XX縣XX水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)

1、*縣*水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)二oo*年*月5 工程布置及建筑物5.1 設(shè)計(jì)依據(jù)5.1.1 工程等別和建筑物級(jí)別*水庫壩址以上流域面積21.5km2，水庫總庫容344萬m3，按照防洪標(biāo)準(zhǔn)gb5020194和水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)sl2522000規(guī)定，本樞紐工程為小（一）型，工程等別為等，主要建筑物為4級(jí)。水庫樞紐主體工程有大壩、溢洪道、高放水涵、低放水涵，以上按4級(jí)建筑物加固設(shè)計(jì)，水力發(fā)電站、渠首工程等按5級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。按照防洪標(biāo)準(zhǔn)gb5020194規(guī)定，4級(jí)建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)按3050一遇洪水，土壩校核洪水標(biāo)準(zhǔn)按3001000一遇洪水。綜合考慮本水庫的防洪地位，主體工程洪水標(biāo)準(zhǔn)采用

2、：50年一遇洪水設(shè)計(jì)，500年一遇洪水校核。5.1.2 設(shè)計(jì)基本資料a）特征水位及流量本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，按照庫水位超過225.5m時(shí)，溢洪道敞開泄洪，放水涵不參與泄洪的控制運(yùn)用原則，根據(jù)新的洪水計(jì)算規(guī)范，重新進(jìn)行了洪水復(fù)核和庫水位調(diào)洪演算，計(jì)算結(jié)果見表5.11。水庫特征水位及流量表表5.11洪水重現(xiàn)期死水位正常蓄水位50500庫水位（m）207.8225.5229.29230.39洪峰流量（m3/s）607487下泄流量（m3/s）960717b）地震設(shè)防烈度根據(jù)中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（gb18306-2001）和建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50011-2001）的規(guī)定，工程區(qū)地震基本烈度為6度。工程

3、主要建筑物為4級(jí)，依據(jù)水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范dl50732000規(guī)定，設(shè)計(jì)地震烈度采用基本烈度，主要建筑物按6度地震設(shè)防，不進(jìn)行抗震計(jì)算。c）壩體壩基土料物理力學(xué)指標(biāo)壩基為花崗巖，表層強(qiáng)風(fēng)化，局部夾有較多石英巖脈；壩體由粘土心墻、上下游砂殼組成。根據(jù)本階段地質(zhì)勘察報(bào)告，大壩土料物理力學(xué)指標(biāo)見第3章第3.3節(jié)中表3.31。d）建筑物穩(wěn)定安全系數(shù)根據(jù)碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范sdj21884，確定壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)為：正常運(yùn)用條件1.15，非常運(yùn)用條件1.05。5.2 工程布置及主要建筑物形式5.2.1 工程布置現(xiàn)狀*水庫于1966年10月開工修建,1976年10月完工投入使用，1983年溢洪道拓

4、寬至現(xiàn)在規(guī)模。1998年對(duì)東山崗進(jìn)行了灌漿處理，1983年、2002年又對(duì)壩右跌窩分別進(jìn)行了回填、灌漿處理?，F(xiàn)狀樞紐工程由大壩、右岸溢洪道、高放水涵、低放水涵、水力發(fā)電站工程組成。大壩壩址區(qū)河底高程199m，河床底寬約50m，河谷呈“v”字形，兩岸山勢(shì)陡峻。攔河壩直跨河床，壩軸線近東西向布置。溢洪道位于大壩右端，其左為壩端護(hù)墻，其右為山坡。高放水涵位于壩右東山崗，其軸線距右壩頭約52m。低放水涵位于大壩右段，其軸線距右壩頭約20m。水力發(fā)電站接低放水涵出口，位于壩后右端，緊鄰水庫管理房。5.2.2 主要建筑物形式a）攔河壩攔河壩為粘土心墻砂殼壩?，F(xiàn)狀壩頂高程230.9m，頂寬6.0m，最大壩高

5、34.9m；上游在225m、215m各設(shè)2m寬戧臺(tái)，戧臺(tái)上下壩坡分別為1：2.5、1：2.75、1：3.25；下游在224m、219m各設(shè)2.45.5m寬戧臺(tái)，戧臺(tái)上下壩坡分別為1：2.5、1：2.75、1：3.0。攔河壩壩頂軸線長(zhǎng)度182m，壩右與溢洪道之間還有西山崗長(zhǎng)度27m。b）溢洪道溢洪道為開敞式無控制。其由進(jìn)口明渠、一級(jí)陡坡、一級(jí)消力池、泄流渠、二級(jí)陡坡、挑流坎組成，縱向軸線總長(zhǎng)度224.9m。溢洪道現(xiàn)狀各段平面尺寸及控制高程見表5.21。溢洪道平面尺寸及控制性高程表表5.21 分段斷面寬軸線長(zhǎng)縱坡高程備注進(jìn)口明渠56.744.493.55/1000225.5224.49一級(jí)陡坡44

6、.437.69.51:0.79基巖面一級(jí)消力池37.634.021.4217.44含消力坎泄流渠2226.466.519/1000217.84216.57二級(jí)陡坡15.024.01:0.63216.57203.52鋼筋砼襯砌挑流坎15.010.0c）放水涵高涵洞位于大壩左端東山崗內(nèi)，設(shè)計(jì)流量1.83m3/s，洞長(zhǎng)74m，進(jìn)口底高程207.8m，全洞為半風(fēng)化巖石，鋼筋混凝土襯砌成園形，內(nèi)徑1.2m，進(jìn)口由斜拉桿活塞閘門控制。本洞系灌溉洞。低涵洞位于大壩左端山體內(nèi)，設(shè)計(jì)流量1.8m3/s，洞長(zhǎng)113m，進(jìn)口底高程198.0m，除進(jìn)出口部份為半風(fēng)化巖石外，其余均為新鮮巖石，但多處巖層裂隙滲漏嚴(yán)重，用

7、鋼筋混凝土襯砌成矩形斷面，斷面尺寸1.8m×2.3m，為滿足壩坡長(zhǎng)度，進(jìn)口接明涵48.9m，由活塞閘門控制。本洞主要用于發(fā)電，結(jié)合部分灌溉。d）水力發(fā)電站壩后式水力發(fā)電站裝機(jī)容量225kw，二臺(tái)機(jī)組，一臺(tái)100kw，一臺(tái)125kw。5.3 主要建筑物設(shè)計(jì)、運(yùn)行情況及存在問題5.3.1 工程設(shè)計(jì)和建設(shè)概況*水庫由安慶專員公署水電局設(shè)計(jì)。原采用洪水標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)1/50年，校核1/200年，1/200年另加20%做為保壩水位；“75.8”洪水后，水庫校核標(biāo)準(zhǔn)提高到可能最大洪水。a）大壩的設(shè)計(jì)和建設(shè)概況大壩最初設(shè)計(jì)壩頂高程230.9m，頂寬6.0m，最大壩高34.9m；上游在225m、215m

8、各設(shè)2m寬戧臺(tái)，戧臺(tái)上下壩坡分別為1：2.5、1：2.75、1：3.25；下游在225m、215m各設(shè)2m寬戧臺(tái)，戧臺(tái)上下壩坡分別為1：2.5、1：2.75、1：3.0。下游倒濾體頂面高程207m，其上部建過水渡槽，將高涵洞水通過渡槽引入西干渠。心墻基部最大寬度為24m，相應(yīng)高程為196.0m，防滲截水槽最大寬度為8m，相應(yīng)高程為194.8m。大壩于1966年10月動(dòng)工，采取分段施工。1968年冬前，利用東端天然河道導(dǎo)流，填筑西側(cè)壩體；1969年冬后，利用低涵導(dǎo)流，填筑東側(cè)壩體；大壩于1970年冬完工。據(jù)記載：大壩實(shí)際實(shí)施時(shí)將壩頂高出原設(shè)計(jì)0.6m，相應(yīng)高程231.5m。b）溢洪道的設(shè)計(jì)和建設(shè)

