水库加固方案

试论病险水库加固措施
                                    牛运光
  摘 要
    加快病险水库除险加固,确保水库安全,充分发挥防洪和兴利效益,对促进国民经济发展和人民生活水平的提高,具有重要意义。提高水库防洪标准主要采用加高大坝、增加水库调蓄洪水能力和扩建、增建溢洪道的办法,提高水库工程质量重点要解决好防渗问题。pfc电感
  加快病险水库除险加固,确保水库安全,充分发挥防洪和兴利效益,对促进经济与社会的发展,具有十分重要的意义。

  一、提高水库防洪标准的工程措施

  提高水库防洪标准的工程措施:一是加高大坝、增加水库调蓄洪水能力,对削减洪峰的作用较大,对下游淹没影响也较小;二是扩建或增建溢洪道,加大泄洪量,对削减洪峰的作用不是太大,但对下游淹没影响却较大。据分析,单独采用加高大坝措施的水库,最大泄流量
一般为最大入库洪峰流量的40%以下;单独采用扩建或增建溢洪道措施的水库,最大泄流量一般为最大入库洪峰流量的70%以上。因此,对下游防洪有重要要求的水库应尽可能采取以增加坝高为主,必要时再结合扩建泄洪设施的办法进行。

  对已建成的水库,经过一段时间运行,要进行工程安全鉴定。如发现防洪标准偏低或较大的工程质量问题,要及时进行扩建加固。一般加固顺序,应先处理工程质量,然后提高防洪标准,也可结合提高防洪标准,一并进行处理。

  1.大坝加高

  适当加高大坝,可以较大地增加调蓄能力,提高防洪标准。一般采取以下措施。

遥控飞机制作  戴帽”加高

  从坝顶上直接加高,而不是从背坡脚开始培厚加高。加高部分,迎水面可以利用防浪墙直
立加高,背水面上部坡度加陡一些,与下游坡面相接,一般也应经过计算,在安全的条件下进行。限于坝坡稳定的要求,加高的高度有一定限制,不能加高过大,影响坝坡稳定。一般加高1~2m,最大不宜超过3m。如加高过多,则必须加宽坝身。一般从背水坡脚加宽加厚,保证坝坡稳定。如福建省的汀溪水库(中型),在河南省“75·8”大洪水后,经复核防洪标准偏低,采取相应的工程措施,将主副坝戴帽加高50cm,即满足可能最大洪水标准的要求,核算后坝坡也是稳定的。

  城市轨道交通控制从大坝背水坡培厚加高

  这一措施,比“戴帽”加高工程量要大,造价也高。但为了满足大坝坝坡稳定的要求,也只有采取这一措施。加高大坝可以超过3m,根据需要来定。如山西省漳泽水库(大型),防洪标准仅有百年一遇洪水。为提高水库防洪标准,从背水坡坝脚培厚加高大坝5m,同时延长坝内输水涵洞工程,以满足规范要求的防洪标准。

  2.溢洪道拓宽、加深或增建


  溢洪道拓宽,并增设闸门北京德科岛金

水溶性聚氨酯  在地形、地质条件许可而且增加开挖量不大的情况下,将原溢洪道拓宽,而不降低堰顶高程,这是增加下泄流量、提高防洪标准的一项措施,投资也比较少,但不应增加泄流量过多,以免加重下游河道的负担。

  溢洪道加深,并安设闸门

  像福建省杜塘水库(中型),原有溢洪道设有6m高的溢流堰一道,堰顶自由溢流,未设闸门,为提高防洪标准,将原有实用堰降低3.5m,并增建闸门4孔,加大了下泄流量,满足了防洪标准的要求。
溢洪道拓宽、堰顶降低并增设闸门

  采取这一措施提高防洪标准,如福建省活盘水库(中型),经过洪水复核,设计洪水位超
过坝顶1.25m。为了提高防洪标准,将溢洪道拓宽1.5m,堰顶降低2.5m,并安设闸门,不仅可以提高防洪标准,还可以把正常高水位提高2.5m,相应增加库容3500万m3。

