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摘要：窟窿山水库工程存在很多隐患，经过除险加固措施的全面实施，消除了工程隐患，摘掉了病险水库的帽子。加固后的水库工程效益显著提高，抵御突发性重大事故风险的能力大大增强。
关键词：窟窿山水库 除险加固 工程质量
窟窿山水库于2002年6月被确定为病险水库。2002年9月批准立项，水库除险加固工程于2003年12月开工，工期18个月。主要工程项目包括：拦河坝护坡工程、溢洪道增设溢流堰及水闸工程、折除重建放水洞、进水闸、启闭机室、出口闸室、更换水电站引水管道、重建渠首分水闸工程等，总投资3563万元。本文就除险加固工程做简单论述。
1 工程概况
窟窿山水库位于河北省滦平县上游7.5公里处的牤牛河上，水库控制流域面积142.2km2，总库容1430万m3，是一座以防洪、城市供水为主、兼顾灌溉、发电、养殖及林业、生态等综合功能的中型水利枢纽工程。窟窿山水库于1958年3月开工兴建，1960年5月蓄水运用，防洪标准100年一遇设计，500年一遇校核，最大坝高24.08m。
1963年河北省中南部遭遇特大洪水后，将防洪标准提高到300年一遇设计，1000年一遇校核。溢洪道侧槽改为正槽，底宽由29.0m加宽到65.0m。1975年河南省特大暴雨发生后又以最大可能降雨的洪水标准对水库进行复核，大坝加高2.98m，溢洪道底宽由65.0m加宽到85.0m，堰顶高程由568.32m降至566.36m。经1964年、1974~1975年续建和1976~1978年的加固处理，水库达到现状规模。总库容1430万m3，水库正常蓄水位569.00m，兴利库容526万m3，死水位560.00m，死库容50万m3。水庫大坝长314m，坝顶高程573.9m，最大坝高24.08m，坝顶宽5m，为粘土心墙砂砾石壳坝。
2 工程存在的主要问题
窟窿山水库存在的问题较多，也很严重，主要有以下7方面：①水库淤积严重，库容逐年减少，根据预测2020年设计死库容全部淤死，致使水库径流调节能力大大降低，限制了水库应有效益的发挥。②大坝上游护坡破损严重，抗滑稳定安全系数不能满足规范要求，下游坝坡散乱不规则，破损较为严重，左坝头基岩破碎渗漏严重，右坝头下有透水层，有渗漏现象。③溢洪道无控制工程，溢流面板老化失修，破损严重。④放水洞实际水流流态与原设计不符，泄量超过11.0m3/s时洞内水流为明满流交替状态，引起闸室剧烈震动，消力池边墙底部倾斜，很容易造成倾倒。⑤坝下游灌渠年久失修，渗漏严重。⑥电站设备老化，年久失修，已不能发挥效益，电站压力管道为铸铁管。1987年9月17日曾爆管，后经修复沿用至今，已经老化。⑦金属结构、机电设备、消防设施老化，监测设施失效，管理办公设施陈旧。
3 除险加固措施
根据窟窿山水库工程存在的问题，除险加固工程的主要任务是对存在不安全因素的坝坡进行加固，在溢洪道修建控制工程，提高水库的调蓄能力。
3.1 水库大坝加固处理 拦河坝为粘土心墙砂砾石壳坝，坝顶长314.0m，最大坝高24.08m。本次除险加固对上游坝坡采用压坡和坝顶翻修处理，下游坝坡进行修整并重新护砌，恢复到原设计断面，大坝上下游坝坡在566.14m高程设马道，上游马道宽6.0m，下游马道宽8.0m，上游坝坡在557.14m高程增加4.0m马道，坝顶高程恢复到573.9m，防浪墙顶高程574.75m。
3.2 溢洪道加固处理 溢洪道位于水库右岸，为开敞式溢洪道，宽91.0m，总长251.93m，本次设计在进口中部增设2孔净宽8.0m的泄洪闸，泄洪闸中心线与溢洪道中心线重合，底高程564.36m，在泄洪闸两侧原开敞式溢道上增设溢流堰，堰顶高程2.64m，总长71.0m。闸（堰）下游跌坝，陡坡挑坎在原建筑物基础上增加0.4m厚钢筋混凝土护面。拆除原来低标准交通桥，并在闸室上游设汽-10级钢筋混凝土交通桥兼闸门检修工程桥。
