某水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)報(bào)告(已改無(wú)錯(cuò)字)

　　

【正文】 1977 年 1 月 30 日）。無(wú)霜期長(zhǎng)，多年平均有 264天 。多年平均降雨日為 142 天。降水比較豐沛，但時(shí)空分布不均勻和水利工程布局的差異，水、旱災(zāi)時(shí)有發(fā)生。降水量最多的是 1954 年，全年降水 毫米， 1980 年為 1963 毫米；降雨最少的是 2021 年 毫米；歷年一日最大降水量為 302 毫米， 1996 年 6 月 31 日出現(xiàn)在澧縣官垸鄉(xiāng)。 不良地質(zhì)條件 根據(jù)野外現(xiàn)場(chǎng)勘查與鉆探，存在的不良地質(zhì)現(xiàn)象主要為： (1)基巖巖性較軟，為較強(qiáng)風(fēng)化，層理，節(jié)理發(fā)育，節(jié)理每米大于 5條，風(fēng)化深度大于 5 米，容易形成沿層理或節(jié)理滲漏，壩體左岸由于人工開(kāi)挖呈陡坎，高度達(dá) 5m， 坡度大于 70m，易產(chǎn)生山體滑坡。壩體兩側(cè)的殘積層厚度約 0～ 3m，易愛(ài)雨水沖刷形成垮塌。 36 (2)壩體填筑土主要由沖積和殘積層人工填筑，土體中含風(fēng)化礫石，且含量在 20～ 30%，造成壩體土質(zhì)較疏松，易形成滲漏和被雨水沖刷，使壩體變形。 樞紐工程 地質(zhì) 條件評(píng)價(jià)及工程質(zhì)量 壩基 (肩 )工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)及工程質(zhì)量 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘查與鉆探，壩基主要為厚度 1～ 厚的高液限粉土，室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果表明：天然含水量 ，均值為 ；干密度 ，均值為 ；孔隙比 ，均值為 ；上述指標(biāo)表明：此層土具高壓縮性，結(jié)構(gòu)中密，含水量差異大，干密度偏低，透水率 179。 105，通過(guò)以上情況分析，壩基土屬弱透水層。壩肩兩側(cè)為較強(qiáng)風(fēng)化的板巖，較破碎，層理，節(jié)理發(fā)育，壓水試驗(yàn)透水率 (Lu)大于 10，屬較強(qiáng)透水層，厚度大于 5m，但基巖上面覆蓋有一層 1～ 厚的弱透水層，只要不破壞該層，通過(guò)基巖滲漏的可能性較小，但在壩體兩側(cè)的壩肩部位覆蓋層相對(duì)薄一點(diǎn)，易形成繞壩滲漏和接觸面滲漏。 溢洪道工程地質(zhì)條件及工程質(zhì)量 溢洪道位于壩體右側(cè)，由山體 開(kāi)鑿而成，巖土層為殘積層，沒(méi)有進(jìn)行任何防滲加固處理，就是一條土渠，因而形狀極不規(guī)則，沖坑，沖槽到處可見(jiàn)，加上過(guò)水?dāng)嗝娌粔颍雌谶€經(jīng)常出現(xiàn)垮塌而堵塞溢洪道，對(duì)大壩造成嚴(yán)重威脅，工程地質(zhì)條件較差，一是土體不密實(shí)，二是土質(zhì)差， 37 因而造成險(xiǎn)象。 輸水涵管工程地質(zhì)條件及工程質(zhì)量 輸水涵管位于壩體右段，座落在人工填筑土上，此層土在壩體質(zhì)量中有詳述，施工中未進(jìn)行防滲加固處理，且管身為Φ 的瓦管，采用笛閘改為臥式啟閉機(jī)閘門(mén)，由于涵管質(zhì)量差，破損較嚴(yán)重，形成漏水通道，嚴(yán)重影響大壩安全。 壩體工程質(zhì)量及存 在的問(wèn)題 壩體填筑質(zhì)量 該工程壩體填筑土，土料的來(lái)源就是附近兩岸山坡及庫(kù)區(qū)內(nèi)的沖積土，土料均一性較差，加上施工中采用的是“人海戰(zhàn)術(shù)”，施工夯實(shí)設(shè)備簡(jiǎn)陋，夯壓欠密實(shí)，且壩體施工分多階段進(jìn)行，層與層，片與片之間填土存在一定差異，施工期間晴、雨相間，填筑土含水量差異也較大，導(dǎo)致施工質(zhì)量差，從而引起大壩塌陷、滲漏、散浸嚴(yán)重，從壩腳往上垂直高度 5m 的范圍內(nèi)散浸嚴(yán)重，面積達(dá) 800m2，局部可見(jiàn)明水溢出，導(dǎo)致壩體受損，局部滑坡，壩腳嚴(yán)重時(shí)人不能在上面行走，同時(shí)未設(shè)排水棱體，也是造成壩腳軟化的原因之一，再加上壩體 單薄，大壩斷面不足，對(duì)大壩造成嚴(yán)重威脅。 