劉雯

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

西坡水庫(kù)設(shè)計(jì)綜述

劉雯

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

擬建的西坡水庫(kù)位于晉城市沁水縣境內(nèi)的杏河一級(jí)支流南旺河上，從大壩工程布置、壩體結(jié)構(gòu)、溢洪道等方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)。該水庫(kù)的修建，可為沁水縣城杏河水廠以及周邊村莊灌溉供水，解決供水壓力巨大、供水矛盾突出的問題。

混凝土面板堆石壩；溢洪道；大壩；西坡水庫(kù)

1 工程概況

擬建的西坡水庫(kù)位于晉城市沁水縣境內(nèi)的杏河一級(jí)支流南旺河上，東距沁水縣城約15 km。南旺河發(fā)源于沁水縣杏峪寺上，在杏峪匯入杏河，屬杏河流域。杏河是沁水縣河一級(jí)支流，位于沁水縣城西部，發(fā)源于沁水縣杏峪關(guān)門嶺，由西向東流經(jīng)杏峪、城關(guān)，在縣城南楊疙瘩村附近與梅河匯合匯入沁水縣河，屬黃河流域沁河水系，水系形態(tài)為羽毛狀。

水庫(kù)大壩為混凝土面板堆石壩，壩長(zhǎng)239.5m，設(shè)計(jì)最大壩高29.0m，壩頂高程1 188.00m，總庫(kù)容約115.4萬m3。根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》，水庫(kù)規(guī)模為小（一）型，工程等別為Ⅳ等，樞紐主要建筑物大壩、泄水建筑物、取水建筑物級(jí)別為4級(jí)，次要建筑物級(jí)別為5級(jí)。面板混凝土堆石壩方案的樞紐洪水標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇設(shè)計(jì)、300年一遇校核，消能防沖建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇設(shè)計(jì)，施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇，地震基本烈度為7度。

2 工程任務(wù)和規(guī)模

此次設(shè)計(jì)西坡水庫(kù)供水范圍為大壩下游周邊村莊農(nóng)業(yè)灌溉用水及為沁水縣自來水公司在枯水期3—5月提供備用水源，供水總量82.5萬m3，供水保證率75%?；炷撩姘宥咽瘔嗡浪? 072.00m，正常蓄水位1 084.00m，汛限水位1 084.00m，設(shè)計(jì)洪水位1 085.85m，校核洪水位1 087.59m，死庫(kù)容4.64萬m3，興利庫(kù)容67.9萬m3，調(diào)洪庫(kù)容40.4萬m3，泥沙淤積庫(kù)容2.5萬m3。

3 主要建筑物設(shè)計(jì)

本工程建筑物包括大壩、溢洪道、導(dǎo)流泄洪洞及泄洪洞下預(yù)埋的供水管道。

3.1 大壩設(shè)計(jì)

依據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》，壩頂高程為水庫(kù)靜水位與壩頂超高之和。按設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用情況的壩頂超高、正常蓄水位加正常運(yùn)用情況的壩頂超高、校核洪水位加非常運(yùn)用情況的壩頂超高、正常蓄水位加非常運(yùn)用情況的壩頂超高，再加地震安全加高1.0m這四種計(jì)算情況取大值，同時(shí)非常運(yùn)用條件下壩頂應(yīng)不低于靜水位。防浪墻墻頂高程取值1 089.20m，考慮本工程防浪墻高出壩頂1.2m，故壩頂高程確定為1 088.00m。

壩體剖面設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土面板防滲，砂礫料及堆石作壩殼，趾板基礎(chǔ)最低高程1 059.00m。

混凝土面板堆石壩壩軸線為直線，大致呈東西向，壩體上下游均采用1∶1.4邊坡。壩體自上向下分為墊層區(qū)、過渡層區(qū)、主堆石區(qū)、下游堆石區(qū)，周邊縫下游設(shè)墊層小區(qū)，上游設(shè)粉細(xì)砂鋪蓋，1 072.00m高程以下設(shè)石渣蓋重區(qū)，下游面設(shè)干砌石護(hù)坡，厚0.3m。各區(qū)壩料的滲透性由上游向下游遞增，并滿足水力過渡要求。墊層區(qū)上游坡面設(shè)5 cm厚的M2.5碾壓水泥砂漿作為坡面防護(hù)。

趾板采用垂直趾板基準(zhǔn)線的等高程布置形式，厚50 cm，趾板寬度按趾板下巖石地基的容許水力梯度確定。面板采用等厚布置，厚度30 cm，共分27塊。分縫全部采用鍍鋅鋼板和鍍鋅膨脹螺栓作為SR塑性填料面膜（SBS增強(qiáng)型SR防滲蓋片）的止水固定件，并用HK-961封邊劑粘結(jié)。