3.3 放水洞加固 放水洞位于水库左岸，城门洞型花岗岩和预制混凝土块衬肆，断面尺寸1.8m×2.0m。有压进口段长28.0m，进口底高554.0m。洞身长度158.0m，安全泄量11.0m3/s，因放水洞进、出口破坏严重，本次设计确定拆除重建进水闸启闭机室、出口闸室、消力池。
3.4 发电站 发电站位于坝体右岸，为坝后式，引水管老化严重，决定更换为直径600mm的钢管，引水管总长120m，进口底高程560.30m，出口高程550.36m，最大过流量1.0m3/s。原发电厂房也固破旧不堪，拆除重建，采用地上式砖混结构。
3.5 渠首分水闸与渠道 渠首分水闸与放水洞出口节制闸同一闸室布置，与该闸同样拆除重建。坝下260m长灌渠渠道年久失修，渗漏严重，影响坝体排水，确定拆除重建坝下渠道。
3.6 电气设备及监测设备 水库管理处新增1台63KVA的变压器，并利用原有的1台30KW柴油发电机组作为通信等较重设备的备用电源。溢流道左岸原有变压器容量为50KVA，本次改道更换为200KVA变压器，从溢洪道，放水洞进出口，大坝照明等处负荷用电，并作为电站升压变压器。同时增加1台120KW的柴油发电机组做为溢洪道及放水洞闸门的备用电源。电站装设1台HL260-WJ-50型水轮机和1台SFW125-10型发电机。
本次加固后电站并网运行，重新架设10KV输电线路。溢洪道和管道处的两台变压器高压电源均接于此线路。溢洪道左岸变压器和柴油发电机组之间设置备用电源自动投入装置。管理处变压器和柴油发电机组之间设置手动闭锁装置，变压器均采用S9-M型全密封免维护动浸式节能变压器。新增柴油发电机组均采用S-120GFZ型自动化机组。0.4KV配电装置采用GGD1型低压配电屏，屏内设置NS型塑壳开关。动力电缆均采用阻燃电缆，变配电设备均采用户内布置。
增设自动监控和自动监测设备时对工作闸门和大坝渗压进行自动监控和监测，监控系统采用分层分布式结构。由监控中心、闸门现地控制单元、自动监测数据采集单元、采集终端及较件组成。监控中心布置在新建办公楼内，闸门现地控制单元布置在相应启闭机室控制柜上。监控系统预留远方监控接口和监控功能，可以与省水利厅防汛调度指挥中心的计算机联网。
本次加固工程增设雨水情自动测报系统。系统采用分层分布式结构，在水库管理处办公楼和滦平县水务局分别在设置中心站。
4 工程质量
到2005年10月底，各项目工程已全部完工。主坝加固工程共完成117个单元工程，单元工程合格率100%，优良率77.8%，灌浆工程、测压管工程、坝前坡加固工程、压力管道工程、消力池工程、金属结构工程、坝后坡加固工程质量均为优良、溢洪道工程共完成148个单元工程，单元工程合格率100%，优良率80%。
5 工程运行效果
除险加固工程从2005年底竣工重新投入运行至今五年多，通过对水库除险加固工程实施后的各个工程部位运行效果的密切监测，总体效果良好。主坝上、下游通过新设马道及采用压坡和翻修处理，恢复到原设计断面，提高了水库大坝的抗滑安全系数。两坝头采用帷幕灌浆防渗处理，经监测，未发现渗漏现象。放水洞重建后，水流流态稳定，达到了原设计标准。溢洪道经过加固处理，增设了泄洪闸和溢流堰，提高了水库汛限水位，增大了汛期兴利库容。增设了自动监测设施和监控系统，通过对水库大坝的跟踪监测的数据显示，原病险水库加固项目的各个工程部位，均满足了设计要求，达到了除险加固的预期目的。
6 结语
窟窿山水库除险加固工程的实施，消除了工程存在的隐患，摘掉了病险水库的帽子，水库兴利库容增加了180万m3，供水、发电、养殖等综合效益的发挥得到了可靠的保证。同时水库的安全系数大大提高，抵抗突发性重大事故风险的能力也大大增强了，有效保证了下游人民生命财产的安全。
