大寨湖水庫除險加固工程方案設(shè)計

■田東生

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院 山西 太原030024）

大寨湖水庫除險加固工程方案設(shè)計

■田東生

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院 山西 太原030024）

本文介紹了大寨湖水庫概況，分析了水庫存在的主要問題。針對水庫存在的問題，闡述了大壩加固、庫區(qū)坍塌治理、新建泄洪洞等方案設(shè)計。通過除險加固，可為下游耕地灌溉及下游村民生命財產(chǎn)安全提供有力保障。

大寨湖水庫除險加固泄洪洞

1 工程概況

大寨湖水庫位于山西省萬榮縣萬泉鄉(xiāng)柳家院村北800m，孤峰山北麓澗溝內(nèi)，屬于黃河—汾河—后溝流域，控制流域面積3.75km2，是一座以灌溉為主，兼顧防洪的?。?）型水庫。設(shè)計總庫容23.65萬m3，設(shè)計防洪庫容6.19萬m3。

工程由大壩、放水洞、輸水臥管三部分組成。

現(xiàn)狀大壩為均質(zhì)土壩，呈東西走向，壩頂長96m，壩高22.8m，壩頂寬5m，上游壩坡1:1.73，下游壩坡1:1。大壩左壩肩靠一土崖，有一條土路通過左壩肩可上大壩，大壩右壩肩位于平行于大壩的一條山溝溝口的土崖上，山溝與大壩下游山溝匯合。放水洞位于壩左側(cè)，洞長60m，斷面型式為城門洞型，寬1.26m，高1.84m，直立高度1.2m，漿砌石襯砌，無抹面。輸水臥管位于壩右側(cè)，為漿砌石，輸水量1m3/s。該水庫承擔(dān)著下游古城、柳家院、廟后、屬里4個村0.3萬人口及1500畝耕地的防洪任務(wù)。該水庫自建庫以來，從未正常蓄水運行。

2 存在主要問題

目前，水庫存在的主要問題為：1）大壩上、下游無干砌石護坡，壩坡雜草、檸條及樹株密布，對水庫安全穩(wěn)定運行構(gòu)成嚴(yán)重威脅；2）庫區(qū)兩岸岸坡存在坍塌問題；3）壩前淤積面已經(jīng)與放水洞底平齊；4）放水洞出口兩側(cè)翼墻損壞，洞身進口豎井及臥管淤堵，漿砌石砂漿剝蝕嚴(yán)重；5）水庫管理機構(gòu)形同虛設(shè)，無固定管理人員、無管理房屋、無通訊工具、無交通工具。

3 除險加固方案設(shè)計

3.1 大壩加固設(shè)計

壩體培厚：對壩體表面進行清基，清基厚度0.5m。加固后大壩壩頂高程878.3m，長103.5m，寬6.0m，上游壩坡1:2.5，下游壩坡1: 3.0，下游壩坡在868.30m高程處設(shè)一馬道，寬2.0m。上游壩坡為干砌石護坡，其下依次設(shè)碎石墊層300mm，粗砂墊層200mm，防滲土工膜和粗砂墊層200mm。下游采用草皮護坡，坡腳設(shè)干砌石排水棱體。壩頂采用C25混凝土路面，厚200mm，下設(shè)300mm厚水穩(wěn)層。上游側(cè)設(shè)混凝土護欄，下游側(cè)設(shè)排水溝。

壩基防滲：壩基河床分布混合土卵石層，存在滲透變形及壩基滲漏問題，壩基防滲采用混凝土防滲墻垂直防滲處理。防滲墻軸線布置在距離壩軸線上游31.0m處，防滲墻軸線長66.0m，最大墻高31.2m，墻體厚度0.8m。

3.2 庫區(qū)坍塌治理

水庫位于萬榮縣地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)，蓄水后庫區(qū)兩岸存在坍岸問題?，F(xiàn)庫區(qū)尾部存在兩個坍滑體，水庫蓄水后，可能促使或誘發(fā)坍滑體的再次滑動。因此本次設(shè)計對庫岸進行削坡。

削坡坡度原則上按正常蓄水位控制，分為水上開挖坡度和水下開挖坡度?？紤]波浪涌高和交通要求，確定高程878.3m（于壩頂高程一致）以下1:3.73（坡度15°），干砌石護坡厚500mm，下設(shè)砂礫石墊層300mm；高程878.3m以上坡度1:0.75，高程878.3m處設(shè)2.0m寬馬道，馬道內(nèi)側(cè)設(shè)排水溝。

3.3 放水洞封堵及新建泄洪洞

水庫現(xiàn)有泄洪設(shè)施為放水洞，洞身進口豎井及臥管淤堵，漿砌石砂漿剝蝕嚴(yán)重，出口兩側(cè)翼墻損壞，本次設(shè)計將放水洞封堵，在左岸新建泄洪洞。

新建泄洪洞進口為有壓短洞，洞身為無壓洞，由引渠段、進水塔、洞身和出口消力池四部分組成。有壓短洞進口頂部采用橢圓曲線，內(nèi)設(shè)一道事故檢修閘門和一道工作閘門，事故檢修閘門寬1.6m，高2.0m，工作閘門寬1.5m，高1.8m。泄洪洞進口底高程862.0m，出口底高程854.48m，長265.06m，縱坡1/25。洞身斷面采用城門洞型，寬2.5m，直墻段高2.0m，頂拱高1.25m，襯砌厚度400mm，噴100mm混凝土。頂拱120°范圍內(nèi)預(yù)留回填灌漿管。洞身每8m設(shè)一道伸縮縫。進水塔基礎(chǔ)采用混凝土灌注樁，樁徑0.8m，間排距2.5m，梅花形布置，深入地基20m。隧洞出口設(shè)8.0m長的擴散段，由2.5m擴散成5.5m，擴散段末端設(shè)消力池。消力池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，池底高程842.5m，池深3.5m，池長16.0m，壁厚0.5m。為防止出口水流淘刷池底，距離消力池下游3.0m處設(shè)一道混凝土齒墻，墻底高程838.0m，深8.0m，墻厚1.0m。

3.4 臥管改造

現(xiàn)狀輸水臥管位于大壩右側(cè)，為漿砌石結(jié)構(gòu)，斷面型式為城門洞型，底寬1.26m，高1.84m，直墻段高1.2m，漿砌石砂漿剝蝕嚴(yán)重，出口兩側(cè)翼墻損壞，本次設(shè)計在洞內(nèi)穿DN500鋼管供水，鋼管與涵洞之間采用C15素混凝土回填。鋼管末端設(shè)控制流量的閘閥。

4 結(jié)語

大寨湖水庫除險加固后，大壩壩體穩(wěn)定問題及庫區(qū)岸坡坍塌問題得到有效解決，為下游耕地灌溉及下游村民的生命財產(chǎn)安全提供了有力保障，能較好發(fā)揮水庫灌溉和防洪作用，同時可為類似小型水庫除險加固提供借鑒。

TV[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-12-449-1

田東生（1981～），男，2007年畢業(yè)于中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)水土工程專業(yè)，碩士研究生，工程師。