厂沟水库连拱坝除险加固工程设计

张素峦

摘 要：大坝为连拱坝，坝体渗漏严重，右岸防护不满足要求。为满足水库防洪安全要求，进行除险加固具有十分必要性。本文针对大坝现状存在的问题提出了相应的大坝除险加固措施，为同类型工程设计给以一定的参考。

关键词：水库；大坝；加固

1 工程概况

厂沟水库位于承德市兴隆县大水泉乡厂沟村，在滦河流域横河支流上，于1970年开工，1972年竣工。控制流域面积93km2，总库容20.4万m3，是一座以防洪、灌溉为主的小（2）型水库，工程等别为Ⅴ等，建筑物为5级。设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为100年一遇。水库工程主要由大坝、泄洪洞及放水洞3部分组成。

大坝为浆砌石连拱坝，共3孔，最大坝高10m，地面以下3m，地面以上7m。

坝顶全断面溢流，基岩为白云岩。堰体为平顶薄壁堰。大坝上游直立，下游坡比1‥0.13。副坝位于主坝右岸。

工程建设至今发挥了防洪、灌溉、供水方面的作用。水库直接保护下游人口2000人，66.67hm2耕地的防洪安全，灌溉面积33.33hm2。

2 工程除险加固的必要性

大坝现存在的主要问题包括：

（1）大坝右端坝址上游耕地范围及居民地地势较低。

（2）大坝坝体渗漏严重，有多处明显水流，坝顶无防护设施，坝面砂浆多处脱落，局部砌筑块石松动；坝顶溢流堰面混凝土多处剥蚀、开裂。

（3）水库泄洪洞淤堵，启闭设施损毁；放水洞闸门关闭不严，启闭设施损坏。放水洞及泄洪洞均不能够正常运行。

厂沟水库存在的问题严重威胁工程自身和水库下游保护区的防洪安全，同时也影响了水库灌溉等综合效益的发挥。为保证水库自身的防洪安全，充分发挥防洪、灌溉等方面的综合效益，确保水库下游村庄及人民的生命财产安全，对水库除险加固是十分必要的。

2.1 大坝加固设计

2.1.1 溢流堰面、支墩及坝肩修复

坝体渗漏严重，下游右侧拱面有轻微的渗漏现象。溢流坝坝面混凝土多处剥蚀、开裂。坝体下游中间拱坝右侧支墩局部表层砌石出现松动现象，右坝肩岩体局部破碎。

溢流堰面凿除深40cm、浇注C30F200混凝土。浇筑混凝土与原坝体采用1排锚杆连接，规格为Φ22，间距1m，深入原坝体0.5m，采用药卷锚固剂全孔锚固，坝面布置一层Φ12@200的钢筋网。右侧支墩局部损坏处进行浆砌石修补。

2.1.2 大坝迎水面坝体、左坝肩及右坝肩防渗加固

1976年，唐山强烈地震后坝体渗漏明显，1978年除险加固一次，至今运行已有40年，坝体渗漏严重。据现场勘查，现状坝体渗漏严重、左坝肩绕坝渗漏，推测坝肩渗漏原因为坝肩岩体裂隙发育，完整性较差。据实际调查，右坝肩也存在渗漏问题，影响水库的安全运行。

大坝除险加固措施为：坝体迎水面、左坝肩、右坝肩加固防渗面板，厚度0.4m，最深10m。坝体迎水面、左坝肩及右坝肩首先进行凿毛处理，然后浇筑一层钢筋混凝土防渗面板。防渗面板迎水面布置一层Φ12@200的钢筋网。防渗面板与原坝体采用锚杆连接，规格为Φ22，深入原坝体0.3m；坝肩防渗面板与两岸山体采用锚杆连接，规格为Φ22，深入坝肩防护挡墙0.3m，坝肩防渗面板厚与上游相同。

2.1.3 坝体下游面层加固

针对坝体、左坝肩及右坝肩渗漏问题，本次除险加固采用混凝土面板防渗。方案施工简单，通过布设钢筋网并加入聚丙烯纤维从而有效控制了面板开裂，能达到较好的防渗效果。强度等级为C25W6F200。为保证混凝土面板与坝体牢靠连接，需设置连接锚杆，锚杆均采用药卷锚固剂全孔锚固。

2.1.4 大坝右岸上游防护

（1）右岸与放水洞閘室连接段加固

坝右岸与放水洞闸室连接段挡墙为浆砌石结构，长10m，现状墙顶高程440.70m。首先对上下游两道挡墙中间填土进行开挖，开挖底面高程至基岩。本次加固墙顶需要加高4.7m。原墙顶宽0.5m不变，迎水面直立浇筑厚0.4m的防渗面板，背水面邊坡1‥0.5，基础深1.4m。外露于下游支挡墙新砌筑部分表面浇筑一层混凝土，结构与防渗面板相同。挡墙建好后，回填土压实。

（2）右岸闸室上游段加固

据现场勘察，坝右岸闸室上游表层土为不良土，首先清除表层土，新建重力式浆砌石挡墙，迎水面直立，背水面边坡1‥0.7。每10m设伸缩缝，缝宽2cm，缝内填聚乙烯泡沫板。挡土墙设单排排水管，距底板0.5m，孔距2m，坡比1‥10。

2.1.5 大坝观测设计

（1）水位监测

大坝未设水位观测设施，不利于水库水位监测，故本次设计增设一组水尺，在大坝上游左岸布置1组水尺对水位进行监测记录。

（2）变形监测

坝体布设3个位移观测基点，用于观测坝体水平位移及沉降，两岸稳定基岩上各布设起测基点和校核基点各1个。

2.2 放水洞、泄洪洞加固设计

泄洪洞位于大坝中孔，已被泥沙淤积堵死，启闭设施损毁，不能够正常运行；放水洞进口闸门锈蚀老化，关闭不严，启闭设施损坏。经过长时间运用，放水引渠局部浆砌石损坏，表层大面积脱落，出口盖板现状为破损混凝土块。

本次放水洞加固工程：放水洞闸室拆除改建、更换闸门及启闭设施，泄洪洞疏通、安装闸门及启闭设施，放水引渠局部浆砌石修补，表面砂浆抹面，出口外露预制混凝土盖板新建。放水洞闸室4m2拆除改建，闸室地面抬高3.7m，基础及结构均采用钢筋混凝土结构，闸门及启闭机拆除更换。放水洞闸室上部房屋拆除新建4m2，为砖混结构。闸室新砌混凝土采用C25W4F200，盖板采用C25混凝土。放水引渠修补采用M10F150浆砌石，抹面砂浆为M12.5F150。

3 结论

本文通过对拱坝现状存在问题进行分析，针对水库问题进行必要的除险加固，并提出采取的除险加固方案及相应工程措施，保证水库自身的防洪安全，充分发挥防洪、灌溉等方面的综合效益，确保水库安全运行。

参考文献

[1]张乃田.安徽梅山水库除险加固工程脚手架施工方案[J].山西建筑，2010，36（6）：364-365.

[2]韩光，常倩倩，黄松，等.淌水崖水库砌石连拱坝加固方案比选[J].水利科技与经济，2013，19（5）：97-98.

（作者单位：河北省水利水电勘测设计研究院）