□张　媛（新疆阿克苏地区水利局）



央瓦力克水库除险加固工程优化设计措施

□张媛（新疆阿克苏地区水利局）

摘要：央瓦力克水库为引水注入式平原水库，引渭干河河水，经过克孜尔水库—东方红电站—库沙新总干渠—沙新总干渠—沙雅总干渠5号闸—羊达克夏干渠（桩号：1+537）—央瓦力克水库引水渠—央瓦力克水库。现状央瓦力克水库由水库大坝、水库引水渠、放水涵洞及放水渠组成，本次除险加固主要对水库大坝、放水涵洞和水库引水渠进行除险加固。文章主要是对央瓦力克水库除险加固工程中防渗材料、坝基防渗型式进行优化设计的探讨，提出了可操作措施。

关键词：水库工程；优化措施；除险加固

1　工程概况

央瓦力克水库为引水注入式平原水库，引渭干河河水，经过克孜尔水库—东方红电站—库沙新总干渠—沙新总干渠—沙雅总干渠5号闸—羊达克夏干渠（桩号：1+537）—央瓦力克水库引水渠—央瓦力克水库。现状央瓦力克水库由水库大坝、水库引水渠、放水涵洞及放水渠组成，本次除险加固主要对水库大坝、放水涵洞和水库引水渠进行除险加固。

1.1水库大坝

现状水库大坝坝型为均质土坝，水库除险加固在老坝线的基础上对部分坝段进行了调整，调整后水库坝线总长度为7.90 km，以放水涵洞为界分为西坝段、东坝段和北付坝段，其中西坝长3.45 km，东坝长3.55 km，北付坝长0.90 km。

1.2放水涵洞

现状放水涵洞为单孔箱涵，为钢筋混凝土结构。闸室混凝土破损严重，进、出口段混凝土老化、破损严重，混凝土底板、护坡已断裂、垮塌。平板钢闸门损坏，锈蚀、漏水严重，启闭机严重老化失修。水库除险加固保持原放水涵洞位置不变，对放水涵洞进行重建，放水建筑物采用钢筋混凝退整体式闸室结构。放水闸位于东、西坝线0+000处。现状放水涵洞底高程为995.96 m，对放水涵洞工程规模论证，得出放水闸底板高程为996.07 m。

1.3水库引水渠

水库引水渠从羊达克夏干渠1+537引水，全长4.90 km，设计流量：1.20 m3/s，为梯形土渠，没有采取任何防渗措施，底宽约3.00 m，渠深1.35～3.20 m，纵坡为1/1100，水流冲刷造成渠道边坡垮塌严重，断面不规整。

1.4水库放水渠

现状放水渠渠道为梯形土渠，长0.29 km，没有采取任何防渗措施，渠道底宽3.00～4.00 m，渠深2.00～2.40 m，深浅不一，水流冲刷造成渠道边坡垮塌严重，断面不规整，渠道纵坡约为1/1500。现状放水渠渠底高程约为994.60 m，地势较低，而水库南端最低库盘高程为995.50 m，高差0.90 m，从而造成该段放水渠地下水成溢出状态，故此项水库除险加固对其放水渠不进行防渗改造，保持水库放水渠位置不变，仅对放水闸出口段进行防护，以免水流对下游岸坡造成冲刷。

2　水库除险加固优化设计措施

根据《央瓦力克水库大坝安全鉴定》结论，大坝坝体、坝基渗漏严重，需采取有效的防渗措施。下面对选用的防渗材料进行比选。根据央瓦力克水库实际情况，结合当地已建水库的成功经验，提出两种防渗材料方案。方案一采用幅宽6 m，厚0.50 m的PE塑料膜，方案二采用幅宽6 m，规格为（150 g/m2/0.50 mm）的一布一膜。见表1。

