水泛溝水庫除險加固工程初步設計報告-資料下載頁

【導讀】111°38′06″，北緯：35°32′36″，屬黃河流域汾河水系澮河支流，是一座以防洪灌溉為主的小型旁引式水庫。水庫1968年12月動工，設計總庫容萬m3，興利庫容萬m3，防洪庫。容14萬m3，死庫容4萬m3，設計洪水位，校核洪水位，興利水位，汛限水位，死水位。制流域面積，多年平均降雨量。水外，還通過里冊峪水庫渠道輸水，輸水流量為1m3/s。萬畝，現(xiàn)水庫壩前淤積面高程為，淤積庫容為20萬m3。水庫樞紐由大壩、溢洪道和放水涵洞三部分組成。大壩為均質土壩，壩頂高程，壩底高程，壩高，壩頂總長120m，壩頂寬4m，大壩上游坡比為1:，下游坡比為1:2。溢洪道位于大壩左岸，進口為開敞式，堰頂高程，底寬3m，鋼管，設計最大泄量。水庫失事后影響南凡鎮(zhèn)5個村莊5200口人、7200畝耕地以及絳。該流域屬干旱、半干旱暖溫帶大陸性季風氣候，春季干旱。月15日至8月15日雨量比較集中。壩基主要由第四系上更新統(tǒng)沖積物為主，巖性為低液限粘土組成，滿足人工骨料技術要求。

　　

【正文】 ～ ，建議允許水力坡降取值為。 壩基工程地質評價 壩基土巖性特征 根據(jù)豎井及鉆孔揭露，壩基以低液限粘土為主。壩基主要由第四系上更新統(tǒng)沖積物為主，巖性為低液限粘土組成，淺黃色，淺紅色，硬塑，局部含少量鈣質結核。 該層土的天然含水量 ～ %，平均值 %；干重度 ～ ，平均值 ；孔隙比 ～ ，平均值 ；塑指數(shù) ～ ， 平 均值 ；飽和慢剪內摩擦角 ～176。，平均值 176。，飽和慢剪粘聚力 ～ ，平均值 ；粘粒含量 ～ %，平均值 %；壓縮系數(shù) ～ ，平均值 ；壓縮模量 ～ ，平均值 ；滲透系數(shù) 36 179。 106cm/s～ 179。 106cm/s，平均值 179。 106cm/s。 壩基土的物理力學性質指標統(tǒng)計結果見表 34。 壩基土滲透變形分析 壩基土主要為低液限粘土，不均勻系數(shù) ～ ，平均值 。粉粘粒含量 100%，大于 35％，滲透變形破壞類型為流土。允許水力比降見表 35。 水力坡降計算結果表 表 35 孔號及土號 試樣深度 (m) 巖土名稱 土粒比 重 Gs 孔隙度 n(%) 臨界水利 比降 允許水利 比降 SJ16 低液限粘土 SJ17 低液限粘土 SJ18 低液限粘土 SJ19 低液限粘土 SJ110 低液限粘土 SJ36 低液限粘土 SJ37 低液限粘土 SJ38 低液限粘土 SJ39 低液限粘土 SJ310 低液限粘土 SJ311 低液限粘土 ZK113 低液限粘土 ZK114 低液限粘土 ZK115 低液限粘土 ZK116 低液限粘土 ZK118 低液限粘土 ZK29 低液限粉土 ZK210 低液限粘土 ZK211 .00 低液限粘土 ZK212 低液限粘土 ZK213 低液限粘土 ZK214 低液限粘土 ZK215 低液限粘土 ZK216 低液限粘土 綜上所述，壩基土的臨界水力坡降為 ～ ，建議臨界水力坡 37 降取值為 ；允許水力坡降為 ～ ，建議允許水力坡降取值為。 溢洪道 溢洪道位于大壩左側，寬 3m，長 175m，最大泄量為 。 根據(jù)現(xiàn)場勘察 溢洪道 僅開通 112m，漿砌石部分坍塌，左側上部邊坡坍塌，無法正常行洪。 根據(jù)本次勘察成果，溢洪道主要由第四系上更新統(tǒng)沖積物為主由低液限粉土、低液限粘土組成，根據(jù)物理力學指標可分為 2 層： 第①層低液限粉土（ Q3al）主要由低液限粉土組成，淺黃色，稍濕～濕，稍密，局部含少量鈣質結核，該層土的天然含水量 ～ %，平均值 %；干重度 ～ ，平均值 ；孔隙比 ～，平均值 ；塑指數(shù) ～ ， 平 均值 ；粘粒含 量 ～ %，平均值 %；壓縮系數(shù) ～ ，平均值 ；壓縮模量～ ，平均值 ；滲透系數(shù) 179。 106cm/s。 