水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)分析

1、水庫除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)分析摘要文章針對呼和水庫存在的問題進(jìn)行分析和探討，并對其主要建筑物提出了除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)方案。 關(guān)鍵詞呼和水庫;除險(xiǎn)加固;工程設(shè)計(jì) 1工程概況 呼和水庫位于內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟科右中旗高力板境內(nèi)杜其營子河支溝上，距科右中旗高力板鎮(zhèn)11km。水庫上游控制流域面積186km2，5個(gè)行政村，22個(gè)自然屯，農(nóng)田030萬hm2，草場015萬hm2、人口114萬人。呼和水庫始建于1966年，1967年8月竣工，并于同年11月主體工程投入使用，是1座以防洪為主，結(jié)合灌溉、養(yǎng)魚為綜合利用的小(1)型水庫。水庫原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為:20年一遇洪水設(shè)計(jì)，50年一遇洪水校核。呼和水庫現(xiàn)狀建筑物包括:主壩、副壩

2、、泄洪閘和泄洪渠等。主壩壩型為均質(zhì)土壩，壩頂高程為19980m，壩長29600m，最大壩高480m，頂寬30m，上游坡度為130，下游坡度為120。上游坡為干砌石護(hù)坡，下游無排水設(shè)施。由于98洪水，使主壩有17900m被沖毀，現(xiàn)存壩段長11700m，壩頂高程為19967m，最大壩高只有242m，上游坡度平均為135，下游坡度平均為160。副壩壩型為均質(zhì)土壩，壩頂高程為19980m。長450m，最大壩高120m，頂寬20m，上下游壩坡均為1150。副壩現(xiàn)狀被沖毀兩段，一段為20m，一段為40m。泄洪閘位于主壩左側(cè)，單孔，進(jìn)口底高程為19500m，坐落在砂礫石上，形式為開敞式，凈寬150m。泄洪閘

3、下游設(shè)消力池，最大泄量70m3/s。現(xiàn)已全部沖毀。泄洪渠總長12km，泄水流量為70m3/s，渠底寬4m，渠坡坡度為1150?，F(xiàn)已不能正常使用。 2水庫現(xiàn)有病險(xiǎn)情況及除險(xiǎn)加固的必要性和重要性 呼和水庫自1967年建成運(yùn)行40多年來，對當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展起到了巨大作用，特別是對水庫下游基礎(chǔ)設(shè)施的防洪保護(hù)和農(nóng)田灌溉作用比較明顯。但從未進(jìn)行集中統(tǒng)一的安全復(fù)核及加固，特別是1998年洪水，進(jìn)庫流量超過設(shè)計(jì)泄量數(shù)10倍，使水位超過壩頂，洪水從大壩左側(cè)漫頂，主壩段北側(cè)179m被沖毀，同時(shí)泄洪閘及泄洪渠被毀。導(dǎo)致現(xiàn)狀水庫存在許多安全隱患。由于經(jīng)費(fèi)不足，地方水務(wù)局對被毀段進(jìn)行了低標(biāo)準(zhǔn)恢復(fù)，使被毀壩段壩頂高程達(dá)到

4、19750m，再加上管理不善等原因，水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)已達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)重威脅著水庫及下游的安全。(1)水庫現(xiàn)狀防洪能力嚴(yán)重不足。(2)主壩未毀壩段壩體填筑質(zhì)量較差，達(dá)不到規(guī)范要求，壩基存在嚴(yán)重滲漏問題，需做防滲處理。主壩1998年洪水水毀壩段低標(biāo)準(zhǔn)合攏時(shí)，沒有按規(guī)范要求施工，使本壩段工程處于帶病運(yùn)行狀態(tài)。(3)大壩迎水坡干砌石粒徑不夠，經(jīng)過多年冰凍及風(fēng)浪淘刷，護(hù)坡砌石多數(shù)被掀起破壞，不能起到保護(hù)迎水坡作用。(4)泄洪閘及泄洪渠被徹底沖毀。(5)水庫大壩及其建筑物沒有完善的觀測及監(jiān)測設(shè)施。 3除險(xiǎn)加固方案比較 根據(jù)工程現(xiàn)狀和存在問題，在溢洪道規(guī)模不變的條件下，根據(jù)其位置的不同，推選兩方案進(jìn)行比較。