混凝土面板堆石壩趾板置于弱風(fēng)化層上限，即全部挖除上層局部松散砂卵石土層和3～5m厚強(qiáng)風(fēng)化層，采用伸入弱風(fēng)化基巖的混凝土趾板，以保證壩坡上游混凝土面板的穩(wěn)定，趾板下設(shè)錨桿與基巖連接。趾板基礎(chǔ)進(jìn)行固結(jié)灌漿和帷幕灌漿。

3.2 溢洪道

溢洪道布置在大壩右岸臺(tái)階地上，為開敞式正槽溢洪道，無閘門控制，堰頂高程1084.00m，堰寬15.0m。溢洪道由進(jìn)口段、控制段、泄槽段、挑流消能段組成，總長(zhǎng)190.21m。溢洪道基礎(chǔ)均坐落在新鮮基巖上。

3.3 導(dǎo)流泄洪洞

導(dǎo)流泄洪洞為城門洞形無壓隧洞，斷面尺寸3.0m×3.66m（寬×高），進(jìn)口底高程1 068.50m，全長(zhǎng)194.5m。導(dǎo)流泄洪洞布置在大壩左岸，兼放空洞，進(jìn)口設(shè)進(jìn)水塔，塔內(nèi)布置平板檢修鋼閘門和平板工作鋼閘門各1扇。檢修閘門、工作閘門啟閉設(shè)備設(shè)在高程1 092.50m的啟閉機(jī)房?jī)?nèi)，檢修平臺(tái)高程1 088.00m。進(jìn)水塔采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，進(jìn)水塔通過交通橋與壩頂相連。經(jīng)調(diào)洪計(jì)算，導(dǎo)流泄洪洞設(shè)計(jì)洪水位1 085.85m（P=3.3%）和校核洪水位1 087.59m（P= 0.33%）兩種情況下泄量分別為32.05m3/s，33.71m3/s。出口采用挑流消能。

3.4 供水管道

供水管道進(jìn)口布置在進(jìn)水塔右側(cè)墻處，管道預(yù)埋在隧洞鋼筋混凝土底板下，管道全長(zhǎng)260.0m，采用直徑500mm的壓力鋼管輸水，設(shè)計(jì)流量0.103m3/s，進(jìn)口管中心高程1 073.00m（高于死水位1 072.00m），進(jìn)水口豎向進(jìn)水，進(jìn)水口上設(shè)開關(guān)拍門，拍門通過布置在啟閉機(jī)房主梁上的固定電動(dòng)葫蘆啟閉。進(jìn)口豎向鋼管段全部采用C25鋼筋混凝土包封并與導(dǎo)流泄洪洞進(jìn)水塔澆筑為一體。供水管道埋設(shè)在導(dǎo)流泄洪洞鋼筋混凝土底板以下，由進(jìn)口檢修控制蓋板門、鋼管段、出口工作閘閥組成。出口工作閘閥選用半球閥，直徑500mm。

3.5 上壩道路

壩址及庫(kù)區(qū)內(nèi)現(xiàn)有鄉(xiāng)村道路沿河道左岸河床及岸坡布置，路面寬約3.5m，為水泥路面；建庫(kù)后壩址上游將淹沒部分道路，下游將結(jié)合上壩公路進(jìn)行局部改線。本次設(shè)計(jì)新建鄉(xiāng)村道路1.12 km，兼作上壩道路，路面寬5.0m，為水泥路面。

3.6 安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

根據(jù)規(guī)范要求，大壩觀測(cè)設(shè)置外部變形觀測(cè)、接縫位移觀測(cè)、面板變形觀測(cè)和滲流量觀測(cè)，另外，布置溫度觀測(cè)和水位觀測(cè)等。

4 結(jié)語(yǔ)

沁水縣自來水廠籌建于1979年，1980年正式投產(chǎn)，于2003年5月劃歸縣水務(wù)局管理，目前自來水公司向縣城供水量為3 500m3/d；覆蓋縣城城區(qū)居民4萬余人的用水量，同時(shí)肩負(fù)著縣城300多個(gè)機(jī)關(guān)團(tuán)體、企事業(yè)單位的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活用水和建設(shè)用水任務(wù)，供水壓力巨大，用水矛盾突出。西坡水庫(kù)的修建，可為沁水縣城杏河水廠（沁水縣城市供水水廠）及周邊村莊灌溉供水，解決供水壓力巨大、供水矛盾突出的問題。

TV674

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劉雯（1987-），女，2009年畢業(yè)于西北大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)，助理工程師。

2016-01-11；

2016-02-21