賈莊水庫樞紐工程除險加固工程設(shè)計

焦智紅

(屯留縣水利局 046100)

1 概況

賈莊水庫是海河流域南運河水系濁漳南源絳河支流石林河上的一座以防洪、灌溉為主的小(1)型水庫。位于屯留縣余吾鎮(zhèn)賈莊村西，地理坐標(biāo)為:東經(jīng)112°48'40″，北緯 36°23'45″。

賈莊水庫于1978年建成竣工。樞紐工程由大壩、溢洪道、輸水涵洞等三部分組成。水庫大壩為碾壓式均質(zhì)土壩，現(xiàn)狀壩頂高程998m，最大壩高18.0m，壩頂長172m，壩頂寬4.0m，大壩上游壩坡坡比1∶3.0，為干砌石護(hù)坡，下游坡比1∶2.5，為草皮護(hù)坡，壩基無防滲工程;水庫淤積高度6.5m，淤積面高程為986.5m，淤積庫容達(dá)18.85萬m3。溢洪道位于庫區(qū)左側(cè)，原設(shè)計斷面尺寸高4m、寬14m，進(jìn)口底高程994m，最大泄洪量10.3m3/s，土基未護(hù)砌。2009年對溢洪道進(jìn)行了防汛應(yīng)急處理，結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土矩形，底寬7.0m，進(jìn)口高程993m。

輸水洞位于大壩右側(cè)，形式為涵臥管，進(jìn)口底高程986m，涵洞斷面尺寸1.1m×1.5m，洞長92m，最大泄洪量1.0m3/s。水庫大壩在1978年大壩迎水坡輸水洞出現(xiàn)兩個直徑為1.5m的塌坑，同年整修，恢復(fù)原狀。放水涵洞于2008年維修，結(jié)構(gòu)基本完好。

2 存在的問題

2011年8月，進(jìn)行了賈莊水庫安全鑒定，復(fù)核了大壩防洪標(biāo)準(zhǔn)，計算分析了大壩的滲透性及壩坡穩(wěn)定，并對水庫的其他問題進(jìn)行了分析評價。經(jīng)專家評審鑒定，大壩為三類壩。

水庫目前存在的主要問題有:水庫現(xiàn)狀不滿足300年一遇校核的洪水標(biāo)準(zhǔn);大壩上游干砌石護(hù)坡?lián)p毀嚴(yán)重，壩體填筑不均，下游壩坡不滿足穩(wěn)定安全系數(shù)要求，且最陡處僅1∶1.7，局部損毀，未設(shè)任何排水設(shè)施;溢洪道進(jìn)口未防護(hù)，邊墻高度不足，出口末端未完建;臥管損壞嚴(yán)重，蓋板丟失，不能正常運行;水庫無必要的工程及水文監(jiān)測設(shè)施。

3 樞紐工程除險加固設(shè)計

水庫樞紐工程由大壩、溢洪道及放水涵臥管三部分組成。

3.1 大壩除險加固設(shè)計

針對大壩上游干砌石護(hù)坡?lián)p壞嚴(yán)重、下游壩坡不滿足穩(wěn)定安全系數(shù)要求的現(xiàn)象，對上游進(jìn)行整修、加固，對下游壩坡進(jìn)行培厚和配套相應(yīng)排水設(shè)施。

根據(jù)調(diào)洪計算，在校核洪水情況下，壩頂超高不滿足規(guī)范要求，此次增設(shè)防浪墻，加高后防浪墻頂高程為999m。

3.1.1 壩頂加寬，增設(shè)防浪墻及壩坡整修

由現(xiàn)場勘察情況知，現(xiàn)狀壩頂寬4.0m，大壩下游壩坡不滿足穩(wěn)定安全系數(shù)要求，994m高程處存在寬8.0m的平臺，994m高程以上壩坡僅1∶1.7，對大壩抗滑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不利。由于壩頂兼交通道路，根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》(SL 274—2001)并結(jié)合工程現(xiàn)狀，此次將壩頂向下游加寬至8.0m，壩坡整修到1∶3，994m高程處設(shè)2.5m寬的馬道。由調(diào)洪驗算結(jié)果知，現(xiàn)狀壩高不滿足防洪要求，此次設(shè)計在壩頂增設(shè)防浪墻，墻頂高出壩頂1.0m，頂寬0.5m，采用M7.5水泥砂漿石結(jié)構(gòu)。

3.1.2 壩坡加固處理

根據(jù)現(xiàn)場實際情況和防洪要求，大壩上游壩坡護(hù)坡?lián)p毀嚴(yán)重，此次對其拆除重建，壩坡清坡整平后設(shè)厚30cm的干砌石護(hù)坡，下設(shè)厚20cm砂礫料墊層和15cm粗砂墊層。護(hù)坡坡腳伸入淤積層以下1.0m。下游壩坡采用草皮護(hù)坡。

3.1.3 排水溝

為了防止暴雨沖刷壩肩和下游壩坡，將水流送至壩腳以外，沿下游壩坡馬道內(nèi)側(cè)及排水棱體下游各設(shè)縱向排水溝，在下游兩側(cè)壩肩各設(shè)一橫向排水溝，并與縱向排水溝相連。

