經(jīng)驗介紹：石家莊醫(yī)院北水庫報廢除險處理工程設計
作者：鄭曉敏
l 概述
石家莊醫(yī)院北水庫原控制流域面積0. 75km2，總庫容33.5萬m3，是一座以防洪、灌溉為主的小(2)型水庫，工程等別為V等，建筑物級別為5級。設計洪水標準為20年一遇，校核洪水標準為200年一遇。醫(yī)院北水庫于1973年開始蓄水運用。水庫工程主要由大壩、溢洪道、放水洞等建筑物組成。原大壩為黏土心墻式，壩頂長75m，壩頂寬2.5m，最大壩高13m。原溢洪道位于大壩左岸，為岸邊正槽開敞式，天然巖石開挖而成，長40m，最窄處底寬1.5m，溢洪道下接陡槽泄水溝。原放水洞位于大壩右岸，取水方式采用臥管型式，為圓形有壓隧洞，洞徑0. 25m，設計灌溉面積800畝。大壩安全鑒定主要結論：水庫滲漏嚴重，庫區(qū)已建有工廠，該水庫已失去防洪灌溉功能，建議申請醫(yī)院北水庫報廢。依據(jù)中華人民共和國水利部令《水庫降等與報廢管理辦法（試行）》中第八條規(guī)定：“防洪、灌溉、供水、發(fā)電、養(yǎng)殖及旅游等效益基本喪失或者被其他工程替代，無進一步開發(fā)利用價值的水庫，應當予以報廢。”
2水文
2.1流域概況
該流域?qū)儆诖箨懶约撅L氣候，四季分明。流域多年平均氣溫12.5℃，最高氣溫達41℃以上，最低氣溫- 20℃以下。年日照總時數(shù)為2788h，無霜期約217d。流域多年平均降水量530mm，降水量年內(nèi)分配不均，70%- 80%的降雨量集中在汛期（6-9月）。多年平均最大風速為13 m/s。流域洪水特性與降雨一致，洪水年內(nèi)和年際分配不均，年內(nèi)主要集中在汛期，年際豐枯之間相差較大。
2.2設計洪水
2.2.1 控制斷面
依據(jù)輸水流量和匯流特點，結合工程整治要求，選擇洪水分析控制斷面。此次水庫報廢除險處理工程設計洪水控制斷面選擇在原水庫壩址處，具體位置見圖1，流域特征見表1。
2.2.2設計洪峰流量
采用不同方法對控制斷面處的設計洪峰流量進行復核計算，計算結果見表2。
此次采用流量模數(shù)圖法對設計洪水成果進行合理性驗證，計算成果與審定成果基本銜接，從工程安全角度考慮，推薦采用手冊推理公式法計算的成果。
2.2.3徑流量
醫(yī)院北水庫無實測徑流資料，此次徑流采用《河北省石家莊市水文水資源手冊》（1996年，以下簡稱手冊）和《河北省水資源評價》（2004年，以下簡稱報告）中的多年平均年徑流深等值線圖法進行計算分析。鑒于徑流用來對施工圍堰高度進行分析計算，出于計算安全考慮，兩種方法所得計算成果中選取報告方法計算的徑流成果．如表3所示。
3工程地質(zhì)
通過初步設計階段工程地質(zhì)勘察，基本查明了壩址區(qū)工程地質(zhì)條件。主要結論及建議如下：
a．根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（GB 50011-2010）附錄A及中國地震局制定、國家質(zhì)量技術監(jiān)督局發(fā)布的《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》( GB 18306-2001)，靈壽縣抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度為0. 05g，地震動反應譜特征周期為0.45s，設計地震分組為第三組，屬中硬場地。
b．工程區(qū)最大凍土深度約為0. 6m。
c．工程區(qū)發(fā)育的區(qū)域斷裂主要為太行山山前深斷裂和保定一石家莊深斷裂，該斷裂在第四紀以來活動微弱，對工程無大影響。
d．大壩壩頂凹凸不平、雜草叢生，平均壩高約4. 5m，局部壩高不足2.0m，壩頂平均寬度1.37m，局部地段僅0. 5m左右，上下游壩坡人為破壞嚴重。在大壩的右段開有一個寬4.0 -5.Om的豁口，作為庫區(qū)內(nèi)礦物加工廠運輸車輛進出庫區(qū)的主要通道。在大壩左側，溢洪道右側開挖壩體，建一座臨時房屋，目前此處下游壩坡?lián)p毀嚴重。此大壩在汛期可對國道207起到一定的保護作用。
