歐陽海水庫除險加固工程概述

房勇

（湖南省歐陽海灌區水利水電工程管理局耒陽市421800）

1 工程概況和除險加固的必要性分析

湖南省歐陽海水庫樞紐工程位于湖南省桂陽縣境內，坐落在湘江支流舂陵水大灘峽谷，距耒陽市54 km，控制流域面積5 409 km2，總庫容4.24億m3，是一個以灌溉為主，兼有防洪、發電、航運和養殖等綜合效益的大（Ⅱ）型水利水電工程。

工程主要由大壩、二道壩、引水式電站、斜面升船機和左右岸灌溉渠首組成。其中，攔河壩為雙曲拱壩，最大壩高54 m，壩頂高程76 m，壩頂弧長243 m；二道壩位于大壩下游180 m處，為定圓心單曲砌石拱壩，最大壩高16 m，功能為雍高尾水位，形成水墊塘，利于大壩泄流的消能；壩左右岸各建有一條灌溉引水隧道，設計流量分別為6.8 m3/s和37 m3/s，共灌溉農田4.87萬hm2（73萬畝）。

大壩于1970年建成蓄水，運行以來，灌溉農田穩定在4.85萬hm2（72.74萬畝），年發電量2億kW·h，對下游的衡陽、株洲、湘潭等重要城市和武廣高鐵、京廣鐵路、高速公路和107國道等交通干線及廠礦有著十分重要的防洪保護作用。由于運行年代久遠，大壩出現了一些嚴重的問題，2000年主管部門組織專家進行了安全鑒定，鑒定結論認為大壩安全級別為三類壩。存在的主要問題有：壩段的垂直貫穿性裂縫、壩體滲漏、大壩水墊塘淘刷和兩岸坍塌嚴重、左岸壩肩的失穩問題、觀測設備失效和觀測項目不全面、孔口啟閉架主梁裂縫等問題。

水庫經過加固處理后，不僅可確保大壩的安全，還可明顯提高防洪效益和興利效益。每年將減少下游洪災損失約3 000萬元，保護農田0.33萬hm2（5萬畝），可使灌溉水量增加，提高供水保證率，每年增加灌溉效益1億元，增加發電效益1 000萬元。可見，對工程進行除險加固是十分必要的。

2 水庫大壩工程加固項目和處理方案

2.1 拱壩壩肩和左岸陡邊坡加固

大壩左岸拱肩存在FA2斷層組，右岸存在多組破碎夾層和節理裂隙，兩岸順河向高傾角節理發育，對拱座穩定極為不利，因此對左岸拱肩和左岸陡邊坡0+90 m～0+140 m范圍內進行預應力錨索加固，同時輔以系統錨桿、排水減壓和噴護塞縫處理措施。加固工程共計預應力錨索30根，系統錨桿2 504根，長（4.5～8.0）m，主要采用機鉆成孔，孔徑50 mm，內注水泥砂漿；排水孔共1 706 m，孔徑100 mm；左岸拱肩（80～103）m范圍內采用混凝土護砌，最小厚度1.0 m，共計混凝土6 276 m3；邊坡表面采用掛網噴護處理，噴混凝土厚12 cm，總面積約8 781 m2。

2.2 水墊塘加固

水墊塘0+30 m～0+80 m范圍內建有混凝土護砌，左右岸護砌高程分別為97 m和95 m，運行至今20余年，水墊塘內巖塊磨損嚴重，部分部位表面鋼筋外露。另外，根據大壩消能計算分析，設計水位下最大沖坑位置在0+90 m～0+100 m范圍內，水墊塘的原有護砌范圍不夠，且兩岸巖坡節理裂隙發育，多處出現崩塌。

針對上述問題，主要加固措施如下：

（1）對水墊塘進行堆積體清渣后，在其表面采用現澆硅粉混凝土（厚10 cm）進行補強；

（2）在原護砌混凝土頂面高程以上，預留2 m寬施工馬道，對巖塊進行清理后，澆筑1.5 m厚C20混凝土貼坡式混凝土護砌至103 m高程；

（3）在0+80 m～0+140 m范圍內新修護砌，坡腳設置于原河床高程附近，清除兩岸滑坡松散巖體后，根據實際地形采用貼坡式護砌至103 m高程，控制厚度不小于1.5 m，外坡為1∶0.5～1∶1.5，坡腳設1.5 m×2.0 m的趾板；

（4）對兩岸巖坡進行系統錨桿加固，錨桿均采用Φ25 mm，間距2 m，呈梅花型布置，并做好掛網噴護和岸坡排水。

2.3 大壩基礎帷幕灌漿

原設計防滲帷幕采用單排孔，孔距3 m，孔深為2/3倍設計水頭，但施工時只在個別部位進行了帷幕灌漿。運行后發現左右岸（110～114）m高程處，壩基裂隙帶有滲水，庫水位較高時，滲漏量更大。其中，左岸的滲水對壩肩巖體穩定不利，故對大壩基礎補做帷幕灌漿。防滲標準采用單位透水率q≤3 Lu，根據此標準，帷幕灌漿采用單排孔，孔距2.5 m，鉆孔位置距上游邊線2 m，鉆孔深度控制在大壩建基面以下（15～30）m，共布置28個孔，總鉆孔深度約669 m。

