老虎溝水庫攔河壩除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)老虎溝水庫溢流壩段為漿砌石框架格填碴壩，非溢流壩段為漿砌石重力墻堆石壩，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。本次除險(xiǎn)加固根據(jù)工程存在問題及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)攔河壩采取壩體充填灌漿、壩基帷幕灌漿、非溢流壩段加高等加固措施，解決了攔河壩防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低及穩(wěn)定等安全因素，保證了工程的安全運(yùn)用。標(biāo)簽：攔河壩；除險(xiǎn)加固1工程概況老虎溝水庫是灤河水系灑西河支流橫河中下游的中型水利樞紐工程，總庫容為1328萬m3,控制流域面積338km2。水庫是以防洪為主，兼顧灌溉、發(fā)電等綜合利用的水利樞紐工程，由攔河壩、泄洪洞、輸水洞、電站等建筑物組成。攔河壩溢流壩段為漿砌石框格硬殼填渣壩，非溢流壩段為漿砌石重力墻堆石壩。水庫存在的主要問題是：水庫現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低，達(dá)不到規(guī)范要求；攔河壩基底應(yīng)力、整體抗滑穩(wěn)定均不滿足規(guī)范要求；混凝土溢流堰面裂縫嚴(yán)重，過流時(shí)壩內(nèi)漿砌石拱框格受力增大，裂縫加寬，漿砌石拱圈一旦塌陷失穩(wěn)，水流將沖刷堆石，導(dǎo)致潰壩等。2水文規(guī)劃2.1工程等級(jí)及洪水標(biāo)準(zhǔn)老虎溝水庫屬中型水利樞紐工程，主體工程為III等，攔河壩等建筑物為3級(jí)，設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期定為50年，校核洪水重現(xiàn)期定為1000年。2.2水文氣象橫河發(fā)源于興隆縣的獐帽山，河流全長 64.6km，其中水庫壩址以上長52.2km，主河道縱坡6.3%，壩址以上流域面積為338km2，年來水量為7500萬m3,多集中在7?10月份，該地區(qū)冬季干冷，夏季酷熱多雨。多年平均氣溫為10°C，最高氣溫40°C，最低氣溫-20°C，無霜期為120d，凍土深度為0.8m。2.3設(shè)計(jì)洪水設(shè)計(jì)洪水復(fù)核采用了洪水系列法、承德水文手冊(cè)法、承德水文圖集法共三種方法?？紤]到洪水系列是本流域資料分析的成果，且洪水系列較長，具有一定的代表性，因此，采用洪水系列法推求的設(shè)計(jì)洪水成果。老虎溝水庫設(shè)計(jì)洪水成果表重現(xiàn)期（年）1000 50010050洪峰流量（m3/s）618056403410 264024h洪量（萬m3）16500152009670 77302.4泥沙水庫多年平均輸沙量為3.1萬m3。3工程地質(zhì)3.1區(qū)域地質(zhì)概況工程區(qū)位于燕山沉降帶之中部，南鄰華北斷坳，為典型的山區(qū)地貌。根據(jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001），興隆縣地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，地震動(dòng)反應(yīng)特征周期為0.40s，相當(dāng)于地震基本烈度W級(jí)。區(qū)域內(nèi)出露的地層主要為震旦亞界長城系高于莊組白云巖和第四系坡殘積含壤土碎石及沖洪積卵礫石。地下水類型為第四系孔隙型潛水和基巖裂隙水。第四系孔隙型潛水主要分布在河谷卵礫石層中?；鶐r裂隙水主要儲(chǔ)存在白云巖風(fēng)化裂隙帶及地質(zhì)構(gòu)造中。地下水主要靠大氣降雨補(bǔ)給。3.2攔河壩壩址區(qū)兩岸工程地質(zhì)自上而下為：含壤土碎石，厚度約1.0m左右；含碎石壤土，厚度約1.5m；含燧石結(jié)核條帶白云巖，強(qiáng)風(fēng)化，節(jié)理較發(fā)育。河床地層巖性自上而下為：卵、礫石，最大厚度約9m；含燧石結(jié)核條帶白云巖，強(qiáng)風(fēng)化，厚度未揭穿，勘探巖芯節(jié)理較發(fā)育。鉆探取芯揭示在0.9?5.9m處的巖芯較破碎，節(jié)理發(fā)育，巖石的單位吸水量達(dá)0.216L/min?m?m?；炷僚c基巖接觸面抗剪斷強(qiáng)度=0.72,=0.35mPa，漿砌石與基巖接觸面=0.0.68,=0.30mPa。3.3大壩堆石體堆石體是由不良級(jí)配的角礫、碎石及塊石組成，堆石體中的塊石大部分處于“架空”狀態(tài)，密度較小，孔隙率較大。拱圈采用“蒙頭漿”的方式砌筑，整體性差。3.4混凝土防滲墻混凝土防滲墻巖芯獲得率較高，未發(fā)現(xiàn)混凝土有漏水現(xiàn)象，巖芯較密實(shí)，表明混凝土防滲墻基本不漏水或具有微弱透水性?