论文部分内容阅读
[摘 要] 本文根据镇沅县凉水箐水库现场检查、勘探及分项安全评价分析，查明了拦河坝及输水涵管、溢洪道的病险原因，提出了针对性较强的除险加固工程综合措施，并对除险加固工程效果作了分析说明。
[关键词] 除险加固；综合技术措施
由于历史原因，我国小型水库普遍存在工程标准偏低、建设质量较差、老化失修严重、配套设施不全等问题，致使水库安全隐患严重，制约着水库效益的发挥。
党中央、国务院高度重视小型病险水库除险加固工作，明确提出要加快解除病险水库防洪安全隐患。中央拟继续支持地方对小型病险水库进行除险加固。为贯彻党中央、国务院的指示精神，水利部将按照党中央国务院的要求，在确保重点小型病险水库除险加固任务如期完成的同时，尽快启动除险加固工作，力争用3-5年时间全面完成全国小型病险水库除险加固任务。
普洱市镇沅县凉水箐水库位于普洱市镇沅县按板镇杏城村境内，威远江支流文杏河的上游，属澜沧江水系，是一座以灌溉为主，兼顾人畜饮水及下游防洪综合利用的小（二）型水库。
一、工程概况
凉水箐水库距按板镇政府12km，距镇沅县城72km，距昆明532 km。水库径流面积0.63km2，水库总库容为21.0万m3。是一座以灌溉为主，兼顾人畜饮水及下游防洪综合利用的小（二）型水库。灌溉按板镇杏城村1个村委会的550亩农田地。
水库于1999年3月开工兴建，2000年12月完工。水库工程的建设是群众投工、投劳，国家粮食自给项目补助兴建的。拦河坝坝型为均质土坝，选用左、右坝肩附近的红黏土、粉质黏土进行填筑。坝料质量存在一定差别，铺土厚薄不一，坝体碾压不均，且坝基为全风化砂岩、泥岩，呈碎石土状，有产生不均匀沉陷的条件。自2005年以来，由于水库渗漏严重，水库限蓄水位1353.7m，库容13.41万m3，严重影响水库的正常蓄水。
根据现场检查和分别对防洪、抗滑、抗震、抗渗、抗裂等分项安全鉴定分析，水库大坝存在大量工程安全隐患，分析病险成因，提出防渗和加固措施。
二、目前水库大坝病害情况
1.拦河坝病害情况
坝土为左、右坝肩附近的红黏土、粉质黏土，坝体填筑坝料不均匀，填筑压实度低，碾压质量差，透水性强，存在坝体渗漏。渗流异常，坝体出逸比降高于或接近允许出逸坡降，存在渗透破坏隐患。下游坝面中下部大面积散浸、潮湿；坝基渗漏轻微；坝体经钻孔勘察为中等透水，左右岸坝体与岸坡接合部位接触渗漏。2005年以来限制蓄水高程1353.7m，相应库容13.41万m3。
2.溢洪道
溢洪道位于拦河坝右岸坝肩，溢流堰为开敞式宽顶堰，溢洪道采用M7.5浆砌石衬砌，能正常运行，局部砌石松动、砌体砂浆脱落，与输水涵洞共用消能设施。
3.输水涵管
输水涵管为内插铸铁涵管，外包混凝土，涵管无断裂，闸阀锈蚀、有渗漏现象，启闭不灵活，安全性差，管理不便，事故应急能力差。
三、安全鉴定结论
根据镇沅县水利水电勘测设计队2010年12月完成的《镇沅县凉水箐水库大坝安全评价报告》，大坝安全鉴定结论为：
凉水箐水库拦河坝、输水涵管均存在严重的安全隐患，已不能正常运行，水库大坝安全性综合评定为三类病险坝。
四、除险加固措施
1.大坝
（1）除险加固设计思路
根据调洪计算结果，对拦河坝坝顶高程进行复核，为最终确定大坝加固设计技术方案提供决策依据。采用地质勘探及土工试验成果进行坝体现状渗流稳定分析和抗滑稳定分析验算，验证坝体险情出现时的实际工况效果，复核各参数指标选取的合理性，为最终确定设计参数采用值提供基础依据。对大坝采用园弧滑动、折线滑动等方法，复核验算坝坡稳定，为最终确定大坝加固设计技术方案提供决策依据。设置坝脚排水沟及排水暗管，确保大坝下游排水通畅，有效降低地基承压水压力和坝体浸润线高度，为坝体稳定创造有利工作环境条件。
（2）防渗
拦河坝坝基渗漏轻微，坝体土主要为砂壤土、粉质黏土，含碎石、砾石，注水试验渗透系数2.0×10-3cm/s-4.4×10-6cm/s，变幅较大，局部属中等透水。下游坝面大面积潮湿。本次除险加固坝体采用充填灌浆，坝基及左右两岸坝肩采用帷幕灌浆。坝体充填灌浆和帷幕灌浆总进尺996.99m。
