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下水库（大河水库）加固改建工程设计特点

泰安xx蓄能电站下水库(大河水库)始建于1960年，位于泰安市西郊，坝址距市区5公里，大汶河二级支流庞汶河中游，流域面积84.53km2，是以灌溉为主、兼顾防洪、供水、水产养殖等综合利用的多年调节中型水库。主、副坝为均质土坝，坝顶宽5.0m，坝顶高程168.40m，主坝长460m，最大坝高22m，副坝长313m，最大坝高7m。溢洪道位于主坝右端，为正槽开敞式，浆砌石溢流堰顶宽162m，呈折线型布置，分宽顶堰和实用堰两段，其中,宽顶堰宽87m,堰高5.0m.,堰顶高程164.00m；实用堰宽75m,堰顶高程163.00m。堰下游50米为防汛交通桥，桥下50米设浆砌石防冲梁，其下为自然冲沟，长400多米,宽30~50米,深5~8米,其后接尾水渠。

主﹑副坝建于河床和左岸砂砾石层上，坝基渗漏严重。坝体填筑料为含砾壤土，且碾压不实，主坝背水坡曾两处发生过滑坡。坝基﹑左坝肩上覆第四系松散堆积物，厚1~11.6m，基岩为黑云母斜长片麻岩夹斜长角闪岩和混合花岗岩,全风化深1~3.0m,强风化深11~29m。右坝肩上覆第四系残坡积物,厚0.3~1.0m,基岩全风化深3.1~7.2m,强风化深15~22m。溢洪道基岩为黑云母片麻岩夹斜长角闪岩,全风化﹑强风化深23~28米，左右岸地表覆盖人工堆积物及坡洪积物，出口处为冲洪积物。

1.拦河坝加固设计

1.1坝基防渗设计

（1）防渗墙结构形式。拟定砼防渗墙和高压旋喷板墙两个方案进行技术、经济比较。砼防渗墙处理坝基渗漏省内外已有大量的成功经验，如山东省太河水库、门楼水库大坝均采用砼防渗墙防渗。其优点是技术可靠，防渗效果好，并有现行设计规范可依；缺点是施工难度大，造孔技术复杂，工效低，造价较高。高压旋喷板墙主要优点是施工工艺简单，工期短，造价低，适应能力强，但该种工艺是近年来才发展起来的，尚不够完善，对砾石层有一定的要求，且厚度很难控制均匀，浆液凝固时间长，强度低，在中小型水库及河道堤防中已得到广泛应用，也有许多成功的经验。大河水

库作为泰安xx蓄能电站的下水库，工程等别较高，须确保大坝万无一失，故选择砼防渗墙方案。

(2)防渗墙位置。防渗墙施工，要求一是尽量在一个枯水期内完成，二是尽量减少对原坝体的破坏。经多方案比较论证，防渗墙布置在上游坝坡高程165.00m（正常蓄水位）处，墙中心线距原坝轴线12.7m，施工不受汛期影响，可降低劳动力峰值，减少临时设施，且可利用坝顶做为施工道路，缩小施工平台宽度。

1.2坝坡加固设计

(1)稳定计算。上、下游坝坡稳定计算，采用PC-1500程序集中《土石坝边坡稳定分析程序》(K-1)，并用维坊市水利勘测设计院编《土石坝边坡稳定计算程序》及山东省水利勘测设计院与山东师范大学数学系联合研制的《瑞典圆弧法优化程序》（总应力法）进行计算校核，三者计算结果基本一致，保证了计算成果的准确性。

(2)上游坝坡加固。上游坝坡加固顶高程，拟定四个不同方案，154.00m、159.80m、161.30m和165.00m。经计算分析，高程159.80m方案工程量小，又能满足坝坡的稳定要求。死水位以下坝坡采用抛石护坡加固，与碾压碎石加固方案相比，可省去围堰工程量，节约投资1033万元。

(3)下游坝坡加固。溢洪道开挖弃渣90多万方，直接进入渣场占地多，若利用其弃渣加固坝坡，既加固了坝坡，又减少了渣场占地。在开挖溢洪道时，进行专门的爆破设计，使爆破石渣有较好的级配，上坝碾压能够满足坝坡的填筑料要求。因此，利用弃渣加固坝坡在技术上是可行的，且可减少渣场占地75亩，节省征地费用193万元。

2.溢洪道改建设计

2.1溢洪道总体布置

溢洪道位于主坝右端，分引水渠、闸室、泄槽、消能池、尾水渠五段。闸室上部设交通桥、机架桥、通廊式启闭机房及检修桥，两端对称布置塔式桥头堡。上部结构构成一巨形门式建筑，桥头堡挺发高耸，错落有致，建筑物线条简洁流畅，层次分

明。闸上交通桥横贯东西，连接拦河坝两岸，是对外交通、防汛抢险的咽喉，形成一个完整的拦河枢纽。

2.2引水渠进口体型优化

溢洪道引水渠位于主坝右端岸边，水库来水近似横向进入引水渠，左导流墙头部体型对渠内流态影响显著。为了消除横向入流给引水渠流态所造成的消极影响和提高边孔泄流能力，对引水渠进口体型进行优化。因土坝靠近溢洪道，左导流墙长度必须挡住土坝边坡，减少泄洪时水流对坝坡的影响；左导流墙底部为原溢洪道与土坝间的浆砌石隔墙，应充分利