金沙水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)簡述

龔盼盼

（侯馬市水務(wù)局，山西 侯馬 043000）

1 工程概況

金沙水庫位于侯馬市上馬辦事處金沙村南2 km的紫金山大水溝內(nèi)，屬汾河流域澮河支流，是一座以防洪為主，兼顧灌溉的?。ǘ┬退畮臁Ｋ畮炜刂屏饔蛎娣e3.04 km2，總庫容15.18萬m3，設(shè)計(jì)灌溉面積66.67 hm2，可保護(hù)下游2個(gè)村、1200人，100 hm2耕地，大運(yùn)高速、大西高鐵及南同蒲鐵路等的生命財(cái)產(chǎn)安全。

工程區(qū)地貌屬于侵蝕構(gòu)造中低山地貌單元，兩岸基巖裸露，岸坡較緩，左岸地面高程696.4～663.4m，右岸地面高程694.55～667.4m，溝底河床高程658.88～659.2m。庫區(qū)兩岸分布的鄰谷與庫區(qū)相距較遠(yuǎn)，且滲透途徑較長，嶺頂?shù)叵滤桓哂谒畮煺８咚弧靺^(qū)內(nèi)沒有強(qiáng)透水地層出露，也沒有通向庫外的斷裂構(gòu)造和溶洞溶孔，運(yùn)行期間沒有發(fā)現(xiàn)鄰谷滲漏現(xiàn)象。

水庫工程由大壩、溢洪道、泄洪洞、放水臥管四部分組成。大壩為漿砌石重力壩，壩頂長39.7m，壩高19.8m，壩頂寬2.77m，壩頂高程679.21m，上游壩坡坡比 1∶0.25，下游壩坡坡比 1∶0.15，正常蓄水位676.71m。溢洪道位于大壩右側(cè)，為開敞式溢洪道，漿砌石結(jié)構(gòu)，進(jìn)口高程678.41m，長25.4m，寬2.1m，最大泄量3.86m3/s。泄洪洞位于壩底中部，為拱形放水洞，洞寬1.2m，高1.7m，進(jìn)口高程662.59m，最大泄水量23.36m3/s，進(jìn)口為木制平板閘門控制。放水臥管位于庫區(qū)右側(cè)，管身為漿砌石矩形斷面，寬0.65m，高0.68m。

2 存在問題

水庫自1971年運(yùn)行至今，庫區(qū)淤積、壩體及壩肩滲漏問題嚴(yán)重。2011年8月，臨汾市水利局組織有關(guān)專家對金沙水庫大壩進(jìn)行了安全鑒定。經(jīng)鑒定該壩為3類壩，主要存在以下問題：一是水庫抗洪能力不滿足20年一遇洪水設(shè)計(jì)，100年一遇洪水校核的標(biāo)準(zhǔn)。二是大壩迎水面砌石勾縫脫落，局部損壞，大壩背水面下部及壩肩滲水嚴(yán)重。三是泄洪洞進(jìn)口水閘長年失修，放水設(shè)施損壞嚴(yán)重，不能正常運(yùn)行。四是上壩道路交通不便。五是水庫無管理房。為充分發(fā)揮水庫效益，必須對其進(jìn)行除險(xiǎn)加固。

3 除險(xiǎn)加固措施

3.1 大壩及溢流設(shè)施改造

現(xiàn)狀大壩為砌石重力壩，此次設(shè)計(jì)將現(xiàn)狀大壩中部改造為溢流壩段，樁號 0＋012.5—0＋027.5；其余壩段設(shè)計(jì)為非溢流壩段，樁號0＋000—0＋012.5和0＋027.5—0＋039.7。溢流壩頂高程679.21m，凈寬12m，壩長15m，為開敞式溢流堰，分為2孔，每孔凈寬6m，中墩寬1m，邊墩寬1m，墩頭上下游側(cè)為半圓型。墩長3.44m，墩高2.2m，墩頂高程681.41m。墩頂設(shè)交通橋與兩側(cè)壩頂連接，橋面寬3.44m，交通橋?yàn)殇摻罨炷连F(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)。

溢流壩上游面與非溢流壩段協(xié)調(diào)一致，下游與非溢流壩之間通過導(dǎo)墻隔開，上游壩坡1∶0.25，下游壩坡1∶0.7，通過半徑3m的圓弧段與壩頂連接，溢流壩下游壩坡高程677.931～668.773m，為直線段，下游通過半徑9m的反弧與挑流鼻坎相接，鼻坎高程665.78m，挑角 25°，導(dǎo)墻高 1.0～3.34m。

