談興

（大同市水務(wù)局，山西 大同 037004）

李花莊水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固工程措施淺析

談興

（大同市水務(wù)局，山西 大同 037004）

通過(guò)水庫(kù)除險(xiǎn)加固的重要性和水庫(kù)中的安全隱患,依據(jù)規(guī)范對(duì)李花莊水庫(kù)存在的安全隱患采取了對(duì)大壩裂縫進(jìn)行灌漿處理，大壩上游壩坡增設(shè)砌石護(hù)坡，增加大壩觀測(cè)設(shè)施等工程措施。

水庫(kù)；大壩；除險(xiǎn)加固；措施

水庫(kù)作為水利水電工程中的重要部分，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中起決定性作用。尤其在防洪減災(zāi)中和人民生命財(cái)產(chǎn)安全有著重要及息息相關(guān)的作用。從而水庫(kù)的除險(xiǎn)加固工程非常必要也極其重要。一些常年運(yùn)行的病險(xiǎn)水庫(kù)存在諸多問(wèn)題，例如：年久老化、滲漏、堵塞嚴(yán)重、管理體制不健全、維修資金不足等問(wèn)題。因此亟待對(duì)水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固工程，進(jìn)而使水庫(kù)正常運(yùn)行，發(fā)揮其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益雙結(jié)合的功能。

1 工程概況

李花莊水庫(kù)位于大同市新榮區(qū)西村鄉(xiāng)李花莊村南0.25km，所屬流域?yàn)楹：恿饔蛴蓝ê铀涤右患?jí)支流李花莊河。壩址以上控制面積2.7km2。總庫(kù)容10.256萬(wàn)m3，是一座以防洪、灌溉為主的?。ǘ┬退畮?kù)，地面覆蓋差。流域?qū)偻潦絽^(qū)，主河流長(zhǎng)7.30km，平均寬度0.37km，平均縱坡22.4‰，平均河床糙率0.027，多年平均徑流量3.321萬(wàn)m3。

李花莊水庫(kù)大壩為漿砌石心墻壩，壩頂長(zhǎng)60m，壩頂寬6.0m，設(shè)計(jì)最大壩高11m，壩頂高程1171.0m。壩底高程1160.0m，死水位1169.0m，淤積高程1167.4m?，F(xiàn)狀大壩上、下游坡比分別為1∶1.5和1∶1。主要建筑物級(jí)別為5級(jí)，次要建筑物級(jí)別為5級(jí)。

2 水庫(kù)在運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題

水庫(kù)出險(xiǎn)加固的資金緊張，盡管?chē)?guó)家加大了對(duì)重點(diǎn)小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固的投入，但是每年投入的資金遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了工程建設(shè)的需要，再加上水庫(kù)由于地質(zhì)及建設(shè)時(shí)工程質(zhì)量等多方面的原因，造成舊險(xiǎn)消除，新險(xiǎn)出現(xiàn)，許多病險(xiǎn)情況不能根除。水庫(kù)管理落后特別是?。ǘ┬退畮?kù)管理落后，體制不健全，機(jī)構(gòu)不完整，管理手段落后，就連最基本的大壩觀測(cè)設(shè)施都沒(méi)有，故在運(yùn)行期間沒(méi)有實(shí)測(cè)變形記錄。經(jīng)向水庫(kù)管理人員調(diào)查，工程在運(yùn)行過(guò)程中多次出現(xiàn)裂縫和陷坑。

1993年水庫(kù)大壩發(fā)生比較嚴(yán)重的險(xiǎn)情，目前水庫(kù)存在的主要險(xiǎn)情有：大壩滲漏，壩身單薄，涵臥管垮塌、堵塞、損毀，溢洪道泄洪道達(dá)不到規(guī)范要求等，存在很大的安全隱患。上游壩坡無(wú)護(hù)坡設(shè)施，壩面不規(guī)則。大壩長(zhǎng)時(shí)間帶病運(yùn)行，滲漏嚴(yán)重；壩坡分布有較多的沖溝和陷坑，大壩存在較大的安全隱患。水庫(kù)設(shè)計(jì)及施工均在地質(zhì)資料不完善的情況下進(jìn)行，未對(duì)壩基進(jìn)行清理，大壩完全由人工填筑，施工質(zhì)量較差，壩體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，大壩長(zhǎng)時(shí)間帶病運(yùn)行，滲漏嚴(yán)重，不能在高水位下運(yùn)行。大壩壩體存在縱橫交錯(cuò)的裂縫，存在較大的安全隱患。大壩防洪標(biāo)準(zhǔn)低，難以抵御較大雨量形成的入庫(kù)洪水造成的壓力。加之水庫(kù)無(wú)水文觀測(cè)設(shè)施及智能化設(shè)備，在水庫(kù)在病隱患嚴(yán)重時(shí)，水庫(kù)大都以控制調(diào)蓄，低水位運(yùn)行，水庫(kù)一旦發(fā)生險(xiǎn)情，嚴(yán)重影響下游群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

