竹坝水库大坝除险加固措施探讨

摘要：本文主要针对竹坝水库大坝存在的一系列问题，分别采取相应的除险加固措施对大坝进行防渗加固，工程竣工投入运行后状态良好，大坝除险加固取得很好的效果。

关键词：除险加固；防冲；防渗

中图分类号：TV42+1.1

1、水库概况

竹坝水库位于同安区五显镇竹坝村，所在河流为东溪支流竹坝溪，是一座以灌溉为主兼有防洪的中型水库。水库于1984年建成并投入使用，坝址以上集雨面积9.41km2，死水位为34.1m，死库容为57万m3，正常蓄水位为45.4m，兴利库容793 万m3，设计洪水标准为50年一遇，设计洪水位为46.22m，校核洪水标准为500年一遇，校核洪水位为46.65m，水库总库容为1012万m3，为多年调节性能。枢纽工程由主坝、左右副坝、输水涵洞、溢洪道组成。

2、大坝存在问题

竹坝水库大坝综合评定为三类坝，主要存在以下几个方面的问题： ①坝顶高程不满足规范要求；②坝体粘土斜墙不完整、砂壤土存在较严重的渗漏问题，坝基存在渗漏安全隐患；③大坝迎水坡为干砌块石护坡，41.00m高程以上已采用混凝土灌缝，但仍然发生风浪冲毁护坡的情况。④大坝背水坡的边坡较陡，高水位时稳定安全系数不能满足规范要求；⑤输水涵洞为坝下埋管型式，周边土为含砾中砂和填土，局部为中等透水性，均匀性差，存在严重渗漏，且金属结构老化，已达报废年限。⑥大坝白蚁问题严重。

3、大坝防渗加固措施

竹坝水库除险加固主要针对大坝存在的问题，采取对迎水坡进行防冲、坝体坝基防渗、背水坡土方培厚加固，旧放水涵洞封堵等处理措施。

3.1迎水坡防冲

竹坝水库处于风口，库区风浪较大，汛期在库区水位变化区域常出现掏空迎水坡块石护坡的砂石垫层，破坏护坡情况， 2006、2010年汛期台风期间都出现较大险情，迎水坡大面积脱落塌陷，危及大坝安全。破坏的原因是风浪将护坡下方垫层砂石颗粒带走，护坡底部空虚导致护坡坍塌破坏。防冲措施解决的方案是采用现浇砼板。

根据《海堤工程设计规范》SL435-2008规定，对具有明缝的混凝土或钢筋混凝土板护坡，当斜坡坡率m=2～5时，满足稳定所需的面板厚度可按下式确定：

式中：

T――混凝土护面板厚度，m；

η――系数，对整体式大块护面板取η=1.0，对装配式护面板取η=1.1；取1.1

H――计算波高，m，取H1%；水库平均H=0.539，计算得H1%=1.30

ρc――板的密度，t/m3；混凝土取2.4

ρw――水的密度，t/m3；取1.0

L――波长，m；计算得L=16.58

B――沿坡方向（垂直于水边线）的护面板长度，m；初拟B=2.0

m――斜坡坡率；按大坝情况取2.0

公式中风浪要素计算采用莆田试验站公式，经计算砼板尺寸为3.0×3.0m，护坡厚度为0.16m，砼板块之间设置沥青杉木板。因大坝迎水坡垫层已基本被掏空，故拆除现有的砌块石护坡和垫层后，在大坝土层表面铺设300g/ m2规格反滤土工布，之后布置厚度200mm的碎石反滤层，最后再进行防冲护坡浇筑。为减少砼板表面的温度裂缝，防止出现贯穿裂缝，提高防冲砼护坡的耐久性，砼板上表面布置温度钢筋，钢筋直径8mm，间距150mm，2级钢筋，钢筋保护层为50mm。

为保证坝体中水体的排出，砼防冲护坡布置塑料盲沟排水，盲沟规格为MY50，布置间距为1.50×1.50m，矩形排列。

3.2坝体坝基防渗

竹坝水库大坝最大坝高24.4m，坝体不高，且坝体大部分填土为砂壤土，经技术经济综合指标比较后采用坝体坝基高压旋喷桩防渗墙+坝基帷幕灌浆+两岸高压旋喷桩。

①.大坝桩号0+113.40～0+773.30位于主河槽，其旋喷桩高度为20―35m，大于20m，设计采用三管高压旋喷桩，桩径1.2m，间距0.80m，形成防渗墙厚度不小于0.6m；

②大坝两侧非主河槽段桩号0+000～0+113.40段、桩号0+773.3～0+892.50段，旋喷桩长度小于20m，设计采用单管高压旋喷桩，桩径0.6m，间距0.40m，形成防渗墙厚度不小于0.40m。高压旋喷桩桩底穿透坝基全风化层深入坝基强风化岩层2.0m。

③溢洪道和左坝肩（桩号0+892.50～0+963.00）、右坝肩（桩号0+000.00～0-030.00）上部残积砂质粘性土层、全风化层防渗也采用单管高压旋喷桩，桩径0.6m，间距0.40m，形成防渗墙厚度不小于0.40m，桩底部深入至强风化层以下2.0m。

④ 大坝坝基及两岸坝肩强风化岩层及微风化层相对隔水线以上部分采用帷幕灌浆防渗，帷幕灌浆孔单排布置，孔距1.50m，帷幕灌浆上部和高压旋喷桩防渗墙的搭接长度为2.0m，下部深入相对隔水线2.0m。

⑤防渗墙穿越桩号0+136.00放水涵洞处增设一道防渗墙，因涵洞底部高程34.10m，距防渗墙顶高程49.60m为15.50m，拟采用单管高压旋喷桩，桩径0.6m，间距0.40m；防渗墙范围为桩号0+133.00～0+139.00，桩深度20.0m，桩底部高程29.60m。

3.3坝后土方培厚及网格护坡

主坝原下游边坡的坡度为1：1.5～1：2.0，坡度较陡，曾多次出现局部滑塌。这次除险加固重新对坝体稳定进行复核计算，对背水坡进行培厚，并设置浆砌块石网格草皮护坡，不但增强坝面抗冲刷能力，还美化坝区景观。结合主坝下游坡的形状，将坝顶宽度由4.50m加宽至6.00m，以便于坝顶观测系统的布置和防汛抢险工作的进行，在坝顶铺设透水砖路面，并铺植草皮。在42.00m高程平台以上部分按1：2.25坡度培厚，平台宽度设为2.0m，平台以下至36.50m高程按1：2.75坡度培厚。42.00m高程平台内侧设置纵向排水沟，排水沟底宽0.40m，浆砌石衬砌，高度0.4m。