喀达苏盖提水库除险加固技术措施探究

王小兵

（新疆水利水电勘测设计研究院地质勘察研究所 新疆 乌鲁木齐 830000）

1 工程概况

喀达苏盖提水库位于新疆疏勒县塔孜洪乡以东、县林场以西，英尔里克乡以北，距疏勒县城约12km，该水库为引水注入式水库，水库现状库容为2900万m3，相应水库面积11.76km2，正常蓄水位为1263.00m，水库主要由大坝、进、放水系统组成。

喀达苏盖提水库于1960年建成投入运行，1987年对其进行了首次除险加固工作，将坝顶平均加高1m，坝前平均加厚3m，1993年又一次对水库大坝上游坝坡进行防渗加固处理。至今，喀达苏盖提水库已运行二十多年，出现坝体、坝基等渗漏问题，影响了水库的安全运行和当地农业生产的发展。

2 水库存在问题分析

（1）部分坝段坝基有液化可能，应进行适当处理。

（2）由于坝体填筑干密度不合格，部分坝体、坝基渗漏严重，因此，必须加以防渗处理。

（3）水库放水闸为木质闸门，结构强度、刚度、稳定性及启闭机的启闭能力达不到规范要求，大坝工程质量不合格。

（4）经复核水库大坝的压实干密度和相对密度合格率及物理力学指标达不到规范要求，大坝工程质量不合格。

（5）坝体填筑质量较差，大坝上游无防浪设施，风浪淘刷严重，大坝无观测设施。

3 除险加固及防漏技术

3.1 方法简介

针对大坝存在的主要问题，现就围绕以下几个问题，制定工程除险加固主导方案。

3.1.1 坝体渗漏及防渗处理

在检查过程中发现坝段桩号S2+600～S1+315，N0+535～N4+600，风浪对坝体淘刷破坏明显。大坝前坡在风浪的作用下发生坍塌，并且在正常蓄水位以上形成陡坎。

坝后坝体浸润线出溢点过高，一般发生在坝后坡积水水面以上1m左右。在桩号N2+000～N3+400坝后出现沼泽地，自后坝坡角向外100m范围内形成0.5m～1.0m深的水面，经计算坝后年渗漏量约1154.60万m3。为了解决上述问题，可在坝前设置砼阻滑墙，砼护坡和复合土工膜，及增设1∶8的土缓坡。

3.1.2 坝基液化问题及处理措施

按安全导则要求需进行抗震处理。经现场做动探标准贯入试验和计算分析，具有发生液化可能的坝段桩号为 S1+100～N0+500，N1+000～N4+600，其液化等级为轻微液化，液化指数IlE=0.08～0.73，为了解决上述问题在坝后增设贴坡排水和盖重及排水措施防止坝基产生液化现象。

3.2 技术措施

3.2.1 建筑物主要材料选择

根据喀达苏盖提水库坝址区的地形和已建成坝体的材料以及当地的建筑材料，水库坝体加固仍采用均质土坝。工程所需砂料可就近在塔孜洪乡拉运，其运距只有5km，工程所需砾料、戈壁料可在喀什市七里桥料场拉运，其运距为35km，工程所需水泥可在喀什市拉运，运距35km。

表1 坝体填筑土料的物理力学指标及性质

表2 稳定计算分析成果表

3.2.2 主要工程技术措施

（1）坝顶高程的确定。通过坝顶高程复核计算，坝顶高程为1265.70m，可以满足要求。

（2）坝轴线的确定。根据除险加固工程有关规定及考虑到减少投资，本工程坝体尽可能合理利用原老坝体。根据大坝安全论证报告老坝体虽然填筑质量不高，但经渗透稳定及结构稳定计算均满足规范要求，另外坝体已运行40年，认为老坝体已趋于稳定，因此认为老坝体可以利用。坝体轴线位置定为以原坝轴线为本次除险加固坝轴线。

本次除险加固技术以原放水闸为大坝0＋000桩号，大坝南端桩号为S0+000～S2+600，北端桩号为N0+000～N4+600，其中桩S2+000～S2+600段呈东西走向，桩号N0+500～N4+600段大致呈东西走向。

