论文部分内容阅读
摘要 三川水库是一座典型的山区流域面积大、库容小、大集体时代修建的小(二)型水库，具有灌溉、养殖、生态综合效益，水库安全关系到三川村及该地的稳定。本文分析了水库病害现状，针对大坝、溢洪道等提出了具体的除险加固方案，实施后可正常蓄水，通过了工程验收。
关键诃 抗震除险加固；方案；设计
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
三川水库位于略阳县五龙洞镇三川村，嘉陵江一级支流八渡河上游支流三川河流上，距县城36km，1971年12月，由原白水江区发动群众投工投劳建设而成，总投资2.99万元，其中国家补助1.99万元。是一座典型的山区大流域面积，小库容水库。
三川水库是一座以蓄水灌溉为主兼顾养殖的V等小(二)型水库，设计灌溉面积1500亩，由于灌溉配套设施不完善，水库自建成后利用率低，主要功能末完全发挥。
该水库坝址以上河道流域面积21.4km2，河流长6.4km,水庫总库容22万m3，有效库容19.5万m3，死库容0.5万m3，养鱼水面46亩。
水库枢纽由土坝、溢洪道、放水建筑物三大部分组成。
挡水建筑物为土石混合坝，坝顶长度60m，最大坝高17m，坝顶宽度4.5 m，坝顶高程864.00m，坝基采用截水槽防渗。大坝背水坡坡比为1:3.05、1:2.0，迎水坡坡比为1:2.39。
放水建筑物位于大坝左岸，由放水卧管和涵洞组成，均为浆砌石结构。放水卧管共28阶，阶高0.6m。放水洞为浆砌石城门洞型无压涵洞，洞宽1.0m，洞高0.8m，比降1/200，设计最大放水流量0.48m3/s。
泄水建筑物位于大坝右岸，为开敞式正槽溢洪道，全长75m，进口溢流堰与坝轴线基本平行，泄水槽与坝轴线呈600夹角，堰顶高程862.08m，堰宽4m。泄水槽最大宽度5.3m，最大泄流量为71.0m3/s。
2病险问题
三川水库属“三边”工程，由于是发动群众修建，工程质量差，加之工程地质条件复杂，且设计中存在着不可忽视的技术问题，溢洪道泄洪能力先天不足，致使81年、90年2次洪水漫顶，多次出现险情，几十年来从末进行过维修及加固，特别是2008年汶川地震影响，坝体出现了裂缝，对水库和大坝安全构成严重威胁。
(1)、上游坝面虽作干砌石护面，砌护质量差,有滑塌现象,水库淤积严重。
(2)、大坝背水坡虽用干砌石砌护,但填土未达到设计坡度要求,坡度较陡,坝面凹凸不平,坝体渗漏严重。
(3)、水库无灌溉渠系配套设施,难以发挥灌溉效益。
(4)、受5.12地震影响，水库大坝又出现了新的险情，坝体出现2条纵缝，坝顶一条长为12.0m，宽1-1.5cm，坝背坡一条长25.0 m，宽1-2.5cm。
(5)、溢洪道过洪能力严重不足，最大泄流量为71.0m3/s，无法满足行洪要求,有翻坝现象。
3除险加固设计
3.1大坝加固方案
根据该水库的实际情况，大坝附近石渣料丰富，筑坝材料可就地取材。加固方案有二：
方案一：坝顶高程不变，即以864.00m高程处与下游坝坡交点为下游坝坡坝顶起点，迎水坡采用土夹石培厚，干砌石护面，水下抛填砂卵石，块石固脚。背水坡土夹石培厚，干砌石护面。增加纵横向排水沟。坝脚增加排水棱体。
方案二：“前削后培”。在迎水坡死水位以上适当位置筑浆砌石墩，迎水坡削坡确定坡比，背水坡培厚。
因该水库放水卧管出口位于坝脚左侧，如采用方案二则不能根治水库隐患，也不便于下一步修建渠系灌溉设施。经比较，选定方案一。
3.2大坝加因设计
根据《碾压式土石坝设计规范》要求，“除干砌石或堆石坝外，均必须设坝面排水。”，在迎水坡坝趾堆填砂卵石，高出死水位压实后，抛石护坡，然后石渣压坡培厚，增设坝脚排水棱体，完善坝面排水系统。
坝顶裂缝处理：对坝顶裂缝应开挖至裂缝尖灭点后回填夯实。
迎水坡清除滑塌体，按设计坡比压坡培厚，坝面采用30cm干砌块石护坡，下设两层厚分别为20cm和10cm的反滤层。
