廣西德保縣巴龍水庫除險加固工程大壩整體設計

葉慧

【摘 要】針對巴龍水庫大壩的“金包銀”形式，以及壩體內部結構松散，非溢流壩段凹凸不平，大部分漿砌石膠結差或無膠結，塊石間孔隙多且大，砂漿強度較低，風化、溶蝕脫落；溢流壩段溢流面漿砌石砌體凹凸不平，表面砂漿老化、剝落嚴重等問題，并結合水庫的實際情況，對溢流壩和非溢流壩段進行加固處理，采取了加寬壩頂、重建壩頂防浪墻、壩面新澆鋼筋混凝土面板、壩體采取灌漿、設排水孔等措施。工程實施后，即滿足泄洪要求，又解決了壩體滲漏問題，確保水庫安全運行。

【關鍵詞】巴龍水庫；除險加固；非溢流壩段；溢流壩段；設計

【中圖分類號】TV698.23 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）01-0112-05

1 工程概況

巴龍水庫位于廣西德保縣燕峒鄉巴龍村巴現屯，地處右江支流興旺河上游，是一座以灌溉為主的小（1）型水利工程，擔負著下游巴現、巴求、興旺等村屯農業灌溉用水的重任。工程設計灌溉面積約253.33 hm2（3 800畝），有效灌溉面積約106.67 hm2（1 600畝）。該水庫于1969年9月興建，1977年12月竣工。壩址以上集雨面積為63 km2，設計防洪標準為30年一遇設計，200年一遇校核，相應水位為668.54 m（1985年國家高程系統，以下相同）和669.39 m。正常水位為665.76 m，總庫容為217.3萬m3。

樞紐工程由漿砌石非溢流重力壩段、溢流壩段、放水設施等組成。由于缺乏原設計資料，經向當地管理人員了解并結合地質勘探工作，推測重力壩體為漿砌石框格內包干砌石結構。

壩頂總長為87.00 m，其中漿砌石擋水重力壩段布置在左、右岸，最大壩高為28.00 m，壩頂高程為669.80 m，壩頂寬1.50 m，頂長63.00 m；漿砌石溢流壩段布置在中部，溢流前沿長24.00 m，為實用堰，堰頂高程為665.76 m，最大下泄流量為340 m3/s。

巴龍水庫于1969年9月興建，1977年12月竣工并開始蓄水，于2002年年底進行了一次維修，主要原因是由于大壩的左岸發生滲漏，滲漏量達0.5 m3/s。當時投入45萬元用于大壩左岸的灌漿和大壩上游防滲面板的澆筑，面板為C15混凝土，厚200 mm，溫度筋為φ6.5 mm@200 mm。經過處理后，左岸減少了滲流量，但整個大壩的滲漏問題仍較嚴重。

2 方案設計

大壩現狀是大壩壩頂寬度不能滿足運行、檢修、防汛搶險等要求，壩體滲漏，非溢流壩面和溢流壩面表面凹凸不平，大部分漿砌石膠結差或無膠結，塊石間孔隙多且大，砂漿強度較低，風化、溶蝕脫落。針對這些問題，本次設計將采取加寬壩頂、重建壩頂防浪墻、壩面新澆鋼筋混凝土面板、壩體采取固結灌漿、設排水孔、壩基采取帷幕灌漿等措施，以達到除險加固的目的。加固后，巴龍水庫的總平面布置圖如圖1所示。

2.1 壩頂加固設計

原上部壩體較單薄，壩頂寬度只有1.50 m，不滿足運行、檢修、防汛搶險等要求；根據計算，原壩頂高程能滿足現行防洪標準的要求。本次加固設計擬將非溢流壩段上部壩體往上游加寬0.9 m，往下游壩面加寬0.2 m混凝土面板，加寬后的壩頂寬度為2.60 m。由于壩頂要加寬，原防浪墻建在現有壩頂的中間，因此需拆除原防浪墻重建。壩頂加寬后新建上游防浪墻厚0.30 m，高1.10 m，下游新建混凝土欄桿，厚0.20 m，高1.10 m，欄桿邊緣距壩頂下游側0.10 m。加寬部分新混凝土與原壩面間經鑿毛處理，并設連接砂漿錨桿錨固，錨桿直徑為■16 mm，長度為1.2 m（上游665.76 m高程以上錨桿長度為1.6 m，下游非溢流壩面為1.0 m，溢流壩面為1.2 m），間距為1.5 m×1.5 m，呈梅花形布置（如圖2所示）。

