摘要為保障新戶坪水庫的穩(wěn)定與安全，對新戶坪水庫的現(xiàn)狀，即穩(wěn)定、防滲、防洪、泄洪進行淺析，并提出相關(guān)意見和措施，以促進新戶坪水庫的安全運行。

關(guān)鍵詞 新戶坪水庫;除險加固;大壩安全;穩(wěn)定;防滲

1新戶坪水庫的概況

1999年經(jīng)歷百年一遇的洪水之后，瑪納斯縣瑪河管理處作出了對新戶坪水庫進行除險加固的重大決策，在這次洪水期間新戶坪水庫險情連連，使得新戶坪水庫受到嚴(yán)重威脅[1，2]。

新戶坪水庫1964年開工，1971年主體工程完工，由于“文化大革命”的影響，工程民工突擊維修，1972年初水庫開始蓄水使用，該工程因護坡設(shè)施不足，依靠梢草維護，勉強蓄水1 100~1 200萬m3，壩體曾多處出現(xiàn)縱橫裂縫，多年來一直帶病運行。經(jīng)過幾次除險加固以后，運行情況有了很大的改觀。目前，水庫平均水深5m，最大水深6.7m。壩型為均質(zhì)土壩，最大壩高10.3m，壩頂寬5m，壩底寬45m，壩長10.8 km，大壩上游混凝土護坡8.15km，其余為1.0∶2.5土坡。水庫設(shè)施庫容3 000萬m3，現(xiàn)上級主管部門限定的最大庫容為2 200萬m3(包括已經(jīng)淤積的庫容)，年調(diào)節(jié)水量6 000萬m3， 2000年供水量24 956萬m3，灌溉面積3.1萬hm2。水庫引水渠為莫河渠，泄水渠是新湖總場干渠，新戶坪水庫放水涵洞為雙孔矩形鋼筋混凝土涵洞，洞高1.8m、寬1.8m，涵洞總長41m，洞身每7m設(shè)一道沉降縫。閘井室分布在涵洞中部，閘井內(nèi)裝平板鋼閘門，門體尺寸2.2~2.3m。涵洞最大泄流量32m3/s，沒有設(shè)溢洪道。塔西河下游的攔河水庫塔西河水庫沒有溢洪道，其下泄的洪水全部流入新戶坪水庫，所以新戶坪水庫由于其特殊的地理位置而具有跨流域運行的特性，原為注入式水庫，在承擔(dān)了塔西河水庫的泄洪流量后，必須設(shè)置溢洪道。

新戶坪水庫在運行的30年中淤積嚴(yán)重，一方面是瑪納斯河含泥沙量較大，另一方面是由于塔西河水庫下泄洪水挾帶的泥沙，尤其是1982年之前，莫河渠襯砌工程未做。由于渠道土質(zhì)抗沖刷能力低、坡度大，水流把老莫河渠沖刷成了一個50~60m寬、6~8m深的小河，使大量的泥沙流進水庫。1999年由昌吉州水利水電勘測設(shè)計院勘測的新戶坪水庫庫容資料表明，目前新戶坪水庫的庫容已經(jīng)淤積達(dá)到700萬m3。

2氣象水文及地質(zhì)概況

瑪納斯縣屬大陸性干旱氣候區(qū)，總體特點是:冬季寒冷、夏季酷熱，年溫差和日溫差較大，年平均氣溫6.9℃，極端最高氣溫43.1℃，極端最低氣溫-42.4℃，年較差43.5~44.7℃。降水少，蒸發(fā)量大。降水因受地形的影響，南北降水懸殊較大，北部沙漠區(qū)年降水總量為117.2mm，年蒸發(fā)量1 946.4 mm，中部平原區(qū)為167.0mm，年蒸發(fā)量1 803.5mm，南部山區(qū)為543.5mm。

