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漳泽水库除险加固工程设计简述

日期:2016-7-28 15:44:14 来源:转载 浏览数:
 
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    1· 工程概况
    漳泽水库位于长治市以北20 km 的交漳村,坝址以上干流长72.3 km,控制流域面积3 176 km2,总库容4.27 亿m3。是浊漳河南源干流上一座集工业、城市供水、防洪、灌溉,兼顾养鱼、旅游等综合利用的大(二)型水库。枢纽工程等别为Ⅱ等,主要建筑物大坝、溢洪道、泄水洞为2 级。水库于1959 年11 月动工兴建,1960 年4 月建成并蓄水,1961 年,1971 年和1992 年对溢洪道进行了改建,1963 年和1989 年两次对泄洪洞进行了改建。1989 年10 月28 日—1995 年,水库进行了最全面、最彻底的改建。通过改建,大坝加高5 m,坝顶高程达910.0 m(大沽高程,下同),正常高水位902.4 m,设计洪水位903.6 m,校核洪水位908.45 m。水库达100 年一遇洪水设计,2 000 年一遇洪水校核。工程区地震加速度值0.10 g,反应谱特征周期0.4 s,建筑物抗震设防烈度为7 度。
    工程由大坝、溢洪道、泄水洞和输水洞四部分组成。大坝为均质土坝,全长2 514 m,分主坝和副坝。主坝桩号0+000—0+874,长874 m,最大坝高22.5 m;副坝桩号0+874—2+514,长1 640 m,最大坝高17.5 m。坝顶宽7 m,为混凝土路面。坝顶高程910.0 m,防浪墙高1.2 m;溢洪道位于右岸坝轴桩号0+078 处,全长304.0 m,由上游护坦、铺盖、闸室段、陡槽段和挑流段组成,最大泄量2 100 m3/s;泄水洞位于主河槽左岸坝轴桩号0+800 处,为土基上的坝下明流涵洞,全长97.0 m,由进水塔、洞身、陡槽段、消力池、扩散段和海漫组成,设计泄量90 m3/s;输水洞有2 个,位于溢洪道右导墙上的为潞城史回泵站输水洞,进口底高程897.8 m,设1.4 m×1.4 m 平板钢闸门,由3 T 电动手摇两用螺杆控制;位于坝轴桩号2+288 处的为长治市郊区七一自流灌区输水洞,进口底高程897.0 m,由出口阀门控制。两洞最大输水量均为2.0 m3/s。
    2 ·存在问题
    由于卧管和进水塔修建年代较早,实际结构和尺寸情况调查不明确,现进水塔和卧管不能正常使用,因此必须对进水塔、坝下引水洞和出口阀室进行改建。
    3 ·加固措施
    3.1 进水塔改造
    现状进水塔布设在大坝左坝肩,为塔筒式进水塔,现进水塔闸门无门槽,原设计混凝土闸门不能正常启闭,仅使用钢板进行封闭,卧管存在裂缝,不能正常使用,取水仅靠出口蝶阀控制,工程运行存在安全隐患,故本次增设进水塔。
    新建进水塔采用钢筋混凝土塔筒结构,塔身长3.5 m,宽2.8 m,高7.4 m。进水塔内设拦污栅和检修闸门,闸门尺寸1.4 m×1.2 m(高×宽),拦污栅与检修闸门共用一道闸槽。进水塔底板高程897.37 m(根据实际开挖后实测高程调整)。进水塔底板与桩基础承台共用,底板厚1.5 m。进水塔闸筒上游侧壁厚0.4 m,下游侧壁厚0.5 m,并设通气孔。检修平台高程905.0 m,与马道齐平。进水塔检修平台至启闭机平台采用钢筋混凝土排架结构,启闭机平台高程908.5 m,启闭机室内设一台QPQ-80 kN 固定卷扬机。
