央瓦力克水庫除險加固工程優(yōu)化設(shè)計(jì)措施

□張　媛（新疆阿克蘇地區(qū)水利局）

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央瓦力克水庫除險加固工程優(yōu)化設(shè)計(jì)措施

□張媛（新疆阿克蘇地區(qū)水利局）

摘要：央瓦力克水庫為引水注入式平原水庫，引渭干河河水，經(jīng)過克孜爾水庫—東方紅電站—庫沙新總干渠—沙新總干渠—沙雅總干渠5號閘—羊達(dá)克夏干渠（樁號：1+537）—央瓦力克水庫引水渠—央瓦力克水庫?，F(xiàn)狀央瓦力克水庫由水庫大壩、水庫引水渠、放水涵洞及放水渠組成，本次除險加固主要對水庫大壩、放水涵洞和水庫引水渠進(jìn)行除險加固。文章主要是對央瓦力克水庫除險加固工程中防滲材料、壩基防滲型式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的探討，提出了可操作措施。

關(guān)鍵詞：水庫工程；優(yōu)化措施；除險加固

1　工程概況

央瓦力克水庫為引水注入式平原水庫，引渭干河河水，經(jīng)過克孜爾水庫—東方紅電站—庫沙新總干渠—沙新總干渠—沙雅總干渠5號閘—羊達(dá)克夏干渠（樁號：1+537）—央瓦力克水庫引水渠—央瓦力克水庫?，F(xiàn)狀央瓦力克水庫由水庫大壩、水庫引水渠、放水涵洞及放水渠組成，本次除險加固主要對水庫大壩、放水涵洞和水庫引水渠進(jìn)行除險加固。

1.1水庫大壩

現(xiàn)狀水庫大壩壩型為均質(zhì)土壩，水庫除險加固在老壩線的基礎(chǔ)上對部分壩段進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后水庫壩線總長度為7.90 km，以放水涵洞為界分為西壩段、東壩段和北付壩段，其中西壩長3.45 km，東壩長3.55 km，北付壩長0.90 km。

1.2放水涵洞

現(xiàn)狀放水涵洞為單孔箱涵，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。閘室混凝土破損嚴(yán)重，進(jìn)、出口段混凝土老化、破損嚴(yán)重，混凝土底板、護(hù)坡已斷裂、垮塌。平板鋼閘門損壞，銹蝕、漏水嚴(yán)重，啟閉機(jī)嚴(yán)重老化失修。水庫除險加固保持原放水涵洞位置不變，對放水涵洞進(jìn)行重建，放水建筑物采用鋼筋混凝退整體式閘室結(jié)構(gòu)。放水閘位于東、西壩線0+000處?，F(xiàn)狀放水涵洞底高程為995.96 m，對放水涵洞工程規(guī)模論證，得出放水閘底板高程為996.07 m。

1.3水庫引水渠

水庫引水渠從羊達(dá)克夏干渠1+537引水，全長4.90 km，設(shè)計(jì)流量：1.20 m3/s，為梯形土渠，沒有采取任何防滲措施，底寬約3.00 m，渠深1.35～3.20 m，縱坡為1/1100，水流沖刷造成渠道邊坡垮塌嚴(yán)重，斷面不規(guī)整。

1.4水庫放水渠

現(xiàn)狀放水渠渠道為梯形土渠，長0.29 km，沒有采取任何防滲措施，渠道底寬3.00～4.00 m，渠深2.00～2.40 m，深淺不一，水流沖刷造成渠道邊坡垮塌嚴(yán)重，斷面不規(guī)整，渠道縱坡約為1/1500。現(xiàn)狀放水渠渠底高程約為994.60 m，地勢較低，而水庫南端最低庫盤高程為995.50 m，高差0.90 m，從而造成該段放水渠地下水成溢出狀態(tài)，故此項(xiàng)水庫除險加固對其放水渠不進(jìn)行防滲改造，保持水庫放水渠位置不變，僅對放水閘出口段進(jìn)行防護(hù)，以免水流對下游岸坡造成沖刷。

2　水庫除險加固優(yōu)化設(shè)計(jì)措施

根據(jù)《央瓦力克水庫大壩安全鑒定》結(jié)論，大壩壩體、壩基滲漏嚴(yán)重，需采取有效的防滲措施。下面對選用的防滲材料進(jìn)行比選。根據(jù)央瓦力克水庫實(shí)際情況，結(jié)合當(dāng)?shù)匾呀ㄋ畮斓某晒?jīng)驗(yàn)，提出兩種防滲材料方案。方案一采用幅寬6 m，厚0.50 m的PE塑料膜，方案二采用幅寬6 m，規(guī)格為（150 g/m2/0.50 mm）的一布一膜。見表1。

表1　方案一PE塑料膜參數(shù)表

3　庫盤防滲設(shè)計(jì)

根據(jù)水庫工程地質(zhì)條件及本工程壩低線長的特點(diǎn)，下面對水深較大的西壩0+000-0+500和東壩0+000-1+100段提出兩個壩基防滲型式對比方案。

