雷贊舟

（福建江隆水利水電工程有限公司 福建 龍巖 364000）

1 概述

雙豐水庫地處上杭縣舊縣鄉(xiāng)梅溪村，壩址位于舊縣河右岸支流梅溪上游，距舊縣鄉(xiāng)5km。設(shè)計灌溉農(nóng)田1400畝，是一個以灌溉為主兼顧養(yǎng)殖的?。?）型水庫。主要建筑物有大壩、溢洪道、放水箱涵等組成，防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇設(shè)計，300年一遇校核，壩型為均質(zhì)土壩。屬V等工程，大壩等主要永久建筑物級別為5級。

壩址以上流域面積1.5km2，正常蓄水位 250.40m，相應(yīng)庫容 29.04萬 m3；設(shè)計洪水位 （P=3.33%）251.86m，相應(yīng)庫容35.33萬m3，設(shè)計下泄流量24.0m3/s；校核洪水位 （P=0.33%）252.28m，相應(yīng)庫容37.24萬m3，校核下泄流量35.0m3/s。死水位239.20m，相應(yīng)庫容0.50萬m3，興利庫容28.54萬m3，防洪庫容8.2萬m3，總庫容 37.24萬m3。

大壩為粘土心墻壩，壩頂高程253.70m，最大壩高21.22m，壩頂長62.5m，壩頂寬5.2m。溢洪道為寬頂堰式，布置在大壩左岸啞口，堰頂高程為250.40m，堰頂總寬度7.1m，側(cè)墻高2.38m。放水建筑物為無壓漿砌塊石箱涵，位于右側(cè)壩體中，總長88.3m，寬 0.4m，高 0.6m，坡降 2‰，放水采用臥管控制，進水口底高程為239.20m。進口孔徑0.3m，設(shè)計最大放水流量0.18m3/s。

雙豐水庫于1959年1月破土動工，1965年5月竣工開始蓄水，建成后，為下游灌區(qū)供水和養(yǎng)殖發(fā)揮了巨大作用，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，有力促進了地方經(jīng)濟的發(fā)展。但工程運行40多年，由于建設(shè)時期具體的歷史年代及當(dāng)時受技術(shù)和經(jīng)濟條件所限，缺乏設(shè)計和施工經(jīng)驗，水庫樞紐工程三大建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計沒有經(jīng)過嚴(yán)格的科學(xué)論證。運行過程中雖經(jīng)多次局部維修加固改造，但效果一般。工程一些重要建筑物，如大壩、溢洪道、放水系統(tǒng)建筑物等不同程度出現(xiàn)了安全隱患，危及水庫的正常運行，需要進行除險加固。放水系統(tǒng)加固改造工程是2012年雙豐水庫除險加固主要項目之一。

2 加固方案

2.1 加固方案的地質(zhì)

雙豐水庫地處玳瑁山脈南西側(cè)，屬中-低山丘陵地貌，北高南低，植被茂盛。溝谷呈北西～南東向，“V”字型分布。河床比降較大，左岸山峰麟龍股標(biāo)高300m，右岸最高山峰為觀音坐蓮，標(biāo)高370m，兩岸山體坡度20°～25°。水庫最低侵蝕基準(zhǔn)面位于南東處，標(biāo)高233.02m，相對高差136.8m。

工程區(qū)附近出露的基巖為石炭系下統(tǒng)林地組（C1l）淺黃色、灰綠色粉砂巖。覆蓋層為全新統(tǒng)殘坡積層（Qdel），主要分布于丘陵地貌上的山前坡地和河谷臺地，主要為砂質(zhì)粘土、含角礫粘質(zhì)砂土及碎石等，大多呈灰白～紫紅色，地表可見厚度2m～4m之間，其下與基巖呈過渡關(guān)系。

根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）劃分，工程區(qū)地震峰值加速度為＜0.05g，場地地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35s，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅵ度。

工程區(qū)地下水為孔隙性和裂隙性潛水，孔隙水主要分布在殘坡積層中；裂隙水主要分布于斷裂破碎帶及泥質(zhì)粉砂巖裂隙中。工程區(qū)地表水為弱堿性水，對混凝土及鋼筋均無腐蝕性。

放水箱涵四周為人工填筑壩體素填土覆蓋。新建放水隧洞地表有0.5m～2.0m第四系粉質(zhì)粘土覆蓋層，進出口邊坡均較平緩，開挖時應(yīng)注意邊坡防患，洞身巖石為弱風(fēng)化粉砂巖，裂隙NW275°和NE27°兩組，巖石致密堅硬，均位于地下水位之下，受構(gòu)造影響部分巖體較破碎，斷層、裂隙密集帶的地下水較為發(fā)育。巖體穩(wěn)定性好，承載力高，適宜隧洞開挖。