9、概況溢洪道原設(shè)計(jì)進(jìn)口寬40m，底高程225m，進(jìn)口段末端底高程224.5m，長(zhǎng)93m，比降1/200，一級(jí)陡坡1:1.5，消力池底高程217.5m，池寬46m，長(zhǎng)20m，泄流渠段為變寬等三條非棱柱形槽，底寬由46m變到16m，渠道底高程219m，比降由1/10變1/5，長(zhǎng)70m，其后為二級(jí)陡坡段。原設(shè)計(jì)50年一遇設(shè)計(jì)洪水，下泄流量545m3/s，200年一遇校核洪水下泄流量為655m3/s。溢洪道于1967年冬動(dòng)工，1969年8月溢洪道基本開通，但掃尾工程1974年才完工。施工時(shí)，水庫正常高水位由225m提高到225.5m，相應(yīng)溢洪道進(jìn)口底檻高程也提高到225.5m。因此，溢洪道建成期實(shí)際進(jìn)口

10、底高程225.5m，高出原設(shè)計(jì)0.5m。1975年在河南省發(fā)生“75.8”特大暴雨后，計(jì)劃將校核標(biāo)準(zhǔn)提高到p.m.p，當(dāng)時(shí)僅拓寬溢洪道進(jìn)口段部分，實(shí)際上未經(jīng)復(fù)核。拓寬設(shè)計(jì)中進(jìn)口底寬由40m拓寬到58.6m（現(xiàn)實(shí)際為56.7m）。1993年和2002年均實(shí)測(cè)了溢洪道詳圖，93年為1/200，2002年改為1/500。根據(jù)1993年10月實(shí)測(cè)的溢洪道1：200地形圖和縱橫斷面圖及2002年的復(fù)測(cè)成果：進(jìn)口段為軸長(zhǎng)93.5m明渠，縱坡比5/1000，出口底寬概化為45.5m，下接一級(jí)陡坡、消力池，后經(jīng)66.5m非棱體形泄水渠道，再下接二級(jí)陡坡，挑流坎后與下游河道相銜接。c）放水涵的設(shè)計(jì)和建設(shè)概況壩東

11、山體內(nèi)開了兩個(gè)放水涵（高、低涵），其型式均為有壓隧洞。（1）高放水涵高放水涵位于大壩左端東山崗內(nèi)。設(shè)計(jì)流量1.83m3/s，洞長(zhǎng)74m，進(jìn)口底高程207.8m，洞內(nèi)徑1.2m。因全洞為半風(fēng)化巖石，因而迫使設(shè)計(jì)全洞鋼筋砼襯砌。本洞系灌溉洞。高放水涵1967年4月開始開挖，1968年冬襯砌結(jié)束。（2）低放水涵低放水涵位于大壩左端。設(shè)計(jì)流量1.8m3/s，洞長(zhǎng)113m，進(jìn)口底高程198.1m，斷面尺寸1.8m×2.3m，洞為馬蹄形。低涵除進(jìn)出洞口部分半風(fēng)化巖石外，其余均為新鮮巖石。因多處巖層裂隙滲漏嚴(yán)重，亦全長(zhǎng)采用預(yù)制砼園涵襯砌。為滿足壩坡長(zhǎng)度，進(jìn)口接明涵48.9米。此項(xiàng)工程屬于新增工程，

12、原設(shè)計(jì)書未設(shè)計(jì)，因69年大洪水的發(fā)生，為大壩合擾河水導(dǎo)流，便于心墻黃土回填施工，為71年春安全渡汛，新開涵洞長(zhǎng)210米，其中暗開長(zhǎng)度103米。本洞后來改用于發(fā)電，結(jié)合部分灌溉。低放水涵1970年2月7月完成開挖，同年9月洞內(nèi)開始澆筑，用雙層鋼筋，澆筑后灌漿密實(shí)。5.3.2 主要建筑物運(yùn)行情況及存在的問題*水庫主要建筑物包括：大壩、溢洪道、高放水涵、低放水涵、水力發(fā)電站。數(shù)十年來，大壩、溢洪道存在問題較多，發(fā)電站廠房破舊，高、低放水涵未放空檢查，從出口觀察，基本運(yùn)行良好。a）大壩運(yùn)行情況及存在的問題大壩投入運(yùn)行以來，出現(xiàn)庫水位較高年份有：1973年為227.28m，1987年為227.20m，1

13、991年為226.55m，1993年為227.64m，1999年為226.10m。最高庫水發(fā)生于1993年7月18日，最大溢洪深2.14m，相應(yīng)水位227.64m。大壩經(jīng)歷最高水位較設(shè)計(jì)庫水位（229.39m）低1.75m，較校核庫水位(230.39m)低2.75m。大壩雖未經(jīng)歷設(shè)計(jì)庫水位考驗(yàn)，但在1983年5月9日（庫水位225.6m），2002年5月19日（庫水位225.0m）大壩右段迎水坡曾發(fā)生跌窩險(xiǎn)情。1983年5月9日（庫水位225.6m），大壩迎水坡距右壩端54m、距防浪墻2.1m、高程230.1m處出現(xiàn)一處跌窩，跌窩斷面為2.0m×2.4m×1.8m。1983

14、年10月及1984年冬，對(duì)跌窩分別進(jìn)行探井（16m）開挖回填、灌漿充填。后經(jīng)多次較高庫水位考驗(yàn)，大壩運(yùn)行正常。2002年5月19日上午10時(shí)，當(dāng)庫水位225.0m時(shí)*水庫大壩迎水坡距右壩端55m、距防浪墻3.6m、高程229.9m處又出現(xiàn)一處跌窩，斷面1.4m×1.4m×1.0m。根據(jù)資料記載高程及1983年除險(xiǎn)回填時(shí)預(yù)留灌漿管情況，該跌窩位置與1983年險(xiǎn)情位置基本重合。為應(yīng)急度汛，2002年6月，安慶市水利水電勘測(cè)院進(jìn)入工地，對(duì)大壩跌窩進(jìn)行灌漿處理。經(jīng)過灌漿處理，*水庫大壩跌窩部位的抗?jié)B能力及力學(xué)性狀得到較大改善，為大壩渡汛提供了保障措施。1983年大壩發(fā)生跌窩險(xiǎn)情后，

15、在壩后排水凌體下方出現(xiàn)一滲漏點(diǎn)，無滲流觀測(cè)資料。2002年5月19日再次在原位置發(fā)生跌窩險(xiǎn)情后，5月24日下午在壩后排水凌體下方又出現(xiàn)一滲漏點(diǎn)。滲漏點(diǎn)在排水凌體外26m，主河槽右1/3處，高程約190m左右，口徑8cm，出水量23m3/h。5月25日上午滲漏有所加劇，10m范圍內(nèi)有四處出溢點(diǎn)，在右壩端壩后，大壩與基巖接觸部附近新增一滲漏點(diǎn)。根據(jù)施工記錄：*水庫大壩清基及高、低隧洞開挖均反映基巖裂隙發(fā)育，爆破后更加嚴(yán)重，此點(diǎn)由勘探資料印證。節(jié)理裂隙清基時(shí)處理不當(dāng)，裂隙面又出露于心墻底部，易造成壩基、壩基與心墻接觸帶滲漏。地質(zhì)鉆孔揭示：*水庫壩基為花崗巖，表層強(qiáng)風(fēng)化，局部夾有較多石英巖脈，不排除強(qiáng)

