沁源县公益性水库维修养护项目施工设计

焦志丽

（长治市农村供水工程管理中心，山西 长治 046000）

1 自然地理概况

1.1 地理位置

沁源县位于山西省中南部，长治市西北部，地处太岳山东麓，系沁河发源地，东与沁县相连，南与屯留、安泽县接壤，西与古县、霍县、灵石县毗邻，北接介休市、平遥县，全境东西宽45 km，南北长74 km。

1.2 地质概况

本区地处山西省中南部的太岳山山脉，地势西北高东南低，高程 900～1 200 m，相对高差 60～300 m，地形起伏较大，沟谷发育，为剥蚀性中低山区。沁河为区内最大河流，两岸支流比较发育的主要有紫红河、李家庄河、兰河及李元河等，岸坡陡立，河流阶地发育，发育地层主要为寒武～奥陶系碳酸盐岩，岩性为灰岩、白云岩、白云质灰岩和泥质条带灰岩等，分布于本区西北部；石炭、二叠、三叠系陆相碎屑岩，岩性主要为砂岩、砂质泥岩和泥岩等，在本区广泛分布。

1.3 气象

沁源县属大陆性半干旱气候，春季干旱多风，春旱频发，夏季雨量较多，多发暴雨洪水等灾害，秋季多晴朗天气，冬季风大雪少。根据县气象局资料，年均气温8.7℃，多年平均降水量656.7mm，年际间变化幅度大，约382.9～869 mm。全年7～9月份降雨量最多，占全年降雨量的60%，多年平均蒸发量1 501.2 mm，冻土深0.75 m，无霜期90～150 d，年平均日照时数2 519 h。

1.4 地质构造及地震

本区大地构造上处于吕梁太行断块沁水块坳的郭道近南北向褶带北与沾尚-武乡-阳城北东向褶带之间，没有发现区域性断裂通过本区，地质构造稳定性好。项目区地震动峰值加速度为0.10 g，反应谱特征周期为0.45 s，地震基本烈度为7度。

2 水库基本情况

2.1 水库运行现状

2.1.1 李家庄水库

李家庄水库位于沁河一级支流李家庄河上，地处沁源县李家庄村东，距沁源县城4 km，属于小（一）型水库。该水库始建于1959年11月，于1960年建成蓄水，枢纽工程由大坝、溢洪道、输水洞三部分组成，大坝采用粘土斜墙坝填筑碾压。

原设计坝高26 m，总库容为237 m3，死水位为1 024.74 m，汛限水位为1 029.94 m，正常蓄水位1 032.94 m，无设计洪水位，校核洪水位为1 036.84 m死库容40万m3，兴利库容138万m3，调洪库容67.8 万 m3。

加固前坝高18.56 m，总库容为161万m3，死水位为1 024.74 m，汛限水位为1 031.6 m，正常蓄水位1 031.6 m，设计洪水位为1 032.85 m，校核洪水位为1 033.61 m，死库容40万m3，兴利库容为66.8万m3，调洪库容为46.49万m3。

2009年完成了李家庄除险加固工程，水库坝址以上控制流域面积26 km2，总库容为221.6万m3。坝高21.06 m，坝顶长248 m，坝顶宽度5 m，坝顶高程1 036.10 m，坝上游坝坡 1∶2.3，下游坝坡 1∶2∶2.5，防浪墙高1 m。溢流道在大坝的右边，进口堰顶高程1 030.5 m，溢洪道长144 m，底宽12 m，最大泄洪量321.8 m3/s。泄洪输水洞位于大坝左岸，采用进水塔型式，进口底高程为1 024.74 m，洞长80 m，最大泄流量2.3 m3/s。

主要特征水位和特征库容。加固完成后设计洪水位1 033.7 m，校核洪水位1 036.0 m，正常蓄水位1 030.5 m，汛限水位1 030.5 m，死水位1 025.35 m，死库容13.3万m3，兴利库容为62.5万m3，调洪库容为145.8 万 m3。

工程建成后，保护了下游李家庄村800余口人、233.33 hm2耕地，县城环城路公路1.5 km，乡镇公路1.6 km，县城沁河琴泉大桥的安全。

2.1.2 支角水库

支角水库位于黄河流域沁河支流青龙河上，地处沁源县法中乡北合则村南。工程于1974年建成，是一座以防洪为主，兼顾灌溉的小（二）型水库。水库总库容55万m3，设计防洪标准为20年一遇，校核洪水200年一遇。水库枢纽由碾压式粘土心墙大坝、开敞式溢洪道和卧管式输水洞组成，坝顶高程1 160.4 m，最大坝高为15.5 m，坝长102 m，坝顶宽度为4 m，最大坝高15.5 m，坝长为102 m，坝顶宽度4 m。

水库上游无水利工程，水库下游河道防洪标准较低，支角水库是一座以防洪为主、兼顾灌溉的小（二）型水库，水库保护下游董家沟、支角、庄上等3个村1 600余人、180多hm2耕地、400多间房屋以及20 km县乡公路的安全。每年可提供灌溉用水10万m3，促进下游社会经济又快又好地发展。

2.2 存在问题

李家庄水库：溢洪道进水口右侧边坡未进行防护；坝顶防浪墙围网破损。

支角水库：溢洪道泄槽段底板混凝土表面损坏，出现露骨麻面现象；海漫末端容易发生掏涮，侧墙为干砌石，稳定性较差。

2.3 工程维修养护方案

李家庄水库：新建M 7.5浆砌石护坡，桩号0+052—0+205，长153 m，平均坡长8.5 m。坝顶更换新铁丝围网248 m。维修旧蓄水池1座，池壁凿毛清洗后做1∶2砂浆抹面，池底采用C20混凝土护底，溢水管道改造48 m，新建阀门井一座。

