石泉水库除险加固工程设计综述

杜婷婷

（长治市水土保持试验站，山西 长治 046000）

1 工程概况

石泉水库位于海河流域浊漳河南源岚水河支流丰宜河上，屯留县丰宜镇石泉村村西，距县城25 km。水库于1958年10月竣工投入运行，是一座以防洪为主，兼顾灌溉、水产养殖的小（一）型水库，坝址以上控制流域面积5.3 km2，总库容100万m3。工程等别为4等，其永久建筑物级别为：主要建筑物为4级、次要建筑物为5级、临时性建筑物为5级。

水库枢纽工程包括大坝、溢洪道和输水洞三部分。原设计为50年一遇设计，100年一遇校核。大坝为均质碾压式土坝，坝顶高程983.0m，坝长200.0m，最大坝高13.0m，坝顶宽4.0m，坝顶无防浪墙。上游坝坡 1∶3，干砌石护坡；下游坝坡 1∶2.5，草坡护坡，下游未设排水沟，坡脚无排水棱体。溢洪道位于大坝右岸，为开敞式正槽溢洪道，堰顶高程980.0m，溢洪道断面尺寸3m×5m（长×高），长350.0m。溢洪道为土基，未衬砌，最大泄量21.5m3/s。输水洞位于大坝左侧，涵卧管形式，浆砌石衬砌，进口高程974.4m，断面尺寸0.9m×0.6m（长×高），进口直径0.6m，最大泄量1.0m3/s。

水库主要保护丰宜村186户，726人，105.33 hm2耕地、乡村公路、35 kV变电站的生命财产安全。水库运行50多年来，对当地的生态环境建设、促进当地工农业生产发展做出了积极贡献，发挥了一定的经济效益和社会效益。

2 存在问题

水库运行50余年来，枢纽工程设施老化严重、年久失修，存在严重的安全隐患，防洪能力不达现行规范要求，汛期对下游村庄居民、公路等基础设施造成严重威胁，地方政府防汛压力很大。目前水库存在的问题主要有：水库抗洪能力不满足现行规范要求；大坝上游干砌石护坡损坏严重，下游坝坡无排水设施，坝顶无防浪墙；溢洪道位于土基上，未衬砌，泄槽两侧土体坍塌，交通桥过水断面不足，影响泄洪；输水洞卧管年久失修损毁严重；大坝无安全监测设施。

经安全评价鉴定，水库为三类坝，属病险水库，因此为确保水库工程安全运行，保护下游人民生命财产安全，必须对水库进行除险加固。

3 除险加固措施

3.1 大坝加固设计

本次大坝加固改造主要分为大坝上游干砌石翻修；下游维护改造，设置排水设施；坝顶路面硬化。

上游坝坡：拆除风化滑坍的护坡干砌石，重新砌筑30 cm厚的干砌石护坡，并在干砌石下铺设15 cm厚的碎石垫层和15 cm厚的砂垫层。

坝顶：坝顶宽度及高程保持不变；新建12 cm厚的沥青混凝土路面，并铺设15 cm厚的碎石垫层，预留1%向下游排水坡度；坝顶两侧设置0.12m×0.65m C20混凝土路沿石，坝顶上游侧新建1m高的防浪墙。

下游坝坡：更新草皮护坡，修建3道横向排水沟和2道岸坡排水沟，断面为现浇C20混凝土。贴坡排水采用干砌石结构，厚度30 cm，下设15 cm厚的碎石垫层和15 cm厚的砂垫层。

3.2 溢洪道改造设计

溢洪道位于水库大坝右端，在原平面位置基础上对溢洪道断面进行加大、衬砌等改造。改造后的溢洪道总长255m，其中引渠段长10m，控制段长6m，缓坡段长119m，陡坡消力池段长25m，尾水渠段长95m。控制段堰顶高程980.0m，Y0+041—Y0+045段上部设4.0m宽的交通桥。

溢洪道改造完成后，设计洪水时泄量为13.81m3/s，校核洪水时泄量为22.88m3/s。主要改造内容如下：

引渠段桩号Y0-010—Y0+000，底板纵坡-0.5%，底宽保持3.5m不变。引渠段段采用梯形贴坡形式，用C20钢筋混凝土砌筑，坡度1∶0.75，顶宽0.3m，底板厚0.4m，下铺设0.15m厚的碎石垫层。

控制段桩号Y0+000—Y0+006，采用宽顶堰形式，堰顶高程980.0m。控制段采用挡墙式结构，侧墙、底板均采用C20钢筋混凝土现浇。

缓坡段桩号Y0+006—Y0+125，底板宽3.5m，纵坡1%，缓坡段侧墙采用C20钢筋混凝土现浇，基础厚0.4m，侧墙顶宽0.35m。底板C20钢筋混凝土现浇，厚0.4m，下部铺设0.3m厚的碎石垫层。桩号Y0+041—Y0+045为1跨平板交通桥，C20钢筋混凝土现浇，侧墙顶宽0.5m，墙顶高程983.0m；桥板厚0.2m，底板厚0.4m。桥两侧设1.2m高的混凝土栏板。

陡坡段桩号Y0+125—Y0+140，长15m，纵坡11%，C20钢筋混凝土衬砌，断面形式为矩形混凝土槽。

消力池段桩号Y0+140—Y0+150，长10m，消力坎高度0.5m，C20钢筋混凝土衬砌。

尾水渠段桩号Y0+150—Y0+245，长95m，采用矩形贴坡复式断面。墙顶宽0.35m，边坡开挖比例在1∶0.75～1∶1，视实际情况而定。边墙每隔 20m 设一道结构缝，缝内设M7.5沥青砂浆。泄槽段侧墙设排水孔，UPVC管直径110 mm，孔后设反滤层。

3.3 输水洞改造设计

输水洞位于大坝左坝肩，此次维修主要内容包括：拆除原损坏的进口涵卧管台阶，用C20钢筋混凝土修补；对原卧管底板进行10 cm厚的C20混凝土衬砌，边墙采用2 cm厚的C20混凝土抹面，卧管盖板预制安装及止水安装。坝下涵管洞身进行底板10 cm C20混凝土衬砌和边墙2 cm水泥砂浆抹面。

4 结语

石泉水库除险加固实施后，工程达到了现行规范要求，消除了水库隐患，提高了水库防洪标准，保证了下游人民生命财产、交通设施等的安全，同时还兼顾了水产养殖等功能。