李杖子水库存在问题分析及除险加固方案选择

管万凯

辽宁省水利厅机关服务中心，辽宁沈阳110003

李杖子水库存在问题分析及除险加固方案选择

管万凯

辽宁省水利厅机关服务中心，辽宁沈阳110003

首先说明了大坝、溢洪道和输水洞等工程的现状和存在的问题，然后，从洪水标准和坝体边坡稳定两个方面进行了复核 ，进而对工程主体建筑物和金属结构提出了除险加固方案。

水库；除险加固

reservoir; reinforcement

李杖子水库位于喀左公营子镇魏家庄村境内，李杖子河下游，枢纽处的地理坐标为:东经119°47′,北纬40°54′,属大凌河水系一级支流,是一座以防洪灌溉为主,兼顾养鱼,旅游为一体的小(一)型水库。

1 工程现状

1.1 大坝工程现状

（1）外观：李杖子水库大坝为黏土斜墙砂壳坝，1957年开工建设，1958年下马。1974年复建，1979年竣工并投入使用，1985年加固灌浆处理，将标准提高到50年一遇设计，500年一遇校核，坝顶高程398.7m，坝顶长217m,坝顶宽度5.5m,含防浪墙宽0.8m。大坝上游设一级戗台，分二级坝坡，下游为一级坝坡。2007年7月由喀左县水利局对大坝进行了横断实测。

李杖子水库1974年设计坝坡上游为1:4.0，1:2.5，下游坝坡为1:2.0，实测坝坡上游自上而下为1:2.44(水上部分),水下部分不能施测，下游坝坡1:1.94,实测坝顶净宽3.7m。

（2）坡面：大坝上游坡面为干砌块石护砌，设计厚度0.4m，实际厚度0.3m.下游坡面为碎石护砌，护砌厚度0.2m,护坡石块径小而破碎。

（3）沉陷：由大坝实测横断面可以看出，大坝坡面已出现了程度不同的变形，特别是上游0+000～0+070段坡面，沉陷面积1200m2，深度0.65m。

1.2 溢洪道工程现状

李杖子水库溢洪道位于大坝右端，为开敞式溢洪道，全长119m，其中：进水渠长度60m，堰长4.5m,陡槽段长50m,挑流段4.5m,溢洪道堰体为b型驼峰堰，堰宽23m，堰顶高程为393.7m,陡槽段i=0.25。溢洪道消能形式为挑流消能。两侧边墙为浆砌石结构，墙面由预制混凝土挂板防护。堰前进水渠无衬砌防护。溢洪道两岸交通为人行桥。

1.3 输水洞工程现状

李杖子水库输水洞为1.2m×1.2m矩形钢筋混凝土涵洞，洞长46m，进口高程383.0m，出口高程382.82m，输水洞进口设有启闭塔、塔与山坡间以交通桥联接，塔高15.7m，输水洞最大泄量14.5m3/s。

李杖子水库下游为农业灌溉区，虽无渠系配套工程，但通过河道输水自流灌溉面积也可达3000亩以上，但由于近年来干旱少雨，水库水位一直在正常水位以下，受水库阻隔，下游人畜饮水井普遍干涸，为保证人畜生活用水，水库需每日通过输水洞下泄流量0.2m3/s，由于人为因素和对启闭设备年久失修，目前，启闭设备报废失灵，竖井内块石堆积已达1.5深。

2 工程存在的问题

2.1 大坝工程存在问题

通过地质勘察发现，防浪墙偏移黏土斜墙顶1.4m(向下游方向)，坝顶宽度为4.5m,大于设计宽度1.0m。由于沉陷及冻胀所造成的坝坡凹凸不平，最大深度达0.65m。以上游坡左岸0点起至70m处最为严重。经实测，大坝上下游坡面均小于设计断面。护坡石块径、厚度不能满足设计要求，应置换，根据地质探测发现，护坡石有堆砌现象。无坝上回车场。无水位及雨量观测站。

2.2 溢洪道工程存在的问题

(1) 堰前进水渠无底板，须衬砌防护。

(2)溢洪道现有人行桥位置不当，加长了上坝公路的距离，汛期抢险物资运输跨越尾水河道。

(3)据现场实测资料，溢洪道右岸堰前导流墙墙顶高程为 395.10m,比驼峰堰顶高出1.4m,比校核洪水位低了3.30m,李杖子公路平行溢洪道右边墙而过，路面高程394.7m，比驼峰堰顶高1.0m，在校核洪水情况下，李杖子公路将会成为泄水通道而断绝交通，还将危及下游居民生命财产安全。

