試論病險(xiǎn)水庫(kù)加固措施

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摘 要:加快病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固,確保水庫(kù)安全,充分發(fā)揮防洪和興利效益,對(duì)促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高,具有重要意義。提高水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)主要采用加高大壩、增加水庫(kù)調(diào)蓄洪水能力和擴(kuò)建、增建溢洪道的辦法,提高水庫(kù)工程質(zhì)量重點(diǎn)要解決好防滲問(wèn)題。
    關(guān)鍵詞:病險(xiǎn)水庫(kù) 加固 措施 大壩
    加快病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固,確保水庫(kù)安全,充分發(fā)揮防洪和興利效益,對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展,具有十分重要的意義。
    一、提高水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)的工程措施
    提高水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)的工程措施:一是加高大壩、增加水庫(kù)調(diào)蓄洪水能力,對(duì)削減洪峰的作用較大,對(duì)下游淹沒(méi)影響也較小;二是擴(kuò)建或增建溢洪道,加大泄洪量,對(duì)削減洪峰的作用不是太大,但對(duì)下游淹沒(méi)影響卻較大。據(jù)分析,單獨(dú)采用加高大壩措施的水庫(kù),泄流量一般為入庫(kù)洪峰流量的40%以下;單獨(dú)采用擴(kuò)建或增建溢洪道措施的水庫(kù),泄流量一般為入庫(kù)洪峰流量的70%以上。因此,對(duì)下游防洪有重要要求的水庫(kù)應(yīng)盡可能采取以增加壩高為主,必要時(shí)再結(jié)合擴(kuò)建泄洪設(shè)施的辦法進(jìn)行。
    對(duì)已建成的水庫(kù),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行,要進(jìn)行工程安全鑒定。如發(fā)現(xiàn)防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低或較大的工程質(zhì)量問(wèn)題,要及時(shí)進(jìn)行擴(kuò)建加固。一般加固順序,應(yīng)先處理工程質(zhì)量,然后提高防洪標(biāo)準(zhǔn),也可結(jié)合提高防洪標(biāo)準(zhǔn),一并進(jìn)行處理。
    1.大壩加高
    適當(dāng)加高大壩,可以較大地增加調(diào)蓄能力,提高防洪標(biāo)準(zhǔn)。一般采取以下措施。
    ①“戴帽”加高
    從壩頂上直接加高,而不是從背坡腳開(kāi)始培厚加高。加高部分,迎水面可以利用防浪墻直立加高,背水面上部坡度加陡一些,與下游坡面相接,一般也應(yīng)經(jīng)過(guò)計(jì)算,在安全的條件下進(jìn)行。限于壩坡穩(wěn)定的要求,加高的高度有一定限制,不能加高過(guò)大,影響壩坡穩(wěn)定。一般加高1~2m,不宜超過(guò)3m。如加高過(guò)多,則必須加寬壩身。一般從背水坡腳加寬加厚,保證壩坡穩(wěn)定。如福建省的汀溪水庫(kù)(中型),在河南省“75.8”大洪水后,經(jīng)復(fù)核防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低,采取相應(yīng)的工程措施,將主副壩戴帽加高50cm,即滿足可能洪水標(biāo)準(zhǔn)的要求,核算后壩坡也是穩(wěn)定的。
    ②從大壩背水坡培厚加高
    這一措施,比“戴帽”加高工程量要大,造價(jià)也高。但為了滿足大壩壩坡穩(wěn)定的要求,也只有采取這一措施。加高大壩可以超過(guò)3m,根據(jù)需要來(lái)定。如山西省漳澤水庫(kù)(大型),防洪標(biāo)準(zhǔn)僅有百年一遇洪水。為提高水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn),從背水坡壩腳培厚加高大壩5m,同時(shí)延長(zhǎng)壩內(nèi)輸水涵洞工程,以滿足規(guī)范要求的防洪標(biāo)準(zhǔn)。
    2.溢洪道拓寬、加深或增建
    ①溢洪道拓寬,并增設(shè)閘門
    在地形、地質(zhì)條件許可而且增加開(kāi)挖量不大的情況下,將原溢洪道拓寬,而不降低堰頂高程,這是增加下泄流量、提高防洪標(biāo)準(zhǔn)的一項(xiàng)措施,投資也比較少,但不應(yīng)增加泄流量過(guò)多,以免加重下游河道的負(fù)擔(dān)。
    ②溢洪道加深,并安設(shè)閘門
    像福建省杜塘水庫(kù)(中型),原有溢洪道設(shè)有6m高的溢流堰一道,堰頂自由溢流,未設(shè)閘門,為提高防洪標(biāo)準(zhǔn),將原有實(shí)用堰降低3.5m,并增建閘門4孔,加大了下泄流量,滿足了防洪標(biāo)準(zhǔn)的要求。
    ③溢洪道拓寬、堰頂降低并增設(shè)閘門
    采取這一措施提高防洪標(biāo)準(zhǔn),如福建省活盤水庫(kù)(中型),經(jīng)過(guò)洪水復(fù)核,設(shè)計(jì)洪水位超過(guò)壩頂1.25m。為了提高防洪標(biāo)準(zhǔn),將溢洪道拓寬1.5m,堰頂降低2.5m,并安設(shè)閘門,不僅可以提高防洪標(biāo)準(zhǔn),還可以把正常高水位提高2.5m,相應(yīng)增加庫(kù)容3500萬(wàn)立方米.
