浅谈青龙县蛇盘兔水库除险加固工程建设

谭剑东

摘 要：结合蛇盘兔水库地质勘查报告，制定了适宜该工程的除险加固设计方案。对水库坝顶整修、上下游坝坡整治、溢洪道整修防护、放水洞进口整修；坝顶铺泥结碎石路面；上游进行贴坡加固并砌筑干砌石护坡；下游进行贴坡加固并铺设护坡和增加贴坡排水；溢洪道控制段做钢筋混凝土护底和浆砌石护坡；放水洞进口安装混凝土盖扳。实践证明，该工程除险加固效果良好，消除了水库安全隐患，有效发挥了其防洪、灌溉等综合效益。

关键词：水库大坝 除险 加固 综合效益

中图分类号：TV62 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（b）-0062-01

1 工程概况

蛇盘兔水库坐落在秦皇岛市青龙县蛇盘兔村东，属于青龙河流域，控制流域面积4.64 km2，原总库容38万m3，兴利库容23.2万m3，死库容7.6万m3。水库设计防洪标准为20年，校核标准为200年一遇。水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水洞组成。蛇盘兔水库于1970年5月动工兴建，1971年6月竣工，是一座以防洪、灌溉为主的小（2）型水库。

水库枢纽工程主要由坝顶整修、上下游坝坡整治、溢洪道整修防护、放水洞进口整修；坝顶铺泥结碎石路面；上游进行贴坡加固并砌筑干砌石护坡，贴坡加固后的坡比为1∶2.25；下游进行贴坡加固并铺设护坡和增加贴坡排水，贴坡加固后的坡比为1∶2；溢洪道控制段做钢筋混凝土护底和浆砌石护坡；放水洞进口安装混凝土盖扳。

2 工程除险加固前存在问题

蛇盘兔水库建成运用30年来，在防洪、灌溉及养殖等方面发挥了较为明显的效益。但由于水库属“三边”工程，存在着很多影响大坝安全的问题。

（1）坝体抗滑稳定安全系数在各种工况下上、下游坝坡均不满足规范要求，影响大坝安全。（2）闸门及启闭设备锈蚀严重，不能正常运行。（3）安全监测及管理设备简陋不完善，不能正常运行。

3 工程地质条件

通过钻孔资料，该大坝工程地质结构为坝体土和坝基为斑状花岗岩的土、岩双层结构。其中坝体土分为位于心墙的粉质粘土和位于心墙两侧的坝壳料，其成分为山皮土。

（1）坝体土，并分为心墙和坝壳两个区。

①第①区心墙粉质粘土，层厚10.1～10.3 m，底面高程217.45～217.52 m，顶面高程312.65～313.14 m。该层在坝体纵方向上连续分布。

②第②区坝壳料山皮土，分布于心墙两侧，起压重作用。在干砌石护坡和山皮土间有1层反滤层，层厚约30 cm，层厚不均匀。

（2）坝基岩体为斑状花岗岩，该岩层顶板在河道内起伏较平缓，高程217.45～217.52 m，勘探范围内未揭穿。该岩层在河道内和两岸山体连续分布。

4 工程设计标准

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）划分，属小（1）型水库，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物按4级设计。根据《防洪标准》（GB50201-94），确定水库的设计标准为50年一遇洪水，校核标准为300年一遇洪水。抄道沟水库库区地震动峰值加速度为0.05 g，相当于地震基本烈度Ⅵ度区，根据《水工建筑物抗震设计规范》（SL5073-2000），建筑物的地震设计烈度为6°。

5 工程的除险加固设计

通过对拦河坝现状复核，坝顶高程、大坝稳定渗流以及上下游坝坡稳定等复核计算均不能满足规范要求，大坝表面结构破损严重，为保证大坝的安全运行，需对坝体进行整修加固。

5.1 坝顶加固

由于原坝顶路面较窄，仅2.4 m，不利于车辆通行，影响汛期抗洪抢险工作，本次加固将重修坝顶路面，大坝下游贴坡加固的同时，加宽坝顶路面，加宽后坝顶宽3.0 m，坝顶高程为228.10 m，上游设防浪墙，防浪墙顶高程为228.90 m，坝顶采用泥结碎石路面，厚20 cm。下游侧设置浆砌石路缘石，坝顶路面采用单侧排水，路面坡度2%，路面雨水经坡面排至下游。

5.2 上游坝坡整治

原上游坝坡坡比为1∶1.5，经计算各种工况下抗滑稳定系数均不符合规范要求，因此需对上游进行贴坡加固。首先拆除原上游坝坡干砌石护坡和反滤料，对上游坝坡进行贴坡加固，贴坡后坡比为1∶2.25，砌筑30 cm厚干砌石护坡。新砌护坡石料要求采用质地坚硬、无裂纹的新鲜岩石，饱和抗压强度大于40 MPa，容重大于24 kN/m3，块石厚度不小于200 mm；施工时要求砌筑紧密，护坡表面砌筑平整。为节省投资，从拆除的干砌石中选择符合砌筑要求的石料进行二次利用，鉴于坝坡石料情况，暂考虑30%利用率。

5.3 下游坝坡加固及排水系统

原下游坝坡坡比为1∶1，经计算各种工况下抗滑稳定系数均不符合规范要求，因此需对下游进行贴坡加固。首先拆除原下游坝坡干砌石护坡，开挖下游地面至坝底高程，对下游坝坡进行贴坡加固，贴坡后坡比为1∶2，在高程221.60 m以上采用植草护坡，高程221.60 m以下砌筑30 cm厚干砌石护坡，由于原下游地面高程为219.80 m，因此对下游开挖部分用干砌石砌筑至原地面高程，作为排水体。新砌护坡石料要求采用质地坚硬、无裂纹的新鲜岩石，饱和抗压强度大于40 MPa，容重大于24 kN/m3，块石厚度不小于200 mm；施工时要求砌筑紧密，护坡表面砌筑平整。为节省投资，从拆除的干砌石中选择符合砌筑要求的石料进行二次利用，鉴于坝坡石料情况，暂考虑30%利用率。

5.4 大坝右坝头空地处理

由于大坝右坝头空地高程低于校核洪水位228.08 m，因此按照坝顶设置对大坝右坝头空地处进行清基并填筑，设置防浪墙，延长约70 m。

6 结论

通过分析该工程的安全隐患所在，依据规范对大坝坝坡稳定、渗透稳定性进行了分析，上下游坝坡整治、坝顶整修、溢洪道整修防护、放水洞进口维修施工中严格按施工填筑参数控制压实质量、铺筑厚度、材质级配等各项指标。工程加固后至今运行良好，故实践证明其所采取的除险加固措施达到了设计要求，取得了较好效果，值得推广。

参考文献

[1] SL174-96.水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范[S].

[2] 曹欣春.水库大坝安全事故防洪与除险加固技术标准手册[M].北京：北京中软电子出版社，2004.

[3] 河北省水利水电勘测设计研究院.青龙县蛇盘兔水库除险加固工程初步设计报告（核定稿）[R].2011（12）.

[4] 河北省水利水电第二勘测设计研究院.青龙县蛇盘兔水库除险加固工程施工图审查意见书[Z].2012（1）.endprint