李志軍

（安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 蚌埠 233000）

皖南小型水庫(kù)土石壩的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)實(shí)例

李志軍

（安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 蚌埠 233000）

針對(duì)某病險(xiǎn)水庫(kù)工程的缺陷和隱患，科學(xué)合理地提出了適宜該工程的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)方案。實(shí)踐證明，該工程加固效果較好，有效發(fā)揮了防洪、灌溉等綜合效益。

水庫(kù)大壩 除險(xiǎn)加固 設(shè)計(jì)

1 概況

某水庫(kù)地處皖南石臺(tái)縣南部的仙寓鎮(zhèn)建國(guó)村，距仙寓鎮(zhèn)5km，距石臺(tái)縣城34km。該水庫(kù)于1970年興建，集水面積6.9 km2，是一座以防洪、灌溉為主，兼有養(yǎng)殖功能的?。?）型水庫(kù)。灌溉面積600畝，下游防洪面積1.5 km2，涉及仙寓1個(gè)行政村，保護(hù)耕地800畝，保護(hù)人口1600人，總庫(kù)容19.71萬(wàn)m3。樞紐工程由大壩、溢洪道、放水涵洞組成。水庫(kù)大壩為粘土心墻砂殼壩?，F(xiàn)狀壩頂高程250.0m，最大壩高21m，壩頂長(zhǎng)70m，頂寬3m，上下游壩坡面均為砂殼堆體，上游坡比1∶9.5～1∶2.00，下游坡比1∶1.8。溢洪道位于水庫(kù)大壩右側(cè)，距大壩頂50m，在山坡上人工開(kāi)挖而成，為無(wú)閘門(mén)控制明槽溢洪道，進(jìn)口底板高程224.9m，寬18m。溢洪道全長(zhǎng)32m。穿壩放水涵洞在大壩右下部為漿砌石圬工涵，凈高45cm、凈寬30cm，全長(zhǎng)75m，進(jìn)口設(shè)一臺(tái)Φ300閘閥斜拉桿控制放水，底涵進(jìn)口底板工程233.3m，出口底板高程232.4m。

該水庫(kù)存在的病險(xiǎn)情況為：壩腳和壩體兩側(cè)滲水嚴(yán)重；迎水坡干砌石護(hù)坡大部分損毀，背水坡多處沖蝕溝和凹坑，防浪墻老化失修，局部坍塌；溢洪道泄流能力不足，進(jìn)出口段離壩身太近，進(jìn)口段未進(jìn)行有效的護(hù)砌，存在安全隱患；穿壩放水涵洞破損滲漏嚴(yán)重，無(wú)法正常蓄水。

2 除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

依據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）及《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94）規(guī)定，該工程設(shè)計(jì)洪水位30年一遇，300年一遇洪水校核。興利庫(kù)容12.5 萬(wàn)m3，興利水位246.4m；死庫(kù)容0.7萬(wàn)m3，死水位233.2m；總庫(kù)容26.4萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)水位249.5m。

2.1 壩體尺寸設(shè)計(jì)

根據(jù)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》（SL189-96）及《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274-2001）有關(guān)規(guī)定，考慮工程構(gòu)造、防汛搶險(xiǎn)、交通等需要，本次加固壩頂寬度按4.5m設(shè)計(jì)。壩頂高程根據(jù)水庫(kù)靜水位及不同運(yùn)行工況下靜水位的壩頂超高核算壩頂高程，壩頂高程確定為251.3m，即在現(xiàn)有基礎(chǔ)上加高壩頂1.3m。壩頂長(zhǎng)由原來(lái)的70m增加到88m。粘土心墻土壩的心墻防滲體在正常蓄水位或設(shè)計(jì)水位以上超高0.6m，心墻防滲體頂部不應(yīng)低于非常運(yùn)用條件靜水位。本次加固后粘土心墻頂高程為250.1m，低于壩頂1.2m。根據(jù)工程現(xiàn)狀并考慮壩型、壩高、壩基材料等因素，參照已建類(lèi)似土壩工程做法，確定大壩迎水坡在高程248.0m處設(shè)1.5m寬戧臺(tái)，戧臺(tái)以下、以上坡比均為1∶2.5；背水坡在高程243.0m處設(shè)1.5m寬戧臺(tái)，戧臺(tái)以上坡比為1∶2.0，以下坡比設(shè)計(jì)為1∶2.5。在大壩與溢洪道相接處增設(shè)漿砌石裹頭防護(hù)，上游端與迎水坡護(hù)坡石銜接，護(hù)至壩頂，并采用漿砌塊石封頂。

