碾子河水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)

張桂芳

(黑龍江省農(nóng)墾總局牡丹江管理局八五〇農(nóng)場(chǎng)水務(wù)局，黑龍江 虎林 158422)

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碾子河水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)

張桂芳

(黑龍江省農(nóng)墾總局牡丹江管理局八五〇農(nóng)場(chǎng)水務(wù)局，黑龍江 虎林 158422)

碾子河水庫位于碾子河的一級(jí)支流小碾子河上游，勃利縣勃利鎮(zhèn)的西北部。水庫興建于1957年，直到1975年才開始蓄水使用。經(jīng)多年運(yùn)行，水庫土壩溢洪道、輸水洞均出現(xiàn)問題，需要除險(xiǎn)加固。文章介紹了碾子河水庫除險(xiǎn)加固的工程措施和技術(shù)要點(diǎn)。除險(xiǎn)加固后，水庫已圓滿通過黑龍江省水利廳審查，現(xiàn)已完工，運(yùn)行良好。

碾子河水庫；除險(xiǎn)加固；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；工程措施

1 工程概況

碾子河水庫位于碾子河的一級(jí)支流小碾子河上游，勃利縣勃利鎮(zhèn)的西北部，地理位置為E130°29′，N45°46′。

碾子河水庫1957年開始興建，一直到1975年才開始蓄水使用。碾子河水庫位于山丘區(qū)，總庫容超過100×104m3，水庫屬于小(1)型水庫，工程等級(jí)為Ⅳ等，主要建筑物為4級(jí)。

2 水庫存在的主要問題

1)土壩：土壩為均質(zhì)壩，土壩全長(zhǎng)350m，現(xiàn)狀最大壩高15m。土壩上游邊坡1∶3.0，下游邊坡1∶1.90～1∶2.50。現(xiàn)壩頂高程269.83～271.77m，平均高程271.24m。壩頂寬5m。土壩迎水面洞口附近有塊石護(hù)坡，部分已經(jīng)缺失，風(fēng)化嚴(yán)重。其它土壩上游均無護(hù)坡，壩后既無護(hù)坡又無排水設(shè)施。壩頂路面雨天泥濘不堪，現(xiàn)土壩在高水位時(shí)壩基滲漏較大，合垅口處有2處管涌，樁號(hào)為0+174m和0+200m。

2)溢洪道：溢洪道為開敞式，堰頂寬平均10m，堰頂實(shí)測(cè)現(xiàn)狀高程267.14m,比原設(shè)計(jì)堰頂高程268.24低1.1m。無閘門控制，控制段長(zhǎng)15m，陡坡坡比為1:3.37，陡坡段長(zhǎng)37m。出口為底流消能，消力池長(zhǎng)20m，池深1.0m。靠山體一側(cè)沒有邊墻。溢洪道出口沒有海漫段及出口渠道，為半截子工程。

3)輸水洞：碾子河水庫輸水洞在壩體中部，樁號(hào)為0+110。輸水洞由圓涵(長(zhǎng)40m，內(nèi)徑75 cm，節(jié)長(zhǎng)100 cm)段與方涵(長(zhǎng)30m，高100 cm，寬80 cm)段組成，其方涵部分有幾處3～10 mm的程度不同的橫向裂縫，但沒發(fā)現(xiàn)漏水之處，沉陷縫處也沒發(fā)現(xiàn)脫節(jié)處，基本完好，圓涵部位在距工作閘門5m(第4節(jié)開始)～7m(第6節(jié)開始)處左右兩側(cè)(以水流方向?yàn)榛鶞?zhǔn))發(fā)現(xiàn)15～30 mm的斜裂縫，其中左側(cè)上部和底部有兩處漏水孔，其出口孔徑為10 cm和8 cm，右側(cè)上部發(fā)現(xiàn)有一處漏水孔，其出口孔徑為12 cm，在第4節(jié)和第5節(jié)接縫處發(fā)現(xiàn)底板部分沉陷3～5 cm，沒發(fā)現(xiàn)脫節(jié)坍塌部位，其他部位沒發(fā)現(xiàn)沉陷及脫節(jié)、坍塌漏水現(xiàn)象。進(jìn)口取水塔高出土壩2m，取水塔排架傾斜，鋼筋裸露，交通橋已經(jīng)報(bào)廢，現(xiàn)啟閉閘門非常費(fèi)勁，需搭臨時(shí)爬梯，啟閉機(jī)為螺桿啟閉機(jī)，手動(dòng)啟閉，閘門為木制門。出口消力池邊墻倒塌、斷裂，海漫段沖毀[1-3]。

