第二章 1999—2005年水庫除險加固工程

第一節 水庫除險加固緣由

1996年8月，河北省中南部發生特大洪水，部分市縣受災，給工農業生產和群眾生活造成了重大損失。水庫位于暴雨中心地帶，入庫洪峰流量為12600立方米每秒，最高庫水位為122.97米，均為建庫以來的最大值，洪水入庫調蓄后，削減洪峰71%，攔蓄洪水3.89億立方米，錯峰6個小時，為下游防洪搶險贏得了時間。然而由于水庫本身存在諸多病險問題沒有解決，無法按正常的防洪調度運行，不能充分發揮水庫的防洪作用，因此這場洪水仍給下游帶來了嚴重災害，也進一步說明了水庫除險加固的必要性和緊迫性。

黃壁莊水庫地理位置十分重要，是海河流域南系的防洪骨干工程，黨中央、國務院、水利部等各級領導一直關注水庫險情，多次到現場指導工作，并一再指示把水庫的除險加固工程搞好。在做好大量前期調研、設計、論證工作的基礎上，1998年8月經國務院批準正式立項，同年9月30日在水庫召開開工典禮大會，1999年3月1日工程全面建設，工程總投資9.94億元。經過廣大工程建設者6年多的艱苦奮戰，圓滿完成了各項除險加固任務，2005年12月24日通過終驗，不但使工程的防洪標準由100年一遇提高到500年一遇設計、10000年一遇校核，病險問題得到根治，消除了對下游的洪水威脅，而且從內在質量到外部形象、管理手段都發生了質的飛躍，使大型病險水庫的帽子得以摘除。

1999—2005年水庫除險加固工程開工儀式

第二節 除險加固工程的基本情況

本次除險加固工程的基本情況為以下幾項：

一是副壩垂直防滲工程。包括混凝土防滲墻4860米、高壓旋噴墻585.73米、高壓擺噴墻200米、基巖灌漿1079.5米等。

二是新增5孔非常溢洪道工程。包括土石方開挖、基礎處理、混凝土、砌石、土方回填等土建工程及金屬結構制作安裝與機電工程等。

三是正常溢洪道加固改建。主要包括8扇表孔弧形閘門和2扇底孔平面閘門及啟閉設備改造，機電設施更新，表孔混凝土堰面加固處理，堰體預應力錨索加固，陡槽護坦加固，堰基滲水排水系統恢復，一級消力池右岸躺坡改造，二級消力池右岸出口防沖刷拋石處理及交通橋改建等。

四是電站重力壩加固改建。主要包括2孔發電洞及1孔灌溉洞閘門 （含工作門和檢修門）及啟閉設備更換和啟閉機室改建，壩基帷幕灌漿和壩體補強灌漿，上游引渠護砌等。

五是原非常溢洪道閘門及啟閉設備改建。主要包括改建啟閉機室、橋頭堡及柴油發電機房，檢修門及工作門埋件更新，更換11扇平面工作閘門和2扇疊梁檢修門，更換3臺卷揚啟閉機和1臺移動式門機，8臺啟閉機的檢修與維護，啟閉機室內電動葫蘆購置及安裝，排架柱外裝修，消力池拋石，安全監測設備埋設，機電設施更新及完善等項目。

六是主、副壩壩坡整治及副壩壩體恢復。主壩主要包括下游護坡全面翻修，上游護坡局部翻修，防浪墻加固改建，壩坡、壩腳及壩后排水溝翻新，靈正渠工作橋修建及進水塔加高和進出口閘門及啟閉機改建，安全監測設備埋設等項目；副壩包括高程127米以上土方回填，上游護坡局部翻修，下游護坡全面翻修，修建混凝土防浪墻、測控室及管理房屋建造，安全監測設備安裝埋設，電器設備安裝及埋設等項目。

七是新建工程管理自動化系統。包括水情自動測報系統、大壩安全監測系統、閘門監控系統、水庫監控中心及水利廳監控中心等。

八是環境治理與水土保持工程。

九是管理設施工程。主要內容包括主副壩壩頂、壩腳壩后路面改建及主副壩壩頂照明等項目。

十是副壩下游用水補償工程。主要包括計三渠改、擴建及險工段改建，源泉渠二支渠維修及部分重建，新建斗渠，修建暗涵、水閘、道橋、生活用水井等。

第三節 主要工程項目施工情況

一、主壩加固工程

主壩加固工程包括壩坡整治、靈正渠進水塔接高與新建工作橋、靈正渠涵管金屬結構更新、觀測設施更新以及壩后交通橋修建等。

（1）主壩壩坡整治工程。主壩壩坡整治全長1600.505米，加固后主壩南端起自正常溢洪道左邊墩，北跨過滹沱河河床與新增非常溢洪道右邊墻相接，壩頂軸線全長1757.63米。工程于2002年1月29日正式開工，2003年9月4日壩坡整治單位工程全部完工。

（2）靈正渠工作橋及進水塔接高。靈正渠涵管進水塔位于主壩上游約100米的庫區內，原塔頂高程122.00米，位于設計洪水位125.84米以下。施工中結合閘門、啟閉機更換，將進水塔接高至126.0米，其上設平面尺寸5.0米×5.0米的輕型結構啟閉機室。為便于管理，在靈正渠渠首增設一座L形工作橋，工作橋總長90.0米，垂直壩軸線方向為5孔單樁∏形梁結構，每孔長17.0米。

（3）壩后交通橋。該橋是通往生態園的一座交通橋，是一座小型拱橋，凈跨12米，橋面寬7米，橋面高程107.50米。

（4）觀測設施。觀測設施包括滲壓計41支 （個）（其中壩基滲壓計17支，壩體滲壓計24支）、滲流測站1個，水平位移與豎向位移為一體的觀測測點各27個，壩腳、壩后排水溝更新。

除險加固后的主壩新貌

（5）防浪墻更新工程。將原有漿砌石防浪墻拆除，更新為50厘米×25厘米×23厘米粗料石砌筑的防浪墻。防浪墻 （樁號0+156.038～1+916.6）長1760.56米、寬0.5米、高1.2米，弧形鋼筋混凝土墻帽。為防止混凝土出現裂縫每13米設柏油板一道。

（6）靈正渠涵管金屬結構更新工程。更換靈正渠涵管進水閘1扇閘門、1孔埋件和1臺啟閉機。

（7）靈正渠涵管電氣工程。靈正渠涵管進、出口閘供電電源以一回路低壓電纜引自靈正渠電站低壓配電系統，與啟閉機室內動力控制屏及照明配電相連接，構成擴大單元接線方式。由動力控制屏供給電動機、閘門檢修等用電負荷。動力電源設備與控制設備選擇一臺低壓屏作為現地電源與控制操作之用。電源敷設采用電氣一次電纜敷設和電氣二次電纜敷設，照明系統采用380/220伏三相五線制系統。

二、副壩加固工程

副壩是當時水庫建筑物中加固前存在問題最多、最嚴重，危險性最大的一座建筑物，主要存在四個方面的問題。一是壩體施工質量差，壩頂裂縫發展嚴重；二是鋪蓋裂縫問題嚴重，久治不愈；三是壩后存在減壓井、排水溝涌砂淤堵等滲透破壞；四是觀測設備損壞嚴重，也亟待修復和更新。

經多方案綜合技術經濟比較后，采用“壩頂組合垂直防滲方案”對副壩進行加固處理，即結合壩頂裂縫處理，將壩頂臨時下挖一定深度形成足夠寬度的工作面 （施工平臺高程127.00米），然后向下做一道混凝土防滲墻，墻體材料采用普通混凝土，墻頂高程為125.5米。垂直貫穿壩體和壩基覆蓋層進入基巖一定深度 （全風化基巖，墻底嵌入巖層2.0米；強風化基巖，墻底嵌入巖層1.5米；弱風化基巖，墻底嵌入巖層1.0米），并對基巖淺層存在溶洞和破碎帶發育的部位進行灌漿處理，改副壩水平防滲為垂直防滲，避免壩基和壩后滲透破壞，消除鋪蓋裂縫、壩頂裂縫對壩體自身安全的威脅，以解決副壩存在的安全隱患。

副壩垂直防滲施工

副壩加固工程包括混凝土防滲墻工程、基巖灌漿、高壓噴射防滲墻工程和副壩壩坡整治工程。

一是混凝土防滲墻工程。混凝土防滲墻劃分5個標段實施，分別是4個混凝土防滲墻和1個高噴防滲墻標段。其處理范圍為左起樁號0+120.50，右至樁號5+700.00，總長度5443米 （樁號0+130.50～0+267.00段為電站重力壩，未做防滲墻）。其中樁號0+117.85～0+128.05和0+264.47～0+840.0段，為高壓旋噴防滲墻，旋噴墻總長度585.73米。樁號0+840.00～5+700.00段為混凝土防滲墻，混凝土防滲墻長度4860米，厚80厘米，墻體材料采用普通混凝土，截滲面積27.15萬平方米，屬同類工程世界第一。自1999年3月1日防滲墻開始施工，2003年7月10日成功實現合龍，工期共計4年122天。

