漳泽水库除险加固工程设计简述

冯立平

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

1 工程概况

漳泽水库位于长治市以北20 km的交漳村，坝址以上干流长72.3 km，控制流域面积3176 km2，总库容4.27亿m3。是浊漳河南源干流上一座集工业、城市供水、防洪、灌溉，兼顾养鱼、旅游等综合利用的大（二）型水库。枢纽工程等别为Ⅱ等，主要建筑物大坝、溢洪道、泄水洞为2级。水库于1959年11月动工兴建，1960年4月建成并蓄水，1961年，1971年和1992年对溢洪道进行了改建，1963年和1989年两次对泄洪洞进行了改建。1989年10月28日—1995年，水库进行了最全面、最彻底的改建。通过改建，大坝加高5m，坝顶高程达910.0m（大沽高程，下同），正常高水位902.4m，设计洪水位903.6m，校核洪水位908.45m。水库达100年一遇洪水设计，2000年一遇洪水校核。工程区地震加速度值0.10 g，反应谱特征周期0.4 s，建筑物抗震设防烈度为7度。

工程由大坝、溢洪道、泄水洞和输水洞四部分组成。大坝为均质土坝，全长2514m，分主坝和副坝。主坝桩号0+000—0+874，长874m，最大坝高22.5m；副坝桩号0+874—2+514，长1640m，最大坝高17.5m。坝顶宽7m，为混凝土路面。坝顶高程910.0m，防浪墙高1.2m；溢洪道位于右岸坝轴桩号0+078处，全长304.0m，由上游护坦、铺盖、闸室段、陡槽段和挑流段组成，最大泄量2100m3/s；泄水洞位于主河槽左岸坝轴桩号0+800处，为土基上的坝下明流涵洞，全长97.0m，由进水塔、洞身、陡槽段、消力池、扩散段和海漫组成，设计泄量90m3/s；输水洞有2个，位于溢洪道右导墙上的为潞城史回泵站输水洞，进口底高程897.8m，设1.4m×1.4m平板钢闸门，由3 T电动手摇两用螺杆控制；位于坝轴桩号2+288处的为长治市郊区七一自流灌区输水洞，进口底高程897．0m，由出口阀门控制。两洞最大输水量均为2.0m3/s。

2 存在问题

由于卧管和进水塔修建年代较早，实际结构和尺寸情况调查不明确，现进水塔和卧管不能正常使用，因此必须对进水塔、坝下引水洞和出口阀室进行改建。

3 加固措施

3.1 进水塔改造

现状进水塔布设在大坝左坝肩，为塔筒式进水塔，现进水塔闸门无门槽，原设计混凝土闸门不能正常启闭，仅使用钢板进行封闭，卧管存在裂缝，不能正常使用，取水仅靠出口蝶阀控制，工程运行存在安全隐患，故本次增设进水塔。

新建进水塔采用钢筋混凝土塔筒结构，塔身长3.5m，宽2.8m，高7.4m。进水塔内设拦污栅和检修闸门，闸门尺寸1.4m×1.2m（高×宽），拦污栅与检修闸门共用一道闸槽。进水塔底板高程897.37m（根据实际开挖后实测高程调整）。进水塔底板与桩基础承台共用，底板厚1.5m。进水塔闸筒上游侧壁厚0.4m，下游侧壁厚0.5m，并设通气孔。检修平台高程905.0m，与马道齐平。进水塔检修平台至启闭机平台采用钢筋混凝土排架结构，启闭机平台高程908.5m，启闭机室内设一台QPQ-80 kN固定卷扬机。

在沉井内进水塔前后设渐变段与原坝下埋管相接。根据地质情况，进水塔基础为低液限黏土，地基承载力90~100 kPa，不满足设计要求，拟采用摩擦灌注桩基础。经计算，沉井内共设置7根摩擦灌注桩。灌注桩直径0.8m，间距2.8m，灌注桩与沉井中心距离2.8m，正三角形布置（任何2根桩的夹角均为60°），承台与进水塔底板共用，厚1.5m，灌注桩桩长10.0m。为便于施工，承台下设置0.8m厚夯插片石垫层。

