王 麗

（夏縣水利局，山西 夏縣 044400）

夏縣躍進(jìn)水庫除險加固措施探析

王 麗

（夏縣水利局，山西 夏縣 044400）

對夏縣躍進(jìn)水庫除險加固措施展開論述，描述了躍進(jìn)水庫的工程概況、水文氣象和工程地質(zhì)情況，對躍進(jìn)水庫存在的問題加以論述，并針對性地提出了躍進(jìn)水庫的除險加固措施。

躍進(jìn)水庫；除險加固；夏縣

1 工程概況

躍進(jìn)水庫位于山西省夏縣南大里鄉(xiāng)的圪塔村北，屬黃河流域的青龍河上，是一座以防洪、灌溉為主的?。ㄒ唬┬吞菁壦畮?，上游為崔家河水庫，下游為禹王水庫。控制流域面積128.84 km2，其中：崔家河水庫以上流域面積87 km2，崔家河水庫和躍進(jìn)水庫之間流域面積為41.84 km2，原設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇設(shè)計，100年一遇校核。水庫設(shè)計總庫容189.5萬m3，其中：調(diào)洪庫容135.5萬m3，興利庫容54萬m3。水庫興建于1957年，1958年投入運(yùn)行，1988年以后由于水庫淤積嚴(yán)重，壩體有安全隱患，至今基本是空庫運(yùn)行。

水庫樞紐工程由大壩、溢洪道、輸水涵洞等3部分組成。

大壩為碾壓均質(zhì)土壩，最大壩高12.4 m，壩頂長346 m，壩頂寬5 m，兼做交通路面，壩頂高程474.7 m，大壩上游坡比1∶3.2、1∶3.7，下游坡比1∶3.0、1∶5.0，壩坡上游為砌石護(hù)坡，下游為草皮護(hù)坡。水庫淤積高度3 m，淤積面高程為465.3 m。

正常溢洪道位于大壩左側(cè)，為開敞式寬頂堰，堰頂高程469.9 m，斷面凈寬15 m，進(jìn)口處設(shè)有六孔工作橋，每孔凈寬2.5 m，側(cè)墻高4.5 m，總長361 m，設(shè)計最大泄量165 m3/s，消能形式為跌水消能。非常溢洪道為開敞式寬頂堰，位于大壩右側(cè)，堰頂高程469.1 m，進(jìn)口共設(shè)5孔工作橋，每孔凈寬5 m，下游當(dāng)時未開通。

防水涵洞為拱涵型，位于大壩中心，底高程為462.3 m，長100 m，斷面1.0×1.5 m，設(shè)計最大泄量5 m3/s，縱坡1/60。

2 水文氣象

該水庫位于涑水河流域青龍河上，地下水類型相對簡單，主要為第四紀(jì)松散巖類孔隙水，其補(bǔ)給來源主要接受大氣降水入滲補(bǔ)給，水位隨季節(jié)性變化，屬潛水型。

本流域?qū)俅箨懶约撅L(fēng)氣候，春季干旱多風(fēng)，夏季暴雨時有發(fā)生，秋季陰雨連綿，冬季少雪干冷。根據(jù)夏縣氣象站統(tǒng)計資料，多年平均降雨量600 mm，最大日降水量105.9 mm，（1992年8月31日）。多年平均蒸發(fā)量1 807 mm，多年平均氣溫12.9℃，歷年最高氣溫為40.7℃，極端最低氣溫-19.8℃，無霜期為200 d，多年平均風(fēng)速1.8 m/s，最大風(fēng)速18 m/s（1992年4月28日），風(fēng)向多為東南風(fēng)。

汛期6—9月份降雨量占全年降雨量的63%，主汛期7月15日—8月15日雨量最為集中，且一年中降水量最大。

3 工程地質(zhì)

3.1 區(qū)域地質(zhì)

躍進(jìn)水庫位于涑水河流域青龍河上，所處地貌單元為涑水盆地，山前沖積扇地形，扇面向下游傾斜，坡度10~15°。

壩址區(qū)出露的地層主要是上更新統(tǒng)沖積物、全新統(tǒng)洪積物、全新統(tǒng)人工堆積物。所在大地構(gòu)造位置為臨汾運(yùn)城新裂陷-運(yùn)城凹陷，東側(cè)、南側(cè)與中條山隆塊相鄰，北側(cè)與稷王山陷隆相接。

