团结水库除险加固工程设计探析

摘要：团结水库是一座以灌溉为主，兼有养鱼为辅等综合效益的水库工程。水库在承担下游350亩农田灌溉任务的同时，还承担着下游居民的生命和国家财产的安全。

关键词：团结水库；除险加固；设计

中图分类号： TV698.23 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.04.018

1工程现状及存在问题

1.1工程总布置情况及存在问题

团结水库主要建筑物由大坝、溢洪道、放水设施等几部分组成，经安全鉴定团结水库工程存在以下问题：坝体出现3条地震裂缝；坝体高度不满足防洪要求；溢洪道底板和边墙有裂缝，陡槽段边墙高度不够；溢洪道没有消能设施；放水设施有裂缝。

1.2大坝及坝基

团结水库大坝为均质土坝，最大坝高12.75米，坝长148米，坝顶宽58米，大坝上游边坡坡比为1∶3.0，大坝下游边坡平均坡比为1∶2.3，上游坝坡无护坡，下游为干砌石护坡。因年久失修，水库在坝体中产生了一系列的震生裂缝，其中平行于坝轴方向规模最大的纵向主裂缝长达80米，呈断续状延伸，基本上已贯通整个坝体长度，裂缝宽度为0.2厘米。其余3条纵缝平行于坝轴线方向。

1.3溢洪道

溢洪道设在大坝右侧，属于河岸式无闸正堰溢洪道，由进口段、溢流堰及陡槽组成。溢洪道堰型为宽顶堰，加固后堰顶高程664.200米，闸室净宽3米，最大溢流水深1.894米，相应水位666.094米，溢洪道上设有工作桥一座，其长度为3米。陡槽段分三段，底宽3米。第一段坡长45.97米，坡比1∶135.21；第二段坡长15.28米，坡比1∶3.48；第三段坡长37.87米，坡比1∶3.98；底板为50厘米厚C20钢筋混凝土结构，边墙为50厘米厚浆砌卵石。溢洪道无消能设施。

1.4放水设施及其他

团结水库放水设施为涵卧管形式，卧管断面尺寸为0.4×0.4米，涵管断面尺寸为0.75×0.7米（估计）。放水孔直径为φ0.3米，最大放水流量0.28立方米/秒。

涵卧管位于大坝左坝肩，设置于基岩中，现状为地震产生轻微裂缝，现场检查有漏水现象，对工程运行影响不大。

进库道路基本为机耕道，路面很窄，且为泥质路面。水库管理设施简陋，管理房破损，大坝无监测设施。

2设计依据

按照中华人民共和国《水利水电工程等级划分和防洪标准》SL252-2000之规定团结水库工程等别为Ⅴ等，主要建筑物级别为5级。按照SL252-2000之规定“山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准”，本次设计洪水标准为20年洪水设计，200年洪水校核。

3总体设计方案

根据团结水库的现状和存在的问题，拟定除险加固总体设计方案：坝体加高0.6米，满足水库防洪要求；上游坝坡护坡处理；充填灌浆处理坝体中震生裂缝；后坝脚增设棱体排水。对溢洪道底板和边墙的裂缝进行处理；加高陡槽段边墙；新建消能设施。对放水设施的裂缝进行处理，将原放水涵卧管拆除，新建成折悬臂闸门控制式放水涵卧管。增设观测设施，修建坝顶公路及防汛抢险公路；白蚁防治。

4加固设计

4.1坝体裂缝处理

因年久失修，坝体中产生了一系列的震生纵向裂缝，本次设计拟采用開挖回填与充填灌浆的方式对震生裂缝进行处理，在纵缝处将坝体开挖2米深，开挖长度应比缝两端长1米。开挖边坡不陡于1∶1，挖坑两端的边坡不陡于1∶3，槽底宽度0.5米。开挖后立即回填，回填土料应与原坝体土料相同。开挖回填后进行充填灌浆。灌浆孔单排布设，灌浆孔距2.0米，跳孔灌浆，深度到坝基。浆液采用水泥粘土混合浆液，终浆比例采用1∶1。

