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1、 松树大型病险水库的加固设计研究 我国在二十世纪中期修建了大批水库工程，运行至今，大多数出现了各种病险隐患，成为防洪体系中的薄弱环节和很大的安全隐患。据全国病险水库除险加固专项规划统计数据，截止到2001年7月，我国现有水库87 076座，其中大中型水库为3 717座，大中型病险水库为2 433座，占其总数的65.456%。我国政府非常重视全国病险水库除险加固建设，使之作为中央补助项目，按轻重缓急的原则加快完成加固建设。文中结合松树大型病险水库的加固设计实例，介绍了工程区地质条件、挡水、泄水以及输水建筑物结构布置等特点及其在施工过程中需重点研究的问题。1工程概况松树水库位于辽宁省瓦房店市松树镇
2、境内的复州河上游段，库址以上河道长45 km，水库控制流域面积302.4 km2。库址距下游松树镇2 km，交通极为便利。工程始建于1970年6月，当时的主要任务是以防洪、灌溉为主，兼顾发电，枢纽主要建筑物由主坝、副坝、溢洪道、引水系统及发电厂房组成。始建时水库总库容9 864104m3，为等工程，主体建筑物按3级设计，设计洪水为100年一遇（P=1%），校核洪水为500年一遇（P=0.2%）。主坝基本坝型为粘土心墙砂壳坝，坝顶长280 m，最大坝高25.10 m；副坝结构型式同主坝，坝顶长 550 m，最大坝高11 m；溢洪道位于副坝左岸岸坡上。引水系统位于主坝左岸，分主洞和发电支洞，主洞总
3、长238.68 m，直径2.0 m，支洞长43.5 m，直径1.8 m；塔式进水口底板高程92.0 m。厂房为地面式，装机容量2320 kW。在 19821987 年间松树水库曾进行了一次安全加固。2003年松树水库被核定为三类病险水库。除险加固后松树水库总库容为1.671108m3，为以城市供水为主、兼顾防洪的大（2）型等工程，除险加固后枢纽主要建筑物由挡水主、副坝、泄水建筑物和输水建筑物组成，主要建筑物级别为2级，设计洪水标准为500年一遇，校核洪水标准为5 000年一遇，水库正常蓄水位111.30 m。主坝布置在复州河主河道上，基本坝型为粘土心墙+顶部斜墙砂壳坝，坝顶长304 m，最大坝
4、高34.87 m；副坝布置在水库西北侧，基本坝型为混合坝，由板槽式混凝土心墙石渣坝及浆砌石坝组成，坝轴线为折线型，坝顶总长716.04 m，最大坝高16.58 m；泄水建筑物为岸坡式溢洪道，布置在副坝左岸岸坡上，三孔泄流，溢流前缘总宽为29 m，挑流消能；引水系统位于主坝左岸，在原闸门井后7.6 m远新建一竖井式闸门井，原进水口107.50 m高程以下结构不变，107.50 m高程以上拆除重建。对原输水洞进行加固补强处理后，继续利用。2005年加固工程开工建设，2008年12月通过竣工验收，投入正常运行。工程总投资为6 584.73万元。2工程区水文及地质条件工程地处复州河流域，属北温带季风区
5、，多年平均降水量为640 mm，多年平均蒸发量（E601）887.6 mm，多年平均最大风速为17.2 m/s。流域内多年平均气温9.3 ，极端最低气温-25.1 ，最大冻土深115 cm。工程区属低山丘陵区。主坝位于山间狭窄的“V”字型沟谷复州河主河段，河床宽度约 150 m，左岸山顶高程为165 m，右岸为138 m，两岸边坡坡度4030；主坝出露基岩主要为石英砂岩夹粉砂岩，无全风化岩石，强风化深度02 m，以下为弱风化岩石；心墙建基在弱风化岩上。副坝位于水库西北侧，两岸地面高程110.0 m左右，中间低洼地段高程为102.0 m；出露地层岩性主要为花岗片麻岩，片麻状构造，主要成分为正长石
6、、石英及黑云母等，岩石抗风化能力差，风化裂隙发育；心墙基槽建基于强风化岩上，强风化岩厚度1.79.5 m，透水率为1.1464.698 l/（minmm），属中等透水岩体；坝基未进行防渗处理，副坝地基漏水严重，需进行帷幕灌浆。岸坡溢洪道紧邻副坝左岸岸坡布置，原地面高程102.0115.0 m，开挖后岩面高程102.095.0m。边坡开挖高度约 20 m，基岩以花岗片麻岩为主，地质构造较简单。溢洪道堰基、陡槽段及挑坎段，均建于强风化岩中下部，透水率05184236 l/（minmm），属弱中等透水岩体。输水洞位于主坝左侧坝端，上游入口至下游出口总长238.7 m，全部于坝端岩体中经过，输水洞经过