（3）部分坝体加宽、加高。本技术措施中利用现有坝体坝段桩号S1+315～S2+600、N0+535～N4+600段处理方案如下：将原坝体表层杂草、树木全部清除，坝前坡脚杂物和填土清除深度大约2m左右，坝后坡角处最小清基深度0.4m，现坝体前坡在高程1260.50m以下较缓，无需修整坡度。在坝体桩号 S2+600～S1+315、N0+535～N2+000坝段设阻滑墙，其墙顶高程为1260.50m，坝顶在原坝清除后加宽至6m，上游坝坡1∶3.5，下游坝坡1∶3.0。土缓坡（桩号N2+000～N4+600）坝段坡以上比按1∶8控制。其控制指标参照坝体填筑指标具体见表1，具体碾压指标通过现场碾压试验确定。

（4）结构设计。本次除险加固坝顶宽度为 6m，坝段（S2+600～S1+315、N0+535～N2+000）最大坝高 11.6m，大坝前坡 l∶3.5，后坡1∶3.0，坝前砼护坡采用C20、抗冻等级为F200、抗渗等级为W6，砼强度以28天龄期的强度作为设计强度，水泥选用425#抗硫酸盐水泥，厚16 cm现浇混凝土护坡，每块砼护坡3m×3m，每块砼班板上设置4个排水孔，每孔间距1.5m，孔径10cm；砼板下设30cm厚砂砾石垫层；砂砾石垫层下铺设二布一膜300/0.5/300，并在坝顶处开挖深0.5m底宽0.2m边坡为1∶0.75的体形槽用来埋重土工膜。砼板下设阻滑墙，在桩号S2+400～N3+500坝体下游坝址设排水沟；在桩号S2+000～N3+500坝段设贴坡排水体；在桩号S1+000～N2+000坝段设盖重，盖重厚度2m，长度7.5m。

坝段（N2+000～N4+600），坝顶宽设计为6m，坝前坡坡比为1∶8的土缓坡。坝体下游坡比为1∶3.0。

（5）坝后贴坡排水设计。针对大坝坝体浸润线过高影响坝坡稳定的问题，采用防渗和设排水沟的方法，可降低坝体浸润线出逸点，解决浸润线出逸口不稳定的问题。可在坝后增设贴坡排水的方法进行处理。

大坝经坝前防渗后，当库水位较高时，总有一定的渗流水渗到下游，土坝的反滤排水就是为这部分渗流水设置安全出路。根据大坝现状，在桩号S2+000～N3+500坝段坝后，在1261.50m高程以下，先清除坝后松土层，盐碱土和芦苇根，铺一层反滤无纺布（规格为400g/m2）和厚度0.4m的砂砾石排水保护层，贴坡排水与无纺布铺至坝脚排水沟底部。

（6）坝坡后排水沟设计。为防止坝基土层可能产生的地震液化，采用“上堵下排”增加稳定的原则进行加固，因而采用排水减压措施，及时将坝后表层中的水排出，消散地震中产生的孔隙水压力，防止砂土液化。具体措施为在坝后设置贴坡排水、盖重、横向排水沟。在S2+400～N3+500坝段坝后坡脚处设置排水沟，排水沟采用梯形断面，用无纺布包裹砂砾料的方法进行回填，纵向排水沟断面形式为底宽0.5m，深1.0m，边坡 1∶1，其纵坡为 1∶100，并且在排水沟内放置φ160的PVC花管，其周围包裹300g的无纺布。

（7）坝基液化处理。水库大坝长7.2km，其中南坝长2.6km（桩号S0+000～S2+600）北坝长4.6km（桩号N0+000～N4+600）。

根据地基液化范围和需加盖重厚度（通过计算确定，计算公式参照坝基液化分析）其需加盖重的范围为桩号S1+000～N2+000，盖重厚度通过计算（具体见表2）并参考正常蓄水位按2m控制。根据大坝稳定计算（假设在地震情况下坝基土层的C、φ值均为0），确定盖重宽度为7.5m。盖重选用粉质壤土，其指标：小于0.005mm颗粒的细粒料占总土重<6%。渗透系数大于 A×10cm/s～4cm/s（0

4 结语

与新建水利建筑工程不同，除险加固是建立在原有水库出现的工程及运行缺陷之上，需要考虑多重因素，如何设计出最合适的加固方案是除险加固工程的核心内容。本文通过探究除险加固的方案和施工技术，确定了优化方案的技术措施，并通过分析坝基渗漏和液化的根本原因，采用多方位的加固加高工程措施，经过堵和排的双重技术手段提高了坝体的强度和防渗性能，使得大坝坝基渗漏现象消失，坝基液化问题得以解决。在经过除险加固工程后，大坝漏水及坝基液化问题得到明显改善，治漏固基效果明显，保证了水坝的正常运行，为周边经济发展和居民的用电及生产活动提供了强有力的支撑。陕西水利

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