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盘石头水库

盘石头水库

盘石头水库，又称千鹤湖，位于河南省鹤壁市淇滨区大河涧乡境内，是《海河流域规划》选定的一座以防洪、供水为主，兼顾灌溉、发电等综合利用的大(Ⅱ)型水利枢纽工程。

盘石头水库项目前期工作始于1955年。1997年3月，成立了盘石头水库建设管理局。同年12月，水库项目建议书获得国务院批准。2000年4月前期工程导流洞开工。2000年12月大坝主体工程正式开工。2001年12月实现截流，2002年7月输水洞工程通水，2004年5月通过下闸蓄水阶段验收，2005年底水库主体工程基本完成，2007年6月29日下闸蓄水。2017年12月，中国水电基础局有限公司参建的初步设计遗留问题鸡冠山渗水处理等设计变更项目完成。2019年年底完成了移民搬迁任务。2022年4月28日，淇河盘石头水库工程竣工验收通过。2024年6月14日，鹤壁盘石头水库加大开闸放水量，保障农田灌溉。盘石头水库大坝坝高102.2米，坝顶长621米；主要建筑物有大坝、溢洪道、输水洞、泄洪洞和电站。

2004年11月，盘石头水库工地被水利部评为“全国水利系统文明建设工地”。

历史沿革

前期准备

盘石头水库项目前期工作始于1955年。1957年鹤壁市建市以来，历届市委、市政府开展了大量的地质勘探和技术论证工作。1997年3月，成立了盘石头水库建设管理局。同年12月，水库项目建议书获得国务院批准。1998年12月，利用日元贷款协议正式签订。1999年3月，可行性研究报告获得国家计委批准。同年12月，初步设计报告经省政府、水利部联合审查，水利部正式批复。

设备采购

2001年，完成了第一批小批量询价采购和第二批22台(套)设备的采购工作。第三批采购为金属结构，合同招标、谈判和签订工作已经结束，2001年12月开始供货，截至2002年5月底，各种设备共到货79台。

坝体建设

2000年4月前期工程导流洞开工。2000年12月大坝主体工程正式开工。2001年4月12日，平洞洞身贯通；7月主洞洞身贯通，9月所有洞室开挖结束。11月底洞身衬砌结束，年底通水；12月实现截流。2002年5月底龙抬头洞已经贯通，大坝左右坝肩、基坑开挖基本完成，溢洪道配合大坝填筑按计划开挖。同年7月输水洞工程通水。2004年5月通过下闸蓄水阶段验收，2005年底水库主体工程基本完成，2007年6月29日下闸蓄水。

移民工作

水库移民涉及鹤壁市、安阳市两市三乡(镇)15个行政村18000余人。2000年6月，第一期移民搬迁安置工作开始，搬迁盘石头村及第十二中学，计1746人。2001年5月29日，全村469户、1746人全部搬迁安置到移民新村，6月6日在新村举行了新村落成庆典仪式。2002年，第二期移民开始，涉及鹤壁市郊区及安阳林州市，共5个村6676人。2002年5月底，二期移民新村村庄位置已经全部确定，鹤壁市范围内的小宽河、大宽河、将军墓三个移民新村已经完成了“三通一平”和基础建设工作，基础已经分配到户，6月底房屋搭建和搬迁工作正结束。2002年下半年，第三期移民启动，共6个村7242人。2003年搬迁安置结束。2019年年初，河头村移民搬迁工作重启，同年年底完成了移民搬迁任务，使得水库能够充分发挥防洪减灾的作用。

水库修复

2016年4月29日，鹤壁市盘石头水库设计变更PPP项目开工。2017年11月20日，盘石头水库设计变更PPP项目鸡冠山渗漏处理两个单位工程及泄洪洞加固单位工程进行验收。同年12月，中国水电基础局有限公司参建的初步设计遗留问题鸡冠山渗水处理等设计变更项目完成。2021年7月中下旬的洪涝灾害中，盘石头水库全容量蓄水，在防洪减灾方面发挥了巨大效益。2022年4月28日，淇河盘石头水库工程竣工验收通过。同年11月18日，鹤壁市水利局组织验收小组对盘石头水库泄洪洞、溢洪道工作闸门启闭设施水毁修复工程进行验收。