16、風(fēng)化花崗巖與石英巖接觸帶部位滲漏的可能性。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)：心墻填土回填碾壓質(zhì)量比較穩(wěn)定，但在高程210.0220m之間有一個(gè)薄弱帶。通過歷年運(yùn)行，大壩存在的問題有：（1）大壩已發(fā)生跌窩等滲流險(xiǎn)情。（2）心墻填土存在薄弱帶，壩基風(fēng)化嚴(yán)重，裂隙發(fā)育，大壩存在滲流隱患。（3）壩面護(hù)坡、壩腳排水體損壞。（4）大壩發(fā)現(xiàn)白蟻跡象。b）溢洪道運(yùn)行情況及存在的問題溢洪道建成后，豐水年均溢洪，其中1991年曾連續(xù)溢洪14天。歷年最大溢洪深：1973年為1.78m，1987年為1.70m，1991年為1.05m，1993年為2.14m，1999年為0.6m。最大泄量發(fā)生于1993年7月18日,最大溢洪深2.14m，

17、相應(yīng)泄量184m3/s。溢洪道平面上轉(zhuǎn)折，水流折沖，流態(tài)不順?！?5.8”特大暴雨后，僅拓寬溢洪道進(jìn)口段部分，使溢洪道平面形態(tài)更加惡劣?，F(xiàn)狀進(jìn)口段明渠平面上轉(zhuǎn)折46°，轉(zhuǎn)彎半徑約100m，寬度自56.7m束窄到39.1m由漸擴(kuò)至44.4m接一級(jí)陡坡。溢洪道左為擋墻，右為天然山體，側(cè)墻高度一般5.0m左右，但二級(jí)陡坡段側(cè)墻高度僅2.0m左右。因二級(jí)陡坡首部寬度突然束窄，受右側(cè)導(dǎo)流墻壓迫，水流左擺，致使水流易越過左側(cè)墻頂，危及壩腳安全。溢洪道出口正面為山凸，迫使水流左轉(zhuǎn)廻沖，導(dǎo)致河道消力池?fù)鯄Χ啻翁?，影響西干渠通水并威脅壩腳安全。為加強(qiáng)防護(hù)，1983年曾對(duì)出口右岸進(jìn)行漿砌石防護(hù)，但后又

18、局部沖塌。2000年將沖塌部位退建恢復(fù)，但局部范圍防護(hù)高度不足，目前山體仍有滑塌跡象，側(cè)墻坍塌未有效控制。溢洪道存在的問題有：（1）溢洪道平面布置不規(guī)整，致使水流折沖。（2）局部側(cè)墻高度不足，泄洪時(shí)水流越過墻頂。（3）出口山體及其護(hù)砌沖刷損壞。5.4 大壩加固設(shè)計(jì)大壩為粘土心墻砂殼壩，壩高34.9m，本次加固主要依據(jù)碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范sdj21884設(shè)計(jì)。5.4.1 壩頂高程復(fù)核根據(jù)大壩洪水標(biāo)準(zhǔn)和水庫特征水位，計(jì)算風(fēng)浪爬高和安全加高，復(fù)核現(xiàn)有壩頂高程是否滿足防洪要求。采用碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范sdj21884計(jì)算，壩頂安全超高y=r+e+ar最大爬高，按累計(jì)概率1%計(jì)，為平均爬高2.23倍，平

19、均爬高=e風(fēng)壅水面高，e=a安全加高，4級(jí)建筑物，正常運(yùn)用0.5m，非常運(yùn)用0.3m多年最大平均風(fēng)速19m/s，設(shè)計(jì)工況w采用多年最大平均風(fēng)速1.5倍，校核情況下w采用多年最大平均風(fēng)速。吹程d及水深h由1/10000地形圖確定,吹程0.5km。根據(jù)以上計(jì)算參數(shù)，壩頂高程計(jì)算值見表5.41。從表中可見，計(jì)算高程小于防浪墻高程231.8m，現(xiàn)狀壩高滿足防洪安全要求。壩頂高程計(jì)算表表5.41 （括號(hào)中數(shù)字根據(jù)原設(shè)計(jì)水位計(jì)算）工況水庫靜水位（m）reay堤頂高程（m）設(shè)計(jì)229.29（228.77）1.400.51.90231.19（230.67）校核230.39（229.71）0.900.31.20

20、231.59（230.91）5.4.2 大壩滲流計(jì)算本水庫集水面積不大，庫容系數(shù)小，設(shè)計(jì)、校核洪水滯洪時(shí)間短，不易形成穩(wěn)定的浸潤(rùn)線，故只計(jì)算正常蓄水位工況。滲透系數(shù)選用：設(shè)計(jì)前地質(zhì)報(bào)告提供的數(shù)據(jù)很少，心墻成分復(fù)雜，滲透系數(shù)選用值k=5.0×10-5cm/s；參考有關(guān)書籍，上下游砂殼滲透系數(shù)選用值k=1×10-3cm/s；壩基老土與基巖按不透水地基。本大壩心墻砂殼壩，心墻建在不透水地基上，且下游有反濾排水設(shè)備，采用公式：k2=5.0×10-5cm/s k1=10-3cm/s h1=29.6m h2=0 =15.25m s=46.375+0.05h經(jīng)計(jì)算得壩身單寬最大

21、滲漏量q=2.787×10-6m3/s，心墻出逸點(diǎn)高h(yuǎn)=7.62m。浸潤(rùn)線各點(diǎn)座標(biāo)見表5.42。浸潤(rùn)線計(jì)算成果表表5.42x0102030405051.96y2.73.343.974.614.947.8310.32壩身浸潤(rùn)線見圖5.41。從圖中分析，壩體浸潤(rùn)線較低，按碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范sdj21884、“各種土石壩自浸潤(rùn)線出逸點(diǎn)至下游坡腳一段，按要求做好反濾排水設(shè)備時(shí)，可不進(jìn)行壩體填土滲流穩(wěn)定復(fù)核”。本水庫下游為棱體排水，理論上滲流是安全的。5.4.3 壩坡穩(wěn)定分析（1）計(jì)算斷面選取河床中間主剖面為計(jì)算斷面，計(jì)算斷面見圖5.42。（2）計(jì)算工況正常工況：庫水位為設(shè)計(jì)洪水位229.2

22、9m，穩(wěn)定滲流期下游壩坡穩(wěn)定性。非常工況：庫水位為校核洪水位230.39m，因時(shí)間短，不易形成壩體穩(wěn)定滲流，暫按穩(wěn)定滲流計(jì)算下游壩坡穩(wěn)定性。非常工況：庫水位從正常蓄水位225.5m，突降至死水位207.8m（正常放空約7d左右），上游壩坡穩(wěn)定性。（3）計(jì)算參數(shù)心墻抗剪強(qiáng)度只有少數(shù)幾組，現(xiàn)只能根據(jù)現(xiàn)有資料將主剖面心墻鉆孔試驗(yàn)數(shù)據(jù)適當(dāng)概化，接近平均值：c=25kpa，=21°；k=5.0×10-5cm/s；濕容重=19.3kn/m3，干容重d=15.2kn/m3。砂殼無試驗(yàn)數(shù)據(jù)，參考有關(guān)書籍及其它水庫：c=0，=26°；k=1.0×10-3cm/s；濕容重=

