除险加固技术在禾塘水库中的运用

除险加固技术在禾塘水库中的运用徐国俊【摘要】以江西省禾塘水库工程为例，分析了水库的工程地质特点及存在的主要病险问题，提出了大坝加固及白蚁防治、大坝混凝土防渗心墙、加强水文测报等除险措施，以确保水库安全.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷)，期】2013(039)030【总页数】2页(P214-215)【关键词】水库滁险;加固;措施【作者】徐国俊【作者单位】江西省宁都县水利水电勘测设计院，江西宁都342800【正文语种】中文【中图分类】TV698.2禾塘水库位于宁都县城西北部黄陂镇大湖村，坝址坐落在赣江水系梅江支流黄陂河禾塘溪中下游。于1969年冬动工兴建，1970年冬建成，坝顶达到376.8m,1973年冬~1974年春对大坝进行扩建，大坝加高8m，达到384.0m，同时兴建坝后一级电站，1978年，1987年分别建成二、三级水电站，是一座以灌溉为主，兼有防洪、发电、养殖等综合利用效益的小(一)型水利枢纽工程。枢纽工程由大坝、溢洪道、灌溉发电引水系统和渠道等建筑物组成，大坝为心墙土坝，坝高32m,水库设计正常运用洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为100年一遇。1工程地质条件库区为低山丘陵区，岸坡由震旦系上统变质细砂岩及燕山早期第一阶段中细粒花岗岩体组成，山坡坡度中等，滑坡及崩塌等物理地质现象不甚发育，仅局部地段岸坡有少量小规模崩塌体。库区周边地层为震旦系变质细砂岩及燕山早期第一阶段中细粒花岗岩体组成，岩石风化较强烈，残坡积层广泛分布，植被中等发育，由于多年水库工程建设整修和人力砍伐的破坏，局部水土流失较严重。据调查和现场观察，库内整体淤积不严重。2水库存在的主要病险问题从水库建成至今，先后经历了1974年，1980年~1982年几次续建加固，但由于诸多方面的原因，致使一些安全隐患未能根除。由于水库存在不少的安全隐患，致使水库在汛期限制蓄水，保持低水位运行，工程效益得不到充分发挥，下游农田灌溉得不到保证，同时还严重威胁到下游黄陂圩镇及沿河两岸2.1万人口的生命财产安全。大坝为粘土心墙土坝，坝顶长96m，坝顶宽6.0m，坝顶高程384.85m,最大坝高32m，迎水坡375.5m高程有一平台，宽10.5m，平台以上坝坡坡比1:2.3,平台以下坝坡坡比1：3.0,迎水坡采用干砌石护坡。背水坡设有三道马道，高程分别为377.9m,371.1m,357.60m，下游坝坡坡比自上而下分别为1:2.25,1:2.5,1:2.5。背水坡采用干砌石护坡。坝脚底排水棱体，顶宽为3.0m，内坡坡比为1:1.5。大坝经数次扩建、加固建成。1969年初建的大坝为粘土心墙坝，坝高20m,为扩大工程效益，利用库水发电，1973年冬~1974年春又将大坝增厚加高8m。1980年5月6日，大坝背水坡左侧山岸处发生数处严重漏水，并出现管涌和坝体沉陷裂缝现象。水库建设初期，由于技术经济条件等原因，两个涵洞没有建检修闸，工作闸门及金属结构、闸房老化、破旧，闸门启闭设施为人工控制，不好操作，启闭验难度大。内衬涵管管壁薄，在几次洪水中受到影响，洞身裂缝、错位，漏水严重，闸基、启闭室开裂，存在诸多病险。另外由于大坝所在地气候湿润，坝体填筑土料为黏土和砂质黏土，坝体渗漏且坡后杂草丛生，周围山坡上种有大量桉树，这种环境非常适宜白蚁生长，水库大坝上白蚁活动十分旺盛，蚁巢处土体被刨松，蚁路形成了漏水通道，已危及大坝正常运行和安全。