呂愛紅

摘 要：通?？h甸苴壩水庫修建于上世紀五十年代。2009年2月經(jīng)安全鑒定分析評價，壩體下游存在變形，白蟻活動嚴重；壩體、壩基、壩肩存在滲漏；輸水涵洞邊墻、頂拱滲水，底板冒水，涵洞無檢修閘，工作閘老化銹蝕嚴重，手動啟閉困難；溢洪道泄水槽、尾渠損毀嚴重，出口無消能防沖設施，不滿足泄洪要求；水庫監(jiān)測、管理等設施不完善，運行管理差；庫區(qū)水土流失嚴重，水庫淤積嚴重。甸苴壩水庫大壩安全性評定為三類壩，不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，為病險水庫，須對壩體進行加固處理。根據(jù)工程病險情況，選擇壩體帷幕灌漿方案和塑性砼防滲墻結(jié)合兩壩肩帷幕灌漿兩個方案，從方案布置、技術可行性、經(jīng)濟合理性等方面進行綜合論證，選取最優(yōu)方案。結(jié)果，甸苴壩水庫大壩選擇帷幕灌漿加固處理方案，是經(jīng)濟合理的。

關鍵詞：主要病害；壩體除險加固；帷幕灌漿方案；砼防滲墻方案；分析比選

1 概述

甸苴壩水庫位于玉溪市通?？h河西鎮(zhèn)曲陀關村委會甸苴壩村，水庫壩址處距通?？h城22km，屬珠江流域南盤江水系杞麓湖支流。工程始建于1957年6月，1959年12月竣工，壩型為均質(zhì)土壩，水庫控制徑流面積19.24km2，設計壩高34.5m，壩頂長198米，壩頂寬6.0m，總庫容408萬立方米，屬小（一）型水庫工程。水庫興建至今，上下游壩坡蠕動滑塌嚴重，壩體、壩基、壩肩存在滲漏，溢洪道不能安全泄洪，輸水涵洞不能正常供水，水庫現(xiàn)已不能正常蓄水。

甸苴壩水庫下游影響人口1.7萬人，耕地5000畝。2009年2月，經(jīng)省、市組織有關專家對甸苴壩水庫進行大壩安全鑒定，鑒定結(jié)論綜合評定為三類壩，屬病險水庫，需進行加固處理。

作為大壩除險加固工作，方案選擇尤為重要，將直接關系到工程處理的安全、經(jīng)濟合理性。因此，就本工程而言，壩體除險加固方案的分析比選是設計工作的重點。

2 大壩主要病害及其原因

2.1 壩體病害

壩體碾壓不密實，大壩變形嚴重，有三條明顯裂縫，壩面有沖溝，凸凹不平，下游水位較高，存在接觸帶及繞壩滲漏。白蟻活動嚴重，無觀測設施。

2.2 輸水涵洞病害

輸水涵洞為漿砌石城門洞拱涵，涵洞邊墻、頂拱有11處滲水，底板兩處冒水，多處可見碳酸鈣溶蝕沉淀，涵洞滲漏量達0.4L/s。工作閘銹蝕嚴重，操作困難，無檢修閘門。出口段設有分水閘門二套，均銹蝕嚴重，操作困難。已不能正?？刂乒┧?，對大壩運行存在較大安全隱患。

2.3 溢洪道病害

溢洪道進口段和控制段邊墻漿砌石襯砌質(zhì)量較差，局部損毀嚴重，陡槽段、出口段為明挖溝槽，無支砌，兩岸蹋落，無過水能力，無消能設施。溢洪道閘門銹蝕老化。溢洪道不能滿足泄洪要求。

2.4 上、下游壩殼

填筑料場分散，土質(zhì)不均，細粒含量偏高，壓實度低，力學指標低，存在透水性大（滲透系數(shù)為3.4×10-3cm/s～4.9×10-5cm/s）。

由于壩體施工質(zhì)量較差，水庫投入運行后，壩身多次出現(xiàn)縱向及橫向裂縫，特別是1962年外壩坡中部老河床發(fā)生不均勻沉陷，最大沉陷深達1m，1970年1月5日通海發(fā)生7.8組地震，造成上游滑坡，出現(xiàn)縱橫縫，縫寬達3～5cm，1995年外壩坡偏左壩肩部位出現(xiàn)一條縱裂縫，裂縫長80m，寬10cm，深10m，嚴重危及壩身的安全運行。

2.5 大壩穩(wěn)定安全分析

（1）設計洪水位穩(wěn)滲、正常蓄水位穩(wěn)滲正常應用工況下，大壩上游坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足現(xiàn)行規(guī)范穩(wěn)定要求，大壩下游坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足現(xiàn)行規(guī)范安全穩(wěn)定要求；（2）在水庫允許最高非常運用水位穩(wěn)滲非常應用工況（I）、（Ⅱ）下，大壩下游坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足現(xiàn)行規(guī)范安全穩(wěn)定要求；壩坡抗震穩(wěn)定兩種工況安全系數(shù)下游壩坡均小于1.10，不能滿足現(xiàn)行抗震規(guī)范要求；（3）實測浸潤線高低不一，說明壩體填料粗細不均、滲透存在差異；壩基砂礫石層最大水力坡降小于規(guī)范允許值，不會發(fā)生管涌、流土坡壞；（4）大壩運行中有一定的滲流異常，但不致影響大壩安全；大壩無滲漏量觀測資料，不能準確判斷大壩滲漏是否正常。