方案一：壩基水平鋪膜防滲

根據(jù)地質(zhì)評價，庫區(qū)及周邊地層為全新統(tǒng)沖洪積層，地層巖性主要為低液限粉土層及含細(xì)粒土砂層，局部夾低液限粘土層，覆蓋厚度50m以上，滲透系數(shù)K=3.78×10-5～8.38×10-4cm/s，屬于弱透水層。從庫盤土料物理性質(zhì)、施工難度和防滲效果出發(fā)，水庫除險加固工程對水深較大的西壩0+000-0+500和東壩0+000-1+100段壩基防滲水平復(fù)合土工膜（150g/m2/PE0.50 mm）鋪設(shè)位置確定為庫內(nèi)坡腳設(shè)計(jì)的阻滑墻邊緣處，沿壩基清廢面往庫內(nèi)方向水平延伸2.00 m作為壩基防滲范圍。在土工膜前端開挖邊坡為1：1.50，深為1.00 m截槽，將水平鋪膜延伸貼著邊坡至槽底后平鋪50 cm，再利用開挖土回填并壓實(shí)。

方案二：壩基垂直鋪膜防滲：壩基垂直鋪設(shè)兩布一膜（150 g/m2/PE0.50 mm）土工膜防滲。

垂直鋪膜深度的確定：根據(jù)農(nóng)一師已建兩座水庫：上游水庫和勝利水庫壩基垂直防滲深度和目前垂直鋪膜機(jī)鋪幅深度，確定本次土工膜鋪設(shè)深度為8 m。見表2。

表2　方案二一布一膜參數(shù)表

壩基水平塑膜防滲方案一壩基垂直塑膜防滲方案二

這兩種壩基防滲方案都適合央瓦力克水庫的壩基防滲要求，下面針對壩基防滲提出的兩個方案進(jìn)行綜合比選。見圖1和圖2。

圖1　壩基水平塑膜防滲設(shè)計(jì)圖

圖2　壩基垂直塑膜防滲設(shè)計(jì)圖

方案一優(yōu)點(diǎn)：在對壩前鋪膜的同時可以對壩體進(jìn)行填筑，互不影響，有利于壩體的填筑質(zhì)量控制。工程造價較低，每米投資約19.97元。施工工序簡單，易于操作，工程質(zhì)量較容易控制。

方案一缺點(diǎn)：由于水平鋪膜范圍較大，在施工過程中容易造成人為破壞；壩前蘆葦、紅柳較多，容易造成土工膜破裂。

方案二優(yōu)點(diǎn)：沒有水平段土工膜，對于根系穿透造成破壞的可能性減少，減少了施工過程中人為破壞的因素。

方案二缺點(diǎn)：工程投資較高，每米投資約70.00元。施工工序較為復(fù)雜，土工膜的完整性不好檢測，工程質(zhì)量不易控制。阻滑墻基礎(chǔ)直接坐落在垂直鋪膜開槽邊緣，開槽后槽周圍土體受到擾動不密實(shí)，會導(dǎo)致阻滑墻傾覆，導(dǎo)致壩體護(hù)坡失穩(wěn)。垂直鋪膜位置在壩坡腳處，壩體填筑需等垂直鋪膜完畢后再進(jìn)行壩體填筑，并且對壩坡腳的壩體填筑質(zhì)量有不利影響。

4　結(jié)　語

經(jīng)過綜合比較分析：二種材料均適用于央瓦力克水庫作為防滲材料，聚乙烯塑料膜防滲和土工膜防滲施工簡單，可以節(jié)約施工工期，而且防滲效果較好，但聚乙烯塑料膜容易破損，且使用年限較短。0.50 mm聚乙烯塑料膜的價格比（150 g/m2/0.50 mm）土工膜造價要低，但是考慮到在鋪設(shè)過程中人為因素及機(jī)械碾壓對塑膜的破壞較土工膜更為嚴(yán)重，同時水庫作為擋水建筑物，滲漏對水庫大壩安全的影響較大，從水庫運(yùn)行安全角度考慮本次除險加固采用一布一膜（150 g/m2/0.50 mm）作為防滲材料。壩基防滲方案采用：壩基水平鋪膜防滲。針對水平鋪膜在施工過程中的人為破壞，可加強(qiáng)施工期的教育引導(dǎo)，使施工人員提高防護(hù)意識，減少破壞，破壞后及時修補(bǔ)，對水庫安全運(yùn)行較為有利。

參考文獻(xiàn)

［1］許建貴.小型病險水庫除險加固工程的質(zhì)量控制［M］.河南水利與南水北調(diào)，2012（14）.

［2］姚小豐，胡長江.水庫大壩除險加固工程設(shè)計(jì)探究［M］.河南水利與南水北調(diào)，2013（2）.

（責(zé)任編輯：左英勇）

中圖分類號：TV697. 3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-8853（2016）04-0080-02

作者簡介：張媛（1980-），女，工程師，主要從事水利工程建設(shè)管理工作。

收稿日期：2016-01-07