地理位置

盘石头水库位于海河流域卫河支流淇河中游，坝址位于鹤壁市淇滨区大河涧乡原盘石头村附近，是《海河流域规划》选定的一座以防洪、供水为主，兼顾灌溉、发电等综合利用的大(Ⅱ)型水利枢纽工程。

工程结构

总体布局

盘石头水库主要建筑物有大坝、溢洪道、输水洞、泄洪洞和电站。

硬件设施分布

挡水和泄水建筑物

两条泄洪洞均布置于右岸的鸡冠山下，洞身所处岩层主要为大理石和页岩。1号泄洪洞进口高程215m，洞底坡降0.05，洞身设计利用稳定性较好的第13层灰岩，并且考虑洞身水面线尽量平行于洞底;2号泄洪洞前期导流、后期泄洪，进口高程215m，进口以后以龙抬头型式与导流洞洞身相接。导流洞进口高程187.1m，坡降0.02。2号泄洪洞进口与导流洞进口在同一垂直面上，两者之间围岩单薄，布设有加固锚索。

非常溢洪道布置于左岸山脊凹槽处，进口引渠高程254m，底板为低实用堰型，堰顶高程258m。开敞式闸室，闸孔共分4孔，每孔净宽12m，采用弧形闸门控制泄洪。闸室过渡段末端设齿槽以防淘刷。闸室后为陡坡泄槽段，水流通过陡坡泄槽进入V型自然冲沟，泄入河道，陡坡段末端设置深齿槽。泄槽段的消能防冲措施大大简化，底板及过流断面边坡用0.4~0.5m厚的钢筋混凝土保护，同时采用锚筋锚固。

发电建筑物

盘石头水库电站为坝后式水电站，位于大坝左肩下游侧，2005年4月开工建设，2007年9月竣工，2008年10月投产发电。电站分为一号、二号两个厂房，总装机容量9380kW。其中，一号电站供水发电，设计水头32.7m，设计流量8.5m/s，装机容量3130kW二号电站泄洪、灌溉、河道生态补水发电，设计水头59m，设计流量12.6m'/s，总装机容量6250kW。

一号电站接输水洞一号支洞，利用库水位和工农渠水位间水头发电，电站尾水经消力池消能后人工农渠。电站包括压力管道，主、副厂房，输变电工程等。二号电站在输水洞二号支洞，利用库水位和淇河河道水位间水头发电，电站尾水直接入淇河。电站包括压力管道，主、副厂房，尾水渠，升压站等。

输水建筑物

输水洞位于水库大坝左岸，进口设拦污栅，接一直径5.7m的竖井，底板高程206竖井后接圆形压力主洞，洞长310m，洞径3.5m。主洞末端分为一号支洞、二号支1.洞，洞径均为3.0m，连接一号电站、二号电站。

总体参数

大坝为混凝土面板堆石坝，坝顶长606.0m，最大坝高102.2m，坝体填筑量548.0万m³；溢洪道位于左岸，轴线长330余m，底宽55.3m，两岸渠坡开挖最大坡高70.0m；2条泄洪洞布置在右岸，1号洞长423.0m，2号洞长516.0m，闸室为岸坡式结构，总高度为75.93m。水库控制流域面积1915平方公里，总库容6.08亿立方米，淹没面积13.3平方公里，工程累计完成土石方开挖700余万立方米，土石方填筑565万立方米，混凝土浇筑26万立方米，钢筋制作安装11202吨，金属结构安装1251吨，机电设备安装6台(套)。

重点技术

上坝级配料开采

在溢洪道和花尖脑东料场，通过对开挖梯段高度、钻孔孔径，孔网参数、装药结构、起爆方式等爆破参数的优化和相应调整以及采取孔口加压砂包等措施，降低了爆破大块率，满足了开采大坝主堆石料和过渡料的级配要求，确保了大坝填筑料的开采质量。

