杨山沟水库坐落在饮马河支流杨山河上, 坝址位于秦皇岛市卢龙县杨山沟村东。水库坝址以上控制流域面积2.4km2, 总库容153.57万立方米, 是一座以防洪、灌溉为主兼顾养殖等综合利用的小 (1) 型水库。水库始建于1975年6月, 1975年11月初竣工。
水库枢纽工程由拦河坝、溢洪道、放水洞等组成。拦河坝坝型为粘土斜墙坝, 坝顶高程为77.6m, 坝顶长410m, 宽4.0m, 上游侧设有厚50cm的浆砌石防浪墙, 坝体上游为干砌石护坡, 坡比1∶3.0;下游为草皮护坡, 坡比1∶2.0, 坡脚设有排水棱体;溢洪道位于拦河坝右侧, 为河岸开敞式宽顶堰溢洪道, 堰顶高程75.75m, 净宽8m, 最大泄量30.7m3/s。放水洞有梁条, 一条为坝内直径40cm的混凝土埋管, 进口底高程为68.2m, 最大泄水量0.76m3/s;另一条为位于库区右侧的杨六分干混凝土放水洞, 进口为圆形, 直径2.0m。
杨山沟水库建成运用30年来, 在防洪、灌溉及养殖等方面发挥了较为明显的效益, 但目前水库运行中存在防洪标准不足、拦河坝下游坝坡抗滑稳定安全系数不满足规范要求、左坝肩渗漏严重、下游排水棱体淤堵破坏、上游干砌石护坡破损严重、放水洞工作桥老化失修、放水洞闸门及启闭设备锈蚀严重不能正常运行以及管理设施不完善等问题, 严重影响工程自身的防洪安全及水库综合效益的发挥。
杨山沟水库总库容153.57万平方米, 属小 (1) 型水库, 按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》 (SL252—2000) 规定, 工程等别为Ⅳ等, 主要建筑物级别为4级, 水库设计标准为50年一遇洪水设计, 300年一遇洪水校核。
本次拦河坝加固项目主要包括拦河坝下游坝坡贴坡培厚、左坝肩防渗处理、坝顶改建、完善下游排水系统、对破坏严重的上游护坡进行翻修和下游灌溉渠道恢复等。
本次加固采用对下游坝坡贴坡培厚以解决下游坝坡抗滑稳定安全系数不能满足规范要求的问题, 将高程71.6m马道以下坡比由原来的1∶2.0放缓至1∶2.5, 马道高程以上坡比保持1∶2.0不变, 马道宽度仍为2.0m。贴坡土料采用砂壤土, 填筑前将现状坝坡上的杂草杂物及腐植土清除干净, 坡面清除厚度为30cm。
为保证拦河坝渗流安全, 本次加固对左坝肩粘土斜墙下部表层全风化角闪斜长片麻岩进行帷幕灌浆防渗处理。基岩帷幕灌浆沿坝体上游高程71.6m马道布置, 灌浆帷幕的设计标准按灌后基岩的透水率控制, 根据《碾压式土石坝设计规范》 (SL274-2001) , 本次基岩灌浆后透水率确定为小于或等于10Lu。帷幕灌浆孔布置为单排, 按分序加密的原则进行, 分为三序施工, 孔距1.5m, 帷幕灌浆深入粘土斜墙截渗槽以下基岩10m。灌浆按从上而下进行, 根据覆土厚度, 粘土斜墙与基岩接触段灌浆压力确定为0.2MPa, 以下各段岩石每增加1.0m压力增加0.05MPa。
本次加固对拦河坝坝顶进行改建, 结合坝体贴坡培厚, 将坝顶及防浪墙加高解决防洪标准偏低问题, 并将坝顶路面改建混凝土路面。
本次加固对溢洪道进口喇叭段及泄槽下游段采用浆砌石进行护砌, 护砌位置根据现状地形确定, 其中进口喇叭段护砌长度为23m, 泄槽段护砌长160m。
进口喇叭段护砌底高程为75.75m, 浆砌石护底厚50cm, 浆砌石边墙迎水面坡比为1∶0.75, 顶高程为78.23m。泄槽段护砌后底宽与上、下游相同, 底宽7.0m, 纵坡同现状泄槽自然坡度, 护底厚50cm, 渠墙高度2.5~3.0 m, 迎水面坡比为1∶0.75, 迎水面均采用水泥砂浆进行抹面。泄槽末端与下游渠道采用渐变段进行连接, 渐变段长8m并采用厚40cm浆砌石护底。
本次加固将坝内埋管放水洞该放水洞进、出口结构和启闭设施等拆除重建。放水洞进口采用铸铁管延伸到杨六分干放水洞进水塔内设铸铁闸门控制, 出口两扇铸铁闸门变更为两台闸阀。
本次加固将杨六分干放水洞原进口塔式阀门井及工作桥拆除重建。进口改建后仍为钢筋混凝土塔式结构, 内设工作、检修两套铸铁闸门及螺杆式启闭机。启闭机工作平台与岸边采用工作桥连接, 桥面宽1.5m。工作平台顶设启闭机室。
本次加固水库设置的观测项目主要包括:拦河坝坝体和坝基渗流压力观测以及库水位观测。渗流压力观测采用测压管, 沿坝轴线各布设1个坝体和坝基渗流压力观测断面, 断面桩号分别为0+150和0+250, 每个断面3个测点。水位观测采用水尺, 分别在拦河坝上游左、右两侧各布置1个测点。
本次对水库供配电系统改造电气一次设计, 主要内容包括:更新、完善供配电设备, 更换380/220V部分配电线路;更新原管理用房照明设施、杨六分干放水洞启闭机室和拦河坝坝面等照明设施;改造杨六分干放水洞启闭机。
坝内埋管放水洞中放水洞进口采用0.5×0.5铸铁闸门, 螺杆启闭机。放水洞出口两条灌溉渠道分水处原设计设两扇0.6×0.7铸铁闸门, 变更为两台闸阀。
杨六分干放水洞, 改建后放水洞进口设置工作闸门和检修闸门各1扇, 均采用平面铸铁闸门, 孔口尺寸为1.5m×1.5m (宽×高) 。启闭机为手电两用螺杆启闭机, 共两台, 工作平台高程77.35m。
杨山沟水库除险加固工程完成后, 水库大坝不稳定的隐患和坝基渗漏问题得到了解决, 放水控制系统得到加固处理, 观测设施及管理设施得到恢复和完善。积累了对小型水库土坝加固处理的设计经验。建议加强小型水库管理工作, 建立健全严格的安全观测制度以及年度观测资料的整理工作。工程加固后至今运行良好, 故实践证明其所采取的除险加固措施取得了较好效果, 值得推广。
摘要：结合杨山沟水库工程的缺陷和隐患, 提出了适宜该工程的除险加固设计方案。对拦河坝、溢洪道、放水洞、工程观测、电气改建、金属结构等项目进行了除险加固建设。实践证明, 该工程加固效果较好, 积累了对小型水库土坝加固处理的设计经验, 有效发挥了其防洪、灌溉等综合效益。
关键词：杨山沟水库,除险加固,效果较好
[1] SL174-96.水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范[S].
[2] 曹欣春.水库大坝安全事故防洪与除险加固技术标准手册[M].北京:北京中软电子出版社, 2004.
[3] 河北省水利水电勘测设计研究院.青龙县杨山沟水库除险加固工程初步设计报告 (核定稿) , 2007 (12) .
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