病險水庫除險加固設計方案優(yōu)化

1、<p>　　病險水庫除險加固設計方案優(yōu)化</p><p>　　摘要：本文通過對達茂旗水庫工程總體布局進行了四個方案的比較，針對工程現(xiàn)狀及存在的主要問題，經(jīng)過認真分析研究，確定最佳設計方案，為工程的興建提供優(yōu)質(zhì)設計。 </p><p>　　關鍵詞：工程設計；除險加固；水庫優(yōu)化 </p><p>　　中圖分類號：TV697 文獻標識碼：A </p>

2、<p><b>　　1工程流域概況 </b></p><p>　　水庫位于達茂旗東南部45km處的灣爾圖河下游，該河屬塔爾紅河支流，塔爾紅河屬艾不蓋河支流，艾不蓋河屬內(nèi)陸河水系，壩址以上控制流域面積175.3km2。流域上游大部分為丘陵山地，隨著水保治理工程的實施，植被有所改善，水土流失有所減輕。 </p><p>　　水庫于1958年邊設計邊施工，19

3、63年竣工并投入運用，是一座以灌溉為主、兼顧防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的重點小（1）型水庫。 </p><p>　　原設計水庫主要由大壩、溢洪道、灌溉輸水洞組成，設計洪水標準為20年一遇，校核洪水標準為50年一遇，設計總庫容401.4×104m3，興利庫容108.1×104m3，死庫容38.8×104m3，調(diào)洪庫容254.5×104m3。水庫大壩為均質(zhì)壩，壩頂高程1608.90m

4、，設計最大壩高13.37m，壩頂寬4m，上游邊坡1∶2.5，下游邊坡1∶2.0，大壩總長280m。溢洪道位于水庫右岸天然凹槽，其巖性為花崗巖，為開敞式寬頂堰，堰頂高程1605.22m，溢洪道進口堰寬10m，全長564m，最大下泄流量為30m3/s。灌溉輸水洞位于大壩右端壩下，進口底高程1597.04m，出口底高程1596.46m，洞長70m，輸水洞為“城門洞”型，其斷面為2.3×1.5m2，采用漿砌塊石砌筑。洞前設有進水塔，塔

5、高13.2m，為鋼筋砼結構。 </p><p>　　2工程現(xiàn)狀及存在的主要問題 </p><p>　　（1）水庫建成運行至今已有四十余年，根據(jù)2003年8月水庫測淤資料，目前水庫已淤積27.1×104m3。大壩防洪標標準嚴重偏低。 </p><p><b>　?。?）大壩 </b></p><p>　　現(xiàn)狀壩頂

6、高程1608.00m，大壩壩頂長272m，最大壩高13.11m，上游壩坡1∶2.2～1∶3.0，下游壩坡1∶2.0～1∶2.2。壩頂最寬處3.5m，最窄處不足2m，上游干砌塊石護坡錯拉、攏起,塌陷嚴重，大部分面積已生長有雜草，下游無護坡，無任何排水設施，由于雨水沖刷，壩面大部分形成沖溝，壩下游有滲流出逸處，壩基滲漏嚴重，下游100m之內(nèi)已成沼澤化。 </p><p><b>　?。?）溢洪道 </

7、b></p><p>　　溢洪道位于水庫右岸天然凹槽，凹槽處為花崗巖山體，巖石較好，溢洪道長564m，坡降i=1/40～1/60，現(xiàn)狀多呈“U”型斷面，或非常不規(guī)則斷面，斷面凸凹不平，溢洪道底部最窄處10m，最寬處15m 。在距進口150m處有一通往壩頂?shù)娜诵袆偧軜?，橋面?.0m ，橋面木板腐蝕破壞嚴重。 </p><p><b>　?。?） 輸水洞 </b>

8、</p><p>　　輸水洞位于大壩右端壩下，設計灌溉引水流量2.2m3/s，洞身為漿砌塊石“城門洞”型，凈寬2.3m，直墻高2.3m，拱高0.4m，洞身全長70m，進口設有鋼筋砼啟閉塔，內(nèi)設鋼閘門。因塔身為鋼筋砼結構，在水位變動區(qū)砼剝蝕嚴重，塔頂無啟閉機房（已破壞），閘門靠人工啟閉。輸水洞出口`消能設施破壞，在洞出口可聽見嘩嘩的流水聲，說明閘門止水失效或封閉不嚴。洞身師基礎為花崗巖，從外觀上觀察，運行正常。 &

9、lt;/p><p><b>　　（5）其它 </b></p><p>　　水庫沒有任何觀測設施和管理設施，通訊設施不完備，無上壩搶險道路。供電設施老化報廢，水庫處于無電狀態(tài)。 </p><p>　　3 水庫除險加固工程建設緣由 </p><p>　　水庫原設計是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的小(1)型水庫，該水庫

