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小型水库除险加固的设计与施工分析

2015-07-24张茂林

珠江水运 2015年11期
关键词:小型水库除险加固施工控制

张茂林

摘 要:水库在经济社会发展中发挥着重要作用,但是我国不少水库由于使用年限较长、维护不到位等原因,存在较大的安全风险,需要进行除险加固处理,以更好发挥水库功能。在本文中,笔者结合炳坑水库除险加固工程,从工程概述、水库除险加固设计与施工等方面对该命题进行了有益的探究。

关键词:小型水库 除险加固 设计 施工控制

水库在防洪泄洪、农业灌溉与满足区域内居民与牲畜用水等方面,均发挥着不可替代的作用,特别是在南方地区,中小型水库的作用更为明显。但是我国水库多建于上世纪七八十年代,技术条件限制大,加上年久失修,水库存在较大的安全隐患,需要进行加固处理。本文以炳坑水库为例,对小型水库除险加固进行了综合分析。

1.工程概述

炳坑水库位于龙岗区坪山街道碧岭社区,水库库区集雨面积2.42km2,2000年从库区东侧引入0.6km2集雨面积,使得水库库区集雨面积上升至3.02km2。水库以供水为主、兼顾防洪,始建于1964年,建造之初,是为了补充三洲田灌区用水,自1993年建成炳坑水厂后,功能转为供水。

由于历史条件的限制,大坝无法满足现行规范要求,施工、运用过程中存在不少险情,多次加固处理的效果不理想,安全隐患仍存在。相关部门在组织专家综合评价大坝安全的基础上,并根据《水库大坝安全鉴定办法》的规定,于1997年5月对炳坑水库进行了大坝安全鉴定,结论是炳坑水库大坝为三类坝。炳坑水库于2003年进行了除险加固,对水库存在的问题做了处理。

水库运行期间,一些小规模的除险加固工程从未间断,将水库原设计防洪标准的50年一遇提升为500年一遇,而现行的防洪标准提为100年一遇设计,防洪能力达不到水库运行的要求,主要表现在,主坝坝顶高程不符合防洪要求,防浪墙高度无法满足要求,副坝背水坡排水不畅,坝顶高程无法满足防洪要求,且水库安全监测设备不完备。

基于上述存在的种种安全隐患,所以相关部门决定对炳坑水库工程进行除险加固改造,完全消除水库的安全隐患,为水库的安全正常运行保驾护航,充分发挥其工程的效益。

水库除险加固工内容:主坝防渗处理;主坝坝顶加高、下游培厚坝坡整治、反滤体重建,以及坝顶路面、防浪墙重建、观测设施重新布设;主坝输水涵管启闭机房重建等;1#副坝坝顶加高,下游培厚坝坡整治、反滤体重建,坝顶路面、防浪墙重建,观测设施重新布设等;2#副坝坝顶加高,上游坡设混凝土护坡、坝顶路面及防浪墙重建。

2.水库除险加固设计分析

2.1主坝除险加固设计

根据《炳坑水库项目建议书》和《炳坑水库除险加固工程地质勘察报告》中的相关规定与要求,水库防洪标准提高至100年一遇,但是现行的坝顶高程无法满足运行的要求。按照炳坑水库地质勘察资料,主坝渗漏主要为坝体上部局部松散渗漏、坝基基岩渗漏两部分。其中,坝体平均渗透系数为1.15×10-4cm/s,无法满足防渗要求,而坝基岩土平均渗透系数7.35×10-5cm/s,研究界定为弱透水层。

主坝加固设计为:大坝坝顶加高、坝体培厚、坝坡放缓设计;大坝坝体防渗、坝基截渗设计;坝顶、上下游坝坡,大坝排水棱体改建及白蚁防治等。

2.2输水建筑物的设计

炳坑水库输水涵管位于主坝下,与炳坑水厂相连,管径为DN600,为钢管外包300mm钢筋混凝土。进口底高程52.9m,涵管全长74m。输水管进水口设两级铸铁圆形转动门盖闸门,直径为φ800mm。用手电两用螺杆式转盘起闭,启闭机容量为5t。进水口、转动门盖、起闭机及机房为2007年12月新建工程。

