烏蘇市青年隊(duì)水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

【摘要】青年隊(duì)水庫(kù)興建于1958年，至今已運(yùn)行25年，現(xiàn)狀已不能滿足工程運(yùn)行要求，本次設(shè)計(jì)對(duì)影響工程安全運(yùn)行的病險(xiǎn)部位加固、完善和配套，確保工程安全運(yùn)行，使灌區(qū)的引水能力和引水可靠性得到保證。本文根據(jù)工程的病險(xiǎn)情況，總結(jié)了合理的除險(xiǎn)加固辦法，其結(jié)果可為同類工程設(shè)計(jì)參考。

【關(guān)鍵詞】大壩；放水閘；除險(xiǎn)加固

1、工程概況

該水庫(kù)位于烏蘇市哈圖布呼農(nóng)場(chǎng)（鎮(zhèn)）特格里克布拉格村（原名為青年隊(duì)），距烏蘇市52km，是一座平原型水庫(kù)，主要以灌溉為主。水庫(kù)下游影響范圍哈圖布呼青年隊(duì)、哈圖布呼三分場(chǎng)、四分場(chǎng)， 1500人、15000畝耕地。水庫(kù)總庫(kù)容為38×104m3，工程規(guī)模為小（2）型，工程等別為Ⅴ等，主要建筑物為5級(jí)，次要建筑物為5級(jí)，水庫(kù)樞紐主要由大壩、放水閘組成。該水庫(kù)建于1958年，已投入運(yùn)行20多年，2011年進(jìn)行了安全鑒定，結(jié)論為：壩后未設(shè)排水體，壩后坡下部表層有積鹽現(xiàn)象。放水閘破損嚴(yán)重，進(jìn)口處無(wú)欄污柵，平面鋼閘門已變形，啟閉不靈，緊急情況無(wú)法正常運(yùn)行，工程不能正常運(yùn)行，需進(jìn)行除險(xiǎn)加固方能正常運(yùn)行，鑒定結(jié)果為三類壩。

2、水庫(kù)現(xiàn)狀及存在的主要病險(xiǎn)問(wèn)題

該工程主要病險(xiǎn)問(wèn)題有：

（1）大壩壩頂超高不夠，施工質(zhì)量差，壩頂凸凹不平。

（2）大壩上下游壩坡未作防護(hù)處理，上下游壩坡均有不同程度破壞，大壩上游存在沖蝕臺(tái)坎，下游坡面土體產(chǎn)生一些雨水沖溝。

（3）壩后無(wú)排水設(shè)施，致使大壩下游排水不暢，大壩下游坡腳有積水。

（4）無(wú)壩體觀測(cè)設(shè)備、照明設(shè)施，無(wú)管理房。

（5）放水涵洞進(jìn)水口擋墻破損嚴(yán)重，進(jìn)口被破碎砼堵塞，放水平面鋼閘門已變形，啟閉不靈，且未設(shè)置檢修閘門，出口矩形渠段直接與水庫(kù)下游放水土渠相接，出水口段無(wú)消能設(shè)施。

3、工程總布置及除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)對(duì)建筑物布置位置基本未作調(diào)整，除險(xiǎn)加固工程包括大壩、放水閘兩部分。該水庫(kù)布置基本采用原樞紐布置，除險(xiǎn)加固后大壩全長(zhǎng)1201m，壩軸線呈 “∩”型，其中壩樁號(hào)0-535～0+000段為左副壩，壩長(zhǎng)535m，壩軸線呈西南-東北走向；壩樁號(hào)0+000～0+125段為主壩，壩長(zhǎng)125m，壩軸線呈西-東走向；壩樁號(hào)0+125～0+666段為右副壩，壩長(zhǎng)541m，壩軸線呈東北-西南走向。放水閘軸線與壩軸線交角90。，與壩樁號(hào)相交于0+025處。放水閘由進(jìn)口段、閘室段、泄槽段、消能段（包括陡坡段、消力池段、海漫段和扭面段），全長(zhǎng)37.4m（不含出水渠），其中泄槽段長(zhǎng)7.4m。放水閘進(jìn)口高程380.75m。

3.1大壩設(shè)計(jì)

（1）壩軸線

水庫(kù)除險(xiǎn)加固后大壩全長(zhǎng)1201m，壩樁號(hào)0+000～0+265段壩軸線位于原壩軸線上游5m，壩樁號(hào)0+375～0-100段壩軸線位于原壩軸線上游2m，即為新壩軸線。

