淺談青龍縣上西莊水庫除險(xiǎn)加固工程建設(shè)

孫麗鳳

摘 要：結(jié)合上西莊水庫地質(zhì)勘查報(bào)告，制定了適宜該工程的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)方案。上西莊水庫除險(xiǎn)加固項(xiàng)目包括壩頂修建防浪墻、壩頂路面改造、上游壩坡干砌石護(hù)坡拆除重建、下游壩坡貼坡培厚及防護(hù)等工程。實(shí)踐證明，該工程除險(xiǎn)加固效果良好，消除了水庫安全隱患，有效發(fā)揮了其防洪、灌溉、養(yǎng)魚等綜合效益。

關(guān)鍵詞：水庫大壩 除險(xiǎn) 加固 效果良好

中圖分類號(hào)：TV62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）07（b）-0061-01

1 工程概況

上西莊水庫位于青龍縣境內(nèi)的起河支流中下游，壩址位于秦皇島市青龍縣龍王廟鄉(xiāng)上西莊黃崖溝村境內(nèi)，壩址以上控制流域面積1.4 km2，總庫容10.4萬m3，是一座以防洪為主兼顧灌溉養(yǎng)殖的小（2）型水利樞紐工程，始建于1970年5月，1971年6月初竣工。水庫樞紐工程由大壩、溢洪道、放水洞三部分組成。攔河壩為粘土心墻壩，現(xiàn)狀最大壩高15.5 m，壩頂高程552.00 m，壩頂長(zhǎng)71 m，壩頂寬4.0 m，壩頂無防浪墻。上游壩坡為干砌塊石護(hù)坡，坡比為1∶2.1；下游壩坡為干砌塊石護(hù)坡，坡比為1∶1.43。

溢洪道位于大壩右側(cè)岸邊，為開敞式寬頂堰，堰頂高程550.00 m，堰頂寬度5 m。下游為開敞式明渠，左岸為漿砌石直立擋墻，右岸為山體，坡比為1∶0.7。溢洪道全長(zhǎng)30 m，縱坡1/77，最大泄量21.2 m3/s。放水洞位于大壩左壩頭，為直徑0.3 m的壩下混凝土埋管，長(zhǎng)44 m，進(jìn)口底高程541.00 m，最大放水量0.41 m3/s。

2 工程除險(xiǎn)加固前存在問題

（1）攔河壩。

①現(xiàn)狀壩頂路面坑洼不平，影響汛期抗洪搶工作。②上游干砌石護(hù)坡質(zhì)量差；上游壩坡雜草叢生，堆砌質(zhì)量較差，塊石間縫隙過大，咬合不緊，塊石易松動(dòng)，坡面凸凹不平；局部出現(xiàn)塌陷，部分塊石被架空而失穩(wěn)。③下游干砌石護(hù)坡質(zhì)量差；下游壩坡雜草叢生，局部虧坡現(xiàn)象嚴(yán)重，塊石松動(dòng)，坡面凸凹不平，下游壩坡過陡，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求。④攔河壩防洪標(biāo)準(zhǔn)不足200一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，不滿足規(guī)范要求。⑤下游壩基建基面有接觸滲漏現(xiàn)象，壩腳有明流。（2）溢洪道；溢洪道巖性為斑狀花崗閃長(zhǎng)巖，巖塊松動(dòng)穩(wěn)定性差，左岸邊墻局部有裂縫、塊石松動(dòng)的現(xiàn)象，坡面不平整，抗沖刷能力差，影響溢洪道的正常運(yùn)用。（3）放水洞；閥門銹蝕嚴(yán)重，關(guān)閉不嚴(yán)，常年漏水，已嚴(yán)重影響正常使用。（4）管理、配電及通訊設(shè)施不完善；水庫管理設(shè)施不完善，缺乏水位、壩體滲流等觀測(cè)設(shè)施，無法掌握攔河壩的工作狀態(tài)。水庫沒有管理用房。

3 工程地質(zhì)條件

壩型為粘土心墻壩，壩基坐落在燕山侵入體（πγδ52）斑狀花崗閃長(zhǎng)巖之上。壩體兩側(cè)均為干砌石護(hù)坡，石材原巖為斑狀花崗閃長(zhǎng)巖，塊徑15～30 cm，砌筑質(zhì)量差，凸凹不平，塊石間孔隙較大、咬合不緊，經(jīng)多年運(yùn)行，已出現(xiàn)多處滑移。溢洪道位于右壩肩山邊，為開放式河岸溢洪道。溢洪道右岸為山體開挖的巖石邊坡，左岸為漿砌石的擋墻。水庫運(yùn)行期間未發(fā)現(xiàn)有繞壩滲漏現(xiàn)象。壩腳有滲漏現(xiàn)象，可見明流，流量大約100 ml/s。大壩無防浪墻，無觀測(cè)設(shè)施，管理設(shè)施不健全。壩頂右端混凝土路面出現(xiàn)裂縫，長(zhǎng)約4 m，最寬處約8 cm。

