□王洪興（商丘市金龍水利工程有限公司）

0 引言

長期以來,水利工程在防洪、排澇、抗旱、減災(zāi)等方面對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了重大的貢獻(xiàn),同時(shí)在工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)灌溉、居民生活、生態(tài)環(huán)境等生產(chǎn)經(jīng)營管理中發(fā)揮了巨大作用。所以應(yīng)該加強(qiáng)對水利工程建設(shè)的重視程度，保證水利工程建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展。在水利工程中，大壩工程是其重要的組成部分，其質(zhì)量的好壞直接影響水利工程建設(shè)的整體質(zhì)量。

1 沙蔣水庫概況

沙蔣水庫位于河南省林州市陵陽鎮(zhèn)沙蔣村東約lkm 處，屬于海河流域衛(wèi)河水系，是洹河支流上的一座以防洪、工業(yè)供水和灌溉為主的?。?）型水庫，是紅旗渠灌區(qū)調(diào)蓄配套工程。水庫上游控制河道長度0.80km，河道比降10.65×10-2，壩址以上控制流域面積0.50km2,水庫總庫容18 萬m3，興利庫容13 萬m3，死庫容0.70 萬m3，設(shè)計(jì)灌溉面積33.33hm2。沙蔣水庫下游有官莊西水庫和橫水鎮(zhèn)海洼村，保護(hù)人口1000 余人，耕地80hm2，另外在下游500m 處有建成的林長高速。沙蔣水庫在發(fā)揮防洪和灌溉作用的同時(shí)，還為紅旗渠經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)提供水源，對林州市工業(yè)建設(shè)發(fā)揮重要作用。

沙蔣水庫下游緊鄰的官莊西水庫控制流域面積l.00km2。洪水標(biāo)準(zhǔn)為20a 一遇設(shè)計(jì)，200a 一遇校核。正常蓄水位193.70m，興利庫容18 萬m3;20a 一遇設(shè)計(jì)洪水位194.89m，相應(yīng)庫容21 萬m3;200a 一遇校核洪水位195.46m，相應(yīng)庫容23 萬m3。

2 沙蔣水庫組成部分

沙蔣水庫于1975年10月動工修建，1977年12月完成。水庫樞紐由大壩、溢洪道、輸水洞等建筑物組成。

2.1 大壩

沙蔣水庫大壩為均質(zhì)土壩，由東向西再向北，平面呈“L”型，壩頂全長370m，頂寬4m 左右，壩項(xiàng)高程為212.53～213.46m，最大壩高16.30m，上游邊坡為1:2.50～1:3.30,下游邊坡為1:2。大壩上游壩坡無護(hù)砌，下游壩坡無排水溝，壩腳無排水棱體。壩頂?shù)缆番F(xiàn)狀為土路，路面坑洼不平。大壩無任何觀測設(shè)施。

2.2 溢洪道

溢洪道位于大壩左端，為開敞式溢洪道，全長105.50m，進(jìn)口高程為210.78m，最大泄量為15m3/s?？刂贫?、泄槽段均為矩形斷面，底坡呈階梯型，底寬4m，采用漿砌石砌筑，兩側(cè)漿砌石擋墻高2m，頂寬0.60m。溢洪道末端無消能設(shè)施?，F(xiàn)狀進(jìn)口段導(dǎo)墻損壞嚴(yán)重，由于縱坡坡度大，底部沖刷嚴(yán)重，局部擋墻漿砌脫落，出現(xiàn)裂縫。

2.3 輸水洞

輸水洞位于大壩中部，L 型的轉(zhuǎn)折處，進(jìn)口底高程為202.33m。上游段為DN400 無縫鋼管，管道末端設(shè)擋水隔墻；下游段工作洞為砌石涵洞結(jié)構(gòu)，總長14m，洞內(nèi)設(shè)砌石明渠與上游無縫鋼管連接，出口4m 處現(xiàn)狀設(shè)有一扇鐵門。砌石涵洞斷面尺寸為1.50m×2.10m，城門洞形。明渠凈寬0.80m，深1m，上有混凝土蓋板。鋼管末端設(shè)手動控制閥門，輸水洞最大泄量0.27m3/s。輸水洞現(xiàn)狀存在問題：下游壩坡培厚后，工作洞長度不夠；涵洞砌筑質(zhì)量差，年代較長，局部變形，漿砌脫落，出現(xiàn)裂縫；控制閘門及啟閉設(shè)施現(xiàn)已銹蝕損壞，無法正常使用。

