孤山子水库除险加固工程设计与施工-论文

孤山子水库除险加固工程设计与施工-论文

2015年第4期黑龙江水利科技No．4．2015(第43卷)HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancy(TotalNo．43)文章编号：1007—7596(2015)04—0065—02孤山子水库除险加固工程设计与施工郭晓(葫芦岛平山供水有限责任公司，辽宁葫芦岛125000)摘要：水库建设关系到水库周边经济发展和生态环境的保持，水库工程不仅要在初期建设时做好设计规划，更要在工程运行过程中做好除险加固工作。文章以孤山子为例，分析了水库存在的问题，对病害水库的一些重要位置，如主坝、副坝、输水洞的除险加固工程的设计与施工进行了研究。关键词：水库；主坝；副坝；溢洪道；除险加固中图分类号：TV697文献标识码：B1工程概况孤山子水库位于葫芦岛市建昌县境内，为大凌河西支上的一座小(1)型水库，是一座以防洪、灌溉为主，兼顾养鱼等综合利用的水利枢纽工程，流域面积为39．1km。孤山子水库枢纽工程由主坝、副坝、输水洞、明渠式溢洪道组成。，小、、2水库存在的问题_0．hE0_7(’]×水库存在的问题如下：孤山子水库建于1974参、年，运行至今，存在很多问题，具体如下：①主坝坝顶和护坡砌石已腐蚀严重；②副坝下游坝脚渗水，且形{)㈩成明流，威胁副坝坝体稳定性；③输水洞出口没有消力池，冲坑越来越深，冲坑面积越来越大；④输水洞泄洪渠没有保护措施，不断吞噬耕地，且威胁左侧居民。经过分析以上问题，决定对孤山子水库的主坝、副坝、溢洪道和输水洞等工程进行必要的除险加固。3除险加固工程的设计与施工3．1主坝的除险加固设计孤山子水库主坝位于库区两山体之间，为黏土心墙砂壳坝，最大坝高31．05m。坝顶高程555．45m，顶宽4．1nl，心墙顶高程554．15m，坝体长度为168in，上游边坡为1：2．5，下游边坡为1：2(见图1)，坝体护坡为细粒质砾石。坝体材料主要为人工填筑土。[收稿日期]2014—10—31[作者简介]郭晓(1985一)，女，山东东平人，助理工程师，从事水利工程建设与管理工作。一65一n2015年第4期黑龙江水利科技NO．4．2015(第43卷)Heilon~iangScienceandTechnologyofWaterConservancy(T0talN0．43)坝顶清基0．1m共开挖土方70．8m；清基后修求利用部分喷射回浆。灌注浆液比重为1．55～1．60，黏建0．35m厚碎石路面，由10cm砂砾石垫层、15cm石度为23~25s。高喷灌浆作业参数见表1。灰、炉渣、土基层和10cm的碎石组成。背水坡每隔表1高喷灌浆施工参数50m修建一条混凝土排水沟，共4条，所用混凝土型号C20；并种植草皮来护坡。将迎水坡原干砌护坡石拆除，新建0．1m厚碎石反滤和0．3m厚干砌石护坡，其中原干砌石块石利用率为50％。将主坝背水坡拆3．5输水洞的除险加固设计除重新修筑干砌石排水体，其中原干砌石块石利用孤山子水库输水洞为有压式隧洞，单宽流量、流率也达到50％。速及设计水头较大，为选择较为经济合理的消能型3．3副坝的除险加固设计式，布置了消力槛与消力池的两个方案进行比较，主孤山子水库副坝为均质坝，最大坝高为26．1rn，要工程量及投资情况见表2。坝体长度为331m，上下游边坡角度与主坝相同。从表2消力槛与消力池方案详情对比南侧起250m范围内在坝前铺设了干砌石护坡0．5m，同时在坝前铺设了反滤层，反滤层结构如下：砂层厚度为0．15m，砾层厚度为0．15m，碎石厚度0．25m，反滤层下部为0．6m厚的土砂保护层，黏土斜墙厚度为0．6m，与下部黏土防渗体相接。经过分析，由表2可知，消力槛方案混凝土量较大，投资亦技术人员认为副坝背水坡局部断面较陡(处于较消力池方案多1O万元左右，故最终采用消力池的1：1．85—1：1．94)，本次加固设计背水坡度为1：2。消能型式。经过理论计算，得出以下结果：消力池两对于副坝渗水问题，设计出混凝土防渗墙和高喷灌侧需要修建5．6m高翼墙以保护两岸的居民和耕浆两种方案，经过对比两者的经费投资、施工进度和地，上顶宽为0．3m，下底宽为1．2m，墙后进行土方加固效果等情况，最终选择高喷灌浆技术。回填，并对翼墙以上土体按1：1．5进行削坡。而海漫3．4副坝的除险加固工程施工的长度公式为：1)孔口布置：本项目采用单排摆喷套接技术形r—————======Lp=Ksqs√△H2式，二管法施工工艺，孔间距1．4m。考虑坝基绕渗其中：为海漫长度，m；q。为消力池末端单宽流量，的影响，水平灌浆长度为294m。经分析认为取坝基m／s；为海漫长度计算系数；经计算=基础线以上2m至第一层粉土质砾与第二层低塑限30．74m，故设计海漫长度为31m。粉土交界层以下2m作为高喷灌浆范围，基本可以3．6输水洞的除险加固工程施工满足除险加固的防渗要求。此外，打钻时应深入设输水洞的除险加固工程的施工项目机工程量见表3。计灌浆底高程下0．3m。为增加墙体的厚度，各孔采表3消力池和海漫工程量用摆喷灌浆，设计摆角为23。。灌浆施工分两序进行，即1，3⋯⋯奇数孑L，其喷射板墙与轴线成20。；2，4⋯⋯偶数孔，其喷射板墙与轴线成160。，板墙平面呈140。交叉折线型(见图2)。分序施工的目的是避免喷射时造成邻孔塌孔和串浆。图2高喷灌浆防渗帷幕钻孔布设图参考文献：2)材料选择和灌浆施工：本工程采用普通硅酸盐[1]赵廷红，沙成刚，张鹏飞，陈荣胜．病险土石坝加固后安全水泥浆作为灌浆材料，黏土选用当地优质黏土，浆液配性分析[J]．水利与建筑工程学报，2014，12(02)：71—75．比为1：1：1．6(水泥：黏土：水一重量比)，为节省材料，要一66一