水库除险加固设计探析.docx

水库除险加固设计探析摘要：芒勇水库大坝为两期建成的浆砌石单曲拱坝因建成时期技术落后存在不同程度的安全隐患。为了消除水库病害针对水库大坝存在的险情设计采取增加坝顶防浪墙、对左岸进行帷幕灌浆、更换闸门及启闭机等除险加固技术方案处理水库大坝存在的问题。经实施效果评价设计技术方案合理达到除险加固目的。关键词：除险加固设计;技术方案1.工程简况芒勇水库位于贵州省三都县境内属珠江流域柳江水系打狗河上游支流河段坝址以上集雨面积86.2km2是一座以农田灌溉为主兼顾农村人饮任务的综合利用水利工程。水库总库容2049万m3灌溉面积4.47万m3工程规模为中型。水库始建于1978年1979年停建。1989年复建1995年建成蓄水。挡水大坝为浆砌石单曲拱坝最大坝高32.0m坝顶高程852.00m坝顶宽5.0m坝顶弧长169.5m。泄洪建筑物形式为坝顶泄洪采用挑流鼻坎消能溢流堰顶高程848.10m。放水建筑物形式为岸边塔式取水、左岸隧洞放水设计放水流量4.0m3/s取水口设闸门控制放水。大坝座落在三叠系新苑组（T2x）青灰色含钙质页岩夹细粒砂岩地层之上坝基岩体为CIII1、CIII2类总体属软质岩遇水易软化抗风化能力弱工程地质条件较差。2.水库大坝存在的主要问题2.1大坝安全超高复核结合工程规模和《防洪标准》的规定本工程设计洪水标准采用50年一遇（P=2%）校核洪水标准采用500年一遇（P=0.2%）。经调洪演算大坝设计洪水位为850.23m校核洪水位为850.96m。根据《浆砌石坝设计规范》中关于非溢流坝坝顶超高的计算公式（h=2h1+h0+hc）计算本工程h=0.71+0.2+0.3=1.21m。现坝顶高程为852.00m坝顶满足规范要求但加上安全超高1.21m后防浪墙顶应为852.17m高程而大坝无防浪墙不满足安全超高要求。2.2库首左岸渗漏分析库首左岸出露地层为T2x青灰色含钙质页岩与细粒砂岩互层分水岭山体单薄且有与坝区河谷呈平行发育的低邻谷水平距离180m水位落差28m水力比降15.6%。左岸邻谷有大片沼泽湿地和漏水点总漏水量为10L/s。据钻探揭示左岸山体节理裂隙发育岩层强风化厚度达15.0-19.0m地下水位低于正常水位12.5m库首左岸存在邻谷渗漏问题。2.3坝体渗漏分析运行中发现早期老坝体浸润严重局部形成射流后期坝体局部也存在浸润。钻孔压水试验表明坝体高程838.0m以上透水率一般小于3Lu局部大于5Lu；高程838.0m以下的老坝体透水率一般为5-10Lu之间局部大于10Lu渗透性明显较大。分析认为坝体分两期建成早期坝体胶结材料为砂浆受施工技术水平限制形成坝体的空隙较大；后期坝体胶结材料为砼情况有所改善但局部仍存在空隙大的问题。2.4坝基渗漏分析现场调查发现坝脚和左右坝肩共有明显漏水点4处范围较大的浸润4处总渗漏量达2.3L/s。室内试验表明坝基含钙质页岩遇水软化后强度指标降低达47%左右。分析认为坝基岩层虽属隔水层但因受区域构造和风化作用的影响节理裂隙发育岩体破碎裂隙相互连通形成库水的渗漏途径一般渗漏量较小范围分散。原设计未作固结灌浆和帷幕灌浆处理致使坝基渗漏量逐年加大。2.5泄洪冲刷计算溢洪道位于坝顶中部泄洪冲刷区出露基岩为软质岩遇水易软化抗冲刷能力差冲刷系数1.8。经现场测量冲坑深度已达5.0m坝后开始形成临空面。利用《水力学计算手册》中的冲刷计算公式对泄洪挑流及下游冲坑稳定进行复核结果显示冲坑最深点距坝趾距离30.1m最大冲坑深度13.7m冲坑后坡坡比i=1：2.2大于稳定要求的ik=1：2.5因此可判断冲坑后坡影响坝基的安全稳定。2.6放水隧洞漏水分析放水隧洞位于左岸总长146.5m断面为城门洞型宽×高为2.3m×2.3m采用M5浆砌石衬砌厚50cm侧墙和顶拱用厚6cm的C15钢丝网砼防渗底板用厚5cm的C10砼防渗。运行中发现洞内和出口周边漏水严重洞内漏水点集中在进口0-50m范围内漏水量达200L/s隧洞出口周边漏水量达100L/s。分析认为因施工技术原因隧洞施工时对围岩的扰动较大成型断面不规则掉块严重。据勘测进口段多处裂缝漏水洞顶掉块局部最大高度达3.1m底板因高程错误回填有80cm厚的石渣原设计未作固结和回填灌浆处理也未设截流环防渗层较薄使库水沿隧洞砌体周边渗漏大部分从砌体施工缝隙渗入洞内。2.7近坝库岸稳定分析近坝左岸布置有取水塔高程852.0m以上曾经发生过小型滑坡。右坝肩布置有冲沙底孔进口右侧边坡较陡上部已发生坍塌现象。此外左右坝肩原开挖面常发生塌落现象。分析认为近坝库岸覆盖层较厚基岩为软质岩遇水