第一章 1999年前的历次应急加固工程

第一节 铺盖裂缝处理工程

黄壁庄水库副坝位于右岸二级阶地上，坝基覆盖层厚达40米以上，上部6～8米为黏性土层，以下为细砂、中砂、粗砂，下部15～20米为砂砾卵石层。渗流控制措施采用上游铺盖和下游排水沟及减压井。1961年蓄水位达115米以后，即在上游铺盖发现裂缝和塌坑多处。特别是经过1963年汛期大水，于1964年检查，铺盖发生很多裂缝，总长达6355米，虽经过处理，但之后历年仍不断发生裂缝。据统计共发生铺盖裂缝11次。几十年来，对已发现的裂缝绝大部分都进行了开挖回填处理，对部分接近坝脚的裂缝进行了灌浆处理等。

一、1964年副坝铺盖裂缝处理情况

遭遇1963年大洪水后，1964年汛前库水位下降到110米以下时，大批裂缝出露，裂缝在桩号0+300～5+560范围内均有分布，发现裂缝总长6355米，多在上游坝脚500米范围内，自此开始第一次对副坝坝前铺盖裂缝进行处理。当时依其重要性，分三批进行了处理。第一批为坝前60米范围以内的，主要集中在桩号1+000～3+500范围内；第二批为坝前200米范围以内的；第三批为坝前200米范围以外的。对垂直坝轴线或近似垂直坝轴线的裂缝，除进行一般处理外，还每隔30米挖一个3.0米深的截渗槽，将空缝截断以防串流冲刷。回填伸入坝体的裂缝时，预埋1.5英寸的灌浆管，进行灌浆处理，灌浆材料为1∶4水泥黏土浆，共计裂缝灌浆6处，灌入浆液9625立方米。

二、1990年副坝铺盖裂缝处理工程

1988年11月至1989年3月，最高库水位达到119.55米，库水位持续超过119米的天数达130天，是建库以来高水位持续时间最长的一年。1990年5月，为给下游减压沟翻修创造条件，经省水利厅同意，决定将库水位降低。当库水位降到110米以下时，铺盖表面又发现了大量裂缝。在桩号0+830～4+320范围内有较大裂缝164条，总长达5220米。裂缝方向与坝轴线平行、垂直或斜交，大部分裂缝互相连通，相交处铺盖表面有塌陷，有44条裂缝延伸至坝脚，有的已深入坝体。多处裂缝为过去处理过的老缝，裂缝顶部覆盖的松土下沉并充填有淤泥。裂缝表面宽10～40厘米不等，最宽达60厘米。为数较少的新缝，宽2～15厘米，缝深大于1米，无淤积物。此外，在桩号1+600、坝轴上游280米附近还有一个直径1.1米、深5.88米的塌坑和一个上口为1.6米×2米、深1.8米的塌坑。

根据专家意见，此次仍采用传统的开挖回填、灌浆方法。所不同的是，截流土塞仅设在垂直坝轴裂缝的靠近坝脚处，而不再沿缝设置，灌浆材料仅采用黏土浆，而不再掺和水泥。为了进一步对铺盖防渗进行研究，结合本次裂缝处理，在裂缝密集区 （桩号1+555～1+631）15条裂缝两侧共埋设沉陷标点30个。

副坝铺盖裂缝处理

共完成开挖回填裂缝处理134条，总长4475米，开挖土方10069立方米，回填土方12083立方米。铺松土裂缝处理36条，总长1259米。裂缝灌浆34条，共完成深孔灌浆29孔，浅层灌浆111孔，埋管灌浆191孔，总计331孔，总进尺639米，共灌入泥浆143.87立方米。拆除恢复上游护坡石料451.8立方米，塑料薄膜试验处理裂缝60米。

三、1992年副坝铺盖裂缝处理工程

1992年由于气候干旱，水库下游用水量较大，当库水位降到109米以下时，发现铺盖有大量裂缝，坝前桩号0+830～4+320共有裂缝109条，总长度2528米，并有串珠状塌坑123个，其中1990年处理过的旧缝重新开裂的有65条，其长度为1885米，占1990年裂缝总长的36%，伸入坝脚的裂缝19条，占1990年处理总数44条的31%，伸入坝脚的5条新缝长度较短，其中2条位于桩号2+300附近，3条位于3+800以西。

