□張瑞雪(河南省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司)
潑河水庫(kù)左岸輸水管主要用于灌溉及生活用水,位于潑河水庫(kù)3#副壩下,為壩下埋管,洞子尺寸為0.80m×1.00m(寬×高)的箱形涵洞,洞長(zhǎng)62.00m。由于原伸縮縫止水破壞,造成漏水。危及3#副壩安全,必須進(jìn)行修復(fù),但由于原孔徑太小不易進(jìn)人修復(fù),故為了徹底解決壩下埋管存在問(wèn)題,最終選用壩下埋管,在廊道內(nèi)修建鋼管。廊道為城門(mén)洞形,底寬3m,頂拱中心角為1800,頂拱直徑為3.00m,采用C25鋼筋混凝土。輸水鋼管(0.80m)下設(shè)C20素混凝土管座。
3#副壩為粘土斜墻壩,壩頂寬度6.00m,壩長(zhǎng)286.00m,壩高10.90m,壩體下游設(shè)置排水砂帶。
由于左岸輸水管漏水嚴(yán)重,威脅到潑河水庫(kù)大壩安全,而灌溉及生活用水無(wú)其它出水口,左岸輸水管還得保留,不能封堵,所以經(jīng)綜合考慮加固采用開(kāi)挖壩下埋管方案,保證灌溉及生活用水需求。
為保證左岸輸水管建成后大壩安全,壩下埋管采用了廊道內(nèi)套管、開(kāi)挖邊坡1:3、防滲刺墻、截水環(huán)等綜合處理措施。
結(jié)構(gòu)形式斷面形式一般采用圓拱直墻形(城門(mén)洞形)、馬蹄形和蛋形,后兩種形式充分利用了混凝土的抗壓強(qiáng)度,能夠承受上部荷載較大,結(jié)構(gòu)跨越能力大,且地基條件較好情況,但是其施工難度較大。城門(mén)洞形結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單,施工放樣、開(kāi)挖和澆筑都較方便,由于本工程洞頂填土高度最高僅有12.00m左右,結(jié)構(gòu)受力不是很大,故廊道結(jié)構(gòu)形式選用鋼筋混凝土襯砌圓拱直墻形斷面形式。
左岸輸水管設(shè)計(jì)流量不大,原洞高0.80m、寬度1.00m已經(jīng)能滿(mǎn)足過(guò)流要求,但是由于左岸輸水管為壩下埋管,對(duì)滲流要求條件高,伸縮縫、止水破壞都會(huì)在壩體內(nèi)形成滲漏通道,造成3#副壩下游坡塌陷等一系列問(wèn)題,這在以往的運(yùn)行中已經(jīng)出現(xiàn),而且在滲漏破壞初期不易發(fā)現(xiàn)。考慮到水庫(kù)安全,也為了工程安全和檢修方便,選擇底寬3.00m,側(cè)墻高1.50m,頂拱高度1.50m的廊道,廊道內(nèi)套DN800鋼管的結(jié)構(gòu)形式。廊道伸縮縫處設(shè)置截水環(huán),止水采用橡膠止水,外縫采用密封膠填縫。
壩下埋管采用廊道內(nèi)套鋼管方案,解決了正常運(yùn)行時(shí)輸送水體與壩體直接接觸的可能,避免了內(nèi)水外滲產(chǎn)生滲漏通道引起壩體土體流失的可能,運(yùn)行檢修方便,大壩安全保證率更高。見(jiàn)圖1。
圖1 壩下埋管剖面圖
土壩壩體裂縫是危及大壩安全的主要因素,不均勻沉降引起的大壩裂縫比較普遍,所以壩體開(kāi)挖邊坡不宜過(guò)陡,碾壓土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范中與土質(zhì)防滲體連接岸坡的開(kāi)挖不宜陡與1:1.50等要求。因左岸輸水管位于壩基全風(fēng)化巖體中,巖體中按1:1.50,壩體開(kāi)挖按1:3就能滿(mǎn)足要求,綜合考慮壩下埋管開(kāi)挖邊坡均采用1:3。
壩下埋管外壁土方回填時(shí),只能采用小型設(shè)備或人工夯實(shí),接觸面處夯實(shí)保證率不高,易沿埋管外壁形成滲流通道,造成接觸沖刷,水將土顆粒帶走,危及大壩安全。
一般針對(duì)這種情況,采用在埋管伸縮縫處設(shè)置截水環(huán)截?cái)酀B流通道,但一般截水環(huán)較小,又增加了截水環(huán)處回填密實(shí)的難度,如回填質(zhì)量控制不到位,效果會(huì)不明顯。為徹底解決沿埋管外壁形成滲流通道,危及大壩安全,在大壩上游粘土斜墻處設(shè)置防滲刺墻,防滲刺墻每側(cè)超出廊道2.20m,總長(zhǎng)8.00m,坡度為1:0.25,采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。防滲刺墻與埋管之間設(shè)置變形縫,并設(shè)置兩道紫銅片止水。見(jiàn)圖2。
圖2 防滲刺墻剖面圖
為解決大壩壩體滲水能安全排走,又不導(dǎo)致壩體土體流失,危及大壩安全,在廊道下游設(shè)置排水砂帶將廊道包裹起來(lái),并與壩體下游排水砂帶連接,這樣壩體滲水能安全排出,并不帶走壩體土顆粒,保證了大壩安全。
水庫(kù)滲漏往往會(huì)危及大壩安全,而壩下埋管引起水庫(kù)滲漏危及大壩安全的比例很大,水庫(kù)安全事關(guān)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全,壩下埋管方案必須做到安全、可靠。潑河水庫(kù)左岸輸水管壩下埋管采用了廊道內(nèi)套管、開(kāi)挖邊坡1:3、防滲刺墻、截水環(huán)等綜合處理措施,水庫(kù)運(yùn)行多年來(lái),取得很好的效果,大壩安全得以保證。所以,低壩壩下埋管方案,通過(guò)可靠的技術(shù)保證措施,嚴(yán)格控制施工質(zhì)量,低壩壩下埋管是可行的,大壩安全也是有保證的。