下長(zhǎng)海子水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)與施工方案

朱知標(biāo)，彭惠榮

（1.云南省會(huì)澤縣水務(wù)局工程管理站，云南會(huì)澤 654200；2.云南省會(huì)澤縣水務(wù)局，云南會(huì)澤 654200）

1 工程原狀

經(jīng)認(rèn)定原水庫(kù)的安全類(lèi)別為：一是壩體工程質(zhì)量較差，碾壓不密實(shí)，質(zhì)量存在一定隱患；二是管理觀測(cè)設(shè)施不健全，管理人員素質(zhì)偏低；三是防滲標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到國(guó)家規(guī)范要求，安全類(lèi)別評(píng)為C級(jí)；四是高水位運(yùn)行時(shí)滲流量偏大，滲流安全評(píng)價(jià)為C級(jí)；五是金屬結(jié)構(gòu)老化銹蝕嚴(yán)重，安全評(píng)價(jià)為C級(jí)。總體評(píng)定下長(zhǎng)海子水庫(kù)為三類(lèi)壩。

2 大壩除險(xiǎn)加固方案

根據(jù)以上存在的問(wèn)題，擬定相應(yīng)的處理方案：

一是迎水坡及背水坡修整和護(hù)坡，坡頂設(shè)防浪墻，以滿足壩頂高程要求及壩頂路面硬化通行要求，后壩腳設(shè)置排水體，增設(shè)觀測(cè)設(shè)施；二是對(duì)壩體、壩基和兩壩肩進(jìn)行防滲處理，滿足滲透穩(wěn)定；三是設(shè)置溢洪道，滿足渡汛要求；四是新建輸水涵洞，完善工程使用功能和大壩安全；五是設(shè)置水庫(kù)管理房。

3 除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

針對(duì)下長(zhǎng)海子小（二）型水庫(kù)工程的病險(xiǎn)現(xiàn)狀及壩體安全復(fù)核結(jié)果，對(duì)大壩工程的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，采取以下工程措施：（1）對(duì)壩體、壩基及兩壩肩進(jìn)行防滲處理；（2）進(jìn)行壩面整修；（3）新建倒濾體；（4）增設(shè)壩體觀測(cè)設(shè)施。

3.1 壩體防滲處理設(shè)計(jì)

對(duì)于下長(zhǎng)海子水庫(kù)的壩體防滲處理設(shè)計(jì)，采用塑性混凝土防滲墻和壩體靜壓灌漿共兩種方案進(jìn)行方案比較確定。

3.1.1 塑性混凝土防滲墻方案

對(duì)壩體部分采用塑性混凝土防滲墻進(jìn)行處理，防滲墻厚0.4m。對(duì)壩基及接觸帶進(jìn)行帷幕灌漿處理，帷幕深度根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果確定，經(jīng)設(shè)計(jì)布置，砼防滲墻及壩基帷幕線均處于壩軸線上游，防滲墻軸線距壩軸線1.5m，壩基帷幕線距壩軸線1.2m，灌漿孔距2m。

3.1.2 壩體靜壓灌漿防滲方案

按單排孔布置，向左、右山體各延伸8m。灌漿防滲體處于壩軸線上游，灌漿軸線距壩軸線1.2m。除對(duì)靜壓灌漿外，還延伸至基巖，對(duì)基巖進(jìn)行帷幕灌漿，灌漿孔距確定為2m。

防滲處理方案的滲透穩(wěn)定計(jì)算，根據(jù)水庫(kù)的運(yùn)行水位情況，結(jié)合地質(zhì)勘察成果及壩體結(jié)構(gòu)材料特性進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算程序采用二維有限元分析程序。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，兩個(gè)方案均滿足壩體滲透穩(wěn)定的要求。根據(jù)工程量計(jì)算及投資概算結(jié)果，靜壓灌漿的工程投資較少，施工工期較短，各方面的影響都比較小，故推薦靜壓灌漿方案為壩體的防滲處理方案。

3.1.3 靜壓灌漿設(shè)計(jì)

對(duì)壩體采用靜壓灌漿進(jìn)行防滲處理，具體做法如下：

沿壩軸線布設(shè)為單排孔，孔距2m。

灌漿帷幕厚度：水頭為8.5m，漿體帷幕滲透系數(shù)K確定為小于1×10-5cm/s，壩體土的允許滲透坡降[J]＝60～100，計(jì)算得帷幕厚度介于10～14cm即可滿足防滲要求，考慮灌漿薄弱環(huán)節(jié)的存在，最大厚度取0.6m。