3.2 引水洞改造

根据漳泽水库管理局资料，七一灌区引水洞分两段，上游约35m为钢筋混凝土管，直径1.4m，之后为浆砌石涵洞内铺钢管，长16.5m，本次改造对其分别采用不同方式加固处理。

3.2.1 钢筋混凝土管段

对内径1.4m的钢筋混凝土引水管段，采用洞内穿钢管、钢管与混凝土管之间回填细石混凝土的方式处理。考虑洞内穿管后管壁间回填施工难度较大，为便于施工，在原钢筋混凝土管内穿一根内径1.2m的钢管，壁厚12 mm，洞穿钢管长度初步拟定为35m，实际长度应根据施工情况修正。洞穿钢管底部紧贴原钢筋混凝土管，混凝土管和钢管之间回填细石混凝土，待混凝土干缩后对顶部进行回填灌浆。为保证回填均匀，在钢管外壁每隔2m焊接一道4 mm厚钢隔板，隔板距原钢筋混凝土管壁50 mm，每段钢管顶部预留一个200 mm圆孔供回填细石混凝土使用。

3.2.2 浆砌石涵洞段

1989年大坝改建加高时，延长了七一灌区引水洞，引水洞延长段为城门洞型，浆砌石结构，净宽2.6m，直段高1.5m，拱高0.8m，长约13.6m。洞内铺设两根内径80 cm的钢管。本次改造采用原有涵洞内新建钢筋混凝土衬砌的方式加固。新建钢筋混凝土衬砌紧贴原浆砌石涵洞内壁，厚0.3m，衬砌后引水洞仍为城门洞形，净宽2.0m，直段高1.12m，拱高0.58m。洞顶部120°范围内进行回填灌浆。引水洞内原引水钢管使用多年，锈蚀严重，本次设计将原钢管更换为一根内径1.0m的钢管，壁厚10 mm，上游与洞穿钢管连接，下游延伸至新建阀室内。钢管布置在引水洞底部中间，每隔2m设一个素混凝土支墩。

3.3 新建阀室

根据检查结果，坝后闸室浆砌石墙体有渗水，浆砌石墙体开裂，闸室内钢管及闸阀腐蚀严重，为安全起见，本次改造对闸室进行重建。为避免大坝大体积开挖，保留部分上游侧原浆砌石侧墙作为新建阀室施工挡土墙，其余部分拆除。新建阀室采用圆形，紧贴原浆砌石挡墙新建内径4.0m的C25钢筋混凝土阀室，墙厚0.3m。阀室内布置2台电动闸阀，一工一备，渠道进水流量由阀门控制。新建阀室总高7.0m，阀室底板高程896.78m，底板厚0.6m，顶板高程903.18m，屋面为现浇十字梁板结构，采用C25钢筋混凝土浇筑，梁尺寸300 mm×700 mm，屋面板厚150mm。阀室安装平台高程898.78m，沿阀室东北方向布置半圆形走道板，采用挑板形式，最大宽度1.15m，厚80~120 mm，走道板边设通往室内地面的旋转钢筋混凝土楼梯，走道板和楼梯边设不锈钢栏杆。阀室底面布置圆形集水坑，直径0.8m，深0.5m。厂区地面高程900.8m，与闸室安装平台高程相差约2.0m，因阀室内空间有限，将台阶布置在阀室外厂区，新砌筑M7.5浆砌条石台阶，宽1.5m，高2.0m，由此下至安装平台高程进入阀室。

4 几点建议

第一，七一灌区渠首卧管及原进水塔封堵为水下作业施工，施工难度大，是保证新建进水塔施工安全的关键，在施工中需采取安全保护措施，确保封堵工程质量；同时进水塔沉井内施工场地有限，必须妥善安排好施工。

第二，大坝运行期间做好观测记录，发现问题及时处理，保证大坝安全。

第三，新建进水塔与旧进水塔之间易淤积，故引水洞必须经常启用，防止进口段发生阻塞。