劉俊生，董麗麗

（1.吉林省水利科學(xué)研究院，吉林長(zhǎng)春 130022；2.吉林省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，吉林 長(zhǎng)春 130012）

龍頭水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程存在的問(wèn)題及處理措施

劉俊生1，董麗麗2

（1.吉林省水利科學(xué)研究院，吉林長(zhǎng)春 130022；2.吉林省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，吉林 長(zhǎng)春 130012）

龍頭水庫(kù)見于1958年，存在水工建筑物規(guī)模小，不滿足主體功能要求，壩體壩基存在滲漏問(wèn)題，對(duì)其采取了水工建筑物重建措施，并對(duì)壩體滲漏采取了防滲土工膜等措施進(jìn)行防滲是很好的方法。

建筑物規(guī)模；滑動(dòng)穩(wěn)定；滲透問(wèn)題；防滲

1　工程概況

龍頭水庫(kù)位于梅河口市水道鎮(zhèn)龍頭村，屬于輝發(fā)河水系，流域位置位于大沙河下游左岸支流。是一座以灌溉為主，兼有防洪的綜合效益的?。?）型水庫(kù)。附近有公路通過(guò)，交通較為便利。

水庫(kù)始建于1958年，現(xiàn)水庫(kù)樞紐工程主要由土壩、輸水洞和溢洪道組成。土壩為均質(zhì)土壩，壩長(zhǎng)270.0 m，最大壩高5.7 m，壩頂高程301.23～301.66 m，壩頂寬2.0～4.1 m。上游有毛石護(hù)坡，壩坡1∶2.5左右，下游無(wú)護(hù)坡，壩坡1∶2.0左右。輸水洞工程位于土壩右側(cè)，軸線樁號(hào)0+209 m處，與大壩正交，為直徑100 cm混凝土圓管。溢洪道位于壩體左端，軸線樁號(hào)0+035 m處，堰頂高程299.60 m。

在2011年3月大壩安全鑒定中被評(píng)為三類壩。龍頭水庫(kù)現(xiàn)存主要問(wèn)題：上游壩坡毛石護(hù)坡，粒徑小，凹凸不平，上、下游壩坡較陡；高水位運(yùn)行時(shí)，壩體局部濕潤(rùn)，壩基有輕微滲漏問(wèn)題，無(wú)明顯水流；溢洪道和輸水洞規(guī)模低，混凝土破損嚴(yán)重，鋼筋外露，存在閘門啟閉失靈問(wèn)題，不能正常運(yùn)行。

2　工程地質(zhì)條件

壩址區(qū)按成因類型，主要地貌形態(tài)有：人工堆積的壩體、河谷漫灘、丘陵斜坡。巖性主要有為第四系松散堆積層和華力西期花崗巖組成。其中壩體填筑土由夾砂低液限粘土組成，根據(jù)鉆孔資料，砂質(zhì)成分分布極不均勻，一般稱透鏡體散布在壩體內(nèi)，含泥量?jī)H7.4%；淤泥質(zhì)粘土為壩基主要組成成分；兩壩肩分布厚層低液限粘土，鉆孔揭露的花崗巖呈全風(fēng)化狀態(tài)，由砂礫夾泥質(zhì)成分組成。

該水庫(kù)建設(shè)于20世紀(jì)50年代，興建時(shí)無(wú)勘察設(shè)計(jì)資料，土壩填筑無(wú)標(biāo)準(zhǔn)要求。由于壩體填筑土料不均勻，含有粗砂，雖未形成連續(xù)的透水層，但高水位長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，壩體濕潤(rùn)，導(dǎo)致水庫(kù)不能正常運(yùn)行，不能充分發(fā)揮水庫(kù)效益。溢洪道和輸水洞建設(shè)初期缺少必要的水利計(jì)算，規(guī)模較小，根本不能滿足泄洪和灌溉建設(shè)需要，汛期和灌溉時(shí)，只能在壩體臨時(shí)開挖土渠進(jìn)行泄洪和灌溉，使得水庫(kù)一直帶病運(yùn)行。

3　壩體穩(wěn)定分析

3.1壩體滲流穩(wěn)定分析

工程選取大壩樁號(hào)0+135斷面（最不利斷面，由壩體填筑土、中砂夾層、淤泥質(zhì)粘土構(gòu)成）作為計(jì)算斷面，采用北京理正公司軟件設(shè)計(jì)研究所編制的《滲流分析程序》進(jìn)行電算（采用有限元法）。