新戶坪水庫為灌注瑪納斯河水的平原水庫，屬于瑪納斯河流域。而塔西河下游的塔西河水庫位于新戶坪水庫東南方向5.3km以外，是修建在塔西河下游河道上的攔河水庫，分上、中、下3個水庫，庫容分別為500、40、20萬m3，因為塔西河水庫庫容太小，調(diào)蓄能力差，所以常有洪水下泄，下池的洪水最終流入新戶坪水庫;這樣，新戶坪水庫除有攔蓄和漁業(yè)任務(wù)外，還承擔(dān)著塔西河水庫下泄的洪水，因此，新戶坪水庫的洪水標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核還需要對塔西河水庫進行水文計算。

塔西河水庫每年7~8月都有洪水泄入新戶坪水庫，尤其是1999年共下泄洪量達(dá)3 000萬m3，而7~8月正是新戶坪下游莫河渠灌區(qū)的灌溉繁忙季節(jié)，水庫水位一般在426.0~426.1m之間，庫容達(dá)1 200~1 400萬m3，該水位已接近水庫的設(shè)計洪水位426.96m，塔西河水庫的下泄洪量顯然對新戶坪水庫的安全構(gòu)成巨大的威脅。這2座水庫在修健時均未考慮到這種威脅，直到最近幾年，由于塔西河水庫的下泄洪量較大，才引起有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的重視。

新戶坪水庫在大的地貌單元上，位于瑪納斯河積扇扇緣潛水溢出帶，地下水埋深0~1.5m。庫壩區(qū)出露地層為第四系松散堆積物，主要巖性有粉土、粉質(zhì)粘土、粉細(xì)沙、中粗沙等，地層結(jié)構(gòu)自上而下為粉土-粉質(zhì)粘土-粘土，各層之間夾有厚度不等的粉細(xì)沙透境體，成犬牙交錯分布。在地形低洼的沖溝或槽灣中沉積著厚度較大的中細(xì)沙，在水平方向的分布多成不連續(xù)體。

水庫建成后，由于長期蓄水，大壩周圍已發(fā)生大面積浸沒。被浸沒的土地鹽堿化嚴(yán)重，潛水礦化度5~10g/L，水化學(xué)類型C工-Na型水。土體工程地質(zhì)特性變差，一般在埋深3~5m以內(nèi)成軟塑狀態(tài)，地基承載力較低[3，4]。

根據(jù)國家地震動峰值加速度區(qū)劃圖查得瑪納斯新戶坪水庫區(qū)，地震加速度為0.15g，設(shè)防烈度為7度。 3水庫存在的問題及除險加固的任務(wù)

2000年通過水庫大壩安全鑒定，認(rèn)為主壩段壩體填筑質(zhì)量差，壩坡不穩(wěn)，壩基未作徹底處理，滲漏嚴(yán)重，水庫淤積嚴(yán)重，影響水庫效益的發(fā)揮，水庫實際抵御洪水標(biāo)準(zhǔn)低于部頒水利樞紐工程除險加固近期非常運用的洪水標(biāo)準(zhǔn)，確定新戶坪水庫大壩為三類壩，為病險庫。

針對水庫大壩存在的的以上問題，除險加固施工圖設(shè)計根據(jù)上級部門已經(jīng)批準(zhǔn)的《新戶坪水庫除險加固初步設(shè)計》制定的設(shè)計方案以及新戶坪水庫管理單位——瑪納斯線瑪納斯河客理處的意見，具體的設(shè)計任務(wù)有:一是從安全的角度出發(fā)，新戶坪不庫增設(shè)溢洪道。二是加固更新大壩防浪混凝土板護坡;同時，為提高壩體防滲性能，在壩坡混凝土護坡面板下鋪復(fù)合土工膜;對壩基進行垂直鋪設(shè)復(fù)合土工膜，提高壩體抗沖刷、降低壩內(nèi)滲壓管水頭和壩基防滲能力。三是改建壩體防浪墻，做加高、加固處理。四是壩面加鋪戈壁，以利于行人行車，方便水庫管理。五是庫內(nèi)淤積泥水處理的措施。

