银栖湖塘坝除险加固工程设计简述

2016-04-08赵爱莉

山西水利 2016年12期

关键词：塘坝挡土墙水池

赵爱莉

（山西水利职业技术学院，山西太原 030027）

银栖湖塘坝除险加固工程设计简述

赵爱莉

（山西水利职业技术学院，山西太原 030027）

银栖湖塘坝位于太原市以北的阳曲县城西，是一座拦蓄雨洪水的景观蓄水池。为消除安全隐患，提高防洪标准，在立足银栖湖塘坝实际的基础上从塘坝挡水建筑物设计、景观溢流循环水利用系统设计、泄水系统设计等方面进行除险加固设计，通过拦截上游沟谷雨洪水或井供水，形成银栖湖水面景观，为游人提供安全观光旅游。

挡水建筑物；景观溢流循环水利用系统；泄水系统；银栖湖塘坝；阳曲县

1 工程概况

阳曲县南北长54 km，东西宽82 km，总面积2 070.67 km2。地处忻州与晋中盆地脊梁地带，南距省城太原17 km，北接忻州市、定襄县，东连盂县、寿阳县，西与静乐县和古交市接壤。阳曲县属半干旱大陆性季风气候，四季分明，多年平均降水量450.7 mm，年蒸发量1 950 mm，降水集中在7—9月，占全年降水量的60%；年平均气温在9.5℃左右；全年日照时间数2 686.3 h，占全年可照时间数的61%。

银栖湖塘坝工程位于阳曲县城西的西凌井乡元坪村南的糁子沟内，距阳曲县城约40 km。坝址以上流域面积0.61 km2，总库容1.09万m3，是一座拦蓄雨洪水的景观蓄水池。工程由1座塘坝及塘坝上游蓄水池组成，塘坝为土坝，坝高1.5 m，坝长64 m，蓄水池为人工挖填形成，未做任何防渗处理。

结合当地实际情况，参照Ⅴ等水利枢纽工程设计，枢纽永久性建筑物塘坝、泄水管道、循环集水池等均为5级建筑物。建筑物防洪标准为10年一遇设计，20年一遇校核。

2 存在问题

塘坝建筑物的防洪标准不明确，存在较大安全隐患；库底、岸坡及塘坝坝体均未做任何防渗处理，渗漏严重，无法蓄水；岸坡和塘坝坝体边坡较陡稳定性差，在项目区发生洪水后，易发生岸坡坍塌或溃坝；银栖湖塘坝未布置泄洪设施，存在洪水漫坝溢流，造成溃坝事故；塘坝坝体为土坝，无法满足溢流景观的要求。

3 除险加固设计

本工程主要任务为拦截上游沟谷雨洪水或井供水，形成银栖湖水面景观，同时溢流循环水利用系统也可以作为一处独立景观，为游人提供观光旅游。结合区域地质情况，要求岸坡处理坡度不小于1∶2.5，库区采用土工膜防渗，库区、岸坡防渗结构应同塘坝、泄水建筑物进口等建筑物形成整体防渗结构，其施工严格按照国家相关规范标准进行，且经过相关单位验收合格后方可投入蓄水运行。

3.1 塘坝挡水建筑物设计

3.1.1 塘坝施工

塘坝挡水建筑物为扶壁式钢筋混凝土挡土墙和塘坝结合，挡土墙长度64 m，最大墙高15 m，最低墙高7 m，顶宽0.5 m。挡土墙上游修筑塘坝，塘坝最大高度15 m，顶宽1.5 m，迎水坡坡度1∶2.5。

塘坝采用机械开挖，人工清理，开挖坡度为1∶0.5，其开挖可以与挡土墙及下游水池配合进行。开挖出的土择地堆放。

开挖结束后对基础夯实并进行塘坝填筑，塘坝填筑施工应与下游挡土墙砌筑同时进行，塘坝土方填筑采用机械为主，辅以人工摊铺，机械碾压夯实。单层夯填填厚度按照相关规范进行，最大厚度不得大于0.3m。夯填土夯实结束后，上面布设土工膜，并依次铺设0.3 m厚的砂石保护层和0.4 m厚的浆砌石保护层。土工膜、砂石层和浆砌石层施工可同银栖湖边坡处理同时施工，施工标准依照相关规范进行。在浆砌石保护层上布设天然条石，条石外部采购，机械运输至现场铺设。

3.1.2 挡土墙施工

挡土墙施工同塘坝施工配合进行，分为素混凝土浇筑和墙体混凝土浇筑两部分。

素混凝土垫层浇筑混凝土采用商品混凝土，自卸汽车运输，人工利用滑槽卸料至仓面，人工平仓，并用插入式振捣棒振捣密实。浇筑完成后对混凝土进行及时养护。墙体在垫层达到指定强度后施工，按照先底板后墙身立壁和扶肋施工顺序进行。施工混凝土采用商品混凝土，自卸汽车运输，施工分为钢筋制安和混凝土浇筑两部分，钢筋安装按附图进行。混凝土浇筑参照素混凝土垫层进行，浇筑结束后及时进行养护。

