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【设计与施工】汪家垅水库除险加固设计分析蒋亮亮(上饶市鸿安水利水电勘测设计咨询有限公司，江西 上饶 334000)摘要 汪家垅水库因日久老化问题，存在不安全因素，对下游居民生活、财产安全造成一定的威胁。文章针对工程险情，选择了比较合理的加固设计方案，并进行分析。关键词 汪家垅水库;除险加固;设计分析中图分类号:TV697 3文章标识码:B文章编号:1009 0088(2022)12 0051 031水库基本概况汪家垅水库位于鄱阳县金盘岭镇梅岭村，所在河道为田畈街水，距鄱阳县约 50 km，地理坐标为东经 1165945，北纬292226 6。水库坝址控制流域面积为 0 29 km2，主河道长700 m。正常运行水位 48 90 m(黄海高程)，库容总量为 11 96104m3。按照水利水电工程等级及防洪有关要求划分，汪家垅水库为等。1 1水利工程现状汪家垅水库于 1968 年兴建，1969 年完工蓄水。大坝主要由粘、粉粒组成，砾石含量 20%30%，粒径 1 5 cm，为强风化砂岩、页岩填充的均质坝，坝高49 96 50 20 m，坝顶宽度3 40 3 90 m，长 94 80 m。上游无护坡，坡比 1 1 7 1 1 9，下游坝坡，坡比1 1 6 1 1 8，无贴坡排水体。溢洪道位于汪家垅水电站左侧，总长度为59 40 m，主要由入口段、控制段和泄槽段等部分构成，基础均为岩质基底，边坡不衬砌。工程坝下涵管位于大坝左侧，取水采用斜涵控制，现状斜涵混凝土老化、破损，涵管出口处可见少量漏水。1 2除险加固的主要内容(1)挡水建筑物(大坝)加固，坝型由均质坝改为粘土心墙坝，坝顶高程由 49 96 50 20 m 改为 51 00 m，坝顶宽度由3 30 4 20 m 改为 3 50 m，上下游坝坡改为 1 2 0。(2)泄水建筑物加固，控制段底宽由 3 40 m 改为 3 50 m，设计泄洪流量由 2 65 m3/s 改为 2 62 m3/s，校核泄洪流量由4 35 m3/s 改为 4 26 m3/s。(3)输水建筑物加固，断面尺寸由 200 mm 改为1 00 m 1 20 m(宽 高)，放水孔孔径改为 =150 mm。2加固设计2 1工程规模及洪水调节2 1 1泄流曲线溢洪道为开敞式。溢流净宽 2 80 m，其泄流计算公式为:Q=mB2gH3/20式中Q流量，m3/s;B溢流堰总净宽，m;H0堰上总水头，m;g重力加速度，g/s;m流量系数;侧收缩系数。计算成果，见表 1。表 1堰前水位泄量关系库水位(m)48 9049 0049 149 449 950 0水头(m)00 10 20 511 5泄流能力(m3/s)00 170 471 875 39 742 1 2水库调洪计算水库调洪按水量平衡进行计算，其计算公式为:(Q1+Q22q1+q22)t=V2 V1q=f(V)=f(Z)式中Q1、q1分别为时段初入库、出库流量，m3/s;Q2、q2分别为时段末入库、出库流量，m3/s;V1、V2分别为时段初、时段末水库蓄水量，m3;t计算时段，s。表 2汪家垅水库洪水调节计算成果频率起调水位(m)洪峰流量(m3/s)最高洪水位(m)相应库容(万 m3)最大下泄流量(m3/s)P=10%48 905 149 5111 262 62P=2%48 907 649 7511 964 2615汪家垅水库除险加固设计分析蒋亮亮2 1 3枢纽建筑物相应的运用洪水标准枢纽建筑物相应的运用洪水标准，见表 3。