長春市南湖水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)

卞其棟，鞠 曄

（水利部松遼水利委員會(huì)，吉林 長春130021）

1 工程概況

南湖水庫位于長春市南湖公園內(nèi)，是長春市內(nèi)伊通河支流上的人工湖，水域面積0.96 km2，流域控制面積11.2 km2，正常蓄水位為214.30 m，總庫容410.72×104m3，主要建筑物級(jí)別為4 級(jí)，次要建筑物級(jí)別為5 級(jí)。該水庫始建于1935年偽滿時(shí)期，1937年攔洪蓄水，形成人工湖。該工程主要包括擋水土壩和溢洪道。

南湖水庫是長春市著名的水上風(fēng)景區(qū)，是長春市民休閑、娛樂、游覽的理想場所，一直是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。自大壩蓄水至今，已經(jīng)運(yùn)行了六十余年，其間未進(jìn)行過加固和修繕。由于南湖大壩建在天然地基上，修建時(shí)基礎(chǔ)未進(jìn)行處理，運(yùn)行期間一直存在嚴(yán)重的滲漏問題，而且擋水土壩壩頂高程不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，抵御洪水能力不足30年，危及水庫運(yùn)行安全，一旦潰壩將會(huì)給水庫下游造成巨大生命和財(cái)產(chǎn)損失。

除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)充分考慮城市建設(shè)和公園景觀設(shè)計(jì)，通過基礎(chǔ)滲漏處理解決城市道路常年翻漿破壞問題，壩頂和兩側(cè)壩坡設(shè)計(jì)融入公園景觀設(shè)計(jì)，溢洪道設(shè)計(jì)考慮運(yùn)行管理簡單，有自由流淌的水面與公園自然景觀呼應(yīng)。

2 壩址區(qū)地形地質(zhì)條件

南湖水庫大壩處河谷呈寬闊的“U”型谷。兩岸為黃土波狀臺(tái)地，沿河兩岸漫灘、階地不發(fā)育?；鶐r地層巖性為中生代白堊系下統(tǒng)青山口組的泥巖和砂巖；覆蓋層為新生代第四系中更新統(tǒng)荒山組上段（老黃土）的黃土和砂層，壩基覆蓋厚8.0～13.0 m，下部為延伸較長的中粗砂層透鏡體。

3 除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)特點(diǎn)

3.1 景觀設(shè)計(jì)

此次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)以人為本，工程建設(shè)與景觀創(chuàng)造完美結(jié)合，使工程變成一個(gè)關(guān)愛自然、體會(huì)自然、自然呵護(hù)人的和諧人文環(huán)境。設(shè)計(jì)遵循維護(hù)原有植被為主的生態(tài)改造原則，保存原來的良好植被并進(jìn)行優(yōu)化，為物種多樣性繁衍與發(fā)展創(chuàng)造條件，營造城市中的綠洲。

1）壩上路靠南湖一側(cè)設(shè)有景觀燈，9 m 設(shè)有一個(gè)，主要用來夜間照明，以形成夜間大壩燈光效果。兩燈之間以坐椅形式連接起來為人們停留此地提供休息。沿工農(nóng)大路一側(cè)設(shè)地埋燈。

2）大壩迎水坡護(hù)坡以綠色生態(tài)護(hù)坡為主，植有圖案草坪，臨工農(nóng)大路一側(cè)護(hù)坡保留原有植被進(jìn)行優(yōu)化。整個(gè)壩段設(shè)有3 個(gè)供人們休閑的階梯式休憩場地，使人們停留此處休息、觀賞南湖景色提供大的休憩場所，梯段上兩側(cè)設(shè)有地埋燈。

3）上游親水馬道距水面0.5 m，形成沿壩軸線的親水長廊，馬道上設(shè)有地埋燈，主要從安全性和夜間燈光效果考慮，形成與水面界限。

4）溢洪道周圍主要以綠色生態(tài)植物為主，溢洪道右側(cè)地勢平坦，設(shè)有一個(gè)供人們休閑娛樂的沙灘浴場，以綠色植物帶自然的將其與活動(dòng)場地隔離，場地中設(shè)有休閑亭、坐椅等景觀小品。

富有特色的主題項(xiàng)目是公園建設(shè)發(fā)展的起點(diǎn)，地域文化特色的營造則通過休閑景觀空間的調(diào)節(jié)處理來體現(xiàn)，通過景觀元素的刻畫向人們傳遞豐富而有內(nèi)涵的環(huán)境信息。

3.2 壩基覆蓋層內(nèi)中粗砂層高噴灌漿設(shè)計(jì)

在壩頂沿壩軸線方向采用高壓旋噴灌漿對壩基中粗砂層進(jìn)行處理，處理范圍包括大壩和溢洪道兩部分。壩頂至中粗砂層距離為12～16 m，土壩基礎(chǔ)中粗砂層厚度為0.50～4.30 m，溢洪道基礎(chǔ)中粗砂層厚度在3.30～4.30 m，高壓旋噴灌漿總長度394.03 m，大壩部分沿壩軸線布孔，長度為319.39 m，溢洪道部分長度為74.64 m，在溢洪道右側(cè)采用延長滲徑的方法來解決溢洪道的繞滲問題。高噴防滲墻向上深入粉質(zhì)粘土3.0 m，穿過中粗砂層向下深入基巖0.5 m，平均高度7 m 左右，高壓旋噴灌漿孔距1.0 m，形成的高噴灌漿板墻厚度在0.6 m 左右。

中粗砂層高噴灌漿對解決嚴(yán)重的壩基滲漏和溢流壩繞滲問題效果明顯，很好地解決了大壩下游壩腳常年壩基粘土大范圍飽和的問題，也解決了壩腳附近城市交通道路常年翻漿破壞問題。

3.3 右岸泄水建筑物設(shè)計(jì)

在大壩右壩頭布置泄水建筑物，布置形式為開敞式自由溢流溢洪道。進(jìn)口上游布置大“U”型攔污網(wǎng)，距堰體10 m，泄洪時(shí)最大過柵流速0.5 m/s。溢流堰為寬頂堰，堰體長20 m，寬2.3 m，高1.8 m，迎水面為直立面，下游用1∶4 坡與溢洪道底板相接。

溢洪道泄槽段由收縮轉(zhuǎn)彎段和跌水段兩部分組成。收縮轉(zhuǎn)底板起點(diǎn)頂高程為213.80 m，終點(diǎn)高程為211.86 m，泄槽底板比降為3%，軸向長度約64.63 m，溢洪道寬度由20 m 收縮到8 m，轉(zhuǎn)彎半徑為28 m。泄水段設(shè)兩級(jí)跌水消力池，泄水時(shí)形成跌水水面，很好地與公園自然景觀有機(jī)的結(jié)合，跌水段軸向長度20 m，泄槽寬8 m。

在溢洪道轉(zhuǎn)彎側(cè)布置泄水涵管，在水庫水質(zhì)受到嚴(yán)重污染時(shí)可降低庫水位，滿足水庫生態(tài)環(huán)境的要求。

4 結(jié) 語

經(jīng)過除險(xiǎn)加固后幾年運(yùn)行驗(yàn)證，工程設(shè)計(jì)既滿足了除險(xiǎn)加固的要求，也使得大壩和溢洪道成為公園景觀的重要組成部分。