大同县营坊沟水库除险加固设计方案探析

贺瑜

（山西省大同县水务局，山西 大同 037300）

大同县营坊沟水库除险加固设计方案探析

贺瑜

（山西省大同县水务局，山西 大同 037300）

介绍了大同县营坊沟水库工程概况，针对水库存在的问题及安全隐患，进行了分析，通过对水库除险加固设计，确保水库正常运行。

水库除险加固；工程地质问题；大坝除险加固设计；探析

1 概况

营坊沟水库位于大同县倍加造镇营坊沟村西，所在流域为海河流域桑干河支流坊城河一级支流尼河，坝址以上控制流域面积24.1km，河道长度6.02km，流域平均坡度0.65%，多年平均降雨量394mm。

营坊沟水库原设计总库容12万m3，淤积1万m3，近年来年均蓄水量3.5万m3，年均灌溉面积0.01万hm2，是一座以灌溉为主兼有水产养殖的小（2）型水库，工程等级为V等，水工建筑物级别5级［1］。大坝类型为均质土坝，最大坝高5m，长180m，坝顶宽度6m，上游坡降比为1∶3.0，下游坡降比为1∶2.0。营坊沟水库泄水建筑物为泄洪管位于大坝左岸与坝轴线正交，管径尺寸1.2m，最大泄量4.5m3/s。

2 存在问题

水库1967年建成，多年来拦洪蓄水为农业生产带来可观的效益，经过40余年运行出现了不同程度的病险情况，坝体年久失修，出现了坝坡冲刷、坝体沉降、泄洪管接触渗漏、出口边墙坍塌等不良现象，给水库的安运行带来隐患。

2.1 库区工程地质

2.1.1 库区渗漏

从库区的地形、地貌方面来看，河流两岸岸坡较缓，库区处于低洼谷地，为周边地区地表和地下水的排泄区；从岩性条件来看，两岸库底主要由上更新统冲洪积作用形成的低液限粉质黏土构成，可视为库底隔水层，但坝体与坝基接触带为冲洪积作用（）的粗砂，其渗透性为中等透水，从地质构造条件来看，由于库区构造作用不明显，未发现有构造带存在，不存在渗漏通道，从而形成库区盆状的储水条件，因此库区存在接触渗漏的条件。

2.1.2 库区淤积

库区及其上游河谷均为第四系松散堆积物组成，多年来泥砂等细粒物质通过洪水下移搬运淤积于库区。目前原大坝上游最大淤积厚度1m。

2.2 坝址区工程地质

2.3 坝体工程地质

2.3.1 坝体粉土

营坊沟水库坝大坝为土坝，坝顶高程1030.16～1030.44m，库水位1027.0m。库水位以下坝体土有可能浸泡饱和，坝主体主要为低液限粉土，组成物质较杂乱，均匀性差。据土工试验资料，坝体粉土钻孔及探井土样液性指数均除K1-1大于0.75外，其均小于0.75，故坝体粉土基本不会液化，仅局部存在液化可能。

2.3.2 库岸稳定及库区淤积

坝体填土岩性主要为低液限粉土，坝体结构松散，组成物质较杂乱，均匀性差。大坝存在坝基渗漏，渗透变形问题。坝顶无放浪墙，上游坝坡无护坡，坝后坡未设置排水设施，水蚀冲坑、冲沟多处［2］。

3 除险加固方案

针对水库病、险情，为彻底消除其不安全隐患，确保水库正常运行，依据大坝安全鉴定评价结论及建议，拟定水库除险加固方案为：坝基防渗；新建溢洪道；大坝上游坝坡干砌石护坡；下游增设排水排渗设施；坝顶增设防浪墙。

4 大坝除险加固设计

4.1 上游护坡处理

大坝上游原无护坡保护，本次设计对大坝上游坝坡增设护坡， 护砌范围为1025.0m至坝顶（1030.0m）。将现坝坡杂草腐植土去掉，并将坑沟人工夯填后按除险加固坡比1∶3.0整平修理，由下至上依次铺设两布一膜土工布（规格为600g/m2），30cm厚卵砾混合料垫层和130cm厚干砌块石护坡。

当年筑坝时未进行清基处理，坝体与坝基结合处有3～4m粗砂层，导致坝基存在严重渗透问题。木次设计在坝前距离坝脚4m处开挖截渗槽，深度5m，铺设两布一膜土工布截渗，土工布一直与坝顶防浪墙嵌接，形成整体防渗封闭。

