就西甲沖水庫除險加固工程設計總結

王賢

（云南省紅河州蒙自市水利勘測設計隊，云南 紅河 661199）

1 工程概況

西甲沖水庫位于蒙自市東北部，鳴鷲鎮(zhèn)猛拉村委會境內。地處東經 103°35＇31＂，北緯23°24＇59＂。水庫距蒙自市城 30公里，距鳴鷲鎮(zhèn)政府7公里，距蒙自——文山公路僅600米。有土路可直達水庫邊，交通便利，但需要注意的是雨季時路面難以通行。

水庫于1979年建設，1983年建成蓄水，水庫設計壩高29米，壩頂高程1862米，壩頂寬2.0米，壩腳寬8.0米，壩頂長55.0米，總庫容為60萬m3，是一座以灌溉、人畜飲水、防洪為主的小（二）型水庫。水庫設計灌溉面積1500畝，設計農村供水人口2000人。

水庫所屬流域屬亞熱帶高原季風氣候類型，降雨充沛，據資料統(tǒng)計，多年平均降雨量1194.9mm，每年6～10月份為雨季，約占年降雨量的80.5%以上，枯季（11月～翌年5月）降雨量僅占全年降雨量的19.5%，雨熱同季，雨量在年內的分配極不均勻，干濕季分明。

庫區(qū)為山間條帶狀溶蝕侵蝕的低、中山河谷地貌，河谷深切，谷地狹窄，兩岸地形坡度較陡（坡度角一般在25～50°間，局部最陡處可達75°）。未見塌岸及滑坡等不良地質現象；陡坡地段基巖基本裸露，巖體中無不利于坡體穩(wěn)定的較大結構面發(fā)育，也不存在造成滲漏的地形條件，庫岸總體基本穩(wěn)定。

西甲沖水庫壩址以上徑流面積9.0km2，河道長6.5km，河道平均坡降5.51%，根據《水利水電工程設計洪水規(guī)范》SL44－93，采用暴雨洪水途徑推算水庫設計洪水表如下:

表1 設計洪水計算成果表

2 防滲方案的選擇

西甲沖水庫建設蓄水至今已經24年，水庫設計-建設期間受當時的條件限制，沒有做過詳細的地質勘測等工作，再加上當時的施工技術較為低下，施工質量差，施工時間長、壩體各個部分結合不好造成現在的一系列問題:（1）水庫大壩左壩肩存在嚴重管涌滲水。（2）水庫大壩外側表面有大面積的滲漏現象，局部有管涌現象（滲水呈噴射狀態(tài)）。（3）放水涵管閘閥:高低涵管放水閘閥損壞，已不能使用。中、低涵放水閘閥嚴重老化漏水，閘室屋頂倒塌，涵管入水口處無攔污柵，導致涵管堵塞，通水不暢。（4）大壩中部溢洪道及溢洪道挑流鼻坎沒有按設計圖紙完成，排洪時水流跌水距離過短，水流直沖大壩壩基，威脅到大壩的穩(wěn)定和安全。（5）大壩兩側外壩坡基巖風化嚴重。（6）消力池不完善:兩側面及底板沒有襯砌、正面擋墻沒有設溢流面、底板沒有抗沖刷結構等。（7）大壩沒有防浪墻、壩頂防護欄板已損壞。

這些問題中，以滲漏問題最為主要和嚴重。需要在水庫現有規(guī)模的基礎上對水庫大壩的滲漏進行全面的外理,對水庫的防洪能力進行復核,根椐洪水的分析結果對水庫的溢洪道進行改造,完善水庫的消力池、放水設施及其它設施,通過工程措施使水庫消除病險隱患,發(fā)揮正常作用,安全運行。

3 防滲面板設計

防滲面板工程是除險加固工程的核心，工程分為壩體面板防滲和大壩基礎防滲兩部分。

大壩的迎水面做混凝土防滲面板的防滲方案，防滲面板采用C20鋼筋混凝土現澆，抗?jié)B設計標號S6,防滲面板頂寬設計為0.5m,底寬為1.0m,考慮到防滲面板自身應有較好強度和良好穩(wěn)定性,在結構上具不完全依附老壩體又能充分利用拱壩應力的傳遞結構,防滲面板基礎設計為梯形基礎,基礎寬1.0～3m,基礎下做1.0m深的截水墻,防滲墻與壩體之間用錨固筋和壓頂面板連接為整體。由于西甲沖水庫壩高水位高,水壓較大,壩基坐落中等-強風化帶巖體以上,巖體透水性較大，屬中-強透水層,在長期高水壓力的作用下,壩基水滲漏量日趨增大,對大壩穩(wěn)定性極為不利，因此，在壩基、壩肩部位應采取防滲帷幕灌漿加固措施。防滲帷幕的深度深入弱風化帶以下5m，壩肩應向兩端延伸20m。

