探析硬殼壩在二座水毀大壩修復(fù)中的應(yīng)用

Word版本，下載可自由編輯探析硬殼壩在二座水毀大壩修復(fù)中的應(yīng)用1993年6月19日，xx省xx縣xx水上相鄰兩梯級大壩同時水毀，二座電站頓時癱瘓，重創(chuàng)了當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)和人民群眾的生活秩序。一時光，群眾悲觀失望心情快速滋生擴散開來。筆者硬是在這窘?jīng)r下，深化現(xiàn)場，反復(fù)勘測，細(xì)心比選，巧妙地采納硬殼壩結(jié)構(gòu)或延伸或加固，一冬完成了所有水毀修復(fù)工程，多快好省地恢復(fù)了xx二座電站發(fā)電，實現(xiàn)了當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)自救。

1引言

1993年6月19日xx縣及毗鄰的xx市普降罕見暴雨，山洪爆發(fā)，兇狠的xx水像一匹脫韁野馬一頭撞開xx大壩，攜滿庫河水傾巢而下，然未出十里突遇xx大壩攔截，困獸猶斗，決右岸圩堤而出。洪水退去，xx大壩殘存30m；xx大壩右岸農(nóng)田則深切成河，其寬達(dá)60m，長120m，兩座水庫均幾乎底朝天，幾百千瓦裝機陷于癱瘓，直接經(jīng)濟損失高達(dá)160萬元。重創(chuàng)了當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)和人民群眾的生活秩序。為實現(xiàn)生產(chǎn)自救，xx縣委縣府打算快速開展重建。

2xx大壩加固與重建

xx水電站裝機200kw，多年平均年發(fā)電量110萬kwh，壩址以上流域面積240km2，壅水建造物為砼硬殼溢流壩，最大壩高6.0m，壩頂長60m。1993年洪水沖垮右壩段30m，而殘存的30m左壩段也浮現(xiàn)了幾條垂直裂縫和水平裂縫。如何修復(fù)，計劃多多：一則是拆除殘存壩段，全長修建連拱壩；二則是加固左壩段，后重建兩跨連拱壩式右壩段；三則是先加固殘存左壩段，并據(jù)此加固后的截面輪廓修建砼硬殼包干砌石式右壩段。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，第一計劃造價高、工期長；其次計劃造價雖次之，但因風(fēng)格各異，有礙觀瞻；第三計劃不僅造價最低、工期最短，而且新老壩段渾然一體簡樸大方很值推舉。在確定第三計劃后就如何加固殘存之左壩段仍面臨著兩種型式之挑選，一是用砼硬殼全包殘存的左壩段；二是僅在殘存壩段加澆砼上游面硬殼以加固。經(jīng)筆者反復(fù)驗算并力薦，xx水毀工程修復(fù)指揮部聯(lián)席會議研究打算挑選后者。

挑選僅加固殘存壩段上游面的計劃，該殘存壩段上游面硬殼雖存在三條垂直、兩條水平裂縫，有破裂現(xiàn)象存在，但其下游面卻完好無損，因此可在其上游面重筑一底厚1.20m，頂厚0.75m的砼硬殼，并適當(dāng)增高0.25m壩高以使新澆上游段硬殼與下游老壩面能按克－奧型曲線平滑銜接，詳見圖一，這樣，新澆的上游砼硬殼和完好的下游老壩面便形成為一完整的砼硬殼，而原上游面硬殼同其身后的干砌壩體一樣作為堆砌料被包裹在改造后的砼硬殼中，自然無庸人們?nèi)ゲ话苍撋嫌卫蠅蚊娴牧芽p了，因此可按一完整的砼硬殼壩看待，經(jīng)核驗該加固改造壩段的穩(wěn)定和殘存強度均滿足平安要求。考慮到該殘存老壩體下游排水孔可能淤塞，加固改造時可在下游壩面直線段尾端鉆設(shè)Φ10@200的排水孔，以排水減壓，同時，為反抗溫度應(yīng)力作用等，在新澆的上游面硬殼外表面配置豎Φ10／8@300、橫Φ6.5@300的鋼筋網(wǎng)。

