碾子河水庫除險加固設計技術要點

張桂芳

(黑龍江省農墾總局牡丹江管理局八五〇農場水務局，黑龍江 虎林 158422)

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碾子河水庫除險加固設計技術要點

張桂芳

(黑龍江省農墾總局牡丹江管理局八五〇農場水務局，黑龍江 虎林 158422)

碾子河水庫位于碾子河的一級支流小碾子河上游，勃利縣勃利鎮的西北部。水庫興建于1957年，直到1975年才開始蓄水使用。經多年運行，水庫土壩溢洪道、輸水洞均出現問題，需要除險加固。文章介紹了碾子河水庫除險加固的工程措施和技術要點。除險加固后，水庫已圓滿通過黑龍江省水利廳審查，現已完工，運行良好。

碾子河水庫；除險加固；設計要點；工程措施

1 工程概況

碾子河水庫位于碾子河的一級支流小碾子河上游，勃利縣勃利鎮的西北部，地理位置為E130°29′，N45°46′。

碾子河水庫1957年開始興建，一直到1975年才開始蓄水使用。碾子河水庫位于山丘區，總庫容超過100×104m3，水庫屬于小(1)型水庫，工程等級為Ⅳ等，主要建筑物為4級。

2 水庫存在的主要問題

1)土壩：土壩為均質壩，土壩全長350m，現狀最大壩高15m。土壩上游邊坡1∶3.0，下游邊坡1∶1.90～1∶2.50?，F壩頂高程269.83～271.77m，平均高程271.24m。壩頂寬5m。土壩迎水面洞口附近有塊石護坡，部分已經缺失，風化嚴重。其它土壩上游均無護坡，壩后既無護坡又無排水設施。壩頂路面雨天泥濘不堪，現土壩在高水位時壩基滲漏較大，合垅口處有2處管涌，樁號為0+174m和0+200m。

2)溢洪道：溢洪道為開敞式，堰頂寬平均10m，堰頂實測現狀高程267.14m,比原設計堰頂高程268.24低1.1m。無閘門控制，控制段長15m，陡坡坡比為1:3.37，陡坡段長37m。出口為底流消能，消力池長20m，池深1.0m?？可襟w一側沒有邊墻。溢洪道出口沒有海漫段及出口渠道，為半截子工程。

3)輸水洞：碾子河水庫輸水洞在壩體中部，樁號為0+110。輸水洞由圓涵(長40m，內徑75 cm，節長100 cm)段與方涵(長30m，高100 cm，寬80 cm)段組成，其方涵部分有幾處3～10 mm的程度不同的橫向裂縫，但沒發現漏水之處，沉陷縫處也沒發現脫節處，基本完好，圓涵部位在距工作閘門5m(第4節開始)～7m(第6節開始)處左右兩側(以水流方向為基準)發現15～30 mm的斜裂縫，其中左側上部和底部有兩處漏水孔，其出口孔徑為10 cm和8 cm，右側上部發現有一處漏水孔，其出口孔徑為12 cm，在第4節和第5節接縫處發現底板部分沉陷3～5 cm，沒發現脫節坍塌部位，其他部位沒發現沉陷及脫節、坍塌漏水現象。進口取水塔高出土壩2m，取水塔排架傾斜，鋼筋裸露，交通橋已經報廢，現啟閉閘門非常費勁，需搭臨時爬梯，啟閉機為螺桿啟閉機，手動啟閉，閘門為木制門。出口消力池邊墻倒塌、斷裂，海漫段沖毀[1-3]。

3 水庫規模及防洪標準的確定

碾子河水庫位于山丘區，總庫容超過100×104m3，大壩擋水高度低于15m，上下游水頭差>10m，洪水標準按山丘區確定。本次設計按《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252—2000，水庫屬于小(1)型水庫，工程等級為Ⅳ等，主要建筑物為4級。其防洪標準按《防洪標準》GB50201—94規定，考慮到大壩擋水高度>15m，上下游水頭差>10m，水庫總庫容<500×104m3，本次洪水標準復核采用山丘區小(1)型水庫下限，按30a一遇洪水設計，按300a一遇洪水校核。