4.2上游坝面护坡

水库经多年运行，大坝上游坡面风浪淘刷现象严重，原上游坝面没有护坡。本次设计在上游坝面新铺设预制砼块护面，以防止风浪淘刷。上游坡坡比采用1∶3坡比进行护面整治。预制块设计采用C20砼现场预制，尺寸为0.5×0.5×0.08米，采用1∶2水泥砂浆灌缝铺装，其下设0.1米厚粗砂垫层，坡面663.0米高程处设1.0米宽马道，坡脚处新建毛石砼挡墙阻滑。由于坝基为淤泥质粉质粘土，新建毛石砼挡墙地基承载力不够，施工时把地基土置换成砂砾料，提高地基的承载力。

4.3下游坝面护坡

下游坝面现状情况为干砌石护坡，护坡比较完整，可以继续使用。本次设计下游坝面护坡为原来的干砌石护坡不变。在下游坝面周边设浆砌石矩形槽排水沟，兼做白蚁防治施药沟，浆砌石标号为M7.5。坝脚设顶宽1.0米两侧边坡比1∶1.0、

1∶1.5的排水棱体。

4.4坝顶

根据调洪计算复核结果可知，团结水库现状坝顶高程不够，比校核最高洪水位低666.092-665.6=0.492米，综合分析溢洪道实际情况，本次设计在原坝顶上将坝体加高0.6米，坝顶高程达到666.2米。

本次设计在坝顶高程加高的基础上再新建0.9米高、150米长的防浪墙，防浪墙为钢筋混凝土形式，厚0.3米。坝顶宽6米，坝顶面铺设泥结石路面，路面宽5.7米，上层铺设0.2米厚泥结碎石，下层铺设0.3米厚手摆片块石基础。

5溢洪道加固设计

5.1溢洪道工程现状

团结水库溢洪道位于大坝右侧，进口正槽开敞式自由出流，进口底高程为664.00米，堰顶净宽3.0米，最大泄流量12.65立方米/秒，溢洪道无挑流设施。

5.2溢洪道加固项目

运行多年，溢洪道出现了不同程度的纵向和横向裂缝，裂缝最长10m，深度贯穿溢洪道边墙和底板，造成了部分段溢洪道边墙及底板断裂、错位。在不改变原来溢洪道型式和坡比的情况下，对原溢洪道边墙和底板进行凿毛，打锚杆，锚杆间距1米×1米，挂200mm×200mmφ6钢筋网，浇筑200mm厚C25细石混凝土。

5.3溢洪道新建项目

原溢洪道无消能设施，由陡槽直接泄入下游河道，对下游造成了严重冲刷，不利于溢洪道安全，故决定新建挑流鼻坎，新建挑流鼻坎与陡槽加固同时进行，布置陡槽第三段末段。

6放水设施

6.1放水设施结构安全评价

团结水库放水设施为涵卧管形式，卧管断面尺寸为0.4×0.4米，涵管断面尺寸为0.75×0.7米（估计）。放水孔直径为φ0.3米，最大放水流量0.28立方米/秒。

涵卧管位于大坝左坝肩，设置于基岩中，现状为地震产生轻微裂缝，现场检查有漏水现象。

6.2放水设施加固项目

据现场情况检查分析和近几年其他水库放水卧管改造及运行情况比较，拟设计将放水涵卧管改建为折悬臂表层放水闸，采用手电两用卷扬式启闭机启动。

6.3结构设计

将原放水设施的放水涵卧管拆除，新建的涵卧管为折悬臂闸门表层放水，分3级，最大水头2.8米，放水孔Ф=0.5米，最大放水流量0.3立方米/秒，卧管为矩形断面，净尺寸高×宽（1.3米×0.6米），底坡比降为1∶2.0。本次设计闸平台、折悬臂、边墙、底板、盖板均采用C20铪现浇。

7结语

本次设计拟采用开挖回填与充填灌浆的方式对震生裂缝进行处理。真正做好团结水库除险加固工程的相关设计工作，从而提高团结水库的使用年限。

参考文献

[1]张兴荣.病险水库除险加固之我见[J].中国新技术新产品，2010，（03）.

[2]何善国.病险中小型水库的工程质量缺陷及病态特征探析[J].中国农村水利水电，2010，（01）.

作者简介：程东，本科学历，中级工程师，研究方向：水利水电工程。