支角水库：泄槽段底板加铺混凝土面层921.5 m2；新建格网石笼海漫末端防冲段280 m2，M7.5浆砌石侧墙23 m。

3 维修养护设计

3.1 李家庄水库维修养护设计

3.1.1 浆砌石护坡

本次对溢洪道进口右侧桩号0+052—0+205进行护坡，采用M 7.5浆砌石砌筑防护，长度153 m，平均坡长8.5 m，护坡面积1 300.5 m2。

本次护坡设计采用等截面形式，护坡厚度0.5 m。护脚宽1.5 m，高1.0 m，墙基础承载力不小于0.15 MPa。护坡所用砂、石等材料要求质地均匀、清洁，石料强度不低于MU 30，无裂缝，不易风化，表面无泥土等。

护坡沿线路方向每隔15 m留伸缩缝一道，缝宽2 cm，缝内用油毛毡填塞。每隔2 m按上下左右呈梅花形交错布置，最下一排泄水孔位置高出地面50 cm。泄水孔采用直径50 cm PVC管，泄水孔向外横坡为3%。泄水孔后设置“土工布+砂石”反滤层，以防淤塞。土工布规格为300 g/m2、强度等级为Ⅱ级，砂砾石堆筑厚度为300 mm，反滤层应选用颗粒大小均匀的砂石材料分层填埋。

护坡内有树的地方圈树井，保护树木不受损害。

3.1.2 铁丝围网

采用1.8 m高，3.5 mm粗框架网孔90 mm×170 mm的铁丝围网对原有破损的围网进行更换，围网间距3m，立柱直径48 mm。

3.1.3 管理站蓄水池维修

维修旧蓄水池1座（200 m3），池内凿毛清洗后，池壁做1∶2防水砂浆抹面155.74 m2，厚2 cm，池底采用C 20混凝土护底，厚10 cm。

溢水管道重新布置，长48 m，新建阀门井1座。

3.2 支角水库维修养护设计

3.2.1 泄水槽底板维修

原病害底板凿除疏松、风化、剥蚀层，至新鲜混凝土面，用高压水冲洗干净。凿毛清洗后采用10 cm厚的C 30混凝土作砌护，中间设置钢筋网片（钢筋直径5.0 mm，网孔20 cm×20 cm），并与植筋焊接固定，横纵方向每5 m一个。混凝土保护层厚度5 cm。

纵向在底板与边墙连接处及底板中心设置3条伸缩缝，横向每10 m设置一条伸缩缝，缝宽20 cm，采用沥青油毛毡填缝。

3.2.2 海漫末端防冲段

采用格网石笼砌筑，下铺设土工布。网箱规格5m×1 m×0.5 m，部分不规则地带采用异形笼。土工布采用短丝无纺布，规格300 g/m2。其性能应满足《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》（SL/T 225-98）和《土工合成材料测试规程》（SL/T 235-1999）。土工布宽6 m，搭接长度20 cm。凡是有孔洞、厚度明显变薄或性能不能满足要求的材料，不能用于工程。

网片采用专业厂家生产的机编六边形网，网丝采用热镀锌-5%铝合金钢丝，钢丝的抗拉强度350～500 MPa，伸长率≥12%。网箱网孔100 mm×120 mm，网丝径2.7 mm，边丝径3.4 mm。

填充石料必须密实、坚硬、新鲜、抗风化，表层不能风化、带土，且小于网目大小的石料不得超过15%。网箱内必须同时均匀投料，每层填筑20～30 cm，并以机械或人工整平。填充石料如有缝隙，需以小石料填塞，外部裸露部位的石料需以人工砌垒、摆放整齐，以求美观。

先拆除原干砌石挡墙，新建侧墙采用M 7.5浆砌石，高2.5 m，顶宽 0.5 m，基础宽2.5 m，长 23 m（单侧长20 m）。基础开挖后，进行压实，要求压实度达到93%以上。

3.2.3 清淤工程

大坝上游清淤750 m2，平均厚度为1 m。

4 施工组织设计

4.1 施工总布置

4.1.1 施工分区

结合工程特点、行政区划、便于施工等情况，本次维修养护工程，两个水库共设置1个施工点，分别组织各水库的工程施工。

4.1.2 辅助作业

混凝土、砂浆系统。根据本工程建筑物布局分散的特点，在各施工点配备一台0.4 m3移动式搅拌机。

供电系统。本工程的特点为分布分散、面广、密度不大，施工用电均由当地电力网络供给。另外各施工点配备小型柴油发电机1台，作为备用。

施工用水。工程施工用水、生活用水利用当地居民用水。

4.2 通讯系统及其它

通讯设备以移动电话为主，不再另行配备；机械修理养护在县城进行，不设专门的机械修配厂。

临建工程。临时工程主要指在各施工点修建的库房，临时生活用房，施工道路等。库房、临时生活用房采用以租赁附近民房为主，建简易工棚为辅的方式解决，尽可能租用民房。

工程弃渣。本工程所有开挖料全部用于回填，不新增弃渣，回填土料需要临时堆放，将表面拍实，雨季还要在土体表面覆盖蛇皮布，以防止雨水对松散土体的冲刷。

4.3 施工进度计划

根据项目要求和工程规模，本工程设计施工期3个月，计划于2020年6月初开工，9月底全部竣工。

5 结论

通过工程维修养护，进一步消除水库工程的安全隐患，确保水库大坝、溢洪道工程的安全，保证了水库下游人畜饮水和防洪保安任务及人民群众的生命财产安全，确保了水库正常蓄水和灌溉，为粮食增产增收提供了保证，有效改善了当地人民群众的生活条件，社会效益和经济效益显著。