水電站大壩除險加固技術(shù)研究

劉建紅

（江西省水利水電開發(fā)有限公司，江西 南昌 330046）

0 引言

江西某市地處河道下游，地勢低洼，是典型的洪澇災(zāi)害頻發(fā)地帶。河道兩岸大壩是該市的重要壩圍，大壩自建成以來，壩身險工隱患很多，安全隱患大。為保河道沿岸人民群眾生命財產(chǎn)安全，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，對河道大壩進(jìn)行加固及環(huán)境整治。通過工程實施，使得壩段防護(hù)區(qū)的防洪能力得到提高，完善該流域防洪體系，有效保護(hù)沿岸人民群眾的生命財產(chǎn)安全，改善當(dāng)?shù)氐某鲂薪煌l件，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，具有重要意義。

1 工程概況

某市地處河道下游，境內(nèi)河涌縱橫交錯，地勢低洼。大壩是該市的重要壩圍，大壩自建成以來，壩身險工隱患很多，主要為榕樹帶枯根和墓穴造成的空洞；還有干壩外坡坐灣迎流頂沖；內(nèi)臨深潭，兩水夾一壩等，導(dǎo)致歷史上多次出現(xiàn)較大的洪澇災(zāi)害。現(xiàn)有大壩壩頂8 m，為混凝土路面，是該市區(qū)的主要通道。隨著區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，旅游業(yè)的蓬勃興起，途經(jīng)大壩的交通量大幅增加，現(xiàn)有的壩頂路面8 m寬已無法滿足當(dāng)?shù)氐男枰Ｒ虼耍凑帐形⑹姓牟渴穑瑸榇_保大壩安全，改善當(dāng)?shù)氐某鲂薪煌l件，改善沿岸旅游環(huán)境，提升城市旅游、人文歷史品位，展現(xiàn)水清、岸綠、景美的當(dāng)?shù)仫L(fēng)情，對大壩進(jìn)行加固和環(huán)境整治。

2 工程范圍

本次大壩（樁號4+800～11+330壩段）加固及環(huán)境整治工程包括干壩加寬培厚，鋪設(shè)路面、環(huán)境整治等配套設(shè)施，其工程項目規(guī)模見表1。

表1 大壩除險加固工程規(guī)模表

3 壩防加固工程原則

自1995年以來，大壩進(jìn)行過防洪加固，沿線大壩壩型均為斜坡式均質(zhì)土壩。本次加固在現(xiàn)有大壩的基礎(chǔ)上進(jìn)行加高、加寬，擴(kuò)建交通道路，完善相應(yīng)的配套設(shè)施，不改變大壩的斷面型式。壩線基本按原大壩壩線走向沿右岸布置，爭取達(dá)到較高的原壩身利用率，盡量避免大挖大填和減少新增占地。穿過自來水廠、居民點段，在滿足防洪和交通需求的前提下，盡可能在原有道路的基礎(chǔ)上適當(dāng)擴(kuò)寬，盡量做到少拆遷[1-3]。道路布置在壩頂綠道內(nèi)側(cè)，與原壩頂走向平行。壩防治理段是平原區(qū)，土量比較豐富，結(jié)合上下游壩段現(xiàn)狀，本次治理段以土壩為主。主要筑壩材料為土料、少量水泥、碎石和砂礫反濾料[4]。

4 壩防結(jié)構(gòu)加固工程

大壩（樁號4+800至樁號11+330段）為斜坡式均質(zhì)土壩，壩頂高程在9.81～9.42 m之間，壩頂寬8 m，為C25混凝土路面；上游壩坡采用漿砌預(yù)制混凝土六角塊護(hù)坡，坡比為1∶3；下游壩坡采用草皮護(hù)坡，坡比為1∶2.5，在6.5 m高程處設(shè)有一級反壓平臺，寬3 m；在2.5 m高程處設(shè)有二級反壓平臺，頂寬8 m，主要用粗砂填筑而成，外露面干砌石護(hù)面，厚0.5 m。

根據(jù)大壩管理所（樁號6+750）～水廠（樁號9+530）段現(xiàn)有壩身斷面，結(jié)合交通、景觀、實用、安全等方面要求，大壩全線均為斜坡式均質(zhì)土壩，按照不允許越浪設(shè)計。由于壩身沉降，近期地形變化較大，根據(jù)大壩沿線實際地形，分段采取不同的壩身斷面進(jìn)行設(shè)計。

4.1 樁號4+800～6+750段、樁號9+530～9+800段

樁號4+800～6+750段、樁號9+530～9+800段壩頂共26 m，由外江到內(nèi)側(cè)依次為：8 m綠道+18 m道路。其中，8 m（綠道）=2 m（人行道）+4 m（自行車道）+2 m（人行道）。兩側(cè)人行道采用紅色防水防滑環(huán)保磚鋪設(shè)，厚0.06 m；中間自行車道采用黑色瀝青路面，厚0.12 m；為確保綠道行人安全，在外江設(shè)仿木樁護(hù)欄，內(nèi)涌側(cè)通過道路花圃進(jìn)行分隔。

該段道路設(shè)計路面橫斷面均為：18 m=2 m（花圃分隔帶）+1 m（路肩）+（4×3.5）m（機(jī)動車道）+1 m（路肩）。路基采用0.71 m水泥穩(wěn)定碎石填筑，路面采用改性瀝青混凝土路面，厚0.195 m。