副壩防滲墻合攏儀式

二是高壓噴射防滲墻工程，包括旋噴段和擺噴段。其中旋噴段位于副壩樁號0+117.85～0+128.05 及 0+264.47～0+840.0，于2000年8月22日開工，2001年6月1日完工。擺噴防滲墻位于樁號6+550.0～6+750.0，于2001年11月11日開工，2002年3月21日完工。以上范圍的副壩壩高較低，承受水頭較小，固采用高壓噴射灌漿進行加固，解決副壩壩基滲透穩定等問題。

三是防滲墻基巖灌漿工程。為避免副壩混凝土防滲墻成墻后水力梯度過大而造成地質條件不良地段的基巖滲透破壞和侵蝕加劇，對混凝土防滲墻基巖中巖溶發育段、裂隙破碎帶及滲漏嚴重的地段進行灌漿處理。該項目自2003年3月28日正式開工，2003年9月17日最后一個分部工程驗收。基巖灌漿為單排孔，灌漿范圍為防滲墻未穿透溶洞和破碎帶的地段，總長度約1079.5米，灌漿孔軸線在防滲墻軸線上游1.0米處，灌漿孔間距為2.0米，灌漿深度為巖面下1～13米。另外，在樁號2+367斷面埋設了2支基巖滲壓計，在樁號3+122斷面埋設了4支基巖滲壓計，在樁號4+129斷面布設了4支基巖測壓管，在樁號4+314斷面埋設了4支基巖滲壓計，在樁號5+200斷面埋設了4支基巖滲壓計。

四是壩體恢復和壩坡整治工程。壩體恢復和壩坡整治工程實施樁號為0+255～7+065米，長度6810米，于2000年5月10日開工，2004年4月4日完工，2004年5月25日完成了最后一個分部工程驗收。垂直防滲墻施工完后，按均質土壩要求回填壩體至高程129.20米，壩頂路面為瀝青混凝土路面；防浪墻為鋼筋混凝土防浪墻，墻頂高程為130.40米。

副壩上游新貌

副壩上游護坡為干砌石護坡，下游護坡分別采用預制混凝土塊 （樁號0+255～1+555.771）、漿砌塊石框格填碎石 （樁號1+555.771～4+800）、碎石 （樁號4+800～7+065）等形式。漿砌石框格尺寸為5.0米×5.0米，與壩軸線成45°角布置，肋條斷面尺寸為40厘米×40厘米。肋條砌筑完畢后，在框格先填筑5厘米厚石灰再填筑10厘米厚砂礫石墊層，墊層上填筑25厘米厚的碎石，碎石粒徑6～8厘米。

三、電站重力壩加固改建

重力壩位于副壩左端與馬鞍山之間，是農業供水、城市供水、發電和西柏坡電廠引水的渠首建筑物，電站重力壩壩段長136.5米，壩頂高程128米。電站重力壩始建于1958年，發電洞和灌溉洞的工作閘門、檢修閘門及其埋件同期制造安裝，經過40多年的運行，存在基巖滲漏和壩體裂縫隱患，閘門及埋件均嚴重銹蝕，啟閉機和電器設備老化，從重力壩建成后的多年運行分析，重力壩雖進行兩次帷幕灌漿處理，但帷幕效果較差，且范圍較小，只限于重力壩段。壩體混凝土質量較差，施工時漏振現象嚴重，致使混凝土形成蜂窩鼠洞及收縮裂縫，發生滲漏。因此，為避免壩基向不利方向發展，降低壩基揚壓力，增加壩體的穩定性和安全度，決定對壩基采用帷幕灌漿進行加固處理，對壩體混凝土進行補強灌漿處理，且加深灌漿孔，并延長至左右壩肩延長段。

重力壩新貌

工程分兩期招標實施：第一期為電站重力壩灌漿工程，于2000年6月3日開工，2000年10月27日完工；第二期為電站重力壩金屬結構設備制造、安裝及相關工程與引渠土建工程。其中金屬結構設備制造、安裝及相關工程于2001年3月11日工程正式開工，2003年6月30日全部完工，2003年5月1日至6月26日完成上游引渠護砌工程。

電站重力壩加固處理措施主要如下所述。

一是壩基帷幕灌漿。壩基帷幕灌漿的目的是降低壩基的揚壓力和解決基巖溶蝕滲漏問題。灌漿孔為單排，孔距2.0～2.5米，分為三段。左、右壩段建基高程分別為110.00米和108.00米，灌漿孔底高程左段由52米過渡到65米；右段由60米過渡到75米。左、右壩段灌漿孔口設在壩頂高程128.00米，鉆孔中心距上游壩肩1.5米。中間壩段位于Ⅳ、Ⅴ壩段。孔口設在上游壩坡高程103.50米處，為水下帷幕灌漿段。此壩段建基面高程為100.00米，灌漿底高程為60～52米，入巖深度40～48米。為減少電站重力壩壩肩繞滲給壩基造成的不利影響，在左、右壩端延長段各增加20米的灌漿段，灌漿孔底高程分別為65米和75米，灌漿深度為33～45.6米，此段只對基巖灌漿。

二是壩體混凝土補強灌漿。原壩體混凝土質量較差，施工時漏振現象嚴重，致使混凝土發生裂隙和滲漏，需對壩體進行灌漿處理。壩體補強灌漿分為兩部分，即上游壩體補強灌漿和下游壩體補強灌漿。上游壩體混凝土補強灌漿是由過渡壩段和邊坡壩段的壩頂帷幕灌漿孔，并結合帷幕灌漿進行的，以處理上游壩面裂縫造成的滲漏問題，提高壩體上游部位的防滲效果。中間Ⅳ、Ⅴ電站壩段建筑物孔口較多，壩體結構復雜，故在下游壩面沿壩軸線方向布置3排 （48個）灌漿孔，孔排距2.0米×2.4米，孔底高程均為109.00米，孔口頂高程分別為120.00米、117.50米和114.50米。

三是上游壩面處理。主要是對混凝土表面裂縫、剝蝕、麻面等缺陷進行處理，將高程118.00米以上壩面鑿毛，鑿除深度不小于1厘米，清洗干凈后涂抹一層丙乳凈漿，然后分層 （厚度約1厘米）涂抹丙乳砂漿。

四是施工縫灌漿。針對重力壩下游面116米高程處施工縫的滲水問題，采用灌漿處理的方法：首先對裂縫表面進行封閉處理，即沿縫鑿成U形槽。

五是金屬結構和電氣設備更新改造。金屬結構設備方面，重力壩從北向南依次布置有1孔灌溉洞和出口計三渠節制閘、2孔發電洞、2孔西柏坡供水洞和2孔石市地表水廠供水洞。其中前兩項是除險加固工程的改建項目。金屬結構設備主要包括：電站進口攔污柵、檢修閘門、灌溉洞檢修閘門及電動葫蘆，電站進口快速閘門及卷揚啟閉機，計三渠節制閘工作閘門及螺桿啟閉機，灌溉洞工作閘門及卷揚啟閉機。2孔西柏坡供水洞和2孔石市地表水廠供水洞是在除險加固工程前，由南端的1孔發電洞改建而成。供電方式方面：重力壩采用雙電源供電方式，兩路電源分別來自10千伏網電與110千伏電廠的廠用電。網電配置了降壓箱式變電站，在低壓進線處，二路電源設自動切換裝置。配電系統0.4千伏側采用單母線接線，經低壓配電屏分別向灌溉洞及發電洞閘門等用電負荷供電。

六是其他工程。①重力壩壩頂新做混凝土路面，路面高程為128.20米；②對防浪墻進行表面裝修；③上游引渠原為土質邊坡，為防止邊坡土體的沖刷、坍塌而影響發電、供水，對左右兩岸邊坡進行漿砌石護砌；④因重力壩上下游左右岸裹頭年久失修，表面破損，進行了砂漿勾縫處理或局部翻修；⑤對原有的啟閉機室拆除重建，對原有觀測設施增補完善；⑥在壩基帷幕灌漿后設1個縱向揚壓力觀測斷面，沿上下游方向設2個橫向揚壓力觀測斷面，共計10支壩基滲壓計，在兩端共布設6支繞壩滲流計及6個豎向位移測點。

