淺談彰武縣小清溝病險水庫除險加固措施

胡 偉

(彰武縣水庫移民工作辦公室，遼寧 彰武 123200)

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淺談彰武縣小清溝病險水庫除險加固措施

胡 偉

(彰武縣水庫移民工作辦公室，遼寧 彰武 123200)

小清溝水庫與大清溝和小清溝二庫聯合運用構成清溝灌區的水源工程。水庫本身灌溉面積267 hm2，養魚水面40 hm2，清溝灌區灌溉總面積870 hm2。大壩在主河道右側位置壩腳，下游棱體排水側面存在集中滲漏，已造成壩腳土料流失，小清溝水庫的正常運行，一旦出現險情將直接威脅到下游的大冷鄉及大鄭線鐵路，加快小清溝病險水庫除險加固，確保水庫安全，充分發揮水庫效益，對促進國民經濟發展和人民生活水平的提高，具有重要意義。

病險水庫；除險加固；灌區；大壩；泄洪閘

1 緒 論

小清溝水庫位于彰武縣大冷蒙古族鄉，大冷鄉位于遼寧省彰武縣西北部，內蒙古科爾沁沙地南緣，東部、南部分別與章古臺鎮、馮家鎮、前福興地鄉接壤，西部與豐田鄉、滿堂紅鄉隔河相望。全鄉幅員遼闊，人口較多，下設10個行政村，人口17800人，其中少數民族占39.2%，擁有土地面積2.5萬hm2，其中耕地5733hm2，林地1.09萬hm2，鄉域內交通四通八達，彰哈、大韓、大后線貫穿全鄉東西南北。

小清溝水庫與大清溝和小清溝二庫聯合運用構成清溝灌區的水源工程。水庫本身灌溉面積267hm2，養魚水面40hm2，清溝灌區灌溉總面積870hm2。

根據水利部《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252-2000，小清溝水庫總庫容為373.0萬m3，屬小(1)型水庫，水庫處于淺山丘陵區，最大壩高為20.8m，本次設計，采用30a一遇洪水復核，300a一遇校核洪水標準，工程等別Ⅳ等，主要建筑物等級為4級。

2 除險加固工程基本情況

2.1 基本資料

大壩為均質土壩，壩長823.0m，壩頂高程160.80m，最大壩高20.80m；壩頂寬7.5m，大壩上游邊坡為1∶3.0，采用干砌石護坡，下坡比1∶7.8,草皮護坡；下游壩腳設棱體排水.

2.1.1 泄洪(引水)閘

泄洪(引水)閘位于大壩左壩肩，為開敞式平底寬頂堰，鋼筋混凝土結構。由進口引渠段、進口漸變段、閘室段、出口漸變段組成，全長20.0 m。堰頂高程157.4m，堰頂凈寬6.40m，設有寬×高=1.70×2.0m、1.50m×2.0m平面鋼閘門各2扇，單吊點螺桿式啟閉機4臺，啟閉力50kN，出口為底流式消能，控制段設有人行橋。

2.1.2 虹吸管

現虹吸管位于大壩右側，總長140.00m,為現場焊接鋼管，虹吸管內徑300mm,流量0.20m3/s，出口設控制閘閥和出口消能建筑物。

2.1.3 一號泄洪閘

一號泄洪閘位于輸水閘下游大清溝灌區輸水干渠2+800右側，為開敞式寬頂堰型式，由進口漸變段、閘室段、出口明渠段和懸槽段組成,全長144.55 m。堰頂高程156.90m，堰頂凈寬3.0m，設有寬×高=1.50m×1.60m平面鋼閘門2孔，單吊點螺桿式啟閉機，啟閉力5t，出口消能型式為挑流式消能，最大泄量9.9m3/s,控制段設有交通橋。

