西坡水库设计综述

刘雯

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

西坡水库设计综述

刘雯

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

拟建的西坡水库位于晋城市沁水县境内的杏河一级支流南旺河上，从大坝工程布置、坝体结构、溢洪道等方面进行了设计。该水库的修建，可为沁水县城杏河水厂以及周边村庄灌溉供水，解决供水压力巨大、供水矛盾突出的问题。

混凝土面板堆石坝；溢洪道；大坝；西坡水库

1 工程概况

拟建的西坡水库位于晋城市沁水县境内的杏河一级支流南旺河上，东距沁水县城约15 km。南旺河发源于沁水县杏峪寺上，在杏峪汇入杏河，属杏河流域。杏河是沁水县河一级支流，位于沁水县城西部，发源于沁水县杏峪关门岭，由西向东流经杏峪、城关，在县城南杨疙瘩村附近与梅河汇合汇入沁水县河，属黄河流域沁河水系，水系形态为羽毛状。

水库大坝为混凝土面板堆石坝，坝长239.5m，设计最大坝高29.0m，坝顶高程1 188.00m，总库容约115.4万m3。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》，水库规模为小（一）型，工程等别为Ⅳ等，枢纽主要建筑物大坝、泄水建筑物、取水建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。面板混凝土堆石坝方案的枢纽洪水标准为30年一遇设计、300年一遇校核，消能防冲建筑物洪水标准为30年一遇设计，施工导流标准为5年一遇，地震基本烈度为7度。

2 工程任务和规模

此次设计西坡水库供水范围为大坝下游周边村庄农业灌溉用水及为沁水县自来水公司在枯水期3—5月提供备用水源，供水总量82.5万m3，供水保证率75%。混凝土面板堆石坝死水位1 072.00m，正常蓄水位1 084.00m，汛限水位1 084.00m，设计洪水位1 085.85m，校核洪水位1 087.59m，死库容4.64万m3，兴利库容67.9万m3，调洪库容40.4万m3，泥沙淤积库容2.5万m3。

3 主要建筑物设计

本工程建筑物包括大坝、溢洪道、导流泄洪洞及泄洪洞下预埋的供水管道。

3.1 大坝设计

依据《碾压式土石坝设计规范》，坝顶高程为水库静水位与坝顶超高之和。按设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高、正常蓄水位加正常运用情况的坝顶超高、校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高、正常蓄水位加非常运用情况的坝顶超高，再加地震安全加高1.0m这四种计算情况取大值，同时非常运用条件下坝顶应不低于静水位。防浪墙墙顶高程取值1 089.20m，考虑本工程防浪墙高出坝顶1.2m，故坝顶高程确定为1 088.00m。

坝体剖面设计采用钢筋混凝土面板防渗，砂砾料及堆石作坝壳，趾板基础最低高程1 059.00m。

混凝土面板堆石坝坝轴线为直线，大致呈东西向，坝体上下游均采用1∶1.4边坡。坝体自上向下分为垫层区、过渡层区、主堆石区、下游堆石区，周边缝下游设垫层小区，上游设粉细砂铺盖，1 072.00m高程以下设石渣盖重区，下游面设干砌石护坡，厚0.3m。各区坝料的渗透性由上游向下游递增，并满足水力过渡要求。垫层区上游坡面设5 cm厚的M2.5碾压水泥砂浆作为坡面防护。

趾板采用垂直趾板基准线的等高程布置形式，厚50 cm，趾板宽度按趾板下岩石地基的容许水力梯度确定。面板采用等厚布置，厚度30 cm，共分27块。分缝全部采用镀锌钢板和镀锌膨胀螺栓作为SR塑性填料面膜（SBS增强型SR防渗盖片）的止水固定件，并用HK-961封边剂粘结。

混凝土面板堆石坝趾板置于弱风化层上限，即全部挖除上层局部松散砂卵石土层和3～5m厚强风化层，采用伸入弱风化基岩的混凝土趾板，以保证坝坡上游混凝土面板的稳定，趾板下设锚杆与基岩连接。趾板基础进行固结灌浆和帷幕灌浆。

3.2 溢洪道

溢洪道布置在大坝右岸台阶地上，为开敞式正槽溢洪道，无闸门控制，堰顶高程1084.00m，堰宽15.0m。溢洪道由进口段、控制段、泄槽段、挑流消能段组成，总长190.21m。溢洪道基础均坐落在新鲜基岩上。

3.3 导流泄洪洞

导流泄洪洞为城门洞形无压隧洞，断面尺寸3.0m×3.66m（宽×高），进口底高程1 068.50m，全长194.5m。导流泄洪洞布置在大坝左岸，兼放空洞，进口设进水塔，塔内布置平板检修钢闸门和平板工作钢闸门各1扇。检修闸门、工作闸门启闭设备设在高程1 092.50m的启闭机房内，检修平台高程1 088.00m。进水塔采用钢筋混凝土结构，进水塔通过交通桥与坝顶相连。经调洪计算，导流泄洪洞设计洪水位1 085.85m（P=3.3%）和校核洪水位1 087.59m（P= 0.33%）两种情况下泄量分别为32.05m3/s，33.71m3/s。出口采用挑流消能。

3.4 供水管道

供水管道进口布置在进水塔右侧墙处，管道预埋在隧洞钢筋混凝土底板下，管道全长260.0m，采用直径500mm的压力钢管输水，设计流量0.103m3/s，进口管中心高程1 073.00m（高于死水位1 072.00m），进水口竖向进水，进水口上设开关拍门，拍门通过布置在启闭机房主梁上的固定电动葫芦启闭。进口竖向钢管段全部采用C25钢筋混凝土包封并与导流泄洪洞进水塔浇筑为一体。供水管道埋设在导流泄洪洞钢筋混凝土底板以下，由进口检修控制盖板门、钢管段、出口工作闸阀组成。出口工作闸阀选用半球阀，直径500mm。

3.5 上坝道路

坝址及库区内现有乡村道路沿河道左岸河床及岸坡布置，路面宽约3.5m，为水泥路面；建库后坝址上游将淹没部分道路，下游将结合上坝公路进行局部改线。本次设计新建乡村道路1.12 km，兼作上坝道路，路面宽5.0m，为水泥路面。

3.6 安全监测设计

根据规范要求，大坝观测设置外部变形观测、接缝位移观测、面板变形观测和渗流量观测，另外，布置温度观测和水位观测等。

4 结语

沁水县自来水厂筹建于1979年，1980年正式投产，于2003年5月划归县水务局管理，目前自来水公司向县城供水量为3 500m3/d；覆盖县城城区居民4万余人的用水量，同时肩负着县城300多个机关团体、企事业单位的工农业生产、生活用水和建设用水任务，供水压力巨大，用水矛盾突出。西坡水库的修建，可为沁水县城杏河水厂（沁水县城市供水水厂）及周边村庄灌溉供水，解决供水压力巨大、供水矛盾突出的问题。

TV674

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1004-7042（2016）03-0046-02

刘雯（1987-），女，2009年毕业于西北大学艺术设计专业，助理工程师。

2016-01-11；

2016-02-21