郭芳琴

（閻王鼻子水庫工程建設(shè)管理局，遼寧 朝陽 122000）

建昌縣小臺(tái)子水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)分析

郭芳琴

（閻王鼻子水庫工程建設(shè)管理局，遼寧 朝陽 122000）

對(duì)小臺(tái)子水庫擋水建筑物進(jìn)行除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，解決水庫主壩壩基滲漏、上游壩坡失穩(wěn)、護(hù)坡石風(fēng)化破碎嚴(yán)重、溢洪道結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、溢洪道無消能設(shè)施等問題。通過對(duì)壩體加固、灌漿設(shè)計(jì)、溢洪道加固、輸水洞加固等施工，達(dá)到預(yù)期目的。

小臺(tái)子水庫；除險(xiǎn)加固；分析探究

1 概況

小臺(tái)子水庫壩址建在葫蘆島市建昌縣黑山科鄉(xiāng)境內(nèi)，所在河流為六股河二級(jí)支流北溝河上。工程始建于1972年，當(dāng)時(shí)依靠民工以人拉肩扛方式修建的水利工程，屬于典型的“邊勘測(cè)，邊設(shè)計(jì)，邊施工”的三邊工程。該水庫是一座以防洪為主、灌溉為輔的小（2）型水庫。設(shè)計(jì)水庫總庫容19.16萬m3，其中設(shè)計(jì)死庫容1.6萬m3，興利庫容10.6萬m3，防洪庫容17.76萬m3。大壩壩址控制流域面積3.86km2，河長4.39km，河道比降6.62%，多年平均降雨量557mm，多年平均徑流量96.5萬m3。工程等級(jí)V等，主要建筑物級(jí)別5級(jí)，水庫原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)20年一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)300年一遇［1］。本次設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)10年一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)20年一遇，水庫10年一遇設(shè)計(jì)洪水位107.61m，20年一遇校核洪水位107.97m，溢洪道最大下泄流量75m3/s，水庫總庫容19.16萬m3。

水庫樞紐工程主要由大壩、溢洪道、輸水洞三部分組成。大壩主壩為黏土心墻土壩，壩長37m，壩頂高程108.24m，心墻頂高程106.84m，最大壩高14.88m，壩頂寬4.7m，大壩迎水面坡比自上而下分別為1∶2.12，1∶1.96，背水面坡比1∶2.04。大壩的迎、背水面均為0.3m厚的干砌石護(hù)坡，未設(shè)反濾層。副壩為原溢洪道位置，后來用混合料填筑而形成，副壩壩頂8.5m，壩高1.81m、壩頂寬3.5m，兩側(cè)坡比均為1∶1.5。

溢洪道位于大壩右壩端100m處，為岸邊山體開鑿的開敞式溢洪道?，F(xiàn)狀溢洪道進(jìn)口段左岸設(shè)有一段36m的漿砌石邊墻，其余均無防護(hù)和工程措施，沒有修建堰體、底板及消能工建筑物。溢洪道總長155.9m。溢洪道進(jìn)水口為反坡段長20m，溢洪道頂為梯型斷面，高程105.9m，底寬15m。左側(cè)為漿砌石邊墻，邊墻墻頂高程108.33m。右側(cè)為山體開挖后的石壁，兩側(cè)山體均有風(fēng)化脫落。小臺(tái)子水庫輸水洞全長52m，為壩下埋管，洞徑D=0.4m，進(jìn)口底高程98.00m，出口底高程97.30m。在輸水洞進(jìn)口、出口設(shè)有閘門。建有工作橋一座［2］。

2 水庫除險(xiǎn)加固的必要性

小臺(tái)子水庫位于葫蘆島市建昌縣黑山科鄉(xiāng)境內(nèi)，黑山科鄉(xiāng)位于建昌縣縣境東南部，距縣政府20km，面積121km2，人口1.7萬。轄小臺(tái)子、黑山斜、東梁杖子、北橋、二道河子、干溝、上地、下坡子、勝家窩鋪、楊樹底下、下坎子11個(gè)村委會(huì)。鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)有商貿(mào)、運(yùn)輸、建材、建筑、飲食服務(wù)業(yè)等。農(nóng)業(yè)主產(chǎn)玉米、高粱、谷子、小麥、豆類，兼產(chǎn)棉花、蘋果，飼養(yǎng)生豬、牛、羊、禽類。