为分析裂缝和塌坑产生的原因和危害，研究处理措施和今后对策，河北省水利厅邀请水利部、全国大坝安全监测中心、水利水电科学研究院、水利部海委等单位专家于5月5—7日在黄壁庄水库管理处召开了铺盖裂缝处理研讨会。会议认为，铺盖虽然仍有裂缝产生，但与1990年相比，情况有了很大改善，说明1990年的各种处理措施有一定成效，结合副坝坝基的地层结构综合分析，总的来看，产生的裂缝主要原因并不是渗流破坏，不致影响大坝的安全运用，但由于裂缝的产生削弱了铺盖的防渗功能，同时副坝所处地层结构复杂，坝线很长，尚不能排除铺盖和坝体地基下面有个别渗漏通道或防渗薄弱地带的存在。建议根据裂缝不同部位和分布情况区别对待，争取多种不同方法进行处理，重点是伸入坝体和接近坝脚的裂缝。

裂缝处理工程自5月8日开工，7月10日完工。此次处理，对一般裂缝和伸入坝脚的裂缝，处理方法与1990年相同，对于远离坝脚的裂缝，仅采用沿缝铺松土的方法。此外，选择裂缝较少的Ⅰ区，继续进行铺松土，促进自然愈合试验。共完成裂缝处理53条，总长850.5米，土方开挖1293.8立方米，回填1293.8立方米，盖帽填筑1390.5立方米。铺松土面积5250平方米，土方填筑1575立方米，裂缝灌浆38条，灌浆孔127个，灌注泥浆64.48立方米。埋设渗压计6支，测缝计2支，电缆2000米，开挖电缆沟563米，土方开挖506.7立方米，回填506.7立方米，钢筋混凝土电缆管66米，钢筋混凝土浇筑25立方米，观测室一间14平方米，浆砌石27立方米。总计完成土方8521.8立方米，外购土方3900立方米。

四、1997年副坝铺盖裂缝处理工程

副坝铺盖裂缝虽然经过了多次处理，但始终没有得到彻底改善，“96·8”大洪水后，1997年汛前再次对副坝铺盖进行检查，发现有很多裂缝。当库水位在110米时发现裂缝116条，总长度2963米；当库水位降至109米时，在几个区内共发现裂缝220余条，总长度为4982米，其中有32条入坝缝，裂缝上口最宽处达0.7米，单缝最长达190米，部分缝口表面有串珠状塌坑196个。这些缝大多为交叉缝，但也有出叉缝、平行缝，形状各异。

1997年成立副坝铺盖裂缝指挥部

水库管理处于3月份组织水库有关人员配合省水利厅聘请的专家对水库副坝铺盖进行了水下电视监测，经检查发现，铺盖上有明显裂缝，有的是旧缝重开，有的是新缝，大小长短不一。“96·8”大水后，经省水利厅研究并报省政府批准，请水利部和海委组织专家来现场检查，大家一致认为副坝铺盖裂缝严重，单靠水平铺盖解决不了水库的渗漏管涌问题，决定由设计部门进一步研究加固处理方案，今年汛前先作应急处理。随后将库水位降低到109米左右，对铺盖裂缝进一步检查研究，并决定在汛前完成铺盖裂缝的处理工作。

此次处理，对于入坝缝采取开挖、回填、灌浆、覆盖和加截水土塞的方法，开挖深度3.0米，回填与原铺盖相同性质的土料分层夯实。对开挖槽底部仍有空缝的，进行灌黏土浆处理，上覆土厚0.4米，对冲入坝脚的缝，另加一道深3.0米的截水土塞；对于坝脚90米以内的近坝区缝，采用开挖、回填、灌浆、覆盖的方法处理。

此次副坝铺盖裂缝处理，于5月18日开工，6月6日完工。共完成裂缝处理5469米，完成土方挖填54699立方米，完成灌浆781米，砌石反滤926立方米。在Ⅱ区埋设2支渗压计、5支测缝计和20个沉陷标点。

第二节 铺盖加固及坝后排水设施处理

一、1971年副坝马山段铺盖加固工程

黄壁庄水库副坝马山段 （桩号5+300以西）坝后排水暗管工程，曾于1970年春库水位上升至120.4米时发生塌坑，经分析是由于库水位的升高，地下水位也升高，上游防渗措施及下游排水措施不足，造成塌坑。提出的处理措施方案是在上游做防渗铺盖，下游暗管改建成排水沟。1971年汛前经海河指挥部批准，先做坝前铺盖，暗管暂按原设计临时恢复。铺盖桩号5+300～6+340，铺盖长度857米，厚度为前端0.5米，末端2米。

