水庫除險加固工程論文

時間:2022-11-19 11:05:33

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水庫除險加固工程論文

1工程概況

立新水庫位于萬安縣彈前鄉(xiāng)新橋村,是一座以灌溉為主,兼顧防洪、發(fā)電及養(yǎng)殖等綜合效益的小(一)型水庫。工程于1969年10月動工興建,1972年6月建成,水庫主要建筑物有大壩、溢洪道、壩下涵管和電站等。大壩為均質(zhì)土壩,壩頂高程為198.75~199.46m,壩頂長約145.4m,頂寬為4.0m,最大壩高35.55m。大壩沿兩側(cè)岸坡設(shè)排水溝,寬0.4~0.6m。溢洪道位于大壩右岸的天然埡口處,為開敞式寬頂堰,由進(jìn)口段、控制段、泄槽段和消力池組成。進(jìn)口段長約6.0m,底板未襯護(hù);控制段堰頂高程為193.43m,溢流凈寬為14.40m,長15.0m,底板為厚0.3m混凝土襯砌;泄槽段凈寬縮至11.0m,末端底高程172.88m,底板采用混凝土襯砌;消力池長8.0m,深1.0m,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。壩下涵管位于大壩右側(cè)底部,為現(xiàn)澆鋼筋混凝土圓管,總長215.0m,內(nèi)徑0.7m,壁厚0.25m。涵管設(shè)兩個進(jìn)水口,高進(jìn)水口底高程為178.93m,鋼閘門控制;低放空進(jìn)水口底高程為172.40m,木板閘門控制,兩進(jìn)水口通過斜管連接,出口底高程為171.8m。涵管出口接壓力鋼管至輸水明渠,涵管出口另接有旁通放空閘閥。

2水庫存在的主要問題

⑴大壩上游坡干砌塊石護(hù)坡風(fēng)化、破碎嚴(yán)重,多處出現(xiàn)松動、塌陷等現(xiàn)象,馬道之上未護(hù)坡;下游坡干砌塊石護(hù)坡未設(shè)墊層,壩面未排水設(shè)施。當(dāng)庫水位達(dá)193.43m以上時,下游壩腳出現(xiàn)多處集中滲漏點,滲水量約2.0L/s;左壩肩與山體結(jié)合處,有一集中滲漏點,漏水量隨庫水位升高而增大。下游壩腳未設(shè)反濾排水設(shè)施。大壩蟻害較嚴(yán)重。⑵壩體土土質(zhì)較差,滲透系數(shù)不滿足規(guī)范要求。壩體浸潤線位置偏高,出逸點高程及位勢均較高;壩體內(nèi)水平坡降稍大,滲流出口無保障。在正常、設(shè)計及校核水位時,下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均不滿足規(guī)范要求。⑶壩基主要巖體具中等透水性,且混凝土截滲墻僅進(jìn)入基巖0.5m,壩基整體防滲性能差,存在滲漏問題。左右壩肩表層粘土質(zhì)砂較薄,下伏全風(fēng)化黑云母花崗巖具中等透水性,左、右壩肩存在滲漏問題。⑷溢洪道進(jìn)水渠基巖及堰頂?shù)装寤炷翛_刷、剝蝕嚴(yán)重,凹凸不平。泄洪時泄槽底板下部漏水嚴(yán)重。下游消力池水毀嚴(yán)重。⑸壩下涵管閘門無法正常啟閉,漏水嚴(yán)重。涵管高進(jìn)水口平板鋼閘門銹蝕嚴(yán)重,已無法正常啟閉。涵管啟閉排架有裂縫,啟閉機(jī)老化破損,螺桿銹蝕、彎曲,無法正常啟閉。出口蝶閥銹蝕及老化,漏水嚴(yán)重。⑹水庫無水、雨情觀測設(shè)施,大壩安全監(jiān)測設(shè)施不完善。水庫通訊、管理設(shè)施簡陋,無交通工具;進(jìn)庫公路標(biāo)準(zhǔn)低,路況差。

3設(shè)計洪水分析

3.1流域概況。立新水庫位于萬安縣,屬贛江水系彈前河,水庫地理位置東徑114°49',北緯26°13'。據(jù)1988年《萬安縣立新水庫加固處理設(shè)計書》中記載,水庫控制流域面積為8km2,主河道長為4.2km,平均坡降為59.6‰;本次采用1∶50000的航測圖對流域參數(shù)進(jìn)行了復(fù)核,其結(jié)果為集雨面積8.01km2,主河道長為4.27km,主河道平均坡降為57.4‰。3.2水文氣象。本流域?qū)倥瘻貛夂騾^(qū),一年四季分明,氣候溫和,陽光充足,降水量豐沛。流域內(nèi)年降雨量在1200~1400mm之間,4~6月份降雨較多,8月份后降雨減少。多年平均氣溫約為18℃,最高氣溫為40.9℃,最低氣溫為零下6.5℃,平均氣溫為18.4℃,多年最大風(fēng)速為30m/s(2002年)。3.3設(shè)計洪水計算。立新水庫所在流域無實測流量資料,也無出、入庫流量觀測資料,故立新水庫流域?qū)贌o水文資料地區(qū),同時在本流域附近也沒有合適水文站資料可以移用。因此,本次立新水庫除險加固設(shè)計洪水,采用《江西省暴雨洪水查算手冊》中推薦的方法,根據(jù)設(shè)計暴雨推求,據(jù)《手冊》使用說明,集水面積小于30km2的流域一般采用推理公式法推求設(shè)計洪水。設(shè)計洪水計算成果,見表1。

