鐵斯巴汗水庫除險加固方案布置比選分析

2020-08-21 02:07:16胡爾買提木拉提

水利科學與寒區工程 2020年4期

胡爾買提·木拉提

(新疆托里縣水利局，新疆托里 834500)

1 工程概況

工程所在區域位于準噶爾盆地西北邊緣托里縣，由于受大氣環流、地理緯度、地形等因素影響，氣候特點是冬季嚴寒而漫長，春季升溫不穩定，夏季短促而涼爽，秋季降溫快。多年平均年降水量250.6 mm，每年降水量的27.4%～45.3%以積雪形式積存起來；年平均氣溫為5.4 ℃，歷年最低氣溫-36.6 ℃，歷年最高氣溫40.2 ℃，氣溫日、年較差大；無霜凍日數140 d，實測最大凍土深1.54 m。項目區屬準噶爾—北天山褶皺系的三級構造單元瑪依勒—加依爾復向斜內[1]。工程區反應譜特征周期0.40 s地震動峰值加速度0.15 g，對應的地震烈度為7度[2]。庫區大部分為第四系覆蓋，只在壩址區基巖零星出露。基巖在現狀大壩處埋深數米，離開大壩周圍則基巖埋深急劇變大。綜合判斷，庫壩區基巖面起伏較大，壩址處基巖凸起，形成穹隆構造。

工程規模為小(1)型，工程等別為Ⅳ等，主要建筑物4級，次要建筑物5級[3]。設計洪水標準為10 a一遇，校核洪水標準為50 a一遇。水庫樞紐主要由大壩、溢洪道和沖砂放水洞組成。該水庫是一座以農業灌溉為主的平原水庫。2016年7月28日鐵斯巴汗水庫遭遇超標準大洪水，受溢洪道泄流能力限制，造成洪水漫壩、局部壩段下游壩體沖毀、溢洪道出口段沖毀、沖砂放水洞閘閥破壞無法正常啟閉。此次除險加固主要內容為：加高加寬大壩沖毀部分；新建放水涵洞及金屬結構；改造溢洪道及增設壩后消能措施；恢復原庫容；增設大壩監測設施、水文測報、通訊等設施；完善管理制度，提高管理水平。

2 除險加固布置方案比選

根據水庫現狀復核，現有設施無法滿足水庫防洪、興利要求：大壩不滿足擋水高度，溢洪道難以承泄相應洪水，沖砂放水洞無法正常工作。根據水庫徑流及興利復核，要求水庫將正常蓄水位抬升至1245.57 m，結合小型水庫管理水平，水庫汛期限制水位也采用相應水位即1245.57 m。因此，本次除險加固設計總體方案在提高正常蓄水位前提下，提高大壩高度、增加洪水下泄能力間進行選擇、組合。除險加固布置方案如表1所示。

表1 除險加固方案對比表

3 除險加固大壩布置

經方案一改造后大壩全長488.18 m，壩頂高程為1247.60 m(現狀壩頂高程為1246.32 m)，壩頂加高1.28 m，最大壩高14.90 m，壩頂寬6.0 m。

左岸擋水壩段樁號為0-0046.909～0-181.202，全長134.28 m。右岸擋水壩段樁號為0+204.082～0+336.982，全長132.90 m。均采用鋼筋混凝土擋墻型式，最大墻高為4.4 m，墻頂高程1248.80 m，墻下游回填堆石，堆石頂部設置100 mm 厚砂礫石路面，路面頂高程1247.60 m。

主河床擋水壩段樁號為0-046.909～0+000.000、0+030.000～0+204.082，全長220.991 m。原大壩壩型為土工膜斜墻堆石壩，本次加固大壩維持原壩軸線不變，采用帶帽加高方式進行加固改造。為保護原防滲體系，上游壩面及防浪墻維持原狀，緊貼原防浪墻下游新建防浪墻。拆除原壩頂200 mm厚路面，壩頂上游新建“L”型防浪墻，底寬2.1 m，防浪墻頂高程為1248.80 m。拆除下游壩肩路緣石及壩頂部分堆石體，壩頂下游新建反“L”型鋼筋混凝土擋土墻，頂高程為1247.80 m，高出壩頂0.20 m。壩頂加高部分采用堆石料，堆石孔隙率應不大于25%。壩頂路面采用100 mm厚砂礫石結構，路面頂高程為1247.60 m。

樁號0+125.000～0+160.000(原大壩樁號0+220.000～0+255.000)為大壩沖毀段，本次除險加固將該段臨時填筑的不合格混合料挖除，采用堆石料進行重新填筑，并碾壓密實。填筑體下游坡面采用0.4 m×0.4 m×0.08 m(長×寬×厚)預制混凝土板防護。

拆除大壩下游破損處混凝土預制塊護面并恢復，混凝土預制塊尺寸與原混凝土預制塊尺寸相同。大壩典型斷面見圖1。