賈莊水庫樞紐工程除險加固工程設計

焦智紅

(屯留縣水利局 046100)

1 概況

賈莊水庫是海河流域南運河水系濁漳南源絳河支流石林河上的一座以防洪、灌溉為主的小(1)型水庫。位于屯留縣余吾鎮賈莊村西，地理坐標為:東經112°48'40″，北緯 36°23'45″。

賈莊水庫于1978年建成竣工。樞紐工程由大壩、溢洪道、輸水涵洞等三部分組成。水庫大壩為碾壓式均質土壩，現狀壩頂高程998m，最大壩高18.0m，壩頂長172m，壩頂寬4.0m，大壩上游壩坡坡比1∶3.0，為干砌石護坡，下游坡比1∶2.5，為草皮護坡，壩基無防滲工程;水庫淤積高度6.5m，淤積面高程為986.5m，淤積庫容達18.85萬m3。溢洪道位于庫區左側，原設計斷面尺寸高4m、寬14m，進口底高程994m，最大泄洪量10.3m3/s，土基未護砌。2009年對溢洪道進行了防汛應急處理，結構為鋼筋混凝土矩形，底寬7.0m，進口高程993m。

輸水洞位于大壩右側，形式為涵臥管，進口底高程986m，涵洞斷面尺寸1.1m×1.5m，洞長92m，最大泄洪量1.0m3/s。水庫大壩在1978年大壩迎水坡輸水洞出現兩個直徑為1.5m的塌坑，同年整修，恢復原狀。放水涵洞于2008年維修，結構基本完好。

2 存在的問題

2011年8月，進行了賈莊水庫安全鑒定，復核了大壩防洪標準，計算分析了大壩的滲透性及壩坡穩定，并對水庫的其他問題進行了分析評價。經專家評審鑒定，大壩為三類壩。

水庫目前存在的主要問題有:水庫現狀不滿足300年一遇校核的洪水標準;大壩上游干砌石護坡損毀嚴重，壩體填筑不均，下游壩坡不滿足穩定安全系數要求，且最陡處僅1∶1.7，局部損毀，未設任何排水設施;溢洪道進口未防護，邊墻高度不足，出口末端未完建;臥管損壞嚴重，蓋板丟失，不能正常運行;水庫無必要的工程及水文監測設施。

3 樞紐工程除險加固設計

水庫樞紐工程由大壩、溢洪道及放水涵臥管三部分組成。

3.1 大壩除險加固設計

針對大壩上游干砌石護坡損壞嚴重、下游壩坡不滿足穩定安全系數要求的現象，對上游進行整修、加固，對下游壩坡進行培厚和配套相應排水設施。

根據調洪計算，在校核洪水情況下，壩頂超高不滿足規范要求，此次增設防浪墻，加高后防浪墻頂高程為999m。

3.1.1 壩頂加寬，增設防浪墻及壩坡整修

由現場勘察情況知，現狀壩頂寬4.0m，大壩下游壩坡不滿足穩定安全系數要求，994m高程處存在寬8.0m的平臺，994m高程以上壩坡僅1∶1.7，對大壩抗滑結構穩定性不利。由于壩頂兼交通道路，根據《碾壓式土石壩設計規范》(SL 274—2001)并結合工程現狀，此次將壩頂向下游加寬至8.0m，壩坡整修到1∶3，994m高程處設2.5m寬的馬道。由調洪驗算結果知，現狀壩高不滿足防洪要求，此次設計在壩頂增設防浪墻，墻頂高出壩頂1.0m，頂寬0.5m，采用M7.5水泥砂漿石結構。

3.1.2 壩坡加固處理

根據現場實際情況和防洪要求，大壩上游壩坡護坡損毀嚴重，此次對其拆除重建，壩坡清坡整平后設厚30cm的干砌石護坡，下設厚20cm砂礫料墊層和15cm粗砂墊層。護坡坡腳伸入淤積層以下1.0m。下游壩坡采用草皮護坡。

