淺析農(nóng)村水庫加固工程設(shè)計的應用

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1潘村水庫現(xiàn)狀

溢洪道位于大壩左壩端，總長178.113m，未實施的挑流消能段長為6.9m，為岸邊開敞式溢洪道，溢流堰為寬頂堰，溢流凈寬30.0m，泄槽寬度為20m。主要存在以下問題:1)進口護坡塊石出現(xiàn)錯動、垮塌現(xiàn)象，溢流堰漿砌石邊墻及底板完好。2)泄槽邊墻采用漿砌塊石砌筑，右岸邊坡較高，泄槽中下部邊墻護坡高度不夠，邊坡巖體風化嚴重，導致槽內(nèi)有邊坡垮塌堆積體。3)溢洪道側(cè)墻邊坡局部垮塌，泄槽內(nèi)局部植物滋生，陡槽中部左側(cè)墻有一缺口，側(cè)墻存在剝蝕現(xiàn)象，下游未設(shè)置消力設(shè)施。4)出口無消能設(shè)施，直接沖入河道和農(nóng)田。

2水庫除險加固工程

水庫除險加固包括5個方面:大壩除險加固主要施工內(nèi)容、防滲處理、溢洪道處理、放水建筑物和監(jiān)測項目及布置。

2.1大壩除險加固主要施工內(nèi)容

1)壩頂整治處理。2)更換原上游老化的防滲塑膜，改為兩布一膜復合土工膜;下游壩坡加固設(shè)計。3)大壩帷幕灌漿防滲處理。4)溢洪道改造，增設(shè)消能設(shè)施。5)封堵原壩身放水涵洞，并在右岸新建一放水隧洞。6)維修進壩公路;增設(shè)水情自動測報、大壩監(jiān)測系統(tǒng)和通訊設(shè)施;重建管理所用房。

2.2防滲處理防滲處理

主要包括壩體防滲處理和壩肩、壩基防滲處理。

2.2.1壩體防滲處理

經(jīng)10a以上的運行，壩體防滲薄膜存在一定程度的老化，壩體滲流性態(tài)存在安全隱患。為了解決壩體滲漏，本次除險加固設(shè)計采用拆除原防滲塑膜，更換為兩布一膜復合土工膜。壩身和壩基防滲是緊密結(jié)合在一起的。設(shè)計考慮在上游壩坡采用鋪設(shè)復合土工膜防滲，復合土工膜的底部用壓條和錨釘固定后再澆混凝土覆蓋，即嵌入上游壩坡四周的混凝土截流墻內(nèi)，使其和混凝土截流墻、帷幕灌漿形成一個完全封閉的防滲體系。對溢洪道進口引渠段亦鋪設(shè)復合土工膜防滲。對原壩坡厚約30cm的干砌石進行拆除，然后從壩頂開始按1∶2、1∶2.3、1∶3坡比回填黏土，使上游壩面坡度滿足鋪設(shè)土工膜的要求。對有塌陷的部位進行開挖回填黏土，然后對整個壩面進行平整夯實，再在上面鋪一層兩布一膜(500g/m4.2mm/2kPa)型復合土工膜，以向壩體內(nèi)彎折的方式鋪設(shè)，彎折次數(shù)在2次以上。土工膜上再分別鋪30cm的細沙作為土工膜的上墊層，最后鋪厚30cm的干砌塊石，既作為復合土工膜的保護層，又作為壩體的上游護坡。

2.2.2壩肩、壩基防滲處理

右壩肩雖經(jīng)帷幕灌漿處理，但大壩右壩肩與岸坡接觸帶漏水嚴重，滲漏出流點主要有3處，滲漏量隨上游水位增加而增大。針對水庫現(xiàn)狀，除險加固采取對壩基和左、右壩肩巖體進行帷幕灌漿防滲治理。