(4) 溢洪道边墙护面为预制混凝土挂板，由于挂点少和填充不实，加之自身质量问题，松动和破损较为严重。

(5) 现有溢洪道陡槽长50m,挑流坎距尾水渠首端65m，根据省水利厅设计审查专家组意见，挑坎下游应适当加强防护。

2.3 输水洞工程存在的问题

输水洞上部启闭室门窗破损严重，顶部漏雨。输水洞出口消力设施已被洪水冲毁。由于输水洞为钢筋混凝土结构，而且断面较小，又深埋于坝体之中，经检测，未发现破损现象，不会危及大坝安全。

2.4 其他问题

无必要的通讯、交通设备。水库管理所办公楼房顶部已垮塌数年。对库区内的植被进行保护，对周边进行植树造林等。

3 水库病险情况复核

3.1 防洪标准

按30年一遇设计，300年一遇校核，实际坝顶高程为398.7m，防浪墙高为1.2 m，墙顶高程为399.9m；复核坝顶高程为398.6m，低于实际坝顶高程0.1m。满足规范要求。

由于防浪墙已无实际意义，但内、外部质量较好，故不作拆除。

3.2 溢洪道及输水洞病险情况复核

溢洪道工程溢流堰堰体剥蚀严重，边墙，挑坎，底板损坏严重。输水洞闸阀漏水严重，输水洞竖井上启闭机室破损严重。

4 水库除险加固方案选择

4.1 坝体加固方案

本次设计拦河坝工程将原防浪墙全部拆除，在靠近大坝上游坝肩处重新修建钢筋混凝土防浪墙，坝顶宽4.0m。将大坝坝体加高0.24m。大坝前坝坡块石护坡更新，后坝坡采用草皮护坡。

大坝右坝肩部位有渗漏现象，本次设计在坝顶心墙中心位置自大坝右坝肩起至大坝桩号0+180.00处，总长50m，做混凝土防渗连续墙，混凝土防渗连续墙应延伸至强风化岩层1m。

4.2 输水洞加固方案

（1）对启闭塔外部进行补强处理

对启闭塔外部出现的砼剥落区，破损创面，采用人工进行凿毛处理，出现新茬后，用钢刷清洗，个别或局部创面较深处，采用常规C20砼，填至离表面2m～8m深度后，再用环氧砂浆抹面。

（2）对操作室外部进行瓷砖贴面处理，安装门窗、并对操作室顶部进行防漏处理。

（3）对启闭塔工作桥进行拆除后重新浇筑。

（4）金属设备更换

进口拦污栅按原规格尺寸不变，重新制作安装。工作闸门更新，规格、尺寸与原闸门相同。检修闸门自竣工后始终未进行安装，此次配齐。更新工作闸门启闭机、配齐检修门启闭设施。

（5）修复输水洞出口消能设施。

4.3 溢洪道加固方案

李杖子水库溢洪道位于大坝右端，为河岸开敞式溢洪道，全长119m，其中：进水渠长度60m，堰长4.5m，陡槽段长50m，挑流段4.5m，溢洪道堰体为b型驼峰堰，堰宽23m，堰顶高程为393.7m，陡槽段i=0.25。此次除险加固初设：

(1) 增加下游护坦20m，拆除原挑坎，并重新浇筑挑坎（原挑坎形状不附设计）。

(2) 对边墙挂板进行拆除，拆除后，墙面加设Φ14膨胀螺丝做为锚筋、其上焊接钢筋网，浇筑C20混凝土10cm厚护面。

(3) 拆除原有溢洪道上人行桥，新建6m宽、23m跨度交通桥一座，将上坝路改至右岸，既缩短运距，又方便汛期交通。

(4) 增加进水渠底板衬砌30m。

Problems analysis and Reinforcement scheme selection in Lizhangzi Reservoir

Guan Wankai
Liaoning Provincial Water Conservancy Department Authorities Service Center，Shenyang 110003, Liaoning, China

This paper firstly explainetd he presents ituation and the existing problemosf embankmesnpti, llway and water conveyancte unnel, etc. Then, the designr eviewedfl ood standardas nd dam slop e stability, and Reinforcemesnct hemea bout mai n works buildings and metal structure was proposed.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.12.048