水库除险加固工程设计分析.docx

6水库除险加固工程设计分析1工程概况呼和水库位于内蒙古自治区兴安盟科右中旗高力板境内杜其营子河支沟上距科右中旗高力板镇11km。水库上游控制流域面积186km25个行政村22个自然屯农田0．30万hm2草场0．15万hm2、人口1．14万人。呼和水库始建于1966年1967年8月竣工并于同年11月主体工程投入使用是1座以防洪为主结合灌溉、养鱼为综合利用的小(1)型水库。水库原设计标准为:20年一遇洪水设计50年一遇洪水校核。呼和水库现状建筑物包括:主坝、副坝、泄洪闸和泄洪渠等。主坝坝型为均质土坝坝顶高程为199．80m坝长296．00m最大坝高4．80m顶宽3．0m上游坡度为1∶3．0下游坡度为1∶2．0。上游坡为干砌石护坡下游无排水设施。由于98洪水使主坝有179．00m被冲毁现存坝段长117．00m坝顶高程为199．67m最大坝高只有2．42m上游坡度平均为1∶3．5下游坡度平均为1∶6．0。副坝坝型为均质土坝坝顶高程为199．80m。长450m最大坝高1．20m顶宽2．0m上下游坝坡均为1∶1．50。副坝现状被冲毁两段一段为20m一段为40m。泄洪闸位于主坝左侧单孔进口底高程为195．00m坐落在砂砾石上形式为开敞式净宽1．50m。泄洪闸下游设消力池最大泄量7．0m3/s。现已全部冲毁。泄洪渠总长12km泄水流量为7．0m3/s渠底宽4m渠坡坡度为1∶1．50。现已不能正常使用。2水库现有病险情况及除险加固的必要性和重要性呼和水库自1967年建成运行40多年来对当地社会经济发展起到了巨大作用特别是对水库下游基础设施的防洪保护和农田灌溉作用比较明显。但从未进行集中统一的安全复核及加固特别是1998年洪水进库流量超过设计泄量数10倍使水位超过坝顶洪水从大坝左侧漫顶主坝段北侧179m被冲毁同时泄洪闸及泄洪渠被毁。导致现状水库存在许多安全隐患。由于经费不足地方水务局对被毁段进行了低标准恢复使被毁坝段坝顶高程达到197．50m再加上管理不善等原因水库防洪标准已达不到设计要求严重威胁着水库及下游的安全。(1)水库现状防洪能力严重不足。(2)主坝未毁坝段坝体填筑质量较差达不到规范要求坝基存在严重渗漏问题需做防渗处理。主坝1998年洪水水毁坝段低标准合拢时没有按规范要求施工使本坝段工程处于带病运行状态。(3)大坝迎水坡干砌石粒径不够经过多年冰冻及风浪淘刷护坡砌石多数被掀起破坏不能起到保护迎水坡作用。(4)泄洪闸及泄洪渠被彻底冲毁。(5)水库大坝及其建筑物没有完善的观测及监测设施。3除险加固方案比较根据工程现状和存在问题在溢洪道规模不变的条件下根据其位置的不同推选两方案进行比较。方案一:将溢洪道布置在大坝右岸从上游至下游依次为进口段、控制段和陡槽段、消力池及尾水渠。方案二:将溢洪道布置在原泄洪闸位置段其轴线与原渠道轴线重合从上游至下游依次为进口段、控制段和陡槽段、消力池及海漫。两方案经投资、地质条件比较:方案一工程量明显大于方案二且泄流条件不如方案二;又因方案二建筑物基础所处地质地基标准贯入击数只有14～18击而方案一建筑物基础所处地质地基标准贯入击数达到25～30击。故本次设计从安全角度考虑推荐方案一。4建筑物加固设计方案4．1挡水建筑物除险加固设计。(1)坝顶构造。水库现状大坝顶宽约3．0m根据《碾压式土石坝设计规范》SL274－2001规定坝顶宽度可选用范围5～10m结合工程实际情况本次除险加固大坝坝顶宽采用5．0m。确定坝顶高程为199．50m。坝顶不设防浪墙仅在坝顶上游侧设0．495m高的C15混凝土路缘石缘石设排水孔。坝顶路面采用泥结石路面坝顶向下游侧设2%的排水坡度。(2)大坝坝坡的确定。大坝上下游坝坡的确定一般是根据经验类比法初步拟定再经过核算修改确定。在满足稳定的前提下应尽可能使坝坡陡些以减小工程量。大坝的坝坡与坝型、坝高、填筑料情况和坝基性质有关。碾压式土石坝平均坝坡一般在1∶2．0～1∶4．0左右。本工程坝型采用均质土坝根据大坝上下游坝坡的现状上游坝坡确定为1∶3．0下游坝坡确定为1∶2．5。(3)坡面护坡设计。本工程大坝上游仍维持干砌石护坡下游采用碎石护坡。(4)坝体排水设计。在大坝下游设置堆石棱体排水根据渗流计算结果确定棱体排水顶高程为196．00m。(5)坝基防渗设计。坝基由砂、粉土质砂和细粉土组成为确保工程安全、减少投资、方便施工坝基防渗采用高压喷射灌浆。大坝轴线坝基下深入坝基10m;沿坝轴线深入大坝左右两岸各15m;墙顶高程为大坝轴线坝基面以上1．0m。4．2泄水建筑物除险加固设计。溢洪道位于大坝右岸采用开敞式宽顶堰结构。进口段采用钢筋混凝土衬砌控制段堰型为宽顶堰堰顶高程为197．30m净宽22．00m。控制段、陡坡段及消力池采用钢筋混凝土结构消力池后修建一段尾水渠与原泄水渠连接。尾水渠渠顶宽2m渠顶高程为