三合成水庫工程規(guī)劃設計探討

崔玉乙

(瓦房店市水庫移民后期扶持工作辦公室，遼寧 瓦房店 116300)

三合成水庫工程規(guī)劃設計探討

崔玉乙

(瓦房店市水庫移民后期扶持工作辦公室，遼寧 瓦房店 116300)

三合成水庫座落在遼河水系秀水河支流三合成河上，是一座集防洪為主、灌溉及水產(chǎn)養(yǎng)殖等一體的中型水庫，由土壩、溢洪道、輸水洞三部分組成。三合成水庫除險加固是在原水庫樞紐工程的基礎上進行改造實施的，工程設計主要為大壩加高培厚，壩頂鋪設瀝青混凝土路面，上游壩頂高程78.52m以上采用鋼筋混凝土框格內(nèi)砌塊石護坡；高程78.52m以下采用拋石護坡，大壩下游采用草皮護坡，修建壩后排水體及壓滲蓋重，對大壩部分段實施基礎防滲;鋪設上壩道路;拆除重建溢洪道，加固輸水洞，更換必要機電設施、設備等。

三合水庫；防洪；規(guī)劃；設計；加固

1 工程概況

三合成水庫位于遼寧省沈陽市法庫縣包家屯鄉(xiāng)三合成村東，座落在遼河水系秀水河支流三合成河上。集水面積為57.13km2，總庫容1183.77×104m3，調(diào)洪庫容625.99×104m3，興利庫容為449.39×104m3，死庫容108.39×104m3，校核水位83.03m，興利水位80.76m，死水位78.26m，是一座集防洪為主、灌溉及水產(chǎn)養(yǎng)殖等一體的中型水庫。由土壩、溢洪道、輸水洞三部分組成。

2 工程規(guī)劃設計

三合成水庫除險加固是在原水庫樞紐工程的基礎上進行改造實施的。水庫設計洪水標準為50a一遇，校核洪水標準為300a一遇。

2.1 土壩設計

1)大壩培厚：大壩長度不變，壩頂高程由現(xiàn)狀的84.70m加高到85.19m。壩頂寬度由現(xiàn)狀3.0m增加到5.0m，迎水坡坡比達到1∶3.0，背水坡坡比達到1∶2.5。

2)壩頂路面：大壩壩頂寬度根據(jù)規(guī)范要求及實際情況，采用5m寬，壩頂路面為瀝青路面，長度為760m。

3)上、下游護坡：大壩上游78.52m高程以上采用鋼筋混凝土菱形框格干砌塊石護坡，混凝土框格寬30cm，厚50cm，混凝土強度等級C25，抗凍等級F300，78.52m高程到82.76m高程之間，78.52m高程以下采用拋石護腳。

大壩下游原干砌石護坡拆除重建，新種植草皮護坡。

4)下游壩腳排水體重修：大壩原失效的棱體排水拆除，重建棱體排水。棱體排水頂寬1.5m，高1.5m，下設20cm碎石墊層和20cm砂墊層，反濾無紡布一層。

5)壩基滲漏處理：三合成水庫在老河床0+188-0+332存在壩基滲漏問題。本次除險加固壩基滲漏段防滲設計范圍為樁號：0+150-0+370，共計長度220m。采用高噴灌漿防滲，在迎水坡壩頂施工，鉆孔平均深度25.50m，灌漿平均深度9.85m，穿過粉砂層和粗砂層。

2.2 溢洪道設計

通過水力計算進行驗證，從樞紐布置、溢洪道的水力要素、水流流態(tài)、水力現(xiàn)象、消能防沖效果等進行了研究，最終確定溢洪道結構尺寸：引水渠長度為10m，寬度為25-33.11m，厚度為0.5m，底高程為80.76m，兩側(cè)翼墻為八字墻；控制段長度為10m，寬度為25m，厚度為1.0m，底高程為80.76m；泄槽段總長度為68m，前18m范圍內(nèi)寬度從25米漸變?yōu)?5m，后50m范圍內(nèi)寬度為15m，厚度為0.5m，泄槽段坡度為1：6.2，高程從80.76m漸變?yōu)?9.75m；消力池總長度為17m，寬度從15m漸變?yōu)?0m，厚度為1.0m，高程為69.75m，消力池內(nèi)設三排軟體排水管，橫向間距為2m，縱向間距為2m，呈梅花型布置，池深為1.6m，消力池尾坎寬0.8m，高度為1.6m，尾坎高程為71.35m；消力池后接34m長海漫，其中前24m為漿砌石護坡，渠底厚度為0.8m，邊坡厚度為0.4m，后10m為土工格柵石籠護坡，尺寸為2.5m×2m×0.4m，共兩層，相鄰兩排石籠應交叉放置，兩側(cè)護坡土工格柵石籠為一層，尺寸為2.5m×2m×0.4m。

