浅谈独木水库大坝除险加固设计.docx

浅谈独木水库大坝除险加固设计一、工程概况曲靖市独木水库位于篆长河上游属珠江流域南盘江水系。水库位于曲靖市麒麟区东南部的东山镇与富源县交界处距市区61km。水库始建于1958年1978年11月进行加固配套1986年竣工验收并投入运行。水库径流面积196km2年均产水量1.41亿m3拥有水面10000余亩总库容10560万m3兴利库容9942万m3灌溉面积13.2万亩是一座以农业灌溉为主兼顾防洪、城市供水及发电任务的大型水库。独木水库已运行近50年由于大坝浸润线较高下游坝坡稳定性不满足规范要求大坝存在安全隐患；各输水隧洞闸门年久失修、漏水严重输水洞及溢洪道启闭机老化严重金属结构存在安全隐患；卡基输水隧洞底板及洞身结构也不同程度的存在一定的安全隐患。经云南省大坝安全鉴定专家组进行鉴定独木水库大坝为三类坝。独木水库于2009年1月开始除险加固施工2011年3月竣工。除险加固后的独木水库枢纽工程由大坝、高位输水涵洞、低位输水隧洞、卡基输水隧洞、溢洪道和坝后电站组成。大坝最大坝高36.30m坝型为均质土坝已达1000年一遇设计、10000年一遇校核的国家标准。水库除险加固套后实现了年供水量7600万m3灌溉农田13.2万亩解决13.04万人和27822头大牲畜的饮水问题也解决了下游篆长河流域30万人口及鲁布革电站等的防洪安全问题2020年后水库还将向曲靖市年供水4000万m3。独木水库大坝坝型为粘土均质土坝大坝坝顶高程为2010.20m大坝最大坝高36.30m坝顶长156.00m。上游坝坡三级坡比为1∶3、1∶3.5、1∶3.6分别在1997.2m、1984.2m高程处变坡未设马道。下游坡比为1∶2、1∶2.5、1∶3分别在2000.50m、1989.50m高程设宽度2.0m、6.0m的马道。下游坝底设水平褥垫式排水体坝趾设有堆石排水棱体、截水墙和量水堰。排水棱体顶高程为1978.50m顶宽1.4m外边坡坡比为1∶2。二、大坝存在的主要病害独木水库是曲靖市麒麟区东山镇、罗平县阿岗镇和陆良县活水乡部分辖区农业灌溉的唯一水源地它的建成极大地促进了曲靖市工农业的发展。但水库自1958年建成以来虽经多次除险加固处理大坝仍存在安全隐患。大坝由于坝土碾压不均匀压实质量较差坝基清基不彻底下游坝体透水性较差致使坝体及坝基渗水严重大坝坝内排水暗管及坝脚排水棱体存在着部分堵塞问题大坝下游坝坡下部高程1982.50m～1978.50m范围内存在湿润面积约563m2的浸湿现象大坝下游坝脚出现渗水大坝坝体、坝基与坝体接触带及两坝肩也存在着绕坝渗漏现象。根据坝脚量水堰观测资料分析1998年库水位为2003.19m时渗流量仅7.46L/s1997年库水位为2004.36m时渗流量为19.31L/s到2005年库水位为2002.58m时渗流量高达31.70L/s这说明坝体及坝基渗流量有逐年加大的趋势其原因在于坝体本身渗流有可能加大坝基及坝肩存在绕坝渗漏同时由于灌浆时间较长坝基帷幕本身存在老化失效问题。因此坝体渗漏有进一步加大的趋势。由于坝体浸润线偏高下游坝坡在设计洪水位及正常蓄水位稳定渗流期抗滑稳定安全系数分别为1.192、1.195均小于规范允许的最小安全系数1.35；在校核洪水位稳定渗流期下游坡抗滑稳定安全系数为1.185小于规范允许的最小安全系数1.25；大坝下游坡设计洪水位及正常蓄水位稳定渗流区加7度地震工况安全系数为1.025、1.031小于规范允许的最小安全系数1.15。大坝坝顶路面破损严重两坝肩岸坡未进行护坡岸坡岩体破碎风化、剥蚀严重。三、大坝除险加固工程设计处理方案1.大坝除险加固整体处理方案简述针对独木水库大坝所存在的主要病害对大坝除险加固采用的整体处理方案为：（1）对大坝坝体、坝基与坝体接触带及两坝肩存在的渗漏问题采取了坝体防渗墙结合两坝肩帷幕灌浆处理；（2）对大坝下游坝坡下部存在的浸湿现象采取了在浸水潮湿区增设贴坡排水体的处理方式；（3）对大坝坝内排水暗管及坝脚排水棱体存在着部分堵塞问题采取了间隔翻修处理；（4）对大坝下游草皮护坡进行整修；（5）将大坝上游坝坡高程1997.20m以上的干砌石护坡改为预制混凝土护坡；（6）重建坝顶公路在坝顶上游侧增设混凝土防护墙对左坝肩边坡进行支护处理；（7）增设变形观测及渗流观测设施等。2.大坝除险加固的主要处理方案设计（1）大坝坝顶结构加固设计依据调洪演算结果水库除险加固后水库正常蓄水位1907.00m设计洪水位为2006.07m（P=0.1%）校核洪水位为2006.41m（p=0.01%）。通过风浪计算并考虑安全超高经复核坝顶高程满足设计要求不需进行加高因此坝顶高程维持现状高程2010.2m不变。但考虑