三合成水库工程规划设计探讨

崔玉乙

(瓦房店市水库移民后期扶持工作办公室，辽宁 瓦房店 116300)

三合成水库工程规划设计探讨

崔玉乙

(瓦房店市水库移民后期扶持工作办公室，辽宁 瓦房店 116300)

三合成水库座落在辽河水系秀水河支流三合成河上，是一座集防洪为主、灌溉及水产养殖等一体的中型水库，由土坝、溢洪道、输水洞三部分组成。三合成水库除险加固是在原水库枢纽工程的基础上进行改造实施的，工程设计主要为大坝加高培厚，坝顶铺设沥青混凝土路面，上游坝顶高程78.52m以上采用钢筋混凝土框格内砌块石护坡；高程78.52m以下采用抛石护坡，大坝下游采用草皮护坡，修建坝后排水体及压渗盖重，对大坝部分段实施基础防渗;铺设上坝道路;拆除重建溢洪道，加固输水洞，更换必要机电设施、设备等。

三合水库；防洪；规划；设计；加固

1 工程概况

三合成水库位于辽宁省沈阳市法库县包家屯乡三合成村东，座落在辽河水系秀水河支流三合成河上。集水面积为57.13km2，总库容1183.77×104m3，调洪库容625.99×104m3，兴利库容为449.39×104m3，死库容108.39×104m3，校核水位83.03m，兴利水位80.76m，死水位78.26m，是一座集防洪为主、灌溉及水产养殖等一体的中型水库。由土坝、溢洪道、输水洞三部分组成。

2 工程规划设计

三合成水库除险加固是在原水库枢纽工程的基础上进行改造实施的。水库设计洪水标准为50a一遇，校核洪水标准为300a一遇。

2.1 土坝设计

1)大坝培厚：大坝长度不变，坝顶高程由现状的84.70m加高到85.19m。坝顶宽度由现状3.0m增加到5.0m，迎水坡坡比达到1∶3.0，背水坡坡比达到1∶2.5。

2)坝顶路面：大坝坝顶宽度根据规范要求及实际情况，采用5m宽，坝顶路面为沥青路面，长度为760m。

3)上、下游护坡：大坝上游78.52m高程以上采用钢筋混凝土菱形框格干砌块石护坡，混凝土框格宽30cm，厚50cm，混凝土强度等级C25，抗冻等级F300，78.52m高程到82.76m高程之间，78.52m高程以下采用抛石护脚。

大坝下游原干砌石护坡拆除重建，新种植草皮护坡。

4)下游坝脚排水体重修：大坝原失效的棱体排水拆除，重建棱体排水。棱体排水顶宽1.5m，高1.5m，下设20cm碎石垫层和20cm砂垫层，反滤无纺布一层。

5)坝基渗漏处理：三合成水库在老河床0+188-0+332存在坝基渗漏问题。本次除险加固坝基渗漏段防渗设计范围为桩号：0+150-0+370，共计长度220m。采用高喷灌浆防渗，在迎水坡坝顶施工，钻孔平均深度25.50m，灌浆平均深度9.85m，穿过粉砂层和粗砂层。

2.2 溢洪道设计

通过水力计算进行验证，从枢纽布置、溢洪道的水力要素、水流流态、水力现象、消能防冲效果等进行了研究，最终确定溢洪道结构尺寸：引水渠长度为10m，宽度为25-33.11m，厚度为0.5m，底高程为80.76m，两侧翼墙为八字墙；控制段长度为10m，宽度为25m，厚度为1.0m，底高程为80.76m；泄槽段总长度为68m，前18m范围内宽度从25米渐变为15m，后50m范围内宽度为15m，厚度为0.5m，泄槽段坡度为1：6.2，高程从80.76m渐变为69.75m；消力池总长度为17m，宽度从15m渐变为20m，厚度为1.0m，高程为69.75m，消力池内设三排软体排水管，横向间距为2m，纵向间距为2m，呈梅花型布置，池深为1.6m，消力池尾坎宽0.8m，高度为1.6m，尾坎高程为71.35m；消力池后接34m长海漫，其中前24m为浆砌石护坡，渠底厚度为0.8m，边坡厚度为0.4m，后10m为土工格栅石笼护坡，尺寸为2.5m×2m×0.4m，共两层，相邻两排石笼应交叉放置，两侧护坡土工格栅石笼为一层，尺寸为2.5m×2m×0.4m。

2.3 输水洞设计

考虑下游水田灌溉的需要和施工难度及工程造价等因素，确定对输水洞引水渠、进水塔及涵洞下游消力池、海漫进行拆除重建；因输水洞洞体是对山体爆破后进行衬砌的结构，目前工程结构良好，故保留输水洞洞体。

通过水力计算进行验证，从枢纽布置、输水洞的水力要素、水流流态、水力现象、消能防冲效果等进行了研究，最终确定输水洞结构尺寸为：引水渠采用八字式结构，底板顺水流方向长7.5m，净宽度从4m渐变为1.5m，底板高程为77.26m，厚度为0.5m；进水塔闸室堰面采用平底宽顶堰，闸底板顺水流方向长6m，净宽为1.5m，底板顶高程为77.26m，厚度为0.8m，闸门采用铸铁闸门，闸门孔口尺寸1.5m×1.5m；消力池采用扩散式钢筋混凝土消力池，由洞出口2.8m扩散到3.5m，斜坡段长度为6.6m，水平段长度为5.4m，底板厚度为0.5m，池深为0.50m，消力池斜坡段坡比为1∶4，消力池底高程为75.50m；消力池后连接海漫段，海漫长21.5m，浆砌石结构，底宽3.5m，厚度为0.4m，高程从76.00m渐变为75.65m，两侧为浆砌石墙，厚度为0.35m；输水洞上部闸房尺寸为5m×6m。

