浅析肥源病险水库除险加固

2016-08-19唐奕

大科技 2016年7期

关键词：溢洪道隧洞大坝

唐奕

（湖南省永州市水利局河道管理站湖南永州 425000）

浅析肥源病险水库除险加固

唐奕

（湖南省永州市水利局河道管理站湖南永州 425000）

通过对新田县肥源水库存在的问题及原因进行分析后，本文提出对坝体采用高喷灌浆，加设土工膜等与坝宽坝高形成防渗体系，并绕坝肩进行处理。对大坝上游坡面重新护坡等重点处理措施，并对具体施工方法进行了阐述。

肥源水库；病险；防渗；改造

1 工程概况

肥源水库位于湘江支流舂陵水支流日西河上游，枢纽工程位于新田县骥村镇，距县城15km。水库控制集雨面积40.8km2，坝址以上干流长度9.14km，干流平均坡降2%，正常水位325m，正常库容1320万m3，校核洪水位326.93m，总库容1556万m3，死水位296m，死库容22万m3。水库设计灌溉面积4.87万亩，实际灌溉面积2.61万亩，保护下游农田5万亩，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖、人饮供水、发电等综合利用的中型水利工程。

肥源水库大坝始建于1967年，为粘土斜墙堆石坝，坝顶高程为328.7m（黄海高程），最大坝高42.7m，坝顶宽5.2m，坝顶轴长150m。溢洪道为开敞式实用堰，堰为325m，堰宽为36m，末端采用挑流消能。输水管隧洞内径1.4m，长163.5m，为钢筋混凝土园型隧洞，管用卧管放水，进口底板高程296m，设计过流能力3m3/s。电站装机两台，总容量为640kW。

2 病险情况及原因分析

2.1 病险情况

由于受当时的施工条件及施工水平影响，自水库运行以来，出现过多次险情及隐患，给工程管理带来较大困难。①多次出现滑坡现象。据有当地管理部门数据记录：1974年10月27日凌晨2时大坝内坡开始滑坡，10月29日三天时间大坝坝顶向内下滑坡11m，滑顶长113.5m。②溢洪道底板和侧墙冲刷严重，年久失修，影响泄洪安全。③输水隧洞漏水严重，严重影响灌溉效益和左岸山体的稳定。

虽然水库管理部门多次对大坝进行了除险加固处理，但由于资金方面的问题，一直处理不彻底。目前大坝仍存在不少较严重的工程险情和隐患。现以建筑物分类分述大坝存在的主要问题：

（1）大坝存在严重的安全隐患。①大坝坝基渗漏及坝肩绕坝渗漏严重；②大坝填筑质量差，平均干密度偏低，斜墙渗透系数不满足规范要求；③大坝内坡未护坡；④下游坝坡局部抗滑稳定不满足规范要求。

（2）溢洪道存在的安全隐患。溢洪道坐落在强风化基础上，岩体裂隙发育、完整性程度较差、渗漏严重，溢洪道底板侧墙出现了严重的冲刷坑洞及裂缝、渗漏严重。

（3）输水隧洞存在的安全隐患。输水隧洞及卧管存在严重漏水，其中输水隧洞存在纵向及环向裂缝达15处。

2.2 原因分析

由于当时建设时配套资金不能及时到位，设计标准低，施工质量差、技术条件差，加上填筑料不均匀、含水量较高、碾压不密实等因素导致大坝防渗处理不到位，给大坝运行带来了严重的安全隐患。

3 处理措施

大坝处理方式：

大坝处理方式主要有：①大坝主要采取对坝基全线帷帷灌浆，防渗帷幕深度应深入相对不透水层（透水率q∠6La）以下5m。②对大坝采取高喷灌浆法和加设土工膜等处理，并与坝基、坝肩帷幕灌浆连接形成防渗层。③右岸帷幕长度从坝端向山坡延伸80m、左岸坝端向山坡延伸30m。④对灌溉发电压力隧洞进行内衬加固，改卧式进水口为取水塔进水口。⑤溢洪道工程主要有原浆砌石拆除，过水断面修整，浆砌石工程钢筋混凝土工程及地基处理。

