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浅谈双河口水库坝体整治的方法

2011-02-17聂兵重庆市巴南区水利工程管理站401320

中国科技信息 2011年2期
关键词:马道坝坡坝顶

聂兵 重庆市巴南区水利工程管理站 401320

浅谈双河口水库坝体整治的方法

聂兵 重庆市巴南区水利工程管理站 401320

根据双河口水库坝体存在的问题,提出了坝体整治方法,并将方法运用到双河口水库坝体的整治中,通过工程竣工后对存在问题的解决情况看,本文所述的方法比较好的解决了工程实际问题,实现了理论和实际工程的有效结合。

1.前言

重庆小型水库数量多,且多数修建于上世纪六、七十年代,受时代背景及技术手段的限制,大部分水库属于边勘测、边设计、边施工的“三边工程”,在这种条件下建起来的土坝,其质量较差,经过多年运行,工程普遍存在老化和损坏,加上白蚁活动的影响,往往坝体出现较为严重的渗漏和湿坡现象,严重影响工程的安全运行。本文通过对双河口水库坝体整治方案的探讨,为重庆地区治理类似水库提供借鉴的方法。

2.工程概况

双河口水库属小(一)型水利工程,位于重庆市巴南区安栏镇华丰村,属长江水系,一品河上游,地理位置十分重要,保护着下游安栏、一品、桥口坝、百节、鱼洞等重要场镇和渝黔高等级公路及5万多亩农田,有近十万多居民的安全,若一旦失事,将给国家和人民生命财产带来不可估量的损失。

水库大坝为均质黏土坝,土坝高28.5米,坝顶高程495.366米,坝顶宽2.8米,坝底宽141.6米,上游边坡从坝顶至坝脚为1:2.4、1:3.0、1:2.9、1:2.2、1:2.9、1:3.0坡脚处有6米高的趾坝(施工时的截流坝)与大坝连成一整体;下游边坡从坝顶至坝脚为:1:2.4、1:1.8、1:2.0中间设有两级马道,坝脚设棱柱形排水体,高18.9米。坝与基础间设四道截水齿槽,坝轴线前设三道、后设一道。

3.坝体存在的问题

经勘测,大坝坝顶坑洼不平。上游块石护坡毁损较严重,长满杂草,迎水面湿坡现象严重。左侧距岸坡与坝体接头4米处有一沉陷裂缝,垂直坝轴线,前后拉通,缝有1厘米宽,因位于正常水位以上,未作处理。大坝外坝471.5米高程散漏,把漏水集中起来相当于半个涵洞的放水量。下游坝坡面不平整,且杂草丛生,大坝下游坝坡存在渗漏现象,白蚁危害严重。大坝上、下游坝坡不稳定,大坝未设任何观测设施。

4.治理方案

放缓内外坝坡,翻修内坡压脚,坝顶设防浪墙,并对坝顶路面硬化,上下游增设马道,并对下游坡马道以下部分增加堆石体及干砌条石排水体。对坝体进行护坡措施,对上游坝坡全断面采用预制砼块护坡,C15砼块尺寸为300×300mm的六角形板,厚度100mm;下游坝坡排水体棱体以上,采用C15砼浇栅格3.0×3.0m,栅格内种植草皮护坡。对两坝肩的绕坝渗漏及坝体渗漏采用帷幕灌浆处理,对建坝初遗留问题,采用坝体劈裂灌浆,增加坝体密实度,阻断渗漏通道。再结合水库实际采取适当的白蚁治理措施,并在坝体上设置观测设施。

5.方案的实施

5.1 坝顶硬化整治

经过多年的运行,坝顶受雨水冲刷严重,高低起伏不平,又无任何排水设施,遇雨即形成积水,对坝体的安全运行构成不良因素。调整坝顶宽度为4m,硬化处理先对坝顶杂草进行清除、平整,手摆块石厚200mm,其上铺筑100mm碎石渣料垫层,最后浇筑C15砼路面,厚200mm,坝顶长度保持不变,坝顶路面向下游呈1/50的示水坡度,以保证坝顶排水的通畅。坝顶上游侧设防浪墙一道,防浪墙顶高程496.366m,材料为C25钢筋砼,防浪墙高度1m,宽度0.2m。

5.2 上游坡面整治

上游坝坡将原来的上游边坡依次放缓为1:2.5、1:3.0、1:2.5三级坝坡,在高程485.366m下增设马道,宽2m,马道以上边坡为1:2.5,马道以下至高程474.00m段边坡为1:3.0,坝脚采用抛石压脚体,抛石体设计边坡为1:2.5。

对坡面杂草进行彻底清除,坝坡削坡整形,达到要求后,在新鲜的坝面上铺100mm厚的砂砾保护层,再铺80mm厚的碎石垫层,平整后铺预制砼块,C15砼预制块尺寸为300×6×100mm的六边形板,砼块厚度取100mm,预制块采用干砌,砼块中部设排水孔一个,排水孔孔径R=15mm,上游坝坡设防滑墩3道,防滑墩用C15砼砌筑,尺寸600m×600m,在坝顶中部至马道处设一道步行梯。

