白石水庫設計報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 14 庫大壩的頂部 (大壩上面設有防浪墻時為防浪墻 頂部 ) 應 高程等于水庫不同運用情況下的靜水位與相應的超高之和，靜水位以上的超高參照《水利水電工程等級劃分及洪水標準》 SL25220xx執行，具體計算式如下： Z=Z0+Rp+e+A 式中： Z—— 水庫大壩頂部高程（ m）； Z0—— 水庫靜水位（ m）； Rp—— 波浪爬高， mPp RKR ? ； KP—— 系數，按《規范》附表 ； Rm—— 波浪平均爬高， 21/ mLhKKR mmwm ?? ? ； ?K —— 糙率滲透系數， 取 ； KW—— 經驗系數，按《規范》附表 ； hm—— 平均浪高（ m），按莆田公式計算； W— — 計算風速，設計取 16m/s，校核取 16m/s； D—— 風區長度 ，取 200m； Lm—— 平均波長（ m），按莆田公式計算； m—— 壩坡系數，取 為 2； e—— 風壅水面高（ m） ， ?c os22mgHDKWe ? ； A—— 安全超高，正常運用取 ，非常運用取 。 計算結果如下表 28和表 29： 15 表 28 白石 水庫大壩在靜水位以上的超高 項目 R（ m） e（ m） A（ m） y（ m） 正常運用 非常運用 表 29 白石 水庫大壩 壩頂所需最低 高程 運用情況 靜水位（ m） 大壩靜水位超高 值（ m） 大壩頂 部所需 最低高程 (m) 大壩現有壩頂高程 超高（ m） 正常運用 非常運用 經上述復核，根據《防洪標準》（ GB5020194）規定， 白石 水庫大壩頂部現有高程 ， 比 本次復核高程 高 ， 白石 水庫大壩壩頂高程滿足洪水的擋洪要求 ，不需要進行加高。 溢洪道控制段頂部高程的復核 白石水庫溢洪道無閘門控制，根據《溢洪道設計規范》（ SL25320xx） 規定，控制段導墻頂部高程不得低于校核洪水位加安全超高 ，因此，白石水庫溢洪道控制段導墻頂部高程不得低于 (+)m。 16 3 地質 區域地質概況 地形地貌 工程區 屬丘陵地貌單元 ， 山體呈 近 NE 向分布，山脊 較寬， 兩岸地形呈較對稱的 斜 向 “U” 型谷。兩岸山體 較雄厚 ，山頂高程 70~75m， 基巖 多裸露。谷底高程 37m~39m，相對切割深 33m~36m，兩岸 山坡 坡角 39~63176。 。壩頂高程 ，寬 ~。勘測期間庫水位 。兩岸山坡 植被覆蓋率 較好。 地層巖性 壩區地層巖性 較簡單， 由老至新分述如下： ① 泥盆系上統錫礦山組 （ D3x） ：淡紅色中厚層狀石英砂巖。 強風化帶厚度 5~12m，強風化后呈粉黃色、粉紅色，巖石風化節理裂隙發育。 ② 全新統沖積堆積（ Q4al）： 黃褐色粉質粘土 ，厚 1~2m， 可塑狀態，結構較松散，分布于大壩下游。 ③ 第四系 殘坡 積 堆積 （ Qedl） ：以灰黃色、黃色粉質粘土為主，含碎石，可塑狀，分布于山坡表層和壩后耕地，厚度 ~。 ④ 第四系人工堆積（ Qs） ：為灰黃色含礫粉質粘土、干砌石等，最大 厚度 。粘土含量不均一，結構松散，為中等透水；碎石、塊石的母巖為石英砂巖、砂巖風化碎塊，礫的粒徑一般 2~5cm，個別達 10cm 以上，性脆，呈棱角狀 ~次棱角狀。 工程區地處新華夏系構造帶，湘潭凹陷盆地南側。附近歷史上無破壞 17 性地震記錄。 根據 1:400萬《中國地震動峰值加速度區劃圖》和 《中國地震動反應譜特征周期區劃圖》 (GB1830620xx)，工程區附近地震動峰值加速度為 ，地震動反應譜特征周期為 ； 相應 地震基本烈度值 為 Ⅵ度，工程區周邊無大的自然地質災害現象記載，場地整體穩定性較好，屬相對穩定地塊。 壩區巖層產狀 N44176。 E， SE∠ 20176。 ， 傾向右岸偏下游。 壩 址 區無區域性斷層切割。壩區主要發育 兩 組節理： 第 ① 組，產狀 N80176。 E,NW∠ 65~70176。 ，傾向 下游偏右岸，壓 扭性，面 較平直 ， 微張開， 延伸長 一般 1m~3m，發育頻率 1~3條 /m。 第 ② 組，產狀 N45176。 W,SW∠ 50~60176。 傾向下游偏左岸，閉合~微張開， 延伸長 一般 ~， 發育頻率 2~3條 /m。 節理面上有鐵錳質附汲 。 水文地質條件 壩區地下水類型有基巖裂隙水與松散土體的孔隙水。 基巖裂隙水分布于 基巖 的風化、構造裂隙中，接受大氣降水補給，壩址區均以濕地泉的形式向河 床 排泄，動態隨季節變化，枯水期干涸， 含 水量 較貧乏 。 松散土體的孔隙水主要賦存于第四系 松散 堆積層中，接受大氣降水與庫水補給 ，水量較貧乏。 據區域資料，地表水和地下水水化學類型均為 HCO3 Ca 型， PH=，屬弱堿性，礦化度小于 ，侵 蝕性 CO2均小于 15mg/L，對砼無侵蝕性。 壩區各鉆孔 注水試驗成果見表 ， 各鉆孔 壓水試驗成果見表 。 18 表 壩區各鉆孔注水試驗成果匯總表 序號 鉆孔 編號 注水試段 深 度 （ m） 滲透系數 K(cm/s) 試段 位置 土體名稱 滲透性 等 級 1 ZK1 ~ 104 壩體填土 粘土質礫 中等透 水 2 ~ 105 壩體填土 粘土質礫 中等透 水 3 ZK2 ~ 104 壩體填土 粘土質礫 中等透 水 4 ~ 104 壩體填土 粘土質礫 中等透 水 5 ~ 104 壩體填土 粘土質礫 中等透 水 6 ZK3 ~ 104 壩體填土 粘土質礫 中等透 水 經統計：壩體填筑土滲透系數 K=(~) 104cm/s 均值 K=104cm/s 表 壩基鉆孔壓水試驗成果匯總表 總段數 鉆孔 編號 段序號 壓水試 驗孔深 （ m） 透水率 （ Lu） PQ曲 線類型 滲透等級 分帶 試驗段 巖體風 化程度 1 ZK1 1 ~ E（充填）型 中等透水 帶 強 風化 2 2 ~ A（ 層流 ）型 弱 透水 帶 弱 風化 3 3 ~ A（ 層流 ）型 弱 透水 帶 弱 風化 4 ZK2 1 ~ E（充填）型 中等透水 帶 強 風化 5 2 ~ A（ 層流 ）型 弱 透水 帶 弱 風化 6 3 ~ A（ 層流 ）型 弱 透水 帶 弱 風化 7 4 ~ A（ 層流 ）型 弱 透水 帶 弱 風化 8 ZK3 1 ~ E（充填）型 中等透水 帶 強 風化 9 2 ~ A（ 層流 ）型 弱 透水 帶 弱 風化 根據鉆孔注水試驗 表 可知 ，壩區填筑土滲透系數 為K=10 4cm/s， 屬 中等 透水帶； 根據鉆孔壓水試驗表 可知， 壩基巖體透水率 q=~，屬 弱透水帶 ~中等透水帶 ，其中壩體 與壩基接觸界面巖體透水率 q=~，屬中等透水帶。 19 物理地質現象 壩區物理地質現象主要表現為巖體風化和崩塌。壩區巖石為石英砂巖、砂巖，抗風化能力較強。上部巖石風化強烈，風化節理裂隙發育，完整性差。根據鉆探揭露及地表調查，壩址區巖石強風化深度為 5~12m。自然狀態下兩岸岸坡穩定狀態良好，無其它物理地質現象。 壩體填筑土與壩基巖土工程地質質量評價 壩區巖土工程地質特性剖面分區 根據壩區平面地質測繪、鉆孔試驗與取原狀土樣室內試驗成果分析，按 壩區巖土工程地質特性描述如下： 人工填筑 土區： 為灰黃色粘土夾碎石塊石等，最大 厚 度 。 粘土含量不均一，結構松散， 為中等透水；碎石、塊石的母巖為石英砂巖、砂巖風化碎塊，礫的粒徑一般 2~5cm，個別達 10cm 以上，性脆，呈棱角狀 ~次棱角狀。 壩體中部厚度 較 大，兩側 厚度小。 排水棱體干砌石堆砌帶，堆積松散。 壩基 強風化巖體 區。 強風化帶厚度 ~，巖 石呈粉紅色 ~肉紅色，性脆， 節理裂隙較發育 ，節理面附大量褐色鐵錳質氧化物膜，鉆孔取樣呈碎塊夾柱狀，巖體完整性差，透水性較強。 壩基 弱風化巖體 區 ：厚度大于 12m。 巖石較堅硬， 節理裂隙發育 一般 ，呈 閉合 ~微張開狀 ，鉆孔取樣呈柱狀夾碎塊，巖體完整性較好 。 評價 壩體 人工填筑 ， 最大 厚 度 ，為 含礫粉質粘土，局部見少量砂礫石、碎磚塊等。 壩體中部厚度大，兩側厚度小 。 