倍加造水库除险加固工程设计

2013-04-08王玲

山西水利 2013年2期

王玲

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原 030024）

1 工程概况

倍加造水库位于大同县倍加造镇倍加造村南，是海河流域永定河水系的桑干河二级支流尼河上游的一座以灌溉为主、兼顾水产养殖的小（二）型水库，水库控制流域面积19.1km2，水库总库容100万m3，原设计洪水标准20年一遇，河道纵坡3.216‰，工程等级为Ⅴ等，水工建筑物级别5级。水库于1972年兴建，1973年开始蓄水受益，属群众性工程。1980年在库内建设1座小高灌，灌溉面积100hm2，受益村为倍加造村。1992年在库内建设1座抽水站，灌溉面积33.33hm2，受益单位为仁用杏基地。目前两处高灌仍在运行，年均实灌面积达133.33hm2。

2 存在问题

经安全鉴定，复核了大坝设计烈度、防洪标准，计算分析了大坝的渗透稳定及坝坡稳定性，倍加造水库属病险水库。经鉴定，水库工程质量不合格；大坝运行管理及抗洪能力防洪安全性较差；大坝前后坝坡偏陡，稳定安全系数不满足现行规范要求；坝顶靠下游处出现较大纵向裂缝1条，已形成滑坡体；下游坝坡出现多处大型冲沟。溢洪道堰后多级跌水两边侧墙发现多处沉降裂缝，结构已遭破坏，结构安全性差；大坝坝坡抗震稳定安全系数不满足现行规范要求，大坝抗震安全性级别评为C级；闸门丢失，金属结构安全性较差；水库防洪能力未达现行规范要求；坝体土填筑质量较差，坝顶路面坑凹不平，形成较多塌陷坑；大坝上游混凝土板护坡隆鼓、塌陷严重；下游坝坡未设置坡面排水沟，形成多处水蚀冲坑、冲沟；坝体与坝基接触带局部中砂层渗漏，坝后未做排水棱体等渗流控制设施；溢洪道泄流能力不够，易产生冲刷破坏；水库无任何大坝安全观测设施；电灌站设施及设备损坏严重，工程老化。为确保工程安全运行，有必要对水库进行除险加固。

3 除险加固设计方案

3.1 除险加固任务

水库枢纽为已建工程除险加固改造，提高防洪能力，达到现行规范要求；对大坝进行培厚整治、削坡，提高大坝稳定安全系数；在大坝下游增设排水体；大坝下游坝坡增设排水沟；坝顶增设防浪墙，硬化坝顶路面；拓宽、改造现状溢洪道，提高水库泄洪能力，保证大坝安全运行；增设大坝安全监测设施。

3.2 工程级别及建筑物级别

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》，倍加造水库工程规模为小（二）型，工程等别为Ⅴ等，建筑物级别为5级。根据《中国地震动参数区划图》，确定枢纽建筑物抗震设计烈度为Ⅶ度。

3.3 除险加固内容

水库枢纽为已建工程，交通、水、电、通讯等基础设施比较完善。施工时生产用水利用水库水及附近村庄水井中水，生活用水从管理局引水或结合附近村庄村民用水；施工用电从管理局附近10kV线路接线；工程用块石料选在渔儿涧石料场；混凝土粗骨料料场选在距大坝35km处的新广源石料场。施工时，水库水位在工作面以下，不需围堰防护，且当地天然材料储量丰富，交通便利，可满足施工需求。柴、汽油及水泥直接从当地购买。施工进度安排优先考虑水库运行的要求，又要在较短的时间内完成，同时合理安排施工，以均衡施工强度和尽早发挥工程效益。

此次除险加固内容为：对大坝进行削坡、培厚整治及加高；在大坝下游侧设排水体；拆除重建溢洪道。

3.3.1 大坝主体工程加固设计及施工

大坝加固后坝顶长223m，宽7.4~9.4m，最大坝高6.18m。坝顶平整后高程为1032.34m，混凝土路面硬化，上游增设防浪墙。对大坝横断面上、下游进行培厚加固处理，设计上游坝坡1∶2，为干砌石护坡，下游坝坡1∶2，为草皮护坡，坝脚设排水棱体，坝顶及下游坝坡增设纵横向浆砌石排水沟。

大坝加固工程项目包括坝顶加高、坝体上下游坡面加固及坝顶增设防浪墙等。土方开挖采用1m3挖掘机挖装，8t自卸汽车运输，弃料运至下游弃渣场。大坝加固土方回填采用8t自卸汽车运输，在坝面卸料，分层铺设，采用蛙式打夯机夯实。坡面碎石料在坝面卸料，由溜筒运至填筑面，分层铺设，采用蛙式打夯机夯实，人工辅助。每填筑一定高度，对坝坡面进行修整，以便砌筑干砌石护坡。人工浆砌石、干砌石砌筑及浆砌，拆除料采用8t自卸汽车运输至下游弃渣场。

3.3.2 溢洪道工程设计及施工

新建溢洪道位于大坝左岸，并对原溢洪道进行封堵。采用宽顶堰，底宽12.4m，最大泄量57.2m3/s，设计泄量19.2m3/s；由引渠段、控制段、泄槽段、消力池段、海漫段等组成，水平投影全长108.65m。

溢洪道土方开挖采用1m3挖掘机挖装，8t自卸汽车运输，回填料放置一侧待用，弃料运至下游弃渣场。大面积土方回填采用74kW推土机摊平并碾压，边角处采用2.8kW蛙式打夯机夯实。小面积土方回填采用人工平土，2.8kW蛙式打夯机夯实。混凝土采用0.4m3搅拌机拌制，机动翻斗车运输，泵送混凝土入仓。溢洪道浆砌石采用人工砌筑。