水庫地理位置十分重要，不但保護(hù)著下游306國道、黑山科鄉(xiāng)政府及周邊群眾生命財(cái)產(chǎn)的安全，還有200hm2耕地的防洪任務(wù)，如果不及時(shí)進(jìn)行除險(xiǎn)加固工作，一旦洪水來臨，下游群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全將得不到保障，將會(huì)造成極大損失。

小臺(tái)子水庫下游控制灌溉面積200hm2，農(nóng)業(yè)灌溉保證率75%。水庫曾發(fā)揮了巨大的灌溉效益，然而由于存在病險(xiǎn)問題，致使水庫不能正常蓄水，不能發(fā)揮應(yīng)有作用，使灌溉面積縮減，產(chǎn)量銳減。水庫加固后，蓄水、養(yǎng)殖項(xiàng)目有望保證實(shí)施。并可適當(dāng)發(fā)展旅游度假項(xiàng)目，能給當(dāng)?shù)匕傩赵黾右欢ㄊ杖?。因此有必要?shí)施小臺(tái)子水庫除險(xiǎn)加固工程。

3 工程設(shè)計(jì)

3.1 水庫除險(xiǎn)加固方案

3.1.1 壩體加固

本次設(shè)計(jì)主壩壩頂寬4.7m，壩長維持不變，仍為37m。壩頂高程108.24m，壩頂路面為混凝土路面，以2%的坡度坡向下游。上游坡設(shè)計(jì)坡比1∶2.5，干砌石護(hù)坡型式。下游坡設(shè)計(jì)坡比1∶2.04，干砌石護(hù)坡型式［4］。

副壩拆除重建，填筑合格土料，滲透系數(shù)不大于1×10-4cm/s，在迎水坡壩腳鋪設(shè)土工膜。副壩設(shè)計(jì)壩頂寬度3.5m，壩頂高程108.24m，設(shè)置防浪墻，墻頂高程109.24m，壩長維持現(xiàn)狀不變，仍為8.5m。上游坡設(shè)計(jì)坡比1∶2.5，下游坡設(shè)計(jì)坡比1∶2.5，上游坡護(hù)坡型式為干砌石護(hù)坡，下游坡護(hù)坡型式為草皮護(hù)坡［3］。

防浪墻設(shè)計(jì)墻頂高程109.24m，頂寬0.3m，底寬3.15m，高2.4m，每15m設(shè)一道瀝青木板伸縮縫和橡膠止水，防浪墻鋼筋選用φ14@300，防浪墻底坐落在黏土心墻上。

3.1.2 灌漿

本次大壩除險(xiǎn)加固帷幕防滲灌漿帷幕中軸線基本沿工程勘察鉆探主剖面線布置，起點(diǎn)樁號(hào)0+215.9終點(diǎn)樁號(hào)0+280.7，帷幕線水平總長64.8m。帷幕結(jié)構(gòu)采用接地式，帷幕頂自壩基基巖頂面起，帷幕底進(jìn)入弱風(fēng)化安山巖層5m，且保證帷幕底進(jìn)入透水率小于10Lu的弱透水層5m。施工平均鉆孔深度17.0m，單孔灌漿深度8.0m。設(shè)計(jì)帷幕結(jié)構(gòu)采用接地式，設(shè)計(jì)灌漿孔孔距3m，帷幕厚度2m，采用雙排直線間次等距布孔，分3次施工，逐次加密，總計(jì)施工46孔。檢查孔選在壓水試驗(yàn)成果、灌漿注入量偏大、灌漿情況不正常及有代表性的部位。檢查孔數(shù)宜為總灌漿孔施工的10%，灌漿結(jié)束后14d后進(jìn)行。檢查孔應(yīng)從上至下逐段壓水，最后全孔灌漿，灌漿壓力選擇1.0MPa。

3.1.3 溢洪道

進(jìn)口段長25m，底寬由25m縮窄到15m，進(jìn)口段新建混凝土邊墻，新建30cm厚的混凝土底板，鋼筋網(wǎng)選用φ14×φ14@300。新修寬頂堰，長10m，寬15m，堰為C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。邊墻為混凝土邊墻，鋼筋網(wǎng)選用φ14×φ14@300。陡槽段底寬為由15m縮窄到10m，長143m，底板為30cm厚C25混凝土，邊墻采用混凝土邊墻，鋼筋網(wǎng)選用φ14×φ14@300。消能段為挑流消能，C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋網(wǎng)選用φ14×φ14@300。