2.2 工程存在的主要問題

2.2.1 大壩壩體存在的問題

經檢測，大壩上游側158.0m高程以上護坡砌筑方式多為平砌，不符合《碾壓式土石壩施工技術規范》(SDJ213-83)的規定。該范圍護坡為干砌塊石，塊石護坡風化較嚴重，厚度在0.32-0.47m，粒徑一般為25cm,塊石底部有一層0.10-0.15m厚的碎石層；158.0m高程以下基本無護坡石，僅有一些風化后殘留的小碎石。

大壩下游采用棱體排水，棱體砌筑塊石粒徑在20-50cm，表面塊石分化嚴重，個別段塊石缺失；棱體外設有反濾層，反濾層由約0.2m厚碎石層及約0.1m厚砂層組成，反濾層中夾雜找大量淤泥；檢測棱體內部，塊石表面新鮮潮濕，但塊石之間孔隙不通暢、淤堵嚴重，據調查，水庫高水位時在排水體頂以上壩坡有大量滲流出溢點，表明排水設施已失效[1]。

2.2.2 泄洪(引水)閘存在的問題

1)進口漸變段：現場檢測發現左側混凝土側墻斷裂一處；底板下部0.50m冬季經常流水區，受凍融影響，剝蝕嚴重，粗骨料裸露，鋼筋外露銹蝕；底板表面存在大面積剝蝕現象，粗骨料裸露。

2)閘室段：現場檢測發現閘墩底板下部0.50m冬季經常流水區，受凍融影響，剝蝕嚴重，粗骨料裸露，對閘墩混凝土進行回彈法檢測，根據《水工混凝土結構設計規范》(SL/T191-96)的規定，有抗沖耐磨要求的部位，混凝土等級不應低于C25。檢測結果閘墩混凝土強度不滿足要求；

3)出口漸變段：現場檢測發現右側混凝土側墻斷裂一處；底板下部0.50m冬季經常流水區，受凍融影響，剝蝕嚴重，粗骨料裸露；底板表面存在大面積剝蝕現象，粗骨料裸露[2]。

2.2.3 一號泄洪閘存在的問題

現場對該閘檢測，結果如下：

1)出口明渠段：底板為鋼筋混凝土結構 ，檢測發現表面混凝土100%脫落，抗凍性和抗蝕性不滿足規范要求。側墻為重力式漿砌石擋土墻結構，目前擋土墻底部0.60m灰漿脫落，進一步檢測發現墻體內部灰漿少，空隙大，個別段墻體塊石已被水沖走，顯然，擋土墻強度和穩定性已不滿足使用要求。

2)懸槽段：懸槽段上部為鋼筋混凝土矩型槽，基礎上游為混凝土結構，下游為井柱基礎。現在整個懸槽段泄水槽和井柱基礎混凝土凍融破嚴重，混凝土表面大面積脫落，碎石外露，鋼筋大部分裸露銹蝕，井柱斷裂、下沉、傾斜，懸槽在縱向已成折線型，泄水槽止水失效，該段幾經多次維修，目前已不能正常運行，急需修復。

3 除險加固工程措施

3.1 攔河壩加固措施

考慮到過往車輛的安全，在壩頂靠上游側新建混凝土防護墻，防護墻高0.8m，厚0.3m，墻基礎埋深0.5m。下游側新建石質路緣，長735m。

主要工程量：安全防護墻混凝土527 m3，土方開挖650m3，平面木模板1893 m2。

3.2 上游壩坡護坡措施

現澆混凝土板護坡：為方形混凝土護坡，尺寸2.8m×3m，混凝土強度為C20，經計算，混凝土護坡板厚t=0.08m，由于地區受凍害影響大，冬季護坡容易凍裂，取t=0.15m，為防止土料流失在護坡底層鋪土工布作為反濾層。護砌范圍從水庫死水位158.0m到壩頂160.8m，長823m。為增加混凝土板的抗凍性和抗冰推力，在混凝土板表層配置φ6構造筋鋼筋網間距0.25m×0.25m，混凝土板尺寸采用2.8m×3m，伸縮縫采用瀝青木板。