7、处，以石英砂岩为主，岩石呈黄褐色，紫色及灰白色，裂隙发育，岩石脆硬强度高，多呈中一微风化状态。3工程建设内容挡水主坝布置在复州河主河道上，水库西北侧库岸地势低于正常蓄水位，在此部位布置挡水副坝和溢洪道，溢洪道布置在副坝左岸岸坡上，引水系统位于主坝左岸。这次除险加固在不改变原工程枢纽布置的前提下，按安全鉴定确定的项目进行：3.1主 坝主坝基本坝型为底部粘土心墙顶部粘土斜墙石渣坝，坝顶长302.789 m，最大坝高34.87 m。原坝顶高程保持不变（117.71 m）；现有上下游坝坡在地震工况下失稳，需将上游坝坡自马道高程103.00 m以上由1 2.75用碾压级配石渣回填到12.886；下游需将
8、 103.74 m 马道高程以下边坡由12.0放缓至12.5；拆除 1982 年加固、加高的部分坝体使用的工程塑料防渗体，铺筑粘土斜墙防渗；上下游坝坡护坡石翻新；修建坝顶照明设置和坝体观测设施。3.2副 坝副坝基本坝型为混合坝，由板槽式混凝土心墙石渣坝及浆砌石坝组成，坝轴线为折线型，坝顶总长716.04 m（加固段长647.07 m、 新建段长68.97 m），最大坝高16.58 m。 坝顶高程由原117.30 m抬高到117.71 m，坝顶宽度由4.50 m加宽到5.00 m；现有上下游坝坡需放缓培厚，上游坝坡放缓至12.75，下游坝坡放缓到1：2.512.1；对现有桩号0+000.000+
9、060.00 m浆砌石坝段，对上游破损坝体进行局部补强处理，重筑防渗面板；对现有桩号0+060.000+647.07 m粘土心墙混合坝，沿原粘土心墙中心线开槽修筑0.6 m宽的混凝土墙防渗，墙体预埋基础灌浆管；桩号0+647.07m0+716.04 m新建板槽式混凝土心墙石渣坝。现有坝基未作防渗帷幕、渗漏严重，这次加固补做坝基防渗帷幕；上下游坝坡护坡石修补翻新；修建坝顶照明设置和坝体观测设施；在副坝右坝头增设回车场。3.3泄水建筑物3.3.1 溢洪道泄水建筑物为岸坡式溢洪道，位于副坝左岸坝头，原有结构全部拆除重筑。溢流堰基本堰型为驼峰堰，三孔泄流，溢流前缘总宽为29 m，挑流消能。堰上每孔设一
10、扇平板工作闸门，共用一扇检修闸门。工作闸门采用固定卷扬启闭机启闭，检修闸门采用移动电动葫芦启闭，电动葫芦“工”字梁轨道设于启闭机排架前伸出的悬臂梁上。墩顶上游侧设3 m宽工作桥，下游侧设宽7.50 m的交通桥，桥面高程均为117.71 m，连接副坝及左岸交通。原有闸门启闭设备整机报废予以更新，恢复闸门供电设施。输水系统利用原洞线，对洞身破损裂缝部位进行局部补强，新建竖井式进水塔。进水塔内布置一扇平板检修钢闸门，原有闸门启闭设备整机报废予以更新，重建闸门供电设施。原有溢洪道下游交通桥标准不够、损坏严重，予以拆除重建。3.3.2 泄水渠泄水渠总长度约830 m，底宽40 m，两侧岸坡由于年久失修，
11、局部已溃塌形成决口，部分渠段有严重淤积现象。结合大连理工大学的溢洪道及泄水渠整体水工模型试验，确定处理方案：保持泄水渠基本宽度为40 m，遇下游防汛交通桥处增加宽度到60 m，清除渠底原有的阻水物，渠底部不加衬砌。3.4输水建筑物3.4.1 竖井式进水口根据地形地质情况，在原闸门井后17.6 m新建竖井式闸门井，原进水口107.50 m高程以下结构不变，107.50 m高程以上为满足抗震要求需进行拆除。竖井内布置一道事故闸门，竖井段高17.53 m，井内布置爬梯，井壁顺水流方向厚0.80m，垂直水流方向厚0.60 m，在闸下段设两个4 m长渐变段，与原引水隧洞连接。3.4.2 输水洞加固对输水洞顶部进行回填灌浆，对于隧洞内表面破损混凝土和局部孔洞进行凿除清理后，用预缩水泥沙浆回填密实。4几点体会在可研初设前期设计阶段，地质条件一定要查清，尤其是70、80 年代左右修建的工程，由于历史原因工程资料不健全，要辅以必要的地勘工作做详细的核查，以免遗漏。对于土石坝加固工程，采用板槽式混凝土防渗墙进行补强加固效果还是不错的，对于基础渗漏可以达到良好效果。-全文完-