四、正常溢洪道加固改建

正常溢洪道主要存在堰體穩定不足、下游護坦混凝土強度偏低、基礎排水系統堵塞、一級消力池水流流態紊亂、二級消力池出口沖刷、閘室段公路和啟閉機室破損以及閘墩和堰面剝蝕及碳化等問題。本次加固改建主要項目有堰體預應力錨索加固和堰面處理，一級消力池右岸躺坡改造，護坦加固和下游排水系統修復，二級消力池出口右岸沖刷處理，閘門、啟閉機更新改造及配套的土建工程 （包括閘墩加高、閘墩表面修補、啟閉機室改建和公路橋改建）等。

該工程分三期招標實施：第一期為正常溢洪道金屬結構設備制造、安裝及相關土建工程，包括閘墩加高、閘墩表面修補、啟閉機室改建和公路橋改建，及液壓啟閉機設備制造工程等，于1999年5月14日正式開工，2000年10月15日完工；第二期為正常溢洪道堰面、閘墩處理及堰體預應力錨索加固工程，于2000年10月26日開工，2001年4月30日完工；第三期為正常溢洪道排水恢復、躺坡改造及護坦加固工程、交通橋改建及安全監測工程和右岸進出口護坡加固等工程，于2002年10月8日開工，2003年11月28日完工。

加固內容具體有以下幾項：

一是堰體預應力錨索加固和堰面處理。錨孔位置位于樁號1+025.37、堰面高程112.11米處，采用的錨索型式為黏結預應力錨索，單孔張拉噸位為2000千牛，錨索材料選用高強度低松弛鋼絞線，單根錨索為12×7φ5鋼絞線。

6孔新堰除6號孔布置2個錨孔外，其余5孔各布置4個錨孔；2孔老堰每孔布置1個錨孔。共計布置的預應力錨孔總數為24個，單孔張拉噸位為2000千牛，總錨固噸位為48000千牛。此外，根據堰頂下游堰面檢測結果，溢流堰面表面不平整現象嚴重，實測與設計堰面曲線相比，差值在-26.2～20.0厘米之間，因此對新、老堰的堰面進行鑿除補強處理。施工中將堰面混凝土鑿除至比原設計堰面曲線低40厘米，重新鋪設鋼筋網，補打錨筋，最后澆筑高標號混凝土。

二是一級消力池右岸躺坡改造。考慮一級消力池右岸躺坡與上、下游形成較大程度突變的特點，采用了混凝土填坡空腔加固處理方案，即在一級消力池右岸用混凝土填坡，使一級消力池右岸邊坡與下游尾渠段右岸邊坡保持平順連接。混凝土填坡以一級消力池右岸邊坡坡腳線為基線，以下游尾渠段右岸邊坡斷面為基面，將一級消力池護坡用混凝土回填至高程100.00米，再按1∶2.0坡比向右岸起坡，起坡頂高程按100年一遇洪水時相應一級消力池水位107.00米控制。為減少填坡混凝土工程量，在填坡內部設置4.0米×4.0米空腔，空腔頂部設半徑2.5米、矢高比4∶1圓拱，以改善應力條件；空腔之間以厚1.25米立墻間隔。立墻與老混凝土面連接時，先將原護坡面層混凝土鑿除5厘米至新鮮混凝土面，并布設直徑20毫米、間距1米、長80厘米的錨筋。為加強填坡混凝土的整體性，填坡縱向不分縫，橫向分縫按原護坡分縫位置控制，縫距16.5米。

三是護坦加固和排水系統修復。為充分利用修補材料的優點，對陡槽段樁號1+040.00～1+070.00之間的全部護坦、樁號1+070.00～1+440.00之間剝蝕較為嚴重的護坦以及二級挑坎阻滑板采用不銹鋼纖維混凝土加固。排水系統修復采用了改變出溢點，并降低出溢點高程的自動抽排系統，工程措施為在樁號1+070.00斷面設置碎石排水體和排水孔，攔截地下滲水，將其集中到樁號1+120.00左岸集水井中，利用自動抽排系統，將滲水排至主壩下游壩腳排水溝中。在距離左岸坡腳11.40米位置設寬1.4米、高2.1米的城門洞型縱向排水廊道，至樁號1+120.00后，沿垂直左邊墻方向設同樣斷面型式和尺寸的橫向排水廊道與邊墻下的集水平洞相連，穿過邊墻12.8米處與直徑2米排水豎井連接。豎井內安裝2臺QS100157.5型潛水泵，1臺工作，1臺備用。設計抽排啟動水位為105.00米，抽排死水位為102.29米。為便于管理，在豎井上方設5.0米×5.0米的控制管理室。

四是二級消力池右岸出口沖刷處理。二級消力池右岸出口沖刷采用拋石防護處理。處理方法：以正常溢洪道右岸出口輪廓線為基線，將右岸出口95.00～100.00米高程沖刷部位用塊石拋護，塊石單塊重量要求大于300千克。

五是與閘門、啟閉機更新改造配套的土建工程。主要工程有閘墩加高、啟閉機室改建和公路橋改建。閘墩加高是將樁號1+020.00～1+032.00之間的閘墩頂部由高程125.00加高至129.00米，樁號1+032.00～1+033.10之間的閘墩頂部由高程125.00米加高至127.70米，以適應新建啟閉機室和工作便橋的需要。加高的閘墩共有9個，包括新堰的1個1.5米厚邊墩、5個2.8米厚的中墩、新、老堰之間的1個5米厚中墩、老堰的1個2.8米厚中墩和1個1.8米厚邊墩。啟閉機室改建是將原啟閉機室全部拆除重建，新建表孔啟閉機室位于加高后的閘墩頂部，共有7間，其中6間各寬2.6米，1間寬4.8米，表孔啟閉機室長度均為7.14米，高4.4米，為磚混結構。新建底孔啟閉機室1間，位于新建底孔機架橋上，長14.25米，寬6.88米，高4.2米，為輕型鋼結構。另外，在正常溢洪道右側新建1座柴油機房，新建柴油機房為兩層小樓，一層為柴油機室，二層為管理用房。公路橋改建是將原汽 13級的T梁結構鋼筋混凝土橋全部拆除，在原位置重建1座荷載標準為汽 20級設計、掛 100級校核的簡支T梁結構鋼筋混凝土橋。新建公路橋按雙車道布置，橋寬為凈10米，橋面采用混凝土鋪裝，上下游設混凝土欄桿。全橋共8孔，每孔凈跨度12米，全長130米。

六是正常溢洪道金屬結構設備制造與安裝。正常溢洪道金屬結構設備主要包括溢洪道弧形工作閘門和液壓啟閉機、泄洪底孔工作閘門和固定卷揚機及底孔事故檢修閘門和固定卷揚機。表孔啟閉設備為2×1000千牛后拉式液壓啟閉機。該啟閉機與閘門布置為一門一機，8孔閘門配置8臺啟閉機。6～7號啟閉機共用1套液壓泵站，其他各臺啟閉機均設獨立液壓泵站，每個泵站設2套電動機油泵組，互為備用。閘門操作方式為動水啟閉。表孔弧形閘門用于水庫泄洪，為防止冬季水庫結冰對閘門造成危害，在弧形閘門前設有潛水泵防冰凍裝置。底孔壩段共2孔，設有平面工作閘門及事故檢修閘門各2扇，閘門采用平面定輪鋼閘門。平面工作閘門啟閉機及事故檢修閘門啟閉機均采用固定卷揚式機，平面工作閘門啟閉機2臺，容量為2×400千牛，閘門與啟閉機由拉桿連接，操作條件為動水啟閉。事故檢修閘門啟閉機2臺，容量為2×250千牛，操作條件為動閉靜啟，門上設充水閥平壓。

正常溢洪道弧形鋼閘門

七是正常溢洪道供電系統更新。正常溢洪道設置兩個10千伏進線電源，該電源引自黃壁莊變電站的432號與433號出線回路。在正常溢洪道配電室設置2臺S9200kVA 10/0.4kV的電力變壓器與電源進線組成單元接線，并將2×120千瓦柴油發電機組作為應急備用電源，三個電源構成 “工作—備用—應急備用”的供電方式。兩臺變壓器互為備用。在0.4千伏低壓母線進線側，三路電源設置自動切換裝置，當工作變壓器事故跳閘時，自動投入備用變壓器，而當兩臺變壓器均事故退出時，備用柴油發電機組自動投入運行。0.4千伏采用單母線不分段結線，低壓配電屏出線回路以一對一的供電方式向用電負荷供電。正常溢洪道設置照明專用高壓開關柜，柜內設有變壓器，供室內外照明。照明采用380伏/220伏三相四線制供電系統，根據設備照明要求選用燈具及照明方式，以滿足運行及操作的要求。在正常溢洪道工作橋旁安裝高度為25米的圓球形高桿燈，作為室外及閘門監控的照明。