橫向排水溝及馬道內(nèi)側(cè)排水溝斷面尺寸為0.3m×0.3m，采用現(xiàn)澆C15混凝土砌筑，側(cè)墻和底板厚度均為0.1m。棱體下游排水溝斷面為梯形，采用M7.5水泥漿砌石砌筑，底寬0.5m、高0.5m，邊坡1∶1。

3.1.4 貼坡排水

壩下游坡腳現(xiàn)無反濾排水體，根據(jù)滲透穩(wěn)定計算，在正常蓄水位降落時，逸出點在下游壩坡996.5m高程處，為了保護(hù)土壩下游邊坡不受沖刷，沿下游坡(0+037～0+156)設(shè)貼坡排水，貼坡頂面高程998m，從外到內(nèi)依次是干砌塊石、碎石、砂礫料和粗砂，砌筑石塊應(yīng)力求嵌緊。

3.1.5 壩頂?shù)缆?/p>

原壩頂?shù)缆窞橥谅访?，?.0m。雨天泥濘，影響管理人員巡察。此次改造設(shè)計壩頂寬度為8.0m，路面結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆C20混凝土路面，厚0.2m、寬7.5m，以1%橫坡向下游傾斜。

3.2 溢洪道改造設(shè)計

溢洪道位于大壩左岸，現(xiàn)狀全長126.7m，由進(jìn)口段、控制段、泄槽段、消能設(shè)施四部分組成。

根據(jù)現(xiàn)場檢查，溢洪道結(jié)構(gòu)完好，但進(jìn)口段未護(hù)砌，此次采用M7.5水泥砂漿砌石進(jìn)行護(hù)砌。經(jīng)水力計算，控制段、泄槽緩坡段側(cè)墻高度不滿足泄洪要求，此次進(jìn)行加高處理?？刂贫蝹?cè)墻加高2m，緩坡段側(cè)墻加高0.8～2.0m。均采用M7.5水泥砂漿砌石擋土墻結(jié)構(gòu)，擋土墻底寬0.4m，邊坡1∶0.4，墻趾高0.4m，寬0.4m。溢洪道出口位于壩體下游壩坡腳，可能沖刷大壩，對大壩安全不利，此次新建50m輸水渠，將溢洪道下泄水流引至主河槽。輸水渠結(jié)構(gòu)為矩形，底寬7.0m、高3.0m，側(cè)墻采用M7.5水泥砂漿砌石擋土墻結(jié)構(gòu)，底寬 0.5m、高 1.25m，側(cè)墻基礎(chǔ)厚 0.5m、寬2.0m。底板采用M7.5水泥砂漿砌石，厚0.5m。

改造后溢洪道全長226.7m。

3.3 放水臥管修復(fù)設(shè)計

臥管位于大壩右岸土基上，由于臥管砌體剝蝕老化，放水孔蓋板丟失，無法正常運行，此次對其拆除重建。

臥管為矩形斷面，寬 0.6m、高 0.65m，坡比為1∶2.5，采用 M7.5水泥漿砌石砌筑，管臺設(shè)孔徑250mm的進(jìn)水口，相鄰兩孔高差為0.4m，共24個進(jìn)水孔，臥管底板間隔6.0m設(shè)置一道齒墻。設(shè)計消力池為矩形斷面，為砌石結(jié)構(gòu)。

放水涵洞基本完好，此次不進(jìn)行修復(fù)。

3.4 防汛搶險道路

水庫防汛搶險道路坡陡彎急，路面狹窄，遇到下雨，車輛根本無法通行。若不及時修建，將直接影響到大壩的防洪搶險。此次對小路進(jìn)行拓寬，作為防汛搶險及上壩道路。路面采用20cm厚泥結(jié)碎石，厚0.2m、寬4.0m，兩側(cè)削坡坡度為1∶0.5，道路全長1.5km。

根據(jù)工程規(guī)模和實際需要，此次設(shè)計增加了大壩表面變形觀測設(shè)施。

大壩表面變形觀測包括壩面沉降觀測和壩面水平觀測。觀測橫斷面共設(shè)3個，樁號分別為0+047、0+085、0+112。每個橫斷面共設(shè)3個觀測點，上游壩肩外6.0m處1個，下游壩肩外3.0m處以及下游壩坡馬道各1個;大壩兩岸每排測點的延長線各布置1個起測基點;共設(shè)測點13個，這些測點兼做水平位移和沉降位移觀測測點。在下游1～2km范圍內(nèi)布設(shè)3個水準(zhǔn)基點。

4 結(jié)語

對賈莊水庫樞紐工程除險加固后，可消除大壩安全隱患，正常發(fā)揮水庫的防洪和灌溉效益，保護(hù)下游人民群眾的生命財產(chǎn)安全，改善庫區(qū)周圍的交通情況，特別是對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)灌溉有著重要意義?！?/p>

李軍.北營水庫除險加固工程措施簡述［J］.山西水利，2011(9):48.