水庫除險加固工程

水庫除險加固工程 6 61.1.2大壩安全鑒定結論 71.1.3除險加固的必要性 7 81.2.1流域概況 1.2.2氣象 1.2.3基本資料復核 1.2.4設計洪水 91.2.5分期洪水 91.2.6水庫泥沙 1.3.2庫區(qū)地質 1.3.3樞紐區(qū)工程地質 1.3.4天然建筑材料 1.4工程規(guī)模和防洪安全復核 1.4.1水庫規(guī)模及特征水位復核 1.4.2壩頂高程復核 1.5工程布置及建筑物 1.5.1工程等別及設計標準 1.6施工組織設計 1.7水庫淹沒處理及工程永久占地 211.8工程管理 221.9環(huán)境保護設計 23 23 241.12結論及今后工作建議 24 2.1流域工程概況 302.1.1流域自然地理條件 302.1.2氣象條件 302.1.3水庫工程特性 312.1.4上游水利工程情況 312.2暴雨洪水特性 312.3基本資料及資料處理 322.3.1基本資料 322.3.2資料的處理 332.4設計洪水計算 332.4.1洪水計算方法及標準 332.4.2設計暴雨及其分配 332.4.3設計洪水 372.4.4洪水成果的合理性檢查 392.5枯期洪水 402.5.1分期時段劃分 402.5.2枯期洪水推求 412.5.3枯期洪水過程線 422.6泥沙估算 42 3.1工程概況 443.2區(qū)域地質概況 453.2.1地層巖性 453.2.2地質構造及地震 463.2.3地貌及物理地質現(xiàn)象 463.2.4水文地質概況 463.3庫區(qū)地質 473.3.1地層及構造 473.3.2地貌及不良物理地質現(xiàn)象 473.3.3水文地質條件 483.3.4庫岸穩(wěn)定和水庫泥沙 483.4樞紐區(qū)工程地質 483.4.1地形地貌 483.4.2地層巖性及地質構造 493.4.3樞紐區(qū)水文地質及滲漏性評價 493.4.4樞紐區(qū)穩(wěn)定性評價 503.4.5輸水涵洞工程地質條件及穩(wěn)定性評價 523.4.6擬建輸水隧洞工程地質評價 533.4.7溢洪道工程地質評價 543.5大壩質量分析評價 553.5.1基本情況 553.5.2壩體質量分析評價 553.5.3壩體滲漏評價 593.6大壩巖土物理試驗指標及物理力學指標建議值 61 613.6.2副壩 613.7大壩防滲加固方案建議 623.7.1防滲處理方案建議 623.7.2加固方案建議 623.8建筑材料 63 633.8.2砂料 633.8.3石料 633.9結論及建議 63 633.9.2建議 654工程任務和規(guī)模 4.1工程概況 654.2工程除險加固的必要性 664.2.1目前工程存在的主要問題 664.3工程規(guī)模復核 704.3.1工程設計標準 704.3.2水庫死水位復核 704.3.3正常蓄水位及其庫容復核 724.3.4洪水位及其庫容復核 725工程布置及建筑物 5.1設計依據(jù) 755.1.1工程等別和建筑物級別 755.1.2洪水標準 755.1.3設計基本資料 755.2.1大壩滲流復核計算和大壩穩(wěn)定復核計算 775.2.1大壩滲流復核計算 775.2.2大壩穩(wěn)定復核計算 5.3除險加固設計 5.3.2泄洪輸水隧洞 995.3.3原右涵洞改造 5.3.4原輸水左涵洞封堵處理 5.3.5溢洪道 5.3.6觀測設計 5.3.7金屬結構 6施工組織設計 6.1施工條件 6.2施工導流 6.2.1導流標準 6.2.2導流方式 6.2.3大壩施工度汛 6.3料場選擇與開采 6.3.1料場選擇 6.3.2料場開采 6.4主體工程施工 6.4.1主、副壩施工 6.4.2泄洪輸水隧洞施工 6.4.3右涵洞改建施工 6.4.4原輸水左涵洞封堵 6.4.5金屬結構安裝 6.5施工交通 6.5.1對外交通運輸 6.5.2場內施工道路 6.6施工輔助設施 6.6.1砂石料加工系統(tǒng) 6.6.2混凝土拌和系統(tǒng) 6.6.3風、水、電、通訊及照明 6.7施工總布置 6.7.1樞紐區(qū)生產生活區(qū) 6.7.2石料場生產生活區(qū) 6.7.3棄碴場規(guī)劃 6.7.4施工占地 6.9.1主要建筑材料 6.9.2主要施工機械設備 7水庫淹沒處理及工程永久占地 8工程管理 8.1.2設計依據(jù) 8.1.3管理機構及管理體制 8.2主要管理設施 8.2.1管理機構生產、生活用房建筑面積的確定 8.2.2工程管理范圍和保護范圍 8.3管理運用 8.3.1工程調度運用 8.3.2經營管理 8.3.3建筑物管理 8.3.4工程監(jiān)測 9環(huán)境保護設計 9.1編制總則 9.1.2編制原則 9.1.3防治目標 9.2環(huán)境現(xiàn)狀 9.3環(huán)境影響評價簡介 9.3.1對自然環(huán)境的影響 9.3.2對社會環(huán)境的影響 9.4環(huán)境保護設計 9.4.1生活區(qū)人民健康的環(huán)境保護設計 9.4.2施工期的環(huán)境保護設計 9.4.3水土保持和綠化措施 9.4.4宣傳教育 9.5環(huán)境監(jiān)測及管理 9.6環(huán)境保護投資概算 9.6.1概算依據(jù) 9.6.2環(huán)境保護投資概算 10.1.2編制依據(jù) 10.1.3基礎單價 10.1.5其他有關說明 10.2工程總投資 11.2國民經濟評價 11.2.1投資、年費用估算 11.2.2工程效益估算 11.2.3國民經濟評價 11.2.4敏感性分析 11.3財務評價 11.3.1財務投資、費用估算 11.3.2財務成本核算 11.3.3財務評價 11.4綜合評價 1.1.1工程概況水庫樞紐工程由主壩、副壩、壩下埋設的左涵洞、右涵洞和非常溢洪道組成。原核定右涵洞進口底板高程1533.81m，長35.1m，為漿砌料石壩下無壓涵洞，1.1.2大壩安全鑒定結論1.1.3除險加固的必要性亞熱帶水果等經濟作物，但由于春耕時節(jié)干旱少雨，旱情嚴重，對農作物生長影響極大，產量低且不穩(wěn)定。水庫原設計灌溉面積16000畝，但由于大壩病害嚴重，加之渠系工程未水庫下游15km為xx鄉(xiāng)政府所在地，水庫一旦失事，將直接威脅下游三河場、迷勒勒1.2.1流域概況xx水庫位于xx上游右岸一級支流上，水庫壩址以上控制徑流面積26.8km2，其中有3.9km2為封閉區(qū)，其出流是通過地下緩慢流入河道而進入水庫，洪水計算時可不考慮，實1.2.3基本資料復核時段暴雨資料，在安全鑒定階段的基礎上增補了2001和xx年各時段暴家基本站，觀測項目有降水、蒸發(fā)、風速、風向等，觀測設施完備，人員素質較高，多為專業(yè)技術人員；觀測的資料可靠，成果精度較高，可作為本該站因無漏測以及鄰近地區(qū)沒有比該站長的暴雨資料系列，故本次對該站資料系列不作查1.2.4設計洪水采用魯?shù)檎緦崪y資料計算的暴雨及參數(shù)作為水庫洪水的計算依據(jù)，配合《手冊》法進頻量0.1%0.2%0.33%0.5%3.33%50%95.186.573.260.0洪量W24(萬m3)3823483253062562432171.2.5分期洪水時段(月)頻率P(%)5施工期洪峰流量(m3/s)8.644.62一日洪量3)52.740.028.41.2.6水庫泥沙根據(jù)《xx省地表水資源》懸移質多年平均侵蝕模數(shù)圖推算得水庫多年平均輸沙量為測區(qū)處于文山巨型環(huán)狀旋扭構造帶東翼。該區(qū)主要有呈帚形分布的五條斷層通過，均為壓扭性斷層，其中F1經過水庫壩址區(qū)，F(xiàn)2、F3分布在庫區(qū)西南，離庫區(qū)較該區(qū)地震頻繁，但震級小，屬相對穩(wěn)定區(qū)。