淺談石門(mén)沖水庫(kù)工程的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

陳冬萍

摘 要：石門(mén)沖水庫(kù)始建于1967年12月，受當(dāng)時(shí)投資和建設(shè)環(huán)境的影響，工程遺留問(wèn)題較多，工程質(zhì)量較差，目前大壩、溢洪道、放水涵洞均存在比較嚴(yán)重的險(xiǎn)情，經(jīng)水庫(kù)安全技術(shù)認(rèn)定大壩屬于三類(lèi)壩。本文對(duì)水庫(kù)的施工加固設(shè)計(jì)略作淺談，以供類(lèi)似工程之參考。

關(guān)鍵詞：石門(mén)沖水庫(kù);大壩; 溢洪道;放水涵洞;除險(xiǎn)加固

一、工程概況

石門(mén)沖水庫(kù)位于池州市貴池區(qū)墩上街道墩上社區(qū)境內(nèi)，壩址座落在長(zhǎng)江水系九華河的支流上，集水面積0.366km²，是一座以灌溉、防洪為主兼顧水產(chǎn)養(yǎng)殖的?。?）型水庫(kù)?？紤]石門(mén)沖水庫(kù)多年的實(shí)際運(yùn)行情況和灌溉要求，參照相關(guān)文件精神，經(jīng)調(diào)洪計(jì)算，石門(mén)沖水庫(kù)死水位為32.0m，死庫(kù)容為0.39萬(wàn)m³;正常蓄水位平溢洪道進(jìn)口寬頂堰堰頂37.48m，興利庫(kù)容為6.10萬(wàn)m³;設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，相應(yīng)水位為38.41m;校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，相應(yīng)水位為39.14m，總庫(kù)容10.50萬(wàn)m³。

水庫(kù)樞紐工程由大壩、溢洪道、放水涵洞組成。水庫(kù)大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程39.10m左右， 壩頂長(zhǎng)約56m，壩頂寬2.5～3.5m?，F(xiàn)狀大壩坡面不規(guī)整，上游壩坡坡比1：2.9～1：3.2，下游壩坡坡比1：3.0～1：3.5。上下游壩坡均為天然雜草，坡面無(wú)排水溝，壩腳無(wú)排水體。溢洪道位于大壩右端，開(kāi)挖山體而成，進(jìn)口為寬頂堰，堰頂高程37.48m，堰寬1.2m。溢洪道全段無(wú)護(hù)砌，上游段為弱風(fēng)化巖質(zhì)邊坡，地質(zhì)條件較好，下游段為土石混合邊坡，地質(zhì)條件較差，溢洪道出口無(wú)消能設(shè)施。放水涵洞位于大壩左側(cè)，為直徑400mm鋼筋砼圓涵，涵洞進(jìn)口淤堵，分級(jí)臥管控制段斷裂，無(wú)法正常使用，涵身有裂縫，涵洞出口滲漏。

二、水庫(kù)存在的病險(xiǎn)問(wèn)題及除險(xiǎn)加固必要性

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查看及分析論證，存在以下主要問(wèn)題：

（一）水庫(kù)大壩填筑質(zhì)量較差，壩基清基不徹底，壩腳滲漏，壩面雜草叢生，上下游坡面不規(guī)整，且上游壩面無(wú)護(hù)坡、壩腳沖刷嚴(yán)重，下游壩腳無(wú)排水體且緊臨土質(zhì)排水溝，上述問(wèn)題影響大壩運(yùn)行安全。

（二）放水涵洞進(jìn)口淤堵，分級(jí)臥管控制段斷裂，無(wú)法正常使用，涵身有裂縫，涵洞出口滲漏。

（三）溢洪道全段未護(hù)砌，下游段土石混合岸坡地質(zhì)條件差，沖刷嚴(yán)重，溢洪道出口無(wú)消能設(shè)施，泄洪時(shí)存在安全隱患。

（四）水庫(kù)進(jìn)庫(kù)道路路況較差。

（五）水庫(kù)無(wú)管理、觀測(cè)及通訊設(shè)施。

石門(mén)沖水庫(kù)運(yùn)行40多年來(lái)，保護(hù)著下游1600人口、500畝耕地及下游村莊的安全。確保了灌區(qū)2000畝農(nóng)田的旱年豐收;水庫(kù)養(yǎng)殖面積20畝;為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定和人民安居樂(lè)業(yè)做出了巨大的貢獻(xiàn)。但是自蓄水運(yùn)行以來(lái)，不斷地發(fā)現(xiàn)各主要建筑物存在質(zhì)量和安全問(wèn)題，致使水庫(kù)工程長(zhǎng)期處于帶病運(yùn)行狀況。為了保證大壩安全，使水庫(kù)充分發(fā)揮其功能和效益，保障下游人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)其進(jìn)行除險(xiǎn)加固是十分必要的。

三、加固措施

由于建庫(kù)時(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平所限，施工手段落后，施工質(zhì)量控制不嚴(yán)，水庫(kù)運(yùn)行以來(lái)存在很多安全隱患，雖經(jīng)幾次加固處理，但仍存在許多問(wèn)題。針對(duì)目前存在的問(wèn)題，通過(guò)必要的分析與核算，確定本次除險(xiǎn)加固主要工程任務(wù)如下：

