李花莊水庫大壩除險加固工程措施淺析

談興

（大同市水務局，山西 大同 037004）

李花莊水庫大壩除險加固工程措施淺析

談興

（大同市水務局，山西 大同 037004）

通過水庫除險加固的重要性和水庫中的安全隱患,依據(jù)規(guī)范對李花莊水庫存在的安全隱患采取了對大壩裂縫進行灌漿處理，大壩上游壩坡增設砌石護坡，增加大壩觀測設施等工程措施。

水庫；大壩；除險加固；措施

水庫作為水利水電工程中的重要部分，在國民經(jīng)濟生產(chǎn)中起決定性作用。尤其在防洪減災中和人民生命財產(chǎn)安全有著重要及息息相關的作用。從而水庫的除險加固工程非常必要也極其重要。一些常年運行的病險水庫存在諸多問題，例如：年久老化、滲漏、堵塞嚴重、管理體制不健全、維修資金不足等問題。因此亟待對水庫進行除險加固工程，進而使水庫正常運行，發(fā)揮其社會效益和經(jīng)濟效益雙結合的功能。

1 工程概況

李花莊水庫位于大同市新榮區(qū)西村鄉(xiāng)李花莊村南0.25km，所屬流域為海河流域永定河水系御河一級支流李花莊河。壩址以上控制面積2.7km2。總庫容10.256萬m3，是一座以防洪、灌溉為主的小（二）型水庫，地面覆蓋差。流域屬土石山區(qū)，主河流長7.30km，平均寬度0.37km，平均縱坡22.4‰，平均河床糙率0.027，多年平均徑流量3.321萬m3。

李花莊水庫大壩為漿砌石心墻壩，壩頂長60m，壩頂寬6.0m，設計最大壩高11m，壩頂高程1171.0m。壩底高程1160.0m，死水位1169.0m，淤積高程1167.4m。現(xiàn)狀大壩上、下游坡比分別為1∶1.5和1∶1。主要建筑物級別為5級，次要建筑物級別為5級。

2 水庫在運行過程中存在的問題

水庫出險加固的資金緊張，盡管國家加大了對重點小型水庫除險加固的投入，但是每年投入的資金遠遠滿足不了工程建設的需要，再加上水庫由于地質及建設時工程質量等多方面的原因，造成舊險消除，新險出現(xiàn)，許多病險情況不能根除。水庫管理落后特別是小（二）型水庫管理落后，體制不健全，機構不完整，管理手段落后，就連最基本的大壩觀測設施都沒有，故在運行期間沒有實測變形記錄。經(jīng)向水庫管理人員調(diào)查，工程在運行過程中多次出現(xiàn)裂縫和陷坑。

1993年水庫大壩發(fā)生比較嚴重的險情，目前水庫存在的主要險情有：大壩滲漏，壩身單薄，涵臥管垮塌、堵塞、損毀，溢洪道泄洪道達不到規(guī)范要求等，存在很大的安全隱患。上游壩坡無護坡設施，壩面不規(guī)則。大壩長時間帶病運行，滲漏嚴重；壩坡分布有較多的沖溝和陷坑，大壩存在較大的安全隱患。水庫設計及施工均在地質資料不完善的情況下進行，未對壩基進行清理，大壩完全由人工填筑，施工質量較差，壩體結構強度較低，結構不穩(wěn)定，大壩長時間帶病運行，滲漏嚴重，不能在高水位下運行。大壩壩體存在縱橫交錯的裂縫，存在較大的安全隱患。大壩防洪標準低，難以抵御較大雨量形成的入庫洪水造成的壓力。加之水庫無水文觀測設施及智能化設備，在水庫在病隱患嚴重時，水庫大都以控制調(diào)蓄，低水位運行，水庫一旦發(fā)生險情，嚴重影響下游群眾的生命財產(chǎn)安全。

3 工程的除險加固措施

為了更好地落實水利部發(fā)布的《關于進一步做好病險水庫除險加固工作的通知》，結合本流域本地區(qū)病險水庫中存在的工程缺陷和工程隱患，加大投入力度，嚴格施工過程，提出適宜該水庫壩體及壩基除險加固的設計方案。針對該水庫存在的問題，對大壩進行除險加固設計。主要措施為：（1）對大壩裂縫進行灌漿處理，確保大壩防洪安全和結構強度；（2）大壩上游壩坡增設砌石護坡，增設壩后反濾體；（3）增設大壩觀測設施。

3.1 對大壩裂縫進行灌漿處理，確保大壩防洪安全和結構強度

灌漿施工工藝是水利施工針對大壩滲漏的一種常見的技術，也是一項隱蔽的工藝，在分析當?shù)氐牡刭|條件后采用不同的工藝方式，選用不同的材料，形成不同的灌漿凝結體。由于該地段地質復雜，為了使灌漿效果好，在施工前根據(jù)設計要求選擇打孔地段對孔間距離，工藝參數(shù)進行滲透實驗，以此作為施工依據(jù)。