根據(jù)1:400萬《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》1.3.2庫區(qū)地質洗馬塘組分布在近右岸部分；石炭系中統(tǒng)威寧組主要分布在庫區(qū)右岸及近右岸地帶。庫庫區(qū)地表水系不太發(fā)育，無較大的新沖溝，水庫補給來源主要為季節(jié)性大氣降水補水位，地表水主要向水庫排泄，經水庫向下游排泄。除樞紐區(qū)下游地形較低，且有F1斷此，除樞紐區(qū)外，其余地方不存在庫水向庫外滲漏的問題，水庫經40余年的蓄水運行，坡穩(wěn)定。但由于大量耕作，地表裸露，受雨水沖刷剝蝕較為嚴重，大量泥沙被帶入庫內，1.3.3樞紐區(qū)工程地質近右壩肩部分庫岸植被發(fā)育，物理地質現(xiàn)象不發(fā)育；副壩近左壩肩庫岸植被較稀疏，岸坡基巖溶蝕強烈，巖石較為破碎，偶有灰?guī)r孤石滾落。橫亙于主、副壩間的殘丘果木茂盛，斷層的影響，主壩左、右側巖層產狀較為凌亂，壩底基巖溶蝕裂隙及溶洞發(fā)育，壩基滲漏1.3.4天然建筑材料庫區(qū)內碳酸鹽巖廣泛分布，山坡大面積分布有紅粘土或次生紅粘土，土料粘粒含量較高，粘聚力較大，滿足灌漿粘土土料質量要求。經現(xiàn)場調查，庫區(qū)和主壩右岸下游地段殘坡積粘土層分布較厚，一般為3～10m，順庫岸呈條帶狀分布，其儲量大于3萬m3。該處粘土無論從儲量還是從質量上均能滿足水庫除險加水庫附近無較大河流發(fā)育，因而無天然砂，建議采用人工砂代替天然砂料作為混凝土1.4工程規(guī)模和防洪安全復核1.4.1水庫規(guī)模及特征水位復核水庫所在地的高程高于灌區(qū)高程，死水位不受灌溉高程的限制，按入庫泥沙淤積確定根據(jù)《關于我省重點?。ㄒ唬┬筒‰U水庫除險加固初步設計評審有關問題的通知》農水[5002]5號的精神，本次除險加固維持原正常蓄水位1539.3m不變，而正常庫容從新庫水庫調洪方式：采用新建的泄洪輸水隧洞泄洪，當入庫洪水到來時，維持庫水位為正常蓄水位1539.3m，當庫水位超過正洞出庫流量保持2.79m3/s，直至洪水結束，庫水位上升至最高，相應標準洪水位即為水庫1.4.2壩頂高程復核根據(jù)《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（SL274-5001壩頂高程分別按以下運行情況取最大值。求得各種運行情況下的壩頂高程最大值為1542.757m，現(xiàn)狀主壩壩頂平均高程為1.5工程布置及建筑物1.5.1工程等別及設計標準1.5.2工程布置及主要建筑物根據(jù)樞紐工程主要建筑物存在的病害，本次除險加固設計對主副壩下游坡進行培厚和增設排水棱體處理，對主副壩壩體、壩基及兩壩肩進行防滲處理，封堵左涵洞，改造右涵洞，新建泄洪輸水隧洞。根據(jù)地形條件，新建的泄洪輸水隧洞布置于主壩左壩肩，出口與下游左干渠相交，泄洪和下游左干渠供水由該隧洞承擔，溢洪道因下游無排泄通道，且考坡處理；下游坡抗滑穩(wěn)定能力低，需進行培厚處理。大壩原壩體上壩土料不均勻，碾壓質量差，加上大壩基礎從未進行過防滲處理，大壩未建立完整、連續(xù)的防滲體系，導致大壩存在較嚴重的壩體滲漏、壩基滲漏和兩岸壩肩滲漏，浸潤線偏高，壩土飽和，強度逐年降低。為了滿足壩體及壩基滲透穩(wěn)定要求、減小滲漏量，必須對壩體、壩基及壩肩進行防滲副壩雖然上下游坡均滿足抗滑穩(wěn)定要求，但下游無排水棱體，浸潤線偏高，壩腳常年兩種方案施工方便，施工期間輸水涵洞可正常工作，對下游供水影響不大。從下游坡直接加固，使得防滲軸線相對新壩軸線前移，有利于防滲及降低后壩坡浸潤線，使后壩坡抗滑穩(wěn)定能力得到顯著提高。方案二相對方案一而言工程量大，投資比方案一多86.1萬元。故本階段推薦方案一為壩體加固方案，即上游坡僅作削坡處路面為泥結石路面。上游壩坡維持原壩坡不變，坡比為1:2.0，坡面為干砌塊石護坡，但需加設30cm的砂石墊層；下游壩坡由原一級坡變?yōu)閮杉壠拢阂患墢膲雾?544.00~水泥灌漿。兩壩肩及壩體以下基巖部分采用常規(guī)帷幕灌漿，考慮到壩基巖石溶蝕裂隙及小型溶洞較為發(fā)育，采用雙排孔，排距1m，孔距2m，兩岸壩肩采用單排孔，孔距2m，右岸基巖灌漿水平延長45m，左岸基巖灌漿水平延長50m。充填式灌漿施工簡單，速度快，對變形的適應性強，施工干擾小，而高壓旋噴灌漿方注水、壓水試驗及室內原狀樣試驗的成果，經分析整理，工程類比，確定壩體、壩基各區(qū)的物理力學指標。選擇大壩標準剖面為壩坡穩(wěn)定最不利斷面。從計算成果看，大壩加固設計斷面對可能出現(xiàn)的各種工況都是安全的，抗滑原左右輸水涵洞均承擔著泄洪任務，泄洪能力小，使水庫防洪調度十分困難，常年采取空庫度汛方式，使后期蓄水嚴重不足，且兩條涵洞聯(lián)合調度十分困難，給運行管理帶來右涵洞斷面尺寸比左涵洞大，滲漏不嚴重，總體質量比左涵洞好，因此，更換閘門后可繼續(xù)使用。為徹底根除水庫的險情，改善管理條件，另建一條泄洪輸水隧洞，承擔泄洪和左根據(jù)壩址地形地質條件，新建的泄洪輸水隧洞布置于主壩左壩肩，出口與下游左干渠根據(jù)調洪計算結果，泄洪輸水隧洞設計泄洪流量為2.79m3/s；向下游正常供水流量為3/s。門洞型，底坡i=1/100。采用C50鋼筋混凝土襯砌，力池后通過分水閘門接左右干渠。干渠進口設1.2m×1.5m分水閘控制左右干渠的過水流低水位時，在左涵洞進口位置設5m長的混凝土堵頭，涵洞出口位置設3堵頭。對涵洞出口、消力池邊墻等設施進行適當拆除，并用漿砌石回填至原壩坡坡面。在為上游止水。閘門的孔口尺寸為1.2m×1.2m，設計水頭6.45m，閘門型式為平門。閘門采用滾動軸承輪子支承，動水啟閉，為保證閘門動水下門，使用了加重塊。閘門采用QP—80KN—12m卷揚機啟閉。隧洞進口處設一道攔污柵，孔口尺寸3.0m×3.1m。1.6施工組織設計1.6.1施工條件工程所需的毛塊石料、碎石料及砂料可從水庫下游2km處的牛背羅山上開采加工，巖1.6.2施工導流xx水庫總庫容630萬m3，屬?。ㄒ唬┬退畮?，其永久建筑物為Ⅳ級建筑物，按<水利水電工程施工組織設計規(guī)范?（SDJ338－89試行）的規(guī)定，相應施工導流建筑物為圍堰攔洪，圍堰頂高程1535.8m，最高洪由于壩體施工未降低壩頂高程，只要在汛期前完成主壩上游坡處理和泄洪輸水隧洞施工，大壩不存在度汛問題。若在汛期前未能完成泄洪輸水隧洞施工，應將進口臨時封堵度1.6.3建筑物施工大壩削坡：主要清除50cm厚大壩表層蠕動變形的壩土等，開挖施工由人工進行，集壩體和壩基灌漿：采用XU－150型地質鉆機鉆孔，自上而下分段孔外循環(huán)灌漿。采用制混凝土，混凝土輸送泵輸送入倉，組合鋼模板施工期間，原輸水涵洞作為施工導流通道，利用其向下游供水和泄洪，泄洪輸水隧洞建成后，對左涵洞進行封堵，低水位時，在涵洞進口位置設5m長的混凝土堵頭，在涵洞1.6.4主要施工工廠設施供水對象有：壩體回填、壩體灌漿、混凝土拌和及養(yǎng)護、生活用水等。所有施工用水1.6.5施工總布置根據(jù)施工地點分布情況和場地條件，主要布置有樞木材加工、混凝土系統(tǒng)及水、電、通訊、照明系統(tǒng)和住宿生活設施等，占地面積6480m2，石料場區(qū)布置于石料場附近，主要設施為生活區(qū)和炸藥倉庫，設有風、水、電、照明1.6.6施工進度及工期修建、場地平整、供電、供水設施建設，砂石料加工系統(tǒng)修建第二年3月至4月完成右涵洞閘門改善建、1.7水庫淹沒處理及工程永久占地庫區(qū)地形較緩，地質條件較好，水庫經多年蓄水運行，庫岸已基本穩(wěn)定，不會產生土地浸沒。但水庫建成運行至今，庫區(qū)淹沒問題一直沒有解決，高程1539.0m（正常蓄水位為1539.3m）以上左岸和庫尾全是農田，右岸多為旱地，使水庫蓄水受到限制，歷年蓄水均未達到過正常蓄水位。