沁源縣公益性水庫維修養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目施工設(shè)計(jì)

焦志麗

（長治市農(nóng)村供水工程管理中心，山西 長治 046000）

1 自然地理概況

1.1 地理位置

沁源縣位于山西省中南部，長治市西北部，地處太岳山東麓，系沁河發(fā)源地，東與沁縣相連，南與屯留、安澤縣接壤，西與古縣、霍縣、靈石縣毗鄰，北接介休市、平遙縣，全境東西寬45 km，南北長74 km。

1.2 地質(zhì)概況

本區(qū)地處山西省中南部的太岳山山脈，地勢西北高東南低，高程 900～1 200 m，相對高差 60～300 m，地形起伏較大，溝谷發(fā)育，為剝蝕性中低山區(qū)。沁河為區(qū)內(nèi)最大河流，兩岸支流比較發(fā)育的主要有紫紅河、李家莊河、蘭河及李元河等，岸坡陡立，河流階地發(fā)育，發(fā)育地層主要為寒武～奧陶系碳酸鹽巖，巖性為灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r和泥質(zhì)條帶灰?guī)r等，分布于本區(qū)西北部；石炭、二疊、三疊系陸相碎屑巖，巖性主要為砂巖、砂質(zhì)泥巖和泥巖等，在本區(qū)廣泛分布。

1.3 氣象

沁源縣屬大陸性半干旱氣候，春季干旱多風(fēng)，春旱頻發(fā)，夏季雨量較多，多發(fā)暴雨洪水等災(zāi)害，秋季多晴朗天氣，冬季風(fēng)大雪少。根據(jù)縣氣象局資料，年均氣溫8.7℃，多年平均降水量656.7mm，年際間變化幅度大，約382.9～869 mm。全年7～9月份降雨量最多，占全年降雨量的60%，多年平均蒸發(fā)量1 501.2 mm，凍土深0.75 m，無霜期90～150 d，年平均日照時(shí)數(shù)2 519 h。

1.4 地質(zhì)構(gòu)造及地震

本區(qū)大地構(gòu)造上處于呂梁太行斷塊沁水塊坳的郭道近南北向褶帶北與沾尚-武鄉(xiāng)-陽城北東向褶帶之間，沒有發(fā)現(xiàn)區(qū)域性斷裂通過本區(qū)，地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性好。項(xiàng)目區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10 g，反應(yīng)譜特征周期為0.45 s，地震基本烈度為7度。

2 水庫基本情況

2.1 水庫運(yùn)行現(xiàn)狀

2.1.1 李家莊水庫

李家莊水庫位于沁河一級支流李家莊河上，地處沁源縣李家莊村東，距沁源縣城4 km，屬于?。ㄒ唬┬退畮?。該水庫始建于1959年11月，于1960年建成蓄水，樞紐工程由大壩、溢洪道、輸水洞三部分組成，大壩采用粘土斜墻壩填筑碾壓。

原設(shè)計(jì)壩高26 m，總庫容為237 m3，死水位為1 024.74 m，汛限水位為1 029.94 m，正常蓄水位1 032.94 m，無設(shè)計(jì)洪水位，校核洪水位為1 036.84 m死庫容40萬m3，興利庫容138萬m3，調(diào)洪庫容67.8 萬 m3。

加固前壩高18.56 m，總庫容為161萬m3，死水位為1 024.74 m，汛限水位為1 031.6 m，正常蓄水位1 031.6 m，設(shè)計(jì)洪水位為1 032.85 m，校核洪水位為1 033.61 m，死庫容40萬m3，興利庫容為66.8萬m3，調(diào)洪庫容為46.49萬m3。

2009年完成了李家莊除險(xiǎn)加固工程，水庫壩址以上控制流域面積26 km2，總庫容為221.6萬m3。壩高21.06 m，壩頂長248 m，壩頂寬度5 m，壩頂高程1 036.10 m，壩上游壩坡 1∶2.3，下游壩坡 1∶2∶2.5，防浪墻高1 m。溢流道在大壩的右邊，進(jìn)口堰頂高程1 030.5 m，溢洪道長144 m，底寬12 m，最大泄洪量321.8 m3/s。泄洪輸水洞位于大壩左岸，采用進(jìn)水塔型式，進(jìn)口底高程為1 024.74 m，洞長80 m，最大泄流量2.3 m3/s。

主要特征水位和特征庫容。加固完成后設(shè)計(jì)洪水位1 033.7 m，校核洪水位1 036.0 m，正常蓄水位1 030.5 m，汛限水位1 030.5 m，死水位1 025.35 m，死庫容13.3萬m3，興利庫容為62.5萬m3，調(diào)洪庫容為145.8 萬 m3。

工程建成后，保護(hù)了下游李家莊村800余口人、233.33 hm2耕地，縣城環(huán)城路公路1.5 km，鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路1.6 km，縣城沁河琴泉大橋的安全。

