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        碾子河水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)

        2016-03-12 05:29:56張桂芳
        黑龍江水利科技 2016年8期
        關(guān)鍵詞:碾子土壩河水庫(kù)

        張桂芳

        (黑龍江省農(nóng)墾總局牡丹江管理局八五〇農(nóng)場(chǎng)水務(wù)局,黑龍江 虎林 158422)

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        碾子河水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)

        張桂芳

        (黑龍江省農(nóng)墾總局牡丹江管理局八五〇農(nóng)場(chǎng)水務(wù)局,黑龍江 虎林 158422)

        碾子河水庫(kù)位于碾子河的一級(jí)支流小碾子河上游,勃利縣勃利鎮(zhèn)的西北部。水庫(kù)興建于1957年,直到1975年才開(kāi)始蓄水使用。經(jīng)多年運(yùn)行,水庫(kù)土壩溢洪道、輸水洞均出現(xiàn)問(wèn)題,需要除險(xiǎn)加固。文章介紹了碾子河水庫(kù)除險(xiǎn)加固的工程措施和技術(shù)要點(diǎn)。除險(xiǎn)加固后,水庫(kù)已圓滿通過(guò)黑龍江省水利廳審查,現(xiàn)已完工,運(yùn)行良好。

        碾子河水庫(kù);除險(xiǎn)加固;設(shè)計(jì)要點(diǎn);工程措施

        1 工程概況

        碾子河水庫(kù)位于碾子河的一級(jí)支流小碾子河上游,勃利縣勃利鎮(zhèn)的西北部,地理位置為E130°29′,N45°46′。

        碾子河水庫(kù)1957年開(kāi)始興建,一直到1975年才開(kāi)始蓄水使用。碾子河水庫(kù)位于山丘區(qū),總庫(kù)容超過(guò)100×104m3,水庫(kù)屬于小(1)型水庫(kù),工程等級(jí)為Ⅳ等,主要建筑物為4級(jí)。

        2 水庫(kù)存在的主要問(wèn)題

        1)土壩:土壩為均質(zhì)壩,土壩全長(zhǎng)350m,現(xiàn)狀最大壩高15m。土壩上游邊坡1∶3.0,下游邊坡1∶1.90~1∶2.50?,F(xiàn)壩頂高程269.83~271.77m,平均高程271.24m。壩頂寬5m。土壩迎水面洞口附近有塊石護(hù)坡,部分已經(jīng)缺失,風(fēng)化嚴(yán)重。其它土壩上游均無(wú)護(hù)坡,壩后既無(wú)護(hù)坡又無(wú)排水設(shè)施。壩頂路面雨天泥濘不堪,現(xiàn)土壩在高水位時(shí)壩基滲漏較大,合垅口處有2處管涌,樁號(hào)為0+174m和0+200m。

        2)溢洪道:溢洪道為開(kāi)敞式,堰頂寬平均10m,堰頂實(shí)測(cè)現(xiàn)狀高程267.14m,比原設(shè)計(jì)堰頂高程268.24低1.1m。無(wú)閘門控制,控制段長(zhǎng)15m,陡坡坡比為1:3.37,陡坡段長(zhǎng)37m。出口為底流消能,消力池長(zhǎng)20m,池深1.0m。靠山體一側(cè)沒(méi)有邊墻。溢洪道出口沒(méi)有海漫段及出口渠道,為半截子工程。