3 工程的除險(xiǎn)加固措施

為了更好地落實(shí)水利部發(fā)布的《關(guān)于進(jìn)一步做好病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工作的通知》，結(jié)合本流域本地區(qū)病險(xiǎn)水庫(kù)中存在的工程缺陷和工程隱患，加大投入力度，嚴(yán)格施工過(guò)程，提出適宜該水庫(kù)壩體及壩基除險(xiǎn)加固的設(shè)計(jì)方案。針對(duì)該水庫(kù)存在的問(wèn)題，對(duì)大壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)。主要措施為：（1）對(duì)大壩裂縫進(jìn)行灌漿處理，確保大壩防洪安全和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；（2）大壩上游壩坡增設(shè)砌石護(hù)坡，增設(shè)壩后反濾體；（3）增設(shè)大壩觀測(cè)設(shè)施。

3.1 對(duì)大壩裂縫進(jìn)行灌漿處理，確保大壩防洪安全和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度

灌漿施工工藝是水利施工針對(duì)大壩滲漏的一種常見(jiàn)的技術(shù)，也是一項(xiàng)隱蔽的工藝，在分析當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件后采用不同的工藝方式，選用不同的材料，形成不同的灌漿凝結(jié)體。由于該地段地質(zhì)復(fù)雜，為了使灌漿效果好，在施工前根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇打孔地段對(duì)孔間距離，工藝參數(shù)進(jìn)行滲透實(shí)驗(yàn)，以此作為施工依據(jù)。

針對(duì)壩體采用黏土灌漿，壩基采用水泥灌漿的形式進(jìn)行防滲處理。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)做出施工方案，灌漿壩頂高程為大壩高程清基1m后高程（1170m），灌漿孔沿壩軸線共布置3排，排距1.5m，孔距2m，孔位間隔布置。壩體黏土灌漿深度為25m，壩基水泥灌漿深入基巖5m，最大灌漿深度為40m。壩體黏土灌漿選用含黏粘量40%的粉質(zhì)黏土，含沙量應(yīng)小于10%，采用全孔灌注法施工，先利用自重灌注，再逐漸加壓。壩基灌漿采用自上而下循環(huán)灌漿法，按序逐漸加密的原則進(jìn)行施工，漿液的變換，應(yīng)遵循由稀到濃的原則，逐級(jí)改變，漿液的水灰比可采用8∶1，5∶1，3∶1，2∶1，1.5∶1，1∶1，0.8∶1，0.6∶1，0.5∶1（重量比）9個(gè)階段。初始水灰比可采用8∶1。

在短期的施工后，對(duì)灌漿后的部位進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)測(cè)滲水量為60L/min，達(dá)到了規(guī)范的要求，因此證明在該工程中采用的灌漿防滲漏油顯著的效果，既加快了工期同時(shí)也節(jié)約了工程投資。