針對壩體采用黏土灌漿，壩基采用水泥灌漿的形式進行防滲處理。經(jīng)過試驗做出施工方案，灌漿壩頂高程為大壩高程清基1m后高程（1170m），灌漿孔沿壩軸線共布置3排，排距1.5m，孔距2m，孔位間隔布置。壩體黏土灌漿深度為25m，壩基水泥灌漿深入基巖5m，最大灌漿深度為40m。壩體黏土灌漿選用含黏粘量40%的粉質黏土，含沙量應小于10%，采用全孔灌注法施工，先利用自重灌注，再逐漸加壓。壩基灌漿采用自上而下循環(huán)灌漿法，按序逐漸加密的原則進行施工，漿液的變換，應遵循由稀到濃的原則，逐級改變，漿液的水灰比可采用8∶1，5∶1，3∶1，2∶1，1.5∶1，1∶1，0.8∶1，0.6∶1，0.5∶1（重量比）9個階段。初始水灰比可采用8∶1。

在短期的施工后，對灌漿后的部位進行檢測，實測滲水量為60L/min，達到了規(guī)范的要求，因此證明在該工程中采用的灌漿防滲漏油顯著的效果，既加快了工期同時也節(jié)約了工程投資。

3.2 大壩上游壩坡增設砌石護坡，增設壩后反濾體

經(jīng)設計使上游壩坡由原來的1∶1.5變?yōu)?∶2.5,同時坡腳以上做干砌石護砌，厚度0.3m。對大壩下游壩坡進行培厚處理，坡比由1∶1變?yōu)?∶2.5，壩坡培厚時先將腐殖土清除然后填筑粘土，碾壓，壓實度不低于96%。護坡采用干砌塊石施工，根據(jù)《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（SL274-2001）進行要求，首先將選好并運到工作面的塊石運到填料部位，在堆放石材時要考慮工作面的場地要適合。人工砌筑要技術交底，嚴格各個工序的合理、規(guī)范。塊石砌筑要滿足石材之間的咬合、錯縫、穩(wěn)定、平整性等砌筑的基本要求。另外在砌筑塊石的過程中也要對壩坡的外觀和整體效果考慮；使壩坡有層次感，一層一層錯縫鎖結的方式鋪砌；壩坡的石材砌縫隙寬度不應大于25mm，砌石邊角要順直，整齊牢固，嚴禁出現(xiàn)通縫，疊砌和浮塞等不規(guī)范現(xiàn)象，面石要選用表面光滑平整的石材，中間用小石填心。在砌筑工程中遵循由下至上的原則，砌石牢靠，嵌緊避免不合理施工造成的損失。砌筑厚度要達到設計要求。該水庫使用當?shù)厥模x用塊石尺寸為0.30m× 0.20m（寬×厚），塊石長度不小于50cm；每隔20m設漿砌石隔梁，斷面尺寸為0.7m×0.7m，沿壩腳設漿砌石齒墻。

原有反慮體由于多年運行，壩后常年雨水淘刷部分坍塌，反濾體外部淤積粘土，排水效果差,現(xiàn)排水體頂部高程不滿足規(guī)范要求，故本次加固對其拆除重建。增設反濾體必須要求反慮土不能穿過反濾層，各層的顆粒不能發(fā)生移動，相鄰兩層之間較小的一層不能穿過較粗的一層的孔隙。反濾層不能被堵塞，而且有足夠的透水性，保證排水暢通。反濾體形式按實際現(xiàn)狀選用貼坡排水體，護坡反濾層自上而下第一層為2cm～4cm石子，厚15cm，第二層為200g/m2的反濾土。3.3 增設大壩觀測設施

水利工程檢測應遵循定期檢測與專項檢測相結合的原則，以確保水工建筑物的安全性，確保檢測數(shù)據(jù)對水工建筑物的重要性，并為制定水利工程養(yǎng)護和維護計劃提供相應的依據(jù)。所以說水庫一定要有一個觀測點及智能化的觀測設施。該水庫建成以來一直缺少觀測設施，水庫歷史資料一點也沒有。針對此現(xiàn)狀，并能剛好使水庫正常運行，特增設觀測點及相關的觀測設備，保障水庫正常運行安全運行。為水庫以后的觀測資料真實性、完整性、連續(xù)性和準確性做依據(jù)。在資料整理和分析中如發(fā)現(xiàn)異常情況，應及時做出判斷并將異常判斷結論上報運行管理單位，從而使運行管理單位提前做出應對措施。達到了觀測點的重要性。也為水利科學研究在該流域提供了準確、有效的參數(shù)，進而確保了大壩在安全運行時及發(fā)展趨勢中更加準確，實用。

4 結語

通過分析該工程的隱患所在,并對該水庫現(xiàn)存在隱患進行相應除險加固后，可確保水庫正常運行，同時對水庫運行有效管理，使各個隱患部位達到規(guī)范要求。從而得知，水庫除險加固工程在水利水電工程中的重要性，通過除險加固工程使該水庫在社會效益和經(jīng)濟效益都有了明顯的提升，并確保了水庫的安全性和穩(wěn)定性。

TV62

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1004-7042（2017）08-0047-02

談興（1978-），男，2009年畢業(yè)于河北工程大學水利水電工程專業(yè)，工程師。

2017-06-07；

2017-07-18