长春市南湖水库除险加固工程设计特点

卞其栋，鞠 晔

（水利部松辽水利委员会，吉林 长春130021）

1 工程概况

南湖水库位于长春市南湖公园内，是长春市内伊通河支流上的人工湖，水域面积0.96 km2，流域控制面积11.2 km2，正常蓄水位为214.30 m，总库容410.72×104m3，主要建筑物级别为4 级，次要建筑物级别为5 级。该水库始建于1935年伪满时期，1937年拦洪蓄水，形成人工湖。该工程主要包括挡水土坝和溢洪道。

南湖水库是长春市著名的水上风景区，是长春市民休闲、娱乐、游览的理想场所，一直是城市生态系统的重要组成部分。自大坝蓄水至今，已经运行了六十余年，其间未进行过加固和修缮。由于南湖大坝建在天然地基上，修建时基础未进行处理，运行期间一直存在严重的渗漏问题，而且挡水土坝坝顶高程不满足现行规范要求，抵御洪水能力不足30年，危及水库运行安全，一旦溃坝将会给水库下游造成巨大生命和财产损失。

除险加固设计充分考虑城市建设和公园景观设计，通过基础渗漏处理解决城市道路常年翻浆破坏问题，坝顶和两侧坝坡设计融入公园景观设计，溢洪道设计考虑运行管理简单，有自由流淌的水面与公园自然景观呼应。

2 坝址区地形地质条件

南湖水库大坝处河谷呈宽阔的“U”型谷。两岸为黄土波状台地，沿河两岸漫滩、阶地不发育。基岩地层岩性为中生代白垩系下统青山口组的泥岩和砂岩；覆盖层为新生代第四系中更新统荒山组上段（老黄土）的黄土和砂层，坝基覆盖厚8.0～13.0 m，下部为延伸较长的中粗砂层透镜体。

3 除险加固设计特点

3.1 景观设计

此次除险加固设计以人为本，工程建设与景观创造完美结合，使工程变成一个关爱自然、体会自然、自然呵护人的和谐人文环境。设计遵循维护原有植被为主的生态改造原则，保存原来的良好植被并进行优化，为物种多样性繁衍与发展创造条件，营造城市中的绿洲。

1）坝上路靠南湖一侧设有景观灯，9 m 设有一个，主要用来夜间照明，以形成夜间大坝灯光效果。两灯之间以坐椅形式连接起来为人们停留此地提供休息。沿工农大路一侧设地埋灯。

2）大坝迎水坡护坡以绿色生态护坡为主，植有图案草坪，临工农大路一侧护坡保留原有植被进行优化。整个坝段设有3 个供人们休闲的阶梯式休憩场地，使人们停留此处休息、观赏南湖景色提供大的休憩场所，梯段上两侧设有地埋灯。

3）上游亲水马道距水面0.5 m，形成沿坝轴线的亲水长廊，马道上设有地埋灯，主要从安全性和夜间灯光效果考虑，形成与水面界限。

4）溢洪道周围主要以绿色生态植物为主，溢洪道右侧地势平坦，设有一个供人们休闲娱乐的沙滩浴场，以绿色植物带自然的将其与活动场地隔离，场地中设有休闲亭、坐椅等景观小品。

富有特色的主题项目是公园建设发展的起点，地域文化特色的营造则通过休闲景观空间的调节处理来体现，通过景观元素的刻画向人们传递丰富而有内涵的环境信息。

3.2 坝基覆盖层内中粗砂层高喷灌浆设计

在坝顶沿坝轴线方向采用高压旋喷灌浆对坝基中粗砂层进行处理，处理范围包括大坝和溢洪道两部分。坝顶至中粗砂层距离为12～16 m，土坝基础中粗砂层厚度为0.50～4.30 m，溢洪道基础中粗砂层厚度在3.30～4.30 m，高压旋喷灌浆总长度394.03 m，大坝部分沿坝轴线布孔，长度为319.39 m，溢洪道部分长度为74.64 m，在溢洪道右侧采用延长渗径的方法来解决溢洪道的绕渗问题。高喷防渗墙向上深入粉质粘土3.0 m，穿过中粗砂层向下深入基岩0.5 m，平均高度7 m 左右，高压旋喷灌浆孔距1.0 m，形成的高喷灌浆板墙厚度在0.6 m 左右。

中粗砂层高喷灌浆对解决严重的坝基渗漏和溢流坝绕渗问题效果明显，很好地解决了大坝下游坝脚常年坝基粘土大范围饱和的问题，也解决了坝脚附近城市交通道路常年翻浆破坏问题。

3.3 右岸泄水建筑物设计

在大坝右坝头布置泄水建筑物，布置形式为开敞式自由溢流溢洪道。进口上游布置大“U”型拦污网，距堰体10 m，泄洪时最大过栅流速0.5 m/s。溢流堰为宽顶堰，堰体长20 m，宽2.3 m，高1.8 m，迎水面为直立面，下游用1∶4 坡与溢洪道底板相接。

溢洪道泄槽段由收缩转弯段和跌水段两部分组成。收缩转底板起点顶高程为213.80 m，终点高程为211.86 m，泄槽底板比降为3%，轴向长度约64.63 m，溢洪道宽度由20 m 收缩到8 m，转弯半径为28 m。泄水段设两级跌水消力池，泄水时形成跌水水面，很好地与公园自然景观有机的结合，跌水段轴向长度20 m，泄槽宽8 m。

在溢洪道转弯侧布置泄水涵管，在水库水质受到严重污染时可降低库水位，满足水库生态环境的要求。

4 结 语

经过除险加固后几年运行验证，工程设计既满足了除险加固的要求，也使得大坝和溢洪道成为公园景观的重要组成部分。