小型水库除险加固防渗提升技术应用研究.pdf
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1、云南水力发电YUNNAN WATER POWER188第 40卷第 4期0 引言水利设施除险加固对于洪涝灾害频发的城市灾害防控和远期发展至关重要。水磨坑水库建成年代早,处于病险状态,一直限制水位运行,工程存在严重的安全隐患。亟需进行除险加固。目前关于水库防渗加固的研究主要集中于工程地质分析1、坝体渗流稳定分析、坝基渗透分析、绕坝渗流分析2等方面。以水磨坑水库为研究背景,在分析水库工程地质条件及现有水工结构防渗稳定安全问题的基础上,进行水磨坑水库大坝除险加固工程论证,从大坝加固、排水棱体加固、坝坡加固及整体防渗加固多角度论证水库加固工程的科学性和适用性,以期提出适用于该类型小型水库防渗除险加固工
2、程方案。1 工程概况及问题现状1.1 工程概况水磨坑水库坝址以上干流长为 2.592 km,河流比降 J=0.0872,集雨面积 2.515 km2,原设计正常蓄水位 54.38 m,校核洪水位为 57.43 m,总库容155.32104 m3;水磨坑水库工程是 1 座以防洪、供水为主的小(1)型水利枢纽工程。该水库工程小型水库除险加固防渗提升技术应用研究邱文康(深圳市广汇源环境水务有限公司,广东 深圳 518000)摘要:水利工程除险加固对于水库的长期安全运行至关重要,水磨坑水库建成年代早,影响水库安全稳定的工程地质条件复杂,同时坝体存在渗流安全稳定隐患,亟需提升大坝防渗能力。以水磨坑水库为
3、研究背景,从混凝土防渗墙、坝基帷幕灌浆和重设排水棱体等多方面,针对大坝渗流和安全稳定进行加固优化提升,并进行复核分析,提出合理的变形渗流监测补充措施。关键词:小型水库;除险加固;渗流安全;水库监测中图分类号:TV698.2+3文献标识码:B文章编号:1006-3951(2024)04-0188-05DOI:10.3969/j.issn.1006-3951.2024.04.046Research on the Application of Reinforcement and Anti-seepage Lifting Technology for Small ReservoirsQIU Wenka
4、ng(Shenzhen Guanghuiyuan Environmental Water Co.LTD,Shenzhen 518000,China)Abstract:The reinforcement of water conservancy projects is crucial for the long-term safe operation of reservoirs.Shuimokeng Reservoir was built early,and the engineering geological conditions that affect the safety and stabi
5、lity of the reservoir are complex.At the same time,there are hidden dangers of seepage safety and stability in the dam body,and it is urgent to improve the anti-seepage capacity of the dam.Based on the research background of Shuimokeng Reservoir,this paper aims to strengthen and optimize the seepage
6、 and safety stability of the dam from various aspects such as concrete anti-seepage walls,dam foundation curtain grouting,and resetting drainage prisms.Through review and analysis,reasonable supplementary measures for deformation seepage monitoring are proposed.Keywords:small reservoir;reinforcement