  增设溢洪道

  在地形条件许可的情况下,开挖工程量不大,也可考虑增设溢洪道。投资可能大一些,但施工不受已建工程制约。

  集热罩3.大坝加高与溢洪道改建或增建相结合

  大坝适当加高结合溢洪道拓宽

  为提高水库防洪标准,增加水库调蓄库容,加大下泄流量,可采用适当加高大坝与改建溢洪道的综合措施。如北京市官厅水库(大型),由于水库泥沙淤积严重,防洪标准降至300年一遇洪水,水库下游有北京市,位置重要,需要提高防洪标准。采取了大坝适当加
高和溢洪道加宽的措施。大坝从背水坡脚培厚加高7m,由原来45m加高到52m,结合抗震,其坝坡也满足抗震要求。大坝左岸溢洪道原净宽20m,扩宽为52m,闸室4孔,每孔净宽13m。泄洪流量由原 1200m3/s,增加为6000m3/s,抗洪标准达到了可能最大洪水标准。同时,增大了库容,也提高了供水效益,加固是成功的。

  大坝适当加高与溢洪道堰顶降低并更换闸门

  如福建省东圳水库(大型),为提高防洪标准,大坝加高4m,并充分考虑了大坝抗震要求;溢洪道过水宽50m不变,将其上2m高的堰槛拆除,更换闸门5扇,以加大泄洪流量,满足了提高防洪标准的要求。

  大坝加高与溢洪道增设闸门

  如福建省眉力水库(中型),充分利用水库有利条件,提高水库防洪标准。主坝加高4.5m,副坝加高4m,溢洪道由原来无闸宽顶堰改为有闸实用堰,宽度和深度不变,正常
水位由67.6m提高到72.8m。既增加了调蓄库容,也加大了溢洪道泄洪量,增加有效库容890万m3,加大泄洪量445m3/s。

  大坝适当加高并增设新溢洪道

  如福建省黄岗水库(中型),坝址两岸河谷地形狭窄,山坡甚陡,无适合做开敞式溢洪道的地址,采用泄洪洞泄洪,最大泄洪量1460m3/s,满足不了复核后防洪标准的要求。为了提高标准,如单纯依靠加高大坝,会带来很多问题,如库区移民和其他建筑物改建等。同时,加大泄洪洞也有困难。通过多方案比较分析,采用了适当加高大坝与增设新溢洪道相结合的措施,将主副坝加高2m,并在副坝右岸开挖新溢洪道,满足了水库提高标准。

二、提高水库工程质量的措施

  关于工程质量问题,土石坝主要是渗漏、滑坡和裂缝,其中滑坡和裂缝的产生,有的也与渗漏有关,所以处理土石坝质量,关键是防渗,这里主要是针对防渗提出一些常用的工程
措施。一般处理防渗的原则是“上堵下排”。上堵的措施有水平防渗与垂直防渗。水平防渗有黏土铺盖结合下排开挖导渗沟、减压井和水平盖重压渗等;垂直防渗有混凝土防渗墙、高压喷射灌浆防渗、劈裂灌浆防渗,冲抓套井回填黏土防渗及土工合成材料防渗等。

  在病险水库防渗加固中,有的是坝基需要防渗加固,有的是坝基和坝体都需要防渗加固。在采取工程措施时,多采取垂直防渗措施。这是因为采取这一措施,一般不需要放空水库。反之,如果采取水平防渗措施,则必须放空水库,才能彻底进行。而水库长期蓄水后,总会有些淤积,给水平防渗处理带来一定的困难;在保持坝基渗透稳定和截渗方面,水平防渗也不如垂直防渗彻底。同时,在我国北方地区,水资源紧缺,放空水库一般要慎重。

  1.垂直防渗措施

  以混凝土防渗墙为例。混凝土防渗墙的主要优点可以适应各种不同材料的坝体和复杂的地基水文和工程地质条件。如处理坝体、坝基整体防渗,可从坝顶建造防渗墙,直达基岩,
墙的两端与岸坡防渗设施或岸边基岩相连接,墙的底部可嵌入新鲜岩层或弱风化基岩内一定深度。如仅处理坝基防渗,其防渗墙上部应与坝体的防渗体相连接,并深入一定的深度。在处理中只要严格控制质量,是可以达到彻底截断渗透水流的目的。这是病险水库防渗加固常用的一项措施。

  混凝土防渗墙早在20世纪50年代初意大利和法国即开始使用,随后各国相继引进推广。50年代末我国也开始对混凝土防渗墙进行研究和试用。40年来,国内外都在发展,在应用范围、墙体材料种类、墙的厚度和单位造价等方面都有了新的进展。我国于1958年首先在山东省月子口(现名崂山)水库试验成功以后,相继在密云白河主坝、毛家村坝、铜街子等坝使用,已建成40多道坝基混凝土防渗墙和10多道穿过坝体直达基岩的混凝土防渗墙,都取得了很好的效果。

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