水庫(kù)改建加固設(shè)計(jì)論文
時(shí)間:2022-05-18 04:00:54
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1我國(guó)水庫(kù)病害的特點(diǎn)和原因
隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)使用時(shí)間較長(zhǎng)的水庫(kù)來講極容易出現(xiàn)下列病害:大壩壩頂高度過低泄洪建筑能力不足,防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到規(guī)范要求,主要原因是:水文分析不足以至于泄洪建筑設(shè)置不足,隨著時(shí)間推移洪水資料與設(shè)計(jì)初值產(chǎn)生偏差泄洪能力不足。在汛期高水位的作用下大壩極容易出現(xiàn)滲漏問題,許多土石壩或多或少均會(huì)有管涌、流土的現(xiàn)象,混凝土壩和漿砌石還容易發(fā)生溶濾破壞。多數(shù)大壩按現(xiàn)行規(guī)范在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗震和滑動(dòng)穩(wěn)定性上均達(dá)不到要求。大壩輸水及泄洪建筑的穩(wěn)定系數(shù)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。機(jī)電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)使用過度,缺少更換和維修。多數(shù)水庫(kù)缺少足夠的水文測(cè)報(bào)和大壩觀測(cè)裝置,管理設(shè)施陳舊落后,防汛道路標(biāo)準(zhǔn)低,有的水庫(kù)甚至沒有防汛道路。
2小河口水庫(kù)主要存在問題
大壩上游壩坡水位變動(dòng)區(qū)塌陷、破損嚴(yán)重;大壩下游壩坡縱橫向排水溝破損;壩右岸下游岸坡坍塌;溢洪道進(jìn)口段左右側(cè)翼墻空箱漏水嚴(yán)重,左側(cè)翼墻后土體在校核洪水位會(huì)發(fā)生滲透破壞;泄洪洞泄洪能力不足等。改建方案選取:通過查閱文獻(xiàn)對(duì)壩坡的加固處理常用的方法有:壩坡拆除重建、對(duì)局部破壞區(qū)域進(jìn)行改造、對(duì)老化部位進(jìn)行局部翻新,其中已拆除重建為主。溢洪道加固主要的方法有:局部拆除重建、完全廢棄重建,其中已局部重建為主。輸水洞加固的方式常用的有:拆除重建水塔或?qū)λM(jìn)行加固、對(duì)輸水洞洞身進(jìn)行整體加固、對(duì)輸水洞出口消能設(shè)施進(jìn)行加固以及對(duì)金屬結(jié)構(gòu)、啟閉系統(tǒng)改建,其中已對(duì)水塔、金屬結(jié)構(gòu)、啟閉系統(tǒng)的改造為主。
3改建工程加固設(shè)計(jì)
3.1壩坡改建
壩坡采取破損段局部維修加固:對(duì)大壩上游壩坡水位變動(dòng)區(qū)塌陷、破損嚴(yán)重的干砌石護(hù)坡進(jìn)行維修;對(duì)大壩下游壩坡縱橫向排水溝破損段進(jìn)行維修;對(duì)大壩右岸下游岸坡坍塌部位采用漿砌石護(hù)坡處理。
3.2溢洪道改造
溢洪道部分整體拆除,部分加固改造:本次設(shè)計(jì)在空箱內(nèi)設(shè)土工布反濾,上鋪植草磚植草固土;本次閘室改建段樁號(hào)0+189.6~0+201.6,總長(zhǎng)12m,閘室為閘門控制寬頂堰鋼筋砼結(jié)構(gòu),為了不影響上游交通橋的穩(wěn)定性,本次設(shè)計(jì)將現(xiàn)狀閘室拆除至670.4m,以上部分全部拆除重建,新建底板與閘墩為整體結(jié)構(gòu),進(jìn)口底高程671.4m,墩頂高程682.5m,底板厚2.5m,邊墩厚1.5~1.2m,中墩厚1.2m,檢修閘門為疊梁門,工作門為平面定輪鋼閘門,閘門尺寸10×6.8m,啟閉平臺(tái)高程為690.8m,新建閘室段與上游交通橋及下游泄槽段側(cè)墻順接,縫間設(shè)BW型膨脹止水條止水;閘室與大壩間采用土料回填交通道路,路面高程682.5m,路面寬8m,斷面為梯形斷面,上下游邊坡均為1:2,要求