小型土石坝水库除险加固及渗流安全稳定评价.pdf
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1、云南水力发电YUNNAN WATER POWER184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。沙表北水库建成运行已 40+a,于 2000 年左右进行过维修加固,但因为资金等因素制约,加固未能达标,水库处于病险状态,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。目前关于水库除险加固的研究主要集中于工程地质分析、坝体结构稳定分析、渗流稳定分析、水工建筑物稳定1等方面。以沙表北水库为研究背景,在分析水库工程地质条件及现有结构物安全隐患问题的基础上,进行沙表北水库主坝除险加固工程论证,从大坝坝顶加固、防渗加固方案、坝坡加固及渗流和稳定
2、性分析2角度论证沙表北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除险加固工程方案。1 工程概况及问题现状1.1 工程概况沙表北水库位于阳春市合水镇平东村委会,所属河流为漠阳江上游,坝址距合水镇镇中心约17.8 km,距阳春市市区约 35.3 km,坝址以上集雨面积 0.9 km2,主河流长 1.3 km,河流比降 0.08,设计总库容 100.53104 m3,是一座发电、灌溉、养殖、防洪等综合利用的小(1)型水库工程。水库灌溉面积 1 000 亩,捍卫下游 800 亩耕地和合水小型土石坝水库除险加固及渗流安全稳定评价钟琦(阳春市水利水电勘测设计室,广东 阳春 529600)摘
3、要:水利除险加固对于早期建设的许多病险水库安全运行至关重要。沙表北水库建成年代早,影响水库安全稳定的工程地质条件复杂,同时坝体存在安全稳定隐患,有渗流安全隐患。以沙表北水库为研究背景,从坝顶加固、防渗加固和坝坡加固提出系统加固方案,针对大坝渗流和安全稳定进行复核分析,提出合理的监测补充措施。关键词:土石坝;除险加固;渗流安全;稳定性复核中图分类号:TV697.3文献标识码:A文章编号:1006-3951(2024)04-0184-04DOI:10.3969/j.issn.1006-3951.2024.04.045Reinforcement and Seepage Safety and Stab
4、ility Evaluation of Small Earth Rock Dam ReservoirZHONG Qi(Yangchun Water Resources and Hydropower Survey and Design Office,Yangchun 529600,China)Abstract:The reinforcement of water conservancy is crucial for the safe operation of many dangerous reservoirs constructed in the early stages.Shabiao Nor
5、th Reservoir was built early,and the engineering geological conditions that affect the safety and stability of the reservoir are complex.At the same time,there are safety and stability hazards in the dam body,including seepage safety hazards.Taking Shabiao North Reservoir as the research background,
6、this paper proposes a systematic reinforcement plan from the aspects of dam crest reinforcement,anti-seepage reinforcement,and dam slope reinforcement.A review analysis is conducted on the seepage and safety stability of the dam,and reasonable monitoring and supplementary measures are proposed.Keywo
7、rds:earth-rock dam;reinforcement;seepage safety;stability review收稿日期:2023-08-07作者简介:钟琦(1989-),男,广东阳春人,工程师,主要从事水工建筑及农田水利相关工作。*钟琦 小型土石坝水库除险加固及渗流安全稳定评价185镇平东村的防洪安全。枢纽工程由大坝 2 座、溢洪道 1 座、输水涵管 1 座等组成。1.2 水库土坝主要问题1)坝体填土主要由附近的风化土填筑,由于受当时施工条件限制,土质不均匀,填筑欠压实,整体上属于中、高压缩性土和弱中等透水层;坝体局部存在渗漏现象,建议坝体采用充填灌浆处理3。2)主副坝迎水坡
8、均为浆砌石面板护坡,个别护坡已开裂。坝顶防浪墙破损严重,个别部分已经坍塌。主副坝背水坡杂草茂盛,无法检查背水坡坡面情况,主副坝均设置排水棱体,但杂草较多,棱体有个别石块塌落3。3)坝体填土主要由附近的石灰岩风化土填筑,土质不均匀,填筑欠压实,整体上属于中、高压缩性土和弱透水层,坝体及坝体与坝基接触部位局部存在渗漏现象;存在渗漏与渗漏稳定、沉降变形等问题,建议对坝体采用充填灌浆处理。1.3 现状风险及加固分析主坝迎水坡均为浆砌石面板护坡,个别护坡已开裂。坝顶防浪墙破损严重,个别部分已经坍塌。主坝背水坡杂草茂盛,无法检查背水坡坡面情况,主坝均设置排水棱体,但杂草较多,棱体有个别石块塌落;主坝背水坡
9、排水沟淤积,被杂草覆盖,不利于排水。水库现场无工程专用维修养护类设备,抢险物资储备严重不足。水库无渗流、水位、位移及沉降等观测设施,不符合规范要求。水库建成运行已 40+a,水库处于病险状态,一直限制水位运行,工程存在严重的安全隐患。根据大坝安全鉴定报告书(2023 年)以及 SL 2582017水库大坝安全评价导则规定,沙表北水库大坝鉴定为三类坝,需要进行除险加固4。因此,为了确保水库大坝的安全运行,恢复水库正常灌溉、防洪功能,确保水库下游人民生命财产安全,对水库大坝等建筑物进行除险加固是十分必要和迫切的。2 大坝除险加固方案主要加固思路如下:新建主坝顶路面及路肩、防浪墙及混凝土路面,培土加
10、固主坝下游坝坡,重建主坝脚反滤排水棱体及背水坡排水沟,背水坡植大叶油草;对坝体进行充填灌浆。2.1 大坝坝顶加固方案坝顶高程为 411.93 m,现状主坝坝顶宽为4.3 m,副坝坝顶宽为 3.9 m。为满足防汛及交通要求,此次设计把主副坝坝顶宽度扩至 5 m,新建防浪墙高程加高至 412.43 m,坝顶设混凝土路面,路面混凝土强度等级为 C30,厚度为 20 cm,每5 m 长度设缩缝 1 道,混凝土路面下设厚 12 cm 的掺 6%水泥石粉垫层。路面向坝下游倾斜,坡度为2%。2.2 防渗加固方案主 坝 最 大 坝 高 为 25m,副 坝 最 大 坝 高 为14m,根据地质资料显示及管理员反映
11、,主坝存在渗漏问题。为提高坝体土密实度,改善土体的渗透稳定和变形,防止水库水位抬高运行后出现异常情况,需对大坝采取防渗处理措施。适用于小型水库土坝坝体的垂直防渗处理措施主要包括:充填灌浆、劈裂灌浆、高压旋喷灌浆等。高压旋喷灌浆和劈裂灌浆所需的灌浆压力较大,施工技术要求较高,造价较高,高压旋喷灌浆法还会对环境造成污染。而充填灌浆具有造价低、适应性强等特点,是小型水库大坝除险加固中广泛应用的工程措施,因此主坝拟采用充填灌浆5。充填灌浆采用双排布孔,灌浆孔沿坝轴线双排布置,分 2 序孔施工,排距 2.5 m,单排孔距2 m,孔径 75 mm,主坝总孔数 112 个,副坝总孔数 38 个。灌浆底部深入
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