水电站大坝除险加固技术研究

刘建红

（江西省水利水电开发有限公司，江西 南昌 330046）

0 引言

江西某市地处河道下游，地势低洼，是典型的洪涝灾害频发地带。河道两岸大坝是该市的重要坝围，大坝自建成以来，坝身险工隐患很多，安全隐患大。为保河道沿岸人民群众生命财产安全，促进当地经济发展，对河道大坝进行加固及环境整治。通过工程实施，使得坝段防护区的防洪能力得到提高，完善该流域防洪体系，有效保护沿岸人民群众的生命财产安全，改善当地的出行交通条件，促进地区经济发展，具有重要意义。

1 工程概况

某市地处河道下游，境内河涌纵横交错，地势低洼。大坝是该市的重要坝围，大坝自建成以来，坝身险工隐患很多，主要为榕树带枯根和墓穴造成的空洞；还有干坝外坡坐湾迎流顶冲；内临深潭，两水夹一坝等，导致历史上多次出现较大的洪涝灾害。现有大坝坝顶8 m，为混凝土路面，是该市区的主要通道。随着区域社会经济的快速发展，旅游业的蓬勃兴起，途经大坝的交通量大幅增加，现有的坝顶路面8 m宽已无法满足当地的需要。因此，按照市委、市政府的部署，为确保大坝安全，改善当地的出行交通条件，改善沿岸旅游环境，提升城市旅游、人文历史品位，展现水清、岸绿、景美的当地风情，对大坝进行加固和环境整治。

2 工程范围

本次大坝（桩号4+800～11+330坝段）加固及环境整治工程包括干坝加宽培厚，铺设路面、环境整治等配套设施，其工程项目规模见表1。

表1 大坝除险加固工程规模表

3 坝防加固工程原则

自1995年以来，大坝进行过防洪加固，沿线大坝坝型均为斜坡式均质土坝。本次加固在现有大坝的基础上进行加高、加宽，扩建交通道路，完善相应的配套设施，不改变大坝的断面型式。坝线基本按原大坝坝线走向沿右岸布置，争取达到较高的原坝身利用率，尽量避免大挖大填和减少新增占地。穿过自来水厂、居民点段，在满足防洪和交通需求的前提下，尽可能在原有道路的基础上适当扩宽，尽量做到少拆迁[1-3]。道路布置在坝顶绿道内侧，与原坝顶走向平行。坝防治理段是平原区，土量比较丰富，结合上下游坝段现状，本次治理段以土坝为主。主要筑坝材料为土料、少量水泥、碎石和砂砾反滤料[4]。

4 坝防结构加固工程

大坝（桩号4+800至桩号11+330段）为斜坡式均质土坝，坝顶高程在9.81～9.42 m之间，坝顶宽8 m，为C25混凝土路面；上游坝坡采用浆砌预制混凝土六角块护坡，坡比为1∶3；下游坝坡采用草皮护坡，坡比为1∶2.5，在6.5 m高程处设有一级反压平台，宽3 m；在2.5 m高程处设有二级反压平台，顶宽8 m，主要用粗砂填筑而成，外露面干砌石护面，厚0.5 m。

根据大坝管理所（桩号6+750）～水厂（桩号9+530）段现有坝身断面，结合交通、景观、实用、安全等方面要求，大坝全线均为斜坡式均质土坝，按照不允许越浪设计。由于坝身沉降，近期地形变化较大，根据大坝沿线实际地形，分段采取不同的坝身断面进行设计。

4.1 桩号4+800～6+750段、桩号9+530～9+800段

桩号4+800～6+750段、桩号9+530～9+800段坝顶共26 m，由外江到内侧依次为：8 m绿道+18 m道路。其中，8 m（绿道）=2 m（人行道）+4 m（自行车道）+2 m（人行道）。两侧人行道采用红色防水防滑环保砖铺设，厚0.06 m；中间自行车道采用黑色沥青路面，厚0.12 m；为确保绿道行人安全，在外江设仿木桩护栏，内涌侧通过道路花圃进行分隔。

该段道路设计路面横断面均为：18 m=2 m（花圃分隔带）+1 m（路肩）+（4×3.5）m（机动车道）+1 m（路肩）。路基采用0.71 m水泥稳定碎石填筑，路面采用改性沥青混凝土路面，厚0.195 m。

