廠溝水庫連拱壩除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)

張素巒

摘 要：大壩為連拱壩，壩體滲漏嚴(yán)重，右岸防護(hù)不滿足要求。為滿足水庫防洪安全要求，進(jìn)行除險(xiǎn)加固具有十分必要性。本文針對大壩現(xiàn)狀存在的問題提出了相應(yīng)的大壩除險(xiǎn)加固措施，為同類型工程設(shè)計(jì)給以一定的參考。

關(guān)鍵詞：水庫；大壩；加固

1 工程概況

廠溝水庫位于承德市興隆縣大水泉鄉(xiāng)廠溝村，在灤河流域橫河支流上，于1970年開工，1972年竣工。控制流域面積93km2，總庫容20.4萬m3，是一座以防洪、灌溉為主的小（2）型水庫，工程等別為Ⅴ等，建筑物為5級。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。水庫工程主要由大壩、泄洪洞及放水洞3部分組成。

大壩為漿砌石連拱壩，共3孔，最大壩高10m，地面以下3m，地面以上7m。

壩頂全斷面溢流，基巖為白云巖。堰體為平頂薄壁堰。大壩上游直立，下游坡比1‥0.13。副壩位于主壩右岸。

工程建設(shè)至今發(fā)揮了防洪、灌溉、供水方面的作用。水庫直接保護(hù)下游人口2000人，66.67hm2耕地的防洪安全，灌溉面積33.33hm2。

2 工程除險(xiǎn)加固的必要性

大壩現(xiàn)存在的主要問題包括：

（1）大壩右端壩址上游耕地范圍及居民地地勢較低。

（2）大壩壩體滲漏嚴(yán)重，有多處明顯水流，壩頂無防護(hù)設(shè)施，壩面砂漿多處脫落，局部砌筑塊石松動；壩頂溢流堰面混凝土多處剝蝕、開裂。

（3）水庫泄洪洞淤堵，啟閉設(shè)施損毀；放水洞閘門關(guān)閉不嚴(yán)，啟閉設(shè)施損壞。放水洞及泄洪洞均不能夠正常運(yùn)行。

廠溝水庫存在的問題嚴(yán)重威脅工程自身和水庫下游保護(hù)區(qū)的防洪安全，同時(shí)也影響了水庫灌溉等綜合效益的發(fā)揮。為保證水庫自身的防洪安全，充分發(fā)揮防洪、灌溉等方面的綜合效益，確保水庫下游村莊及人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，對水庫除險(xiǎn)加固是十分必要的。

2.1 大壩加固設(shè)計(jì)

2.1.1 溢流堰面、支墩及壩肩修復(fù)

壩體滲漏嚴(yán)重，下游右側(cè)拱面有輕微的滲漏現(xiàn)象。溢流壩壩面混凝土多處剝蝕、開裂。壩體下游中間拱壩右側(cè)支墩局部表層砌石出現(xiàn)松動現(xiàn)象，右壩肩巖體局部破碎。

溢流堰面鑿除深40cm、澆注C30F200混凝土。澆筑混凝土與原壩體采用1排錨桿連接，規(guī)格為Φ22，間距1m，深入原壩體0.5m，采用藥卷錨固劑全孔錨固，壩面布置一層Φ12@200的鋼筋網(wǎng)。右側(cè)支墩局部損壞處進(jìn)行漿砌石修補(bǔ)。

2.1.2 大壩迎水面壩體、左壩肩及右壩肩防滲加固

1976年，唐山強(qiáng)烈地震后壩體滲漏明顯，1978年除險(xiǎn)加固一次，至今運(yùn)行已有40年，壩體滲漏嚴(yán)重。據(jù)現(xiàn)場勘查，現(xiàn)狀壩體滲漏嚴(yán)重、左壩肩繞壩滲漏，推測壩肩滲漏原因?yàn)閴渭鐜r體裂隙發(fā)育，完整性較差。據(jù)實(shí)際調(diào)查，右壩肩也存在滲漏問題，影響水庫的安全運(yùn)行。

大壩除險(xiǎn)加固措施為：壩體迎水面、左壩肩、右壩肩加固防滲面板，厚度0.4m，最深10m。壩體迎水面、左壩肩及右壩肩首先進(jìn)行鑿毛處理，然后澆筑一層鋼筋混凝土防滲面板。防滲面板迎水面布置一層Φ12@200的鋼筋網(wǎng)。防滲面板與原壩體采用錨桿連接，規(guī)格為Φ22，深入原壩體0.3m；壩肩防滲面板與兩岸山體采用錨桿連接，規(guī)格為Φ22，深入壩肩防護(hù)擋墻0.3m，壩肩防滲面板厚與上游相同。