表 3枢纽建筑物设计 校核洪水及相应流量建筑物名称工况洪水频率P设计洪峰(m3/s)最大下泄流量(m3/s)最高洪水位(m)大坝溢洪道消能防冲建筑物校核2%7 649 75设计10%5 149 51校核2%4 26设计10%2 62设计10%2 622 1 4情况分析复核(1)大坝坝顶高程复核:根据防洪标准(GB 502012014)及相关规定，坝顶超高按下式计算:Y=+e+A式中Y坝顶超高，m;即 =5%=1 84 m，最大波浪爬坡;m平均波浪爬高，m，m=KKw1+m2hmLm;e最大风浪壅水面高度，m，e=KW2D2gHmcos;A安全加高，m，一般为 0 5，特殊可取 0 3;K斜坡糙率，K=0 80;Kw 经验系数;m上游坡坡比;hm平均坡高，m，根据实际情况，查表得 h0 5%/hm为2 23;Lm平均波长，m，L=0 0386W2gDW()21/2/g;K综合摩阻系数，取 3 6 106;W计算风速，m/s，正常运用 24，非常运用 16(采用鄱阳县气象局资料);D风区长度，m，120;Hm水域平均水深，m;法线夹角;Tm均波周期，s，Tm=4 438h0 5m;H坝迎水面前水深，m;坝顶超高计算成果，见表 4。表 4大坝坝顶高程复核成果m洪水洪水位eAY坝顶所需高程现状坝顶高程P=10%49 510 0030 70 51 350 81P=2%49 750 0010 60 31 0050 7549 96 50 2由表 4 可以看出，汪家垅水库大坝坝顶现状高程不满足坝顶所需高程要求。2 2加固设计2 2 1大坝加固设计(1)大坝防渗加固处理设计。项目初拟采用冲抓套井回填粘土防渗墙的施工方法，对大坝坝体和坝基基础的覆盖层进行防渗处理，以达到对工程防渗的目的。计算方法如下:H1 H2 J式中墙厚，m;H1墙上游水位，m;H2墙下游水位，m;J 墙体渗透坡降允许值 6 8，取 7。对套井粘土心墙的最大允许渗透坡降为 7，墙下游标高为400 m。经计算，有效墙厚 0 70 m，有效墙体渗透系数为 K1 105cm/s，新设计的冲抓孔径 1 m，采用 1 排，孔间距离0 70 m，有效墙厚为 0 71m。设计采用冲抓套井回填式粘土反渗墙的新设计技术，对水库坝体与坝基基础的覆盖层进行了防渗处理。鉴于现状坝体的坝坡存在渗漏问题，对桩号 0+000 0+094 8 设置冲抓套井回填粘土心墙，对大坝坝体、坝基结构的覆盖面进行防渗处理。冲抓套井粘土防渗墙中心线布置在坝轴线上，造孔布置在高程 51 m 的施工平台上，单排布孔，孔距 0 70 m，孔径 1 0 m，有效墙厚 0 70 m，墙顶高程 50 25 m。施工墙身高度自施工平台至伸入岩层 0 5 m，墙身最大高度为9 3 m。(2)坝顶加固处理:本工程坝顶设 C25 混凝土路面与上坝公路连接。(3)上游护坡设计:先对上游边坡进行修整，铺砂卵石垫层，厚度为 10 cm，再用 C15 混凝土预制块护坡，至高程 49 75m 处，厚度为 8 cm。混凝土预制块以上设草皮护坡。加固后，坡比为 1 2 0。(4)下游护坡设计:对下游护坡加以修补，进行草皮护坡。为避免下游坝坡被暴雨侵蚀，对下游坝体采用了 C15 现浇混凝土结构宽 0 40 m、高 0 40 m 的岸坡排水沟，加固后，坡比为 1 2 0。(5)大坝下游坝脚翻修贴坡排水体设计:排水体顶长48 00m、顶宽 1 70 m。根据导则，粘土心墙方案反滤排水体高度按不高于坝高的 1/3 控制，本工程新建贴坡排水体。经过复核，确定排水体顶高程为 44 80 m，坡比 1 2 0，反滤层由砂砾料综合组成，反滤层由砂垫层、卵砾石垫层、厚干砌石体依次垫底，厚度分别为 20、20、40 cm。2 2 2泄水建筑物加固设计溢洪道位于汪家垅水电站左侧，全长 59 40 m。主要由出入口段、控制段和泄槽段等部分构成，基础均为岩质基底，边坡不衬砌。(1)进水渠。进水渠(桩号 0 007 8 0+000 0)长 7 80m，底坡为 i=0 067，进水口底宽 6 00 m，末端底宽 3 50 m，梯形断面，底部是 C25 混凝土衬砌，厚度 20 cm，左右岸边墙是仰斜式 C25 混凝土衬砌。(2)控制段。控制段(桩号 0+000 0 0+003 5)长 3 50m，是梯形宽顶堰，堰长 3 50 m，堰顶进口高程 48 90 m，溢流宽度为 3 50 m，与水库正常蓄水位保持一致。底部采用 C25 钢25内蒙古水利2022 年第 12 期(总第 244 期)筋混凝土结构，厚度 300 mm，左右岸边墙采用仰斜式 C25 混凝土衬砌。(3)槽段。泄槽段 1(桩号 0+003 5 0+042 6)，设计底坡 i=0 025，底宽 3 5 m，梯形断面，边墙采用 C25 混凝土挡墙衬砌。