毛俊平

（山西省汾河水庫(kù)管理局，山西 太原 030006）

1 工程概況

樊村水庫(kù)位于運(yùn)城市鹽湖區(qū)姚孟辦樊村，是一座防洪、灌溉、城市和工業(yè)供水多功能綜合利用的?。ㄒ唬┬团砸剿畮?kù)。水庫(kù)所在河流屬黃河流域涑水河水系，原設(shè)計(jì)主要是分流上游涑水河的洪水，設(shè)計(jì)總庫(kù)容267萬(wàn)m3，興利庫(kù)容167萬(wàn)m3，死庫(kù)容10萬(wàn)m3，現(xiàn)庫(kù)區(qū)淤積50萬(wàn)m3。水庫(kù)控制流域面積18.09 km2，年供水量300萬(wàn)～800萬(wàn)m3。

2 工程現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

水庫(kù)樞紐工程由主壩、副壩、泄水閘及放水臥管涵洞組成。主壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程370.94m，壩頂長(zhǎng)146m，壩頂寬3m，壩高8.7m。上游為干砌石護(hù)坡，壩坡 1∶3；下游為草皮護(hù)坡，壩坡 1∶2.17。水庫(kù)樞紐有2座副壩，1號(hào)副壩位于庫(kù)區(qū)東北角，壩長(zhǎng)200m，壩高3m，2號(hào)副壩位于庫(kù)區(qū)左岸，壩長(zhǎng)250m，壩高3m。2座副壩壩頂高程均為370.50m，壩頂寬2m，上游壩坡1∶3，下游壩坡1∶2。放水涵洞位于主壩右側(cè)岸坡上，與主壩同期建成。放水臥管采用一階單孔式，共設(shè)九級(jí)；輸水涵洞斷面形式為城門洞式，尺寸0.8m×1.2m，長(zhǎng)80m，設(shè)計(jì)最大下泄流量1.5m3/s。放水臥管及輸水涵洞均為漿砌石結(jié)構(gòu)，因淤積堵塞，不能正常運(yùn)行。泄水閘位于主壩左端，采用平板閘門控制，閘門尺寸1.5m×2.0m，閘后為內(nèi)徑1.4m，長(zhǎng)2.9m的鋼管及長(zhǎng)30m的鋼筋混凝土輸水管，消力池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)5.0m，寬2.6m，底板厚0.6m。

2010年3月，經(jīng)山西省水利廳核查，鑒定該大壩為三類壩，主要存在以下問(wèn)題：一是主壩壩體填筑質(zhì)量差，達(dá)不到現(xiàn)行規(guī)范要求；上游壩體干砌石護(hù)坡大面積損毀，下游壩坡上有7處陷坑，浸潤(rùn)線從壩坡逸出，滲流不穩(wěn)定；壩基無(wú)截滲措施，滲漏嚴(yán)重；1號(hào)副壩上游壩坡沒(méi)有護(hù)坡，2號(hào)副壩上游砌石護(hù)坡部分損毀，滲水嚴(yán)重；泄水閘啟閉困難，臥管及輸水涵洞淤積堵塞嚴(yán)重；主壩工程質(zhì)量評(píng)價(jià)為不合格。二是現(xiàn)狀水庫(kù)大壩壩高不能滿足校核洪水的要求，壩體填土密實(shí)度不滿足規(guī)范要求，大壩防洪安全性評(píng)價(jià)為B級(jí)。三是下游壩坡的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求，大壩結(jié)構(gòu)安全性評(píng)價(jià)為C級(jí)；壩體及壩基滲流不穩(wěn)定，大壩滲流穩(wěn)定分析評(píng)價(jià)為C級(jí)；經(jīng)抗震復(fù)核，下游壩坡的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)小于規(guī)范允許值，大壩抗震安全性評(píng)價(jià)為C級(jí)。四是水庫(kù)無(wú)大壩管理房，缺少必要的壩體位移、庫(kù)水位、滲流等工程及水文觀測(cè)設(shè)施。五是水庫(kù)下游泄洪通道泄水不暢，存在安全隱患。

