程旨辉，张祥敏

（1.黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080;2.泥河水库管理处，黑龙江兰西 151500）

1 工程概况

南金水库位于黑龙江省尚志市南金村附近，蚂蚁河支流大泥河无名沟上，行政上隶属尚志市水利局直接管辖。

南金水库于1958年始建，1987年续建输水洞和土坝加高培厚，1998年对溢洪道和输水洞进行了维修。水库原设计可灌溉水田面积600 hm2，现状实际灌溉水田面积28 hm2，并对下游1个村屯、人口400人、100 hm2耕地以及哈绥公路起到一定的防洪保护作用。

南金水库始建于1958年，运行至今，水库大坝存在比较严重病险，主要包括坝体填筑质量差，结构稳定和渗流稳定不满足要求;溢洪道和输水洞存在结构安全隐患;大坝运行管理差，无安全监测设施。

土坝坝基基本为土基。上部为低液限黏土，大部分地段黏性土厚度在3.5 m以上，最薄处厚度为3.0 m，抗滑稳定性较好，无渗漏及渗透稳定问题。其下为级配不良细砾，强透水性，该层内未见软弱夹层，抗滑稳定性较好。

溢洪道地基为双层结构地基。上部有厚度≥1.80 m的微弱透水性低液限黏土，允许承载力建议值〔R〕=160 kPa，属中等压缩性土;凝聚力（C）平均值为23.5 kPa，内摩擦角（φ）平均值为21.0°，抗滑稳定性较好。其下为级配不良细砾，强透水性，该层内未见软弱夹层，抗滑稳定性较好。

输水洞地基可视为单一结构地基。上部有厚度≥4.80 m的微弱透水性低液限黏土，属中压缩性土;凝聚力（C）平均值为23.5 kPa，内摩擦角（φ）平均值为 21.0°，抗渗透性能较好，抗滑稳定性较好。其下为级配不良细砾，强透水性，该层内未见软弱夹层，抗滑稳定性较好，一般不会产生不均匀沉陷。

2 土坝设计

坝顶宽度根据原有坝顶宽度以及按碾压式土石坝设计规范第4.3.1的规定和考虑交通要求确定为4 m。

2.1 坝顶高程的确定

式中：y为坝顶超高;R为最大波浪在坝坡上的爬高;e为最大风雍水面高度;A为安全加高，按土坝设计规范采用。坝顶高程计算成果见表1。

表1 坝顶高程计算成果 m

坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和。设计情况下坝顶高程为103.07 m，校核情况下的坝顶高程为103.01 m，坝顶高程采用较大值，故坝顶计算高程应为103.07 m。为保证安全坝顶高程采用103.1 0 m。

2.2 断面拟定

土坝长度为794 m，坝顶高程为103.19～105.12 m，最大坝高7.88 m，坝顶宽度根据原有坝顶宽度以及按土坝设计规范和考虑交通要求确定为4 m。土坝上、下游坡均为单级坡，上游坡比 1∶2.5 ～1∶3.07，下游坡比1∶2.5，均不设马道。

2.3 坝体稳定分析

2.3.1 土坝渗流计算

坝体为均质黏土，渗透系数为7.8×10-6cm/s，坝基为黏土，渗透系数为为1×10-7cm/s，经计算正常蓄水位情况下坝体年渗透量为7.5万m3。坝体渗流计算成果见表2。

表2 不同运行情况坝体渗流计算成果

2.3.2 土坝稳定分析计算

坝坡稳定计算采用计及条间作用力的简化毕肖普法。土料物理力学指标见表3，土坝稳定分析成果见表4。

表3 土料物理力学指标

表4 土坝稳定分析成果

坝坡稳定安全系数，按《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定，工程等级为四级时，坝坡抗滑稳定的安全系数：正常运用条件下≥1.25，非常运用条件下≥1.15。南金水库坝坡稳定安全系数均符合规范要求。

3 溢洪道设计

溢洪道位于土坝左端，为无闸控制开敞式溢洪道，浆砌石结构，实用堰，经多年运行溢洪道进口已无铺盖，渗径较短，消力池渗漏严重。

本次设计对原有溢洪道进行维修加固处理，加固后为开敞式，WES实用堰，分3孔，每孔净宽9 m，总净宽27 m，中墩厚度为1.5 m。堰顶高程为100.80 m，堰后接消力池，消力池长度为10 m。溢洪道经维修后过流能力、结构稳定均能满足规范要求。

4 输水洞设计

输水洞位于土坝右侧，为坝下埋管，进口底槛高程96.00 m，为钢筋混凝土箱涵，断面尺寸0.8 m（宽）×0.8 m（高），洞长28 m。

输水洞年久失修，闸室倾斜;洞身混凝土经多年运行老化严重，强度降低;出口与土坝接触处有漏水现象，下游无消能设施，冲刷严重。

输水洞位于桩号0+224处。本次设计拆除重建，涵洞为一孔方涵，尺寸为1.5 m×1.8 m，涵洞长度为36 m，洞底高程94.50 m;消力池长度10 m，为钢筋混凝土结构。

[1]黄河水利委员会勘测规划设计研究院.SL274-2001碾压式土石坝设计规范[S].北京：科学出版社，2002.

[2]水利部天津水利水电勘测设计研究院.SL253-2000溢洪道设计规范[S].北京：中国水利水电出版社，2000.

[3]黑龙江省水利水电勘测设计研究院.尚志市南金水库除险加固工程初步设计报告[R].哈尔滨：黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2011.