五虎趙水庫主壩防滲處理方案及概算投資比較

1、1基本資料基本資料1.1水庫基本概況五虎趙水庫位于新鄭市觀音寺鎮(zhèn)五虎趙村北，與辛店鎮(zhèn)交界，距新鄭市區(qū)12km，是新鄭市興建最早的小Ⅰ型水庫之一，控制流域面積68.4km2，加固前總庫容924.7萬m3，是一座以防洪為主，兼顧供水、灌溉、養(yǎng)殖等綜合利用小型Ⅰ類水庫。五虎趙水庫于1957年11月動工興建，1958年5月竣工。水庫主要建筑物有：主壩、副壩、溢洪道及放水管。大壩屬IV級建筑物，原水庫按50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，500年一遇洪水校核

2、，本次除險加固后按50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，300年一遇洪水校核，2007年4月的實(shí)測結(jié)果，主壩壩頂平均高程為147.35m，壩頂寬5.0m，最大壩高18.2m，壩長250.0m，防浪墻高1.6m，迎水坡坡度1：2.7，采用干砌砂卵石及干砌片石防護(hù)，大壩下游坡坡比自上至下依次為1：2.15、1：2.0、1：2.7，采用草皮防護(hù)，高程140.7m及135.5m處設(shè)約1m寬馬道，馬道內(nèi)側(cè)設(shè)有排水溝，坡腳設(shè)排水棱體，高4.5m。該水庫已運(yùn)行多年

3、，工程老化失修，目前主壩主要存在的問題是：（1）水庫大壩壩頂高程防洪能力不滿足要求。（2）主壩上有干砌石護(hù)坡松動脫落、損壞嚴(yán)重、局部塌陷，未設(shè)反濾層；下游壩坡沉陷，排水溝淤積、倒塌；主壩排水體塊石脫落，損壞嚴(yán)重；壩頂路面坑凹不平，防浪墻裂縫，路沿石傾斜、倒塌。（3）主壩壩基滲流穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求，主壩右壩肩有集中滲流。2007年12月29日，河南省水利廳豫水管[2007]76號核定五虎趙水庫為三類壩。1.2庫區(qū)工程地質(zhì)五虎趙水庫位于潁河

4、支流沂水河上，地處華北地臺南緣，秦嶺東延部分的嵩箕山前，嵩山隆起與華北沉降帶的交接地帶，區(qū)內(nèi)被第四系所覆蓋，總體上看，庫區(qū)為丘陵地貌。庫區(qū)地面高程133～147.5m，大壩下游河谷最大寬度約為133m，河谷深約15.0m，為“U”形谷。兩岸坡平均坡度基本一致，約為82。五虎趙水庫上游為淺山丘陵區(qū)，耕地外表層為粘土卵石沉積層，地下水位低，工程區(qū)內(nèi)分布地層有第四系上更新統(tǒng)沖積物（Q3al），第四系全新統(tǒng)沖積物（Q4al）和第四系全新統(tǒng)人工填

5、土（Q4r）。含水層主要為上更新統(tǒng)（Q3）黃土狀低液限粉土和砂礫石層，主要接受大氣降水補(bǔ)給，以地下徑流的方式向河谷排泄。水庫庫區(qū)及壩址附近均為第四系全新統(tǒng)沖積成因的低液限粘土、砂礫石、含細(xì)粒土砂，兩岸黃土覆蓋厚度20m—30m，壩址河谷頁巖出露，庫區(qū)為侵蝕性黃土深溝，寬度100m左右?？碧缴疃确秶鷥?nèi)，第①層壓實(shí)填土平均滲透系數(shù)為4.51E04，為中等透水層；第②層低液限粉土平均水平滲透系數(shù)為3.64E04，為弱透水層；第③層粉砂平均水平

6、滲透系膜，其規(guī)格為300gm0.5mm300gm。土工膜布置見“主壩復(fù)合土工膜布置示意圖”。3.2.2壩坡復(fù)合土工膜設(shè)計水庫上游壩坡防滲體結(jié)構(gòu)由復(fù)合土工膜、保護(hù)層及護(hù)坡組成，為確保反濾、排水系統(tǒng)始終保持正常工作，對表面防護(hù)和復(fù)合土工膜的固定采取如下措施。為防復(fù)合土工膜被刺破，復(fù)合土工膜下面先鋪10cm厚的粗砂，平整后再鋪復(fù)合土工膜，在復(fù)合土工膜上再鋪10cm厚的粗砂，20cm厚的碎石，再用30cm厚的干砌塊石護(hù)坡。復(fù)合土工膜鋪設(shè)整個上游

7、壩坡面，在壩頂、壩坡兩岸處各挖一道深1.0m，寬0.5m的溝固定土工膜。選定的復(fù)合土工膜為兩布一膜，規(guī)格為300gm0.5mm300gm。圖1復(fù)合土工膜形狀示意圖由于復(fù)合土工膜與土石介質(zhì)間的摩擦系數(shù)及土石介質(zhì)間的摩擦系數(shù)將影響防滲體的穩(wěn)定，必須復(fù)核復(fù)合土工膜與壩坡、復(fù)合土工膜與保護(hù)層的抗滑穩(wěn)定性。當(dāng)采用較厚的土料保護(hù)層時，其穩(wěn)定分析需進(jìn)行較為繁復(fù)的試算過程，求出不同水位、不同滑動面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，從中找出最小安全系數(shù)，以判別是否穩(wěn)定