底部为 300 mm 厚钢筋混凝土，下面有 100 mm 厚 C15混凝土垫层。泄槽段 2(桩号 0+042 6 0+053 9)，设计底坡i=0 5，底宽 3 5 m，梯形断面，墙采用 C25 混凝土仰斜式挡墙衬砌，底部采用 200 mm 厚 C25 混凝土衬砌，下面有 100 mm 厚C15 混凝土垫层。(4)消力池段。消力池(0+053 9 0+059 4 桩号)是本次重新建造部分，总长 5 50 m，池底高程 42 07 m。消力池的底部设有排水孔，孔距 2 m，梅花形设计。消力池宽 3 50 m、高0 50 m，底部为 C25 混凝土，厚度为0 50 m，左侧边墙为重力式C25 混凝土，右侧边墙为 C25 混凝土衬砌，墙高 1 50 m，墙内有PVC 排水管，直径为 50 mm。2 2 3输水建筑物加固设计汪家垅水库输水建筑物为浇灌涵管。本次除险加固对浇灌涵管进行加固，将原有涵管挖除，新建钢筋混凝土式新涵管。箱涵宽 1 0 m、高 1 2 m，壁厚 30 cm，下铺 10 cm 厚 C15 素混凝土垫层。涵管段坝体采用粘土填筑。斜涵底部布置消力井，长 2 0 m、宽 2 0 m、高 2 1 m，采用C25 钢筋混凝土浇筑，边墙厚为 0 30 m，底板及顶盖厚为 0 30m，孔口尺寸为 400 mm。3结论针对汪家垅水库存在的诸多安全隐患问题，本次除险加固大坝采用冲抓套井回填粘土防渗墙的施工方法，对大坝坝体和坝基基础的覆盖层进行防渗处理。经分析，所采取的加固方案合理。(编校:张雯颖)收稿日期:2022 09 27作者简介:蒋亮亮(1987)，男，工程师，主要从事水工结构研究工作。(上接 50 页)3 3 4整合水行政管理和河湖管理模块选择水行政保护范围或确权划界范围，实现对管理区域内水行政管理和河湖管理的操作。实现制作水政巡查路线功能、填写巡查记录、生成巡查报告及管理范围内“四乱”问题的上报、处理、销号过程的查询跟踪。3 4办公 OA 系统3 4 1实现公文在线办理行文拟稿设置固定模板，正文排版均按标准设置。发稿时将文件上传至 OA 系统发文模块，在线实行公文签发审批程序。签发办结后，公文管理员下载办理结果并归档，从而实现公文签发精简化。3 4 2事务督办系统工作计划和任务及时分流到各部门，工作人员将办理结果及时反馈至办公系统。可实现所办事务过程化管理的实时监控，以及该事务办理过程中相关资料的实时记录，便于业绩考评。3 4 3印章审批系统完善事务性工作用印的审批报备流程，取消纸质报备流程，实现用印电子实时记录，规范用印管理。3 4 4个人办公系统主要包括日常安排、待办事项、即时通讯、个人空间等功能。通过安装工具软件，实现短信通知、定时提醒或设置时限要求等功能，实现网上所有待办事项的即时提醒，确保工作不出现延误，达到提高工作效率的目的。3 5档案信息化管理系统档案电子扫描后，自动添加水印，自动生成条形码。档案检索拥有全文检索、组合搜索、标签组筛选、OC、条形码识别等检索功能。设置档案下载和查看权限管理，根据查看情况生成档案查阅记录。4结语推进水闸运维管理信息化、智慧化建设，是新时代赋予水利人的责任和使命。海河防潮闸除险加固工程已进入到主体工程施工阶段。作为水闸运行管理单位，开展水闸管理智慧运维系统主要功能及运用的研究，建设具有一定超前性的运维系统，将有助于提高海河防潮闸信息化建设水平，提高水利工程管理水平，推动智慧水利技术在水管单位的应用和发展。参考文献 1 徐文辉，刘春林 新时代基于物联网技术的智慧水利信息化系统研究 J 信息技术与信息化，2020(04):200 201 2 尤林贤，钟惠钰，周斌 水闸工程安全监测系统数据分析及探讨 J 水利科技与经济，2009，15(01):29 31 3 吕国芳，张小平，徐金龙，尤林贤，徐群，邹爱平 太浦闸监控系统与远程传输网络J 水电自动化与大坝监测，2006(05):73 76(编校:赵慧)收稿日期:2022 10 14作者简介:高戈(1969)，高级工程师，主要从事水利工程管理工作。35汪家垅水库除险加固设计分析蒋亮亮