4處理措施

(1)新戶坪水庫增設(shè)溢洪道。在遇到300年一遇洪水或較大洪水，泄洪涵洞不足泄洪時，可以啟用溢洪道參與防洪、泄洪，以促進大壩的安全。

(2)加固更新防浪混凝土板護坡。有8.1km長的壩體需要加固更新混凝土板護坡，同時，在壩坡上鋪設(shè)復(fù)合土工膜，對壩基的薄弱部位進行垂直鋪設(shè)復(fù)合土工膜，以提高壩體、壩基防沖刷和防滲能力。該方法對土壩加固、防滲具有較好的效果。

(3)根據(jù)調(diào)洪演算的結(jié)果，汛期水庫上限洪水位定為427.00m，設(shè)計洪水位和校核洪水位分別為427.65 m和428.19 m，確定防浪墻頂高程應(yīng)為430.55m，原則頂高程為429.45m，防浪墻高為0.8m，并且防浪墻不能承受水壓;為此，新建全壩段防浪墻，結(jié)構(gòu)型式為鋼筋混凝土擋土墻式。

(4)為了降低壩體測壓管水頭，在壩后設(shè)置貼坡排水;另外，對目前壩后排水渠應(yīng)做疏通加深，使壩后排水通暢通。

5對新戶坪水庫除險加固工程的思考

新戶坪水庫是參與塔西河水庫分洪的攔河平原水庫，具有調(diào)洪任務(wù)。該項工程自2002年9月6日開工至2003年11月基本完工，2003年2月11日，專家組對新戶坪水庫大壩進行安全鑒定，2003年2月25日又對新戶坪水庫除險加固進行蓄水前階段性驗收。筆者對該項工程設(shè)計施工有以下幾方面的認(rèn)識與思考。

(1)新戶坪水庫除險加固工程設(shè)計在壩體穩(wěn)定計算、滲流計算時分析計算的是壩體的，而對壩基計算、壩基基礎(chǔ)的滲流計算評價不夠。這樣滲流沒截斷，壩后是否會出現(xiàn)管理涌有待研究，但一定會出現(xiàn)滲流，其大小還須進一步判定。建議必須進行壩基計算且要求分段計算。

(2)防凍層是砂礫石，如果砂型不好，壩坡最下面一塊面板雖有排水孔，但若排水不及時，壩坡頂托，能否保證充水還有待研究。建議在運行管理上不要讓排水失效。

(3)新戶坪水庫除險加固對壩基壩體都進行了防滲，但基礎(chǔ)底下、邊坡、邊墻是否會出現(xiàn)凍漲，是否會因走水、滲透比降變化，造成沖刷還有待進一步探討。

(4)閘底涵洞部分口徑變小，前面翼墻未動。建議閘前八字墻應(yīng)配套改建，涵洞進口設(shè)事故點。新戶坪水庫除險加固工程已完工，運行正常，但作為業(yè)主方在思想認(rèn)識上不能麻痹，應(yīng)對大壩安全加強重視，加強觀測、巡壩;要有搶險隊伍，儲備一定的防洪物資，加強24h值班巡壩，尤其是溢洪道的巡視，以確保水庫安全運行。

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[1] 喬立.后灣水庫除險加固工程大壩穩(wěn)定分析[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2009(31):222-224.

[2] 陳義霞.淺談小型水庫除險加固技術(shù)與材料應(yīng)用[J].中國西部科技，2009(32):30，27.

[3] 陳金鵬，丘常軍.堆石棱體在高州水庫除險加固工程的應(yīng)用探討[J].時代經(jīng)貿(mào)，2008(19):208-209.

[4] 柳申周.臨縣陽坡水庫大壩存在的問題及評價[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2009(28):207-208.