（2）壩體輪廓設(shè)計(jì)

除險(xiǎn)加固后壩體仍為碾壓式均質(zhì)土壩，由主壩和左副壩組成，大壩全長(zhǎng)1201m，大壩壩頂寬4.0m，最大壩高7.28m。

（3）護(hù)坡厚度確定

砼面板厚度取0.15m。

（4）壩體護(hù)坡防凍設(shè)計(jì)

護(hù)坡墊層厚度取0.3m。

（5）下游排水、反濾設(shè)施設(shè)計(jì)

結(jié)合大壩現(xiàn)狀，考慮在大壩下游坡腳處設(shè)有縱向排水溝及橫向排水溝，滲流通過(guò)縱向排水溝流入橫向排水溝，構(gòu)成完整的排水系統(tǒng)。保證除險(xiǎn)加固后水庫(kù)壩體及壩基滲透均是穩(wěn)定的，不會(huì)產(chǎn)生滲透破壞。

（6）壩體填筑材料

壩體填筑土料，為第四系沖洪積臺(tái)地，巖性為低液限粘土，和水庫(kù)大壩土料性質(zhì)基本接近。

3.2放水閘

（1）放水閘的總體布置

放水閘軸線與壩軸線交角90。，與壩樁號(hào)相交于0+025處。放水閘由進(jìn)口段、閘室段、泄槽段、消能段（包括陡坡段、消力池段、海漫段和扭面段），全長(zhǎng)37.4m（不含出水渠），其中泄槽段長(zhǎng)7.4m。放水閘進(jìn)口高程380.75m。

（2）進(jìn)口段

進(jìn)口段為八字墻，樁號(hào)為0+000～0+002.5，向下游收縮，此段為開敞式明渠，斷面尺寸由2.0m（寬）×1.0m（高）向下游漸變至1.5m（寬）×2.85m（高），底板厚0.3m，邊墻型式為重力式擋土墻，底板與邊墻均采用C20F200W6砼現(xiàn)澆。

（3）閘室段

樁號(hào)0+002.5～0+007段為閘室段，長(zhǎng)4.5m，縱坡i=0，閘室為整體現(xiàn)澆C20F200W6鋼筋砼結(jié)構(gòu)，閘室底板厚1.0m，底部高程380.75m，啟閉平臺(tái)高程386.60m，閘室基礎(chǔ)按地基承載力計(jì)算，換填深度為1.0m，（從閘底板底部算起），換填材料為水泥土。閘室段伸縮縫內(nèi)設(shè)止水，止水采用651止水帶，外包一布一膜。

（4）泄槽段

閘室段末端接泄槽段，泄槽段全長(zhǎng)7.9m，樁號(hào)0+007～0+014.9底坡i=0.01，底寬1.5m，斷面型式為矩型，斷面尺寸由1.5（寬）×2.45m（高）漸變?yōu)?.5（寬）×2.52m（高），底板采用0.4m厚C20F200W6砼現(xiàn)澆，邊墻為重力式擋土墻。墻高由3.20m漸變?yōu)?.27m，頂寬0.5m，首端邊墻底寬2.18m，末端邊墻底寬2.21m，迎水面鉛直，背水面邊坡為1：0.4。泄槽段末端設(shè)置0.5m寬，1.5m深齒墻。按地基承載力計(jì)算，土體換填深度為1.7m，（從閘底板底部算起），換填材料為水泥土。

（5）消能段

消能段由陡坡段、消力池段、海漫段和扭面段組成。

4、防沖耐磨設(shè)計(jì)

本次勘察中分別采取了庫(kù)水樣和地下水樣進(jìn)行水質(zhì)簡(jiǎn)分析。該水庫(kù)壩體土、壩基土對(duì)混凝土無(wú)腐蝕作用，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋無(wú)腐蝕作用。根據(jù)分析結(jié)果，本次砼及鋼筋砼不采取防腐蝕設(shè)計(jì)。

5、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上的加固措施，可提高大壩抗風(fēng)浪能力，使大壩下游排水通暢，消除了安全隱患，穩(wěn)定了灌區(qū)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收，發(fā)揮可觀的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

作者簡(jiǎn)介：楊帆，女，1972年，漢族，本科，水土保持設(shè)計(jì)專業(yè)，中級(jí)工程師；研究方向：水土保持設(shè)計(jì)。