4 施工方法

（1）帷幕灌浆：按照《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/SL62-2014）的要求，在大坝左侧的搭建灌浆平台，灌浆孔为单排（孔距2.2m），采用地质150型钻机钻孔灌浆，两次加密施工，以灌浆泵灌入水泥浆。灌浆施工程序为：定孔→钻孔→洗孔→冲洗→试压水→制浆→灌浆→检查。灌浆具体施工采用地质钻机钻孔，钻孔结束后用高压水清洗，将孔内残存的岩粉、铁末等冲洗出孔口，洗孔至孔底残留物质厚度小于10～20cm，回水变清后改变浆液水灰比，等到吸浆率逐渐小于规定值，再逐渐升压、直到结束。全孔结束后，必须做好对钻孔的封堵。最后一段灌浆结束后，应立即改用稠一级浆液进行复灌。对施工记录的检查，主要通过检查各项施工记录、成果资料、质量检查制度的执行情况等方法进行。

（2）大坝高喷灌浆：大坝上游坝坡315.7m高层处平台外布设一排高喷灌浆孔与坝基及两坝肩帷幕灌浆连接，形成一道封闭连续的防渗墙。设计孔距约1.2m，在施工过程中，孔距等设计参数可根据现场试验成果作适当调整。大坝高喷灌浆具体施工：首先在孔底静喷2～3min，喷口提升速度因地层而异，同时在施灌过程中若孔不冒浆应立即停止提升，直到孔口冒浆冒比重达到1.2以上时再开始提升。当喷杆提升到设计高度后即可停机。当喷浆完毕后，应随时用回浆池中的浆液作静压灌即可停机，同时应做到随沉随补，直到浆液不再析水下沉为止。在灌浆过程中，必须严格遵守现行有关规范和操作过程，切实按照设计所交图纸和有关施工要求施工。当施检部位的喷射工程施工完成7日后，即可进行检查，并测定其效果。

4.1 大坝上游坡面护坡

大坝上游坝坡施工最好选定在枯水期（10月至次年3月）进行，大坝坝坡整平压实后，坡面先铺砂石反滤层，后用预制混凝土块护砌，此过程自下而上进行，坡脚处设防滑墙。对坡面护坡工程所有原材料、中间产品进行检测，检查合格才能用于施工，以确保坡面护坡工程质量。

4.2 压力隧洞加固

压力隧洞采用内加钢衬加固，钢衬制作和安装必须按照有关规程规范检查标准进行严格的质量检查，并委托第三中介检测单位进行检查，经检查合格后方可进行回填灌浆工程施工。混凝土衬砌空隙回填灌浆完成后再进行接缝灌浆，约成110°角度，两侧错开布置一排灌浆孔，孔距约为2m，顶部设排气孔，孔距2m。按缝灌浆在回填灌浆完成14d后经敲打检查空隙符合要求以后才进行，采用磁座电钻钻孔灌方法同上。回填灌浆和接缝灌浆压力均控制为0.3MPa。

4.3 取水塔工程

发电压力隧洞进水口为塔式，作为输水建筑物的首部建筑，进取水口底部高度不变。具体施工程序：原取口段拆除→取水塔混凝土浇筑→工作桥施工→启闭机、闸门安装。原进水口拆除采用人工配合风钻撬除，拆除石渣料就近堆放后运出；取水塔、工作桥施工的混凝土浇筑采用1m3移动式拌和机拌制混凝土，钢筋及模工程采用人工绑扎、安装及拆模；钢闸安装前需检查其品种是否符合设计要求，并前应予以矫正和调直，门体焊接和拼装完成后应进行检验才能安装。

4.4 溢洪道工程

溢洪道是宣泄超蓄洪水，保证水库安全的重要建筑物，溢洪道改建工程主要对原浆砌石拆除，过水断面和底板高程一定要严格按设计进行，经验收合格后方能进入下一轮工序施工。底板混凝土必需平整光滑，混凝土强度要达到设计要求。原浆砌石拆除采用人工拆除，底板混凝土采用机械拆除；混凝土及钢筋混凝土采用1m3拌和机拌和人工运料、平仓、插入式震捣器捣实；钢筋及模板工程采用人工绑孔、安装和拆模；溢洪道侧墙浆砌石采用座浆法砌筑；溢洪道地基固结灌浆孔在10m宽的底板上布4排按梅花形布置，孔距、排距均匀布置，固结灌浆在底板混凝土浇筑前进行，灌浆压力采用0.3MPa。