張寬義

摘 要：確定了水庫的工程等級、建筑物級別及洪水標準，并對攔河壩、溢洪道、放水洞等建筑物進行了除險加固設計，消除了水庫的病險隱患，提高了水庫的防洪能力，保證了工程自身和水庫下游保護區(qū)的防洪安全。

關鍵詞：除險加固；工程設計；均質土壩

1 工程概況

木匠溝門水庫位于河北省承德市豐寧滿族自治縣潮河上游黃旗鎮(zhèn)木匠溝門村，壩址以上控制流域面積25.4km2，總庫容84.2萬平方米，是一座以防洪為主、兼有灌溉、養(yǎng)殖的?。?）型水庫。水庫于1958年動工建設，1959年開始蓄水。

水庫工程主要由攔河壩、溢洪道與放水洞三部分組成。攔河壩為均質土壩，壩頂長160.0m，壩頂寬4.8m，壩頂高程931.34m，最大壩高19.4m。溢洪道位于攔河壩右岸，為岸邊開敞自由式溢洪道，堰頂高程925.27m，堰頂寬1.3m，堰高1.0m，進口寬35.0～22.0m，長20.0m，以下直槽段長150.0m，寬22.0～20.0m；溢洪道兩側導流墻高3.0m。放水洞位于攔河壩左岸，為漿砌石無壓涵管，管長123.0m，斷面為0.8×1.6m（寬×高），進口設有混凝土斜拉閘門，進口底高程914.18m，底坡坡降為1/60，最大放水能力為0.75m3/s。

2 工程存在的問題和除險加固的必要性

2.1 工程存在的問題

（1）攔河壩上游干砌石護坡砌筑質量較差，反濾層未達到設計要求，干砌石護坡部分損壞嚴重，坡面灌木雜草叢生，影響水庫的正常運行；下游壩坡未設護砌，有虧坡現(xiàn)象，壩腳未設排水設施；右岸邊坡為堆石護坡，施工質量差，坡面灌木雜草叢生，部分塊石損壞嚴重。（2）水庫運行過程中，當水庫水位高于正常蓄水位時，左壩肩有繞壩滲流現(xiàn)象發(fā)生。嚴重影響攔河壩的穩(wěn)定和滲流安全。（3）溢洪道出口消能、防沖工程均未建設，泄洪時威脅出口村莊人民生命財產(chǎn)的安全，存在安全隱患。（4）放水洞為漿砌石無壓涵洞。洞身局部存在砌石脫落現(xiàn)象，出口尾水渠損壞嚴重，進口混凝土斜拉閘門已經(jīng)嚴重損壞，閘門關閉不嚴，啟閉不靈活，鋼絲繩銹蝕嚴重，啟閉機室出現(xiàn)裂縫，存在較大安全隱患。（5）水庫上壩交通不完善，影響水庫的日常管理和維護。

2.2 除險加固的必要性

木匠溝門水庫存在的上述問題嚴重威脅工程自身和水庫下游保護區(qū)的防洪安全，同時也影響了水庫灌溉等綜合效益的發(fā)揮。為徹底消除影響水庫工程安全的隱患，充分發(fā)揮其在防洪、灌溉、養(yǎng)殖等方面的綜合效益，需盡快實施水庫除險加固工程。

3 除險加固工程設計

3.1 工程等級、建筑物級別及洪水標準

水庫總庫容82.4萬平方米，根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2000）劃分，木匠溝門水庫屬?。?）型水庫，工程等別為Ⅴ等，攔河壩、溢洪道、放水洞等建筑物按5級設計。設計洪水標準為30年一遇，校核洪水標準為300年一遇。