第②層低液限粘土（ Q3al）主要由低液限粘土組成，淺黃色，硬塑狀態(tài)，中壓縮性，局部含較多鈣質結核。該層土的天然含水量 ～ %，平均值 %；干重度 ～ ，平均值 ；孔隙比～ ，平均值 ；塑指數(shù) ；飽和慢剪內摩擦角 ～176。，平均值 176。，飽和慢剪粘聚力 ～ ，平均值 ；壓縮系數(shù) ～ ，平均值 ；粘粒含量 ～ %，平均值 %。 溢洪道地基土的物理力學性質指標統(tǒng)計結果見表 36。 放水 涵洞 放水涵洞位于大壩右側，從壩體內穿過，為砌石結構，斷面為城門 38 洞型，寬 ，高 ，進水形式為臥管，呈階梯狀，臥管為Φ 600mm鋼管，設計最大泄量 。根據(jù)水庫管理人員介紹現(xiàn)臥管及放水涵洞個別段損壞，控制設施老化銹 蝕，無法正常運行。 天然建筑材料 土料場 土料場選在壩址兩 岸的臺垣上， 緊靠壩址，運輸和開采都比較方便，儲量豐富。料場出露的地層巖性為第四系上更新統(tǒng)沖積物（ Q3al）：淺紅色、低液限粉土，稍濕，中密～密實，局部含有較多鈣質結核。本料場無用層為表層耕植土。本次勘察在水庫兩岸料場采取土樣 2 組，在室內進行了常規(guī)及擊實試驗，試驗結果如下： 土料場試驗成果表 表 37 取樣位置 土粒比重 Gs 天然含水量(%) 液限 ω L (%) 塑限 ω p (%) 塑性指數(shù) IP 粘粒 含量 (%) 最大干密度 (g/cm3) 最優(yōu) 含水量 (%) 左岸 右岸 根據(jù)《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程》（ SL2512020）附錄，表 。由試驗結果，本料場滿足均質土壩土料質量指標。 砂料 根據(jù)地質調查，所需砂料從絳縣南樊河 購運 。砂料場距壩址約 10km，交通較為便利，現(xiàn)正在開采使用，儲量滿足工程用量要求。 礫料 根據(jù)調查，采用南樊鎮(zhèn)里冊石料場人工礫料，砂料場距壩址約 10km，現(xiàn)正在開采使用，具有一定生產能力，根據(jù)工程類比經(jīng)驗，質量滿足人工骨料技術要求。 39 石料 根據(jù)建設單位建議，工程所需塊石料可從磨里峪小北山石料場進行開采使用，距水庫大壩約 25km，有鄉(xiāng)級公路可通行。 小北山石料場巖性為奧陶系下統(tǒng)白云巖，白云質灰?guī)r、巖性堅硬，根據(jù)工程經(jīng)驗，該料場灰?guī)r塊石料質量滿足規(guī)范要求，儲量豐富，可滿足工程用量要求。 結論與建議 結論 水泛溝水庫所在山西地震亞區(qū)，西臨懷來 西安地震帶，東南與許昌 淮南地震帶相接，東與邢臺一河間地震帶相接。本區(qū)的 設計地震動峰值加速度 值 為 ， 本區(qū)地震動反應譜特征周期為 。 根據(jù) 《 地震動峰值加速度分區(qū)與地震基本烈度對照表》，本區(qū)地震基本烈度為 7度。 壩址區(qū)屬峨嵋?guī)X地，黃土丘陵地形，沖溝發(fā)育，溝谷斷面呈“ V”字形。 壩址區(qū)出露的地層主要是人工堆積物、全新統(tǒng)沖積物、上更新統(tǒng)沖積物。 壩體土主要由低液限粉土組成，壩體土滲透變形破壞類型為流土，壩體土的臨界水力坡降為 ～ ，建議臨界水力坡降取值為 ；允許水力坡降為 ～ ，建 議允許水力坡降取值為 。 壩基主要由第四系上更新統(tǒng)沖積物為主，巖性為低液限粘土組成。水庫運行多年來，庫區(qū)於積層較厚，大壩下游坡腳未出現(xiàn)過滲流現(xiàn)象，壩基工程地質條件較好，基本穩(wěn)定。 溢洪道主要由第四系中更新統(tǒng)巖性為巖性為低液限粉土、低液限粘土組成。溢洪道左側土崖邊坡近直立，已經(jīng)出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。 40 放水建筑物采用涵臥管式，涵臥管式嚴重老化，影響到正常運行。 