□丁 艷 □黃 珂（中牟縣水務(wù)局）

□紀(jì)淑慶（靈寶市黃河河務(wù)局）

1.工程概況

該水庫(kù)自然集雨面積0.08 km2，蓄水主要以自然集雨區(qū)徑流囤蓄。壩址以上主河道長(zhǎng)0.32 km，河槽比降164.1‰，原設(shè)計(jì)總庫(kù)容20.60萬(wàn)m3，有效庫(kù)容18.60萬(wàn)m3，死庫(kù)容2萬(wàn)m3。大壩下游影響人口約900多人，耕地46.7 hm2。1973年工程竣工并投入運(yùn)行使用，是一座以灌溉為主，兼有防洪、供水、養(yǎng)殖等綜合效益的?。?）型水庫(kù)。

該水庫(kù)大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高25 m，壩頂高程654.70 m，壩頂寬3.5 m，大壩全長(zhǎng)112 m。大壩上游壩坡實(shí)測(cè)坡比1:2.2，下游壩坡為兩級(jí)，實(shí)測(cè)坡比自上而下分別為1：0.91、1：1.25，上下游壩坡均為草皮護(hù)坡，下游無(wú)排水設(shè)施；溢洪道位于大壩左側(cè)，為正堰進(jìn)口溢洪道，堰頂寬2.5 m，堰頂高程653.20 m，側(cè)墻及底板均采用漿砌石襯砌，溢洪水流經(jīng)消能后泄入下游河道；放水管位于大壩右岸，屬砌石無(wú)壓平涵，梯級(jí)臥管取水。涵洞尺寸0.6 m×0.6 m。放水洞底坎高程634.70 m，最大放水流量0.15 m3/s。

2.工程存在的問(wèn)題

總體而言，樞紐總體布置比較合理，大壩頂多處輕微縱向裂縫、縫寬0.2～1cm，大壩內(nèi)坡迎水面出現(xiàn)縱向裂縫，寬0.5～3 cm，有內(nèi)滑坡跡象；大壩內(nèi)坡襯砌及壩坡?lián)p壞嚴(yán)重，影響大壩安全；大壩外坡較陡，排水系統(tǒng)不規(guī)范，沒(méi)有貼坡排水系統(tǒng)和坡面排水溝；溢洪道泄洪能力不足，遇特大暴雨有漫決危險(xiǎn)；壩頂未硬化已嚴(yán)重破壞，雨天有積水隱患且不利于防汛巡查；2003年大壩外坡表層曾發(fā)現(xiàn)白蟻，經(jīng)專(zhuān)業(yè)處理后近幾年未再發(fā)現(xiàn)，需專(zhuān)業(yè)調(diào)查并防治。

3.除險(xiǎn)加固的設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)原則

水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的主要依據(jù)一般是：國(guó)家及行業(yè)有關(guān)的相關(guān)規(guī)程；水庫(kù)安全鑒定報(bào)告及審批部門(mén)的鑒定意見(jiàn)；水庫(kù)原設(shè)計(jì)文件以及與本工程有關(guān)的文件、資料等。

水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)按照原工程任務(wù)、原工程規(guī)模及原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，也就是“三原”原則。如果個(gè)別水庫(kù)確實(shí)需要改變工程任務(wù)、工程規(guī)模及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的則需作充分論證。在水庫(kù)的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)過(guò)程中首先應(yīng)達(dá)到工程除險(xiǎn)的目的，同時(shí)也要合理的控制工程投資。

雖然土石壩是常見(jiàn)的壩型，但是其工程情形復(fù)雜，材料等條件多變，并且各項(xiàng)具體的除險(xiǎn)加固方法很多，這些方法都有其特定的適用范圍和局限性。因此，對(duì)每一工程病害都應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)的分析。應(yīng)從實(shí)際工程病害情況出發(fā)，結(jié)合除險(xiǎn)加固要求(包括加固后工程應(yīng)達(dá)到的各項(xiàng)指標(biāo)、加固范圍、加固進(jìn)度等)、工程費(fèi)用以及材料來(lái)源等各方面進(jìn)行綜合考慮。確定土石壩加固方案時(shí),應(yīng)根據(jù)工程病害的具體情況對(duì)幾種加固方法進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、施工等比較，選擇技術(shù)上可靠，經(jīng)濟(jì)上合理，且能滿足施工要求的除險(xiǎn)加固方案。

4.工程的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

4.1 擋水建筑物的設(shè)計(jì)

根據(jù)水庫(kù)保護(hù)對(duì)象及其重要性，參照有關(guān)規(guī)范，確定該水庫(kù)的工程等別為Ⅴ等，主要建筑物工程級(jí)別為5級(jí)。

