新建水庫除險加固設(shè)計探析

田娟

（臨汾市水利勘測設(shè)計院，山西 臨汾 041000）

新建水庫除險加固設(shè)計探析

田娟

（臨汾市水利勘測設(shè)計院，山西 臨汾 041000）

新建水庫位于曲沃縣曲村鎮(zhèn)新建村東南，是一座以防洪為主，兼顧灌溉的?。ǘ┬退畮?。經(jīng)有關(guān)專家鑒定，大壩安全類別評定為三類壩。針對水庫存在的主要問題，提出了相應(yīng)的除險加固方案。通過工程加固，可消除安全隱患，保障人民群眾生命財產(chǎn)安全。

工程現(xiàn)狀；除險加固；新建水庫

1 工程現(xiàn)狀

新建水庫位于曲沃縣曲村鎮(zhèn)新建村東南，是一座以防洪為主，兼顧灌溉的?。ǘ┬退畮欤瑝沃芬陨峡刂屏饔蛎娣e23.0 km2，設(shè)計總庫容37.1萬m3，興建于1964年5月，1965年9月投入運行。

樞紐工程由大壩、溢洪道、灌溉洞三部分組成。大壩為均質(zhì)土壩，正常高水位432.30 m，設(shè)計洪水位432.47 m，校核洪水位433.85 m。壩頂高程433.9 m，最大壩高7.5 m，壩頂寬3.0 m，長115 m，壩頂未設(shè)防浪墻。上游壩坡1∶3.0，下游壩坡1∶3.6，壩基寬33.5 m，下游未設(shè)岸坡排水，上下游壩坡均未設(shè)護坡?，F(xiàn)狀溢洪道位于大壩左岸，為開敞式磚砌矩形結(jié)構(gòu)，進口底高程432.9 m，下游無消能設(shè)施，最大泄洪流量2 m3/s。現(xiàn)狀灌溉洞位于大壩右岸，與大壩交點樁號0+101.3，為直徑600 mm的無壓混凝土管，手動閘門控制，進口底高程428.51 m，最大放水流量1.2 m3/s。

根據(jù)《水利水電等級劃分及洪水標準》規(guī)定，工程等別為Ⅴ等，主要建筑物和次要建筑物均為5級，設(shè)計洪水標準為10年一遇，校核洪水標準為20年一遇，溢洪道消力池按設(shè)計洪水標準為10年一遇。

2 存在問題

由于水庫建于20世紀60年代初，屬于典型“邊勘測、邊設(shè)計、邊施工”工程，加之現(xiàn)已運行50多年，工程老化不可避免，除險加固迫在眉睫。主要存在以下問題：大壩為均質(zhì)碾壓土壩，壩頂未設(shè)防浪墻，上下游壩坡無護坡，下游壩坡無排水設(shè)施，汛期水量大，蓄水后影響壩體的穩(wěn)定。溢洪道無消能設(shè)施，斷面小，影響泄洪。灌溉洞閘室、閘門損壞嚴重?，F(xiàn)狀防汛搶險道路為土路，寬3～3.5 m，不滿足防汛搶險要求。

3 工程除險加固措施

3.1 大壩整治

除險加固后壩寬4.0 m，壩長115 m，壩頂上游側(cè)設(shè)防浪墻長93 m，高1.0 m，墻厚400 mm，為M7.5水泥砂漿砌石結(jié)構(gòu)；壩頂路面清理整平后，采用200 mm厚砂礫石硬化，路面以2%坡度向下游側(cè)傾斜并設(shè)漿砌C20混凝土預(yù)制塊道邊石。

現(xiàn)狀上游壩坡1∶3.0，為土坡，局部坑洼不平，為加強上游壩坡的穩(wěn)定，保護壩體土料不受水流沖刷，對上游壩坡采用干砌塊石護坡，防護面積1 800 m2。先清理表層雜物等，隨后按設(shè)計坡度分層夯填土至相應(yīng)設(shè)計高程，最后在高程428.23～433.90 m處全部采用干砌塊石護坡，從上至下層依次為400 mm厚干砌塊石，200 mm厚碎石墊層，200 mm厚砂子墊層。