本次除險加固設計維持原正常蓄水位1539.3m不變，根據(jù)地為P=50～50%，取P=50%，相應水位1540.52m，在此水位下淹沒農田268畝，其中水田根據(jù)有關規(guī)定，除險加固工程不進行淹沒投資補償，因此，應由魯?shù)榭h政府采取其他方法和途徑解決，庫區(qū)淹沒補償費不計入本次除本次攔河壩下游壩坡加固沒有占及耕地，新建泄洪輸水隧洞占用果林0.41畝、旱地1.8工程管理群眾管理相結合；灌區(qū)管理采用承包責任制，主要采用季除險加固工程一般不增加人員的規(guī)定，水庫管理所原有編制定員人數(shù)為5人，故水庫管理水庫現(xiàn)管理范圍為：主壩右壩肩40m至副壩左壩肩45m范圍，庫區(qū)高程1539.0m（正常蓄水位為1539.3m）以上左岸和庫尾全是農田，右岸多為旱地，壩址下游全為水田，不用為工程管理和保護范圍。同時管理所應在管理范圍和保護范圍內搞好植樹造林，在徑流水庫管理所現(xiàn)有的生產用房及職工住房均為五十年代修建的土木結構，漏水嚴重，屬1.9環(huán)境保護設計區(qū)周圍植被及生態(tài)環(huán)境保護較差，屬輕度水土流失區(qū)，本工程整治水土流失的有效措施是林草措施與工程措施相結合，根據(jù)實際情況，在遭擾動原地面進行場地平整、跡地恢復、護坡砌級等工程措施的基礎上，進行植樹種草，并同水保措施相協(xié)調，搞好工程環(huán)境的綠從環(huán)境保護的角度來看，有利的影響是主要的，不利的影響是次要的，只要采取合理的施工作業(yè)方法，并搞好水土保持和生態(tài)恢復工作，水庫除險加固對當?shù)丨h(huán)境的不利影響是可以得到減免和消除的。除險加固后，水庫將正常發(fā)揮其應有的效益，促進當?shù)剞r業(yè)和農村經濟的發(fā)展，對社會效益、經濟效益和環(huán)1.10設計概算根據(jù)國家和xx省有關部門頒發(fā)的工程概算現(xiàn)行有關文件規(guī)定，xx水庫除險加固初步設計概算總投資為1195.68萬元，其中：建筑工程1002.40萬元，機電設備及安裝工程7.17萬元，金屬結構設備及安裝工程28.40萬元，臨時工程7.12萬元，其它費用93.65xx水庫經濟評價的依據(jù)有《水利建設項目經濟評價規(guī)范》(SL72-94)以及魯?shù)榭h有關要為農業(yè)灌溉386.4萬元。國民經濟評價中的投資按工程總投資扣除稅金、計劃利潤等屬從上表可看出，項目經濟內部收益率大于12%，經濟凈現(xiàn)值大于零，經濟效益費用比本項目經財務分析，當供水水價取供水成本水價0.10元/m3時，評價指標不滿足規(guī)范要求。當綜合供水水價取0.25元/m3時，財務分析各項指標滿足規(guī)范要求,因此,本項目建1.12結論及今后工作建議亞熱帶水果等經濟作物，但由于春耕時節(jié)干旱少雨，旱情嚴重，加之水庫病害嚴重，歷年余人的生命財產安全，對下游16000畝農田將造成毀滅性破壞，其經濟損失和政治影響是序號單位主壩副壩泄洪輸水隧洞右涵洞加固合計1土石方明挖m32404028213098299592土石方洞挖m36666663土石方井挖m35035034開挖料回填m32102105塊石護坡翻砌m34814816C15砼預制塊m38278277C15砼m3829918C50砼m37057509C50噴砼m3M7.5漿砌石m363281棱體堆石m381013448445下游反濾過渡層m345872104797砂、石墊層m341228684990干砌塊石m32435074壩頂泥結石路面m27212264下游框格草皮護坡m255817183鋼筋t鋼支撐t帷幕灌漿鉆孔m1392315710帷幕灌漿m923810683充填灌漿m33432573600回填灌漿m2376376固結灌漿m9898金屬結構t2啟閉機臺QP-160KN-15m二臺每臺容量10T手電螺桿式啟閉機一臺3道213啟閉室建筑面積m285攔污柵t11單位數(shù)量加固前加固后一、水文1、壩址以上流域面積Km226.826.82、主河道長Km7.17.13、利用的水文系列年限年441958～50024、多年平均降水量mm1012.51012.55、多年平均蒸發(fā)量萬m36、代表性流量設計洪水標準及流量m3/s95.1P=3.33%校核洪水標準及流量m3/sP=0.33%7、洪量設計洪水洪量W24萬m3217P=3.33%校核洪水洪量W24萬m3325P=0.33%多年平均年輸沙量萬噸二、水庫1、水庫水位校核洪水位m1541.21541.5設計洪水位m1540.71540.79正常蓄水位m1539.31539.3死水位m1533.1591535.02、正常蓄水位時水庫面積萬m23、水庫容積總庫容萬m3830630校核洪水位以下庫容單位數(shù)量加固前加固后正常蓄水位以下庫容萬m3506330興利庫容萬m3476310死庫容萬m330504、調節(jié)特性年調節(jié)三、下泄流量1、設計洪水位時最大下泄流量m3/s2.792.792、校核洪水位時最大下泄流量m3/s2.792.79四、工程效益保證率%灌溉面積萬畝0.26最大供水流量m3/s0.5多年平均供水量萬m3640五、主要建筑物(1)主壩型式:均質土壩地基特性白云質灰?guī)r夾泥灰?guī)r地震基本烈度/設防烈度度6/66/6壩頂高程M1543.971544.0最大壩高M壩頂長度M334334壩頂寬度M5.05.0（2）副壩型式均質土壩單位數(shù)量加固前加固后地基特性白云質灰?guī)r夾泥灰?guī)r壩頂高程m1544.881544.0最大壩高m7.66.72壩頂長度m壩頂寬度m3.06.52.泄洪輸水隧洞豎井式無壓隧洞地基特性白云質灰?guī)r夾泥灰?guī)r進口高程m1534.8新建項目全長m設計流量m3/s2.79有壓方洞長/底坡m35.46/0.011.6×1.6方形無壓洞長/底坡m50/0.01B×h=1.5×1.8,圓拱高0.75m閘門型式1.2×1.2潛沒式平面鋼閘門啟閉機型式臺2QP-80KN-12m卷揚機六、工程投資概算工程總投資萬元1195.68其中：建筑工程萬元1002.40機電設備及安裝工程萬元7.17金屬結構設備及安裝工程萬元28.40臨時工程萬元其它費用萬元93.65基本預備費萬元56.94單位數(shù)量加固前加固后七、經濟評價經濟凈現(xiàn)值萬元1509.62經濟內部收益率%經濟效益費用比2.18財務內部收益率%7.07財務凈現(xiàn)值萬元8.15供水成本元/m30.1供水水價元/m30.25單位庫容投資元/m32.1流域工程概況2.1.1流域自然地理條件2.1.2氣象條件2.1.3水庫工程特性33設計洪水位1540.2m，校核洪水位1540.7m。實測主壩壩頂平均高程主壩為1543.97m，副2.1.4上游水利工程情況2上游眾多小型水庫在常遇洪水時對下游xx水由于其防洪標準大多低于xx水庫，反而對下游造成更大的威脅（如潰壩情況2.2暴雨洪水特性據(jù)魯?shù)檎?、6、24h時段暴雨資料統(tǒng)計（見表從統(tǒng)計頻次可以看出，每年4月后，太平洋副熱帶天氣系統(tǒng)逐步北移，開始出現(xiàn)大雨受氣候條件影響，本地區(qū)洪水來源暴雨，洪水發(fā)生時間和頻次與暴雨一致，洪水過程因流域小等因素，沿程坦化不顯著，大洪水過程陡漲緩落，多呈單峰偏態(tài)型，洪水歷時一綜上所述，本流域暴雨洪水在4～11月均有發(fā)生，但出現(xiàn)機率以6～8月居多，較滇中應解決好汛期末蓄水與防洪的矛盾。