加固后的正常溢洪道上游

八是觀測設施。正常溢洪道共布設滲壓計19支，其中12支揚壓滲壓計、7支繞堰滲壓計，在閘室上下游布設豎向位移和水平位移測點各9個。

九是堰面及閘墩缺陷處理。堰面及閘墩缺陷處理主要是上游堰面、閘墩及底孔三部分的剝蝕和裂縫處理，共計處理剝蝕面積380.32平方米，裂縫7條，剝蝕深度一般在20～50毫米，局部達到60毫米，裂縫深度在30～50毫米之間。施工時采用人工結合風鎬鑿除松動混凝土至新鮮混凝土面，周邊鑿3厘米深嵌固槽。基層用高壓水沖洗干凈，涂丙乳凈漿一道 （0.2毫米），丙乳砂漿分層涂抹，分層厚度1～2毫米，分層施工間隔時間2～3天，層間刷凈漿增加黏結性，并在面層砂漿抹完后涂面層漿一道。每層施工后及時覆蓋塑料薄膜保濕，24小時后灑水養護。裂縫處理采用常規方法，鑿成V形槽，丙乳砂漿添縫。

五、非常溢洪道閘門改建

1998年開始進行的除險加固工程項目中未包括非常溢洪道部分，2001年7月，水利部水工金屬結構安全檢測中心通過檢測認為，非常溢洪道工作閘門和部分啟閉機已不能正常運行，建議更換全部閘門，并更新左邊3臺啟閉機，對其他啟閉機進行檢修保養。考慮本工程的重要性和實際情況，不僅影響水庫泄洪，而且會危及大壩安全，2001年，黃壁莊水庫除險加固工程進行了調概，非常溢洪道工作閘門和部分啟閉機的改建列入調概項目，隨除險加固工程一并實施完成。

該工程實施分3個標段。其中因度汛需要檢修門槽改建，包含在新增非常溢洪道土石方開挖及非常溢洪道檢修門槽改建標中，于1999年2月28日開工，1999年6月8日完成檢修門槽改建工程；檢修疊梁門、門機制安及安全監測包含在非常溢洪道金屬結構設備制造、安裝及相關工程，于2001年6月30日開工，2003年10月26日完工；其他施工項目如11孔工作閘門改建，3臺啟閉機更新，啟閉機室、橋頭堡、柴油機房改建，機電設備更新及完善，消力池拋石、排架柱裝修等項目均包含在非常溢洪道閘門改建工程中，2001年12月30日工程正式開工，2003年11月15日完工。完成的主要工程量為：混凝土澆筑2023.21立方米，鋼筋制按34.616噸，閘門及埋件制按1137.976噸，啟閉機制按99.867噸，滲壓計安裝15支，下游拋石530立方米。

非常溢洪道閘門改建的主要內容：

一是金屬結構改建。金屬結構設備主要包括溢洪道平面工作閘門及固定卷揚式啟閉機、疊梁檢修閘門及單向門式啟閉機。原非常溢洪道11扇工作閘門及部分埋件得到更新改建。改建后工作閘門仍采用平面定輪鋼閘門，閘門尺寸為7.8米×12米-17.84米 （寬×高-水頭），共11扇。閘門分3節，每節設置4個簡支輪，閘門采用前封水型式，門葉結構材料為16Mn鋼。工作閘門主軌埋件為鑄鋼軌道，銹蝕輕微，質量較好，強度能夠滿足使用要求，未進行更換，僅對底坎、門楣、上游埋件進行了更換。對9號孔、10號孔、11號孔3臺2×1000千牛固定卷揚機進行了更新，更新后的3臺固定卷揚機容量為2×800千牛，揚程為18米。未更換的8臺啟閉機增設了閘門開度儀，對已經損壞的機械式荷載限制器行程開關予以更新，傳動系統進行了檢修保養。為防止冬季冰凍使閘門承受冰壓力，工作閘門前設置吹冰設備。采用潛水泵，用高壓水流擾動法防止閘門前結冰。

對檢修閘門及啟閉設備進行改建，改建后檢修閘門采用露頂式平面滑動疊梁鋼閘門，閘門尺寸為7.8米×10.5米-10米 （寬×高-水頭），共2扇，11孔共用，每扇閘門分5節，每節高2.1米，材料均為Q235B鋼。啟閉設備采用1臺2×100千牛單向門機，揚程22.00米，門機與閘門通過機械自動抓梁連接，閘門操作條件為靜水啟閉，平壓方式為小開度節間充水平壓。

二是配套土建工程。新建啟閉機室為11孔聯通的 “一”字形建筑，單形框架結構，建筑面積共630平方米。基礎為下部機架橋平臺梁，利用舊啟閉機室拆除后留下的構造柱鋼筋作為新建啟閉機室框架柱的錨筋，外墻為砌塊砌體圍護墻。外墻裝修為面磚和玻璃幕墻隔間設置，左側與橋頭堡相連，右側有配電室相襯。新建橋頭堡為七層框架結構，建筑面積共170平方米。在五層設一連廊與新建啟閉機室相接，作為進入啟閉機室的交通走廊。基礎為原橋頭堡的樁基礎，外墻為砌塊砌體圍護墻，外墻裝修為面磚。新建柴油機房、值班室及辦公室為二層磚混結構，建筑面積共120平方米。一層為柴油機房和值班室，二層為辦公室，內外裝修與新建橋頭堡相同，二層屋面為上人屋面，且與橋頭堡有交通聯系。

三是其他工程。①機電設備更新。非常溢洪道與新增非常溢洪道共用1套供電系統及1個配電室。兩個10千伏進線電源分別引自黃壁莊變電站的432號與433號出線回路。在配電室設置2臺S9 400kVA 10/0.4kV的電力變壓器與電源進線組成單元接線，并將2×160千瓦柴油發電機組作為應急備用電源，3個電源構成工作—備用—應急備用的供電方式。兩臺變壓器互為備用，在0.4千伏低壓母線進線側，三路電源設置自動切換裝置，當工作變壓器事故跳閘時，自動投入備用變壓器，而當2臺變壓器均事故退出時，備用柴發電機組自動投入運行。0.4千伏出線回路采用一對一的供電方式，啟閉機室內每臺啟閉機旁設有現地控制屏，對各自的啟閉機進行操作和控制。設置照明專用高壓開關柜，柜內設有變壓器，供室內外照明。照明采用380/220伏三相四線制供電系統，根據設備照明要求選用燈具及照明方式，以滿足運行及操作的要求。在工作橋旁安裝高度為30米的飛碟形高桿燈，作為兩個建筑物的室外及閘門監控的照明。②消力池拋石。為增加閘室下游的抗沖刷能力，將拆除的舊混凝土閘門進行分解后分塊拋投至挑坎后消力池中。③安全監測布設。在閘墩上沿排水廊道下游（樁號A2+092）設1排縱向揚壓力觀測斷面，沿上、下游方向 （Z0+025、Y0+025）設2個橫向揚壓力觀測斷面9支滲壓計，在左岸共布設6個繞堰滲流觀測點6支滲壓計，共設15個滲壓計。在上游側每隔一個閘墩各設1個水平位移觀測點，共6個測點。原22個垂直位移標點由于新增非常溢洪道施工，將右邊第一個閘墩上游垂直位移測點損壞，故現有垂直位移測點21個。

六、新增非常溢洪道

黃壁莊水庫除險加固前的防洪標準為2000年一遇 （審定批準的古洪水成果），根據當時的防洪標準，要達到可能最大洪水的防洪保壩標準，需新建非常溢洪道1座。

新增非常溢洪道是黃壁莊水庫除險加固工程中唯一一座新建的Ⅰ級水工建筑物，由進水渠 （包括進口段上游防滲板、翼墻）、閘室 （包括出口段消能防沖工程）、護坦和尾渠四部分組成。新增非常溢洪道設計洪水標準500年一遇，設計洪水位125.84米；校核洪水標準10000年一遇，校核洪水位128.0米；正常蓄水位120.00米。主要建設內容：土石方開挖、基礎處理、混凝土澆筑、砌石、土方回填、金屬結構制作安裝和防腐、機電安裝及房建工程等。

新增非常溢洪道施工

新增非常溢洪道位于原非常溢洪道右側，兩者相距20米。1998年8月31日，進入施工前期準備。1999年1月14日開工，2002年6月3日完工。完成的主要工程量見表3 1。

根據初步設計審查意見和整體水工模型試驗成果，以及施工開挖中地質條件的變化情況，新增非常溢洪道在技施階段作了一些設計變更，主要在工程總體和結構設計兩個方面。

一是工程總體布置方面。新增非常溢洪道與老非常溢洪道之間的距離初步設計布置方案中定為40米。兩者采用橢圓裹頭連接。由于新增非常溢洪道位于進水渠彎道段的右側凸岸，經水工模型試驗發現，過堰水流流態較差，因此將兩非常溢洪道之間的距離縮小至20米，過堰水流流態有所改善，閘前橫向水位差有所減小，改善了閘孔胸墻處明滿流交替的狀態。

