王爷陵水库除险加固工程

摘 要 王爷陵水库位于遵化市西三里乡北峪村，1977年7月竣工，是一座以防洪灌溉为主的小（Ⅱ）型水库。通过介绍王爷陵水库的除险加固工程的具体情况，对病险小水库的除险加固提出了针对性的措施和建议，从而保证了病险水库的除险加固质量，为使水库的效益得到发挥，满足防汛抗旱要求以及更好的服务于农村水利提供了可靠保障。

关键词 王爷陵水库；方案比选；除险加固设计

王爷陵水库枢纽工程由拦河坝、溢洪道、放水洞三部分组成。跟现状绝大部分小（Ⅱ）型水库一样，受时代背景、设计条件、施工设备和技术所限，水库存在很多问题，包括上游坝坡有塌陷现象，下游坝坡有大量废弃矿渣随意堆砌，坝顶未设置防浪墙，防洪标准不够；溢洪道两侧岸坡不平整，进口堆有废弃矿渣，抗冲能力差，在水流冲刷时两岸容易产生崩塌。放水洞进口闸门老化、年久失修，影响水库功能的正常发挥。

1针对水库问题进行方案比选

王爷陵水库最严重的问题是坝顶超高不满足规范要求，放水洞设施老化、年久失修，再加上水库多年淤积，原有放水洞已不能正常取水，针对水库主要的两方面进行方案比选。

1.1坝顶处理方案比选

王爷陵水库属于小（Ⅱ）型水利枢纽工程，现状坝顶高程不满足规范的超高要求。为满足规范要求，考虑了砌筑防浪墙、加高大坝、拓宽溢洪道三个方案。

一、砌筑防浪墙。在保持现状溢洪道堰顶高程和宽度不变的情况下，根据计算，王爷水库要达到200年一遇校核洪水标准，需砌筑1m的浆砌石防浪墙，以满足规范要求。

二、加高大坝。在保持现状溢洪道堰顶高程和宽度不变的情况下，根据超高要求，加高20cm可以满足坝顶高程。若采用坝顶坝高，则上、下游坝坡需进行贴坡，以保持原坝坡坡比。

三、拓宽溢洪道。在保持现状坝顶高程、溢洪道堰顶高程不变的情况下，经调洪计算，王爷陵水库要达到200年一遇校核洪水标准，溢洪道需拓宽1.0m，同时将左右岸边坡放缓至1：1.0。

砌筑防浪墙、加高大坝、拓宽溢洪道三种方案的主要工程量及投资的比较得出以下结论。

上述三种方案都能解决超高不够的问题，砌筑防浪墙相对简单，工程竣工后运用方式可维持原调度方式；而加大坝高对大坝上、下游坝坡均进行了贴坡，土方回填量大，拓宽溢洪道的方案中，由于现状溢洪道边墙护砌完好，拓宽溢洪道需拆除再重新护砌，工程量大，施工也相对复杂。

综上所述，增设防浪墙投资少，施工简单，管理运用方便等，为本次王爷陵水库加固的推荐方案。

1.2放水洞闸门选取方案比选

放水洞原为阶梯式卧管混凝土管涵，如若继续按现状的放水洞形式，基本可以满足防洪要求，但是考虑到防冻的问题，许多阶梯卧管式放水洞，由于气候问题出现裂缝，启闭机室的高程太低，所以选择转动闸门，改变启闭机室的位置，降低了被冲刷的危险。

2除险加固设计

通过对拦河坝现状复核，坝顶高程、大坝稳定渗流以及上下游坝坡稳定等复核计算均满足规范要求，但大坝历经多年运用，有较大的沉降变形，上游坝坡有塌陷现象，为保证大坝的安全运行，有必要对坝体进行整修加固。

2.1坝体整修

1）现状坝顶路面局部有塌陷，影响汛期抗洪抢险工作，本次加固将重修坝顶路面。实测坝顶宽3m，坝顶高程为43.8m。坝顶采用泥结碎石路面，厚20cm，下游设浆砌石路缘石宽0.5m，顶部与路面齐平。坝顶路面采用单侧排水，路面坡度1.5%，路面雨水经坡面排至下游。

2）上游护坡坡面不平整，亏坡现象严重，块石间缝隙过大，块石间咬合不紧，块石松动，因此需翻修上游损坏部位的干砌石护坡。由于坝坡破坏严重，对整体上坝坡进行重新整修。

此次坝坡整治首先拆除原砌石护坡和反滤层，然后对塌陷、变形部位按原设计1：2.7、1：3.0的坝坡进行回填、修补、整平，再砌筑干砌石护坡。新砌护坡石料要求采用质地坚硬、无裂纹的新鲜岩石，饱和抗压强度大于40MPa，容重大于24kN/m3，块石厚度不小于200mm；施工时要求砌筑紧密，护坡表面砌筑平整。为节省投资，从拆除的干砌石中选择符合砌筑要求的石料进行二次利用，鉴于坝坡石料情况，暂考虑30%利用率。

3）下游坝坡原无护坡，部分坡段亏坡现象严重，坡面上杂草和灌木丛生，因此对下游坝坡进行修整。对原坝坡进行清理，清除厚度暂考虑0.3m，将草皮、树木、树根等全部清除，下游坝坡局部塌陷处用壤土进行回填，所填料使用原有坝坡开挖的壤土和部分上游拆除的反滤料。

2.2溢洪道加固工程

通过对溢洪道泄流能力复核计算，水库能够抵御200年一遇洪水，说明现状溢洪道满足泄洪要求。工程存在的主要问题是两岸坡为坡残积含砂砾石壤土，抗冲能力差，在水流冲刷时两岸易产生崩塌。溢洪道加固项目主要包括溢洪道断面整修。

3结论

王爷陵水库除险加固工程代表了一批小（Ⅱ）型水库的现状，现在水库垮坝数量增多，大多数为小型水库，土石坝居多。针对水库中存在的问题需要进行对应的加固措施。

（1）土石坝加固设计，应根据的水库特征水位、库区所在地区的地形、地貌、河谷形态、风向、风速等因素，按照国家现行设计规范所规定的计算公式，计算水库风浪爬高、风壅增高和安全加高值，并计入地震坝顶沉陷和地震涌浪高度后，确定大坝及其永久性挡水建筑物的顶部高程。

（2）根据地质参数，按照国家现行设计规范的规定，计算土石坝的变形及稳定安全系数，并提出大坝地基处理、坝体质量缺陷处理及输水、泄洪等水工建筑物的加固设计，根据渗流稳定计算，对渗透系数进行分析和处理，对于粘土心墙坝防浪墙需与心墙衔接在一起，防止漫顶现象出现。

（3）根据水库功能要求，对水库输水、泄水建筑物的设计流量进行计算，必要时提出输水、泄水建筑物改建或扩建设计；对输水、泄水能力可以满足要求，但因工程质量缺陷和老化不能安全运用时，应提出加固设计。

（4）要按照国家现行设计规范的规定，增设水库水情自动测报系统，完善水库大坝及主要水工建筑物的安全监测设施，改善水库运行管理条件，制订并完善水库管理规章制度，提出水库管理设计。

参考文献

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