7、;seepage safety;reservoir monitoring收稿日期:2023-08-10作者简介:邱文康(1996-),男,广东龙川人,工程师,主要从事水利工程设计、水利工程管理等工作。*邱文康 小型水库除险加固防渗提升技术应用研究189现状由大坝 1 座、溢洪道、输水涵管以及管养房等组成,现主要向大鹏办事处鹏城水厂供水。1.2 水库工程地质问题大坝为均质土坝,纵观整个坝体无明显的变形和位移,坡面亦无变形和塌陷,坝体边坡是稳定的。下游坝坡坡脚有多处渗水点,在雨季渗水,总体清洌,稍带泥砂,说明未形成渗漏通道。大坝设置了排水棱体,浸润线得到有效降落,因此总的渗透量不大。坝体填筑土料质
8、量满足均值土坝的用料要求,但整体上填土不均匀、密实度不高。现场调查结果在坝体与岸坡接触带附近分布素填土,强风化花岗岩、中风化花岗岩、微风化花岗岩,中风化花岗岩弱透水层的左(左坝肩),右(右坝肩)顶高程约为 39.54 m 和 34.39 m。而水库常年正常储水高程为 54.38 m,可能存在坝肩的渗漏情况,应采取相应的防渗措施。坝体与岸坡接触带未发现散浸区,坝肩基本不存在渗漏问题。坝基基础主要置于强中风化层,现场测绘亦未发现坝体沉降或变形现象,坝基土的承载力满足要求。基础持力层未发现饱和砂(粉)土、软土,不存在地震液化及震陷问题。库水在上下游水头差作用下有可能沿中微风化岩裂隙的贯通道出现渗漏3
9、。1.3 现状风险及加固分析大坝运行管理综合评价为好,防洪标准、抗震安全和金属结构安全评定为 A 级,结构安全和渗流安全评定为 B 级,综合评价为二类坝。水库主要存在以下问题。1)大坝坝体的填土力学性质不均匀,密实度处于松散中密状态。室内土工试验和现场注水试验表明,大部分坝体属弱透水,但部分坝顶上部 0 5 m 属弱透水中等透水,大坝填土渗透系数平均值为 1.0410-4 cm/s,属中等透水接近弱透水。大坝马道下面跟坝基接触带存在1层厚约3.5 m的填石层,存在极强透水现象。水库的渗流是坝体与坝基接触带发生渗流。2)坝脚排水沟底高程设置过高,导致渗水从沟下面土层渗出,量水堰失效。3)大坝坝顶
10、路面局部存在轻微裂缝。左坝段坝脚渗漏严重,渗漏原因未查明,推测:接触带某处存在渗流通道,但勘察未揭露到接触带透水情况;通过下面中风化渗漏通道往上渗漏。为了确保水库大坝的安全运行,水磨坑水库安全加固工程有利于消除水库安全隐患,保障水库正常运行,提高管理运营能力,该项目的安全加固防渗提升改造是必要的。2 安全加固方案水磨坑水库安全加固工程主要有以下工程任务为。1)针对水库坝顶路面存在的裂缝进行修补。2)增设坝体及坝基防渗措施以解决坝体的渗漏问题,查明右坝段右侧输水涵管出口附近新增渗漏的原因,并采取相应措施解决该处渗漏问题。3)下游坝坡培厚放缓,坝后排水沟及量水堰拆除重建。2.1 大坝加固原大坝下游
11、坡下游坝坡为草皮护坡,分3级坡,高程 46.3 m 马道以上坡度 1 1.9 1 2.0;高程 46.3 m 至高程 35.1 m 马道间坡度为 12.15 1 2.2;高程 35.1 m 马道以下排水棱体,坡度为1 2.30 1:2.42。防渗墙施工完成后需对坝顶进行恢复,恢复后坝顶高程为 58.3 m,防浪墙顶高程为 59.3 m,坝顶宽度为7.0 m,铺设0.2 m厚砂碎石垫层、0.1 m厚 5%水泥稳定层和 0.2 m 厚 C30 混凝土路面。路面每隔 5.0 m 设置纵向缩缝,纵向缩缝采用假缝形式,缝深 40 mm,缝宽 10 mm。每隔 50 m 设 1 条伸缝,缝宽 20 mm,
12、缝内预埋沥青杉板。路面中心点顶高程为 58.3 m,路面向下游侧倾斜,坡比i=1%。坝顶下游侧布置 C25 混凝土排水暗沟,尺寸为0.4 m0.8 m(宽高),底板和壁厚为0.2 m,排水沟底部设置 0.1 m 厚砂碎石垫层。右坝段大坝加固后坝顶高程为 58.3 m,坝顶宽度为 7.0 m,下游坡分 2 级培厚,左坝段在 47.0 m 高程布置 2.0 m190云南水力发电2024 年第 4 期宽马道,右坝段在高程 47.0 m 处设置 2.0 m 宽马道。马道以上坡比为 12,利用开挖料进行培厚;马道以下坡比为 12.5,采用石渣进行培厚。马道采用 C25 混凝土硬化,厚度为 0.2 m,下
13、设 0.1 m厚 5%水泥稳定层;马道内侧设置 C25 混凝土排水沟,尺寸为 0.4 m0.3 m(宽 高),底板和壁厚为0.2 m,排水沟底部设置0.1 m厚砂碎石垫层;马道外侧设 C25 混凝土路肩,尺寸为 0.2 m0.4 m(宽 高)。在培厚之后的下游坝坡布置 C25 钢筋混凝土框格梁,框格梁尺寸为 0.5 m0.5 m(宽 高),间、排距为 3 m。框格内铺设土工植草网垫和 0.4 m 厚耕植土,并种植草皮。新建干砌石排水棱体,排水棱体顶宽 1.5 m,坡度11.5。排水棱体坡脚新建排水沟及量水堰。下游坝坡培厚会破坏现状下游排水设施,因此,需重新布置下游排水系统。包括下游坡面排水、坝
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