波斯干水庫工程震損評價(jià)及加固措施

于新艷

（中工武大設(shè)計(jì)研究有限公司新疆分公司，烏魯木齊 830000）

YU Xin-yan

（Xinjiang Branch of CAMCE WHU Design&Research Co.，Ltd.，Urumqi 830000，China）

波斯干水庫工程震損評價(jià)及加固措施

于新艷

（中工武大設(shè)計(jì)研究有限公司新疆分公司，烏魯木齊 830000）

波斯干水庫工程主要包括大壩、溢洪道、放水涵洞、放水渠等，地震對各建筑產(chǎn)生不同程度破壞，為此，對各建筑物進(jìn)行了震損評價(jià)，提出相應(yīng)的震損加固措施，并正在實(shí)施中。

水庫震損；評價(jià)；加固；措施

1 工程概況

波斯干水庫位于新疆和田地區(qū)皮山縣境內(nèi)，地處昆侖山北麓，塔里木盆地西南緣，坐落在西昆侖山前低丘陵區(qū)，地理坐標(biāo)：東經(jīng)78°35.5′，北緯44°18′。庫區(qū)地勢南高北低，是波斯干河出山口上游7 km處的一座山區(qū)攔河水庫。水庫東距和田市203 km，西距皮山縣城83 km，向北距315國道43 km。

波斯干水庫具有灌溉和防洪等綜合效益，防洪保護(hù)人口1 500人，灌溉面積4 535畝，水庫始建于70年代，水庫設(shè)計(jì)總庫容300萬m3，正常蓄水位1 881.42 m，對應(yīng)庫容150萬m3。水庫淹沒面積0.54 km2。現(xiàn)已淤積128.83萬m3，是桑株鄉(xiāng)10隊(duì)、20隊(duì)4 535畝耕地的唯一水源。

波斯干水庫工程主要包括大壩、溢洪道、放水涵洞、放水渠等。

大壩為復(fù)合土工膜斜墻壩，壩線總長409 m，上游壩坡為1∶2.5～1∶1），下游平均壩坡1∶3.0，壩頂寬度20～120 m，最大壩高18.3 m。

放水涵洞位于0-017處，形式為壩下埋涵，閘井為豎井式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，放水流量10.0 m3/s，閘孔尺寸2.0 m×2.5 m（寬×高），進(jìn)口底高程1 869.92 m。

放水渠為土渠結(jié)構(gòu)，穿行于波斯干河谷農(nóng)田之中，最大放水流量為10 m3/s。

溢洪道位于大壩樁號0-035.55處，設(shè)計(jì)流量33.0 m3/s（校核洪水位）。溢洪道段軸線與設(shè)計(jì)壩軸線的夾角為15°，寬頂堰，設(shè)兩孔閘門，閘孔尺寸：3.0 m×2.5 m，底高程為1 884.28 m，閘墩頂高程1 888.30 m，上設(shè)5.0 m寬交通橋。閘底板厚0.5 m，中墩厚1.0 m，邊墩厚1.0 m，均為C25鋼筋混凝土。

2 水庫工程震損評價(jià)

2.1 水庫震損勘查情況

2015年7月3日09時(shí)07分，在和田地區(qū)皮山縣（北緯37.6°，東經(jīng)78.2°）發(fā)生6.5級地震，震源深度10 km，震中距皮山縣城7.6 km，海拔高程1 398 m，這次地震震級大、震源淺，是近13年來新疆最嚴(yán)重的一次地震。經(jīng)初步勘查波斯干水庫的主要震害為：①溢洪道右側(cè)開挖高邊坡危巖體已經(jīng)明顯產(chǎn)生滑動(dòng)；②放水洞進(jìn)口兩側(cè)壩體產(chǎn)生縱向裂縫，錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象明顯，裂縫延伸長；③放水涵洞內(nèi)多處產(chǎn)生環(huán)向裂縫和兩側(cè)邊墻的縱向裂縫，裂縫兩側(cè)混凝土襯砌錯(cuò)臺(tái)，混凝土錯(cuò)碎掉快，底板混凝土有3處被水沖出洞外，沖坑深度0.2～0.3 m，局部邊墻底部被水沖刷掏空現(xiàn)象嚴(yán)重，由于洞室底板混凝土缺少，使該處洞身整體結(jié)構(gòu)被破壞，嚴(yán)重影響運(yùn)行安全。

2.2 大壩震損評價(jià)

2.2.1 壩體

在大壩樁號0-038～0+050 m區(qū)間內(nèi)上游壩體壩坡裂縫：垂直于壩坡裂縫主要有11條，張開度2～50 mm，延伸長度4.2～32 m，裂縫間距40～150 cm；順坡向裂縫主要有10條，張開度1～30 mm，延伸長度3.2～14 m，底部多分叉與橫向裂縫相互切割。此區(qū)域壩坡產(chǎn)生滑動(dòng)、凹陷，滑動(dòng)面積約1 600 m2，該處滑坡體下方，現(xiàn)滲漏管涌通道和塌陷，滲漏管涌通道8處，通道洞徑0.4～0.6 m；壩體防滲土工膜由于壩體裂縫、滑移導(dǎo)致撕裂，防滲系統(tǒng)失效，壩基防滲墻經(jīng)物探檢測基本完好。

2.2.2 壩體防滲土工膜

由于大壩樁號0-038～0+050 m區(qū)間內(nèi)上游壩體滑動(dòng)及裂縫的產(chǎn)生，致使該區(qū)間內(nèi)鋪設(shè)的防滲土工膜也被拉開撕裂，壩體防滲系統(tǒng)失效。

2.2.3 右壩肩危巖

右壩肩高陡邊坡巖體因震松動(dòng)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清理和加固處理，否則將在余震、大風(fēng)和雨水沖刷下垮塌并威脅進(jìn)水閘和溢洪道的安全，危及大壩正常運(yùn)行。