工程于1971年1月1日开工，1971年8月11日完工，共完成土方约13万立方米，砂石料0.37万立方米，完成投资25.99万元。此次工程施工中，为防止铺盖冲刷，在计三渠渡槽处做浆砌石跌水一座，在旧计三渠缺口处做堆石溢流坝一座。

二、1972年副坝马山段暗管改建排水沟工程

1971年汛前，经海河指挥部批准在坝前做了铺盖，汛后经分析铺盖效果，当库水位较低时，对降低地下水位稍有作用，但随着库水位的升高，效果渐不显著，到库水位升到116米高程时，做铺盖前后的地下水位已接近一致。因此，在1971年汛后，水库管理处建议将暗管改建成明排水沟和迁移马山村。

其后又经数次向省领导请示，省领导意见是在保证大坝安全的前提下，又不要为降低地下水位而迁移很多居民。因此，可暂时按原暗管长度，改建排水沟。据此，在计三渠暗管的下游，开挖明排水沟，排水沟的长度与深度均与原暗管相同，对原暗管上的减压井进行回填处理，在新排水沟上，新打减压井29眼并对计三渠及坝后公路做相应改线，跨过新排水沟，在新排水沟后与之平行，复入原计三渠；计三渠跨过新排水沟，建渡槽一座。坝后公路经几次研究后，决定在新排水沟后向西延长，至马山村与马山上坝道相接。

1972年5月25日正式开工，同年10月11日告一段落，历时137天。总计完成暗管开挖375米，挖土方13924立方米，铺反滤料1425立方米，拆除护坡石及碎石垫层1747立方米，拆除混凝土管363节。计三渠改线360米，开挖土方8464立方米，浆砌石700立方米，浇混凝土7.6立方米。开挖新排水沟357.62米，挖土方26352.6立方米，铺反滤料3230.7立方米，干砌石1031.2立方米，公路改线258米，暗管、旧排水沟回填及坝后培土48740立方米，挡水小埝填筑477米，填土1190立方米，修建溢流口3座，浆砌块石30立方米。

三、1974年副坝马山段排水沟和坝后压坡工程

1973年9月17日库水位上升到117.22米时，在新排水沟桩号5+500附近发生了管涌，并带出一些细颗粒土料，管涌堆土直径达60厘米，当时采取了反滤料压盖措施，制止了管涌扩大，但流出的水中仍夹带一些细颗粒土料。9月23日库水位达117.75米时，桩号5+600（计三渠渡槽穿过排水沟处）附近，以及9月25日在桩号5+550附近，相继发生管涌，经多次压盖反滤料才被制止。10月1日库水位118.09米时，在桩号5+620处沟底发生管涌，10月2日管涌处堆沙直径2.0米，10月3日堆沙直径达3.0米，10月4日排水沟上游坡发现直径1.0米塌坑，10月8日计三渠渡槽西端（桩号5+600左右）排水沟护坡块石发生变形，于9日上午渡槽发生沉陷至中午渡槽坍塌，当日库水位119.31米，渡槽处发生沉陷，直径3.0米，深1.0米左右。问题发生后，省委及各级领导非常重视，立即采取以下措施进行抢险。一是降低库水位至117.2米；二是清除排水沟中淤泥，管涌处用反滤料压盖；三是在原减压井中抽水，强迫降低地下水位。采取上述措施后险情虽有好转，但根本问题并未解决，小的管涌仍不断发生。

1974年4月河北省根治海河指挥部勘测设计院和黄壁庄水库管理处共同编制出 《黄壁庄水库1974年度汛工程设计》。经省根治海河指挥部批复，1974年黄壁庄水库开始实施度汛工程，包括副坝马山段原排水沟改建、坝后压坡、上游修建拦淤坝、铺盖加固及裂缝处理、石浪涧沟截弯取直、新建排水沟、副坝上游块石护坡混凝土灌缝、非常溢洪道尾渠局部开挖等项目。该项工程分两期进行，前期从5月1日至6月20日，完成了除新排水沟以外的全部任务，后期6月30日至7月16日全部竣工。共完成土石方开挖88.24万立方米，土方填筑11.78万立方米，反滤料及碎石垫层1.69万立方米，石渣护坡0.50万立方米，干砌块石0.29万立方米，护坡混凝土灌浆0.11万立方米，铺盖夯实1.59万平方米，总投资105.62万元。