新增非常溢洪道縱向圍堰原設計基坑施工為重力式漿砌石結構，由于新老非溢之間距離由40米縮為20米，縱向圍堰斷面相應縮小。經優化設計，將臨時性的基坑縱向圍堰改為永久性的導水墩，縱向圍堰的建筑材料由漿砌石改為混凝土，省去了圍堰的拆除時間及建裹頭的時間和費用，簡化了施工工序，并使閘前的水流形態進一步改善。

由于新增非常溢洪道閘室向原非常溢洪道閘室方向移動了20米，因而新增非常溢洪道閘室段坐落在石英片巖、千枚巖和石英片巖互層上的范圍增大了，坐落在千枚巖破碎帶上的范圍減小了，基巖風化線略有提高，基巖總體情況略有好轉，據此閘室段新增非常溢洪道中心線以左部分建基面抬高了1米，以右部分的齒槽抬高了2米，挑坎及護坦段的建基面也抬高了1米，減少了工程量，由于齒槽千枚巖前部破碎帶的存在，基礎巖石較差，在開挖時將破碎帶局部深挖了1～1.5米；新增非常溢洪道進口右側圓弧形翼墻優化后的起弧點向老非常溢洪道方向移動了20米，向上游方向移動了25米，同時新、老非溢兩深槽之間的夾角由15°調整為10°；尾渠布置也作了相應修改，即將尾渠的后半部形成弧形段，與原非常溢洪道尾渠右岸的老河溝連接，以利用老河溝，減少尾渠的開挖工程量。

為防止下游右岸岸坡遭受水流淘刷，在樁號2+126.00處設置垂直水流方向的橫擋墻，后移至樁號2+137.50處修建；在高程105.00米以上采用混凝土護坡，對混凝土護坡以上部分的邊坡采用混凝土塊護砌。

二是在結構設計方面。新增非常溢洪道閘室堰體長度為37米，在巖體和閘墩中間部位設置了施工寬縫，寬縫內設鍵槽和插筋；由于閘室基巖較破碎，因此采用掛網噴漿予以加固，防止塌滑現象；為減少對基巖的單位壓力，將高程105.00米以下的右邊墩底寬由15米增大到16.5米，同時對高程101.5米以下的墩體外側用混凝土滿槽回填，以減少側向土壓力，增強右邊墩的整體穩定性。

將主壩改為與新增非常溢洪道右岸直翼墻相接，且將直翼墻插入主壩內6.5米，減少了主壩壩體填筑量及翼墻的混凝土工程量。

新增非常溢洪道公路下游邊坡，施工中改為15厘米厚的正六邊形預制混凝土塊護面，并在路邊設置了欄桿，改善了安全保護和外觀條件。

工程施工方面主要包括以下幾項：

一是土石方開挖。土石方開挖包括進水渠開挖、尾水渠開挖、閘室段開挖三部分。進水渠開挖包括土方開挖與石方開挖。土方開挖按先下游后上游的順序由上而下分層實施，平均挖深約14米，最大18.7米，最小0.5米。以機械為主，人工為輔，劃分成多個作業面自上而下分層開挖，層厚2.5～3.0米。各層開挖中或完成后，均用1.0米挖掘機配合人工及時削坡，做到開挖面和坡比滿足設計要求。石方開挖集中在樁號1+180.00～1+725.00之間。施工中根據巖層厚度、巖性，人機配合分層開挖。千枚巖巖性較弱，由挖掘機直接開挖；大理巖致密堅硬，先鉆爆，再用挖掘機配合自卸汽車完成。尾水渠開挖施工方法同進水渠。閘室段開挖包括一般石方開挖和保護層開挖。一般石方開挖采用毫秒微差技術和梯段爆破、分層開挖的方法，并進行了爆破試驗。采用導爆管非電起爆系統，即在孔內用高段位毫秒級導爆管、雷管起爆炸藥，孔外用低段位毫秒級導爆管、雷管控制單響藥量及起爆順序。保護層開挖，在建基面上留2米厚的保護層，保護層開挖采用分層開挖方法，共分三層，第一層、第二層均采用手風鉆鉆孔，毫秒微差梯段爆破法爆破。

二是混凝土工程。主要項目有混凝土導水墻 （兼作縱向圍堰）、閘室底板、溢流面、防滲板、閘墩、圓弧翼墻和下游左右擋墻等部位的混凝土。特點是溢流面以下為大體積混凝土，過流面表層有約0.8米厚為相對較高標號混凝土，其余部分均相應較低，即在同一倉內要求有兩個標號的混凝土。混凝土施工主要采用拌和站攪拌、皮帶機運輸，緩降漏斗直接入倉的方案。為避免混凝土內外溫差過大，不同部位采取了不同的養護方法。防滲板采用已澆混凝土面上保持5厘米左右的注水養護，斜坡面及二期混凝土采用塑料管鉆小孔長流水養護，溢流面采用噴灑養護劑再加草簾噴水養護。

三是金屬結構及機電設備方面。金屬結構設備主要包括溢洪道弧形工作門及液壓啟閉機、疊梁檢修門及單向門式啟閉機。新增非常溢洪道單孔尺寸為12米×12米，閘墩頂高程127.50米，閘墩厚度為4米，閘室寬度為76米，堰頂高程108.00米。設有潛孔式弧形工作鋼閘門，閘門尺寸為12米×12米-17.84米 （寬×高-水頭），共5扇。弧形閘門面板外緣半徑16米，設計水位125.84米，閘門總水壓力約2040噸，弧形支絞采用球絞型式。

啟閉機為2×1600千牛后拉式液壓啟閉機，該啟閉機與閘門布置為一門一機，5孔閘門配置5臺啟閉機。選用進口密封件，每臺啟閉機配有一個泵站，每個泵站設有2套泵組，互為備用。檢修閘門為露頂式平面滑動疊梁鋼閘門，閘門尺寸為12米×10.5米-10米 （寬×高-水頭），共一扇，5孔使用，閘門分5節，每節高2.1米。材料均為Q235B鋼。檢修閘門平時鎖定在其門槽上方。啟閉設備采用一臺2×100千牛單向門機，揚程22.0米，軌距3.0米，門機與閘門通過機械式自動抓梁連接。閘門操作條件為靜水啟閉，平壓方式采用潛水泵充水平壓。閘門操作方式為動水啟閉。啟閉機采用雙電源動力保證措施。

四是觀測設施方面。新增非常溢洪道于2002年4月埋設12支壩基揚壓滲壓計；2000年3月至2001年2月在右岸埋設7支繞堰滲壓計；在樁號H0+088.9、H0+136.9處設2個溫度和寬縫監測斷面，每個斷面設5支溫度計和4支測縫計；在每個閘墩下游設1個水平位移測點，共6個測點，每個閘墩上游設1個豎向位移測點，共6個測點。

七、工程管理自動化系統

工程管理自動化系統包含了閘門監控系統、大壩安全監測系統、水情自動測報系統、水庫監控中心、河北省水利廳監控中心與崗、黃之間的數據語音綜合通信系統。閘門監控系統以實現正常溢洪道、非常溢洪道、新增非常溢洪道和重力壩灌溉洞的集中控制和遠方控制；大壩安全監測系統實施采集大壩及溢洪道水位、應力應變等參量，提供測值預報，進行視圖分析，描繪趨勢曲線；水情自動化系統實施采集和處理黃壁莊—崗南流域范圍內遙測水文數據，提供預報調度方案；黃壁莊水庫監控中心將各子系統連接成局域網，以實現資源共享、數據共享、功能互補、綜合管理；通信系統以完成水庫的調度通信和行政通信。

自動化管理設施

一是閘門監控系統。閘門監控系統采用計算機集中控制與遠方監控組成的分層分布開放式系統，由閘門監控中心、閘門集中監控單元組成。閘門監控系統的范圍為水庫樞紐所屬幾個閘門組的集中控制和遠方控制，包括8個正常溢洪道表孔及2個底孔、11孔非常溢洪道及5孔新增非常溢洪道、1孔重力壩灌溉洞等閘門控制、信號檢測。閘門監控系統共設置1個閘門監控中心，3個閘門集中監控單元 （連接26個現地控制單元）。閘門監控系統主要工程量見表3 2。

二是大壩安全監測系統。大壩安全監測系統的監測內容：主壩、副壩、重力壩、正常溢洪道、新增非常溢洪道等處的壩基滲水壓力、繞滲、壩體滲水壓力、應力應變等與大壩安全密切相關的參量。系統共設置16個現地監測單元，一個大壩安全測控站。具體情況如下：1個大壩安全測控站，位于黃壁莊水庫監控中心；16個現地監測單元：副壩9個，重力壩1個，正常溢洪道1個，主壩2個，非常溢洪道1個，新增非常溢洪道1個，監控中心1個，通信連接，采用光纖傳輸方式。

