徐闻县风山水库除险加固工程技术的讨论
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇徐闻县风山水库除险加固工程技术的讨论范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
陈运河
徐闻县水利水电勘测设计室 广东 徐闻524100
摘要；文章结合了本县风山水库的现状，针对实际存在的除险问题进行了分析，提出了有效的除险加固对策，希望能给同行带来一定的参考价值。
关键词：病险水库 水库现状除险加固技术分析
0 引言
由于水库多年的运用，使部分水库陆续出现了堤顶高程不足、堤坡冲蚀严重、堤身裂缝以及穿堤建筑物结构强度不够等问题，给水库运行埋下了安全隐患。为进一步完善城乡防洪体系，增强水资源调蓄能力，需对各类水库进行了全面普查和安全鉴定，对带病运行水库，亟需实施除险加固。
1风山水库简介
风山水库位于徐闻县锦和镇境内，坐落迈草溪上游，集雨面积26平方公里，总库容264.2万立方米，正常库容183万立方米，死水位68米，死库容17.65万立方米，该工程于1970年开始兴建，1976年建成投入运行，土坝为粘性土均质坝，原设计坝顶高程为77.26米，坝顶长415米，坝顶宽3.5米，迎水坡比为1：2.5，背水坡比1:2.0。
风山水库主要由土坝，输水涵，非常临时溢洪道等组成，土渠自流式溢洪道位于主坝东北部尾端，底宽20米，堰顶高程75.2米，最大泄流量53.56M3/S，原输水涵管为钢筋混凝土圆涵，涵管内径0.8米，进口高程为68米，最大泄流量2.0M3/S，闸门型式为转动门盖，采用手动卷扬机启闭，
风山水库枢纽布置如图1所示。
风山水库枢纽布置图
2 风山水库的病险情况
根据广东省水利水电科学研究院进行风山水库大坝安全鉴定，鉴定结论为：
（1）安全复核计算表明正常蓄水位稳定渗流期主坝下游坡、校核洪水位骤降至溢洪道堰顶高程不稳定期渗流期副坝上游坡的抗滑稳定最小安全系数不能满足规范要求。
（2）主坝后坝坡在左坝头与山体结合处68m高程附近有散渗现象，坝体填土较疏松，密实度较差，大坝表层约5m范围、右坝头填土和坝基透水性较强；水库原土坝是在期间开始兴建的,工程质量较差,水库多年运行表明,当水库水位达到正常水位74.20米时,原河床段20-60米的范围内有较大面积的渗水。这主要是由于当时施工质量差,坝基清基不好,及土坝填土压密不实。
（3）溢洪道为土渠式临时溢洪道，且尾水渠还未开通,而且过水能力不够，而且带来的水土流失现象严重，放水涵启闭过于原始，涵身情况不明，涵进口及启闭设备已报废。
3风山水库的加固对策
3.1 大坝加固
1、坝顶高程复核
本水库土坝工程等级为4级，坝顶高程的确定，根据《碾压式土石坝设计规范SL274-2001》第5.3.1、5.3.3条规定，坝顶在静水位以上的超高按下式确定：
坝顶超高(y)＝最大风壅水面高度（e）+最大波浪在坝坡上的爬高（R）+安全超高（A）；
安全超高：正常运用工况（P=2%）取0.50m，非常运用工况（P＝0.2%）取0.30m；
风山水库土坝均质土坝，现状主坝迎水坡为干砌石护坡加固后均为混凝土块护坡。
2、大坝加固方案优选
（1）坝体防渗处理
由地质勘察报告我们可以看出风山水库的坝体、坝基渗水都比较大，本次加固设计，拟在坝体加高培厚前，对其进行灌浆处理，对于坝基渗水我们采用帷幕灌；对于坝体渗水，我们采用进行劈裂充填灌浆。
考虑到资金筹措困难，本次灌浆设计主要是针对坝体、坝基渗水较为严重的部位，即输水涵两侧至主河床段，灌浆从桩号0+450起至0+550共100米范围内,在坝轴线下游1m处布置第一排坝基帷幕灌浆孔，孔距 2.5m，同时在坝体顶沿坝轴线布置两排坝体劈裂灌浆孔，排距1.5m，第一排在坝轴线下游1.0m，第二排位于坝轴线上游0.5m处，孔距5m。
（2）坝高
原设计土坝坝顶高程为77.26米，现场实测结果表明现坝顶高程位于76.945―77.84米之间，坝顶高度参差不平；原设计坝顶宽3.5米，实际坝顶宽度为2.38―4.02米，宽度大小不等。而本次水库除险加固按照粤府[1997]86号文的要求，由此计算出坝顶高程为80.00米，现坝高无法满足新的设计标准的要求。所以，该水库土坝必须加固培厚。
（3）坝坡
水库加固后，大坝坡度上游坡约为1：2.5，下游约为1：2.5。坝坡稳定计算表明,上下游边坡均满足设计要求，为了节约工程投资，本次加固设计拟维持原上游设计边坡1：2.5不变,仅原浆砌石护坡上现浇12厘米的C15砼覆盖。坝体加高部分上游护坡按原1：2.5的边坡延长至坝顶，现浇12厘米厚C15砼。下游护坡在土坝培厚至原坡比1：2.5后铺草皮防护。因土坝最大高度达17.77米，所以拟在原河床段坝体经常渗水的部位设置反滤体，反滤体顶高程为65.235米，反滤体顶宽1米，两边以1：1.5的坡度往下延伸。在下游坝坡人蓄经常上坝的坝段，设置步级供人蓄行走。