四、1981年副坝加固工程

黄壁庄水库副坝漏水严重，虽经多次处理，始终未得到解决，多年来一直带病运用，对水库安全影响很大。1981年经水利部批准、省委同意，将这项工程列为大型水库加固工程。主要项目：石浪涧沟改建 （包括新道上的1座桥，2座跌水），马山铺盖加固，马鞍山坝段铺盖加固，马山坝后集水坑排水管埋设等。

马山铺盖位于副坝A轴桩号4+520～6+120范围内，共填筑铺盖31块，拆除副坝护坡3段（系填筑铺盖占压位置），拆除干砌块石护岸一段 （系填筑铺盖占压位置），在铺盖填筑完成后重新进行了砌护，并在桩号5+965～6+120新做一段干砌块石护岸。

左坝头铺盖位置在桩号0+417～1+027、1+416～1+476范围内，共填筑铺盖18块。

石浪涧沟改建工程包括新沟开挖、小堤填筑及砌护、公路桥及上下游跌水和沟坡局部护砌五项工程。

上述几项工程共完成土石方、混凝土方量102.9万立方米，投资400万元。

五、副坝坝后排水设施恢复及更新工程

副坝坝后平台下游侧设有减压井和减压沟等排水设施，原有减压井262眼，减压沟5500余米。减压沟下游侧为坝后防汛公路，东起京获公路与其交叉处，西至马山上坝公路止，全长5944米。1975年前坝后防汛公路为土路，1975年翻修为5.5米宽的沥青路面。副坝有坝基渗流观测断面22个，坝体渗流观测断面6个，断面间距一般为500米，最大间距在600米以上。

副坝工程设施经建库以后的20多年运用，工程老化严重。由于种种原因所致，部分排水设施已损坏和失效，坝顶路面和坝后防汛公路损坏严重，严重影响副坝工程安全运用。为此拟对副坝坝后排水设施等进行恢复和更新，此项目于1988年经水利部批准实施。

副坝排水沟整治

省水利厅1989年10月下达设计预算审批意见后，黄壁庄水库管理处根据省厅授权，组建了水库加固工程指挥部。根据工程设计和水库的具体情况，工程分二期招标施工。第一期工程为减压井、减压沟及压坡平台等项。以副坝上坝公路 （桩号2+681）为分界，上坝公路以东为东段，上坝公路以西称西段。东段工程主要工程项目为新建减压井62眼，旧井翻修61眼，减压沟 （桩号0+800～0+900）全断面翻修100米，平整压坡平台100米，以及新建排水沟212.5米等。西段工程主要工程项目有新建减压井61眼，旧井翻修66眼，减压沟翻修 （桩号3+640～4+710）1070米以及平整压坡平台1000延米等。工程于1990年2月15日开工，9月底完成全部工程。

二期工程主要为坝后防汛公路和坝顶路面翻修工作。主要工程量有坝后防汛公路翻修5769米，坝顶路面翻修5890米，按原计划要求，二期工程应于9月15日开工，11月底全部竣工。由于工程附近群众秋收秋种等原因，工程未能如期开工，工期有所调整。经省厅同意，坝后防汛公路于12月上旬完成混凝土浇筑任务。坝顶路面翻修工程于1991年6月上旬完成沥青路面铺设工作，全部工作内容基本于1991年汛前完成。

观测设施完善及配套等工程，新打测压管9眼，掏堵修复测压管24眼，新修观测台阶7条，封堵废减压井98眼，掏淤减压井25眼以及种草皮21400平方米等，于1991年9月底前全部完成。

第三节 1966—1978年正常溢洪道帷幕灌浆加固工程

黄壁庄水库正常溢洪道于1959年兴建，初建时为3孔溢流堰。后来由于水库规划变更，由3孔扩建为8孔。根据施工前后地质勘探资料分析，北裹头及老三孔一带分布有大理岩地层，大理岩的溶融现象明显，愈近马鞍山愈显好些，但也多系大理岩与千枚岩互层，存有不同程度的风化裂隙现象。1961年汛后北京勘测设计院对正常溢洪道进行了勘察，曾提出了帷幕灌浆的加固方案。1966年水电部海河设计院对新6孔堰体进行了稳定分析，分析成果是当正常溢洪道在库水位125.3米，关门挡水时，新堰抗滑稳定系数仅为0.785，提出在上游进行帷幕灌浆，以减少坝基扬压力。但由于当时施工力量不足，在1966年汛前仅对北裹头及老三孔地段部分孔 （下游排）进行了帷幕灌浆。

