会影响等广义的效益也不可低估，但这里不进行量化计算。421防护房屋效益分析根据调查结果高城水库防洪保护区内的房屋面积为40万mz，按800元mz计算则防护房屋的现值为400000800=32000(万元)。如果按减灾率为1计，62 水利科技 山东水利 20091112则防护房屋效益为320
11、001=320(万元)。422防护耕地效益分析高城水库防洪保护区内的耕地面积162万亩，根据调查结果，该范围内主要种植水稻、蔬菜等农作物，水稻单价按政府收购价格计算蔬菜单价按市场价格计算。耕地的年总产值计算如表1。表1 耕地的年总产值计算表堡塑壁鲞壁堕堕矍!堕!堕兰壁!型堕!兰竺!垄堡! 兰堡!互垂2水稻 12000 800 16 1536蔬菜 4200 2500 2O 2100合计 162000 3636按减灾率2计则防护耕地效益为36362=7272(万元)。423防洪效益分析防洪效益为防护房屋效益与防护耕地效益的综合，即39272万元。43灌溉效益增加高城水库大坝的灌溉面积范围内主要种植
12、水稻、蔬菜等农作物由于山区缺水对农作物生存影响十分大，山泉水温低。不利于作物的生长，所以从水库放水灌溉显得很重要。根据调查，种植水稻580hm2，每公顷产量为12000 kghm2，水库放水灌溉时平均增产四成，灌溉分摊系数为O7：种植蔬菜16667hm：每公顷产量为37500kghm2，水库放水灌溉时平均增产五成灌溉分摊系数为06。水稻单价按政府收购价格计算。蔬菜单价按市场价格计算。灌溉效益计算结果如表2：经计算，灌溉效益B2：6868l(万元)。44生态效益显著高城水库除险加固后不仅使水库发挥原有的效益，而且有利于改善局部生态环境，栽树种草。防止水土流失，对坝区进行绿化和美化，对周围小环境起
13、到环保美化作用，创造出了一方人水和谐，相得益彰的优美环境。表2直接灌溉效益计算表45社会影响甚大高城水库除险加固工程的顺利完工给早期修建的“三边”(边设计、边施工、边勘察)有很好的榜样性作用该大坝的除险加固过程是一个综合运用除险加固技术的过程。为同类工程提供了完整具体的技术参考和施工经验，对同类工程的建设有很好的指导作用。5结 语高城水库除险加固工程经济效益优越。社会效益显著。经计算，效益费用比R=336，大于10，净收益为8964298万元年利润为847242万元，投资回收年限为3“年，小于规定的15年，财务回收年限374年，小于规定的20年。各项指标均在合理范围内。经济上合理，财务上可行，并且有很大的社会效益和实际意义。参考文献：【1】肖寒浅谈水电工程项目施工成本管理U】陕西水利，2()f)9，(】)【2】杨育才大北沟水库除险加固工程效益浅析U】陕西水利2f)()9(1)：7071
