唐县栗元庄水库大坝加固工程设计浅析

赵红莲

栗元庄水库所在河流为唐河支流，是一座防洪、灌溉为主的小（2）型水库。经多年运用，存在一些安全隐患，严重影响了水库的防洪安全和灌溉效益。为保证下游村庄及人民生命财产安全，实施除险加固工程十分必要。该工程主要包括坝体防渗工程和坝肩防渗加固工程。大坝加固工程完成后，解决了大坝安全鉴定中确定的问题，消除了安全隐患。

1. 工程概况

栗元庄水库位于唐县齐家佐乡栗元庄村，始建于1978年3月，1979年10月竣工。该水库是一座以防洪、灌溉为主的小（2）型水库。控制流域面积为6.5km2，原总库容 23.3万 m3，加固后总库容为19.3万m3，兴利库容为13.6万m3，设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为100年一遇，正常蓄水位为120.0m。水库主要由大坝（包括非溢流坝段和溢流坝段）、排砂洞、输水洞等部分组成。此次工程内容为大坝加固工程。

2. 工程存在问题及加固的必要性

该水库防洪标准不满足《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）规定；坝体采用白灰浆砌石砌筑，渗漏严重，砂浆溶蚀、脱落，降低了砌体强度，危及坝体安全。背水面与坝体相连的山体风化，已出现崩塌裂缝，有坝体滑坡的危险，坝体砌石砂浆大量脱落，降低了坝体强度。水库自1979年建成以来，在防洪、灌溉等方面发挥了较好的社会效益和经济效益，为保证水库安全运行，保证下游村庄及人民生命财产安全，充分发挥水库防洪效益，改善当地生态环境，实施此次工程十分必要。

3. 设计方案

大坝加固工程包括坝体防渗工程和坝肩防渗加固工程。大坝为浆砌石单拱坝，坝顶高程为 123.0～123.4m，大坝全长55m，坝顶宽1m，最大坝高26.4m，坝体内部设40cm水泥白灰混凝土防渗墙。坝体经多年运行已失效，背水坡大面积呈滴状至线状面流渗漏，水库溢流后洪水由堰顶直接下泄至坝底，对坝脚易造成冲刷，1996年溢流后将坝后冲刷形成深1.5m左右的深坑。当下泄流量较大时，将直接冲刷坝脚，危及坝体安全，因此必须对坝体进行防渗加固。

对于坝体防渗工程，首先要解决坝体冻融破坏严重的问题，减少渗漏量，对上游坝面进行防渗处理，处理位置为120.5m高程以下。将迎水坝面先进行凿毛，再在迎水面设钢筋混凝土防渗面板，防渗面板厚度为0.4m，防渗面板伸入左右坝肩及坝基基岩1m。采用强度等级为C25、W6、F200的混凝土。防渗面板内表层设φ10温度筋，纵横间距200mm，防渗面板与原坝体砌石之间设锚杆，锚杆采取梅花形布置，锚杆为φ20，间距2m，长1.2m。防渗面板每隔10m设一纵向伸缩缝，伸缩缝内设橡胶止水，接长用硫化连接，用闭孔泡沫板（90kg/m3）填缝。

坝肩防渗加固工程，左坝肩中下部存在接触渗漏现象，渗漏量轻微，渗漏的通道主要为坝肩残留强风化层裂隙。右坝肩边坡渗漏严重，主要表现为坝肩接触渗漏和绕坝渗漏。接触渗漏主要位于坝肩中下部，绕坝渗漏主要出露于距坝体30m范围内的坡体中下部，坝肩中下部岩体节理裂隙发育，岩体破碎呈强风化，为绕坝渗漏的主要部位。为解决坝肩绕渗问题，减少渗漏量，在左坝肩的迎水面喷0.15m厚混凝土防渗，混凝土与岩体之间设锚筋，采用梅花形布置，钢筋采用 φ20，间距 2m，长 1.2m。挂网钢筋采用φ10@200，喷混凝土前应做好基面清理，清基厚0.2m，同时严格控制施工质量。

右坝肩渗漏严重，对右坝肩迎水面设混凝土防渗面板防渗，底宽4.0m，顶宽8.0m，防渗面板厚度为0.4m，防渗面板伸入基岩1m，与坝体防渗面板形成整体防渗。采用强度等级为C25、W6、F200的混凝土。防渗面板内表层设φ10温度筋，纵横间距200mm；防渗面板与原坝体砌石之间设锚杆，锚杆采用梅花形布置，锚杆采用φ20，间距2m，长1.2m。右坝肩面板上游侧顶宽11.6m范围内设浅层固结灌浆，为了增强固结灌浆的效果，防止灌浆时跑浆、漏浆，灌浆前先对其喷0.1m厚的混凝土，混凝土与岩体之间设锚筋，采用梅花形布置，钢筋采用 φ20，间距2m，长2m。 灌浆孔孔距为1.5m，排距均为2.0m，灌浆深度为基岩以下3m，右坝肩顶部平台8.28m范围内灌浆孔孔深为6m，以下部基岩进行灌浆，基岩深3m，灌浆采用纯压式全孔一次灌浆法，灌浆浆液采用水泥浆。

栗元庄水库大坝加固工程概算总投资110.18万元。主要工程内容有：坝体混凝土防渗面板、上游两坝肩喷混凝土防渗、上游右坝肩防渗面板、上游右坝肩固结灌浆、下游左坝肩加固处理。主要工程量土方开挖3518m3，石方开挖 381m3， 土石填筑 895m3， 混凝土641m3，模板 937m3。

4. 结语

栗元庄水库大坝加固后，解决了大坝安全鉴定中确定的问题，消除了安全隐患。可有效保护水库下游栗园庄、北齐家佐、南齐家佐等3个村庄，共计260人、灌溉农田200亩。将在防洪、灌溉等方面发挥重要作用，促进当地经济增长。