□姚小豐 □胡長(zhǎng)江（余慶縣水利局）

0.引言

大中型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固項(xiàng)目具有很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。除險(xiǎn)加固工程，可以改善大壩防洪體系、確保防洪安全，消除大壩安全隱患，從而提高洪水驅(qū)控制系統(tǒng)，使得河道防洪能力提高。除險(xiǎn)加固工程也提高了水資源的監(jiān)管，以確保供水安全。加固后主要是恢復(fù)原來的大中型水庫(kù)的蓄水供水功能，提高農(nóng)業(yè)灌溉的工作效率，改善農(nóng)村用水和城市供水。此外，大中型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程帶來了顯著的環(huán)境效益，修建水庫(kù)后可以憑借嶄新的面貌形成完美的景觀。

1.工程概況

橋邊水庫(kù)位于余慶縣花山苗族鄉(xiāng)花山村境內(nèi)，壩址距花山村1.2km，距花山苗族鄉(xiāng)集鎮(zhèn)9km，有簡(jiǎn)易公路到達(dá)壩址，交通較為方便。水庫(kù)所在河流為烏江右岸支流橋邊河，壩址以上流域面積3.05km2，水庫(kù)總庫(kù)容160萬m3，樞紐建筑物大壩、溢洪道等永久建筑物為4級(jí)。工程以灌溉為主，原設(shè)計(jì)灌溉面積228.7 hm2畝，是以灌溉為主的水利樞紐工程。

2.大壩

2.1 滲漏

2.1.1 壩體滲漏

壩體滲漏主要表現(xiàn)為集中滲漏，大壩下游壩腳存在一處集中滲漏點(diǎn)W：和兩個(gè)浸潤(rùn)滲漏區(qū)q1（785.42～788.87m）、q2（791.5～791.6m)，其滲漏量分別為1.5,2.5,2.0L/s。大壩下游壩腳設(shè)置有貼坡排水，頂部高程為790.77m。

2.1.2 壩基滲漏

根據(jù)鉆孔資料揭露:壩基巖體風(fēng)化破碎，特別是壩基接觸帶，巖體風(fēng)化嚴(yán)重，巖體破碎，透水性強(qiáng)，壩基肩巖體透水率(q)：左岸在785.35m高程以上>5.0Lu，右岸在784.92m高程以上>5.0Lu，壩體在775.55m高程以上>5Lu，最大達(dá)17.6Lu(即壩體與壩基接觸帶)，說明壩基巖體透水性較強(qiáng)，左、右岸強(qiáng)風(fēng)化巖體透水性較強(qiáng)，弱風(fēng)化帶巖體相對(duì)較弱。

2.2 壩坡穩(wěn)定

2.2.1 計(jì)算工況

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查情況，橋邊水庫(kù)大壩未產(chǎn)生危及安全的變形，本次復(fù)核壩坡穩(wěn)定考慮壩體的工作情況擬定4種工：①死水位(793.00m)情況時(shí)的上游壩坡，土料抗剪強(qiáng)度計(jì)算方法采用總應(yīng)力法；②正常蓄水位驟降至放水涵洞底板高程C792.50m)時(shí)的上游壩坡，土料抗剪強(qiáng)度計(jì)算方法采用總應(yīng)力法；③正常蓄水位(803.00m)情況時(shí)的上、下游壩坡，土料抗剪強(qiáng)度計(jì)算方法采用有效應(yīng)力法；④校核洪水位(804.29m)情況時(shí)的下游壩坡，土料抗剪強(qiáng)度計(jì)算方法采用有效應(yīng)力法。

2.2.2 壩坡穩(wěn)定分析

通過計(jì)算，四種計(jì)算工況的計(jì)算成果見表1。

2.3 大壩存在的問題

經(jīng)過計(jì)算和分析，大壩存在以下四方面的問題：上游壩面抗風(fēng)浪能力不能滿足規(guī)范要求；大壩壩頂局部不平整；大壩下游壩面無護(hù)坡，雨水沖刷嚴(yán)重:壩體存在滲漏。

2.4 大壩除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

根據(jù)水庫(kù)大壩安全鑒定結(jié)論，大壩壩頂高程滿足要求，上游護(hù)坡局部浪蝕破壞，壩頂局部不平整，下游壩面不規(guī)則。由于上游護(hù)坡只是局部破壞，因此，大壩除險(xiǎn)加固采取維持上游壩坡不變、對(duì)上游壩面局部沉陷部位采用粘土回填后恢復(fù)干砌塊石護(hù)坡，滿足水庫(kù)大壩的抗洪能力和上游壩面抗風(fēng)浪能力要求，壩頂結(jié)合壩頂公路要求整治，下游壩坡采用土料平整至設(shè)計(jì)壩坡，壩面采用漿砌石框格草皮護(hù)坡，兩側(cè)設(shè)排水溝。

