臨縣太平水庫除險加固措施探討

李艷華

（山西省汾河中下游水務管理局，山西 太原 030051）

1 工程概況

太平水庫位于山西省臨縣湫水河中游太平溝溝口，城莊鎮太平村上游，南距縣城約13 km，總庫容536萬m3，是一座以防洪為主，兼顧農業灌溉的小型水庫。水庫樞紐工程由大壩和泄洪輸水洞組成。水庫于1972年10月動工興建，1975年7月建成蓄水。

太平水庫大壩為均質土壩，壩高28.5 m，壩頂長265 m，壩頂寬6.0 m，壩頂高程128.5 m，未設防浪墻。大壩左岸為砂巖頁巖，右岸與黃土臺地相接。大壩上游壩坡從下往上依次為1:3.25，1:3.0和1:2.5，下游壩坡從下往上依次為1:3.0，1:2.5和1:2.0，分別在高程110 m和120 m處設置1.5 m寬的馬道。

泄洪輸水洞位于大壩左岸，為圓形有壓隧洞，由進口喇叭段、豎井式進水塔、洞身段和出口段組成，隧洞洞徑2 m，全長126 m。隧洞進口底高程106.94 m，出口底高程105.65 m，縱坡1/100。

2 存在問題

2.1 防洪標準不滿足現行規范要求

按照《防洪標準》及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》，并考慮設計歷史沿革，水庫設計洪水標準應達到50年一遇，校核洪水標準應達到300年一遇。但經計算復核，現狀防洪標準僅能達到30年一遇洪水設計，50年一遇洪水校核標準，不滿足規范要求。

2.2 大壩病險問題

第一，壩基滲漏。壩基卵石混合土為強透水層，其下的風化基巖為中等至強透水層。建庫時壩基已設截水槽，但壩右端截水槽開挖不徹底。根據壩下游河床的水量可大致估算壩基的滲漏量。大壩下游坡腳至泄洪輸水洞出口明渠之間地段是隧洞開挖堆積的石渣，其表面鋪一層土形成耕地，厚度達3 m。經實測，由堆積的石渣下游滲出的水量約0.03 m3/s。這部分滲水是壩基滲漏的一部分，此外還有滲透水轉化為河床砂卵礫石層的潛流部分，經估算，潛流水量約為0.010～0.015 m3/s。因此，壩基滲漏總水量為0.04～0.045 m3/s，滲漏較為嚴重。

第二，左壩端壩體裂縫、下游壩坡滲水、陰濕問題。綜合左壩端各方面的條件作出如下分析：一是左壩肩為砂巖和泥質砂巖組成的基巖岸坡，巖體中發育順河向的節理，在巖體風化、卸荷作用下，節理張開，形成滲透的通道；二是左壩肩基巖岸坡高陡，坡度達75.6°，壩體填土與其壩肩邊坡相接，在接觸帶的基巖岸坡一側基本不產生沉陷，而在接觸帶的壩體一側，由于其在短距離內就達到最大壩高，高度愈大，沉降量也愈大，一側基本不發生沉降，另一側產生較大的沉降，故容易產生壩體的不均勻沉陷并導致左壩端壩體裂縫的產生；三是大壩的沉降變形與庫水位有密切關系，在庫水位較低時，沉降發生緩慢，沉降量也較小，而庫水位較高時，沉降發生劇烈，沉降量也較大。太平水庫雖運行多年但未經受過高水位考驗，1992年12月20日水位達到120.42 m時，就發生了壩坡滲漏，雖經處理，但于2004年6月現場檢查時壩坡仍比較陰濕，壩坡滲漏現象依然存在。

第三，右壩端下游壩坡陰濕、滲水、塌陷問題。綜合右壩端各方面的條件作出如下分析：一是右壩肩為由砂巖組成的基巖岸坡，巖體中發育順河向的節理，在巖體風化、卸荷作用下，節理張開，形成滲透的通道，鉆孔壓水試驗巖體滲透性為中等至嚴重。二是壩肩與壩體接觸部位對整個大壩來說是一個薄弱環節，易發生不均勻沉降變形，若施工處理不當，更容易發生滲漏、變形等問題。三是右岸坡陰濕現象有向高延伸和范圍擴大的趨勢。當庫水位達到設計水位時可能產生更嚴重的滲漏，進而危及大壩安全。右壩端下游壩坡和岸坡滲水問題一方面是壩肩基巖與壩體接觸部位的滲漏，同時存在壩肩基巖的滲漏。

第四，其他問題。一是靠近右壩端原古河槽位置有一條寬8 m、深2 m垂直大壩方向的巖石沖溝，溝底左側有一條寬約4 cm的裂隙，滲水量較大，施工時壩基右端遇到流砂，截水槽局部未挖到基巖，給壩基滲漏留下了安全隱患；二是經過多年運行，大壩上游干砌石護坡及下游坡面排水溝破損嚴重。

2.3 泄洪輸水洞

泄洪輸水洞自建成投入運用以來，運行良好，未發生質量問題，但經多年運行，泄洪輸水洞主要存在如下問題：一是隧洞進口檢修閘門啟閉機損壞，鋼絲繩破損，檢修閘門無法正常啟閉。二是出口三個控制閘閥中兩個凍裂，另外一個閘閥漏水嚴重。凍裂的閘閥之后用鋼板固定，水泥灌漿外包混凝土封死，達到了止漏要求，但影響了泄洪輸水洞泄洪，給大壩安全運行埋下了隱患。三是出口消力池段混凝土底板及漿砌石邊墻沖刷破損嚴重。

2.4 其他問題

一是太平水庫現有的泄洪輸水洞泄洪能力不足，壩頂未設防浪墻，致使水庫防洪標準過低，只能空庫度汛，蓄水量嚴重不足，達不到設計效益；二是水庫未設安全監測設施；三是水庫無防汛搶險通道。

3 除險加固措施

針對工程存在的主要問題，建議采取如下除險加固措施：一是大壩左、右壩端部分壩體及下覆卵礫石層采用防滲墻處理，壩基及壩肩基巖采用帷幕灌漿處理；二是拆除重修大壩上游干砌石護坡、下部反濾層及下游護坡排水溝；三是增設壩頂防浪墻；四是更換泄洪輸水洞進口檢修閘門啟閉機、鋼絲繩及出口閘閥；五是改建泄洪輸水洞尾水渠；六是增設溢洪道或泄洪洞等泄洪設施；七是增設觀測設施及水情測報系統；八是修建防汛搶險道路。