浅谈汉阴县石板沟水库除险加固的必要性

陈 昌

（陕西渭河生态集团有限公司，陕西 西安 710068）

石板沟水库是一座以灌溉为主兼有养殖等综合利用的V 等小（二）型水库枢纽工程。因工程长期运行，缺乏有效的管理，导致现阶段工程利用率低，为确保水库大坝安全运行，使水库担负起灌区的灌溉用水任务，更加充分的利用水资源，促进当地经济的可持续发展，除险加固工作势在必行。若项目能顺利进行，修建后的枢纽工程可充分保证下游200 亩农田的安全，对流域及地区的经济发展都能起到积极的促进作用。

1 水库概况

石板沟水库位于月河三级支流石板沟，属月河左岸二级支流清泥河的支流。石板沟流域面积0.45 km2，主沟道长2.1 km，平均比降134‰。大坝位于汉阴县双河口镇龙垭村。原设计坝高18.00 m，水库正常蓄水位为566.00 m，兴利库容为8.55 万m3；水库死库容0.15 万m3；总库容10.00 万m3。灌溉面积109.5 亩。

水库枢纽主要由大坝、溢洪道和卧管涵洞引水等工程组成。水库大坝设计为粘土心墙坝，1978 年11 月动工兴建，1980 年3 月建成运行。水库蓄水以后一直没有发挥工程应有效益。

2 现存主要问题

石板沟水库受条件及人文因素影响，在工程建设过程中，施工管理工作无法跟上，现场工序作业比较混乱，再加上后期的管护不到位，病害存在严重。

（1）水库淤积严重。自大坝建成拦洪蓄水以来，淤积层厚度约为4.2 m，坝前淤积面高程555.5 m。（2）坝体迎水坡。杂草丛生，无任河防护措施。（3）坝顶路面无防护面层，凹凸不平、宽窄不一，最大高差0.96 m，雨天泥泞不堪。（4）坝体背水坡。杂草植被茂盛，无坝面排水设施及踏步，坡脚排水棱体局部破损。（5）溢洪道无引水渠和控制段；泄槽左、右侧浆砌石挡墙不满足抗冲、防渗及稳定要求；泄槽底板无衬砌；底板杂草茂盛，影响正常行洪；溢洪道缺少泄流通道，尾水为散流状态，末端无消能防冲设施；由于以上病害，溢洪道不能满足安全泄洪。（6）引水卧管设施陈旧，部分封堵，无法满足引水需求；放水洞出口与渠道连接处有渗漏。（7）坝体渗水，自运行以来，水位从未高过现状水位，现场了解到坝体右坝肩有渗漏。（8）大坝安全监测设施不健全，无法对大坝的安全运行进行有效的监控。（9）无枢纽管理房；防汛、抢险设备配置不全；无卧管检修道路及上坝道路。

3 除险加固的必要性

石板沟水库由于施工质量差等原因，使水库长期没有发挥工程应有效益。按《水库大坝安全鉴定办法》规定应立即进行除险加固，使水库尽快达到规定的设计标准，并能按设计要求正常运行。以下从设计标准、存在问题及防洪等方面阐述除险加固的必要性和合理性：（1）石板沟水库为小（二）型水库，属Ⅴ等工程，按照现行《防洪标准》（GB 50201-94）的有关规定，其防洪标准应为20 a 一遇洪水设计，200 a 一遇洪水校核；（2）石板沟水库运行37 多年来，许多设施年久失修，上游坡至坝顶无砌护，坝下游无排水体，无任何观测设施。（3）由于坝基坝肩、卧管涵洞渗漏严重，影响下游200 亩农田灌溉。综上所述，石板沟水库必须尽快除险加固。

4 必要的加固措施

4.1 大坝加固

4.1.1 坝顶路面

现状大坝坝顶路面为土路面，宽窄不一，凹凸不平。考虑到水库已蓄水运用多年，坝体沉降已经趋于稳定及施工方便，经综合分析，建议先进行下游坝坡修复、上游坝坡加固及修复，再安排坝顶其它项目施工，最后硬化坝顶路面。坝顶路面结合坝顶整修进行。

4.1.2 下游坝坡加固

下游坝坡相对稳定，建议首先对坡面覆盖层进行清除，将坡面修整为现状统一坡比，即通村道路以上和以下均为1∶2.0，并重新种植草皮。对坝坡脚排水棱体毁坏段，进行加固，建议原排水体部分拆除，重新修建。排水体顶部高程为553.50 m，顶宽2 m，堆石体内侧坡比为1∶1.0，外坡比为1∶2.0，外侧采用30 cm 厚干砌石砌筑。

