小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)及方案比選

黃政堂

文章編號(hào)：2095-6835（2017）04-0102-02

摘 要：簡(jiǎn)要探討了小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)和方案比選情況，結(jié)合具體工程實(shí)例，詳細(xì)闡述了水庫(kù)工程現(xiàn)狀及其中存在的主要問(wèn)題，系統(tǒng)分析了水庫(kù)除險(xiǎn)加固及其相關(guān)方案等，以期為有關(guān)方面工作的順利進(jìn)行提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：小型水庫(kù)；除險(xiǎn)加固；施工質(zhì)量；導(dǎo)滲技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TV697.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.04.102

小型水庫(kù)是我國(guó)水利工程建設(shè)中的重要部分，但是，由于長(zhǎng)時(shí)間使用，小型水庫(kù)設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量等諸多問(wèn)題都顯現(xiàn)出來(lái)，所以，對(duì)小型水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固施工具有極為關(guān)鍵的意義。因此，我們需要在遵循科學(xué)、合理方案的前提下進(jìn)行有效的施工?；诖?，本文簡(jiǎn)要探討了小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)和方案比選情況，相信對(duì)有關(guān)方面工作的順利進(jìn)行有一定的幫助。

1 工程概況

某水庫(kù)樞紐工程由攔河壩、輸水洞和溢洪道組成。攔河壩類(lèi)型為黏土心墻加斜墻壩，壩高22 m，壩頂高程69.5 m，壩頂寬4 m，壩底寬117.325 m，上游壩坡設(shè)一級(jí)馬道，在60 m高程以上坡比為1∶2.75，以下為1∶3.0.下游壩坡至上而下為1∶2，1∶2.5，下游高程61.5 m處設(shè)1.5 m寬的馬道，大壩全長(zhǎng)為220 m。水庫(kù)總庫(kù)容7.904×106 m3，興利庫(kù)容為5.74×106 m3，調(diào)洪庫(kù)容為1.964×106 m3，共用庫(kù)容為4.38×106 m3。

2 水庫(kù)工程現(xiàn)狀及主要問(wèn)題

2.1 攔河壩

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查壩體發(fā)現(xiàn)，大壩上游壩肩塌陷明顯，迎水坡有100 m2下沉，且下沉比較明顯，壩頂有31 m長(zhǎng)的不同程度的沉陷，最大沉陷量為27 cm，最小沉陷量為5 cm。

2.2 溢洪道

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查，溢洪道陡坡段底板和邊墻破壞嚴(yán)重，局部有裂縫，且下部排水管全部被堵死，無(wú)法排水。左側(cè)導(dǎo)流墻（漿砌石墻）坍塌，并有明顯的繞壩滲流情況。溢洪道下游挑坎破損嚴(yán)重，并有滲水現(xiàn)象，海漫破損嚴(yán)重。

2.3 輸水洞

輸水洞原為無(wú)襯砌的無(wú)壓隧洞，1985年興建電站時(shí)，在輸水洞內(nèi)加襯6 mm鋼板，改為有壓隧洞，但是，輸水洞進(jìn)口沒(méi)有改造，仍為原建梯級(jí)臥管，年久失修，不好運(yùn)用，現(xiàn)已不再運(yùn)用。輸水洞現(xiàn)靠電站出口閘控制，所以，輸水洞進(jìn)口呈無(wú)控制狀態(tài)。

2.4 管理房

管理房年久失修，破壞嚴(yán)重，上壩階梯和護(hù)欄部分被損壞，結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，危及人身安全。

2.5 上壩公路

水庫(kù)現(xiàn)在的上壩公路為砂石路，由于長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有養(yǎng)護(hù)維修，現(xiàn)在路面破損嚴(yán)重。在汛期，防汛物資不能及時(shí)迅速送達(dá)壩頂。

2.6 壩頂路和配套設(shè)施

壩頂寬度為4 m，不能滿足防汛時(shí)車(chē)輛順暢通行的要求，而且壩頂沒(méi)有照明設(shè)備。

3 除險(xiǎn)加固方案選擇分析

對(duì)于壩體部分，由于壩肩塌陷和壩坡沉陷，導(dǎo)致壩體整體變形，所以，要對(duì)壩體上下游進(jìn)行護(hù)砌，修復(fù)壩肩塌陷處。另外，壩頂要加寬，新建防浪墻，增設(shè)路燈，以滿足防汛需求，從而提高水庫(kù)總體外觀效果。

壩體滲漏處理主要采用“上堵下排”的方法?！吧隙隆钡姆罎B技術(shù)主要有垂直鋪塑法、高壓噴射灌漿法、混凝土防滲墻法和多頭小直徑深層攪拌樁法；“下排”的導(dǎo)滲技術(shù)主要有壩后排水減壓井、反濾排水溝或下游壩透水蓋重等。綜合考慮水庫(kù)的實(shí)際情況，采用“上堵”的防滲技術(shù)較為適宜。根據(jù)水庫(kù)的具體情況，本工程選用垂直鋪塑法和混凝土防滲墻法比較合理。

垂直鋪塑法相對(duì)塑性防滲混凝土墻方法造價(jià)小，但是，在壩頂施工時(shí)，垂直鋪塑法要求與原來(lái)的黏土心墻很好的連接，而水庫(kù)修筑多年，原筑壩時(shí)的資料缺失，無(wú)法確定原黏土心墻的軸線位置，存在連接困難等問(wèn)題。

塑性防滲混凝土墻施工時(shí)，可以深入相對(duì)不透水層（中風(fēng)化巖面層）中1 m，不用連接壩體原有的黏土心墻一起作為防滲體。防滲墻自己本身就可以作為大壩的防滲體，而且防滲效果好。