綠道路面向兩側(cè)傾斜，坡度為2%，外江側(cè)直接排往外江，內(nèi)側(cè)則通過集水井排向內(nèi)側(cè)；道路路面也是向兩側(cè)傾斜，坡度為2%，通過兩側(cè)集水井排向內(nèi)涌側(cè)。集水井間距20 m，在道路兩側(cè)沿壩線各設(shè)一道DN300HDPE中空壁纏繞管收集集水井雨水，每100 m設(shè)一道DN400HDPE中空壁纏繞管作為橫向排水排向內(nèi)側(cè)。

外江漿砌預(yù)制混凝土六角塊護(hù)坡，坡比為1∶3，目前質(zhì)量完好，對外江護(hù)坡不做處理。內(nèi)坡1∶2.5，草皮護(hù)坡。

4.2 樁號6+750～9+530段

樁號6+750～9+530段原壩頂為混凝土路面，寬8 m，將其改造為8 m綠道，壩頂高程在9.54～9.23 m之間，具體如圖1。8 m（綠道）=2 m（人行道）+4 m（自行車道）+2 m（人行道）。兩側(cè)人行道采用紅色防水防滑環(huán)保磚鋪設(shè)，厚0.06 m；中間自行車道采用黑色瀝青路面，厚0.12 m；為確保綠道行人安全，在兩側(cè)設(shè)仿木樁護(hù)欄。壩頂路面排水：綠道路面向兩側(cè)傾斜，坡度為2%。

該段道路設(shè)計路面橫斷面均為：18 m=1 m（路肩）+（2×3.5）m（機(jī)動車道）+2 m（中央分隔帶）+（2×3.5）m（機(jī)動車道）+1 m（路肩）。路基采用0.71 m水泥穩(wěn)定碎石填筑，路面采用改性瀝青混凝土路面，厚0.195 m。

為減少新填壩身占用內(nèi)河涌，在內(nèi)涌側(cè)采用U型混凝土板樁進(jìn)行支護(hù)，樁長15 m。為減小地基沉降變形，本次擬采用Φ500水泥攪拌樁對道路路基進(jìn)行地基處理，單根樁平均樁長20 m，樁間距1 m×1 m，梅花型布置。

外江漿砌預(yù)制混凝土六角塊護(hù)坡，坡比為1∶3，目前質(zhì)量完好，對外江護(hù)坡不做處理。內(nèi)坡1∶2.5，草皮護(hù)坡；在4 m高程處設(shè)有反壓平臺，寬18 m，兼作道路路面。

圖1 樁號6+750～9+530段壩頂結(jié)構(gòu)圖

4.3 樁號9+800～11+330段

樁號9+800～11+330段壩頂為18～27 m寬道路，該段道路設(shè)計路面橫斷面均為：18 m=2 m（人行道）+（4×3.5）m（機(jī)動車道）+2 m（人行道）。為確保綠道行人安全，在外江設(shè)仿木樁護(hù)欄，內(nèi)涌側(cè)通過道路花圃進(jìn)行分隔。路基采用0.71 m水泥穩(wěn)定碎石填筑，路面采用改性瀝青混凝土路面，厚0.195 m。兩側(cè)人行道采用紅色防水防滑環(huán)保磚鋪設(shè)，厚0.06 m。為減小地基沉降變形，采用Φ500水泥攪拌樁對道路路基進(jìn)行地基處理，單根樁平均樁長20 m，樁間距1 m×1 m，梅花型布置。

壩頂?shù)缆仿访嫦騼蓚?cè)傾斜，坡度為2%，通過兩側(cè)集水井排向內(nèi)涌側(cè)。集水井間距20 m，在道路兩側(cè)沿壩線各設(shè)一道DN300HDPE中空壁纏繞管收集集水井雨水，每100 m設(shè)一道DN400HDPE中空壁纏繞管作為橫向排水排向內(nèi)側(cè)。

外壩采用漿砌預(yù)制混凝土六角塊護(hù)坡，坡比為1∶3，目前質(zhì)量完好，對護(hù)坡不做處理。內(nèi)坡1∶2.5，在4 m高程處設(shè)有反壓平臺，寬8 m，草皮護(hù)坡。

圖2 樁號9+800～11+330段堤頂結(jié)構(gòu)圖

5 結(jié)論

為保證沿岸人民群眾生命財產(chǎn)安全，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，對大壩進(jìn)行加固及環(huán)境整治。加固措施主要在原有大壩的基礎(chǔ)上進(jìn)行加高、加寬，擴(kuò)建交通道路，完善相應(yīng)的配套設(shè)施。大壩（樁號4+800至樁號11+330段）為斜坡式均質(zhì)土壩，壩頂高程在9.81～9.42 m之間，壩頂寬8 m，為C25混凝土路面；上游壩坡采用漿砌預(yù)制混凝土六角塊護(hù)坡，坡比為1∶3；下游壩坡采用草皮護(hù)坡，坡比為1∶2.5，在6.5 m高程處設(shè)有一級反壓平臺，寬3 m；在2.5 m高程處設(shè)有二級反壓平臺，頂寬8 m，主要用粗砂填筑而成，外露面干砌石護(hù)面，厚0.5 m。根據(jù)大壩管理所（樁號6+750）～水廠（樁號9+530）段現(xiàn)有壩身斷面，結(jié)合交通、景觀、實用、安全等方面要求，大壩全線均為斜坡式均質(zhì)土壩，按照不允許越浪設(shè)計。由于壩身沉降，近期地形變化較大，根據(jù)大壩沿線實際地形，分段采取不同的壩身斷面進(jìn)行設(shè)計。通過工程實施，使得壩段防護(hù)區(qū)的防洪能力得到提高，完善流域防洪體系，有效保護(hù)沿岸人民群眾的生命財產(chǎn)安全，改善當(dāng)?shù)氐某鲂薪煌l件，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。