绿道路面向两侧倾斜，坡度为2%，外江侧直接排往外江，内侧则通过集水井排向内侧；道路路面也是向两侧倾斜，坡度为2%，通过两侧集水井排向内涌侧。集水井间距20 m，在道路两侧沿坝线各设一道DN300HDPE中空壁缠绕管收集集水井雨水，每100 m设一道DN400HDPE中空壁缠绕管作为横向排水排向内侧。

外江浆砌预制混凝土六角块护坡，坡比为1∶3，目前质量完好，对外江护坡不做处理。内坡1∶2.5，草皮护坡。

4.2 桩号6+750～9+530段

桩号6+750～9+530段原坝顶为混凝土路面，宽8 m，将其改造为8 m绿道，坝顶高程在9.54～9.23 m之间，具体如图1。8 m（绿道）=2 m（人行道）+4 m（自行车道）+2 m（人行道）。两侧人行道采用红色防水防滑环保砖铺设，厚0.06 m；中间自行车道采用黑色沥青路面，厚0.12 m；为确保绿道行人安全，在两侧设仿木桩护栏。坝顶路面排水：绿道路面向两侧倾斜，坡度为2%。

该段道路设计路面横断面均为：18 m=1 m（路肩）+（2×3.5）m（机动车道）+2 m（中央分隔带）+（2×3.5）m（机动车道）+1 m（路肩）。路基采用0.71 m水泥稳定碎石填筑，路面采用改性沥青混凝土路面，厚0.195 m。

为减少新填坝身占用内河涌，在内涌侧采用U型混凝土板桩进行支护，桩长15 m。为减小地基沉降变形，本次拟采用Φ500水泥搅拌桩对道路路基进行地基处理，单根桩平均桩长20 m，桩间距1 m×1 m，梅花型布置。

外江浆砌预制混凝土六角块护坡，坡比为1∶3，目前质量完好，对外江护坡不做处理。内坡1∶2.5，草皮护坡；在4 m高程处设有反压平台，宽18 m，兼作道路路面。

图1 桩号6+750～9+530段坝顶结构图

4.3 桩号9+800～11+330段

桩号9+800～11+330段坝顶为18～27 m宽道路，该段道路设计路面横断面均为：18 m=2 m（人行道）+（4×3.5）m（机动车道）+2 m（人行道）。为确保绿道行人安全，在外江设仿木桩护栏，内涌侧通过道路花圃进行分隔。路基采用0.71 m水泥稳定碎石填筑，路面采用改性沥青混凝土路面，厚0.195 m。两侧人行道采用红色防水防滑环保砖铺设，厚0.06 m。为减小地基沉降变形，采用Φ500水泥搅拌桩对道路路基进行地基处理，单根桩平均桩长20 m，桩间距1 m×1 m，梅花型布置。

坝顶道路路面向两侧倾斜，坡度为2%，通过两侧集水井排向内涌侧。集水井间距20 m，在道路两侧沿坝线各设一道DN300HDPE中空壁缠绕管收集集水井雨水，每100 m设一道DN400HDPE中空壁缠绕管作为横向排水排向内侧。

外坝采用浆砌预制混凝土六角块护坡，坡比为1∶3，目前质量完好，对护坡不做处理。内坡1∶2.5，在4 m高程处设有反压平台，宽8 m，草皮护坡。

图2 桩号9+800～11+330段堤顶结构图

5 结论

为保证沿岸人民群众生命财产安全，促进当地经济发展，对大坝进行加固及环境整治。加固措施主要在原有大坝的基础上进行加高、加宽，扩建交通道路，完善相应的配套设施。大坝（桩号4+800至桩号11+330段）为斜坡式均质土坝，坝顶高程在9.81～9.42 m之间，坝顶宽8 m，为C25混凝土路面；上游坝坡采用浆砌预制混凝土六角块护坡，坡比为1∶3；下游坝坡采用草皮护坡，坡比为1∶2.5，在6.5 m高程处设有一级反压平台，宽3 m；在2.5 m高程处设有二级反压平台，顶宽8 m，主要用粗砂填筑而成，外露面干砌石护面，厚0.5 m。根据大坝管理所（桩号6+750）～水厂（桩号9+530）段现有坝身断面，结合交通、景观、实用、安全等方面要求，大坝全线均为斜坡式均质土坝，按照不允许越浪设计。由于坝身沉降，近期地形变化较大，根据大坝沿线实际地形，分段采取不同的坝身断面进行设计。通过工程实施，使得坝段防护区的防洪能力得到提高，完善流域防洪体系，有效保护沿岸人民群众的生命财产安全，改善当地的出行交通条件，促进地区经济发展。