臨縣太平水庫(kù)除險(xiǎn)加固措施探討

李艷華

（山西省汾河中下游水務(wù)管理局，山西 太原 030051）

1 工程概況

太平水庫(kù)位于山西省臨縣湫水河中游太平溝溝口，城莊鎮(zhèn)太平村上游，南距縣城約13 km，總庫(kù)容536萬(wàn)m3，是一座以防洪為主，兼顧農(nóng)業(yè)灌溉的小型水庫(kù)。水庫(kù)樞紐工程由大壩和泄洪輸水洞組成。水庫(kù)于1972年10月動(dòng)工興建，1975年7月建成蓄水。

太平水庫(kù)大壩為均質(zhì)土壩，壩高28.5 m，壩頂長(zhǎng)265 m，壩頂寬6.0 m，壩頂高程128.5 m，未設(shè)防浪墻。大壩左岸為砂巖頁(yè)巖，右岸與黃土臺(tái)地相接。大壩上游壩坡從下往上依次為1:3.25，1:3.0和1:2.5，下游壩坡從下往上依次為1:3.0，1:2.5和1:2.0，分別在高程110 m和120 m處設(shè)置1.5 m寬的馬道。

泄洪輸水洞位于大壩左岸，為圓形有壓隧洞，由進(jìn)口喇叭段、豎井式進(jìn)水塔、洞身段和出口段組成，隧洞洞徑2 m，全長(zhǎng)126 m。隧洞進(jìn)口底高程106.94 m，出口底高程105.65 m，縱坡1/100。

2 存在問(wèn)題

2.1 防洪標(biāo)準(zhǔn)不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求

按照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》及《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》，并考慮設(shè)計(jì)歷史沿革，水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到300年一遇。但經(jīng)計(jì)算復(fù)核，現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)僅能達(dá)到30年一遇洪水設(shè)計(jì)，50年一遇洪水校核標(biāo)準(zhǔn)，不滿足規(guī)范要求。

2.2 大壩病險(xiǎn)問(wèn)題

第一，壩基滲漏。壩基卵石混合土為強(qiáng)透水層，其下的風(fēng)化基巖為中等至強(qiáng)透水層。建庫(kù)時(shí)壩基已設(shè)截水槽，但壩右端截水槽開挖不徹底。根據(jù)壩下游河床的水量可大致估算壩基的滲漏量。大壩下游坡腳至泄洪輸水洞出口明渠之間地段是隧洞開挖堆積的石渣，其表面鋪一層土形成耕地，厚度達(dá)3 m。經(jīng)實(shí)測(cè)，由堆積的石渣下游滲出的水量約0.03 m3/s。這部分滲水是壩基滲漏的一部分，此外還有滲透水轉(zhuǎn)化為河床砂卵礫石層的潛流部分，經(jīng)估算，潛流水量約為0.010～0.015 m3/s。因此，壩基滲漏總水量為0.04～0.045 m3/s，滲漏較為嚴(yán)重。

第二，左壩端壩體裂縫、下游壩坡滲水、陰濕問(wèn)題。綜合左壩端各方面的條件作出如下分析：一是左壩肩為砂巖和泥質(zhì)砂巖組成的基巖岸坡，巖體中發(fā)育順河向的節(jié)理，在巖體風(fēng)化、卸荷作用下，節(jié)理張開，形成滲透的通道；二是左壩肩基巖岸坡高陡，坡度達(dá)75.6°，壩體填土與其壩肩邊坡相接，在接觸帶的基巖岸坡一側(cè)基本不產(chǎn)生沉陷，而在接觸帶的壩體一側(cè)，由于其在短距離內(nèi)就達(dá)到最大壩高，高度愈大，沉降量也愈大，一側(cè)基本不發(fā)生沉降，另一側(cè)產(chǎn)生較大的沉降，故容易產(chǎn)生壩體的不均勻沉陷并導(dǎo)致左壩端壩體裂縫的產(chǎn)生；三是大壩的沉降變形與庫(kù)水位有密切關(guān)系，在庫(kù)水位較低時(shí)，沉降發(fā)生緩慢，沉降量也較小，而庫(kù)水位較高時(shí)，沉降發(fā)生劇烈，沉降量也較大。太平水庫(kù)雖運(yùn)行多年但未經(jīng)受過(guò)高水位考驗(yàn)，1992年12月20日水位達(dá)到120.42 m時(shí)，就發(fā)生了壩坡滲漏，雖經(jīng)處理，但于2004年6月現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)壩坡仍比較陰濕，壩坡滲漏現(xiàn)象依然存在。