根據鉆探揭示的地質情況，從防滲面板基礎以下深入地質層弱風化帶巖體下5.0米，其巖體透水率q=1.53～5.33Lu，為弱透水層，巖石強度較高，飽和單軸抗壓強度62MPa，干抗壓強度71MPa，巖石軟化系數0.87。灌漿深度10～35米。帷幕灌漿的排數選為單排孔帷幕灌漿。灌漿孔距設計為1.5米。帷幕灌漿處理的范圍:水平方向以壩中為界向右至壩肩長33m,并沿壩肩向山體延長20m，帷幕灌漿處理總長53m。灌漿深度10～35米。為使大壩與大壩防滲面板結為整體,大壩頂面采用C20鋼筋混凝土與防滲面板一起澆灌,頂板厚0.3m,寬3.8m,中軸線長55m,并在壩頂的內外邊緣做鋼筋混凝土護欄板,護欄板總高0.9m,板厚0.15m,采用 C20鋼筋混凝土現澆。為保證防滲面板基礎的開挖和施工,需在上游河道老的土壩附近筑一道土圍堰,將上游來水阻斷。土圍堰設計頂寬2.5m,高約7m,其中基礎深2m，內外邊坡系數1:1.5,圍堰全長約35m；水庫內施工導流并將水庫放空,在庫內也設土圍堰。施工完畢拆除圍堰即可。

水庫的放水涵管有上中下三道，改造措施:①高涵:新建閘室8m2，改造放水涵管30m，ф250mm，增加放水檢修閘閥ф250mm一套，更換放水閘閥ф250mm一套，壩前進水口處增加欄污設備一套。②中涵:閘室可用，增加放水檢修閘閥ф100mm一套，壩前進水口處增加欄污設備一套。③低涵:新建閘室8m2，改造放水涵管50m，ф250mm，增加放水檢修閘閥ф250mm一套，更換放水閘閥ф250mm一套，壩前進水口處增加欄污設備一套。新建閘室位置放在右岸南灌渠渠首附近。

4 防滲效果

西甲沖水庫除險加固工程現已竣工。工程拋棄了以往僅對管壁開裂漏水點進行封堵的做法，而是在整個大壩進行了全面的封堵，同時還對大壩進行了回填灌漿截滲，以便于起到徹底防漏封堵的效果。施工過后，西甲沖水庫大壩加寬、加厚，且滲漏現象大大減少，排洪順暢，存在的隱患基本被排除。水庫更加堅固，蓄水能力增強，能有效地發(fā)揮防洪、灌溉的功能，給大壩周圍的人們生活和飲水提供了安全、穩(wěn)定的保障，社會效益和經濟效益明顯。

5 工程設計體會

設計人員必須能夠做到熟悉并靈活運用國家相關規(guī)程規(guī)范，這些規(guī)范，為設計人員的具體工作提供了有效的指導。對于水庫工程的設計必須依據國家簽發(fā)的安全鑒定意見進行，并在設計中做到加固措施準確、簡明、方便施工，確保所采用的技術設施能夠有效保證施工質量并加快施工進度。同時，設計人員最好能夠親臨現場全面深入地了解工程狀況，并對當地的水文、地質、氣候、交通等信息進行詳細收集，這些都能為我們的設計工作提供充分的依據，使得我們的工程設計更加全面和切合實際，例如西甲沖水庫就存在著季節(jié)性明顯的特點，因此，我們的工期也應隨之有所調整。另外，盡量在項目實施階段減少設計的變更，防止臨時改變計劃后造成的進程紊亂給整個工程造成不必要的費用損失和工程延誤。若必須進行變更的，要嚴格按照相關文件的要求進行。

[1]姚艷杰.水庫除險加固效益的風險評估[J].中國海洋大學，2010.