3 除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)方案

為確保水庫(kù)樞紐安全運(yùn)行，使水庫(kù)充分發(fā)揮效益，急需對(duì)水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固改造。主要內(nèi)容為：對(duì)大壩進(jìn)行加固改造，使主壩和副壩滿足規(guī)范規(guī)定的抗滑穩(wěn)定及滲流穩(wěn)定要求；對(duì)水庫(kù)泄水閘和躍進(jìn)閘的閘墩及閘梁進(jìn)行修復(fù)，對(duì)閘門及啟閉機(jī)按同型號(hào)更換，保證泄洪運(yùn)行安全；對(duì)放水臥管及涵洞進(jìn)行封填；新建大壩管理站，修進(jìn)站道路和上壩巡查搶險(xiǎn)道路，增設(shè)大壩觀測(cè)設(shè)施。

3.1 大壩維修加固

根據(jù)壩體存在的主要問(wèn)題，大壩除險(xiǎn)加固的主要目的是提高壩體的滲流及抗滑穩(wěn)定性，包括壩頂加寬、上下游壩坡砌護(hù)、副壩加固等。

現(xiàn)狀壩頂寬3m，為方便水庫(kù)管理和工程搶險(xiǎn)，擬將大壩壩頂加寬到7m，壩頂上游側(cè)設(shè)C25混凝土防浪墻一道，凈高1.0m，厚0.4m，兼作壩頂通行上游側(cè)安全擋墻，同時(shí)為保證壩頂交通安全，擬在下游側(cè)設(shè)一道寬0.3m，凈高0.5m的C25混凝土安全擋墻。

上游壩坡的干砌石護(hù)坡?lián)p毀嚴(yán)重，對(duì)上游壩坡現(xiàn)狀淤積高程以上的干砌石損壞部分護(hù)坡拆除，坡面夯實(shí)整修后重新鋪設(shè)；下游壩坡上部采用草皮護(hù)坡，由于下游水位變幅較大，下部設(shè)置褥墊貼坡混合式排水，使下游壩坡在泄洪時(shí)不受沖刷，在正常蓄水時(shí)最大限度地降低下游浸潤(rùn)面高度。清坡整平后上設(shè)厚40 cm的干砌石護(hù)坡，下設(shè)兩層厚20 cm的砂礫料墊層。清坡時(shí)對(duì)壩頂及壩坡出現(xiàn)的塌陷部位，采用楔形槽開(kāi)挖，清理至原壩體土后夯實(shí)再分層夯填處理。為防止下游壩坡被雨水沖刷，在下游壩坡每20m設(shè)一道橫向排水溝，壩頂雨水排向下游壩坡。壩頂排水橫坡2%，縱坡0.5%。

兩座副壩現(xiàn)壩高僅3m，壩頂寬2～3m。加大壩頂寬度和壩體厚度，通過(guò)延長(zhǎng)水平滲徑的辦法減少大壩滲漏，提高壩體穩(wěn)定性。維持現(xiàn)壩頂高程不變，將壩頂寬度由現(xiàn)在的2～3m加寬到3m，上下游壩坡維持現(xiàn)有坡比不變。首先清除下游壩坡表層腐殖質(zhì)土，然后加寬壩體，分層碾壓填筑至壩頂，壓實(shí)度不小于0.96。上游壩坡采用干砌石護(hù)坡；下游壩坡上部采用草皮護(hù)坡，下部采用貼坡排水防護(hù)；壩頂?shù)缆飞嫌蝹?cè)設(shè)0.5m高的C25混凝土安全擋墻。排水布置同主壩。

3.2 臥管封堵處理

因淤積堵塞，臥管及輸水涵洞不能正常運(yùn)行，目前修復(fù)困難較大?？紤]到可利用泄水閘向下游放水來(lái)替代放水臥管和涵洞，經(jīng)調(diào)洪計(jì)算，本次加固設(shè)計(jì)決定對(duì)現(xiàn)放水臥管和涵洞進(jìn)行封堵。

首先在放水涵洞出口處采用漿砌石墻體封堵，封堵時(shí)在墻體下部埋設(shè)一根直徑為75 mm的塑料濾水管；之后在臥管向放水涵洞內(nèi)灌注黏土漿；漿液濃度由稠到稀，反復(fù)輪灌，直到灌密實(shí)為止。

3.3 泄洪系統(tǒng)建筑物修復(fù)改造

水庫(kù)泄洪系統(tǒng)建筑物包括主壩泄水閘、泄水閘后導(dǎo)流明渠段及下游躍進(jìn)節(jié)制閘等部分。目前主壩泄水閘閘梁與閘墩連接鋼筋錨固失效，閘門關(guān)閉困難，閘門及啟閉設(shè)施銹蝕嚴(yán)重，啟閉運(yùn)用困難；主壩泄水閘下游泄水明渠段被沖毀；躍進(jìn)節(jié)制閘閘門和啟閉機(jī)已完全損壞，無(wú)法運(yùn)行，存在嚴(yán)重的防洪安全隱患。

