双石桥水库现状存在问题及除险加固措施研究

张志刚

(辽宁省国际经济技术合作集团股份有限责任公司，沈阳 110013)



双石桥水库现状存在问题及除险加固措施研究

张志刚

(辽宁省国际经济技术合作集团股份有限责任公司，沈阳 110013)

双石桥水库位于安县花荄镇马鞍村。通过对该水库的现状详细分析，水库的大坝、溢洪道及放水设施均不同程度存在安全隐患，急需水库除险加固，确保水库防洪和灌溉及养殖等功能的正常发挥，确保水库安全和水库下游人民生命和财产的安全。由此，提出了双石桥水库的大坝、溢洪道及放水设施相应的除险加固的措施。

水库；安全隐患；存在问题；除险加固；对策研究

1 工程概况

双石桥水库位于安县花荄镇马鞍村。该水库是一座以灌溉为主、兼有防洪、养鱼等综合功能的小(2)型水库。水库建在涪江水系安县河的支流上。该水库于1955年动工修建，1956年4月建成。水库总库容27万m3，正常蓄水位库容23万m3，设计库容25.61m3，死库容0.8万m3。1978年对大坝进行了加固处理，大坝上游坡采用三合土浆砌护坡。1984年，对坝体进行了灌浆处理。水库主要建筑物有大坝、溢洪道、放水设施等。土坝为均质土坝，大坝迎水坡平均坡比为1∶2，采用浆砌石护坡，背水坡平均坡比为1∶2.81，没有护坡。坝趾无排水体。溢洪道位于大坝左端，为正槽开敞式宽顶堰，堰宽为4m，堰顶高程为543.7m。溢洪道无消能措施，并且都没有进行护砌。放水设施为涵卧管型式，位于大坝左端。卧管为砌石砌筑，放水洞口直径0.3m，木塞控制，最大放水流量0.2m3/s。卧管斜长度20m。坝下涵管为砌石无压方涵，尺寸为0.6m×0.6m，比降1/200，长度55m。出口高程536.12m。双石桥水库是安县花荄镇重要的水源工程，主要承担着花荄镇马鞍村2、3组，回龙村4-10组，狮子村1、2、3、9组共12个组的农业生产用水任务。同时还兼顾防洪和农田灌溉任务，保护着水库下游有7800余人口和947hm2耕地，灌溉农田100 多hm2。水库一旦失事还将对水库下游4km处为永安一级公路造成严重威胁。

2 水库现状存在问题

2.1 大坝现状及存在问题

双石桥水库大坝为均质土坝，最大坝高11m，坝顶长230m，坝顶宽3m，坝顶高程546.00m。上游坝坡平均坡比1∶2，下游坝平均坡比1∶2.81。“5·12”地震后，大坝坝顶及下游坝坡出现纵向裂缝，纵向裂缝与坝轴线基本平行，其中坝顶1条，裂缝长约170m，宽约15cm，深度70-100cm。下游坝坡纵向裂缝较多，裂缝最大长约100m，最大缝宽2.0-3.0cm。大坝上游护坡开裂，局部垮塌，右坝段挡墙断裂，错位。坝体有白蚁活动迹象。

2.2 溢洪道现状及存在问题

水库溢洪道位于大坝左岸，进口属于正槽开敞式自由出流，堰顶高程为543.7m，堰顶净宽4.0m，最大泄量6.345m3/s，无消能设施，且未进行衬砌。溢洪道没有消能措施，对下游农田多次冲刷破坏。

2.3 放水设施现状及存在问题

放水设施为卧涵管型式，位于大坝左端。卧管坡面长度20m,，浆砌石砌筑，放水洞口直径0.3m，木塞控制，最大放水流量0.2m3/s。卧管末端设消力池，断面为2m×2m。经过多年的运行，卧管多处漏水，浆砌块石风化严重。部分部位石块脱落，受地震影响后，错位情况不明，本身结构不安全[1]。

3 水库除险加固措施对策研究

双石桥水库下游有7800多人和947hm2耕地，灌溉农田100多hm2。震后的水库大坝裂缝严重，破坏了大坝结构的整体性，降低了大坝的抗滑稳定性，危及大坝运行的安全性，如水库大坝一旦失事，将会造成下游人民的生命财产的损失，影响人民的生活，并且会产生一定的社会影响，水利部抗震救灾前方工作组组织的专家现场核查后，将双石桥水库确定为有溃坝险情的高危水库，因此，对双石桥水库大坝存在的险情应采取必要的应急措施，避免水库大坝失事，对下游造成危害。双石桥水库除险加固主要建筑物包括大坝、溢洪道、放水设施等。