作者简介：韩树军（1971-08），男（满族），河北滦平人，高级工程师，从事水利水电施工工作18年。
关键词：窟窿山水库 除险加固 工程质量
窟窿山水库于2002年6月被确定为病险水库。2002年9月批准立项，水库除险加固工程于2003年12月开工，工期18个月。主要工程项目包括：拦河坝护坡工程、溢洪道增设溢流堰及水闸工程、折除重建放水洞、进水闸、启闭机室、出口闸室、更换水电站引水管道、重建渠首分水闸工程等，总投资3563万元。本文就除险加固工程做简单论述。
1 工程概况
窟窿山水库位于河北省滦平县上游7.5公里处的牤牛河上，水库控制流域面积142.2km2，总库容1430万m3，是一座以防洪、城市供水为主、兼顾灌溉、发电、养殖及林业、生态等综合功能的中型水利枢纽工程。窟窿山水库于1958年3月开工兴建，1960年5月蓄水运用，防洪标准100年一遇设计，500年一遇校核，最大坝高24.08m。
1963年河北省中南部遭遇特大洪水后，将防洪标准提高到300年一遇设计，1000年一遇校核。溢洪道侧槽改为正槽，底宽由29.0m加宽到65.0m。1975年河南省特大暴雨发生后又以最大可能降雨的洪水标准对水库进行复核，大坝加高2.98m，溢洪道底宽由65.0m加宽到85.0m，堰顶高程由568.32m降至566.36m。经1964年、1974~1975年续建和1976~1978年的加固处理，水库达到现状规模。总库容1430万m3，水库正常蓄水位569.00m，兴利库容526万m3，死水位560.00m，死库容50万m3。水庫大坝长314m，坝顶高程573.9m，最大坝高24.08m，坝顶宽5m，为粘土心墙砂砾石壳坝。
2 工程存在的主要问题
窟窿山水库存在的问题较多，也很严重，主要有以下7方面：①水库淤积严重，库容逐年减少，根据预测2020年设计死库容全部淤死，致使水库径流调节能力大大降低，限制了水库应有效益的发挥。②大坝上游护坡破损严重，抗滑稳定安全系数不能满足规范要求，下游坝坡散乱不规则，破损较为严重，左坝头基岩破碎渗漏严重，右坝头下有透水层，有渗漏现象。③溢洪道无控制工程，溢流面板老化失修，破损严重。④放水洞实际水流流态与原设计不符，泄量超过11.0m3/s时洞内水流为明满流交替状态，引起闸室剧烈震动，消力池边墙底部倾斜，很容易造成倾倒。⑤坝下游灌渠年久失修，渗漏严重。⑥电站设备老化，年久失修，已不能发挥效益，电站压力管道为铸铁管。1987年9月17日曾爆管，后经修复沿用至今，已经老化。⑦金属结构、机电设备、消防设施老化，监测设施失效，管理办公设施陈旧。
3 除险加固措施
根据窟窿山水库工程存在的问题，除险加固工程的主要任务是对存在不安全因素的坝坡进行加固，在溢洪道修建控制工程，提高水库的调蓄能力。
3.1 水库大坝加固处理 拦河坝为粘土心墙砂砾石壳坝，坝顶长314.0m，最大坝高24.08m。本次除险加固对上游坝坡采用压坡和坝顶翻修处理，下游坝坡进行修整并重新护砌，恢复到原设计断面，大坝上下游坝坡在566.14m高程设马道，上游马道宽6.0m，下游马道宽8.0m，上游坝坡在557.14m高程增加4.0m马道，坝顶高程恢复到573.9m，防浪墙顶高程574.75m。
3.2 溢洪道加固处理 溢洪道位于水库右岸，为开敞式溢洪道，宽91.0m，总长251.93m，本次设计在进口中部增设2孔净宽8.0m的泄洪闸，泄洪闸中心线与溢洪道中心线重合，底高程564.36m，在泄洪闸两侧原开敞式溢道上增设溢流堰，堰顶高程2.64m，总长71.0m。闸（堰）下游跌坝，陡坡挑坎在原建筑物基础上增加0.4m厚钢筋混凝土护面。拆除原来低标准交通桥，并在闸室上游设汽-10级钢筋混凝土交通桥兼闸门检修工程桥。
