王云峰

(廣西南寧水利電力設(shè)計(jì)院，廣西南寧 530001)

0 引言

通過對病險(xiǎn)水庫的除險(xiǎn)加固，從而提高水庫的洪水控制系統(tǒng)，改善了防洪體系、從而消除安全隱患，確保防洪安全;同時(shí)，加固后恢復(fù)了原來水庫的蓄水供水功能，提高了農(nóng)業(yè)灌溉的工作效率，改善了農(nóng)村用水和城市供水;此外，病險(xiǎn)水庫的除險(xiǎn)加固工程使水庫舊貌換新顏，帶來了顯著的環(huán)境效益。姚小豐等［1］結(jié)合貴州省余慶縣橋邊水庫除險(xiǎn)加固工程，分析了大中型水庫病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，指出了加固施工技術(shù)和施工中應(yīng)注意的問題;周率［2］分析了小型水庫除險(xiǎn)加固中常應(yīng)用的3種施工技術(shù);趙家成等［3］分析研究了中、小病險(xiǎn)水庫的病險(xiǎn)特征、除險(xiǎn)加固措施和除險(xiǎn)加固措施的原則。

根據(jù)《全國病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固專項(xiàng)規(guī)劃》報(bào)告指出，全國應(yīng)進(jìn)行除險(xiǎn)加固研究的三類病險(xiǎn)水庫即小型水庫總數(shù)約占全國水庫總數(shù)的36%，并從2001年開始，計(jì)劃持續(xù)15年完成病險(xiǎn)水庫的除險(xiǎn)加固任務(wù)［3］?？梢?，病險(xiǎn)水庫的除險(xiǎn)加固是非常有必要的和緊迫的。

本文依托龍門水庫，針對小型水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)和施工中的具體過程進(jìn)行研究，為病險(xiǎn)水庫的除險(xiǎn)加固工作提供參考方法。

1 工程概況

1.1 水庫概況

龍門水庫位于南寧市心圩鎮(zhèn)北面山中，距離南寧市高新區(qū)大學(xué)路4.1 km，由1座主壩、1座溢洪道組成，水庫壩址以上集雨面積為8.43 km2，有效庫容為414萬m3，興利庫容318萬m3。1976年5月開始施工，1980年6月建成并投入使用。主壩為漿砌石梯形支墩壩，壩高為32.6 m，壩基防滲型式為帷幕灌漿處理。溢洪道基礎(chǔ)落在砂巖的強(qiáng)風(fēng)化層中，為混凝土坡面。

1.2 工程地質(zhì)

龍門水庫庫區(qū)位于龍門江支流心圩江中上游，為丘陵地貌，海拔為100 m～240 m，地表多為殘坡積層分布，部分出露強(qiáng)風(fēng)化砂巖，頁巖地層坡度較陡。庫區(qū)基巖以寒武系砂巖為主，部分為頁巖。地表為砂頁巖風(fēng)化及殘坡積成因形成的第四紀(jì)覆蓋土層，表面植被良好。據(jù)GB 18306-2001中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖，工程區(qū)地震動峰值加速度為0.05g，地震反應(yīng)譜特征周期為0.45 s。

1.3 水文地質(zhì)

龍門水庫設(shè)計(jì)洪水位151.4 m，校核洪水位151.6 m。龍門水庫設(shè)計(jì)灌溉面積6 100萬畝，有效灌溉面積6 081畝，年供水能力為350萬m3，是一座以灌溉為主，并結(jié)合防洪養(yǎng)魚等綜合利用的小型水利樞紐工程。根椐SL252-2000水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)的等級劃分，工程規(guī)模為小(1)型庫，主要永久性建筑物為主壩、溢洪道及放水設(shè)施，其建筑級別為Ⅳ級;水庫的設(shè)計(jì)洪水復(fù)核采用50年一遇洪水設(shè)計(jì)，200年一遇洪水校核，溢洪道消能防沖設(shè)施按20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。庫區(qū)內(nèi)地下水類型為基巖裂隙水和孔隙水，裂隙水賦存于基巖構(gòu)造裂隙和風(fēng)化裂隙之中，孔隙水賦存于第四紀(jì)覆蓋孔隙中，水量均較小。