23、18.0kn/m3，干容重d=16.0kn/m3。（4）計(jì)算方法及成果按瑞典園弧滑動(dòng)計(jì)算方法中有效應(yīng)力法計(jì)算，其公式為：k=式中：b條塊寬度；w1、w2壩坡外水位上、下條塊重力；z壩坡外水位高出條塊點(diǎn)面中點(diǎn)的距離；u穩(wěn)定滲流期壩身孔隙水壓力；ui水位降落前壩身孔隙水壓力；條塊重力線與通過底面中點(diǎn)半徑夾角；w水重度；ccu、cu、c、分別為固結(jié)快剪（用于穩(wěn)定滲流期）及慢剪指標(biāo)（用于庫水降落期）。經(jīng)計(jì)算，壩坡抗滑穩(wěn)成果見表5.43。從表中可見，壩坡抗滑穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。事實(shí)上，*水庫大壩已經(jīng)歷過最高水位為227.64m，低于設(shè)計(jì)洪水位1.65m。壩坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算成果表表5.43壩坡計(jì)算工況最小安全

24、系數(shù)允許安全系數(shù)圓心(m)半徑(m)kmin下游壩坡正常運(yùn)用(-87.19,-91.23)25.61.5311.15非常運(yùn)用(-86.26,-90.50)26.61.4761.05上游壩坡正常運(yùn)用1.15非常運(yùn)用(55.19，-20.23)34.61.2831.055.4.4 大壩安全評(píng)價(jià)大壩的高度、抗滑穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。大壩的滲流從理論計(jì)算上也是安全的因計(jì)算采用資料散性大，數(shù)據(jù)不一定準(zhǔn)確，實(shí)際施工斷面不規(guī)則，概化模型不一定合適。因此，滲流計(jì)算結(jié)果只能供大壩總體滲流評(píng)價(jià)參考，不排除局部薄弱部位滲流破壞的可能性。從地質(zhì)條件看：*水庫大壩清基及高、低隧洞開挖均反映基巖裂隙發(fā)育，爆破后更加嚴(yán)重，此點(diǎn)

25、由勘探資料印證；*水庫壩基為花崗巖，表層強(qiáng)風(fēng)化，局部夾有較多石英巖脈，不排除強(qiáng)風(fēng)化花崗巖與石英巖接觸帶部位滲漏的可能性；心墻填土回填碾壓質(zhì)量比較穩(wěn)定，但在高程210.0220m之間有一個(gè)薄弱帶。以上隱患若不及時(shí)治理，其隱含的滲流通道可能逐漸發(fā)展，直至潰壩。從大壩運(yùn)行情況和存在的問題看：大壩已兩次發(fā)現(xiàn)跌窩等滲流破壞先兆。通過反復(fù)分析及應(yīng)急度汛灌漿效果對(duì)照，險(xiǎn)情原因基本認(rèn)定為壩基接觸面或壩基裂隙存在滲水通道。綜上所述，大壩存在的問題有：大壩已發(fā)生跌窩等滲流險(xiǎn)情；心墻填土存在薄弱帶，壩基風(fēng)化嚴(yán)重，裂隙發(fā)育，大壩存在滲流隱患。通過歷年運(yùn)行，大壩存在的問題還有壩面護(hù)坡、壩腳排水體損壞；大壩發(fā)現(xiàn)白蟻跡象。

26、以上各問題程度不同地危及大壩安全度，必須及時(shí)進(jìn)行處理，以免事態(tài)發(fā)展。5.4.5 跌窩處理設(shè)計(jì)a）1983年跌窩形成及處理（參考關(guān)于*水庫大壩塌陷坑除險(xiǎn)工程施工技術(shù)總結(jié)報(bào)告 *縣水利局 1983年12月）（1）情況介紹*水庫自1973年正常使用以來，十多年的時(shí)間里，大壩樞紐各項(xiàng)建筑物均未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象?；旧鲜前踩煽康?。但是在1983年5月9日（庫水位225.6m），偶然發(fā)現(xiàn)在水庫大壩上游砂殼呈鍋形跌窩一處。跌窩的位置在大壩迎水坡，與防浪墻腳水平距2.1米，距大壩左端123.6米，距大壩右端62.4米。跌窩表面量得深1.3米，長(zhǎng)2.44米，寬2.0米，近似圓形。大壩出現(xiàn)跌窩這一異常情況后，公社和

27、水庫管理所十分重視，及時(shí)把上述情況向縣水電局作了電話匯報(bào)，縣水電局一面向地區(qū)水電局作電話匯報(bào)，一面指示水庫管理所對(duì)跌窩進(jìn)行清挖查明。地、縣工程技術(shù)干部到現(xiàn)場(chǎng)后，于5月14日坑探，將跌窩清挖三日后達(dá)4.5米深時(shí)（挖坑長(zhǎng)×寬×深=4.7m×4.3m×4.5m），跌窩垂直向下仍為松軟土，直徑1米左右，據(jù)觀察，跌窩有沿大壩粘土心墻和大壩上游砂殼接壤處垂直向下伸延的跡象。因當(dāng)時(shí)正值汛期，水庫水位高程達(dá)225.5米（平溢洪道底），跌窩不能再向下深挖查明。為了確保大壩安全渡汛，對(duì)跌窩暫時(shí)回填。1983年10月，根據(jù)省、地指示意見，經(jīng)反復(fù)研究，確定采用木框架支撐井探法，

28、深挖追探查明跌窩原因。按跌窩的大小，考慮到土壓力及施工方便，安全可靠，擬定井探斷面為2.0m×2.0m。井探施工過程具體如下：首先拆除塌坑上部防浪墻30m，以減輕塌坑下側(cè)土壓力同時(shí)把上游砂殼開挖成“t“字型，向上游水面傾斜，以利施工排水平行于把軸線方向開挖成1：2.5坡度，以利出土。井探：用制作好的方木在已開好的砂殼井坑中（一般視土質(zhì)堅(jiān)硬程度3050公分立一層）立支撐架，方木和立層接觸面用編制好的竹排或模板銜接后，按大樣支撐，方木間用木尖緊后，再用小鋁釘連接加固，上下層間用長(zhǎng)釘加固。當(dāng)井坑挖深5米，高程由227m下降到222m時(shí)，粘土心墻露出并與上游砂殼交錯(cuò)銜接50多公分，切齊后仍有

29、50公分臺(tái)階，跌窩仍向下垂直。豎井仍向下挖深，開挖斷面由2.0m×2.0m變?yōu)?.0m×1.5m，繼續(xù)垂直挖深3.7米后，高程下達(dá)218.3m時(shí)，跌窩去向不是垂直向下，而是突然向下游右側(cè)，垂直角為59°3160°（量算得出），有沿自然山體心墻槽與心墻接合部位發(fā)展的趨勢(shì)。上述情況發(fā)生后，木框架支撐方法不變，探井方向隨跌窩方向深追，開挖斷面成不規(guī)則四邊形，此處高程215.6m。此時(shí)，從跌窩外沿線觀察，有不規(guī)則洞沿山體中發(fā)現(xiàn)；觀察心墻時(shí)，心墻有弧形斷面成拱形狀，土層穩(wěn)定。跌窩方向仍向山體心墻接合槽部位發(fā)展，穩(wěn)定支撐后，繼續(xù)深挖，當(dāng)挖到高程215m時(shí)，跌窩垂直方