    在沉井内进水塔前后设渐变段与原坝下埋管相接。根据地质情况,进水塔基础为低液限黏土,地基承载力90~100 kPa,不满足设计要求,拟采用摩擦灌注桩基础。经计算,沉井内共设置7 根摩擦灌注桩。灌注桩直径0.8 m,间距2.8 m,灌注桩与沉井中心距离2.8m,正三角形布置(任何2 根桩的夹角均为60°),承台与进水塔底板共用,厚1.5m,灌注桩桩长10.0 m。为便于施工,承台下设置0.8 m 厚夯插片石垫层。
    3.2 引水洞改造
    根据漳泽水库管理局资料,七一灌区引水洞分两段,上游约35 m 为钢筋混凝土管,直径1.4 m,之后为浆砌石涵洞内铺钢管,长16.5 m,本次改造对其分别采用不同方式加固处理。
    3.2.1 钢筋混凝土管段
    对内径1.4 m 的钢筋混凝土引水管段,采用洞内穿钢管、钢管与混凝土管之间回填细石混凝土的方式处理。考虑洞内穿管后管壁间回填施工难度较大,为便于施工,在原钢筋混凝土管内穿一根内径1.2 m 的钢管,壁厚12 mm,洞穿钢管长度初步拟定为35 m,实际长度应根据施工情况修正。洞穿钢管底部紧贴原钢筋混凝土管,混凝土管和钢管之间回填细石混凝土,待混凝土干缩后对顶部进行回填灌浆。为保证回填均匀,在钢管外壁每隔2 m 焊接一道4 mm 厚钢隔板,隔板距原钢筋混凝土管壁50 mm,每段钢管顶部预留一个200 mm 圆孔供回填细石混凝土使用。
    3.2.2 浆砌石涵洞段
    1989 年大坝改建加高时,延长了七一灌区引水洞,引水洞延长段为城门洞型,浆砌石结构,净宽2.6 m,直段高1.5 m,拱高0.8 m,长约13.6 m。洞内铺设两根内径80 cm 的钢管。本次改造采用原有涵洞内新建钢筋混凝土衬砌的方式加固。新建钢筋混凝土衬砌紧贴原浆砌石涵洞内壁,厚0.3 m,衬砌后引水洞仍为城门洞形,净宽2.0 m,直段高1.12 m,拱高0.58 m。洞顶部120°范围内进行回填灌浆。引水洞内原引水钢管使用多年,锈蚀严重,本次设计将原钢管更换为一根内径1.0 m 的钢管,壁厚10 mm,上游与洞穿钢管连接,下游延伸至新建阀室内。钢管布置在引水洞底部中间,每隔2 m 设一个素混凝土支墩。
    3.3 新建阀室
    根据检查结果,坝后闸室浆砌石墙体有渗水,浆砌石墙体开裂,闸室内钢管及闸阀腐蚀严重,为安全起见,本次改造对闸室进行重建。为避免大坝大体积开挖,保留部分上游侧原浆砌石侧墙作为新建阀室施工挡土墙,其余部分拆除。新建阀室采用圆形,紧贴原浆砌石挡墙新建内径4.0 m 的C25 钢筋混凝土阀室,墙厚0.3 m。阀室内布置2 台电动闸阀,一工一备,渠道进水流量由阀门控制。新建阀室总高7.0 m,阀室底板高程896.78 m,底板厚0.6 m,顶板高程903.18 m,屋面为现浇十字梁板结构,采用C25 钢筋混凝土浇筑,梁尺寸300 mm×700 mm,屋面板厚150mm。阀室安装平台高程898.78 m,沿阀室东北方向布置半圆形走道板,采用挑板形式,最大宽度1.15 m,厚80~120 mm,走道板边设通往室内地面的旋转钢筋混凝土楼梯,走道板和楼梯边设不锈钢栏杆。阀室底面布置圆形集水坑,直径0.8 m,深0.5 m。厂区地面高程900.8 m,与闸室安装平台高程相差约2.0 m,因阀室内空间有限,将台阶布置在阀室外厂区,新砌筑M7.5 浆砌条石台阶,宽1.5 m,高2.0 m,由此下至安装平台高程进入阀室。
    4· 几点建议
    第一,七一灌区渠首卧管及原进水塔封堵为水下作业施工,施工难度大,是保证新建进水塔施工安全的关键,在施工中需采取安全保护措施,确保封堵工程质量;同时进水塔沉井内施工场地有限,必须妥善安排好施工。
    第二,大坝运行期间做好观测记录,发现问题及时处理,保证大坝安全。
    第三,新建进水塔与旧进水塔之间易淤积,故引水洞必须经常启用,防止进口段发生阻塞。

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