重建的右壩段采納隔墻式砼硬殼結(jié)構(gòu)，隔墻采納1.00m厚50＃漿砌塊石，間距4.00－5.40m，上游面砼硬殼底端厚1.20m，頂端厚0.75m；下游面硬殼頂端厚0.75m、末端厚1.00m。同時，為反抗溫度應(yīng)力作用等，在硬殼外表面配置Φ10@300和Φ6.5@300的鋼筋網(wǎng),如圖1所示。

3xx大壩加長堵豁口

xx大壩左壩岸被洪水沖開一寬60m、長300m、深7.0m一豁口，河流改道于該岸農(nóng)田中，長60m，高5.5m的xx大壩雖安穩(wěn)無恙高聳河心中，卻已徹底失去了攔河壅水之功效，為恢復(fù)xx電站發(fā)電，應(yīng)封堵該豁口。

3.1計劃挑選

如何封堵，存在著三種計劃，第一計劃是原狀恢復(fù)，回填被沖土方，修接上游圩堤和下游護(hù)岸；其次計劃為在豁口中修筑一非溢流壩，并閉合于上游圩壩；第三計劃則在豁口中修建一長45m且與原壩同高的砼硬殼包粗砂礫型溢流壩，后修接上游圩堤和下游護(hù)岸，經(jīng)測算比較不難發(fā)覺第三計劃技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)最優(yōu)，其理由是：其一，第三計劃增強45m長的溢流寬度，極大地提升了壩址處洪水宣泄能力，削減了壩上游水位的壅高度，這不僅可降低上游沉沒損失和上游圩堤工程量，而且還可避開重蹈河岸決口之覆轍，因此，第三計劃較第一、二平安牢靠；其二，第三計劃工程量少、造價低，由于它要修建的擋水建造物是溢流壩，故其壩高小、工程少、造價自然低，而且考慮到上下游河岸線應(yīng)保持相對平順，在壩長上作適量的折減，即不是采納豁口寬的60m長，這樣既削減了壩體的工程量，同時，河岸回填的所需方量也不多?？傻谝?、二計劃不僅縮窄了泄洪斷面有再次被沖開之危急，而且土方填筑工程量非常巨大。由于，第一計劃不僅要回填被洪水沖走10萬m3土方，而且要修筑的上游圩堤也較高；其次計劃又因其壩頂不溢流，壩要增高4.00m，則其壩體方量要較溢流壩翻一番多，同時，因為該非溢流壩段如一丁字壩突兀于河心中，不僅抬高了上游水位進(jìn)而增強了上游圩堤方量，而且也擾亂了河水流態(tài)，造成該非溢流壩段下游巨大的回流區(qū)，因此，右岸豁口上修建非溢流壩的其下游護(hù)岸便斷然不行省略，故其次計劃工程量亦非常巨大，而且施工技術(shù)要求也高。經(jīng)測算，第三計劃較第一、二計劃分離節(jié)約20和25萬元，故經(jīng)筆者推舉后獲xx水毀工程修復(fù)指揮部聯(lián)席會議批準(zhǔn)并采納之。

3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計

新增溢流壩采納砼硬殼包粗砂礫結(jié)構(gòu)，全長45m，分兩壩段，每段各長22.50m，最大壩高5.50m，壩底10.54m，不設(shè)底板，但設(shè)一組1.00m寬的漿砌塊石隔墻，隔墻間距5.60m，上下游面砼硬殼厚自上而下為0.75－1.00m，為了節(jié)約硬殼內(nèi)模并加快施工進(jìn)度，同時，也為了回收通過水毀殘存塊石，在硬殼內(nèi)側(cè)設(shè)一0.70m厚的干砌石過渡層以固定粗礫填料，另為盡可能地消退因砂礫填料的沉陷而導(dǎo)致硬殼受力不良之影響，