該土石壩的壩頂寬度為3.5 m,根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL274-2001、《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》SL189-96和《水利工程水利計(jì)算規(guī)范》SL104-95的有關(guān)規(guī)定,考慮工程構(gòu)造、安全、防汛搶險(xiǎn)、交通、新農(nóng)村建設(shè)等需要,設(shè)計(jì)加寬壩頂至5 m，并以泥結(jié)碎石硬化，路面寬4 m，厚10 cm，以2%橫向坡度由上游側(cè)向下游側(cè)傾斜,在壩頂加設(shè)0.3 m防浪墻，壩內(nèi)坡采用干砌石防護(hù)。干砌石厚度30 cm，基礎(chǔ)采用拋石體壓腳，為頂寬2 m、高2 m的平行四邊形。砌石下鋪15 cm砂礫石墊層，再下層鋪設(shè)0.5 mm厚的復(fù)合土工膜（兩布一膜），護(hù)砌到壩頂路面高程654.70 m。坡面兩側(cè)及壩肩部位設(shè)M7.5漿砌石護(hù)邊或壓頂，尺寸均為0.5 m×0.6 m（寬×高）。

大壩外坡培厚至1：2.5，設(shè)計(jì)馬道寬2 m，位于壩腳堆石排水棱體以上644.70 m高程處。坡面采用干砌石護(hù)砌，干砌石厚度30 cm，干砌石下鋪15 cm砂礫石墊層，再下層鋪設(shè)350 g/m2的無(wú)紡?fù)凉げ?，護(hù)砌至654.70 m高程。排水溝布置于654.70 m高程以下至排水棱體間的下游壩坡四周及馬道內(nèi)側(cè)，相互貫通，兩側(cè)均與下游河道貫通，內(nèi)徑均為0.3 m×0.3 m，壁厚0.3 m，M7.5漿砌石水泥砂漿抹面結(jié)構(gòu)。

加固前上游壩坡 1：2.2，下游壩坡 1：0.91、1：1.25，根據(jù)大壩形狀、土質(zhì)及損壞情況，進(jìn)行滲流分析,抗滑穩(wěn)定分析，認(rèn)為不滿足相關(guān)要求；本次設(shè)計(jì)大壩游壩坡襯砌且鋪設(shè)防滲土工膜，壩頂硬化，下游壩坡培厚修筑貼坡排水反濾層、排水溝等，工程實(shí)施后可消除壩體滲漏及裂縫隱患，因此不再進(jìn)行滲透穩(wěn)定計(jì)算。

4.2 泄水建筑物的設(shè)計(jì)

水庫(kù)洪水標(biāo)準(zhǔn)按20年一遇洪水設(shè)計(jì)，200年一遇洪水校核。經(jīng)復(fù)核，校核水位時(shí)溢洪道最大泄量為2.43 m3/s，而其最大允許泄量為2.73 m3/s，故現(xiàn)溢洪道過(guò)洪能力在遇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)不能滿足規(guī)范要求，為保證大壩防洪安全，設(shè)計(jì)在壩頂加設(shè)0.3 m高防浪墻。

4.3 放水建筑物的設(shè)計(jì)

現(xiàn)狀放水設(shè)施為梯級(jí)式斜臥管，漿砌條石結(jié)構(gòu)，漏水嚴(yán)重，放水時(shí)需人工下水開(kāi)啟放水孔，有人身安全風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)行極為不便，本次擬改造成折懸臂閘門(mén)表層放水斜臥管。工作水深18.5 m，分6級(jí)，每級(jí)最大水頭3 m，臥管為方形，斷面尺寸為0.4 m×0.5 m（寬×高），側(cè)墻厚0.15 m，底板厚0.4 m，底板坡度為1：2。放水孔為圓形，直徑為0.6 m，孔口垂直。底板采用C20現(xiàn)澆混凝土，蓋板和邊墻采用C20現(xiàn)澆鋼筋混凝土，邊墻采用M7.5漿砌條石。放水設(shè)備控制采用0.8 m×0.8 m鑄鐵閘門(mén)，8t手動(dòng)葫蘆啟閉。

4.4 其它

由于該大壩2003年外坡表層曾發(fā)現(xiàn)白蟻，經(jīng)專(zhuān)業(yè)處理后近幾年未再發(fā)現(xiàn)，需專(zhuān)業(yè)調(diào)查并防治。白蟻治理一般采用如下措施：一是開(kāi)溝截路取巢，通過(guò)開(kāi)溝來(lái)截?cái)鄩误w上的蟻巢，分析判斷選出主蟻巢，追挖主管槽取出巢體，填實(shí)巢穴；二是用白蟻預(yù)防藥劑，進(jìn)行大壩表層處理；三是設(shè)置土隔墻，堵斷穿壩蟻道的形成，以免山丘白蟻對(duì)大壩產(chǎn)生蔓延危害。

5.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析該工程的隱患所在，依據(jù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)對(duì)大壩進(jìn)行滲流分析及穩(wěn)定分析，對(duì)壩體尺寸進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)比較論證,加固方案選擇合理，在節(jié)省投資、使用方便等方面達(dá)到了和諧的統(tǒng)一。工程加固后至今運(yùn)行良好，實(shí)踐證明其所采取的除險(xiǎn)加固措施取得了較好效果，值得推廣。

[1]王世夏.水工設(shè)計(jì)的理論和方法[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2000.

[2]孫繼昌.中國(guó)水庫(kù)大壩安全管理[J].中國(guó)水利，2008（20）:10-14.