淺談青龍縣抄道溝水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程建設(shè)

董殿江

摘 要:結(jié)合抄道溝水庫(kù)地質(zhì)勘查報(bào)告,制定了適宜該工程的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)方案。對(duì)攔河壩、溢洪道加固;輸水洞改造;左岸上壩路改建;金屬結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備改造等工程。實(shí)踐證明,該工程除險(xiǎn)加固效果良好,消除了水庫(kù)安全隱患,有效發(fā)揮了其防洪、灌溉等綜合效益。

關(guān)鍵詞:水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固效果較好

中圖分類號(hào):TV697 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)05(c)-0103-01

1 工程概況

抄道溝水庫(kù)座落在青龍縣境內(nèi)的沙河支流上,壩址位于河北省秦皇島市青龍縣八道河鎮(zhèn)抄道溝村,壩址以上控制流域面積12.1km2,現(xiàn)狀水庫(kù)總庫(kù)容155.4萬(wàn)m3,是一座以防洪為主,結(jié)合灌溉、發(fā)電和養(yǎng)殖等綜合利用的小(1)型水庫(kù)。水庫(kù)于1969年動(dòng)工興建,1972年主體工程完工。

水庫(kù)樞紐工程主要由攔河壩、溢洪道、放水洞和電站四部分組成。攔河壩壩型為干砌石重力墻堆石壩,壩頂高程191.94m,最大壩高39.0m,壩頂長(zhǎng)112m,寬4.0m,壩頂上游設(shè)有漿砌石防浪墻;溢洪道位于攔河壩左側(cè),為側(cè)槽式溢洪道;溢流堰堰型為實(shí)用堰,堰頂高程189.06m,堰頂凈寬46.0m,側(cè)槽長(zhǎng)42.0m;輸水洞位于攔河壩右岸,由進(jìn)口段、壩內(nèi)埋管段和壩外鋼管段組成。

2 工程除險(xiǎn)加固前存在問(wèn)題

抄道溝水庫(kù)建成運(yùn)用30年來(lái),在防洪、灌溉及養(yǎng)殖等方面發(fā)揮了較為明顯的效益。但由于水庫(kù)屬“三邊”工程,存在著很多影響大壩安全的問(wèn)題。

①壩體及上下游壩坡抗滑穩(wěn)定性均不滿足要求。

②大壩變形嚴(yán)重,上游面產(chǎn)生嚴(yán)重縱橫裂縫,防滲體被破壞,危及大壩安全。

③溢洪道出口離壩腳太近,影響壩腳安全;輸水洞壩外混凝土管強(qiáng)度不滿足要求。

④輸水洞檢修閘閥銹蝕嚴(yán)重,不能工作,金屬機(jī)電結(jié)構(gòu)老化失修,超期服役。

⑤大壩缺少安全監(jiān)測(cè)設(shè)施,不能進(jìn)行正常觀測(cè);管理設(shè)施簡(jiǎn)陋。

3 工程地質(zhì)條件

3.1 攔河壩工程地質(zhì)條件

壩址區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)劃分為2個(gè)工程地質(zhì)單元:

第①工程地質(zhì)單元:第四系全新統(tǒng)人工堆積碎石(rQ4),灰白色,碎石含量80%～90%,含少量壤土和砂粒。層厚3.2～42m,層底高程148.54～188.04m。

第②工程地質(zhì)單元:燕山期侵入體弱風(fēng)化斑狀花崗巖(γ),灰白色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,厚度大于11.8m,底板高程低于137.14m,在壩址區(qū)分布普遍,勘探深度內(nèi)未揭穿。

3.2 溢洪道工程地質(zhì)條件

溢洪道地表出露及鉆孔揭露地層分為兩個(gè)方面,分述如下:

①斑狀花崗巖:灰白色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,強(qiáng)、弱風(fēng)化,強(qiáng)風(fēng)化厚約0.3～0.5m,局部可達(dá)1.0～1.5m。

②人工堆積碎石、填筑漿砌石:漿砌石主要分布于溢流堰混凝土蓋板底部,厚約0.3m,現(xiàn)狀漿砌石里的砂漿僅局部有部分殘留。

4 工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000)劃分,屬小(1)型水庫(kù),工程等別為Ⅳ等,主要建筑物按4級(jí)設(shè)計(jì)。根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94),確定水庫(kù)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇洪水,校核標(biāo)準(zhǔn)為300年一遇洪水。抄道溝水庫(kù)庫(kù)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g,相當(dāng)于地震基本烈度Ⅵ度區(qū),根據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL5073-2000),建筑物的地震設(shè)計(jì)烈度為6度。

5 工程的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

5.1 攔河壩加固設(shè)計(jì)

