浅析锅笃水库浆砌石硬壳坝加固设计

陈元军

【摘要】水利工程是一项民生工程，尤其是中小型水库的坝体工程修建和加固的施工设计思路要非常清晰，因为直接影响工程质量和建筑成本及水库大坝的使用寿命。本文介绍了锅笃水库浆砌石硬壳的加固方法和硬壳坝加固稳定计算的另一种思路。

关键词：水库加固；硬壳坝；溢流坝； 锅笃水库

1、工程概况

锅笃水库位广东省梅州市平远县东石镇锅笃村，建于1985年。水库坝址以上集雨面积为4.37km2，属韩江水系柚树河支流黄地河，大坝坝顶高程为668m，最大坝高为26.2m，坝顶长为117m，坝顶宽为2.0m，坝型为浆砌石硬壳坝，是一宗以防洪、灌溉为主兼顾发电的小（一）型水库。

浆砌石硬壳坝坝顶总长为117m，其中河床中央溢流段长度为30m，左岸非溢流坝段长为40.0m，右岸非溢流坝段长为47m。

溢流坝段彩浆砌石作为外壳，每隔6.0m设2m厚的隔墩，内壳充填干砌块石，外壳（硬壳）做成外平内拱；大坝迎水面采用钢筋混凝土作为防渗面板及溢流段的溢流面，堰顶高程为665.3m。非溢流坝段顶高程为668m，最大坝高为26.2m，亦为浆砌石硬壳坝，结构材料与溢流段相同，隔墩净跨为6m，上游坡1：0.1，下游坡为1：1.05，上游坡外壳仍有30～50cm厚钢筋混凝土防渗面板至堰顶高程665.3m。

2、大坝稳定计算方法的确定

根据《浆砌石坝设计规范》（SL25-2006），坝体稳定计算可采用以下公式计算：

根据大坝运行管理记录，分析1985年至2015年的水文记录资料，经分析，最大洪水发生时间为2006年6月17日，最高洪水位为666.8m，大坝安然无恙。大坝经受过多次洪水的考验未出现任务险情，由此可见，大坝在正常蓄水位时稳定是有保障的，但不并代表已经满足规范安全要求。大坝加固的任务就是使大坝在工程措施下由在正常水位工部下满足达到在各种工况下均满足规范要求。因此根据大坝初建时的设计资料，复核大坝的摩擦系数，再按公式复核大坝在各种工况抗滑稳定计算。

2015年3月13日根据专家组书面与现场核查结果认为：大坝坝体抗滑稳定不满足要求，临水侧混凝土脱落，坝体存在倾斜迹象；坝顶压顶的混凝土路护拦损坏严重；溢洪道有4条断裂缝，橡胶止水老化；拉杆房墙体开裂，房顶漏水，为危房，拉杆锈蚀严重；管养房破损，成危房，无必要安全观测设施等。鉴于大坝存在上述病险问题，同“三类”鉴定结论意见。

3、大坝加固方案

根据大坝安全鉴定，大坝坝体抗滑稳定不满足要求，为了满足抗滑稳定安全系数达到规范要求，对大坝硬壳里的干砌石进行灌浆，使大坝内干砌石成为一个成体，改变大坝内部结构，不但增加大坝抗滑稳定安全系数，还可使大坝防渗得到改善。对大坝进行灌浆处理，原有硬壳浆砌石隔墙为6m，底宽为21m，采充填灌浆，每框格布置二排灌浆孔，孔径为75mm，孔距为3m，钻机造孔后，插入孔的钢管，在钢管中置入浆器，用一定压力将水泥浆压入孔隙中，自上而下进行灌浆；对溢流段陡坡段的底板拆除重建，采用钢管混凝土底板，板长27m，板厚为20cm，设计分布筋φ6@200，纵缝为每隔6m设一条，横缝为每隔7m设一条，缝宽为2cm，采用沥青砂浆止水，板与板之间设单排φ20@200拉结筋，底板与大坝连接采用锚筋，伸入大坝0.5m，采用梅花布置，孔距为0.5*0.5m，锚筋为φ14；重建大坝防渗墙面板，面板顶宽30cm，底宽50cm，长22.6m，采用C25钢筋混凝土，面板中间设单层双向钢筋，钢筋φ8@150，面板每隔8m设计一条垂直缝，缝宽2cm，采用镀锌铁片止水，沥青砂浆填缝，面板跟大坝之间采用锚筋，伸入大坝0.5m，采用梅花布置，孔距为0.5*0.5m，锚筋为φ14；对溢流段的导墙表层批挡进行凿除重建，采用1：2水泥砂浆；对坝顶进行扩宽1m，迎水面新建防护墙，采用#24红砖墙，背水面重建防护拦采用镀锌钢管φ65mm，对非溢流段坝顶采用厚6cm的C20混凝土压顶，溢流段扩宽1m交通桥，采用T型梁板结构。加固方案详见图4～5。

4、稳定计算结果及项目实施情况

通大壩灌浆使大坝干浆砌石变成浆砌石，从而大坝从硬壳坝转变成浆砌石，加固稳定计算结果如下表：

由上表可知，加固后计算结果规范要求。本工程初步设计报告于2015年7月获得梅州市水务局批复，2015年12月开工建设，现整个工程已基本完工。

5、结束语

浆砌石硬壳坝是上世代七八年代的产物，由于受当时条件及经济的限制往往不同质量问题，运行至今出现一些问题。由于坝型特殊，对大坝加固一些常规方法不好解决问题。本大坝加固思路是通过大坝本质的转变，从使大坝得以加固，便大坝以后管理及加固满足现有的规范要求。

参考文献：

[1] SL25-2006；砌石坝设计规范[S]；

[2]《砌石坝设计》水利电力出版社[M]。

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