雙塔水庫病害分析及綜合防滲加固措施

殷兆君

（甘肅省疏勒河流域水資源管理局雙塔灌區(qū)管理處，甘肅酒泉736100）

雙塔水庫病害分析及綜合防滲加固措施

殷兆君

（甘肅省疏勒河流域水資源管理局雙塔灌區(qū)管理處，甘肅酒泉736100）

國內(nèi)一些水庫經(jīng)過較長時間運行，整個水庫體系都存在嚴(yán)重的質(zhì)量病害，對于水庫的防滲加固需要采用綜合的、全方位的措施，才能從根本上解決水庫滲漏的問題。文章結(jié)合雙塔水庫工程現(xiàn)狀，從工程施工角度分析了水庫病害問題，并闡述了工程全方位的綜合防滲加固措施，望對相關(guān)水庫防滲加固工程設(shè)計有所借鑒。

水庫；病害分析；防滲加固

1 工程概況

雙塔水庫位于疏勒河中下游的瓜州縣境內(nèi)，距瓜州縣城以東48km，是一座以灌溉為主，兼防洪、水產(chǎn)養(yǎng)殖、牧業(yè)養(yǎng)殖、植物綠化、減少戈壁風(fēng)沙侵害、旅游等綜合效益的大（Ⅱ）型水庫，原設(shè)計庫容2.4億m3，由于淤積等原因，對水庫庫容進(jìn)行校測后為14729萬m3，淤積庫容為9271萬。水庫主要建筑物包括主副壩、1#和2#圍堤、正常和非常溢洪道、輸水渠、泄水渠等。水庫始建于1958年，至今已經(jīng)運行了56年，分別在1971年和1978～1984年間經(jīng)歷了兩次除險加固施工，本文分析的是1985年以后出現(xiàn)水庫病害及第三次除險加固措施。

2 水庫病害分析

2.1 副壩和2#圍堤滲流量大

副壩多處出現(xiàn)集中滲流現(xiàn)象，集中滲流區(qū)域壩體破壞嚴(yán)重，并且由于壩腳缺少必要的排水裝置，滲漏水侵入壩基，弱化地基巖層，進(jìn)一步增加了壩體的不穩(wěn)定性。2#圍堤為混凝土防滲層碎石土壩，圍堤表面破損嚴(yán)重，導(dǎo)致庫水不斷侵入碎石土壩，并部分滲流挾帶有細(xì)顆粒，弱化了土壩內(nèi)部結(jié)構(gòu)，壩坡穩(wěn)定性降低。如遇特殊排水量較大時期，副壩和2#圍堤存在潰堤的問題，有必要及時對其進(jìn)行防滲加固。

2.2 泄洪渠沖刷嚴(yán)重

雙塔水庫泄洪渠沖刷嚴(yán)重，右岸岸坡被淘刷，渠道底部整體被沖毀，渠道已經(jīng)無法達(dá)到安全泄洪的目的。泄洪渠原本為漿砌石砌筑，由于年代久遠(yuǎn)風(fēng)化嚴(yán)重且缺少足夠的維護(hù)措施，造成泄洪渠滲流嚴(yán)重，而且渠道滲流以及庫水的不斷沖刷加劇了渠道的破壞，進(jìn)一步影響了泄洪渠的泄洪能力和水庫的安全。

2.3 輸水洞和溢洪道閘門工作異常

輸水洞閘門、溢洪道閘門及啟閉設(shè)施老化、銹蝕，并出現(xiàn)閘門嚴(yán)重變形、閘槽破壞和啟閉困難的問題。陳舊的設(shè)備已經(jīng)不能滿足水庫現(xiàn)階段的運行要求，閘門及其配套設(shè)施與水庫功能不匹配，并且由于設(shè)備的老化其功能也在逐漸的衰退，特殊時期的閘門運行達(dá)不到功能需求。

除了主要的水庫病害問題，其他配套的設(shè)施也需要進(jìn)行改進(jìn)，如輸水渠、公路、溢洪道、自潰壩等，對水庫的整改需要綜合地、全方位地進(jìn)行。

3 綜合防滲加固措施

3.1 副壩和2#圍堤防滲加固

副壩出現(xiàn)集中滲流的塊段位于迎水坡面，并且原有迎水面上鋪設(shè)有30cm厚的漿砌塊石，經(jīng)過專家勘察分析得出，副壩的防滲加固措施為集中處理滲流情況嚴(yán)重地段，加固處理段長度為243m，具體施工內(nèi)容有以下幾項:（1）在原有30cm厚漿砌塊石上現(xiàn)澆15cm混凝土面板進(jìn)行防滲處理，加做現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)防滲墻，厚×深為0.15×5m；（2）副壩壩頂上游側(cè)設(shè)置混凝土預(yù)制堤頂防浪墻，寬×高為30×50cm，并在壩腳加做排水棱體；（3）全部拆除0+014-0+058壩段，重做粘土心墻，回填材料選用壩體沙礫石。通過多項的工程施工解決了壩體滲漏及壩坡穩(wěn)定性較差問題［1-2］。

滲漏破壞是堤防工程中常見的質(zhì)量弊病，對于堤防的防滲加固應(yīng)在充分了解圍堤滲透破壞類型的基礎(chǔ)上，采用上堵下排的原則進(jìn)行。雙塔水庫2#圍堤加固處理段長度為774m，防滲加固措施有兩項:其一，迎水坡面現(xiàn)澆厚12cm的防滲面板進(jìn)行防滲處理；其二，圍堤基礎(chǔ)設(shè)置厚50cm防滲墻，最大深度為6m。圍堤防滲加固之后解決了圍堤滲漏嚴(yán)重、部分滲流挾帶有細(xì)顆粒，壩坡穩(wěn)定性差的問題，并且圍堤的滲流量由原來的100L/s減少到了6.8L/s。