考慮防汛搶險要求及交通方便，本次改造將現(xiàn)狀3 m壩頂加寬至4 m，現(xiàn)狀壩坡為1∶3.6，壩頂加寬時下游壩坡接近壩頂部分需培厚，整治后下游壩坡為1∶3～1∶3.6。下游壩坡培厚前，需先對下游壩坡進行清理，清除雜物、表層腐植土等，再分層夯填至設(shè)計坡度，要求壓實度不小于0.96。下游共設(shè)岸坡排水溝105 m，其溝底寬0.3 m，深0.25 m，為M7.5水泥砂漿砌石結(jié)構(gòu)。

3.2 改建溢洪道

溢洪道位于大壩左岸，由引水渠段、閘室段、泄槽段、消力池段、海漫段組成，總長74 m。設(shè)計采用重力式擋土墻，側(cè)墻與底板為分離式結(jié)構(gòu)。

引水渠段設(shè)計：引水渠段為M7.5水泥砂漿砌石結(jié)構(gòu)，長9 m，底寬17～19.8 m，底板厚0.5 m，底高程429.28～429.73 m，坡度-1/20。在底板上游設(shè)齒墻，深2m，厚0.5～1.0m。左側(cè)墻高4.17～4.67m，墻頂寬0.5m，底寬2.2～2.6 m，基礎(chǔ)寬2.8～3.2 m，基礎(chǔ)厚0.8 m；右側(cè)墻呈半圓形布置，半徑2.5 m，總長21 m，墻高4.62～0 m，墻頂寬0.5 m，底寬0.5～2.6 m，基礎(chǔ)寬1.1～3.2 m，基礎(chǔ)厚0.8 m，兩側(cè)墻頂均設(shè)0.2 m厚C20混凝土壓頂塊。

閘室段設(shè)計：閘室段為C25鋼筋混凝土現(xiàn)澆，長10 m，總寬17 m，凈寬14 m，墩頂高程433.90 m，底高程429.73m，底板厚0.8m。閘室分4孔，每孔凈寬3.5m，中墩厚1.0 m，邊墩頂寬1.0 m，底寬1.5 m，設(shè)平板鑄鐵閘門，尺寸為3.5 m×3.0 m（寬×高），由QLZ-2×50-SD啟閉機啟閉。中墩上游頭部為半圓型，下游頭部為流線型。啟閉機平臺高程437.7m，工作橋板寬1.07m，0.87 m，板厚0.15 m，閘墩與啟閉平臺間連接采用框架結(jié)構(gòu)，結(jié)合閘墩位置布置10根立柱，斷面尺寸為0.5 m×0.5 m。為滿足通行需求，在閘室段下游側(cè)設(shè)C25鋼筋混凝土連續(xù)板式交通橋，橋板厚0.25 m，結(jié)合中墩分4跨布置，每跨凈寬3.5 m，橋板兩側(cè)設(shè)大理石欄桿。

根據(jù)閘室段與堰頂?shù)你暯訔l件，按寬頂堰泄流計算，泄量公式為：Q=mεnb（2g）1/2H03/2，計算結(jié)果分別為：水位429.73 m時，泄量為0；水位430.9 m時，泄量為29.32 m3/s。

泄槽段設(shè)計：泄槽段為C20混凝土結(jié)構(gòu)，長30 m，底寬17 m，底板厚0.4 m，縱坡1∶7.5，泄水流量179.7 m3/s。泄槽底板與兩側(cè)擋土墻間設(shè)兩條縱縫，橫向共設(shè)2條橫縫將其分為3塊，縫間均設(shè)651型橡膠止水帶一道，瀝青油毛氈（二氈三油）填縫。每塊底板上游側(cè)均設(shè)齒墻，齒墻深0.8 m，其下游側(cè)壓在下一塊底板上游側(cè)的齒墻上，與其構(gòu)成搭接縫。在底板齒墻處設(shè)0.3 m×0.3 m碎石反濾體橫向排水，碎石反濾體外包土工布。側(cè)墻左右對稱布置為重力式擋土墻，側(cè)墻高度由摻氣水深加安全超高確定。根據(jù)規(guī)范要求安全超高取0.5～1.5 m。經(jīng)計算墻高為2.5～4.17 m，頂寬0.4 m，底厚1.3～2.2 m，趾長0.4 mm，踵長0.2 m。為減小泄槽側(cè)墻后的滲透水壓，在側(cè)墻背水面設(shè)粒徑0.2～0.3 cm碎石反濾體縱向排水，碎石反濾體外包土工布，反濾體沿側(cè)墻通長布置。