2.3 輸水洞設計

考慮下游水田灌溉的需要和施工難度及工程造價等因素，確定對輸水洞引水渠、進水塔及涵洞下游消力池、海漫進行拆除重建；因輸水洞洞體是對山體爆破后進行襯砌的結構，目前工程結構良好，故保留輸水洞洞體。

通過水力計算進行驗證，從樞紐布置、輸水洞的水力要素、水流流態(tài)、水力現(xiàn)象、消能防沖效果等進行了研究，最終確定輸水洞結構尺寸為：引水渠采用八字式結構，底板順水流方向長7.5m，凈寬度從4m漸變?yōu)?.5m，底板高程為77.26m，厚度為0.5m；進水塔閘室堰面采用平底寬頂堰，閘底板順水流方向長6m，凈寬為1.5m，底板頂高程為77.26m，厚度為0.8m，閘門采用鑄鐵閘門，閘門孔口尺寸1.5m×1.5m；消力池采用擴散式鋼筋混凝土消力池，由洞出口2.8m擴散到3.5m，斜坡段長度為6.6m，水平段長度為5.4m，底板厚度為0.5m，池深為0.50m，消力池斜坡段坡比為1∶4，消力池底高程為75.50m；消力池后連接海漫段，海漫長21.5m，漿砌石結構，底寬3.5m，厚度為0.4m，高程從76.00m漸變?yōu)?5.65m，兩側(cè)為漿砌石墻，厚度為0.35m；輸水洞上部閘房尺寸為5m×6m。

閘門采用1.5m×1.5m平面鑄鐵閘門，啟閉機采用QL-15-SD。攔污柵采用LWS-1500×1500。

3 壩體加固

3.1 土方開挖

以機械開挖為主，開挖土方時，實際施工的邊坡坡度適當留有修坡余量，再用人工修整，滿足施工圖紙要求的坡度和平整度。開挖棄土運到指定棄渣場。開挖過程中，施工人員經(jīng)常校核測量開挖平面位置、水平標高、控制樁號、水準點和邊坡坡度等符合施工圖紙的要求。

3.2 土方填筑。

根據(jù)碾壓試驗，壩體賠厚分段、分層填筑、碾壓，相鄰施工段的作業(yè)面均衡上升，相鄰作業(yè)面的搭接碾壓長度，平行軸線方向≥0.5m；機械碾壓不到的部位，輔以人工夯實。

3.2.1 原壩體干砌石護坡拆除

根據(jù)本工程招標文件技術要求，舊建筑物拆除，只能采用人工和機械拆除的規(guī)定，結合現(xiàn)場勘察情況，本工程舊建筑物拆除采用挖掘機為主要施工機械，拆除的廢料直接拋至護腳做拋石護腳。

在拆除施工過程中，保證施工安全及保護保留建筑物的完好。尤其是庫區(qū)底部的防滲體。

3.2.2 碎石(砂)墊層

墊層由底部向上按設計結構層要求，逐層鋪墊，并保證層次清楚，互不混雜，不從高處順坡倒塌；已鋪筑墊層的工段，及時鋪筑上層料。

3.2.3 鋼筋

鋼筋作業(yè)包括鋼筋，鋼筋網(wǎng)，鋼筋骨架和錨筋等的加工，制作，安裝，綁焊和預埋工作。

鋼筋安裝的位置，間距，保護層及各部分鋼筋的尺寸符合施工圖的規(guī)定。

3.3 網(wǎng)格混凝土工程

本工程采用商品混凝土。混凝土配合比通過試驗選定，混凝土取樣試驗，在混凝土澆筑過程中，按SD105-82的規(guī)定和監(jiān)理人的指示，在出機口和澆筑現(xiàn)場進行混凝土取樣試驗。