為使閘門啟閉靈活，確保防洪安全，本次改造擬將現(xiàn)主壩泄水閘和躍進(jìn)閘的閘門及啟閉機(jī)按同型號(hào)予以更新。主壩泄水閘閘門尺寸PGZ1.5m×2.0m，配套啟閉機(jī)LQC-5A；躍進(jìn)閘閘門尺寸PGZ2.5m×2.5m，配套啟閉機(jī)LQ-8；閘門均采用平板鑄鐵閘門。

3.4 道路修建

樊村水庫(kù)管理站站址擬定在主壩右端的下游河岸坡上，為方便管理，擬修建進(jìn)站道路和壩頂巡查搶險(xiǎn)道路。

從機(jī)場(chǎng)大道經(jīng)主壩壩頂?shù)剿畮?kù)下游右岸的樊村水庫(kù)管理站，全長(zhǎng)326m。采用瀝青混凝土路面，路面凈寬7m。兩側(cè)路緣（平）石各寬30 cm，厚12 cm。路層結(jié)構(gòu)為水泥碎石穩(wěn)定層一層，厚20 cm；噴灑一層瀝青透油層；上鋪中式瀝青碎石連接層一層，厚5 cm；面鋪細(xì)粒式瀝青混凝土一層，厚3 cm。

通往水庫(kù)左岸兩座副壩的上壩巡查搶險(xiǎn)道路，全長(zhǎng)1600m，路層采用泥結(jié)石路面結(jié)構(gòu)，路面凈寬3m。路層結(jié)構(gòu)為原土清表、整平、壓實(shí)，壓實(shí)度不小于0.96，鋪設(shè)厚度20 cm的泥結(jié)石路面，兩側(cè)路緣（平）石各寬30 cm，厚12 cm。

3.5 大壩觀測(cè)

大壩觀測(cè)項(xiàng)目有大壩表面變形觀測(cè)、滲流壓力觀測(cè)和滲流量觀測(cè)等，泄水閘觀測(cè)項(xiàng)目主要有水力觀測(cè)和變形觀測(cè)。

大壩表面變形觀測(cè)包括壩面沉降觀測(cè)和壩面水平觀測(cè)。觀測(cè)橫斷面共設(shè)2個(gè)，樁號(hào)分別為0+50，0+100。觀測(cè)縱斷面共設(shè)3個(gè)，上游壩坡正常蓄水位以上1個(gè)，下游壩肩1個(gè)，下游壩坡1個(gè)。大壩左岸每排測(cè)點(diǎn)兩端的延長(zhǎng)線各布置一個(gè)起測(cè)基點(diǎn)。共12個(gè)，這些測(cè)點(diǎn)兼作水平位移和沉降位移觀測(cè)測(cè)點(diǎn)。在下游1～2 km范圍內(nèi)布設(shè)2個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)。

大壩滲流壓力觀測(cè)的目的是為了確定觀測(cè)斷面上的滲透壓力分布和浸潤(rùn)線的位置。根據(jù)大壩實(shí)際情況，擬布置2個(gè)觀測(cè)斷面，樁號(hào)分別為0+50，0+100，每個(gè)觀測(cè)斷面布置3個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，采用測(cè)壓管觀測(cè)，共設(shè)6個(gè)。

大壩滲流量觀測(cè)主要利用大壩下游壩腳的溝道匯集壩體滲水，采用三角堰法測(cè)量。

泄水閘觀測(cè)主要是在泄水閘進(jìn)口、出口段設(shè)水位標(biāo)尺，觀測(cè)泄水閘水位，測(cè)算泄水閘泄量。

4 結(jié)語(yǔ)

樊村水庫(kù)工程運(yùn)行至今，由于庫(kù)區(qū)淤積、庫(kù)容減少，壩體厚度沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，壩體滲漏，水庫(kù)一直帶病運(yùn)行，存在安全隱患。通過(guò)以上除險(xiǎn)加固措施，可消除大壩、泄洪系統(tǒng)等方面存在的安全隱患，確保水庫(kù)安全運(yùn)行，使其發(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì)效益的社會(huì)效益。