杜 菲

（1.太原理工大学，山西 太原 030024；2.山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

1 工程概况

陶清河水库位于长治县东和乡曹家沟村南，是陶清河流域的控制性工程，其上游18.4 km处为西堡水库。陶清河水库是一座具有防洪、灌溉、水产养殖和工业供水功能的中型水库。水库于1959年10月开工，1960年4月竣工蓄水，控制流域面积615.3 km2，区间流域面积392.8 km2，设计总库容3970万m3，兴利库容1750万m3。设计洪水标准为100年一遇，大坝为均质土坝，坝高24.1m。2002年批准了“陶清河水库除险加固工程初步设计”，项目包括大坝加固、溢洪道改建、输水洞改造、上坝防汛公路改建。改造后总库容3432万m3，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为1000年一遇，为年调节水库。水库防洪保护区为水库以下的太焦铁路、207国道、工矿区、42个村庄的居民和农田，并与漳泽水库联合调度，以减轻浊漳河南源和干流的防洪压力。

水库运用方式为：汛期水库水位达到970.80m以上溢洪道自由溢流，坝下涵管不参与泄洪。正常运用情况50年一遇设计洪水时，入库最大洪峰流量1396m3/s，最大出库泄流量385.33m3/s；非常运用情况1000年一遇洪水时，入库最大洪峰流量2324m3/s，最大出库泄流量668.2m3/s。

水库库区出露或隐伏基岩多为中奥陶统灰岩，因溶蚀严重，溶沟溶槽及溶洞普遍发育，加之东横岭断层从库区穿过，自建库起就存在渗漏隐患。1962年入库水量 2898万m3，蓄水水位 973.8m，在高程964．00～973．00m 区段内共发现漏水区 13 处，后经防渗处理，漏水情况有所好转。但经长时间的观察后，发现至今仍有多处漏水。水库经多年运行淤积，库区淤泥覆盖层厚度达10m，起到了很好的防渗作用，但库岸基岩出露地段渗漏比较严重。陶清河水库原规划灌溉面积1.33 khm2，由于近年来水库来水减少和库区渗漏，蓄水深度仅1.0m，蓄水水位965.70m，蓄水量仅50万m3，不能很好地发挥灌溉效益。

2 建设规模

2.1 防渗护岸长度

根据实施阶段地勘报告，陶清河库区存在的渗漏段主要包括小石山渗漏段（长1036.79m）、陶清河左岸南王庆村至其下游渗漏段（长1127.10m）、陶清河右岸桥沟村至近坝库岸渗漏段（长2376.68m）、八义河左岸东横岭渗漏段（长801.30m）、八义河右岸常蒋村至西旺沟渗漏段（长1554.72m）和八义河左岸近坝库岸渗漏段（长290.13m），总长7186.72m。

2.2 防渗护岸高程

陶清河水库2010年除险加固后的主要特征水位为：死水位为969.50m，对应库容540万m3；正常蓄水位为970.80m，对应库容850万m3，兴利库容310万m3；汛限水位为970.80m；设计洪水位975.27m；校核洪水位977.26m；坝顶高程977.40m。

为充分发挥水库灌溉效益，利用水库兴利库容，兼顾下游主题公园的开发，确定水库库岸防渗顶高程按正常蓄水位971.80m来控制，防渗底高程根据实施阶段地勘报告，采用与淤泥淤积层搭接处理。

3 总体布置

3.1 防渗库岸布置

根据水库渗漏实施地勘报告，水库经多年运行，库底淤积层较厚，土层渗漏量很小，其中东横岭断层从库区西南穿过，由于该断层大部被第四系中更新统低液限黏土和水库淤积物覆盖，其厚度大于10m，构成相对隔水层，故分析该断层及其破碎带对水库渗漏影响不大，水库渗漏主要是库岸灰岩出露区裂隙渗漏。

