西溝水庫攔河壩除險加固工程技術(shù)方案淺析

馮倉林，陳　英，劉　勇

(1.黑河辰能西溝水電責任公司，黑龍江 黑河164300；2.黑龍江省隆業(yè)水利水電工程建設(shè)有限公司，哈爾濱 150080；3.哈爾濱東林經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)有限公司，哈爾濱 150001)

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西溝水庫攔河壩除險加固工程技術(shù)方案淺析

馮倉林1，陳英2，劉勇3

(1.黑河辰能西溝水電責任公司，黑龍江 黑河164300；2.黑龍江省隆業(yè)水利水電工程建設(shè)有限公司，哈爾濱 150080；3.哈爾濱東林經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)有限公司，哈爾濱 150001)

摘要：西溝水庫位于黑龍江省黑河市境內(nèi)的公別拉河上，距西溝村15km，是一座具有發(fā)電、防洪、旅游、養(yǎng)殖多功能的水利樞紐工程。樞紐由瀝青混凝土心墻堆石壩、岸坡開敞式溢洪道、引水發(fā)電系統(tǒng)組成。攔河壩為瀝青混凝土心墻堆石壩，壩頂長646.00m，最大壩高36.00m，壩頂寬5.00m，壩頂高程345.80m。根據(jù)對瀝青混凝土心墻堆石壩的質(zhì)量評價和實測資料，壩頂防浪墻有錯位、裂縫和部分止水脫落現(xiàn)象，壩頂高程達不到原設(shè)計的壩頂高程。壩頂防浪墻因結(jié)構(gòu)縫錯位和部分止水脫落，同瀝青混凝土心墻防滲體的連接已不是緊密結(jié)合，防浪墻失去擋水功能。壩坡抗滑穩(wěn)定計算結(jié)果表明，堆石壩上部下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求。為了保證大壩的安全運行，進行加固處理。

關(guān)鍵詞：西溝水庫；攔河壩；瀝青混凝土心墻堆石壩；除險加固

1工程概況

西溝水庫位于黑龍江省黑河市境內(nèi)的公別拉河上，距西溝村15K m，是一座具有發(fā)電、防洪、旅游、養(yǎng)殖多功能的水利樞紐工程。樞紐由瀝青混凝土心墻堆石壩、岸坡開敞式溢洪道、引水發(fā)電系統(tǒng)組成。西溝水庫總庫容為1.47×108m3,水庫正常蓄水位343.5 m；設(shè)計洪水位(P=0.2%)344.10 m，校核洪水位(P=0.05%)344.60 m；死水位327.00 m。電站裝機容量36 MW，平均年發(fā)電量9914.3×104KW.h,是黑龍江省電網(wǎng)中調(diào)峰水電站。

西溝水庫攔河壩為瀝青混凝土心墻堆石壩，壩頂長646.00 m，最大壩高36.00 m，壩頂寬5.00 m，壩頂高程345.80 m，防浪墻頂高程347.00 m，上下游壩坡均為1∶1.5；在上下游330.00 m高程各設(shè)寬1.50 m的馬道。瀝青混凝土心墻，底部最大厚度為22 cm，頂部最大厚度為12 cm，心墻的上下游為厚15 cm的油砌混凝土預(yù)制塊，在預(yù)制塊與壩體堆石之間設(shè)置2.00 m厚的碎石過渡層和碎石區(qū)。瀝青混凝土心墻與壩基的連接是在心墻下的壩基做了0.50 m厚，底寬4.00 m的混凝土齒墻。壩基設(shè)一排帷幕灌漿，孔距1.50 m。

2加固方案

2.1壩體培厚方案

根據(jù)對瀝青混凝土心墻堆石壩的質(zhì)量評價和實測資料，壩頂防浪墻有錯位、裂縫和部分止水脫落現(xiàn)象，壩頂高程低于原設(shè)計壩頂高程，最大相差0.24 m，最小相差0.07 m，達不到原設(shè)計的壩頂高程。壩頂防浪墻因結(jié)構(gòu)縫錯位和部分止水脫落，同瀝青混凝土心墻防滲體的連接已不是緊密結(jié)合，防浪墻失去擋水功能[1]。壩坡抗滑穩(wěn)定計算結(jié)果表明，堆石壩上部下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求。為了保證大壩的安全運行，提出加固處理。

