淺談青龍縣蛇盤兔水庫除險加固工程建設

譚劍東

摘 要：結合蛇盤兔水庫地質勘查報告，制定了適宜該工程的除險加固設計方案。對水庫壩頂整修、上下游壩坡整治、溢洪道整修防護、放水洞進口整修；壩頂鋪泥結碎石路面；上游進行貼坡加固并砌筑干砌石護坡；下游進行貼坡加固并鋪設護坡和增加貼坡排水；溢洪道控制段做鋼筋混凝土護底和漿砌石護坡；放水洞進口安裝混凝土蓋扳。實踐證明，該工程除險加固效果良好，消除了水庫安全隱患，有效發揮了其防洪、灌溉等綜合效益。

關鍵詞：水庫大壩 除險 加固 綜合效益

中圖分類號：TV62 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（b）-0062-01

1 工程概況

蛇盤兔水庫坐落在秦皇島市青龍縣蛇盤兔村東，屬于青龍河流域，控制流域面積4.64 km2，原總庫容38萬m3，興利庫容23.2萬m3，死庫容7.6萬m3。水庫設計防洪標準為20年，校核標準為200年一遇。水庫樞紐工程由大壩、溢洪道、放水洞組成。蛇盤兔水庫于1970年5月動工興建，1971年6月竣工，是一座以防洪、灌溉為主的?。?）型水庫。

水庫樞紐工程主要由壩頂整修、上下游壩坡整治、溢洪道整修防護、放水洞進口整修；壩頂鋪泥結碎石路面；上游進行貼坡加固并砌筑干砌石護坡，貼坡加固后的坡比為1∶2.25；下游進行貼坡加固并鋪設護坡和增加貼坡排水，貼坡加固后的坡比為1∶2；溢洪道控制段做鋼筋混凝土護底和漿砌石護坡；放水洞進口安裝混凝土蓋扳。

2 工程除險加固前存在問題

蛇盤兔水庫建成運用30年來，在防洪、灌溉及養殖等方面發揮了較為明顯的效益。但由于水庫屬“三邊”工程，存在著很多影響大壩安全的問題。

（1）壩體抗滑穩定安全系數在各種工況下上、下游壩坡均不滿足規范要求，影響大壩安全。（2）閘門及啟閉設備銹蝕嚴重，不能正常運行。（3）安全監測及管理設備簡陋不完善，不能正常運行。

3 工程地質條件

通過鉆孔資料，該大壩工程地質結構為壩體土和壩基為斑狀花崗巖的土、巖雙層結構。其中壩體土分為位于心墻的粉質粘土和位于心墻兩側的壩殼料，其成分為山皮土。

（1）壩體土，并分為心墻和壩殼兩個區。

①第①區心墻粉質粘土，層厚10.1～10.3 m，底面高程217.45～217.52 m，頂面高程312.65～313.14 m。該層在壩體縱方向上連續分布。

②第②區壩殼料山皮土，分布于心墻兩側，起壓重作用。在干砌石護坡和山皮土間有1層反濾層，層厚約30 cm，層厚不均勻。

（2）壩基巖體為斑狀花崗巖，該巖層頂板在河道內起伏較平緩，高程217.45～217.52 m，勘探范圍內未揭穿。該巖層在河道內和兩岸山體連續分布。

4 工程設計標準

根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2000）劃分，屬?。?）型水庫，工程等別為Ⅳ等，主要建筑物按4級設計。根據《防洪標準》（GB50201-94），確定水庫的設計標準為50年一遇洪水，校核標準為300年一遇洪水。抄道溝水庫庫區地震動峰值加速度為0.05 g，相當于地震基本烈度Ⅵ度區，根據《水工建筑物抗震設計規范》（SL5073-2000），建筑物的地震設計烈度為6°。

5 工程的除險加固設計

通過對攔河壩現狀復核，壩頂高程、大壩穩定滲流以及上下游壩坡穩定等復核計算均不能滿足規范要求，大壩表面結構破損嚴重，為保證大壩的安全運行，需對壩體進行整修加固。

5.1 壩頂加固

由于原壩頂路面較窄，僅2.4 m，不利于車輛通行，影響汛期抗洪搶險工作，本次加固將重修壩頂路面，大壩下游貼坡加固的同時，加寬壩頂路面，加寬后壩頂寬3.0 m，壩頂高程為228.10 m，上游設防浪墻，防浪墻頂高程為228.90 m，壩頂采用泥結碎石路面，厚20 cm。下游側設置漿砌石路緣石，壩頂路面采用單側排水，路面坡度2%，路面雨水經坡面排至下游。

5.2 上游壩坡整治

原上游壩坡坡比為1∶1.5，經計算各種工況下抗滑穩定系數均不符合規范要求，因此需對上游進行貼坡加固。首先拆除原上游壩坡干砌石護坡和反濾料，對上游壩坡進行貼坡加固，貼坡后坡比為1∶2.25，砌筑30 cm厚干砌石護坡。新砌護坡石料要求采用質地堅硬、無裂紋的新鮮巖石，飽和抗壓強度大于40 MPa，容重大于24 kN/m3，塊石厚度不小于200 mm；施工時要求砌筑緊密，護坡表面砌筑平整。為節省投資，從拆除的干砌石中選擇符合砌筑要求的石料進行二次利用，鑒于壩坡石料情況，暫考慮30%利用率。

5.3 下游壩坡加固及排水系統

原下游壩坡坡比為1∶1，經計算各種工況下抗滑穩定系數均不符合規范要求，因此需對下游進行貼坡加固。首先拆除原下游壩坡干砌石護坡，開挖下游地面至壩底高程，對下游壩坡進行貼坡加固，貼坡后坡比為1∶2，在高程221.60 m以上采用植草護坡，高程221.60 m以下砌筑30 cm厚干砌石護坡，由于原下游地面高程為219.80 m，因此對下游開挖部分用干砌石砌筑至原地面高程，作為排水體。新砌護坡石料要求采用質地堅硬、無裂紋的新鮮巖石，飽和抗壓強度大于40 MPa，容重大于24 kN/m3，塊石厚度不小于200 mm；施工時要求砌筑緊密，護坡表面砌筑平整。為節省投資，從拆除的干砌石中選擇符合砌筑要求的石料進行二次利用，鑒于壩坡石料情況，暫考慮30%利用率。

5.4 大壩右壩頭空地處理

由于大壩右壩頭空地高程低于校核洪水位228.08 m，因此按照壩頂設置對大壩右壩頭空地處進行清基并填筑，設置防浪墻，延長約70 m。

6 結論

通過分析該工程的安全隱患所在，依據規范對大壩壩坡穩定、滲透穩定性進行了分析，上下游壩坡整治、壩頂整修、溢洪道整修防護、放水洞進口維修施工中嚴格按施工填筑參數控制壓實質量、鋪筑厚度、材質級配等各項指標。工程加固后至今運行良好，故實踐證明其所采取的除險加固措施達到了設計要求，取得了較好效果，值得推廣。

參考文獻

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