1.4 水庫現(xiàn)狀

通過對龍門水庫進(jìn)行安全鑒定，龍門水庫現(xiàn)為三類病險(xiǎn)水庫，需要維修加固。其險(xiǎn)情主要為:

1)主壩結(jié)構(gòu)雖穩(wěn)定，但壩體存在嚴(yán)重漏水，壩頂護(hù)欄老化、破損。

2)溢洪道結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定:堰體及兩側(cè)翼墻嚴(yán)重滲漏、兩岸河床被沖刷嚴(yán)重。

3)放水設(shè)施結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定:放水涵嚴(yán)重漏水、混凝土老化、剝落嚴(yán)重;放水閘門啟閉設(shè)施破損嚴(yán)重。

4)進(jìn)庫道路坑洼不平，進(jìn)庫道路橋面下塌，無法過載重車輛。

5)管理房已為危險(xiǎn)建筑。

2 除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

2.1 洪水標(biāo)準(zhǔn)校核

龍門水庫的洪水水位校核采用50年一遇洪水設(shè)計(jì)，200年一遇洪水校核。由暴雨資料推算設(shè)計(jì)洪水，并且對工程原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)洪演算復(fù)核。洪水復(fù)核結(jié)果為設(shè)計(jì)洪水位151.4 m，校核洪水位151.6 m。水庫壩頂高程151.6 m，如表1所示［4］。水庫設(shè)計(jì)的防洪能力滿足國家GB 50201-94防洪標(biāo)準(zhǔn)的要求。

表1 洪水校核結(jié)果

2.2 除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

2.2.1 水庫主壩

根據(jù)安全穩(wěn)定復(fù)核，壩頂高程、抗滑穩(wěn)定和壩基應(yīng)力均滿足要求。壩體加固主要為對漏水壩段進(jìn)行防滲帷幕灌漿，灌漿孔沿壩頂軸線方向單排布置，孔徑110 mm，孔距1 m，灌漿孔斜度0°，灌漿深度至壩體開挖線以下5 m，灌漿材料為水泥漿;主壩欄桿重建將破爛欄桿拆除，重建C15混凝土欄桿;對主壩下游面清除雜草、青苔，并用20 mm厚M7.5水泥砂漿抹面;防浪墻頂面與下游面做鑿毛處理后貼漢白玉瓷磚。

2.2.2 溢洪道

經(jīng)過多年運(yùn)行觀測資料來看，當(dāng)水庫水位達(dá)到149.0 m的高程時(shí)，溢洪道堰體及兩側(cè)翼墻出現(xiàn)多處集中射水滲漏，當(dāng)水位達(dá)149.60 m以上時(shí)，最大漏水點(diǎn)流量達(dá)0.10 L/s，且流量隨著時(shí)間、水位增高而增大，有惡化趨勢。堰體及兩側(cè)翼墻均為漿砌石重力式，多年運(yùn)行加上施工時(shí)砌筑不密實(shí)造成比較嚴(yán)重的滲漏，且砂漿老化剝落嚴(yán)重，使堰體及兩側(cè)翼墻形成空洞，只剩下砌石空架子。因此，在保持原溢洪道的坡段及消能設(shè)施的組成不變，各泄槽的斷面形式及底寬不變，坡降不變時(shí)，加固內(nèi)容有:

1)在堰頂布置灌漿孔，孔位距堰上游面0.5 m，單排布置，孔徑110 mm，孔距1.0 m，灌漿孔斜度0°，灌漿深度為巖石強(qiáng)風(fēng)化下限以下5 m，灌漿范圍為整個(gè)溢流堰段。