5.3 下游边坡整治

对下游边坡放缓,并用C15砼栅格种草皮护坡,栅格间距3m×3m.下游坝坡高程485.50m高程处设马道一道,马道宽度1.5m,马道材料为C15砼,厚度10cm.坝顶至下游马道段中部设人行梯一道,人行梯材料为C15砼。马道以下部分规整坝坡,完善排水棱体,排水棱体材料采用干砌条石。两岸坝坡与岸坡结合位置处设M7.5浆砌石排水沟。

5.4 坝体灌浆

5.4.1 确定使用灌浆原因

水库于1966年9月动工兴建,先后进行过两次加固,在新旧坝体之间的结合部位处理质量较差,同时在岸边坡的结合也很差,绕坝渗漏现象突出。建坝时,大坝清基不彻底,未对坝基作任何处理,现在发现下游基础面有明显的渗漏现象存在。填筑坝体时,坝体土料粗大,不密实,厚薄不均,碾压不实,后又未作处理。在修筑和运行过程中出现过多次裂缝,坝下游中下部有渗漏现象存在。

针对上述情况,应对大坝的坝基及坝肩做帷幕灌浆,针对坝体砌筑质量不好的情况则采用坝体劈裂灌浆。

5.4.2 坝基、坝肩帷幕灌浆

双河口水库大坝最大坝高28.5m,根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001,本坝基只对单位吸水率5Lμ的岩层以上岩体灌浆。大坝坝基坝肩帷幕灌浆沿坝轴线布置,并向左岸延伸10米,向右延伸7.5米,以治理坝肩绕坝渗漏和坝基渗漏。灌浆孔采用单排布置,孔距均按2.5米布设,深入不透水层以下3m,孔的间距深度由现场实验作调整,合计布设40个,灌浆进尺387.59米,灌浆孔分序进行灌注,灌浆压力由现场压水试验确定。

5.4.3 坝体劈裂灌浆

坝体劈裂灌浆沿坝轴线布置,单排布孔,孔距为7.5m,根据现场灌浆压力试验作调整,共布孔8个,共135.32米,灌浆孔分序进行。

5.5 白蚁治理

5.5.1 挖巢填穴

根据白蚁在坝上危害的迹象,进行开沟取巢,从水库土坝迎水坡正常蓄水位到背水浸润线之间的坝坡斜面,选准部位,分别在迎水坡和背水坡,各开一条1.5×1.5米(宽×深)的顺沟,在土坝两端与山丘边接处,从迎水坡的正常水位至背水坡的浸润线各开一条1.5米×1.5米的横沟,通过开沟来截断坝体上的蚁道,综合分析判断选出主蚁道,追挖白蚁主巢,取出巢体,然后对巢穴进行施药处理,填实巢穴。

5.5.2 土坝表层药剂处理

为了灭杀坝上白蚁幼龄巢和预防白蚁有翅成虫纷飞落坝的危害,需用白蚁专用预防剂,进行坝体表层处理,处理范围在背水坡所开顺沟和迎水坡所开顺沟之间的坝体表面,面积约2000平方米,同时需用钻机打孔930个,孔距1米,呈梅花形,深约0.4~0.6米,然后对每个孔作灌液处理,直至饱和,彻底消除白蚁存在的隐患。

5.5.3 设置毒土隔墙

对所开的顺坝和坝两端连接山丘处开的横沟,在回填时应进行分层毒土,每回填20厘米喷一次预防药剂,直到回填完毕,形成5~7条毒土隔墙,以堵断穿坝蚁道的形成,确保该水库大坝的安全。

5.5.4 施放毒饵诱杀包

对坝肩两端林地、山丘,施放白蚁诱杀包以达到灭杀山丘蚁,避免周围山丘白蚁对坝体产生蔓延危害。

除此之外,在对坝体进行灌浆时,对白蚁巢穴、蚁道也起着封堵的作用。

5.6 设置工程观测设施

根据相应技术规范的要求,满足水库安全监测的需要,完善水文、气象监测设施,大坝表面竖向位移(沉降)和水平位移观测设施,渗流量观测设施。

6.结论

本文在分析双河口水库坝体存在问题的基础上,提出了上述的处理方法,并实际应用到本工程整治中,通过工程竣工后对存在问题的解决情况看,坝体渗漏问题得到有效解决,上游迎水面湿坡现象得到治理,坝体白蚁基本灭绝,坝体整体运行安全,取得了预期的治理效果。综上所述,笔者认为本文所述的整治方法,对重庆地区治理该类土坝具有一定的借鉴意义。

[1]谭界雄,位敏.我国水库大坝病害特点及除险加固技术概述.中国水利.2010年第18期

[2]王璐华.帷幕灌浆技术在白泥坡水库除险加固工程中的应用.中国水利.2010年第18期

[3]宋晓钢.中国堤坝白蚁治理研究现状及展望.白蚁防治.2006年第1期

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.02.020

聂兵 工程师 重庆巴南区水利工程管理站从事水利工程管理。

小型水库;土坝;坝体;整治

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