3.2 工程除險加固設計

3.2.1 攔河壩加固設計

（1）攔河壩防滲設計。該方案是在左壩肩繞滲區(qū)域的壩體及壩基風化巖層進行帷幕灌漿解決左壩肩繞滲問題。灌漿帷幕分兩排布置，沿壩頂中心線設第一排灌漿孔，距壩頂中心線上游1.5m處設第二排灌漿孔，按分序加密的原則進行，孔距1.5m，深入壩肩巖體5m，最大鉆孔深度24m，即壩基弱風化巖體底邊線以下0.5m。灌漿帷幕設計標準按灌漿后基巖的透水率確定為小于或等于5Lu。根據(jù)地質勘查成果，第一排灌漿帷幕布置范圍為左壩肩繞滲區(qū)域左側延伸10m，壩體側延伸25.5m。（2）壩頂加固。首先將現(xiàn)狀壩頂清除雜土，再修建壩頂路面，加固后壩頂高程仍為931.34m，壩頂現(xiàn)狀寬4.8m，設計中，考慮到上游壩坡反濾料鋪設要求，將壩頂擴寬到5.0m，壩軸線向上游平移0.1m；壩頂采用風化料封頂，厚50cm，長160.0m，寬4.7m。上、下游側均設混凝土路緣石，路緣石厚15cm，高50cm，頂面與壩頂路面齊平。壩頂路面采用單側向下游排水，坡度1.5%。（3）上游壩坡及右岸邊坡加固整修。對攔河壩上游干砌石護坡進行翻修處理，首先拆除原干砌石護坡，然后對壩面進行平整夯實進行反濾料鋪設，考慮到抗凍要求，水位變動區(qū)死水位至校核洪水位設置兩層反濾，由下向上依次厚40cm的中粗砂、厚40cm的小石層（粒徑5～20mm），表層采用漿砌石框格內(nèi)填充塊石護坡，校核洪水位以上及死水位以下進行局部翻修，采用干砌石護坡，厚度40cm，下設15cm厚碎石墊層。對右岸邊坡加固整修，整修范圍為自右壩肩沿右岸邊坡向上游103m，首先拆除原堆石護坡，然后對坡面進行平整夯實，采用干砌石防護，護砌厚度30cm，干砌石下鋪設15cm厚碎石墊層。（4）下游壩坡整修。下游壩坡為自然草皮防護，加固設計維持原護坡型式，僅對局部虧坡部位進行整修，大壩下游設計邊坡為1：2.5，不滿足設計坡比部位采用壩頂清除表土進行回填。（5）下游壩腳排水系統(tǒng)設計。增設貼坡排水及壩腳排水溝。貼坡前需將現(xiàn)狀壩坡上的雜草及腐殖土清除干凈，坡面清除厚度為30cm，清理后回填壤土至設計坡比1：2.5，排水體高2.5m，設置兩層反濾，由下向上依次為厚20cm的中粗砂，厚20cm的小石層（粒徑5～20mm）和厚30cm的中石層（粒徑20～40mm），表層為厚30cm的干砌石。在大壩下游壩腳設排水溝和外引排水溝，排除壩面積水。壩腳排水溝由30cm厚的干砌石砌筑，外引排水溝采用30cm厚漿砌石砌筑，壩腳排水溝和外引排水溝砌石下設厚15cm碎石墊層。

3.2.2 溢洪道加固設計

（1）進口段加固。加固溢洪道進口段長20.0m，寬35.0～22.0m，進口段采用漿砌石護底，漿砌石厚度30cm，護砌前首先對進口段范圍的基礎進行清理，保證防護后進口段范圍內(nèi)高程不變。（2）出口防護設施。溢洪道出口段新建擋土墻，采用漿砌石重力式結構，擋土墻高3.0m，并對底板進行漿砌石護砌，厚30cm；消能段采用跌水消能型式，跌水采用梯級臺階泄水，高差為5.0m，臺階尺寸0.5m×1.8m，為漿砌石結構；防沖段采用塊石護底，長12m，寬20m，厚0.5m。

3.2.3 放水洞加固設計

（1）放水洞洞身及出口段加固。加固對洞身破損段進行漿砌石襯砌加固。對下游尾渠拆除重建，新建尾渠為矩型漿砌石結構，底寬0.8m、高1.2m，兩側墻及渠底厚40cm，下設厚15cm碎石墊層。尾水渠段長50.0m，每隔10m設一道沉降縫，縫寬2cm，縫內(nèi)填聚乙烯泡沫板。（2）更換閘門、啟閉機及啟閉機室改建。加固將進口斜拉混凝土閘門更換為鑄鐵閘門，啟閉設備更換為螺桿啟閉機，基礎采用混凝土結構。啟閉機室進行拆除改建，采用磚混結構，建筑面積9m2。

3.2.4 交通橋設計

本次水庫除險加固在溢洪道進口樁號0+030處新建交通橋橫跨溢洪道與上下游道路相接，主橋共3跨，單跨長7.6m，總長22.8m，橋寬3.5m，橋墩（臺）采用漿砌石結構。

橋面板為C30F200鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，厚0.42m，寬3.5m，長7.56m；橋面為10cm厚的C40W4混凝土鋪裝層，橋面橫向設1.5%的橫坡。橋兩側為C20鋼筋混凝土結構欄桿，高1.2m。

橋墩和墩基礎采用M7.5漿砌石結構。橋墩寬1.0m，高4.10m（包括0.4m高臺帽），長4.94m，基礎高1.5m；橋臺為重力式，高4.10m（包括0.4m高臺帽），寬1.2m，基礎高1.5m。橋墩臺帽采用C30F200鋼筋混凝土結構。

橋頭搭板采用C20鋼筋混凝土結構，下設30cm碎石墊層，其中左岸5m，右岸5m，總計長10m。

4 結束語

針對水庫存在的病險問題，采用相應工程措施對攔河壩、溢洪道、放水洞等主要建筑物進行了除險加固，消除了水庫工程安全的隱患，既保證了工程自身和水庫下游保護區(qū)的防洪安全，也保證了水庫在防洪、灌溉、養(yǎng)殖等方面的綜合效益的發(fā)揮。

參考文獻

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