長汀縣陂下水庫位于長汀四都鎮(zhèn)同仁村,水庫壩址以上集雨面積166km2,總庫容5801萬m3,是一座兼有灌溉、發(fā)電、防洪作用的中型水庫。陂下水庫大壩為砌石雙曲拱壩,壩高52.3m,壩長195m,工程于1978年2月動工,1986年7月建成。水庫主要承擔下游四都鎮(zhèn)、濯田鎮(zhèn)5.7萬畝耕地灌溉和壩后陂下電站的發(fā)電用水任務(wù),同時水庫養(yǎng)殖水面有3000多畝,是濯田河流域梯級開發(fā)的龍頭水庫。
陂下水庫大壩經(jīng)運行三十余載,大壩壩體出現(xiàn)多條貫穿性裂縫,滲流嚴重等問題,嚴重影響水庫安全和正常運行,被列入《全國病險水庫除險加固專項規(guī)劃》。福建水投集團所屬水投設(shè)計公司針對長汀陂下水庫砌石雙曲拱壩實施除險加固難度大、案例較少的情況,組織設(shè)計攻關(guān),創(chuàng)新設(shè)計理念,采用大壩上游砌石培厚的加固方案,首次提出三項創(chuàng)新技術(shù)。
一是將接觸非線性有限元混合解法應(yīng)用于砌石雙曲拱壩新老壩體工作性態(tài)分析,并運用測縫計變形觀測進行驗證,將復雜的摩擦接觸非線性反映在接觸力的變化上,大大提高了計算效率。同時,利用新老壩體之間埋設(shè)的測縫計分析新老壩體實際工作性態(tài),驗證模擬分析成果合理性。二是采用“界面錨桿+嵌縫雙效灌漿法”新老壩體結(jié)合面處理技術(shù)措施。在新老壩體結(jié)合面設(shè)置錨桿基礎(chǔ)上,鑿除原砌石壩體深勾縫、將灌漿盒埋設(shè)于縫槽內(nèi),達到接縫灌漿與補強灌漿雙重效果,有效提升新老壩體結(jié)合的整體性、可靠性,保障了大壩整體防滲效果。三是采用“靜力裂解壩基無損開挖法”加固工程壩基開挖技術(shù)。利用巖石液壓分裂機開挖壩基、液壓破碎錘對壩基進行修整,施工工藝簡單,操作簡便、安全高效,質(zhì)量可靠,保證了原有大壩及其他鄰近建筑物安全,為拱壩加固工程順利實施提供了基礎(chǔ)保障。
2015年2月,陂下水庫除險加固工程正式動工建設(shè),2018年9月下閘蓄水,2020年12月通過竣工驗收,僅耗資4000萬元成功解決了大壩貫穿裂縫及滲漏及應(yīng)力超限等問題,相較于拆除重建節(jié)約了近6000萬元成本,消除了水庫歷年來帶病運行的安全隱患。
煥然一新的陂下水庫重新發(fā)揮著灌溉、發(fā)電、防洪效益等綜合效益,有效保證下游7.9萬人口以及13家工礦企業(yè)以及省道羊萬線公路的度汛安全,保障四都鎮(zhèn)和濯田鎮(zhèn)5.7萬畝耕地灌溉和壩后陂下電站的發(fā)電用水任務(wù),年增收總額200萬元,取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。同時,在實施除險加固過程中,設(shè)計方案兼顧了對水庫及周邊環(huán)境的美化工程,為下一步建設(shè)下水庫水利風景區(qū)奠定了良好基礎(chǔ)。工程先后榮獲福建省‘閩水杯’水利優(yōu)質(zhì)工程獎(金獎)”、福建省優(yōu)秀工程勘察設(shè)計成果二等獎等榮譽。
近日,福州市科學技術(shù)局下達2024年度市級科技特派員后補助項目經(jīng)費通知,水投設(shè)計公司申報的《砌石拱壩培厚加固關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用》項目在列其中。水投設(shè)計公司將繼續(xù)聚焦水利工程技術(shù)的前沿領(lǐng)域,積極探索新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用,不斷提升公司的核心競爭力和行業(yè)影響力,充分發(fā)揮科技特派員在技術(shù)創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化中的橋梁紐帶作用,為水利事業(yè)發(fā)展貢獻力量。