2.1.3 壩體下游面層加固

針對壩體、左壩肩及右壩肩滲漏問題，本次除險(xiǎn)加固采用混凝土面板防滲。方案施工簡單，通過布設(shè)鋼筋網(wǎng)并加入聚丙烯纖維從而有效控制了面板開裂，能達(dá)到較好的防滲效果。強(qiáng)度等級為C25W6F200。為保證混凝土面板與壩體牢靠連接，需設(shè)置連接錨桿，錨桿均采用藥卷錨固劑全孔錨固。

2.1.4 大壩右岸上游防護(hù)

（1）右岸與放水洞閘室連接段加固

壩右岸與放水洞閘室連接段擋墻為漿砌石結(jié)構(gòu)，長10m，現(xiàn)狀墻頂高程440.70m。首先對上下游兩道擋墻中間填土進(jìn)行開挖，開挖底面高程至基巖。本次加固墻頂需要加高4.7m。原墻頂寬0.5m不變，迎水面直立澆筑厚0.4m的防滲面板，背水面邊坡1‥0.5，基礎(chǔ)深1.4m。外露于下游支擋墻新砌筑部分表面澆筑一層混凝土，結(jié)構(gòu)與防滲面板相同。擋墻建好后，回填土壓實(shí)。

（2）右岸閘室上游段加固

據(jù)現(xiàn)場勘察，壩右岸閘室上游表層土為不良土，首先清除表層土，新建重力式漿砌石擋墻，迎水面直立，背水面邊坡1‥0.7。每10m設(shè)伸縮縫，縫寬2cm，縫內(nèi)填聚乙烯泡沫板。擋土墻設(shè)單排排水管，距底板0.5m，孔距2m，坡比1‥10。

2.1.5 大壩觀測設(shè)計(jì)

（1）水位監(jiān)測

大壩未設(shè)水位觀測設(shè)施，不利于水庫水位監(jiān)測，故本次設(shè)計(jì)增設(shè)一組水尺，在大壩上游左岸布置1組水尺對水位進(jìn)行監(jiān)測記錄。

（2）變形監(jiān)測

壩體布設(shè)3個(gè)位移觀測基點(diǎn)，用于觀測壩體水平位移及沉降，兩岸穩(wěn)定基巖上各布設(shè)起測基點(diǎn)和校核基點(diǎn)各1個(gè)。

2.2 放水洞、泄洪洞加固設(shè)計(jì)

泄洪洞位于大壩中孔，已被泥沙淤積堵死，啟閉設(shè)施損毀，不能夠正常運(yùn)行；放水洞進(jìn)口閘門銹蝕老化，關(guān)閉不嚴(yán)，啟閉設(shè)施損壞。經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)用，放水引渠局部漿砌石損壞，表層大面積脫落，出口蓋板現(xiàn)狀為破損混凝土塊。

本次放水洞加固工程：放水洞閘室拆除改建、更換閘門及啟閉設(shè)施，泄洪洞疏通、安裝閘門及啟閉設(shè)施，放水引渠局部漿砌石修補(bǔ)，表面砂漿抹面，出口外露預(yù)制混凝土蓋板新建。放水洞閘室4m2拆除改建，閘室地面抬高3.7m，基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，閘門及啟閉機(jī)拆除更換。放水洞閘室上部房屋拆除新建4m2，為磚混結(jié)構(gòu)。閘室新砌混凝土采用C25W4F200，蓋板采用C25混凝土。放水引渠修補(bǔ)采用M10F150漿砌石，抹面砂漿為M12.5F150。

3 結(jié)論

本文通過對拱壩現(xiàn)狀存在問題進(jìn)行分析，針對水庫問題進(jìn)行必要的除險(xiǎn)加固，并提出采取的除險(xiǎn)加固方案及相應(yīng)工程措施，保證水庫自身的防洪安全，充分發(fā)揮防洪、灌溉等方面的綜合效益，確保水庫安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]張乃田.安徽梅山水庫除險(xiǎn)加固工程腳手架施工方案[J].山西建筑，2010，36（6）：364-365.

[2]韓光，常倩倩，黃松，等.淌水崖水庫砌石連拱壩加固方案比選[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2013，19（5）：97-98.

（作者單位：河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院）