3 沙蔣水庫大壩存在問題

根據(jù)安全評價(jià)報(bào)告及鑒定核查意見，大壩存在的主要問題：大壩防洪標(biāo)準(zhǔn)低；壩體壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)范要求，筑壩材料不合格、填筑質(zhì)量差；上游壩坡無護(hù)坡；下游邊坡不穩(wěn)定，下游壩坡浸潤線出溢點(diǎn)高，下游無排水設(shè)計(jì)。

依據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274-2001)第4.2.3 條，粘性土的填筑密度以壓實(shí)干密度為設(shè)計(jì)指標(biāo)，并按壓實(shí)度確定，對3 級中、低壩及3 級以下的中壩壓實(shí)度應(yīng)為96%～98%，壓實(shí)度取為96%，以控制干容重為16.80kN/m3，對壩體填料進(jìn)行質(zhì)量評價(jià)。根據(jù)本次勘探揭露的壩體地層情況，壩頂以下2.00m 厚度壩體填土壓實(shí)度為83%，干密度為14.70kN/m2,滲透系數(shù)為4×10-3cm/s，填筑質(zhì)量較差。

現(xiàn)狀上游邊坡為1：2.50～1：3，壩坡無護(hù)砌?，F(xiàn)狀下游邊坡為1：2，根據(jù)穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算，下游壩坡不穩(wěn)定，下游壩坡高水位時(shí)浸潤線出溢點(diǎn)高，在正常蓄水位時(shí)不滿足滲流要求。

4 沙蔣水庫大壩加固工程設(shè)計(jì)

4.1 水庫大壩加固必要性

水庫是解決當(dāng)?shù)貒?yán)重缺水、脫貧致富的命脈工程,對大壩進(jìn)行加固是確保水庫安全運(yùn)行的需要，也是地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的要求。目前，水庫為農(nóng)田提供灌溉水源，水庫大壩加固對灌區(qū)擴(kuò)建有重大意義。水庫大壩建庫以來到目前存在安全隱患，水庫帶病運(yùn)行威脅下游居民生命財(cái)產(chǎn)安全，所以，為保證水庫大壩安全運(yùn)行，促使工程綜合利用效益充分發(fā)揮，為該地區(qū)經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速、健康發(fā)展提供安全保障，水庫大壩加固非常必要，也十分緊迫。

4.2 大壩加固工程設(shè)計(jì)

4.2.1 大壩防滲工程

為解決壩頂以下2.00m 厚度壩體為中等透水、高水位時(shí)易形成滲漏以及下游壩坡高水位時(shí)浸潤線出溢點(diǎn)高的問題，本工程設(shè)計(jì)將（樁號0+000～0+200）現(xiàn)狀壩頂以下2.00m 厚度壩體進(jìn)行翻修，開挖至高程210.65m，然后重新填筑分層碾壓至高程212.65m；下游壩腳設(shè)排水棱體。

4.2.2 上游壩坡工程

根據(jù)大壩現(xiàn)狀上游壩坡情況及壩坡穩(wěn)定計(jì)算，本工程設(shè)計(jì)上游邊坡高程208.60m 以上為l：2.50，高程208.60 以下為1：3。

C20 混凝土護(hù)坡(樁號0+000～0+300)?；炷磷o(hù)坡厚度為120mm，分塊尺寸1.80m ×2.80m（寬×高）分縫處填0.20m 寬C20 無砂混凝土，混凝土抗凍等級F100，抗?jié)B等級為W4。從壩頂高程212.65m 至上游壩腳，先鋪設(shè)150mm 厚碎石墊層，然后澆筑C20 混凝土護(hù)坡。護(hù)坡在壩腳及兩側(cè)與岸坡結(jié)合處設(shè)置C20 混凝土齒墻，高0.45m，寬0.30m。

