浅谈平阳县桃源山塘综合整治设计

1、山塘现状

平阳县桃源山塘位于平阳县桃源乡桃源村,距下游桃源村200m。该山塘总库容8.0万m3,正常库容7.4万m3,坝址以上集雨面积1.46km2,主流长度2.28km,是一座以灌溉为主的山塘。根据《浙江省山塘综合整治技术导则(试行)》规定,桃源山塘规模为山(1)型,工程等别为Ⅵ等,主要建筑物大坝、溢洪道的级别为6级,相应设计洪水标准为20年一遇,校核洪水标准为200年一遇。桃源山塘下游有桃源村、包岙村,57省道、通讯及输电线路等重要基础设施,保护人口约2000人,灌溉农田约1000亩。桃源山塘由大坝、溢洪道和放水涵洞等建筑物组成。

2、存在问题

桃源山塘1962年建成47年来,作为桃源村和包岙村的灌溉水源,发挥了明显的效益。但由于受当时条件的限制,设计标准低,施工质量差,经多年运行后,目前山塘存在诸多安全隐患。

根据现场检查和计算分析,目前山塘主要存在以下几个问题:①根据山塘防洪安垒性复核可知,坝顶高程局部不能满足防洪要求。②下游坝坡变形严重,杂草丛生,坡面不平整。③下游坝坡设有简易排水设施,但达不到反滤要求,右坝脚有明显渗水。④涵洞存在较大渗漏水现象。⑤溢洪道泄槽中有山体塌方,局部溢洪道两侧山体不稳定。⑥放水闸门、拉杆、启闭机等损坏严重。⑦坝面发现有白蚁活动迹象。⑧山塘缺少观测设施。

3、整治设计

3.1　挡水建筑物

3.1.1　坝顶整治

①坝顶高程复核

根据溢洪道维修加固维持控制的规模不变,故保持设计洪水位39.42m、校核洪水位39.80m不变,同时大坝上游维持现状,故坝顶高程需40.57m。现将坝顶高程统一修整至40.60 m,满足《浙江省山塘综合整治技术导则》(试行)规定要求。

②坝顶整治方案

清除坝顶杂草和部分原状土,回填黄土并夯实,上面铺设碎石垫层厚10cm,再浇筑C10砼找乎层厚5cmltlC20砼路面厚15cm。坝顶上下游侧设置C20钢筋砼路肩25×80cm,底下为c10砼找平层厚5cm。为了便于排除坝顶雨水,将坝顶路面做成倾向上游的横向斜坡,坡度为2%。

3.1.2　下游坝坡整治

根据下游坝坡现状及存在问题,对原下游坝坡进行修整。从坝顶高程至下游地面处清除杂草和部分原状土。坝坡整修后坡度为1:2.0,采用框格绿化带,底下铺设黄土厚10cm。在下游坝坡坡脚高程28.30m处设置贴坡排水,排水体高5.90m,顶宽2.00m,外坡坡比为1:1.5。棱体反滤层分三层:底下铺设300g/m2土工布,其上中砂厚20cm和小卵石厚20cm。排水体面层采用35cm厚的干砌块石砌筑,内部采用毛石理砌。

为了拦截下游坝坡两侧山体的雨水,在下游坝坡与左、右山体交界处各设置一条横向排水沟。该排水沟为梯形断面,M7.5浆砌毛石结构。在坝脚贴坡排水体外侧设集水沟和量水堰,以便在大坝运行过程中对坝体渗流量进行观测,以确保工程安全运行。集水沟净宽50cm,深80cm,内挡墙厚150cm,外挡墙厚60cm,底部M7.5浆砌毛石厚30cm和ClO砼找平层厚10cm。

