浅谈石门冲水库工程的除险加固设计

陈冬萍

摘 要：石门冲水库始建于1967年12月，受当时投资和建设环境的影响，工程遗留问题较多，工程质量较差，目前大坝、溢洪道、放水涵洞均存在比较严重的险情，经水库安全技术认定大坝属于三类坝。本文对水库的施工加固设计略作浅谈，以供类似工程之参考。

关键词：石门冲水库;大坝; 溢洪道;放水涵洞;除险加固

一、工程概况

石门冲水库位于池州市贵池区墩上街道墩上社区境内，坝址座落在长江水系九华河的支流上，集水面积0.366km²，是一座以灌溉、防洪为主兼顾水产养殖的小（2）型水库。考虑石门冲水库多年的实际运行情况和灌溉要求，参照相关文件精神，经调洪计算，石门冲水库死水位为32.0m，死库容为0.39万m³;正常蓄水位平溢洪道进口宽顶堰堰顶37.48m，兴利库容为6.10万m³;设计洪水标准为10年一遇，相应水位为38.41m;校核洪水标准为50年一遇，相应水位为39.14m，总库容10.50万m³。

水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水涵洞组成。水库大坝为均质土坝，坝顶高程39.10m左右， 坝顶长约56m，坝顶宽2.5～3.5m。现状大坝坡面不规整，上游坝坡坡比1：2.9～1：3.2，下游坝坡坡比1：3.0～1：3.5。上下游坝坡均为天然杂草，坡面无排水沟，坝脚无排水体。溢洪道位于大坝右端，开挖山体而成，进口为宽顶堰，堰顶高程37.48m，堰宽1.2m。溢洪道全段无护砌，上游段为弱风化岩质边坡，地质条件较好，下游段为土石混合边坡，地质条件较差，溢洪道出口无消能设施。放水涵洞位于大坝左侧，为直径400mm钢筋砼圆涵，涵洞进口淤堵，分级卧管控制段断裂，无法正常使用，涵身有裂缝，涵洞出口渗漏。

二、水库存在的病险问题及除险加固必要性

通过现场查看及分析论证，存在以下主要问题：

（一）水库大坝填筑质量较差，坝基清基不彻底，坝脚渗漏，坝面杂草丛生，上下游坡面不规整，且上游坝面无护坡、坝脚冲刷严重，下游坝脚无排水体且紧临土质排水沟，上述问题影响大坝运行安全。

（二）放水涵洞进口淤堵，分级卧管控制段断裂，无法正常使用，涵身有裂缝，涵洞出口渗漏。

（三）溢洪道全段未护砌，下游段土石混合岸坡地质条件差，冲刷严重，溢洪道出口无消能设施，泄洪时存在安全隐患。

（四）水库进库道路路况较差。

（五）水库无管理、观测及通讯设施。

石门冲水库运行40多年来，保护着下游1600人口、500亩耕地及下游村庄的安全。确保了灌区2000亩农田的旱年丰收;水库养殖面积20亩;为区域经济发展、社会稳定和人民安居乐业做出了巨大的贡献。但是自蓄水运行以来，不断地发现各主要建筑物存在质量和安全问题，致使水库工程长期处于带病运行状况。为了保证大坝安全，使水库充分发挥其功能和效益，保障下游人民的生命财产安全，对其进行除险加固是十分必要的。

三、加固措施

由于建库时社会经济水平所限，施工手段落后，施工质量控制不严，水库运行以来存在很多安全隐患，虽经几次加固处理，但仍存在许多问题。针对目前存在的问题，通过必要的分析与核算，确定本次除险加固主要工程任务如下：

