現(xiàn)澆混凝土在某水庫(kù)大壩上游護(hù)坡中的應(yīng)用

肇慶市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 廣東肇慶 526000

摘要：在水庫(kù)土石壩中除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)方案中大壩上游護(hù)坡一般為漿砌石護(hù)坡，但隨著這兩年全國(guó)中小型病險(xiǎn)水庫(kù)水庫(kù)除險(xiǎn)加固的積極展開，都是工期緊，任務(wù)重，一旦大壩上游壩坡護(hù)坡處理效果不好，將會(huì)影響工程進(jìn)度，并影響大壩的安全。因此對(duì)大壩護(hù)坡形式及材料合理的選擇，才能取得良好的效果

關(guān)鍵詞：病險(xiǎn)；水庫(kù)大壩上游；護(hù)坡設(shè)計(jì)；漿砌石；現(xiàn)澆混凝土；方案比較

1、概述

某水庫(kù)位于四會(huì)市與三水市交界的大南山山谷出口，壩址在北江下游一級(jí)支流獨(dú)河的上游，于蘆苞水閘對(duì)岸約5.7公里處。水庫(kù)的主要任務(wù)是滯蓄上游暴雨洪水，經(jīng)水庫(kù)調(diào)度后排出北江，保護(hù)肇慶高新區(qū)——大旺區(qū)的防洪安全，是一宗以防洪為主，兼顧灌溉、血防的中型水庫(kù)。壩址以上集雨面積48.82km2，干流河長(zhǎng)13.7km，灌溉面積0.84萬畝，保護(hù)下游人口13萬多人。水庫(kù)始建于1958年，1965年完成并投入使用。在2009年，肇慶市水利局組織對(duì)水庫(kù)安全鑒定中發(fā)現(xiàn)水庫(kù)主要建筑物存在安全隱患，評(píng)定為三類壩。

于2011年對(duì)該水庫(kù)重新除險(xiǎn)加固，其大壩加固的主要內(nèi)容為加固培厚上游壩坡，壩坡上游做粘土鋪蓋，同壩體灌漿一起解決壩體滲漏問題；下游壩坡加高原鎮(zhèn)壓平臺(tái)以滿足壩坡抗滑穩(wěn)定要求；粘土鋪蓋上鋪干砌石防沖刷；壩頂設(shè)防浪墻和瀝青混凝土路面；上游壩坡采用現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡，下游壩坡草皮護(hù)坡；壩后設(shè)貼坡式排水設(shè)施。

2 護(hù)坡方案比選

由于土石壩易被水流及波浪沖刷等缺陷，在土石壩迎水坡需采取抗沖刷措施，保證大壩的結(jié)構(gòu)安全，因此選擇什么形式的護(hù)坡方案就顯得格外重要。

2.1 漿砌塊石護(hù)坡

塊石護(hù)坡在最大局部波浪壓力作用下所需的換算球形直徑D及質(zhì)量Q、平均粒徑D50、平均質(zhì)量Q50和厚度t可根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274-2001）附錄A中的式（A.2.1-1）～式（A.2.1-7）計(jì)算，其中Kt為隨坡率變化的系數(shù)，可查規(guī)范表A.2.1，由于某水庫(kù)上游壩坡的坡率m為3.0，所以去Kt為1.4，ρk石塊的容重取為25kN/m3，當(dāng)波高為hp=5%時(shí)，設(shè)計(jì)水位，校核水位時(shí)的hp、平均波長(zhǎng)Lm的計(jì)算結(jié)果見表1。

根據(jù)表1計(jì)算的風(fēng)浪參數(shù)的結(jié)果，計(jì)算得漿砌石的在設(shè)計(jì)水位及校核水位工況下的厚度0.281m及0.183m。為了增大抗水流及風(fēng)浪沖刷能力，確保工程的安全，根據(jù)計(jì)算結(jié)果及借鑒已建成的工程經(jīng)驗(yàn)，確定砌石護(hù)坡厚度為0.400m。

2.2 預(yù)制混凝土塊護(hù)坡

預(yù)制混凝土塊平面尺寸可采用0.5m×0.5m，水庫(kù)大壩壩坡坡度m=3時(shí)板在浮力作用下穩(wěn)定的面板厚度可根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274-2001）附錄A中的式（A.2.3）計(jì)算，其中η為系數(shù)，取1.1，hp為累積頻率為1%的波高，

ρc板的密度去為2.4t/m3，設(shè)計(jì)水位，校核水位時(shí)的波高h(yuǎn)p分別為1.338m和0.874m，計(jì)算得設(shè)計(jì)水位及校核水位的預(yù)制混凝土塊板厚度t分別為0.251m及0.142m。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果并借鑒類似工程經(jīng)驗(yàn)，預(yù)制混凝土塊厚度采用0.30m。

2.3 現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡

現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡每隔6m設(shè)置一分縫，即護(hù)坡澆筑尺寸為6m×6m，用瀝青杉板填縫，按照間距3.0m×3.0m梅花形設(shè)Φ75PVC排水管，內(nèi)端包土工布，并設(shè)置碎石反濾層，現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡面板厚度可根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274-2001）附錄A中的式（A.2.3）計(jì)算，其中η為系數(shù)，取1.0，hp為累積頻率為1%的波高，ρc板的密度去為2.4t/m3，設(shè)計(jì)水位，校核水位時(shí)的波高h(yuǎn)p分別為1.338m和0.874m，計(jì)算得設(shè)計(jì)水位及校核水位的現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡厚度t分別為0.1m及0.057m。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果并借鑒類似工程經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡厚度采用0.15m。