5、方案一:將溢洪道布置在大壩右岸，從上游至下游依次為進(jìn)口段、控制段和陡槽段、消力池及尾水渠。方案二:將溢洪道布置在原泄洪閘位置段，其軸線與原渠道軸線重合，從上游至下游依次為進(jìn)口段、控制段和陡槽段、消力池及海漫。兩方案經(jīng)投資、地質(zhì)條件比較:方案一工程量明顯大于方案二，且泄流條件不如方案二;又因方案二建筑物基礎(chǔ)所處地質(zhì)地基標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)只有1418擊，而方案一建筑物基礎(chǔ)所處地質(zhì)地基標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)達(dá)到2530擊。故本次設(shè)計(jì)從安全角度考慮推薦方案一。 4建筑物加固設(shè)計(jì)方案 41擋水建筑物除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)。(1)壩頂構(gòu)造。水庫現(xiàn)狀大壩頂寬約30m，根據(jù)碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范SL2742001規(guī)定，壩頂寬度可選用范圍

6、510m，結(jié)合工程實(shí)際情況，本次除險(xiǎn)加固大壩壩頂寬采用50m。確定壩頂高程為19950m。壩頂不設(shè)防浪墻，僅在壩頂上游側(cè)設(shè)0495m高的C15混凝土路緣石，緣石設(shè)排水孔。壩頂路面采用泥結(jié)石路面，壩頂向下游側(cè)設(shè)2%的排水坡度。(2)大壩壩坡的確定。大壩上下游壩坡的確定，一般是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)類比法初步擬定，再經(jīng)過核算修改確定。在滿足穩(wěn)定的前提下，應(yīng)盡可能使壩坡陡些以減小工程量。大壩的壩坡與壩型、壩高、填筑料情況和壩基性質(zhì)有關(guān)。碾壓式土石壩平均壩坡一般在120140左右。本工程壩型采用均質(zhì)土壩，根據(jù)大壩上下游壩坡的現(xiàn)狀，上游壩坡確定為130，下游壩坡確定為125。(3)坡面護(hù)坡設(shè)計(jì)。本工程大壩上游仍維持干

7、砌石護(hù)坡，下游采用碎石護(hù)坡。(4)壩體排水設(shè)計(jì)。在大壩下游設(shè)置堆石棱體排水，根據(jù)滲流計(jì)算結(jié)果確定棱體排水頂高程為19600m。(5)壩基防滲設(shè)計(jì)。壩基由砂、粉土質(zhì)砂和細(xì)粉土組成，為確保工程安全、減少投資、方便施工，壩基防滲采用高壓噴射灌漿。大壩軸線壩基下深入壩基10m;沿壩軸線深入大壩左右兩岸各15m;墻頂高程為大壩軸線壩基面以上10m。42泄水建筑物除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)。溢洪道位于大壩右岸，采用開敞式寬頂堰結(jié)構(gòu)。進(jìn)口段采用鋼筋混凝土襯砌，控制段堰型為寬頂堰，堰頂高程為19730m，凈寬2200m?？刂贫?、陡坡段及消力池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，消力池后修建一段尾水渠與原泄水渠連接。尾水渠渠頂寬2m，渠頂高程為19650m，前后邊坡均為120，渠底寬22。前端采用鉛絲石籠護(hù)底與消力池出口底板連接，尾水渠迎水坡護(hù)坡采用05m厚的漿砌石。堰頂上設(shè)簡易人行工作橋，橋面寬10m，為簡支結(jié)構(gòu)。輸水洞為鋼筋混凝土無壓方涵(單孔)，斷面尺寸為10m10m，洞長125m，設(shè)計(jì)泄量20m3/s，進(jìn)口底高程19550m，出口底高程19540m，位于溢流堰體內(nèi)。在溢洪道堰頂上設(shè)有手搖螺桿式啟閉機(jī)、啟閉機(jī)架，同時(shí)設(shè)10m10m鑄鐵閘門。 5結(jié)語 針對呼和水庫的主要病險(xiǎn)情況，經(jīng)過相應(yīng)處理，最終收到了良好效果:主壩全部拆除