2.3溢洪道處理

本次除險加固完善消能工增加其泄洪安全性，同時對邊墻缺口采用M7.5漿砌塊石修復;對出現(xiàn)剝蝕現(xiàn)象部位先拆除后用M7.5漿砌塊石修復，并對原砌體上下游側(cè)鑿毛以便新老漿砌塊石連接為整體;對底板或邊墻突出部分和勾縫脫離部位采用適當擴挖鏟除原脫離部位并用M10水泥砂漿勾縫。對于邊坡采取削坡(按1∶1的坡)后并用M7.5漿砌塊石貼坡護坡;對原邊墻采用直徑100手風鉆鉆排水孔，增加溢洪道邊墻的穩(wěn)定性;清除溢洪道泄槽內(nèi)局部雜草。本次除險加固是在現(xiàn)狀溢洪道布置的基礎(chǔ)上進行適當改造。根據(jù)水力計算在原已建的泄槽內(nèi)選擇其適當位置拆除后，改為底板和邊墻為C25鋼筋混凝土挑流消能，這樣水流從挑流消能后沿原泄槽內(nèi)流到河床內(nèi)。改建后溢洪道由引渠段、控制段、漸變段、泄槽段和消能防沖段組成，總長102.617m。其中:1)控制段溢流堰為寬頂堰，長10m，堰頂高程不變?yōu)?30.5m，溢流凈寬保持30.0m。2)長為10m，漸變段水平長度為30.5m，從30m寬漸變到20m寬，底坡為i=0.144。3)泄槽段寬20m，底坡為i=0.25，在樁號溢0+97.431～溢0+100.348處采用挑流消能，鼻坎高程為811.12m，反弧段半徑為8m，挑角為3°，挑流消能段總長為3m。此挑流消能段先拆除原漿砌石泄槽底板，改為C25混凝土挑流消能。4)新建混凝土消能工與原漿砌石泄槽接觸段分縫并采用瀝青止水。為了方便大壩左岸高臺區(qū)4個村民組大約200戶村民的交通，故在溢洪道進口引渠段處設(shè)置交通橋，橋?qū)捄蛪雾攲捯恢聻?m，為人行交通。

2.4放水建筑物

由于放水涵洞為壩內(nèi)無壓拱涵，長為151m，凈空1.2m×1.8m，為漿砌料石墻身，底和拱為現(xiàn)澆混凝土而成。放水涵洞于1990年經(jīng)勾縫和反壓灌漿處理后，雖然目前未發(fā)現(xiàn)明顯滲漏，但涵洞常年通水運行后存在從洞內(nèi)滲水到壩內(nèi)的可能，滲水嚴重時可導致管涌，危及大壩的安全。為徹底清除大壩可能存在的安全隱患。故本次除險加固設(shè)計初步方案為封堵原放水涵洞，改為在右岸新建放水隧洞，并在進口設(shè)一個φ500mm的雙向拉桿圓盤閘門1套，再在右岸新建啟閉房25m2。右岸放水隧洞凈尺寸寬×高=1.5m×1.8m，采用C20鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚20～30cm。進口設(shè)寬2m，高1.5m的消力池，隧洞總長223.007m，其中隧洞型式一(襯砌厚30cm)為31m，隧洞型式二(襯砌厚20cm)為192.007m。出口設(shè)長4m，高1.55m的沉沙池，沉沙池后接φ500閘閥，并復建水輪泵。泵房出口恢復φ150鑄鐵引水管到左岸，右岸接原引水渠道。封堵原放水涵洞，改為在右岸新建放水隧洞，徹底清除大壩可能存在的安全隱患。

2.5監(jiān)測項目及布置

根據(jù)《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范SL60—94》的要求，在滿足大壩安全監(jiān)測的前提下，結(jié)合本工程具體情況，選定大壩位移、滲透水壓力、滲漏等監(jiān)測項目。監(jiān)測項目包括3個方面:

2.5.1大壩位移大壩位移監(jiān)測采用視準線法，共布置2條視準線，一條位于壩頂，緊靠下游面，另一條位于816.50m的下游平臺上。要求配置全站儀和水準儀各一套，并建網(wǎng)。

2.5.2大壩滲透壓力滲透壓力監(jiān)測采用安裝測壓管的方式進行，在壩體典型斷面安裝測壓管，監(jiān)測壩體滲透壓力。需要鉆測壓孔80m，鉆孔時套管跟進，回填膨潤土。

2.5.3滲漏量觀測滲漏量觀測采用量水堰法，在大壩的下游壩坡坡腳修建截水墻，把滲漏水集中引到量水堰內(nèi)，監(jiān)測壩體滲漏水量。

3結(jié)語

經(jīng)過對壩頂整治處理;更換原上游老化的防滲塑膜，改為兩布一膜復合土工膜;下游壩坡加固設(shè)計;大壩帷幕灌漿防滲處理;溢洪道改造，增設(shè)消能設(shè)施;封堵原壩身放水涵洞，并在右岸新建放水隧洞;大壩上下游坡穩(wěn)定最小安全系數(shù)滿足規(guī)范要求，水庫基本具備蓄水條件。水庫除險加固工作，是一項利國利民的民生工程，必須高度重視。

作者：王貴川 徐林 單位：貴州省水利水電勘測設(shè)計研究