我國在二十世紀中期修建了大批水庫工程，運行至今，大多數出現了各種病險隱患，成為防洪體系中的薄弱環節和很大的安全隱患。據《全國病險水庫除險加固專項規劃》統計數據，截止到2001年7月，我國現有水庫87 076座，其中大中型水庫為3 717座，大中型病險水庫為2 433座，占其總數的65.456%。我國政府非常重視全國病險水庫除險加固建設，使之作為中央補助項目，按輕重緩急的原則加快完成加固建設。文中結合松樹大型病險水庫的加固設計實例，介紹了工程區地質條件、擋水、泄水以及輸水建筑物結構布置等特點及其在施工過程中需重點研究的問題。

1工程概況

松樹水庫位于遼寧省瓦房店市松樹鎮境內的復州河上游段，庫址以上河道長45 km，水庫控制流域面積302.4 km2。庫址距下游松樹鎮2 km，交通極為便利。工程始建于1970年6月，當時的主要任務是以防洪、灌溉為主，兼顧發電，樞紐主要建筑物由主壩、副壩、溢洪道、引水系統及發電廠房組成。始建時水庫總庫容9 864×104m3，為Ⅲ等工程，主體建筑物按3級設計，設計洪水為100年一遇（P=1%），校核洪水為500年一遇（P=0.2%）。主壩基本壩型為粘土心墻砂殼壩，壩頂長280 m，最大壩高25.10 m；副壩結構型式同主壩，壩頂長 550 m，最大壩高11 m；溢洪道位于副壩左岸岸坡上。引水系統位于主壩左岸，分主洞和發電支洞，主洞總長238.68 m，直徑2.0 m，支洞長43.5 m，直徑1.8 m；塔式進水口底板高程92.0 m。廠房為地面式，裝機容量2×320 kW。在 1982—1987 年間松樹水庫曾進行了一次安全加固。
2003年松樹水庫被核定為三類病險水庫。除險加固后松樹水庫總庫容為1.671×108m3，為以城市供水為主、兼顧防洪的大（2）型Ⅱ等工程，除險加固后樞紐主要建筑物由擋水主、副壩、泄水建筑物和輸水建筑物組成，主要建筑物級別為2級，設計洪水標準為500年一遇，校核洪水標準為5 000年一遇，水庫正常蓄水位111.30 m。主壩布置在復州河主河道上，基本壩型為粘土心墻+頂部斜墻砂殼壩，壩頂長304 m，最大壩高34.87 m；副壩布置在水庫西北側，基本壩型為混合壩，由板槽式混凝土心墻石渣壩及漿砌石壩組成，壩軸線為折線型，壩頂總長716.04 m，最大壩高16.58 m；泄水建筑物為岸坡式溢洪道，布置在副壩左岸岸坡上，三孔泄流，溢流前緣總寬為29 m，挑流消能；引水系統位于主壩左岸，在原閘門井后7.6 m遠新建一豎井式閘門井，原進水口107.50 m高程以下結構不變，107.50 m高程以上拆除重建。對原輸水洞進行加固補強處理后，繼續利用。2005年加固工程開工建設，2008年12月通過竣工驗收，投入正常運行。工程總投資為6 584.73萬元。

2工程區水文及地質條件

工程地處復州河流域，屬北溫帶季風區，多年平均降水量為640 mm，多年平均蒸發量（E601）887.6 mm，多年平均最大風速為17.2 m/s。流域內多年平均氣溫9.3 ℃，極端最低氣溫-25.1 ℃，最大凍土深115 cm。
工程區屬低山丘陵區。主壩位于山間狹窄的“V”字型溝谷復州河主河段，河床寬度約 150 m，左岸山頂高程為165 m，右岸為138 m，兩岸邊坡坡度40°~30°；主壩出露基巖主要為石英砂巖夾粉砂巖，無全風化巖石，強風化深度0~2 m，以下為弱風化巖石；心墻建基在弱風化巖上。
副壩位于水庫西北側，兩岸地面高程110.0 m左右，中間低洼地段高程為102.0 m；出露地層巖性主要為花崗片麻巖，片麻狀構造，主要成分為正長石、石英及黑云母等，巖石抗風化能力差，風化裂隙發育；心墻基槽建基于強風化巖上，強風化巖厚度1.7~9.5 m，透水率為1.146～4.698 l/（min·m·m），屬中等透水巖體；壩基未進行防滲處理，副壩地基漏水嚴重，需進行帷幕灌漿。
岸坡溢洪道緊鄰副壩左岸岸坡布置，原地面高程102.0~115.0 m，開挖后巖面高程102.0～95.0m。邊坡開挖高度約 20 m，基巖以花崗片麻巖為主，地質構造較簡單。溢洪道堰基、陡槽段及挑坎段，均建于強風化巖中下部，透水率0．518～4．236 l/（min·m·m），屬弱~中等透水巖體。
輸水洞位于主壩左側壩端，上游入口至下游出口總長238.7 m，全部于壩端巖體中經過，輸水洞經過處，以石英砂巖為主，巖石呈黃褐色，紫色及灰白色，裂隙發育，巖石脆硬強度高，多呈中一微風化狀態。

