【摘要】青年隊(duì)水庫(kù)興建于1958年,至今已運(yùn)行25年,現(xiàn)狀已不能滿(mǎn)足工程運(yùn)行要求,本次設(shè)計(jì)對(duì)影響工程安全運(yùn)行的病險(xiǎn)部位加固、完善和配套,確保工程安全運(yùn)行,使灌區(qū)的引水能力和引水可靠性得到保證。本文根據(jù)工程的病險(xiǎn)情況,總結(jié)了合理的除險(xiǎn)加固辦法,其結(jié)果可為同類(lèi)工程設(shè)計(jì)參考。
【關(guān)鍵詞】大壩;放水閘;除險(xiǎn)加固
1、工程概況
該水庫(kù)位于烏蘇市哈圖布呼農(nóng)場(chǎng)(鎮(zhèn))特格里克布拉格村(原名為青年隊(duì)),距烏蘇市52km,是一座平原型水庫(kù),主要以灌溉為主。水庫(kù)下游影響范圍哈圖布呼青年隊(duì)、哈圖布呼三分場(chǎng)、四分場(chǎng), 1500人、15000畝耕地。水庫(kù)總庫(kù)容為38×104m3,工程規(guī)模為?。?)型,工程等別為Ⅴ等,主要建筑物為5級(jí),次要建筑物為5級(jí),水庫(kù)樞紐主要由大壩、放水閘組成。該水庫(kù)建于1958年,已投入運(yùn)行20多年,2011年進(jìn)行了安全鑒定,結(jié)論為:壩后未設(shè)排水體,壩后坡下部表層有積鹽現(xiàn)象。放水閘破損嚴(yán)重,進(jìn)口處無(wú)欄污柵,平面鋼閘門(mén)已變形,啟閉不靈,緊急情況無(wú)法正常運(yùn)行,工程不能正常運(yùn)行,需進(jìn)行除險(xiǎn)加固方能正常運(yùn)行,鑒定結(jié)果為三類(lèi)壩。
2、水庫(kù)現(xiàn)狀及存在的主要病險(xiǎn)問(wèn)題
該工程主要病險(xiǎn)問(wèn)題有:
(1)大壩壩頂超高不夠,施工質(zhì)量差,壩頂凸凹不平。
(2)大壩上下游壩坡未作防護(hù)處理,上下游壩坡均有不同程度破壞,大壩上游存在沖蝕臺(tái)坎,下游坡面土體產(chǎn)生一些雨水沖溝。
(3)壩后無(wú)排水設(shè)施,致使大壩下游排水不暢,大壩下游坡腳有積水。
(4)無(wú)壩體觀測(cè)設(shè)備、照明設(shè)施,無(wú)管理房。
(5)放水涵洞進(jìn)水口擋墻破損嚴(yán)重,進(jìn)口被破碎砼堵塞,放水平面鋼閘門(mén)已變形,啟閉不靈,且未設(shè)置檢修閘門(mén),出口矩形渠段直接與水庫(kù)下游放水土渠相接,出水口段無(wú)消能設(shè)施。
3、工程總布置及除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)
本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)對(duì)建筑物布置位置基本未作調(diào)整,除險(xiǎn)加固工程包括大壩、放水閘兩部分。該水庫(kù)布置基本采用原樞紐布置,除險(xiǎn)加固后大壩全長(zhǎng)1201m,壩軸線(xiàn)呈 “∩”型,其中壩樁號(hào)0-535~0+000段為左副壩,壩長(zhǎng)535m,壩軸線(xiàn)呈西南-東北走向;壩樁號(hào)0+000~0+125段為主壩,壩長(zhǎng)125m,壩軸線(xiàn)呈西-東走向;壩樁號(hào)0+125~0+666段為右副壩,壩長(zhǎng)541m,壩軸線(xiàn)呈東北-西南走向。放水閘軸線(xiàn)與壩軸線(xiàn)交角90。,與壩樁號(hào)相交于0+025處。放水閘由進(jìn)口段、閘室段、泄槽段、消能段(包括陡坡段、消力池段、海漫段和扭面段),全長(zhǎng)37.4m(不含出水渠),其中泄槽段長(zhǎng)7.4m。放水閘進(jìn)口高程380.75m。
3.1大壩設(shè)計(jì)
(1)壩軸線(xiàn)
水庫(kù)除險(xiǎn)加固后大壩全長(zhǎng)1201m,壩樁號(hào)0+000~0+265段壩軸線(xiàn)位于原壩軸線(xiàn)上游5m,壩樁號(hào)0+375~0-100段壩軸線(xiàn)位于原壩軸線(xiàn)上游2m,即為新壩軸線(xiàn)。
