青山水库除险加固工程初步设计

韩光辉，李亚琴，乔 楠

（1.吉林省临江市水利局，吉林 临江 134600；2.沈阳九如水处理设备工程有限公司，辽宁 沈阳110043；3.东北电力大学，吉林省 吉林市 132012）

青山水库位于鸭绿江头道沟河的一级支流青沟子河下游花山镇境内，坝址距临江市区7 km。工程始建于1999年5月，是一座以供水为主，结合灌溉、防洪等综合利用的小型水库。2006年6月，吉林市水利水电勘测设计研究院针对青山水库大坝工程进行安全评价，白山市水务局专家组对大坝进行安全鉴定，发现青山水库存在的诸多严重安全隐患。以下根据安全评价结果，寻求了技术合理经济可行方案[1-2]，提出该工程除险加固的初步设计方案。

1 存在的安全隐患

挡水坝和溢流坝段为浆砌石坝，该坝段上部因两次施工，接缝处普遍漏水，廊道漏水渗水比较严重。经现场检查，土坝顶出现倾斜错位，在与浆砌石挡水坝相接的下游侧，坝体出现裂缝，并向下游倾有3~5 cm；下游土坝坡护坡脱坡，大坝下游坝坡未采取任何护坡措施，厉经多年，在自然风吹雨淋下，已剥蚀很严重。

2 除险加固工程初步设计

针对上述青山水库所存在的严重安全隐患，此次设计按着保证坝体经处理改造后长年安全运行的原则，结合工程实际，寻求技术合理、经济可行的方案。

2.1 挡水坝

浆砌石挡水坝两岸坝长114.0 m，坝顶宽4.4 m，防浪墙高1.0 m，迎水面为垂直面，背面坡比为1∶0.95，在高程395.0 m处缩进2.63 m。依据挡水坝现状，对挡水坝做出的加固设计如下：

1）在接缝部位上游侧采用工程丙乳沙浆修补，沿406.0 m高程上下宽1.0 m摸面。

2）坝体断面由现在不规则断面加高加厚达到设计坝高的要求；背水坡考虑坝坡较陡，故采用钢筋锚固方法保持浆砌石坝体整体结合。

3）锚固钢筋间隔1.5 m，锚筋长2.0 m，嵌入原浆砌石砌体1.0 m，混凝土表层设φ10构造钢筋，每米3根。

4）混凝土浇筑，每15.0 m设一道伸缩缝，缝内设橡胶止水。

2.2 溢流坝

溢流坝位于拦河坝左端，长50.0 m，设计堰顶高程409.9 m。现堰顶高程407.0 m，迎水面为垂直面，在高程396.5 m处缩进1.2 m；堰顶由原设计WES型改为折线型，坝后坡导水墙及挑流鼻坎都相应降低2.0 m，加之堰顶后期加高，混凝土浇筑不是同期施工接缝部位整体性不好，在坝轴线高程406 m处普遍存在漏水。依据溢流坝现状，对溢流坝做出的加固设计如下：

1）设计溢流坝迎水坡面缩进部分1.20 m采用浆砌石结构与砌石墙衔接，并加锚筋。

2）溢流堰面按设计WES堰面浇筑钢筋混凝土，坝后坡导水墙及挑流鼻坎按原设计达标。

3）对现混凝土拆除平均厚度为20 cm，拆除时堰面保持凹凸状况，以利于二期混凝土的结合。混凝土的抗渗、抗冻标号应分别达到S6与D250。

4）考虑坝坡较陡，故采用钢筋锚固方法和砌体表面沙浆勾缝处凿毛保持浆砌石坝体整体结合。

5）浆砌石坝段有两处伸缩缝漏水，即0+037、0+053，设计拆除漏水部分混凝土更换橡胶止水带。

6）廊道：在渗水部位采用工程丙乳砂浆修补。

2.3 土坝

土坝位于右坝段，长38 m，最大坝高11.25 m，土坝段有混凝土防渗墙，防渗墙深入岩石，岩石进行了帷幕灌浆处理。右坝肩地层岩性为坡积碎石及云母片岩，坡积碎石及强风化云母片岩均为强透水层。绕坝渗漏问题严重，绕坝渗漏量经钻孔注水试验，单孔渗漏量230.4 m3/d。计算渗透系数为 3.9×10-2～2×10-3cm/s。绕渗带宽度大于 50 m。勘察期间地下水位为405.49～406.69 m，远离坝端，地下水位逐渐降低，且低于库水位。库水位主要是通过坡积层及强风化岩绕坝渗漏。靠近右坝端下游土坡由于库水绕渗作用，土体长期处于饱和状态，冻融交替，塌坡问题严重。上游边坡土砂存在轻微冲刷现象，但问题不大。针对上述问题，此次加固设计如下：

1）坝顶加高，坝坡翻新。坝顶加高至设计坝顶高程，对上游坝坡进行培厚，块石护坡，对下游坡已砌挡墙拆除进行修坡护坡。

2）右坝肩绕坝渗漏，在已形成灌浆防渗帷幕的基础上向右坝头延伸加密灌浆孔，灌浆孔设为两排，灌浆深度上部高程至410.5 m，下部至基岩不透水层1~2 m。

同时，根据施工条件和自然条件，土坝要进行如下的施工：对坝坡统一放样，按设计的坝体结构要求对原坝坡进行清坡平整；按设计坝顶高程、坝顶宽度将原坝体加高至设计坝顶高程；干砌石护坡工程砌筑前应统一放线，标出碎石层、砂铺筑厚度，最后砌筑块石；灌浆采用由上至下的分段灌浆法，钻灌至弱风化基岩后再进行多次拔套管灌浆的由下至上分段灌浆法。

为更好地发挥工程效益[3-4]，青山水库除险加固完成后，需由临江市供水公司下属青山水库管理处具体负责青山水库的日常维护及运行。汛期由临江市水利局防汛指挥部统一调度控制。

［1］李丽，齐鹏云.我国水利建设可持续发展对策研究［J］.吉林水利，2004(3)：43-46.

［2］杨梅茹，张庆华，刘绍伟，等.山东省农村水利建设存在的问题与对策研究［J］.水利经济，2008，26(6)：48-54.

［3］蒋晓军.广西冬春水利建设的新实践与新思考［J］.广西水利水电，2010(3)：80-83.

［4］黄海田，樊志远.江苏水利建设工程质量管理的实践与发展探讨［J］.建筑经济，2010(10)：13-17.