論水庫大壩除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

◎ 馬少將　安徽阜陽市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院

論水庫大壩除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

◎ 馬少將安徽阜陽市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院

水庫大壩設(shè)計(jì)的時(shí)候存在多重作用，不但能夠進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉，也能夠起到防洪擋水的作用，經(jīng)過大量實(shí)踐逐漸提升設(shè)計(jì)水庫大壩的水平，并且形成先進(jìn)的水庫大壩，能夠儲(chǔ)備水源，為干旱提供保障，能夠明顯提升經(jīng)濟(jì)效益。

水庫大壩 除險(xiǎn)加固 設(shè)計(jì)

1.工程概述

定遠(yuǎn)縣永康鎮(zhèn)黃圩村境內(nèi)的谷山水庫，總?cè)萘繛?31.72萬m3，興利庫容占據(jù)102.00萬m3，屬于一種小型水庫，主要就是用來防洪和灌溉，存在2000畝的灌溉面積，實(shí)際灌溉面積也能夠達(dá)到2000畝，保護(hù)2000畝水庫下游耕地，為附近水泥廠和3000人口提供生活來源。大壩加固的基本情況：1962年夏季的時(shí)候因?yàn)闆]有溢洪道導(dǎo)致大壩被水毀，1963年冬季修復(fù)。1972年夏又出現(xiàn)水毀現(xiàn)象，1973年冬季修復(fù)。1991年發(fā)生特大洪水，以至于沖毀兩側(cè)土方和整個(gè)溢洪道，1991年冬季對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，溢洪道修改成原非常溢洪道，從原來94.m溢洪道頂高程變?yōu)?5.23m，屬于一種自然山體，沒有進(jìn)行護(hù)砌處理。1996年冬季加高靠山鄉(xiāng)水庫大壩培厚，并且修建1m厚的大壩迎水坡粘土斜墻；重新建設(shè)大壩護(hù)坡，存在86.6～98.8m的護(hù)坡高程，厚度為0.40m，沒有應(yīng)用碎石墊層；不斷擴(kuò)展溢洪道寬度，左岸設(shè)置合理的護(hù)坡，存在20m寬度、95.23m的高程，最大泄量為131.72m3/s，處理之后沿用至今。

2.水庫大壩除險(xiǎn)加固的重要性

當(dāng)水中壩體受到水的沖擊，如果長時(shí)間不能接觸沖擊影響，十分容易損壞建筑結(jié)構(gòu)，隨著水庫應(yīng)用市場(chǎng)的增加，會(huì)提升破壞力度，影響水壩的整體功能。水壩新建的時(shí)候應(yīng)該對(duì)材料和設(shè)計(jì)進(jìn)行嚴(yán)格控制，并且保障短時(shí)間中水壩不會(huì)存在質(zhì)量問題，因此初期設(shè)計(jì)水壩的時(shí)候應(yīng)該融入除險(xiǎn)加固技術(shù)。有機(jī)結(jié)合初始設(shè)計(jì)方案和長時(shí)間應(yīng)用壩體，來對(duì)水庫大壩問題進(jìn)行及時(shí)處理，以便于提升水利項(xiàng)目的使用壽命，構(gòu)建更加牢靠的土體結(jié)構(gòu)。

圖1 基本計(jì)算成果

3.水庫大壩除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

3.1設(shè)計(jì)依據(jù)

老谷山水庫實(shí)際上是小型水庫，為Ⅳ等級(jí)樞紐工程，次要建筑物是5級(jí)，主要建筑物是4級(jí)。依據(jù)30年一遇設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)工程，300年一遇校核洪水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校核。依據(jù)20年一遇溢洪道防沖標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理。

3.2大壩加固設(shè)計(jì)

3.2.1設(shè)計(jì)壩頂超高

設(shè)計(jì)過程中以及《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算壩頂超高，公式基本為：

其中，壩頂超高Y，m；；最大風(fēng)雍水面高度e，m；壩坡上最大波浪爬高R，m；安全加高A，依據(jù)工程情況為0.50m。如下圖所示為基本計(jì)算成果。3.2.2計(jì)算大壩滲流

地層簡化和斷面的計(jì)算。結(jié)合年險(xiǎn)情發(fā)生位置、壩高和地形，計(jì)算斷面滲流的適合選取0+166典型剖面。

分析計(jì)算成果以后可以發(fā)現(xiàn)，大壩橫剖面存在滿足滲流規(guī)律的計(jì)算等勢(shì)線分布情況。計(jì)算各土層滲透系數(shù)按的時(shí)候能夠獲得比較高滲流出逸點(diǎn)和壩內(nèi)浸潤線，水位核對(duì)過程中下游壩坡存在89.89m的出逸高程，高出地面大約4.89m；

根據(jù)滲流基本要素進(jìn)行研究，對(duì)斷面壩體與壩基接觸面最大水平比降進(jìn)行合理的計(jì)算，能夠得到數(shù)值為0.169，相比較允許滲透比降低0.3，滲透穩(wěn)定之后能夠全面符合實(shí)際及需求。下游壩坡滲出段的存在0.386的最大出逸比降，依據(jù)以往的工作經(jīng)驗(yàn)，存在0.44的允許出逸比降，具備允許范圍內(nèi)的出逸坡降，同時(shí)不會(huì)滲透破壞下游坡腳。上述四張圖形為設(shè)計(jì)和核對(duì)以及正常情況下的水位，經(jīng)過計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，具備滿足實(shí)際情況的上、下游壩坡抗滑安全系數(shù)。

3.3工程管理

目前水庫管理中沒有健全的管理制度以及維修經(jīng)費(fèi)，如果出現(xiàn)異常情況，相關(guān)管理人員應(yīng)該及時(shí)上報(bào)當(dāng)?shù)劓?zhèn)政府，積極組織人力、物力、財(cái)力進(jìn)行搶修；為了能夠有效提升管理水平，除險(xiǎn)加固上述工程以后，不改變管理權(quán)屬，定期培訓(xùn)水庫管理人員的相關(guān)業(yè)務(wù)，構(gòu)建管理運(yùn)用的制度，在大壩北端設(shè)置主管機(jī)構(gòu)。

3.4水庫防汛與調(diào)度

第一，構(gòu)建水庫防汛責(zé)任機(jī)制，每年汛前都應(yīng)該組織相關(guān)人員來仔細(xì)檢查組水庫，并且對(duì)檢查結(jié)果進(jìn)行及時(shí)上報(bào)，及時(shí)填寫《小型水庫汛前檢查責(zé)任卡》，同時(shí)實(shí)際操作中全面貫徹和落實(shí)防汛搶險(xiǎn)隊(duì)伍的建設(shè)和執(zhí)行防汛行政首長負(fù)責(zé)制。第二，縣防汛抗旱指揮部發(fā)展中不斷健全《老谷山水庫防洪預(yù)案》，依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行嚴(yán)格管理。第三，始終堅(jiān)持24小時(shí)汛期值班制，對(duì)水位變化和天氣進(jìn)行進(jìn)行密切關(guān)注，及時(shí)為上級(jí)部門提供檢查的資料，以便于能夠?yàn)檫M(jìn)一步指揮區(qū)防汛抗旱工作提供依據(jù)，同時(shí)也應(yīng)該及時(shí)做好值班記錄。

4.結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水利水電項(xiàng)目越來越重要，水庫大壩除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)尤為重要，實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)該依據(jù)實(shí)際情況提出合理的除險(xiǎn)加固措施，以便于能夠保障水庫的基本作用。

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