團結水庫除險加固工程設計探析

摘要：團結水庫是一座以灌溉為主，兼有養魚為輔等綜合效益的水庫工程。水庫在承擔下游350畝農田灌溉任務的同時，還承擔著下游居民的生命和國家財產的安全。

關鍵詞：團結水庫；除險加固；設計

中圖分類號： TV698.23 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.04.018

1工程現狀及存在問題

1.1工程總布置情況及存在問題

團結水庫主要建筑物由大壩、溢洪道、放水設施等幾部分組成，經安全鑒定團結水庫工程存在以下問題：壩體出現3條地震裂縫；壩體高度不滿足防洪要求；溢洪道底板和邊墻有裂縫，陡槽段邊墻高度不夠；溢洪道沒有消能設施；放水設施有裂縫。

1.2大壩及壩基

團結水庫大壩為均質土壩，最大壩高12.75米，壩長148米，壩頂寬58米，大壩上游邊坡坡比為1∶3.0，大壩下游邊坡平均坡比為1∶2.3，上游壩坡無護坡，下游為干砌石護坡。因年久失修，水庫在壩體中產生了一系列的震生裂縫，其中平行于壩軸方向規模最大的縱向主裂縫長達80米，呈斷續狀延伸，基本上已貫通整個壩體長度，裂縫寬度為0.2厘米。其余3條縱縫平行于壩軸線方向。

1.3溢洪道

溢洪道設在大壩右側，屬于河岸式無閘正堰溢洪道，由進口段、溢流堰及陡槽組成。溢洪道堰型為寬頂堰，加固后堰頂高程664.200米，閘室凈寬3米，最大溢流水深1.894米，相應水位666.094米，溢洪道上設有工作橋一座，其長度為3米。陡槽段分三段，底寬3米。第一段坡長45.97米，坡比1∶135.21；第二段坡長15.28米，坡比1∶3.48；第三段坡長37.87米，坡比1∶3.98；底板為50厘米厚C20鋼筋混凝土結構，邊墻為50厘米厚漿砌卵石。溢洪道無消能設施。

1.4放水設施及其他

團結水庫放水設施為涵臥管形式，臥管斷面尺寸為0.4×0.4米，涵管斷面尺寸為0.75×0.7米（估計）。放水孔直徑為φ0.3米，最大放水流量0.28立方米/秒。

涵臥管位于大壩左壩肩，設置于基巖中，現狀為地震產生輕微裂縫，現場檢查有漏水現象，對工程運行影響不大。

進庫道路基本為機耕道，路面很窄，且為泥質路面。水庫管理設施簡陋，管理房破損，大壩無監測設施。

2設計依據

按照中華人民共和國《水利水電工程等級劃分和防洪標準》SL252-2000之規定團結水庫工程等別為Ⅴ等，主要建筑物級別為5級。按照SL252-2000之規定“山區、丘陵區水利水電工程永久性水工建筑物的洪水標準”，本次設計洪水標準為20年洪水設計，200年洪水校核。

3總體設計方案

根據團結水庫的現狀和存在的問題，擬定除險加固總體設計方案：壩體加高0.6米，滿足水庫防洪要求；上游壩坡護坡處理；充填灌漿處理壩體中震生裂縫；后壩腳增設棱體排水。對溢洪道底板和邊墻的裂縫進行處理；加高陡槽段邊墻；新建消能設施。對放水設施的裂縫進行處理，將原放水涵臥管拆除，新建成折懸臂閘門控制式放水涵臥管。增設觀測設施，修建壩頂公路及防汛搶險公路；白蟻防治。

4加固設計

4.1壩體裂縫處理

因年久失修，壩體中產生了一系列的震生縱向裂縫，本次設計擬采用開挖回填與充填灌漿的方式對震生裂縫進行處理，在縱縫處將壩體開挖2米深，開挖長度應比縫兩端長1米。開挖邊坡不陡于1∶1，挖坑兩端的邊坡不陡于1∶3，槽底寬度0.5米。開挖后立即回填，回填土料應與原壩體土料相同。開挖回填后進行充填灌漿。灌漿孔單排布設，灌漿孔距2.0米，跳孔灌漿，深度到壩基。漿液采用水泥粘土混合漿液，終漿比例采用1∶1。