現(xiàn)狀上游壩坡無踏步，本工程設(shè)計(jì)在樁號0+187 處設(shè)一道踏步由壩頂至壩腳。踏步及兩側(cè)路沿石均采用C20 混凝土現(xiàn)澆，踏步凈寬2m，每階高0.15m、寬0.37m，路沿石寬0.20m，高0.25m。

4.2.3 下游壩坡工程

下游壩坡（樁號0+000～0+300）培厚后，進(jìn)行修坡、平整，植草護(hù)坡。

現(xiàn)狀下游壩坡無排水溝，為防止雨水沖蝕下游壩坡，設(shè)計(jì)新建5 道橫向排水溝和1 道縱向排水溝。排水溝采用矩形斷面，口寬0.30m，深0.35m，兩側(cè)邊墻及溝底厚度均為0.10m，采用C20 混凝土結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)狀下游壩坡無踏步，本工程設(shè)計(jì)在樁號0+187 處設(shè)一道踏步由壩頂至壩腳。踏步及兩側(cè)路沿石均采用C20 混凝土現(xiàn)澆，踏步凈寬2m，每階高0.15m,寬0.37m，路沿石寬0.20m，高0.25m。

現(xiàn)狀下游壩坡坡腳處無排水棱體，根據(jù)大壩浸潤線復(fù)核計(jì)算，下游壩坡高水位時(shí)浸潤線出溢點(diǎn)高，在正常蓄水位時(shí)不滿足滲流要求。下游官莊西水庫正常蓄水位為193.70m，校核洪水位195.46m，為防止校核洪水淘刷沙蔣水庫坡腳，排水棱體高程按照設(shè)計(jì)洪水位加波浪超高確定。排水棱體采用塊石堆筑，長約80m，頂高程為196.70m，頂寬1m，高3m，內(nèi)坡1：1，外坡1：1.5，與壩體粘土部分接觸部分設(shè)反濾層，反濾層包括200mm 厚碎石墊層和200mm 厚砂墊層。

4.2.4 壩頂工程

壩頂?shù)缆番F(xiàn)狀為土路，寬度4m 左右，路面坑洼不平。壩頂路面設(shè)計(jì)為泥結(jié)碎石路面（樁號0+000～0+370），全長370m，路面凈寬3.50m，厚150mm，路面中心高程為212.65m，壩頂路面向下游按1.50%放坡。路面下游測設(shè)矩形C20 混凝土路緣石，高700mm，寬200mm，每段長1m，采用現(xiàn)場預(yù)制并砌筑。

壩頂（樁號0+000～0+370）設(shè)M7.5 漿砌石防浪墻，C20 混凝土壓頂，全長370m，防浪墻每10m 設(shè)一道縫。防浪墻墻頂高程213.45m，砌石墻厚0.30m，高0.89m，前后齒寬0.25m、厚0.50m。

5 結(jié)語

綜上所述，對沙蔣水庫大壩進(jìn)行加固工程設(shè)計(jì)，排除了水庫的安全隱患，樞紐工程能安全運(yùn)行，水庫的綜合效益能正常發(fā)揮，為地區(qū)經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速發(fā)展提供安全保障。

[1]李海軍.實(shí)例分析大壩加固施工技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究，2013(17).

[2]梁紹團(tuán)，宋智靜.混凝土板護(hù)坡技術(shù)在水庫除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2014(9).

[3]牟燕妮，張婷，盛雷.月牙河水庫大壩上游護(hù)坡加固工程設(shè)計(jì)[J].山東水利，2008(7).

[4]張懷坤.宿鴨湖水庫除險(xiǎn)加固工程大壩上游護(hù)坡優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].河南水利與南水北調(diào)，2011(16).