暖泉溝水庫除險加固的必要性分析

郭青松

（忻州市水利勘測設(shè)計院 山西忻州 034000）

暖泉溝水庫除險加固的必要性分析

郭青松

（忻州市水利勘測設(shè)計院 山西忻州 034000）

通過對暖泉溝水庫大壩、溢洪道、泄水洞和監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀情況進行分析，依據(jù)忻州市水利勘測設(shè)計院對暖泉溝水庫大壩的安全鑒定論證及專家組鑒定，提出了水庫除險加固的迫切性和必要性，旨在確保水庫工程的安全運行和充分發(fā)揮水庫工程綜合效益。

暖泉溝水庫；除險加固；安全運行；必要性

1 工程情況概述

暖泉溝水庫樞紐工程位于寧武縣南24 km余莊鄉(xiāng)暖泉溝村南，暖泉溝是汾河一級支流洪河主溝，水庫控制流域面積50.3 km2，是一座以防洪、供水為主，兼顧養(yǎng)殖的綜合型水利樞紐工程。工程興建于1998年11月，擋水建筑物按淤地壩設(shè)計，防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)為300年一遇，總庫容479萬m3，2002年10月工程竣工。由于水庫運行過程中的滲透和侵蝕作用，壩體出現(xiàn)滲漏和局部破壞，2010年對水庫壩體實施加固處理，采取壩軸線高噴防滲墻、壩坡上游面混凝土塊替換、兩岸塌岸護砌、下游壩坡鋪筑草坪磚、棱體及排水溝維修等措施進行了加固和維護。2014年為了充分發(fā)揮水庫的防洪、供水等效益，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展需要，經(jīng)主管單位同意，暖泉溝淤地壩改變其性質(zhì)升級為水庫，并按水庫方式進行運行管理。

2 水庫設(shè)施現(xiàn)狀分析

暖泉溝水庫淤地壩在2010年加固改造后，樞紐工程由大壩、溢洪道和泄水洞組成，經(jīng)過幾年來的運行，各部分均出現(xiàn)不同程度的破壞，影響到水庫的安全運行。

2.1 壩體現(xiàn)狀情況

壩體為碾壓均質(zhì)土壩，設(shè)計壩頂高程為1 773.8 m，最大壩高15.5 m，壩頂寬5.0 m，壩頂總長205 m。大壩上游壩坡坡比為1∶3，高程1 767.3 m以下至壩腳采用模袋混凝土護坡，高程1 767.3 m以上至壩頂采用混凝土六棱塊護坡；下游壩坡坡比為1∶2.5，混凝土植草磚護坡，壩腳設(shè)干砌石棱體排水，下游壩坡設(shè)縱橫向排水溝及臺階。防滲墻采用水泥高噴防滲墻，防滲墻軸線布設(shè)在大壩上游側(cè)青石欄桿下，設(shè)計墻頂高程為1 772.8 m，墻基伸入建基巖面內(nèi)1.0 m。

壩體經(jīng)過幾年來的凍融、浸蝕，大壩壩體上游護坡局部破損，出現(xiàn)較大面積的翹裂和開裂，下游護坡隆起和塌陷現(xiàn)象較嚴(yán)重，排水棱體變形嚴(yán)重。經(jīng)實測，壩基滲透坡降大于允許值，壩體下游有13處滲水點，局部出現(xiàn)接觸沖刷和流土沖刷現(xiàn)象，存在滲透破壞隱患；左壩肩出現(xiàn)繞滲現(xiàn)象，接觸沖刷較為嚴(yán)重，同樣存在滲透破壞隱患。

2.2 溢洪道現(xiàn)狀情況

溢洪道布置于大壩右岸，由進口段、控制段、泄洪槽陡坡段、挑流消能段四部分組成，全長115.7 m。其中進口段長38.7m，底板高程1769.3m，直段寬度11.2m，控制段全長12.6 m。泄洪槽陡坡段全長64.4 m，分為兩個坡度，上段 10∶1，長度 20 m；下段 1∶5，長度 44.4 m，底寬均為9 m。末段為挑流消能段，長度5.4 m，反弧半徑6 m，挑角30°，反弧底高程為1 759.1 m。設(shè)計最大泄量為89.7 m3/s。

