雙石橋水庫(kù)現(xiàn)狀存在問題及除險(xiǎn)加固措施研究

張志剛

(遼寧省國(guó)際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作集團(tuán)股份有限責(zé)任公司，沈陽(yáng) 110013)

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雙石橋水庫(kù)現(xiàn)狀存在問題及除險(xiǎn)加固措施研究

張志剛

(遼寧省國(guó)際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作集團(tuán)股份有限責(zé)任公司，沈陽(yáng) 110013)

雙石橋水庫(kù)位于安縣花荄鎮(zhèn)馬鞍村。通過對(duì)該水庫(kù)的現(xiàn)狀詳細(xì)分析，水庫(kù)的大壩、溢洪道及放水設(shè)施均不同程度存在安全隱患，急需水庫(kù)除險(xiǎn)加固，確保水庫(kù)防洪和灌溉及養(yǎng)殖等功能的正常發(fā)揮，確保水庫(kù)安全和水庫(kù)下游人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全。由此，提出了雙石橋水庫(kù)的大壩、溢洪道及放水設(shè)施相應(yīng)的除險(xiǎn)加固的措施。

水庫(kù)；安全隱患；存在問題；除險(xiǎn)加固；對(duì)策研究

1 工程概況

雙石橋水庫(kù)位于安縣花荄鎮(zhèn)馬鞍村。該水庫(kù)是一座以灌溉為主、兼有防洪、養(yǎng)魚等綜合功能的小(2)型水庫(kù)。水庫(kù)建在涪江水系安縣河的支流上。該水庫(kù)于1955年動(dòng)工修建，1956年4月建成。水庫(kù)總庫(kù)容27萬(wàn)m3，正常蓄水位庫(kù)容23萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)庫(kù)容25.61m3，死庫(kù)容0.8萬(wàn)m3。1978年對(duì)大壩進(jìn)行了加固處理，大壩上游坡采用三合土漿砌護(hù)坡。1984年，對(duì)壩體進(jìn)行了灌漿處理。水庫(kù)主要建筑物有大壩、溢洪道、放水設(shè)施等。土壩為均質(zhì)土壩，大壩迎水坡平均坡比為1∶2，采用漿砌石護(hù)坡，背水坡平均坡比為1∶2.81，沒有護(hù)坡。壩趾無(wú)排水體。溢洪道位于大壩左端，為正槽開敞式寬頂堰，堰寬為4m，堰頂高程為543.7m。溢洪道無(wú)消能措施，并且都沒有進(jìn)行護(hù)砌。放水設(shè)施為涵臥管型式，位于大壩左端。臥管為砌石砌筑，放水洞口直徑0.3m，木塞控制，最大放水流量0.2m3/s。臥管斜長(zhǎng)度20m。壩下涵管為砌石無(wú)壓方涵，尺寸為0.6m×0.6m，比降1/200，長(zhǎng)度55m。出口高程536.12m。雙石橋水庫(kù)是安縣花荄鎮(zhèn)重要的水源工程，主要承擔(dān)著花荄鎮(zhèn)馬鞍村2、3組，回龍村4-10組，獅子村1、2、3、9組共12個(gè)組的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水任務(wù)。同時(shí)還兼顧防洪和農(nóng)田灌溉任務(wù)，保護(hù)著水庫(kù)下游有7800余人口和947hm2耕地，灌溉農(nóng)田100 多hm2。水庫(kù)一旦失事還將對(duì)水庫(kù)下游4km處為永安一級(jí)公路造成嚴(yán)重威脅。

2 水庫(kù)現(xiàn)狀存在問題

2.1 大壩現(xiàn)狀及存在問題

雙石橋水庫(kù)大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高11m，壩頂長(zhǎng)230m，壩頂寬3m，壩頂高程546.00m。上游壩坡平均坡比1∶2，下游壩平均坡比1∶2.81?！?·12”地震后，大壩壩頂及下游壩坡出現(xiàn)縱向裂縫，縱向裂縫與壩軸線基本平行，其中壩頂1條，裂縫長(zhǎng)約170m，寬約15cm，深度70-100cm。下游壩坡縱向裂縫較多，裂縫最大長(zhǎng)約100m，最大縫寬2.0-3.0cm。大壩上游護(hù)坡開裂，局部垮塌，右壩段擋墻斷裂，錯(cuò)位。壩體有白蟻活動(dòng)跡象。

