淺析農(nóng)村水庫加固工程設(shè)計(jì)的應(yīng)用
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1潘村水庫現(xiàn)狀
溢洪道位于大壩左壩端，總長178.113m，未實(shí)施的挑流消能段長為6.9m，為岸邊開敞式溢洪道，溢流堰為寬頂堰，溢流凈寬30.0m，泄槽寬度為20m。主要存在以下問題:1)進(jìn)口護(hù)坡塊石出現(xiàn)錯(cuò)動、垮塌現(xiàn)象，溢流堰漿砌石邊墻及底板完好。2)泄槽邊墻采用漿砌塊石砌筑，右岸邊坡較高，泄槽中下部邊墻護(hù)坡高度不夠，邊坡巖體風(fēng)化嚴(yán)重，導(dǎo)致槽內(nèi)有邊坡垮塌堆積體。3)溢洪道側(cè)墻邊坡局部垮塌，泄槽內(nèi)局部植物滋生，陡槽中部左側(cè)墻有一缺口，側(cè)墻存在剝蝕現(xiàn)象，下游未設(shè)置消力設(shè)施。4)出口無消能設(shè)施，直接沖入河道和農(nóng)田。
2水庫除險(xiǎn)加固工程
水庫除險(xiǎn)加固包括5個(gè)方面:大壩除險(xiǎn)加固主要施工內(nèi)容、防滲處理、溢洪道處理、放水建筑物和監(jiān)測項(xiàng)目及布置。
2.1大壩除險(xiǎn)加固主要施工內(nèi)容
1)壩頂整治處理。2)更換原上游老化的防滲塑膜，改為兩布一膜復(fù)合土工膜;下游壩坡加固設(shè)計(jì)。3)大壩帷幕灌漿防滲處理。4)溢洪道改造，增設(shè)消能設(shè)施。5)封堵原壩身放水涵洞，并在右岸新建一放水隧洞。6)維修進(jìn)壩公路;增設(shè)水情自動測報(bào)、大壩監(jiān)測系統(tǒng)和通訊設(shè)施;重建管理所用房。
2.2防滲處理防滲處理
主要包括壩體防滲處理和壩肩、壩基防滲處理。
2.2.1壩體防滲處理
經(jīng)10a以上的運(yùn)行，壩體防滲薄膜存在一定程度的老化，壩體滲流性態(tài)存在安全隱患。為了解決壩體滲漏，本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)采用拆除原防滲塑膜，更換為兩布一膜復(fù)合土工膜。壩身和壩基防滲是緊密結(jié)合在一起的。設(shè)計(jì)考慮在上游壩坡采用鋪設(shè)復(fù)合土工膜防滲，復(fù)合土工膜的底部用壓條和錨釘固定后再澆混凝土覆蓋，即嵌入上游壩坡四周的混凝土截流墻內(nèi)，使其和混凝土截流墻、帷幕灌漿形成一個(gè)完全封閉的防滲體系。對溢洪道進(jìn)口引渠段亦鋪設(shè)復(fù)合土工膜防滲。對原壩坡厚約30cm的干砌石進(jìn)行拆除，然后從壩頂開始按1∶2、1∶2.3、1∶3坡比回填黏土，使上游壩面坡度滿足鋪設(shè)土工膜的要求。對有塌陷的部位進(jìn)行開挖回填黏土，然后對整個(gè)壩面進(jìn)行平整夯實(shí)，再在上面鋪一層兩布一膜(500g/m4.2mm/2kPa)型復(fù)合土工膜，以向壩體內(nèi)彎折的方式鋪設(shè)，彎折次數(shù)在2次以上。土工膜上再分別鋪30cm的細(xì)沙作為土工膜的上墊層，最后鋪厚30cm的干砌塊石，既作為復(fù)合土工膜的保護(hù)層，又作為壩體的上游護(hù)坡。
2.2.2壩肩、壩基防滲處理
右壩肩雖經(jīng)帷幕灌漿處理，但大壩右壩肩與岸坡接觸帶漏水嚴(yán)重，滲漏出流點(diǎn)主要有3處，滲漏量隨上游水位增加而增大。針對水庫現(xiàn)狀，除險(xiǎn)加固采取對壩基和左、右壩肩巖體進(jìn)行帷幕灌漿防滲治理。
2.3溢洪道處理
本次除險(xiǎn)加固完善消能工增加其泄洪安全性，同時(shí)對邊墻缺口采用M7.5漿砌塊石修復(fù);對出現(xiàn)剝蝕現(xiàn)象部位先拆除后用M7.5漿砌塊石修復(fù)，并對原砌體上下游側(cè)鑿毛以便新老漿砌塊石連接為整體;對底板或邊墻突出部分和勾縫脫離部位采用適當(dāng)擴(kuò)挖鏟除原脫離部位并用M10水泥砂漿勾縫。對于邊坡采取削坡(按1∶1的坡)后并用M7.5漿砌塊石貼坡護(hù)坡;對原邊墻采用直徑100手風(fēng)鉆鉆排水孔，增加溢洪道邊墻的穩(wěn)定性;清除溢洪道泄槽內(nèi)局部雜草。本次除險(xiǎn)加固是在現(xiàn)狀溢洪道布置的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)改造。