3.1.3 排水溝

為了防止暴雨沖刷壩肩和下游壩坡，將水流送至壩腳以外，沿下游壩坡馬道內側及排水棱體下游各設縱向排水溝，在下游兩側壩肩各設一橫向排水溝，并與縱向排水溝相連。

橫向排水溝及馬道內側排水溝斷面尺寸為0.3m×0.3m，采用現澆C15混凝土砌筑，側墻和底板厚度均為0.1m。棱體下游排水溝斷面為梯形，采用M7.5水泥漿砌石砌筑，底寬0.5m、高0.5m，邊坡1∶1。

3.1.4 貼坡排水

壩下游坡腳現無反濾排水體，根據滲透穩定計算，在正常蓄水位降落時，逸出點在下游壩坡996.5m高程處，為了保護土壩下游邊坡不受沖刷，沿下游坡(0+037～0+156)設貼坡排水，貼坡頂面高程998m，從外到內依次是干砌塊石、碎石、砂礫料和粗砂，砌筑石塊應力求嵌緊。

3.1.5 壩頂道路

原壩頂道路為土路面，寬4.0m。雨天泥濘，影響管理人員巡察。此次改造設計壩頂寬度為8.0m，路面結構采用現澆C20混凝土路面，厚0.2m、寬7.5m，以1%橫坡向下游傾斜。

3.2 溢洪道改造設計

溢洪道位于大壩左岸，現狀全長126.7m，由進口段、控制段、泄槽段、消能設施四部分組成。

根據現場檢查，溢洪道結構完好，但進口段未護砌，此次采用M7.5水泥砂漿砌石進行護砌。經水力計算，控制段、泄槽緩坡段側墻高度不滿足泄洪要求，此次進行加高處理。控制段側墻加高2m，緩坡段側墻加高0.8～2.0m。均采用M7.5水泥砂漿砌石擋土墻結構，擋土墻底寬0.4m，邊坡1∶0.4，墻趾高0.4m，寬0.4m。溢洪道出口位于壩體下游壩坡腳，可能沖刷大壩，對大壩安全不利，此次新建50m輸水渠，將溢洪道下泄水流引至主河槽。輸水渠結構為矩形，底寬7.0m、高3.0m，側墻采用M7.5水泥砂漿砌石擋土墻結構，底寬 0.5m、高 1.25m，側墻基礎厚 0.5m、寬2.0m。底板采用M7.5水泥砂漿砌石，厚0.5m。

改造后溢洪道全長226.7m。

3.3 放水臥管修復設計

臥管位于大壩右岸土基上，由于臥管砌體剝蝕老化，放水孔蓋板丟失，無法正常運行，此次對其拆除重建。

臥管為矩形斷面，寬 0.6m、高 0.65m，坡比為1∶2.5，采用 M7.5水泥漿砌石砌筑，管臺設孔徑250mm的進水口，相鄰兩孔高差為0.4m，共24個進水孔，臥管底板間隔6.0m設置一道齒墻。設計消力池為矩形斷面，為砌石結構。

放水涵洞基本完好，此次不進行修復。

3.4 防汛搶險道路

水庫防汛搶險道路坡陡彎急，路面狹窄，遇到下雨，車輛根本無法通行。若不及時修建，將直接影響到大壩的防洪搶險。此次對小路進行拓寬，作為防汛搶險及上壩道路。路面采用20cm厚泥結碎石，厚0.2m、寬4.0m，兩側削坡坡度為1∶0.5，道路全長1.5km。

根據工程規模和實際需要，此次設計增加了大壩表面變形觀測設施。

大壩表面變形觀測包括壩面沉降觀測和壩面水平觀測。觀測橫斷面共設3個，樁號分別為0+047、0+085、0+112。每個橫斷面共設3個觀測點，上游壩肩外6.0m處1個，下游壩肩外3.0m處以及下游壩坡馬道各1個;大壩兩岸每排測點的延長線各布置1個起測基點;共設測點13個，這些測點兼做水平位移和沉降位移觀測測點。在下游1～2km范圍內布設3個水準基點。

4 結語

對賈莊水庫樞紐工程除險加固后，可消除大壩安全隱患，正常發揮水庫的防洪和灌溉效益，保護下游人民群眾的生命財產安全，改善庫區周圍的交通情況，特別是對當地農業灌溉有著重要意義。■

李軍.北營水庫除險加固工程措施簡述［J］.山西水利，2011(9):48.