表1 壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果表

3.壩體、壩基及壩肩防滲處理

3.1 滲漏現(xiàn)狀性質(zhì)、范圍及滲漏量

該水庫(kù)至建成蓄水以來，經(jīng)過多年運(yùn)行，大壩現(xiàn)存在壩基(肩)滲漏，且滲漏量隨庫(kù)水位升高而增大，特別是位于大壩下游壩腳以及左壩基、壩肩接觸帶出露的一處集中滲漏點(diǎn)W,(785.3 m)和兩個(gè)浸潤(rùn)滲漏區(qū) q1,(785.42～788.87m)、q2(791.S～791.6m)，根據(jù)調(diào)查，當(dāng)庫(kù)水位于803.55m(即測(cè)圖時(shí)水位)時(shí)，其滲漏量分別為1.5，2.5，2.0L/s，滲漏量有逐年增大的趨勢(shì)。

3.2 防滲處理方案的選擇

大壩為粘土斜墻壩，根據(jù)大壩工程現(xiàn)狀以及鉆孔資料，由于壩體整體為非均質(zhì)體 (上游側(cè)及中部為粘土夾少量碎石，下游側(cè)則由巖體風(fēng)化料、砂質(zhì)粘土等組成的粗粒混合料)，壩體填料抵抗外力變形的能力不一，施工中灌漿壓力難以控制，且稍有不慎極易造成對(duì)壩體以及原有防滲幕體的破壞，難以形成均一的、連續(xù)的防滲體，故本次防滲設(shè)計(jì)不予采用，壩體防滲方案進(jìn)行了壩體充填充填灌漿、壩基及兩壩肩作帷幕灌漿的防滲方案與對(duì)大壩上游壩面采用土工膜防滲，壩基肩則結(jié)合土工膜鋪設(shè)、沿土工膜邊緣防滲墻(齒墻)布設(shè)帷幕灌漿的防滲方案比較。

4.放水及輸水設(shè)施

4.1 現(xiàn)狀描述及存在問題

放水涵洞位于大壩左壩段，為漿砌石箱涵，斷面尺寸(bh)1.3m×1.4m，涵洞總長(zhǎng)72.0m。涵洞進(jìn)口中心高程92.50m，出口底板高程791.50m。涵洞進(jìn)口雙向轉(zhuǎn)動(dòng)閘門止水老化，關(guān)閉不嚴(yán)，存在漏水，測(cè)圖水位時(shí)滲流量約0.2L/s，閘室啟閉設(shè)備操作不靈，鋼絲繩銹蝕嚴(yán)重，影響水庫(kù)正常運(yùn)行，金屬結(jié)構(gòu)存在隱患。放水涵洞洞身未發(fā)現(xiàn)明顯變形，但洞身底板沖刷破壞嚴(yán)重，砌體局部勾縫材料已脫落，進(jìn)口至洞身前10m范圍內(nèi)存在零星的浸潤(rùn)滲漏現(xiàn)象。

4.2 加固改造設(shè)計(jì)

本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)擬對(duì)放水涵洞進(jìn)口進(jìn)行加固改造，拆除進(jìn)水口段并修建取水口。涵洞進(jìn)口中心高程792.50m，進(jìn)口段結(jié)合閘門的安裝采用C20混凝土澆筑，并安裝500mm雙向轉(zhuǎn)動(dòng)閘門，閘門后接2m的放水鋼管至消力池。在涵洞首端設(shè)消力池，消力池長(zhǎng)2m，寬3m，消力池和涵洞底板采用C15混凝土襯砌。對(duì)涵洞進(jìn)口約15m的涵身段，撤除原襯砌硅后澆筑C20混凝土。大壩左壩端新建啟閉房12m2。

5.自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

橋邊水庫(kù)己運(yùn)行40多年，其樞紐建筑物大壩變形變位已處于穩(wěn)定狀態(tài)，本次除險(xiǎn)加固方案只對(duì)主要建筑物進(jìn)行改造加固處理，因此，監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)是大壩滲流和庫(kù)區(qū)降雨量觀測(cè)。根據(jù)監(jiān)測(cè)資料對(duì)壩體的滲流狀況及水情進(jìn)行分析，用以評(píng)價(jià)水庫(kù)及大壩的運(yùn)行狀態(tài)。

6.結(jié)語

大中型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固項(xiàng)目具有很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。除險(xiǎn)加固工程，可以改善大壩防洪體系、確保防洪安全，消除大壩安全隱患。加固后主要是恢復(fù)原來的大中型水庫(kù)的蓄水供水功能，提高農(nóng)業(yè)灌溉的工作效率，改善農(nóng)村用水和城市供水。此外，大中型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程帶來了顯著的環(huán)境效益。要有效地促進(jìn)我國(guó)的大中型壩加固項(xiàng)目工作，就應(yīng)當(dāng)高度重視險(xiǎn)庫(kù)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全的威脅，并進(jìn)一步增加投資于大型和中型水壩，加強(qiáng)大中型水庫(kù)大壩安全管理和監(jiān)督，應(yīng)嚴(yán)格控制大型和中型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程施工質(zhì)量。加固工程中有很多的復(fù)雜性，要仔細(xì)識(shí)別危險(xiǎn)的原因，施工管理要做到對(duì)癥下藥，應(yīng)嚴(yán)格控制。在除險(xiǎn)加固工程中注重新工藝、新材料和新技術(shù)的運(yùn)用，最大限度的降低成本并提高產(chǎn)品質(zhì)量。