根據(jù)本流域暴雨洪水特性，結合設計流域為小匯水面月份456789合計出現(xiàn)頻次42143占總次數(shù)的百分比(%)9.327.932.332.64.62.36h出現(xiàn)頻次1585243占總次數(shù)的百分比(%)2.327.923.34.724h出現(xiàn)頻次1451143占總次數(shù)的百分比(%)2.39.325.623.323.32.32.32.3基本資料及資料處理2.3.1基本資料時段暴雨資料，在安全鑒定階段的基礎上增補了20家基本站，觀測項目有降水、蒸發(fā)、風速、風向等，觀測設施完備，人員素質較高，多為專業(yè)技術人員；觀測的資料可靠，成果精度較高，可作為本2.3.2資料的處理該站因無漏測以及鄰近地區(qū)沒有比該站長的暴雨資料系列，故本次對該站資料系列不作查正與否對水庫設計洪水基本無影響，而且《手冊》中所指范圍較大，在等值線圖中兩者暴2.4設計洪水計算2.4.1洪水計算方法及標準2.4.2設計暴雨及其分配從目前資料條件而言，設計暴雨統(tǒng)計參數(shù)可分別采用魯?shù)闅庀笳竞筒椤侗┯晔謨浴反_別為H1=35mm、H6=55mm、H24=75mm，Cv值分別為Cv1=0.37、Cv6=0.35、數(shù)（見圖21、6、24h暴雨均值分別為H1=35.2mm、H6=55.7mm、H24=78.7m，Cv值分別為Cv1=0.4、Cv6=0.39、Cv24=0.39。從兩個途徑計算或查算無大的地形變化；氣候條件，產生暴雨的天氣系統(tǒng)均一致，同時由于編制《手冊》較早，等因素，也要求增加實測暴雨資料訂正查圖值，故本次采用魯?shù)檎緦崪y資料計算的暴雨及名稱項目統(tǒng)計參數(shù)頻率%均值CvCs/Cv0.10.20.330.5123.33535.20.43.599.393.689.181.273.367.362.56h55.70.393.597.624h78.70.393.5234217505400(mm)360320280240200160120804001000010002001005020105(重現(xiàn)期)25102050400(mm)36032028024020016012080400線名 24h:均值35.255.778.7Cv0.400.390.39Cs/Cv3.53.53.50.010.10.5125102050809095989999.5(頻率%)表2.312345678933分配過程3分配過程2.4.3設計洪水Wm=100mm，設計洪水前期土壤含水量W0=82mm，則初損量W0降雨徑流不平衡水量修正值△R=10mm；匯流系數(shù)Cm=0.降雨過程逐時段扣除初損量、穩(wěn)滲、不平衡水量，得設計凈雨過程。再由匯流系數(shù)Cm、Cn-0.84●F-0.109K=m1/n用n、t/k查納希瞬時單位線s（t）曲線表，求得瞬時單位線，并將該單位線錯開△徑流深過程與轉換系數(shù)C相乘轉換為全流域的設計洪水地面徑流過程，將基流、潛層流回表2.4量0.1%0.2%0.33%0.5%3.33%50%95.186.573.260.0洪量W24(萬m3)382348325306256243217魯?shù)閤x水庫洪水過程表表2.5頻率時間(h)0.10%0.50%0.33%0.50%3.33%15.734.733.862.420.620.6128.386.985.894.433.330.8739.458.156.665.12.87414.359.217.244.592.8595.1691.4789.587.678.5898.292.783.272.964.9994.98781.376.668.559.652.778.371.666.862.855.948.242.160.955.451.448.242.636.832.247.342.839.536.932.628.224.736.830.328.221.728.825.523.321.822.59.779.068.159.429.068.57.76.989.228.377.927.77.356.736.167.737.156.846.736.546.065.596.676.296.086.055.985.615.215.915.685.555.585.65.314.975.385.275.195.285.375.144.835.0354.975.15.245.064.77設計洪水過程線180160140120100806040200p=0.1%p=0.2%p=0.33%p=0.5%p=1%p=2%p=3.33%p=5%T(h)2.4.4洪水成果的合理性檢查與鄰近地區(qū)工程成果比較，流域的形狀系數(shù)，兩地大至相等，兩地洪水的影響不大，洪量段采用同一暴雨系列（本階段僅增加2001、xx年統(tǒng)計參數(shù)變化不大，因此水庫名徑流面積F河長L河道比降i流域形狀F/L2洪峰模數(shù)Q/F2/3洪量模數(shù)W/Fxx水庫22.97.10.00370.454馬街水庫7.64.30.05990.41122.4設計值0.2%2%初設洪峰流量（m3/s）24h洪量（萬m3）348243安鑒洪峰流量（m3/s）24h洪量（萬m3）3422482.5枯期洪水2.5.1分期時段劃分根據(jù)設計流域附近的魯?shù)闅庀笳窘涤炅糠治?，本地區(qū)自5月份降雨量明顯增大而進入流量散布圖（見圖4）中外包線可看出，變化趨勢與旬降雨過程基本相同，即5月下旬后綜上所述，本地區(qū)降雨、洪水在9月前后段無論從暴雨成因、量級，還是洪水出現(xiàn)頻次都有顯著差異，因此，根據(jù)氣候成因及洪水年內變化規(guī)律，按其時間可劃分為：主汛期節(jié)可劃分為：夏汛和秋汛洪水。根據(jù)水庫工程規(guī)模、特性以及工程施工設計需要，本次提2.5.2枯期洪水推求8007006005004003002000日日水庫無枯期洪料，徑F=2473次依據(jù)其枯期洪水與年洪水表2.8庫站名頻率（%）5西洋街站年值3/s)7296034763)614517416枯期QP(m3/s)70.936.53)93.2洪峰比值系數(shù)0.1590.1180.077洪量比值系數(shù)0.270.250.224xx8.644.6252.740.028.42.5.3枯期洪水過程線2.6泥沙估算萬m3/年，與侵蝕圖計算值相近。故本次采用侵蝕圖計算值作為設計泥沙量。水庫按運行魯?shù)閤x水庫枯期洪水過程頻率時間(h)50%12.982.692.4623.232.82.5838.644.6248.334.5657.634.369.96.94.0878.716.243.8987.75.633.796.95.13.516.134.683.355.564.333.215.184.113.114.813.893.044.573.752.994.393.662.964.283.612.944.213.592.944.193.62.934.213.642.944.223.632.94214.253.682.96224.273.672.96234.283.662.99244.293.652.993工程地質3.1工程概況本次地質勘察在安全鑒定工作的基礎上，布置鉆孔4個，總進尺121m，探坑14個，進尺44m，并結合水文地質試驗及巖土試驗等，進一步查明水庫大壩及其他主要水工建筑（4）分析評價壩體質量及其穩(wěn)定性，并提出大壩除險加固的處理方案，為設計提供有單位數(shù)量1、工程地質測繪樞紐區(qū)工程地質測繪km20.3表中不包括安鑒階段完成的工作量2、工程地質勘探鉆探m探井m43m3、原位測試鉆孔次84、現(xiàn)場注、壓水試驗鉆孔段探井次5、現(xiàn)場擊實試驗擾動樣組6、室內中三軸試驗原狀樣組47、室內直剪試驗原狀樣組8、室內常規(guī)試驗原狀樣組3.2區(qū)域地質概況3.2.1地層巖性永寧鎮(zhèn)組主要分布在xx水庫上游及下游局部地帶，分布范圍不大，巖性為泥灰?guī)r。