消力池段設(shè)計：消力池段為C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，經(jīng)計算，池長15 m，底寬17 m，底高程425.73 m，挖深為0.8 m。底板與兩側(cè)墻間設(shè)兩條縱縫，縫間均設(shè)651型橡膠止水帶一道，瀝青油毛氈（二氈三油）填縫。在消力池上下游側(cè)均設(shè)1.4 m深齒墻，在底板下部鋪設(shè)0.1 m厚C20混凝土墊層，并在消力池底板上設(shè)直徑50 mm的PVC排水管，下包土工布，2 m×2 m梅花狀布置。側(cè)墻左右對稱布置為C25鋼筋混凝土重力式擋土墻，消力池設(shè)計洪水標準為10年一遇，側(cè)墻高度由溢洪道設(shè)計流量為100.9 m3/s時消力池躍后水深加安全超高確定，計算得躍后水深為3.12 m，加安全超高后確定消力池側(cè)墻高度為3.6 m。

海漫段設(shè)計：海漫段長10 m，寬17.0 m，底高程426.51～426.53 m，底坡1/500，底板為鉛絲籠塊石結(jié)構(gòu)，厚0.5 m，末端設(shè)1.0 m深、2.0 m寬的齒墻。側(cè)墻為M7.5水泥砂漿砌石結(jié)構(gòu)左右對稱布置，墻高2.8 m，寬0.4 m，底厚1.4 m，趾長0.4 m，踵長0.2 m，基礎(chǔ)厚0.8 m，墻頂設(shè)0.2 m厚C20混凝土壓頂塊。

3.3 改建灌溉洞

灌溉洞改建是將現(xiàn)狀灌溉洞進口閘室及工作橋拆除。在進口設(shè)閘門控制流量，底高程429.73 m，新建閘室段采用C20混凝土結(jié)構(gòu)，長2m，寬2m，高4.67m，閘孔尺寸0.6 m×0.6 m，底板厚0.5 m，閘后設(shè)胸墻尺寸0.2 m×0.4 m。設(shè)啟閉平臺，啟閉機板厚0.2 m。閘門采用PGZ0.6 m×0.6 m拱形平面閘門，配套2 t側(cè)搖式螺桿啟閉機。

啟閉平臺與壩頂采用工作橋連接，工作橋為梁板式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，總長11.0 m，橋板中間下部設(shè)兩根鋼筋混凝土立柱將梁板分成兩跨，單跨長5.5 m，寬2.0 m。立柱高1.55 m，截面尺寸0.4 m×0.4 m。橋面兩側(cè)設(shè)欄桿，高1.1 m。板下設(shè)大梁2根，高0.5 m，寬0.25 m。灌溉洞出口接明渠長65 m，高0.6 m，寬0.6 m，為M7.5水泥砂漿砌石結(jié)構(gòu)。

3.4 防汛搶險道路拓寬硬化

現(xiàn)狀防汛搶險道路為寬3～3.5 m的土質(zhì)路面，坑洼不平，雜草叢生，一遇下雨更是泥濘不堪，不能滿足防汛搶險和通行的要求。為此對420 m防汛搶險道路進行拓寬硬化，設(shè)計路面總寬5.0 m，其中路面凈寬4.0 m，兩側(cè)路肩寬0.5 m，原土夯實后采用砂礫石硬化，在路面與路肩間設(shè)500 mm×100 mm×300 mm漿砌C20混凝土預(yù)制塊道邊石。

4 結(jié)語

除險加固工程實施后，可消除工程隱患，確保0.008萬hm2農(nóng)田保證率為50%的興利用水量，可增加灌溉供水量至49.11萬m3，有效保障了下游縣級公路汛期安全通行和人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

TV697.3

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1004-7042（2017）01-0047-02

田娟（1988-），女，2011年畢業(yè)于山西水利職業(yè)技術(shù)學院水利工程專業(yè)，助理工程師。

2016-11-15；

2016-12-23