山南水库除险加固工程技术措施综述

段海红

（阳泉市山南水库管理处，山西 阳泉 045000）

1 概况

山南水库位于海河流域子牙河水系桃河一级支流泉寺河上，地处阳泉市桃河上游26km的寿阳县尹灵芝镇高崖村附近。河道长16km，纵坡1.53‰，流域面积89km2，多年平均降雨量505mm，多年平均径流量572万m3，设计供水量400万m3，是一座以城市供水为主，兼有防洪效益的小（一）型水库，是桃河上游唯一的一座蓄水工程，肩负着保护下游40万人的生命财产安全和0.67万hm2土地不被淹没的防洪任务。

山南水库于1972年兴建，1974年建成并投入运行，总库容637万m3，原水库建筑物有大坝、溢洪道、放水洞三部分，按50年设计，100年校核，由于防洪标准低、工程质量差，建成后一直未能正常运行，成为山西省病险水库之一。为排除险情，充分发挥工程效益，1997—1999年对水库进行了除险加固改造，增设泄洪洞、加固坝体、改造溢洪道，使水库防洪标准提高到30年一遇，500年校核。但经过十几年的运行，放水洞淤积和坝体渗漏现象日益加重，致使防洪标准降低，很难发挥其防洪和供水效益。

2 工程实施情况

2.1 存在问题

一是观测设备老化严重。山南水库建库40年来，工程观测一直采用人工方式进行，特别是在水库大坝位移观测项目上，由于设备陈旧、精度降低、受环境影响，在数据采集上产生较大误差。测压管工程观测至今仍采用人工纤绳测量，既费时费工，又不能满足工程测量要求，无法准确反映大坝的真实情况，设备老化已成为制约工程监测和保障水库安全的瓶颈。

二是工程年久失修、病险多。水库原有的放水洞进口淤埋至淤积面下12m处，闸门无法启闭，失去泄洪能力。坝体质量差，虽在2003年对大坝进行了充填灌浆，但绕坝、坝基渗流比较严重，日渗流量高达1400m3。另外，溢洪道右岸山体不稳，有滑坡体，出口泄流不畅。

三是泄洪洞淤积严重。泄洪洞是1999年除险加固的新增工程，2004年水库淤积面高程达1027.4m，而泄洪洞进口底高程仅1020.0m，与库区淤积面相比落差大，每年汛前泄洪洞检修闸门提起后，淤积层向洞内逐步浸入，汛期结束洞内淤积严重，仅靠水库蓄水冲刷只能带走少量泥砂，来年开启泄洪洞检修闸门后，新的淤积层又会向洞内移动，造成新的淤积，使泄洪洞泄洪功能受到极大影响。目前，水库淤积量达130万m3，防洪标准达不到部颁标准。

2005年，水库委托晋中市水利设计院进行大坝安全鉴定，并经省水利厅专家组审定，最终认定山南水库大坝类别为三类坝，于2008年列入国家重点小型水库除险加固改造规划。

2.2 建设内容

针对水库存在的问题，2009年1月至2010年12月对水库再次实施除险加固工程，其内容包括：大坝左坝肩0-060—0+040段帷幕灌浆；输水洞0+000—0+115段裂缝实施水泥、化学钻孔灌浆处理；溢洪道出口土石方开挖、M7.5浆砌石截水槽砌筑、槽渠泄水闸安装等滑坡体积溢洪道改建工程；大坝下游坡面平整维修草皮种植、排水渠土方开挖、耐火砖砌筑排水渠、坝脚挡水墙加高、泄洪洞出口导流墙混凝土浇筑、大坝坝顶防浪墙维修、路面铺砖及围栏安装、大坝上游坡面补修等改造工程及观测基点工程、测压管工程、上坝公路工程、管理房维修工程等。

3 效益分析

山南水库除险加固工程完工后，经过帷幕灌浆工程的实施，使水库大坝左坝肩绕坝渗流得到有效遏制，渗漏明显减少，由施工前的1200m3/d降至完工后的400m3/d；溢洪道内安置溢洪渠闸门后，水库泄洪能力增加了45m3/s，溢洪道最大泄流量达到747m3/s；溢洪道出口山体开挖后，溢洪道泄流更加通畅，减弱了对大坝坝脚的冲刷，提高了大坝的安全稳定性；滑坡体改建工程的实施，在滑坡体上增设截水沟，减弱了降水对滑坡山体的渗透破坏和地表层的冲刷，降低了滑坡体对大坝产生的安全隐患；大坝改造工程的实施，使下游坝坡因降水造成的坡体水土流失情况得到明显改善，提高了大坝稳定性；观测设施的改建完工，将大大改善长期以来由于设备落后、设施老化造成的观测误差较大、数据精度不高的现状，从而更加及时、准确、有效地为大坝安全运行提供必要的科学依据。

据最新监测资料分析显示：工程初期运行中，坝体沉降和水平位移量均未发生变化，左坝肩渗漏情况减弱，滑坡体整体稳定，新建溢洪道泄水闸调试运行正常，放水洞内未发现裂缝，洞体渗漏消除，能够正常运行，大坝整体运行情况良好。

4 结语

山南水库除险加固工程实施后，社会效益、工程效益和环境效益十分显著。从社会效益来讲，水库的使用寿命大大延长，防洪能力达到30年一遇设计、300一遇校核的防洪标准，水库调蓄洪水能力进一步增强，为保护下游人口和耕地安全提供更加稳定的保障。从工程效益来讲，水库的蓄水能力得到恢复，供水效益明显提高。从环境效益来讲，库区的绿化和下游坝坡草皮的种植使得周边环境大大改善，有效防治了水库溢洪道右岸滑坡体和水库下游坝坡水土流失，区内水土保持综合治理成效显著。