2)溢洪道兩岸對溢流堰兩側(cè)山體進(jìn)行灌漿，灌漿深度至強(qiáng)風(fēng)化下線5 m處。左岸灌漿范圍11 m，右岸灌漿范圍15 m。設(shè)計(jì)灌漿孔為雙排梅花孔布置，排距1.5 m?？讖?10 mm，孔距2.0 m，灌漿孔斜度0°，灌漿壓力根據(jù)灌漿試驗(yàn)確定。

3)溢洪道原進(jìn)口兩側(cè)翼墻拆除后重建C25混凝土擋土墻。溢洪道挑坎下游沖坑回填C10埋石混凝土，表面鋪設(shè)0.5 m厚C25混凝土護(hù)袒。

2.2.3 放水設(shè)施

原有放水設(shè)施由梯級斜管和穿壩平管組成?；诖嬖诘碾[患，原放水斜管不再使用，將原放水斜管拆除并新建放水塔，且對原放水平管進(jìn)行加固防滲。新建放水塔為圓形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，塔上部為控制層。塔凈寬直徑為3.0 m，高36.4 m。采用分層放水，通過閘閥利用管道放水。

新建放水塔通過工作橋與壩頂相連，工作橋長14.5 m，單跨布置，采用箱形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，橋面寬1.5 m，橋面高程152.0 m。

3 除險(xiǎn)加固施工組織設(shè)計(jì)

龍門水庫除險(xiǎn)加固工程項(xiàng)目主要有:主壩灌漿加固、溢洪道灌漿及加固、新建放水設(shè)施及進(jìn)庫公路、上壩公路等。

施工總體布置以方便施工、集中布置、盡量利用水庫原有的管理范圍的土地，避免新征土地。施工場地規(guī)劃根椐工程的特點(diǎn)及實(shí)際情況，臨時(shí)生活區(qū)和鋼筑、模板工廠布置在溢洪道頂部平地及水庫舊管理房附近平地。砂石料均考慮外面購進(jìn)，工地不設(shè)專門砂石料加工場，砂石料場地和混凝土拌和站布置在各臨時(shí)施工場地內(nèi)。棄渣場布置在上壩公路兩側(cè)荒山上。

對外交通方面，有公路可通到南寧市區(qū)。對內(nèi)交通方面，管理房施工可以利用上壩公路作為施工道路，主壩、溢洪道及放水塔等施工需要設(shè)臨時(shí)施工道路，以便連接各施工點(diǎn)。

為了保證放水工程施工正常進(jìn)行，在大壩上游100 m處設(shè)置臨時(shí)圍堰一座，堰高2.5 m，上下游面坡度為1∶1.5。圍堰為麻袋裝土圍堰，為了保證上游來水排放，設(shè)置PE排水管。

4 結(jié)語

病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固具有很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，除險(xiǎn)加固是一個(gè)系統(tǒng)工程，其中有很多的復(fù)雜性因素，要認(rèn)真識別病險(xiǎn)的原因，嚴(yán)格控制病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量。同時(shí)，在除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)與施工中注重應(yīng)用新工藝、新材料和新技術(shù)，最大限度的降低成本和提高工程質(zhì)量。

［1］ 姚小豐，胡長江.水庫大壩除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)探究［J］.河南水利與南水北調(diào)，2013(2):26-27.

［2］ 周 率.小型水庫除險(xiǎn)加固施工技術(shù)研究［J］.黑龍江水利科技，2013，41(4):103-105.

［3］ 趙家成，王從鋒，姜利漢.中、小型病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固的研究［J］.三峽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005，27(2):199-122.

［4］ 杜雷功.全國病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固專項(xiàng)規(guī)劃綜述［J］.水利水電工程設(shè)計(jì)，2003，22(3):1-5.

［5］ 廣西南寧水利電力設(shè)計(jì)院.廣西南寧市龍門水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)報(bào)告［R］.南寧:廣西南寧水利電力設(shè)計(jì)院，2007.