溢洪道現(xiàn)狀進口無淤積，控制段、陡坡段和挑流消能段結(jié)構(gòu)完好，下游挑流消能段后淤堵嚴(yán)重，行洪不暢。

2.3 泄水洞現(xiàn)狀情況

泄水洞由進水塔、無壓隧洞、出口消力池三部分組成。泄水洞布置在大壩右岸，緊靠溢洪道、和壩軸線夾角55°，進口位于溢洪道右側(cè)，進口高程為1760.1 m，出口高程1 756.8 m，隧洞斷面為城門洞型，底寬1.6 m，直墻高1.3 m，頂拱半徑0.8 m，縱坡1/55.6，整個泄水洞全長162.8 m。設(shè)計流量9.2 m3/s，最大流量9.65 m3/s，工作及檢修門均為1 m×1 m鑄鐵閘門控制，采用15 t手電兩用螺桿啟閉機控制。

泄水洞現(xiàn)狀進水塔上部結(jié)構(gòu)完好，鑄鐵閘門老化失修，啟閉機銹蝕損壞嚴(yán)重，泄水洞洞壁外側(cè)漏水嚴(yán)重，存在安全隱患；下游出口消能段護坦破損嚴(yán)重；泄水洞巖體破碎，漏水嚴(yán)重，影響著泄水洞的運行安全。

2.4 監(jiān)測系統(tǒng)

水庫現(xiàn)狀無監(jiān)測系統(tǒng)。大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)作為水庫安全運行的耳目，可以實時、準(zhǔn)確對降雨強度和雨量、大壩上下游水位、壩基浸潤線及壩基滲壓、大壩滲流量進行全天候連續(xù)的遠(yuǎn)程自動監(jiān)測，完整記錄水庫數(shù)據(jù)的動態(tài)變化過程，對原始數(shù)據(jù)進行計算、評估和處理，能借助計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)傳送到各個水庫運行管理部門。

水庫監(jiān)測系統(tǒng)是實時掌握水庫運行基本情況、保證大壩安全的科學(xué)管理設(shè)施，補充建設(shè)水庫監(jiān)測系統(tǒng)是非常迫切和必要的。

3 水庫安全評價

2015年4月，暖泉溝水庫大壩經(jīng)水利廳核定為三類壩。同年，忻州市水利勘測設(shè)計院接受寧武縣治汾指揮部委托，完成了對暖泉溝水庫大壩的安全鑒定論證，上報忻州市水利局后通過了省、市專家組評議鑒定，其鑒定結(jié)果為：（1）現(xiàn)狀水庫達(dá)到50年一遇洪水設(shè)計，300年一遇洪水校核，防洪安全性評價為B級；（2）大壩上下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足規(guī)范要求；溢洪道結(jié)構(gòu)完整，泄水洞為鋼筋混凝土襯砌，但泄水洞洞壁外側(cè)漏水嚴(yán)重，存在安全隱患，大壩結(jié)構(gòu)安全評價為B級；（3）壩體下游有13處滲水點，局部有土體顆粒被帶出現(xiàn)象，存在滲透破壞隱患；壩基滲透坡降大于允許值；左壩肩接觸部位和繞壩滲漏嚴(yán)重，存在安全隱患；泄水洞洞壁外側(cè)漏水嚴(yán)重，泄水洞和圍巖存在安全隱患，大壩滲透穩(wěn)定安全性評價為C級；（4）地震情況下壩體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足規(guī)范要求，大壩抗震安全評價為B級；（5）泄水洞閘門啟閉設(shè)備銹蝕破損嚴(yán)重，金屬結(jié)構(gòu)安全評價為C級。

4 結(jié)語

鑒于暖泉溝水庫存在的諸多問題，有必要對水庫進行除險加固處理，徹底消除大壩不穩(wěn)定隱患，提高水庫安全運行能力，以確保水庫工程的安全運行，保護下游人民群眾的生命財產(chǎn)安全，發(fā)揮水庫工程的綜合效益。

Analysis on the Necessity to Conduct the Danger-obviating and Consolidating Works for Nuanquangou Reservoir

GUO Qing-song

The present situations of the dam，the spillway，the spillway tunnel and the reservoir’s monitoring system of the Nuanquangou Reservoir are analyzed in the paper.According to the safety demonstration on this reservoir presented by the Xinzhou Water Conservacy Survey&Design Institute and the appraisement view by the expert group，the necessity and urgent need to conduct the danger-obviating and consolidating works for this reservoir are presented.Its purpose is to ensure the reservoir’s safety operation and to bring the engineering’s comprehensive benefit fully into play.

Nuanquangou Reservoir；obviating danger and consolidating；safety operation；necessity

TV697

B

1006-8139（2017）02-025-02

2017-01-08

2017-01-18

郭青松（1979-），男，2012年畢業(yè)于太原理工大學(xué)水利水電工程專業(yè)，工程師。