邢 燕
(長治市水利勘測設(shè)計研究院,山西 長治 046000)
西湖水庫位于海河流域濁漳河西源干流上,地處沁縣定昌鎮(zhèn)南關(guān)二郎山下,庫區(qū)左岸緊傍沁縣縣城,大壩與縣城內(nèi)南大街相連,壩頂為通往二郎山的旅游交通要道。水庫興建于1959年11月,1960年4月竣工,是一座以防洪為主,兼顧灌溉、養(yǎng)殖、旅游等效益的?。ㄒ唬┬退畮?。
溢洪道位于大壩右岸,建于基巖之上,長71.0 m,1994年進行改造,2008年安裝7孔泄洪閘,總凈寬23.5 m,2個深孔閘底板高程946.0 m,每孔凈寬3.0 m,5個淺孔閘底板高程949.0 m,每孔凈寬3.5 m。
目前,水庫主要存在以下問題:一是進水左導(dǎo)墻漿砌石襯砌勾縫脫落,導(dǎo)致下游邊墻漏水;二是滲水對左側(cè)壩體造成不利影響,導(dǎo)致壩體局部塌陷;三是消力池局部損壞;四是溢洪道無檢修閘門,工作閘門無電源,手動啟閉。
針對現(xiàn)狀溢洪道泄量不滿足泄洪要求的實際,提出三種處理方案。
方案一:保持現(xiàn)有溢洪道,在其一側(cè)新建溢洪道,2處溢洪道共同運行,滿足防洪要求。
現(xiàn)有溢洪道右側(cè)緊靠二郎山山腳,基巖陡立,沿溢洪道右側(cè)修建有環(huán)湖公路,如向右拓寬增加溢洪道,開挖工程量大,需重新布置環(huán)湖公路,工期較長,投資巨大,且會對二郎山風(fēng)景區(qū)造成破壞?,F(xiàn)有溢洪道左側(cè)邊墻滲漏水,邊墻后與大壩結(jié)合處形成滲漏通道,對左側(cè)壩體造成不利影響,導(dǎo)致壩體局部塌陷,如溢洪道向左拓寬,則可結(jié)合新建溢洪道的修建對其進行徹底處理。因此考慮向左拓寬,在溢洪道左側(cè)大壩段新建溢洪道。此處壩基下基巖高程在941.4 m,巖性為中厚層狀砂巖,新建溢洪道堰頂高程與現(xiàn)有溢洪道深孔底板高程一致,均為946.0 m。
經(jīng)調(diào)洪計算,新建溢洪道堰頂凈寬24.0 m,與現(xiàn)有溢洪道聯(lián)合運用,可滿足泄洪要求。
方案二:對現(xiàn)有溢洪道進行挖深拓寬改造。
對現(xiàn)有溢洪道的5個淺孔進行挖深,堰頂高程降為946.0 m,同時在其左側(cè)臨大壩段拓寬,拓寬段堰頂高程與現(xiàn)有溢洪道深孔底板高程一致,取946.0 m。
經(jīng)調(diào)洪計算,在淺孔堰頂挖深至946.0 m后需拓寬9.5 m,可滿足泄洪要求。
方案三:與方案一相近,溢洪道向左拓寬,在溢洪道左側(cè)大壩段新開溢洪道,新建溢洪道堰頂高程與現(xiàn)有溢洪道深孔底板高程一致,取946.0 m,不同的是,考慮適當(dāng)降低汛限水位,由現(xiàn)狀運行的949.0 m降至948.0 m,故新開溢洪道堰頂凈寬為18.0 m,與現(xiàn)有溢洪道聯(lián)合運用,可滿足泄洪要求。
方案一可對現(xiàn)有溢洪道繼續(xù)利用,但新開溢洪道寬度較大,壩體開挖量較大,投資較高。方案二對現(xiàn)有溢洪道淺孔挖深3.0 m,由于溢洪道為漿砌石結(jié)構(gòu),上部啟閉機梁柱和啟閉機房為混凝土整體現(xiàn)澆,需全部拆除重建,投資較大,但新開溢洪道寬度較小,壩體開挖量和溢洪道拓寬段的投資較低。方案三可對現(xiàn)有溢洪道繼續(xù)利用,新開溢洪道寬度較小,壩體開挖量較小,投資相對較低,但需水庫汛期低水位運行。
經(jīng)綜合比較,此次改建選擇方案三,即在保持現(xiàn)有溢洪道、對其繼續(xù)利用的基礎(chǔ)上,在其左側(cè)新建溢洪道,同時適當(dāng)降低汛限水位。新建溢洪道堰頂凈寬18.0 m,堰頂高程946.0 m。
按選定方案,在現(xiàn)溢洪道左側(cè)新建溢洪道。新修溢洪道堰頂凈寬18.0 m,共3孔,每孔凈寬6.0 m,總長90.0 m,其中進口段22.8 m,控制段16.5 m,消能段50.7 m。
進口段樁號0-022.8—0+000,長22.8 m。進口喇叭口形式,底板高程942.5 m,寬27.6 m,前段采用漿砌石底板護坡,后段采用混凝土現(xiàn)澆底板和邊墻。
控制段樁號0+000—0+016.5,長16.5 m,堰頂高程946.0 m,采用折線形實用堰型式,結(jié)合閘室、交通橋進行布置。堰頂凈寬18.0 m,共3孔,每孔6.0 m,安裝閘門控制。在堰頂布置檢修閘門和工作閘門門槽,對應(yīng)位置上部布置檢修層、啟閉機層和啟閉機房。交通橋?qū)?yīng)壩頂布置,寬17.5 m??刂贫尾捎谜w結(jié)構(gòu),C20混凝土現(xiàn)澆。
消能段樁號 0+016.5—0+067.2,長 50.7 m,寬20.0 m。樁號0+016.5—0+038.5為消力池段,池底板高程 942.5 m,池深 2.0 m,池長 22.0 m;樁號 0+038.5—0+067.2為海漫段,采用鉛絲石籠護坦,厚800 mm。
結(jié)合新建溢洪道的修建,將現(xiàn)狀溢洪道左側(cè)邊墻背后土體開挖,露出墻體,對其采用混凝土噴護,新建溢洪道完成后,兩個邊墻之間填筑土體,形成2個溢洪道之間的連接段和隔墩。
對現(xiàn)狀溢洪道左側(cè)邊墻臨水面進行掛網(wǎng)混凝土襯砌,防止邊墻滲漏?;炷梁穸?50 mm。
對消力池混凝土底板、尾檻損壞部位采用C20混凝土進行修補,對海漫損壞部位采用M7.5漿砌石進行修補。
新建溢洪道配置3套工作閘門,采用定輪式平板鋼閘門,雙吊點,下游封水,動水啟閉,孔口尺寸6.0 m×5.0 m(寬×高),閘底高程946.0 m,設(shè)計水頭4.0 m。閘門封水材料選用橡皮,門體及門槽埋件選用Q235鋼材制作。工作閘門啟閉設(shè)備選用2×20 t固定卷揚式啟閉機,啟閉機容量200 kN。
西湖水庫溢洪道是針對水庫安全檢查提出的問題進行改造的。近年來,隨著縣城和下游河道兩岸基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和區(qū)域工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展,對區(qū)域防洪安全性的要求、提高縣城品位及人民生活質(zhì)量的要求越來越高,改建溢洪道,消除安全隱患,不僅可使水庫發(fā)揮最佳效益,同時可促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展,改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。