表1　方案一PE塑料膜参数表

3　库盘防渗设计

根据水库工程地质条件及本工程坝低线长的特点，下面对水深较大的西坝0+000-0+500和东坝0+000-1+100段提出两个坝基防渗型式对比方案。

方案一：坝基水平铺膜防渗

根据地质评价，库区及周边地层为全新统冲洪积层，地层岩性主要为低液限粉土层及含细粒土砂层，局部夹低液限粘土层，覆盖厚度50m以上，渗透系数K=3.78×10-5～8.38×10-4cm/s，属于弱透水层。从库盘土料物理性质、施工难度和防渗效果出发，水库除险加固工程对水深较大的西坝0+000-0+500和东坝0+000-1+100段坝基防渗水平复合土工膜（150g/m2/PE0.50 mm）铺设位置确定为库内坡脚设计的阻滑墙边缘处，沿坝基清废面往库内方向水平延伸2.00 m作为坝基防渗范围。在土工膜前端开挖边坡为1：1.50，深为1.00 m截槽，将水平铺膜延伸贴着边坡至槽底后平铺50 cm，再利用开挖土回填并压实。

方案二：坝基垂直铺膜防渗：坝基垂直铺设两布一膜（150 g/m2/PE0.50 mm）土工膜防渗。

垂直铺膜深度的确定：根据农一师已建两座水库：上游水库和胜利水库坝基垂直防渗深度和目前垂直铺膜机铺幅深度，确定本次土工膜铺设深度为8 m。见表2。

表2　方案二一布一膜参数表

坝基水平塑膜防渗方案一坝基垂直塑膜防渗方案二

这两种坝基防渗方案都适合央瓦力克水库的坝基防渗要求，下面针对坝基防渗提出的两个方案进行综合比选。见图1和图2。

图1　坝基水平塑膜防渗设计图

图2　坝基垂直塑膜防渗设计图

方案一优点：在对坝前铺膜的同时可以对坝体进行填筑，互不影响，有利于坝体的填筑质量控制。工程造价较低，每米投资约19.97元。施工工序简单，易于操作，工程质量较容易控制。

方案一缺点：由于水平铺膜范围较大，在施工过程中容易造成人为破坏；坝前芦苇、红柳较多，容易造成土工膜破裂。

方案二优点：没有水平段土工膜，对于根系穿透造成破坏的可能性减少，减少了施工过程中人为破坏的因素。

方案二缺点：工程投资较高，每米投资约70.00元。施工工序较为复杂，土工膜的完整性不好检测，工程质量不易控制。阻滑墙基础直接坐落在垂直铺膜开槽边缘，开槽后槽周围土体受到扰动不密实，会导致阻滑墙倾覆，导致坝体护坡失稳。垂直铺膜位置在坝坡脚处，坝体填筑需等垂直铺膜完毕后再进行坝体填筑，并且对坝坡脚的坝体填筑质量有不利影响。

4　结　语

经过综合比较分析：二种材料均适用于央瓦力克水库作为防渗材料，聚乙烯塑料膜防渗和土工膜防渗施工简单，可以节约施工工期，而且防渗效果较好，但聚乙烯塑料膜容易破损，且使用年限较短。0.50 mm聚乙烯塑料膜的价格比（150 g/m2/0.50 mm）土工膜造价要低，但是考虑到在铺设过程中人为因素及机械碾压对塑膜的破坏较土工膜更为严重，同时水库作为挡水建筑物，渗漏对水库大坝安全的影响较大，从水库运行安全角度考虑本次除险加固采用一布一膜（150 g/m2/0.50 mm）作为防渗材料。坝基防渗方案采用：坝基水平铺膜防渗。针对水平铺膜在施工过程中的人为破坏，可加强施工期的教育引导，使施工人员提高防护意识，减少破坏，破坏后及时修补，对水库安全运行较为有利。

参考文献

［1］许建贵.小型病险水库除险加固工程的质量控制［M］.河南水利与南水北调，2012（14）.

［2］姚小丰，胡长江.水库大坝除险加固工程设计探究［M］.河南水利与南水北调，2013（2）.

（责任编辑：左英勇）

中图分类号：TV697. 3

文献标识码：A

文章编号：1673-8853（2016）04-0080-02

作者简介：张媛（1980-），女，工程师，主要从事水利工程建设管理工作。

收稿日期：2016-01-07