下长海子水库除险加固设计与施工方案

2017-01-11朱知标彭惠荣

中国农业文摘-农业工程 2017年1期

朱知标，彭惠荣

（1.云南省会泽县水务局工程管理站，云南会泽 654200；2.云南省会泽县水务局，云南会泽 654200）

1 工程原状

经认定原水库的安全类别为：一是坝体工程质量较差，碾压不密实，质量存在一定隐患；二是管理观测设施不健全，管理人员素质偏低；三是防渗标准达不到国家规范要求，安全类别评为C级；四是高水位运行时渗流量偏大，渗流安全评价为C级；五是金属结构老化锈蚀严重，安全评价为C级。总体评定下长海子水库为三类坝。

2 大坝除险加固方案

根据以上存在的问题，拟定相应的处理方案：

一是迎水坡及背水坡修整和护坡，坡顶设防浪墙，以满足坝顶高程要求及坝顶路面硬化通行要求，后坝脚设置排水体，增设观测设施；二是对坝体、坝基和两坝肩进行防渗处理，满足渗透稳定；三是设置溢洪道，满足渡汛要求；四是新建输水涵洞，完善工程使用功能和大坝安全；五是设置水库管理房。

3 除险加固设计

针对下长海子小（二）型水库工程的病险现状及坝体安全复核结果，对大坝工程的除险加固设计，采取以下工程措施：（1）对坝体、坝基及两坝肩进行防渗处理；（2）进行坝面整修；（3）新建倒滤体；（4）增设坝体观测设施。

3.1 坝体防渗处理设计

对于下长海子水库的坝体防渗处理设计，采用塑性混凝土防渗墙和坝体静压灌浆共两种方案进行方案比较确定。

3.1.1 塑性混凝土防渗墙方案

对坝体部分采用塑性混凝土防渗墙进行处理，防渗墙厚0.4m。对坝基及接触带进行帷幕灌浆处理，帷幕深度根据地质勘察结果确定，经设计布置，砼防渗墙及坝基帷幕线均处于坝轴线上游，防渗墙轴线距坝轴线1.5m，坝基帷幕线距坝轴线1.2m，灌浆孔距2m。

3.1.2 坝体静压灌浆防渗方案

按单排孔布置，向左、右山体各延伸8m。灌浆防渗体处于坝轴线上游，灌浆轴线距坝轴线1.2m。除对静压灌浆外，还延伸至基岩，对基岩进行帷幕灌浆，灌浆孔距确定为2m。

防渗处理方案的渗透稳定计算，根据水库的运行水位情况，结合地质勘察成果及坝体结构材料特性进行计算，计算程序采用二维有限元分析程序。根据计算结果，两个方案均满足坝体渗透稳定的要求。根据工程量计算及投资概算结果，静压灌浆的工程投资较少，施工工期较短，各方面的影响都比较小，故推荐静压灌浆方案为坝体的防渗处理方案。

3.1.3 静压灌浆设计

对坝体采用静压灌浆进行防渗处理，具体做法如下：

沿坝轴线布设为单排孔，孔距2m。

灌浆帷幕厚度：水头为8.5m，浆体帷幕渗透系数K确定为小于1×10-5cm/s，坝体土的允许渗透坡降[J]＝60～100，计算得帷幕厚度介于10～14cm即可满足防渗要求，考虑灌浆薄弱环节的存在，最大厚度取0.6m。

浆体帷幕边界的确定：水库坝基为玄武岩，帷幕底界深入相对不透水层（q<10Lu）一段（5m）确定。若相对不透水层较深，按深入坝基以下1.5倍水头确定，根据本工程的实际防渗处理办法，确定坝身静压灌浆与坝基帷幕灌浆连接形成防渗整体，上边界以设计洪水位2 398.72m为顶界，设计边界为左、右坝肩向两岸山体各延伸8m。

灌浆材料采用425＃硅酸盐水泥和纯粘土粉，干料按1‥1重量比配比，灌浆压力按0.2～0.4MPa设计，施工时通过试验确定，施工时灌浆方法采用孔底全孔灌浆法即自上而下灌浆，灌浆按分序分次方式进行，反复轮灌。

3.2 两坝肩和坝基防渗处理设计

水库两坝肩和坝基采用帷幕灌浆进行防渗处理。采用单排孔，孔距拟定为2.0m。帷幕边界的确定：灌浆的孔轴线与坝身静压灌浆轴线重合，向两岸山体延伸，其延伸长度按水库正常蓄水位与相对不透水层范围线在两岸的相交处，或按绕坝长度满足要求确定。根据此原则，左、右坝肩向两岸山体各延伸8m。防渗底界以伸入相对隔水层内一段（5m）确定。

帷幕灌浆采用灌注水泥浆，灌浆水灰比采用5‥1、3‥1、2‥1、1‥1、0.8‥1、0.6‥1、0.5‥1等级别，灌浆时浆液从稀到稠，逐渐变浓，开浆水灰比采用5‥1，灌浆压力按0.2～0.4MPa设计，施工时根据灌浆试验进行调整。

灌浆孔按三序加密设计，终孔孔距2.0m，并根据灌浆试验进行适当调整，灌浆所用浆液的物理力学参数参照有关规范执行。