30、向斜角60°左右深下，水平角向右傾斜1015°左右，跌窩口成近似圓形斷面即35×40cm，開挖斷面近似梯形。對(duì)跌窩未端直徑為40×35cm的一個(gè)近似圓形的松軟帶，用12mm鋼筋搗探，四周均是粘土心墻，中間是傾斜60°深1.2米左右的砂夾粘土層，以下亦是粘土層。由于斷面小，水平部位又在心墻里，繼續(xù)開挖安全受影響，在這一松軟帶部分先埋入直徑23吋金屬管，以便人工灌漿密實(shí)。（2）險(xiǎn)情分析跌窩井探、除險(xiǎn)工程自地區(qū)水電局批準(zhǔn)施工方案后，即開始施工，自1983年10月25日到12月29日止，共開挖65天。施工過程的12月22日至12月28日七天中，地區(qū)水電

31、局派來的工程師朱正華、郭外嵩、鄭克謙同志，在縣水電局工程師王緒彬，技術(shù)員朱生振同志配合下，日夜奮戰(zhàn)開挖，初步查明跌窩成因。從井探取土和出渣情況觀察，上游砂殼土層基本是均勻顆粒，在心墻與上游砂殼銜接處高程216m左右心墻底部有明顯洞穴向內(nèi)部延伸。表現(xiàn)有四：心墻滑塌后留有明顯拱形狀；自然山體與明顯的洞穴邊緣，與心墻拱形狀上下對(duì)應(yīng)；塌陷洞口徑自上而下逐漸減小，直至215m高程處僅有40×35cm；在高程215m處由于作用力的緣故，塌洞時(shí)遺留下的風(fēng)化粗?；◢弾r。均勻鋪在心墻滑塌土的下部。據(jù)觀察分析，這是造成跌窩的主要原因。由于心墻結(jié)合槽底部有塌陷，以致造成大壩塌陷，使心墻受到影響和破壞。破壞

32、斷面高4.5米，水平距自心墻與結(jié)合槽最大斷面處，深入心墻達(dá)1.4米，因此，心墻防滲徑也受到影響；又因跌窩所致，在受破壞的心墻部分有一個(gè)小斷面（40×35cm）的土層，夾有顆粒不均勻的粘土夾砂實(shí)體，（因施工斷面實(shí)在是太小，無法繼續(xù)深探），如不及時(shí)妥善處理，日后有惡化形成通道的可能性。在心墻與山體結(jié)合槽部位，大致平行方向，心墻有一松軟帶，亦有壩端繞滲形成通道的可能性。（3）除險(xiǎn)加固處理根據(jù)上述初步結(jié)論，1983年跌窩除險(xiǎn)加固處理采用回填結(jié)合灌漿方案。探井回填自1983年12月開始。對(duì)已受破壞的心墻部分，自下而上，每2530cm為一層，分層夯實(shí)。在跌窩洞口用粘土加大、加厚斷面嚴(yán)密夯實(shí)，然后

33、再將跌窩用砂殼分層回填到設(shè)計(jì)斷面。1985年元月，利用兩根預(yù)埋灌漿管，灌注水泥漿，漿液水灰比4:1。初灌時(shí)灌漿壓力0.020.04mpa，吸漿量41l/min，共耗水泥1.9t；90分鐘后第一次復(fù)灌，灌漿壓力0.10.15mpa，吸漿量5l/min，共耗水泥0.15t；一天后第二次復(fù)灌，灌漿壓力0.150.2mpa，吸漿量2l/min，共耗水泥0.05t。b）2002年跌窩形成及處理（摘自*縣*水庫大壩跌窩度汛處理方案 安慶市水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)院 2002年6月）（1）情況介紹2002年5月19日上午10時(shí)，當(dāng)庫水位225.0m時(shí)，大壩迎水坡距右壩端55m、距防浪墻3.6m、高程229.9m處又

34、出現(xiàn)口徑1.4m×1.4m、深1.0m的跌窩。根據(jù)資料記載高程及1983年除險(xiǎn)回填時(shí)預(yù)留灌漿管情況，該跌窩位置正好與1983年險(xiǎn)情位置重合。險(xiǎn)情發(fā)生后，*縣防汛抗旱指揮部組織專人值班，對(duì)大壩進(jìn)行24小時(shí)全方位監(jiān)測(cè)。2002年5月24日下午6：30，在大壩后排水棱體外26m、主河槽右側(cè)1/3處、高程約190m左右發(fā)現(xiàn)一滲流出水口，口徑8cm，出水量23m3/h，水質(zhì)清澈。2002年5月24日上午，10m范圍內(nèi)水流出溢點(diǎn)增至4個(gè)，在右壩端壩后，大壩與基巖接觸部附近新增一滲漏點(diǎn)。有滲漏加劇的跡象，但塌陷坑沉降未發(fā)現(xiàn)變化。5月24日5月28日對(duì)各滲漏點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，由于觀測(cè)時(shí)間短，庫水位一直在2

35、20.0m，相對(duì)變化較小，出水點(diǎn)滲水量基本穩(wěn)定。通過對(duì)高涵開關(guān)對(duì)比，對(duì)出水點(diǎn)滲水量的觀測(cè)資料進(jìn)行分析，滲水量變化與渠道水相關(guān)性較好，這說明灌漿涵本身存在一定滲漏量；同時(shí)，當(dāng)庫水位降至跌窩壩基附近高程（215.0m）以下時(shí)，滲水量也有所減少，這說明壩基也存在一定滲漏量。2002年5月28日，安徽省水利科學(xué)研究院對(duì)跌窩附近采用探地雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行探查，測(cè)線覆蓋跌窩周圍10m范圍以內(nèi)，天線頻率為100mhz，采用點(diǎn)測(cè)方式，點(diǎn)距0.1m，最大探測(cè)深度22m。通過探地雷達(dá)探測(cè)，得出三點(diǎn)結(jié)論：跌窩呈向下發(fā)展形態(tài)，在跌窩中心線東西兩側(cè)23m范圍以內(nèi)的心墻底部，有粘土軟化帶的可能，也不完全排除因1983年處理時(shí)灌

36、漿改變所帶來的對(duì)信號(hào)異常反映；因儀器探測(cè)的限制（在心墻底部的分辨尺寸約0.5m），本次探測(cè)未發(fā)現(xiàn)心墻底部有大于0.5m的滲漏通道；在跌窩東側(cè)的心墻內(nèi)部，距壩頂56m的深度處，有裂隙面信號(hào)反映。險(xiǎn)情發(fā)生后，*縣水利局還及時(shí)委托本院進(jìn)行應(yīng)急度汛設(shè)計(jì)。（2）險(xiǎn)情分析針對(duì)上節(jié)險(xiǎn)情，省、市、縣各級(jí)水利技術(shù)人員多次查勘、會(huì)商，一致認(rèn)為壩體因水土流失已形成局部松散和空洞，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)及查閱有關(guān)資料，推測(cè)此類險(xiǎn)情的原因可能性如下：白蟻和動(dòng)物洞穴；心墻局部滲透破壞形成滲水通道；心墻與壩基接觸面或壩基存在裂隙等滲水通道。為了分析險(xiǎn)情，我院廣泛咨詢各級(jí)技術(shù)人員，查勘現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及鄰近建筑物，守候觀測(cè)跌窩及滲流出水口，同

