大同縣營坊溝水庫除險加固設(shè)計方案探析

賀瑜

（山西省大同縣水務(wù)局，山西 大同 037300）

大同縣營坊溝水庫除險加固設(shè)計方案探析

賀瑜

（山西省大同縣水務(wù)局，山西 大同 037300）

介紹了大同縣營坊溝水庫工程概況，針對水庫存在的問題及安全隱患，進(jìn)行了分析，通過對水庫除險加固設(shè)計，確保水庫正常運(yùn)行。

水庫除險加固；工程地質(zhì)問題；大壩除險加固設(shè)計；探析

1 概況

營坊溝水庫位于大同縣倍加造鎮(zhèn)營坊溝村西，所在流域為海河流域桑干河支流坊城河一級支流尼河，壩址以上控制流域面積24.1km，河道長度6.02km，流域平均坡度0.65%，多年平均降雨量394mm。

營坊溝水庫原設(shè)計總庫容12萬m3，淤積1萬m3，近年來年均蓄水量3.5萬m3，年均灌溉面積0.01萬hm2，是一座以灌溉為主兼有水產(chǎn)養(yǎng)殖的?。?）型水庫，工程等級為V等，水工建筑物級別5級［1］。大壩類型為均質(zhì)土壩，最大壩高5m，長180m，壩頂寬度6m，上游坡降比為1∶3.0，下游坡降比為1∶2.0。營坊溝水庫泄水建筑物為泄洪管位于大壩左岸與壩軸線正交，管徑尺寸1.2m，最大泄量4.5m3/s。

2 存在問題

水庫1967年建成，多年來攔洪蓄水為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來可觀的效益，經(jīng)過40余年運(yùn)行出現(xiàn)了不同程度的病險情況，壩體年久失修，出現(xiàn)了壩坡沖刷、壩體沉降、泄洪管接觸滲漏、出口邊墻坍塌等不良現(xiàn)象，給水庫的安運(yùn)行帶來隱患。

2.1 庫區(qū)工程地質(zhì)

2.1.1 庫區(qū)滲漏

從庫區(qū)的地形、地貌方面來看，河流兩岸岸坡較緩，庫區(qū)處于低洼谷地，為周邊地區(qū)地表和地下水的排泄區(qū)；從巖性條件來看，兩岸庫底主要由上更新統(tǒng)沖洪積作用形成的低液限粉質(zhì)黏土構(gòu)成，可視為庫底隔水層，但壩體與壩基接觸帶為沖洪積作用（）的粗砂，其滲透性為中等透水，從地質(zhì)構(gòu)造條件來看，由于庫區(qū)構(gòu)造作用不明顯，未發(fā)現(xiàn)有構(gòu)造帶存在，不存在滲漏通道，從而形成庫區(qū)盆狀的儲水條件，因此庫區(qū)存在接觸滲漏的條件。

2.1.2 庫區(qū)淤積

庫區(qū)及其上游河谷均為第四系松散堆積物組成，多年來泥砂等細(xì)粒物質(zhì)通過洪水下移搬運(yùn)淤積于庫區(qū)。目前原大壩上游最大淤積厚度1m。

2.2 壩址區(qū)工程地質(zhì)

2.3 壩體工程地質(zhì)

2.3.1 壩體粉土

營坊溝水庫壩大壩為土壩，壩頂高程1030.16～1030.44m，庫水位1027.0m。庫水位以下壩體土有可能浸泡飽和，壩主體主要為低液限粉土，組成物質(zhì)較雜亂，均勻性差。據(jù)土工試驗資料，壩體粉土鉆孔及探井土樣液性指數(shù)均除K1-1大于0.75外，其均小于0.75，故壩體粉土基本不會液化，僅局部存在液化可能。

2.3.2 庫岸穩(wěn)定及庫區(qū)淤積

壩體填土巖性主要為低液限粉土，壩體結(jié)構(gòu)松散，組成物質(zhì)較雜亂，均勻性差。大壩存在壩基滲漏，滲透變形問題。壩頂無放浪墻，上游壩坡無護(hù)坡，壩后坡未設(shè)置排水設(shè)施，水蝕沖坑、沖溝多處［2］。

3 除險加固方案

針對水庫病、險情，為徹底消除其不安全隱患，確保水庫正常運(yùn)行，依據(jù)大壩安全鑒定評價結(jié)論及建議，擬定水庫除險加固方案為：壩基防滲；新建溢洪道；大壩上游壩坡干砌石護(hù)坡；下游增設(shè)排水排滲設(shè)施；壩頂增設(shè)防浪墻。

4 大壩除險加固設(shè)計

4.1 上游護(hù)坡處理

大壩上游原無護(hù)坡保護(hù)，本次設(shè)計對大壩上游壩坡增設(shè)護(hù)坡， 護(hù)砌范圍為1025.0m至壩頂（1030.0m）。將現(xiàn)壩坡雜草腐植土去掉，并將坑溝人工夯填后按除險加固坡比1∶3.0整平修理，由下至上依次鋪設(shè)兩布一膜土工布（規(guī)格為600g/m2），30cm厚卵礫混合料墊層和130cm厚干砌塊石護(hù)坡。

當(dāng)年筑壩時未進(jìn)行清基處理，壩體與壩基結(jié)合處有3～4m粗砂層，導(dǎo)致壩基存在嚴(yán)重滲透問題。木次設(shè)計在壩前距離壩腳4m處開挖截滲槽，深度5m，鋪設(shè)兩布一膜土工布截滲，土工布一直與壩頂防浪墻嵌接，形成整體防滲封閉。