第三，右壩端下游壩坡陰濕、滲水、塌陷問(wèn)題。綜合右壩端各方面的條件作出如下分析：一是右壩肩為由砂巖組成的基巖岸坡，巖體中發(fā)育順河向的節(jié)理，在巖體風(fēng)化、卸荷作用下，節(jié)理張開，形成滲透的通道，鉆孔壓水試驗(yàn)巖體滲透性為中等至嚴(yán)重。二是壩肩與壩體接觸部位對(duì)整個(gè)大壩來(lái)說(shuō)是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，易發(fā)生不均勻沉降變形，若施工處理不當(dāng)，更容易發(fā)生滲漏、變形等問(wèn)題。三是右岸坡陰濕現(xiàn)象有向高延伸和范圍擴(kuò)大的趨勢(shì)。當(dāng)庫(kù)水位達(dá)到設(shè)計(jì)水位時(shí)可能產(chǎn)生更嚴(yán)重的滲漏，進(jìn)而危及大壩安全。右壩端下游壩坡和岸坡滲水問(wèn)題一方面是壩肩基巖與壩體接觸部位的滲漏，同時(shí)存在壩肩基巖的滲漏。

第四，其他問(wèn)題。一是靠近右壩端原古河槽位置有一條寬8 m、深2 m垂直大壩方向的巖石沖溝，溝底左側(cè)有一條寬約4 cm的裂隙，滲水量較大，施工時(shí)壩基右端遇到流砂，截水槽局部未挖到基巖，給壩基滲漏留下了安全隱患；二是經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行，大壩上游干砌石護(hù)坡及下游坡面排水溝破損嚴(yán)重。

2.3 泄洪輸水洞

泄洪輸水洞自建成投入運(yùn)用以來(lái)，運(yùn)行良好，未發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題，但經(jīng)多年運(yùn)行，泄洪輸水洞主要存在如下問(wèn)題：一是隧洞進(jìn)口檢修閘門啟閉機(jī)損壞，鋼絲繩破損，檢修閘門無(wú)法正常啟閉。二是出口三個(gè)控制閘閥中兩個(gè)凍裂，另外一個(gè)閘閥漏水嚴(yán)重。凍裂的閘閥之后用鋼板固定，水泥灌漿外包混凝土封死，達(dá)到了止漏要求，但影響了泄洪輸水洞泄洪，給大壩安全運(yùn)行埋下了隱患。三是出口消力池段混凝土底板及漿砌石邊墻沖刷破損嚴(yán)重。

2.4 其他問(wèn)題

一是太平水庫(kù)現(xiàn)有的泄洪輸水洞泄洪能力不足，壩頂未設(shè)防浪墻，致使水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)過(guò)低，只能空庫(kù)度汛，蓄水量嚴(yán)重不足，達(dá)不到設(shè)計(jì)效益；二是水庫(kù)未設(shè)安全監(jiān)測(cè)設(shè)施；三是水庫(kù)無(wú)防汛搶險(xiǎn)通道。

3 除險(xiǎn)加固措施

針對(duì)工程存在的主要問(wèn)題，建議采取如下除險(xiǎn)加固措施：一是大壩左、右壩端部分壩體及下覆卵礫石層采用防滲墻處理，壩基及壩肩基巖采用帷幕灌漿處理；二是拆除重修大壩上游干砌石護(hù)坡、下部反濾層及下游護(hù)坡排水溝；三是增設(shè)壩頂防浪墻；四是更換泄洪輸水洞進(jìn)口檢修閘門啟閉機(jī)、鋼絲繩及出口閘閥；五是改建泄洪輸水洞尾水渠；六是增設(shè)溢洪道或泄洪洞等泄洪設(shè)施；七是增設(shè)觀測(cè)設(shè)施及水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)；八是修建防汛搶險(xiǎn)道路。