三是水情自動測報系統。水情自動測報系統由3個中心站、1個維護管理中心站和34個遙測站組成，采用超短波Inmarsat C混合組網通信方式。遙測站包括14個衛星遙測雨量站、10個衛星遙測水文站、2個超短波遙測雨量站、7個超短波水文站和1個超短波水位站。此外，在水情測報系統的基礎上，開發了洪水預報調度子系統，系統能自動提取遙測數據庫中實時降雨，根據洪水預報模型制作入庫洪水預報。洪水預報模型有常規模型、新安江三水源模型和河北雨洪模型3種，預報作業后對預報成果進行分析比較。根據洪水預報成果制作洪水調度方案，調度方案有2種生成方式：①規劃調度方案，按系統默認的調度方案生成；②交互式調度方案，根據調度人員的經驗，按泄常量、不同閘門的開啟組合生成調度方案，還可以對不同的調度方案按模糊優選原理進行優選。

水庫監控中心

四是水庫監控中心系統。監控中心將工程管理自動化3個子系統連接成局域網，并通過數據語音綜合通信系統與崗南水庫和省水利廳連接成滹沱河流域遠程監控系統，實現資源共享、數據共享、功能互補、綜合管理及優化調度。水庫監控中心實現了管理自動化系統的各個子系統的連接，達到了各個子系統獨立運行，聯合運用、數據共享的目標，形成了水庫工程管理自動化系統和辦公管理信息系統聯網，系統的可靠性、可利用率、可操作性、可伸展性和系統安全等性能指標優良，能基本滿足水庫防洪調度及正常管理運用的要求。

五是通信系統。通信系統由外部通信和內部通信構成。外部通信以中繼線形式接入市話網絡，利用微波、超短波設備完成對省防汛抗旱指揮部的防汛通信。內部通信采用音頻電纜傳輸方式，設置一部數字程控調度機，經過配線箱，以通信電纜連接至分布在各個樞紐建筑物的分線盒，由分線盒連至各個用戶分機。

八、管理設施更新

管理設施更新工程的主要建設內容為主壩路面、副壩路面、副壩壩后路面改建，主副壩供水管路及泵房，主副壩壩頂照明，副壩管理房等項目。其中主壩壩頂路、壩腳路、壩頂至新非下壩路、進養殖場路以及水庫管理局至正常溢洪道之間的路面，長3562.8米；副壩壩頂路、壩腳路及水庫管理局至電站重力壩北端路面，長12833米；副壩壩后路面改建包括副壩壩后減壓溝下游側及樁號6+135～7+065壩腳路，總長6810米；副壩供水管路及泵房工程的管道位于樁號0+425～5+800壩腳路下游平臺，兩座加壓泵房分別位于樁號4+220及樁號2+718處；主副壩壩頂照明工程主要包括223套高壓鈉柱燈、18套投光燈、2套高桿燈、98110米照明通信電纜及導線敷設、7臺變壓器安裝等。此工程于2003年1月8日開工，2004年6月30日完工。主要工程量見表3 3。

施工情況如下所述。

一是主壩路面。水庫除險加固前，由于防洪標準低，在主壩左端樁號1+150～1+350壩體內設置的16個磚砌炸藥室，直徑1.2～1.3米，如遇超標準洪水炸開此段壩體泄洪，保證副壩度汛安全。水庫除險加固工程實施后，新增非常溢洪道增加了泄洪能力，水庫達到了10000年一遇校核防洪標準。為徹底消除可能存在的隱患，確保大壩運用安全，經設計單位論證，并上報水利廳批準，結合2003年汛前壩頂路面施工，將藥室采用低標號混凝土進行回填封堵。主壩壩頂公路起點樁號0+156.038，終點樁號1+916.6，全長1760.56米，路面凈寬7.0米，路面高程128.7米。下游側設有間隔式漿砌石路緣石。壩腳公路樁號0+537～1+500，全長963米，路面凈寬6米，路面高程110～124米。壩頂公路和壩腳公路的路面結構為下鋪30厘米厚 “二八”灰土，上鋪6厘米厚瀝青混凝土路面。為連接壩頂與壩腳路，分別在樁號0+245.68和1+730處設有下壩路，進生態園路全長212.63米。

二是副壩路面。副壩壩頂公路起點位于重力壩南端，終點與石閆公路連接 （樁號0+264～7+078），全長6814米，路面寬度為6米，塌坑段 （3+994.58～4+178.82）漸變加寬路面。在壩頂公路下游側設置防護墩。壩腳公路起點樁號為0+320，終點樁號6+132，全長5812米，路面寬度7米。壩頂公路和壩腳公路的路面結構為下鋪25～35厘米不等厚度石灰穩定土基層，上鋪2厘米細粒式瀝青混凝土，最后鋪4厘米中粒式瀝青混凝土面層。上壩路是壩腳公路通往壩頂公路的連接路，全線共有5條寬度為4米，長度不等，為26厘米厚水泥混凝土路面。電站路 （管理局門口至電站重力壩北端）路面結構為20厘米厚水泥碎石墊層，22厘米水泥混凝土面層。

副壩壩頂路面

壩后公路樁號0+000～6+810，全長6810米，路面厚度20厘米。其中將基礎破壞嚴重的1706米全部挖除，從路基處理至基層混凝土和混凝土路面全部改建，損壞較輕的路面，在原路基上增建混凝土新路面，從0+000～5+767全路段澆筑混凝土新路面，5+767～6+000由于原混凝土路面較好，只進行了表面清理，對道路兩側進行了回填夯實，上游側每隔30米設一干砌石排水槽。壩后公路樁號6+000～6+350下游側設直徑50厘米排水管，將路面和壩坡雨水匯集后送入副壩壩后排水溝。沿排水管每50米設一個600毫米×800毫米磚砌集水井，井內抹水泥砂漿，井口設鐵篦子，并與井壁連接牢固，共設六個集水井。

三是副壩供水管路及泵房。在樁號0+425～5+800壩腳公路下游壓坡平臺上埋設一條主供水管道，每隔50米布設一個閥門井，從主管路分支一定數量灌溉井。同時在樁號2+718、4+220處建造兩座加壓泵房。

二十里壩頂路燈

四是壩頂照明。壩頂照明燈具裝設在防浪墻的混凝土基座上，間距40米。主壩樁號0+156～1+913防浪墻上設海鷗燈45套，照明燈具功率為2×250瓦。在樁號1+050壩腳處設置1臺80千伏安箱式變電站。副壩樁號0+270～6+131防浪墻上設雙叉高壓鈉燈148套，每盞功率為250瓦。在壩腳、壩頂處共設置80千伏安箱式變電站6個，自左至右樁號依次為0+598、1+655、2+610、3+620、4+660、5+625。箱式變電站外形為仿古建筑式，壁板采用2毫米厚鋁合金噴漆彩板。2套高桿燈分別安裝在正常溢洪道、非常溢洪道等處。

水庫文化墻

五是副壩弧形彩鋼大棚。在樁號2+067.017和3+760處，利用原混凝土拌和站改建成2個弧形彩鋼大棚。

六是副壩綠化帶護欄。為便于管理使用，樁號0+255～5+660區間長5405米，由單孔長3.0米、高1.6米鐵絲網圍欄連接而成，樁號5+660～6+135區間長525米為磚圍墻。

七是管理房、值班室。副壩平臺樁號2+744（管理處2）和4+213（管理處1）處設管理房兩個，樁號1+043、2+198、6+100處設值班室3個。

八是下游壓坡平臺整治工程。下游壓坡平臺工程主要包括綠化帶、平臺平整施工。綠化帶填筑施工包括綠化帶頂寬4.0米。施工時，用推土機將綠化帶部位的雜草、亂石等清除并壓實。采用挖掘機挖取土料，分層鋪料，分層碾壓。坡面采用機械粗削，人工修整。平臺平整施工采用推土機按設計高程將平臺整平。表層含石量高的土料運至平臺低洼處填埋并壓實，剩余土料集中堆放。

九、環境治理與水土保持

由于副壩防滲墻的施工、新增非常溢洪道的開挖、原有建筑物的加固處理和修建臨時工程等，擾動了表土結構，形成了大量棄土棄渣，破壞了水庫工程區域原有的地貌和植被，導致土體抗蝕指數降低，土壤侵蝕加劇。因此，在國家發改委批復的黃壁莊水庫除險加固工程概算中，增加了環境保護與水土保持工程項目。