坝体充填灌浆防渗标准为K≤1×10-4cm/s，坝基及两岸坝肩帷幕灌浆防渗标准为q≤10Lu。
本次除险加固坝体采用充填灌浆，坝基及左右两岸坝肩采用帷幕灌浆。坝体充填灌浆及帷幕灌浆均采用单排孔，孔距1m，防渗轴线为原坝轴线，该方案坝体充填灌浆轴线长61.5m，坝基及两岸坝肩帷幕灌浆轴线长71.5m（左右岸各延伸5 m），充填灌浆进尺641.99m；帷幕灌浆进尺355m。
（3）加固
坝体经防渗处理后，满足渗透稳定要求；现状坝顶高程满足防洪要求，仅对存在变形的坝面进行修复；原倒滤体内反滤层局部已被泥土堵塞，反滤功能局部失效，拆除部分原倒滤体，修复倒滤体；修建坝脚排水沟及排水暗管，确保拦河坝下游排水通畅。大坝防渗加固方案见下图。
（4）溢洪道，输水涵管加固
新建消力池（溢洪道与输水涵管共用），并将溢洪道墙体砌体砂浆脱落的地方重新进行抹面。
水库原坝下输水涵管建成运行至今已10多年，涵管为内插铸铁涵管，外包混凝土，涵管无断裂。因此本次除险加固设计，只对输水涵管2道闸阀进行更换。
五、病险处理效果
针对凉水箐水库工程病险情况实际，经反复论证研究，最终提出对坝体进行防渗处理、加固处理；
坝体充填灌浆防渗；更换输水涵洞闸阀；增设溢洪道消能设施；增设原型观测设施。大坝采用充填灌浆防渗，彻底截断坝身及坝基的有害渗流，有效降低坝体浸润线高度，使大坝及坝基渗水量降至容许范围内；增强下坝坡的整体稳定性，抗滑稳定安全系数正常运用k=1.354，非常运用k=1.528，满足规范要求并使填筑工程量最小；除险加固工程实施后，不仅能消除危及水库安全的各种隐患，而且能充分发挥工程的各种效益，给当地带来一个相对安全稳定的环境。为镇沅县社会经济发展提供了有力支持和坚强保障。
参考文献
[1]水库大坝安全评价导则.（SL258-2000）
[2]碾压式土石坝设计规范.（SDJ218-84）
[3]土坝坝体灌浆技术规范.（SD266-88）
[4]水工隧洞设计规范.（SD134-84）
[5]溢洪道设计规范.（SL253-2000）
[6]水利水电工程等级划分及洪水标准.（SL252-2000）
[关键词] 除险加固；综合技术措施
由于历史原因，我国小型水库普遍存在工程标准偏低、建设质量较差、老化失修严重、配套设施不全等问题，致使水库安全隐患严重，制约着水库效益的发挥。
党中央、国务院高度重视小型病险水库除险加固工作，明确提出要加快解除病险水库防洪安全隐患。中央拟继续支持地方对小型病险水库进行除险加固。为贯彻党中央、国务院的指示精神，水利部将按照党中央国务院的要求，在确保重点小型病险水库除险加固任务如期完成的同时，尽快启动除险加固工作，力争用3-5年时间全面完成全国小型病险水库除险加固任务。
普洱市镇沅县凉水箐水库位于普洱市镇沅县按板镇杏城村境内，威远江支流文杏河的上游，属澜沧江水系，是一座以灌溉为主，兼顾人畜饮水及下游防洪综合利用的小（二）型水库。
一、工程概况
凉水箐水库距按板镇政府12km，距镇沅县城72km，距昆明532 km。水库径流面积0.63km2，水库总库容为21.0万m3。是一座以灌溉为主，兼顾人畜饮水及下游防洪综合利用的小（二）型水库。灌溉按板镇杏城村1个村委会的550亩农田地。
水库于1999年3月开工兴建，2000年12月完工。水库工程的建设是群众投工、投劳，国家粮食自给项目补助兴建的。拦河坝坝型为均质土坝，选用左、右坝肩附近的红黏土、粉质黏土进行填筑。坝料质量存在一定差别，铺土厚薄不一，坝体碾压不均，且坝基为全风化砂岩、泥岩，呈碎石土状，有产生不均匀沉陷的条件。自2005年以来，由于水库渗漏严重，水库限蓄水位1353.7m，库容13.41万m3，严重影响水库的正常蓄水。
根据现场检查和分别对防洪、抗滑、抗震、抗渗、抗裂等分项安全鉴定分析，水库大坝存在大量工程安全隐患，分析病险成因，提出防渗和加固措施。
二、目前水库大坝病害情况
1.拦河坝病害情况
