华北最大水库   

  • xulaoshi 2012年8月07日

      上周六参加了密云水库的课题,6点30从家出发,在政法大学车站坐郊80,8点45到密云汽车站,35分钟后坐上密24,与课题成员会合。

      沿着水库修有一条长110公里的环库公路,我们坐密云小公共几乎绕行一周,课题大体顺着沙通线在水库西北部走了一条由老爷庙至石塘路的近道。

      密云水库建设工程由清华大学水利系设计,北京、天津、河北的大量民工、水利电力部工程局参与建设。我们走的是当年沙通线穿越水库一角的施工土道,上山后走了一段通往蓄水池的回头路,这条路极大可能是为施工用水修的,也可能是规划失误废弃的土道,因为它继续盘下去也可到达铁路。本次最大亮点是在白河铁路桥上欣赏水库美景,可惜铁路维护人员一直催着我们快速通过,后来我们下到离铁路桥不远的岸边玩耍了一个多小时。密云水库形成了方圆180平方公里的湛蓝的湖面和亮丽的绿色山林,是一片诗情画意的风景宝地。感谢撮社开题,设计了如此绝妙的闲逛路线!


      以下内容为本次课题涉及的工程资料,有兴趣的社友可以阅读。


      密云水库总设计师为张光斗,采用了高砂砾坝薄壤土斜墙,深覆盖层混凝土防渗墙和防渗帷幕,土坝坝下导流廊道等创新技术,是在“大跃进”中用“边勘测、边设计、边施工”赶出来的设计。开始建设后,二十万名民工,一万多名解放军官兵,还有几千名技术管理干部,在南北近30多公里,东西20多公里范围之内,七座主副坝、两座电站、两条隧洞、两座大溢洪道同时开干。当时在工地上,冬天最低温度零下17摄氏度,没有任何取暖条件。吃窝窝头和咸菜,生活非常艰苦,每天工作十几个小时,泥里来、水里去。1960年水库基本完工,校核洪水位158.5m时,相应水面面积183.6平方千米、库容41.9亿立方米,正常蓄水位157.5米,相应水面面积l79.33平方千米、库容40.08亿立方米,汛限水位147.0米,相应水面面积137.54平方千米,库容为23.38亿立方米,死水位126.0米,水面面积46.154平方千米,库容4.37亿立方米,水库主要由潮、白河这两条河流供给。

      密云水库在水利技术上作出了多项创新:

      首先,在深44米的强透水砂砾石覆盖层上创造性地修建了混凝土防渗墙,从而保证了水库安全蓄水。更重要的是为我国开创了地基处理新纪元。在白河主坝开发这项新技术之前,国外对我国实行技术封锁,但在生产实践的迫切需要下,技术人员敢想、敢干、敢闯,在总指挥部的指挥和领导下,工程人员通宵达旦地试验研究,仅用不到一年的试验研究和理论分析并7个月时间施工,穿过44米深砂砾石覆盖层近两万平米的地下混凝土防渗墙就高速高质地建成。

      第二,密云水库土坝特别是两座主坝采用壤土薄斜墙砂砾料土坝。这是适应就地取材和快速施工的好坝型,特别是为适应一年抢工拦洪创造了条件,在1959年汛期施工形势极度紧张的情况下,采用“3米厚斜墙”甚至“三夯厚斜墙”渡过了拦洪大关。而如果采用心墙坝,根本无法实现一年拦洪。不仅如此,如果采用心墙坝,1976年唐山地震就可能造成白河主坝溃坝灾难,因为心墙上游坝体液化滑坡将造成心墙滑坡及至酿成溃坝,必将造成白河和海河流域巨大灾难。

      第三,采用坝下廊道导流不仅比开凿隧洞工程量小、工期短,更重要的是为高速建成密云水库赢得了宝贵时间,密云水库为抢时间导走河水采用了包括白河主坝、潮河主坝、南石骆驼副坝等三条廊道,大大加速了三座土坝一年拦洪的进程,并为全国水库高速建设提供了宝贵的经验。

      第四,经过试验和设计论证,在副坝坝体水上部分采用山坡风化花岗岩填筑坝体,不仅解决了料源不足问题,还因这些风化料都分布山坡上,加速了施工进度,为快速建设水库作出了贡献。

     

      1964年成立密云水库管理处维护工程安全运行,合理调度运用、保护水源水质,充分发挥工程防洪、兴利效益,并利用工程范围内的水土资源搞好环境录化、美化,开展综合经营。

      工程观测主要项目有土坝沉陷、位移、裂缝、浸润线、渗流量、塌坑观测,混凝土建筑物沉陷,位移、裂缝、扬压力观测等,以及库区淤积、波浪观测研究。1975年起开展水质监测。据建库25年观测资料分析,工程工作状态基本正常,土坝累计沉陷量亦在正常值范围内。混凝土建筑物除第一溢洪道闸首扬压力较高外,其他均属正常。

      1964年8月30日当库水位首次升到145m时,走马庄副坝曾发生裂缝,当即设置临时观测点并开挖探槽,进行了裂缝观测。同时加密了相关项目的测次。由观测资料分析、确定裂缝产生的原因,是心墙上游侧坝体填料细颗粒含量较多,浸水后坝体湿陷引起变形所致。1965年5~7月对裂缝进行了处理。

      工程加固改建主要是:

      (1)加固工程。主要有:①北白岩副坝坝基渗水,坝下游地面沼泽化。采用混凝土防渗墙、基岩灌浆防渗处理。②第一溢洪道闸首扬压力较高,采取了加重处理。同时对泄槽底板混凝土冻融破坏,采取了彻底凿除,重新浇筑钢筋混凝土。③走马庄二号副坝心墙上游侧填料湿陷引起裂缝,采取在154m高程以下部分,将原含细颗粒多的填料更换为砂砾料,154m高程以上未浸过水的坝体,用人工浸水预沉措施处理。④原引水渠未衬砌部分逐步进行混凝土或浆砌石补砌。同时,对渠道中下游段定期清淤除草。

      (2)抗震加固。1975年水利电力部组织有关部门对密云水库工程进行了抗震鉴定,确定为基本烈度7度,主要建筑物按8度设防。据此核算,对工程薄弱部分进行了加固,主要有:①潮河主坝北坝段坝基粉细砂层未清除,长期浸水处于饱和状态,在地震作用下较为不利,采取下游坝脚排水围封与压重相结合的处理措施。②走马庄2、3号副坝滑稳定安全系数偏低,除将坝轴线向下游移2m,放缓下游坝坡外,并对3号副坝上游坝坡以石碴压坡,同时放缓坝坡。③1976年唐山地震,白河主坝上游坝体保护层水下部分沿粘土斜墙面大面积滑坡。主要原因是保护层砂砾料颗粒细、均匀,长期浸水饱和,在地震力作用下导致滑坡。采取放空白河库水,全部清除易液化材料,改换为石碴,同时加厚粘土斜墙和铺盖。

      (3)改建工程。主要有:①调节池改建,分分期施工。第一期缩小军容,并以粘土地衣渗;第二期配合蓄能机组安装,调节池全部以混凝土和浆砌石衬砌。②白河隧洞进口静水启闭闸门改建为静水开启、动水关闭闸门。③增建白河及潮河泄水底洞,提高水库泄空能力。④增建第三溢洪道,提高水库防洪能力。

       

      水库建成已52年,由于人类活动改变了潮白河多年来水的自然规律,在建库前统计分析得出密云水库多年平均入库水量为11.9亿立方米,建成以来入库平均水量为8-9亿立方米,自1999年以来,密云水库连续12年枯水年,年均来水量2.18亿m3,最高水位也只达到154.0米。密云水库按千年一遇洪水设计、万年一遇洪水校核,据此设计可泄15000立米/秒流量的泄洪建筑物,尤其三座大溢洪道,但52年内三座溢洪道从未泄过洪水,溢洪道还未通过泄洪的考验。自2003年起,密云水库多次从上游水库进行调水,累计调水量7.8亿m3,用于保障北京市的正常供水,但供需矛盾仍无法从根本上解决。密云将以“护水、护河”为重点,加强水源保护地生态建设,进一步提高水源涵养能力,重点提升水库周边、河流流域、公路两侧、旅游景区的环境整治水平,禁止一切污染水源的行为。对汤河、安达木河等14条河道进行生态治理,防洪能力和河道生态环境将明显改善。完善水源保护区应急预案,增强水污染事故的预防和应急处理能力。




      沙通铁路建于1972-1980年,1972年10月开工,1977年12月通车,1980年5月交付运营,历经8年时间。整个施工过程分为三个阶段:即施工准备1年半,主体工程4年,配套工程2年半。铁路线由铁道部第三勘测设计院设计,由铁道兵部队先后调集的八、九、十一、十三、十四师和舟桥团、机械团及工程通信营担任施工,由铁道兵东北指挥部组织指挥,铁路沿线省、市动员民工配属部队施工,最高时施工人数达到20余万人。线路共有116座隧道,延长达78公里。3000米以上的隧道有4个,个别地段还有集中的1号、2号、直到5号隧道群,其中最长的隧道是穿越滦河、伊逊河分水岭的红旗隧道,长达5848.3米,接近6公里。铁路沿线跨主要河流分属潮白河、滦河、辽河水系,全线共有桥梁450座,延长达45公里,其中500米以上桥梁12座,最长的是位于赤峰市元宝山区建昌营镇境内的老哈河特大桥,达1447米,当时曾创下了中国铁路桥梁的长度之最。京通铁路全线桥、隧总延长占线路长度的15%之多。重点工程主要有:5848米的红旗隧道、长1447米的老哈河特大桥、高42米的潮河关大桥和由3孔128米钢梁组成的大跨度白河铁路桥等。

      白河铁路桥是一座单线连续桁梁桥,一连三跨,每跨128米,栓焊结构,钢材采用15锰钒氮(极限强度60公斤/毫米,屈服强度45公斤/毫米),它较一般采用的16锰普通低合金钢强度高。这是我国铁路桥梁第一次应用高强度钢材,也是我国目前最大跨度的栓焊钢梁桥。白河大桥钢梁杆件在桥梁工厂采用焊接工艺生产,工地架梁时用40硼钢高强度螺栓连接,螺栓拧紧采用扭角法,初拧用定扭矩扳手,终拧用SB一4型风扳机。架梁采用悬臂拼装法,全桥架设仅用4个多月时间。

      该桥位于水库库区白河入口处,需建深水桥墩,适应这种情况,采用高强度钢材修建大跨桥梁具有显著经济效果。原来方案采用16锰钢,为6孔跨度64米钢梁,需建造5个深水桥墩。实际方案采用15锰钒氮钢,为3孔跨度128米钢梁,只需建造2个深水桥墩。按桥墩和钢梁的总造价计,实际方案仅为原来方案的四分之一。 参加白河大桥工程的有中国人民解放军89131部队,冶金工业部鞍山钢铁公司,铁道部第三设计院、山海关桥梁工厂、铁道部科学研究院等。

  • 荷包

    好风景不得见,哎哎,还是遗憾啊

    2012年8月08日
  • 问道

    就像走在风景画里

    2012年8月08日