洗馬塘組零星分布于水庫上下游及水庫南部地帶分布范圍不大，巖性為灰色、灰白色灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r上泥盆統(tǒng)為鮞狀灰?guī)r、白云巖，主要分布在庫區(qū)南3.2.2地質構造及地震為壓扭性斷層，其中F1經過水庫壩址區(qū)，F(xiàn)2、F3分布在庫區(qū)西南，離庫區(qū)較近，F(xiàn)4、3.2.3地貌及物理地質現(xiàn)象測區(qū)為低中山構造剝蝕、侵蝕地貌，最高海拔高程為1737m，最低海拔為1494m，相差異，碳酸鹽巖廣泛分布，但一般地形不連續(xù)，巖溶發(fā)育，以峰叢洼地為主，多見有落水洞、漏斗、溶槽等。非碳酸鹽巖地區(qū)，地形較為完整，山頂多圓滑，山脊呈波狀起伏，山測區(qū)多為碳酸鹽巖分布區(qū)，植被發(fā)育，溝谷切割不深，除巖溶作用強烈而偶然發(fā)生破碎巖石倒落坡腳及巖溶塌陷外，滑坡、泥石流不良物理地3.2.4水文地質概況測區(qū)屬亞熱帶氣候，地處高原，氣候濕潤，四季氣候不太分明，夏秋之交多雨。由于巖溶分布較廣，山間盆地狹窄，地表徑流往往通過巖溶溶洞深入地下形成伏流。沙松沖河為測區(qū)最低侵蝕基準面。測區(qū)地下水類型主要為碳酸鹽巖類巖石中富含的巖溶水、各類基巖表層裂隙中富含的基巖裂隙水以及分布于河谷階地及山麓低凹地帶的第四系松散堆積層3.3庫區(qū)地質3.3.1地層及構造洗馬塘組分布在近右岸部分；石炭系中統(tǒng)威寧組主要分布在庫區(qū)右岸及近右岸地帶。庫區(qū)斷層F3相交。F1斷層為次生斷裂，活動性不強，但庫區(qū)及樞紐區(qū)斷層附近的巖層由于受該斷層的影響，巖體中裂隙發(fā)育，滲漏性增強，這對庫壩滲漏及穩(wěn)定產生較大的影響。庫區(qū)南部巖層由于受F1的影響，產狀較為凌亂，而北部產狀則相對較為平穩(wěn)，走向70~3.3.2地貌及不良物理地質現(xiàn)象庫區(qū)為低中山構造剝蝕、侵蝕地貌，溶蝕作用強烈，地形不完整，溶蝕殘丘多見。庫度較陡，巖石較為破碎，山體局部容易發(fā)生滾石外，基本上無崩塌、滑坡發(fā)生。庫區(qū)范圍3.3.3水文地質條件壩壩基通過，貫穿水庫上下游外，周圍無低矮鄰谷，也無溶洞和斷層通向庫外，因此，除3.3.4庫岸穩(wěn)定和水庫泥沙3.4樞紐區(qū)工程地質3.4.1地形地貌分庫岸植被發(fā)育，物理地質現(xiàn)象不發(fā)育；副壩近左壩肩庫岸植被較稀疏，岸坡基巖溶蝕強烈，巖石較為破碎，偶有灰?guī)r孤石滾落。橫亙于主、副壩間的殘丘果木茂盛，山坡植被較樞紐區(qū)為低中山剝蝕、侵蝕地貌?？傮w來說，3.4.2地層巖性及地質構造層的影響，主壩左、右側巖層產狀較為凌亂，壩底基巖溶蝕裂隙及溶洞發(fā)育，壩基滲漏嚴重。3.4.3樞紐區(qū)水文地質及滲漏性評價為建壩時清基不徹底遺留下來的松散堆積層。該層巖性為殘坡積粘質土，含少量碎石及灰壩中部分開，其中近右岸部分為威寧組灰?guī)r，近左岸部分及副壩全為個舊組白云質灰?guī)r、較多，因此，中部透水性相對較強，一般透水率q=33.0～260Lu。主、副壩弱風化基巖一根據(jù)勘察資料綜合分析評價：強風化部分基巖及以上的沖洪積層、坡殘積層及填土層3.4.4樞紐區(qū)穩(wěn)定性評價量較大，所以風化作用強烈，殘坡積覆蓋層較厚，基巖出露不好，僅丘頂局部出露灰黃色孔揭露，壩肩部分殘坡積粘質土標貫擊數(shù)一般為7～10擊，為松散—稍密態(tài)；下伏基巖溶蝕裂隙發(fā)育，巖石破碎，但基本上比較穩(wěn)定。自水庫建成至今，左壩植被良好，僅局部因植被被破壞而在雨季產生小型滑塌，但總體上穩(wěn)定，物理地質現(xiàn)象不組裂隙，一組為順層裂隙，另一組為垂直層面裂隙。裂隙產狀分別為：①350°∠50~產狀較為凌亂，巖層倒臥。岸坡坡度較陡，上下部分較陡，中部較緩?；鶐r裸露，呈倒臥巖石滾落和撒落坡腳，但因岸坡及壩肩所在山丘已經被剝蝕得較為低矮平緩，所以總體說（T2ga）白云質灰?guī)r夾泥灰?guī)r。岸坡及壩肩部分第四系殘坡積覆蓋層較厚，約2～5m，植白云巖及泥灰?guī)r、中石炭統(tǒng)威寧組（C2ω)灰?guī)r?，F(xiàn)將各巖土層的物理力學性質及穩(wěn)定性（1）沖洪積（Qapl）層：分布在壩體中部并向兩側尖滅，呈透鏡狀產出，其組成主（2）殘坡積層（Qedl）:分布在主壩近壩肩部分并向中部尖滅，厚度一般為0.5~14m，其組成主要為紫紅色及黃褐色含碎石紅粘土，松散—稍密，滲透系數(shù)k為1.23×10-2～6.42×10-4cm/s，為中—強透水層。據(jù)土工試驗資料，該層抗剪強度較低，Ф為中厚層狀，結晶結構，裂隙發(fā)育，裂面傾角一般為40～85°。由于部分溶蝕裂隙及小型溶洞較為發(fā)育，裂隙多為微張—張狀，巖芯較為破碎，透水率較大，隙及小溶洞發(fā)育，裂隙面上多有碳酸鹽巖脈充填，透水性較強，為中～強透水，透水率q（1）沖洪積（Qapl）層：分布在壩體中部并向兩側尖滅，呈透鏡狀產出，其組成主要為紅褐色、褐黃色含礫砂紅粘土及次生紅粘土，軟塑，厚度約0～8.5m，滲透系數(shù)k為（3）基巖（T2ga中三疊統(tǒng)個舊組白云質灰?guī)r、泥灰?guī)r。3.4.5輸水涵洞工程地質條件及穩(wěn)定性評價洞壁，滲漏量2～10mL/s，當庫水位升高時，流量隨之增大；④距出口30m洞頂，滲漏量約2～5mL/s；⑤閘門處，滲漏量約250mL/s，該處為洞內滲漏量最大的部位。由于涵洞支方解石及白云石巖脈。盡管裂隙發(fā)育，透水性較強，但無大的溶洞發(fā)育，巖體總體穩(wěn)定性好。中厚層狀，裂隙較為發(fā)育，多為陡傾角節(jié)理，呈閉合至微張狀，裂面水蝕痕跡明顯，局部巖石較破碎。盡管裂隙較為發(fā)育，透水性較大，但無大的溶洞發(fā)育，巖體總體穩(wěn)定性好，從目前來看，雖然洞口邊坡基本穩(wěn)定，輸水涵洞左涵及右涵地基巖體總體穩(wěn)定性好，基本能滿足涵洞承載力要求，但由于涵洞離壩肩較遠，其左右及上部主要為壩體填筑土，受土壓力和水壓力的作用較大，因而對涵洞穩(wěn)定有一定的不利影響?？偟目磥恚液礉B3.4.6擬建輸水隧洞工程地質評價粘質土，下層為中三疊統(tǒng)個舊組一段（T2ga）白云質灰?guī)r?；?guī)r中陡傾角裂隙發(fā)育，局部發(fā)育溶洞。裂隙面多被鐵錳質或泥質渲染，常見有碳酸鹽巖脈充填。巖石透水性較大，據(jù)×10-3cm/s，為弱—中透水。下伏基巖裂隙發(fā)育，但滿足修建輸水隧洞要求。分段評價如下：0+000～0+050：地表為殘坡積層覆蓋，厚度4～5m，為致密狀紅粘土，下伏基巖為中0+050～0+100：地表為殘坡積層覆蓋，厚度5～6m，為致密狀紅粘土，下伏基巖為中三疊統(tǒng)個舊組一段（T2ga）白云質灰?guī)r夾泥灰?guī)r，陡傾角裂隙發(fā)育，局部發(fā)育溶洞，圍巖類別為Ⅴ類。該段洞頂以上部分圍巖為殘坡積層，開挖時容易塌頂，建議采用鋼支撐及時0+100～0+138：地表為殘坡積層覆蓋，厚度3～6m，為致密狀紅粘土，下伏基巖為中三疊統(tǒng)個舊組一段（T2ga）白云質灰?guī)r夾泥灰?guī)r，圍巖類別為Ⅳ類。該段洞頂以上圍巖相對較厚，巖層較完整，成洞條件較好，但容易出現(xiàn)掉塊現(xiàn)象，建議進行噴錨支護。物理力3.4.7溢洪道工程地質評價溢洪道沿線下伏基巖為中三疊統(tǒng)個舊組（T2g）灰黑色白云質灰?guī)r，結晶結構，中厚溢洪道下伏基巖溶蝕作用強烈，裂隙發(fā)育，透水性較大，邊坡整體穩(wěn)定，承載力滿足3.5大壩質量分析評價3.5.1基本情況壩組成。