漢中石門水庫除險(xiǎn)加固工程施工技術(shù)研究

薛孟

摘? 要：石門水庫位于漢江上游支流褒河峽谷上，經(jīng)過幾十年的運(yùn)行，水庫存在防洪、防汛交通、水庫淤積、壩肩壩基防滲異常等問題，針對工程存在的問題，提出對水庫拱壩、樞紐交通工程、左岸泄洪洞等部位進(jìn)行綜合整治，整治實(shí)施中采用了多種施工技術(shù)，實(shí)施后使水庫更好地發(fā)揮灌溉、供水、發(fā)電等綜合效益。

關(guān)鍵詞：除險(xiǎn)加固? 病險(xiǎn)水庫? 施工技術(shù)? 石門水利樞紐工程

中圖分類號：TV697.3 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）02（a）-0038-02

1? 工程概況

石門水利樞紐工程位于陜西省漢中市漢江上游支流褒河峽谷出口以上1.8km，距下游河?xùn)|店鎮(zhèn)3km，是以灌溉為主、結(jié)合發(fā)電等綜合利用的大（2）型水利工程，水庫總庫容1.098億m3，設(shè)計(jì)灌溉農(nóng)田51.5萬畝，電站裝機(jī)44.73MW。

樞紐工程1969年10月動工興建，1983年建成，正常蓄水位618m，壩頂高程620.0m。水庫原防洪標(biāo)準(zhǔn)按100年一遇洪水設(shè)計(jì)、500年一遇洪水校核。2001—2006年除險(xiǎn)加固后提高為按100年一遇洪水設(shè)計(jì)、1000年一遇洪水校核。工程抗震設(shè)計(jì)烈度為7度。

1998年經(jīng)大壩安全鑒定，工程存在防洪標(biāo)準(zhǔn)不足、壩后沖坑加劇等突出問題。為排除險(xiǎn)情，充分發(fā)揮工程效益，2001年10月進(jìn)行了水利樞紐除險(xiǎn)加固工程建設(shè)，加固項(xiàng)目包括新建左岸泄洪洞、壩后沖坑防護(hù)、泄洪中孔增設(shè)檢修閘門等，并對壩區(qū)環(huán)境進(jìn)行了改造，并于2006年10月通過竣工驗(yàn)收。

樞紐工程經(jīng)過幾十年的運(yùn)行，水庫存在防洪、防汛交通、水庫淤積、壩肩壩基防滲異常、金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備老化、監(jiān)測儀器損壞等問題;其影響水庫安全和灌溉、發(fā)電、供水、防洪等方面的效益，失事后果嚴(yán)重，石門水庫除險(xiǎn)加固是十分必要和迫切的。

2? 工程實(shí)際情況

2.1 存在問題

（1）石門水庫經(jīng)2001—2006年除險(xiǎn)加固后，通過在左岸設(shè)置泄洪洞使得水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到1000年一遇校核，水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)滿足規(guī)范要求。由于左岸泄洪洞不能按照設(shè)計(jì)條件正常運(yùn)行，影響該水庫防洪安全性。

（2）各期工程施工質(zhì)量基本滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，運(yùn)行過程中已暴露一些質(zhì)量缺陷，如大壩上下游面、壩頂、廊道發(fā)現(xiàn)數(shù)十條裂縫，啟閉排架混凝土漏筋，混凝土碳化嚴(yán)重，施工縫滲水并含鈣質(zhì)析出物等。

（3）水庫工程防汛專用道路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，道路十分簡易，年久失修破碎嚴(yán)重，彎道既多又急，每當(dāng)暴雨洪水來臨就會出現(xiàn)大范圍垮塌和堵塞，搶險(xiǎn)物資和人員無法及時(shí)抵達(dá)現(xiàn)場，不利于水庫防洪應(yīng)急搶險(xiǎn)。

2014年，水庫委托南京水科院進(jìn)行大壩安全鑒定，并經(jīng)陜西省水利廳專家組審定，最終認(rèn)定石門水庫大壩類別為三類壩，于2016年列入陜西省重點(diǎn)水庫除險(xiǎn)加固工程改造規(guī)劃。

2.2 建設(shè)內(nèi)容

針對水庫存在的問題，2018年11月開始對石門水庫除險(xiǎn)加固工程，其主要

內(nèi)容包括：壩體及各進(jìn)水塔加高2.5m、壩頂排架改建、壩肩壩基加固、排沙泄洪洞改造、上壩公路改造、左右岸交通橋改造、新增壩后電梯等。

3? 工程除險(xiǎn)加固施工技術(shù)

3.1 混凝土雙曲拱壩加高施工技術(shù)

壩體加高采用垂直加高和按拱壩曲線加高兩種方式，考慮壩頂較窄，盡量維持原壩頂布置，非溢流壩段按重力式垂直加高，加高后壩頂寬度仍維持原設(shè)計(jì)寬度，即最小寬度5m。大壩上游按11°斜坡加高，下游垂直加高。壩體加高混凝土強(qiáng)度等級為C25，加高后的壩體采用接縫灌漿將拱壩結(jié)合為整體形成拱作用。

