聶玉玲

（高平市水利局，山西 高平 048400）

1 概況

章莊水庫位于高平市原村鄉(xiāng)章莊村附近，是黃河流域沁河水系丹河支流許河的原村河上的一座以防洪為主，兼顧養(yǎng)殖的?。ǘ┬退畮臁？値烊?6萬m3，原設(shè)計興利庫容21萬m3，調(diào)洪庫容30萬m3，死庫容5萬m3；原設(shè)計汛限水位932.50m，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇，設(shè)計洪水位935.10m，校核標(biāo)準(zhǔn)100年一遇。根據(jù)2007年實測資料，水庫已淤積23.5萬m3。

水庫樞紐工程由大壩、溢洪道、臥涵輸水洞等建筑物組成，大壩、溢洪道為5級建筑物。水庫左岸緊鄰陵沁公路，交通便利。

章莊水庫于1958年10月開工，1960年3月竣工。建庫時受歷史條件限制，資料短缺、資金不足，且未采取質(zhì)量控制措施，致使工程質(zhì)量較差，遺留問題較多。為提高水庫的防洪標(biāo)準(zhǔn)和大壩的安全性，對水庫陸續(xù)進行過局部維修，但遺留問題未能徹底解決，50余年來一直帶病運行，水庫效益不能正常發(fā)揮。

水庫大壩為碾壓式均質(zhì)土壩，最大壩高17m，壩頂高程在936.35～937.31m之間，壩頂長度120m，壩頂寬度2.65～3.00m；壩頂無防浪墻；大壩上游邊坡1∶2.5，下游邊坡 1∶1.5，迎水坡為干砌石護坡。修建陵沁公路時，棄渣堆至下游壩坡，形成16～21.7m寬的平臺，平臺頂高程在934.22～934.88m之間，自然坡比1∶1.52～1∶1.95，存在滑坡隱患。

溢洪道位于大壩左岸，為開敞式寬頂堰，堰頂高程932.50m，總長170m，泄槽斷面型式為梯型，底寬3.0m，頂寬5.0m，深2m，縱坡 0.015，采用 M7.5漿砌石護砌。消能采用陡坡跌水，凈寬3m，無襯砌。

臥管輸水洞位于大壩右岸，輸水洞尺寸0.6m×0.9m。臥管為漿砌石結(jié)構(gòu)，共11階11孔，孔口直徑0.3m，最大泄量0.3m3/s，因年久失修，不能正常使用。

2 存在問題

一是工程防洪標(biāo)準(zhǔn)低，達(dá)不到部頒標(biāo)準(zhǔn)。二是壩頂無防浪墻，壩頂高低不平。下游壩坡堆有棄渣，且坡比較陡，存在滑坡隱患。三是溢洪道進口約100m范圍內(nèi)，緊鄰陵沁公路，庫岸無防護設(shè)施，且公路路面高程低于水庫校核標(biāo)準(zhǔn)洪水位，直接影響公路路基安全。四是溢洪道出口無消能設(shè)施，泄水沖刷壩腳，威脅大壩安全。五是臥涵輸水洞年久失修，不能正常使用。六是缺乏必要的大壩監(jiān)測設(shè)施。

3 加固方案

3.1 大壩加固工程

此次除險加固大壩壩軸線向下游偏移2.856m，壩頂寬由3m加寬至5m，壩頂長140m。改建后大壩壩頂高程為937.15m，壩頂上游側(cè)設(shè)防浪墻，防浪墻頂高程937.65m，寬0.5m，為M7.5漿砌料石結(jié)構(gòu)。壩頂下游側(cè)設(shè)路緣石，寬0.4m，高0.5m，露出路面0.1m，為M7.5漿砌塊石結(jié)構(gòu)。上游壩坡1∶2.5，采用反濾層加干砌塊石護坡，反濾層厚0.3m，干砌塊石厚0.3m，維持現(xiàn)狀。下游壩體壩坡1∶1.5，存在滑坡隱患。此次對其削坡至1∶2.5，上覆50cm厚的虛土和草皮護坡，并在壩坡增設(shè)縱橫向30cm×40cm的M7.5漿砌石排水溝。

壩頂路面采用C15混凝土路面，厚20cm，下鋪20cm厚的碎石墊層。路面坡度2%，傾向下游。

3.2 溢洪道加固工程

3.2.1 溢洪道設(shè)計泄量

根據(jù)調(diào)洪演算，20年一遇設(shè)計洪水情況下，溢洪道最大泄量28.41m3/s，相應(yīng)設(shè)計洪水位935.20m；200年一遇校核洪水情況下，溢洪道最大泄量57.92m3/s，相應(yīng)校核洪水位936.85m。