深孔梯段控制爆破技术

由于采取洞室爆破技术开采上坝料，具有开采强度高、施工设备简单、对施工道路要求低的许多特点，并适于地形地貌复杂及修筑施工道路困难等条件。因此，为保证2003年的度汛，本工程在备用料场(花尖脑西料场)采用了洞室爆破技术开采主堆石料。本次洞室爆破采用了加强松动爆破条形药包洞室的布置方案。条形药包爆破具有能量分布均衡、利用率高、岩石破碎均匀、松动效果好的特点。

特种混凝土的应用

HF抗冲耐磨混凝土

混凝土配合比的设计原则，除必须满足建筑物安全运行的技术指标要求外，关键还要考虑施工方法。为此，在室内进行了系列抗冲耐混凝土的配合比对比试验，结果表明，C40HF抗冲耐混凝士的抗冲磨强度和抗空蚀强度比普通C60混凝土分别提高了47%和82%。与C40NFS混凝土指标几乎相近，但通过拌和楼现场试拌，较其和易性更好、可泵性更强，而且成本较低。

补偿收缩混凝土

混凝土面板是面板堆石坝惟一的防渗体，是堆石坝安全运行的关键结构部位。因此，坝工界对面板混凝土的抗裂性、防渗性、耐久性、和易性等指标有着广泛的关注和研究，可通过采取掺加掺和物，外加剂等措施，改善面板混凝土的性能。本工程就是利用限制混凝土膨胀率来补偿限制收缩的基本原理，在面板混凝土配合比优化设计时，通过掺加适量的防裂剂，使混凝土产生适度的膨胀来抵消其有害的收缩，从而减少或避免了混凝土因收缩变形而产生裂缝。

填筑料的坝外加水和坝内补水相结合

在大坝填筑施工时，为了润滑物料、减少物料颗粒间的摩擦阻力，软化物料尖角，振动、碾压减少物料颗粒之间的支撑力，提高填筑压实度，加快坝体的自身沉降变形，传统做法是通过引至坝内的临时供水系统，在填筑工作面上酒水。而本工程采用了在物料运输途中坝外定点、定量加水和坝内管路补水相结合的方法，解决了施工现场临时供水管路。拆装频繁、与填筑施工干扰大、酒水劳动强度高以及计量不准、不均匀等问题，使面板坝的施工更加标准化、程序化、简单化。

反向水压力的处理

本工程则利用主堆石区透水的特点，在一定高程水平等距埋设一组(4根)透水钢管，直接引至坝外(上游侧)下雨的集水以及填筑料的渗水可自流排出，使坝内的水位始终保持最低，坡面的反向水压力保持安全值，确保了大坝上游垫层料区尤其是一期混凝土面板的安全稳定。当上游粘土铺盖施工至透水钢管的埋设高程时，再利用灌浆的方法将透水钢管封堵。该方法解决了集水井与大坝填筑的施工干扰问题，保证了坝内集水的及时排出，减少了集水抽排的运行费用，简化了坝内集水抽排系统的处理方法，而且施工简单、方便，排水效果良好、可靠。

滚压式铜止水成型机的应用与改进

根据滚压式多级成型的原理，对天生桥一级工程的铜止水成型机进行了改进，自制了滚压式铜止水成型机。成型系统通过10组压模循序渐进成型采用分步变形，逐步渐变的方式，避免了铜板带因一次性变形过大铜板起皱、开裂的现象;压模、传动齿轮及压模轮轴支承轴承座均增设了锁紧螺母调整装置，避免了铜板带在进料过程中的偏移，能始终保持与压模中心线重合，确保了止水的成型精度。该机可一次性成型W形(或F形)铜止水47m，成型速度为6.04m/min。成型后的止水“鼻子”表面光滑，外观无压痕、皱皮、裂纹、孔洞等缺陷，检测误差满足规范要求。采用多级滚压式铜止水成型机，减少了铜止水的接头焊缝数量，提高了生产效率，确保了铜止水的制安质量。

