羅城縣白壩水庫（報廢）重建設計技術特點

蒙延祿（河池水利電力勘測設計研究院，廣西河池547000）

羅城縣白壩水庫（報廢）重建設計技術特點

蒙延祿（河池水利電力勘測設計研究院，廣西河池547000）

介紹了羅城縣供水水源白壩水庫工程中白壩水庫（報廢）重建設計的主要內(nèi)容及設計特點。

白壩水庫；重建；滲漏

引言

白壩水庫水源工程為恢復已經(jīng)報廢的舊白壩水庫作為工程的供水水源。水庫位于羅城縣東門鎮(zhèn)中石村，水庫建成后，可增加羅城縣城區(qū)供水0.53×104m3，與現(xiàn)有水源聯(lián)合科學調(diào)度運行，將基本解決羅城縣城區(qū)現(xiàn)狀水源不足問題，確保當?shù)鼐用耧嬎踩?。工程在城?zhèn)供水水源規(guī)模與供水調(diào)度方式的確定、工程地質處置、工程建筑物布置與選擇等方面，在廣西地區(qū)的中小城鎮(zhèn)供水具有較強的代表性，其問題的解決方法與分析具有指導意義。

1 項目概況

白壩水庫是一座以供水為主，兼有灌溉功能的?。?）型水庫。水庫壩址以上集雨面積3.5km2，正常蓄水位416.50m，相應庫容146萬m3，有效庫容134萬m3，總庫容180萬m3，水庫死水位406m，供水規(guī)模0.53萬m3/d。

工程總體布置利用原已報廢的白壩水庫修建，原水庫樞紐由一座主壩、兩座副壩、兩個放水底涵和右岸溢洪道組成。重建設計拆除舊主壩，在原壩址新建埋石混凝土重力壩，壩長131.25m，最大壩高19m；在距主壩130m處山埡新建一座長27m，高2m的埋石混凝土重力壩；對主壩左岸的原1#、2#副壩進行加固，封堵舊涵管。項目估算總投資5813.18萬元。

2 原白壩水庫情況

2.1 原白壩水庫建設運行過程

現(xiàn)白壩水庫工程于1957年冬動工興建，工程任務是以灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的?。?）型水利工程，設計水庫正常蓄水位187.20m，總庫容180.0萬m3。

1957年冬動工至1958年5月停工并蓄水，蓄水后即因基礎及左岸坡漏水而無法發(fā)揮效益。自1958年后經(jīng)過多次局部補漏及對大壩進行加高培厚，但由于水庫滲漏嚴重，雖然大壩進行多處防滲處理，但仍無法蓄水，羅城縣水電局于1980年上報河池地區(qū)水電局申請白壩水庫報廢，但水庫樞紐仍然保留，每年汛期巡視。白壩水庫自建設以來僅有1973年蓄水兩個月，其余時間都因水庫滲漏而沒有蓄水，未真正發(fā)揮原工程任務。僅在汛期攔截山洪水的短時間內(nèi)有水滲漏補充給下游。

2.2 主要存在問題

2.2.1 主壩、1#副壩、2#副壩

由于水庫多年未蓄水，壩體未得到有效的管理，壩坡灌木叢生。上游壩坡的塊石護坡破壞嚴重，坡腳掏蝕嚴重，兩壩肩均未設有排水溝，壩面欠平整；下游壩坡已經(jīng)成為農(nóng)民的林地，種植有大量桉樹，兩壩肩均未設有排水溝。壩后壩腳未發(fā)現(xiàn)有排水棱體，只在壩腳一帶由灰?guī)r塊石堆砌而成的護坡，且結構凌亂，破壞嚴重。上游右岸壩址及放水涵管附近有明顯的塌陷坑。

壩體壓實度不滿足規(guī)范要求，壩基、壩體滲透系數(shù)不滿足規(guī)范要求，壩建基面及歷次加固的壩體結合面處理不到位，下游壩坡抗滑穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求，壩頂高程、寬度不滿足要求，主壩無觀測設施。

2.2.2 庫底滲漏封堵

近壩庫盆內(nèi)發(fā)現(xiàn)的漏水點1sd1～1sd10多為巖溶裂隙發(fā)育導致。在水平分布上，沿泥質灰?guī)r層走向呈串珠狀，并于溶隙連通，形成地表水和地下水運行通道（例如1sd5→1sd4→1sd1、1sd2）。垂向分布上，落水洞溶隙一般深度在0.5～1.2m之間（底部高程在399～401m之間），底部隨裂隙尖滅而閉合，均為淺層溶蝕現(xiàn)象。

