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喀達蘇蓋提水庫除險加固技術(shù)措施探究

文檔作者：王小兵文檔來源：新疆水利水電勘測設(shè)計研究院地質(zhì)勘察研究所		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年08月28日
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喀達蘇蓋提水庫除險加固技術(shù)措施探究
王小兵
(新疆水利水電勘測設(shè)計研究院地質(zhì)勘察研究所 新疆 烏魯木齊830000)
摘要 本文以新疆喀達蘇蓋提水庫為實例，針對水庫主壩、放水閘、放水渠、進水閘、進水渠的工程結(jié)構(gòu)
特點，提出了對原壩段壩體、壩基等進行防滲除險加固處理，并詳細介紹了施工程序和施工要
求，以期對同類型水庫的除險加固工程具有借鑒意義。
關(guān)鍵詞 防滲；除險加固；安全隱患；技術(shù)措施
中圖分類號~TV697．3 文獻標(biāo)識碼：B
1工程概況
喀達蘇蓋提水庫位于新疆疏勒縣塔孜洪
鄉(xiāng)以東、縣林場以西，英爾里克鄉(xiāng)以北，距疏
勒縣城約12km，該水庫為引水注入式水庫，水
庫現(xiàn)狀庫容為2900萬m ，相應(yīng)水庫面積
11．76km ，正常蓄水位為1263．00m，水庫主要
由大壩、進、放水系統(tǒng)組成。
喀達蘇蓋提水庫于1960年建成投入運
行，1987年對其進行了首次除險加固工作，將
壩頂平均加高lm，壩前平均加厚3m，1993年
又一次對水庫大壩上游壩坡進行防滲加固處
理。至今，喀達蘇蓋提水庫已運行二十多年，
出現(xiàn)壩體、壩基等滲漏問題，影響了水庫的安
全運行和當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。
2水庫存在問題分析
(1)部分壩段壩基有液化可能，應(yīng)進行適
當(dāng)處理。
(2)由于壩體填筑干密度不合格，部分壩
體、壩基滲漏嚴重，因此，必須加以防滲處理。
(3)水庫放水閘為木質(zhì)閘門，結(jié)構(gòu)強度、剛
度、穩(wěn)定性及啟閉機的啟閉能力達不到規(guī)范要
求，大壩工程質(zhì)量不合格。
(4)經(jīng)復(fù)核水庫大壩的壓實干密度和相對
密度合格率及物理力學(xué)指標(biāo)達不到規(guī)范要求，
大壩工程質(zhì)量不合格。
(5)壩體填筑質(zhì)量較差，大壩上游無防浪
設(shè)施，風(fēng)浪淘刷嚴重，大壩無觀測設(shè)施。
3除險加固及防漏技術(shù)
3．1方法簡介
針對大壩存在的主要問題，現(xiàn)就圍繞以
下幾個問題，制定工程除險加固主導(dǎo)方案。
3．1．1壩體滲漏及防滲處理
在檢查過程中發(fā)現(xiàn)壩段樁號$2+600～
SI+315，N0+535～N4+600，風(fēng)浪對壩體淘刷破
壞明顯。大壩前坡在風(fēng)浪的作用下發(fā)生坍塌，
并且在正常蓄水位以上形成陡坎。
壩后壩體浸潤線出溢點過高，一般發(fā)生
在壩后坡積水水面以上1m左右。在樁號
N2+000～N3+400壩后出現(xiàn)沼澤地， 自后壩
坡角向外100m范圍內(nèi)形成0．5m～1．0m深
的水面，經(jīng)計算壩后年滲漏量約1 154．60萬
rn3。為了解決上述問題，可在壩前設(shè)置砼阻
滑墻，砼護坡和復(fù)合土工膜，及增設(shè)1：8的
土緩坡。
3．1．2壩基液化問題及處理措施
按安全導(dǎo)則要求需進行抗震處理。經(jīng)現(xiàn)場
做動探標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗和計算分析，具有發(fā)生液
化可能的壩段樁號為S1+1O0～N0+500，
NI+000～N4+600，其液化等級為輕微液化，液
化指數(shù)I1E=0．08～0．73，為了解決上述問題在
壩后增設(shè)貼坡排水和蓋重及排水措施防止壩
基產(chǎn)生液化現(xiàn)象。
3．2技術(shù)措施
3．2．1建筑物主要材料選擇
根據(jù)喀達蘇蓋提水庫壩址區(qū)的地形和已
建成壩體的材料以及當(dāng)?shù)氐慕ㄖ牧?，水庫?