經(jīng)計(jì)算，大壩下游坡溢出點(diǎn)為壩腳，單寬滲漏量q=0.002 79 m3/d，滲流寬度按全壩長(zhǎng)270 m計(jì)算，庫(kù)現(xiàn)狀年滲漏量為274.95 m3，多年平均徑流量12萬(wàn)m3，年滲透量可忽略不計(jì)。

壩后坡溢出段由壩體填筑土及中砂夾層組成，壩體填筑土最大滲透比降值為0.26，小于壩體土允許滲透比降2.0；壩基最大出逸比降為0.23，小于壩基表層土允許滲透比降1.0。壩體壩基無(wú)滲透穩(wěn)定問(wèn)題。

3.2壩體滑動(dòng)穩(wěn)定分析

壩體滑動(dòng)穩(wěn)定分析根據(jù)SL274—2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》，采用瑞典圓弧法進(jìn)行滑動(dòng)穩(wěn)定分析。計(jì)算斷面取土壩樁號(hào)0+135最不利斷面。壩體的滑動(dòng)穩(wěn)定計(jì)算成果見表1。

表1　土壩壩坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算成果表（現(xiàn)狀）

經(jīng)壩坡穩(wěn)定計(jì)算，各種計(jì)算情況下，上下游壩坡均滿足穩(wěn)定要求。由于土壩現(xiàn)狀在各種運(yùn)用條件下均滿足穩(wěn)定要求，故加固后不再進(jìn)行抗滑穩(wěn)定計(jì)算。不同工況的穩(wěn)定計(jì)算圖見圖1。

4　除險(xiǎn)加固工程處理措施

4.1壩坡設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)計(jì)算，壩體滑動(dòng)穩(wěn)定滿足規(guī)范要求，本著不破壞現(xiàn)有壩坡的原則，按照現(xiàn)有壩坡，采用拋石固腳，干砌塊石護(hù)坡的型式進(jìn)行護(hù)砌，后壩坡進(jìn)行了簡(jiǎn)單整型處理。

4.2防滲設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)計(jì)算，土壩壩體壩基滲漏量較小，不存在滲穩(wěn)問(wèn)題。但其運(yùn)行至今，高水位運(yùn)行存在壩體濕潤(rùn)現(xiàn)象，不利于壩體滑動(dòng)穩(wěn)定，所以水庫(kù)一直低水位運(yùn)行，不能充分發(fā)揮效益。此次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)進(jìn)行了防滲處理設(shè)計(jì)。

圖1　龍頭水庫(kù)現(xiàn)狀壩體0+135斷面穩(wěn)定計(jì)算圖

灌漿一直是壩體、壩基防滲處理的常用方法，該方法無(wú)需水庫(kù)放空即可進(jìn)行，但該方法工程費(fèi)用較高。由于水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)有資金要求，在完成常規(guī)的建筑物重建和壩體護(hù)砌工作后，基本無(wú)力支付帷幕灌漿的費(fèi)用。由于水庫(kù)基本可以放空，設(shè)計(jì)采用了防滲土工膜進(jìn)行防滲的處理辦法。即在壩前坡護(hù)砌時(shí)，采用鋪設(shè)防滲土工膜，壩腳處與粘性土充分結(jié)合，形成良好的相對(duì)不透水層，起到較好的防滲效果。

4.3水工建筑物設(shè)計(jì)

水庫(kù)主要水工建筑物為溢洪道和灌溉洞，存在規(guī)模小，不滿足行洪和灌溉要求，混凝土破壞嚴(yán)重，存在啟閉失靈等問(wèn)題。此次設(shè)計(jì)按現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范要求，在原輸水洞位置將溢洪道和輸水洞合并修建1.0 m×1.2 m泄洪灌溉洞，滿足水庫(kù)的泄洪和灌溉需要，充分發(fā)揮了水庫(kù)主體工程。

5　結(jié)語(yǔ)

原有中小水庫(kù)存在的主要問(wèn)題是建筑物規(guī)模不足，混凝土破壞老化問(wèn)題，一般規(guī)程規(guī)范要求重新修建就可以了。水庫(kù)的滲漏雖然普遍，但由于運(yùn)行多年，一般無(wú)穩(wěn)定問(wèn)題。處理水庫(kù)滲漏問(wèn)題，灌漿方法雖然可行，但相對(duì)造價(jià)較高。水庫(kù)除險(xiǎn)加固工作中，水庫(kù)一般都能放空，采取防滲土工膜結(jié)合壩后排水措施，是十分經(jīng)濟(jì)可行的好方法。

T

B

1002-0624（2016）01-0048-02

2015-10-07