37、時(shí)借助水科院探地雷達(dá)成果，初步認(rèn)為：引起跌窩的空洞和松軟帶出現(xiàn)在迎水面，且在常水位以下，排除了白蟻和動(dòng)物洞穴的可能性。探地雷達(dá)表明：跌窩下游心墻未貫穿性通道，同時(shí)在高水位時(shí)跌窩雖發(fā)生，但壩體險(xiǎn)情未迅速蔓延，下游出水量也相對(duì)較小且清澈（不似心墻貫穿過流），另外，心墻正上砌石防浪墻也未有沉降裂縫現(xiàn)象（說明水土流失在深處），這也基本上排除了心墻局部滲透破壞形成滲水通道的可能性。因此，我院將險(xiǎn)情原因初步鎖定為壩基接觸面或壩基裂隙存在滲水通道。為了進(jìn)一步分析險(xiǎn)情，我院技術(shù)人員又查閱了以前地質(zhì)資料、并借灌漿處理之機(jī)，實(shí)地布置鉆孔，以便探明壩基地質(zhì)與以前資料相印證。前期地質(zhì)資料顯示：壩區(qū)出露均為風(fēng)化粗?；◢?/p>

38、巖，且夾有石英巖脈。本次灌漿前鉆孔顯示：跌窩附近正是花崗巖與石英巖脈交織點(diǎn)，跌窩右側(cè)壩基為花崗巖（風(fēng)化），左側(cè)壩基為石英巖（完整），右側(cè)壩基縱向坡度大，左側(cè)壩基基本水平。當(dāng)年施工資料顯示：跌窩所處大壩右岸原為梯田，一般為人工清基，此處原有大孤石系爆破清除。以上各資料表明：跌窩附近地質(zhì)相對(duì)復(fù)雜，不同巖石交匯，致使巖基裂隙、夾層存在可能性增加，而人工清基，風(fēng)化巖及局部裂隙破碎難以徹底清凈，這就有可能導(dǎo)致壩基本身先天不足。值得注意的是，跌窩點(diǎn)右岸巖基縱坡偏陡，其坡比10.510.25，該范圍心墻及壩體填筑時(shí)難以保證與基巖面緊密接觸，這又可能導(dǎo)致壩基接觸面填筑質(zhì)量先天不足。通過上述分析，我院基本認(rèn)定險(xiǎn)

39、情原因?yàn)閴位佑|面或壩基裂隙存在滲水通道，該險(xiǎn)情雖不致水庫迅速潰壩，但為了安全度汛，必須對(duì)其進(jìn)行及時(shí)有效處理。（3）應(yīng)急度汛處理為了在梅雨來臨之前，對(duì)大壩跌窩進(jìn)行度汛應(yīng)急加固處理，在庫水盡量放空的同時(shí)，我院經(jīng)過反復(fù)研究，認(rèn)為對(duì)跌窩附近壩體及壩基在鉆孔勘查基礎(chǔ)上進(jìn)行灌漿處理是可行且有效的措施。灌漿具體方案為：粘土心墻與基巖接觸以下為水泥固結(jié)灌漿，心墻與基巖結(jié)合面以上為粘土充填式灌漿。灌漿孔在跌窩附近布置，灌漿孔分三序，其布置遵循“先稀后密，先上游后下游，先跌窩附近后跌窩遠(yuǎn)處”的原則。本次灌漿共施灌9孔，共耗黃土24.39t、水泥11.47t。其中鄰近跌窩zk1復(fù)灌3次，消耗黃土8.0t、水泥4.

40、3t。通過zk7、zk9兩孔加密和檢查，前序孔灌漿效果良好，鉆進(jìn)過程中均不漏水，在0.1mpa壓力下，心墻及接觸帶部位吃漿量顯著減少，分別為zk7孔黃土水泥混合漿1.3t、zk9孔黃土水泥混合漿0.8t。通過zk6、zk8孔鉆探發(fā)現(xiàn)右壩端新鮮花崗巖破碎，裂隙發(fā)育，zk6孔高程216.20210.40m新鮮基巖壓水試驗(yàn)單位吸水率0.89l/mmmin，裂隙透水性較強(qiáng)，基巖段灌漿zk6孔耗水泥2.0t、zk8孔耗水泥1.4t，說明基巖比較破碎、透水。由于本次應(yīng)急渡汛時(shí)間緊、任務(wù)重，僅對(duì)心墻、心墻接觸帶及基巖淺層進(jìn)行了灌漿處理，尚不能解決深層新鮮花崗巖裂隙發(fā)育、破碎可能引起的滲漏。通過鉆探還發(fā)現(xiàn)花崗

41、巖中夾有較多石英巖脈，跌窩坑的東、后側(cè)zk1、zk3、zk4、zk5及zk9孔均揭示該層，因孔數(shù)、孔深有限，對(duì)石英巖的分布范圍、厚度及其與花崗巖的接觸情況未能全面掌握，不能排除石英巖與花崗巖接觸帶部位滲漏以及花崗巖裂隙出露于心墻底部的可能性。經(jīng)灌漿處理，對(duì)心墻217m高程以下的軟化帶和心墻與基巖接觸帶起到充填、固結(jié)的作用，*水庫大壩塌陷坑部位的抗?jié)B能力及力學(xué)性狀得到較大改善，為大壩渡汛提供一定的保障措施。c）本次跌窩除險(xiǎn)加固跌窩2002年汛前應(yīng)急度汛僅采用灌漿處理，為進(jìn)一步清除跌窩引起的空隙和松軟，跌窩需進(jìn)行合適的處理。(1)跌窩特點(diǎn)總結(jié)通過對(duì)兩次跌窩形成及處理進(jìn)行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)*水庫大壩跌窩具有

42、以下特點(diǎn)：跌窩上口在庫水位以上，1983年井探及2002年鉆孔均表明：跌窩下口造成空洞及濕軟延伸到心墻截水槽與山體結(jié)合部。1983年井探表明：跌窩塌坑呈漏斗狀，上口較大，下口漸小，跌窩在砂殼中垂直向下，進(jìn)入心墻后改向下游偏右；跌窩在心墻底部已形成塌陷空洞，空洞及濕軟范圍深入心墻截水槽，但表現(xiàn)為收斂趨勢(shì)。1983年及2002年鉆孔灌漿表明：灌漿開始吃漿量相對(duì)大，但復(fù)灌時(shí)吃漿量大幅度減??；一序孔吃漿量相對(duì)大，二序檢查孔吃漿量大幅度減小。2002年5月對(duì)應(yīng)跌窩壩下滲流觀測(cè)表明：跌窩造成滲水量不大，水質(zhì)較清；庫水位降至跌窩壩基以下仍有少量滲水，說明壩基也存在一定滲漏量。跌窩形成過程較長(zhǎng)，第一次跌窩發(fā)生

43、距大壩建成12年，第二次跌窩發(fā)生距第一次跌窩處理19年。(2)跌窩成因分析壩體方面：從跌窩特點(diǎn)可知，跌窩根源在心墻截水槽底部，該處心墻出險(xiǎn)時(shí)承受水頭7.6m，心墻底寬12.0m，下游實(shí)際出逸坡降0.63左右，遠(yuǎn)小于粘土內(nèi)部及接觸面容許出逸坡降，心墻不會(huì)擊穿。從特點(diǎn)、中跌窩收斂及灌漿效果表明心墻本身未形成貫穿漏洞，從特點(diǎn)水質(zhì)、水量觀測(cè)也可印證。以上排除了壩體滲流破壞形成跌窩的可能性。1983年井探表明：跌窩延伸至心墻底部，并已形成塌陷空洞。該塌陷空洞已仔細(xì)回填并灌漿加強(qiáng)，回填質(zhì)量及灌漿效果良好，但19年后，在原位再次發(fā)生跌窩，這說明局部填筑不實(shí)以致壩體沉陷、形成跌窩的可能性不大。1983年5月跌

