李杖子水庫存在問題分析及除險(xiǎn)加固方案選擇

管萬凱

遼寧省水利廳機(jī)關(guān)服務(wù)中心，遼寧沈陽110003

李杖子水庫存在問題分析及除險(xiǎn)加固方案選擇

管萬凱

遼寧省水利廳機(jī)關(guān)服務(wù)中心，遼寧沈陽110003

首先說明了大壩、溢洪道和輸水洞等工程的現(xiàn)狀和存在的問題，然后，從洪水標(biāo)準(zhǔn)和壩體邊坡穩(wěn)定兩個(gè)方面進(jìn)行了復(fù)核 ，進(jìn)而對(duì)工程主體建筑物和金屬結(jié)構(gòu)提出了除險(xiǎn)加固方案。

水庫；除險(xiǎn)加固

reservoir; reinforcement

李杖子水庫位于喀左公營子鎮(zhèn)魏家莊村境內(nèi)，李杖子河下游，樞紐處的地理坐標(biāo)為:東經(jīng)119°47′,北緯40°54′,屬大凌河水系一級(jí)支流,是一座以防洪灌溉為主,兼顧養(yǎng)魚,旅游為一體的小(一)型水庫。

1 工程現(xiàn)狀

1.1 大壩工程現(xiàn)狀

（1）外觀：李杖子水庫大壩為黏土斜墻砂殼壩，1957年開工建設(shè)，1958年下馬。1974年復(fù)建，1979年竣工并投入使用，1985年加固灌漿處理，將標(biāo)準(zhǔn)提高到50年一遇設(shè)計(jì)，500年一遇校核，壩頂高程398.7m，壩頂長217m,壩頂寬度5.5m,含防浪墻寬0.8m。大壩上游設(shè)一級(jí)戧臺(tái)，分二級(jí)壩坡，下游為一級(jí)壩坡。2007年7月由喀左縣水利局對(duì)大壩進(jìn)行了橫斷實(shí)測。

李杖子水庫1974年設(shè)計(jì)壩坡上游為1:4.0，1:2.5，下游壩坡為1:2.0，實(shí)測壩坡上游自上而下為1:2.44(水上部分),水下部分不能施測，下游壩坡1:1.94,實(shí)測壩頂凈寬3.7m。

（2）坡面：大壩上游坡面為干砌塊石護(hù)砌，設(shè)計(jì)厚度0.4m，實(shí)際厚度0.3m.下游坡面為碎石護(hù)砌，護(hù)砌厚度0.2m,護(hù)坡石塊徑小而破碎。

（3）沉陷：由大壩實(shí)測橫斷面可以看出，大壩坡面已出現(xiàn)了程度不同的變形，特別是上游0+000～0+070段坡面，沉陷面積1200m2，深度0.65m。

1.2 溢洪道工程現(xiàn)狀

李杖子水庫溢洪道位于大壩右端，為開敞式溢洪道，全長119m，其中：進(jìn)水渠長度60m，堰長4.5m,陡槽段長50m,挑流段4.5m,溢洪道堰體為b型駝峰堰，堰寬23m，堰頂高程為393.7m,陡槽段i=0.25。溢洪道消能形式為挑流消能。兩側(cè)邊墻為漿砌石結(jié)構(gòu)，墻面由預(yù)制混凝土掛板防護(hù)。堰前進(jìn)水渠無襯砌防護(hù)。溢洪道兩岸交通為人行橋。

1.3 輸水洞工程現(xiàn)狀

李杖子水庫輸水洞為1.2m×1.2m矩形鋼筋混凝土涵洞，洞長46m，進(jìn)口高程383.0m，出口高程382.82m，輸水洞進(jìn)口設(shè)有啟閉塔、塔與山坡間以交通橋聯(lián)接，塔高15.7m，輸水洞最大泄量14.5m3/s。

李杖子水庫下游為農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)，雖無渠系配套工程，但通過河道輸水自流灌溉面積也可達(dá)3000畝以上，但由于近年來干旱少雨，水庫水位一直在正常水位以下，受水庫阻隔，下游人畜飲水井普遍干涸，為保證人畜生活用水，水庫需每日通過輸水洞下泄流量0.2m3/s，由于人為因素和對(duì)啟閉設(shè)備年久失修，目前，啟閉設(shè)備報(bào)廢失靈，豎井內(nèi)塊石堆積已達(dá)1.5深。

2 工程存在的問題

2.1 大壩工程存在問題

通過地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)，防浪墻偏移黏土斜墻頂1.4m(向下游方向)，壩頂寬度為4.5m,大于設(shè)計(jì)寬度1.0m。由于沉陷及凍脹所造成的壩坡凹凸不平，最大深度達(dá)0.65m。以上游坡左岸0點(diǎn)起至70m處最為嚴(yán)重。經(jīng)實(shí)測，大壩上下游坡面均小于設(shè)計(jì)斷面。護(hù)坡石塊徑、厚度不能滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)置換，根據(jù)地質(zhì)探測發(fā)現(xiàn)，護(hù)坡石有堆砌現(xiàn)象。無壩上回車場。無水位及雨量觀測站。

2.2 溢洪道工程存在的問題

(1) 堰前進(jìn)水渠無底板，須襯砌防護(hù)。

(2)溢洪道現(xiàn)有人行橋位置不當(dāng)，加長了上壩公路的距離，汛期搶險(xiǎn)物資運(yùn)輸跨越尾水河道。

(3)據(jù)現(xiàn)場實(shí)測資料，溢洪道右岸堰前導(dǎo)流墻墻頂高程為 395.10m,比駝峰堰頂高出1.4m,比校核洪水位低了3.30m,李杖子公路平行溢洪道右邊墻而過，路面高程394.7m，比駝峰堰頂高1.0m，在校核洪水情況下，李杖子公路將會(huì)成為泄水通道而斷絕交通，還將危及下游居民生命財(cái)產(chǎn)安全。