2.2 溢流壩加固設計

原溢流壩段寬24.00 m，分布在壩體中間，溢流堰形為梯形實用堰，堰頂高程為665.76 m，溢流壩上游邊坡為1∶0.4，下游邊坡為1∶0.872，大壩采用挑流消能方式。加固后，擬在上游壩面從下到上增設500～300 mm厚的鋼筋混凝土防滲面板，下游溢流壩段增設300 mm厚的鋼筋混凝土面板，與壩體間用■16 mm砂漿錨桿連接，錨桿長度為1.2 m，錨桿端部與面層溫度鋼筋相連，露出原壩坡面0.2～0.4 m，間距為1.5 m×1.5 m，呈梅花形布置。混凝土面板設分縫，縫間設止水銅片止水，瀝青木板填縫。防滲面板施工前必須先對原壩面進行清理鑿毛，面板底部與壩基帷幕灌漿平臺連接，壩基帷幕灌漿平臺底部接壩基灌漿帷幕，以增強防滲效果。

拆除堰頂及控制段左右兩側邊墻300 mm，拆除堰頂控制段部分厚約300 mm，將原來折線形實用堰改為曲線形實用堰以增大過流能力，清理干凈下游壩面表層雜草，在堰頂、控制段左右兩側邊墻與下游溢流壩面增設300 mm（非溢流壩面為200 mm）厚的C25（非溢流壩面為C20）鋼筋混凝土護面，面板表層設防裂鋼筋，與上游防滲面板形成封閉的整體。為確保新澆混凝土與原壩體結合緊密，沿澆注面布設■16 mm錨桿，間距為1.5 m×1.5 m，長1.2 m，呈梅花形布置。

新建溢流壩頂交通橋橋面寬2.60 m，橋下設1個橋墩，將堰頂分為2孔，單孔寬度為12.00 m，橋墩厚度為1.00 m。為了保證溢流堰達到原有的過流能力，在右岸壩段與溢流壩交界處拆除1 m寬的壩體以彌補被閘墩占去的堰面寬度，使過流斷面保持原來的24.00 m不變。

由于堰面的加寬，相應的溢流壩右側邊墻也拆除重建，考慮到左側的邊墻漿砌石砂漿已風化、溶蝕脫落，高度也不滿足規范要求，因此左右兩側邊墻均拆除后新建。新建邊墻采用C25混凝土澆筑，表層設防裂鋼筋，高度由上到下為1.35～2.60 m不等。

為了減少壩體的滲透壓力，在大壩下游壩坡646.00 m、650.00 m高程各設一排往壩上游鉆進的排水孔，孔距為3 m×3 m，以及時排除壩內及壩基滲水，減少滲透壓力。

由于堰形的改變，需對溢流堰過流能力重新進行復核。經計算，加固后，溢流堰段在設計洪水位668.54 m下的下泄流量為228 m3/s，滿足調洪后的下泄流量為228 m3/s的要求；在校核洪水位669.39 m下的下泄流量為340 m3/s，滿足調洪后的下泄流量為340 m3/s的要求，因此溢洪道過流能力滿足要求（如圖3所示）。

2.3 大壩防滲加固處理

根據安全鑒定提出的大壩壩體和壩基存在滲漏等問題，本次加固設計擬對大壩采取增設迎水面防滲砼面板、壩基及壩肩帷幕灌漿和壩體固結灌漿等措施。

在上游壩腳處設2.00 m×1.50 m（寬×高）混凝土平臺，作為灌漿施工平臺。帷幕灌漿設1排，灌漿軸線距離灌漿平臺上游側1.50 m。帷幕灌漿孔距為2.00 m，平均灌漿深度為10 m。帷幕灌漿線長度與壩軸線等長，右岸灌漿軸線樁號為0-000.00 m～0+025.00 m，共25 m；中間溢流壩段灌漿軸線樁號為0+025.00 m～0+049.00 m，共24 m；左岸灌漿軸線樁號為0+049.00 m～0+087.00 m，共38 m；帷幕灌漿總長為87 m。