坝土为左、右坝肩附近的红黏土、粉质黏土，坝体填筑坝料不均匀，填筑压实度低，碾压质量差，透水性强，存在坝体渗漏。渗流异常，坝体出逸比降高于或接近允许出逸坡降，存在渗透破坏隐患。下游坝面中下部大面积散浸、潮湿；坝基渗漏轻微；坝体经钻孔勘察为中等透水，左右岸坝体与岸坡接合部位接触渗漏。2005年以来限制蓄水高程1353.7m，相应库容13.41万m3。
2.溢洪道
溢洪道位于拦河坝右岸坝肩，溢流堰为开敞式宽顶堰，溢洪道采用M7.5浆砌石衬砌，能正常运行，局部砌石松动、砌体砂浆脱落，与输水涵洞共用消能设施。
3.输水涵管
输水涵管为内插铸铁涵管，外包混凝土，涵管无断裂，闸阀锈蚀、有渗漏现象，启闭不灵活，安全性差，管理不便，事故应急能力差。
三、安全鉴定结论
根据镇沅县水利水电勘测设计队2010年12月完成的《镇沅县凉水箐水库大坝安全评价报告》，大坝安全鉴定结论为：
凉水箐水库拦河坝、输水涵管均存在严重的安全隐患，已不能正常运行，水库大坝安全性综合评定为三类病险坝。
四、除险加固措施
1.大坝
（1）除险加固设计思路
根据调洪计算结果，对拦河坝坝顶高程进行复核，为最终确定大坝加固设计技术方案提供决策依据。采用地质勘探及土工试验成果进行坝体现状渗流稳定分析和抗滑稳定分析验算，验证坝体险情出现时的实际工况效果，复核各参数指标选取的合理性，为最终确定设计参数采用值提供基础依据。对大坝采用园弧滑动、折线滑动等方法，复核验算坝坡稳定，为最终确定大坝加固设计技术方案提供决策依据。设置坝脚排水沟及排水暗管，确保大坝下游排水通畅，有效降低地基承压水压力和坝体浸润线高度，为坝体稳定创造有利工作环境条件。
（2）防渗
拦河坝坝基渗漏轻微，坝体土主要为砂壤土、粉质黏土，含碎石、砾石，注水试验渗透系数2.0×10-3cm/s-4.4×10-6cm/s，变幅较大，局部属中等透水。下游坝面大面积潮湿。本次除险加固坝体采用充填灌浆，坝基及左右两岸坝肩采用帷幕灌浆。坝体充填灌浆和帷幕灌浆总进尺996.99m。
坝体充填灌浆防渗标准为K≤1×10-4cm/s，坝基及两岸坝肩帷幕灌浆防渗标准为q≤10Lu。
本次除险加固坝体采用充填灌浆，坝基及左右两岸坝肩采用帷幕灌浆。坝体充填灌浆及帷幕灌浆均采用单排孔，孔距1m，防渗轴线为原坝轴线，该方案坝体充填灌浆轴线长61.5m，坝基及两岸坝肩帷幕灌浆轴线长71.5m（左右岸各延伸5 m），充填灌浆进尺641.99m；帷幕灌浆进尺355m。
（3）加固
坝体经防渗处理后，满足渗透稳定要求；现状坝顶高程满足防洪要求，仅对存在变形的坝面进行修复；原倒滤体内反滤层局部已被泥土堵塞，反滤功能局部失效，拆除部分原倒滤体，修复倒滤体；修建坝脚排水沟及排水暗管，确保拦河坝下游排水通畅。大坝防渗加固方案见下图。
（4）溢洪道，输水涵管加固
新建消力池（溢洪道与输水涵管共用），并将溢洪道墙体砌体砂浆脱落的地方重新进行抹面。
水库原坝下输水涵管建成运行至今已10多年，涵管为内插铸铁涵管，外包混凝土，涵管无断裂。因此本次除险加固设计，只对输水涵管2道闸阀进行更换。
五、病险处理效果
针对凉水箐水库工程病险情况实际，经反复论证研究，最终提出对坝体进行防渗处理、加固处理；
坝体充填灌浆防渗；更换输水涵洞闸阀；增设溢洪道消能设施；增设原型观测设施。大坝采用充填灌浆防渗，彻底截断坝身及坝基的有害渗流，有效降低坝体浸润线高度，使大坝及坝基渗水量降至容许范围内；增强下坝坡的整体稳定性，抗滑稳定安全系数正常运用k=1.354，非常运用k=1.528，满足规范要求并使填筑工程量最小；除险加固工程实施后，不仅能消除危及水库安全的各种隐患，而且能充分发挥工程的各种效益，给当地带来一个相对安全稳定的环境。为镇沅县社会经济发展提供了有力支持和坚强保障。
参考文献
[1]水库大坝安全评价导则.（SL258-2000）
[2]碾压式土石坝设计规范.（SDJ218-84）
[3]土坝坝体灌浆技术规范.（SD266-88）
[4]水工隧洞设计规范.（SD134-84）
[5]溢洪道设计规范.（SL253-2000）
[6]水利水电工程等级划分及洪水标准.（SL252-2000）