死水位以下兩m(斜坡距離)采用砌石護坡，砌石厚度0.5m，長823m。

主要工程量：壩面清理6914 m2，混凝土1087 m3。鋼筋制安12.7t。瀝青模板1121 m2，土工布6914 m2，干砌石823 m3。

3.3 下游草皮護坡工程

現有草皮護坡不完整，本次加固計劃將下游草皮護坡全部新建。一段是位于0+050-0+135之間，總面積4307m2，第二段位于0+285-0+735之間，總面積32918 m2。(由水庫壩址區地形圖量出)

主要工程量：壩面清理3000 m2，新建草皮護坡39086 m2。

3.4 拆除壩腳排水體重建工程

新建的排水棱體仍在現有排水體位置。

3.5 泄水建筑物加固措施

1)一號泄洪閘加固方案：將一號泄洪閘閘下明渠段和懸槽段拆除并在原址重建。

2)泄洪閘槽體措施：泄槽總長度為134m，擋土墻以上比降1/300，懸槽段比降1/20。根據現場情況和水利計算成果，本泄洪閘槽體為鋼筋混凝土矩形槽，底板和側墻厚均為20cm，擋土墻以上90m槽身直接接觸地表，分為3段，每段30m，分縫采用651橡皮止水，兩側回填瀝青木板。擋土墻以下為懸槽段44m，其中40m為陡坡段，4m為消能段，消能段和陡坡段分縫，止水與擋土墻以上部分相同。

3)槽體基礎措施：槽體基礎分為兩種形式，從閘室以下90m，由于地面高程滿足要求，原土壤基礎較好，所以采用鎮墩基礎，鎮墩尺寸為3.6m ×0.8m× 0.4m，鋼筋混凝土結構。90m以下為懸槽段，所以在此設漿砌石擋土墻，梯形斷面，墻高3m，底寬3m，頂寬0.5m，墻長度11.4m。擋土墻以下44m為懸槽段，在原井柱上設條形漿砌石基礎，基礎長為8.4m，深1.5m，寬3m。漿砌石基礎上采用混凝土墩，混凝土墩高3m，底寬1.5m。

3.6 泄洪(引水)閘加固方案

1)泄洪閘閘室段整體拆除重建。閘門啟閉臺寬1.2 m，高1.8 m，臺板厚0.2 m，立柱尺寸寬0.8 m，厚0.25 m，高1.6 m，均為鋼筋混凝土結構。

2)更換閘門：新安裝兩扇鋼閘門，兩臺啟閉機(5t)。

3)進出口工程：泄洪閘進出口翼墻包括混凝土底板全部拆除重建，新建側墻為混凝土重力式擋土墻。混凝土墻高2-1.5m，頂寬0.3m，底寬1.2-0.9m。

4 金屬結構

此節制閘設平板鋼閘門2扇。孔口型式：露頂式，閘門尺寸：1.5m×3.4m。

有壓啟閉，平板焊接結構鋼閘門，加油漆進行防腐。選用螺桿式手動啟閉機，啟閉力5t。

小清溝水庫土壩存在集中滲漏，上游護坡和下游排水體風化嚴重，影響正常運行；引水閘引渠段和進出口段、泄洪閘槽明渠段和陡槽段各部結構破壞嚴重，水庫無專門溢洪道，現泄水建筑物一號泄洪閘不滿足水庫泄洪要求，閘門止水老化嚴重，長期漏水。以上這些問題嚴重影響了小清溝水庫的正常運行，一旦出現險情將直接威脅到下游的大冷鄉及大鄭線鐵路，應盡快進行除險加固。

[1]聶鵬云.關于水庫除險加固的思考[J].河南水利與南水北調,2012(08):78-80.

[2]曹國璽.淺析水庫除險加固的具體措施[J].河南水利與南水北調,2012(08):12-14.

1007-7596(2017)05-0091-03

2017-04-17

胡偉(1979-)，男，遼寧彰武人，工程師，從事水利工程管理工作。

TV697.3

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