土料場位于大壩兩岸，指標滿足規(guī)范要求。建議取土時應當適量加水，以接近土料最優(yōu)含水率。 砂料從絳縣南樊河 購運 。砂料場距壩址約 10km，交通較 為便利，儲量滿足工程用量要求。 礫料采用南樊鎮(zhèn)里冊村石料場人工礫料，砂料場距壩址約 10km，現(xiàn)正在開采使用，具有一定生產能力，根據(jù)工程類比經(jīng)驗，質量滿足人工骨料技術要求。 石料可從現(xiàn)有磨里峪小北山料場進行開采使用，塊石料場位于絳縣張上村，距水庫大壩約 50km，有鄉(xiāng)級公路可通行。塊石料質量滿足規(guī)范要求，儲量豐富，可滿足工程用量要求。 建議 對大壩進行加固改造； 完建溢洪道； 對放水涵洞及金屬結構進行更新改造； 41 壩體土的物理力學指標統(tǒng)計結果表 表： 32 巖 土 編 號 巖 土 名 稱 統(tǒng) 計 項 目 土 粒 比 重 Gs 天然 含水 量 ω (%) 重力 密度 γ (kN/m3) 干重度 γ d (kN/m3) 天然 孔隙 比 e 孔 隙 度 n (%) 飽 和 度 Sr (%) 液限 ω L (%) 塑 限 ω p (%) 塑性 指數(shù) IP 液 性 指 數(shù) IL 慢剪 壓縮系數(shù) 壓縮模量 顆粒組成百分數(shù) 不 均 勻 系數(shù) Cu 曲 率 系 數(shù) Cc 滲透 系數(shù) (室內 ) k (*106cm/s) 標 貫 擊數(shù) N (擊 /30cm) 標貫 修正 擊數(shù) N (擊 /30cm) 內摩 擦角 φ s (度 ) (飽和慢剪 ) 粘聚 力 Cs (kPa) (飽和慢剪 ) α (1/MPa) Es (MPa) ～ (%) ～ .005 (%) ～ 0 (%) 1 人工填土 統(tǒng)計個數(shù) 43 43 42 42 42 42 42 43 43 43 43 12 12 42 42 43 43 43 43 43 14 25 25 最大值 最小值 平均值 標準差 變異 系數(shù) 小值平均值 大值平均值 42 壩基土的物理力學指標統(tǒng)計結果表 表： 34 巖 土 編 號 巖 土 名 稱 統(tǒng) 計 項 目 土 粒 比 重 Gs 天然 含水 量 ω (%) 重力 密度 γ (kN/m3) 干重度 γ d (kN/m3) 天然 孔隙 比 e 孔 隙 度 n (%) 飽 和 度 Sr (%) 液限 ω L (%) 塑 限 ω p (%) 塑性 指數(shù) IP 液 性 指 數(shù) IL 慢剪 壓縮系 數(shù) 壓縮模 量 顆粒組成百分數(shù) 不 均 勻 系數(shù) Cu 曲 率 系 數(shù) Cc 滲透 系數(shù) (室內 ) k (*106cm/s) 標 貫 擊數(shù) N (擊/30cm) 標貫 修正 擊數(shù) N (擊/30cm) 內摩 擦角 φ s (度 ) (飽和慢剪 ) 粘聚 力 Cs (kPa) (飽和慢剪 ) α (1/MPa) Es (MPa) ～ (%) ～ .005 (%) ～ 0 (%) 2 低液限粘土 統(tǒng)計個數(shù) 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 9 9 25 25 25 25 25 25 25 4 11 11 最大值 最小值 平均值 標準差 變異系數(shù) 小值平均值 大值平均值 43 溢洪道地基土的物理力學指標統(tǒng)計結果表 表： 巖 土 編 號 巖 土 名 稱 統(tǒng) 計 項 目 土 粒 比 重 Gs 天然 含水 量 ω (%) 重力 密度 γ (kN/m3) 干重度 γ d (kN/m3) 天然 孔隙 比 e 孔 隙 度 n (%) 飽 和 度 Sr (%) 液限 ω L (%) 塑 限 ω p (%) 塑性