在迎水面增設防滲面板，防滲面板從下往上厚300～500 mm，與壩體間用■16 mm砂漿錨桿連接，錨桿長度為1.2 m（其中上游665.76 m高程以上錨桿長度為1.6 m），露出原壩坡面0.2～0.4 m，間距 為1.5 m×1.5 m，呈梅花形布置；壩基帷幕灌漿與防滲面板形成封閉的膠結面以達到防滲目的（如圖4所示）。

2.4 漿砌石壩體固結灌漿設計

大壩增設三排固結灌漿孔，孔距均為3 m，非溢流壩段第一灌漿孔設在666.10 m高程平臺處，灌漿軸線與原壩體666.10 m平臺間的距離為600 mm，第一排固結灌漿軸線與壩體垂直面夾角分別為3°，傾向上游側。溢流壩段第一排灌漿軸線距離堰頂下游側800 mm，與壩體垂直面夾角分別為1°；大壩非溢流壩段及溢流壩段第二排灌漿孔均設在663.92 m高程處，灌漿軸線與第一排灌漿軸線間距為2 m，非溢流壩段第二排固結灌漿軸線與壩體垂直面夾角為6°，溢流壩段第二排固結灌漿軸線與壩體垂直面夾角分別為10°，傾向下游側；大壩非溢流壩段及溢流壩段第三排固結灌漿孔均設在661.63 m高程處，非溢流壩段第三排固結灌漿軸線與壩體垂直面夾角為17°，溢流壩段第三排固結灌漿軸線與壩體垂直面夾角為21°。先進行壩體固結灌漿，再進行堰頂的拆除及下游鋼筋混凝土面板的施工（如圖4所示）。

2.5 上游壩面加固處理

大壩經過多年運行使用，2002年修復的防滲面板因當時資金有限，搗制厚度不足，防滲能力較差。為了增強大壩面板的防滲作用，本次加固設計擬在大壩上游壩面新增一層厚0.3～0.5 m的C25鋼筋混凝土防滲面板，面板表層設溫度鋼筋。從右到左分別在樁號0+012.00～0+025.23 m、0+036.50 m、0+048.47 m、0+062.00 m、0+075.00 m處設永久橫縫，縫間設止水銅片止水，瀝青木板填縫。為確保面板與原壩體能緊密結合，沿漿砌石壩面布設■16 mm錨桿，間距為1.5 m×1.5 m，長1.2 m（其中上游665.76 m高程以上錨桿長度為1.6 m），錨桿端部與面板溫度鋼筋相連。防滲面板施工前必須先對原壩面進行清理鑿毛，防滲面板底部接壩基灌漿帷幕，以增強防滲效果（如圖3、4所示）。

2.6 下游壩面

下游壩坡坡面凹凸不平，漿砌石風化嚴重，局部砂漿脫落，溶蝕嚴重，塊石外露架空，坡面雜草、小灌木叢生，植物根系破壞了壩體結構。本次加固設計擬對下游壩面進行全面清除雜草并鑿掉表層風化、凹凸不平的壩面漿砌石，新增一層厚0.2 m的C20鋼筋混凝土面板，面板表層設溫度鋼筋。為確保面板與原壩體能緊密結合，沿漿砌石壩面布設■16 mm錨桿，間距為1.5 m×1.5 m，長1.0 m，錨桿端部與面板溫度鋼筋相連。混凝土面板施工前必須先對原壩面進行清理鑿毛。整平后下游壩坡為1∶0.872（如圖3、4所示）。

3 結語

根據水庫的實際情況，對壩頂、非溢流壩段和溢流壩段進行合理布置，既滿足了泄洪要求，又保證了大壩的安全運行，全面改善了原壩體“金包銀”形式的缺陷，使大壩壩基、壩肩及壩體滲漏問題得到根本的解決。工程實施加固后，消除了水庫的安全隱患，確保水庫下游群眾生命財產安全和正常的生產生活，通過優化設計使得水工建筑物與周圍自然景觀融為一體，促進了建筑物與環境的協調統一，在實現除險加固的同時，大大改善了水庫的整體面貌。

參 考 文 獻

[1]廣西南寧水利電力設計院.廣西德保縣巴龍水庫大壩安全鑒定報告書[R].2010.

[2]廣西南寧銳建豐勘察設計有限公司.德保縣巴龍水庫除險加固工程地質勘察報告[R].2011.

[3]廣西桂禹工程咨詢有限公司.廣西德保縣巴龍水庫除險加固工程初步設計報告[R].2011.

[責任編輯：陳澤琦]