3 加固方案比較選擇

針對甸苴壩水庫大壩存在的病險，選擇帷幕灌漿及塑性砼防滲墻兩方案進行壩體防滲方案比選。對于大壩輸水涵洞、溢洪道處理，按常規(guī)處理方法，即鋼筋砼澆筑溢洪道，涵洞進行回填灌漿處理。

3.1 帷幕灌漿方案

3.1.1 布置方案。帷幕灌漿壩軸線灌漿，灌漿剖面結(jié)構單一，與岸坡為直線連接，整個防滲體系結(jié)構簡單。帷幕沿壩軸線單排布孔，孔距2米，按三個次序逐漸加密的原則進行，帷幕防滲標準為q≤10Lu，帷深插入相對隔水層5米，該方法施工簡單，防滲效果好。

3.1.2 下游壩坡培厚。帷幕灌漿效果按1×10-6cm/s考慮，經(jīng)浸潤線及穩(wěn)定分析計算，壩身浸潤線帷幕后跌落較小，下游壩坡還需進行培厚才能滿足抗震穩(wěn)定要求。因此，對于灌漿方案，下游壩坡須進行培厚加固。

3.1.3 白蟻防治。甸苴壩水庫大壩壩體白蟻危害嚴重，每年都進行挖巢處理，常規(guī)方法很難徹底治理，灌漿方案對白蟻危害處理效果不大。因此，采用灌漿方案，需考慮在下游壩坡增加一層砂礫料，并進行草皮護坡，截斷白蟻與壩體內(nèi)部的接觸。

3.1.4 使用年限。壩體帷幕灌漿，從玉溪市已處理的多座水庫來看，壩身灌漿使用年限基本為10年左右，有的工程不到十年就需重新處理。因此，帷幕灌漿正常使用年限較短。

3.1.5 投資。壩體、壩基帷幕灌漿、下游壩坡培厚、白蟻危害處理。該方案工程總投資為545.86萬元。

3.2 塑性砼防滲墻結(jié)合兩壩肩帷幕灌漿方案

3.2.1 布置方案。大壩塑性砼防滲墻布置于壩軸線上，墻頂高程1795.18m，墻底達到本次勘探基巖相對隔水層頂線（q≤10Lu），壩基F5斷裂帶位置適當加深。墻頂長度118m，墻底板最低高程1738.28m，最大墻深度56.90m。左、右岸接灌漿帷幕，形成新的大壩防滲體系，徹底解決大壩的防滲問題。該方法施工復雜，但比帷幕灌漿效果相對要好一些。

3.2.2 壩坡穩(wěn)定。塑性砼防滲墻K值按1×10-8cm/s計，經(jīng)計算，浸潤線在墻后跌落較大，下游壩坡穩(wěn)定達到安全要求，不需進行培厚。在下游壩腳增加一堆石棱體，設置反濾，對壩基砂卵石層進行保護。

3.2.3 白蟻防治。采用塑性砼防滲墻方案，壩體浸潤線很低，下游坡基本處于干燥狀態(tài)，不適合白蟻生存。砼防滲墻可以徹底根治白蟻危害。

3.2.4 使用年限。砼防滲墻可以徹底解決大壩的滲漏險情，使用年限達50年以上。

3.2.5 投資。采取砼防滲墻結(jié)合兩壩肩帷幕灌漿作為大壩的防滲體系，下游壩腳增加一堆石棱體。該方案工程總投資為655萬元。

3.3 綜合比較選擇

甸苴壩水庫壩體結(jié)構簡單，壩基砂礫石層透水性不大，兩岸基巖基本完好，壩體施工質(zhì)量較差，白蟻危害嚴重。針對以上實際情況，常規(guī)帷幕灌漿方法可以徹底解決大壩整體防滲問題。

雖然砼防滲墻灌漿比帷幕灌漿使用年限長，防滲效果好，可靠性高，但投資大，施工復雜，對于?。ㄒ唬┬退畮斓某U加固處理來說，在保證質(zhì)量的前提下，帷幕灌漿更經(jīng)濟實用。因此，推薦采用帷幕灌漿作為大壩防滲加固措施。壩腳設置堆石棱體及反濾過渡，對下游壩基砂卵石進行保護。

4 結(jié)束語

通海縣甸苴壩水庫，建成于上世紀五十年代，至今已運行了五十七年，大壩壩體及滲流存在嚴重安全隱患，不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，對下游城市及周邊農(nóng)村人民群眾的生命財產(chǎn)安全構成嚴重威脅，加固處理勢在必行。針對土石壩的病險狀況，加固方案的選擇是設計的重點，從方案的布置、技術可行性、工程安全可靠性、經(jīng)濟合理性等不同角度進行綜合分析論證，選取最優(yōu)方案。因此，甸苴壩水庫選擇帷幕灌漿的除險加固處理方案，是科學合理的。