3.2 壩體工程地質(zhì)

壩體分布有含砂低液限粉土，滲透系數(shù)不滿足規(guī)范要求；壩體標(biāo)高469.0 m以上的填筑土壓實(shí)質(zhì)量稍差，壩體標(biāo)高469.0 m以下的填筑土壓實(shí)質(zhì)量較好；壩體土的滲透變形類型為流土。

3.3 壩基工程地質(zhì)

壩基土主要為第四紀(jì)全新統(tǒng)低液限粉土、級配不良礫和第四系上更新統(tǒng)沖積物。第四系全新統(tǒng)低液限粉土，滲透變形破壞類型為流土；第四系全新統(tǒng)洪沖積極配不良礫，滲透變形破壞類型為管涌；第四系上更新統(tǒng)沖積物為低液限粉土，滲透變形破壞類型為流土。

4 水庫存在問題

躍進(jìn)水庫建成運(yùn)行至今50多年，為夏縣南大里鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、防洪發(fā)揮了重要作用。由于年久失修，工程存在以下主要問題：一是水庫淤積嚴(yán)重，淤積庫容已達(dá)80萬m3，最大淤積深度達(dá)6 m；二是大壩上游護(hù)坡已經(jīng)坍塌損毀，壩頂及下游壩坡均發(fā)現(xiàn)較多裂縫以及陷坑，下游壩坡排水溝損毀，右壩肩有一條沖溝；三是放水涵洞內(nèi)有橫向裂縫，閘門被淤埋，啟閉機(jī)老化銹蝕，工作橋破損，無護(hù)欄；四是溢洪道工作橋老化剝蝕嚴(yán)重，左堤有100 m未護(hù)砌，消力池坎下被掏空，不能正常下泄洪水；五是非常溢洪道未完工，不能正常泄洪；六是水庫缺乏必要的工程及水文觀測設(shè)施。

5 水庫除險加固措施

5.1 壩體及壩基防滲處理

5.1.1 壩基防滲

壩基防滲采用多頭深層攪等厚截滲墻進(jìn)行防滲。多頭深層攪等厚截滲墻是采用多頭深層攪拌機(jī)械將相鄰樁部分重疊搭接成壁狀式，組成水泥土擋墻，在壩體內(nèi)形成良好的隔水帷幕，提高大壩的抗?jié)B性能。

多頭深層攪等厚截滲墻對對土料的要求比較低，廣泛應(yīng)用于壤土、砂土、粘土以及含礫直徑小于10 cm的砂礫石層，其優(yōu)點(diǎn)是施工方便簡單，快捷高效，性價比低。缺點(diǎn)是成墻深度一般為20 m左右，主要是受施工機(jī)具的限制。

5.1.2 壩體防滲

由于大壩填筑質(zhì)量較差，壩體產(chǎn)生裂縫，多年空庫運(yùn)行，建議對上游主壩壩坡采用土工膜防滲。選用二布一膜復(fù)合土工布，規(guī)格500 g/m2。復(fù)合土工膜鋪設(shè)時，采取從上往下進(jìn)行“推鋪”，不論是邊坡還是場底，應(yīng)平整順直，避免出現(xiàn)褶皺、波紋，底部不得有樹根、瓦礫、磚、混凝土顆粒等尖棱雜物。考慮到復(fù)合土工膜的熱漲冷縮性，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，天冷時，土工膜的鋪設(shè)應(yīng)緊些，天熱時，應(yīng)松弛。避免施工中產(chǎn)生過大的變形，致使土工膜破裂。

5.2 壩坡整修

5.2.1 壩體裂縫處理

壩體的裂縫、塌坑主要是壩體干縮和施工時壩體填筑的均勻性較差，分段接茬處理不當(dāng)，而引起的潛在質(zhì)量缺陷，造成壩體不均勻沉降而形成的?？籽?、塌坑是裂縫在雨水的沖刷下，土層下陷而成。建議對壩體的裂縫、塌坑及孔穴，采用開挖回填法。對于分布在壩體內(nèi)的縱橫裂縫、孔穴等，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況采取防滲措施加以處理，也可采用縫口封堵法或者采用灌漿法加以處理。

