浅析农村水库加固工程设计的应用

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1潘村水库现状

溢洪道位于大坝左坝端，总长178.113m，未实施的挑流消能段长为6.9m，为岸边开敞式溢洪道，溢流堰为宽顶堰，溢流净宽30.0m，泄槽宽度为20m。主要存在以下问题:1)进口护坡块石出现错动、垮塌现象，溢流堰浆砌石边墙及底板完好。2)泄槽边墙采用浆砌块石砌筑，右岸边坡较高，泄槽中下部边墙护坡高度不够，边坡岩体风化严重，导致槽内有边坡垮塌堆积体。3)溢洪道侧墙边坡局部垮塌，泄槽内局部植物滋生，陡槽中部左侧墙有一缺口，侧墙存在剥蚀现象，下游未设置消力设施。4)出口无消能设施，直接冲入河道和农田。

2水库除险加固工程

水库除险加固包括5个方面:大坝除险加固主要施工内容、防渗处理、溢洪道处理、放水建筑物和监测项目及布置。

2.1大坝除险加固主要施工内容

1)坝顶整治处理。2)更换原上游老化的防渗塑膜，改为两布一膜复合土工膜;下游坝坡加固设计。3)大坝帷幕灌浆防渗处理。4)溢洪道改造，增设消能设施。5)封堵原坝身放水涵洞，并在右岸新建一放水隧洞。6)维修进坝公路;增设水情自动测报、大坝监测系统和通讯设施;重建管理所用房。

2.2防渗处理防渗处理

主要包括坝体防渗处理和坝肩、坝基防渗处理。

2.2.1坝体防渗处理

经10a以上的运行，坝体防渗薄膜存在一定程度的老化，坝体渗流性态存在安全隐患。为了解决坝体渗漏，本次除险加固设计采用拆除原防渗塑膜，更换为两布一膜复合土工膜。坝身和坝基防渗是紧密结合在一起的。设计考虑在上游坝坡采用铺设复合土工膜防渗，复合土工膜的底部用压条和锚钉固定后再浇混凝土覆盖，即嵌入上游坝坡四周的混凝土截流墙内，使其和混凝土截流墙、帷幕灌浆形成一个完全封闭的防渗体系。对溢洪道进口引渠段亦铺设复合土工膜防渗。对原坝坡厚约30cm的干砌石进行拆除，然后从坝顶开始按1∶2、1∶2.3、1∶3坡比回填黏土，使上游坝面坡度满足铺设土工膜的要求。对有塌陷的部位进行开挖回填黏土，然后对整个坝面进行平整夯实，再在上面铺一层两布一膜(500g/m4.2mm/2kPa)型复合土工膜，以向坝体内弯折的方式铺设，弯折次数在2次以上。土工膜上再分别铺30cm的细沙作为土工膜的上垫层，最后铺厚30cm的干砌块石，既作为复合土工膜的保护层，又作为坝体的上游护坡。

2.2.2坝肩、坝基防渗处理

右坝肩虽经帷幕灌浆处理，但大坝右坝肩与岸坡接触带漏水严重，渗漏出流点主要有3处，渗漏量随上游水位增加而增大。针对水库现状，除险加固采取对坝基和左、右坝肩岩体进行帷幕灌浆防渗治理。

