楊海艷

（山西省汾河二庫管理局，山西 太原 030012）

1 工程概況

蛤蟆神水庫地處呂梁市嵐縣王獅鄉(xiāng)蛤蟆神村，位于汾河一級支流嵐河的支流普明河上。水庫控制流域面積59km2，壩址以上河道長10.3km，流域平均寬度5.27km，縱坡33.5‰。

水庫由大壩、溢洪道和泄水灌溉洞組成。大壩為均質土壩，最大壩高26.5m，壩頂長335m，壩頂寬4m，壩頂高程1361.98m，未設防浪墻。大壩上游壩坡從下往上依次為1∶3，1∶2.5，變坡處設有1.5m寬的馬道。下游壩坡從下往上依次為1∶2.5，1∶2，變坡處設一1.5m寬的馬道。上游壩坡為干砌石護坡，下游壩坡為草皮護坡。大壩下游壩腳設排水棱體。溢洪道為開敞式土基溢洪道，末端為土基挑流，全長174m，堰頂高程1357.41m，由進口溢流段、泄槽段、出口挑流段三部分組成，設計最大泄量320m3/s。泄水灌溉洞位于大壩左岸，為壩下埋涵。全長129.6m，由進口段、進水塔段、無壓箱涵段、出口消力池段組成。泄水灌溉洞基礎座落在風化基巖上，設計泄量5.0m3/s。

2 存在問題

目前，蛤蟆神水庫樞紐建筑物存在不同程度的安全隱患，主要表現(xiàn)在幾方面：一是水庫防洪能力低、經(jīng)復核，水庫現(xiàn)狀防洪標準為20年一遇洪水設計，50年一遇洪水校核，未達設計標準。二是壩基、壩坡滲透破壞嚴重，雖未經(jīng)歷高水位考驗，大壩樁號0+080—0+110下游壩坡壩腳高8m處先后于1974年、1976年、1985年、1989年4次塌坑沉陷，經(jīng)歷次處理，但至今該處壩體、壩基仍存在管涌破壞問題。三是大壩壩基砂卵石層和右岸黃土臺地下覆古河道滲漏嚴重。四是下游壩坡不穩(wěn)定。經(jīng)復核計算，大壩最大斷面在設計、校核水位下，壩基滲透比降大于壩基允許水力比降，處于滲透破壞狀態(tài)；大壩下游壩坡在設計、校核水位下，壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)小于壩坡抗滑穩(wěn)定最小允許安全系數(shù)，下游壩坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。四是大壩下游排水棱體施工質量較差，反濾料未過篩，級配不當，未按設計要求鋪筑。五是大壩無安全監(jiān)測設施。六是泄水灌溉洞進水塔交通橋年久失修，排架及橋板多處錯位，欄桿大多損毀，橋面鋼筋多處外露。七是泄水灌溉洞進口閘閥啟閉設備原設計為手電兩用，因未安裝電動系統(tǒng)僅能手動，且檢修閘閥失靈，工作閘閥漏水嚴重。八是溢洪道進口段翼墻端部擋土墻沿伸縮縫向溢洪道內傾，一旦失穩(wěn)，溢洪道泄洪將危及壩坡安全。九是原設計中的溢洪道挑流鼻坎及溢洪道出口排洪溝大壩側防護工程，施工時未實施。溢洪道下覆黃土層具中等濕陷性，施工中未作處理。上壩公路跨溢洪道簡易橋不滿足防洪搶險要求。十是大壩管理站房屋為大壩建設期的簡易臨建房屋，目前多已坍塌。

經(jīng)鑒定，蛤蟆神水庫為3類病險水庫。為確保水庫安全運行，充分有效利用當?shù)厮Y源，必須對其除險加固。

3 除險加固方案

方案一：提高水庫防洪標準方案。采用壩頂設置防浪墻并加寬溢洪道方案，以提高水庫的防洪能力，不再加高壩體。

方案二：大壩壩體和壩基防滲處理方案。水庫大壩加固采用壩體單排高壓定噴防滲墻+壩基卵礫石覆蓋層雙排梅花型高壓定噴防滲墻方案。

方案三：溢洪道加固方案。由于蛤蟆神水庫現(xiàn)狀防洪標準不滿足規(guī)范要求，溢洪道需加寬至30m，且勘察中發(fā)現(xiàn)，溢洪道下覆地層為第四系上更新統(tǒng)坡洪積低液限粉土，具中等濕陷性。消除地基濕陷性，結合溢洪道加固及加寬至30m，確定將溢洪道全部拆除重建，對溢流堰段基礎采用8m深灰土擠密樁處理，泄槽段基礎方式為5m深翻夯，出口挑流段采用鋼筋混凝土樁基礎。