（4）坝身排水
本次加固设计拟在二级平台及坝脚均设置排水沟，同时下游坝坡每隔200米设置一道纵向排水沟，以把平台排水沟的水流引向坝脚排出，以免下游边坡及二级平台被水流冲刷。同时在河床渗水较多的坝段坝脚设置反滤体排水。
3.2溢洪道重建
（1）溢洪道现状
现溢洪道为开敞自流式土渠，堰顶高程74.20米，原设计底宽20米，边坡系数为1，比降1/120，现土渠溢洪道的最大泄洪流量为80.85m3/s，而按照粤府[1997]86号文的要求，该水库本次采用50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核，由此而计算出50年及500年一遇的最大来水流量分别为Qmax=163.83m3/s、245.25m3/s。由此可以看出现土渠溢洪道的泄洪流量无法满足新标准的要求。本次水库加固须新建溢洪道。
（2）溢洪道的进口断面及结构型式
溢洪道的进水口为喇叭形进水口，两岸边墙的高度随着土坝的边坡坡比逐渐减低，两岸的挡墙均为重力式混凝土挡土墙，因水库洪水期泄流量较大，最大可达213.1 m3/s，大于10 m3/s，溢洪道堰底及豆粕不宜采用浆砌石或干砌石衬砌，所以设计溢洪道堰底及陡坡段底板均采用混凝土底板。
3.3 输水涵加固
（1）输水涵现状及加固设计方案
现输水涵位于土坝桩号0+503米处，涵底高程为68.00米，涵管内径为0.8米，长47米，设计正常放水量1m3/s，满足灌溉要求。其内径也符合有关标准的规定，运行经验表明涵管的结构，强度满足要求，对于涵管轴线两侧的渗水现象我们拟对其进行灌浆处理。由于该水库土坝坝体加高培厚，固须接长原涵管，接长涵管长16米，管内径0.8米，管壁厚0.22米。原进水口采用转动门盖控制，现该设备已严重老化，无法进行启闭，转动门盖也已破损，涵管漏水严重，水库已无法正常蓄水。本次加固设计拟拆除原转动门盖，在涵管进水口新建放水塔。
3．4接长输水涵管结构设计
（1）水力计算
输水涵水力计算采用XL-1程序计算，其计算结果为：斜坡长度6米，消力池长度3.0米。本次设计取斜坡长度6米，消力池长度4米设计。
3．5输水涵涵身结构计算
（1）基本资料
接长涵管为钢筋混凝土结构圆管，管内径r0=0.4m，涵管厚h=0.22 m，外半径r1=0.62 m，管平均半径r2=0.51 m，混凝土座垫（2a=135º）管中心处，接长管处内水水头H1=5.42m，外水水头H1=2.51m，管顶填土高度H=5.4 m，回填土为粘土，饱和容重γt=1.72t/m3，管上水平土压力系数取η=tg2（45°-22.4°/2）=0.448，制管材料采用Ⅱ级钢筋（Rg=2400kg/cm2），C25混凝土（Rw=180kg/cm2）建筑物等级Ⅳ级，安全系数k=1.35。
（2）内力计算
3.6.自动监测系统设计
水库自动监测系统亦称“超短波自动化综合参数监控系统”，其主要内容包括：①水库水位、水库集雨区雨量遥测及洪水预报系统，并包括大坝测压管水位及渗漏堰槽的监测；②大坝位移、沉降自动观测系统；③县区三防办中心站、水库管理处及水文处的分中心，二级计算机组网无线数据通讯系统。
4水库除险加固后基本情况
（1）水库库容
正常水位74.20米，正常库容183万立米；设计洪水位76.40米，相应库容为311万立方米；校核洪水位为77.03米，相应库容为373万立米；死水位68.00米，死库容17.65万立方米。
（2）挡水建筑物
加固后土坝为均质土坝，土坝全长732米，坝顶高程80.00米，最大坝高17.77米，坝顶宽4.5米；二级平台高程72.00米，二级平台宽5米。上游坝坡坡度1：2.5，采用C15砼护坡覆盖原浆砌石护坡，砼护坡厚度12厘米；下游坝坡坡度1：2.5，采用草皮护坡；在原河床段坝体比较高的部位，设置反滤体。反滤体顶部高程为65.235米，其平台宽1米。
（3）泄水建筑物
新建溢洪道采用宽顶堰型式，堰顶高程74.20米，溢洪道宽30米，斜坡长16米，消力池长12米，海漫长26米。溢洪道从正常水位74.20米开始自由溢流，最大排洪流量为213.1 m3/s。
（4）输水建筑物
水库加固后，由于土坝加固培厚，所以须接长涵管长16米，管内径0.8米，管壁厚0.22米。原涵管进口转动门盖已无法使用，须拆除重建，本次输水涵加固拟拆除原转动门盖，设置放水塔控制放水流量。放水塔高度为80－67.4=12.60米,其中工作室高度为3.5米,塔身为C20钢筋混凝土圆结构,塔内设置闸门,塔上安装启闭机,进水塔基本数据为:进水高程为68.00m， 塔工作台高程为80m，启闭机房顶高程为83.5m。
5 小结
总的来说，此次加固工程确保下游人民的防洪保安、风山水库灌区的灌溉用水要求，使水资源得到充分的利用。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。