庫水滲漏主要是沿F1斷層及影響帶形成的壩基滲漏及繞壩滲漏，并形成兩個滲漏帶，分別稱滲漏帶Ⅰ、滲漏帶Ⅱ：

滲漏帶Ⅰ：范圍為主壩壩基至右壩肩、溢洪道一帶，主要沿F1斷層破碎帶滲漏，勘察期間滲漏量約10L/s；在壩址下游80m左右沖溝滲出，形成庫水主要滲漏形式之一。

滲漏帶Ⅱ：范圍為主壩左壩肩至1#副壩右壩肩之間山體，該山體巖層傾向下游，巖體較破碎，滲漏部位主要集中在主壩至一副壩之間山體一帶形成繞壩滲漏，主要滲漏點為1sd3，在左壩肩下游ycd2溢出，且形成散浸，勘察期間滲漏量約6L/s。綜合判斷該滲漏類型為溶隙與管道混合型滲漏。

3 水庫恢復重建設計

水庫恢復重建利用現(xiàn)有的成庫條件改建成白壩水庫水源工程的供水水庫，雖然主壩壩基及左岸上體滲漏處理難度相對較大，但通過灌漿等措施可以解決。該方案新增淹沒征地比較少，可以很大程度上簡化工程的前期工作，使工程及早開工；該方案工程投資比較少，經(jīng)濟效益明顯。

3.1 主壩壩體設計

主壩為拆除舊土石壩后新建的混凝土重力壩，溢流壩布置于河流中部，溢流壩段長23.50m，堰頂過流凈寬20.0m（2孔×10m），堰頂高程416.50m，最大堰高 17.50m，堰底寬17.43m。溢流堰為開敞式實用堰，堰頂上游堰頭曲線為三圓弧曲線，下游堰面采用WES冪曲線，堰下設R=6.00m的反弧段，反弧底高程403.61m，反弧段和冪曲線之間用1：0.8的直線段相切連接。消能方式采用挑流消能。

左岸非溢流壩段長42.30m，右岸非溢流壩段長65.45m，壩頂寬度為4.0m，壩頂高程為418.80m，上游側防浪墻頂高程419.20m，最大壩高19.80m。壩體下游面414.10m以上為垂直，以下坡比為1：0.8。

壩基采用帷幕灌漿，帷幕右岸往山體延伸30m，左岸和主壩與1#副壩之間的山體灌漿連接，布置雙排灌漿孔，排距1.5m，孔距為2.0m，第一排帷幕灌漿孔深入地質建議帷幕范圍線375～380m高程，透水率小于5Lu，第二排帷幕灌漿孔深度比第一排少10m。

滲漏帶Ⅰ從主壩溢洪道壩段右側6m通過，為加強滲漏帶Ⅰ壩基防滲，在滲漏帶寬20m的范圍內(nèi)采用加密灌漿，灌漿排距1.5m，孔距為1.0m，灌漿底部高程為380.0m。

3.2 1#副壩

1#副壩為均質土壩，最大壩高15.00m，壩長140.00m，壩頂寬度5.0m，壩頂采用C20混凝土路面。上游壩坡采用C15混凝土護面，護坡厚度為0.12m，底部設厚0.2m的碎石墊成，坡度1：2.7，下游壩坡粘土培厚植草皮護坡，坡度1：2.5。

壩體高壓擺噴灌漿單排孔布置，灌漿軸線長150m，孔距1.2m，共125個孔，灌漿孔穿過壩基覆蓋層，至巖土接觸面，最大孔深16m。

壩基帷幕灌漿軸線總長150m，帷幕灌漿孔距為2.4m，與高壓擺噴灌漿同孔，鉆機鉆巖層灌漿孔1476m，壩體鉆空進尺為668m，帷幕灌漿總進尺1476m，平均灌孔深11.8m。

3.3 2#副壩

2#副壩利用原土壩在下游側加高培厚，為均質土壩，最大壩高6.0m，壩長107.00m，壩頂寬度5.0m，上游壩面坡度1：3.0，C15混凝土護面，鋪400g/m2復合土工膜防滲，C20混凝土面板護面度1：3.0，下游壩坡度1：2.0，坡為植草皮護坡，坡度1：2.0。壩頂為村級公路通過，采用C20路面。

上游坡腳及壩肩設C15混凝土灌漿平臺，墻頂寬2.0m，高1.5m，沿著壩肩及壩腳布置增設一排帷幕灌漿孔，孔距2.0m，灌漿深入基巖8.0400m高程。

3.4 3#副壩

3#副壩為均質土壩，壩軸線長65m，壩頂為厚0.2m的C20混凝土路面。上游壩面坡度1：2.5，采用0.2m厚砂石墊層，然后鋪設厚0.12m的現(xiàn)澆C15混凝土護面。下游坡比為1：2.5，采用草皮護坡。

