前言
河口村水库工程位于济源市克井镇黄河一级支流沁河最后一段峡谷出口处,水库控制流域面积9223km2,占沁河流域面积的68.2%,占黄河小浪底至花园口无工程控制区间面积的34%。工程任务是以防洪、供水为主,兼顾灌溉、发电、改善下游河道生态基流,为大(2)型水利枢纽工程,由混凝土面板堆石坝、泄洪洞、溢洪道及引水发电系统组成。工程总库容3.17亿m3,总投资27.75亿元,总工期60个月。
河口村水库是国家172项节水供水重点水利工程之一,也是河南省“十二五”期间的重点建设项目。水库建成后将沁河下游河道防洪标准不足25年一遇提高到100年一遇,减轻沁河下游的洪水威胁。水库与三门峡、小浪底、故县、陆浑等水库联合调度,可使黄河花园口100年一遇洪峰流量削减900m3/s,从而减轻黄河下游堤防的防洪压力,减少东平湖滞洪区分洪运用几率,进一步完善黄河下游防洪工程体系,改善了黄河下游调水调沙条件;同时还能保证南水北调中线工程总干渠穿沁工程等基础设施的防洪安全,发挥巨大的防洪减灾效益。工程运行后,每年向济源市、焦作市及华能沁北电厂提供城镇生活及工业用水量1.28亿m3,提供下游灌溉面积31.05万亩(1亩=666.67m2),补源面积20万亩,改善沁河下游生态环境,保证沁河下游五龙口断面5m3/s的流量。
中华人民共和国成立以来,水利部黄河水利委员会(以下简称黄委会)和山西、河南两省曾多次对沁河干流工程进行规划研究,1956年初,黄委会组织专业水利工程技术人员到济源河口村实地考察后认为,河口村的山势地貌适宜修筑水库,要彻底解决沁河下游及减少入黄流量、削减入黄河洪峰,唯有在该河口村峡口出口处筑坝,峡谷内拦蓄洪水,控制洪水;初步提出了“在河口村修筑水库”的意见。但由于适逢中华人民共和国成立初期,人力、物力,财力及技术等方面条件尚不成熟而搁浅。直至20世纪80年代初,黄委会设计院(黄河勘测规划设计有限公司)经过对沁河五龙口以上坝址进行查勘设计,于1980年5月初步提出工程规划阶段的《沁河河口村水库初步设计阶段报告》,确定河口村水库的开发任务为防洪、灌溉并兼顾发电,推荐选用河口村坝址。1991年,黄委会设计院向国家提交的《沁河水资源利用规划报告》得以批准,1994年,河南省人民政府将河口村水库工程确定为河南省重点建设的三座大型水库之一。2005年3月,黄河设计公司正式编制了《沁河河口村水库工程项目建议书》呈报水利部水利水电规划设计总院。水利部于2005年5月作出批复,决定由河南省组建项目法人,河南省水利厅于当年7月21日成立河南省河口村水库筹建处;2008年8月,河南省历经两年多的筹建,正式成立河南省河口村水库工程建设管理局,至此,河口村水库工程建设步入正轨,河口村水库工程建设全面开启。2009年2月,国家发展和改革委员会(以下简称国家发改委)以(发改农经〔2009〕562号)批复项目建议书;2011年2月25日,国家发改委予以发改农经〔2011〕413号文批复《沁河河口村水库工程可行性研究报告》;2011年12月30日,水利部以水总〔2011〕686号文正式批复《沁河河口村水库工程初步设计报告》。
河口村水库于2008年5月前期工程开工,2011年4月主体工程开工,2011年10月19日大坝截流,2013年12月25日导流洞下闸封堵蓄水,2014年9月23日水库下闸蓄水,2015年12月主体工程完工,2016年10月水库工程全部完工,2017年工程竣工验收。
河口村水库坐落于沁河最后一个出山口的弯道处,这里地质条件复杂,涉及大小断层14条,特别是122.5m的大坝建在厚达42m的覆盖层上,高达百米的两座泄洪洞进水塔坐落在大坝上游左岸的狭窄陡坡岸边。同时河口村水库建设工期紧、任务重,涉及各项工程施工计划、技术及专项方案调整、深覆盖层基础处理、工程提前开工、大坝截流及坝基处理提前施工干扰、大坝及泄洪洞施工与安全度汛、泄洪洞与导流洞同期施工爆破与干扰影响、泄洪洞(导流洞)爆破开挖与武庙坡大断层影响、泄洪洞进口高塔架混凝土运输及浇筑、泄洪洞进水塔大体积混凝土温控防裂等多项技术难题。
河口村水库的建设者们坚持科学指导施工,科学创新过程,科学服务工程,加大科研投入,借科技“尖刀”破难攻坚,采用了10多项新技术、新材料、新工艺,解决了典型建筑物施工技术与工艺、设备、结构等难题,保证了工程建设质量、安全和进度,取得了一批科研成果:其中1项达到国际先进水平;7项达到国内领先水平;1项获省自然科学学术一等奖,5项分获河南省科技进步二等奖、三等奖;5项获河南省水利科技进步一等奖、二等奖;5项获河南省优秀工程咨询成果一等奖、二等奖、三等奖;19项获国家发明专利或实用新型证书;中国钢结构金奖1项;公开发表学术论文约140篇。
河口村水库的建设不仅为当地勾勒出一幅“高峡出平湖”的美丽画卷,它也凝聚着几代水利人的智慧和汗水,展现出整个建设过程中参与设计、建设管理、监理及施工等单位的广大工程技术及管理人员的求实创新、科技创新的精神,昭示出河口村水库水利人科学治水的新战略、新思路,彰显着共享、创新、绿色等发展的新理念。为了更好地总结河口村水库施工期施工关键技术等方面的经验与教训,项目法人组织参建人员编写本书。本书分绪论、大坝基础工程施工关键技术研究与应用、坝体填筑关键技术研究与应用、大坝混凝土施工关键技术研究与应用、泄洪及引水发电工程施工技术研究与应用、其他关键技术研究与应用,介绍了各建设单位工程的施工技术,并针对一些关键技术问题或技术创新做了重点介绍,以此书丰富河南省水利工程施工关键技术方面的技术宝库,也为后期的水利工程设计、管理与施工人员提供参考。
本书以河口村水库施工期施工关键技术为主要内容,第1章由林四庆、郑会春、李泽民、竹怀水编写;第2章由李永江、汪军、任博、潘路路、陈相龙、申志、尹聪科编写;第3章由曹先升、魏水平、郭文良、吕仲祥、孙志伟、严俊、任炳昱、卢金阁、张亚铭、闫二磊编写;第4章由孙觅博、建剑波、解枫赞、徐腾飞、赵文博、武鹏程编写;第5章由严实、甘继胜、梁军、王勇、翟春明、王冬冬、杨盼根、冯相辉、黄达海、司马军、董志强、王建飞、陈尊、吴庆申编写;第6章由张兆省、杨金顺、于宗泉、姜龙、张玉霞、张华、赵兆、王长生、王丙申编写。
在工程施工和本书编写过程中,各建设单位和研究单位作出了应有的贡献,李永江、李泽民对全书进行了校对,华北水利水电大学汪伦焰教授、郭利霞和郭磊副教授对全书进行了审稿,书中引用了其他文献资料,在此表示衷心感谢!
限于作者水平有限,书中如有不当之处,敬请广大读者批评指正。
作者
2017年4月