    ④增設(shè)溢洪道
    在地形條件許可的情況下,開(kāi)挖工程量不大,也可考慮增設(shè)溢洪道。投資可能大一些,但施工不受已建工程制約。
    3.大壩加高與溢洪道改建或增建相結(jié)合
    ①大壩適當(dāng)加高結(jié)合溢洪道拓寬
    為提高水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn),增加水庫(kù)調(diào)蓄庫(kù)容,加大下泄流量,可采用適當(dāng)加高大壩與改建溢洪道的綜合措施。如北京市官?gòu)d水庫(kù)(大型),由于水庫(kù)泥沙淤積嚴(yán)重,防洪標(biāo)準(zhǔn)降至300年一遇洪水,水庫(kù)下游有北京市,位置重要,需要提高防洪標(biāo)準(zhǔn)。采取了大壩適當(dāng)加高和溢洪道加寬的措施。大壩從背水坡腳培厚加高7m,由原來(lái)45m加高到52m,結(jié)合抗震,其壩坡也滿足抗震要求。大壩左岸溢洪道原凈寬20m,擴(kuò)寬為52m,閘室4孔,每孔凈寬13m。泄洪流量由原1200m3/s,增加為6000m3/s,抗洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到了可能洪水標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),增大了庫(kù)容,也提高了供水效益,加固是成功的。
    ②大壩適當(dāng)加高與溢洪道堰頂降低并更換閘門
    如福建省東圳水庫(kù)(大型),為提高防洪標(biāo)準(zhǔn),大壩加高4m,并充分考慮了大壩抗震要求;溢洪道過(guò)水寬50m不變,將其上2m高的堰檻拆除,更換閘門5扇,以加大泄洪流量,滿足了提高防洪標(biāo)準(zhǔn)的要求。
    ③大壩加高與溢洪道增設(shè)閘門
    如福建省眉力水庫(kù)(中型),充分利用水庫(kù)有利條件,提高水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)。主壩加高4.5m,副壩加高4m,溢洪道由原來(lái)無(wú)閘寬頂堰改為有閘實(shí)用堰,寬度和深度不變,正常水位由67.6m提高到72.8m。既增加了調(diào)蓄庫(kù)容,也加大了溢洪道泄洪量,增加有效庫(kù)容890萬(wàn)立方米,加大泄洪量445立方米/s。
    ④大壩適當(dāng)加高并增設(shè)新溢洪道
    如福建省黃崗水庫(kù)(中型),壩址兩岸河谷地形狹窄,山坡甚陡,無(wú)適合做開(kāi)敞式溢洪道的地址,采用泄洪洞泄洪,泄洪量1460立方米/s,滿足不了復(fù)核后防洪標(biāo)準(zhǔn)的要求。為了提高標(biāo)準(zhǔn),如單純依靠加高大壩,會(huì)帶來(lái)很多問(wèn)題,如庫(kù)區(qū)移民和其他建筑物改建等。同時(shí),加大泄洪洞也有困難。通過(guò)多方案比較分析,采用了適當(dāng)加高大壩與增設(shè)新溢洪道相結(jié)合的措施,將主副壩加高2m,并在副壩右岸開(kāi)挖新溢洪道,滿足了水庫(kù)提高標(biāo)準(zhǔn)。