灯塔水库除险强固工程设计综述

作者：栗军奇 单位：中国水电工程顾问集团贵阳勘测设计研究院

溢洪道拆除原浆砌石渠道，修建新的溢洪道，调整泄槽坡度为0.15，泄槽宽度全部调整为4m，采用跌坎消能，出口设消力池，溢洪道对现状溢洪道进行改造加固。开挖左侧边墙以扩宽溢洪道，扩挖后的溢洪道底宽4.0m。从交通桥到桩号0+26.13右侧边墙兼做改造公路挡土墙，高度约4.0m，宽度1.2m。左侧边墙高度1.2m，宽度0.5m；桩号0+26.13～0+36.12为转弯段，转弯半径20m，转角66.49°，0+36.12桩号弯道横向水面差达到1.35m，平均水深0.19m，再加上安全超高0.5m，右侧边墙高度达到2.0m，故桩号0+26.13～0+36.12右边墙高度由4.0m渐变到2.0m。左侧边墙高度1.2m，宽度均为0.5m。左右侧边墙垂直，浆砌石砌筑，并在左侧边坡上布置φ22间排距1.5m×1.5m、L=4.5m的锚杆。支护后的溢洪道不抬高大坝溢洪道进口，需将溢洪道底板向下开挖20cm，底板浇筑20cm厚C20混凝土。溢洪道出口段修筑台阶消能设施，底板厚度20cm，消能台阶高度50cm，宽度50cm，采用C20混凝土浇筑。溢洪道泄槽段末端接消力池，宽度4m，长度6m，深0.35m，采用混凝土衬砌，厚度0.5m。

为保证溢洪道整体的防渗能力，在支护后的溢洪道边墙上采用M10砂浆抹面，厚度3cm输水设施大坝放水涵洞布置在右坝段溢洪道左侧，埋设于坝体内，由浆砌石砌筑构成，断面宽0.4m，高0.6m，出口高程为792.98m，管长32m。进口设Ф300双向转动闸门，放水闸锈蚀严重，封闭不严存在漏水，启闭设备简易。先对涵洞洞身进行检查，有破损踏空部位应及时回填修复。拆除涵洞进口闸门，在放水涵洞内布设DN300的PE管供水，由于坝体培厚，现有的放水PE管长46.45m，用砂浆回填PE管和放水箱涵之间的间隙，并进行回填砂浆。在大坝下游安装DN300的闸阀2个，压力等级0.5MPa，控制放水管泄流，在下游新建闸阀控制室，面积为12m2的砖砌体结构。水库运行中根据淤沙情况及时对放水涵管进口进行清淤处理。防渗对坝体上游面采用土工膜全断面铺设防渗，在铺设土工膜的边缘设置盖帽混凝土或封边混凝土，盖帽混凝土兼作灌浆平台和固结土工膜边缘用，复合土工膜顶端应铺设至坝顶防浪墙底高程，与坝顶防浪墙体固结，封边混凝土沿坝面边缘的山体延伸至坝顶，混凝土断面尺寸为厚1.5m的直墙，坝体前缘段以及坝面两侧的混凝土均应深入山体内，且伸入岩体不小于0.5m，浇筑混凝土墙时，每隔10m留一条施工缝，防止墙体发生不均匀沉降，伸缩缝采用宽40cm的定型橡胶止水。受原施工条件、施工设备以及施工工艺等因素的限制，坝体填筑时无严格完善的质量管理体系和质量监控措施，坝体施工时虽采用人工夯实，但施工工艺过于简单，填筑时部分坝体未经完全碾压夯实，从而出现坝体存在填筑质量不均匀、密实度和防渗效果较差等问题。故须沿坝轴线对坝体进行充填灌浆，灌浆孔距2.0m，深入基岩1.0m，灌浆压力50kPa。对坝基、坝肩的渗漏采用帷幕灌浆处理，帷幕灌浆孔沿防渗墙中心线布置，孔距为2m，帷幕按单排布置。封边混凝土墙沿上游坝体边缘布置，基础开挖进入基岩0.5m，混凝土墙与土工膜防渗连成整体，基岩采用帷幕灌浆，起灌高程以混凝土墙的沿线高程点控制。

帷幕灌浆底限根据坝顶钻孔勘探情况来控制，初步拟定帷幕底线进入基岩5.0m左右，透水率小于8Lu，帷幕两端延伸采用透水率小于8Lu段上限与798.0m高程线相交点来控制，两端分别延伸3～6m。处理措施（1）大坝高程在799.5m，新建高1.0m的防浪墙，顶高程800.5m；（2）改扩建右岸进场公路0.5km，进场公路从跨溢洪道右侧通过，修建溢洪道交通桥，进场公路路面宽度4.5m；（3）对坝基接触带、坝肩接触带及坝体进行防渗处理；（4）新建下游左右岸坝肩截水沟；（5）上游坝坡采用六边形混凝土预制块整治护坡；下游坝坡采用混凝土框架护坡，内种草皮，中部设踏步，左右侧山体排水沟与下游引水渠相接，修复排水棱体；（6）开挖溢洪道底坡，加大溢洪道泄槽段的底坡，溢洪道宽度与现状宽度一致为4m，溢洪道泄槽段宽度扩挖到4m。新建溢洪道浆砌石挡墙，底板采用素混凝土结构，加高泄槽边墙满足规范要求的泄流能力。溢洪道右侧边墙作为改造公路的挡墙，为保证防渗效果，对浆砌石挡墙进行砂浆抹面；（7）拆除转动闸门及启闭机，在洞内埋设PE放水管，用砂浆回填PE管与涵洞之间的空隙，并进行回填灌浆；（8）新建管理用房，匹配大坝安全监测设施并完善管理制度3除险加固评价经除险加固后安全复核，各工况的安全系数满足相关规范要求。（1）坝体上下游修坡、增设排水棱体等措施均对大坝的抗滑稳定有利；（2）加固处理后溢洪道可满足安全泄洪的要求，不会对大坝安全构成威胁；（3）防渗采用上游面土工膜防渗，坝基和坝肩采用帷幕灌浆，工期短，质量容易控制；（4）加固处理后，输水功能由PE管承担，采用出口闸阀控制，封闭密实，闸阀在新建闸阀室的保护下运行安全。