3.2 大壩上游壩坡增設(shè)砌石護(hù)坡，增設(shè)壩后反濾體

經(jīng)設(shè)計(jì)使上游壩坡由原來(lái)的1∶1.5變?yōu)?∶2.5,同時(shí)坡腳以上做干砌石護(hù)砌，厚度0.3m。對(duì)大壩下游壩坡進(jìn)行培厚處理，坡比由1∶1變?yōu)?∶2.5，壩坡培厚時(shí)先將腐殖土清除然后填筑粘土，碾壓，壓實(shí)度不低于96%。護(hù)坡采用干砌塊石施工，根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274-2001）進(jìn)行要求，首先將選好并運(yùn)到工作面的塊石運(yùn)到填料部位，在堆放石材時(shí)要考慮工作面的場(chǎng)地要適合。人工砌筑要技術(shù)交底，嚴(yán)格各個(gè)工序的合理、規(guī)范。塊石砌筑要滿足石材之間的咬合、錯(cuò)縫、穩(wěn)定、平整性等砌筑的基本要求。另外在砌筑塊石的過(guò)程中也要對(duì)壩坡的外觀和整體效果考慮；使壩坡有層次感，一層一層錯(cuò)縫鎖結(jié)的方式鋪砌；壩坡的石材砌縫隙寬度不應(yīng)大于25mm，砌石邊角要順直，整齊牢固，嚴(yán)禁出現(xiàn)通縫，疊砌和浮塞等不規(guī)范現(xiàn)象，面石要選用表面光滑平整的石材，中間用小石填心。在砌筑工程中遵循由下至上的原則，砌石牢靠，嵌緊避免不合理施工造成的損失。砌筑厚度要達(dá)到設(shè)計(jì)要求。該水庫(kù)使用當(dāng)?shù)厥?，選用塊石尺寸為0.30m× 0.20m（寬×厚），塊石長(zhǎng)度不小于50cm；每隔20m設(shè)漿砌石隔梁，斷面尺寸為0.7m×0.7m，沿壩腳設(shè)漿砌石齒墻。

原有反慮體由于多年運(yùn)行，壩后常年雨水淘刷部分坍塌，反濾體外部淤積粘土，排水效果差,現(xiàn)排水體頂部高程不滿足規(guī)范要求，故本次加固對(duì)其拆除重建。增設(shè)反濾體必須要求反慮土不能穿過(guò)反濾層，各層的顆粒不能發(fā)生移動(dòng)，相鄰兩層之間較小的一層不能穿過(guò)較粗的一層的孔隙。反濾層不能被堵塞，而且有足夠的透水性，保證排水暢通。反濾體形式按實(shí)際現(xiàn)狀選用貼坡排水體，護(hù)坡反濾層自上而下第一層為2cm～4cm石子，厚15cm，第二層為200g/m2的反濾土。3.3 增設(shè)大壩觀測(cè)設(shè)施

水利工程檢測(cè)應(yīng)遵循定期檢測(cè)與專(zhuān)項(xiàng)檢測(cè)相結(jié)合的原則，以確保水工建筑物的安全性，確保檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)水工建筑物的重要性，并為制定水利工程養(yǎng)護(hù)和維護(hù)計(jì)劃提供相應(yīng)的依據(jù)。所以說(shuō)水庫(kù)一定要有一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)及智能化的觀測(cè)設(shè)施。該水庫(kù)建成以來(lái)一直缺少觀測(cè)設(shè)施，水庫(kù)歷史資料一點(diǎn)也沒(méi)有。針對(duì)此現(xiàn)狀，并能剛好使水庫(kù)正常運(yùn)行，特增設(shè)觀測(cè)點(diǎn)及相關(guān)的觀測(cè)設(shè)備，保障水庫(kù)正常運(yùn)行安全運(yùn)行。為水庫(kù)以后的觀測(cè)資料真實(shí)性、完整性、連續(xù)性和準(zhǔn)確性做依據(jù)。在資料整理和分析中如發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時(shí)做出判斷并將異常判斷結(jié)論上報(bào)運(yùn)行管理單位，從而使運(yùn)行管理單位提前做出應(yīng)對(duì)措施。達(dá)到了觀測(cè)點(diǎn)的重要性。也為水利科學(xué)研究在該流域提供了準(zhǔn)確、有效的參數(shù)，進(jìn)而確保了大壩在安全運(yùn)行時(shí)及發(fā)展趨勢(shì)中更加準(zhǔn)確，實(shí)用。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析該工程的隱患所在,并對(duì)該水庫(kù)現(xiàn)存在隱患進(jìn)行相應(yīng)除險(xiǎn)加固后，可確保水庫(kù)正常運(yùn)行，同時(shí)對(duì)水庫(kù)運(yùn)行有效管理，使各個(gè)隱患部位達(dá)到規(guī)范要求。從而得知，水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程在水利水電工程中的重要性，通過(guò)除險(xiǎn)加固工程使該水庫(kù)在社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益都有了明顯的提升，并確保了水庫(kù)的安全性和穩(wěn)定性。

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1004-7042（2017）08-0047-02

談興（1978-），男，2009年畢業(yè)于河北工程大學(xué)水利水電工程專(zhuān)業(yè)，工程師。

2017-06-07；

2017-07-18