4工程地質(zhì)條件

4.1區(qū)域地質(zhì)概況。工程區(qū)及附近出露地層主要為燕山早期巖漿巖(γb52-1a)及第四系松散堆積層(Q)。4.2地形地貌及物理地質(zhì)現(xiàn)象。壩址地處山間盆地的河谷出口,屬構(gòu)造剝蝕丘陵地貌,壩址兩側(cè)山體較雄厚,山頂呈渾圓狀,左側(cè)山頂高程為418.8m,右側(cè)山頂高程為294.7m。壩軸線走向為N16.7°W,兩岸較對稱,左岸坡度為23°~25°,坡度一般較緩,右岸坡度亦較緩,坡度為27°~30°,壩址河谷形態(tài)呈“U”字型。壩址所處河流為山間河谷,水流蜿蜒彎曲,河床比降較大,壩址區(qū)階地不發(fā)育,庫水呈NEE向流經(jīng)壩址。壩址兩岸山體大部分為基巖裸露,山體表部巖體一般呈全風(fēng)化狀,右岸山體局部分布有第四系殘積層,全風(fēng)化巖體及第四系殘積層抗沖性和穩(wěn)定性均較差,壩址兩岸山體溝蝕較為嚴(yán)重,分布有多條小沖溝,除壩址右側(cè)之上壩公路見有多處小范圍的崩塌現(xiàn)象影響公路運行外,未見其它不良的物理地質(zhì)現(xiàn)象,近壩庫岸基本穩(wěn)定。4.3地質(zhì)構(gòu)造。壩址區(qū)巖體局部有錯動現(xiàn)象,石英脈體較為發(fā)育,在基巖出露點經(jīng)地質(zhì)測繪,未見較大斷層分布,壩址巖體節(jié)理裂隙較為發(fā)育。在較完整的巖芯中傾角13°~18°、70°~85°節(jié)理較發(fā)育,頻率一般5~8條/m,面上多見鐵錳質(zhì)渲染,取芯中局部見有石英脈。4.4巖土體透水性。據(jù)壩軸線滲透剖面圖,自基巖面以下:中等透水層廣泛分布于壩基及兩壩肩巖體中,揭露厚度為5.0~8.7m;其下為弱透水層,揭露厚度為4.8~24.9m(未揭穿)。

5工程布置及建筑物加固設(shè)計

5.1大壩加固設(shè)計。大壩為均質(zhì)壩,壩頂高程198.75m,壩頂長145.4m,壩頂寬4m。大壩上游壩坡坡率1∶3.85,上游坡采用30cm×30cm、厚12cm六邊形混凝土預(yù)制塊護(hù)坡,下設(shè)15cm厚砂卵石墊層;下游壩坡在高程183.16m設(shè)置一馬道寬度2.5m,坡率1∶3.0,下游坡面采用草皮護(hù)坡,壩面設(shè)置縱橫排水溝,并設(shè)置反濾排水設(shè)備。在大壩左右岸與山體結(jié)合處及下游壩坡設(shè)50cm×50cm排水溝。大壩滅白蟻處理。5.2溢洪道加固。增做進(jìn)水渠混凝土底板,將風(fēng)化剝蝕嚴(yán)重的溢流堰底板和泄水陡槽底板、邊墻拆除重做,挑流鼻坎下游加做混凝土消能防沖護(hù)坦和邊墻。在溢洪道進(jìn)水渠前沿設(shè)一道60m長水泥防滲帷幕灌漿,解決溢洪道地基全風(fēng)化巖層透水性大造成滲漏的問題。5.3新建灌溉引水系統(tǒng)。在大壩右岸山體中布置灌溉引水隧洞,開鑿隧洞及閘門豎井,閘門、啟閉機(jī)攔污柵更新。

6結(jié)論和建議

⑴立新水庫地理位置重要,下游有新橋村委會和彈前鄉(xiāng)圩鎮(zhèn),是彈前鄉(xiāng)的政治經(jīng)濟(jì)中心,人口密集。水庫一旦失事,將對當(dāng)?shù)氐娜嗣裆敭a(chǎn)造成巨大損失。建議盡快開展水庫除險加固建設(shè),以更好地發(fā)揮水庫灌溉、防洪、發(fā)電和養(yǎng)殖等工程效益。⑵建議水庫管理單位盡快落實機(jī)構(gòu)、人員以配合除險加固建設(shè)的順利進(jìn)行。⑶為了更好的發(fā)揮水庫的工程效益和確保大壩安全運行,建議在庫區(qū)設(shè)立一套水文自動測報系統(tǒng),在大壩附近設(shè)置氣象觀測設(shè)施,以便隨時掌握庫區(qū)的水文、氣象情況,為水庫的合理調(diào)度提供科學(xué)依據(jù)。同時,水文、氣象資料是水庫運行安全論證分析的基礎(chǔ),建議成立資料室由專人負(fù)責(zé)對水文、氣象資料及水庫運行狀況進(jìn)行認(rèn)真的觀測、記錄、整理、分析、存檔等工作。

參考文獻(xiàn)

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作者:溫慶勝 單位:萬安縣水利局