3水库除险加固设计为排除水库病险，确保大坝安全，决定对大坝原位进行加固处理，在水库病险处进行除险加固配套工程中采取了如下措施。3.1加固防渗处理方案大坝存在坝体土料及填筑质量差等质量问题，还存在下游左岸坡集中渗漏，坝基渗漏、接触渗漏及绕坝渗漏等坝体渗流安全问题，以及大坝局部变形等问题。这些问题的存在直接威胁着大坝的安全运行，必须采取相应的工程措施根除这些安全隐患。为此，套井回填粘土心墙方案以提高大坝防渗性能，减少坝体、坝基渗漏，减小坝体渗透坡降，防止渗透破坏，同时也利于大坝的稳定及安全。3.2加固处理设计为提高坝体防渗性能，减小下游坝坡渗透坡降，在坝体沿轴线上布置混凝土防渗心墙，墙厚0.3m，混凝土墙最大高度33m，最小高度3.2m，混凝土强度等级为C15。采用锯槽机锯槽，单槽尺寸为长x宽x深=3.25mx0.3mx4m,开槽垂直偏差控制在1/300以内。在钻进过程中采用比重1.05~1.10的膨润土混浆固壁，泥浆液应高出地下水位0.9m。混凝土应连续浇筑，槽与槽之间混凝土墙接头采用接头管法连接，即一期单元槽段挖成后，于槽段的端头吊放入接头管，再浇灌混凝土，待混凝土硬化前拔出接头管，再进行第二槽段的开挖。为解决两岸坝体与坡积土连接处的接触问题，混凝土心墙应深入坝基强风化上部岩层0.5m。1）拆除上游护坡体，整坡后重新采用新鲜耐风化块石护坡。下游坝体对存在隆起、凹陷现象的地方进行拆除，重新用干砌石护坡衬护。2）坝后坡增设岸坡排水沟，排水沟自坝顶沿岸坡至坝脚。背水坡377.90m，371.1m处各设一道平等坝轴线的排水沟，排水沟宽0.4m，深0.3m，采用M7.5浆砌石砌筑，M20水泥砂浆抹面。同时上、下游坝坡各设一踏步，高2.0m，均采用浆砌石砌筑。3）对原坝下涵管进行混凝土全管封堵和回填灌浆。4）拆除原坝脚部分排水棱体，新建贴坡排水棱体，顶高程363.20m。3.3白蚁防治措施坝前坡清挖裂缝、蚁巢，作防渗处理后，置换技术指标合格的土料并夯实，修补凹陷部位，再沿坝坡铺设反滤层和护坡（块石），新的设计死水位以重新进行干砌块石，死水位以上铺设C15混凝土预制块。坝后先铲除杂草，清挖裂缝蚁巢后，置换技术指标合格的土料并夯实，修补凹陷部位，沿坝坡拉C15混凝土风网格（2mx2m）,铺设生态护坡。坝顶用作临时施工、交通场地，待工程结束后修复，设计为混凝土路面。3.4灌溉发电引水隧洞设计灌溉、发电引水隧洞原进水口采用滚筒闸门控制，进水口型式陈旧，滚筒闸门止水不严，启闭设备失灵，进水口及消力井水箱不能满足过流要求和结构。为此，本次除险加固设计对原进水口进行全面改造。拆除原进水口水箱及相关设施，重新设置塔式进水口，采用平面钢闸门控制进水口。进水口岩体破碎，局部不稳定，拟对其表面风化岩层进行清除，然后进行水泥砂浆衬护。引水隧洞存在衬砌质量差、洞身存在裂缝及渗漏、混凝土衬砌厚度不够、不能满足结构要求等问题，确定拆除原衬砌体，重新对隧洞进行混凝土衬砌和回填固结灌浆。4水情测报系统禾塘水是宁都县重点(1)型水库，地理位置极为重要，承担着灌溉、养殖、防洪、发电等重任，水库一旦失事，损失难以估量，因此不仅需要加固枢纽建筑，还需要配置自动化水文测报、预警设施，实时进行水库科学优化调度，在保证大坝本身安全的情况下，充分发挥水库兴利防害的作用。通过对禾塘水库除险加固工程技术经济综合认证，确认对禾塘水库除险加固是十分必要的，技术上可行，经济上合理。水库除险加固后