環境治理與水土保持工程分一期和二期工程。主要工程內容：主壩、副壩及管理處（馬鞍山）的土方整理回填、苗木種植、馬鞍山瀑布工程及主壩下游壓坡平臺、新增非常溢洪道道路外側棄渣場、副壩棄渣場、新增非常溢洪道下游岸坡防護、正常溢洪道右岸棄渣場水土保持項目和副壩壓坡平臺、新增非常溢洪道引渠右岸護坡水土保持項目的種植工程等項目。其中一期工程于2003年3月24日開工，2004年6月22日完工。完成工程量見表34和表35。

副壩下游坡綠化

生態花園 綠草茵茵

花草相依 水天相長

由于受到種植季節影響，副壩壓坡平臺綠化 （樁號1+650～6+000）、新增非常溢洪道引渠右岸護坡種植未能及時實施，因此將此項工程列入二期水土保持工程項目。二期水土保持項目由水庫管理局負責實施和管理，管理局于2005年10月底完成了土地平整，2006年4月上旬完成苗木栽植。在二期水土保持項目施工中，管理局從土地翻整、樹苗選購、樹坑開挖到植樹、澆水管護等，各個工序都嚴把質量關。其中副壩平臺共翻整土地320.5畝；副壩種植各種樹苗26106株，其中喬木15030株，花灌木11076株；新非引渠右岸種植喬灌木520株，機械、人工挖樹坑26176個。工程投資404535.55元，其中土地翻整105000元，購置苗木款176458元，挖樹坑、種植、管護等費用123080.55元。

十、水庫下游用水補償工程

由于黃壁莊水庫副壩基礎滲漏是水庫副壩下游地區地下水的重要補給來源之一，除險加固工程中副壩垂直防滲墻工程的實施，對副壩下游地區的地下水補給產生了一定的影響，造成地下水位下降，水量減少，影響到附近的工農業生產，為此需對地下水受影響地區進行補水。

通過分析，確定了黃壁莊水庫副壩防滲墻的影響范圍，分為嚴重區、較嚴重區及較弱區。補償范圍為嚴重區和較嚴重區。嚴重區位于副壩壩后7千米范圍內，石津渠以西、閆同村以北，區內地下水在截滲1年后埋深降幅都大于3米，靠近副壩處最大可達20米；較嚴重區位于壩后7～14千米，地下水降落漏斗西北邊緣以外，滹沱河以西，地下水降幅0.5～3米。影響區范圍內包括40個村鎮 （其中嚴重區22個，較嚴重區18個），人口74852人 （其中嚴重區38438人、較嚴重區36414人），耕地68652畝 （其中嚴重區26882畝，較嚴重區41770畝），影響區用水大戶是農業。

黃壁莊水庫除險加固下游用水補水工程：計三渠渠首灌溉節制閘更新改造，計三渠引水口段位于重力壩下，計三渠引水口至計三渠進口閘之間的引水洞，施工中對渠底漿砌石進行了改建，由漿砌石改為了混凝土，對進口閘進行了重建；計三渠干渠擴挖4260米；新建暗涵318.5米；計三渠干渠險工段襯砌加固4000米；建渡槽6座，更新及改造水閘6座，增加閘23座，建設道橋16座；源泉渠二支渠擴建1273米和斗渠新建2948米；打生活用水井40眼；打觀測井20眼。

第四節 副壩塌坑處理

1999年10月至2002年11月期間，在副壩防滲墻施工中先后共發生過7次塌坑，除5號塌坑位于樁號2+848～2+861外，其余塌坑均發生在樁號4+026～4+360之間，長度約330米的范圍內。歷次塌坑情況見表3 6。

1號塌坑：1999年10月22日，中心樁號4+316.3發生塌坑。地表塌坑大小：順壩軸線方向長度30.5米，垂直壩軸線方向長度22.5米 （導向槽軸線上游11.5米，下游11米）。塌坑影響范圍：順壩軸線方向長度83.5米，垂直壩軸線方向長度33.2米。地表塌陷深度5.2米，坍陷方量732立方米。

2號塌坑：2000年5月22日，中心樁號4+130.7發生塌坑。地表塌坑順壩軸線方向長度40米，塌坑影響范圍：順壩軸線方向長度100米，地表塌陷深度5.8米。

副壩塌坑處理

3號塌坑：2000年9月3日，中心樁號4+062.7發生塌坑。地表塌坑順壩軸線方向長度10.5米，垂直壩軸線方向寬度10.3米 （防滲墻軸線上游5米，下游5.3米）。塌坑影響范圍：順壩軸線方向長度50.8米，垂直壩軸線方向寬度31.5米。地表塌陷深度7.3米，塌陷方量700立方米。

4號塌坑：2001年5月1日，中心樁號4+126.7發生塌坑。地表塌坑順壩軸線方向長度34.8米，垂直壩軸線方向寬度30.6米 （導向槽軸線上游14.4米，下游16.2米）。塌坑影響范圍：順壩軸線方向長度96.8米，垂直壩軸線方向寬度66.9米。（導向槽軸線上游26米，下游40.9米）。地表塌陷深度8.78米，坍塌方量2500立方米。

5號塌坑：2001年10月5日，中心樁號2+848（02槽）和2+861（04槽）發生塌坑。02槽孔和04槽孔彼此相鄰，地表坍塌輪廓線雖不相連，但底部砂層相互影響貫通，因此根據坍塌部位劃分為一體，稱為5號塌坑。地表塌坑大小：02槽孔處的塌坑順壩軸線方向長度13.3米，垂直壩軸線方向寬度15.5米，塌陷可見深度3.5米，04槽孔處的塌坑順壩軸線方向長度9米，垂直壩軸線方向寬度6米，塌陷可見深度3米。

6號塌坑：2002年3月4日，中心樁號4+088.7發生塌坑。地表塌坑順壩軸線方向長度46.2米，垂直壩軸線方向長度53.5米，地表塌陷深度12.1米，坍陷方量3900立方米。

7號塌坑：2002年11月11日，中心樁號4+050.7發生塌坑。地表塌坑順壩軸線方向長度5.4米，垂直壩軸線方向長度4.7米，地表塌陷深度1.28米，坍陷方量320立方米。

副壩防滲墻施工過程中塌坑的發生，引起了各級領導、專家和有關部門的高度重視，從1號塌坑開始，先后召開過十余次不同級別和規模的專家咨詢論證會，分析討論產生塌坑的原因和機理，研究預防塌坑的方法和塌坑處理措施。根據有關專家意見和對地質、施工情況的分析，認為產生塌坑的原因主要有以下幾個方面：

一是地層中存在漿液和細顆粒流失的通道。副壩地層地質條件非常復雜，不良工程地質問題較多，其中卵石層、卵石層與碎石層接觸帶、含碎石黏土層與基巖接觸帶以及裂隙和巖溶發育的基巖部位為嚴重漏漿層位，卵石層局部疏松或有架空現象，卵石層下部與基巖頂部有集中強滲漏帶，基巖節理裂隙發育并有溶隙、溶槽、溶洞等。塌坑壩段基巖以大理巖為主，大理巖和千枚巖互層為輔，在塌坑段進入巖層的56個鉆孔中，發現溶洞的孔數占總孔數的28.57%，鉆孔巖溶發育率4.6%，表明該段屬巖溶發育地段。地質勘查資料亦表明，溶洞或溶蝕裂隙分布高程不等，局部連通較好。鉆孔揭露基巖內溶洞發育，最大洞徑6.5米，鉆探及物探均未發現地下暗河，但鉆探及物探均表明基巖水與上部孔隙水有良好的水力聯系。在防滲墻施工過程中，當槽孔與強滲漏帶或溶洞連通時，會導致突發漏漿和細顆粒流失，形成一定范圍的坍塌。從幾次塌坑發生的過程來看，每次塌坑發生前均有嚴重漏漿現象，盡管漏漿的部位有所不同，嚴重漏漿是產生塌坑的主要原因之一。

副壩地基中分布的含碎石土層，在施工中漏漿情況較為少見，而在6號塌坑施工中，該層位漏漿較為嚴重，勘探中亦多見漏漿現象，推測在該范圍內碎石黏土層下部疏松，而基巖頂部溶蝕或裂隙發育，并在一定范圍內形成滲漏通道，造成含碎石黏土層局部漏漿，并逐漸擴大破壞范圍，形成一定范圍的軟土。施工資料反映，在碎石黏土層與基巖接觸帶漏漿過程中，反復漏漿的位置會隨著堵漏向上發展，也可間接說明集中滲漏對碎石黏土層的破壞。

二是存在易失穩的地層。塌坑段地層結構從上至下依次為壩體土、壩基土、砂層、卵石層、含碎石黏土層和基巖。砂層層厚在20米左右，多呈稍密～中密狀態，局部呈疏松狀態，穩定性較差，在發生嚴重漏漿時，極易隨泥漿和滲流由滲漏通道流失，造成地層脫空失穩發生坍塌；壩體土和壩基土質量不均，局部軟弱，長時間漿液析水浸泡會發生抗剪強度降低、性能惡化、孔壁失穩等情況。勘探表明，卵石層在塌坑后層位基本上沒有變化，流失的土層主要是卵石層上覆的砂層和土層。