綜上所述，結(jié)合水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程的實(shí)際情況，采用塑性防滲混凝土墻技術(shù)比較適宜，并在大壩的左岸和右岸的溢洪道底板處作帷幕灌漿處理。

4 除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)

4.1 壩體加固

4.1.1 上游壩坡

上游壩坡為干砌石護(hù)坡和拋石護(hù)坡，壩頂防浪墻至死水位57.0 m以下1.5 m，即高程55.50 m以上為干砌石護(hù)坡，具體護(hù)坡形式由上往下為400 mm厚的干砌塊石護(hù)坡、150 mm碎石墊層和100 mm細(xì)沙墊層。高程55.50 m至壩腳為拋石護(hù)坡，把原壩坡上的干砌石拆除后，可將其作為拋石護(hù)坡的護(hù)坡材料。

4.1.2 下游壩坡

下游壩坡為碎石護(hù)坡，碎石護(hù)坡范圍為從壩頂至壩腳，具體護(hù)坡形式由上往下為400 mm碎石和200 mm粗沙墊層。

在壩腳處做一貼坡式排水體，排水體范圍從右岸消力池邊墻到左岸的上壩坡道處，長(zhǎng)度為185.4 m，排水體自下而上的砂礫料粒徑分別為（d=0.25～1 mm）厚150 mm、（d=1～5 mm）厚150 mm和（d=5～20 mm）厚250 mm。

在下游壩坡樁號(hào)0+020.00和樁號(hào)0+190.00處做2座上壩坡道。在下游壩坡高程61.50處做1個(gè)1.5 m寬的馬道。

4.1.3 壩頂

原壩頂寬度為4 m，根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》，低壩壩頂寬度為5～10 m，而且原壩頂寬度不能滿足防汛時(shí)的交通要求。此次設(shè)計(jì)將壩頂寬度加寬到6 m，將原有的砂礫料路面翻修為200 mm厚的混凝土路面。新建1 m高的防浪墻，防浪墻底部伸入塑性防滲混凝土墻中，使大壩形成完整的防滲體。在防浪墻頂，每隔20 m設(shè)置一盞路燈，以備防汛應(yīng)急時(shí)使用。

4.1.4 防滲墻設(shè)計(jì)

大壩壩基壩體均為水庫(kù)的滲漏通道，某水庫(kù)的壩基、壩體、防滲體均為塑性防滲混凝土墻，防滲墻底部深入相對(duì)不透水層的中風(fēng)化巖層中1 m。防滲墻設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)如表1所示。

4.2 帷幕灌漿設(shè)計(jì)

在大壩左岸山體和右岸的溢洪道底板上作帷幕灌漿處理。帷幕灌漿孔為2排，孔距為1.5 m，三序施工。

4.3 溢洪道加固設(shè)計(jì)

4.3.1 陡坡段加固設(shè)計(jì)

由于陡坡段底板和邊墻破壞比較嚴(yán)重，所以此次設(shè)計(jì)時(shí)，將原底板和邊墻拆除重建。經(jīng)校核，原消力池?cái)嗝鏉M足泄洪要求，新建消力池?cái)嗝媸桥c原斷面相同的“U”形槽結(jié)構(gòu)，邊墻厚300 mm，邊墻高3 m，底板厚500 mm，底板寬22 m，消力池全長(zhǎng)135.80 m。

4.3.2 下游海漫段

下游海漫段被破壞得比較嚴(yán)重，因此，將這段設(shè)計(jì)為新建干砌石結(jié)構(gòu)梯形渠道，渠道底寬38 m，兩岸邊坡為1∶3，干砌石厚度為40 mm。海漫底板為600 mm厚的鐵絲石籠，海漫段全長(zhǎng)50 m。同時(shí)，還新建啟閉機(jī)室、溢洪道工作橋，更換溢洪道護(hù)攔和閘門(mén)啟閉機(jī)。

4.4 輸水洞設(shè)計(jì)

輸水洞是由6 mm鋼板襯砌，直徑為900 mm，洞長(zhǎng)92.8 m，進(jìn)口高程52.0 m，出口高程50.14 m。輸水洞放水是由相繼直立的26個(gè)直徑為60 cm的小閘門(mén)組成，它可開(kāi)啟不同高度的放水口，以滿足出流的需要。

由現(xiàn)場(chǎng)檢查和運(yùn)行情況分析，輸水洞進(jìn)口不滿足安全控制要求，所以，應(yīng)在輸水洞進(jìn)口處新建一個(gè)啟閉塔。啟閉塔采取分層取水的形式，塔高18.2 m，并配有一扇啟閉塔進(jìn)口鋼閘門(mén)。

4.5 工程觀測(cè)設(shè)計(jì)

工程觀測(cè)設(shè)計(jì)主要是在壩內(nèi)埋設(shè)測(cè)壓管，并在溢洪道導(dǎo)流墻上設(shè)置水尺，在大壩左岸壩肩和溢洪道處各設(shè)置一處視頻監(jiān)視器，用于自動(dòng)監(jiān)視大壩和溢洪道的情況。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，雖然小型水庫(kù)型小，但一旦發(fā)生險(xiǎn)情，會(huì)直接威脅當(dāng)?shù)卮迕竦纳?、?cái)產(chǎn)安全。尤其是需要除險(xiǎn)加固的工程，本身就處于病險(xiǎn)狀態(tài)。因此，針對(duì)水庫(kù)的除險(xiǎn)加固施工，相關(guān)人員需要通過(guò)比選科學(xué)、合理的方案，采取有效的措施做好相應(yīng)的施工，保障水庫(kù)的使用安全。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