3.2.2 工程布置

引渠段（樁號 0＋000—0＋010）為溢洪道引渠段，底板為30cm厚的C20鋼筋混凝土；側(cè)墻為重力式擋土墻型式，墻頂高程937.40m，墻高4.90m，墻頂寬0.5m，底寬 2.76m，背坡 1∶0.4，采用 M7.5 漿砌石結(jié)構(gòu)；抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)最小值為1.21，大于規(guī)定值1.05，滿足抗滑穩(wěn)定要求。

控制段（樁號 0＋010—0＋015）溢流堰為開敞式寬頂堰型式，堰頂高程932.50m，堰長5m，凈寬4m。堰底板厚0.5m，采用C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；側(cè)墻為重力式擋土墻型式，墻頂高程937.40m，墻高4.90m，墻頂寬0.5m，底寬2.76m，背坡1∶0.4，采用M7.5漿砌石結(jié)構(gòu)；抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)最小值為1.21，大于規(guī)定值1.05，滿足抗滑穩(wěn)定要求。

泄槽段樁號0+015—0+185。其中，樁號0+015—0+105段為直線段，該段橫斷面為矩形，底坡1.3%。底板為0.3m厚的C20鋼筋混凝土，下鋪設(shè)30cm厚的碎石，縱橫向并設(shè)排水管。邊墻為M7.5漿砌石重力式擋土墻型式，墻高4.90～3.08m，墻頂寬0.5m，底寬2.76～1.83m，背坡 1∶0.4。

樁號0+105—0＋135為水平轉(zhuǎn)彎段，轉(zhuǎn)角62°，中心線轉(zhuǎn)彎半徑27.8m。該段橫斷面為矩形，底坡1.3%，底板為0.3m厚的C20鋼筋混凝土，下鋪設(shè)30cm厚的碎石；邊墻為M7.5漿砌石重力式擋土墻型式。墻高3.08m，墻頂寬 0.5m，底寬 2.03m，背坡 1∶0.4，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)最小值為1.18，大于規(guī)定值1.05，滿足抗滑穩(wěn)定要求。

樁號0+135—0＋185為陡槽段，該段橫斷面為矩形，底板為0.3m厚的C20鋼筋混凝土，下鋪設(shè)30cm厚的碎石；邊墻為M7.5漿砌石重力式擋土墻型式。墻高 3.08～6.30m，墻頂寬 0.5m，底寬 2.03～3.32m，背坡1∶0.4，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)最小值為1.18，大于規(guī)定值1.05，滿足抗滑穩(wěn)定要求。

消能段（樁號0+185—0+205）采用20年一遇設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，消力池長20m，坎高1.0m，消力池底板始端厚度0.6m，末端厚度1.2m。

溢洪道泄槽底板每隔10m設(shè)1道橫縫。泄槽邊墻分縫和底板橫縫一致。泄槽底板下設(shè)30cm厚的碎石排水和縱橫向無砂混凝土排水管，將水排至下游。

3．3 放水洞

臥管輸水洞位于大壩右岸，臥管為漿砌石結(jié)構(gòu)，由于年久失修，不能正常使用。此次對其維修改造，型式不變。

3.4 大壩安全監(jiān)測

此次除險加固工程對大壩增加了觀測設(shè)計，增設(shè)大壩變形觀測、大壩浸潤線觀測、大壩滲流量觀測等。

大壩變形觀測：包括大壩垂直位移觀測和水平位移觀測。大壩變形觀測垂直壩軸線在樁號0＋030，0＋060和0＋090處布置3排測點，平行壩軸線在壩頂上下游側(cè)布置2排測點，共9個。在左右岸布置工作基點和校核基點，共6個。

大壩壩基滲水壓力觀測：垂直壩軸線在樁號0＋045和0＋075處布置2排測壓管，平行壩軸線在壩頂上下游側(cè)布置3排測壓管，共6個。

大壩浸潤線觀測：垂直壩軸線在樁號0＋050，0＋065和0＋100處布置3排測壓管，分別在壩頂上游側(cè)、下游側(cè)、下游坡各布置1個測壓管，共9個。

大壩滲流量觀測：在壩后設(shè)縱向排水溝，將大壩滲水排向下游。

4 結(jié)語

章莊水庫除險加固工程共完成投資223.0532萬元，土石方開挖 5169.09m3，土方回填 2292.07m3，混凝土 581.4m3，鋼筋制安 13.91t，漿砌石 2928.46m3，壩坡削坡6657.98m3，下游草皮護坡3520m2。工程竣工后，取得了明顯的防洪效益和經(jīng)濟效益，大大提高了水庫蓄水能力，為水產(chǎn)養(yǎng)殖奠定了基礎(chǔ)。同時增加了水庫的調(diào)洪庫容，達(dá)到了20年設(shè)計、200年校核的防洪標(biāo)準(zhǔn)，有效保護了6.5km省道和下游原村鄉(xiāng)政府、原村鄉(xiāng)中學(xué)及8個村莊1.2萬人生命財產(chǎn)及耕地的安全。