        3)輸水洞:碾子河水庫(kù)輸水洞在壩體中部,樁號(hào)為0+110。輸水洞由圓涵(長(zhǎng)40m,內(nèi)徑75 cm,節(jié)長(zhǎng)100 cm)段與方涵(長(zhǎng)30m,高100 cm,寬80 cm)段組成,其方涵部分有幾處3~10 mm的程度不同的橫向裂縫,但沒(méi)發(fā)現(xiàn)漏水之處,沉陷縫處也沒(méi)發(fā)現(xiàn)脫節(jié)處,基本完好,圓涵部位在距工作閘門5m(第4節(jié)開(kāi)始)~7m(第6節(jié)開(kāi)始)處左右兩側(cè)(以水流方向?yàn)榛鶞?zhǔn))發(fā)現(xiàn)15~30 mm的斜裂縫,其中左側(cè)上部和底部有兩處漏水孔,其出口孔徑為10 cm和8 cm,右側(cè)上部發(fā)現(xiàn)有一處漏水孔,其出口孔徑為12 cm,在第4節(jié)和第5節(jié)接縫處發(fā)現(xiàn)底板部分沉陷3~5 cm,沒(méi)發(fā)現(xiàn)脫節(jié)坍塌部位,其他部位沒(méi)發(fā)現(xiàn)沉陷及脫節(jié)、坍塌漏水現(xiàn)象。進(jìn)口取水塔高出土壩2m,取水塔排架傾斜,鋼筋裸露,交通橋已經(jīng)報(bào)廢,現(xiàn)啟閉閘門非常費(fèi)勁,需搭臨時(shí)爬梯,啟閉機(jī)為螺桿啟閉機(jī),手動(dòng)啟閉,閘門為木制門。出口消力池邊墻倒塌、斷裂,海漫段沖毀[1-3]。

        3 水庫(kù)規(guī)模及防洪標(biāo)準(zhǔn)的確定

        碾子河水庫(kù)位于山丘區(qū),總庫(kù)容超過(guò)100×104m3,大壩擋水高度低于15m,上下游水頭差>10m,洪水標(biāo)準(zhǔn)按山丘區(qū)確定。本次設(shè)計(jì)按《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252—2000,水庫(kù)屬于小(1)型水庫(kù),工程等級(jí)為Ⅳ等,主要建筑物為4級(jí)。其防洪標(biāo)準(zhǔn)按《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201—94規(guī)定,考慮到大壩擋水高度>15m,上下游水頭差>10m,水庫(kù)總庫(kù)容<500×104m3,本次洪水標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核采用山丘區(qū)小(1)型水庫(kù)下限,按30a一遇洪水設(shè)計(jì),按300a一遇洪水校核。

        4 主要特征水位的確定

        4.1 死水位

        碾子河水庫(kù)1957年開(kāi)始興建,一直到1975年才開(kāi)始蓄水使用。水庫(kù)運(yùn)行30多年以來(lái)一直運(yùn)用死水位259.34m,死庫(kù)容10×104m3。根據(jù)本次水文分析成果,壩址多年平均懸移質(zhì)輸沙量737t/a,推移質(zhì)按懸移質(zhì)20%計(jì),泥沙比重取1.3t/m3。水庫(kù)1975年建成,至今已運(yùn)行33a,本次除險(xiǎn)初設(shè)后按運(yùn)行期50a計(jì),泥沙全部淤積需庫(kù)容5.65×104m3。水庫(kù)原設(shè)計(jì)死庫(kù)容10×104m3,可以滿足淤積要求,故本次復(fù)核后維持原死水位259.34m不變。

        4.2 正常蓄水位

        根據(jù)勃利水務(wù)局實(shí)測(cè)成果,水庫(kù)溢洪道堰頂高程267.14m,水庫(kù)原設(shè)計(jì)溢洪道堰頂高程268.24m,現(xiàn)狀比原設(shè)計(jì)低1.1m。本次除險(xiǎn)初設(shè)溢洪道不設(shè)閘門,故按現(xiàn)狀興利水位267.14m,復(fù)核水庫(kù)興利規(guī)模。

        經(jīng)本次復(fù)核,碾子河水庫(kù)正常蓄位267.14m,相應(yīng)庫(kù)容136×104m3;死水位259.34m,死庫(kù)容10×104m3;水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容126×104m3,滿足要求,本此設(shè)計(jì)正常蓄水為定位267.14m。

        5 水庫(kù)除險(xiǎn)加固的主要工程措施及技術(shù)要點(diǎn)