为方便后期水库日常管理通行，坝面上增设一条踏步，踏步宽0.8 m，采用C15 混凝土浇筑。

4.1.3 上游坝坡加固及修复

经实地勘察复核计算，上游坝坡不稳定，建议在工程进展中首先对坡面杂草进行清除，将坡面按照稳定坡比1∶2.5 进行培厚，培厚体相对密度不小于0.7，然后在修整好的坝坡表面铺设20 cm 厚砂砾石垫层，垫层上设置15 cm 厚C20 混凝土面板，防止风浪冲刷。混凝土面板每4.00 m 设置横向伸缩缝和纵向伸缩缝，缝宽20 mm，缝间采用聚乙烯闭孔泡沫板填缝。面板表面设有排水管，排水管采用DN100PVC 管，孔距2.0 m，深入砂砾石垫层10 cm，并采用250 g/m2土工布包裹。坡脚处采用抛石护脚，抛石体高1.5 m、宽5.0 m。

4.1.4 岸坡排水

现状坝坡缺排水设施，为完善背水坡坝面排水系统，在大坝下游坡与岸坡结合部位设岸坡排水沟，岸坡排水沟比降与自然山体与坝脚结合处的坡降一致；在棱体排水体顶部内侧设纵向排水沟。新建排水沟与现状通村道路内侧纵向排水沟相连通。排水沟均采用C15 混凝土结构，宽0.3 m，高0.3 m，壁厚10 cm。

4.2 溢洪道加固改造

4.2.1 溢洪道改造原则及工程措施

按溢洪道布置原则，充分利用现状溢洪道地形地质条件进行溢洪道轴线布置。在现状工程的基础上进行改造及加固，做好原有段和加固段的衔接，对溢洪道轴线延长；对溢洪道泄槽的各个断面进行砼衬砌，以满足200 a 一遇洪水泄流要求。

4.2.2 溢洪道改造加固

按照上述原则及措施，控制进口段底坡为0，边墙高度为1.0 m，底板高程为566.00 m，底板与边墙均采用30 cm 厚C20砼浇筑；控制段采用宽顶堰，堰顶高程566.00 m，墙顶高程567.00 m，堰体材料采用C20 砼，泄流能力按开敞式宽顶堰堰流公式计算；泄槽段横断面为矩形，边墙及底板均为30 cm 厚C20 砼浇筑。

4.3 引水设施改造加固

石板沟水库进水卧管位于大坝上游左岸岸坡，为混凝土结构，砂浆抹面，卧管放水孔直径为0.3 m，设计纵比降1∶2，台阶总数28 阶，设计输水流量0.02 m3/s。

由于受上游坝坡影响，建议在原卧管轴线处新建引水卧管，为C20 混凝土结构，孔口采用球墨铸铁防盗盖板。原引水涵洞断面为R=500 mm 砼管，建议保持现状，对涵洞出口与渠道连接处渗漏处做2.0 m 的防渗处理。

4.4 枢纽交通道路

建议设永久上坝道路，路面采用混凝土路面，位置布置在大坝左岸，与通村道路相连接，路面计划宽度为3.0 m，总长47.6 m。

永久坝顶至卧管便道布置在大坝左岸，路面采用混凝土路面，计划宽度1.5 m，总长60.0 m。对便道跨越溢洪道处，可采用砼盖板搭接。

4.5 工程监测

此次建议设水位标尺及降雨量观测的雨量筒。其主要目的是为了解水库蓄水和大坝运行期的情况，保证大坝安全运行。并根据长期观测资料，检验其必要性和正确性，以便在后期运用的过程中，认识各种规律，保障水库建设及安全管理。

5 结语

小型水利枢纽在农业经济发展中起着至关重要的作用，为了确保石板沟水库除险加固项目实施后能发挥最大的社会效益，建议在后期项目建设中，实行建设单位全面负责、监理单位控制、施工单位保证和政府监督相结合的质量管理体制。为了保证工程质量，建设单位应组织专家、技术骨干建立专门的建设管理小组，严把质量关；通过资质审查招标选择施工、监理单位，并实行合同管理；要求施工单位必须建立完备的质量保证体系，监理单位应向施工现场派出相应的监理机构，实行“三控制、两管理、一协调”的监理任务；质量监督部门进行不定期的督察，实行全面质量管理。使改建后的水库枢纽担负起灌区的各项用水任务，造福于民。