2.2 溢洪道現(xiàn)狀及存在問題

水庫(kù)溢洪道位于大壩左岸，進(jìn)口屬于正槽開敞式自由出流，堰頂高程為543.7m，堰頂凈寬4.0m，最大泄量6.345m3/s，無(wú)消能設(shè)施，且未進(jìn)行襯砌。溢洪道沒有消能措施，對(duì)下游農(nóng)田多次沖刷破壞。

2.3 放水設(shè)施現(xiàn)狀及存在問題

放水設(shè)施為臥涵管型式，位于大壩左端。臥管坡面長(zhǎng)度20m,，漿砌石砌筑，放水洞口直徑0.3m，木塞控制，最大放水流量0.2m3/s。臥管末端設(shè)消力池，斷面為2m×2m。經(jīng)過多年的運(yùn)行，臥管多處漏水，漿砌塊石風(fēng)化嚴(yán)重。部分部位石塊脫落，受地震影響后，錯(cuò)位情況不明，本身結(jié)構(gòu)不安全[1]。

3 水庫(kù)除險(xiǎn)加固措施對(duì)策研究

雙石橋水庫(kù)下游有7800多人和947hm2耕地，灌溉農(nóng)田100多hm2。震后的水庫(kù)大壩裂縫嚴(yán)重，破壞了大壩結(jié)構(gòu)的整體性，降低了大壩的抗滑穩(wěn)定性，危及大壩運(yùn)行的安全性，如水庫(kù)大壩一旦失事，將會(huì)造成下游人民的生命財(cái)產(chǎn)的損失，影響人民的生活，并且會(huì)產(chǎn)生一定的社會(huì)影響，水利部抗震救災(zāi)前方工作組組織的專家現(xiàn)場(chǎng)核查后，將雙石橋水庫(kù)確定為有潰壩險(xiǎn)情的高危水庫(kù)，因此，對(duì)雙石橋水庫(kù)大壩存在的險(xiǎn)情應(yīng)采取必要的應(yīng)急措施，避免水庫(kù)大壩失事，對(duì)下游造成危害。雙石橋水庫(kù)除險(xiǎn)加固主要建筑物包括大壩、溢洪道、放水設(shè)施等。

3.1 大壩除險(xiǎn)加固措施

根據(jù)水庫(kù)大壩現(xiàn)狀，對(duì)水庫(kù)的大壩采取大壩設(shè)計(jì)長(zhǎng)度、位置不變，全長(zhǎng)230m，壩頂寬度4.0m，大壩壩頂設(shè)混凝土路面，壩頂高程546.0m。壩頂路面為C20混凝土路面。設(shè)計(jì)上游坡坡比1∶3，采用C20混凝土預(yù)制板護(hù)坡結(jié)構(gòu)型式，下游坡坡比為1∶2.75，采用草皮護(hù)坡型式。下游坡(0+050-0+180段)坡腳新建排水體，排水體高程536.5m。下游削坡的合格土料可運(yùn)至上游坡進(jìn)行培厚。大壩現(xiàn)狀壩頂寬度3m，壩軸線不在一條直線上。除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)壩頂加寬至4m，并且調(diào)整大壩在一條直線，根據(jù)最新航測(cè)地形圖進(jìn)行布置，設(shè)計(jì)新壩軸線向前移動(dòng)5.6m。針對(duì)“5·12”地震后，對(duì)上游坡裂縫位于擋土墻后，長(zhǎng)58m，深1m。拆除擋土墻后對(duì)裂縫采用開挖回填的方式：開挖深度1.5m，開挖長(zhǎng)度60m，開挖邊坡為1∶1，槽底寬度0.5m。開挖后先填筑裂縫，再進(jìn)行壩體填筑，使上游壩坡達(dá)到設(shè)計(jì)坡比1:3。設(shè)計(jì)下游坡覆蓋層清除，清除厚度30cm，之后削坡至設(shè)計(jì)坡比1：2.75，壩軸線向前移動(dòng)5.6m，因此壩頂及下游坡的裂縫經(jīng)過下游坡削坡已經(jīng)削到裂縫的位置以下，所以壩頂和下游坡的裂縫不需開挖處理。根據(jù)安全鑒定報(bào)告以及震后水庫(kù)大壩現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查資料可知，大壩有白蟻活動(dòng)跡象。由于沒有具體位置等數(shù)據(jù)資料，除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中白蟻防治采用大壩表層土壤消毒、投放毒餌誘殺包等措施。大壩施工時(shí)，注意觀察白蟻巢穴以及分布區(qū)，進(jìn)行重點(diǎn)部位防治。施工完成后，也要隨時(shí)觀察是否還有新的白蟻活動(dòng)情況，以便進(jìn)一步實(shí)施防治措施。