由于施工工藝粗糙、施工工期較短、管理質量差以及缺乏完善的渠系配套工程，水庫建成后一直在病險中運行。目前，主壩坡蒿草游壩坡多處出現(xiàn)滑坡及塌陷，下游壩坡坡腳及其臨近地帶多處滲水而形成大面積的沼澤或水塘；副壩因壩高不大，且水庫蓄水嚴重不足，因而滲漏現(xiàn)象顯得不很嚴重。種種跡象表明，大壩已經處于岌岌可危的地步，這不僅造成水庫蓄水嚴重不足而影響其工程效益的發(fā)3.5.2壩體質量分析評價為高液限粉質土，局部含少量礫石及碎石。從土樣基本物理力學試驗成果來看，鉆孔所取顆粒分析試驗結果表明：在壩體探井中所取的8組土樣中，粗粒0.075mm）含量樣中，粗粒為7.8～15.2%，平均11.3%，粘粒含量為43.1～48.4%。總體看來，壩體填土主要以細粒土為主，土質均勻性較差，基本上為高液限粉質土，量礫石及碎石。從土樣基本物理力學試驗成果來看，4個探井所取的4組土樣含水量變化顆粒分析試驗結果表明：在壩體探井中所取的4組土樣中，粗粒0.075mm）含量量保證體系，難以對工程施工進行有效監(jiān)督和質量管理，檢測措施也極不完備，所以難以保證工程質量。從筑壩的運輸手段看，當時主要依靠人力用手推車推、肩挑及背運土料；從主壩的碾壓工具看，當時主要采用人或牛拉石碾碾壓，人工用榔頭或石夯夯實；從鋪土難以壓實。由此可以看出，無論從碾壓機具還是從當時的鋪土層厚度及土料含水量控制等方面分析，壩土都難以達到整體碾壓的質量要求。大壩建成后，壩體變形、開裂及坍塌等狀。在挖掘過程中，井壁掉塊現(xiàn)象嚴重。在探井TJ3中曾挖出幼鼠一只。根據(jù)現(xiàn)場試驗，鉆進難易情況、原位測試及注、壓水試驗結果來看，壩體密實性較差且不均勻，標貫擊數(shù)度為81～87%，未達到規(guī)范要求。從本次勘察鉆孔鉆進難易情況、原位測試及注、壓水試大壩自1959年建成蓄水以來，壩體的許多部分都產生了不同程度的變形，這主要體現(xiàn)在壩體產生不均勻沉降及壩體上游及下游坡坡面產生坍塌，上下游坡面的多處小型滑坡因而主壩正常蓄水位以下經常遭受風浪沖刷。目前蟻王。本次勘察過程中，也曾在探井中挖出白螞蟻數(shù)對。由于壩土疏松，蟋蟀及田鼠等小動物常在壩土中筑巢而棲。本次勘察中曾在主壩幾個探井中發(fā)現(xiàn)有蟋蟀等小動物棲息，其前未對壩體沉降作過系統(tǒng)的統(tǒng)計，但據(jù)管理人員介紹，壩體沉降量大約為0.3～0.5m，這主要是壩土碾壓質量差造成的。主壩中段壩體沉降及壩坡土體滑坡相對較為嚴重?？傮w來看，壩土土洞密布，土體因多處坍塌而形成階梯狀陡土碾壓質量較主壩稍好。由于副壩壩基位置較主壩要高，且多年來蓄水嚴重不足，因而壩重，導致壩面塌陷。目前壩體上下游坡面上出或拉張裂縫，這些裂縫一般延伸不長，為數(shù)十公分或數(shù)米，其方向主要沿壩軸線方向或垂動面，縫距8～10cm。這是目前有記載的最大的一個壩體滑坡。目前滑坡及塌陷遍及整個由于副壩壩基位置較高，所受水壓力較小，再加之壩土碾壓質量較主壩稍為密實，因此壩體變形、開裂不嚴重。目前副壩上下游坡公分，縫寬不大，一般僅張開數(shù)毫米。但假若庫水位增高，則壩體變形將加劇，壩體開裂3.5.3壩體滲漏評價潮濕，壩腳后形成大面積沼澤地或池塘。從整體看，主壩滲水最為嚴重，壩體、壩肩及壩-4～1.33×10-2cm/s；壩體與壩基接觸帶K=1.40×10-3～4.39×10-①大壩填土鋪土太厚及碾壓質量差；②壩基與壩體接觸部位由于清基不徹底，尚有殘坡3.6大壩巖土物理試驗指標及物理力學指標建議值3.6.1主壩試驗及顆粒分析試驗。擾動樣做擊實試驗，求取填土的壓實度。試驗結果基本反映了壩體根據(jù)室內試驗及野外現(xiàn)場試驗，本次初設的壩土物3.6.2副壩在本次勘察中，從探井中取原狀樣4組及擾動樣4組。每個探井各取一組原狀土樣對原狀土樣做常規(guī)物理力學性質指標試驗及顆粒分析試驗的同時，還對擾動土樣做根據(jù)室內試驗及野外現(xiàn)場試驗，本次勘察的壩土物3.7大壩防滲加固方案建議3.7.1防滲處理方案建議根據(jù)壩體、壩基滲漏范圍內巖土性質及物理力學特征，用量應比理論計算值適當加大。灌漿漿液水灰比以灌漿孔中所作的注、壓水試驗成果為依3.7.2加固方案建議針對壩體土質疏松及壩基開挖不徹底而引發(fā)的壩體變形、開裂及沉降等諸多病險，應軟化而使其力學指標降低，從而造成嚴重的3.8建筑材料3.8.1土料一般以殘坡積分布于山坡、坡腳或以沖洪積分布于溝谷或溝口。紅粘土或次生紅粘土粘粒含量均較高，粘聚力較大，滿足灌漿粘土土料質量要求。經現(xiàn)場調查，庫區(qū)及主壩右岸下該處粘土無論從儲量還是從質量上均能滿足水庫除其粘粒含量一般都大于40%，滿足灌漿用料要求，因此，未對土料取樣試驗。3.8.2砂料水庫附近無較大河流發(fā)育，因而無天然砂，建議采用人工砂代替天然砂料作為混凝土3.8.3石料水庫附近白云質灰?guī)r、灰?guī)r廣泛分布，經調查，庫區(qū)下游右岸距主壩約2km處的牛背3.9結論及建議3.9.1結論威寧組（C2ω)灰?guī)r，下三疊統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組（T1y）灰?guī)r及洗馬塘組（T1x）泥巖、泥灰?guī)r。由于庫盆四周山體較厚，庫區(qū)周圍無較大的深谷存在，也無大的斷裂和溶洞通向庫外，因此，庫區(qū)無向鄰谷滲漏的條件，水庫自建成運行至今未發(fā)生向庫外滲漏情況，水庫滲漏主（3）庫區(qū)岸坡坡度較緩，雖然溶蝕作用強烈，但庫岸總體穩(wěn)定，物理地質現(xiàn)象不太發(fā)育。是與壩基接觸部位。②壩基部分由于開挖清基不徹底，殘留有強度較低的殘坡積、沖洪積壩肩滲漏較嚴重，導致壩體變形、開裂嚴重，壩坡穩(wěn)定性較差較差。主副壩下游坡采用草皮護坡，坡面上多滲流量1～10mL/s不等。由于涵洞斷面尺寸太小，不易檢修，維護十分困難，雖然量較好，但管理困難，泄流能力小，不宜再繼續(xù)使用。右涵洞斷面尺寸比左涵洞大，總體質量比左涵洞好，洞內及洞口淤積嚴重，除閘門部位滲水嚴3.9.2建議4工程任務和規(guī)模4.1工程概況壩出現(xiàn)滲漏等病害，加上庫區(qū)淹沒問題一直未解決和來水量不足等原因，蓄水量從未達到水庫樞紐工程由主壩、副壩、壩下埋設的左涵洞、右涵洞和非常溢洪道組成。原核定右涵洞進口底板高程1533.81m，長35.1m，為漿砌料石壩下無壓涵洞，4.2工程除險加固的必要性4.2.1目前工程存在的主要問題由于受歷史條件的限制，xx水庫未經充分論證和詳細勘察設計便匆匆上馬建設，1958其工程質量根本無法保證，大壩自投入運行開始，便發(fā)生嚴重滲漏，一直帶病運行至今，各建筑物的病害不斷加劇。此外，還有以下兩個問題嚴重影響了水庫的正常運用和調度，全為水田，無天然河道，水庫常年采取空庫度汛的方式，由左右涵洞控制出流，沿左右干渠輸水，由于渠道過流能力小，使水庫防洪調度十分困難。以上兩個問題不解決，水庫永根據(jù)安全鑒定和本階段現(xiàn)場檢查、深部地勘等工作查明各建筑物均存在不同程度的質（1）沖洪積粘質土分布在壩體中部并向兩側尖滅，呈透鏡狀產出，其組成主要為紅褐色、褐黃色含礫砂紅粘土及次生紅粘土，軟塑，厚度約0～10m，為中等透水層。根據(jù)土工要為紫紅色及黃褐色含碎石紅粘土，松散—稍密，為中—強透水層。據(jù)土工試驗資料，該中厚層狀，結晶結構，裂隙發(fā)育，裂面傾角一般為40～85°。由于受逆斷層F分溶蝕裂隙及小型溶洞較為發(fā)育，裂隙多為微張—張狀，鉆進中巖芯較為破碎，透水率較結晶結構，裂隙發(fā)育，多呈微張—閉合狀，局部為張性，多裂隙及小溶洞發(fā)育，裂隙面上多有碳酸鹽巖脈充填，透水性較強白蟻危害嚴重，滲透系數(shù)k=1.09×10-4～1.33×10-2cm/s，屬中～強透水，滲漏較嚴重，實測滲漏量為22.3L/s。