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浅析东风水库除险加固措施

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摘要:东风水库是沂南县的一座小(1)型水库,该水库由于工程建设标准低,施工技术落后,加上老化失修严重,存在较多安全隐患,2007年已被鉴定为三类病险库。通过分析水库现状存在的问题,提出了相应的加固工程措施,效果良好,以期为其他水库加固提供参考。

关键词:东风水库 ;除险加固;工程措施

Abstract: Yinan County Dongfeng reservoir is a small (1) reservoir, the reservoir because of low standard of construction engineering construction, backward technology, coupled with the ageing disrepair serious, there are many safe hidden trouble,2007 has been identified as three types of reservoir. Through the analysis of the status quo existing problems, puts forward corresponding measures for reinforcing, good effect, in order to provide the reference for other reservoir reinforcement.

Key words: Dongfeng reservoir; reinforcement; engineering measures

东风水库位于沂南县张庄镇西3km处的沂河三级支流张庄河中游,控制流域面积17.60km2,总库容346万m3,兴利库容95万m3,是以防洪、灌溉、水产养殖等综合效益于一体的小(1)型水库。该水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水洞三部分组成。

该水库建成于1966年5月。大坝南北向,结构型式为均质坝,大坝全长278m,坝顶平均宽度4m,坝顶高程123.0m,最大坝高12m,防浪墙顶高程123.83 m。溢洪道位于大坝南端,为开敞式溢洪道,堰顶高程为118.81m,堰长36m(垂直水流向)。放水洞位于大坝桩号0+105m处,洞身为砼圆管,管径0.4m,洞长40m,进口底高程为113.6m,出口底高程113.4m,闸门为斜拉圆盘式。坝址区基本地震裂度为7度。

1水库存在的问题及除险加固的必要性

由于受当时条件的制约,工程建设标准低,施工技术落后,加上长期以来工程运行与维修养护经费不到位,管理粗放,老化失修严重,水库存在较多安全隐患,不能正常发挥效益,已成为一座病险水库。大坝、溢洪道、放水洞均存在较严重的安全隐患,主要问题如下:

a.大坝: 大坝上游护坡石砌筑质量较差,护坡石下垫层不符合反滤要求,局部护坡石直接放在坝体壤土上;坝顶宽度较窄不满足规范要求,坝顶防浪墙基础砌筑质量较差,砂浆不饱满,块石间有架空现象;上游坡、下游坡坡比均为1:2.0,未达到设计要求;大坝下游坡无排水设施,冲刷严重,坡脚排水体无反滤。

b.溢洪道: 溢洪道左岸浆砌石导流墙坐落于中等风化石英纳长斑岩上,砂浆不饱满,强度较低;右岸属岩质块状结构低陡边坡,稳定性一般;溢洪道底部起伏较大,流态不稳定影响洪水下泄。

c.放水洞:闸门锈蚀损坏严重,钢丝绳损坏,闸门已经无法正常启闭,出口损坏严重。

2007年5月,该水库大坝已被鉴定为三类坝,当地群众迫切希望通过水库除险加固工程的实施,彻底解决枢纽工程存在的防洪安全问题。为确保水库和下游人民生命财产的安全,充分发挥该库的社会和经济效益,水库除险加固势在必行。

2设计标准

东风水库总库容346万m3,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)的规定,确定本工程规模为小(1)型,水库工程等别为Ⅳ等,主要建筑物大坝、溢洪道、放水洞级别为4级,设计洪水标准为30年一遇,校核洪水标准为300年一遇,溢洪道消能防冲设计洪水标准为20年一遇。

3水库除险加固工程措施

水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道、放水洞组成,本次除险加固在原枢纽布置的基础上进行维修加固。

3.1大坝加固

根据水库洪水调算成果,按照《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)有关公式复核计算,取各种工况下坝顶高程的最大值,经计算所需坝顶高程为123.60m(坝顶设防浪墙时为墙顶高程)。结合现状坝顶高程、上下游坝坡加固措施等,经综合分析确定,大坝加固后坝顶高程为123.00m,防浪墙顶高程为123.90m。

a.大坝上游坡加固:拆除原护坡石,清表后按坡比1∶2.75加固,采用干砌方块石护坡厚0.2m,方块石最小边长不小于0.3 m。护坡下部设反滤层,反滤层底层为粗砂层厚0.15m,中间铺设300g/m2反滤土工布一层,上层为20~40mm碎石层厚0.15m。上游坝脚填筑一级压重平台,压重范围为大坝桩号0+200~0+250,压重平台顶高程113.70m(高于死水位0.1m),平台顶宽5.0m,临水边坡为1∶1.5,压重采用工程弃渣弃石料填筑压实。

b.坝顶加固:坝顶设计总宽5.5m。改建防浪墙,墙总高度为1.9m,其中坝顶以上高0.9m,下部与坝体紧密结合,墙体厚0.5m,采用M10浆砌石、水泥沙浆抹面,压顶帽石为细料石厚0.15m。路面宽度4.85m,坝顶路面底层手摆乱石铺底厚0.16m,上部现浇C30砼路面厚0.16m,路面设1.5%横坡坡向下游,下游侧设C20砼路缘石,单块尺寸长、高、厚分别为0.8 m×0.5 m×0.15m。

c.大坝下游坡加固:下游坝坡清表后按坡比1:2.5加固,坡面植草皮护坡,每50m设一道竖向C20预制钢筋砼“U”形排水沟。坝体排水0+050~0+200段采用干砌石贴坡式,砌石厚度为0.3m,砌石下部设置反滤层,反滤层底层为中粗砂厚0.15m,中间铺设300g/m2反滤土工布一层,上层为5~20mm碎石厚0.15m;0+200~0+278段采用锥型排水体,下部设置反滤层。坝脚排水沟采用干砌块石结构厚0.3m,梯形断面,底宽0.5m,深0.5m,沟两侧边坡为1:1.5,浆砌块石压顶,排水沟下部设反滤层。

3.2溢洪道加固

溢洪道加固措施为对进水渠段渠底按高程118.10m进行开挖整平;控制段新建砼堰,采用C25块石砼,堰顶高程118.81m(平兴利水位),堰顶宽1m(顺水流向),堰长36m(垂直水流向);泄槽底宽由36m向下游渐缩至26m,底坡结合现状按3%比降开挖整治。溢洪道左岸(靠近坝肩)改建浆砌石导流墙,右岸现状为岩质块状结构低陡边坡,进行削坡处理,坡比为1:1。

3.3放水洞加固

放水洞主要对进出口、闸门、机房和启闭设备进行维修加固。加固工程措施为维修进口,更换闸门,更新套管钢丝绳,在坝顶上游侧新建启闭机房,建筑面积12.5m2,设手电两用启闭机(5t)一台,改建出口消力池,消力池长6.3m,宽1.2m,两侧为重力式M10浆砌石挡土墙,池底为C20砼护底。消力池下游为现状灌溉渠道。

4结语

由于小型水库建设年代较早,工程建设标准低,加之年久失修,水库存在较多安全隐患,在除险加固时应针对工程现状存在的具体问题,采取切实可行的加固措施,确保水库加固工程的安全实施。目前东风水库除险加固工程已竣工,工程运行情况良好,水库防洪能力达到300年一遇,能有效地控制中小洪水,减少下游洪灾损失,社会经济效益显著。