現(xiàn)狀壩體、左右壩肩存在滲漏現(xiàn)象，不能滿足壩體的防滲要求，此次改造將在壩體上游面設(shè)置混凝土防滲面板，防滲面板厚度650 mm，臨水側(cè)設(shè)直徑8 mm、間距150 mm×150 mm的鋼筋，壩基開挖至新鮮基巖澆筑鋼筋混凝土防滲面板，壩頂采用C25鋼筋混凝土加高至高程681.71m。對現(xiàn)狀上游壩面鑿毛、沖洗、清理干凈，為保證新舊砌體連接緊密，壩面設(shè)錨固鋼筋，設(shè)長1.5m、直徑16mm、間距1500mm×1500mm的錨筋，并插入壩體內(nèi)1.0m，呈梅花狀布置?；炷练罎B面板設(shè)伸縮縫，縫間設(shè)651橡膠止水一道，縫間采用閉孔泡沫板填充。左右壩肩地基表層進(jìn)行清理，去除覆蓋層、坡積物、強(qiáng)風(fēng)化巖石，在兩岸壩坡新鮮的巖面上設(shè)鋼筋混凝土防滲面板，兩岸防滲面板長12.5m，總長25m，防滲面板頂高程679.21m。

3.2 輸水臥管改建

現(xiàn)狀泄洪洞位于大壩中部左側(cè)，進(jìn)口控制設(shè)施損壞，洞身為圓拱直墻式，寬1.2m，洞高1.7m，拱高0.5m，進(jìn)口處與取水臥管連接。泄洪洞出口底高程662.59m，目前，泄洪洞進(jìn)口已淤堵，不能泄洪。本次設(shè)計(jì)不考慮泄洪洞泄洪，設(shè)計(jì)將現(xiàn)狀進(jìn)口控制設(shè)施拆除，進(jìn)口采用C25D150S4混凝土封堵，由于泄洪洞兼有灌溉輸水功能，在現(xiàn)狀洞內(nèi)襯直徑1000 mm的鋼管，壁厚15 mm。

現(xiàn)狀取水臥管位于大壩右側(cè)，與泄洪洞銜接，此次設(shè)計(jì)將輸水臥管拆除重建，臥管長21.2m，矩形斷面，寬0.7m、深0.5m，側(cè)墻采用M10水泥砂漿砌石，蓋板采用C25鋼筋混凝土預(yù)制，前擋板采用C25混凝土預(yù)制結(jié)構(gòu)，管頂高程677.76m，底高程662.09m，上部為臺階狀，分20級，階高根據(jù)坡度從上到下確定為0.576m，0.991m，1.019m，0.367m，階長 1.7m，正常蓄水位以下每一級設(shè)1個(gè)取水孔，共20個(gè)，取水孔直徑0.3m，并設(shè)直徑0.3m的鋼制塞。管頂厚100 mm、管底厚650 mm。

3.3 新建防汛搶險(xiǎn)道路

從侯馬市到金沙村有鄉(xiāng)級公路，從金沙村至金沙水庫無上壩道路，需翻山越嶺上壩，交通極為不便，不利于防汛搶險(xiǎn)。此次除險(xiǎn)加固工程結(jié)合施工道路修建永久性防汛搶險(xiǎn)道路，在山區(qū)段新修寬4m、長2.77 km的道路，路面為沿山坡開挖形成，巖石開挖邊坡1∶0.2，土體邊坡1∶0.75，回填邊坡1∶1，為防止岸上巖石坍塌，修建時(shí)采用風(fēng)鉆破碎巖石，嚴(yán)禁放炮。為保證車輛通行安全，在急彎道段道路外側(cè)設(shè)M7.5漿砌石安全墩，墩高 0.5m，寬 0.3～0.5m，長 1.0m，間距 1.0m?？傆?jì)4段，長200m。

3.4 新建管理站

根據(jù)工程需要，在金沙村南新建管理房，管理站占地面積320m2，建管理房3間，建筑面積50m2，為磚混凝土結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)語

通過對金沙水庫大壩及溢流設(shè)施改造、輸水臥管修復(fù)及新建上壩道路和管理房等一系列工程措施，水庫的病險(xiǎn)問題得到了有效解決，從而使其更好地發(fā)揮防洪作用，確保了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。