水库除险加固工程的分析与设计

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1、水库除险加固工程的分析与设计【摘要】随着水库运行时间的增长，水库暴露出来的安全隐患也逐渐增多，为了确保水库的安全稳定运行，及时进行除险加固设计就显得尤为重要。本文结合水库工程实例，在阐述了水库目前存在的安全隐患和除险加固的必要性的基础上，对水库进行了加固设计。【关键词】病险水库；除险加固；必要性；设计　　水库在防御洪水灾害和保障国民经济建设上发挥了不可替代的作用。但由于使用年限的增加及本身施工质量不理想等原因，有些水库工程存在较严重的安全隐患，成为了带病运行的水库。因此，对现有水库开展除险加固工作，进行除险加固设计，在保证下

2、游人民生命财产的安全和充分发挥水库的效益，不仅非常必要，而且十分迫切。　　1.水库工程实例　　某水库于上世纪八十年代兴建，是一座以防洪、农业灌溉、城市供水为主的小型水库。坝顶高程，上游坝坡1：3，下游坝坡1：。　　水库保护着下游人民财产不受洪水侵害，受益人口7500人，保护耕地面积。由于防洪标准提高，未设溢洪道，自身泄洪能力不足，对下游安全存在着潜在的巨大威胁，已成为严重病险水库。因此，实施以增设泄洪设施达到国家防洪标准除险加固工程是非常必要和十分迫切的。　　2.挡水建筑物设计　　挡水建筑物现状及采取措施　　现状坝体主要填筑

3、土层岩性为含细粒土砂，呈稍密-中密状态，中上部稍湿，下部很湿-饱和，微有塑性，渗透系数×10-4cm/s。因此，主坝坝体存在渗漏问题，且坝体土质表面松散，含草根等杂物，坝坡稳定坡角不够。因此，坝体存在渗漏和稳定影响问题。　　坝顶高程确定及其构造　　1）坝顶宽度及构造。本工程拦河土坝高度为，属低坝范畴。在确定坝顶宽度时，主要考虑如下情况：　　坝顶无干线公路及铁路通过；地震设计烈度为VI度，无抗震要求；坝顶最小宽度，能满足施工机具通行；顶宽利于管理运用；综合考虑，选坝顶宽度为5m。　　2）土坝坝坡。土坝的坝坡根据坝型、坝高、坝的

4、等级、筑坝土料的性质，坝基地质条件及施工运用条件等因素，可参照已建工程的实践经验或用近似方法初步拟定，最终经稳定计算确定。　　护坡及坝面排水　　1）上游护坡。上游护坡采用C20混凝土护坡，从坝顶起到下部死水位以下。根据计算，结合《碾压式土石坝设计规范》规定，土坝上游护坡厚度采用，其下铺设20cm厚中粗砂过渡层。纵、横缝间距10m，填缝材料为沥青混凝土。　　2）下游护坡。下游护坡为草皮护坡。　　3）坝体排水。考虑便于施工、利于维修，本工程选择贴坡式排水体。　　4）坝面排水。在坝体下游坡设横向排水沟，每50m设一条。排水沟采用混

5、凝土预制，为矩形断面，断面尺寸为×，侧墙底板厚。　　3.泄水建筑物设计　　工程布置　　根据本工程的地形地质条件，结合工程实际应用情况，不适合布置溢洪道及泄洪隧洞来泄洪。　　该水库现状泄洪设施为泄洪闸与泄洪洞上下结构布置，上层为泄洪闸，下层为泄洪洞。该水库泄洪闸不能满足泄洪要求，经方案比较和调洪计算，确定泄洪闸净宽为6m，设计洪水位时，泄量41m3/s，校核洪水位时，泄量/s。　　泄洪闸底板高程为。泄洪闸沿线地层呈岩土二元结构，上部为级配不良砂下部为细砂岩，不存在地基液化问题，但存在渗透变形影响。　　闸室底板垂直水流方向，为两

6、孔一联整体式钢筋混凝土结构。顺水流方向，由于挡水高度低，闸室整体稳定与地基条件，不控制其长度，根据结构布置要求确定。　　闸墩采用实体式，中墩外形轮廓设计需满足过闸水流平顺、侧向收缩小及过流能力的要求，上下游墩头均采用半圆形。每孔设一道平板工作闸门，一道检修闸门，两闸门间距。　　闸室上游段设混凝土水平铺盖，翼墙采用八字型式。下游段采用底流式消能，消力池采用下挖式，用斜面与闸室底板连接，斜坡面的坡比为1∶4。在消力池后设海漫和防冲槽。　　消能工设计　　1）消力池尺寸确定。按照《水闸设计规范》所示，经计算，在渲泄设计洪水时，所需消

7、力池深度为，为安全考虑并利于水流衔接，取设计池深为。经计算，需消力池长度为，取为。斜坡段水平投影长度为6m。斜坡与闸底板连接处用长水平段进行平顺连接。　　2）海漫尺寸确定。经计算，海漫长度为20m。　　海漫末端河床冲刷深度计算公式按照《水闸设计规范》附录B所示，经计算，海漫末端冲刷深度为。防冲槽尺寸按工程惯例，采用宽浅式梯形断面结构，槽顶与槽底高差取为。　　上游铺盖设计　　铺盖采用材料为混凝土，铺盖长度按渗流分析结果，取其为。为保证铺盖防渗效果，以及便于施工，铺盖厚度取为，并做成等厚度型式。上游齿墙深入铺盖下地基深度为。为保

8、证铺盖与闸室可靠连接及布置止水，下游齿墙深入铺盖下地基深度为。根据工程经验及规范要求，并结合本工程地基土质情况，铺盖顺水流方向不设永久缝。铺盖与两岸翼墙及闸室结合部，设永久缝，缝宽2cm，内设橡胶止水。　　闸室结构设计　　1）闸顶高程确定。闸顶高程和坝顶同高。其值为。　　2）底板尺寸确定。