(2)壩體輪廓設(shè)計(jì)
除險(xiǎn)加固后壩體仍為碾壓式均質(zhì)土壩,由主壩和左副壩組成,大壩全長(zhǎng)1201m,大壩壩頂寬4.0m,最大壩高7.28m。
(3)護(hù)坡厚度確定
砼面板厚度取0.15m。
(4)壩體護(hù)坡防凍設(shè)計(jì)
護(hù)坡墊層厚度取0.3m。
(5)下游排水、反濾設(shè)施設(shè)計(jì)
結(jié)合大壩現(xiàn)狀,考慮在大壩下游坡腳處設(shè)有縱向排水溝及橫向排水溝,滲流通過(guò)縱向排水溝流入橫向排水溝,構(gòu)成完整的排水系統(tǒng)。保證除險(xiǎn)加固后水庫(kù)壩體及壩基滲透均是穩(wěn)定的,不會(huì)產(chǎn)生滲透破壞。
(6)壩體填筑材料
壩體填筑土料,為第四系沖洪積臺(tái)地,巖性為低液限粘土,和水庫(kù)大壩土料性質(zhì)基本接近。
3.2放水閘
(1)放水閘的總體布置
放水閘軸線(xiàn)與壩軸線(xiàn)交角90。,與壩樁號(hào)相交于0+025處。放水閘由進(jìn)口段、閘室段、泄槽段、消能段(包括陡坡段、消力池段、海漫段和扭面段),全長(zhǎng)37.4m(不含出水渠),其中泄槽段長(zhǎng)7.4m。放水閘進(jìn)口高程380.75m。
(2)進(jìn)口段
進(jìn)口段為八字墻,樁號(hào)為0+000~0+002.5,向下游收縮,此段為開(kāi)敞式明渠,斷面尺寸由2.0m(寬)×1.0m(高)向下游漸變至1.5m(寬)×2.85m(高),底板厚0.3m,邊墻型式為重力式擋土墻,底板與邊墻均采用C20F200W6砼現(xiàn)澆。
(3)閘室段
樁號(hào)0+002.5~0+007段為閘室段,長(zhǎng)4.5m,縱坡i=0,閘室為整體現(xiàn)澆C20F200W6鋼筋砼結(jié)構(gòu),閘室底板厚1.0m,底部高程380.75m,啟閉平臺(tái)高程386.60m,閘室基礎(chǔ)按地基承載力計(jì)算,換填深度為1.0m,(從閘底板底部算起),換填材料為水泥土。閘室段伸縮縫內(nèi)設(shè)止水,止水采用651止水帶,外包一布一膜。
(4)泄槽段
閘室段末端接泄槽段,泄槽段全長(zhǎng)7.9m,樁號(hào)0+007~0+014.9底坡i=0.01,底寬1.5m,斷面型式為矩型,斷面尺寸由1.5(寬)×2.45m(高)漸變?yōu)?.5(寬)×2.52m(高),底板采用0.4m厚C20F200W6砼現(xiàn)澆,邊墻為重力式擋土墻。墻高由3.20m漸變?yōu)?.27m,頂寬0.5m,首端邊墻底寬2.18m,末端邊墻底寬2.21m,迎水面鉛直,背水面邊坡為1:0.4。泄槽段末端設(shè)置0.5m寬,1.5m深齒墻。按地基承載力計(jì)算,土體換填深度為1.7m,(從閘底板底部算起),換填材料為水泥土。
(5)消能段
消能段由陡坡段、消力池段、海漫段和扭面段組成。
4、防沖耐磨設(shè)計(jì)
本次勘察中分別采取了庫(kù)水樣和地下水樣進(jìn)行水質(zhì)簡(jiǎn)分析。該水庫(kù)壩體土、壩基土對(duì)混凝土無(wú)腐蝕作用,對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋無(wú)腐蝕作用。根據(jù)分析結(jié)果,本次砼及鋼筋砼不采取防腐蝕設(shè)計(jì)。
5、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)以上的加固措施,可提高大壩抗風(fēng)浪能力,使大壩下游排水通暢,消除了安全隱患,穩(wěn)定了灌區(qū)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收,發(fā)揮可觀的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。
作者簡(jiǎn)介:楊帆,女,1972年,漢族,本科,水土保持設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè),中級(jí)工程師;研究方向:水土保持設(shè)計(jì)。