水库涵洞除险加固工程设计探析

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1、水库涵洞除险加固工程设计探析　　摘要:随着运行时间的增加以及外界因素的影响，水库暴露出来的问题也逐渐增多，涵洞就是较为常见的安全隐患。因此，必须及时进行除险加固。本文结合水库工程实例，在通过对涵洞变形、强度复核，确定了涵洞除险加固方案，并阐述了具体的设计思路，以确保解决涵洞险情，可供类似工程参考。关键词:水库；涵洞；强度复核；除险加固；设计中图分类号：P343.3文献标识码：A文章编号：放水涵洞是水库的主要建筑物，随着水库运行时间的增加以及其他因素的影响，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。水库放水涵洞更是如此，直接影响到水库大坝的安全运行。本文结合工程实例，

2、对涵洞除险加固设计进行论证分析，确定了除险加固方案，达到了经济合理、安全可靠的目的。1工程概述1.1基本情况6某水库是一座以养殖、供水、灌溉为主小型水库。水库放水涵洞在河槽段坝基位置，基础为150#混凝土砌块石。涵洞全长300.2m，其中洞身段长213.7m，纵向坡比1/100，中间设有闸井。涵洞控制最大泄水量为120m3/s。涵洞进口无检修闸。涵洞建成时，进口设有低水位检修闸门，闸井安装有事故检修闸门及工作闸门。现涵洞进口挡土墙已冲毁，进口检修门低塔架已倒塌并被冲出涵洞，两侧护岸、砌石体破坏。1.2涵洞变形、强度复核塌落拱高度计算:采用普氏计算方法:h=B/f明流段断面见图1:

3、2b=5.96，ht=7.15，=27°。计算塌落拱高为14m。图1明流段断面图经计算，底板需配筋面积1236mm2，实际配筋面积1900mm2;顶拱和边墙皆为构造配筋;裂缝满足要求。根据安全鉴定时现场检查情况:洞内较明显裂缝有3条，渗水点6处，裂缝问题不严重。且在今后运行中荷载也不再增加，所以认为结构满足要求。2加固方案确定放水涵洞加固利用原涵洞，在进口增建进水塔，设置事故检修门，更换闸井中工作闸门，对洞子缺陷进行处理。其进水口从结构整体性和运行可靠性来说选择高塔架。新建进水塔根据原涵洞体型布置情况直接将塔架与原涵洞进口0～005.5m桩号相接。63放水涵洞进水塔稳定计算假定塔

4、体为刚体，地基应力、扬压力按线性分布。3.1沿基础面抗滑稳定计算Kc=(fΣW)/(ΣH)3.2沿基础面抗倾稳定计算Kf=(ΣMf)/(ΣM)3.3地基应力e0=x0－(ΣM0)/(ΣV)σ=ΣV/A[(1±6e0)/B]放水涵洞塔架稳定计算成果见表1。表1放水涵洞塔架稳定计算成果表注:工况1、2为基本组合，其余为特殊组合。4混凝土抗腐蚀设计放水涵洞基岩SO2－4离子含量最高可达2497.6mg/L，对普通水泥具有结晶类硫酸盐型腐蚀性，所以放水涵洞塔架基础和流道混凝土需采用抗硫酸盐水泥。其他建筑物需要部分亦如此，不再详述。5放水涵洞进水塔结构计算放水涵洞进水塔结构计算按平面框架进

5、行结构力学计算，经分析，下述两种工况为控制工况:1)工况1:设计洪水位关事故检修门。62)工况2:压力按0.3MPa计。0.3MPa计算模型:在闸井高度范围内选取水平控制断面，按平面框架结构进行结构力学计算，求出每个控制断面的内力，依据《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191－96)进行强度(配筋)计算。见表2，表3。表2设计洪水位关事故检修门结构计算成果表表3冰冻情况结构计算成果表6涵洞进水塔交通设计由于交通桥长172m，最高桥墩36m，施工难度大，投资大，冬季库水位变化对桥墩结构受力影响大，需要采取相关措施，运行管理中任务重，且运用机率低，所以考虑不设交通桥方案。冬季库水位

6、高，人通行可直接从冰上行走，塔架外设爬梯，从爬梯进入;夏季有一个月排沙期，此时库水位很低，可以顺坝坡走下靠近塔架;其余时段可以考虑船运。7放水涵洞洞身6放水涵洞原施工时处理基岩最大开挖深度约2.3m、底宽9.5m，开挖至新鲜岩石后刷一层沥青处理，涵洞洞身在心墙以外，采用包裹5m厚的黏土一直延伸至上下游护坡处。涵洞压力段建成时发现有环向裂缝，将裂缝处理后，在洞身外重新浇筑一层30cm厚的150号钢筋混凝土。经分析认为涵洞出口消力池西侧的渗漏可能来源于坝体与坝基接触部位、浆砌石基础与两侧土体结合部位、涵洞与坝体接触部位。本次除险加固采用在涵洞周围充填灌浆方案，以消除隐患。闸井与坝体周

7、围存在明显的不均匀沉降，沉降量约30cm，可见5～10cm宽的裂缝长约20cm。闸井周围与坝体心墙料形成的缝也是涵洞出口渗漏的通道之一，所以在涵洞内对闸井周围进行充填灌浆。充填灌浆灌水泥黏土浆，钻孔直径56mm，压力0.3～0.8MPa。沿洞线5m设一排灌浆孔，钻孔总进尺508m，充填灌浆面积5025m2。工作闸门后明流段20m范围由于空蚀严重，底板衬30cm厚高强硅粉混凝土。另外，对放水涵洞洞身缺陷用丙乳砂浆进行处理。8结束语该水库涵洞除险加固工程现已完工，并投入运行。目前水库