1976年紧接老三孔在新6孔前钻灌4孔，共钻进109米 （灌浆97.14米），其中一孔未完。1977年钻灌36孔，其中有5孔没钻完，共进尺1008米。1978年钻灌18孔 （包括4个检查孔及1977年未完的5个孔，共进尺447.31米）。

此项帷幕灌浆施工从1966年开始到1978年完成。经历了4个工期，先后相隔12年之久，总钻灌85个孔。总钻深为2634.12米，灌浆段总长2458.6米。

第四节 1976年非常溢洪道混凝土闸门改钢闸门工程

1973年汛前，在库水位118.0米时非常溢洪道提闸放水，发现启门力大，对设计水位时启门力是否会超出其启闭机的允许容量提出了疑问。因此，于1976年3月邀请了水电部第十一工程局协作，进行了闸门自重及在库水位117.68～117.84米情况下的启门力实测工作，结果闸门自重平均为172吨，比原设计自重149吨超重23吨左右，实测的主轮及水封的摩阻力也比原设计大。根据此实测成果，推算在设计水位126.1米时启门力约为235吨，超出启闭机的容量35吨左右。为确保水库安全运用，省领导决定将该闸门的上节门叶改为钢闸门，以减轻闸门自重，使启门力控制在200吨左右。

由于此项任务急、时间紧，河北省根治海河指挥部勘测设计院本着多快好省的方针，对修改设计方案进行了讨论，取得了一致意见。新钢闸门采用A3F焊接结构，其外形尺寸基本与原混凝土闸门相同，每扇仍设四个主轮，与闸门用螺栓连接，上、下吊耳，反向滑块及顶侧水封也用原闸门的部件，其位置及与门叶的连接型式均同原闸门，闸门制作完成后，以上各件可在工地安装。根据管理部门的建议，上、中节闸门接缝处，增设了一道迎水面的节间水封，以克服过去在提门时接缝漏水的现象。

第五节 1982年非常溢洪道一门一机改建工程

非常溢洪道共11孔闸门，原设计应用2台2×100吨行走式启闭机，其轨道安设在由墩柱支承的预应力钢筋混凝土梁上，由于在非常情况下启门太慢，不符合安全运行的要求，根据上级领导指示，决定将原闸门启闭机改为一门一机，固定在钢筋混凝土机架桥上。

工程于1982年汛前开工，1984年汛前完成安装施工，并进行了发电试车和带负荷启闭闸门试运转。主要建设项目包括桥墩加固，新建钢筋混凝土机架桥启闭机房，备用发电机房、操作室及其他附属设施。安装了8台2×100吨新启闭机，改装了2台2×100吨原行走式启闭机与一台2×125吨启闭机及其电器设备安装，并进行了11孔闸门吊耳改装，安装了一台160千瓦备用柴油发电机组。该项工程总投资275万元。

第六节 1988年正常溢洪道陡槽底板加固工程

正常溢洪道始建于1959年，1961年扩建。由于陡槽底板混凝土质量较差，并长期浸于浅水中，冻融频繁，致使混凝土表层剥蚀严重，部分底板钢筋裸露，危及运用安全，因此，于1988年开始进行加固处理。

10月10日开始混凝土凿除，10月24日混凝土开盘浇筑，因气温下降，混凝土浇筑、锚筋埋设分别于11月22日、12月3日停工，混凝土凿除仍继续进行。1989年3月5日，混凝土浇筑及锚筋埋设复工，6月2日主体工程完成，混凝土表面清理至8月上旬完毕。总计该工程实际完成混凝土凿除52487平方米，锚筋埋设26321根，钢筋混凝土浇筑15409立方米。

第七节 1992年电站重力坝发电洞改供水洞工程

该工程分两期施工，一期工程自1992年9月至1993年8月；二期工程自1994年10月至1995年8月。将重力坝右端的1孔发电洞改建为4孔供水洞，供水洞分上下两层：上层2孔向石家庄市地表水厂供水，下层2孔向西柏坡电厂供水。

石家庄市地表水厂供水洞设置检修闸门2扇，闸门型式为平面钢闸门，闸门宽1.65米，高1.75米，底坎高程105.9米；设置启闭机2台，启闭机型式为固定卷扬式，启闭机容量2×250千牛。

西柏坡电厂供水洞设置检修闸门2扇，闸门型式为平面钢闸门，闸门宽1.5米，高1.5米，底坎高程104米；两扇闸门共用1台电动葫芦。