淺析鍋篤水庫漿砌石硬殼壩加固設計

陳元軍

【摘要】水利工程是一項民生工程，尤其是中小型水庫的壩體工程修建和加固的施工設計思路要非常清晰，因為直接影響工程質量和建筑成本及水庫大壩的使用壽命。本文介紹了鍋篤水庫漿砌石硬殼的加固方法和硬殼壩加固穩定計算的另一種思路。

關鍵詞：水庫加固；硬殼壩；溢流壩； 鍋篤水庫

1、工程概況

鍋篤水庫位廣東省梅州市平遠縣東石鎮鍋篤村，建于1985年。水庫壩址以上集雨面積為4.37km2，屬韓江水系柚樹河支流黃地河，大壩壩頂高程為668m，最大壩高為26.2m，壩頂長為117m，壩頂寬為2.0m，壩型為漿砌石硬殼壩，是一宗以防洪、灌溉為主兼顧發電的小（一）型水庫。

漿砌石硬殼壩壩頂總長為117m，其中河床中央溢流段長度為30m，左岸非溢流壩段長為40.0m，右岸非溢流壩段長為47m。

溢流壩段彩漿砌石作為外殼，每隔6.0m設2m厚的隔墩，內殼充填干砌塊石，外殼（硬殼）做成外平內拱；大壩迎水面采用鋼筋混凝土作為防滲面板及溢流段的溢流面，堰頂高程為665.3m。非溢流壩段頂高程為668m，最大壩高為26.2m，亦為漿砌石硬殼壩，結構材料與溢流段相同，隔墩凈跨為6m，上游坡1：0.1，下游坡為1：1.05，上游坡外殼仍有30～50cm厚鋼筋混凝土防滲面板至堰頂高程665.3m。

2、大壩穩定計算方法的確定

根據《漿砌石壩設計規范》（SL25-2006），壩體穩定計算可采用以下公式計算：

根據大壩運行管理記錄，分析1985年至2015年的水文記錄資料，經分析，最大洪水發生時間為2006年6月17日，最高洪水位為666.8m，大壩安然無恙。大壩經受過多次洪水的考驗未出現任務險情，由此可見，大壩在正常蓄水位時穩定是有保障的，但不并代表已經滿足規范安全要求。大壩加固的任務就是使大壩在工程措施下由在正常水位工部下滿足達到在各種工況下均滿足規范要求。因此根據大壩初建時的設計資料，復核大壩的摩擦系數，再按公式復核大壩在各種工況抗滑穩定計算。

2015年3月13日根據專家組書面與現場核查結果認為：大壩壩體抗滑穩定不滿足要求，臨水側混凝土脫落，壩體存在傾斜跡象；壩頂壓頂的混凝土路護攔損壞嚴重；溢洪道有4條斷裂縫，橡膠止水老化；拉桿房墻體開裂，房頂漏水，為危房，拉桿銹蝕嚴重；管養房破損，成危房，無必要安全觀測設施等。鑒于大壩存在上述病險問題，同“三類”鑒定結論意見。

3、大壩加固方案

根據大壩安全鑒定，大壩壩體抗滑穩定不滿足要求，為了滿足抗滑穩定安全系數達到規范要求，對大壩硬殼里的干砌石進行灌漿，使大壩內干砌石成為一個成體，改變大壩內部結構，不但增加大壩抗滑穩定安全系數，還可使大壩防滲得到改善。對大壩進行灌漿處理，原有硬殼漿砌石隔墻為6m，底寬為21m，采充填灌漿，每框格布置二排灌漿孔，孔徑為75mm，孔距為3m，鉆機造孔后，插入孔的鋼管，在鋼管中置入漿器，用一定壓力將水泥漿壓入孔隙中，自上而下進行灌漿；對溢流段陡坡段的底板拆除重建，采用鋼管混凝土底板，板長27m，板厚為20cm，設計分布筋φ6@200，縱縫為每隔6m設一條，橫縫為每隔7m設一條，縫寬為2cm，采用瀝青砂漿止水，板與板之間設單排φ20@200拉結筋，底板與大壩連接采用錨筋，伸入大壩0.5m，采用梅花布置，孔距為0.5*0.5m，錨筋為φ14；重建大壩防滲墻面板，面板頂寬30cm，底寬50cm，長22.6m，采用C25鋼筋混凝土，面板中間設單層雙向鋼筋，鋼筋φ8@150，面板每隔8m設計一條垂直縫，縫寬2cm，采用鍍鋅鐵片止水，瀝青砂漿填縫，面板跟大壩之間采用錨筋，伸入大壩0.5m，采用梅花布置，孔距為0.5*0.5m，錨筋為φ14；對溢流段的導墻表層批擋進行鑿除重建，采用1：2水泥砂漿；對壩頂進行擴寬1m，迎水面新建防護墻，采用#24紅磚墻，背水面重建防護攔采用鍍鋅鋼管φ65mm，對非溢流段壩頂采用厚6cm的C20混凝土壓頂，溢流段擴寬1m交通橋，采用T型梁板結構。加固方案詳見圖4～5。

4、穩定計算結果及項目實施情況

通大壩灌漿使大壩干漿砌石變成漿砌石，從而大壩從硬殼壩轉變成漿砌石，加固穩定計算結果如下表：

由上表可知，加固后計算結果規范要求。本工程初步設計報告于2015年7月獲得梅州市水務局批復，2015年12月開工建設，現整個工程已基本完工。

5、結束語

漿砌石硬殼壩是上世代七八年代的產物，由于受當時條件及經濟的限制往往不同質量問題，運行至今出現一些問題。由于壩型特殊，對大壩加固一些常規方法不好解決問題。本大壩加固思路是通過大壩本質的轉變，從使大壩得以加固，便大壩以后管理及加固滿足現有的規范要求。

參考文獻：

[1] SL25-2006；砌石壩設計規范[S]；

[2]《砌石壩設計》水利電力出版社[M]。

[3]熊尚壽. 水欄關水庫漿砌石壩加固處理[J]. 江西水利科技，1990，03：55-62.

[4]史海英，王勇，耿波，呂紅梅. 盤道水庫砌石壩的設計特點[J]. 小水電，2013，No.17406：30-33.

[5]李云英. 淺談砌石壩上游混凝土防滲面板的設計[J]. 陜西水利水電技術，2000，01：32-35.