3.2 溢洪道除險(xiǎn)加固措施

溢洪道位置不變，位于大壩左岸，進(jìn)口段長(zhǎng)10m，底寬4m，邊坡護(hù)坡坡度由1:2漸變到直立連接到控制段，底板為50cm厚漿砌石襯砌，邊坡采用漿砌石護(hù)砌?？刂茢嚅L(zhǎng)8m，寬4m，坎高0.5m，厚0.4m寬頂堰，堰與邊墻為整體式C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。邊墻頂高程545.20m。寬頂堰堰頂高程543.7m。堰與邊墻為整體式C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，底板厚度0.5m。陡槽段底寬為4m，坡長(zhǎng)40m，陡坡坡比為1:8.33，底板為50cm厚C25鋼筋混凝土，邊墻為C25鋼筋混凝土重力式擋墻，邊墻頂高程545.20m-539.70m。消能措施采用挑流消能，C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。消能后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況接下游水渠。

進(jìn)口段長(zhǎng)5m，底寬由10m縮窄到4m，進(jìn)口段增建C25鋼筋混凝土重力式擋墻，底板為40cm厚漿砌石襯砌。邊墻頂高程545.20m。

3.3 放水設(shè)施除險(xiǎn)加固措施

放水設(shè)施位置不變，位于大壩左壩端。加固設(shè)計(jì)將原放水設(shè)施的臥管拆除，在原位置處重新修建臥管。每0.5m設(shè)一個(gè)取水口，共14個(gè)取水口，最低點(diǎn)取水口高程538.106m，最高點(diǎn)取水口高程544.24m。臥管采用C20混凝土澆筑。取水口采用預(yù)制混凝土塞代替原來(lái)的木塞。臥管末端的消力池拆除，新建C20混凝土結(jié)構(gòu)，底部設(shè)置消能坎。壩下涵管維持不變，但為了防止涵管水流對(duì)下游渠道產(chǎn)生沖刷破壞，增加出口的消能措施，按構(gòu)造設(shè)消力池，池長(zhǎng)為3.0m，寬度為0.6m，池深為0.5m。

4 結(jié) 論

通過對(duì)雙石橋水庫(kù)現(xiàn)狀及存在的問題分析，可以看出水庫(kù)的大壩上游護(hù)坡開裂，局部垮塌，右壩段擋墻斷裂，錯(cuò)位，壩體有白蟻活動(dòng)跡象；溢洪道無(wú)消能設(shè)施，對(duì)下游農(nóng)田多次沖刷破壞；并且經(jīng)過多年的運(yùn)行，放水設(shè)施的臥管多處漏水，漿砌塊石風(fēng)化嚴(yán)重。部分部位石塊脫落，受地震影響后，錯(cuò)位情況不明，本身結(jié)構(gòu)不安全。因此，對(duì)雙石橋水庫(kù)大壩存在的險(xiǎn)情應(yīng)采取必要的應(yīng)急措施，通過對(duì)雙石橋水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程的建設(shè)將會(huì)很好地解決水庫(kù)的險(xiǎn)情，避免水庫(kù)大壩失事，對(duì)下游造成危害，是十分必要的，也確保了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)的和諧發(fā)展。

[1]韋利珠.南流江水環(huán)境質(zhì)量狀況研究及生態(tài)保護(hù)修復(fù)探討[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2014(11):17-20.

1007-7596(2017)01-0094-02

2016-12-14

張志剛(1971-)，男，遼寧本溪人，助理工程師，研究方向?yàn)樗姽こ獭?/p>

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