團結(jié)水庫除險加固工程設(shè)計探析

摘要：團結(jié)水庫是一座以灌溉為主，兼有養(yǎng)魚為輔等綜合效益的水庫工程。水庫在承擔(dān)下游350畝農(nóng)田灌溉任務(wù)的同時，還承擔(dān)著下游居民的生命和國家財產(chǎn)的安全。

關(guān)鍵詞：團結(jié)水庫；除險加固；設(shè)計

中圖分類號： TV698.23 文獻標(biāo)識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.04.018

1工程現(xiàn)狀及存在問題

1.1工程總布置情況及存在問題

團結(jié)水庫主要建筑物由大壩、溢洪道、放水設(shè)施等幾部分組成，經(jīng)安全鑒定團結(jié)水庫工程存在以下問題：壩體出現(xiàn)3條地震裂縫；壩體高度不滿足防洪要求；溢洪道底板和邊墻有裂縫，陡槽段邊墻高度不夠；溢洪道沒有消能設(shè)施；放水設(shè)施有裂縫。

1.2大壩及壩基

團結(jié)水庫大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高12.75米，壩長148米，壩頂寬58米，大壩上游邊坡坡比為1∶3.0，大壩下游邊坡平均坡比為1∶2.3，上游壩坡無護坡，下游為干砌石護坡。因年久失修，水庫在壩體中產(chǎn)生了一系列的震生裂縫，其中平行于壩軸方向規(guī)模最大的縱向主裂縫長達80米，呈斷續(xù)狀延伸，基本上已貫通整個壩體長度，裂縫寬度為0.2厘米。其余3條縱縫平行于壩軸線方向。

1.3溢洪道

溢洪道設(shè)在大壩右側(cè)，屬于河岸式無閘正堰溢洪道，由進口段、溢流堰及陡槽組成。溢洪道堰型為寬頂堰，加固后堰頂高程664.200米，閘室凈寬3米，最大溢流水深1.894米，相應(yīng)水位666.094米，溢洪道上設(shè)有工作橋一座，其長度為3米。陡槽段分三段，底寬3米。第一段坡長45.97米，坡比1∶135.21；第二段坡長15.28米，坡比1∶3.48；第三段坡長37.87米，坡比1∶3.98；底板為50厘米厚C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，邊墻為50厘米厚漿砌卵石。溢洪道無消能設(shè)施。

1.4放水設(shè)施及其他

團結(jié)水庫放水設(shè)施為涵臥管形式，臥管斷面尺寸為0.4×0.4米，涵管斷面尺寸為0.75×0.7米（估計）。放水孔直徑為φ0.3米，最大放水流量0.28立方米/秒。

涵臥管位于大壩左壩肩，設(shè)置于基巖中，現(xiàn)狀為地震產(chǎn)生輕微裂縫，現(xiàn)場檢查有漏水現(xiàn)象，對工程運行影響不大。

進庫道路基本為機耕道，路面很窄，且為泥質(zhì)路面。水庫管理設(shè)施簡陋，管理房破損，大壩無監(jiān)測設(shè)施。

2設(shè)計依據(jù)

按照中華人民共和國《水利水電工程等級劃分和防洪標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000之規(guī)定團結(jié)水庫工程等別為Ⅴ等，主要建筑物級別為5級。按照SL252-2000之規(guī)定“山區(qū)、丘陵區(qū)水利水電工程永久性水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)”，本次設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年洪水設(shè)計，200年洪水校核。

3總體設(shè)計方案

根據(jù)團結(jié)水庫的現(xiàn)狀和存在的問題，擬定除險加固總體設(shè)計方案：壩體加高0.6米，滿足水庫防洪要求；上游壩坡護坡處理；充填灌漿處理壩體中震生裂縫；后壩腳增設(shè)棱體排水。對溢洪道底板和邊墻的裂縫進行處理；加高陡槽段邊墻；新建消能設(shè)施。對放水設(shè)施的裂縫進行處理，將原放水涵臥管拆除，新建成折懸臂閘門控制式放水涵臥管。增設(shè)觀測設(shè)施，修建壩頂公路及防汛搶險公路；白蟻防治。

4加固設(shè)計

4.1壩體裂縫處理

因年久失修，壩體中產(chǎn)生了一系列的震生縱向裂縫，本次設(shè)計擬采用開挖回填與充填灌漿的方式對震生裂縫進行處理，在縱縫處將壩體開挖2米深，開挖長度應(yīng)比縫兩端長1米。開挖邊坡不陡于1∶1，挖坑兩端的邊坡不陡于1∶3，槽底寬度0.5米。開挖后立即回填，回填土料應(yīng)與原壩體土料相同。開挖回填后進行充填灌漿。灌漿孔單排布設(shè)，灌漿孔距2.0米，跳孔灌漿，深度到壩基。漿液采用水泥粘土混合漿液，終漿比例采用1∶1。