        5.1 大壩工程處理措施

        為消除土壩現(xiàn)狀存在的險(xiǎn)情隱患,達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),提出以下加固措施:加高壩頂高程;壩體下游坡培厚;沿壩軸線設(shè)置水泥土防滲墻增加壩體和壩基滲流穩(wěn)定;整修路面、上游護(hù)坡及墊層、下游護(hù)坡[4]。

        5.2 溢洪道工程處理措施

        經(jīng)興利水位復(fù)核后現(xiàn)有堰頂高程與興利水位齊平。溢洪道堰頂高程定為267.14m。進(jìn)口底板、陡坡段與消力池底板混凝土剝蝕嚴(yán)重,先進(jìn)行混凝土表面鑿毛,然后素混凝土抹面,厚10 cm[5]。

        進(jìn)口處靠山體一側(cè)新建擋墻,加高靠壩體一側(cè)邊墻。清理消力池底板表層土。新建海漫及尾水渠[6-8]。

        5.3 輸水洞工程處理措施

        根據(jù)勃利縣水務(wù)局實(shí)測(cè)資料洞身部位靠近閘門部位有漏水,洞子靠近出口部位有橫向裂縫。考慮到洞子位于壩體中部且洞身長(zhǎng),洞上土體埋深高達(dá)15m,壩體土質(zhì)為砂性,開(kāi)挖邊坡緩,如果重建輸水洞對(duì)壩體破壞嚴(yán)重,又因?yàn)楝F(xiàn)有洞體滿足灌溉要求,所以以維修為主。拆除進(jìn)口工作閘門附近的前7節(jié)有漏水和沉陷現(xiàn)象的圓涵,用立止水劑對(duì)方涵橫向裂縫進(jìn)行封堵,拆除進(jìn)口排架,重修進(jìn)口擋墻,新建取水塔設(shè)檢修閘門和工作閘門,新建人行橋[9-10]。由于土壩加高培厚,出水口加設(shè)8.4m方涵。重修消力池和海漫。

        6 結(jié) 語(yǔ)

        碾子河水庫(kù)已經(jīng)圓滿的通過(guò)黑龍江省水利廳的審查,現(xiàn)在已經(jīng)完工,一切運(yùn)行良好。

        [1]劉建文,潘展釗.水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程大壩防滲墻應(yīng)用效果分析[J].低碳世界,2016(24):66-68.

        [2]陳敏強(qiáng).病害水庫(kù)分析及除險(xiǎn)技術(shù)研究[J].河南水利與南水北調(diào),2016(07):78-79.

        [3]王重工,鄭春鋒.太浦閘拆除重建工程規(guī)模分析[J].江蘇水利,2016(08):56-58.

        [4]胡世安.水利工程除險(xiǎn)加固技術(shù)應(yīng)用分析[J].智能城市,2016(08):49-50.

        [5]劉明萍.水利工程堤壩除險(xiǎn)加固技術(shù)分析[J].民營(yíng)科技,2016(07):12-15.

        [6]黃春華,袁明道,李飛.談大型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程竣工驗(yàn)收技術(shù)鑒定[J].中國(guó)水運(yùn):下半月,2016(08):79-80.

        [7]馮輝林.水庫(kù)建筑問(wèn)題分析及除險(xiǎn)加固技術(shù)探討[J].科技致富向?qū)В?014(02):25-26.

        [8]高海濤,崔桂華.淺談水庫(kù)除險(xiǎn)加固存在的問(wèn)題與對(duì)策[J].科技與企業(yè),2013(08):89-90.

        [9]張艷玲.南柳水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)綜述[J].山西水利,2013(04):89-92.

        [10]馬海燕,陳小瓊.棺材溝水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程的設(shè)計(jì)[J].水利科技與經(jīng)濟(jì),2013(07):27-28.

        TV697.3

        B

        1007-7596(2016)08-0091-03

        2016-06-28

        朱化平(1981-),男,遼寧營(yíng)口人,工程師。

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