攔河壩為干砌石重力墻堆石壩,攔河壩加固項(xiàng)目主要包括上部壩體部分拆除重建和放緩下游壩坡,新建上游混凝土防滲面板及壩頂改建等。

(1)壩體改建加固。壩體改建主要項(xiàng)目包括上部壩體部分拆除重建、放緩下游壩坡及壩頂改建等。

本次加固將攔河壩上游重力式干砌石擋墻和下游堆石體的分別拆除至高程186.0m和181.0m,高程186.0m以上壩體均采用干砌石砌筑,高程186.0m以下壩體采用溢洪道等開(kāi)挖石方填筑,最大粒徑不超過(guò)0.6m,壓實(shí)后孔隙率小于25%。

(2)新建上游混凝土防滲面板。新建防滲面板混凝土等級(jí)C25W8F200,頂部厚度0.5m,上游坡比1:0.6,下游坡比1:0.57,下游側(cè)采用Φ20插筋和錨筋分別與原壩體連接,間距、排距均為1.0m,梅花型布設(shè)。混凝土面板基礎(chǔ)嵌入建基面1.0m,面板與基巖間采用兩排Φ20錨筋連接。混凝土面板設(shè)橫、縱變形縫,縫距為15m。

5.2 溢洪道工程

溢洪道由溢流堰、側(cè)槽段、水平調(diào)整段和泄槽段以及消能段五部分組成,全長(zhǎng)122.5m,兩側(cè)開(kāi)挖邊坡1:0.3;溢流堰堰頂高程188.0,凈寬46.0m;溢流堰下接側(cè)槽段,長(zhǎng)42.0m,首端底寬5.0m,末端底寬10.0m,底高程180.8m～180.37m;側(cè)槽段下游為長(zhǎng)16.5m水平調(diào)整段和長(zhǎng)52.0m的泄槽段,底寬均為10.0m,底高程182.37m～177.77m;消能段位于泄槽段下游,長(zhǎng)11.0m,底寬10.0m。

5.3 輸水洞工程

改建后輸水洞進(jìn)口底高程仍為162.94m,孔口尺寸0.6×1.0m(寬×高),采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)接長(zhǎng)至新建防滲面板外部,進(jìn)口處設(shè)攔污柵。下游壩坡出口進(jìn)人廊道由于下游壩坡放緩接長(zhǎng)段長(zhǎng)4.0m,采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),城門(mén)洞形,寬和高均為2.0m,壁厚30cm;輸水洞出口接長(zhǎng)段長(zhǎng)12.0m,壩內(nèi)洞身采普通焊接鋼管外包鋼筋混凝土方案,鋼管型號(hào)DN600×8mm,外包鋼筋混凝土厚30cm,混凝土等級(jí)C25W6F50;鋼筋混凝土基礎(chǔ)與堆石接觸范圍設(shè)厚15cm的碎石墊層。

5.4 工程觀測(cè)

本次加固水庫(kù)設(shè)置的觀測(cè)項(xiàng)目主要包括攔河壩壩頂垂直和水平位移觀測(cè)、攔河壩壩體和壩基滲流壓力觀測(cè)以及庫(kù)水位觀測(cè)。

滲流壓力觀測(cè)采用測(cè)壓管,沿壩軸線各布設(shè)1個(gè)壩體和壩基滲流壓力觀測(cè)斷面。壩頂水平位移觀測(cè)采用前方交會(huì)法測(cè)量,測(cè)點(diǎn)布置同垂直位移測(cè)點(diǎn),工作基點(diǎn)和校核基點(diǎn)各設(shè)2個(gè)。

5.5 金屬結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)要點(diǎn)

抄道溝水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程涉及金屬結(jié)構(gòu)的改建項(xiàng)目為輸水洞進(jìn)口攔污柵及出口控制閘閥。

改建后的放水洞進(jìn)口底高程為162.94m,進(jìn)口設(shè)置攔污柵,孔口尺寸為0.6m×1.3m(寬×高);出口設(shè)置2臺(tái)閘閥,位于大壩下游控制室內(nèi),手動(dòng)操作。

6 結(jié)論

通過(guò)分析該工程的安全隱患所在,依據(jù)規(guī)范對(duì)大壩壩坡穩(wěn)定、滲透穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,在攔河壩工程、溢洪道工程、輸水洞工程施工中嚴(yán)格按施工填筑參數(shù)控制壓實(shí)質(zhì)量、鋪筑厚度、材質(zhì)級(jí)配等各項(xiàng)指標(biāo)。工程加固后至今運(yùn)行良好,故實(shí)踐證明其所采取的除險(xiǎn)加固措施達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,取得了較好效果,值得推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] SL174-96.水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.青龍縣抄道溝水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告(核定稿),2008(12).

[3] 河北省水利水電第二勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.青龍縣抄道溝水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程施工圖審查意見(jiàn)書(shū),2009(1).