贾庄水库枢纽工程除险加固工程设计

焦智红

(屯留县水利局 046100)

1 概况

贾庄水库是海河流域南运河水系浊漳南源绛河支流石林河上的一座以防洪、灌溉为主的小(1)型水库。位于屯留县余吾镇贾庄村西，地理坐标为:东经112°48'40″，北纬 36°23'45″。

贾庄水库于1978年建成竣工。枢纽工程由大坝、溢洪道、输水涵洞等三部分组成。水库大坝为碾压式均质土坝，现状坝顶高程998m，最大坝高18.0m，坝顶长172m，坝顶宽4.0m，大坝上游坝坡坡比1∶3.0，为干砌石护坡，下游坡比1∶2.5，为草皮护坡，坝基无防渗工程;水库淤积高度6.5m，淤积面高程为986.5m，淤积库容达18.85万m3。溢洪道位于库区左侧，原设计断面尺寸高4m、宽14m，进口底高程994m，最大泄洪量10.3m3/s，土基未护砌。2009年对溢洪道进行了防汛应急处理，结构为钢筋混凝土矩形，底宽7.0m，进口高程993m。

输水洞位于大坝右侧，形式为涵卧管，进口底高程986m，涵洞断面尺寸1.1m×1.5m，洞长92m，最大泄洪量1.0m3/s。水库大坝在1978年大坝迎水坡输水洞出现两个直径为1.5m的塌坑，同年整修，恢复原状。放水涵洞于2008年维修，结构基本完好。

2 存在的问题

2011年8月，进行了贾庄水库安全鉴定，复核了大坝防洪标准，计算分析了大坝的渗透性及坝坡稳定，并对水库的其他问题进行了分析评价。经专家评审鉴定，大坝为三类坝。

水库目前存在的主要问题有:水库现状不满足300年一遇校核的洪水标准;大坝上游干砌石护坡损毁严重，坝体填筑不均，下游坝坡不满足稳定安全系数要求，且最陡处仅1∶1.7，局部损毁，未设任何排水设施;溢洪道进口未防护，边墙高度不足，出口末端未完建;卧管损坏严重，盖板丢失，不能正常运行;水库无必要的工程及水文监测设施。

3 枢纽工程除险加固设计

水库枢纽工程由大坝、溢洪道及放水涵卧管三部分组成。

3.1 大坝除险加固设计

针对大坝上游干砌石护坡损坏严重、下游坝坡不满足稳定安全系数要求的现象，对上游进行整修、加固，对下游坝坡进行培厚和配套相应排水设施。

根据调洪计算，在校核洪水情况下，坝顶超高不满足规范要求，此次增设防浪墙，加高后防浪墙顶高程为999m。

3.1.1 坝顶加宽，增设防浪墙及坝坡整修

由现场勘察情况知，现状坝顶宽4.0m，大坝下游坝坡不满足稳定安全系数要求，994m高程处存在宽8.0m的平台，994m高程以上坝坡仅1∶1.7，对大坝抗滑结构稳定性不利。由于坝顶兼交通道路，根据《碾压式土石坝设计规范》(SL 274—2001)并结合工程现状，此次将坝顶向下游加宽至8.0m，坝坡整修到1∶3，994m高程处设2.5m宽的马道。由调洪验算结果知，现状坝高不满足防洪要求，此次设计在坝顶增设防浪墙，墙顶高出坝顶1.0m，顶宽0.5m，采用M7.5水泥砂浆石结构。

3.1.2 坝坡加固处理

根据现场实际情况和防洪要求，大坝上游坝坡护坡损毁严重，此次对其拆除重建，坝坡清坡整平后设厚30cm的干砌石护坡，下设厚20cm砂砾料垫层和15cm粗砂垫层。护坡坡脚伸入淤积层以下1.0m。下游坝坡采用草皮护坡。

