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        王家嘴水庫(kù)主壩整治設(shè)計(jì)

        2012-10-24 02:04:10
        黑龍江水利科技 2012年11期
        關(guān)鍵詞:設(shè)置設(shè)計(jì)

        程 媛

        ( 重慶工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,重慶408000)

        1 工程概況

        王家嘴水庫(kù)位于重慶市涪陵區(qū)堡子鎮(zhèn)青龍村,壩址所在河流系長(zhǎng)江一級(jí)支流梨香溪支流。工程于1958年9月動(dòng)工修建,1974年3月基本完工。

        該工程是一座以農(nóng)業(yè)灌溉為主,兼有防洪、養(yǎng)殖等綜合效益的小( 一) 型水庫(kù)。設(shè)計(jì)總庫(kù)容113. 09 萬(wàn)m3,興利庫(kù)容68.5 萬(wàn)m3。設(shè)計(jì)灌溉面積0.033 萬(wàn)hm2。

        大壩壩型為均質(zhì)土壩,以黏性土填筑而成?,F(xiàn)有主壩最大壩高18.8 m,壩頂高程700.40 m,壩頂長(zhǎng)93.70 m,頂寬5.0 m,底寬74.70 m。上游邊坡系數(shù)從壩頂至壩腳分別為1∶1.73、1∶1.50。下游邊坡系數(shù)從壩頂至壩腳分別為1∶2.16、1∶2.06。變坡處以馬道相連接,馬道寬度為3.40 m,反濾體高5. 61 m,外 坡 為1 ∶1. 11。副 壩 高6. 7 m,壩 頂 高 程700.40 m,壩頂長(zhǎng)70 m,頂寬0.6 m,底寬18.80 m。上游邊坡系數(shù)為1∶1.6,下游邊坡系數(shù)1∶1.3。

        根據(jù)大壩安全鑒定結(jié)論,主壩存在如下病害:

        主壩迎水面風(fēng)浪淘蝕嚴(yán)重;大壩右壩肩出現(xiàn)繞壩滲漏;背水面第一道馬道處曾發(fā)生滑坡,滑坡體長(zhǎng)30 m、深8 m;反濾體頂部與第一馬道之間有一塊面積約35 m2的散漏區(qū);受白蟻危害。

        2 主壩整治設(shè)計(jì)

        2.1 壩頂高程的確定

        按《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》要求,壩頂超高( 指壩頂高于正常運(yùn)用或非常運(yùn)用情況時(shí)靜水位的高度) 按下式確定:

        式中:y 為壩頂在靜水位以上的超高,m; R 為風(fēng)浪( 最大) 爬高,m,由計(jì)算確定;A 為安全加高,m,按規(guī)范要求確定正常運(yùn)用情況取A=0.5 m,非常運(yùn)用情況取A=0.3 m。

        風(fēng)浪爬高R 采用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:

        式中:k 為壩坡的粗糙系數(shù),取k=0.75( 混凝土預(yù)制塊護(hù)坡) ;2hf為波浪高度,m;m 為壩坡坡率。

        波浪高度(2hf) 根據(jù)官?gòu)d水庫(kù)公式確定:

        式中:V 為計(jì)算風(fēng)速,m/s,按《設(shè)計(jì)導(dǎo)則》要求: 正常運(yùn)用條件下采用最大平均風(fēng)速的1.5 倍計(jì)算,非常運(yùn)用條件下采用最大平均風(fēng)速;D 為有效吹程,km,由實(shí)測(cè)計(jì)算確定。

        經(jīng)計(jì)算,波浪爬高為:

        設(shè)計(jì)情況:R=0.43( m) ;校核情況:R=0.26( m)

        壩前靜水位壅高e 按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:

        式中:H 為壩前水深,m;β 為風(fēng)向與壩軸線的法線方向所成的夾角。

        壩頂超高復(fù)核計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

        表1 壩頂超高計(jì)算成果表

        上述計(jì)算結(jié)果說(shuō)明,根據(jù)擬定溢洪道復(fù)核壩頂高程,在設(shè)計(jì)洪水情況下,壩頂高程應(yīng)達(dá)到699. 411 m( 698. 331 m +1.08 m) 才能滿足規(guī)范要求。在校核洪水情況下,壩頂高程應(yīng)達(dá)到699.293 m( 698.665 m +0.628 m) 才能滿足規(guī)范要求?,F(xiàn)壩頂高程為700.40 m,滿足規(guī)范要求和水規(guī)[1989]21號(hào)規(guī)定要求。工程設(shè)計(jì)取壩頂高程為699.50 m,也滿足規(guī)范要求和水規(guī)[1989]21 號(hào)規(guī)定要求。

        2.2 主壩整形設(shè)計(jì)

        本次設(shè)計(jì)將壩頂從700.40 m 降低0.9 m,降低后壩頂高程為699.50 m,根據(jù)前面水文水利計(jì)算,壩頂高程滿足校核洪水要求。原壩軸線向下游方向平移2.44 m,對(duì)前后壩坡進(jìn)行整形加固,使其達(dá)到規(guī)范邊坡; 內(nèi)邊坡設(shè)計(jì)為1 ∶2. 0、1∶2.5、1∶3.0,分別在高程694. 50 m 和688. 50 m 處設(shè)置1.50 m寬的馬道; 外邊 坡設(shè)計(jì)為1 ∶2. 0、1 ∶2. 25,在高程694.50 m 處設(shè)置3.0 m 寬的馬道,內(nèi)側(cè)設(shè)置0.30 m×0.30 m的排水溝。壩頂寬設(shè)計(jì)為4.00 m,中部采用泥結(jié)石進(jìn)行硬化處理,厚0.20 m,內(nèi)、外邊緣采用0.30 m×0.60 m 的M10 漿砌條石鑲邊。大壩填筑采用黏性土料,填筑標(biāo)準(zhǔn): 設(shè)計(jì)干容重1.65 t/m3,含水率控制在19% ~23%內(nèi),壓實(shí)度>90%。見(jiàn)圖1。

        2.3 主壩防滲整治

        圖1 主壩橫斷面圖

        1) 防滲鋪蓋范圍的確定。由于本工程大壩為均質(zhì)土壩,為確保良好的防滲效果,擬將整個(gè)大壩內(nèi)坡鋪設(shè)防滲土工膜,鋪設(shè)面積為3 630 m2。

        2) 防滲材料的選用。采用二布一膜( 200/0.5/200) 的復(fù)合土工膜,這種土工膜具有抗?jié)B力強(qiáng)、抗裂強(qiáng)度高、柔性好、粘結(jié)力大、防刺破性能好、耐老化等優(yōu)點(diǎn)。

        3) 土工膜防滲與周邊固埋。土工膜防滲的周邊處理: 要求與不透水層基礎(chǔ)聯(lián)結(jié)緊密,在大壩兩端岸坡與坡面接觸帶和壩腳開(kāi)挖固埋溝,兩端岸坡與坡面接觸帶固埋溝寬0.6 m,深0.6 m,并采用C10 埋石混凝土固埋入土工膜。壩腳設(shè)置一道C10 埋石混凝土防滑墻,底寬1. 2 m,頂寬0. 9 m,高1.5 m,并固埋土工膜。

        2.4 主壩護(hù)坡

        為了保護(hù)土壩壩坡不受風(fēng)浪淘蝕和雨水沖刷,在上游壩坡設(shè)置混凝土預(yù)制板護(hù)坡?;炷令A(yù)制塊形狀采用正六邊形,邊長(zhǎng)0.3 m,中心預(yù)留直徑為0.04 m 的通孔。

        護(hù)坡結(jié)構(gòu)是在壩上鋪設(shè)二布一膜復(fù)合土工膜,然后鋪墊層,墊層由30 cm 厚黏土層和10 cm 厚碎石層組成,其上再鋪C20 混凝土預(yù)制板,厚8 cm。砌筑時(shí)自下而上地進(jìn)行,務(wù)使預(yù)制板鋪砌緊密,防止松動(dòng)。

