富源县吉克水库除险加固工程初步设计

富源县吉克水库除险加固工程初步设计

张家兵 赵江

云南曲靖市富源县水务局 云南曲靖 655500

摘要 吉克水库位于富源县墨红镇吉克村右侧，水库距富源县城45公里，属小（一）型规模，工程等别为IV等，工程主要建筑物大坝、溢洪道、输水隧洞级别为IV级。大坝为粘土心墙坝，通过对吉克水库工程的现场安全检查、工程质量评价、大坝运行管理评价、水库防洪标准复核、大坝渗流安全评价、大坝结构安全评价、大坝抗震安全评价以及输泄水建筑物和金属结构的安全评价，大坝渗漏严重，外坝坡大面积渗水，且已出现几处集中渗水点及渗水通道，已威胁坝体安全。大坝多处出现不均匀沉陷，坝顶高低不平，坝坡不规整。下游坝坡被雨水冲蚀，凸凹不平。水库除险加固初步设计方案主要为：吉克水库工程的主要任务是防洪，同时兼顾下游4700亩农田灌溉用水。工程除险加固主要任务：大坝坝体及坝基灌浆、内坝坡和坝顶整修、外坝坡培厚、修建坝脚倒滤体；新建输水隧洞、闸井及闸门安装；老涵洞封堵及溢洪道整修改造。

关键词：吉克水库；除险加固；初步设计1综合说明

1工程概况

吉克水库位于富源县墨红镇吉克村右侧，水库距富源县城45公里，距墨红镇政府所在地12公里，富源县城至墨红镇有县乡公路通过，水库距该县乡公路15公里，水库交通十分方便。该工程属珠江流域西江水系、块泽河支流洋箐小河上游，坝址以上径流面积3.43km2，坝址处坝顶海拔高程2100m。工程中的建筑物包括一座大坝、一条输水隧洞，以及一个溢洪道。从规模看属典型的小（ ）型水库。吉克水库始建于1956年，其坝体设计时用的是粘土心墙风化料，高 ，内坡 ，外坡 ，顶部宽 ， 万 的库容，设计灌溉农田2000亩。58年冬时将坝高通过设计变更改为 ，同时内坡变为 ，外坡变为 ，顶部宽度变为 ，总库容135万m3，计划灌溉农田4700亩，其中：水田1500亩。水库工程在1983年进行大坝、输水涵洞灌浆处理，同时大坝加高2m，达到坝顶高程2099m，溢洪道水平段进行初砌，水库的径流面积严格控制在 ，坝轴部位的河底高程为 ，河道当中的坡降均值约 ‰，水库的蓄水位设定为 ，库容 万 ，经过校核后发现洪水位为 ，库容相应应为 万 ，水库坝顶如今的高程为 ， 吉克水库工程自1956年建立以来，至今已运行45年，水库泥沙淤积总量约1.11万吨，折合体积0.823万m³，若按此再运行30年计算，水库泥沙淤积总量将达1.85万吨，折合体积1.37万m³，根据水库泥沙淤积同时考虑下游灌溉和饮水、放水要求，确定新建输水隧洞进口底板高程2074. m，本次设计时将死水位设定为 ，将死库容设定为 万 。本次的除险加固工程，根据有关规定，水库总规模应维持不变，将溢洪道顶部对应的高程设计为 ，也就是将水库蓄水位的正常高程设定为 ，对应的库容为 万 。

2、基本建设内容

结合水库大坝现有病险情况和有关规范规定及设计要求，经综合考虑，水库除险加固工程在原有建筑基础上直接实施，主要任务为：大坝坝体及坝基灌浆、内坝坡和坝顶整修、外坝坡培厚、修建坝脚倒滤体；新建输水隧洞、闸井及闸门安装；老涵洞封堵及溢洪道整修改造，安装大坝沉陷位移观测点，密切监测大坝的沉陷位移变形，并做好资料整理工作、管理所为施工临时住房，破旧不堪，现已成危房，需新建管理房，库区无通讯设施，满足不了防汛抗旱要求，进行程控电话安装。

2.1大坝

2.1.1大坝灌浆

根据地质条件和坝土性质以及渗漏分布情况，决定对坝身、坝肩以及接合部均用充填式灌浆。灌浆孔沿坝轴线偏上游1.0m布置，以 孔距设置单排孔，其帷幕线总长 ，有 长为坝土帷幕线，其余22m是两坝肩帷幕线，共打钻孔54个，分三序自上而下施工，左右坝肩采用孔口封闭法进行灌注，坝土部分采用常规充填式灌浆。钻孔总深1997m，其中坝土钻孔830m，基岩钻孔1167m；灌浆段总长1783m，其中坝体帷幕灌浆640m，基岩帷幕灌浆1143m。灌浆孔深均伸到弱透水层，等到灌浆结束之后，需要向下钻 的检查孔，并做压水试验 段次。灌浆的时候，必须要严格按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-94）当中的要求进行，灌浆材料用425＃普通硅酸盐水泥，对坝基灌浆可用1:0.2水泥浆灌注，对坝身灌浆可根据实际情况掺用一定粘土料和其它外加剂。