3.3 放水洞加固 放水洞位于水库左岸，城门洞型花岗岩和预制混凝土块衬肆，断面尺寸1.8m×2.0m。有压进口段长28.0m，进口底高554.0m。洞身长度158.0m，安全泄量11.0m3/s，因放水洞进、出口破坏严重，本次设计确定拆除重建进水闸启闭机室、出口闸室、消力池。
3.4 发电站 发电站位于坝体右岸，为坝后式，引水管老化严重，决定更换为直径600mm的钢管，引水管总长120m，进口底高程560.30m，出口高程550.36m，最大过流量1.0m3/s。原发电厂房也固破旧不堪，拆除重建，采用地上式砖混结构。
3.5 渠首分水闸与渠道 渠首分水闸与放水洞出口节制闸同一闸室布置，与该闸同样拆除重建。坝下260m长灌渠渠道年久失修，渗漏严重，影响坝体排水，确定拆除重建坝下渠道。
3.6 电气设备及监测设备 水库管理处新增1台63KVA的变压器，并利用原有的1台30KW柴油发电机组作为通信等较重设备的备用电源。溢流道左岸原有变压器容量为50KVA，本次改道更换为200KVA变压器，从溢洪道，放水洞进出口，大坝照明等处负荷用电，并作为电站升压变压器。同时增加1台120KW的柴油发电机组做为溢洪道及放水洞闸门的备用电源。电站装设1台HL260-WJ-50型水轮机和1台SFW125-10型发电机。
本次加固后电站并网运行，重新架设10KV输电线路。溢洪道和管道处的两台变压器高压电源均接于此线路。溢洪道左岸变压器和柴油发电机组之间设置备用电源自动投入装置。管理处变压器和柴油发电机组之间设置手动闭锁装置，变压器均采用S9-M型全密封免维护动浸式节能变压器。新增柴油发电机组均采用S-120GFZ型自动化机组。0.4KV配电装置采用GGD1型低压配电屏，屏内设置NS型塑壳开关。动力电缆均采用阻燃电缆，变配电设备均采用户内布置。
增设自动监控和自动监测设备时对工作闸门和大坝渗压进行自动监控和监测，监控系统采用分层分布式结构。由监控中心、闸门现地控制单元、自动监测数据采集单元、采集终端及较件组成。监控中心布置在新建办公楼内，闸门现地控制单元布置在相应启闭机室控制柜上。监控系统预留远方监控接口和监控功能，可以与省水利厅防汛调度指挥中心的计算机联网。
本次加固工程增设雨水情自动测报系统。系统采用分层分布式结构，在水库管理处办公楼和滦平县水务局分别在设置中心站。
4 工程质量
到2005年10月底，各项目工程已全部完工。主坝加固工程共完成117个单元工程，单元工程合格率100%，优良率77.8%，灌浆工程、测压管工程、坝前坡加固工程、压力管道工程、消力池工程、金属结构工程、坝后坡加固工程质量均为优良、溢洪道工程共完成148个单元工程，单元工程合格率100%，优良率80%。
5 工程运行效果
除险加固工程从2005年底竣工重新投入运行至今五年多，通过对水库除险加固工程实施后的各个工程部位运行效果的密切监测，总体效果良好。主坝上、下游通过新设马道及采用压坡和翻修处理，恢复到原设计断面，提高了水库大坝的抗滑安全系数。两坝头采用帷幕灌浆防渗处理，经监测，未发现渗漏现象。放水洞重建后，水流流态稳定，达到了原设计标准。溢洪道经过加固处理，增设了泄洪闸和溢流堰，提高了水库汛限水位，增大了汛期兴利库容。增设了自动监测设施和监控系统，通过对水库大坝的跟踪监测的数据显示，原病险水库加固项目的各个工程部位，均满足了设计要求，达到了除险加固的预期目的。
6 结语
窟窿山水库除险加固工程的实施，消除了工程存在的隐患，摘掉了病险水库的帽子，水库兴利库容增加了180万m3，供水、发电、养殖等综合效益的发挥得到了可靠的保证。同时水库的安全系数大大提高，抵抗突发性重大事故风险的能力也大大增强了，有效保证了下游人民生命财产的安全。
作者简介：韩树军（1971-08），男（满族），河北滦平人，高级工程师，从事水利水电施工工作18年。