3工程建設內容

擋水主壩布置在復州河主河道上，水庫西北側庫岸地勢低于正常蓄水位，在此部位布置擋水副壩和溢洪道，溢洪道布置在副壩左岸岸坡上，引水系統位于主壩左岸。這次除險加固在不改變原工程樞紐布置的前提下，按安全鑒定確定的項目進行：

3.1主 壩

主壩基本壩型為底部粘土心墻頂部粘土斜墻石渣壩，壩頂長302.789 m，最大壩高34.87 m。原壩頂高程保持不變（117.71 m）；現有上下游壩坡在地震工況下失穩，需將上游壩坡自馬道高程103.00 m以上由1 ∶2.75用碾壓級配石渣回填到1∶2.886；下游需將 103.74 m 馬道高程以下邊坡由1∶2.0放緩至1∶2.5；拆除 1982 年加固、加高的部分壩體使用的工程塑料防滲體，鋪筑粘土斜墻防滲；上下游壩坡護坡石翻新；修建壩頂照明設置和壩體觀測設施。

3.2副 壩

副壩基本壩型為混合壩，由板槽式混凝土心墻石渣壩及漿砌石壩組成，壩軸線為折線型，壩頂總長716.04 m（加固段長647.07 m、 新建段長68.97 m），最大壩高16.58 m。 壩頂高程由原117.30 m抬高到117.71 m，壩頂寬度由4.50 m加寬到5.00 m；現有上下游壩坡需放緩培厚，上游壩坡放緩至1∶2.75，下游壩坡放緩到1：2.5~1∶2.1；對現有樁號0+000.00~0+060.00 m漿砌石壩段，對上游破損壩體進行局部補強處理，重筑防滲面板；對現有樁號0+060.00~0+647.07 m粘土心墻混合壩，沿原粘土心墻中心線開槽修筑0.6 m寬的混凝土墻防滲，墻體預埋基礎灌漿管；樁號0+647.07m~0+716.04 m新建板槽式混凝土心墻石渣壩?，F有壩基未作防滲帷幕、滲漏嚴重，這次加固補做壩基防滲帷幕；上下游壩坡護坡石修補翻新；修建壩頂照明設置和壩體觀測設施；在副壩右壩頭增設回車場。

3.3泄水建筑物

3.3.1 溢洪道

泄水建筑物為岸坡式溢洪道，位于副壩左岸壩頭，原有結構全部拆除重筑。溢流堰基本堰型為駝峰堰，三孔泄流，溢流前緣總寬為29 m，挑流消能。堰上每孔設一扇平板工作閘門，共用一扇檢修閘門。工作閘門采用固定卷揚啟閉機啟閉，檢修閘門采用移動電動葫蘆啟閉，電動葫蘆“工”字梁軌道設于啟閉機排架前伸出的懸臂梁上。墩頂上游側設3 m寬工作橋，下游側設寬7.50 m的交通橋，橋面高程均為117.71 m，連接副壩及左岸交通。原有閘門啟閉設備整機報廢予以更新，恢復閘門供電設施。
輸水系統利用原洞線，對洞身破損裂縫部位進行局部補強，新建豎井式進水塔。進水塔內布置一扇平板檢修鋼閘門，原有閘門啟閉設備整機報廢予以更新，重建閘門供電設施。原有溢洪道下游交通橋標準不夠、損壞嚴重，予以拆除重建。

3.3.2 泄水渠

泄水渠總長度約830 m，底寬40 m，兩側岸坡由于年久失修，局部已潰塌形成決口，部分渠段有嚴重淤積現象。結合大連理工大學的溢洪道及泄水渠整體水工模型試驗，確定處理方案：保持泄水渠基本寬度為40 m，遇下游防汛交通橋處增加寬度到60 m，清除渠底原有的阻水物，渠底部不加襯砌。

3.4輸水建筑物

3.4.1 豎井式進水口

根據地形地質情況，在原閘門井后17.6 m新建豎井式閘門井，原進水口107.50 m高程以下結構不變，107.50 m高程以上為滿足抗震要求需進行拆除。豎井內布置一道事故閘門，豎井段高17.53 m，井內布置爬梯，井壁順水流方向厚0.80m，垂直水流方向厚0.60 m，在閘下段設兩個4 m長漸變段，與原引水隧洞連接。

3.4.2 輸水洞加固

對輸水洞頂部進行回填灌漿，對于隧洞內表面破損混凝土和局部孔洞進行鑿除清理后，用預縮水泥沙漿回填密實。

4幾點體會

在可研初設前期設計階段，地質條件一定要查清，尤其是70、80 年代左右修建的工程，由于歷史原因工程資料不健全，要輔以必要的地勘工作做詳細的核查，以免遺漏。對于土石壩加固工程，采用板槽式混凝土防滲墻進行補強加固效果還是不錯的，對于基礎滲漏可以達到良好效果。