2.1.2大坝整修

坝顶整修：本次设计进行坝顶整平，在坝顶外沿做0.3×0.3米的排水沟。上下游做路肩石，路肩石的顶部宽度为 ，基础部分深度为 ，用 浆砌块石进行支砌，坝顶设计为泥结石路面，右坝肩跨溢洪道设宽4.0m的公路桥。上游坝坡：坝体经各种运行工况的稳定分析复核，坝体上游部分的坝坡安全系数基本可以达到规范要求，不过因已经运行那么多年，受波浪冲刷及坝体沉陷，现已凹凸不平，严重变形，极不规整。对上游坝坡整型采用人工挖、填、将其找平，并用砂与碎石在下层铺设厚

的垫层，直接用 厚预制砼块在上层制作护坡。 下游坝坡：坝体经各种运行工况的稳定性分析以及复核可知，下游坝坡本身的抗滑稳定安全系数在大多数工况下都达不到规范值，只在死水位下方可达到规范值。为了满足坝体稳定要求和降低坝体浸润线及避免渗漏带走坝土，决定对外坝进行培厚处理，并于外坝脚部位置上新建一个倒滤体。外坝采取的培厚坡比为 ，对外坝培厚垂直挖深为50cm，培厚体在坝顶宽度为2m，修筑上坝台阶，浇筑砼方格网，铺填腐质土种植草皮，外坝脚新建倒滤体采用堆石棱体实现排水功能，倒滤体高程为 ，顶部平台 宽，其内坡 、外坡 ，底部高程为 （即清除坝脚乱石於泥后的高）。反滤层第一层为d=0.25-1mm的细砂，厚0.15m，第二层为粗砂d=1～5mm，厚0.15m，第三层为碎石，d=5～20mm，厚0.2m，之后为块石支砌。

2.2新建输水隧洞设计

根据地形地质条件，设计在顺流左岸穿过坝肩，新建低涵输水隧洞，隧洞洞身长142m，进出口连接段长27.5m，设计进口底高程为2074.0m，隧洞底纵坡为1/100,在隧洞进口侧50m处山体上建竖井，深26.0m，竖井净断面尺寸为 × ，竖井壁 厚，现浇钢混。启闭机房为C20钢筋砼框架结构，竖井边缘和隧洞洞身均采用回填灌处理。

2.3老涵洞封堵设计

老涵洞封堵，利用 浆砌块石对其前 段进行衬砌封堵，在坝轴线位置前后2.0m段采用C20砼封堵，并在实施回填灌浆之后，用 浆砌块石对其后 进行衬砌封堵，最后 再用干砌块石进行封堵。

2.4溢洪道工程设计

溢洪道设计只是在原溢洪道基础上进行整修改造。为无闸控制的开敞式溢洪道，下泄洪水归入天然河槽。溢洪道当中不但有进口段和泄槽段，还有控制段与渐变段，全长 ，堰顶部位高程为 。按水库调洪计算所得成果，在设计溢洪道的泄洪标准（ ）时设定下泄流量为 ，对该标准（ ）进行校核时，设定下泄流量为 。清除渠底淤泥，拆除原砌体，重新进行断面整修支砌。

2.5建筑物观测设计

①坝体观测，为监测大坝运行状况，坝顶设置位移观测、坝体渗流观测设施。在水库运行期间进行观测并作记录。②其它观测，包括水位、溢洪道和输水隧洞出流量、建筑物外观等观测。

3、结论

由于该水库大坝及输水涵存在严重病险，且病险有日益加重的趋势，如不采取有效措施消除病险，带来最直接的后果至少有两大危害：（1）如果水库遇到大洪水或者出现坝身集中漏水点形成特大管涌通道，管涌将会带走坝土，势必严重威胁大坝安全，造成跨坝，水库一旦垮坝，将会对该水库枢纽建筑物及两岸农田、村庄造成毁灭性的灾难，更严重的后果还在于该水库是该河流梯极水库的头一级水库，水库如果垮坝，在瞬间或在极短时间内几十上百万方水直冲离该水库不远的下游水库，下游一连串水库能否承受住这么大洪水是个问题，如果不能承受住，将会造成一连串垮坝事故，后果不堪设想。（2）水库不根除病险，大坝及输水涵将会继续渗漏，并逐年增大，水库将难以满足蓄水要求，不但水库枢纽建筑物没有发挥效益，而且已修建的输水配套工程也无法使用，同时下游4700亩农田的灌溉、播种水源没有保证，供用水矛盾将会严重加剧，社会影响将会非常恶劣。综上所述，为了有效发挥水库及其配套工程的作用，为大坝及其下游建设的水库，还有两岸分布的村庄、农田以及人民的财产与生命提供安全保障，对其实施除险加固已势在必行。

参考文献

[1]韩丽华.小型病险水库结构优化及管理信息化探究[J].农业科技与信息. 2019(04)：108-109.

[2]冉挺.小型病险水库的有效治理措施与对策[J]. 农业开发与装备. 2017(09)：39.

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