北营水库除险加固工程措施简述

2011-08-15李军

山西水利 2011年9期

关键词：坝顶除险坝基

李军

（山西省汾河灌溉管理局，山西祁县 030900）

北营水库除险加固工程措施简述

李军

（山西省汾河灌溉管理局，山西祁县 030900）

介绍了清徐县北营水库工程概况，针对目前水库淤积严重、渗漏量较大无法正常调节河道行洪能力的情况，提出对其进行除险加固，阐述了大坝渗漏处理方案和除险加固所采取的主要措施。该工程实施后，可确保大坝的稳定与安全，有效提高了水库防洪能力。

防洪；渗漏量；除险加固；北营水库

1 工程概况

北营水库位于清徐县城东北部约500m处的白石河下游左岸，始建于1958年，采用半填半挖的形式，当时水库的主要功能以缓洪为主，灌溉为辅，受益面积仅266.67hm2，年灌溉引用水量约100万m3。经1977年改造扩建，北营水库已成为一座以灌溉、供水为主的小（一）型水利枢纽工程，水库供水管网长度已达12km，日供水能力10000t/d。但由于北营水库经过数十余年的运营，多次引用白石河洪水，水库淤积严重，渗漏量较大，直接影响到水库调节河道行洪能力及水库安全。

2 除险加固必要性分析

根据《清徐县北营水库安全鉴定报告》，由于水库防洪能力、渗流、地震的安全评价为C级，所以北营水库大坝鉴定结果为三类坝。因此，为确保水库工程运行安全，对水库工程进行除险加固是十分必要的。

根据北营水库存在问题和大坝安全鉴定成果，本次水库除险加固的主要任务有：第一，对水库坝基渗漏段进行防渗处理，减少渗漏损失和可能造成的地震液化危害；第二，对大坝西堤段倒塌、倾斜的上游浆砌石挡墙拆除重建；对坝顶道路进行硬化，便于汛期抢险和管理交通方便；采取措施解决坝体安全超高不足问题；第三，对水库放水涵洞进行拆除重建；第四，对大坝增设沉降、渗流、位移等监测设施。

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》，确定北营水库工程等别为IV等。主要建筑物为4级；次要建筑物为5级；临时建筑物为5级。北营水库工程防洪标准为20年一遇。据《水工建筑物抗震设计规范》规定，工程设防烈度定为Ⅷ度。

3 大坝渗漏处理方案

根据水库地质勘查，坝基土层主要为低液限粉土、低液限黏土，其低液限粉土渗透系数3.07×10-6～8.23×10-5cm/s，低液限黏土渗透系数 3.19×10-6～1.17×10-5cm/s，透水性较小，属微弱透水，低液限粉土、低液限黏土坝基存在渗漏问题不大，存在一定程度的渗漏量。但是，在坝基水平距离300～450m、1780～2380m地段因坝基中有厚度1.0～7.0m的砂层分布，其渗透性强，因而该坝基砂层段产生的渗漏量会较大。经分析，坝基渗漏主要原因是坝基低液限粉（黏）土层中夹有砂层，为强—中等透水层，构成其渗漏通道，水库兴建时未对该砂层进行防渗处理，没有截断渗漏通道，因而库水将通过该透水层向下游产生渗漏，在坝基下游形成出溢或抬高地下水位。

4 除险加固措施

本工程将采用深层水泥搅拌桩防渗墙，设计桩距0.3m，桩径0.5m，桩与桩之间相交搭接0.2m。根据防渗墙轴线越靠近上游、防渗效果越好的原则，深层水泥搅拌桩防渗墙的轴线设在坝轴线上游0.5m的平行线上。根据防渗墙施工经验，防渗墙底伸入不透水层深度为0.3～1.0m，自坝顶至设计防渗墙顶高度为0.5m，防渗宽度为0+300～0+450m，1+780～2+380m，两段分别向两侧各延伸10m，深层水泥搅拌桩防渗墙设计墙高0+290～0+460m段为9.5m，1+420～1+780m和1+780～2+390m段为12.0m，与坝基土层结合，保证较好的防渗效果。灌浆压力为0.2～0.3MPa。

本工程将大坝西堤上2+435～2+814段坍塌、倾斜的浆砌石挡墙进行拆除重建。挡墙基础按地基承载力要求（100kPa）采用浆砌石结构，挡墙高2.83m，基础埋深1.0m，迎水面坡比为 1∶0.2，背水面坡比为 1∶0.3，墙顶宽 0.5m，基础宽2.914m。在浆砌石挡墙底部铺设0.2m厚的碎石垫层，增大挡墙与地基土的摩擦力。结合超高复核计算成果对坝顶进行整治，将坝顶高程统一取771.25m。在坝顶铺设0.25m厚的砂砾料路面，路面宽5m，路面横坡2%，坡向上游侧，减轻下游坝坡雨水冲刷。

将放水涵洞进行拆除重建，采用钢筋混凝土结构，涵洞前设置闸门2孔，孔口尺寸为1.5m×2.0m，闸门进口底高程保持原底高程不变，为765.77m。闸室为涵洞式，底板为箱式框架，闸室设置工作闸门和检修闸门，均采用平面钢闸门。

沿水库坝周在四个方向选取8个代表断面布设大坝安全监测设施，桩号分别为0+121，0+368，0+988，1+568，1+867，2+114，2+603，2+875。每个断面设1～3个表面变形观测点和2～3个渗流压力观测点。