（一） 大壩

大壩防滲采用“壩身粘土斜墻+壩基粘土截滲槽”方案;大壩壩頂結(jié)合粘土斜墻鋪筑寬5.0m，高程39.76m，設(shè)碎石路面;上游壩坡坡比為1：4，正常蓄水位37.48m以下采用C20現(xiàn)澆砼護(hù)坡、以上草皮護(hù)坡，下游壩坡削培平整、坡比1：3，高程32.00m以下至壩腳新建貼坡排水體、以上草皮護(hù)坡，壩腳新建C20砼排水溝;新建上下游壩坡坡面踏步;改造進(jìn)庫(kù)及上壩道路。

（二）溢洪道

溢洪道上游巖石段（地質(zhì)條件較好）采用清除及適當(dāng)開(kāi)挖處理，下游土石混合段（地質(zhì)條件較差）采用C25鋼筋砼U型結(jié)構(gòu)襯砌，新建出口消力池。

（三）放水涵洞

開(kāi)挖壩體拆除現(xiàn)有涵洞，新建為C25鋼筋砼箱涵，增設(shè)進(jìn)口啟閉機(jī)閘門(mén)控制。

（四）其它

完善工程管理設(shè)施。

四、加固后工程布置

加固后的石門(mén)沖水庫(kù)樞紐工程由大壩、溢洪道、放水涵洞組成。

（一） 大壩

大壩為粘土斜墻壩，最大壩高8.76m，壩頂高程為39.76m，壩頂長(zhǎng)56m，壩頂寬5.0m。上游壩坡坡比為1：4.0，正常蓄水位37.48m以下采用C20現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡、以上草皮護(hù)坡;下游壩坡坡比1：3.0，高程32.00m以下至壩腳新建貼坡排水體，大壩上游坡靠近放水涵洞處設(shè)砼踏步一道、下游坡居壩中設(shè)砼踏步一道，下游壩腳新建C20砼排水溝一道。壩頂?shù)缆吩O(shè)碎石路面。

（二）溢洪道

加固后的溢洪道仍布置在原位置，堰頂高程保持現(xiàn)狀為37.48m、溢洪道寬1.2m，樁號(hào)0+025以上清除溢洪道內(nèi)松動(dòng)及風(fēng)化巖石，并對(duì)淤堵段適當(dāng)開(kāi)挖處理;樁號(hào)0+025以下根據(jù)現(xiàn)狀地形地質(zhì)情況采用0.3m厚C25鋼筋砼U形結(jié)構(gòu)襯砌，其中樁號(hào)0+025～0+030段為漸變段，底寬由2.3m漸變至3.0m，樁號(hào)0+034～0+043.5段平面布置為圓弧段，圓弧半徑12.64m、圓弧角43°，樁號(hào)0+049.9～0+055.4為新建出口消力池段，消力池出口消力坎高0.5m、厚0.5m，消力池下游為與現(xiàn)有河道的銜接，溢洪道沿程底板坡降與現(xiàn)狀地形一致。

（三）放水涵洞

拆除重建放水涵洞。

開(kāi)挖壩體全段拆除現(xiàn)有放水涵洞，新建為C25鋼筋砼箱涵，新建放水涵洞布置為進(jìn)口導(dǎo)流段、控制段、涵箱段、出口消力池段。進(jìn)口導(dǎo)流段初步擬定長(zhǎng)4.78m，兩側(cè)翼墻呈八字型布置，寬由2.0m漸變?yōu)?.8m;箱涵凈孔尺寸為0.8m×1.2m（寬×高），壁厚0.40m，長(zhǎng)初步定為48.38m，分7節(jié)布置，第1節(jié)涵箱與進(jìn)口控制段連接（控制段長(zhǎng)3.62m、涵箱長(zhǎng)4.38m），第2、3、4、5、6節(jié)涵箱長(zhǎng)度均為8.0m，末節(jié)涵箱長(zhǎng)為4.0m。放水涵各節(jié)間設(shè)雙止水和包箍。涵箱段后為消力池段，消力池段長(zhǎng)11.5m， 6.0m長(zhǎng)為i=0.25陡坡段、5.0m長(zhǎng)為水平段（高程29.60m）、0.5m長(zhǎng)為消力坎，坎頂高程30.10m。

五、工程投資

本工程概算投資149.56萬(wàn)元，其中建筑與安裝工程投資98.86萬(wàn)元。

六、結(jié)語(yǔ)

本工程于2016年底完工，蓄水運(yùn)行已有三年，未發(fā)現(xiàn)有任何險(xiǎn)情或隱患，水庫(kù)滲漏及其他各類(lèi)問(wèn)題均得到了有效解決，除險(xiǎn)加固效果明顯。水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)，是對(duì)工程進(jìn)行全面技術(shù)處理的依據(jù)，也是立項(xiàng)審批確定投資的依據(jù)，在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于不同的工程，我們應(yīng)根據(jù)其壩型、壩基及管理運(yùn)用情況，完整、全面地分析病險(xiǎn)原因，采取有針對(duì)性的方法進(jìn)行處理。

參考文獻(xiàn)：

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