3.1.3　坝体防渗处理

根据山塘来水及施工期安排以及当地建筑材料等实际情况,经综合分析后,确定采用套井冲抓回填粘土方案对山塘大坝进行防渗加固处理。

设计冲抓井轴线与坝轴线重合,墙顶高程为40.60m,套井回填范围从坝桩号0+000至坝桩号0+060处,处理深度深入弱风化基岩0.5m,孔底2m范围用水泥土回填。设计冲抓孔距0.75m,孔径1.1m,形成防渗墙有效厚度为0.8m,防渗墙体材料主要为粘土,要求粘粒含量30%-35%,渗透系数小于1×10-5cm/s,压实度大于93%。

3.2　泄洪建筑物

本次整治设计不对溢洪道进行加宽、加深改造,只进行必要的整治。整治设计时对溢洪道中的杂物进行清除,对不稳定溢洪道两侧山体进行削坡护坡处理,将岩质山体按1:0.5、土质山体按1:1削坡开挖成稳定边坡,岩土分界处设置马道,宽度2m。

3.3　输水建筑物

根据本工程所处地理位置及库区周边的地质条件,对原坝体放水涵洞封堵后库区的放空设施采用开挖输水隧洞方案和采用真空虹吸管装置方案进行分析比较。输水隧洞对山体地质要求较为严格,而本工程大坝左右岸山体地质一般,不太适合开挖输水隧洞。本山塘输水设施采用真空虹吸管装置较为适宜,此方案操作简单、投资省、施TT期短、管理方便,已具有相当的成功经验,可满足本工程需要。

山塘原坝下放水涵洞尺寸为0.6mx0.6m,下游灌溉农田约1000亩,随着当地近几年的经济发展和土地开发利用,下游农田灌溉面积有逐年减少的趋势。现选用型号为DYH500的山塘专用真空虹吸装置作为本工程山塘库区的放空设施,与之匹配的虹吸管内径为500mm,可满足本工程需要。

本山塘大坝高度较高,虹吸管驮峰顶部高程在山塘死水位以上不能超过8m,同时虹吸管驼峰处管底高程应在正常蓄水位以上,故确定虹吸管驮峰顶部高程为38.70m。为了减少工程的开挖量,管道路线沿大坝垂直布置。

3.4　坝内放水涵洞封堵

根据《浙江省山塘综合整治技术导则》(试行)规定,需对大坝内的放水涵洞进行废除。根据本工程实际情况,考虑到原坝下涵洞从坝体中挖除时坝体土方开挖量较大,且施工难度较大,根据本工程坝型特点,采用在进出洞口用C15砼封堵,洞内采用水泥粘土浆充壤灌浆方案的方法对原放水涵洞进行封堵。原放水涵洞封堵前,将涵洞上下游侧5m范围内的涵洞予以挖除,在涵洞进口段埋设φ15cm横向送浆管和φ5cm竖向排气管,在出口段埋设φ5cm竖向排气管,以c15砼封堵涵洞进出口段,进出口砼堵头长各2m,进出口段除用C15砼堵头封堵外其余挖除部分采用粘土回填夯实。

3.5　工程管理设施

按照《浙江省山塘综合整治技术导则(试行)》的要求,增设工程安全管理设施的主要内容如下:

3.5.1　简易上坝道路

设置简易上坝道路是为山塘应急抢险时提供必要的交通条件。山塘现有上坝道路已能够满足要求,本次综合整治不对其进行改造。

3.5.2　水位、渗流观测设施

在大坝迎水坡适当位置设置水位尺,观测山塘水位。在溢流堰边上设置水位尺,观测溢洪道溢流水深。为了观测坝体正常渗流量,在下游坝脚排水沟出口处设置量水堰。

3.5.3　管理房

用原启闭机房做山塘管理用房,不再另建山塘专用管理房。

3.6　白蚁防治措施

桃源山塘已有白蚁危害的迹象,结合本次综合整治,应对山塘大坝进行全面检查,对发现的蚁巢挖除回填处理,并在坝面结合诱杀包进行诱杀。

4、结　语

山塘整治作为“强塘”工程的重要建设内容之一。通过一系列的工程措施,消除山塘安全隐患,确保工程安垒正常运行,发挥其山(1)型山塘的设计功能,更好地为平阳县社会经济的持续稳定发展服务。