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1、浅谈小型水库土坝的除险加固【摘要】本文结合某病险水库工程的缺陷和隐患分析了小型水库土坝除险加固的原则,加固设计的原理及方法,并提出了适宜该工程的除险加固设计方案。实践证明,该T程加固效果较好,有效发挥了其防洪、灌溉等综合效益。【关键词】水库大坝除险加固中图分类号:TV62文献标识码:A1•工程概况依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)及《防洪标准》(GB50201-94)规定,本工程采用的防洪标准为:设计洪水为30年一遇,校核洪水为300年一遇。30年一遇洪峰流量为47.7m3/s,300年一遇洪峰流量为71.47m3/so该工程于1971年动工,1973年
2、枢纽工程基本完成。坝址控制集雨面积5.Ikm2,坝址以上干流长度2.7km,干流平均坡降23%。。水库水库正常库容320万m3,正常蓄水位78.50m,总库容360万m3。2.工程存在的问题大坝上游护坡块石风化严重,下游一级坝坡较陡,上下游坝坡均出现坑洼;下游坝坡最小抗滑稳定安全系数不满足规范要求;坝体、坝基、坝肩渗漏严重,当库水位72.5m时,发现在大坝下游坝坡中部54m~56m高程范围内有集中渗透点12处,散浸面积达100ni2左右,在大坝左、右坝肩65~75m高程处,当库水位为78.50m时,下游坝坡两坝肩有水渗出,渗漏量为1.5L大坝坝基接触面渗漏严重,大坝下游常年渗水不断
3、,最大时流量达10L/s;输水涵洞虽已封堵,但由于封堵不严,现漏水严重,渗漏量为5L/s;放水隧洞进口秘衬砌由于当时施工质量较差,如今造成了洞内裂隙、穿孔、漏水;山于级配不合理,水泥妊标号低,妊浇筑不密实,空隙大,磴破损、剥蚀严重,有些空洞可以放一只手进去,随着时间的推移,隧洞漏水越来越严重,最大渗漏量有3L/s;溢洪道底板及侧墙开裂,消力池被冲烂,溢洪河侧墙损毁。3•除险加固方法的选用原则虽然土石坝坝型常见,但山于其工程情形复杂,机具、材料等条件多变,并一且各项具体的除险加固方法都有其特定的适用范围和局限性,因此,対每一具体工程病害都应进行仔细分析。应从工程病害情况、除险加固要求
4、(包括加固后工程应达到的各项指标、加固范围、加固进度等)、工程费用以及材料、机具来源等各方面进行综合考虑。确定土石坝加固方法时,应根据工程病害的具体情况对几种加固方法进行技术、经济、施工比较,选择技术上可靠,经济上合理,口能满足施工要求的除险加固方法。4.工程除险加固设计4.1大坝加固坝顶高程复核根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001),水库大坝的顶部高程,等于水库静水位和超高Z和,同时,静水位与超高要分别按不同运用情况进行计算,取相应组合的最大值为水库大坝的顶部高程。金盆水库不同运用情况下的静水位;不同运用情况下的超高,按SL274-2001规范5.3及附录A进行计算
5、,具体计算公式如下:Z二ZO+Rp+e+A式屮:Z——水库大坝顶部高程(m);Z0——水库静水位(m);Rp——波浪爬高,;KP——系数,按《规范》附表A.1.13确定为2.23;Rm——波浪平均爬高,;——糙率渗透系数,按《规范》附表A.1.12-1确定为0.80;KW——经验系数,按《规范》附表A.1.12-2确定为1.02;hm平均浪高(m),按莆[T1公式计算;W——计算风速,此处设计情况取1.5X13.6m/s,校核情况取13.6m/s;D风区长度,此处均取0.40km;Lm——平均波长(m),按莆田公式计算;m——坝坡系数,此处m二2;e风壅水I侨咼(in);A安全超高
6、,正常运用取0.50m,非常运用取0・30nu经计算得坝顶高程不得低于254.59m,现状坝顶高程为255.0m,满足《规范》要求。4.2上游坝坡工程本设计采用预制妊六方块对大坝上游坡进行护坡,护坡范围为:上游坝坡从死水位(高程51.55m)至坝顶(高程81.59m),左、右两岸延伸2m与山体搭接,两岸山坡处新建栓排水沟,断面尺寸为bXh二250X250,排水沟均采用现浇C15殓,衬砌厚度为15cm。护坡材料为止六方形预制磴块,边长0.3m,碇强度等级C15。碇预制块护坡下需设支持层,支持层为砂卵垫层,厚15cm,在高程67・27m、58.37m、51.55m分别设置现浇殓C15防
7、滑齿。上游坝坡新建上坝阶梯,上坝阶梯高度为0.Im,宽1.0m,现浇C154.3下游坝坡工程大坝经过四十多年运行,下游坝坡受雨水冲刷,坑洼不平,杂草丛生,不利于大坝安全观测,也影响美观,为此本设计对卜•游坝坡进行整治。4.3.1下游坝坡培厚下游坝坡从坝顶(高程81.59m)至贴坡排水顶部(高程52.59m)进行坝坡培厚,下游坡培厚时先将表层松散浮土清除后,再在坝坡开挖0.3m高的防滑台阶,然后填土夯实,从下至上分层填土夯实,要求每层填土厚度不大于30cm,填筑粘土的渗