4 除險加固設計

4.1 大壩加固設計

大壩壩體及壩基采用雙排高壓定噴灌漿方式防滲，其中下游排軸線與大壩軸線重合，主要防滲范圍為壩基砂粒石覆蓋層，并伸入壩體3m，伸入下側風化巖層1m，樁號范圍為大壩0+025—0+316；上游排防滲范圍為大壩壩體、壩基砂粒石層及右壩肩黃土臺地，樁號范圍為大壩0+000—0+447，最大深度44.77m。高壓定噴孔距2.0m，排距1.0m，梅花型布置。大壩壩頂加寬培厚后，壩頂寬5m，下游壩坡坡度自上至下分別為 1∶2.5，1∶2.75，變坡處設一馬道，寬 1.5m，高程1346.48m。樁號0+080—0+110下游壩坡距壩腳高8m處塌坑，開挖后原壩體土分層夯填處理。大壩原排水棱體下游側局部拆除，在原排水棱體下游側新筑排水棱體，排水棱體頂寬2.0m，上游側沿原排水棱體下游壩坡砌筑，下游壩坡1∶2，基礎伸入壩基2.0m，頂高程1339.64m，高5.36m。排水棱體總長128m。排水棱體與壩體及原排水棱體之間設2層反濾層和1層過渡層，厚1.1m，棱體與壩基卵礫石層之間設1層反濾層和1層過渡層，厚0.7m。

大壩上游壩坡為干砌片石護坡，厚0.3m，護坡下部為0.4m厚砂礫料墊層，現(xiàn)破損嚴重，按原厚度從現(xiàn)狀淤積高程至壩頂全部拆除重新鋪筑。下游壩坡設水平排水溝2條，垂直排水溝2條，全部拆除，按原斷面尺寸采用M7.5漿砌石重新砌筑。大壩原下游岸坡排水溝在大壩下游壩坡加寬培厚后被掩埋，新筑岸坡排水溝采用M7.5砂漿砌片石砌筑，梯形斷面，底寬0.5m，深 0.5m，邊坡 1∶1。

為提高水庫的防洪標準，根據(jù)調洪演算結果，壩頂上游側增設M7.5漿砌石防浪墻，墻高1.2m，寬0.5m。防浪墻基礎采用擴大基礎，基底寬2.4m，伸入壩體2.2m。防浪墻每隔10m設一道伸縮縫，縫寬2cm，縫內填充瀝青麻絲。壩頂鋪設20cm厚泥結石路面，路面寬5m，路面橫坡2%，坡向下游側。下游側增設M7.5漿砌石排水溝，壁厚0.2m，過水斷面0.3m×0.3m，與下游壩坡排水溝銜接，完善排水系統(tǒng)。

4.2 溢洪道工程設計

進口溢流段長45m，由填土段、進口段、溢流堰組成。溢洪道進口段軸線與壩軸線垂直。其中進口填土段長 15m，填土最大寬度 50m，深 0～5m，坡度 1∶3，填土段采用0.4m厚干砌片石護坡，下設0.3m砂礫石墊層；進口段長20m，進口底寬由50m~30m。進口溢流段底板與側墻均為M7.5漿砌石結構，側墻高5m，側墻為重力式擋土墻。進口段及溢流堰段基礎采用8m深灰土擠密樁處理，灰土樁直徑400mm，間距800mm，正三角形布置。

泄槽段長127m，底坡1/30，底寬30m。底板與側墻均采用M7.5水泥砂漿砌石結構。泄槽段側墻為重力式擋土墻結構，頂寬0.8m?；A進行翻夯處理，翻夯深度5m。

挑流段長7m，底寬30m。挑流鼻坎反弧半徑8m，鼻坎頂高程1353.83m。底板與側墻為C25鋼筋混凝土結構，厚1.2m。擋水墻高2.0m。板和側墻由兩排間距5.0m、排距4m，每排7根的C20鋼筋混凝土樁基支承，直徑0.5～1.0m，深度15m。

4.3 交通橋設計

在壩軸線延長線上新建1座跨溢洪道交通橋，位于溢洪道0+060處，交通橋軸線與溢洪道軸線夾角90°。交通橋為裝配式鋼筋混凝土空心板橋，長30m，分3跨，每跨長9m，橋墩寬1.5m。橋面行車道寬6m，兩側均設0.8m寬人行道，并設混凝土欄桿。

4.4 泄水灌溉洞進水塔啟閉機室及交通橋加固設計

本次除險加固設計擬將啟閉機室和交通橋拆除重建。新建交通橋長39.2m，分為5跨，除大壩側端跨長7.2m外，其余跨長均為8.0m。橋面采用π型帶橫肋梁式結構。橋面維持原寬度，仍為2.5m，兩側設鋼筋混凝土欄桿，并與進水塔欄桿連接。橋下基礎采用鋼筋混凝土排架，排架下為鋼筋混凝土擴大基礎，基礎埋深1.5m。

4.5 大壩觀測設計

根據(jù)工程實際，設置了大壩表面變形觀測、滲流壓力觀測和滲流量觀測等觀測項目。

5 結語

蛤蟆神水庫是一座防洪、灌溉綜合利用的?。ㄒ唬┬退畮臁Ｓ捎诖髩未嬖趪乐氐乃訚B流穩(wěn)定問題，水庫一直處在空庫庫汛、低水位運用狀態(tài)。通過對蛤蟆神水庫進行除險加固，可確保水庫工程安全運行，為充分有效利用當?shù)厮Y源提供保障。