土料主要來源于壩區附近 20 兩岸山坡 及耕田的殘坡積 層 。 室內 試驗 原狀土樣 8 組，根據顆粒組成， 試驗定名為 含礫粉質粘土 。根據室內與野外試驗成果：根據室內與野外試驗成果：＞ 粗顆粒含量 ~%，均值 %；粉粒含量 ~%， 均值 %；粘粒含量 ~%， 均值 %。 天然含水量 ~%，均值 %，干密度 ~， 孔隙比 ~，均值 ，壓縮系數~，均值 ，塑性指數 ~，均值 。鉆孔注水試驗滲透系數 K= 104cm/s，屬中等透水帶 。 根據室內與野外試驗成果 ， 各試驗值與《水利水電工程天然建筑材料勘察規程》附錄 A 天然建筑材料 均質 壩土料質量技術要求對比評價見表。 表 壩體填筑土室內試驗成果與規范對比表 項目 粘粒含量 (%) 塑性指數 碾壓后滲透系數 (cm/s) 天然含水量 (%) 試驗值 ~ ~ ~ 規范值 粘粒 10~30 7~17 接近塑限（ ~） 質量評價 偏大 局部偏大 滲透系數局部偏大 含水量偏大 從表中可知 填土粘粒含量偏大，塑性指數局部偏大，含水量不均一，差異性較大，現場注水試驗滲透系數為滲透系數達不到要求。因 壩體施工主要由當地居民完成，施工設備缺乏；主要靠人工夯實，且由于施工人員素質低、無專業技術人員，以致大壩填土質差夯壓不密實，填筑 質量 差 。大壩自運行至今，在大壩 左岸 外坡高程 46m 以下 一直存在散浸問題，散浸面積約 95m2。 21 壩基巖土工程地質質量評價 壩基 強風化巖體：強風化帶厚度 5m~12m。強風化帶巖體內節理裂隙較發育，節理張開寬 ~， 局部含泥， 巖石力學強度較低、抗風化能力較弱。鉆孔巖心 獲得 率 60%~80%， RQD 為 34%~49%。巖體透水率 一般~，屬中等透水巖帶。 巖層走向為斜河向， 庫水主要沿 巖層層間裂隙及節理裂隙網絡產生 滲漏。自 蓄水 運行以來，距外坡 高程 46m以下 范圍內常年滲漏， 大壩下游左岸有 集中滲漏點 1處，并隨庫水位的升高滲漏量稍有增大 ，汛期最大達到 。 該區應作為壩基重 點防滲部位。 壩基 弱風化巖體，厚度大于 12m。 巖石堅硬， 巖心 獲得 率 78%~89%， RQD 為48%~85%。巖體節理 發育一般， 巖體完整性 相對 較好 。該帶 巖體透水率 一般q=~， 屬于 弱透水 帶，為壩基相對隔水層。 壩基與壩肩基礎處理質量評價 據現場調查資料：工程施工主要由當地鄉村完成， 施工清基不徹底，對壩基和兩岸坡表層的節理裂隙發育的透水 率較強的 強風化巖體未進行挖除與防滲處理。 故大壩建成運行以來存在沿壩基接觸面滲漏問題。 壩區主要工程地質問題評價 壩體抗震穩定問題 評價 壩區周邊地震活動較 少 ，工程區地震動峰值加速度為 ，地震動反應譜特征周期為 ；場地地震基本烈度值 Ⅵ 度。按照《水庫大壩安全評價導則》（ SL25820xx）對 Ⅵ 度 (含 Ⅵ 度 )以下的工程可不進行抗震復核。 壩體散 浸 水庫 自 蓄水 運行至今，在大壩 左岸 外坡高程 46m 以下 一直存在散浸問 22 題，散浸面積約 95m2。散浸引起壩坡面濕潤與局部表層土體脫坡。多年來針對壩體散浸采取在開排滲溝等處理措施處險。散浸主要原因： 填筑料不均一，空隙大， 施工質量差、 分層界面多， 夯壓 不密 實、碾壓后土的滲透系數達 不到 土壩的防滲技術要求，導致壩體外坡存在 較 嚴重的散浸問題 。 壩體與壩基及壩肩接觸界面滲漏 據地勘現場調查：自 蓄水 運行至今 ，壩體與 壩基 壩肩接觸 部位普遍存在滲漏問題。汛期與高庫水位時，高程 52m 以下， 左 岸 壩肩 有集中滲漏點 1處 ,單個 滲漏量 Q=~， 引起滲漏的主要原因：壩體與 壩基、壩肩強風化巖體直接接觸， 而 巖體中節理裂隙發育，巖體破碎 ， 施工時對建基面表層破碎巖體未進行 徹 底清除和采取防滲處理措施，導致庫水沿壩體與壩基 、壩肩 接觸界面產生滲漏。工程自運行至今，一直存在壩體與壩基 、壩肩 接觸界 面滲漏問題。汛期滲漏量有呈現明顯增大的趨勢，對壩體穩定不利 。 壩基滲漏 據調查，大壩自 蓄水 運行以來，