嵐城水庫安全評價及加固處理措施

李艷華

（山西省汾河中下游水務(wù)管理局，山西 太原 030002）

1 工程概況

嵐城水庫地處呂梁市嵐縣嵐城鎮(zhèn)石嘴頭村，位于汾河一級支流嵐河支流嵐城河上，壩址控制流域面積73 km2，總庫容600萬m3，是一座防洪、灌溉綜合利用的?。ㄒ唬┬退畮?。水庫原防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇洪水設(shè)計，無校核標(biāo)準(zhǔn)。

水庫興建于1959年11月，由大壩、泄洪洞、灌溉臥管等組成。大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高24 m，壩頂高程116.0 m，壩頂寬2.5 m，壩頂未設(shè)防浪墻。大壩右岸為石英巖，左岸為黃土臺地。大壩上游壩坡1∶2.5，1∶3，為干砌石護坡，下游壩坡 1∶2，1∶2.5，采用草皮護坡，在下游壩坡106 m高程處設(shè)寬1.5 m的馬道。大壩下游坡腳設(shè)排水棱體，棱體高3.8 m，頂高程95.8m，頂寬6.0 m，外坡1∶2。泄洪洞位于大壩左岸，座落在砂卵石地基上，為壩下鋼筋混凝土埋涵，由進口段、無壓涵洞段、出口消能段組成，進口底高程97 m，出口底高程95.6 m，縱坡1/50，全長 148.25 m，設(shè)計泄量 205 m3/s。灌溉臥管位于大壩右岸，由壩坡臥管進水工程和輸水涵管工程組成，壩坡臥管進水工程長51.6 m，為170號鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，輸水涵管工程為預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)，長112.65 m，直徑1.0 m，底坡1%。

2 安全評價

2.1 大壩運行管理評價

自1974年以來，水庫大壩運行正常，歷年最高蓄水位113.5 m，能按照上級部門審定的汛期調(diào)度計劃運行。嵐城水庫管理站制定了有效的管理制度，保證了水庫正常運行。對影響水庫正常運行或危及工程安全的問題及時上報并予以維修。水情測報主要依靠人工，無監(jiān)測設(shè)施。水庫運行管理評價為較好。

2.2 工程質(zhì)量評價

1973年，在樁號0+452.6—0+856.2壩段112 m高程以上發(fā)現(xiàn)縱橫向大小裂縫79條，1974年進行了黏土灌漿處理，之后大壩在運行中未發(fā)現(xiàn)壩體裂縫等現(xiàn)象，說明壩體質(zhì)量能滿足水庫運行要求。通過對大壩左岸壩基砂卵石層滲漏現(xiàn)場觀察，發(fā)現(xiàn)水庫隨淤積量的增加，滲漏量逐漸減少，下游未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，壩基滲漏不會威脅大壩安全。但泄洪洞出口陡坡段和挑流段側(cè)墻傾斜嚴重，陡坡段側(cè)墻與底板間有多處縱向裂縫，出口尾水防護工程毀壞嚴重，進水塔工作橋排架變形、傾斜。

根據(jù)工程實際運行情況和存在的問題，大壩工程質(zhì)量等級定為B級。

2.3 防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核

嵐城水庫為無水文資料地區(qū)，洪水復(fù)核采用《山西省暴雨洪水計算實用手冊》計算。經(jīng)復(fù)核，50年一遇設(shè)計洪水時，計算的壩頂高程低于現(xiàn)狀壩頂高程0.83 m；200年一遇校核洪水時，計算的壩頂高程低于現(xiàn)狀壩頂高程0.48 m；300年一遇校核洪水時，計算的壩頂高程高于現(xiàn)狀壩頂高程0.06 m，說明嵐城水庫現(xiàn)狀的防洪標(biāo)準(zhǔn)僅能達到50年一遇設(shè)計、200年一遇校核，不滿足現(xiàn)行《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》要求。因此，其防洪安全復(fù)核為C級。

2.4 結(jié)構(gòu)安全評價

水庫大壩為4級建筑物，依據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》，通對大壩主河槽最大斷面、左岸黃土臺地斷面進行抗滑穩(wěn)定計算，大壩在各水位時上、下游壩坡穩(wěn)定最小安全系數(shù)均大于壩坡穩(wěn)定允許最小安全系數(shù)，壩坡穩(wěn)定。根據(jù)壩體多年實際運行和觀察，大壩運行正常，大壩周圍及庫區(qū)不存在危及大壩安全的滑體和構(gòu)造。大壩結(jié)構(gòu)安全為B級。

泄洪洞進水塔為4級建筑物，依據(jù)《水利水電工程進口設(shè)計規(guī)范》，經(jīng)計算，在基本組合條件下，進水塔抗滑、抗傾安全系數(shù)分別為9和4；特殊組合條件下，進水塔抗滑、抗傾安全系數(shù)分別為12和7，進水塔穩(wěn)定，滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。泄洪洞出口消力段陡坡與挑流段局部側(cè)墻伸縮縫被挖開，側(cè)墻內(nèi)傾，陡坡與底板間產(chǎn)生縱向裂縫，應(yīng)及時整修，否則將影響正常泄洪并危及下游壩坡安全。

通過多年運行情況來看，灌溉臥管除臥管蓋板普遍漏水外，其他結(jié)構(gòu)均未發(fā)現(xiàn)較大異常。綜上所述，大壩結(jié)構(gòu)安全評為B級。

2.5 大壩滲流安全評價

嵐城水庫自1972年投入運用以來，最高庫水位為113.5 m，壩基滲漏與繞壩滲漏表現(xiàn)正常，尚未發(fā)現(xiàn)大壩下游冒渾水、排水棱體以上壩坡濕軟、塌坑、出水以及在相同條件下壩下游及左岸沿岸水井滲漏量突然加大等異?，F(xiàn)象。灌溉臥管、泄洪洞洞壁也未發(fā)現(xiàn)大量滲水和冒渾水現(xiàn)象，說明在目前運用條件下大壩滲流尚處于穩(wěn)定狀態(tài)。

根據(jù)水庫大壩工程現(xiàn)狀，對大壩主河槽最大斷面及左岸黃土臺地斷面進行了滲流穩(wěn)定分析計算，在各種水位下壩體、壩基出逸處滲透坡降均小于允許水力比降，說明滲流形態(tài)是安全的。因此，大壩滲流安全評為B級。

2.6 抗震安全復(fù)核

根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》，壩址區(qū)地震峰值加速度為0.05 g，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅵ度，依據(jù)《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》，工程可不進行抗震安全復(fù)核。

2.7 金屬結(jié)構(gòu)安全評價

泄洪洞進口閘門老化銹蝕嚴重，工作閘門木止水漏水嚴重，檢修閘門啟閉機損壞。鑒于上述情況，金屬結(jié)構(gòu)安全評價為C級。

3 結(jié)語

依據(jù)《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》，嵐城水庫大壩各項安全評定結(jié)果“防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核”為C級，金屬結(jié)構(gòu)安全評價為C級，其他項安全評價為B級或較好，水庫大壩被評為三類壩，屬病險水庫。

為排除安全隱患，使其正常發(fā)揮效益，建議對左岸壩基進行防滲處理，壩體培厚、增設(shè)防浪墻，對泄洪洞陡坡段、消能段、尾水防護工程及進水塔工作橋排架、橋面板梁進行加固改造，同時更新金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備、增設(shè)大壩觀測及監(jiān)測設(shè)備等。