夏縣躍進水庫除險加固措施探析

王 麗

（夏縣水利局，山西 夏縣 044400）

夏縣躍進水庫除險加固措施探析

王 麗

（夏縣水利局，山西 夏縣 044400）

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

躍進水庫；除險加固；夏縣

1 工程概況

躍進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?？刂屏饔蛎娣e128.84 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，壩坡上游為砌石護坡，下游為草皮護坡。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，其補給來源主要接受大氣降水入滲補給，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)造位置為臨汾運城新裂陷-運城凹陷，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以上的填筑土壓實質(zhì)量稍差，壩體標(biāo)高469.0 m以下的填筑土壓實質(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

躍進水庫建成運行至今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，啟閉機老化銹蝕，工作橋破損，無護欄；四是溢洪道工作橋老化剝蝕嚴(yán)重，左堤有100 m未護砌，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行防滲。多頭深層攪等厚截滲墻是采用多頭深層攪拌機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)點是施工方便簡單，快捷高效，性價比低。缺點是成墻深度一般為20 m左右，主要是受施工機具的限制。

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?？紤]到復(fù)合土工膜的熱漲冷縮性，根據(jù)經(jīng)驗，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。孔穴、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，再進行適當(dāng)補填。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的干砌石護坡，護坡坡腳伸入淤積層以下1.0 m。下游壩坡采用草皮護坡。

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，擬對底板及未護砌側(cè)墻進行護砌。

進口段引渠長24.0 m，現(xiàn)狀未護砌，為防止沖刷，擬采用M7.5水泥砂漿砌塊石進行護砌。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進行了施工，進口和下游均未開通。針對存在的問題，擬對非常溢洪道進口和下游進行開挖。

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，不能正常運行，擬對工作閘門配套啟閉設(shè)施進行更換。根據(jù)運行經(jīng)驗，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，上游壩坡正常蓄水位以上1個，下游壩肩外3個；大壩兩岸每排測點的延長線各布置一個起測基點，共設(shè)測點38個，這些測點兼做水平位移和沉降位移觀測測點，在下游1~2 km范圍內(nèi)布設(shè)3個水準(zhǔn)基點。

6 結(jié)論

水庫除險加固完成后，將保護下游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