勃利县连珠河水库除险加固设计技术要点
2012-08-15杨红鹰
杨红鹰
(黑龙江省水利水电勘测设计研究院,哈尔滨150080)
1 工程概况
珠河水库位于倭肯河二级支流连珠河上游,地处勃利县大四站镇境内小连村,是一座以灌溉为主、兼顾防洪、水产养殖等综合利用的小(1) 型水库,流域面积30 km2。该水库始建于1954年,1965年续建,1968年竣工。经本次复核,连珠河水库正常蓄位为259.45 m,相应库容69.37 ×104m3;死水位为256.95 m,死库容27.64 ×104m3; 水库调节库容41.73×104m3。是以农业灌溉为主、兼顾防洪、养鱼的小( 1) 型水库。设计灌溉水田面积93.3 hm2,水库对下游4 km公路、6个乡镇、7 900 人以及3 万余hm2耕地起到一定的防洪保护作用。
2 水库存在的主要问题
根据连珠河水库大坝安全鉴定报告及黑龙江省小型病险水库除险加固项目三类坝鉴定成果核查意见表意见,水库主要存在如下问题:
1) 大坝坝高偏低,不满足设计要求,上游边坡护砌块石风化严重,下游边坡无护砌,坝下排水设施已破损。
2) 右岸开敞式溢洪道工程年久失修、左岸浆砌石边墙老化、右岸岸坡及基础无衬砌,陡坡段后消能设施不完善、尾水渠未开挖。
3) 输水洞底板已剥蚀破损严重,无闸门,洞身漏水,启闭机锈蚀失灵,出口段两侧翼墙已断裂倾斜,无消力池与海漫段,输水洞已不能正常运行。
4) 坝上没有抢险照明设备,水库无必要的观测、通讯、交通设备及水情测报设施,水库管理不完善。
3 水库规模及防洪标准的确定
水库原设计标准为20 a一遇设计,200 a一遇洪水校核,本次根据连珠河水库位于山丘区,大坝挡水高度为11 m低于15 m,但上下游水头差为11.5 m >10 m,洪水标准宜按山丘区确定,复核按《水利水电工程等级划分及洪水标准》( SL252—2000) ,水库主要建筑物等级为Ⅳ等4 级,水库最大库容>100 ×104m3,本次复核采用山丘区小( 1) 型水库上限30 a一遇洪水设计,300 a一遇洪水校核。
4 主要特征水位的确定
4.1 死水位
死水位主要考虑淤沙库容,本次计算坝址以上平均输沙量2 939.4 t/a,泥沙比重取1.3 t/m3。水库按未来运行期50 a计,淤沙库容为11.3 ×104m3。连珠河水库任务以灌溉为主,本次复核死库容27.65 ×104m3,根据本次水文分析成果,按来水量和含沙量的比例情况分析,年输沙量不大,对水库运用不起控制作用,现状死水位基本能够满足未来水库运用要求。
4.2 正常蓄水位
本次设计仍采用原设计的正常蓄水位259.45 m,相应库容69.37 × 104m3; 死 水 位 为256.95 m,死 库 容27.64 ×104m3;水库调节库容41.73 ×104m3。水库按上述规模复核可灌水田面积93.3 hm2,灌溉保证率为76%,满足水库的工程任务要求,因此,本次设计正常蓄水位不变。
5 水库除险加固的主要工程措施及技术要点
5.1 大坝防渗措施
根据地质报告,坝体施工时筑坝土料不均一,碾压强度一般。防渗性能差异较大,无滑动稳定问题,但粉土质砾防渗性能较差,存在一定程度的渗漏和渗透问题,建议采取相应的防渗处理,消除隐患。
综合以上原因,设计采用水泥搅拌桩防渗墙垂直防渗的措施,彻底根治大坝漏水的险情。同时,采用垂直防渗可以降低坝体浸润线,对下游坝坡稳定起到较好作用。
水泥搅拌桩防渗墙技术是运用特制的多头小直径深层搅拌桩机,把水泥浆喷入土体并搅拌形成水泥土墙,用水泥土墙作为防渗墙达到截渗的目的。水泥土防渗墙既经济、施工方法又简单。防渗墙厚度20 cm,顶高程在坝顶以下0.5 m,总长264 m。
5.2 输水洞布置及排架底高程确定
输水洞位于0 +040 桩号处,为原址拆除重建。输水洞工程主要包括进口段、闸室、涵洞、人行桥、消力池、海漫等部分。
进口护砌段长5.6 m,原输水洞拆除后回填砂砾石,上面铺设20 cm厚的碎石垫层,最上层是30 cm厚的干砌石护砌。进口为钢筋混凝土U 型槽结构,长7 m,底板净宽由4 m过渡到1 m,进口底高程252.90 m。原输水洞及浆砌石底座拆除后,浇注素混凝土作为基础,导墙段建在素混凝土基础上。
闸室为钢筋混凝土U 型槽结构,长4 m,净宽度为1.0 m,底板顶高程为252.90 m,闸墩顶高程高于兴利水位15 cm。底板厚1.5 m,边墩厚1.0 m。闸室内设工作门及检修门,闸室上设启闭排架,排架上设启闭机,排架顶高程为263.10 m。
涵洞为1 孔混凝土方涵,断面尺寸( 宽×高) 为1.0 m ×1.8 m,涵洞总长70 m,分6 节布置,出口底板设计顶高程为251.74 m,涵洞纵向比降为1∶60。
土坝与闸室启闭平台之间设工作桥,桥面顶高程为263.10 m,桥面宽2 m,桥长28.2 m,每跨长9.0 m,共分3跨。桥面板由混凝土梁、柱支承,柱基础落在涵洞两侧边墙上。
其中排架底高程高于兴利水位15 cm主要考虑,北方冬季冻冰压力对排架的剪切力很大,不少水库的排架有被剪断现象,基于以上工程实际经验,采用高于兴利水位的15 cm的工程措施避免静、动冰推力对工作桥排架的剪切、顶推。
本水库已经圆满的通过黑龙江省水利厅的审查,现在已经开始施工。
[1]七台河市水务局. 勃利县连珠河水库大坝安全鉴定报告书[R].七台河:七台河市水务局,2009.
[2]黑龙江省水利水电勘测设计研究院. 勃利县连珠河水库除险加固工程初步设计报告[R]. 哈尔滨: 黑龙江省水利水电勘测设计研究院,2010.
[3]中国建筑科学研究院. GB50007-202 建筑地基基础设计规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2002.
[4]水利部东北勘测设计研究院. SL211-98 水工建筑物抗冻设计规范[S]. 北京:中国水利水电出版社,1998.