3.1.3 排水沟

为了防止暴雨冲刷坝肩和下游坝坡，将水流送至坝脚以外，沿下游坝坡马道内侧及排水棱体下游各设纵向排水沟，在下游两侧坝肩各设一横向排水沟，并与纵向排水沟相连。

横向排水沟及马道内侧排水沟断面尺寸为0.3m×0.3m，采用现浇C15混凝土砌筑，侧墙和底板厚度均为0.1m。棱体下游排水沟断面为梯形，采用M7.5水泥浆砌石砌筑，底宽0.5m、高0.5m，边坡1∶1。

3.1.4 贴坡排水

坝下游坡脚现无反滤排水体，根据渗透稳定计算，在正常蓄水位降落时，逸出点在下游坝坡996.5m高程处，为了保护土坝下游边坡不受冲刷，沿下游坡(0+037～0+156)设贴坡排水，贴坡顶面高程998m，从外到内依次是干砌块石、碎石、砂砾料和粗砂，砌筑石块应力求嵌紧。

3.1.5 坝顶道路

原坝顶道路为土路面，宽4.0m。雨天泥泞，影响管理人员巡察。此次改造设计坝顶宽度为8.0m，路面结构采用现浇C20混凝土路面，厚0.2m、宽7.5m，以1%横坡向下游倾斜。

3.2 溢洪道改造设计

溢洪道位于大坝左岸，现状全长126.7m，由进口段、控制段、泄槽段、消能设施四部分组成。

根据现场检查，溢洪道结构完好，但进口段未护砌，此次采用M7.5水泥砂浆砌石进行护砌。经水力计算，控制段、泄槽缓坡段侧墙高度不满足泄洪要求，此次进行加高处理。控制段侧墙加高2m，缓坡段侧墙加高0.8～2.0m。均采用M7.5水泥砂浆砌石挡土墙结构，挡土墙底宽0.4m，边坡1∶0.4，墙趾高0.4m，宽0.4m。溢洪道出口位于坝体下游坝坡脚，可能冲刷大坝，对大坝安全不利，此次新建50m输水渠，将溢洪道下泄水流引至主河槽。输水渠结构为矩形，底宽7.0m、高3.0m，侧墙采用M7.5水泥砂浆砌石挡土墙结构，底宽 0.5m、高 1.25m，侧墙基础厚 0.5m、宽2.0m。底板采用M7.5水泥砂浆砌石，厚0.5m。

改造后溢洪道全长226.7m。

3.3 放水卧管修复设计

卧管位于大坝右岸土基上，由于卧管砌体剥蚀老化，放水孔盖板丢失，无法正常运行，此次对其拆除重建。

卧管为矩形断面，宽 0.6m、高 0.65m，坡比为1∶2.5，采用 M7.5水泥浆砌石砌筑，管台设孔径250mm的进水口，相邻两孔高差为0.4m，共24个进水孔，卧管底板间隔6.0m设置一道齿墙。设计消力池为矩形断面，为砌石结构。

放水涵洞基本完好，此次不进行修复。

3.4 防汛抢险道路

水库防汛抢险道路坡陡弯急，路面狭窄，遇到下雨，车辆根本无法通行。若不及时修建，将直接影响到大坝的防洪抢险。此次对小路进行拓宽，作为防汛抢险及上坝道路。路面采用20cm厚泥结碎石，厚0.2m、宽4.0m，两侧削坡坡度为1∶0.5，道路全长1.5km。

根据工程规模和实际需要，此次设计增加了大坝表面变形观测设施。

大坝表面变形观测包括坝面沉降观测和坝面水平观测。观测横断面共设3个，桩号分别为0+047、0+085、0+112。每个横断面共设3个观测点，上游坝肩外6.0m处1个，下游坝肩外3.0m处以及下游坝坡马道各1个;大坝两岸每排测点的延长线各布置1个起测基点;共设测点13个，这些测点兼做水平位移和沉降位移观测测点。在下游1～2km范围内布设3个水准基点。

4 结语

对贾庄水库枢纽工程除险加固后，可消除大坝安全隐患，正常发挥水库的防洪和灌溉效益，保护下游人民群众的生命财产安全，改善库区周围的交通情况，特别是对当地农业灌溉有着重要意义。■

李军.北营水库除险加固工程措施简述［J］.山西水利，2011(9):48.