2.3溢洪道处理

本次除险加固完善消能工增加其泄洪安全性，同时对边墙缺口采用M7.5浆砌块石修复;对出现剥蚀现象部位先拆除后用M7.5浆砌块石修复，并对原砌体上下游侧凿毛以便新老浆砌块石连接为整体;对底板或边墙突出部分和勾缝脱离部位采用适当扩挖铲除原脱离部位并用M10水泥砂浆勾缝。对于边坡采取削坡(按1∶1的坡)后并用M7.5浆砌块石贴坡护坡;对原边墙采用直径100手风钻钻排水孔，增加溢洪道边墙的稳定性;清除溢洪道泄槽内局部杂草。本次除险加固是在现状溢洪道布置的基础上进行适当改造。根据水力计算在原已建的泄槽内选择其适当位置拆除后，改为底板和边墙为C25钢筋混凝土挑流消能，这样水流从挑流消能后沿原泄槽内流到河床内。改建后溢洪道由引渠段、控制段、渐变段、泄槽段和消能防冲段组成，总长102.617m。其中:1)控制段溢流堰为宽顶堰，长10m，堰顶高程不变为830.5m，溢流净宽保持30.0m。2)长为10m，渐变段水平长度为30.5m，从30m宽渐变到20m宽，底坡为i=0.144。3)泄槽段宽20m，底坡为i=0.25，在桩号溢0+97.431～溢0+100.348处采用挑流消能，鼻坎高程为811.12m，反弧段半径为8m，挑角为3°，挑流消能段总长为3m。此挑流消能段先拆除原浆砌石泄槽底板，改为C25混凝土挑流消能。4)新建混凝土消能工与原浆砌石泄槽接触段分缝并采用沥青止水。为了方便大坝左岸高台区4个村民组大约200户村民的交通，故在溢洪道进口引渠段处设置交通桥，桥宽和坝顶宽一致为6m，为人行交通。

2.4放水建筑物

由于放水涵洞为坝内无压拱涵，长为151m，净空1.2m×1.8m，为浆砌料石墙身，底和拱为现浇混凝土而成。放水涵洞于1990年经勾缝和反压灌浆处理后，虽然目前未发现明显渗漏，但涵洞常年通水运行后存在从洞内渗水到坝内的可能，渗水严重时可导致管涌，危及大坝的安全。为彻底清除大坝可能存在的安全隐患。故本次除险加固设计初步方案为封堵原放水涵洞，改为在右岸新建放水隧洞，并在进口设一个φ500mm的双向拉杆圆盘闸门1套，再在右岸新建启闭房25m2。右岸放水隧洞净尺寸宽×高=1.5m×1.8m，采用C20钢筋混凝土衬砌，衬砌厚20～30cm。进口设宽2m，高1.5m的消力池，隧洞总长223.007m，其中隧洞型式一(衬砌厚30cm)为31m，隧洞型式二(衬砌厚20cm)为192.007m。出口设长4m，高1.55m的沉沙池，沉沙池后接φ500闸阀，并复建水轮泵。泵房出口恢复φ150铸铁引水管到左岸，右岸接原引水渠道。封堵原放水涵洞，改为在右岸新建放水隧洞，彻底清除大坝可能存在的安全隐患。

2.5监测项目及布置

根据《土石坝安全监测技术规范SL60—94》的要求，在满足大坝安全监测的前提下，结合本工程具体情况，选定大坝位移、渗透水压力、渗漏等监测项目。监测项目包括3个方面:

2.5.1大坝位移大坝位移监测采用视准线法，共布置2条视准线，一条位于坝顶，紧靠下游面，另一条位于816.50m的下游平台上。要求配置全站仪和水准仪各一套，并建网。

2.5.2大坝渗透压力渗透压力监测采用安装测压管的方式进行，在坝体典型断面安装测压管，监测坝体渗透压力。需要钻测压孔80m，钻孔时套管跟进，回填膨润土。

2.5.3渗漏量观测渗漏量观测采用量水堰法，在大坝的下游坝坡坡脚修建截水墙，把渗漏水集中引到量水堰内，监测坝体渗漏水量。

3结语

经过对坝顶整治处理;更换原上游老化的防渗塑膜，改为两布一膜复合土工膜;下游坝坡加固设计;大坝帷幕灌浆防渗处理;溢洪道改造，增设消能设施;封堵原坝身放水涵洞，并在右岸新建放水隧洞;大坝上下游坡稳定最小安全系数满足规范要求，水库基本具备蓄水条件。水库除险加固工作，是一项利国利民的民生工程，必须高度重视。

作者：王贵川 徐林 单位：贵州省水利水电勘测设计研究