子金泉
【摘要】永胜县阳和大水箐水库是座病险较为严重的小(二)型水库,存在的病险较典型。本文结合该水库的除险加固设计谈谈具体的问题及处理措施,希望对其他病险水库的加固设计及施工起到借鉴、参考作用。
【关键词】小㈡型水库;存在问题;处理措施;分析
阳和大水箐水库位于永胜县顺州乡阳和村委会,水库距县城68km,至丽江133km,至昆明528km。坝址地理坐标东经100°35′07″,北纬26°34′25″。属金沙江水系三岔河流域的大水箐支流,水库径流面积5.50km2。
阳和大水箐水库修建于1957年1月,1961年10月竣工,水库现状坝址海拔高程为2019.0m,坝高22m,坝顶长82.5m,坝顶宽3.0m,前坝坡比1:2.0,后坝坡比1:2.0,总库容24万m3,兴利库容17.74万m3。水库枢纽工程由大坝、输水涵洞、闸门、溢洪道组成。
本次除险加固设计防洪标准复核根据《防洪标准》(GB50201—94)规定,阳和大水箐水库属小㈡型工程,设计洪水标准20年一遇(P=5%),校核洪水标准200年一遇(P=0.5%)。
水库输水涵洞为浆砌块石城门洞形涵洞,尺寸为0.8×1.2m,最大输水量为0.63m3/s。圆形转动闸,钢绳启闭,上闸直径50cm,下闸直径为30cm,进口高程2022.76m,底坡i=1%。溢洪道位于大坝左坝肩,为无闸控制的渠式宽顶堰溢洪道,未设闸门。
1、存在的主要问题
1.1水库大坝
水库大坝为均质土坝,前坝坡比1:2.0,后坝坡比1:2.0,坝体非常单薄。大坝上下游护坡只设置了干砌毛石,下游坝脚排水体较小,加之受当时经济条件和技术条件的限制和影响,大坝设计标准偏低,基础清基不彻底,坝体碾压以人工夯实为主,压实度低,加之年久失修,工程老化。
坝顶宽3.0m,因多年作为人畜通道,坝顶表面不平整,坑凹不平,坝顶未设置防浪墙,由于坝顶未进行护砌。排水不畅。
上游坝坡采用干砌毛石护坡,且块径小于规范要求,受风浪冲刷影响,坡面有坑凹及隆起现象,并有滑坡痕迹。上游坝面长满杂草。
下游坝坡采用干砌毛石护坡,长有杂草,坝面凹凸不平,下游坝坡干砌毛石较松散,在高水位时,渗流量达0.007m3/s。水库大坝背立面右岸坝坡与山体结合处,当蓄水达到2031.674m,有集中渗水一股,流量为0.001m3/s;渗水为清水。下游坝脚排水设施较小,坝体浸润线逸出点高,且由于排水不畅,对大坝的安全极为不利。
阳和大水箐水库径流面积F=5.5km2,主河长L=2.5km,主河道平均坡度J=20.8‰。
该区多年平均径流深为360mm,Cv=0.32,Cs=2Cv,水库径流面积F=5.5km2,计算得水库多年平均产水量为198万m3。现状坝顶高程为2042.0m,校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高后高于坝顶高程2.76m,因此,坝顶超高经复核不满足安全要求。
1.2溢洪道
⑴溢洪道未设闸孔,⑵溢洪道底板凹凸不平,底板未衬砌,为土质底板,抗冲刷力弱,稳定性较差;⑶边墙虽作衬砌,但施工质量差,受地震影响、洪水冲刷,目前局部已损坏。溢洪道已无法正常过水,只能应急使用。并且溢洪道内长满杂草,严重影响溢洪道的泄洪能力。
1.3输水涵
输水涵采用圆形转动闸控制出流。圆形转动闸,钢绳启闭,直径为30cm。斷面为浆砌块石城门洞形涵洞,尺寸为0.8×1.2m,最大输水量为0.79m3/s。涵洞长82.23m,底坡i=1.0%,涵洞进口底板高程2022.76m,涵洞出口底板高程2021.945m。2008年进洞检查发现,主要存在的问题为:输水涵洞内有多处裂缝出现,特别是新旧涵洞衔接处裂缝大约有10cm左右,在高水位运行时涵洞内多处漏水并形成流水0.01m3/s。
1.4金属结构
输水涵:闸门采用Φ30cm钢闸门,由于使用年限过长,造成闸门磨损过大,止水不严,渗漏达0.002m3/s。镙钎式启闭机及钢绳,由于常年露天设置无防雨防晒以及雨淋,锈蚀严重,启闭不灵。
1.5管理设施
顺州~阳和的通村公路土路,路面狭窄,凸凹不平,雨季经常塌方,目前顺州阳和大水箐水库距通村公路有2km,尚未通公路,防洪抢险和抢险物资运输非常困难。
管理所占地面积约0.5亩,建筑面积60m2。为土木结构,但年久失修,不能满足顺州阳和大水箐水库管理要求。
2、处理措施
2.1坝体
考虑到原坝坡的不规整,且坝址区属Ⅸ度地震区,因此坝坡进行适当削坡清理。
上游坝坡进行适当削坡清理,竣工后的坡比为1:2.20,对下游坝坡进行清削,竣工后的坡比为1:2.20。
上游坝坡采用厚度砼预制块护坡,并在下部设碎石垫层,厚度为0.10m,砂垫层0.10m。800g/m2土工膜,30cm粘土。(详见设计图)
下游坝坡采用种草(草子)护坡。
考虑到本工程处于Ⅸ度地震区,为了增强上游护坡的稳定,本次设计拟在上游坡脚设C15砼支撑。
新建排水棱体。
2.2溢洪道
改建溢洪道,对原溢洪道衬砌段进行加宽加高,土渠段进行衬砌,全段由引水渠、明渠段、陡槽段组成,溢洪道布置于水库顺流左岸,沿原走向布置。修建一座工作桥,工作桥采用钢筋混凝土平板桥。
2.3输水涵洞
封堵原有涵洞在大坝右侧新建输水隧洞,断面按施工最小控制断面设计,便能满足下游供水需求。拟采用C20钢筋砼衬砌首端拆除原有消力井,新建消力丼结构为C20钢筋砼,。
新建斜拉闸、斜拉杆导向墩及启闭房建设。涵洞出口明渠采用C15埋石砼衬砌。
2.4加强顺州阳和大水箐水库径流区的水土保持工作,植树造林,在入库河道及箐沟打拦沙坝减少入库泥沙。
2.5改造60m2顺州阳和大水箐水库管理所管理用房,新建2.5km上坝公路并完善通讯设施。
结论:
小二型水库点多,病险情况各有不同,应做到一库一策。应从资料收集、规划布局、水利计算及结构计算层层把关,保证工程安全经济可行。
参考文献:
[1]《永胜年鉴》2016.
[2]任德林,张志军. 《水工建筑物》北京:中国水利水电出版社,2004.