4.2上游壩面護坡

水庫經(jīng)多年運行，大壩上游坡面風(fēng)浪淘刷現(xiàn)象嚴(yán)重，原上游壩面沒有護坡。本次設(shè)計在上游壩面新鋪設(shè)預(yù)制砼塊護面，以防止風(fēng)浪淘刷。上游坡坡比采用1∶3坡比進行護面整治。預(yù)制塊設(shè)計采用C20砼現(xiàn)場預(yù)制，尺寸為0.5×0.5×0.08米，采用1∶2水泥砂漿灌縫鋪裝，其下設(shè)0.1米厚粗砂墊層，坡面663.0米高程處設(shè)1.0米寬馬道，坡腳處新建毛石砼擋墻阻滑。由于壩基為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，新建毛石砼擋墻地基承載力不夠，施工時把地基土置換成砂礫料，提高地基的承載力。

4.3下游壩面護坡

下游壩面現(xiàn)狀情況為干砌石護坡，護坡比較完整，可以繼續(xù)使用。本次設(shè)計下游壩面護坡為原來的干砌石護坡不變。在下游壩面周邊設(shè)漿砌石矩形槽排水溝，兼做白蟻防治施藥溝，漿砌石標(biāo)號為M7.5。壩腳設(shè)頂寬1.0米兩側(cè)邊坡比1∶1.0、

1∶1.5的排水棱體。

4.4壩頂

根據(jù)調(diào)洪計算復(fù)核結(jié)果可知，團結(jié)水庫現(xiàn)狀壩頂高程不夠，比校核最高洪水位低666.092-665.6=0.492米，綜合分析溢洪道實際情況，本次設(shè)計在原壩頂上將壩體加高0.6米，壩頂高程達到666.2米。

本次設(shè)計在壩頂高程加高的基礎(chǔ)上再新建0.9米高、150米長的防浪墻，防浪墻為鋼筋混凝土形式，厚0.3米。壩頂寬6米，壩頂面鋪設(shè)泥結(jié)石路面，路面寬5.7米，上層鋪設(shè)0.2米厚泥結(jié)碎石，下層鋪設(shè)0.3米厚手?jǐn)[片塊石基礎(chǔ)。

5溢洪道加固設(shè)計

5.1溢洪道工程現(xiàn)狀

團結(jié)水庫溢洪道位于大壩右側(cè)，進口正槽開敞式自由出流，進口底高程為664.00米，堰頂凈寬3.0米，最大泄流量12.65立方米/秒，溢洪道無挑流設(shè)施。

5.2溢洪道加固項目

運行多年，溢洪道出現(xiàn)了不同程度的縱向和橫向裂縫，裂縫最長10m，深度貫穿溢洪道邊墻和底板，造成了部分段溢洪道邊墻及底板斷裂、錯位。在不改變原來溢洪道型式和坡比的情況下，對原溢洪道邊墻和底板進行鑿毛，打錨桿，錨桿間距1米×1米，掛200mm×200mmφ6鋼筋網(wǎng)，澆筑200mm厚C25細(xì)石混凝土。

5.3溢洪道新建項目

原溢洪道無消能設(shè)施，由陡槽直接泄入下游河道，對下游造成了嚴(yán)重沖刷，不利于溢洪道安全，故決定新建挑流鼻坎，新建挑流鼻坎與陡槽加固同時進行，布置陡槽第三段末段。

6放水設(shè)施

6.1放水設(shè)施結(jié)構(gòu)安全評價

團結(jié)水庫放水設(shè)施為涵臥管形式，臥管斷面尺寸為0.4×0.4米，涵管斷面尺寸為0.75×0.7米（估計）。放水孔直徑為φ0.3米，最大放水流量0.28立方米/秒。

涵臥管位于大壩左壩肩，設(shè)置于基巖中，現(xiàn)狀為地震產(chǎn)生輕微裂縫，現(xiàn)場檢查有漏水現(xiàn)象。

6.2放水設(shè)施加固項目

據(jù)現(xiàn)場情況檢查分析和近幾年其他水庫放水臥管改造及運行情況比較，擬設(shè)計將放水涵臥管改建為折懸臂表層放水閘，采用手電兩用卷揚式啟閉機啟動。

6.3結(jié)構(gòu)設(shè)計

將原放水設(shè)施的放水涵臥管拆除，新建的涵臥管為折懸臂閘門表層放水，分3級，最大水頭2.8米，放水孔Ф=0.5米，最大放水流量0.3立方米/秒，臥管為矩形斷面，凈尺寸高×寬（1.3米×0.6米），底坡比降為1∶2.0。本次設(shè)計閘平臺、折懸臂、邊墻、底板、蓋板均采用C20鉿現(xiàn)澆。

7結(jié)語

本次設(shè)計擬采用開挖回填與充填灌漿的方式對震生裂縫進行處理。真正做好團結(jié)水庫除險加固工程的相關(guān)設(shè)計工作，從而提高團結(jié)水庫的使用年限。

參考文獻

[1]張興榮.病險水庫除險加固之我見[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010，（03）.

[2]何善國.病險中小型水庫的工程質(zhì)量缺陷及病態(tài)特征探析[J].中國農(nóng)村水利水電，2010，（01）.

作者簡介：程東，本科學(xué)歷，中級工程師，研究方向：水利水電工程。