水庫除險加固工程設計的論文
1存在問題
1.1淤積嚴重，防洪能力降低由于水庫淤積嚴重，死庫容基本淤滿，僅能滿足10年一遇設計洪水標準，無法滿足50年一遇校核洪水標準要求。
1.2壩坡呈現(xiàn)隱患，影響大壩安全壩坡出現(xiàn)裂縫、孔穴和塌坑，影響大壩穩(wěn)定。上游壩坡砌石損毀，下游壩坡無排水設施。
1.3放水設施不完善或損毀，上壩道路狹窄現(xiàn)狀溢洪道僅局部護砌，出口無消能設施;放水臥管、涵管出口消能設施損毀。上壩道路狹窄，難以滿足防汛搶險要求。經(jīng)有關部門鑒定，張家溝水庫為三類病險水庫。為確保水庫安全運行，必須進行除險加固改造。
2除險加固工程方案設計
2.1大壩
2.1.1增設防浪墻防浪墻頂寬0.5m，高1.0m，墻頂高程1022.8m，M7.5水泥砂漿砌石結構。
2.1.2大壩壩體整修壩體的裂縫，主要是因壩體干縮、施工時壩體填筑不均勻、分段接茬處理不當?shù)龋瑥亩斐蓧位蛪误w的不均勻沉降所致。孔穴、塌坑是壩體裂縫在雨水的'沖刷下，土層下陷而成。本次壩坡整修，首先把現(xiàn)有壩坡上的雜草、灌木及腐殖土清除干凈，清除厚度0.5m;然后對壩坡按設計斷面進行適當補填及削坡。同時，對壩體上的孔穴、塌坑及裂縫，全斷面徹底挖除并重新回填黏土夯實，壓實度不低于96%。大面積土方回填和夯實采用74kW推土機攤土，8－12t羊腳碾碾壓，邊角處采用2.8kW蛙式打夯機夯實。小面積土方回填采用人工平土，2.8kW蛙式打夯機夯實。壩體經(jīng)過整修，將上游壩坡恢復至1∶2.0，下游壩坡恢復至1∶2.5。
2.1.3壩坡護砌根據(jù)實際情況和防洪要求，擬對大壩上游壩坡清坡整平后鋪設40cm厚的干砌石，下設厚20cm砂礫料墊層及15cm厚的粗砂墊層。護坡坡腳伸入淤積層以下1.0m。大壩下游壩坡采用草皮護坡。
2.1.4貼坡排水壩下游坡腳現(xiàn)無反濾體，本次新增貼坡排水。貼坡頂面高程1013.0m，頂寬2.41m，從外到內(nèi)依次為干砌塊石、碎石、砂礫料和粗砂，砌筑石塊要求排砌嵌緊。
2.1.5壩坡排水為了防止暴雨沖刷壩肩和下游壩坡，將水流送至壩腳以外，在下游壩坡與岸坡結合處布設橫向排水溝3條，在下游坡腳設一縱向排水溝，并與壩坡橫向排水溝相連。排水溝形式為矩形斷面，采用現(xiàn)澆C15砼澆筑。橫向排水溝斷面尺寸為0.3m×0.3m，坡腳縱向排水溝斷面尺寸為0.5m×0.3m。
2.1.6壩頂?shù)缆吩瓑雾數(shù)缆窞橥谅访妫瑢?.0m。雨天泥濘，影響管理人員巡察。本次改造將壩頂拓寬至3.0m，路面采用0.2m厚泥結碎石結構，以1%橫坡向下游傾斜。
2.2溢洪道本次除險加固改造，將溢洪道分為引渠段、控制段、泄槽段及消力池四部分。由于溢洪道左側為基巖，巖體幾乎垂直，不需襯砌，全段只需對右側(靠壩體一側)側墻和溢洪道底板襯砌。底板為現(xiàn)澆C20砼，各段連接處均設齒墻，齒墻高0.5m，厚0.3m。引渠段全長20.9m，進口底高程1016.79m，縱坡1/100為倒坡，斷面為矩形。引渠段右側側墻緊貼大壩壩坡，為擋土墻式，頂厚0.6m。側墻由地面起逐漸加高至3.8m。控制段長度79.5m，始端底高程1017.0m，末端底高程1015.01m，縱坡1/40。泄槽段斷面為梯形，底寬2.8m，右側側墻坡比1∶0.75。側墻高度3.8－2.1m，為漸變形式。由于泄槽段右側土體單薄，且形狀不規(guī)則，本次對其整修成頂寬3m、外坡比1∶1.25與地面連接。消力池全長10m，池深1.0m，池寬3m。側墻高3.1m，為擋土墻形式。消力池出口接5m長鉛絲籠石護坦。
2.3放水臥管由于臥管管臺砌體老化，剝蝕嚴重，已不能正常運行，本次重修臥管，增設孔塞。
3主要加固改造工程施工要點
3.1大壩加固施工壩體整修前，首先清除該段的雜草、腐殖土、砂、石等。壩坡培厚段要將原壩坡開挖成平順的邊坡，坡度不陡于1∶1，以便于新舊土層結合。清基采用74kW推土機施工，清基深度為50cm，清基范圍應超出設計邊線30－50cm。壩體上的塌坑、孔洞、裂縫按楔形縫開挖，采用機械和人工配合，回填黏土采用蛙式打夯機和人工石硪夯打相結合，使其壓實度不小于96%。腐殖土、雜草等清除物由1m3挖掘機或3m3裝載機挖裝，8t自卸汽車運至下游棄渣場集中堆放。
3.2下游護坡施工坡面反濾料回填、干砌石(包括拆除)采用人工施工，篩選并利用部分拆除料。干砌石要自下而上砌筑，每塊塊石重量不小于15kg。護坡應嚴格按照設計要求鋪砌，坡面不允許有游石、孤石、補貼石、小石等現(xiàn)象。砂礫料、碎石、干砌塊石應優(yōu)先利用原有的壩坡石料，不足部分再適當補充。干砌石護坡要逐層填實，用大石排緊小石塞嚴，無活石，以腳踏不動為準;壩面石選用較大石塊排砌，錯縫豎砌，結合平穩(wěn)，不得使用墊石;石面接觸嚴密，壩面坡度平整。下游壩坡草皮護坡的植草時間宜在春季或初夏，壩坡整平后，鋪填種植土50－70mm，再鋪植被網(wǎng)，用防滑釘固定，播灑草籽于網(wǎng)內(nèi)，松土覆蓋，輕輕壓實。
3.3溢洪道施工施工內(nèi)容主要為溢洪道襯砌。土方開挖采用1m3挖掘機挖裝，8t自卸汽車運輸至下游壩坡做培厚用土。漿砌石采用砂漿攪拌機拌制砂漿，人工砌筑。混凝土拌和采用0.4m3攪拌機，0.6m3機動翻斗車運輸入倉，倉面內(nèi)用高頻振搗器振搗。砼施工要求為:砼表面光潔、無蜂窩麻面;在常溫下，砼澆筑完畢36h后即可拆模;用草袋覆蓋灑水養(yǎng)護不少于7d。亦可用砼養(yǎng)生劑養(yǎng)護，但必須噴灑均勻。
4結語
張家溝水庫除險加固后，可消除大壩安全隱患，充分發(fā)揮其防洪功能和灌溉效益，在保護下游人民群眾生命財產(chǎn)安全的同時，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，保證糧食安全。
作者：孫秀 單位：長治市襄屯灌區(qū)管理中心
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