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灌溉排水学报

浅谈汉阴县石板沟水库除险加固的必要性

石板沟水库是一座以灌溉为主兼有养殖等综合利用的V 等小(二)型水库枢纽工程。因工程长期运行,缺乏有效的管理,导致现阶段工程利用率低,为确保水库大坝安全运行,使水库担负起灌区的灌溉用水任务,更加充分的利用水资源,促进当地经济的可持续发展,除险加固工作势在必行。若项目能顺利进行,修建后的枢纽工程可充分保证下游200 亩农田的安全,对流域及地区的经济发展都能起到积极的促进作用。

1 水库概况

石板沟水库位于月河三级支流石板沟,属月河左岸二级支流清泥河的支流。石板沟流域面积0.45 km2,主沟道长2.1 km,平均比降134‰。大坝位于汉阴县双河口镇龙垭村。原设计坝高18.00 m,水库正常蓄水位为566.00 m,兴利库容为8.55 万m3;水库死库容0.15 万m3;总库容10.00 万m3。灌溉面积109.5 亩。

水库枢纽主要由大坝、溢洪道和卧管涵洞引水等工程组成。水库大坝设计为粘土心墙坝,1978 年11 月动工兴建,1980 年3 月建成运行。水库蓄水以后一直没有发挥工程应有效益。

2 现存主要问题

石板沟水库受条件及人文因素影响,在工程建设过程中,施工管理工作无法跟上,现场工序作业比较混乱,再加上后期的管护不到位,病害存在严重。

(1)水库淤积严重。自大坝建成拦洪蓄水以来,淤积层厚度约为4.2 m,坝前淤积面高程555.5 m。(2)坝体迎水坡。杂草丛生,无任河防护措施。(3)坝顶路面无防护面层,凹凸不平、宽窄不一,最大高差0.96 m,雨天泥泞不堪。(4)坝体背水坡。杂草植被茂盛,无坝面排水设施及踏步,坡脚排水棱体局部破损。(5)溢洪道无引水渠和控制段;泄槽左、右侧浆砌石挡墙不满足抗冲、防渗及稳定要求;泄槽底板无衬砌;底板杂草茂盛,影响正常行洪;溢洪道缺少泄流通道,尾水为散流状态,末端无消能防冲设施;由于以上病害,溢洪道不能满足安全泄洪。(6)引水卧管设施陈旧,部分封堵,无法满足引水需求;放水洞出口与渠道连接处有渗漏。(7)坝体渗水,自运行以来,水位从未高过现状水位,现场了解到坝体右坝肩有渗漏。(8)大坝安全监测设施不健全,无法对大坝的安全运行进行有效的监控。(9)无枢纽管理房;防汛、抢险设备配置不全;无卧管检修道路及上坝道路。

3 除险加固的必要性

石板沟水库由于施工质量差等原因,使水库长期没有发挥工程应有效益。按《水库大坝安全鉴定办法》规定应立即进行除险加固,使水库尽快达到规定的设计标准,并能按设计要求正常运行。以下从设计标准、存在问题及防洪等方面阐述除险加固的必要性和合理性:(1)石板沟水库为小(二)型水库,属Ⅴ等工程,按照现行《防洪标准》(GB -94)的有关规定,其防洪标准应为20 a 一遇洪水设计,200 a 一遇洪水校核;(2)石板沟水库运行37 多年来,许多设施年久失修,上游坡至坝顶无砌护,坝下游无排水体,无任何观测设施。(3)由于坝基坝肩、卧管涵洞渗漏严重,影响下游200 亩农田灌溉。综上所述,石板沟水库必须尽快除险加固。

4 必要的加固措施

4.1 大坝加固

4.1.1 坝顶路面

现状大坝坝顶路面为土路面,宽窄不一,凹凸不平。考虑到水库已蓄水运用多年,坝体沉降已经趋于稳定及施工方便,经综合分析,建议先进行下游坝坡修复、上游坝坡加固及修复,再安排坝顶其它项目施工,最后硬化坝顶路面。坝顶路面结合坝顶整修进行。

4.1.2 下游坝坡加固

下游坝坡相对稳定,建议首先对坡面覆盖层进行清除,将坡面修整为现状统一坡比,即通村道路以上和以下均为1∶2.0,并重新种植草皮。对坝坡脚排水棱体毁坏段,进行加固,建议原排水体部分拆除,重新修建。排水体顶部高程为553.50 m,顶宽2 m,堆石体内侧坡比为1∶1.0,外坡比为1∶2.0,外侧采用30 cm 厚干砌石砌筑。

为方便后期水库日常管理通行,坝面上增设一条踏步,踏步宽0.8 m,采用C15 混凝土浇筑。

4.1.3 上游坝坡加固及修复

经实地勘察复核计算,上游坝坡不稳定,建议在工程进展中首先对坡面杂草进行清除,将坡面按照稳定坡比1∶2.5 进行培厚,培厚体相对密度不小于0.7,然后在修整好的坝坡表面铺设20 cm 厚砂砾石垫层,垫层上设置15 cm 厚C20 混凝土面板,防止风浪冲刷。混凝土面板每4.00 m 设置横向伸缩缝和纵向伸缩缝,缝宽20 mm,缝间采用聚乙烯闭孔泡沫板填缝。面板表面设有排水管,排水管采用DN100PVC 管,孔距2.0 m,深入砂砾石垫层10 cm,并采用250 g/m2土工布包裹。坡脚处采用抛石护脚,抛石体高1.5 m、宽5.0 m。

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