中孔、河床電站、東、西干渠渠首、底孔、泄洪洞進(jìn)水口閘墩垂直加高至622.50m，啟閉排架拆除重建。閘墩混凝土標(biāo)號C25，啟閉排架、柱、梁混凝土標(biāo)號C30。

新混凝土澆筑前，鑿除表層已碳化的老混凝土，鑿除深度一般為5cm;沿壩體分縫縫面增設(shè)鍵槽，鍵槽斷面為標(biāo)準(zhǔn)梯形鍵槽;在新老混凝土結(jié)合面布置普通砂漿錨桿和鎖口錨桿，壩體周邊距橫縫30～50m布置鎖口錨桿，孔距1m;其余部分設(shè)置砂漿錨桿，采用梅花型布置，間排距2m×2m;新老混凝土結(jié)合面設(shè)置接縫灌漿系統(tǒng)和止水，止水設(shè)置在上游距離壩面30cm處，止水應(yīng)埋入老混凝土30cm，并與原止水焊接。

3.2 樞紐交通改造施工技術(shù)

（1）右岸進(jìn)水塔交通橋改建。

拆除原橋，新建鋼筋混凝土簡支梁橋。橋梁全長45m，橋面高程為622.5m，橋面縱坡0%;橋面凈寬為4m;橋臺均為重力式橋臺，橋墩采用樁基礎(chǔ)。

（2）左岸泄洪洞進(jìn)口交通橋改建。

僅加高橋墩。橋梁全長約48.89m，主要在原橋梁基礎(chǔ)上進(jìn)行加高。橋面高程為622.5m，橋面縱坡0%;橋面凈寬為4m;橋臺均為重力式橋臺，橋墩采用樁基礎(chǔ)。

（3）上壩公路及交通洞改造。

平面縱斷面改造設(shè)計(jì)按原路線走向進(jìn)行，局部調(diào)整。全長661.33m，其中明路段長442.33m，隧洞段長219m。起點(diǎn)位于大壩左岸壩肩設(shè)計(jì)高程622.5m，終點(diǎn)樁號K0+611.33為景區(qū)大門，設(shè)計(jì)高程590.25m。

沿線路基均采用鋼筋混凝土下?lián)鯄?，采用注漿錨桿加固。路面采用C30混凝土面板，路拱橫坡設(shè)為1.0%，路肩橫坡1.5%。利用舊路結(jié)構(gòu)層直接加鋪路段采用原水泥混凝土板+雙層瀝青油氈+20cm厚混凝土面板。

3.3 左岸泄洪洞改造施工技術(shù)

對左岸已有泄洪洞進(jìn)水口及“龍?zhí)ь^”段進(jìn)行改造，改造段由進(jìn)口明渠段、豎井段、有壓隧洞段組成，總長度約320m;泄洪洞下游及出口段保持不變。

（1）進(jìn)口引水明渠段長約50m，底板頂高程560.00m，底寬10～26m;兩側(cè)坡比1∶0.1，最大坡高約20m，開挖邊坡及底板均采用掛網(wǎng)、錨噴支護(hù)。泄洪洞進(jìn)口采用喇叭口取水，使水流順暢，進(jìn)口設(shè)置一道鋼筋防護(hù)網(wǎng)28@10cm×10cm，避免影響閘門啟閉，減輕對泄洪洞的磨損。

（2）豎井式進(jìn)水口位于大壩左岸泄洪洞進(jìn)口前側(cè)約10m處，進(jìn)口底板頂高程560.00m，設(shè)1道事故檢修閘門，孔口尺寸6.8m×7.2m，閘門前后各設(shè)置一個漸變段。進(jìn)水口頂高程622.50m，與大壩頂高程同高，新、老進(jìn)水口之間采用一座跨度為10m的交通橋連接。

（3）泄洪洞軸線平面方位為N75.48°W，后經(jīng)轉(zhuǎn)彎半徑為35m、轉(zhuǎn)角為55°的弧形段轉(zhuǎn)為N20.48°W，泄洪洞改造段全長320m，斷面為圓形，直徑6.8m，底板高程560m，坡度7.04%，襯砌混凝土C40厚度0.8m，改造后與原泄洪洞下平段起點(diǎn)樁號0+192.949m連接。為了對原泄洪洞“龍?zhí)ь^”及進(jìn)口段進(jìn)行永久封堵，在樁號0+302.963m處設(shè)置一段長15m的混凝土C25堵頭，堵頭周圍布置插筋25，L=3m/ 4.5m，間排距1.5m×1.5m梅花型交錯布置。

4? 結(jié)語

石門水庫經(jīng)除險(xiǎn)加固實(shí)施后，在工程設(shè)計(jì)合理使用年限內(nèi)可以繼續(xù)使用。加高大壩增加了水庫有效庫容，增加水庫灌溉和發(fā)電效益，再則利用大壩加高的有利時(shí)機(jī)改善防汛交通和壩頂形象面貌，使水庫能夠更好地發(fā)揮灌溉、城鎮(zhèn)供水、發(fā)電等綜合效益。

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