豐水堰水庫除險加固工程設計方法探討

【【摘要】深入了解豐水堰水庫工程存在的問題并探討其工程除險加固設計方法，對促進豐水堰水庫除險加固工程施工的開展具有至關重要的積極作用。本文對該工程概況及存在問題進行一定的闡述及歸納，并針對存在問題提出針對性的除險加固解決方法，推動豐水堰水庫的長久治理以及有效管理，為同行、類似工程提供了具有借鑒意義的參考依據，對農業、社會發展有著一定的推動作用。

【關鍵詞】豐水堰水庫；除險加固；工程設計方法

1、前言

在中國特色社會主義發展背景下，我國經濟建設持續穩定發展，為了抵御洪澇災害我國大規模興建水庫等水利工程，這不但為我國農業經濟、工業發展以及社會人民的生活質量帶來較大的積極效益，還為中國現代化生產力持續、穩定、高效發展奠定了堅實的基礎。然而，我國水庫在建設初期由于受到時代條件的局限以及諸多因素的影響，致使我國較大部分水庫工程在質量、管理方面得不到良好的保障，工程質量逐年下降，管理運行體制不健全，忽視水庫工程的改造除險加固的重要性，造成我國水庫病險問題日益突出，阻礙農業有效生產以及社會正常發展。

2、工程概況

豐水堰水庫位于遵義市新蒲新區蝦子鎮寶合村境內，水庫壩址距遵義市中心城區42km，距蝦子集鎮約8km，于1958年動工興建，1959年完工投入運行，中間經多次整修改造，工程達到現有規模。由于沒有上壩公路，不利于水庫的日常運營以及維修保養，致使水庫在出現安全隱患時無法得到及時有效的解決。經過一定的地質水文勘查可知，豐水堰水庫大壩實質為均質土壩，總庫容為10.24萬m2，為Ⅴ等工程，最大壩高6.2m左右，壩頂長度為65.0m，壩頂寬度為4.0m-4.5m，壩頂高程為792.70m-793.20m，由大壩安全質量評估結果可知，豐水堰水庫實為病險水庫，安全類別為三類壩。

3、工程存在問題分析

第一，滲漏現象嚴重。壩體主要由砂質粘土構成，但部分壩段具有較差的均勻性及填筑質量，致使壩體及壩基肩出現滲漏現象；溢洪道底板與側墻都為漿砌石襯砌，其表面平整度差，現已破損，裂縫處有較多雜物，在大壩下游溢洪道右邊墻與放水涵洞交匯處存在滲漏現象。

第二，壩頂高程與超高不滿足設計要求，抗洪能力差；大壩在外觀上不滿足工程質量安全標準，其壩坡上游擋墻裂縫較多，其結構穩定性較差，存在一定的工程安全隱患。

第三，由于溢洪道出口不具有消能設施、安全排水通道，結構不具有完整性，泄槽底板以及泄洪道側墻破損程度較高，致使水庫泄洪能力差。

第四，放水涵年久失修，閘閥啟閉房破損嚴重，進口手動閘閥銹蝕嚴重，且涵洞洞體局部段淤泥堵塞現象較為突出，且結構穩定性較差，易破損。

第五，工程管理運行體制不完善，不具備水情工程監測系統、管理用房以及應急搶險公路等基礎設施。

4、豐水堰水庫除險加固方法分析

根據該工程現狀，對其進行針對性的除險加固施工，主要表現為：大壩整治、大壩壩體及壩基肩防滲處理，溢洪道改造、放水設施更換及工程其它處理等。

4.1 加強水庫防洪泄洪設施建設

第一，通過一定的護坡改造來增強水庫的防洪泄洪力度。具體表現為：拆除上游壩面的漿砌石擋墻，對上游壩腳清淤并采用漿砌石固腳，對坡面完成清挖后采用粘土進行回填，上游壩面采用砼預制塊護坡，并用漿砌石進行固邊；對于下游壩面完成清挖后采取C15砼框格搭配植草護坡方式，并在岸坡接觸帶增設排水溝，下游壩面設貼破排水體。第二，通過加大壩高以及增設防浪墻來增強水庫的防洪能力。具體表現為：完成清挖、粘土回填工作后，鋪筑0.2m厚的碎石墊層以及混凝土路面，同時在壩頂上游側墻增設具有防浪墻功能的青石欄桿，下游增設漿砌石路肩；第三，由于水庫溢洪道泄洪能力不滿足要求，其抗沖刷水平不高，其泄洪能力不足以對抗較強的洪澇災害的威脅，因此，結合水庫兩岸實際地形條件，通過拓寬溢洪道寬度來增強水庫的泄洪能力，拆除原溢洪道砌體，采用混凝土重新澆筑溢洪道側墻及底板。

4.2 處理水庫的滲漏問題

由于豐水堰水庫實為均質土壩，其壩體、壩基及壩肩滲漏較嚴重，對壩體穩定性及安全性帶來一定的消極影響，因此，為處理滲漏問題，結合工程實際情況設計一定的防滲方案。主要表現為：一方面，對大壩采取充填灌漿處理，對壩基肩采取帷幕灌漿處理。沿壩軸線布置雙排梅花形布置帷幕，對于基巖采用從上向下分段灌注方式，而對于壩基則采用循環灌注方式；另一方面，由于放水涵管進口放水閘閥銹蝕、老化現象嚴重，閥門關閉不嚴，且涵洞洞身完整性較差，滲漏現象嚴重，采取在原有涵洞內穿管，并對原涵洞采用混凝土充填方式進行針對性的放水設施改造。

4.3 增強水庫的穩定性

由于該工程上游壩坡頂部的漿砌擋墻穩定性不滿足施工質量標準及相應的施工設計要求，因此，為了增強上游壩坡穩定性，一方面，拆除原有的漿砌擋墻，通過采取上游砼預制塊護坡方式以及下游C15砼框格搭配植草護坡方式來實現壩坡整治，在達到穩定加固目的的前提下還能夠滿足美觀要求；另一方面，通過進行帷幕灌漿以及充填灌漿等施工來達到減小滲漏的目的，進一步滿足防滲加固的施工質量要求。

4.4 防汛搶險道路

由于水庫大壩不通公路，不利于運行管理及防汛搶險，本次除險加固在大壩上游左岸修建一條長約300m上壩公路與開發區1號公路相接。

4.5 水情監測設施

豐水堰水庫運行至今已近60年，其樞紐建筑物大壩變形變位已處于穩定狀態，本次除險加固監測的重點是大壩滲流觀測。根據監測資料對壩體的滲流狀況及水情進行分析，用以評價水庫及大壩的運行狀態。采用的監測手段為設置上游水位標尺及下游量水堰。

5、結語

豐水堰水庫所在河流屬長江流域烏江水系洛安江右岸一級支流埡上溝，此水庫興建目的在于解決水庫下游受益區域農民農田灌溉用水的問題，水庫現有實際灌面為83畝，經過除險加固工程施工過后，預計其實際灌溉面積可達154畝，由此看來，實施有效的除險加固施工對提升農業生產力、農業創收，改善農民生活質量具有顯著的推動作用。增強水庫除險加固水平，不但可以確保工程施工安全、順利、高效進行，還能夠在一定程度上保證工程質量，有著良好的社會、經濟效益。

參考文獻：

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作者簡介；鄭源（1988-11）男 研究生 助理工程師 主要從事；水利工程設計。