4.2上游壩面護坡

水庫經多年運行，大壩上游坡面風浪淘刷現象嚴重，原上游壩面沒有護坡。本次設計在上游壩面新鋪設預制砼塊護面，以防止風浪淘刷。上游坡坡比采用1∶3坡比進行護面整治。預制塊設計采用C20砼現場預制，尺寸為0.5×0.5×0.08米，采用1∶2水泥砂漿灌縫鋪裝，其下設0.1米厚粗砂墊層，坡面663.0米高程處設1.0米寬馬道，坡腳處新建毛石砼擋墻阻滑。由于壩基為淤泥質粉質粘土，新建毛石砼擋墻地基承載力不夠，施工時把地基土置換成砂礫料，提高地基的承載力。

4.3下游壩面護坡

下游壩面現狀情況為干砌石護坡，護坡比較完整，可以繼續使用。本次設計下游壩面護坡為原來的干砌石護坡不變。在下游壩面周邊設漿砌石矩形槽排水溝，兼做白蟻防治施藥溝，漿砌石標號為M7.5。壩腳設頂寬1.0米兩側邊坡比1∶1.0、

1∶1.5的排水棱體。

4.4壩頂

根據調洪計算復核結果可知，團結水庫現狀壩頂高程不夠，比校核最高洪水位低666.092-665.6=0.492米，綜合分析溢洪道實際情況，本次設計在原壩頂上將壩體加高0.6米，壩頂高程達到666.2米。

本次設計在壩頂高程加高的基礎上再新建0.9米高、150米長的防浪墻，防浪墻為鋼筋混凝土形式，厚0.3米。壩頂寬6米，壩頂面鋪設泥結石路面，路面寬5.7米，上層鋪設0.2米厚泥結碎石，下層鋪設0.3米厚手擺片塊石基礎。

5溢洪道加固設計

5.1溢洪道工程現狀

團結水庫溢洪道位于大壩右側，進口正槽開敞式自由出流，進口底高程為664.00米，堰頂凈寬3.0米，最大泄流量12.65立方米/秒，溢洪道無挑流設施。

5.2溢洪道加固項目

運行多年，溢洪道出現了不同程度的縱向和橫向裂縫，裂縫最長10m，深度貫穿溢洪道邊墻和底板，造成了部分段溢洪道邊墻及底板斷裂、錯位。在不改變原來溢洪道型式和坡比的情況下，對原溢洪道邊墻和底板進行鑿毛，打錨桿，錨桿間距1米×1米，掛200mm×200mmφ6鋼筋網，澆筑200mm厚C25細石混凝土。

5.3溢洪道新建項目

原溢洪道無消能設施，由陡槽直接泄入下游河道，對下游造成了嚴重沖刷，不利于溢洪道安全，故決定新建挑流鼻坎，新建挑流鼻坎與陡槽加固同時進行，布置陡槽第三段末段。

6放水設施

6.1放水設施結構安全評價

團結水庫放水設施為涵臥管形式，臥管斷面尺寸為0.4×0.4米，涵管斷面尺寸為0.75×0.7米（估計）。放水孔直徑為φ0.3米，最大放水流量0.28立方米/秒。

涵臥管位于大壩左壩肩，設置于基巖中，現狀為地震產生輕微裂縫，現場檢查有漏水現象。

6.2放水設施加固項目

據現場情況檢查分析和近幾年其他水庫放水臥管改造及運行情況比較，擬設計將放水涵臥管改建為折懸臂表層放水閘，采用手電兩用卷揚式啟閉機啟動。

6.3結構設計

將原放水設施的放水涵臥管拆除，新建的涵臥管為折懸臂閘門表層放水，分3級，最大水頭2.8米，放水孔Ф=0.5米，最大放水流量0.3立方米/秒，臥管為矩形斷面，凈尺寸高×寬（1.3米×0.6米），底坡比降為1∶2.0。本次設計閘平臺、折懸臂、邊墻、底板、蓋板均采用C20鉿現澆。

7結語

本次設計擬采用開挖回填與充填灌漿的方式對震生裂縫進行處理。真正做好團結水庫除險加固工程的相關設計工作，從而提高團結水庫的使用年限。

參考文獻

[1]張興榮.病險水庫除險加固之我見[J].中國新技術新產品，2010，（03）.

[2]何善國.病險中小型水庫的工程質量缺陷及病態特征探析[J].中國農村水利水電，2010，（01）.

作者簡介：程東，本科學歷，中級工程師，研究方向：水利水電工程。