西河水库除险加固措施
2012-04-14张连平
张连平
(长治市水利建筑工程处 山西长治 046012)
1 工程概况
西河水库位于平顺县城西南路家口村北峡口地带,是一座以防洪为主,兼有灌溉功能的小(1)型水库。控制流域面积60.70 km2,设计总库容602.70万m3,属海河流域浊漳河二级支流西河水系。水库始建设于1974年12月,1976年12月基本竣工,防洪保护对象为县城及12个村庄、公路等公用设施。水库枢纽工程主要由碾压式均质土坝、泄洪洞和溢洪道组成,坝长347 m,最大坝高30.9 m、顶宽5.0~5.3 m、水库运行30多年来,多次拦蓄洪水,保障下游防护区安全渡汛,维护社会稳定,促进当地经济社会快速发展,发挥了重要的基础性作用。
2 工程存在的主要问题
1)大坝。防洪能力不满足校核洪水标准(500年一遇)。坝体填筑质量一般,上游护坡塌陷,损坏严重,下游坝坡局部塌陷严重。
2)溢洪道。控制段及泄槽段宽度不足,消能防冲设施及尾水段未完建,不能安全泄洪。
3)泄洪洞。工作闸门锈蚀,变形严重,止水装置无效,启闭设备老化失修,不能正常使用,检修闸门未安装,洞进口无拦污栅。
3 除险加固措施
3.1 大坝翻修改造
1)大坝上游拆除已老化、塌陷的干砌块石护坡,对坝坡变形塌陷区进行人工削坡,填补至原设计坡度,然后铺设反滤料300 mm厚,重新砌筑干砌石护坡300 mm厚。马道内及护坡末端砌筑基槽,以利于护坡稳定。
2)下游对局部塌陷区仍用砾石材料进行填补至原设计坡度,排水系统翻修改造,纵向排水沟2条,沿马道内侧设置,竖向排水沟7条,沿坝向垂直布置,间距50 m。排水沟采用M7.5浆砌石砌筑,纵向排水沟断面为直角梯形,底宽400 mm,高300 mm,砌筑厚度300 mm,底坡为0.2%,由中间向两端倾斜。竖向排水沟断面为矩形400 mm×400 mm,砌筑厚度300 mm,下游坝坡两条马道原干砌石已老化、塌陷,改用M7.5浆砌石砌筑,宽度1.5 m,厚度0.3 m。
3)坝顶防浪墙原砌体拆除,总长353 m,高度1.2 m,厚度0.5 m,采用现浇C20钢筋混凝土防浪墙,结构缝按15~20 m间距设置,缝宽20 mm,缝内止水材料用1:3沥青砂浆填充。坝顶路面按公路技术规范处理,基层夯填3:7灰土300 mm厚,路面采用C20混凝土,排水按1%的横向坡度设置。
3.2 溢洪道拓宽改建
溢洪道布置结构由引渠段,控制段、泄槽段、消能段和尾水段组成,总长度215 m。
1)引渠段长度20 m,平面布置由原八字墙改为圆弧形喇叭口,进口底宽由原16 m加宽至17.13 m,并逐步收缩至控制段底宽,以优化进水条件。引渠段断面采用梯形结构,边坡1:0.05,左翼墙采用M10浆砌石挡土墙结构,高度6.2 m,基底厚度3.05 m,顶厚0.5 m,临水面采用砌筑粗料石300 mm厚。右翼墙为导水裹头,采用M10浆砌石重力式挡土墙结构,高度6.2 m,基底厚度5.1 m,顶厚0.5 m,临水面采用砌筑粗料石300 mm厚,裹头背部分层夯填土,顶部夯填3:7灰土300 mm厚,然后用浇筑C20混凝土150 mm厚与坝顶等高;底板预置φ20锚筋后浇筑C20混凝土衬护400 mm厚。