闸门采用1.5m×1.5m平面铸铁闸门，启闭机采用QL-15-SD。拦污栅采用LWS-1500×1500。

3 坝体加固

3.1 土方开挖

以机械开挖为主，开挖土方时，实际施工的边坡坡度适当留有修坡余量，再用人工修整，满足施工图纸要求的坡度和平整度。开挖弃土运到指定弃渣场。开挖过程中，施工人员经常校核测量开挖平面位置、水平标高、控制桩号、水准点和边坡坡度等符合施工图纸的要求。

3.2 土方填筑。

根据碾压试验，坝体赔厚分段、分层填筑、碾压，相邻施工段的作业面均衡上升，相邻作业面的搭接碾压长度，平行轴线方向≥0.5m；机械碾压不到的部位，辅以人工夯实。

3.2.1 原坝体干砌石护坡拆除

根据本工程招标文件技术要求，旧建筑物拆除，只能采用人工和机械拆除的规定，结合现场勘察情况，本工程旧建筑物拆除采用挖掘机为主要施工机械，拆除的废料直接抛至护脚做抛石护脚。

在拆除施工过程中，保证施工安全及保护保留建筑物的完好。尤其是库区底部的防渗体。

3.2.2 碎石(砂)垫层

垫层由底部向上按设计结构层要求，逐层铺垫，并保证层次清楚，互不混杂，不从高处顺坡倒塌；已铺筑垫层的工段，及时铺筑上层料。

3.2.3 钢筋

钢筋作业包括钢筋，钢筋网，钢筋骨架和锚筋等的加工，制作，安装，绑焊和预埋工作。

钢筋安装的位置，间距，保护层及各部分钢筋的尺寸符合施工图的规定。

3.3 网格混凝土工程

本工程采用商品混凝土。混凝土配合比通过试验选定，混凝土取样试验，在混凝土浇筑过程中，按SD105-82的规定和监理人的指示，在出机口和浇筑现场进行混凝土取样试验。

4 溢洪道、输水洞工程

4.1 土石方开挖

本工程的土方开挖为土方明挖。土方开挖前测设绘制溢洪道和输水洞原始断面，按设计开挖线进行开挖轮廓放线。土方开挖施工顺序：首先进行场地清理，原溢洪道海漫、原输水洞上游面拆除等，然后按照“自上而下”的原则，从开挖轮廓线的边缘开始，由上而下，分层开挖，直至开挖到设计高程或岩石面为止。石方开挖施工采用液压岩石破碎机进行施工，人工配合反铲挖掘机清槽和清坡，岩渣用反铲装自卸汽车运输至发包人指定的堆存场地存放备用。

4.2 土方填筑

回填施工在混凝土经验收合格后进行。回填施工顺序：首先进行测量放线确定回填边线，然后采用挖掘机挖装，自卸汽车运输，挖掘机或人工自上而下分层回填，直至回填到确定边线为止。在施工过程中严格控制回填层厚度。回填料采用小型夯机压实，靠近墙体的用人工夯实。

4.3 钢筋混凝土施工

基面处理：本工程的基面为岩石基面。岩石基面要无松动岩块、淤泥、积水、杂物等。

模板支护：现场进行拼装支立。

溢洪道和输水洞主体采用商品混凝土，拌制在搅拌站的搅拌楼里完成。其他零星部分混凝土拌制在现场完成。现场拌制采用JZC350型拌和机，每罐理论出料0.35m3。

商品混凝土水平运输采用混凝土搅拌车，垂直运输采用混凝土泵车。

浇筑施工时在层面上先均匀铺设2-3cm砂浆，然后采用平铺法浇筑混凝土施工。自一侧向另一侧依次进行，混凝土熟料经运输至仓面后，自下而上一次铺料，人工平仓，振捣器振捣。混凝土浇筑在12-18h后，派专人及时用麻袋覆盖洒水养护，使混凝土表面均匀湿润，防止产生干缩裂缝。

5 金属结构设备安装

5.1 闸门安装

用汽车起重机，将运到工地现场的闸门按顺序吊装到门槽内进行安装，闸门安装完成后，清除埋件表面和门叶上的所有杂物并在滑动部位涂抹润滑脂。

水封安装前，先将橡皮水封按需要的长度黏结好，再与水封压板一起配钻螺栓孔，采用专用钻头，使用旋转法加工，严禁用冲压法及热烫法加工，最后拧紧螺丝。

5.2 启闭机安装

先用载重汽车将卷扬启闭机运到位，卸车后用推车运到安装现场。进行安装调整完毕后，将地脚螺栓与启闭机相连，检查验收合格后，浇二期混凝土。

启闭机安装后，开始进行控制开关柜安装及电缆敷设等。

5.3 闸门及启闭机试验

闸门安装完毕后，对闸门进行全行程启闭试验，检查支铰转动情况，启闭过程平稳无卡阻，水封橡皮无损伤，试验前采用清水先对水封橡皮及不锈钢水封座板的接触面冲淋润滑，以防止损坏水封橡皮。

启闭机安装完毕后，应对启闭机外表进行清理，修补已脱落的保护油漆，并按规定灌注润滑油，然后进行电气设备试验，电气设备信号调试无误后，再进行联机调试。

6 结 语

经过重新设计后的水库大坝观测设备运行正常，通过渗流观测资料分析，渗流量较加固前减少，渗透坡降小于允许渗透坡降，渗流安全。

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1007-7596(2017)07-0063-03

2017-06-23

崔玉乙(1983-)，男，辽宁大连人，工程师，从事水库移民后期扶持工作。

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