变断面闸室竖井滑模施工

泄洪洞闸室竖井混凝土采用双侧滑模施工。闸门槽部位随滑模的滑升采用模板翻升法施工;变断面的部位，则采用停浇混凝土，对滑模进行插入(或抽出)三角模的改造后继续施工。混凝土采用泵送入仓，模板的滑升通过液压操作平台控制千斤顶组完成，根据当时的气候条件，滑模每隔0.5h滑升-次，滑升速度一般控制在20~25cm/h间。变断面闸室竖井采用滑模施工技术，具有施工布置简单、工艺好、质量高、速度快、运行费用低等优点。

固坡技术的试验

本工程借签国外面板坝挤压混凝土边墙固坡技术的施工经验，于2001年4月至12月进行了垫层坡面采用干硬性混凝土挡墙固坡新技术的试验研究。经2001年12月的专家论证会鉴定，该技术试验研究是混凝土面板堆石坝施工技术中具有特色的施工变革，是一项坝工施工技术的重要进展，试验研究获得了丰富成果。通过大规模的生产性试验，已初步掌握了该项技术的施工工艺，试验成果表明具有较好的技术经济效益。

建设作用

其中防洪效益方面，可有效控制淇河洪水，使卫河干流的防洪标准达到50年一遇，除涝标准达到3年一遇；正常蓄水效益，可正常满足城市生活用水及工业用水，按初设批复规模将给鹤壁市提供工业及生活用水1.35亿m³，供水保证率95%，供水保证程度98%，同时灌溉面积可达到30万亩，并能充分发挥发电效益。水库正常蓄水后，形成更加宽阔水面，可改善区域小气候，降低水质污染程度，促进人群健康，并能开发成为风景秀丽的盘石头风景区，成为旅游度假好去处，对于提高人民生活质量、改善区域投资环境等，都将起积极作用。

主要影响

社会效益

防洪效益

盘石头水库建成后，可有效控制淇河洪水削减淇河洪峰60%左右，将卫河防洪标准由20年一遇提高到50年一遇，卫河中游坡洼运用机遇由3年一遇提高到10年遇，基本上控制了给下游卫河两岸造成巨大灾害的山区洪水，为保护水库下游鹤壁、新乡、安阳1.87万hm²农田及京广铁路、京珠高速公路、107国道的安全和促进经济发展发挥巨大作用，大大缓解山东、天津等地的防洪压力。

环保及旅游效益

水库建成后，形成宽阔的水面，水环境容量增大，可以改善和调节局部小气候，可为淇河鱼类等动植物生息繁衍创造条件，同时又能开发沿河秀丽的风景区，使其成为旅游度假的好去处，对提高人民生活质量，改善区域的投资环境等都将起到积极的作用。

供水效益

盘石头水库建成后将给鹤壁市提供生活及工业用水1.35亿m³/a，按0.56元/m³计价，每年可创效益7182万元。

灌溉效益

在满足城市及工业供水的条件下，可为下游3.3万hm'农田补充水源，年灌溉供水收人733万元。

发电效益

盘石头水库电站装机1万kW，每年共发电2616万kW/h，年发电收人713万元。

周边景点

千鹤湖景区奇山异石，山水竞秀，库区上游两岸峭壁陡立，峡谷幽深，上溯24公里至林州市与著名的太行大峡谷相接。旅游景点主要有鸡冠山、双塔寺、塔湾等。塔湾位于鹤壁市双塔寺山岩下淇河转弯处。塔湾因山上双塔寺而得名。双塔寺上依悬崖峭壁，下临淇水碧波，隔岸远眺鸡冠山、杨家寨，山水相映。鸡冠山以奇险著称，山势绝壁突出，胜似刀削，山路难攀，有“小华山”之称。有建成于隋唐时期的省级重点文物保护单位玄天洞石塔，依山临水修筑在悬崖峭壁之中。