3 水庫規(guī)模及防洪標(biāo)準(zhǔn)的確定

碾子河水庫位于山丘區(qū)，總庫容超過100×104m3，大壩擋水高度低于15m，上下游水頭差>10m，洪水標(biāo)準(zhǔn)按山丘區(qū)確定。本次設(shè)計(jì)按《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252—2000，水庫屬于小(1)型水庫，工程等級(jí)為Ⅳ等，主要建筑物為4級(jí)。其防洪標(biāo)準(zhǔn)按《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201—94規(guī)定，考慮到大壩擋水高度>15m，上下游水頭差>10m，水庫總庫容<500×104m3，本次洪水標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核采用山丘區(qū)小(1)型水庫下限，按30a一遇洪水設(shè)計(jì)，按300a一遇洪水校核。

4 主要特征水位的確定

4.1 死水位

碾子河水庫1957年開始興建，一直到1975年才開始蓄水使用。水庫運(yùn)行30多年以來一直運(yùn)用死水位259.34m，死庫容10×104m3。根據(jù)本次水文分析成果，壩址多年平均懸移質(zhì)輸沙量737t/a，推移質(zhì)按懸移質(zhì)20%計(jì)，泥沙比重取1.3t/m3。水庫1975年建成，至今已運(yùn)行33a，本次除險(xiǎn)初設(shè)后按運(yùn)行期50a計(jì)，泥沙全部淤積需庫容5.65×104m3。水庫原設(shè)計(jì)死庫容10×104m3，可以滿足淤積要求，故本次復(fù)核后維持原死水位259.34m不變。

4.2 正常蓄水位

根據(jù)勃利水務(wù)局實(shí)測(cè)成果，水庫溢洪道堰頂高程267.14m，水庫原設(shè)計(jì)溢洪道堰頂高程268.24m，現(xiàn)狀比原設(shè)計(jì)低1.1m。本次除險(xiǎn)初設(shè)溢洪道不設(shè)閘門，故按現(xiàn)狀興利水位267.14m，復(fù)核水庫興利規(guī)模。

經(jīng)本次復(fù)核，碾子河水庫正常蓄位267.14m，相應(yīng)庫容136×104m3；死水位259.34m，死庫容10×104m3；水庫調(diào)節(jié)庫容126×104m3，滿足要求，本此設(shè)計(jì)正常蓄水為定位267.14m。

5 水庫除險(xiǎn)加固的主要工程措施及技術(shù)要點(diǎn)

5.1 大壩工程處理措施

為消除土壩現(xiàn)狀存在的險(xiǎn)情隱患，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，提出以下加固措施：加高壩頂高程；壩體下游坡培厚；沿壩軸線設(shè)置水泥土防滲墻增加壩體和壩基滲流穩(wěn)定；整修路面、上游護(hù)坡及墊層、下游護(hù)坡[4]。

5.2 溢洪道工程處理措施

經(jīng)興利水位復(fù)核后現(xiàn)有堰頂高程與興利水位齊平。溢洪道堰頂高程定為267.14m。進(jìn)口底板、陡坡段與消力池底板混凝土剝蝕嚴(yán)重，先進(jìn)行混凝土表面鑿毛，然后素混凝土抹面，厚10 cm[5]。

進(jìn)口處靠山體一側(cè)新建擋墻，加高靠壩體一側(cè)邊墻。清理消力池底板表層土。新建海漫及尾水渠[6-8]。

5.3 輸水洞工程處理措施

根據(jù)勃利縣水務(wù)局實(shí)測(cè)資料洞身部位靠近閘門部位有漏水，洞子靠近出口部位有橫向裂縫。考慮到洞子位于壩體中部且洞身長(zhǎng)，洞上土體埋深高達(dá)15m，壩體土質(zhì)為砂性，開挖邊坡緩，如果重建輸水洞對(duì)壩體破壞嚴(yán)重，又因?yàn)楝F(xiàn)有洞體滿足灌溉要求，所以以維修為主。拆除進(jìn)口工作閘門附近的前7節(jié)有漏水和沉陷現(xiàn)象的圓涵，用立止水劑對(duì)方涵橫向裂縫進(jìn)行封堵，拆除進(jìn)口排架，重修進(jìn)口擋墻，新建取水塔設(shè)檢修閘門和工作閘門，新建人行橋[9-10]。由于土壩加高培厚，出水口加設(shè)8.4m方涵。重修消力池和海漫。

6 結(jié) 語

碾子河水庫已經(jīng)圓滿的通過黑龍江省水利廳的審查，現(xiàn)在已經(jīng)完工，一切運(yùn)行良好。

[1]劉建文,潘展釗.水庫除險(xiǎn)加固工程大壩防滲墻應(yīng)用效果分析[J].低碳世界，2016(24)：66-68.

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[5]劉明萍.水利工程堤壩除險(xiǎn)加固技術(shù)分析[J].民營科技，2016(07)：12-15.

[6]黃春華,袁明道,李飛.談大型水庫除險(xiǎn)加固工程竣工驗(yàn)收技術(shù)鑒定[J].中國水運(yùn)：下半月，2016(08)：79-80.

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TV697.3

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1007-7596(2016)08-0091-03

2016-06-28

朱化平(1981-)，男，遼寧營口人，工程師。