大壩震損原因分析：根據(jù)收集的2008年水庫除險(xiǎn)加固資料及本次震后現(xiàn)場檢測，現(xiàn)狀大壩0-038～0+050 m壩段壩坡為1∶1.75～1∶1，根據(jù)類似工程相關(guān)經(jīng)驗(yàn)判斷，此段壩坡偏陡，通過選取0+000斷面進(jìn)行正常蓄水位滲流穩(wěn)定期上游壩坡穩(wěn)定計(jì)算，計(jì)算出抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)1.02，小于規(guī)范規(guī)定的最小安全系數(shù)1.25，所以，造成該段上游壩坡震損的主要原因是壩坡過陡，抗滑穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求，因地震使上游壩坡失穩(wěn)產(chǎn)生裂縫、滑移等變形破壞。

2.3 放水涵洞震損評價(jià)

波斯干水庫放水涵洞洞身混凝土震損掉落，多處出現(xiàn)裂縫，裂縫基本為貫通縫，縫寬達(dá)2～4 cm。

放水涵洞震損評價(jià)結(jié)論：放水涵洞閘井基本完好，洞身段與涵洞銜接處震損開裂，邊墻及拱頂混凝土崩落，多處產(chǎn)生裂縫，產(chǎn)生震損的主要原因是混凝土強(qiáng)度低，僅頂拱配筋，邊墻為素混凝土，抗拉、抗裂能力差，結(jié)構(gòu)安全不滿足規(guī)范要求，因壩體上游土工膜被震損破壞，造成放水涵洞與壩體接觸部位接觸沖刷破壞。

2.4 溢洪道震損評價(jià)

溢洪道的震損情況較為輕微，僅出現(xiàn)幾條細(xì)微裂縫。

溢洪道震損評價(jià)結(jié)論：在地震中的損壞較為輕微，僅產(chǎn)生幾條細(xì)微的裂縫，通過水泥砂漿加固補(bǔ)強(qiáng)措施修復(fù)裂縫，基本不影響其安全運(yùn)行。

2.5 金屬結(jié)構(gòu)震損評價(jià)

水庫的主要金屬結(jié)構(gòu)為放水涵洞閘井工作門、事故門和涵洞出口分水閘的閘門，閘井工作門、事故門在2008年除險(xiǎn)加固時(shí)更換，啟閉機(jī)和閘門均能正常啟閉，運(yùn)行良好，但閘門止水已被破壞，閘門四周均存在漏水現(xiàn)象。涵洞出口分水閘現(xiàn)狀只有閘槽，無工作閘門，影響水庫灌溉運(yùn)行。

3 水庫震損加固措施

（1）對大壩震損產(chǎn)生裂縫、凹陷，滑移壩段壩體進(jìn)行開挖回填處理（樁號0+050～0-038），從大壩樁號0+064調(diào)整壩軸線走向，使震損段壩坡達(dá)到1∶2.5（原為1∶1.75～1∶1）；重新鋪設(shè)0+084.7～0-038段混凝土護(hù)坡（其中0+050～0+084.7為開挖放坡影響段），護(hù)坡下鋪設(shè)兩布一膜壩體防滲土工膜；新建混凝土防滲墻23.5 m（水平長度），在0+010處與原高壓旋噴防滲墻連接，完善壩體、壩基防滲系統(tǒng)；對下游壩坡削坡平整為1∶2.0～1∶3.0；對右壩肩溢洪道道旁危巖進(jìn)行開挖清除，并進(jìn)行掛網(wǎng)噴錨支護(hù)；

（2）保留放水洞閘井，對震損的放水涵洞洞身段進(jìn)行拆除重建，對洞身段全斷面巖石進(jìn)行固結(jié)灌漿，以封堵滲漏通道并保持巖體的完整性；同時(shí)對放水涵洞末端連接的干渠節(jié)制分水閘根據(jù)復(fù)核后的設(shè)計(jì)流量進(jìn)行重建；

（3）溢洪道震損較為輕微，采用環(huán)氧砂漿對產(chǎn)生的細(xì)小裂縫進(jìn)行修復(fù)；

（4）完善水庫監(jiān)測設(shè)施和管理設(shè)施；

（5）更換放水洞閘井閘門止水設(shè)備。

該水庫的震損加固是恢復(fù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的必要、是下游防洪安全的需要。

4 結(jié)語

本次地震造成波斯干水庫壩體多處出現(xiàn)裂縫、溢洪道右側(cè)山體崩塌，放水洞洞身段等造成不同程度的損壞，危及水庫安全，嚴(yán)重影響水庫的正常運(yùn)行，難以滿足水庫對下游灌溉任務(wù)的需求。通過對震損評價(jià)，對各建筑物提出相應(yīng)的加固措施，目前正在實(shí)施中，實(shí)施后將可很好地解決當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)及下游防洪安全。

（責(zé)任編輯：周 群）

Earthquake damage evaluation and reinforcement of Bosigan Reservoir Project

Bosigan Reservoir Project consists of main dam，spillway，water release tunnel and channel etc.Earth?quake had led to diffrent degrees of damages to various stuctures.Damages of all structures were evaluated,and cor?responding reinforcement measures were put forward and is being implemented.

Earthquake damage of reservoir;evaluation；reinforcement meassures.

YU Xin-yan

（Xinjiang Branch of CAMCE WHU Design&Research Co.，Ltd.，Urumqi 830000，China）

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1003-1510（2016）03-0071-03

2016-03-29

于新艷（1987-），女，新疆沙灣人，中工武大設(shè)計(jì)研究有限公司新疆分公司助理工程師，學(xué)士，從事水利水電工程設(shè)計(jì)工作。