2.3主坝坝体防渗设计

炳坑水库溢洪道位于主坝左侧山坳,为开敞式宽顶堰,堰宽10m,堰顶高程为64.30m。型式:进口明流段变宽度,明流段长18m,后为多级变坡的陡坡段。宽度:明流段16~8m,陡坡段之后为8m,跌差6m。进口高程:62.3m。

2.4大坝坝基和坝肩防渗改造设计

根据相关规范,大坝渗漏主要为坝体上部局部松散渗漏及坝基基岩渗漏,因此必须对大坝坝基及坝肩进行防渗加固处理。对于已建大坝坝基的防渗处理,比较成熟的方法有帷幕灌浆和高压喷射注浆法,就本工程的实际情况,基础覆盖层为强风化粉砂岩,渗透系数为7.35×10-5cm/s,可灌性和灌浆质量可以通过灌浆试验确定,因此本设计推荐高压喷射注浆法。基础高压喷射注浆孔,单排布置,孔距0.35m,孔径0.6m,与坝体灌浆上游排共轴线,灌浆范围从大坝向两岸延长15m。

3.水库除险加固施工分析

3.1土石方开挖施工

(1)土方开挖施工。下游坝脚土方开采用1m3挖掘机挖土装车,59kw推土机配合作业,部分利用回填,剩余用8t自卸汽车运输至弃碴场,平均运距1.5km。

大坝坝坡回填粘土,采自粘土取料场,采用1m3挖掘机挖土装车,74kw推土机配合作业,8t自卸汽车运输至苏家沟大坝坝顶,分层填筑,履带推土机,辅于蛙夯机夯实,运距2km。

(2)石方开挖施工。石方开挖是指主坝与副坝背水坡,可用分层、手风钻钻孔爆破开挖作业方式,用1m3装载机装碴,74kw推土机配合集碴,8t自卸汽车运输。其中,块料就近堆放,以备使用,其余运至1km外的弃碴场。

3.2混凝土、浆砌石与堆石体拆除施工

混凝土、浆砌石拆除工程位于主坝坝顶和背水坡,1#副坝背水破,拟采用钻孔爆破结合人工方式施工,1m3装载机装碴,74kw推土机配合集碴,8t自卸汽车运输,其中砌石块料就近堆放在两岸,以备工程利用,其余运至弃碴场,运距1km。原堆石体拆除部分,拟采用机械结合人工方式施工,就近堆放,以新堆石体工程利用。

3.3土石方回填施工

大坝坝坡土石方回填施工拟用8t自卸汽车运输土料,59kw推土机平仓,蛙夯机夯实。其它单体工程量较小的以机械结合人工方式施工。

3.4混凝土浇筑施工

混凝土浇筑,采用常规方法施工,大坝上游护坡施工采用1t机动翻斗车运送混凝土,人工转运至施工点,平均运距1000m;坝顶路面的混凝土施工,采用1t机动翻斗车运送混凝土至施工点,平板振捣器振捣,为了减少混凝土运距,采用转移混凝土搅拌机,混凝土平均运距500m。

4.结语

笔者在本文中,对炳坑水库除险加固工程的设计依据、主体坝除险加固设计等内容作了详细的介绍,并从混凝土浇筑、土石方回填、土石方开挖等方面对除险加固施工进行了分析,收到了良好的除险加固效果,值得同类小型水库除险加固工程参考与借鉴。

参考文献:

[1]黄彪,张伟民.茂名市小型水库除险加固工程建设工作的探讨[J].中国农村水利水电,2013,18:69-70.

[2]何洪元.浅析小型水库的除险加固设计[J].技术与市场,2011,18:162-163.

[3]林环兴,吴利东.小型水库除险加固工程的施工质量控制[J].中国农村水利水电,2013,04:120-121,124.

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