4.2 大坝下游护坡

下游左右坝肩设混凝土U型渠横向排水沟各一道，坝顶下游侧设纵向排水沟。

坝坡下部新建贴坡排水长70m，设计顶宽1.2m，项高程1026.5m。排水体上层为40cm厚干砌石，下层为30cm卵砾混合料垫层（粒径5～40mm）。

大坝现状下游坡比1∶2.0，对大坝下游冲沟、冲坑填土夯填，坝下游坡采用C15混凝土菱形网格，网格内种植草皮，营坊沟水库大字镶嵌。

4.3 坝顶结构

坝项上游侧增设防浪墙，防浪墙采用M7.5浆砌石砌筑，高1.0m，宽0.5m，基础埋设深度1.2m，顶部采用现浇C15混凝土压顶，厚10cm，两侧出沿5cm。防浪墙墙面M10水泥砂浆抹面厚2cm，每隔8m设1道伸缩缝。

坝顶宽6m，现状混凝土路面宽3.5m，本次设计对坝顶剩余1.5m宽度铺设20cm厚三合土路面整修。

4.4 溢洪道

营坊沟水库溢洪道位于大坝左侧，为开敞式岸边溢洪道，全长68m，进口控制段底高程1027.0m，矩形断面，进口水平段八字墙长10m，高3m，开口宽由14.0m渐缩为8m，控制段为交通桥，泄槽段底坡1/3，长9m，底宽8m；消力池长15m，护坦长8m，海漫长15m，海漫出口开挖明渠与下游河道相接［3］。

4.4.1 进口段

浆砌石八字墙长10m，开口宽由14m渐缩为8m，墙高3m，背水面1∶0.4，基础深1.2m，进口高程1027.0m，底板0.8m厚浆砌石。

4.4.2 控制段

采用8m跨，6m宽，3m高公路桥设计，底板采用M7.5浆砌石，高程1027m，边墙为M10浆砌石挡墙，墙高3m，背水面1∶0.5，基础深1.5m，下铺0.1m厚C10现浇混凝土垫层。

4.4.3 陡槽段

进口高程1027.0m，水平长9m，i=l/3，底宽8m，断面为矩形，边墙为M7.5浆砌石结构，顶宽0.6m，高3m，背水面1∶0.4，基础深1.2m，陡槽底板与公路桥出口底板连接处加设齿坎，齿坎底宽0.6m，深0.4m，使底板间咬合牢固。连接处横缝采用沥青杉板填缝，651型止水带，缝宽20mm，深50mm。

4.4.4 消力池

采用综合式消能方式，池长15m，底宽8m，底板高程1024.0m，池尾设高0.5m高的消能坎，边墙采用M7.5浆砌石挡墙，墙高4m，项宽为0.6m，外边坡1∶0.4，基础埋深1.2m，消力池底板由上至下依次为厚0.2m的C25钢筋混凝土，厚0.8m浆砌石，消力池后部设间隔1m梅花状布置的排水孔，相应底板下垫厚0.2m的卵砾混合料垫层。

4.4.5 护坦断面

护坦断面为矩形，底板高程1020.0m，长8m，浆砌石底板厚0.8m，边墙顶宽0.6m，高3m，外边坡1∶0.4。

4.4.6 海漫

长10m，底板高程1020.0m。底板为铅丝笼块石，厚0.8m，防冲槽为干砌块石，2.0m深。

海漫长度计算：

式中 Ht为下游水深（m）。

经计算，Hp取15m。

大坝经过加固，泄水建筑物得到维修，流域发生50年一遇洪水时，不会威胁大坝安全，对下游城镇和人民的生命财产起到了保障作用。

5 结语

通过对水库的除险加固，设计出适合不同情况的水库除险加固方案，延长了水库使用年限，保证水库安全运行，保障当地的经济、农业发展，人民的生命财产安全。

［1］申明平.宁夏重点小（1）型病险水库除险加固项目技术管理分析探讨［J］.中国水利，2016（12）：21-24.

［2］欧阳建，彭海波.小型水库除险加固技术审查若干要点及思考［J］.中国水利，2016（8）：35-37，51.

［3］高贵芬.关于水利大坝除险加固的设计及其施工分析［J］.科技创新与应用，2016（5）：196.

［4］王青惠.红雁池水库除险加固后大坝渗流监测［J］.水利科技与经济，2016（3）：36-37.

［5］宋丽丽.打虎沟水库除险加固方案探析［J］.陕西水利，2015（1）：84-85.

（责任编辑：姜彤宇）

Analysis of Datong county Yingfanggou reservoir reinforcement scheme

HE Yu
（Shanxi Datong county water authority,Datong 037300，China）

This article describes present situation of Datong county Yingfanggou reservoir project.Analysis of the existing problem of reservoir and protential safe hazard.In order to ensure the reservoir normal operation,the reinforcement design is explored.

reservoir reinforcement;engineering geological problems;reinforcement design of dam;explore and analysis

TV697.3

B

1672-9900（2017）01-0064-03

2016-07-26

贺 瑜（1980-），女（汉族），山西大同人，工程师，主要从事水利工程管理工作，（Tel）13546468785。