“上截下排、拋石固腳”技術(shù)在水庫除險加固中的應(yīng)用

王峰

【摘要】通過對水庫病險成因分析，運用“上截下排、拋石固腳”技術(shù)，成功解決了水庫除險加固技術(shù)方案中的問題，為類似工程提供翔實的基礎(chǔ)資料。

【關(guān)鍵詞】水庫；加固技術(shù)；寧夏彭陽

[文章編號]1619-2737（2015）12-29-706

固原市位于寧夏回族自治區(qū)南部，轄四縣一區(qū)，總面積1.054萬KKm²，占自治區(qū)面積的21.8%。截止2013年底，全市共建有水庫187座，總庫容8.78億m³，其中大（二）型1座、中型21座、?。ㄒ唬┬?1座、?。ǘ┬退畮?4座。依據(jù)《寧夏小型病險水庫除險加固工程初步設(shè)計報告編制提綱》，2013年3月編制完成了《固原市彭陽縣陽洼水庫除險加固工程初步設(shè)計報告》，經(jīng)寧夏水利廳組織專家進行審查，工程批復(fù)投資686.4萬元。

1. 工程概況

（1）彭陽縣陽洼水庫1990年10月建成，原設(shè)計總庫容266.0萬立方米，屬?。ㄒ唬┬退畮?。2012年11月實測淤泥面高程為1664.00米，較現(xiàn)壩頂1675.00米低11.0m，總淤積量105.6萬立方米，有效庫容160.4萬立方米，防洪標(biāo)準(zhǔn)不足300年。水庫主要功能是為王洼煤礦提供水源保障，同時兼顧防洪，保護下游王洼鎮(zhèn)姚岔村0.3萬畝農(nóng)田與0.6萬人口的安全。

（2）水庫由主壩和輸水建筑物兩部分組成。土壩為均質(zhì)土壩，壩高35.0米，頂寬7.0米，頂長110.0米，頂高程1675.00米，上游壩坡1：3.0，下游壩坡1：2.9；1：2.5。建庫初期，由于投資、技術(shù)及施工設(shè)備限制，加之無地質(zhì)勘探資料，壩基未做防滲處理等多種原因，大壩質(zhì)量差，滲漏嚴重，下游壩坡局部呈軟塑狀態(tài)；輸水建筑物布置于左壩肩，由臥管、輸水涵洞、陡坡組成。臥管布置在壩上游左岸的坡地上，坡比1：2.0，臺階式，級差0.50米，頂孔進水，孔口凈尺寸 0.30米，每級設(shè)一個放水孔口，與涵管連接處設(shè)消力井，使水流平順地進入涵洞。

2. 除險加固方案

2.1土壩培厚與防滲。

2.1.1土壩加固。

上游壩坡鋪設(shè)防滲膜；下游壩坡設(shè)褥墊式排水體及壩后培厚修整，采取“上截下排”的方式解決壩體滲漏滑坡。

2.1.2壩坡防護。

對土壩上游壩坡采用厚8厘米砼板進行砌護，下墊40厘米厚砂礫石。下游壩坡采用“拋石固腳”和生物措施防護。

2.2新建泄洪建筑物。

在土壩右岸臺地上新建泄洪建筑物一座，為泄洪水塔，由進口段、水塔、涵洞、陡坡、消力池、明渠組成。進口段水塔底板高程1669.00米，塔高6.0米；涵洞為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計最大泄洪流量為5.3立方米/秒；涵洞出口接陡坡和消能段及明渠，將水投入下游河道，陡坡、消能段及明渠為鋼筋砼矩形結(jié)構(gòu)，底寬2.0米；泄水建筑物總長215.6 米。