2.4 壩身裂縫處理

對于壩段裂縫主要采用化學灌漿方法進行處理。沿壩體上游面裂縫方向粘貼止水橡皮，這樣可以防水和止漿，并適應壩體裂縫的變形；沿壩體下游裂縫方向以環氧膠泥進行封堵，并跨縫埋設灌漿盒和斜孔，進行化學灌漿時，漿液從下游灌漿盒和斜孔注入壩體裂縫內，直到充滿為止。灌漿面積總計1 286 m2。

2.5 孔口閘門啟閉架主梁裂縫處理

在2#～5#閘孔啟閉架主梁出現裂縫，這些裂縫大多數出現在主梁跨中，沿垂直方向向上發展，基本上貫穿梁體，裂縫寬度為（0.1～0.2）mm，最寬為0.3 mm，發生在2#閘孔主梁上。經過承載能力和裂縫寬度復核計算，主梁的配筋滿足要求，裂縫寬度超過規范允許值，故采用粘貼鋼板進行補強加固處理。在每根主梁底部粘鋼，長度為14.395 m，厚6 mm，寬0.4 m，主梁兩端加腋處還設3條U型箍板，每條長2.05 m，厚6 mm，寬50 mm，間距250 mm。粘貼鋼板總面積50.984 m2，總重量2.4 t。

粘鋼的工藝流程如下：

（1）先對主梁表面進行處理，用鋼絲刷將混凝土表面的松散浮渣刷去，再用硬毛刷沾高效清潔劑去油垢污物，并用清水沖洗；

（2）對粘合面和裂縫進行打磨，除去（2～3）mm厚表層，露出混凝土新層，再用環氧樹脂砂漿對裂縫進行修補，干燥后用脫脂棉沾丙酮擦拭表面；

（3）對鋼板進行除銹和粗糙處理；

（4）主梁卸荷后，用JGN粘膠劑粘貼鋼板；

（5）鋼板粘貼完畢后，立即用夾具加緊，并適當加壓；

（6）加壓約24 h后即可拆除夾具，3天后可受力使用。

2.6 二道壩下游護岸加固

二道壩下游河段，因泄流時嚴重淘刷，造成多處塌方滑坡、河道淤塞，危及兩岸建筑物的安全，故進行護岸加固和河道清障，保證管理區的運行安全。

右岸護岸至電站10#擋墻，長180 m，采用漿砌石貼坡式護岸，最小厚度0.8 m。左岸護至橋頭上游，長490 m，結合地形，也采用漿砌石貼坡護岸，最小厚度0.8 m。

3 水庫大壩安全監測系統更新改造

由于原觀測系統于1974年就開始工作，年代久遠，內部觀測儀器多數失效，加之設備落后，精度不高，效率低下，不能滿足現行的規范要求，故必須進行更新改造。

監測項目主要有變形監測、滲流監測、應力應變監測和環境量監測。監測點布置如下：①壩體水平位移和垂直位移觀測方面，在大壩下游布置3個工作校核基點，右岸上游布置1個工作校核基點；共設置10個變形測點，其中壩頂設置5個測點，下游面126.5 m高程馬道設3個測點，在下游面117 m左右1/4拱處布置2個測點；②下游岸坡位移觀測方面，在左岸下游邊坡不穩定巖塊上設4個測點，同時在有關深層滑動面上設3組位移計；③裂縫觀測方面，在各裂縫不同位置布置14個測點；④滲流監測方面，在左右岸下游邊坡各設4個測壓管進行繞滲觀測；⑤應力觀測方面，選擇6根錨索進行應力監測。

大壩安全自動化監測系統采用水利部南京水利水文自動化研究所研制生產的DG-2000型智能分布式大壩安全監測系統，包含數據采集軟件（DG）、消息管理軟件（DSIM）、計算分析軟件（MDAP）、全站儀專門監測平差分析處理軟件、外部觀測成圖軟件。觀測設備主要為對講機、對中桿、角架、光纜、光端機、棱鏡及底座等。

4 結語

我國早期修建的水庫工程，限于當時特定的歷史條件和設計施工水平，運行至今，由于各種原因，許多水庫都不同程度存在一些病險問題，如果不及時進行加固處理，將限制當地的經濟發展，嚴重的還會威脅下游人民生命財產安全。由于歐陽海水庫除險加固項目實施及時，資金有保障，加固處理措施合理妥當，保證了加固工程的質量，提高了灌溉效益和防洪效益，促進了當地經濟的和諧發展。水庫工程加固后，至今運行良好。