（一） 大坝

大坝防渗采用“坝身粘土斜墙+坝基粘土截渗槽”方案;大坝坝顶结合粘土斜墙铺筑宽5.0m，高程39.76m，设碎石路面;上游坝坡坡比为1：4，正常蓄水位37.48m以下采用C20现浇砼护坡、以上草皮护坡，下游坝坡削培平整、坡比1：3，高程32.00m以下至坝脚新建贴坡排水体、以上草皮护坡，坝脚新建C20砼排水沟;新建上下游坝坡坡面踏步;改造进库及上坝道路。

（二）溢洪道

溢洪道上游岩石段（地质条件较好）采用清除及适当开挖处理，下游土石混合段（地质条件较差）采用C25钢筋砼U型结构衬砌，新建出口消力池。

（三）放水涵洞

开挖坝体拆除现有涵洞，新建为C25钢筋砼箱涵，增设进口启闭机闸门控制。

（四）其它

完善工程管理设施。

四、加固后工程布置

加固后的石门冲水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水涵洞组成。

（一） 大坝

大坝为粘土斜墙坝，最大坝高8.76m，坝顶高程为39.76m，坝顶长56m，坝顶宽5.0m。上游坝坡坡比为1：4.0，正常蓄水位37.48m以下采用C20现浇混凝土护坡、以上草皮护坡;下游坝坡坡比1：3.0，高程32.00m以下至坝脚新建贴坡排水体，大坝上游坡靠近放水涵洞处设砼踏步一道、下游坡居坝中设砼踏步一道，下游坝脚新建C20砼排水沟一道。坝顶道路设碎石路面。

（二）溢洪道

加固后的溢洪道仍布置在原位置，堰顶高程保持现状为37.48m、溢洪道宽1.2m，桩号0+025以上清除溢洪道内松动及风化岩石，并对淤堵段适当开挖处理;桩号0+025以下根据现状地形地质情况采用0.3m厚C25钢筋砼U形结构衬砌，其中桩号0+025～0+030段为渐变段，底宽由2.3m渐变至3.0m，桩号0+034～0+043.5段平面布置为圆弧段，圆弧半径12.64m、圆弧角43°，桩号0+049.9～0+055.4为新建出口消力池段，消力池出口消力坎高0.5m、厚0.5m，消力池下游为与现有河道的衔接，溢洪道沿程底板坡降与现状地形一致。

（三）放水涵洞

拆除重建放水涵洞。

开挖坝体全段拆除现有放水涵洞，新建为C25钢筋砼箱涵，新建放水涵洞布置为进口导流段、控制段、涵箱段、出口消力池段。进口导流段初步拟定长4.78m，两侧翼墙呈八字型布置，宽由2.0m渐变为0.8m;箱涵净孔尺寸为0.8m×1.2m（宽×高），壁厚0.40m，长初步定为48.38m，分7节布置，第1节涵箱与进口控制段连接（控制段长3.62m、涵箱长4.38m），第2、3、4、5、6节涵箱长度均为8.0m，末节涵箱长为4.0m。放水涵各节间设双止水和包箍。涵箱段后为消力池段，消力池段长11.5m， 6.0m長为i=0.25陡坡段、5.0m长为水平段（高程29.60m）、0.5m长为消力坎，坎顶高程30.10m。

五、工程投资

本工程概算投资149.56万元，其中建筑与安装工程投资98.86万元。

六、结语

本工程于2016年底完工，蓄水运行已有三年，未发现有任何险情或隐患，水库渗漏及其他各类问题均得到了有效解决，除险加固效果明显。水库除险加固工程设计，是对工程进行全面技术处理的依据，也是立项审批确定投资的依据，在设计时，对于不同的工程，我们应根据其坝型、坝基及管理运用情况，完整、全面地分析病险原因，采取有针对性的方法进行处理。

参考文献：

[1]《池州市贵池区石门冲水库除险加固工程初步设计》.池州市水电勘测设计院，2015.08.

[2]《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）.中国水利水电出版社，2002.01.

[3]《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）.中国水利水电出版社，1997.02.

[4]《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-2014）.中国水利水电出版社，2014.10.