陸 榮

(遼寧觀音閣供水有限責(zé)任公司，遼寧 本溪117100)

1 工程等別及建筑物級(jí)別

崔家街水庫(kù)是一座以防洪、灌溉為主，兼有水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合效益的水利工程，水庫(kù)總庫(kù)容122 萬m3，工程規(guī)模屬于小(1)型水庫(kù)，根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252—2000)確定工程等級(jí)為Ⅳ等，大壩、溢洪道、輸水洞主要建筑物級(jí)別為4 級(jí)。

2 基本資料

本次洪水標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核后各種特征水位見表1。

表1 洪水標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核后各種特征水位表 m

3 大壩結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)

崔家街水庫(kù)為砂礫堆石壩，最大壩高20.5 m，壩長(zhǎng)284 m，最大壩底寬37.85 m，壩頂寬4.5 m，大壩上游坡比為1∶1.5，下游坡比1∶1.4。堆石體共分兩區(qū)，筑體材料特性見表2。

3.1 堆石壩變形分析及評(píng)價(jià)

壩基坐落于河流沖洪積而成中密狀態(tài)的砂礫石層上，又經(jīng)多年運(yùn)行，在水庫(kù)大壩在管理運(yùn)行資料中未發(fā)現(xiàn)異常變形記錄，因此此次安全評(píng)價(jià)認(rèn)為大壩總體變形已結(jié)束，大壩變形及壩體沉降已經(jīng)穩(wěn)定［1］。

3.2 砂礫堆石壩穩(wěn)定分析

3.2.1 計(jì)算參數(shù)的選取

崔家街水庫(kù)堆石壩筑壩材料為堅(jiān)硬石英質(zhì)礫巖，飽合抗壓強(qiáng)度為690 ～2 260 kg/cm2，非飽和抗壓強(qiáng)皮為900 ～2 600 kg/cm2，基礎(chǔ)絕大部分為巖基。

表2 筑體材料特性表

3.2.2 壩體穩(wěn)定分析

由于面板壩上游坡緩于1∶1，垂直于面板的荷載之垂直分力，遠(yuǎn)大于水平向的水壓力，所以面板不會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)破壞，壩體堆石基礎(chǔ)上不受滲透力的作用，通過護(hù)坡的滲漏水，也可立即排除，因此不影響壩體穩(wěn)定。這就使得上、下游壩坡可接近堆石的自然休止角，自然休止角大約為38°～45°相當(dāng)于坡率為1∶1.28 ～1∶1。因此國(guó)外已成堆石壩的坡率，大多數(shù)為1.3，少數(shù)為1.4，只有在采用軟弱巖石或風(fēng)化巖筑壩時(shí)，才采用更緩的坡率，國(guó)外還沒有一座壩是因?yàn)檫吰虏环€(wěn)定而破壞的［2］。

大壩迎水坡面干砌石護(hù)坡表面存在風(fēng)化、破碎情況，局部出現(xiàn)不均勻沉陷、塌陷、變形。

綜上所述，本次安全評(píng)價(jià)，將攔河壩結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)定為B 級(jí)。

4 其它建筑物結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)

4.1 溢洪道結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)

溢洪道位于主壩左岸山崖上，由進(jìn)口明渠段、堰體段、陡槽段、挑坎段等部分組成。

4.1.1 進(jìn)口明渠段

進(jìn)口明渠段渠底高程為146.5 m。平底兩側(cè)為直立進(jìn)口導(dǎo)流墻。樁號(hào)為0+000 至0－011.00，渠底采用鋼筋混凝土底板襯砌，底板襯砌厚度30 cm。

4.1.2 溢流堰段

溢流堰總寬30 m，每10 m 分縫，堰頂高程147.70 m，底高程141.49 m，接縫按結(jié)構(gòu)縫處理。堰面采用WES 型曲線，定型水頭為2.3 m。為避免堰面因混凝土收縮及溫度變化產(chǎn)生裂縫，增加其抗沖能力，在堰面配置Φ 16 mm間距20 cm鋼筋網(wǎng)。為減少基礎(chǔ)滲透，在堰基上游堰踵齒墻下設(shè)帷幕灌漿，并于左右兩岸插入壩體［3］。

4.1.3 陡槽段

陡槽為漸變矩形斷面，進(jìn)口斷面寬度為31.2 m，出口斷面寬度為15.0 m，根據(jù)地質(zhì)情況左邊墻采用襯砌型式，兩側(cè)采用懸臂式重力擋土墻，內(nèi)配Φ24、Φ18(Ⅱ級(jí))鋼筋。為排除滲透水流，在底板襯砌之下設(shè)置排水溝及墻后排水體，排水溝分橫向和縱向兩類，相互貫通，滲透水流經(jīng)橫向排水溝流入縱向排水溝內(nèi)排至下游，縱向排水溝的坡率與渠底相同溝內(nèi)填以潔凈卵石及土工布。

4.1.4 挑坎段

自樁號(hào)0+038.76 至樁號(hào)0+057.50 段為挑坎段，挑坎段下游為自然河床，此處基巖裸露抗沖能力強(qiáng)，結(jié)合地形地質(zhì)條件，選擇挑流消能型式，挑坎反弧半徑為10 m，挑流鼻坎頂高程為138.86 m。

4.2 水力計(jì)算

消能工復(fù)核:消力池水躍消能計(jì)算按《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》SL253—2000 附錄公式計(jì)算。溢洪道采用挑能消能，其鼻坎參數(shù)確定如下:

泄槽水面線計(jì)算:當(dāng)泄槽上游接過渡段時(shí)，起始計(jì)算斷面定在泄槽首端即0+000.00 m處，水深h1采用泄槽首端斷面計(jì)算的臨界水深hk。泄槽末端樁號(hào)為0+057.50。溢洪道泄槽邊墻頂高程復(fù)核成果見表2。

表3 溢洪道泄槽邊墻頂高程復(fù)核成果表 m

經(jīng)復(fù)核，現(xiàn)泄槽邊墻高度滿足規(guī)范要求。

消能工復(fù)核計(jì)算成果見表4。

表4 消能工復(fù)核計(jì)算成果表

沖刷坑在設(shè)計(jì)及校核水位情況下泄洪產(chǎn)生的沖刷坑，不會(huì)危及溢洪道的穩(wěn)定。

4.3 溢洪道導(dǎo)流墻穩(wěn)定復(fù)核

兩側(cè)導(dǎo)流墻為懸臂式擋土墻，荷載包括邊墻自重及填土重、土壓力、靜水壓力、揚(yáng)壓力。荷載組合見表5。墻后土壓力按庫(kù)侖公式計(jì)算:

表5 荷載組合表

經(jīng)計(jì)算，計(jì)算成果見表6。

計(jì)算結(jié)果表明，在各種工況下溢洪道導(dǎo)流墻的穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。

4.4 堰體穩(wěn)定計(jì)算

作用在控制段上的荷載分為基本荷載和特殊荷載;特殊荷載中的地震荷，由于崔家街水庫(kù)地震烈度為6°，根據(jù)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范可不考慮地震荷載。荷載組合見表7。

對(duì)溢洪道控制段按抗剪公式進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算和按材料力學(xué)法進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表8。

計(jì)算結(jié)果表明，在各種工況下溢洪道堰體穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)范。

4.5 安全評(píng)價(jià)結(jié)論

1)溢流堰面表層混凝土局部出現(xiàn)蜂窩麻面，并發(fā)現(xiàn)少量裂縫為貫通裂縫，有滲水跡象。

2)溢洪道消能工、堰體穩(wěn)定，邊墻均滿足規(guī)范要求。

綜上所述，本次安全評(píng)價(jià)，將溢洪道結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)定為B 級(jí)。

表6 溢洪道導(dǎo)流墻穩(wěn)定計(jì)算成果表

4.6 輸水洞結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)

吊管1 設(shè)計(jì)頂高程為147.50 m，設(shè)計(jì)底高程為141.50 m，吊管2 設(shè)計(jì)頂高程為141.51 m，設(shè)計(jì)底高程為135.50 m，兩吊管進(jìn)水口高差為6 m，雙體吊管的設(shè)計(jì)可以為下游灌溉提供充足的庫(kù)內(nèi)表層水。

出口設(shè)閥門室并安裝DN800 閘閥，可開啟不同高度的吊管放水口以滿足出流的需要。

4.6.1 輸水洞結(jié)構(gòu)復(fù)核

輸水洞進(jìn)水口采用雙體吊管，壩下涵管采用Φ 800 mm混凝土管，結(jié)構(gòu)滿足要求。

4.6.2 輸水洞存在的主要問題

輸水洞位于壩基下，由于壩基的滲漏，導(dǎo)致輸水洞周邊滲漏嚴(yán)重。為此認(rèn)為輸水洞隱患，應(yīng)采取措施進(jìn)行處理。

4.6.3 輸水洞結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)結(jié)論

以上分析說明，輸水洞基本能夠滿足設(shè)計(jì)運(yùn)行要求，鑒于輸水洞周邊滲漏嚴(yán)重，將輸水洞結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)定為B 級(jí)。

表7 荷載組合表

表8 溢洪道堰體穩(wěn)定計(jì)算成果表

5 安全評(píng)價(jià)結(jié)論及建議

1)崔家街水庫(kù)大壩結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)為B 級(jí)。

2)溢洪道結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)為B 級(jí)。

3)輸水洞結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)定為B 級(jí)。

崔家街水庫(kù)大壩定為Ⅲ類大壩，屬病險(xiǎn)水庫(kù)大壩。應(yīng)立即安排資金進(jìn)行除險(xiǎn)加固，建議除險(xiǎn)加固的主要內(nèi)容如下:

1)對(duì)壩體進(jìn)行防滲處理，增加觀測(cè)設(shè)施，并對(duì)兩壩肩、壩基進(jìn)行可行防滲處理。

2)運(yùn)行管理:①增加必要的大壩安全檢測(cè)、通訊、交通管理房等設(shè)施，滿足水庫(kù)的日常管理的需要;②對(duì)庫(kù)區(qū)內(nèi)植被加以保護(hù)，在兩岸植樹造林，加強(qiáng)水土保持;③在加固前應(yīng)加強(qiáng)水庫(kù)運(yùn)行管理，確保大壩及下游生命財(cái)產(chǎn)安全。

［1］姜樹海，吳時(shí)強(qiáng)，范子武.試論某些小型水庫(kù)的負(fù)面效應(yīng)及其對(duì)策［J］.中國(guó)水利，2004(16):57－59.

［2］姚鎖洪，管殿勝.金壇市小型水庫(kù)長(zhǎng)效管護(hù)的實(shí)踐與探索［J］.江蘇水利，2004(11):16－17.

［3］王金香，孫建華，閆文華.青州市小型水庫(kù)存在的問題及對(duì)策［J］.山東水利，2004(06):78－79.