壩腳未設排水棱體，排水不暢，浸潤線較高，壩坡滲漏潮濕面積壩腳一帶因無棱體固腳，受水浸泡，濕陷、軟化嚴重副壩基礎由沖洪積粘質土、殘坡積粘土、中三疊褐黃色含礫砂紅粘土及次生紅粘土，軟塑，厚度約0～8.5m，為中等透水層。（2）殘坡積層分布在副壩近壩肩部分并向中部尖滅，厚度一般為0～5m，其組成主要為紫紅色及黃褐色含碎石紅粘土組成，松散壩基總體較穩(wěn)定，但第四系地層和基巖為極嚴重至中等透水副壩與主壩相同，為均質土壩，填土為高液限粉質土，施工填筑厚度不均，壓實質量差，土質較松散，滲透系數(shù)k=1.52×10-水頭小，滲漏量較主壩小，壩坡滲漏潮濕面積約170m2，分布高程在1536.4～1536.8m之左涵洞位于主壩左岸，為漿砌料石壩下無壓涵洞，其功能是向左干渠供水，原進口閘門為2孔石球，球孔直徑50cm，石球直徑30cm，因止水閘門進行了改造，取消了原有石球，興建了鋼筋混凝土結構的啟閉塔，安裝0.6×0.6平面鋼閘門一道，采用手電兩用螺桿式啟閉機啟閉。最大出流量0.66m3/s。左涵洞目前存漏量約250mL/s，該處為洞內滲漏量最大的部位。由于涵洞支砌石料為白云巖及白云質灰閉塔為漿砌石結構，安裝0.6×0.6m的平面鋼閘門一道，采用手動螺桿式啟閉機啟閉。最量約3～5L/s。洞內無變形、開裂情況，出口至洞內30m段，淤積嚴重，淤積物多含碎、溢洪道僅為副壩左端與山體交接處開挖的一個缺口，沒有襯砌，沒有泄水道，下游為由于xx水庫樞紐工程各主要建筑物存在上述嚴重的質量問題，工程一直不能正常運行。經過安全鑒定階段綜合評價，xx水庫大壩為三亞熱帶水果等經濟作物，但由于春耕時節(jié)干旱少雨，旱情嚴重，對農作物生長影響極大，產量低且不穩(wěn)定。水庫原設計灌溉面積16000畝，但由于大壩病害嚴重，加之渠系工程未治影響是不可估量的，因此，xx水庫的安為保障水庫效益的正常發(fā)揮及下游國家和人民的生命財產安全，對xx水庫進行除險4.3工程規(guī)模復核4.3.1工程設計標準的規(guī)定，為Ⅳ等工程，?。ㄒ唬┬鸵?guī)模。其永久性水工建筑物為4級。水庫設計洪水標準4.3.2水庫死水位復核地形采用全站儀測量，水下部份平面位置采用全數(shù)字化測量，水深用測深儀施測，其航行表4.1從表中可看出，兩次測量成果庫容相差較大，無法用庫容曲線推測現(xiàn)狀泥沙淤誤差較大，不能推測現(xiàn)狀泥沙淤積量。由于水庫無泥沙資料，因此，根據(jù)“xx省土壤侵根據(jù)上述泥沙估算成果，水庫除險加固后使用年限按50年計，則淤沙體積V4.3.3正常蓄水位及其庫容復核本著不改變水庫原規(guī)模的原則，維持原正常蓄水位1539.3m不變，而正常庫容從4.3.4洪水位及其庫容復核時段（t=1h）0.33%3.33%13.860.610.5225.890.870.5838.150.6242.8595.186.5691.482.8778.570.7898.264.957.9981.352.746.466.842.136.651.432.227.939.524.721.530.323.39.778.698.157.319.426.986.347.926.165.656.845.595.196.085.214.95.554.974.725.194.834.634.974.774.614.834.774.644.774.814.714.774.884.84.794.974.914.855.085.04由于水庫庫區(qū)淹沒問題一直沒有解決，水庫常年空庫度汛，由左、右涵洞控制出流，并用渠道將水輸送到下游，原河道因長年不過流，已全部被農田占用，水庫下游無天然河道?？紤]到目前左右涵洞斷面尺寸都偏小，且存在閘門漏水、設置不合理等問題，調度困難，運行極不安全，因此，從運行安全和方便防洪調度的角度出發(fā)，有必要另建一條泄洪輸水隧洞。根據(jù)地形條件，新建的泄洪輸水隧洞布置于主壩左壩肩，出口與下游左干渠相交。泄洪和下游左干渠供水由該隧洞承擔。因下游無排泄通道，且考慮到水庫正常蓄水位題考慮外，還要控制下泄流量不超過2.79m3/s。調洪計算的邊界條件為：起調水位為正常當入庫洪水到來時，維持庫水位為1539.3m，當庫水位超過正常蓄水位時，若入庫洪水小于2.79m3/s時保持庫水位在正常蓄水位，使出庫流量與入庫流量相同，若入庫洪水大于頻率起調水位（m）最高水位（m）相應庫容（萬m3）下泄流量（m3/s）0.33%1539.31541.5630.62.793.33%1539.31540.79519.32.791539.31540.64497.62.795工程布置及建筑物5.1設計依據(jù)5.1.1工程等別和建筑物級別5.1.2洪水標準5.1.3設計基本資料水庫的除險加固，將對緩解灌溉用水矛盾，促進當表5.1單位數(shù)量水庫控制流域面積km226.8多年平均年徑流量585多年平均流量m3/s0.255設計洪峰流量（P=3.33%）m3/s95.124小時洪量217萬m3校核洪峰流量（P=0.33%）m3/s24小時洪量325萬m3多年平均輸沙量1.145體積0.85萬m3實測最大風速m/s多年平均最大風速m/s3/s)//的要求，對本工程各建筑物不要求進行抗震計算，只需要5.2.1大壩滲流復核計算和大壩穩(wěn)定復核計算5.2.1大壩滲流復核計算主壩壩基、壩體鉆孔壓注水試驗結果表明，壩土滲透系數(shù)K=1.90×10-4～1.33×4.39×10-3cm/s。壩基內1521.00～1514.00m為溶洞，洞內有粘性土夾砂礫石充填物，密表5.3滲透系數(shù)(cm/s)壩體1.42×10-3壩體與壩基接觸帶2.90×10-3壩基沖洪積層6.98×10-4壩基強風化灰?guī)r2.25×10-3坐標1234567X53.259.164.468.975.684.392.4Y35.835.434.133.131.529.427.7副壩壩體、壩基鉆孔注壓水試驗結果表明，壩土滲透系數(shù)K=1.84×10-3cm/s，為中等滲流計算滲透系數(shù)采用值滲透系數(shù)(cm/s)壩體1.84×10-3壩基沖洪積層1.95×10-3壩基強風化灰?guī)r4.2×10-3點號坐標1234567X24.827.833.63740.6Y44.343.743.242.942.44241.6下游壩坡常年浸水，1536.00m高程以下浸水有混濁現(xiàn)象，可初步判定該壩土已產生管涌現(xiàn)象。法和南京水利科學研究院方法，可判定壩體可能的滲透變形類型為流土破壞。根據(jù)試驗資料，通過太沙基公式計算確定壩土流土破壞的臨界水力比降為0.97，取安全系數(shù)3.0，則長44m，計算得壩體的實際水力比降為0.18。根據(jù)以上計算結果，當水庫蓄水至正常高水位時，壩土的實際水力比降小于允許比降值，壩土不會產生滲透變形破壞，而輕微管涌從5.2.2大壩穩(wěn)定復核計算洪積或殘坡積層、壩基基巖（巖性為白云質灰?guī)r、泥質灰?guī)r、白云巖）四區(qū)考慮相關計算試驗、室內原狀樣試驗的成果，在分析整理的基礎上，對土工試驗物理力學指標按規(guī)范所為大值平均值。壩體土抗剪強度C、φ值在不同垂直壓力作用下，采用兩種方法整理，一是圖解法：取同比例尺直角坐標，繪制τ~p曲線，該線的斜率及在縱軸上的截距，得tg標進行統(tǒng)計分析。不同分區(qū)的計算參數(shù)根據(jù)本次初步設計工作開展的勘探試驗成果及類比所采用的土料的物理性能指標濕容重、飽和容重選用各區(qū)土樣實驗指標的算術平均值。