石泉水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)綜述

杜婷婷

（長(zhǎng)治市水土保持試驗(yàn)站，山西 長(zhǎng)治 046000）

1 工程概況

石泉水庫(kù)位于海河流域濁漳河南源嵐水河支流豐宜河上，屯留縣豐宜鎮(zhèn)石泉村村西，距縣城25 km。水庫(kù)于1958年10月竣工投入運(yùn)行，是一座以防洪為主，兼顧灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖的?。ㄒ唬┬退畮?kù)，壩址以上控制流域面積5.3 km2，總庫(kù)容100萬(wàn)m3。工程等別為4等，其永久建筑物級(jí)別為：主要建筑物為4級(jí)、次要建筑物為5級(jí)、臨時(shí)性建筑物為5級(jí)。

水庫(kù)樞紐工程包括大壩、溢洪道和輸水洞三部分。原設(shè)計(jì)為50年一遇設(shè)計(jì)，100年一遇校核。大壩為均質(zhì)碾壓式土壩，壩頂高程983.0m，壩長(zhǎng)200.0m，最大壩高13.0m，壩頂寬4.0m，壩頂無(wú)防浪墻。上游壩坡 1∶3，干砌石護(hù)坡；下游壩坡 1∶2.5，草坡護(hù)坡，下游未設(shè)排水溝，坡腳無(wú)排水棱體。溢洪道位于大壩右岸，為開(kāi)敞式正槽溢洪道，堰頂高程980.0m，溢洪道斷面尺寸3m×5m（長(zhǎng)×高），長(zhǎng)350.0m。溢洪道為土基，未襯砌，最大泄量21.5m3/s。輸水洞位于大壩左側(cè)，涵臥管形式，漿砌石襯砌，進(jìn)口高程974.4m，斷面尺寸0.9m×0.6m（長(zhǎng)×高），進(jìn)口直徑0.6m，最大泄量1.0m3/s。

水庫(kù)主要保護(hù)豐宜村186戶，726人，105.33 hm2耕地、鄉(xiāng)村公路、35 kV變電站的生命財(cái)產(chǎn)安全。水庫(kù)運(yùn)行50多年來(lái)，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境建設(shè)、促進(jìn)當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展做出了積極貢獻(xiàn)，發(fā)揮了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2 存在問(wèn)題

水庫(kù)運(yùn)行50余年來(lái)，樞紐工程設(shè)施老化嚴(yán)重、年久失修，存在嚴(yán)重的安全隱患，防洪能力不達(dá)現(xiàn)行規(guī)范要求，汛期對(duì)下游村莊居民、公路等基礎(chǔ)設(shè)施造成嚴(yán)重威脅，地方政府防汛壓力很大。目前水庫(kù)存在的問(wèn)題主要有：水庫(kù)抗洪能力不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求；大壩上游干砌石護(hù)坡?lián)p壞嚴(yán)重，下游壩坡無(wú)排水設(shè)施，壩頂無(wú)防浪墻；溢洪道位于土基上，未襯砌，泄槽兩側(cè)土體坍塌，交通橋過(guò)水?dāng)嗝娌蛔悖绊懶购?；輸水洞臥管年久失修損毀嚴(yán)重；大壩無(wú)安全監(jiān)測(cè)設(shè)施。

經(jīng)安全評(píng)價(jià)鑒定，水庫(kù)為三類(lèi)壩，屬病險(xiǎn)水庫(kù)，因此為確保水庫(kù)工程安全運(yùn)行，保護(hù)下游人民生命財(cái)產(chǎn)安全，必須對(duì)水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固。

3 除險(xiǎn)加固措施

3.1 大壩加固設(shè)計(jì)

本次大壩加固改造主要分為大壩上游干砌石翻修；下游維護(hù)改造，設(shè)置排水設(shè)施；壩頂路面硬化。

上游壩坡：拆除風(fēng)化滑坍的護(hù)坡干砌石，重新砌筑30 cm厚的干砌石護(hù)坡，并在干砌石下鋪設(shè)15 cm厚的碎石墊層和15 cm厚的砂墊層。

壩頂：壩頂寬度及高程保持不變；新建12 cm厚的瀝青混凝土路面，并鋪設(shè)15 cm厚的碎石墊層，預(yù)留1%向下游排水坡度；壩頂兩側(cè)設(shè)置0.12m×0.65m C20混凝土路沿石，壩頂上游側(cè)新建1m高的防浪墻。