體加固仍采用均質(zhì)土壩。工程所需砂料可就近
在塔孜洪鄉(xiāng)拉運，其運距只有5km，工程所需
礫料、戈壁料可在喀什市七里橋料場拉運，其
運距為35km，工程所需水泥可在喀什市拉運，
運距35km。
居民的垃圾傾倒現(xiàn)象也明顯改善。這種工程
措施和非工程措施相結(jié)合的有效的起到防
御洪水和增加景觀性的雙重目的 。為今后
的村屯河道護坡工程設(shè)計提供了參考。但同
時需要注意以下幾個方面的問題：
(1)護腳是護坡工程措施中重要的組成
部分 ，在發(fā)生的護坡破壞中多數(shù)是因為護腳
深度不夠和護腳措施不當(dāng)引起的。防沖深度
應(yīng)考慮歷史沖刷深度調(diào)查資料和沖刷深度計
算等因素綜合確定。
(2)護岸工程是河道整治工程的重點，選
用生態(tài)護岸措施首先要考慮運行安全，同時
要盡可能與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，并保證投資盡
可能低。所以在設(shè)計過程中一定要進行多方
案比較，擇優(yōu)采用。
(3)有些工程護坡范圍不合理，順直河道段
非沖刷部位也采用硬護砌，兼顧生態(tài)環(huán)境不夠。
有些護坡過分強調(diào)生態(tài)措施，迎流頂沖、水土流
失嚴重的險工段護坡方式不安全。
(4)生態(tài)護坡因地制宜，選材要結(jié)合當(dāng)?shù)?
材料的種類來進行，護坡與植物搭配使用要考
慮適應(yīng)當(dāng)?shù)厣L的植物。
6結(jié)語
如今人水和諧的生態(tài)河道治理理念指導(dǎo)河
道設(shè)計過程中，生態(tài)護坡在河道治理工程中投
資占的比例很大，合理的生態(tài)護坡工程措施不
僅是工程安全的保證，也是保護生態(tài)環(huán)境，使投
資合理的保證。最終使整治后的河道達到河暢、
水清、景美的生態(tài)河道的要求。陜西水利
參考文獻
?1高樹天．生態(tài)護坡在近河人工湖工程中的應(yīng)
用0]．吉林水利，2014(8)：36—39．
[2]石險峰，周東震．柔性生態(tài)護坡在清源縣紅
河上的應(yīng)用Ⅱ】．東北水利水電，2011(7)：21—22．
『31李海東，林杰．生態(tài)護坡技術(shù)在河道邊坡水土
保持中的應(yīng)用叨．南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，32(1)：
119-123．
【4]朱峰．堤防工程護坡與護岸設(shè)計卟水利規(guī)劃
與設(shè)計。2013~)：41-42．
[5]錢曉紅，關(guān)云鵬現(xiàn)代生態(tài)護坡技術(shù)的應(yīng)用
研究Ⅱ]．內(nèi)蒙古水利，2009(1)：48—49．
(責(zé)任編輯：黃靈芝)
表1 壩體填筑土料的物理力學(xué)指標(biāo)及性質(zhì)
土料物理力學(xué)指標(biāo) 土料的質(zhì)量要求
設(shè)計干密度 內(nèi)磨擦角 凝聚力 滲透系數(shù) 最優(yōu)含水量 滲透系數(shù) 易溶鹽含量 有機質(zhì)含量
(rCcm ) 擊 C(kPa) K(crrds) Wop K(cm／s)
1．68 25．4 19．4 1．17×10 17．2 <10-4 <3％ <5％
表2 穩(wěn)定計算分析成果表
斷面 項目 加固前 加固后 [K】
上游邊坡 K=5．244 K=5．738 1．2
N0+800 穩(wěn)定計算
下游邊坡 K=2．143 K=2．148 1．2
上游邊坡 K=5．214 K=8．028 1．2
Nl+800 穩(wěn)定計算
下游邊坡 K=3．067 K=2．298 1．2
3．2．2主要工程技術(shù)措施
(1)壩頂高程的確定。通過壩頂高程
復(fù)核計算，壩頂高程為1265．70m，可以滿
足要求。
(2)壩軸線的確定。根據(jù)除險加固工程
有關(guān)規(guī)定及考慮到減少投資，本工程壩體
盡可能合理利用原老壩體。根據(jù)大壩安全
論證報告老壩體雖然填筑質(zhì)量不高，但經(jīng)
滲透穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定計算均滿足規(guī)范要
求，另外壩體已運行40年，認為老壩體已
趨于穩(wěn)定，因此認為老壩體可以利用。壩體
軸線位置定為以原壩軸線為本次除險加固
壩軸線。
本次除險加固技術(shù)以原放水閘為大壩
