水库除险加固工程设计的论文
1存在问题
1.1淤积严重，防洪能力降低由于水库淤积严重，死库容基本淤满，仅能满足10年一遇设计洪水标准，无法满足50年一遇校核洪水标准要求。
1.2坝坡呈现隐患，影响大坝安全坝坡出现裂缝、孔穴和塌坑，影响大坝稳定。上游坝坡砌石损毁，下游坝坡无排水设施。
1.3放水设施不完善或损毁，上坝道路狭窄现状溢洪道仅局部护砌，出口无消能设施;放水卧管、涵管出口消能设施损毁。上坝道路狭窄，难以满足防汛抢险要求。经有关部门鉴定，张家沟水库为三类病险水库。为确保水库安全运行，必须进行除险加固改造。
2除险加固工程方案设计
2.1大坝
2.1.1增设防浪墙防浪墙顶宽0.5m，高1.0m，墙顶高程1022.8m，M7.5水泥砂浆砌石结构。
2.1.2大坝坝体整修坝体的裂缝，主要是因坝体干缩、施工时坝体填筑不均匀、分段接茬处理不当等，从而造成坝基和坝体的不均匀沉降所致。孔穴、塌坑是坝体裂缝在雨水的'冲刷下，土层下陷而成。本次坝坡整修，首先把现有坝坡上的杂草、灌木及腐殖土清除干净，清除厚度0.5m;然后对坝坡按设计断面进行适当补填及削坡。同时，对坝体上的孔穴、塌坑及裂缝，全断面彻底挖除并重新回填黏土夯实，压实度不低于96%。大面积土方回填和夯实采用74kW推土机摊土，8－12t羊脚碾碾压，边角处采用2.8kW蛙式打夯机夯实。小面积土方回填采用人工平土，2.8kW蛙式打夯机夯实。坝体经过整修，将上游坝坡恢复至1∶2.0，下游坝坡恢复至1∶2.5。
2.1.3坝坡护砌根据实际情况和防洪要求，拟对大坝上游坝坡清坡整平后铺设40cm厚的干砌石，下设厚20cm砂砾料垫层及15cm厚的粗砂垫层。护坡坡脚伸入淤积层以下1.0m。大坝下游坝坡采用草皮护坡。
2.1.4贴坡排水坝下游坡脚现无反滤体，本次新增贴坡排水。贴坡顶面高程1013.0m，顶宽2.41m，从外到内依次为干砌块石、碎石、砂砾料和粗砂，砌筑石块要求排砌嵌紧。
2.1.5坝坡排水为了防止暴雨冲刷坝肩和下游坝坡，将水流送至坝脚以外，在下游坝坡与岸坡结合处布设横向排水沟3条，在下游坡脚设一纵向排水沟，并与坝坡横向排水沟相连。排水沟形式为矩形断面，采用现浇C15砼浇筑。横向排水沟断面尺寸为0.3m×0.3m，坡脚纵向排水沟断面尺寸为0.5m×0.3m。
2.1.6坝顶道路原坝顶道路为土路面，宽2.0m。雨天泥泞，影响管理人员巡察。本次改造将坝顶拓宽至3.0m，路面采用0.2m厚泥结碎石结构，以1%横坡向下游倾斜。
2.2溢洪道本次除险加固改造，将溢洪道分为引渠段、控制段、泄槽段及消力池四部分。由于溢洪道左侧为基岩，岩体几乎垂直，不需衬砌，全段只需对右侧(靠坝体一侧)侧墙和溢洪道底板衬砌。底板为现浇C20砼，各段连接处均设齿墙，齿墙高0.5m，厚0.3m。引渠段全长20.9m，进口底高程1016.79m，纵坡1/100为倒坡，断面为矩形。引渠段右侧侧墙紧贴大坝坝坡，为挡土墙式，顶厚0.6m。侧墙由地面起逐渐加高至3.8m。控制段长度79.5m，始端底高程1017.0m，末端底高程1015.01m，纵坡1/40。泄槽段断面为梯形，底宽2.8m，右侧侧墙坡比1∶0.75。侧墙高度3.8－2.1m，为渐变形式。由于泄槽段右侧土体单薄，且形状不规则，本次对其整修成顶宽3m、外坡比1∶1.25与地面连接。消力池全长10m，池深1.0m，池宽3m。侧墙高3.1m，为挡土墙形式。消力池出口接5m长铅丝笼石护坦。
2.3放水卧管由于卧管管台砌体老化，剥蚀严重，已不能正常运行，本次重修卧管，增设孔塞。
3主要加固改造工程施工要点
3.1大坝加固施工坝体整修前，首先清除该段的杂草、腐殖土、砂、石等。坝坡培厚段要将原坝坡开挖成平顺的边坡，坡度不陡于1∶1，以便于新旧土层结合。清基采用74kW推土机施工，清基深度为50cm，清基范围应超出设计边线30－50cm。坝体上的塌坑、孔洞、裂缝按楔形缝开挖，采用机械和人工配合，回填黏土采用蛙式打夯机和人工石硪夯打相结合，使其压实度不小于96%。腐殖土、杂草等清除物由1m3挖掘机或3m3装载机挖装，8t自卸汽车运至下游弃渣场集中堆放。
3.2下游护坡施工坡面反滤料回填、干砌石(包括拆除)采用人工施工，筛选并利用部分拆除料。干砌石要自下而上砌筑，每块块石重量不小于15kg。护坡应严格按照设计要求铺砌，坡面不允许有游石、孤石、补贴石、小石等现象。砂砾料、碎石、干砌块石应优先利用原有的坝坡石料，不足部分再适当补充。干砌石护坡要逐层填实，用大石排紧小石塞严，无活石，以脚踏不动为准;坝面石选用较大石块排砌，错缝竖砌，结合平稳，不得使用垫石;石面接触严密，坝面坡度平整。下游坝坡草皮护坡的植草时间宜在春季或初夏，坝坡整平后，铺填种植土50－70mm，再铺植被网，用防滑钉固定，播洒草籽于网内，松土覆盖，轻轻压实。
3.3溢洪道施工施工内容主要为溢洪道衬砌。土方开挖采用1m3挖掘机挖装，8t自卸汽车运输至下游坝坡做培厚用土。浆砌石采用砂浆搅拌机拌制砂浆，人工砌筑。混凝土拌和采用0.4m3搅拌机，0.6m3机动翻斗车运输入仓，仓面内用高频振捣器振捣。砼施工要求为:砼表面光洁、无蜂窝麻面;在常温下，砼浇筑完毕36h后即可拆模;用草袋覆盖洒水养护不少于7d。亦可用砼养生剂养护，但必须喷洒均匀。
4结语
张家沟水库除险加固后，可消除大坝安全隐患，充分发挥其防洪功能和灌溉效益，在保护下游人民群众生命财产安全的同时，提高农业产量，保证粮食安全。
作者：孙秀 单位：长治市襄屯灌区管理中心
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