10、于1958年當年開工，于1963年竣工。水庫由大壩、溢洪道、輸水洞三部分組成，水庫原設計標準為20年一遇洪水，校核標準為50年一遇洪水，按照現(xiàn)行規(guī)范復核計算，水庫現(xiàn)狀防洪能力不足20年。根據(jù)2003年8月我院實測庫區(qū)地形圖資料并重新量算，水庫運行至今共淤積27.1×104m3，按照《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252-2000之規(guī)定，原設計該水庫屬小(1)型水庫，工程等別為四等，主要建筑物級別為4級。水庫設計洪水標準為

11、30—50年一遇洪水，校核洪水標準為300—1000年一遇洪水，由此可見青龍灣水庫原設計洪水標準嚴重偏低，屬嚴重的病險水庫。 </p><p>　　根據(jù)《水庫大壩安全評價導則》SL258-2000之要求，對該水庫進行了安全評價，該水庫大壩安全屬三類壩，應安排計劃進行除險加固。 </p><p>　　水庫下游控制灌溉面積1萬余畝，因水庫帶病運行，不敢多蓄水、不能有效發(fā)揮其興利作用，現(xiàn)狀只能灌

12、溉1000余畝，嚴重影響下游農(nóng)牧民的豐產(chǎn)、高產(chǎn)。另外水庫下游有18個自然村3000余人口，耕地1.6萬余畝，牲畜2萬余頭，由于防洪標準低，水庫一旦遭遇20年一遇以上的洪水，將有垮壩的危險，失事后將會對下游產(chǎn)生嚴重后果。 </p><p>　　該水庫除險加固工程實施后，對下游保護區(qū)的標準進一步提高。同時水庫可為下游灌區(qū)提供灌溉水，保證農(nóng)田適時灌溉。水庫還可發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)、旅游業(yè)，對促進本地社會經(jīng)濟發(fā)展具有十分重要的意義

13、。 </p><p>　　該水庫除險加固后總庫容為462.2×104m3，根據(jù)SL252-2000《水利水電工程等級劃分及洪水標準》的規(guī)定，該工程仍屬小(1)型水庫工程，工程等別為四等，主要建筑物為4級。 </p><p>　　4水庫除險加固設計方案優(yōu)化 </p><p>　　4.1 水庫加固、擴建方案選擇 </p><p>　　水

14、庫的主要建筑物由大壩、溢洪道、灌溉輸水洞組成。根據(jù)水庫目前存在的問題以及各建筑物的現(xiàn)狀情況，本次除險加固工程主要設計了三個方案。 </p><p>　　第一方案（拓寬溢洪道堰頂、加高大壩方案） </p><p>　　因溢洪道位于大壩右岸天然凹槽處，其軸線至大壩右端150m，無論從左側或右側均可擴寬，所以本方案沿軸線向兩側對稱擴寬，并對大壩加高。根據(jù)計算溢洪道由現(xiàn)狀10m寬擴寬至16.3m，

15、大壩需加高1.02m并設1.2m高堅固防浪墻，該方案溢洪道控制斷面采用駝峰堰，堰寬16.3m ，無閘門控制，堰頂高程維持現(xiàn)狀并與正常蓄水位齊平，即1604.50m ，堰體長8m 。駝峰堰下接陡坡、陡坡與控制段同寬，陡坡長13.40m ，縱坡1/4，采用底流消能，消力池長15.5m ，池深1.5m 。進口開挖引水渠，渠長133.36m。出口開挖尾水渠 ，渠長82.13m 。工程總投資1190.00萬元。 </p><p

16、>　　第二方案（溢洪道堰頂寬維持現(xiàn)狀、大壩加高方案） </p><p>　　該方案溢洪道堰寬維持現(xiàn)狀，控制斷面采用WES實用堰，堰頂高程維持現(xiàn)狀并與正常蓄水位齊平，即1604.50m ，大壩需加高1.85m并設1.2m高堅固防浪墻。工程總投資2301.67萬元。 </p><p>　　第三方案（溢洪道擴寬、大壩維持現(xiàn)狀方案） </p><p>　　該方案大壩頂

17、高程維持現(xiàn)狀高程即1608.00m，溢洪道采用WES實用堰體，頂高程維持現(xiàn)狀高程1604.50m不變，溢洪道需由10m擴寬至33m，實用堰下接陡槽、消能等設施。 </p><p>　　4.2設計方案確定 </p><p>　　根據(jù)各設計方案設計情況以及水庫工程現(xiàn)狀實際情況，三個方案不同之處主要是溢洪道擴寬程度不同，壩頂加高不同，綜合比較本次設計推薦第一方案，因該方案可徹底解決大壩與溢洪道原