3.5 主壩和1#副壩之間山體防滲設計

針對庫區(qū)漏水點及滲漏帶Ⅰ進行防滲設計，在已經(jīng)確定的漏水點1sd1～1sd10，通過滲漏帶Ⅰ向庫區(qū)外滲漏，壩基采用帷幕灌漿，布置雙排灌漿孔，排距1.5m，孔距為2.0m，為加強漏帶Ⅰ段壩基防滲，在滲漏帶Ⅰ寬20m的范圍內(nèi)采用加密灌漿，灌漿排距1.5m，孔距為1.0m，灌漿底部高程為380.0m。

針對主壩至1#副壩之間山體滲漏進行防滲設計，沿新建上壩公路（1#副壩到主壩段）布置雙排帷幕灌漿，灌漿軸線長度為123m，排距1.5m，孔距1.5m，上游排帷幕灌漿孔深度伸入至375m高程，第二排帷幕灌漿孔深度伸入至385m高程，鉆孔深度24～34m。

為加強滲漏帶Ⅱ段山體防滲，在滲漏帶Ⅱ寬20m的范圍內(nèi)采用加密灌漿，灌漿排距1.5m，孔距為1.0m，灌漿底部高程為380.0m。

4 工程設計的技術特點

4.1 報廢水庫再利用

羅城縣水電局于1980年上報河池地區(qū)水電局申請白壩水庫報廢。本項目恢復修建白壩水庫盡量利用原有的建筑物，妥善處理了新舊建筑物相結合的問題；對原有的1#副壩及2#副壩進行加固，大大減少工程投資；利用原有的庫區(qū)條件，減少庫區(qū)征地補償和移民安置。

4.2 合理規(guī)模

據(jù)統(tǒng)計羅城縣城區(qū)現(xiàn)狀（2013）人口6.7萬人，現(xiàn)狀平均日綜合需水量1.44萬m3/d，2013年枯水期可供水量僅為1.35萬m3/d，2013水源缺口0.09萬m3/d；規(guī)劃2020年羅城縣需水量為2.91萬m3/d，水源缺水量為0.99萬m3/d；2030年羅城縣需水量為3.69萬m3/d，水源缺水量為1.73萬m3/d。

白壩水庫設計供水規(guī)模0.53萬m3/d，大山水庫與瑤山?jīng)_水庫聯(lián)合調(diào)度增加供水量1.2萬m3/d。通過現(xiàn)有水源，新建白壩水庫水源工程和大山水庫水源工程進行聯(lián)合調(diào)度，可研滿足羅城縣規(guī)劃2030年用水要求。

4.3 消除防洪隱患

羅城縣水電局于1980年上報河池地區(qū)水電局申請白壩水庫報廢，但水庫樞紐仍然保留，每年汛期巡視。1994年羅城連降暴雨，白壩水庫庫水猛漲，溢洪道寬10m泄洪能力不足，洪水逼近壩頂，經(jīng)兩天兩夜抗洪搶險才解除險情，同年9月白壩水庫除險將溢洪道降低1m，過流斷面凈寬10m。

報廢水庫恢復重建為水源水庫，將原來的病險水庫變成水源水庫，由于水庫有專門的技術人員維護和管理，保證水庫的安全運行，能夠徹底解決水庫存在的防洪隱患。

4.4 提出切實可行的主壩壩壩、壩肩處理方案

滲漏帶Ⅰ防滲設計，壩基采用帷幕灌漿，布置雙排灌漿孔，排距1.5m，孔距為2.0m，為加強漏帶Ⅰ段壩基防滲，在滲漏帶Ⅰ寬20m的范圍內(nèi)采用加密灌漿，灌漿排距1.5m，孔距為1.0m，灌漿底部高程為380.0m。

滲漏帶Ⅱ防滲設計，針對主壩至1#副壩之間山體布置雙排帷幕灌漿，灌漿軸線長度為123m，排距1.5m，孔距1.5m，上游排帷幕灌漿孔深度伸入至375m高程，第二排帷幕灌漿孔深度伸入至385m高程，鉆孔深度24-34m。為加強滲漏帶Ⅱ段山體防滲，在滲漏帶Ⅱ寬20m的范圍內(nèi)采用加密灌漿，灌漿排距1.5m，孔距為1.0m，灌漿底部高程為380.0m。

通過對滲漏帶Ⅰ、滲漏帶Ⅱ的防滲處理，可以完全隔斷水庫對外的滲水通道，有效解決了熔巖地區(qū)壩基及壩肩滲漏問題。

5 結語

通過對羅城縣供水水源白壩水庫的設計實踐，具體分析了大壩防滲設計的合理性，不同壩體、壩肩及壩肩采用不同的防滲技術，防滲效果好，有效的控制了工程投資。同時，該項目設計分析過程和結論也對同類建設項目具有一定的借鑒和參考價值。

TV543.8

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2095-2066（2016）34-0095-02

2016-11-23

蒙延祿（1983-），男，漢族，廣西北流人，工程師、注冊土木工程師（水工結構），本科學士學位，2006年畢業(yè)于廣西大學，主要從事水利水電工程設計工作。