【摘 要】老虎溝水庫(kù)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。
【關(guān)鍵詞】攔河壩；除險(xiǎn)加固
1 工程概況
老虎溝水庫(kù)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(kù)容為1328萬m3，控制流域面積338km2。水庫(kù)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(kù)存在的主要問題是：水庫(kù)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(kù)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(zhǎng)64.6km，其中水庫(kù)壩址以上長(zhǎng)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℃，最高氣溫40℃，最低氣溫-20℃，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(zhǎng)，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(kù)設(shè)計(jì)洪水成果表
重現(xiàn)期（年） 1000 500 100 50
洪峰流量（m3/s） 6180 5640 3410 2640
24h洪量（萬m3） 16500 15200 9670 7730
2.4泥沙
水庫(kù)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(guó)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Ⅶ級(jí)。
區(qū)域內(nèi)出露的地層主要為震旦亞界長(zhǎng)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。基巖裂隙水主要儲(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。
混凝土防滲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(kù)的防洪能力，滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，將老虎溝水庫(kù)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(kù)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。
�。�3）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)構(gòu)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φ6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(guó)內(nèi)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在壩體下游設(shè)置鉛絲石籠防護(hù)。防護(hù)長(zhǎng)度為40m，寬度為105m。護(hù)砌前利用開挖、拆除等棄碴將下游沖坑填平。
5 結(jié)語
老虎溝水庫(kù)攔河壩除險(xiǎn)加固后已運(yùn)行多年，運(yùn)行情況良好，其為類似工程加固提供了借鑒。
參考文獻(xiàn)：
[1] SL252-2000《水利水電工程等級(jí)及劃分標(biāo)準(zhǔn)》.
[2]河北水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.老虎溝水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 [R].2003.
