唐縣栗元莊水庫大壩加固工程設(shè)計(jì)淺析

趙紅蓮

栗元莊水庫所在河流為唐河支流，是一座防洪、灌溉為主的?。?）型水庫。經(jīng)多年運(yùn)用，存在一些安全隱患，嚴(yán)重影響了水庫的防洪安全和灌溉效益。為保證下游村莊及人民生命財(cái)產(chǎn)安全，實(shí)施除險(xiǎn)加固工程十分必要。該工程主要包括壩體防滲工程和壩肩防滲加固工程。大壩加固工程完成后，解決了大壩安全鑒定中確定的問題，消除了安全隱患。

1. 工程概況

栗元莊水庫位于唐縣齊家佐鄉(xiāng)栗元莊村，始建于1978年3月，1979年10月竣工。該水庫是一座以防洪、灌溉為主的小（2）型水庫?？刂屏饔蛎娣e為6.5km2，原總庫容 23.3萬 m3，加固后總庫容為19.3萬m3，興利庫容為13.6萬m3，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，正常蓄水位為120.0m。水庫主要由大壩（包括非溢流壩段和溢流壩段）、排砂洞、輸水洞等部分組成。此次工程內(nèi)容為大壩加固工程。

2. 工程存在問題及加固的必要性

該水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)不滿足《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）規(guī)定；壩體采用白灰漿砌石砌筑，滲漏嚴(yán)重，砂漿溶蝕、脫落，降低了砌體強(qiáng)度，危及壩體安全。背水面與壩體相連的山體風(fēng)化，已出現(xiàn)崩塌裂縫，有壩體滑坡的危險(xiǎn)，壩體砌石砂漿大量脫落，降低了壩體強(qiáng)度。水庫自1979年建成以來，在防洪、灌溉等方面發(fā)揮了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，為保證水庫安全運(yùn)行，保證下游村莊及人民生命財(cái)產(chǎn)安全，充分發(fā)揮水庫防洪效益，改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，實(shí)施此次工程十分必要。

3. 設(shè)計(jì)方案

大壩加固工程包括壩體防滲工程和壩肩防滲加固工程。大壩為漿砌石單拱壩，壩頂高程為 123.0～123.4m，大壩全長55m，壩頂寬1m，最大壩高26.4m，壩體內(nèi)部設(shè)40cm水泥白灰混凝土防滲墻。壩體經(jīng)多年運(yùn)行已失效，背水坡大面積呈滴狀至線狀面流滲漏，水庫溢流后洪水由堰頂直接下泄至壩底，對壩腳易造成沖刷，1996年溢流后將壩后沖刷形成深1.5m左右的深坑。當(dāng)下泄流量較大時(shí)，將直接沖刷壩腳，危及壩體安全，因此必須對壩體進(jìn)行防滲加固。

對于壩體防滲工程，首先要解決壩體凍融破壞嚴(yán)重的問題，減少滲漏量，對上游壩面進(jìn)行防滲處理，處理位置為120.5m高程以下。將迎水壩面先進(jìn)行鑿毛，再在迎水面設(shè)鋼筋混凝土防滲面板，防滲面板厚度為0.4m，防滲面板伸入左右壩肩及壩基基巖1m。采用強(qiáng)度等級為C25、W6、F200的混凝土。防滲面板內(nèi)表層設(shè)φ10溫度筋，縱橫間距200mm，防滲面板與原壩體砌石之間設(shè)錨桿，錨桿采取梅花形布置，錨桿為φ20，間距2m，長1.2m。防滲面板每隔10m設(shè)一縱向伸縮縫，伸縮縫內(nèi)設(shè)橡膠止水，接長用硫化連接，用閉孔泡沫板（90kg/m3）填縫。

壩肩防滲加固工程，左壩肩中下部存在接觸滲漏現(xiàn)象，滲漏量輕微，滲漏的通道主要為壩肩殘留強(qiáng)風(fēng)化層裂隙。右壩肩邊坡滲漏嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為壩肩接觸滲漏和繞壩滲漏。接觸滲漏主要位于壩肩中下部，繞壩滲漏主要出露于距壩體30m范圍內(nèi)的坡體中下部，壩肩中下部巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎呈強(qiáng)風(fēng)化，為繞壩滲漏的主要部位。為解決壩肩繞滲問題，減少滲漏量，在左壩肩的迎水面噴0.15m厚混凝土防滲，混凝土與巖體之間設(shè)錨筋，采用梅花形布置，鋼筋采用 φ20，間距 2m，長 1.2m。掛網(wǎng)鋼筋采用φ10@200，噴混凝土前應(yīng)做好基面清理，清基厚0.2m，同時(shí)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。

右壩肩滲漏嚴(yán)重，對右壩肩迎水面設(shè)混凝土防滲面板防滲，底寬4.0m，頂寬8.0m，防滲面板厚度為0.4m，防滲面板伸入基巖1m，與壩體防滲面板形成整體防滲。采用強(qiáng)度等級為C25、W6、F200的混凝土。防滲面板內(nèi)表層設(shè)φ10溫度筋，縱橫間距200mm；防滲面板與原壩體砌石之間設(shè)錨桿，錨桿采用梅花形布置，錨桿采用φ20，間距2m，長1.2m。右壩肩面板上游側(cè)頂寬11.6m范圍內(nèi)設(shè)淺層固結(jié)灌漿，為了增強(qiáng)固結(jié)灌漿的效果，防止灌漿時(shí)跑漿、漏漿，灌漿前先對其噴0.1m厚的混凝土，混凝土與巖體之間設(shè)錨筋，采用梅花形布置，鋼筋采用 φ20，間距2m，長2m。 灌漿孔孔距為1.5m，排距均為2.0m，灌漿深度為基巖以下3m，右壩肩頂部平臺8.28m范圍內(nèi)灌漿孔孔深為6m，以下部基巖進(jìn)行灌漿，基巖深3m，灌漿采用純壓式全孔一次灌漿法，灌漿漿液采用水泥漿。

栗元莊水庫大壩加固工程概算總投資110.18萬元。主要工程內(nèi)容有：壩體混凝土防滲面板、上游兩壩肩噴混凝土防滲、上游右壩肩防滲面板、上游右壩肩固結(jié)灌漿、下游左壩肩加固處理。主要工程量土方開挖3518m3，石方開挖 381m3， 土石填筑 895m3， 混凝土641m3，模板 937m3。

4. 結(jié)語

栗元莊水庫大壩加固后，解決了大壩安全鑒定中確定的問題，消除了安全隱患?？捎行ПＷo(hù)水庫下游栗園莊、北齊家佐、南齊家佐等3個(gè)村莊，共計(jì)260人、灌溉農(nóng)田200畝。將在防洪、灌溉等方面發(fā)揮重要作用，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)增長。