坝顶无交通要求，采用泥结石予以铺筑,并向下游倾斜2% 。
背水坡采取放缓坝坡，石渣培厚压坡。背水坡坡比在860.00m以上为1：2.5，以下为1：2.75。完善坝面排水系统，在戗台860.00m内侧设纵向排水沟，岸坡结合部设竖向排水沟。增设坝脚排水棱体，排水体为堆块石，坝面采用30cm干砌块石护坡，下设两层厚分别为20cm和10cm的反滤层。上游面与基础结合面反滤层与迎水坡同。
3.3溢洪道改造
依据《溢洪道设计规范》泄洪能力按20年一遇设计，泄洪流量95.8m3/s，200年一遇校核，校核泄洪流量241.1m3/s，对原溢洪道向左右两岸开挖，扩大过流断面，增大溢洪道坡比，完善下游消能防冲设施，满足泄流要求。溢流堰按实用堰自由出流设计，浆砌石结构，临水面采用M10砂浆抹面，实用堰未端直接与泄水陡槽连接，陡槽末端设底流式挑流。
三川水库溢洪道位于大坝的右侧，开挖岩石山体而成，现状宽4.0m,长75.0m,比降4.3%,经计算不能满足溢洪要求,本次抗震设计加固拓宽到12m,向左岸(坝体)拓宽3.0m,向右岸(山体)拓宽5.0m,比降为20%,两侧墙用M7.5浆砌石砌筑,底板用C25钢筋砼浇筑,侧墙坡比1:0.25。
3.4放水建筑物加固设计
放水卧管浆砌石灰缝脱落部分进行清缝处理后，用M10砂浆重新勾缝处理；并在卧管两侧100cm范围内用粘土夯填，延长卧管15m，断面见设计图。
3.5其他设计
为准确掌握坝体变形，本次拟在迎水坡和背水坡埋设沉降和位移观测桩3个，在右岸坡设置工作基点3个，左岸坡设置校核基点3个，增加精密水准仪和经纬仪各一台。
4结语
三川水库除险加固设计方案经省水利厅审查于2009年8月批复同意，2010年11月10日开工建设，2011年12月通过了汉中市组织的工程验收。通过一年多的蓄水运行和一个汛期洪水考验，设计方案达到了除险加固的目的，不但消除了对下游三川村的安全威胁，还可加大水库调蓄水量，增加了养殖水面面积，除险加固方案量切实可行，是合理的。
关键诃 抗震除险加固；方案；设计
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
三川水库位于略阳县五龙洞镇三川村，嘉陵江一级支流八渡河上游支流三川河流上，距县城36km，1971年12月，由原白水江区发动群众投工投劳建设而成，总投资2.99万元，其中国家补助1.99万元。是一座典型的山区大流域面积，小库容水库。
三川水库是一座以蓄水灌溉为主兼顾养殖的V等小(二)型水库，设计灌溉面积1500亩，由于灌溉配套设施不完善，水库自建成后利用率低，主要功能末完全发挥。
该水库坝址以上河道流域面积21.4km2，河流长6.4km,水庫总库容22万m3，有效库容19.5万m3，死库容0.5万m3，养鱼水面46亩。
水库枢纽由土坝、溢洪道、放水建筑物三大部分组成。
挡水建筑物为土石混合坝，坝顶长度60m，最大坝高17m，坝顶宽度4.5 m，坝顶高程864.00m，坝基采用截水槽防渗。大坝背水坡坡比为1:3.05、1:2.0，迎水坡坡比为1:2.39。
放水建筑物位于大坝左岸，由放水卧管和涵洞组成，均为浆砌石结构。放水卧管共28阶，阶高0.6m。放水洞为浆砌石城门洞型无压涵洞，洞宽1.0m，洞高0.8m，比降1/200，设计最大放水流量0.48m3/s。
泄水建筑物位于大坝右岸，为开敞式正槽溢洪道，全长75m，进口溢流堰与坝轴线基本平行，泄水槽与坝轴线呈600夹角，堰顶高程862.08m，堰宽4m。泄水槽最大宽度5.3m，最大泄流量为71.0m3/s。
2病险问题
三川水库属“三边”工程，由于是发动群众修建，工程质量差，加之工程地质条件复杂，且设计中存在着不可忽视的技术问题，溢洪道泄洪能力先天不足，致使81年、90年2次洪水漫顶，多次出现险情，几十年来从末进行过维修及加固，特别是2008年汶川地震影响，坝体出现了裂缝，对水库和大坝安全构成严重威胁。