漿體帷幕邊界的確定：水庫(kù)壩基為玄武巖，帷幕底界深入相對(duì)不透水層（q<10Lu）一段（5m）確定。若相對(duì)不透水層較深，按深入壩基以下1.5倍水頭確定，根據(jù)本工程的實(shí)際防滲處理辦法，確定壩身靜壓灌漿與壩基帷幕灌漿連接形成防滲整體，上邊界以設(shè)計(jì)洪水位2 398.72m為頂界，設(shè)計(jì)邊界為左、右壩肩向兩岸山體各延伸8m。

灌漿材料采用425＃硅酸鹽水泥和純粘土粉，干料按1‥1重量比配比，灌漿壓力按0.2～0.4MPa設(shè)計(jì)，施工時(shí)通過(guò)試驗(yàn)確定，施工時(shí)灌漿方法采用孔底全孔灌漿法即自上而下灌漿，灌漿按分序分次方式進(jìn)行，反復(fù)輪灌。

3.2 兩壩肩和壩基防滲處理設(shè)計(jì)

水庫(kù)兩壩肩和壩基采用帷幕灌漿進(jìn)行防滲處理。采用單排孔，孔距擬定為2.0m。帷幕邊界的確定：灌漿的孔軸線與壩身靜壓灌漿軸線重合，向兩岸山體延伸，其延伸長(zhǎng)度按水庫(kù)正常蓄水位與相對(duì)不透水層范圍線在兩岸的相交處，或按繞壩長(zhǎng)度滿足要求確定。根據(jù)此原則，左、右壩肩向兩岸山體各延伸8m。防滲底界以伸入相對(duì)隔水層內(nèi)一段（5m）確定。

帷幕灌漿采用灌注水泥漿，灌漿水灰比采用5‥1、3‥1、2‥1、1‥1、0.8‥1、0.6‥1、0.5‥1等級(jí)別，灌漿時(shí)漿液從稀到稠，逐漸變濃，開(kāi)漿水灰比采用5‥1，灌漿壓力按0.2～0.4MPa設(shè)計(jì)，施工時(shí)根據(jù)灌漿試驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整。

灌漿孔按三序加密設(shè)計(jì)，終孔孔距2.0m，并根據(jù)灌漿試驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，灌漿所用漿液的物理力學(xué)參數(shù)參照有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

3.3 壩面整修設(shè)計(jì)

壩面整修主要包括上下游壩面整修及壩頂結(jié)構(gòu)處理等內(nèi)容。

3.3.1 上游壩面整修

現(xiàn)狀上游壩坡存在塌陷及防浪塊石被水流淘刷沖走的現(xiàn)象，其處理方案主要清除現(xiàn)狀干砌塊石護(hù)坡，對(duì)局部塌陷的部位進(jìn)行找平，然后再鋪筑過(guò)濾砂石及砼預(yù)制塊，設(shè)計(jì)坡比為1‥3。

3.3.2 下游壩面整修

下游壩面整修的主要內(nèi)容為，清除表層的腐植層、草根、樹(shù)根，對(duì)不規(guī)則的壩坡進(jìn)行調(diào)整，然后再進(jìn)行翻壓處理。設(shè)置壩面排水溝、人行通道，將壩面集水有效排向下游，盡可能的減少雨水滲入壩體內(nèi)部。設(shè)計(jì)坡比為1‥2.5。

3.3.3 壩頂結(jié)構(gòu)處理

根據(jù)壩頂高程計(jì)算結(jié)果，壩頂需加高0.23m。本次設(shè)計(jì)為在壩頂設(shè)0.75m高的防浪墻，以滿足壩頂高程要求。由于壩頂為公路，壩頂設(shè)0.2m厚的砼路面，下游側(cè)設(shè)排水溝。

3.4 倒濾體設(shè)計(jì)

頂寬按2m確定，下游坡比1‥1.5，上游坡比1‥1。

3.5 壩體觀測(cè)設(shè)施設(shè)計(jì)

大壩沉降、位移樁設(shè)計(jì)：在壩頂和壩肩延長(zhǎng)線設(shè)置位移樁和沉降樁1排，共計(jì)5顆。外壩坡設(shè)置2排，分別為浸潤(rùn)線出逸點(diǎn)和壩底，每排5顆。材料為混凝土澆注“T”形樁，內(nèi)插10圓鋼筋，出土5mm，刻痕深度1mm。

[1]楊俊華.會(huì)澤縣長(zhǎng)海子水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程帷幕灌漿設(shè)計(jì)與施工[J].水利建設(shè)與管理，2013，33（3）：26-27.