4 工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）規(guī)定，上西莊水庫為?。?）型，工程等別為Ⅴ等，主要建筑物級(jí)別為5級(jí)，其主要建筑物攔河壩、溢洪道、放水洞等按5級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇。依據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001），場(chǎng)區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05 g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期0.45 s，對(duì)照《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》附錄D，地震基本烈度相當(dāng)于Ⅵ度區(qū)，建筑物的地震設(shè)計(jì)烈度為6度，根據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL203-97），建筑物可不考慮地震因素。

5 工程的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

5.1 壩頂修建防浪墻、壩頂改建

壩頂路面頂高程為552.00 m，采用泥結(jié)碎石路面，長(zhǎng)71 m，凈寬3.5 m，厚20 cm；由于攔河壩安全超高不滿足規(guī)范要求，壩頂上游側(cè)加設(shè)L型漿砌石防浪墻，防浪墻高 1.0 m，頂高程為553.00 m，墻寬0.5 m。由于該地區(qū)凍土深度1.09 m，因此防浪墻基礎(chǔ)埋深1.2 m，基礎(chǔ)底高程550.80 m，防浪墻為漿砌石結(jié)構(gòu)；壩頂下游側(cè)設(shè)漿砌石路緣石，路緣石尺寸0.4×0.5 m（寬×高），頂部與路面齊平，其中水泥砂漿均采用M10；壩頂路面采用單側(cè)排水，路面坡度2%，路面雨水經(jīng)坡面排至下游。

5.2 上游壩坡加固維修

原攔河壩上游護(hù)坡為厚40 cm的干砌石護(hù)坡，下設(shè)40 cm厚反濾層，壩坡為1∶1.21?，F(xiàn)場(chǎng)勘查和地質(zhì)勘察成果表明，干砌石護(hù)坡所用石材風(fēng)化嚴(yán)重，質(zhì)地較軟，且塊石塊徑偏小，形狀不規(guī)則，部分塊石是由大塊漂石破碎而成的，存在磨圓面，塊石間空隙過大，咬合不緊，易松動(dòng)，局部出現(xiàn)塌陷，部分塊石被架空而失穩(wěn)。

經(jīng)復(fù)核計(jì)算，上游壩坡穩(wěn)定計(jì)算滿足規(guī)范要求，因此僅對(duì)塌陷虧坡處以及干砌石破壞嚴(yán)重處進(jìn)行修復(fù)處理。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)查勘統(tǒng)計(jì)，上游壩坡需要修復(fù)面積約占50%。修復(fù)時(shí)，首先拆除需維修部位的原干砌石護(hù)坡及反濾，清理干凈后，回填開挖渣料至坡比1∶2.1，再鋪設(shè)20 cm碎石墊層和40 cm干砌石護(hù)坡，坡比維持1∶2.1。新砌護(hù)坡石料要求采用質(zhì)地堅(jiān)硬、無裂紋的新鮮巖石，飽和抗壓強(qiáng)度大于40 MPa，容重大于24 kN/m3，塊石中部厚度不小于200 mm。

5.3 下游壩坡加固維修

攔河壩下游壩坡坡為干砌石護(hù)坡，本次實(shí)測(cè)下游壩坡坡比僅為1∶1.43，經(jīng)復(fù)核計(jì)算，下游壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求，因此本次加固對(duì)下游壩坡進(jìn)行貼坡處理，貼坡用料采用溢洪道開挖石渣。貼坡前，應(yīng)先拆除原干砌石護(hù)坡，由于原反濾料與貼坡石渣土力學(xué)指標(biāo)基本相同，因此不予拆除，直接培厚下游壩坡，高程544.00 m處設(shè)2 m寬一級(jí)馬道，馬道上下坡比均為1∶2.0。新筑壩材料首先回填開挖渣料；渣料上部回填上游壩坡拆除的反濾料；在放水洞基礎(chǔ)頂面高程以下回填30 cm砂礫石，不足部分回填土料。壩體填筑渣料采用溢洪道右岸開挖渣料，渣料和反濾料壓實(shí)后相對(duì)密度不小于0.7。土料從料場(chǎng)外購，壓實(shí)度要求不低于94%。結(jié)合貼坡式排水對(duì)下游壩腳進(jìn)行防護(hù)，其頂部應(yīng)高于壩體浸潤(rùn)線出逸點(diǎn)1.5 m，并且不小于凍土深度，確定其頂高程位于下游壩腳以上2.0 m，即高程538.50 m。排水體頂部和下游邊坡采用30 cm厚干砌石砌筑，邊坡為1∶2.0。由于回填石渣能夠起到反濾作用，因此排水設(shè)施不再設(shè)反濾層。

6 結(jié)論

通過分析該工程的安全隱患所在，依據(jù)規(guī)范對(duì)壩頂修建防浪墻、壩頂路面改造、上游壩坡干砌石護(hù)坡拆除重建、下游壩坡貼坡培厚及防護(hù)等工程施工中嚴(yán)格按施工填筑參數(shù)控制壓實(shí)質(zhì)量、鋪筑厚度、材質(zhì)級(jí)配等各項(xiàng)指標(biāo)。工程加固后至今運(yùn)行良好，故實(shí)踐證明其所采取的除險(xiǎn)加固措施達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，取得了較好效果，值得推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] SL174-96.水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范[S].endprint