江西省永修县云山水库除险加固工程设计

江西省永修县云山水库除险加固工程设计

念红芬

念红芬攀枝花学院土木工程结构实验室四川攀枝花617000

[摘要]首先确定了工程等别、建筑物级别及洪水标准，然后分别从大坝、输水、大坝蚁害处理等方面进行水库除险加固工程设计。

[关键词]水库；除险加固；设计

1前言

云山水库位于潦河支流的龙安河中游，坐落于永修县滩溪乡陈家垅，坝址下游距105国道4km，昌九高速公路20km，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、发电、养殖等综合利用的中型水库，控制流域面172km2。工程于1958年动工兴建，1964年大坝基本建成，随后，曾历经多次除险加固和扩建,但仍存在防洪能力不足、大坝严重渗漏、输水漏管破坏和白蚁蚁害严重等病害或隐患，严重影响了水库的正常运行，危及大坝和下游人民生命财产的安全。因此，对水库除险加固迫在眉睫。

2工程现状

云上水库设计洪水标准为100年，校核洪水标准采用2000年一遇加20%安全修正值，云山水库正常蓄水位、设计洪水位与核洪水位分别为54.0m、54.56m和56.69m。水库枢纽工程主要由主坝、副坝、溢洪道、主坝输水涵管、副坝输水涵管和电站组成。主副坝均为粘土心墙坝，主坝长524.5m，坝顶高55.7m，防浪墙顶高57.0m，坝顶宽5.0m，最大坝高22.4m；副坝长177.5m，坝顶高程55.7m，防浪墙顶高57.0m，坝顶宽5.0m，最大坝高17.7m；溢洪道布置于主坝右岸，溢流堰为WES低堰，堰顶高46.6m。

水库存在的问题主要有以下几方面：1）水库防洪能力不足；2）主坝右坝段漏水严重，漏水量逐年增大；3）副坝涵管底板基础淘空，出口段开挖后发现有漏水通道，其洞径达20cm，深度无法测量；4）主坝输水涵管进口闸门止水损坏严重，壁内蜂窝麻面、露筋现象较多，伸缩缝已遭严重破坏；5）主、副坝白蚁危害严重。

3水库除险加固设计

3.1大坝除险加固设计

3.1.1坝顶高程确定由调洪演算符合成果可知：校核洪水位(P=0.05%＋△)为56.69m，设计洪水位(P=2%)为54.56m，库区多年平均最大风速12.95m/s，吹程2.7km。

根据《碾压式土石坝设计规范》(SDJ218-2007)的规定，坝顶超高按下式确定：

3.1.4.2坝坡稳定计算采用有效应力简化法进行坝坡稳定计算。坝坡稳定计算结果：校核洪水位56.69m时，主坝下游坝坡最小抗滑安全系数为K=1．175>[K]=1.10，满足规范要求；副坝下游最小抗滑安全系数为K=1.427>[K]=1.10，满足规范要求。

设计洪水位54.56m时，主坝下游最小抗滑安全系数为K=1.216>[K]=1．20，满足规范要求；副坝下游坡最小抗滑安全系数为K=1.455>[K]=1.2，满足规范要求。

高程骤降（56.69～38.17m），主坝上游坡最小抗滑安全系数为K=1.144>[K]=1.10，满足规范要求，副坝上游坡最小抗滑安全系数为K=1.105[K]=1.10，满足规范要求。

计算结果表明，大坝抗滑稳定满足要求。

3.1.5防渗处理针对主坝浸润线出逸点偏高，渗漏量偏大，计划对主坝采用薄型抓斗成槽塑性砼防渗墙和帷幕灌浆进行防渗、下游设置透水料和贴坡反滤排水进行排水处理。

本工程薄型抓斗成槽塑性砼防渗墙性能指标：墙体厚50cm，抗压强度R28≥2.9Mpa，弹性模量E28＝500～800MPa，渗透系数K≤i×10－7cm/s(1＜i＜10)，防渗墙嵌入基岩1.0m，最大设计墙深24.0m，防渗墙面积13409m2；主付坝坝体下游排水结合坝体加高培厚设置透水料和贴坡反滤排水。

在主坝坝基和右坝肩基岩内进行帷幕灌浆，采用单排孔，孔距2.2m，帷幕深入相对隔水层内（q≤10Lu）5.Om。

3.2主坝输水涵管除险加固设计主坝输水涵管位于主坝左端坝体内，为圆形钢筋砼管，涵管总长85.78，内径1.5m，进口高程38.17m，出口高程37.67m，出口处设有一平面钢闸门。

水库运行40多年，年久失修，涵管内壁表面有多处蜂窝、麻面及露筋现象，伸缩缝破坏严重，涵管进口闸门止水损坏严重。本次加固设计将涵管内壁表面的蜂窝、麻面、露筋现象和已损坏的伸缩缝进行修复处理，内表面采取3cm厚钢丝网高强度水泥砂浆抹面，并对涵管周围大坝土体(空隙)进行充填灌浆，以防止砼涵管漏(渗)水和沿管外壁发生集中渗流而影响坝体安全。

结合大坝加高培厚，接长涵管，将出口闸拆除重建，闸后设消力池和海漫段与下游渠道相接。

3.3大坝蚁害治理针对云山水库大坝主、副坝均蚁害严重，危及大坝安全。根据蚁害实际情况，采取两岸预防、坝面灭杀、坝身灌浆的综合治理方案，该方案具有诱杀效果好、用药量少、无污染、投资省等优点。

一）大坝坝体内的白蚁灭杀，在上游坝坡54.0m高程以上、坝顶、下游坝坡排水棱体以上治理范围内设置引诱坑，坑内间隔每10m放置松柴和诱饵条，呈梅花型布置，让白蚁自由和反复取食，白蚁食毒饵后，带回巢中互相传染，直到全部死亡。一个月后检抽查开挖死巢验证灭蚁的效果，若有漏网的白蚁则进行施药补杀，直致全部消灭。

二）大坝蚁害充填灌浆。大坝采用既能杀灭白蚁，又密实坝体的带药粘土灌浆法。设计灌浆深度定为4m，梅花型布孔，孔距排距为2.0m。在灌浆中掺加防蚁药剂CA-85，采用多次循回轮灌法进行充填灌浆以提高灌浆效果。充填灌浆应满足《土坝坝体灌浆技术规范》(SD266-88)要求。

3.4金属结构除险加固进水闸拦污栅、检修闸门运行良好，而事故检修闸门止水破坏、漏水严重，启闭设备不能正常运行。本次加固设计仅更换事故检修闸门的止水零件、更换启闭设备、维修门槽埋件，启闭设备容量及规格按原先不变。

出水闸为拆除重建，设工作闸门一扇。闸底板高程37.67m，闸顶高程40.67m，启闭机平台高程43.67m，孔口尺寸1.3×1.3m2。

4结语云山水库除险加固工程的实施：①可以提高水库安全系数，对水库的正常运行以及水库下游人民生产、生活提供安全保障[1]；②可以延长水库运行期限，对当地社会经济的稳定发展起到促进作用。经过上述大坝除险加固设计措施，使得云山水库大坝安全性符合相关要求。

参考文献[1]杨德用.朝阳水库大坝除险加固设计研究[J].水利科技与经济,2014(4):103-104.