探究北票市小型病险水库加固原因

2010-08-15马自学姚丽红

黑龙江水利科技 2010年2期

马自学,姚丽红

(1.辽宁省北票市水利勘测设计队,辽宁北票 122100;2.沈阳农业大学高等职业技术学院,沈阳 110122)

为实现中央提出的在2008年开始3a内完成重点小(1)型病险水库除险加固任务的目标,北票市水务局委托北票市水利勘测设计队在 2005年完成北票市小(1)型水库普查的基础上,已于 2007年依据《水库大坝安全鉴定办法》水管[1995]8号文件及《水库大坝安全评价导则》(S L 258-2000)的规定进行安全评价,完成了小(1)型水库大坝安全综合评价和大坝安全鉴定工作,并在 2008年完成我市的东山嘴水库、喇嘛营水库、黄土坎水库、二道沟水库、石门子水库、大营子水库等六座病险小(1)型水库的除险加固工程初步设计报告。辽宁省水利工程建设技术审核中心于 2008年 8月完成了对东山嘴水库除险加固工程初步设计的审查,核定工程造价为 481.44万元。其余 5座按照规划加固的顺序正在审核中。现就我市小(1)型病险水库加固原因进行认真研究,深入探索总结如下,供大家参考:

1 防洪标准低

北票市小(1)型水库均建设于 20世纪 70年代初期,原设计标准是20 a一遇,校核标准是200 a一遇。水库的集水面积都较小,所在的流域均没有水文资料,水库本身也无水文观测资料,属于小流域设计洪水推求。本次加固设计依据1998年辽宁省水文水资源勘测局出版的《辽宁省中小河流(无资料地区)设计暴雨洪水计算方法》中的推理公式法进行计算复核水库的设计洪水成果,推求设计洪水过程线。经计算实际坝顶高程均高于校核洪水位加上(《水利水电工程等级划分及洪水标准》(S L 252-2000)中的永久性挡水建筑物安全加高)0.6 m,故该水库坝顶高程满足规范要求;水库坝体其黏土心墙防渗体顶高程均在设计静水位加超高(《水利水电工程等级划分及洪水标准》(S L 252-2000)中的永久性挡水建筑物安全加高)0.6 m以下,又低于校核洪水位,故防渗体顶高程不满足规范要求;又因防浪墙与坝体防渗体顶没有紧密结合,与心墙之间存在隔离层,高于心墙顶的洪水存在漏水的可能,不满足规范要求。因此北票市小(1)型水库的防洪标准低,需要进行加固。

2 土坝坝体边坡不稳定

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(S L 252-2000)水库的防洪标准,北票市属低山丘陵区,水库大坝挡水高度均高于15 m,且上下游最大水头差均＞10m,故应按山区、丘陵区土石坝确定洪水标准,按30 a一遇洪水标准设计,按300a一遇洪水标准校核。根据大坝现状的实际运行条件、土坝土料计算指标和水位参数,以及《碾压式土石坝设计规范》(S L 274—2001)中的相关规定,计算工况在正常运用条件(正常高水位、设计洪水位、库水位在坝高 1/3处、库水位由设计洪水位降至死水位四种)和非常运用条件(校核洪水位、校核洪水位降落至死水位、正常运用遇 7°地震共 3种)下的稳定计算,边坡稳定计算采用中国水利水电科学研究院的《土石坝边坡稳定分析程序(S T A B 95)》计算。通过计算结果发现计算安全系数中有小于规范允许的安全系数的情况,说明土坝坝体边坡不稳定,所以土坝坝体的边坡需要加固。

3 金属结构不安全

通过现场检查发现输水洞工作及检修闸门的操作室破损严重;水库金属结构为输水洞进口闸门和启闭设备,启闭机年久失修,不能正常工作;工作闸门及检修闸门漏水严重。闸门多年失修,磨损锈蚀严重无法正常使用,影响供水工程的正常运用。

4 其它原因

北票市小(1)型水库建成使用时间均超过30 a,还普遍存在以下问题:坝体坝面沉陷破损;溢洪道边墙高度低,底板损毁严重,溢洪道进口水流条件不好,出口没有修建消能防冲设施和尾水堤;输水洞进口淤积,出口消力池漏水,影响工程输水。

5 水库除险加固方案

针对北票市小(1)型水库存在的病险情况,提出本次水库除险加固方案。

5.1 坝体加固方案

坝顶位置及宽度保持不变,迎水坡由上至下变为 1∶2.25和 1∶2.5,采用加大一级坝坡,二级坝坡采取抛石护坡的方式;背水坡坡比由上至下变为 1∶2.0和 1∶2.25,采用加大一级坝坡,二级坝坡亦培厚。黏土心墙顶高程浇筑加高至校核洪水位,采用钢筋混凝土(C 20)结构,拆除重建防浪墙,使心墙与防浪墙结合紧密,迎水坡重新设置反滤层和块石护坡;背水坡采用碎石护坡,坝脚设置棱体排水。

5.2 溢洪道加固方案

溢洪道原底板钢筋混凝土拆除重建;边墙高度不满足的部分,在风化破损岩面开挖成 1∶0.1边坡后,采用风钻钻孔2 m深1m间距梅花形砂浆锚杆锚固,在纵横向配置均为Ф12@25 c m钢筋网后,采取5 c m厚岩石面喷浆处理。挑流鼻坎下游侧河道设置石笼护底,比降采用 9‰,与下游河道相连;为防至尾水淘刷坝脚,坝体侧设置石笼导流坝。