土料壓實(shí)度≥0.95,路面采用200厚C20砼現(xiàn)澆;泄槽底板加固范圍為0+310~0+645,即在原底板上現(xiàn)澆砼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理;側(cè)墻0+201.6~0+210段因泄洪時(shí)拱橋嚴(yán)重阻水,本次設(shè)計(jì)拆除重建,側(cè)墻采用鋼筋砼扶臂擋土墻結(jié)構(gòu);側(cè)墻加高段范圍為0+210~0+295、0+427~0+645,即在原墻頂現(xiàn)澆砼加高;側(cè)墻改建段范圍為右0+310~0+467,即將原側(cè)墻拆除重建,側(cè)墻結(jié)構(gòu)仍采用鋼筋砼懸臂擋土墻結(jié)構(gòu);側(cè)墻加固改建段范圍為左0+320~0+427、左0+450~0+480,即在原側(cè)墻后加30cm厚鋼筋砼襯砌;泄洪洞出口側(cè)墻延長(zhǎng)段范圍為0+340.3~0+359.3,采用鋼筋砼結(jié)構(gòu),尾部為流線型。
3.3泄洪洞改造
泄洪洞拆除重建:本次設(shè)計(jì)拆除原檢修平臺(tái)及上部啟閉機(jī)房,將檢修平臺(tái)由670.9m加高至678.65m,啟閉平臺(tái)由680.4m加高至686.35m,加高部分均為鋼筋砼結(jié)構(gòu),啟閉機(jī)房為磚混結(jié)構(gòu),進(jìn)水塔與壩頂間新建工作橋及支撐排架,橋面高程682.5m,分為5跨,總長(zhǎng)78m;更換閘門及啟閉設(shè)備;對(duì)泄洪洞洞身漏水段0+034~0+104進(jìn)行洞身反壓灌漿,并對(duì)伸縮縫進(jìn)行維修處理。
3.4輸水洞改造
輸水洞增設(shè)水塔,出口增設(shè)反濾排水設(shè)施等:進(jìn)口增設(shè)進(jìn)水塔,塔高36.1m,啟閉機(jī)平臺(tái)高程682.5m,進(jìn)水塔為C25鋼筋砼結(jié)構(gòu),進(jìn)口底高程665.5m,孔口尺寸為1.5×1.5m,塔內(nèi)設(shè)事故檢修閘門,上游止水,施工采用鋼筋砼沉井圍堰,沉井內(nèi)徑8m,沉井高21.5m,壁厚1.2m;進(jìn)水塔與壩頂間采用鋼筋砼梁板式工作橋連接,橋長(zhǎng)54.0m,橋面寬2.5m,共分四跨,支撐為鋼筋砼排架結(jié)構(gòu);對(duì)輸水洞洞身進(jìn)行砼回填,并在輸水洞出口增設(shè)反濾排水設(shè)施。對(duì)輸水干渠節(jié)制閘及泄水閘的啟閉機(jī)進(jìn)行更換。
3.5機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu)
溢洪道增設(shè)事故檢修門和啟閉設(shè)備,工作閘門、埋件、啟閉設(shè)備重新設(shè)計(jì);泄洪洞事故檢修門、工作閘門、埋件和啟閉機(jī)拆除更新,重新設(shè)計(jì);輸水洞進(jìn)口增設(shè)事故檢修閘門;輸水干渠節(jié)制閘及泄水閘增設(shè)啟閉設(shè)備。
3.6水情自動(dòng)化測(cè)報(bào)系統(tǒng)
為了及時(shí)了解工程運(yùn)行狀態(tài)以及運(yùn)行管理對(duì)于洪水預(yù)報(bào)的要求,本設(shè)計(jì)增設(shè)大壩變形觀測(cè)、大壩壩體滲流、壩肩繞壩滲流等觀測(cè)設(shè)施,并創(chuàng)建水情自動(dòng)化測(cè)報(bào)系統(tǒng)。
4本水庫(kù)改建目標(biāo)
按上述改造方案進(jìn)行可以保證小河口水庫(kù)灌區(qū)6.53萬(wàn)畝保證率為50%的興利用水量,保護(hù)下游防護(hù)對(duì)象的安全(主要包括:晉侯高速公路、侯月鐵路、沿河1萬(wàn)多畝耕地、30個(gè)村莊、1.41萬(wàn)人口、澮河水庫(kù)及澮河二庫(kù))。工程完成后防洪標(biāo)準(zhǔn)可達(dá)50年一遇洪水設(shè)計(jì),1000年一遇洪水校核,將極大地改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)狀況。
作者:李霞單位:臨汾市水利勘察設(shè)計(jì)院