根據(jù)水力計(jì)算在原已建的泄槽內(nèi)選擇其適當(dāng)位置拆除后，改為底板和邊墻為C25鋼筋混凝土挑流消能，這樣水流從挑流消能后沿原泄槽內(nèi)流到河床內(nèi)。改建后溢洪道由引渠段、控制段、漸變段、泄槽段和消能防沖段組成，總長102.617m。其中:1)控制段溢流堰為寬頂堰，長10m，堰頂高程不變?yōu)?30.5m，溢流凈寬保持30.0m。2)長為10m，漸變段水平長度為30.5m，從30m寬漸變到20m寬，底坡為i=0.144。3)泄槽段寬20m，底坡為i=0.25，在樁號溢0+97.431～溢0+100.348處采用挑流消能，鼻坎高程為811.12m，反弧段半徑為8m，挑角為3°，挑流消能段總長為3m。此挑流消能段先拆除原漿砌石泄槽底板，改為C25混凝土挑流消能。4)新建混凝土消能工與原漿砌石泄槽接觸段分縫并采用瀝青止水。為了方便大壩左岸高臺區(qū)4個(gè)村民組大約200戶村民的交通，故在溢洪道進(jìn)口引渠段處設(shè)置交通橋，橋?qū)捄蛪雾攲捯恢聻?m，為人行交通。
2.4放水建筑物
由于放水涵洞為壩內(nèi)無壓拱涵，長為151m，凈空1.2m×1.8m，為漿砌料石墻身，底和拱為現(xiàn)澆混凝土而成。放水涵洞于1990年經(jīng)勾縫和反壓灌漿處理后，雖然目前未發(fā)現(xiàn)明顯滲漏，但涵洞常年通水運(yùn)行后存在從洞內(nèi)滲水到壩內(nèi)的可能，滲水嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致管涌，危及大壩的安全。為徹底清除大壩可能存在的安全隱患。故本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)初步方案為封堵原放水涵洞，改為在右岸新建放水隧洞，并在進(jìn)口設(shè)一個(gè)φ500mm的雙向拉桿圓盤閘門1套，再在右岸新建啟閉房25m2。右岸放水隧洞凈尺寸寬×高=1.5m×1.8m，采用C20鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚20～30cm。進(jìn)口設(shè)寬2m，高1.5m的消力池，隧洞總長223.007m，其中隧洞型式一(襯砌厚30cm)為31m，隧洞型式二(襯砌厚20cm)為192.007m。出口設(shè)長4m，高1.55m的沉沙池，沉沙池后接φ500閘閥，并復(fù)建水輪泵。泵房出口恢復(fù)φ150鑄鐵引水管到左岸，右岸接原引水渠道。封堵原放水涵洞，改為在右岸新建放水隧洞，徹底清除大壩可能存在的安全隱患。
2.5監(jiān)測項(xiàng)目及布置
根據(jù)《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范SL60—94》的要求，在滿足大壩安全監(jiān)測的前提下，結(jié)合本工程具體情況，選定大壩位移、滲透水壓力、滲漏等監(jiān)測項(xiàng)目。監(jiān)測項(xiàng)目包括3個(gè)方面:
2.5.1大壩位移大壩位移監(jiān)測采用視準(zhǔn)線法，共布置2條視準(zhǔn)線，一條位于壩頂，緊靠下游面，另一條位于816.50m的下游平臺上。要求配置全站儀和水準(zhǔn)儀各一套，并建網(wǎng)。
2.5.2大壩滲透壓力滲透壓力監(jiān)測采用安裝測壓管的方式進(jìn)行，在壩體典型斷面安裝測壓管，監(jiān)測壩體滲透壓力。需要鉆測壓孔80m，鉆孔時(shí)套管跟進(jìn)，回填膨潤土。
2.5.3滲漏量觀測滲漏量觀測采用量水堰法，在大壩的下游壩坡坡腳修建截水墻，把滲漏水集中引到量水堰內(nèi)，監(jiān)測壩體滲漏水量。
3結(jié)語
經(jīng)過對壩頂整治處理;更換原上游老化的防滲塑膜，改為兩布一膜復(fù)合土工膜;下游壩坡加固設(shè)計(jì);大壩帷幕灌漿防滲處理;溢洪道改造，增設(shè)消能設(shè)施;封堵原壩身放水涵洞，并在右岸新建放水隧洞;大壩上下游坡穩(wěn)定最小安全系數(shù)滿足規(guī)范要求，水庫基本具備蓄水條件。水庫除險(xiǎn)加固工作，是一項(xiàng)利國利民的民生工程，必須高度重視。
作者：王貴川 徐林 單位：貴州省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究