e．庫區(qū)內(nèi)已被礦物加工廠占用，尾礦渣全部就近倒入庫區(qū)，溢洪道堰頂高程為160. 70m，庫區(qū)大部分區(qū)域高程已高于此高程．直接影響水庫的興利及防洪作用。庫區(qū)內(nèi)凹凸不平，分散著大小不一的深坑及尾礦渣堆，在地勢較高處，建有多處民房�？用娣e約100 -750m2，坑深約2.0 -4.0m;渣堆面積約100 - 2500m2，高約1.0 -6.5m。建議修整河道，疏通恢復原河道行洪斷面。
f．溢洪道處地質(zhì)條件如下。溢洪道兩側及底板出露巖體為全風化角閃黑云斜長片麻巖，灰黃色，呈砂粒狀，強度較低，手捏易碎，無明顯節(jié)理及裂隙，遇水易軟化、坍塌；溢洪道底板為全風化片麻巖，強度較低，由于水流沖刷，底板凹凸不平，抗沖刷能力差；全風化黑云角閃斜長片麻巖建議值：承載力fk= 230kPa，抗剪斷摩擦系數(shù)f’=0. 45，抗剪斷C'=0.20MPa，抗剪摩擦系數(shù)f=0. 40，巖體變形模量E0=1.0GPa;混凝土與全風化巖體抗剪斷建議值：抗剪斷摩擦系數(shù)f’=0. 50，抗剪斷C’=0.40MPa，抗剪摩擦系數(shù)f=0. 35;第四系人工堆填礫砂承載力建議值fk= 250kPa，滲透系數(shù)建議值為kh=2.0×10-2cm/S。
g．施工時應加強施工地質(zhì)工作，以應對地質(zhì)條件的變化對工程的影響，便于及時采取工程措施，保證工程的安全。
4報廢除險處理工程設計
由于庫區(qū)內(nèi)淤積嚴重，淤積高度基本與壩頂齊平，現(xiàn)狀庫區(qū)已建成了廠區(qū)，基于防洪安全考慮，此次報廢除險處理工程的主要目的就是將上游泄下的洪水排人下游河道內(nèi)。
根據(jù)《灌溉與排水工程設計規(guī)范》( GB 50288-99)中關于排水標準的規(guī)定，確定防洪排澇標準為10 -20年一遇，本次排水渠整治防洪排澇標準采用10年一遇，設計流量為19. 5m3/s。設計原則：工程可以將10年一遇洪水量排放至水庫下游。根據(jù)《堤防工程設計規(guī)范》( GB 50286-98)，岸坡工程等級為5級。該工程主要治理段為原溢洪道進口處至207國道下游14m。治理內(nèi)容為：在進口處建引水擋墻、擴寬原溢洪道進口、在原溢洪道處新建排水渠、207國道上游底板護砌、下游適當疏浚。
邊墻頂高程按設計洪水位加邊墻頂超高確定。根據(jù)《堤防工程設計規(guī)范( GB 50286-98)》，邊墻頂超高按下式確定：
經(jīng)計算，河道行洪10年一遇洪水時，邊墻頂超高需0. 714m，現(xiàn)取邊墻頂設計超高為0.8m。
工程設計如下：
溢洪道（排水渠）最窄處1.5m，邊坡為垂直，當泄量為10年洪峰流量時，水面高度2. 55m，對下游207國道造成威脅。因此需拓寬原溢洪道，拓寬至底寬3m，邊坡為垂直，采用重力擋墻式，地面以上高度2m。
在樁號0+ 139 -0+146處是207國道，國道原有涵洞不能滿足泄洪要求，因此工程需拆除原涵洞，在國道上新建4m長橋，預制板寬1m、厚0.5m，共用8塊。在0+ 120 -0 +124處做臨時路用橋，預制板寬1m、厚0.5m，方便周圍住戶行走和臨時路的通行。總體布置如圖2所示。
5施工導流
5.1導流標準
該工程等別為V等，根據(jù)水利部《水利水電工程施工組織設計規(guī)范》( SL 303-2004)，確定導流建筑物級別為5級，施工期洪水標準為5年一遇。圍堰運用時間為施工當年的4-6月，圍堰設計標準為攔擋枯水期5年一遇的4-6月天然徑流量，為0.3萬m3。根據(jù)現(xiàn)狀庫容曲線，相應庫水位約為161. 1m。
5.2導流方式
該工程排水渠施工將受到水庫來水的影響，為保證上述項目施工干場作業(yè)，施工時需要放空水庫，采用圍堰擋水；
5.3導流建筑物設計
根據(jù)施工期洪水計算，施工期水庫最大水深為1. 57m，設計圍堰高為2.07m。在排水渠人口5m以外設全斷面臨時擋水圍堰，采用草袋土堆砌，兩端與岸坡相接。圍堰軸線長30m，頂寬度1m，迎、背水面邊坡比均為1:1。
6結語
醫(yī)院北水庫下游是207國道和耕地，除險處理工程將庫區(qū)來水引入下游，保護了國道和耕地。本次經(jīng)濟評價采用規(guī)范推薦的減免洪災損失法計算其多年平均防洪效益，為12萬元。
7【摘 要】
百家莊醫(yī)院北水庫淤積嚴重，淤積高度與壩頂基本持平，已喪失防洪灌溉功能，依據(jù)相關規(guī)定應當予以報廢，本文具體闡述了工程處的水文、地質(zhì)條件，報廢除險處理工程設計內(nèi)容和導流方案，供類似工程參考