(4) 溢洪道邊墻護(hù)面為預(yù)制混凝土掛板，由于掛點(diǎn)少和填充不實(shí)，加之自身質(zhì)量問題，松動(dòng)和破損較為嚴(yán)重。

(5) 現(xiàn)有溢洪道陡槽長50m,挑流坎距尾水渠首端65m，根據(jù)省水利廳設(shè)計(jì)審查專家組意見，挑坎下游應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)防護(hù)。

2.3 輸水洞工程存在的問題

輸水洞上部啟閉室門窗破損嚴(yán)重，頂部漏雨。輸水洞出口消力設(shè)施已被洪水沖毀。由于輸水洞為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而且斷面較小，又深埋于壩體之中，經(jīng)檢測，未發(fā)現(xiàn)破損現(xiàn)象，不會(huì)危及大壩安全。

2.4 其他問題

無必要的通訊、交通設(shè)備。水庫管理所辦公樓房頂部已垮塌數(shù)年。對(duì)庫區(qū)內(nèi)的植被進(jìn)行保護(hù)，對(duì)周邊進(jìn)行植樹造林等。

3 水庫病險(xiǎn)情況復(fù)核

3.1 防洪標(biāo)準(zhǔn)

按30年一遇設(shè)計(jì)，300年一遇校核，實(shí)際壩頂高程為398.7m，防浪墻高為1.2 m，墻頂高程為399.9m；復(fù)核壩頂高程為398.6m，低于實(shí)際壩頂高程0.1m。滿足規(guī)范要求。

由于防浪墻已無實(shí)際意義，但內(nèi)、外部質(zhì)量較好，故不作拆除。

3.2 溢洪道及輸水洞病險(xiǎn)情況復(fù)核

溢洪道工程溢流堰堰體剝蝕嚴(yán)重，邊墻，挑坎，底板損壞嚴(yán)重。輸水洞閘閥漏水嚴(yán)重，輸水洞豎井上啟閉機(jī)室破損嚴(yán)重。

4 水庫除險(xiǎn)加固方案選擇

4.1 壩體加固方案

本次設(shè)計(jì)攔河壩工程將原防浪墻全部拆除，在靠近大壩上游壩肩處重新修建鋼筋混凝土防浪墻，壩頂寬4.0m。將大壩壩體加高0.24m。大壩前壩坡塊石護(hù)坡更新，后壩坡采用草皮護(hù)坡。

大壩右壩肩部位有滲漏現(xiàn)象，本次設(shè)計(jì)在壩頂心墻中心位置自大壩右壩肩起至大壩樁號(hào)0+180.00處，總長50m，做混凝土防滲連續(xù)墻，混凝土防滲連續(xù)墻應(yīng)延伸至強(qiáng)風(fēng)化巖層1m。

4.2 輸水洞加固方案

（1）對(duì)啟閉塔外部進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理

對(duì)啟閉塔外部出現(xiàn)的砼剝落區(qū)，破損創(chuàng)面，采用人工進(jìn)行鑿毛處理，出現(xiàn)新茬后，用鋼刷清洗，個(gè)別或局部創(chuàng)面較深處，采用常規(guī)C20砼，填至離表面2m～8m深度后，再用環(huán)氧砂漿抹面。

（2）對(duì)操作室外部進(jìn)行瓷磚貼面處理，安裝門窗、并對(duì)操作室頂部進(jìn)行防漏處理。

（3）對(duì)啟閉塔工作橋進(jìn)行拆除后重新澆筑。

（4）金屬設(shè)備更換

進(jìn)口攔污柵按原規(guī)格尺寸不變，重新制作安裝。工作閘門更新，規(guī)格、尺寸與原閘門相同。檢修閘門自竣工后始終未進(jìn)行安裝，此次配齊。更新工作閘門啟閉機(jī)、配齊檢修門啟閉設(shè)施。

（5）修復(fù)輸水洞出口消能設(shè)施。

4.3 溢洪道加固方案

李杖子水庫溢洪道位于大壩右端，為河岸開敞式溢洪道，全長119m，其中：進(jìn)水渠長度60m，堰長4.5m，陡槽段長50m，挑流段4.5m，溢洪道堰體為b型駝峰堰，堰寬23m，堰頂高程為393.7m，陡槽段i=0.25。此次除險(xiǎn)加固初設(shè)：

(1) 增加下游護(hù)坦20m，拆除原挑坎，并重新澆筑挑坎（原挑坎形狀不附設(shè)計(jì)）。

(2) 對(duì)邊墻掛板進(jìn)行拆除，拆除后，墻面加設(shè)Φ14膨脹螺絲做為錨筋、其上焊接鋼筋網(wǎng)，澆筑C20混凝土10cm厚護(hù)面。

(3) 拆除原有溢洪道上人行橋，新建6m寬、23m跨度交通橋一座，將上壩路改至右岸，既縮短運(yùn)距，又方便汛期交通。

(4) 增加進(jìn)水渠底板襯砌30m。

Problems analysis and Reinforcement scheme selection in Lizhangzi Reservoir

Guan Wankai
Liaoning Provincial Water Conservancy Department Authorities Service Center，Shenyang 110003, Liaoning, China

This paper firstly explainetd he presents ituation and the existing problemosf embankmesnpti, llway and water conveyancte unnel, etc. Then, the designr eviewedfl ood standardas nd dam slop e stability, and Reinforcemesnct hemea bout mai n works buildings and metal structure was proposed.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.12.048