3.1.4 輸水洞

在原有輸水洞體維持現(xiàn)狀不變，輸水洞進(jìn)出口金屬結(jié)構(gòu)全部更換，啟閉房拆除重建，重建檢修室，重建啟閉塔與大壩之間的交通橋，重新修建輸水渠［5］。

3.2 上壩搶險(xiǎn)路設(shè)計(jì)

小臺(tái)子水庫目前沒有上壩搶險(xiǎn)路，只有一條鄉(xiāng)間土路與大壩相連，遇陰雨天氣泥濘難行。本次加固設(shè)計(jì)一條使大壩與公路相連的上壩防汛搶險(xiǎn)路。上壩搶險(xiǎn)路長240m，防汛路從水庫管理房，經(jīng)過大壩連接公路。防汛路面層為18cm厚C25混凝土面層，寬度4.5m，以下依次為15cm的水泥穩(wěn)定砂礫基層及16cm厚砂礫墊層。路兩側(cè)設(shè)漿砌石排水溝，排水溝高0.4m，底寬0.4m，邊坡1∶1。

3.3 觀測(cè)設(shè)備

按照《遼寧省?。?）型水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)程》的規(guī)定，本次除險(xiǎn)加固增設(shè)水文水情觀測(cè)系統(tǒng)，在壩址處設(shè)雨量站，安裝自記雨量計(jì)1臺(tái)；設(shè)置水位站1處，安放標(biāo)準(zhǔn)觀測(cè)水尺1組。

4 工程概算及施工工期

小臺(tái)子水庫除險(xiǎn)加固工程總投資219.98萬元。其中建筑工程176.30萬元；機(jī)電設(shè)備及安裝9.54萬元；金屬結(jié)構(gòu)及安裝9.10萬元；臨時(shí)工程3.00萬元；獨(dú)立費(fèi)用22.04萬元。本工程以開工年的2月為施工準(zhǔn)備期，當(dāng)年3月工程正式開工，9月底工程竣工，總工期為6個(gè)月。

5 結(jié)語

（1）本項(xiàng)目對(duì)小臺(tái)子水庫現(xiàn)狀及存在問題進(jìn)行了分析，提出了除險(xiǎn)加固的必要性，并具體說明了除險(xiǎn)加固改造的解決方案。

（2）通過此次工程，小臺(tái)子水庫提高了流域的防洪減災(zāi)能力，同時(shí)消減了北溝河洪峰。水庫建設(shè)至今，發(fā)揮了顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。

［1］吳新廣.北方地區(qū)小型水庫土石壩的除險(xiǎn)加固技術(shù)措施［J］.黑龍江科技信息，2016（1）：235-235.

［2］李敏，馬云軍，周如瑞.水庫設(shè)計(jì)洪水過程線修勻方法及應(yīng)用［J］.水電能源科學(xué)，2013（6）：46-47.

［3］賴歷青.小型水庫土壩施工中除險(xiǎn)加固研究與探討［J］.河南水利與南水北調(diào)，2016（3）：58-59.

［4］敖立國，劉春雨.防滲施工技術(shù)在水利工程中的重要性及應(yīng)用探析［J］.內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2013（21）：97-98.

［5］呂清華.小型水庫除險(xiǎn)加固問題與對(duì)策分析［J］.科技致富向?qū)В?009（18）：54-54.

（責(zé)任編輯：王艷肖）

Analysis of the reinforcement design of Jianchang County Xiaotaizi Reservoir

GUO Fang-qin
（Yanwang BiziReservoir Engineering Construction Administration，Chaoyang 122000，China）

The XiaotaiziReservoir is carried out the reinforcement design on thewater retaining，and to solve problems such as the seepage in main dam dam foundation，upstream dam slope instability，slope protection stone detrition，spillway structure instability and spillway without energy dissipation facilities.Through the construction of dam reinforcement，the grouting design，spillway reinforcement，strengthening tunnel，the construction gets the anticipative goal.

XiaotaiziReservoir；reinforcement；analysis and explore

TV222

：B

1672-9900（2017）04-0069-03

2017-05-18

郭芳琴（1985-），女（漢族），山西晉城人，工程師，主要從事水利工程建設(shè)與管理工作，（Tel）15304215797。