4 溢洪道、輸水洞工程

4.1 土石方開挖

本工程的土方開挖為土方明挖。土方開挖前測設繪制溢洪道和輸水洞原始斷面，按設計開挖線進行開挖輪廓放線。土方開挖施工順序：首先進行場地清理，原溢洪道海漫、原輸水洞上游面拆除等，然后按照“自上而下”的原則，從開挖輪廓線的邊緣開始，由上而下，分層開挖，直至開挖到設計高程或巖石面為止。石方開挖施工采用液壓巖石破碎機進行施工，人工配合反鏟挖掘機清槽和清坡，巖渣用反鏟裝自卸汽車運輸至發(fā)包人指定的堆存場地存放備用。

4.2 土方填筑

回填施工在混凝土經(jīng)驗收合格后進行?；靥钍┕ろ樞颍菏紫冗M行測量放線確定回填邊線，然后采用挖掘機挖裝，自卸汽車運輸，挖掘機或人工自上而下分層回填，直至回填到確定邊線為止。在施工過程中嚴格控制回填層厚度。回填料采用小型夯機壓實，靠近墻體的用人工夯實。

4.3 鋼筋混凝土施工

基面處理：本工程的基面為巖石基面。巖石基面要無松動巖塊、淤泥、積水、雜物等。

模板支護：現(xiàn)場進行拼裝支立。

溢洪道和輸水洞主體采用商品混凝土，拌制在攪拌站的攪拌樓里完成。其他零星部分混凝土拌制在現(xiàn)場完成?，F(xiàn)場拌制采用JZC350型拌和機，每罐理論出料0.35m3。

商品混凝土水平運輸采用混凝土攪拌車，垂直運輸采用混凝土泵車。

澆筑施工時在層面上先均勻鋪設2-3cm砂漿，然后采用平鋪法澆筑混凝土施工。自一側(cè)向另一側(cè)依次進行，混凝土熟料經(jīng)運輸至倉面后，自下而上一次鋪料，人工平倉，振搗器振搗?；炷翝仓?2-18h后，派專人及時用麻袋覆蓋灑水養(yǎng)護，使混凝土表面均勻濕潤，防止產(chǎn)生干縮裂縫。

5 金屬結構設備安裝

5.1 閘門安裝

用汽車起重機，將運到工地現(xiàn)場的閘門按順序吊裝到門槽內(nèi)進行安裝，閘門安裝完成后，清除埋件表面和門葉上的所有雜物并在滑動部位涂抹潤滑脂。

水封安裝前，先將橡皮水封按需要的長度黏結好，再與水封壓板一起配鉆螺栓孔，采用專用鉆頭，使用旋轉(zhuǎn)法加工，嚴禁用沖壓法及熱燙法加工，最后擰緊螺絲。

5.2 啟閉機安裝

先用載重汽車將卷揚啟閉機運到位，卸車后用推車運到安裝現(xiàn)場。進行安裝調(diào)整完畢后，將地腳螺栓與啟閉機相連，檢查驗收合格后，澆二期混凝土。

啟閉機安裝后，開始進行控制開關柜安裝及電纜敷設等。

5.3 閘門及啟閉機試驗

閘門安裝完畢后，對閘門進行全行程啟閉試驗，檢查支鉸轉(zhuǎn)動情況，啟閉過程平穩(wěn)無卡阻，水封橡皮無損傷，試驗前采用清水先對水封橡皮及不銹鋼水封座板的接觸面沖淋潤滑，以防止損壞水封橡皮。

啟閉機安裝完畢后，應對啟閉機外表進行清理，修補已脫落的保護油漆，并按規(guī)定灌注潤滑油，然后進行電氣設備試驗，電氣設備信號調(diào)試無誤后，再進行聯(lián)機調(diào)試。

6 結 語

經(jīng)過重新設計后的水庫大壩觀測設備運行正常，通過滲流觀測資料分析，滲流量較加固前減少，滲透坡降小于允許滲透坡降，滲流安全。

[1]許艷杰,朱宏飛,李偉莉.高噴灌漿在三合成水庫除險加固中的應用[J].東北水利水電，2012 (03)：24-25，44.

[2]李勇,尹忠武.南水北調(diào)中線總干渠征地移民規(guī)劃設計[J].中國水利，2004(06)：49-50.

[3]曲嬋娟.基于黑龍江省三江平原七里沁水庫工程規(guī)劃[J].黑龍江水利科技，2012(08)：185-186.

[4]王春英,謝寶元,蘇新琴,等.禾子澗景觀型水庫工程規(guī)劃[J].北京水利，2005(06)：38-40，60.

1007-7596(2017)07-0063-03

2017-06-23

崔玉乙(1983-)，男，遼寧大連人，工程師，從事水庫移民后期扶持工作。

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