摘要:本文对三湾水库上游护坡存在问题进行了分析;根据问题对三湾水库上游护坡进行了加固设计。
关建词:三湾水库,存在问题,设计方案,护坡设计
1、工程概况
三湾水库地处长江流域滁河左岸支流——管坝河上游,水库控制流域面积74.6km2,正常蓄水位43.5m(吴淞高程系,下同),总库容4306万m3,是一座具有灌溉为、防洪、供水等综合利用的中型水库。水库始建于1966年,经三期施工至1970年达到本次加固前规模。工程于1970年基本完成并投入使用,1992、1999年水库进行过局部除险加固(不包括上游护坡)。
水库大坝为均质土坝,坝顶全长1360m,坝顶高程46.0m,坝顶宽4.5m,防浪墙顶高程为47.2m,最大坝高19.0m。大坝上游41.0m高程由2.0m宽的平台,平台上、下游坡比分别为1:2.0和1:2.5。坝坡采用干砌块石护坡,干砌石护砌从34.0m护至坝顶46.0m。
2、上游护坡存在的问题
大坝上游坝坡设有干砌块石护坡,现状护坡自高程34.0m至坝顶46.0m,干砌块石护坡厚0.4m,其下为0.1m碎石垫层。由于运行年代久远,水位变幅区块石松动、塌陷严重,且平台坡脚处未设齿墙。
3、设计方案比较
根据《碾压式土石坝设计规范》(SL 274-2001),水库上游护坡主要有干砌石护坡、浆砌石护坡、现浇混凝土板护坡、混凝土锁块护坡等形式。根据调查三湾水库周边没有符合水库护坡要求的石块,因此本次设计对现浇混凝土板护坡及混凝土锁块护坡2钟形式进行比较。护坡范围为41.0m至坝顶。
(1)拆除重建为现浇混凝土板护坡
将41.0m高程以上的干砌石护坡全部拆除重建,新建护坡为现浇C20混凝土板护坡,现浇混凝土板厚120mm,下设100mm厚的砂石垫层,护坡底部设C20混凝土齿墙。护坡间隔15.0m设一道横向格埂,结合格埂设伸缩缝一道,缝中填充沥青油毛毡。拆除的块石抛入坝脚护坡。
(2)新建混凝土锁块护坡
将41.0m高程以上的干砌石护坡全部拆除重建,新建为C20混凝土预制锁块护坡,现浇混凝土板厚120mm,下设100mm厚的砂石垫层,护坡底部设C20混凝土齿墙。护坡间隔15.0m设一道横向格埂。拆除的块石抛入坝脚护坡。
根据两种护坡方案比较,两种护坡所需混凝土及砂石垫层量一致,建设投资相当。但考虑三湾水库41.0m高程以上坝坡坡比仅为1:2.0,采用现浇混凝土方案,施工难度较大,且施工中工程质量很难保证。而混凝土预制锁块施工较为简单,且更为美观。综合比较,三湾水库采用混凝土锁块护坡。
4、护坡设计
大坝上游坝坡设有干砌块石护坡,现状护坡自高程34.0m至坝顶46.0m,干砌块石护坡厚0.4m,其下为0.1m碎石垫层。由于运行年代久远,水位变幅区块石塌陷松动严重。为减小施工难度,加快施工进度同时考虑节约投资,本次加固设计拟对41.0m高程以上护坡拆除重建,新建护坡采用混凝土预制锁块结构,护砌范围自41.00m高程至坝顶。
混凝土护坡厚度按照《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001附录A中有关规定进行计算,计算公式如下:
式中: η——系数,取1.0;
——累积频率为1%的波高,取1.26m;
b——沿坝坡向的板长;
——板的密度,取2.4t/m3;
m——坝坡坡度系数,m=2.0。
经计算t=0.11m。结合工程经验,确定砼护坡厚度取0.12m,混凝土强度等级C20。
新铺设的护坡结构为120mm预制锁块下设100mm厚砂石垫层,铺设砂石垫层同时利用砂石对现状坝坡进行找平。于41.0m平台内侧浇筑一道C20混凝土齿墙,并沿坝轴线方向每隔15.0m浇筑一道混凝土格埂,齿墙与格埂尺寸均为0.3×0.6m,顶部与新建的防浪墙顺接。
5、结语
采用混凝土锁块护坡能有效解决三湾水库坝坡防护的问题,又能使该水库坝面看起来非常美观,为以后该水库的旅游发展打下良好的基础。
参考文献:
【1】《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252—2000);
【2】《水利水电工程初步设计报告编制规程》(DL 5021-93);
【3】《碾压式土石坝设计规范》(SL 274-2001);
【4】《水工混凝土结构设计规范》(SL191-2008);
【5】《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97);
【6】《水工建筑物荷载设计规范》(DL5077-1997);
【7】《土石坝安全监测技术规范》(SL 60-94)。