0+000樁號，大壩南端樁號為S0+000一
$2+600，北端樁號為N0+000～N4+600，其
中樁$2+000～$2+600段呈東西走向，樁號
N0+500～N4+600段大致呈東西走向。
(3)部分壩體加寬、加高。本技術(shù)措施
中利用現(xiàn)有壩體壩段樁號S1+315～
$2+600、N0+535～N4+600段處理方案如
下：將原壩體表層雜草、樹木全部清除，壩
前坡腳雜物和填土清除深度大約2m左右，
壩后坡角處最小清基深度0．4m，現(xiàn)壩體前
坡在高程1260．50m以下較緩，無需修整坡
度。在壩體樁號$2+600～S1+315、
N0+535～N2+000壩段設(shè)阻滑墻，其墻頂高
程為1260．50m，壩頂在原壩清除后加寬至
6m，上游壩坡1：3．5，下游壩坡1：3．0。土
緩坡(樁號N2+000～N4+600)壩段坡以上
比按1：8控制。其控制指標(biāo)參照壩體填筑
指標(biāo)具體見表1，具體碾壓指標(biāo)通過現(xiàn)場碾
壓試驗確定。
(4)結(jié)構(gòu)設(shè)計。本次除險加固壩頂寬度
為6m，壩段($2+600～S1+315、N0+535～
N2+000)最大壩高11．6m，大壩前坡l：3．5，
后坡1：3．0，壩前砼護坡采用C20、抗凍等級
為F200、抗?jié)B等級為W6，砼強度以28天齡
期的強度作為設(shè)計強度，水泥選用425#抗
硫酸鹽水泥，厚16em現(xiàn)澆混凝土護坡，每塊
砼護坡3m×3m，每塊砼班板上設(shè)置4個排
水孔，每孔間距1．5m，孔徑10cm；砼板下設(shè)
30cm厚砂礫石墊層；砂礫石墊層下鋪設(shè)二布
一膜300／0．5／300，并在壩頂處開挖深0．5m
底寬0．2m邊坡為1：0．75的體形槽用來埋
重土工膜。砼板下設(shè)阻滑墻，在樁號
$2+400～N3+500壩體下游壩址設(shè)排水溝；
在樁號$2+000～N3+500壩段設(shè)貼坡排水
體；在樁號SI+000～N2+000壩段設(shè)蓋重，蓋
重厚度2m，長度7．5m。
壩段(N2+000～N4+600)，壩頂寬設(shè)計
為6m，壩前坡坡比為1：8的土緩坡。壩體
下游坡比為1：3．0。
(5)壩后貼坡排水設(shè)計。針對大壩壩體
浸潤線過高影響壩坡穩(wěn)定的問題，采用防
滲和設(shè)排水溝的方法，可降低壩體浸潤線
出逸點，解決浸潤線出逸口不穩(wěn)定的問題。
可在壩后增設(shè)貼坡排水的方法進行處理。
大壩經(jīng)壩前防滲后，當(dāng)庫水位較高時，
總有一定的滲流水滲到下游，土壩的反濾
排水就是為這部分滲流水設(shè)置安全出路。
根據(jù)大壩現(xiàn)狀，在樁號$2+000～N3+500壩
段壩后，在1261．50m高程以下，先清除壩
后松土層，鹽堿土和蘆葦根，鋪一層反濾無
紡布(規(guī)格為400~m2)和厚度0．4m的砂礫
石排水保護層，貼坡排水與無紡布鋪至壩
腳排水溝底部。
(6)壩坡后排水溝設(shè)計。為防止壩基土
層可能產(chǎn)生的地震液化，采用“上堵下排”
增加穩(wěn)定的原則進行加固，因而采用排水
減壓措施，及時將壩后表層中的水排出，消
散地震中產(chǎn)生的孑L隙水壓力，防止砂土液
化。具體措施為在壩后設(shè)置貼坡排水、蓋
重、橫向排水溝。在$2+400～N3+500壩段
壩后坡腳處設(shè)置排水溝，排水溝采用梯形
斷面，用無紡布包裹砂礫料的方法進行回
填，縱向排水溝斷面形式為底寬0．5rn，深
1．0m，邊坡1：1，其縱坡為1：100，并且
在排水溝內(nèi)放置 160的PVC花管，其
周圍包裹300g的無紡布。
(7)壩基液化處理。水庫大壩長
7．2km，其中南壩長2．6km(樁號SO+O00一
$2+600)北壩長4．6km (樁號N0+000～
N4+600)。
根據(jù)地基液化范圍和需加蓋重厚度
(通過計算確定，計算公式參照壩基液化
分析)其需加蓋重的范圍為樁號
SI+000～N2+000，蓋重厚度通過計算(具
體見表2)并參考正常蓄水位按2m控制。
根據(jù)大壩穩(wěn)定計算(假設(shè)在地震情況下壩
基土層的C、 值均為0)，確定蓋重寬度
為7．5m。蓋重選用粉質(zhì)壤土，其指標(biāo)：小于
0．005mm顆粒的細粒料占總土重<6％。滲
透系數(shù)大于A×10cm／s～4cm／s(0<9)?？?gt;

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