山塘設(shè)計與施工探討

李艷春+王志法

摘要根據(jù)周邊環(huán)鏡和地質(zhì)條件擬定坑口山塘用重力壩設(shè)計。據(jù)地形圖勾繪計算集雨面積為0.334k㎡，主流長度1.35km。根據(jù)下游村民需水量和地形條件以及庫容曲線確定大壩的正常蓄水位。經(jīng)過計算最終擇優(yōu)確定具體尺寸。

關(guān)鍵詞水庫；設(shè)計；施工

1基本情況

1.1工程概況

擬建山塘壩址就位于寺前西村西北約0.5km處的“V”字形山凹中。本文只對重力壩進行設(shè)計與施工探討。

1.2水文資料

壩址以上集雨面積0.344k㎡，主流長度1.35km。

1.3工程任務(wù)和規(guī)模

新建山塘為一座以供水為主，兼顧灌溉的山塘，擬建山塘總庫容3.94萬m3。工程等別為Ⅶ等，建筑物級別為7級。

2壩設(shè)計

2.1工程任務(wù)和規(guī)模

2.1.1工程等別與建筑物級別

山塘為一座以供水為主，兼顧灌溉的山塘；工程為Ⅶ等，主要建筑物級別7級，次要建筑物級別7級。確定山塘的防洪標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)計情況10年一遇，校核情況50年一遇。

2.1.2特征水位的選擇和洪水調(diào)節(jié)

1）死水位確定。根據(jù)涵管高程確定，死水位為97.00m，相應(yīng)死庫容為0.05萬㎡；2）正常蓄水位確定。山塘集雨面積0.334k㎡，經(jīng)計算，興利容積為3.20萬m3能滿足供水要求，本工程新建總?cè)莘e3.94萬m3，正常蓄水位為108.90m；3）溢洪。溢洪方式采用開敞式壩頂溢流，溢流壩寬5m。

2.2總體布置

工程總布置。本工程包括大壩、放水涵管等部分。溢流壩段位于樁號0+044.7～0+050.7，型式為開敞式壩頂溢流，溢洪水流底流消能后匯入大壩下游原有渠道。放水涵管采用壩內(nèi)埋管，位于樁號0+053。放水涵管水流直接注入消力池，通過原有渠道向下游輸送，上壩道路布置在大壩左岸。

2.3工程設(shè)計

2.3.1擋水建筑物——重力壩

采用壩項寬3.3m，壩頂高程109.90m，防浪墻頂高程111.10m。上游面坡度為1：0.10，鋼筋混凝土防滲面板頂部厚度0.3m，下游壩坡1：1.0。壩體采用C15細(xì)骨料混凝土灌砌塊石（C15細(xì)骨料混凝土用量為51%，塊石用量為49%）。溢流壩布置在樁號0+044.7～0+050.7，型式為開敞式壩頂溢流。放水涵管采用Dn300mm鍍鋅鋼管，外包C20砼，采用Dn300閘閥控制。

2.3.2壩頂設(shè)計

1）壩頂高程確定。確定壩項高程為109.90m，防浪墻頂高程111.10m；2）防浪墻布置。防浪墻頂高程11 1.10m，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，防浪墻與壩體連成整體，兩端與壩肩基巖相接；3）非溢流壩壩頂布置。選擇壩項寬度為3.3m。

2.3.3大壩斷面設(shè)計

非溢流壩斷面基本剖面為三角形，其頂點在最高水位附近。按此初始斷面進行優(yōu)化，在滿足穩(wěn)定、應(yīng)力等條件下，選擇最佳斷面。壩頂高程為109.90m。上游面壩坡1：0.10，下游壩坡1：1.0；壩身采用C15細(xì)骨料混凝土灌砌塊石砌筑（C15細(xì)骨料混凝土用量為51%，塊石用量為49%），基礎(chǔ)采用厚度為lm的C20混凝土。壩長87.5m，壩高18m。

2.3.4壩體防滲設(shè)計

采用C25鋼筋混凝土防滲面板。上游面壩坡1：0.10，鋼筋混凝土防滲面板頂部厚度0.3m，抗?jié)B等級w4，抗凍等級不小于F50。面板表層布置溫度鋼筋網(wǎng)，縱向筋12@200，橫向筋12@200。布置間隔為1m12鋼筋，伸入壩身砌體0.8m，使防滲面板與壩身連接緊密。鋼筋混凝土保護層為25mm，面板每隔15m設(shè)伸縮縫，縫寬20mm，縫間埋設(shè)紫銅片止水。

2.3.5壩體分縫與排水

1）壩體分縫?？偣苍O(shè)置五條伸縮縫。每隔15m設(shè)伸縮縫設(shè)置一條伸縮縫，縫寬20mm，內(nèi)嵌20mm厚度的瀝青松木板；分別位于樁號0+010，0+025，0+040，0+055，0+070位置。與鋼筋混凝土防滲面板分縫協(xié)調(diào)一致；2）壩體內(nèi)排水管。采用DNl50改性塑料盲管，管距為3.0m。