浸潤線以下壩體填土和壩基沖洪積粉質土的抗剪強度采用鉆孔樣三軸試驗指標的平均值，浸潤線以上壩體填土的抗剪強度采用天然狀態(tài)直剪試驗指標的平均值，C值考慮到壩體裂縫較多和試驗的人為因素影響，取試驗值的1/3。以上述取值分析為基礎，結合水庫大壩多年的運行穩(wěn)定情況，參照類似工程經驗，在保證安全合理的條件下，綜合工程類比分析并經反算驗證后，最終確定壩體土料主要物理力學計算指標。大壩穩(wěn)定計算壩體、壩基物理部位濕容重（g/cm3）飽和容重（g/cm3）摩擦角（KPa）2.352.6528.850Ⅱ區(qū)壩基沖洪積粉質土2.02.0111.515.3Ⅲ區(qū)浸潤線以下壩體土1.811.8312.210.5Ⅳ區(qū)浸潤線以上壩體土1.671.7823.68.7表5.8部位濕容重（g/cm3）飽和容重（g/cm3）摩擦角（KPa）2.352.6528.850Ⅱ區(qū)壩基沖洪積粉質土2.02.0111.515.3Ⅲ區(qū)浸潤線以下壩體土1.811.8312.210.5Ⅳ區(qū)浸潤線以上壩體土1.691.7821.511.0上游坡正常情況正常蓄水位1539.30m穩(wěn)定滲流設計洪水位1540.79m穩(wěn)定滲流現(xiàn)狀水位1537.70m穩(wěn)定滲流正常蓄水位1539.30m緩降至死水位1535.00m死水位1535.00m穩(wěn)定滲流非常情況Ⅰ校核洪水位1541.50m穩(wěn)定滲流下游坡正常情況正常蓄水位1539.30m穩(wěn)定滲流設計洪水位1540.79m穩(wěn)定滲流現(xiàn)狀水位1537.70m穩(wěn)定滲流死水位1535.00m穩(wěn)定滲流非常情況Ⅰ校核洪水位1541.50m穩(wěn)定滲流定計算采用剛體極限平衡法，分別利用瑞典位置計算工況計算值規(guī)范值圓弧法普法圓弧法普法上游壩坡正常蓄水位穩(wěn)定滲流1.4961.6161.151.25設計洪水位穩(wěn)定滲流1.5361.6581.151.25校核洪水位穩(wěn)定滲流1.5981.7261.051.15現(xiàn)狀水位穩(wěn)定滲流1.4451.5621.151.25死水位穩(wěn)定滲流1.2681.3691.151.25正常蓄水位緩降至死水位1.1861.2841.151.25下游壩坡正常蓄水位穩(wěn)定滲流1.0921.1801.151.25設計洪水位穩(wěn)定滲流1.0461.1321.151.25校核洪水位穩(wěn)定滲流1.0041.0861.051.15現(xiàn)狀水位穩(wěn)定滲流1.1481.2421.151.25死水位穩(wěn)定滲流1.2651.3661.151.25副壩壩坡抗滑穩(wěn)定計算成果表位置計算工況計算值規(guī)范值弧法普法弧法普法上游壩坡正常蓄水位穩(wěn)定滲流1.5821.7081.151.25設計洪水位穩(wěn)定滲流1.6351.7661.151.25校核洪水位穩(wěn)定滲流1.6841.8241.051.15現(xiàn)狀水位穩(wěn)定滲流1.5271.6501.151.25正常蓄水位緩降至死水位1.3281.4381.151.25下游壩坡正常蓄水位穩(wěn)定滲流1.3651.4741.151.25設計洪水位穩(wěn)定滲流1.3271.4461.151.25校核洪水位穩(wěn)定滲流1.2641.3651.051.15現(xiàn)狀水位穩(wěn)定滲流1.4291.5581.151.25下游壩坡在正常蓄水位等工況下抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)小于規(guī)范值，需對主壩下游壩坡進行加5.3除險加固設計根據(jù)樞紐工程主要建筑物存在的病害，本次除險加固設計對主副壩下游坡進行培厚或新建啟閉機室。封堵左涵洞，新建泄洪輸水隧洞。根據(jù)地形條件，新建的泄洪輸水隧洞布置于主壩左壩肩，出口與下游渠道相交。泄洪和下游左干渠供水由該隧洞承擔，溢洪道因5.3.1大壩游坡局部出現(xiàn)坍塌，需要進行削坡處理；下游坡抗滑穩(wěn)定能力低，需結合增設排水棱體對壩坡進行培厚處理。根據(jù)壩址地形條件，并經初步計算分析，壩坡的加固考慮兩種處理方方案一：上游坡作削坡處理，下游壩坡培厚加固至1536.00m高程，即滿足下游坡穩(wěn)得防滲軸線相對新壩軸線前移，有利于防滲及降低后壩坡浸潤線，使后壩坡抗滑穩(wěn)定能力單位差值方案一方案二壩頂開挖m39419410清基m31712350663-2811原壩上游削坡m3597540510路肩石m363630砂石墊層m3412221630上游混凝土預制塊護坡m38278270壩頂泥結石路面m20下游框格草皮護坡m255813839干砌塊石護坡m33011-1086下游堆石棱體回填m3810112130-6117下游反濾過渡層m345879826-4177C15踏步混凝土m30C15蹬腳混凝土m346460排水溝M7.5漿砌石m363-65萬元506.3292.486.1根據(jù)地勘資料，主壩壩體鉆孔壓、注水試驗結果表明，壩土滲透系數(shù)K=1.90×10-4~1.33×10-2cm/s，為中～強透水性，透水層平均厚度7～9m。壩體與壩基接觸帶K=1.40×壩基殘坡積層粘土厚度5～7.7m，密實度較差，透水性強。故壩基內透水層屬極強～中等的9.8％。主壩下游坡實測集中滲漏為22.3L/s，年滲漏量為70.3×104m3，占總庫容的11.2％。據(jù)主壩8個探井揭露，各鋪土層主要由含角礫高液限粉質土組成，鋪土層厚度變化較大，從本次勘察鉆孔鉆進難易情況、原位測試及注、壓水試驗結果來看，壩體密實性都較差且為中～強透水。壩土側向滲漏要比豎向滲漏嚴重得多。整體看來，壩土較為疏松的壩段滑不足及施工技術落后；管理質量較差，未建立健全質量監(jiān)督和保證體系，難以對工程施工進行有效監(jiān)督和質量管理；檢測措施也極不完備；所以難以保證工程質量。從筑壩的運輸手段看，當時主要依靠人力用手推車推、肩挑及背運土料；從主壩的碾壓工具看，當時主有得到合理有效的控制，大部分含水量偏高，難以壓實。由此可以看出，無論從碾壓機具還是從當時的鋪土層厚度及鋪土含水量控制等方面分析，壩土都難以達到整體碾壓的質量處理，大壩未建立完整、連續(xù)的防滲體系，導致大壩存在較嚴重的壩體滲漏、壩基滲漏和兩岸壩肩滲漏，浸潤線偏高，壩土飽和，強度逐年降低。為了滿足壩體及壩基滲透穩(wěn)定要基是有區(qū)別的。壩體的壤土、粘土其可灌性很差。若采用劈裂灌漿，在局部有架空現(xiàn)象的體的防滲。采用劈裂灌漿處理壩體防滲，其防滲效果和防滲耐久性難以達到設計要求，故較為明顯。防滲墻方案優(yōu)點是有較為成熟的理論，對地層的適應性較強，安全可靠，使用近年來，特別是1998年長江特大洪水后，采用振動沉模防滲板墻技術在長江大堤上進行防滲取得了成功。其原理是利用強力振動將空腹模板沉入土中，向空腹內注滿漿液，邊振動邊拔模，漿液留于槽孔中形成單塊板墻，將單板連接起來，即形成連續(xù)的防滲板墻帷幕。該項新技術主要用于砂、砂性土、粘性土、淤泥質土及砂礫石地層建造混凝土連續(xù)防滲墻，墻厚8～25cm，最厚30cm。其不足之處是對卵石含量高的地層沉入困難，不能沉50m后因孔斜率難以保證，各段的接頭難以控制，成為該項技術的最大缺點。其優(yōu)點是防滲效果好，經久耐用，單位面積投資小。但由于該項新技術推廣時間不長，設備不多，施根據(jù)xx水庫的具體條件，經過分析，大壩壩體考慮進行兩種垂直防滲處理方案作研方案一（充填式灌漿方案根據(jù)工程經驗，結合壩基帷幕灌漿，采用雙排孔，排距孔距2m，兩岸壩肩采用單排孔，孔距2m，右岸基巖灌漿水平延長45m，左岸基巖灌漿水平方案二（高壓旋噴灌漿方案壩體采用高壓旋噴灌漿由于高