3.2 泄洪渠襯砌施工

雙塔水庫泄洪渠全長4.26km，對其中2km渠段進(jìn)行了襯砌施工。樁號0+000-0+660采用C 20鋼筋混凝土矩形槽進(jìn)行襯砌，底板厚40cm，渠底寬35.4m；襯砌加固后的渠道斷面尺寸基本上沒有變化，渠道的泄洪能力并沒有縮減。樁號0+ 660-2+000采用M 10水泥砂漿砌塊石梯形斷面進(jìn)行襯砌，襯砌厚度為30cm左右，渠道邊坡控制在1∶1，施工后的渠底寬度為25m，并在渠道底部設(shè)置2條排水盲溝。在0+640-0+660處設(shè)跌水一座，自樁號2+000以后的長度為2.26km的河道進(jìn)行疏浚，并在泄洪渠外側(cè)修一條排水溝，溝底鋪設(shè)防滲膜進(jìn)行防滲。通過對全渠道的整體整治徹底解決了原泄洪渠中段渠底整體被沖毀、岸坡被淘刷導(dǎo)致無法安全泄洪的問題。

3.3 閘門改造

閘門改造的內(nèi)容包括正常溢洪道閘門改造和輸水洞閘門改造及自動化控制。雙塔水庫原正常溢洪道采用的是老式鋼木閘門，新型閘門采用鋼閘門，增加了閘門的質(zhì)量和強度。新的鋼閘門采用2×8電動單向門機，替換原有笨重的手推式5t簡易移動式啟閉機，并且增設(shè)了自動抓梁。除對閘門設(shè)備進(jìn)行改造之外，亦對閘槽進(jìn)行改進(jìn)，原混凝土閘槽已不能承擔(dān)新型閘門的運轉(zhuǎn)，因此需要安設(shè)配套的鋼閘槽。同時，鑿除原閘墩破壞部分，并用6mm厚的鋼板進(jìn)行包護(hù)。一系列措施的實施保證了渠道的安全泄洪問題，避免了閘門漏水嚴(yán)重、啟閉不靈活、安全性能低的問題。

輸水洞閘門除了改造設(shè)計之外還增加了自動化控制功能，原有的平板工作鋼閘門、平板檢修鋼閘門、1×30t卷揚式啟閉機和L Q 2×10t螺桿式啟閉機進(jìn)行更換，更換閘門的類型仍與原來閘門類型相同，即具有上游封水的定輪平板鋼閘門，其他配套的設(shè)施也相應(yīng)地進(jìn)行更換設(shè)計，并進(jìn)行閘門自動化控制。輸水洞閘門改造解決了輸水洞閘門及啟閉設(shè)備老化、銹蝕、嚴(yán)重變形，閘槽破壞，啟閉困難的問題。

3.4 其他措施

（1）改建輸水渠。改建輸水渠長度為500m，采用漿砌塊石護(hù)砌，邊坡控制為1∶0.5，砌體厚度30cm。對非常溢洪道、1#圍堤基礎(chǔ)進(jìn)行帷幕灌漿1400m，解決了原圍堤多處出現(xiàn)集中滲流，滲流量較大的問題。

（2）全面維修進(jìn)出庫及上壩公路，維修段長度為10km，拓展原瀝青路面寬為8m；新建水庫管理房間400m2，防汛物資庫房500m2。

（3）改建原工程非常溢洪道和自潰壩。全部拆除原非常溢洪道和保壩工程自潰壩，在工程基礎(chǔ)上鋪設(shè)防滲土工膜，并重新用壤土填筑，在迎水面采用干砌石護(hù)坡［3］。

（4）放水止?jié)B。減少入庫流量和加大水庫泄水，盡快將庫水位降至1329.5m（滲漏水位）以下，同時，加密觀測滲流次數(shù)，由原1次/3h改為1次/ 2h，確保水庫大壩安全。特殊時期停止向雙塔水庫調(diào)水，同時由水庫輸水洞泄水38m3/s。

4 結(jié)語

老舊水庫存在質(zhì)量弊病是國內(nèi)水利工程普遍存在的現(xiàn)象，受當(dāng)時經(jīng)濟或技術(shù)的限制，建設(shè)水庫時考慮的后期因素較少，致使水庫在后期運行中不斷出現(xiàn)壩體滲漏、不穩(wěn)定等安全隱患。雙塔水庫運行時間較長，由于后期管理不善和工程建設(shè)時的技術(shù)因素限制，水庫在長期運行中積累了很多病害問題，對水庫的安全運營和正常功能實現(xiàn)造成了不利影響，因此需要在加強管理的基礎(chǔ)上，對水庫進(jìn)行綜合的防滲加固措施，保證水庫的安全運行。

［1］鈕新強.水庫病害特點及除險加固技術(shù)［J］.巖土工程學(xué)報，2010（01）:153-157.

［2］黨雪梅.土石壩除險加固設(shè)計［J］.水利技術(shù)監(jiān)督，2010（05）: 50-53.

［3］胡良明，李玉濤，胡云鶴，陳鋒.塢羅水庫土石壩綜合防滲效果分析［J］.人民黃河，2011（06）:110-111.

TV62

A

1672-2469（2015）10-0117-02

10.3969/j.issn.1672-2469.2015.10.38

殷兆君（1986年—），男，助理工程師。