；炷练罎B墻與壩下基巖接觸部位有縫隙，勘探時(shí)漏水明顯。兩鉆孔揭露混凝土與基巖結(jié)合部位的單位吸水量分別為0.848L/min?m?m、0.159L/min?m?m，為中等透水性。4攔河壩加固為了提高水庫的防洪能力，滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，將老虎溝水庫的校核防洪標(biāo)準(zhǔn)由現(xiàn)狀不足500年一遇，提高到1000年一遇。工程設(shè)計(jì)采用非溢流壩段大壩加高方案。4.1原壩體充填灌漿加固為提高壩體的整體性，采用加砂水泥漿對(duì)壩體上下游側(cè)漿砌石墻之間的堆石體進(jìn)行充填灌漿，使其形成整體。充填灌漿孔均布置在下游壩坡，施灌時(shí)分序進(jìn)行，1序孔布置2排，排距4.3m，孔距2m；2序孔布置3排，在1序孔之間和1序孔與壩體上下游側(cè)漿砌石墻之間布置，孔距1.5m。所有灌漿孔均布置成梅花行，鉆孔深入基巖5cm后終孔。壩體灌漿后，兩岸非溢流壩段的下游壩坡改為漿砌石護(hù)坡，坡比不變。溢流壩段為框格硬殼填渣壩，壩體內(nèi)部框格墻、拱圈漿砌石均采用蒙頭漿砌筑，漿砌石疏松局部沉陷。為提高壩體的整體性，采用加砂水泥漿將框格內(nèi)填碴進(jìn)行充填灌漿，使其形成整體。根據(jù)現(xiàn)有框格尺寸，在每一個(gè)框格的橫斷面中心線上，按照等距離控制的原則布設(shè)1序孔2個(gè)，根據(jù)施灌情況，布設(shè)2序孔6個(gè)。4.2壩基滲漏處理壩基為強(qiáng)風(fēng)化白云巖，巖節(jié)理裂隙比較發(fā)育，巖芯不完整，單位吸水量較大；混凝土防滲墻與壩下基巖接觸部位有縫隙，漏水明顯。為了封堵壩基滲水及混凝土防滲墻與壩下基巖接觸滲漏，對(duì)壩基進(jìn)行帷幕灌漿處理。（1） 防滲帷幕軸線的布置由于壩體內(nèi)未設(shè)置廊道，防滲帷幕布置在壩體上游。在壩體漿砌塊石重力墻前澆筑一個(gè)混凝土基礎(chǔ)平臺(tái)，厚度為2.0m，平臺(tái)寬2.5m，防滲帷幕軸線布置在平臺(tái)上，距壩面1.5m，帷幕線沿基巖面上升到壩頂端部。為保證防滲帷幕與原壩體防滲芯墻形成防滲整體，對(duì)漿砌塊石重力墻與墻前混凝土基礎(chǔ)平臺(tái)接觸的范圍內(nèi)進(jìn)行灌漿，灌漿孔垂直于墻面，孔深入壩體防滲芯墻混凝土20cm，間排距1.5m，分3排成梅花形布置。灌漿后采用砂漿錨桿與墻前混凝土基礎(chǔ)平臺(tái)連接。（2） 防滲帷幕的深度老虎溝水庫的最大壩高為31.5m，屬于中壩，規(guī)范要求帷幕灌漿深度達(dá)到的基巖相對(duì)隔水層的單位吸水量為不大于0.03L/min.m.m，從鉆孔資料看，壩基不存在相對(duì)隔水層，經(jīng)分析帷幕鉆孔深度深入基巖15m。帷幕灌漿孔的布置根據(jù)巖石的風(fēng)化程度、破碎情況，采用單排鉛直孔，擬定帷幕灌漿孔的間距為2.0m。灌漿時(shí)逐次加密施灌，并根據(jù)地質(zhì)條件的變化和實(shí)際吃漿量，調(diào)整灌漿孔的深度和間距。4.3非溢流壩段壩頂加高將非溢流壩段壩頂加高0.5m。拆除現(xiàn)有壩頂防浪墻及壩頂混凝土路面，將上游漿砌石墻及其混凝土防滲芯墻接高至壩頂，壩頂寬2.5m，壩頂上游側(cè)新建混凝土防浪墻，墻厚40cm，墻高1.0m，防浪墻與壩體防滲芯墻形成防滲整體，新修壩頂路面為混凝土路面，厚16cm。4.4溢流壩段加固按上述設(shè)計(jì)加固后，兩岸非溢流壩段的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)、壩體應(yīng)力均滿足規(guī)范要求；但溢流壩段的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)、壩體應(yīng)力仍不能滿足規(guī)范要求。為此，在上述加固設(shè)計(jì)斷面的基礎(chǔ)上，仍需將溢流壩段下游側(cè)漿砌石墻體加寬4m，壩體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)、壩體應(yīng)力才能滿足規(guī)范要求。新老結(jié)橫采用錨桿邊接。4.5溢流堰面處理將鑿除現(xiàn)有堰面混凝土20cm，清水沖洗后重新澆筑堰面混凝土，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，堰面設(shè)置@6鋼筋網(wǎng)，間排距均為0.1m，新澆筑的堰面混凝土橫縫間距為12m。4.6下游防沖設(shè)計(jì)本次加固將溢流壩段向下游側(cè)加寬4m，下游壩腳處河床覆蓋層及部分基巖需進(jìn)行開挖，溢流壩段加寬后回填開挖棄碴，回填棄碴表面需進(jìn)行防護(hù)，以解決壩后沖坑對(duì)壩體造成的威脅，根據(jù)國內(nèi)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在壩體下游設(shè)置鉛