2.1.2 支角水庫

支角水庫位于黃河流域沁河支流青龍河上，地處沁源縣法中鄉(xiāng)北合則村南。工程于1974年建成，是一座以防洪為主，兼顧灌溉的?。ǘ┬退畮臁Ｋ畮炜値烊?5萬m3，設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，校核洪水200年一遇。水庫樞紐由碾壓式粘土心墻大壩、開敞式溢洪道和臥管式輸水洞組成，壩頂高程1 160.4 m，最大壩高為15.5 m，壩長102 m，壩頂寬度為4 m，最大壩高15.5 m，壩長為102 m，壩頂寬度4 m。

水庫上游無水利工程，水庫下游河道防洪標(biāo)準(zhǔn)較低，支角水庫是一座以防洪為主、兼顧灌溉的?。ǘ┬退畮欤畮毂Ｗo(hù)下游董家溝、支角、莊上等3個(gè)村1 600余人、180多hm2耕地、400多間房屋以及20 km縣鄉(xiāng)公路的安全。每年可提供灌溉用水10萬m3，促進(jìn)下游社會(huì)經(jīng)濟(jì)又快又好地發(fā)展。

2.2 存在問題

李家莊水庫：溢洪道進(jìn)水口右側(cè)邊坡未進(jìn)行防護(hù)；壩頂防浪墻圍網(wǎng)破損。

支角水庫：溢洪道泄槽段底板混凝土表面損壞，出現(xiàn)露骨麻面現(xiàn)象；海漫末端容易發(fā)生掏涮，側(cè)墻為干砌石，穩(wěn)定性較差。

2.3 工程維修養(yǎng)護(hù)方案

李家莊水庫：新建M 7.5漿砌石護(hù)坡，樁號0+052—0+205，長153 m，平均坡長8.5 m。壩頂更換新鐵絲圍網(wǎng)248 m。維修舊蓄水池1座，池壁鑿毛清洗后做1∶2砂漿抹面，池底采用C20混凝土護(hù)底，溢水管道改造48 m，新建閥門井一座。

支角水庫：泄槽段底板加鋪混凝土面層921.5 m2；新建格網(wǎng)石籠海漫末端防沖段280 m2，M7.5漿砌石側(cè)墻23 m。

3 維修養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)

3.1 李家莊水庫維修養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)

3.1.1 漿砌石護(hù)坡

本次對溢洪道進(jìn)口右側(cè)樁號0+052—0+205進(jìn)行護(hù)坡，采用M 7.5漿砌石砌筑防護(hù)，長度153 m，平均坡長8.5 m，護(hù)坡面積1 300.5 m2。

本次護(hù)坡設(shè)計(jì)采用等截面形式，護(hù)坡厚度0.5 m。護(hù)腳寬1.5 m，高1.0 m，墻基礎(chǔ)承載力不小于0.15 MPa。護(hù)坡所用砂、石等材料要求質(zhì)地均勻、清潔，石料強(qiáng)度不低于MU 30，無裂縫，不易風(fēng)化，表面無泥土等。

護(hù)坡沿線路方向每隔15 m留伸縮縫一道，縫寬2 cm，縫內(nèi)用油毛氈填塞。每隔2 m按上下左右呈梅花形交錯(cuò)布置，最下一排泄水孔位置高出地面50 cm。泄水孔采用直徑50 cm PVC管，泄水孔向外橫坡為3%。泄水孔后設(shè)置“土工布+砂石”反濾層，以防淤塞。土工布規(guī)格為300 g/m2、強(qiáng)度等級為Ⅱ級，砂礫石堆筑厚度為300 mm，反濾層應(yīng)選用顆粒大小均勻的砂石材料分層填埋。

護(hù)坡內(nèi)有樹的地方圈樹井，保護(hù)樹木不受損害。

3.1.2 鐵絲圍網(wǎng)

采用1.8 m高，3.5 mm粗框架網(wǎng)孔90 mm×170 mm的鐵絲圍網(wǎng)對原有破損的圍網(wǎng)進(jìn)行更換，圍網(wǎng)間距3m，立柱直徑48 mm。

3.1.3 管理站蓄水池維修

維修舊蓄水池1座（200 m3），池內(nèi)鑿毛清洗后，池壁做1∶2防水砂漿抹面155.74 m2，厚2 cm，池底采用C 20混凝土護(hù)底，厚10 cm。

溢水管道重新布置，長48 m，新建閥門井1座。

3.2 支角水庫維修養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)

3.2.1 泄水槽底板維修

原病害底板鑿除疏松、風(fēng)化、剝蝕層，至新鮮混凝土面，用高壓水沖洗干凈。鑿毛清洗后采用10 cm厚的C 30混凝土作砌護(hù)，中間設(shè)置鋼筋網(wǎng)片（鋼筋直徑5.0 mm，網(wǎng)孔20 cm×20 cm），并與植筋焊接固定，橫縱方向每5 m一個(gè)?；炷帘Ｗo(hù)層厚度5 cm。