4.2 大壩下游護(hù)坡

下游左右壩肩設(shè)混凝土U型渠橫向排水溝各一道，壩頂下游側(cè)設(shè)縱向排水溝。

壩坡下部新建貼坡排水長70m，設(shè)計頂寬1.2m，項高程1026.5m。排水體上層為40cm厚干砌石，下層為30cm卵礫混合料墊層（粒徑5～40mm）。

大壩現(xiàn)狀下游坡比1∶2.0，對大壩下游沖溝、沖坑填土夯填，壩下游坡采用C15混凝土菱形網(wǎng)格，網(wǎng)格內(nèi)種植草皮，營坊溝水庫大字鑲嵌。

4.3 壩頂結(jié)構(gòu)

壩項上游側(cè)增設(shè)防浪墻，防浪墻采用M7.5漿砌石砌筑，高1.0m，寬0.5m，基礎(chǔ)埋設(shè)深度1.2m，頂部采用現(xiàn)澆C15混凝土壓頂，厚10cm，兩側(cè)出沿5cm。防浪墻墻面M10水泥砂漿抹面厚2cm，每隔8m設(shè)1道伸縮縫。

壩頂寬6m，現(xiàn)狀混凝土路面寬3.5m，本次設(shè)計對壩頂剩余1.5m寬度鋪設(shè)20cm厚三合土路面整修。

4.4 溢洪道

營坊溝水庫溢洪道位于大壩左側(cè)，為開敞式岸邊溢洪道，全長68m，進(jìn)口控制段底高程1027.0m，矩形斷面，進(jìn)口水平段八字墻長10m，高3m，開口寬由14.0m漸縮為8m，控制段為交通橋，泄槽段底坡1/3，長9m，底寬8m；消力池長15m，護(hù)坦長8m，海漫長15m，海漫出口開挖明渠與下游河道相接［3］。

4.4.1 進(jìn)口段

漿砌石八字墻長10m，開口寬由14m漸縮為8m，墻高3m，背水面1∶0.4，基礎(chǔ)深1.2m，進(jìn)口高程1027.0m，底板0.8m厚漿砌石。

4.4.2 控制段

采用8m跨，6m寬，3m高公路橋設(shè)計，底板采用M7.5漿砌石，高程1027m，邊墻為M10漿砌石擋墻，墻高3m，背水面1∶0.5，基礎(chǔ)深1.5m，下鋪0.1m厚C10現(xiàn)澆混凝土墊層。

4.4.3 陡槽段

進(jìn)口高程1027.0m，水平長9m，i=l/3，底寬8m，斷面為矩形，邊墻為M7.5漿砌石結(jié)構(gòu)，頂寬0.6m，高3m，背水面1∶0.4，基礎(chǔ)深1.2m，陡槽底板與公路橋出口底板連接處加設(shè)齒坎，齒坎底寬0.6m，深0.4m，使底板間咬合牢固。連接處橫縫采用瀝青杉板填縫，651型止水帶，縫寬20mm，深50mm。

4.4.4 消力池

采用綜合式消能方式，池長15m，底寬8m，底板高程1024.0m，池尾設(shè)高0.5m高的消能坎，邊墻采用M7.5漿砌石擋墻，墻高4m，項寬為0.6m，外邊坡1∶0.4，基礎(chǔ)埋深1.2m，消力池底板由上至下依次為厚0.2m的C25鋼筋混凝土，厚0.8m漿砌石，消力池后部設(shè)間隔1m梅花狀布置的排水孔，相應(yīng)底板下墊厚0.2m的卵礫混合料墊層。

4.4.5 護(hù)坦斷面

護(hù)坦斷面為矩形，底板高程1020.0m，長8m，漿砌石底板厚0.8m，邊墻頂寬0.6m，高3m，外邊坡1∶0.4。

4.4.6 海漫

長10m，底板高程1020.0m。底板為鉛絲籠塊石，厚0.8m，防沖槽為干砌塊石，2.0m深。

海漫長度計算：

式中 Ht為下游水深（m）。

經(jīng)計算，Hp取15m。

大壩經(jīng)過加固，泄水建筑物得到維修，流域發(fā)生50年一遇洪水時，不會威脅大壩安全，對下游城鎮(zhèn)和人民的生命財產(chǎn)起到了保障作用。

5 結(jié)語

通過對水庫的除險加固，設(shè)計出適合不同情況的水庫除險加固方案，延長了水庫使用年限，保證水庫安全運(yùn)行，保障當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)發(fā)展，人民的生命財產(chǎn)安全。

［1］申明平.寧夏重點(diǎn)?。?）型病險水庫除險加固項目技術(shù)管理分析探討［J］.中國水利，2016（12）：21-24.

［2］歐陽建，彭海波.小型水庫除險加固技術(shù)審查若干要點(diǎn)及思考［J］.中國水利，2016（8）：35-37，51.

［3］高貴芬.關(guān)于水利大壩除險加固的設(shè)計及其施工分析［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（5）：196.

［4］王青惠.紅雁池水庫除險加固后大壩滲流監(jiān)測［J］.水利科技與經(jīng)濟(jì)，2016（3）：36-37.

［5］宋麗麗.打虎溝水庫除險加固方案探析［J］.陜西水利，2015（1）：84-85.

（責(zé)任編輯：姜彤宇）

Analysis of Datong county Yingfanggou reservoir reinforcement scheme

HE Yu
（Shanxi Datong county water authority,Datong 037300，China）

This article describes present situation of Datong county Yingfanggou reservoir project.Analysis of the existing problem of reservoir and protential safe hazard.In order to ensure the reservoir normal operation,the reinforcement design is explored.

reservoir reinforcement;engineering geological problems;reinforcement design of dam;explore and analysis

TV697.3

B

1672-9900（2017）01-0064-03

2016-07-26

賀 瑜（1980-），女（漢族），山西大同人，工程師，主要從事水利工程管理工作，（Tel）13546468785。