2.2 迎水坡工程

迎水坡進(jìn)行清基補(bǔ)土以達(dá)到設(shè)計(jì)坡比，并進(jìn)行翻壓。壩土壓實(shí)度經(jīng)試驗(yàn)確定為0.97。采用漿砌混凝土預(yù)制塊護(hù)坡，下設(shè)有土工膜（規(guī)格為200g/0.3mm/200針刺短線滌綸兩布一膜PE膜）和25cm厚砂礫石墊層。護(hù)坡石下設(shè)反濾層。預(yù)制塊設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C20，其邊長(zhǎng)為0.25m，厚度為0.20m，砌筑砂漿為M7.5。沿壩腳及兩側(cè)山體與壩體接觸處清基到微風(fēng)化基巖，壩腳設(shè)0.5m厚C25混凝土截滲墻，壩側(cè)設(shè)0.3m厚C25混凝土齒墻。土工膜鋪蓋前開(kāi)挖齒槽，將復(fù)合土工膜嵌入齒槽，壩頂開(kāi)槽后將復(fù)合土工膜嵌入原壩體中，壩體與周邊山體、放水涵洞連接處將復(fù)合土工膜與建筑物混凝土連接，形成半封閉的不透水防滲結(jié)構(gòu)體。

2.3 背水坡工程

按設(shè)計(jì)坡比補(bǔ)土筑坡并翻壓。施工中，清除坡面雜草、腐質(zhì)土，自下而上，水平上升，分層鋪土，層土層壓，提高密實(shí)度，增強(qiáng)壩坡抗滑穩(wěn)定能力。新土與原壩坡土粒料搭接處，搭接寬度不少于0.5m。沿壩軸線每隔30m設(shè)置豎向排水溝一道，計(jì)4道，戧臺(tái)及坡腳各設(shè)橫向排水溝一道。排水溝按10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，豎向排水溝斷面寬×高為0.40m× 0.25m，橫向排水溝斷面寬、高分別為0.40m×0.25m和0.5m×0.4m。排水溝底部采用C15細(xì)石混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑，厚度15cm，兩側(cè)墻采用10cm厚C20混凝土預(yù)制板鑲砌，1∶3.0水泥砂漿勾縫。背水坡全部植草皮防護(hù)，以防止雨水漫流造成坡面沖刷。坡腳處堆石排水棱體進(jìn)行整修。

2.4 壩頂工程

取消原有防浪墻，壩頂設(shè)混凝土路面，考慮到交通要求，硬化路面凈寬4.5m，底部設(shè)15cm厚的水泥砂礫穩(wěn)定層，面層為30cm厚的混凝土，路面橫坡傾向下游，坡比為2%。壩體防滲土工膜上下鋪粘土厚15cm保護(hù)壓入道路基層。

2.5 放水涵洞工程

拆除原有放水斜拉桿控制閘閥，原漿砌石圬工涵疏通后換用壁厚8.6mmDN225mmPE管，進(jìn)水口處設(shè)2m×4m前池，前池口和上方設(shè)鋼筋攔污柵欄，出水口處設(shè)一截止閥控制。PE管進(jìn)水口用預(yù)埋鋼板配止水橡膠片壓壩體土工膜固定防滲處理。原涵道從迎水坡和背水坡各設(shè)兩2Φ50鉆孔，進(jìn)行灌漿處理。材料用525#普通硅酸鹽水泥，水灰比為1∶1.25，另加入速凝劑水玻璃，水泥漿液與水玻璃的重量比為1∶10000。灌漿最大壓力不大于涵管處土的最大主應(yīng)力，設(shè)計(jì)灌漿壓力定為不大于0.25MPa。施工時(shí)應(yīng)按從下游至上游的順序進(jìn)行，出水口應(yīng)用細(xì)石混凝土預(yù)封堵2～3m，進(jìn)水口用模板封堵留排氣孔，至少?gòu)?fù)灌兩次。

2.6 溢洪道工程

溢洪道兩側(cè)各拓寬1m，岸坡掛網(wǎng)噴混凝土處理。在大壩與溢洪道相接處增設(shè)漿砌石裹頭防護(hù)，上游端與迎水坡護(hù)坡石銜接，護(hù)至壩頂，采用漿砌塊石封頂。底板破損處做修復(fù)處理。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)該水庫(kù)的病險(xiǎn)隱患分析，依據(jù)規(guī)范對(duì)壩坡穩(wěn)定、滲透穩(wěn)定等要求確定了比較科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理、便于施工的除險(xiǎn)加固方案，并根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)規(guī)程規(guī)范確定各項(xiàng)施工參數(shù)和指標(biāo)。工程自2008年加固后至今運(yùn)行良好，實(shí)踐證明其所采取的除險(xiǎn)加固措施是科學(xué)有效的，值得在類(lèi)似工程中推廣■