3.2 景观溢流循环水利用系统设计

景观溢流循环水利用建筑物主要包括挡土墙下游集水池及集水坑，在挡土墙下游1 528 m处设置集水池一座，尺寸64 m×5 m×1 m（长×宽×高），采用钢筋混凝土集水池，并用防水砂浆抹面。在池底靠右岸处设置泵坑一座，尺寸1 m×1 m×1 m（长×宽×高）。

3.2.1 集水池施工

集水池修筑位置位于挡土墙下游1 528 m处，采用机械开挖，人工修整方式开挖，开挖同塘坝、挡土墙同时进行。开挖土采用机械运输至指定位置。

集水池垫层施工分为素混凝土垫层及钢筋混凝土水池浇筑，其方法参照挡土墙施工进行。

挡土墙混凝土浇筑完成后对水池进行砂浆抹面，砂浆强度M10，厚度10 mm，砂浆现场拌制，拌制方法同挡土墙砂浆一致，施工需按照相关规范进行。集水池内有泵坑，泵坑施工参照集水池进行。

3.2.2 水泵安装

进水口闸门直接从市场购买，现场安装。安装方法参照相关安装规范进行。

3.2.3 提水管道施工

提水管道施工分为管道施工和镇墩施工两部分。管道施工包括管槽开挖、管道粘结连接、管道的试压和回填4道工序，施工时，应根据项目实际情况，按照施工标准进行。镇墩施工采用商品混凝土，自卸汽车运输至工地后，人工利用小推车运至仓面，采用平层铺筑法浇筑，并用插入式振捣棒振捣密实。浇筑混凝土达到设计高程后，按要求进行收面。完成后对混凝土进行及时养护。

3.3 泄水系统设计

泄水建筑物主要包括泄水涵管和左岸集水坑，泄水涵管采用钢管，设计压力0.6 MPa。集水坑采用钢筋混凝土浇筑，尺寸2 m×2 m×1 m。

3.3.1 泄水涵管施工

排水涵管施工分为管道施工、镇墩施工两部分。

管道施工：管槽开挖采用机械开挖、人工辅助放坡的施工进行，开挖后槽底总宽度不小于2 m，沟槽边坡1∶0.5。其余参照提水管道施工进行。管道铺设前在槽底铺设0.1 m厚的中粗砂层。管道铺设时可将管材沿管线方向排放在沟槽上，依次放入沟底砂层上，再进行组装。钢管组装前先核实两管端的周长和端面垂直度，对口时保持内壁齐平，采用长0.3 m的直尺在接口内壁周围顺序贴靠，错口的允许偏差不得大于2 mm。钢管组装时其环向焊缝位置应符合要求，即:对接时钢管的螺旋缝放在中心垂线上半圆的45°左右；两钢管的螺旋缝错开，错开间距不小于0.3 m。管道施工完成后，先清除沟槽内杂物，并排除积水，经检验并认为下沟的管道符合设计及规范要求后，才可进行管道回填工作。管道回填土采用砂砾土或符合要求的原土回填至管道两侧。管槽回填土夯实采用人工夯实和机械夯实两种，管道两侧和管顶0.5 m以内采用人工夯实，其他可以采用机械夯实，夯实密度不得低于0.95。

镇墩施工：镇墩施工分为垫层浇筑和镇墩浇筑两部分，均采用商品混凝土。垫层混凝土可以与挡土墙垫层混凝土浇筑同时进行，浇筑方法可参照挡土墙施工，浇筑完成后对混凝土进行及时养护。垫层混凝土达到设计强度后进行镇墩混凝土施工，镇墩混凝土浇筑采用平层铺筑法，每层浇筑厚度不大于0.4 m，并用插入式振捣棒振捣密实。浇筑混凝土达到设计高程后，按要求进行收面。其他要求参照提水管道镇墩浇筑方法进行。

3.3.2 干砌石护坦施工

排水涵管末端干砌石护坦厚度为0.4 m，扇形铺设，干砌石铺设需先将地面整平，然后放置样石，并以样石为基准进行砌筑，并砌筑并修凿，块石相互错缝，垫稳垫实，与周边砌石靠紧，严谨砌缝间嵌小石块。

3.3.3 集水坑施工

集水坑采用C35混凝土集水坑，其浇筑参照集水池施工进行。

3.3.4 闸门及启闭机安装

进水口闸门直接从市场购买，现场安装。安装方法参照相关闸门安装规范进行。