大壩上游護(hù)坡方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表見表2

根據(jù)表2的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，方案1作為水利工程傳統(tǒng)的護(hù)坡設(shè)計(jì)方案，有著堅(jiān)固耐用、抗沖刷及適應(yīng)變形能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但由于目前石料供應(yīng)緊缺，破壞生態(tài)，而且漿砌石施工難度較大，難于控制工期。方案2施工速度較快，但投資成本太高。因此大壩加固本著就地取材、節(jié)約投資、結(jié)構(gòu)安全、便于施工的原則，結(jié)合當(dāng)?shù)夭牧蟻碓春凸こ虒?shí)際情況，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)充分比較并結(jié)合周邊類型工程，本次大壩上游壩坡采用現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡方案。

3 大壩上游護(hù)坡方案設(shè)計(jì)

根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274-2001）的要求，并結(jié)合大壩現(xiàn)有地形的實(shí)際情況及滲流計(jì)算，穩(wěn)定計(jì)算的結(jié)果，某水庫(kù)大壩的上游壩坡的護(hù)坡方案如下：在拆除原有砌石護(hù)坡的基礎(chǔ)上進(jìn)行現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡，護(hù)坡坡比為1：3，護(hù)坡每6m設(shè)置一真縫，3m設(shè)置一假縫，用瀝青杉板填縫，按照間距3.0m×3.0m梅花形設(shè)Φ75PVC排水管，內(nèi)端包土工布，并設(shè)置碎石反濾層，其中砂礫石墊層10cm厚，C20現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡15cm厚，分別在11.00m高程及壩坡坡腳設(shè)防滑齒槽及護(hù)腳擋墻，并在現(xiàn)澆混凝土面板印六角花紋，以增加護(hù)坡的抗沖刷能力。

4 混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑前，先檢查模具的牢固性，墊層的平整度，確保在澆筑過程中避免倒模及厚度達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?；炷猎O(shè)計(jì)抗壓應(yīng)滿足C20的要求。施工中應(yīng)避開高溫、大風(fēng)、雨天等天氣條件澆筑。因特殊情況，確需在不利條件下施工，應(yīng)采取保護(hù)措施。混凝土拌合應(yīng)嚴(yán)格按照經(jīng)試驗(yàn)批準(zhǔn)的配合比執(zhí)行。水泥、減氣劑需按照批準(zhǔn)的廠家進(jìn)料。確需更換原材料應(yīng)報(bào)批，重做配合比試驗(yàn)。砂石骨料粒徑不宜過大，石子宜控制在2.0～4.0cm 左右。嚴(yán)格控制含泥量過大的砂石骨料進(jìn)人場(chǎng)地；嚴(yán)格控制水灰比，并根據(jù)砂石含水量及天氣情況隨時(shí)調(diào)整用水量，使其拌合均勻。每罐拌合時(shí)間不小于3min，運(yùn)輸過程中，道路平整，車輛勻速行駛，以免產(chǎn)生離析現(xiàn)象。施工過程中，對(duì)混凝土坍落度定時(shí)檢測(cè)，人倉(cāng)時(shí)坍落度一般控制在4～6cm，含氣量控制在3%～5%之間，每班次進(jìn)行一測(cè)。混凝土攤鋪過程中，用起重機(jī)吊運(yùn)，人工攤鋪，并用振動(dòng)棒與平板振搗器相結(jié)合的振搗方式，振搗密實(shí)，使其表面平整光滑。澆筑完成并平整壓光部分，用編織袋布覆蓋并澆水養(yǎng)護(hù)15d，以增加混凝土的強(qiáng)度。養(yǎng)護(hù)期間要保持混凝土表面處于潮濕狀態(tài)?；炷琉B(yǎng)護(hù)完成達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，每塊混凝土護(hù)坡上按照間距6.0m×6.0m梅花形布置Φ75mm的排水孔。

5今后應(yīng)注意的問題

應(yīng)注意的幾點(diǎn)問題

（1）現(xiàn)澆混凝土作為大壩護(hù)坡整體性比較好，當(dāng)大壩局部沉陷時(shí)，不易于發(fā)現(xiàn)；

（2）現(xiàn)澆混凝土壩坡防滑系數(shù)差，不利于日常巡查；

（3）混凝土塑性比較差，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行局部易出現(xiàn)裂縫、變形，要加強(qiáng)日常管理，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修補(bǔ)。

6 結(jié)束語

在水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中大壩上游護(hù)坡方案的選擇，是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。選擇是否恰當(dāng)，直接影響施工工期和投資。在經(jīng)濟(jì)、可行的原則下，結(jié)合工程總體布置和施工條件，對(duì)大壩護(hù)坡措施進(jìn)行詳細(xì)的科學(xué)論證，選擇適宜的護(hù)坡形式，將起到縮短施工工期、降低投資的良好效益，值得在類似工程中借鑒。