2)控制段及顶部交通桥,长度6.85 m,由原净宽11 m加宽至12 m,满足500年一遇校核洪水的泄洪能力,控制段横断面为矩形,采用整体式钢筋混凝土结构,溢流堰为宽顶堰,用C20钢筋混凝土浇筑,分两孔,净宽12 m,每孔6 m,堰体厚度1.0 m。基底预置Φ20锚筋,堰顶不设闸门。边墙为重力式挡土墙结构,采用钢筋混凝土浇筑,基底宽3.2 m,厚度2.0 m,长度6.85 m,边墙顶厚1.3 m,长度延长为9.35 m。宽顶堰中部浇筑C20钢筋混凝土圆柱2根,直径0.75 m,高4.35 m,间距5.10 m。柱顶浇筑C20钢筋混凝土梁,长度9.35 m。高1.0 m,宽度0.9 m。桥板为预制C30钢筋混凝土空心板,长度7.3 m,宽度1.25 m,厚度0.4 m,板间纵缝采用铰缝搭接,板端预留伸缩缝50 mm,止水 材料用1:3沥青砂浆填充。板端下安装橡胶支座。桥板安装定位后,桥面铺装采用现浇C20混凝土,平均厚度100 mm,表面配置构造钢筋 φ8@150×150。
3)泄槽段长度123.15 m,底宽由12.75 m逐渐收缩为8 m,泄槽横断面为直角梯形。左边墙采用M10浆砌石挡土墙结构,内边坡1:0.05,外边坡1:0.2,墙高7.3~3.4 m,基底厚度 3.00~0.85 m,顶厚0.5 m,表面浇筑C20混凝土贴面250 mm厚,砌筑边墙时预留φ16钢筋,长0.6~0.8 m,间距1 m×1 m,用于架设构造钢筋;右边墙利用原浆砌石边墙预置φ16插筋,长0.6~0.8 m,间距1m×1m,表面浇筑C20混凝土贴面250 mm厚并配置构造钢筋φ10@250×250。底板预置φ20锚筋后采用现浇C20混凝土衬护400 mm厚并配置构造钢筋φ10@250×250,局部低洼处填补C15抛石混凝土。
4)消能防冲段长度25 m,边墙利用原浆砌石边墙预置φ16插筋,长0.6~0.8 m,间距1 m×1 m,表面浇筑C20混凝土贴面250 mm厚并配置构造钢筋φ10@250×250加固。底板现浇C20混凝土衬护500 mm厚,并配置构造筋φ10@250×250加固,竖向排水管采用φ75UPVC,间距1.5 m×1.5 m。原浆砌石消力坎整修后预置φ16插筋,表面浇筑C20混凝土贴面300 mm厚并配置构造钢筋φ10@250×250加固。
5)尾水段长度40 m,设计断面为梯形,边墙为M10浆砌石挡土墙结构,内边坡1:0.05,外边坡1:0.2,墙高3.955 m,基底厚度2.031 m,顶厚0.5 m,边墙内预留φ75UPVC。底板前20 m采用M10浆砌石砌筑400 mm厚,基底铺设200 mm碎石垫层,后20 m采用干砌石砌筑400 mm厚,基底铺设200 mm碎石垫层,尾水段末端设置防冲槽。
3.3 泄洪洞维修改造
闸室段整形门槽,改建闸房,洞出口消能防冲段改建,泄槽长度20 m,采用C20混凝土贴面200 mm厚,并配置构造钢筋φ10@250×250。更换工作闸门,安装检修闸门各一套,闸门采用平面钢闸门。规格尺寸2.5 m×3.0 m,配套启闭机工作闸门选用QPQ型2×20t双吊点卷扬式启闭机一台,检修闸门选用手电两用10 t电动葫芦一台,手电两用启闭机手动机构与机器联通时,应有断开全部电路的安全措施。
4 结束语
经分析,西河水库除险加固,消除隐患,确保大坝的稳定和安全,提高工程防洪能力,保护下游人民生命财产,保障当地经济社会的快速发展。