下游壩坡：更新草皮護(hù)坡，修建3道橫向排水溝和2道岸坡排水溝，斷面為現(xiàn)澆C20混凝土。貼坡排水采用干砌石結(jié)構(gòu)，厚度30 cm，下設(shè)15 cm厚的碎石墊層和15 cm厚的砂墊層。

3.2 溢洪道改造設(shè)計(jì)

溢洪道位于水庫(kù)大壩右端，在原平面位置基礎(chǔ)上對(duì)溢洪道斷面進(jìn)行加大、襯砌等改造。改造后的溢洪道總長(zhǎng)255m，其中引渠段長(zhǎng)10m，控制段長(zhǎng)6m，緩坡段長(zhǎng)119m，陡坡消力池段長(zhǎng)25m，尾水渠段長(zhǎng)95m?？刂贫窝唔敻叱?80.0m，Y0+041—Y0+045段上部設(shè)4.0m寬的交通橋。

溢洪道改造完成后，設(shè)計(jì)洪水時(shí)泄量為13.81m3/s，校核洪水時(shí)泄量為22.88m3/s。主要改造內(nèi)容如下：

引渠段樁號(hào)Y0-010—Y0+000，底板縱坡-0.5%，底寬保持3.5m不變。引渠段段采用梯形貼坡形式，用C20鋼筋混凝土砌筑，坡度1∶0.75，頂寬0.3m，底板厚0.4m，下鋪設(shè)0.15m厚的碎石墊層。

控制段樁號(hào)Y0+000—Y0+006，采用寬頂堰形式，堰頂高程980.0m。控制段采用擋墻式結(jié)構(gòu)，側(cè)墻、底板均采用C20鋼筋混凝土現(xiàn)澆。

緩坡段樁號(hào)Y0+006—Y0+125，底板寬3.5m，縱坡1%，緩坡段側(cè)墻采用C20鋼筋混凝土現(xiàn)澆，基礎(chǔ)厚0.4m，側(cè)墻頂寬0.35m。底板C20鋼筋混凝土現(xiàn)澆，厚0.4m，下部鋪設(shè)0.3m厚的碎石墊層。樁號(hào)Y0+041—Y0+045為1跨平板交通橋，C20鋼筋混凝土現(xiàn)澆，側(cè)墻頂寬0.5m，墻頂高程983.0m；橋板厚0.2m，底板厚0.4m。橋兩側(cè)設(shè)1.2m高的混凝土欄板。

陡坡段樁號(hào)Y0+125—Y0+140，長(zhǎng)15m，縱坡11%，C20鋼筋混凝土襯砌，斷面形式為矩形混凝土槽。

消力池段樁號(hào)Y0+140—Y0+150，長(zhǎng)10m，消力坎高度0.5m，C20鋼筋混凝土襯砌。

尾水渠段樁號(hào)Y0+150—Y0+245，長(zhǎng)95m，采用矩形貼坡復(fù)式斷面。墻頂寬0.35m，邊坡開(kāi)挖比例在1∶0.75～1∶1，視實(shí)際情況而定。邊墻每隔 20m 設(shè)一道結(jié)構(gòu)縫，縫內(nèi)設(shè)M7.5瀝青砂漿。泄槽段側(cè)墻設(shè)排水孔，UPVC管直徑110 mm，孔后設(shè)反濾層。

3.3 輸水洞改造設(shè)計(jì)

輸水洞位于大壩左壩肩，此次維修主要內(nèi)容包括：拆除原損壞的進(jìn)口涵臥管臺(tái)階，用C20鋼筋混凝土修補(bǔ)；對(duì)原臥管底板進(jìn)行10 cm厚的C20混凝土襯砌，邊墻采用2 cm厚的C20混凝土抹面，臥管蓋板預(yù)制安裝及止水安裝。壩下涵管洞身進(jìn)行底板10 cm C20混凝土襯砌和邊墻2 cm水泥砂漿抹面。

4 結(jié)語(yǔ)

石泉水庫(kù)除險(xiǎn)加固實(shí)施后，工程達(dá)到了現(xiàn)行規(guī)范要求，消除了水庫(kù)隱患，提高了水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)，保證了下游人民生命財(cái)產(chǎn)、交通設(shè)施等的安全，同時(shí)還兼顧了水產(chǎn)養(yǎng)殖等功能。