44、窩險(xiǎn)情發(fā)生后，壩下對(duì)應(yīng)出現(xiàn)滲流出水點(diǎn)，跌窩回填處理后，滲流出水現(xiàn)象未根除，這說明局部填筑不實(shí)以致壩體沉陷至少不是形成跌窩的直接原因。壩基方面：從跌窩特點(diǎn)可知，1983年井探及2002年鉆孔均表明：跌窩下口造成空洞及濕軟延伸到心墻截水槽與山體結(jié)合部。1983年5月跌窩險(xiǎn)情發(fā)生后，壩下對(duì)應(yīng)出現(xiàn)滲流出水點(diǎn)，跌窩回填處理后，滲流出水未根除；2002年5月跌窩險(xiǎn)情發(fā)生后，出水點(diǎn)有滲漏加劇的跡象，以后10m范圍內(nèi)水流出溢點(diǎn)增至4個(gè)，在右壩端壩后，大壩與基巖接觸部附近新增一滲漏點(diǎn)，庫水位降至跌窩壩基以下仍有少量滲水；2002年6月跌窩基巖及結(jié)合部灌漿處理后，滲流明顯好轉(zhuǎn)；2003年5月，水庫曾達(dá)正常蓄水位，

45、壩下原出水點(diǎn)滲流量很小。2002年灌漿前鉆孔顯示：跌窩附近正是花崗巖與石英巖脈交織點(diǎn)，跌窩右側(cè)壩基為花崗巖（風(fēng)化），左側(cè)壩基為石英巖（完整），右側(cè)壩基縱向坡度大，左側(cè)壩基基本水平。當(dāng)年施工資料顯示：跌窩所處大壩右岸原為梯田，一般為人工清基，此處原有大孤石系爆破清除。以上各資料表明：跌窩附近地質(zhì)相對(duì)復(fù)雜，不同巖石交匯，致使巖基裂隙、夾層存在可能性增加，而人工清基，風(fēng)化巖及局部裂隙破碎難以徹底清凈，這就有可能導(dǎo)致壩基本身先天不足。值得注意的是，跌窩點(diǎn)右岸巖基縱坡偏陡，其坡比10.510.25，該范圍心墻及壩體填筑時(shí)難以保證與基巖面緊密接觸，這又可能導(dǎo)致壩基接觸面填筑質(zhì)量先天不足。綜上所述，壩基內(nèi)部

46、及其與心墻接觸面裂隙存在滲水通道是形成跌窩的直接原因。這與跌窩滲水量小、水質(zhì)清，形成時(shí)間長(zhǎng)、水土流失慢等特點(diǎn)吻合。(2)跌窩除險(xiǎn)加固跌窩處壩基在210m高程左右，基本高于可放空水位208.7m。本著徹底根治的原則，總結(jié)歷次經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，跌窩除險(xiǎn)加固采用探井先導(dǎo)開挖、心墻套井回填、壩基清基處理、壩基帷幕灌漿相結(jié)合方案。根據(jù)釣魚臺(tái)、紅旗、*等水庫探井開挖經(jīng)驗(yàn)，擬在跌窩部位人工開挖探井,既做跌窩沿程結(jié)構(gòu)先導(dǎo)檢查用,又做跌窩松散軟化土體清除用。為改善施工難度，由探井結(jié)合鉆孔查明心墻塌陷和軟化范圍后,改用沖抓套井開挖回填。探井正對(duì)跌窩上口；口徑2.5m左右，開挖深度以達(dá)基巖控制。表層明顯塌陷、松散土體采用人

47、工放坡明挖，開挖深度2.03.0m，其下逐段采用人工邊支護(hù)邊開挖。套井處理范圍初定沿壩頂軸線雙排布置，東西兩側(cè)各超出跌窩15m；套井孔距0.75m，開挖深度以達(dá)基巖控制。套井施工采用bjz95型沖抓式打井機(jī)。探井、套井回填前應(yīng)對(duì)壩基強(qiáng)風(fēng)化非閉合裂隙進(jìn)行清基，并在表層澆筑素砼。探井回填料仍采用壩體原部位同類土料；套井回填土料采用粘性土，粘粒含量35%50%，滲透系數(shù)小于10-6cm/s。回填土夯實(shí)采用底部為球冠形上部為橢圓拋物面形的特制夯錘。對(duì)應(yīng)探井、套井處壩基均采帷幕灌漿。灌漿孔按每井中心布置，灌漿工藝參照全壩段壩基帷幕灌漿進(jìn)行。5.4.6 壩體、壩基防滲設(shè)計(jì)a）心墻防滲加固（1）基本情況*水

48、庫大壩的滲流從理論計(jì)算上是安全的因計(jì)算采用資料散性大，數(shù)據(jù)不一定準(zhǔn)確，實(shí)際施工斷面不規(guī)則，概化模型不一定合適。因此，滲流計(jì)算結(jié)果只能供大壩總體滲流評(píng)價(jià)參考，不排除局部薄弱部位滲流破壞的可能性。根據(jù)2003年地質(zhì)報(bào)告：心墻填土回填碾壓質(zhì)量比較穩(wěn)定，但在高程210.0220m之間土樣含水量及干容重變異大，標(biāo)貫擊數(shù)略有降低，伴有鉆孔漏水現(xiàn)象。2002年應(yīng)急度汛鉆孔在高程215.0左右也反映有鉆孔漏水現(xiàn)象；2002年探地雷達(dá)檢測(cè)也顯示：壩頂5.0m以下心墻有裂隙信號(hào)反映。以上說明心墻210.0220m之間有一個(gè)薄弱帶。根據(jù)心墻斷面推算，高程210.0處在較核工況下承受水頭20.29m，心墻厚度16.2

49、7m，下游出逸坡降僅1.25，遠(yuǎn)小于心墻內(nèi)部容許出逸坡降。根據(jù)歷年運(yùn)用情況，當(dāng)庫水高于210m，壩腳（跌窩段及東山崗除外）無明顯滲水量加大現(xiàn)象。以上說明心墻210.0220m之間薄弱帶未形成貫穿性滲漏帶。*水庫目前運(yùn)行最高庫水位距校核庫水位尚低2.75m，水庫未受設(shè)計(jì)、校核水位考驗(yàn)。因此，為了水庫長(zhǎng)期安全運(yùn)行，借本次除險(xiǎn)加固機(jī)會(huì)，對(duì)心墻薄弱帶進(jìn)行適當(dāng)加固處理是必要的。（2）加固處理設(shè)計(jì)本水庫心墻特點(diǎn)為：210m220m有一個(gè)薄弱帶。薄弱帶未形成貫穿性滲漏帶。參照同類工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)心墻加固擬定三個(gè)可行方案：充填灌漿。此法可結(jié)合滅蟻，對(duì)處理壩體空隙簡(jiǎn)單有效，但處理效果隨土質(zhì)、工藝不定性大。另外，此法

50、一般需多排、多序，且要復(fù)灌，工作量大，工期長(zhǎng)。該方案造價(jià)低。高壓噴射灌漿。此法效果最好，但工藝復(fù)雜，該方案造價(jià)高。沖抓套井回填。此法適用于空庫水位以上，最簡(jiǎn)便直觀，但土料用量大，要求高。該方案隨沖抓回填深度、厚度加大，造價(jià)也急劇升高。心墻薄弱帶未形成貫穿性滲漏帶，局部充填灌漿能達(dá)到加固目的，尤其充填灌漿能結(jié)合壩基灌漿造孔，且可利用先導(dǎo)造孔查清薄弱帶分布，及時(shí)調(diào)整加固范圍。因此，心墻防滲加固選定方案。灌漿按壩體充填灌漿控制。灌漿造孔結(jié)合壩基灌漿孔，沿壩頂軸線單排布置；灌漿孔距3.0m；灌漿段在高程210.0220m，具體施工可利用先導(dǎo)造孔查清的薄弱帶予以調(diào)整。灌漿壓力采用孔口壓力表壓力控制在0.