3.1 大坝除险加固措施

根据水库大坝现状，对水库的大坝采取大坝设计长度、位置不变，全长230m，坝顶宽度4.0m，大坝坝顶设混凝土路面，坝顶高程546.0m。坝顶路面为C20混凝土路面。设计上游坡坡比1∶3，采用C20混凝土预制板护坡结构型式，下游坡坡比为1∶2.75，采用草皮护坡型式。下游坡(0+050-0+180段)坡脚新建排水体，排水体高程536.5m。下游削坡的合格土料可运至上游坡进行培厚。大坝现状坝顶宽度3m，坝轴线不在一条直线上。除险加固设计坝顶加宽至4m，并且调整大坝在一条直线，根据最新航测地形图进行布置，设计新坝轴线向前移动5.6m。针对“5·12”地震后，对上游坡裂缝位于挡土墙后，长58m，深1m。拆除挡土墙后对裂缝采用开挖回填的方式：开挖深度1.5m，开挖长度60m，开挖边坡为1∶1，槽底宽度0.5m。开挖后先填筑裂缝，再进行坝体填筑，使上游坝坡达到设计坡比1:3。设计下游坡覆盖层清除，清除厚度30cm，之后削坡至设计坡比1：2.75，坝轴线向前移动5.6m，因此坝顶及下游坡的裂缝经过下游坡削坡已经削到裂缝的位置以下，所以坝顶和下游坡的裂缝不需开挖处理。根据安全鉴定报告以及震后水库大坝现场调查资料可知，大坝有白蚁活动迹象。由于没有具体位置等数据资料，除险加固设计中白蚁防治采用大坝表层土壤消毒、投放毒饵诱杀包等措施。大坝施工时，注意观察白蚁巢穴以及分布区，进行重点部位防治。施工完成后，也要随时观察是否还有新的白蚁活动情况，以便进一步实施防治措施。

3.2 溢洪道除险加固措施

溢洪道位置不变，位于大坝左岸，进口段长10m，底宽4m，边坡护坡坡度由1:2渐变到直立连接到控制段，底板为50cm厚浆砌石衬砌，边坡采用浆砌石护砌。控制断长8m，宽4m，坎高0.5m，厚0.4m宽顶堰，堰与边墙为整体式C25钢筋混凝土结构。边墙顶高程545.20m。宽顶堰堰顶高程543.7m。堰与边墙为整体式C20钢筋混凝土结构，底板厚度0.5m。陡槽段底宽为4m，坡长40m，陡坡坡比为1:8.33，底板为50cm厚C25钢筋混凝土，边墙为C25钢筋混凝土重力式挡墙，边墙顶高程545.20m-539.70m。消能措施采用挑流消能，C25钢筋混凝土结构。消能后根据现场实际情况接下游水渠。

进口段长5m，底宽由10m缩窄到4m，进口段增建C25钢筋混凝土重力式挡墙，底板为40cm厚浆砌石衬砌。边墙顶高程545.20m。

3.3 放水设施除险加固措施

放水设施位置不变，位于大坝左坝端。加固设计将原放水设施的卧管拆除，在原位置处重新修建卧管。每0.5m设一个取水口，共14个取水口，最低点取水口高程538.106m，最高点取水口高程544.24m。卧管采用C20混凝土浇筑。取水口采用预制混凝土塞代替原来的木塞。卧管末端的消力池拆除，新建C20混凝土结构，底部设置消能坎。坝下涵管维持不变，但为了防止涵管水流对下游渠道产生冲刷破坏，增加出口的消能措施，按构造设消力池，池长为3.0m，宽度为0.6m，池深为0.5m。

4 结 论

通过对双石桥水库现状及存在的问题分析，可以看出水库的大坝上游护坡开裂，局部垮塌，右坝段挡墙断裂，错位，坝体有白蚁活动迹象；溢洪道无消能设施，对下游农田多次冲刷破坏；并且经过多年的运行，放水设施的卧管多处漏水，浆砌块石风化严重。部分部位石块脱落，受地震影响后，错位情况不明，本身结构不安全。因此，对双石桥水库大坝存在的险情应采取必要的应急措施，通过对双石桥水库除险加固工程的建设将会很好地解决水库的险情，避免水库大坝失事，对下游造成危害，是十分必要的，也确保了当地经济社会的和谐发展。

[1]韦利珠.南流江水环境质量状况研究及生态保护修复探讨[J].水利规划与设计，2014(11):17-20.

1007-7596(2017)01-0094-02

2016-12-14

张志刚(1971-)，男，辽宁本溪人，助理工程师，研究方向为水利水电工程。

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