3. 除險加固技術(shù)探討

3.1上截。

上截就是在該水庫壩體迎水面及沿兩岸各100米鋪設(shè)土工防滲膜，與庫區(qū)淤積物結(jié)合，形成天然整體鋪蓋，已減少滲漏水量，已達到截水的目的。具體采取的技術(shù)措施是：為了在上游壩坡及兩岸鋪設(shè)防滲膜，需要填筑上游水中平臺，垂直壩軸方向布設(shè)，伸入庫區(qū)底寬37.5米，頂寬35.5米，邊坡1：4.0，沿壩軸方向水平長134米，兩岸各長100米，底高程1664.00米（現(xiàn)狀淤泥面高程），頂高程1668.00米（現(xiàn)狀蓄水位高程以上1米），回填土方壓實度達到0.96以上，然后在水中平臺開挖結(jié)合槽鋪設(shè)防滲膜，結(jié)合槽底寬2.0 米，沿壩體一側(cè)邊坡為1：3.0，另一側(cè)邊坡為1：2.0，底高程為現(xiàn)狀淤泥面（1664.00米）以下1.5 米，頂高程為1668.00米；上游壩坡及兩岸采用防滲膜（兩布一膜）防滲，防滲膜厚0.5毫米，單層布重400克/平方米（雙層布重800克/平方米）；膜上人工回填素土50厘米，其上再鋪筑40厘米厚濾水砂礫石墊層，之后再進行護坡砌護。土工膜底部深入淤泥并設(shè)結(jié)合槽，頂部深入壩體1.2米，設(shè)計防滲膜沿壩軸線水平總長334米，膜間采用焊接，施工嚴格控制接縫處理。

3.2下排。

下排就是在水庫背水坡采用適宜的排水措施，防止土壩發(fā)生管涌現(xiàn)象，保證壩體安全所采取的技術(shù)手段。地質(zhì)資料表明，由于受當(dāng)時施工技術(shù)和設(shè)備限制，原壩體施工質(zhì)量較差，壓實度不均勻，土壩存在著較大的裂隙，壩體滲漏嚴重，下游壩坡局部呈軟塑狀態(tài)，在埋深3.5～4.5米處存在較大孔隙，沿壩體縱向有2條長約20～25米，寬約5～10厘米的裂縫，已形成連續(xù)的滲漏通道，在局部夾有少量礫石，為增加壩坡穩(wěn)定，防止?jié)B透變形，設(shè)計比對采用褥墊式排水體，經(jīng)計算排水體總高度4.3米（浸潤線逸出點高度a0=2.8米，凍土層厚度1.13米），安全超高1.5米，頂高程1641.7米，頂寬3.0米。褥墊式排水體厚度2.0米，其中粒徑2～5毫米細沙層厚30厘米、粒徑20～40毫米粗沙層厚30厘米、粒徑60～80毫米卵石層厚30厘米、粒徑200～400毫米塊石層厚110厘米。

3.3拋石固腳。

（1）為滿足下游壩坡穩(wěn)定，防止滑坡，對下游壩坡進行培厚修整，自馬道處加寬3.0 米，下游坡比1：4.5，已滿足穩(wěn)定計算邊坡要求。

（2）下游壩坡呈軟塑狀態(tài)土體技術(shù)處理：由表層開挖深2.0 米后，沿壩軸線方向在壩腳處采用“占進發(fā)”進行拋塊石碾壓平臺固腳，防止壩體滑坡，拋石體頂寬6.0米，擠壓入軟塑狀態(tài)土體3.0 米深，再由遠及近分層開挖壩坡土體，至泥巖層，已達到拋石固腳之目的。

4. 結(jié)語

寧夏彭陽縣陽洼水庫除險加固工程于2013年6月開工建設(shè)，2014年8月竣工，2015年10月并通過了固原市水務(wù)局、發(fā)改委組織的竣工驗收。該工程所采用的“上截下排、拋石固腳”技術(shù)得到較好的應(yīng)用，目前工程運行良好，實測水庫滲水量大幅度減少，已達到了對該水庫除險加固的目的。

參考文獻

[1]白永年、吳士寧、王洪恩. 土石壩加固[M].北京：水利水電出版社.1991年.

[2]張啟岳.土石壩加固技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社.1999年.

[3]寧夏水利水電勘測設(shè)計院.《彭陽縣陽洼水庫地質(zhì)勘察報告》[R].2012年.

[4]固原市水利勘測設(shè)計院.《彭陽縣陽洼水庫設(shè)計報告》[R].2012年.