各治理段岸线布置基本按照现状库区岸堤走向，对局部有冲沟地段进行裁弯取直，为保证冲沟洪水入库畅通，在陶清河右岸桥沟村至近坝库岸渗漏段埋设涵管。

岸堤横向布置上防渗层顶端不低于水库正常蓄水位加1.0m防渗超高，即971.80m高程，底端伸入淤积泥下不少于2.0m。

3.2 库岸堤防设计

3.2.1 防渗设计

库岸防渗采用黏土覆盖层结合土工膜复合防渗体系。即下层采用黏土作为防渗铺盖，铺设厚度1.0m，碾压回填，压实系数不小于0.95；上层铺设复合土工膜防渗。土工膜保护层厚1.2m，包括0.7m厚的原土回填、表层0.3m厚的格网石笼防冲层及原土回填与防冲层间填0.2m厚卵石混合土过渡反滤层。回填土压实系数不小于0.9。

3.2.2 岸堤设计

岸堤顶宽度：按《堤防工程设计规范》，结合景观道路要求及部分地段乡村交通要求考虑，本工程采用宽度为5m。

岸堤顶高程：堤顶高程根据正常水位加超高确定，因水库库周及坝顶高程远高于正常蓄水位，经综合考虑并结合亲水性要求，岸堤顶高程为972.80m。

岸堤内边坡采用1∶3~1∶5的缓坡，外边坡采用自然缓坡与现状地面衔接。

岸堤防填筑：采用碾压土回填，压实系数不小于0.95。迎水侧回填采用开挖土料，但不能含有植物根系，开挖淤泥不能用于岸堤回填，可用作岸堤外侧土方回填。

堤坡防护：岸堤内坡表面采用30 cm格网石笼作为防冲层，保护迎水侧边坡的防冲稳定。

3.2.3 塌坑设计

在八义河右岸常蒋村至西旺沟渗漏段桩号0+500处发育一黄土塌坑，塌坑呈圆形，坑径约30m，坑深约3m。据坑底ZK13Y-12号钻孔及其南侧ZK13-10号钻孔揭露，坑底及周边表层为灰褐、灰黑色水库淤积低液限黏土，可见水平层理，厚2～5m；中间夹全新统洪冲积淡黄色低液限粉（黏）土，结构松散，厚约1.5～4.0m；下部为中更新统洪积棕红、浅红色低液限黏土，结构密实，厚度大于10m。

根据地质资料，拟对塌坑进行回填黏土处理，黏土回填压实系数不小于0.95。回填前对塌坑进行表层清理，并回填至相邻岸坡高程，上面铺设复合土工膜防渗。土工膜保护层厚1.2m，包括0.7m厚的原土回填和表层0.3m厚的格网石笼防冲层以及原土回填与防冲层间填0.2m厚的卵石混合土过渡反滤层。

3.2.4 涵管设计

八义河右岸常蒋村至西旺沟渗漏段在桩号0+486.48—0+563.40段和桩号0+684.78—0+763.29段发育两条冲沟，冲沟走向垂直于库岸，沟长290～350m，沟宽70～80m；陶清河右岸桥沟村至近坝库岸渗漏段在桩号0+554.93—0+641.31段和桩号0+695.91—0+758.93段发育两条冲沟，冲沟走向垂直于库岸，沟长150～210m，沟宽 50～60m。

对上述冲沟地段结合工程投资进行裁弯取直，为保证冲沟洪水入库畅通，在上述渗漏段埋设涵管，涵管管径1m，埋设底高程970.80m，并在涵管出口铺设格网石笼防冲设施。

4 结语

通过实施防渗工程，陶清河水库的蓄水量可由防渗治理前的50万m3提高到850万m3，为下游主题公园、长治县城乡一体化发展需水提供了保证。同时改善了水库四周生态环境，促进了当地旅游事业发展，极大地改善了长治县投资环境，实现了“人水和谐”和“水清、天蓝、岸绿、景美”的目标。