李 軍
(山西省汾河灌溉管理局,山西 祁縣 030900)
北營水庫除險加固工程措施簡述
李 軍
(山西省汾河灌溉管理局,山西 祁縣 030900)
介紹了清徐縣北營水庫工程概況,針對目前水庫淤積嚴重、滲漏量較大無法正常調節(jié)河道行洪能力的情況,提出對其進行除險加固,闡述了大壩滲漏處理方案和除險加固所采取的主要措施。該工程實施后,可確保大壩的穩(wěn)定與安全,有效提高了水庫防洪能力。
防洪;滲漏量;除險加固;北營水庫
北營水庫位于清徐縣城東北部約500m處的白石河下游左岸,始建于1958年,采用半填半挖的形式,當時水庫的主要功能以緩洪為主,灌溉為輔,受益面積僅266.67hm2,年灌溉引用水量約100萬m3。經1977年改造擴建,北營水庫已成為一座以灌溉、供水為主的?。ㄒ唬┬退麡屑~工程,水庫供水管網長度已達12km,日供水能力10000t/d。但由于北營水庫經過數十余年的運營,多次引用白石河洪水,水庫淤積嚴重,滲漏量較大,直接影響到水庫調節(jié)河道行洪能力及水庫安全。
根據《清徐縣北營水庫安全鑒定報告》,由于水庫防洪能力、滲流、地震的安全評價為C級,所以北營水庫大壩鑒定結果為三類壩。因此,為確保水庫工程運行安全,對水庫工程進行除險加固是十分必要的。
根據北營水庫存在問題和大壩安全鑒定成果,本次水庫除險加固的主要任務有:第一,對水庫壩基滲漏段進行防滲處理,減少滲漏損失和可能造成的地震液化危害;第二,對大壩西堤段倒塌、傾斜的上游漿砌石擋墻拆除重建;對壩頂道路進行硬化,便于汛期搶險和管理交通方便;采取措施解決壩體安全超高不足問題;第三,對水庫放水涵洞進行拆除重建;第四,對大壩增設沉降、滲流、位移等監(jiān)測設施。
根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》,確定北營水庫工程等別為IV等。主要建筑物為4級;次要建筑物為5級;臨時建筑物為5級。北營水庫工程防洪標準為20年一遇。據《水工建筑物抗震設計規(guī)范》規(guī)定,工程設防烈度定為Ⅷ度。
根據水庫地質勘查,壩基土層主要為低液限粉土、低液限黏土,其低液限粉土滲透系數3.07×10-6~8.23×10-5cm/s,低液限黏土滲透系數 3.19×10-6~1.17×10-5cm/s,透水性較小,屬微弱透水,低液限粉土、低液限黏土壩基存在滲漏問題不大,存在一定程度的滲漏量。但是,在壩基水平距離300~450m、1780~2380m地段因壩基中有厚度1.0~7.0m的砂層分布,其滲透性強,因而該壩基砂層段產生的滲漏量會較大。經分析,壩基滲漏主要原因是壩基低液限粉(黏)土層中夾有砂層,為強—中等透水層,構成其滲漏通道,水庫興建時未對該砂層進行防滲處理,沒有截斷滲漏通道,因而庫水將通過該透水層向下游產生滲漏,在壩基下游形成出溢或抬高地下水位。
本工程將采用深層水泥攪拌樁防滲墻,設計樁距0.3m,樁徑0.5m,樁與樁之間相交搭接0.2m。根據防滲墻軸線越靠近上游、防滲效果越好的原則,深層水泥攪拌樁防滲墻的軸線設在壩軸線上游0.5m的平行線上。根據防滲墻施工經驗,防滲墻底伸入不透水層深度為0.3~1.0m,自壩頂至設計防滲墻頂高度為0.5m,防滲寬度為0+300~0+450m,1+780~2+380m,兩段分別向兩側各延伸10m,深層水泥攪拌樁防滲墻設計墻高0+290~0+460m段為9.5m,1+420~1+780m和1+780~2+390m段為12.0m,與壩基土層結合,保證較好的防滲效果。灌漿壓力為0.2~0.3MPa。
本工程將大壩西堤上2+435~2+814段坍塌、傾斜的漿砌石擋墻進行拆除重建。擋墻基礎按地基承載力要求(100kPa)采用漿砌石結構,擋墻高2.83m,基礎埋深1.0m,迎水面坡比為 1∶0.2,背水面坡比為 1∶0.3,墻頂寬 0.5m,基礎寬2.914m。在漿砌石擋墻底部鋪設0.2m厚的碎石墊層,增大擋墻與地基土的摩擦力。結合超高復核計算成果對壩頂進行整治,將壩頂高程統(tǒng)一取771.25m。在壩頂鋪設0.25m厚的砂礫料路面,路面寬5m,路面橫坡2%,坡向上游側,減輕下游壩坡雨水沖刷。
將放水涵洞進行拆除重建,采用鋼筋混凝土結構,涵洞前設置閘門2孔,孔口尺寸為1.5m×2.0m,閘門進口底高程保持原底高程不變,為765.77m。閘室為涵洞式,底板為箱式框架,閘室設置工作閘門和檢修閘門,均采用平面鋼閘門。
沿水庫壩周在四個方向選取8個代表斷面布設大壩安全監(jiān)測設施,樁號分別為0+121,0+368,0+988,1+568,1+867,2+114,2+603,2+875。每個斷面設1~3個表面變形觀測點和2~3個滲流壓力觀測點。
北營水庫除險加固后,確保了大壩的穩(wěn)定與安全,提高了水庫防洪能力;減少庫水的滲漏損失,保證了水庫正常蓄水,改善當地生態(tài)環(huán)境,增加水庫供水量,為發(fā)展當地經濟提供支撐;灌區(qū)灌溉用水得到保障,灌溉面積增加,作物種類更加豐富,將會獲得較好的生態(tài)效益和經濟效益。
TV697.3
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1004-7042(2011)09-0048-01
李軍(1982-),男,2008年畢業(yè)于河北工程大學水利水電工程專業(yè),助理工程師。
2011-07-19;
2011-08-23