2.2 加固方案的選擇

雙豐水庫放水系統(tǒng)由進口段、放水段和啟閉機房等組成，由斜拉閘門控制放水。根據(jù)雙豐水庫放水系統(tǒng)的特性，加固設(shè)計擬考慮定向鉆進套管、新建放水隧洞、套管三個方案進行比選。以上擬定的方案比較只考慮放水段及封堵。

方案一：定向鉆進套管方案

定向鉆進是一種裝定向鉆機設(shè)在地面上，在表層開槽、清除雜填土后，采用雷達探測儀導(dǎo)向，控制鉆頭按管道設(shè)計軸線鉆進，經(jīng)多級擴孔后，將管道回拉就位，完成管道鋪設(shè)的施工方法。

定向鉆進的工作原理是采用定向鉆進技術(shù)，按設(shè)計的鉆孔軌跡施工一個導(dǎo)向孔，先導(dǎo)孔完成后，在鉆桿柱端部換接大直徑的擴孔鉆頭和直徑小于擴孔鉆頭的待鋪設(shè)管線，在拉回鉆桿的同時將先導(dǎo)孔擴大，隨后拉入需鋪設(shè)的管道。在鉆掘?qū)蚩椎倪^程中，利用膨潤土、水、氣混合物來潤滑、冷卻和運載切削的土至地面。鉆頭上安裝了定向測控儀，可改變鉆頭的傾斜角度。

該方案設(shè)計采用水泥沙漿充填原放水箱涵，并于輸水涵管左側(cè)1.0m布置定向鉆進孔，采用DN300PE管襯套。管進出口高程均按原有高程。輸水涵管定向鉆進長約88.3m。

方案二：新建放水隧洞方案

新建放水隧洞軸線擬定在大壩右岸山體，距大壩約30m。隧洞段長95.727m，進水口底高程為239.20m，坡降2‰，為城門洞型。開挖斷面尺寸1.8m×2m，襯砌后斷面尺寸1.2m×1.4m，頂部為半圓，半徑0.6m。同時進出口邊坡進行噴護。

由于舊涵管斷面較小，涵管較長，人工較難進入，為此采用泵送M7.5砂漿進行封堵。先拆除原進水口及進口段前部6.2m，并在進水口設(shè)C15砼堵頭和C15砼悶頭，從出水口預(yù)埋一根φ7.5灌漿鋼管和一根φ7.5通氣鋼管至進水口處悶頭，然后在出水口設(shè)C15砼堵頭和C15砼悶頭，在下游用灌漿泵通過預(yù)埋的灌漿鋼管進行封堵。

表1 三種方案綜合比較表

方案三：原涵洞套管方案

原放水箱涵均為0.6m×0.4m的漿砌石箱涵，設(shè)計拆除原輸水涵洞位置進口端涵洞3.0m，襯套DN300的PE管，長約88.3m，采用C20砼封堵涵洞兩側(cè)，封堵長度2.0m，涵洞與套管縫隙采用水泥砂漿充填。

三種方案對比情況如表1。

根據(jù)表1可知，方案一投資較為經(jīng)濟，工期適中，工藝要求高，施工對壩體影響較小，但是套管與鉆孔間存在較大縫隙，存在滲漏問題且處理難度較大；方案二投資較大，工期較長，施工對壩體無影響，但是新建放水隧洞可靠性高，可徹底處理滲漏問題；方案三投資較少，工期較短，但是原放水涵洞尺寸偏小，對涵洞套管易產(chǎn)生卡孔，施工難度較大、存在滲漏問題且處理難等問題，由于原設(shè)計資料缺失，又有很多不確定因素存在。

綜上所述，從工程的安全性等方面考慮，本階段推薦采用方案二——新建放水隧洞方案對放水系統(tǒng)進行加固。

3 結(jié)語

2012年雙豐水庫放水系統(tǒng)除險加固已竣工，目前放水隧洞運行正常。采用新建隧洞解決原放水系統(tǒng)滲漏及保證灌溉用水問題的作用是成功的。

由于我國早期建隧洞的技術(shù)水平不足，土壩放水系統(tǒng)基本以置于壩體放水箱涵為主，運行多年后，大部分土壩中放水箱涵都因接觸面薄弱，導(dǎo)致滲漏問題。因此必須采用切實可行除險加固的措施以解決放水箱涵的滲漏問題。目前我國建隧洞技術(shù)水平先進及施工經(jīng)驗成熟，因此在早期土壩中放水系統(tǒng)除險加固中采用新建隧洞方案是解決滲漏問題主要方法之一，可以推廣使用。陜西水利