        2.5 設(shè)置縱、橫向排水溝

        在后壩坡兩端與岸坡結(jié)合處設(shè)置橫向排水溝,在后壩坡馬道( 高程為694.50 m) 及反濾體頂部( 高程為688.50 m) 內(nèi)側(cè)設(shè)置縱向排水溝。排水溝內(nèi)空尺寸為0.3 m ×0.3 m,采用C20 混凝土澆筑,側(cè)墻厚0.20 m,底部厚0.10 m。

        2.6 設(shè)置貼坡排水體

        在高程688.50 m 處設(shè)一貼坡排水體,排水體高6.90 m,頂寬3.0 m,外坡比1∶1.50。反濾層由中粗砂10 cm、碎石20 cm組成,外坡表面采用干砌條石砌筑。

        2.7 設(shè)置人行梯步

        為便于管理,在內(nèi)、外壩坡面設(shè)置人行梯步。人行梯步采用M10 漿砌條石砌筑,梯步寬2.0 m,其中兩邊的梯帶寬均為0.2 m,兩梯步間高差采用0.2 m。踏步寬40 ~60 cm。

        3 白蟻防治

        王家嘴水庫(kù)白蟻危害源于周邊環(huán)境的影響,逐年積累成為危及大壩安全的一大因素。為了確保該水庫(kù)的安全運(yùn)行,消除白蟻隱患,在吸取其它工程防治白蟻經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,針對(duì)王家嘴水庫(kù)具體情況,在大壩整形的同時(shí),采取了以下工程措施防治白蟻。

        3.1 開(kāi)溝截路取巢

        在大壩的迎水面正常蓄水位( 高程697.40 m) 以上和下游壩面上,根據(jù)白蟻活動(dòng)跡象的規(guī)律,沿壩軸線方向各開(kāi)一條1.5 m×1.5 m( 寬×深) 的順溝,在土壩兩端與山丘連接處,自迎水坡的正常水位到背水坡的浸潤(rùn)線各開(kāi)一條1.5 m×1.5 m的橫溝,橫溝順溝相接。通過(guò)開(kāi)溝來(lái)截?cái)鄩误w上的蟻道,分析判斷選出主蟻道,追挖白蟻主巢,取出巢體,填實(shí)巢穴。

        3.2 土壩表層土壤消毒

        為了滅殺壩上白蟻幼齡巢和預(yù)防白蟻有翅蟲(chóng)分飛落壩危害,應(yīng)選用白蟻預(yù)防藥劑,對(duì)土壩表層消毒,處理范圍在背水坡所開(kāi)順溝至迎水坡所開(kāi)溝順處的土壩表面,同時(shí)需打孔,孔距1 m,呈梅花型,深0.3 ~0.5 m,對(duì)每孔作灌液處理直至飽和。

        3.3 設(shè)置毒土隔墻

        對(duì)所開(kāi)的順壩溝和壩兩端接山丘處開(kāi)的橫溝,在回填時(shí)應(yīng)進(jìn)行分層毒土。每回填10 cm 噴一次預(yù)防藥劑,直到回填完畢。形成6 ~7 條毒土隔墻,以堵斷穿壩蟻道的形成。

        3.4 投放毒餌誘殺包

        對(duì)該土壩兩端林地、山丘,投入白蟻誘殺包以達(dá)到誘殺山丘白蟻,以免山丘白蟻對(duì)土壩產(chǎn)生蔓延危害。

        [1]李良信,楊朋朋,王婷婷. 水庫(kù)土石壩設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].科技資訊,2012(19) :50.

        [2]劉志林. 小型水庫(kù)土石壩的除險(xiǎn)加固措施[J]. 技術(shù)與市場(chǎng),2011(05) :28.

        [3]李映波. 水庫(kù)大壩白蟻防治[J]. 吉林水利,2011(01) :65.

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