太平窑水库更新改造方案初探

2015年7月山西水利1基本情况太平窑水库位于朔州市朔城区东9km的贾庄乡太平窑村，水库坐落在桑干河一级支流恢河上，控制流域面积1170km2，总库容996万m3。设计灌溉面积1.233万hm2，有效灌溉面积0.833万hm2，是一座以防洪、灌溉为主，兼顾综合利用的小（一）型水库。水库兴建于1957年，1958年汛期拦洪蓄水，以后逐年续建配套。2013年除险加固后，达到20年一遇设计、100年一遇校核的防洪标准。水库枢纽工程主要由主坝、南副坝、北副坝、灌溉进水闸和泄水闸五部分组成。主坝坝长1050m，坝高8.5m，坝顶宽7.5m，坝顶设防浪墙，墙高1m，坝型为均质土坝。南副坝坝长1200m，坝高4m，坝顶宽6m，为均质土坝。北副坝坝长1080m，坝高4m，坝顶宽6m，为均质土坝。灌溉进水闸为3孔胸墙式铸铁闸门，孔口尺寸2m×2m（宽×高），最大引水流量70m3/s。泄水闸为7孔胸墙式弧形钢闸门，单孔孔口尺寸7m×3m（宽×高）。2水库存在问题及更新改造必要性分析水库除险加固后，总库容为996万m3，目前淤积库容达706万m3，按设计正常蓄水位1065.80m蓄水，兴利库容仅124万m3。每年调蓄水量不足300万m3，水库的淤积严重影响了灌溉效益的正常发挥，为满足下游农业灌溉需求，管理单位经常违规超水位蓄水，春浇前蓄水位高达1067.20m，超过校核洪水位（1066.75m）约0.5m，水库一旦失事，后果不堪设想。为增加兴利库容，确保下游0.833万hm2的农田灌溉以及保护下游11个村庄、1.6万人的生命财产安全，对太平窑水库进行更新改造是十分必要的。下文提出两种方案进行比较和探讨，方案一是以水库清淤为主的更新改造方案，方案二是新建太平窑二库的更新改造方案。3水库清淤更新改造方案在水库除险加固的基础上，根据大坝安全鉴定意见及工程现状，确定水库更新改造工程内容如下：库区清淤；主坝上游护坡全部翻修，坝顶新修浆砌石防浪墙，铺设坝顶路面；对主坝坝基（包括闸基）进行高喷防渗处理；副坝培厚，设置上下游坝坡防护，坝顶新修坝顶路面；拆除现有进水闸，原址新建；泄水闸下游河道顺直加固；增设大坝安全监测设施。3.1水库库区清淤清淤范围在平面上是主坝及左右岸副坝所围面积，顺水流方向长度约0.6～2.9km，垂直水流方向平均宽度约1.1～1.7km，清淤底高程按主坝前1060.80m控制，向上游按1/500纵坡和1/220纵坡抬高，清淤平均深度约4.2m。清淤总方量约604万m3。清淤出的土方一部分用于副坝培厚，大部分弃于主坝—洗朔公路之间的河道弃土场内（留足行洪河道），弃土场顺水流方向长度约0.6km，垂直水流方向平均宽度约0.9km。弃土场底面高程约1058.00m，顶高程1068.80m，与主坝坝顶高程齐平，弃渣最大高度10.8m，高出周围地面高程的弃土边坡为1∶2。3.2库区整治工程主要对主副坝上游护坡翻修，采用混凝土预制六棱块下铺反滤层整治，并翻修坝顶路面，特别是作为朔州市的近郊水库，应充分考虑旅游和景观工程。3.3坝基（闸基）防渗工程坝基（闸基）防渗采用单排高压摆喷灌浆方式，防渗轴线位于主坝上游坡脚及闸基铺盖上游端处。防渗太平窑水库更新改造方案初探张帆（山西省水利建设开发中心，山西太原030002）［摘要］介绍了太平窑水库基本情况，指出水库因淤积引起兴利库容萎缩，提出以水库清淤为主的更新改造方案和新建太平窑二库的更新改造方案，从调蓄功能、开发效益、投资收益、景观环境、安全运用等方面比较，推荐采用以清淤为主的更新改造方案。［关键词］更新改造；水库清淤；太平窑水库［中图分类号］TV697.3［文献标识码］C［文章编号］1004-7042（2015）07-0025-02技术与应用·2015年第7期25山西水利SHANXIWATERRESOURCES山西水利山西水利山西水利山西水利山西水利山西水利山西水利墙主要防渗范围为坝基砾沙及卵石混合土，墙顶与坝体防渗土工膜相接，底部伸入低液限黏土层2.0m。防渗墙最大高度21.56m，最小高度17.11m。防渗墙结构型式为摆喷折接。3.4坝后河道防护工程为堆放库区清淤的土方，将主坝下游规划为弃土场，在泄水闸下游留足行洪河道。行洪河道始于泄水闸消力池末端，终于下游公路桥处，总长613.9m，底宽100m，边坡1∶1，边墙高3.5m，采用铅丝笼石结构防护，厚0.5m。上部土质边坡，坡比1∶2，采用草皮护坡。3.5进水闸工程拆除现有进水闸，新建进水闸3孔，由引水渠段、闸室段（含陡坡段）、消力池段、海漫段及防冲槽段组成，总长102.50m，尺寸2m×2m（宽×高），为潜孔式闸门。进水闸为钢筋混凝土结构。3.6大坝观测工程本次更新改造设计设置了大坝表面变形观测和渗流压力观测项目。4新建太平窑二库更新改造方案4.1调蓄功能