主要完成单位: 昆明市水利水电勘测设计院
协 作 单 位: 路南县水电局
主要完成人员: 符昌才 全 波 许一欣 白昆生 周桂兰
张忠责 李属东 武德芳 徐 林 李 竣
李振杰 余仕富
获奖等级及时间:1995年云南省优秀设计三等奖,优秀勘察二等奖
成果主要内容:
黑龙潭水库始建于1966年,是几经扩建完成坝高33.7m,库容2434万立方米的中型水库,系路南盆地以灌溉为主兼供水发电、防洪的综合水利枢纽。扩建后由于库水的滋润,路南财政收入由1983年的707万元增长到1991年的4069万元,极大地促进了路南县农业和整个国民经济的发展。1992年3月8日出现大坝开裂,坝体下沉后,由于降水保坝,控制蓄水,致使该县国民经济徘徊不前。
黑龙潭水库大坝呈“V”型,主坝建在控制范围四万余平米的第四系松散沉积物上;东西副坝骑在第四系残积层的老三系风化透水层之山脊上,主坝东端与西副坝结合部还受断层裁割。经全方位地质勘探,调查分析及安全复核,原因是大坝静力失稳;坝基粉细砂层渗流失稳及地震液化危害;大坝填筑质量差引起的坝体不均匀沉降及坝坡大范围渗水。针对存在问题,地勘上采用地质因素重要性分析法,根据水库主坝左段发现裂缝的发展状况,在仅有的地形和三个钻孔地勘资料的情况下,复原坝址地形,找出产生裂缝的关键工程地质问题为坝基产生剪切破坏,引起坝体产生蠕动变形。在地质情况复杂的情况卞,采用常规勘察方法与现代探测手段同时并举,充分利用物探快速,成本低的特点,加快了勘探速度,节省了勘探费用,为水库除险加固争得了时间。优化勘探设计,采用浅水为主,深浅孔结合,并一孔多用,减少了勘探工作量,降低了勘探成本,勘探指数仅为0.12,超过了国内勘探指数的平均水平,只用了短短五个多月时间就完成了整个主坝除险加固工程的地质勘察,查明了大坝产生病险的主要工程地质问题,提供了设计的地质依据,加快了除险加固处理的时间,得到了省、市、县有关领导和专家的好评。
设计上采取了上堵下排的加固措施,主要设计项目有:
1、通过入水保坝及大坝险情的动态和成因分析,确定主坝的临界蓄水位为1717.6米,库内蓄水不超过1800万立方米,:通过裂缝翻填及裂缝回填灌浆处理,控制了险情。
2、兴建泄水涵洞满足了工程抢险、正常运行及防洪调度的需要。采用了增开泄水涵洞、尾部设格栅消能与溢洪道陡槽立交连接的设计方案。在不占农田,保证工期,减少工程数量的情况下,节省工程投资一百余万元,该项目不仅满足了抢险期的排洪需要,而且它与溢洪道联合运用,使该水库调度运行主动灵活。这对调节水库径流增加发电,减轻对县城的洪涝灾害起了较大的作用,格栅消能在国内外尚无检索资料报道,该项目的成功,为类似中小型水利水电工程开了先例,积累了经验。
3、砼防渗墙工程,为截断主坝坝基第四系粉细砂层,,第三系粉土基岩裂隙及坝身的有害渗透水流,主坝中段采用了砼防渗墙的上游截水方案,防渗墙长267m厚0.8m,最大槽深5lm,截水面积1102.54m2, 总进尺15623.06m,砼总方量14140.75,设计工程规模我省居首。通过工程施工,截断了坝身、坝基的有害渗漏水位,下游管涌沸沙点消失, 倒滤体外原葡萄园暗沟内的集流渗水干涸,事后振冲排水再无坝基、坝身承压水流现象,经过省、市、县三级水利部门及政府验收,工程质量优良,水库正常运行后,测压管监测浸润线逐渐降低,趋近于设计浸润线。
4、振冲碎石桩工程:为提高坝基的抗剪强度,增加地基的允许承载能力,对坝基反压平台地基采用振冲碎石桩加固的设计方案,振冲利于坝基,坝身排水,又利于消散因地震而产生的超高压孔隙水压力,对解决坝基排水及抗震加固有利,加固范围4745m2, 振冲施工后,坝基排水固结,下游坝坡及倒滤体沉降变形增达10余厘米,且坝坡裂缝宽达15cm,这表明振冲碎石桩排水效果良好达到设计要求。
5下游坝坡反压平台工程:为解决主坝下游坝坡的静力失稳问题,在下游坝脚采取了石渣料反压平台加固,随着坝基的排水固结和反压平台的实施,下游坝坡变形趋稳定,经过1720.8m库水位运行后,再无异常变形。
6、东西副坝西段坝身的劈裂灌浆及帐幕灌浆工程,工程实施后173个渗水点基本消失。
加固后的黑龙潭,通过水库的径流调节作用,灌溉农田10万亩,城乡供水800万立米/年,并向坝后发电站及下游共六级电站(装机4410 千瓦)供水,还保护了县城,昆河国防公路及下游六万人民三万亩农田的安全,创造了近千万元的年效益。由于调度运行灵活,可增发电收入30万元左右,还解决了路南城市用水的紧张矛盾,扩大了城市供水范围。
亿立米的水资源是路南县人民的聚宝盆,水库加固后它将成为该县重要的物质基础,有力地促进该县国民经济的发展,因此该项目具有很好的社会经济及即境效益。
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