大壩分區(qū) 根據(jù)土工試驗(yàn)資料及現(xiàn)狀，將大壩分為 3 個(gè)區(qū)，即壩體填筑區(qū) (Ⅰ區(qū) )、壩基區(qū) (Ⅱ區(qū) )和基巖區(qū) (Ⅲ區(qū) )。 38 (1)壩體填筑區(qū) (Ⅰ區(qū) ) 該工程壩體最大填高 12m，根據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)定名為高液限粉土，本層土源來(lái)自壩區(qū)附近的山坡及平地，土料的均一性較差。大壩在施工中由人力完成，夯壓不密實(shí)，施工中采用分片包干，片與片，層與層之間形定較大差異，加上各方面的原因，如天氣晴、雨、雪等，造成土體含水量差異大，密實(shí)度差，因而造成質(zhì)量差。所以存在部分土體含水量較大，最大 可達(dá) %。 根據(jù)室內(nèi)與野外試驗(yàn)結(jié)果，天然含水量 ，均值 ，干密度 ，均值為 ，孔隙比 ，均值為 ，鉆孔注水試驗(yàn)滲透系數(shù)均值 179。 104cm/s，從上述指標(biāo)表明：土料粗顆粒含量較高，含水量差異大，干密度偏低，具高壓縮性，結(jié)構(gòu)中密。自水庫(kù)投入運(yùn)行以來(lái)。一直存在大壩滲漏，壩腳散浸嚴(yán)重。大壩現(xiàn)場(chǎng)鉆孔注水試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表 。 表 XX 水庫(kù)大壩鉆孔注水試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表 鉆孔編號(hào) 試驗(yàn)時(shí)孔深 (m) 巖土名稱 試段長(zhǎng)度 (m) 滲透系數(shù)(K=cm/s) 備注 ZK1 粉質(zhì)粘土 179。 104 ZK2 粉質(zhì)粘土 179。 104 ZK2 粉質(zhì)粘土 179。 104 ZK3 粉質(zhì)粘土 179。 104 39 (2)壩基區(qū) 本節(jié)已在上節(jié)詳細(xì)敘述。 (3)基巖區(qū) (Ⅲ區(qū) ) 本區(qū)內(nèi)基巖為灰黃色、灰黑色、紫紅色薄 中層狀板巖，較軟，節(jié)理、層理、裂隙發(fā)育，中等風(fēng)化至較強(qiáng)風(fēng)化，地表以下 5m 左右為較強(qiáng)風(fēng)化，為較強(qiáng)透水層透水率為 ，大壩 現(xiàn)場(chǎng)鉆孔壓水試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表 。 表 XX 水庫(kù)大壩鉆孔壓水試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表 鉆孔編號(hào) 試段位置(m) 試段長(zhǎng)度(m) 表 壓 力(Mpa) 透水率 備注 ZK1 9 ZK2 9 ZK3 7 物理力學(xué)指標(biāo)建議值 根據(jù)野外地質(zhì)鑒定、鉆孔試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及壩體原狀土料室內(nèi)試驗(yàn)成果分析，壩體為均質(zhì)土壩。壩區(qū)巖土物理力學(xué)參數(shù)建議值取值總體原則按 照《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（ GB50287— 99），并結(jié)合工程類比確定。大壩填筑土物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)及推薦值表見(jiàn)表 。 40 表 4 XX 水庫(kù)壩體填土物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)及推薦值表 填土 名稱 項(xiàng)目 天然狀態(tài)下土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo) 含水率 濕密度 干密度 孔隙比 孔隙率 土粒比重 塑性指數(shù) 液性指數(shù) 垂直滲透系數(shù) 水平滲透系數(shù) 摩擦角(176。 ) 凝聚力(Kpa) % g/cm3 g/cm3 % cm/s cm/s cq s cq s 人工填土 層 統(tǒng)計(jì) 組數(shù) 8 8 8 8 8 8 8 8 4 3 平均值 3 1.84 1.41 0.95 4 2.73 19.08 0.05 05 E05 1 1 22.75 20.83 最大值 4 1.97 1.56 1.212 5 2.74 20.2 0.46 05 E05 1 1 23.7 21.80 最 2 1 1 0 4 2 17 0 1 1 18 19 41 小值 .77 .23 .75 .71 .2 .21 05 E05 .9 .90 推薦值 3 1.84 1.41 0.95 4 2.73 19.08 0.05 05 E05 1 1 22.75 20.83 壩基土 統(tǒng)計(jì) 組數(shù) 4 4 4 4 4 4 4 4 1 3 平均值 3 1.88 1.44 0.91 4 2.74 18.78 0.125 05 E05 1 1 22.7 21.64 最大 值 3 1.95 1.52 0.997 4 2.75 20.30 0.36 E05 1 1 21.80 最小值 2 1.84 1.37 0.787 4 2.72 17.80 0.06 E05 1 1 21.47 推薦值 3 1.88 1.44 0.91 4 2.74 18.78 0.125 05 E05 1 1 22.7 21.64 基巖 推薦值 f= C= 42 天然建筑材料 土 料 土料場(chǎng)位于大壩左側(cè)壩體外側(cè)的山坡邊及下游，在此取土，一是運(yùn)距近，在 1km 以內(nèi)，二是土質(zhì)較好。土場(chǎng)厚度平均 ，面積 1萬(wàn) m2左右，土料 萬(wàn) m3。料場(chǎng)內(nèi)地形開(kāi)闊、平坦，開(kāi)采運(yùn)輸條件較好，按照均質(zhì)土壩的質(zhì)量要求對(duì)土料的有關(guān)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)，土中的粘粒含量較大和含水量偏小，滲透系數(shù)小，各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求。 塊石料 塊石料主要用于溢洪道改造和少量用于其它砌體工程。由于工程區(qū)附近沒(méi)有石料開(kāi)采，所用石料須從外地購(gòu)買(mǎi)，購(gòu)買(mǎi)地主要 為 XX 新洲鎮(zhèn) 塊石料場(chǎng)，該料場(chǎng)的巖石為紫紅色厚層狀砂巖，弱風(fēng)化，巖性較堅(jiān)硬，質(zhì)量較好，含量極為豐富，運(yùn)距 35km。 砂礫石料 工程區(qū)內(nèi)砂礫石料主要位于澧水河段，現(xiàn)澧縣、 XX 市區(qū)內(nèi)均有砂礫石場(chǎng)。礫石母巖以石英礫巖為主，級(jí)配，磨圓度良好，儲(chǔ)量豐富；砂以細(xì)一中料石英砂為主，含泥量低，硬度高，主要從岳陽(yáng)、汩羅船運(yùn)至料場(chǎng)，運(yùn)輸方便，運(yùn)距 25km。 43 結(jié)論與建議 結(jié)論 ： (1)場(chǎng)地地震基本烈度值為Ⅶ度，設(shè)計(jì)施工中必須按Ⅶ度對(duì)大壩和建筑物進(jìn)行抗震復(fù)核。 (2)庫(kù)、壩區(qū)屬丘陵地貌單元，壩區(qū)無(wú)斷層通過(guò)。 地下水為松散層的孔隙水與基巖裂隙孔隙水，且附近無(wú)污染源，地下水對(duì)砼無(wú)腐蝕性。 (3)壩體的填筑土料和施工質(zhì)量較差，壩體滲漏嚴(yán)重，防滲性能差，達(dá)不到防滲指標(biāo)要求，壩體存在散浸問(wèn)題。 (4)壩體與壩基在施工中清淤不徹底，沒(méi)有進(jìn)行完全清除與防滲處理，存在滲透問(wèn)題。 (5)溢洪道未進(jìn)行加固防滲處理，造成損壞嚴(yán)重，可造成沖毀。 (6)輸水涵管破壞嚴(yán)重，造成管身破裂，漏水嚴(yán)重危及壩體。 (7)繞壩滲漏較嚴(yán)重。 工程處理措施建議： (1)對(duì)大壩壩體和壩基進(jìn)行防滲處理，基巖部分的防滲處理應(yīng)深入至弱透水帶。壩肩部位的防滲處理 應(yīng)向山體伸入 30～ 50m，加密鉆孔。 (2)溢洪道部分應(yīng)進(jìn)行砼或漿砌石處理，底板和側(cè)墻應(yīng)進(jìn)行防滲，加固處理。 (3)輸水涵管翻修重建，建議為鋼筋砼涵管。 44 (4)整修加固壩體，使其外觀成型。 (5)壩體迎水面進(jìn)行砼護(hù)坡，背水面采用生物護(hù)坡。 (6)新建排水棱體。 (7)壩區(qū)迎水面兩側(cè)沿山體 100m 應(yīng)進(jìn)行防滲鋪蓋，建議用粘土鋪蓋，厚度不小于 1m。 45 4 除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì) 工程 等級(jí)和洪水標(biāo)準(zhǔn) XX 水庫(kù)總庫(kù)容 萬(wàn) m3，設(shè)計(jì)灌溉面積 1500 畝，保護(hù)耕地 1500畝。根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》 SL2522021 的有關(guān)規(guī)定， XX 水庫(kù)為小（Ⅱ）水庫(kù)，屬Ⅴ 等工程，樞紐建筑物為 5 級(jí)，設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期采用 30 年一遇，校核洪水重現(xiàn)期采用 300 年一遇，消能防沖工程采用 10 年一遇 。 主要設(shè)計(jì)依據(jù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)的主要依據(jù) 水利部、財(cái)政部《小 2 型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見(jiàn)》 《湖南省小Ⅱ型病險(xiǎn)庫(kù)水庫(kù)除險(xiǎn)加固項(xiàng)目前期工作細(xì)則》 《湖南省小型病險(xiǎn)庫(kù)水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)導(dǎo)則》 XX 市 水 務(wù) 局 《 XX 水庫(kù)大壩安全評(píng)定報(bào)告》和《 XX 水庫(kù)大壩安全評(píng)定核查表》 設(shè)計(jì)采用的主要 規(guī)范 和 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 《水利水電工 程初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)程》（ DL502193） 《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（ SL2522021） 《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（ GB502094） 《水工 鋼筋混凝土 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ DL/T50571996） 46 《水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》（ DL50771997） 《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2742021） 《小型碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》（ SL18996） 《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2532021） 除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì) 擋水建筑物 水文復(fù)核 根據(jù)水文計(jì)算成果 ,大壩壩頂高程至少為 。現(xiàn)壩頂高程 滿足規(guī)范要求。 大壩整治設(shè)計(jì) (一 ）大壩存在的問(wèn)題： a、大壩壩體壩基滲漏嚴(yán)重 ， 壩腳 沼澤化 ； b、 壩腳無(wú)排水 設(shè)施 ； c、 管理站房屬危房、防汛公路不通 順 ； d、 白蟻危害嚴(yán)重 . 針對(duì)以上存在的問(wèn)題，進(jìn)行以下項(xiàng)目的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)。 (二 ）大壩 結(jié)構(gòu)加固 設(shè)計(jì) ① 結(jié)構(gòu)加固方案 經(jīng) 復(fù)核 ，水庫(kù)大壩 按 沖抓套井回填粘土 防滲后， 壩體浸潤(rùn)線降低，下游壩坡穩(wěn)定性有一定提高 ，大 壩在各工況下的 穩(wěn)定 安全系數(shù)均滿足 47 規(guī)范要求。 針對(duì) 壩坡存在的結(jié)構(gòu)缺陷