51、05mpa。灌漿材料采用粘土水泥漿，水泥為粘土干重15%，水泥標(biāo)號(hào)為425#。b）壩基防滲加固（1）基本情況*水庫壩基為花崗巖，表層強(qiáng)風(fēng)化，裂隙發(fā)育；壩基花崗巖局部夾有較多石英巖脈；節(jié)理裂隙施工爆破后更加嚴(yán)重，但清基時(shí)僅刷黃泥漿處理。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，基巖裂隙內(nèi)部及裂隙出露于心墻底部易造成滲漏；強(qiáng)風(fēng)化花崗巖與石英巖接觸帶部位也增加了滲漏的可能性。2002年，跌窩發(fā)生后，在右壩端壩后，大壩與基巖接觸部附近新增一滲漏點(diǎn)。當(dāng)庫水位降至跌窩壩基附近高程（215.0m）以下時(shí)，滲水量也有所減少，但未消失，這說明壩基存在一定滲漏量。事實(shí)上，右壩段壩基內(nèi)部及其與心墻接觸面裂隙存在滲水通道已造成1983年、200

52、2年壩右上游相繼發(fā)生跌窩。有鑒如此，為了消除壩基隱患，對(duì)全壩段進(jìn)行加固處理勢(shì)在必行。（2）加固處理設(shè)計(jì)根據(jù)國(guó)內(nèi)類似工程經(jīng)驗(yàn)，壩基防滲加固采用帷幕灌漿方案。灌漿范圍初定大壩全長(zhǎng)，具體范圍待施工時(shí)根據(jù)先導(dǎo)孔及檢查孔壓水試驗(yàn)定。灌漿孔沿壩軸線單排布置；灌漿孔距3.0m；鉆孔深度以進(jìn)入吸水率小于0.050.1l/mm.mm的基巖以下3.0m為準(zhǔn)，初估按進(jìn)入基巖46m計(jì)；灌漿段為壩體與壩基接觸面（基面以上1.0m）及基巖。灌漿壓力采用孔口壓力表壓力控制在0.05mpa0.15mpa。灌漿材料采用純水泥漿，水泥標(biāo)號(hào)為425#。本次灌漿采用三序孔，一序孔距為12m，二序孔距為6m，三序孔距為3m。一序孔兼做

53、先導(dǎo)試驗(yàn)孔，在心墻段連續(xù)取樣，判別薄弱帶分布；在基巖段做壓水試驗(yàn)，判別風(fēng)化透水層分布。5.4.7 壩面整治大壩上游壩面設(shè)置有干砌石護(hù)坡，現(xiàn)場(chǎng)查勘發(fā)現(xiàn)干砌塊石坡面凹凸不平，部分塊石已風(fēng)化嚴(yán)重。塌窩附近坡面也整體下陷。為改善大壩外觀形象，本次加固需對(duì)部分坡面進(jìn)行翻修。大壩下游壩腳靠近發(fā)電站排水體破壞嚴(yán)重，需對(duì)其按原斷面翻修。5.4.8 觀測(cè)設(shè)施完善大壩未設(shè)觀測(cè)設(shè)施，本次加固將根據(jù)規(guī)范予以完善。增設(shè)1組測(cè)壓管，共3根，本組測(cè)壓管為觀測(cè)壩身浸潤(rùn)線用。在壩后對(duì)應(yīng)跌窩出水點(diǎn)建集水溝和小量水堰，監(jiān)測(cè)加固后滲水量變化。重新設(shè)置上游水位尺，增設(shè)放水涵出口水位尺及溢洪道左側(cè)墻沿程水位尺。5.5 溢洪道加固設(shè)計(jì)溢洪

54、道在大壩右端，其由進(jìn)口明渠、一級(jí)陡坡、一級(jí)消力池、泄流渠、二級(jí)陡坡、挑流坎組成。溢洪道現(xiàn)狀縱橫斷面概化見附圖5.51。溢洪道運(yùn)行中存在的問題有：（1）平面布置不規(guī)整，致使水流折沖。（2）局部側(cè)墻高度不足，泄洪時(shí)水流越過墻頂。（3）出口山體及其護(hù)砌沖刷損壞。5.5.1 溢洪道水力復(fù)核a）泄洪能力核算根據(jù)4.4.3節(jié)調(diào)洪計(jì)算，溢洪道相應(yīng)1/500洪水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)最大泄量717m3/s，最高水位230.29m。根據(jù)5.4.1節(jié)可見溢洪道泄洪能力能滿足大壩防洪安全。b）消能防沖核算根據(jù)試算法求一級(jí)消力池底流消能各參數(shù)，以校核消力池長(zhǎng)度及深度。根據(jù)分段求和法求進(jìn)口明渠、泄水渠水面線，以此校核消力池前后水力銜接

55、，并以此校核泄水渠段沖刷流速和側(cè)墻高度。消力池底流消能有關(guān)參數(shù)見表5.51，緩坡泄水槽沿程水深及流速見表5.52。一級(jí)消力池底流消能參數(shù)表表5.51 洪水標(biāo)準(zhǔn)泄量(m3/s)躍前hc躍后hc水躍長(zhǎng)度l(m)計(jì)算坎高(m)1/303920.715.1030.312.851/504870.815.9435.413.731/5007171.157.2742.245.12泄水渠沿程水深及流速表表5.52 洪水標(biāo)準(zhǔn)泄量（m3/s）水深及流速h4hchch71/30392h(m)2.010.715.104.11v(m/s)4.3914.682.266.361/50487h(m)2.260.815.944.

56、75v(m/s)4.8515.992.416.841/500717h(m)3.01.157.276.15v(m/s)5.3816.582.907.77根據(jù)表5.51：三十年一遇工況下一級(jí)消力池計(jì)算長(zhǎng)度lk=0.8l=24.2m，略大于實(shí)際長(zhǎng)度21.4m；消力坎計(jì)算高度d=2.85m，大于實(shí)際高度2.0m。考慮溢洪道消能防沖可按二十年一遇標(biāo)準(zhǔn)，一級(jí)消力池能滿足設(shè)計(jì)工況消能要求。根據(jù)表5.52：三十年一遇工況下工況下沿程最大流速14.68m/s，小于巖基抗沖流速。因此，溢洪道滿足防沖要求。c）側(cè)墻高度核算按1/500校核標(biāo)準(zhǔn)，考慮摻氣水深及安全超高，推算側(cè)墻高度見表5.53。從表中可見：泄水渠段側(cè)墻高度不滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。泄水槽側(cè)墻高度表表5.53 斷面 不摻氣h vh墻高h(yuǎn)現(xiàn)有墻高43.05.380.