4 主要特征水位的確定

4.1 死水位

碾子河水庫1957年開始興建，一直到1975年才開始蓄水使用。水庫運行30多年以來一直運用死水位259.34m，死庫容10×104m3。根據本次水文分析成果，壩址多年平均懸移質輸沙量737t/a，推移質按懸移質20%計，泥沙比重取1.3t/m3。水庫1975年建成，至今已運行33a，本次除險初設后按運行期50a計，泥沙全部淤積需庫容5.65×104m3。水庫原設計死庫容10×104m3，可以滿足淤積要求，故本次復核后維持原死水位259.34m不變。

4.2 正常蓄水位

根據勃利水務局實測成果，水庫溢洪道堰頂高程267.14m，水庫原設計溢洪道堰頂高程268.24m，現狀比原設計低1.1m。本次除險初設溢洪道不設閘門，故按現狀興利水位267.14m，復核水庫興利規模。

經本次復核，碾子河水庫正常蓄位267.14m，相應庫容136×104m3；死水位259.34m，死庫容10×104m3；水庫調節庫容126×104m3，滿足要求，本此設計正常蓄水為定位267.14m。

5 水庫除險加固的主要工程措施及技術要點

5.1 大壩工程處理措施

為消除土壩現狀存在的險情隱患，達到設計標準，提出以下加固措施：加高壩頂高程；壩體下游坡培厚；沿壩軸線設置水泥土防滲墻增加壩體和壩基滲流穩定；整修路面、上游護坡及墊層、下游護坡[4]。

5.2 溢洪道工程處理措施

經興利水位復核后現有堰頂高程與興利水位齊平。溢洪道堰頂高程定為267.14m。進口底板、陡坡段與消力池底板混凝土剝蝕嚴重，先進行混凝土表面鑿毛，然后素混凝土抹面，厚10 cm[5]。

進口處靠山體一側新建擋墻，加高靠壩體一側邊墻。清理消力池底板表層土。新建海漫及尾水渠[6-8]。

5.3 輸水洞工程處理措施

根據勃利縣水務局實測資料洞身部位靠近閘門部位有漏水，洞子靠近出口部位有橫向裂縫?？紤]到洞子位于壩體中部且洞身長，洞上土體埋深高達15m，壩體土質為砂性，開挖邊坡緩，如果重建輸水洞對壩體破壞嚴重，又因為現有洞體滿足灌溉要求，所以以維修為主。拆除進口工作閘門附近的前7節有漏水和沉陷現象的圓涵，用立止水劑對方涵橫向裂縫進行封堵，拆除進口排架，重修進口擋墻，新建取水塔設檢修閘門和工作閘門，新建人行橋[9-10]。由于土壩加高培厚，出水口加設8.4m方涵。重修消力池和海漫。

6 結 語

碾子河水庫已經圓滿的通過黑龍江省水利廳的審查，現在已經完工，一切運行良好。

[1]劉建文,潘展釗.水庫除險加固工程大壩防滲墻應用效果分析[J].低碳世界，2016(24)：66-68.

[2]陳敏強.病害水庫分析及除險技術研究[J].河南水利與南水北調，2016(07)：78-79.

[3]王重工,鄭春鋒.太浦閘拆除重建工程規模分析[J].江蘇水利，2016(08)：56-58.

[4]胡世安.水利工程除險加固技術應用分析[J].智能城市，2016(08)：49-50.

[5]劉明萍.水利工程堤壩除險加固技術分析[J].民營科技，2016(07)：12-15.

[6]黃春華,袁明道,李飛.談大型水庫除險加固工程竣工驗收技術鑒定[J].中國水運：下半月，2016(08)：79-80.

[7]馮輝林.水庫建筑問題分析及除險加固技術探討[J].科技致富向導，2014(02)：25-26.

[8]高海濤,崔桂華.淺談水庫除險加固存在的問題與對策[J].科技與企業，2013(08)：89-90.

[9]張艷玲.南柳水庫除險加固工程設計綜述[J].山西水利，2013(04)：89-92.

[10]馬海燕,陳小瓊.棺材溝水庫除險加固工程的設計[J].水利科技與經濟，2013(07)：27-28.

TV697.3

B

1007-7596(2016)08-0091-03

2016-06-28

朱化平(1981-)，男，遼寧營口人，工程師。