2.3.6壩體穩(wěn)定計算

計算基本參數(shù)：

壩頂高程：109.90m

最大壩高：26m，壩頂寬度：3.30m

壩底寬度：19.70m

正常蓄水位：108.90m，正常水深：17.00m

設(shè)計洪水位：109.62m，設(shè)計水深：17.72m

校核洪水位：109.83m，校核水深：17.93m

上游邊坡坡比：l：0.10，起坡點高程：109.90m

下游邊坡坡比：1：1.0，起坡點高程：107.60m

淤沙高程：93.90m

2.3.7壩基礎(chǔ)處理

根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告，壩址區(qū)無大的斷裂帶通過，場地穩(wěn)定性良好，作一定的處理后可作為堰壩基礎(chǔ)建設(shè)，重力壩壩基礎(chǔ)應(yīng)建在弱風(fēng)化基巖上，左壩肩基礎(chǔ)開挖深度宜進入弱風(fēng)化巖層0.50m～2.00m，右壩肩開挖深度宜進入弱風(fēng)化巖，0.50m～1.00m，重力壩壩底基礎(chǔ)開挖深度宜為1.00m～3.00m；左壩肩在5.80m～9.50m之間，基礎(chǔ)透水率為10.53～12.96Lu，中等透水；右壩肩在5.00m～6.90m之間，基礎(chǔ)透水率為12.80～12.85Lu，屬中等透水；壩底在5.20m～5.90m，基礎(chǔ)透水率為10.50～13.18Lu，屬中等透水；應(yīng)進行一定的帷幕灌漿處理。建議進行帷幕灌漿，灌漿深度：左壩肩：8.0m～12.0m，谷底：7.0m～8.0m，右壩肩：8.0m～10.0m，灌漿范圍，引整條壩軸線并往兩壩頭各延伸8.0m。帷幕灌漿處理，沿鋼筋混凝土防滲面板底部布置一排帷幕灌漿孔，形成完整的防滲體系。帷幕灌漿單排布置，帷幕間距為3m，按Ⅲ序孔施工，灌漿采用自下而上法進行。帷幕深度深入到相對不透水層以下5m。

2.4泄水建筑物

1）溢流壩。溢流壩段長5m。溢流壩型式為開敞式壩頂溢流，布置在壩體中部位于樁號0+045.2～0+050.2之間，頂高程108.90m。溢流面采用C25砼鋼筋混凝土澆筑，厚度為0.3m。溢流面表層布置抗裂防沖鋼筋網(wǎng)，縱向筋12@200，橫向筋12@200。布置間隔為1m12鋼筋，伸入壩身砌體0.8m，使溢流面與壩身連接緊密。

2）消力池。本工程采用底流消能，圓弧連接段半徑5m。通過消力池計算，確定消力池長10m，深2.5m，消力池底高程為93.20m。消力池底板為C25鋼筋混凝土，厚度為300mm，兩側(cè)擋土墻為C20混凝土，項寬度0.8m，邊坡1：0.4。

3）輸水建筑物。放水涵管位于樁號壩0+53.0，進口底高程97.00m。采用DN300鍍鋅鋼管（壁厚6mm），外包C20混凝土。啟閉裝置采用DN300蝶閥。施工期間擔(dān)任施工導(dǎo)流任務(wù)。

3壩基礎(chǔ)土石方的開挖和要求

1）土方的開挖邊坡1：1，石方開挖邊坡1：0.5，基礎(chǔ)開挖完成必須經(jīng)過驗收，合格后才允許混凝土澆筑回填施工。

2）壩基槽開挖以反鏟挖掘機等機械施工為主，配合少量人工開挖。在壩基地板混凝土澆筑時，應(yīng)預(yù)留1000mm厚度的保護層，并采用風(fēng)鎬開挖鑿除，地基力求粗糙，并盡量形成一定的倒坡，以增強壩體的穩(wěn)定性；不允許開挖成水流方向的斜面順坡，如果基巖上下高差較大時，可以開挖成臺階形狀。

3）壩基槽按照設(shè)計開挖后，必須對基槽進行清理，敲除尖角，清除松動石塊和雜物，并將壩基基礎(chǔ)表面的泥垢和油污清洗干凈，排除積水。

4）壩基礎(chǔ)開挖至設(shè)計高程后，應(yīng)立即組織有關(guān)人員進行驗收，驗收合格后方可進行下一道工序施工?；骝炇蘸细窈髴?yīng)抓緊混凝土回填，如果不能及時回填施工的，應(yīng)該做好基面的保護，復(fù)工前應(yīng)再檢驗，必要時須重新清理。

5）如果實際基巖埋深與設(shè)計高程有出入時，應(yīng)對設(shè)計斷面作適當(dāng)調(diào)整。

6）施工中，應(yīng)對本工程開挖的渣石料進行統(tǒng)一的規(guī)劃，可利用時應(yīng)專用于本工程填筑和平整場地等等，多余時才外運。

4結(jié)論

本工程施工難度較高，施工中要注意安全。endprint