5.2.2 壩坡整修加固處理

針對主壩上游壩坡干砌石毀壞嚴(yán)重的現(xiàn)象，建議對其拆除重建。壩坡整修先將壩坡上的雜草灌木及腐殖土清除干凈，清基厚度0.5 m，再進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)填。壩坡清坡整平后依次鋪設(shè)15 cm厚的粗砂墊層、20 cm后的砂礫料墊層、30 cm的干砌石護(hù)坡，護(hù)坡坡腳伸入淤積層以下1.0 m。下游壩坡采用草皮護(hù)坡。

5.2.3 排水溝

為了防止雨水沖刷壩肩和下游壩坡，常設(shè)縱橫向連通的排水溝，將水流送至壩腳以下，擬在下游壩坡與岸坡結(jié)合處及0+085、0+170和0+255位置布設(shè)橫向排水溝5條。排水棱體下游坡腳設(shè)縱向排水溝1條，用漿砌石或混凝土板鋪設(shè)成矩形或梯形。

5.2.4 排水棱體

主壩下游坡腳新建排水棱體，地面以上高2.0 m，地面以下1.1 m，從內(nèi)到外依次為干砌石、碎石、砂礫料和粗砂。

5.2.5 壩頂?shù)缆?/p>

原壩頂?shù)缆窞橥谅访妫晏炷酀?。擬將主壩路面寬度建成5.0 m，對原壩路面清理整平后，填鋪0.2 m厚泥結(jié)碎石，以2%橫坡向上游傾斜。

5.3 溢洪道改造

5.3.1 正常溢洪道改造

正常溢洪道位于大壩右側(cè)，全長361.0 m，由進(jìn)口段、控制段、泄槽段、消力池5部分組成。

目前現(xiàn)狀是右側(cè)側(cè)墻、控制段左側(cè)側(cè)墻、泄槽段以及下游消力坎已襯砌，擬對底板及未護(hù)砌側(cè)墻進(jìn)行護(hù)砌。

進(jìn)口段引渠長24.0 m，現(xiàn)狀未護(hù)砌，為防止沖刷，擬采用M7.5水泥砂漿砌塊石進(jìn)行護(hù)砌。過水?dāng)嗝鏋榕っ?，與控制段相連，底寬由27 m漸變到21.2 m；底板采用M7.5水泥砂漿砌塊石，厚0.4 m；側(cè)墻為M7.5水泥砂漿砌塊石重力式，底寬0.5 m，頂寬2.8 m，基礎(chǔ)寬3.1 m。

5.3.2 非常溢洪道

非常溢洪道現(xiàn)狀僅控制段25 m進(jìn)行了施工，進(jìn)口和下游均未開通。針對存在的問題，擬對非常溢洪道進(jìn)口和下游進(jìn)行開挖。

5.4 涵洞改造

涵洞內(nèi)工作閘門以及配套啟閉設(shè)施損壞，不能正常運(yùn)行，擬對工作閘門配套啟閉設(shè)施進(jìn)行更換。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，啟閉設(shè)施選用螺桿式。

5.5 觀測工程

水庫大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高16.5 m，根據(jù)工程規(guī)模和實(shí)際需要，需設(shè)置大壩表面變形觀測設(shè)施。

大壩表面變形觀測包括壩面沉降和水平位移觀測。觀測橫斷面共設(shè)4個，樁號分別為0+080、0+160、0+240和0+320。每個橫斷面設(shè)4個觀測點(diǎn)，上游壩坡正常蓄水位以上1個，下游壩肩外3個；大壩兩岸每排測點(diǎn)的延長線各布置一個起測基點(diǎn)，共設(shè)測點(diǎn)38個，這些測點(diǎn)兼做水平位移和沉降位移觀測測點(diǎn)，在下游1~2 km范圍內(nèi)布設(shè)3個水準(zhǔn)基點(diǎn)。

6 結(jié)論

水庫除險加固完成后，將保護(hù)下游0.12萬hm2農(nóng)田、10個村莊、2.5余萬人民的生命財產(chǎn)安全以及禹王水庫、苦池水庫的大壩安全，可以為夏縣的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供重要的安全保障。

TV62

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1004-7042（2017）11-0038-02

王麗（1983-），女，2012年畢業(yè)于太原理工大學(xué)水利水電工程專業(yè)，助理工程師。

2017-09-11；

2017-10-23