原大壩瀝青混凝土心墻頂高程為344.00 m，高出正常蓄水位0.5 m，壩頂高程為345.80 m，防浪墻頂高程為347.00 m。根據(jù)現(xiàn)狀壩體結(jié)構(gòu)，考慮到壩體沉陷可能破壞防浪墻的擋水功能，故將原設(shè)計由防浪墻擋設(shè)計洪水位與校核洪水位，改為由瀝青混凝土心墻擋設(shè)計洪水位與校核洪水位，采用這樣的方法可以避免防浪墻與心墻之間的連接部位成為防滲的薄弱地帶，壩體整體防滲更加可靠。將原防浪墻、高程342.50 m以上的心墻及343.50 m高程以上的壩體填筑料全部拆除。瀝青混凝土心墻頂高程為高出校核洪水位0.5 m，即345.10 m，然后在心墻頂部建1.9 m高的鋼筋混凝土防浪墻，防浪墻頂高程仍為347.00 m。原心墻頂高程344.00 m，埋深1.8 m；心墻加高至345.10 m埋深0.7 m，兩者心墻埋深均不能滿足凍深要求，況且高程343.50 m為施工平臺，無論怎樣都要拆除和重建心墻[2]。為防止心墻頂部受凍，在心墻端頭側(cè)包覆厚度為6 cm的聚苯乙烯硬質(zhì)泡沫板，板外側(cè)加3 cm的砂漿抹面。將原上游330.00 m馬道及以上干砌石護坡拆除，在其上依次重新護砌厚度0.8 m的手擺石和厚度0.38 m的干砌石，總厚度為1.18 m，坡比為1∶1.5，即取消上游330.00 m高程馬道，與其下的1:1.5壩體護坡一致。

壩坡抗滑穩(wěn)定計算結(jié)果表明，堆石壩上部下游壩坡過陡，壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求，因此需對下游壩坡適當培厚。

西溝水庫瀝青混凝土心墻堆石壩最大壩高為36.00 m，為中壩，根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》(SL274—2001)第5.4.1條“壩頂寬度應(yīng)根據(jù)構(gòu)造、施工、運行和抗震等因素確定。如無特殊要求，中、低壩可選用5～10 m”.據(jù)此推斷中壩的頂寬度≥7 m。現(xiàn)狀瀝青混凝土心墻堆石壩壩頂寬度僅為5 m，考慮壩頂防浪墻及路緣石的影響，實際交通寬度不到4.5 m，只能車輛單行，影響防汛交通，因此壩頂寬度由原來的5.00 m改為8.00 m，即將防浪墻后的壩體加寬3.0 m，并將原下游壩坡清除50 cm后在填筑壩體堆石，使其填筑后的壩坡坡比仍為1∶1.5，在330.00 m高程處做1.50 m寬的馬道。壩頂343.40 m高程以上填筑碎石過渡層，其上鋪筑30 cm的碎石墊層、10 cm無砂混凝土，然后再做混凝土路面。

2.2堆石壩壩基滲漏處理

大壩滲漏處理采用在堆石壩高程343.50 m拆除平臺造孔，對壩基巖石進行帷幕灌漿，帷幕灌漿中心線與原壩基灌漿中心線相同，帷幕灌漿標準為5Lu。在主河床斷層破碎帶及其影響范圍內(nèi)采用1.00 m孔距，孔深22～56 m；其他部位采用2.00 m孔距，孔深6～56 m，帷幕處理深度為深入相對不透水層(5Lu)5.00 m。

為解決兩岸壩頭原帷幕灌漿向兩岸延伸長度不夠而造成的繞壩滲漏問題，本次壩基加固增加兩岸壩頭外的灌漿，孔距2.00m，孔深9～10 m.

本工程地下水位線和相對不透水層均埋藏較深，在相當長的距離內(nèi)都無法和正常蓄水位相交，因此，從達到防滲效果和節(jié)省投資兩方面綜合考慮，本次帷幕灌漿向兩岸延伸長度以1.5倍水頭為原則，即帷幕灌漿向左岸延伸至樁號0+064.00 m，向右岸延伸至樁號0+750.00 m。

2.3加固方案分析

1)施工方法:此方案施工方法簡單，便于施工，有利于節(jié)省工期。

2)防滲效果：心墻頂高程高于校核洪水位0.5 m，瀝青混凝土心墻可以擋設(shè)計洪水位與校核洪水位，壩基帷幕灌漿可以減小基礎(chǔ)滲漏和壩體繞滲，大壩整體防滲性能較好[3-4]。

3)壩體外觀：壩頂加固后，上下游壩坡均一自然，壩頂外觀較好。

3結(jié)語

攔河壩的安全狀態(tài)是水庫安全運行的基石，水庫除險加固工程的重中之重就是大壩工程隱患的排除。良好的除險加固技術(shù)方案對工程施工提供強大的技術(shù)支撐，是對水庫除險加固工程成功實施的有力保障，并且直接影響水庫今后的工程安全和效益的發(fā)揮。

參考文獻：

[1]吳劍.水利大壩除險加固的設(shè)計與施工[J].黑龍江水利科技，2014(04)：56-60.

[2]王聰輝.水庫大壩除險加固工程設(shè)計分析[J].科技風(fēng)，2014(13)：22-23.

[3]宣興連.大壩除險加固工程設(shè)計模塊的分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014(01)：87-88.

[4]楊田.實例探析大壩除險加固設(shè)計[J].黑龍江水利科技，2014(02)：102-103.

文章編號：1007-7596(2016)02-0065-02

[收稿日期]2015-10-28

[作者簡介]馮倉林(1973-)，男，黑龍江克東人，工程師；陳英(1961-)，女，黑龍江哈爾濱人，高級工程師；劉勇(1957-)，男，黑龍江哈爾濱人，工程師。

中圖分類號：TV697.3

文獻標識碼：B