(1)、上游坝面虽作干砌石护面，砌护质量差,有滑塌现象,水库淤积严重。
(2)、大坝背水坡虽用干砌石砌护,但填土未达到设计坡度要求,坡度较陡,坝面凹凸不平,坝体渗漏严重。
(3)、水库无灌溉渠系配套设施,难以发挥灌溉效益。
(4)、受5.12地震影响，水库大坝又出现了新的险情，坝体出现2条纵缝，坝顶一条长为12.0m，宽1-1.5cm，坝背坡一条长25.0 m，宽1-2.5cm。
(5)、溢洪道过洪能力严重不足，最大泄流量为71.0m3/s，无法满足行洪要求,有翻坝现象。
3除险加固设计
3.1大坝加固方案
根据该水库的实际情况，大坝附近石渣料丰富，筑坝材料可就地取材。加固方案有二：
方案一：坝顶高程不变，即以864.00m高程处与下游坝坡交点为下游坝坡坝顶起点，迎水坡采用土夹石培厚，干砌石护面，水下抛填砂卵石，块石固脚。背水坡土夹石培厚，干砌石护面。增加纵横向排水沟。坝脚增加排水棱体。
方案二：“前削后培”。在迎水坡死水位以上适当位置筑浆砌石墩，迎水坡削坡确定坡比，背水坡培厚。
因该水库放水卧管出口位于坝脚左侧，如采用方案二则不能根治水库隐患，也不便于下一步修建渠系灌溉设施。经比较，选定方案一。
3.2大坝加因设计
根据《碾压式土石坝设计规范》要求，“除干砌石或堆石坝外，均必须设坝面排水。”，在迎水坡坝趾堆填砂卵石，高出死水位压实后，抛石护坡，然后石渣压坡培厚，增设坝脚排水棱体，完善坝面排水系统。
坝顶裂缝处理：对坝顶裂缝应开挖至裂缝尖灭点后回填夯实。
迎水坡清除滑塌体，按设计坡比压坡培厚，坝面采用30cm干砌块石护坡，下设两层厚分别为20cm和10cm的反滤层。
坝顶无交通要求，采用泥结石予以铺筑,并向下游倾斜2% 。
背水坡采取放缓坝坡，石渣培厚压坡。背水坡坡比在860.00m以上为1：2.5，以下为1：2.75。完善坝面排水系统，在戗台860.00m内侧设纵向排水沟，岸坡结合部设竖向排水沟。增设坝脚排水棱体，排水体为堆块石，坝面采用30cm干砌块石护坡，下设两层厚分别为20cm和10cm的反滤层。上游面与基础结合面反滤层与迎水坡同。
3.3溢洪道改造
依据《溢洪道设计规范》泄洪能力按20年一遇设计，泄洪流量95.8m3/s，200年一遇校核，校核泄洪流量241.1m3/s，对原溢洪道向左右两岸开挖，扩大过流断面，增大溢洪道坡比，完善下游消能防冲设施，满足泄流要求。溢流堰按实用堰自由出流设计，浆砌石结构，临水面采用M10砂浆抹面，实用堰未端直接与泄水陡槽连接，陡槽末端设底流式挑流。
三川水库溢洪道位于大坝的右侧，开挖岩石山体而成，现状宽4.0m,长75.0m,比降4.3%,经计算不能满足溢洪要求,本次抗震设计加固拓宽到12m,向左岸(坝体)拓宽3.0m,向右岸(山体)拓宽5.0m,比降为20%,两侧墙用M7.5浆砌石砌筑,底板用C25钢筋砼浇筑,侧墙坡比1:0.25。
3.4放水建筑物加固设计
放水卧管浆砌石灰缝脱落部分进行清缝处理后，用M10砂浆重新勾缝处理；并在卧管两侧100cm范围内用粘土夯填，延长卧管15m，断面见设计图。
3.5其他设计
为准确掌握坝体变形，本次拟在迎水坡和背水坡埋设沉降和位移观测桩3个，在右岸坡设置工作基点3个，左岸坡设置校核基点3个，增加精密水准仪和经纬仪各一台。
4结语
三川水库除险加固设计方案经省水利厅审查于2009年8月批复同意，2010年11月10日开工建设，2011年12月通过了汉中市组织的工程验收。通过一年多的蓄水运行和一个汛期洪水考验，设计方案达到了除险加固的目的，不但消除了对下游三川村的安全威胁，还可加大水库调蓄水量，增加了养殖水面面积，除险加固方案量切实可行，是合理的。