三是施工工藝與地質條件不相適應。首先，由于副壩地層地質條件的復雜性，防滲墻施工采用沖擊鉆造孔成槽的施工工藝，在施工過程中持續強烈的震動，使地層遭到破壞，易引起槽孔壁坍塌。防滲墻造槽施工采用膨潤土泥漿護壁，泥漿頂面與地下水面高差20多米，且泥漿比重大于水，故形成了較大的壓力差，當沖擊造孔至強滲漏地層，護壁泥漿在高壓作用下大量流失，將槽內坍塌物及失穩層細顆粒帶走。其次，由于對塌坑機理的認識有一個過程，對塌坑產生的原因有不同的理解，客觀上造成了思想上雖重視了，工藝上也改了又改，卻還是與地質條件不相適應，還是沒有避免塌坑的再次發生。

四是防滲墻合攏段水流流態惡化。副壩地基存在有強滲漏層，后幾次的塌坑段實際成為防滲墻的合龍口，過水斷面縮窄，地下水流速加大，惡化了水文、地質條件，因此施工中成槽的難度和發現漏漿后的堵漏難度都相當大，這可能是后幾次塌坑以及塌坑規模較前幾次大的原因之一。

副壩歷次塌坑情況、副壩防滲墻施工塌坑處理主要工程量詳見表36、表37。

塌坑處理從1999年11月8日開始，至2003年9月4日結束。對每一次塌坑處理的施工質量，各項工程均進行了檢查和檢測，根據檢查結果，塌坑處理170個單元工程，經施工單位初評，合格率100%。優良率83.5%。經監理復評，質監站核定，各個塌坑處理單元工程質量等級評為合格。

第五節 除險加固工程安全鑒定

根據水利部頒發的 《水利水電建設工程蓄水安全鑒定暫行辦法》，原河北省黃壁莊水庫除險加固工程建設局委托水規總院進行了竣工前安全鑒定。安全鑒定分3個階段進行。2003年9月至2004年1月下旬為準備工作階段，主要是了解和熟悉工程有關設計、施工文件，擬定竣工前安全鑒定工作大綱等。2004年2月中旬至2004年4月上旬為第二階段，在加固工程現場進一步了解工程建設實際情況的基礎上，提出安全鑒定初稿。2004年4月2日至5月20日為第三階段，進一步對安全鑒定進行修改補充，最終正式提出黃壁莊水庫除險加固工程竣工前安全鑒定報告。主要鑒定意見如下：

（1）黃壁莊水庫主要除險加固項目于2003年7月完工，由于崗南水庫除險加固工程下泄庫水，使黃壁莊水庫最高蓄水位達119.55米 （接近正常蓄水位120.00米），各建筑物經歷了數月較高蓄水位的考驗，根據工程安全監測資料分析，各建筑物運行狀態基本正常，水庫繼續蓄水運用不影響工程安全，即黃壁莊水庫除險加固后，水庫可按設計正常運行。但崗南水庫除險加固期間，黃壁莊水庫汛期運用水位應符合有關主管部門確認的防汛方案要求。

（2）副壩加固工程設計基本合理，塌坑段的處理措施是有效的，工程施工質量基本滿足設計要求。現有的安全監測資料表明，除旋噴墻壩段外，加固后副壩垂直防滲墻效果顯著，目前壩體與壩基滲透穩定安全，副壩可以投入正常運用。鑒于副壩工程尚未遭遇更高庫水位、水位驟降及地震工況考驗，運用過程中，須加強監測并及時整理分析，遇異常情況應立即分析原因，必要時采取有效處理措施。

（3）主壩、正常溢洪道、非常溢洪道除險加固設計合理，在各種運用工況下，建筑物穩定安全系數滿足現行規范要求，各混凝土建筑物滿足結構要求，土建工程總體施工質量滿足設計要求。

（4）新增非常溢洪道總體布置和結構設計合理，符合有關規范要求，土建工程總體施工質量滿足設計要求，具備正常運用條件。

（5）除險加固和新建項目中各類閘門、啟閉機等金屬結構設備布置及選型基本合理，針對除險加固工程和具體情況采取的措施是合理的，設計符合現行有關技術規范。各類閘門和啟閉機制造、安裝和聯調監測記錄滿足有關規范和技術要求。金屬結構設施基本滿足水庫蓄水和安全運用要求。

綜上所述，經安全鑒定與評價，黃壁莊水庫除險加固工程設計基本合理，施工總體質量良好，工程具備正常運用條件。

第六節 工程驗收情況

一、階段驗收

1999年9月28—29日，由河北省水利廳主持對新增非常溢洪道閘室段基礎開挖進行了階段驗收。1999年10月27日，由原建設局主持對新增非常溢洪道挑坎段土石方開挖進行了階段驗收。

二、單位工程驗收

黃壁莊水庫除險加固工程共劃分為16個單位工程，由于下游用水補償單位工程受地方征占地等影響至今尚未完工驗收已作為遺留問題，故只對15個單位工程進行驗收。

按照 《水利水電建設工程驗收規程》有關規定，黃壁莊水庫除險加固工程單位工程完工驗收由黃壁莊水庫除險加固工程建設局主持 （表中簡稱為建設局），工程投入使用驗收由省水利廳主持。各單位工程驗收情況見表3 8。

三、專項驗收

2004年9月17日，河北省鹿泉市公安局消防大隊對本工程進行了消防設施專項驗收，驗收意見為該工程符合 《建筑設計防火規范》和 《水利水電工程設計防火規范》的要求。2004年11月29日，河北省環境保護局主持并通過了黃壁莊水庫除險加固環境保護竣工驗收。2005年5月17日，河北省水利廳主持并通過了黃壁莊水庫除險加固工程水土保持設施竣工驗收。2005年6月22日，省檔案局、省水利廳組成檔案專項驗收組，主持并通過了黃壁莊水庫除險加固工程檔案專項驗收。2005年12月5日，河北省安全生產監督局委托河北省安全生產宣教中心，依據水利部水規總院編制的 《黃壁莊水庫除險加固工程蓄水安全鑒定報告》，組織并通過了安全專項驗收。

四、工程初步驗收

除險加固工程驗收會

2005年6月22—25日，水利部、水利部海委、省水利廳、省重點建設領導小組辦公室、省環保局、省檔案局、黃壁莊水庫除險加固工程建設局、水利部水利工程質量監督站黃壁莊項目站、河北省水利水電工程監理中心、水利部河北水利水電勘測設計研究院、各施工單位、黃壁莊水庫管理局等單位及有關專家共同對工程進行了初步驗收。驗收結論：工程已按批準的設計規模、建設內容如期完建；同意工程質量監督單位的評定意見，工程質量等級評定為優良；工程檔案資料比較齊全；同意通過初步驗收。

五、工程竣工驗收

2005年12月23—24日，河北省發展和改革委員會、水利部、水利部海委、省水利廳、省重點建設領導小組辦公室、省環保局、省財政廳、省審計廳、省檔案局、省消防局、省安全生產監督管理局、省總工會、省財政評審中心、省防汛抗旱指揮部辦公室、水利部水利工程質量監督站黃壁莊項目站、石家莊市人民政府、市發展和改革委員會、市重點建設領導小組辦公室、市水利局，鹿泉市人民政府，靈壽縣人民政府等單位及有關專家組成驗收委員會對工程進行了竣工驗收。驗收結論：黃壁莊水庫除險加固工程已按批準的設計內容和標準完成；施工質量總體優良；工程檔案資料基本齊全，管理規范；工程投資全部到位；竣工財務決算已通過審計，資金使用基本合理，財務管理基本規范；工程運行正常，已初步發揮效益。竣工驗收委員會一致同意黃壁莊水庫除險加固工程通過竣工驗收，交付管理單位投入運行。

六、工程遺留問題及完成情況

一是副壩下游壓坡平臺 （樁號1+650～6+000）與新非引渠右岸的水土保持工程中的綠化項目，應于2006年春季完成。由水庫管理單位繼續負責實施，省水利廳組織驗收。水庫管理局于2006年4月完成了該水保項目，水利廳于2006年6月組織并通過了驗收。二是正常溢洪道表孔閘門自動化系統現場調試，應于2006年汛期完成。由水庫管理單位組織實施，省水利廳組織驗收。水庫管理局于2006年6月組織原施工單位完成了該項遺留工程。2006年6月省水利廳組織通過了驗收。三是下游用水補償工程計三渠193米渠段、源泉渠二支渠中段273米及新建斗渠等未完工程由石家莊市水利局負責實施，應于2006年1日前完成，由省水利廳會同省環保局組織驗收。