縱向在底板與邊墻連接處及底板中心設(shè)置3條伸縮縫，橫向每10 m設(shè)置一條伸縮縫，縫寬20 cm，采用瀝青油毛氈填縫。

3.2.2 海漫末端防沖段

采用格網(wǎng)石籠砌筑，下鋪設(shè)土工布。網(wǎng)箱規(guī)格5m×1 m×0.5 m，部分不規(guī)則地帶采用異形籠。土工布采用短絲無紡布，規(guī)格300 g/m2。其性能應(yīng)滿足《水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（SL/T 225-98）和《土工合成材料測試規(guī)程》（SL/T 235-1999）。土工布寬6 m，搭接長度20 cm。凡是有孔洞、厚度明顯變薄或性能不能滿足要求的材料，不能用于工程。

網(wǎng)片采用專業(yè)廠家生產(chǎn)的機(jī)編六邊形網(wǎng)，網(wǎng)絲采用熱鍍鋅-5%鋁合金鋼絲，鋼絲的抗拉強(qiáng)度350～500 MPa，伸長率≥12%。網(wǎng)箱網(wǎng)孔100 mm×120 mm，網(wǎng)絲徑2.7 mm，邊絲徑3.4 mm。

填充石料必須密實(shí)、堅(jiān)硬、新鮮、抗風(fēng)化，表層不能風(fēng)化、帶土，且小于網(wǎng)目大小的石料不得超過15%。網(wǎng)箱內(nèi)必須同時(shí)均勻投料，每層填筑20～30 cm，并以機(jī)械或人工整平。填充石料如有縫隙，需以小石料填塞，外部裸露部位的石料需以人工砌壘、擺放整齊，以求美觀。

先拆除原干砌石擋墻，新建側(cè)墻采用M 7.5漿砌石，高2.5 m，頂寬 0.5 m，基礎(chǔ)寬2.5 m，長 23 m（單側(cè)長20 m）?；A(chǔ)開挖后，進(jìn)行壓實(shí)，要求壓實(shí)度達(dá)到93%以上。

3.2.3 清淤工程

大壩上游清淤750 m2，平均厚度為1 m。

4 施工組織設(shè)計(jì)

4.1 施工總布置

4.1.1 施工分區(qū)

結(jié)合工程特點(diǎn)、行政區(qū)劃、便于施工等情況，本次維修養(yǎng)護(hù)工程，兩個(gè)水庫共設(shè)置1個(gè)施工點(diǎn)，分別組織各水庫的工程施工。

4.1.2 輔助作業(yè)

混凝土、砂漿系統(tǒng)。根據(jù)本工程建筑物布局分散的特點(diǎn)，在各施工點(diǎn)配備一臺(tái)0.4 m3移動(dòng)式攪拌機(jī)。

供電系統(tǒng)。本工程的特點(diǎn)為分布分散、面廣、密度不大，施工用電均由當(dāng)?shù)仉娏W(wǎng)絡(luò)供給。另外各施工點(diǎn)配備小型柴油發(fā)電機(jī)1臺(tái)，作為備用。

施工用水。工程施工用水、生活用水利用當(dāng)?shù)鼐用裼盟?/p>

4.2 通訊系統(tǒng)及其它

通訊設(shè)備以移動(dòng)電話為主，不再另行配備；機(jī)械修理養(yǎng)護(hù)在縣城進(jìn)行，不設(shè)專門的機(jī)械修配廠。

臨建工程。臨時(shí)工程主要指在各施工點(diǎn)修建的庫房，臨時(shí)生活用房，施工道路等。庫房、臨時(shí)生活用房采用以租賃附近民房為主，建簡易工棚為輔的方式解決，盡可能租用民房。

工程棄渣。本工程所有開挖料全部用于回填，不新增棄渣，回填土料需要臨時(shí)堆放，將表面拍實(shí)，雨季還要在土體表面覆蓋蛇皮布，以防止雨水對松散土體的沖刷。

4.3 施工進(jìn)度計(jì)劃

根據(jù)項(xiàng)目要求和工程規(guī)模，本工程設(shè)計(jì)施工期3個(gè)月，計(jì)劃于2020年6月初開工，9月底全部竣工。

5 結(jié)論

通過工程維修養(yǎng)護(hù)，進(jìn)一步消除水庫工程的安全隱患，確保水庫大壩、溢洪道工程的安全，保證了水庫下游人畜飲水和防洪保安任務(wù)及人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，確保了水庫正常蓄水和灌溉，為糧食增產(chǎn)增收提供了保證，有效改善了當(dāng)?shù)厝嗣袢罕姷纳顥l件，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。