【正文】 11 1． 綜述 工程概況 XX水庫位于 XX 區(qū) XX鄉(xiāng)下 XX 村，攔截 XX 溪流上源溝谷，屬于沅水南岸水系。距離常德市區(qū)約 34 km。有鄉(xiāng)村公路直達壩址區(qū)，交通較為方便。 水庫流域控制面積 km2，其中：外引 ，壩址上游干流長度 公里，干流平均坡降 ?；水庫正常蓄水位 ，相應(yīng)庫容 418萬 m3；設(shè)計洪水位 ，相應(yīng)庫容 473 萬 m3；校核洪水位 ，相應(yīng)總庫容 500 萬 m3。是 一座 灌溉、防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的小Ⅰ型水利工程。 水庫 1973 年 10月興建， 1974年 12月竣工。樞紐工程由大堤、輸水涵管、放水臥管、溢洪道等建筑物組成。 大堤：粘土均心墻壩，最大堤高 ，堤頂高程 ，堤頂寬度 ，堤頂軸長 410m，內(nèi)坡 1： 3，未設(shè)置平臺，外坡 1： 1： ，設(shè)一級平臺，高程 ，寬 。壩腳平臺高程 ，寬 ，左右岸壩肩自然山坡平緩， 20～ 25176。 涵管：長寬高 = ，為城門式拱涵，砼結(jié)構(gòu)，進口底板高程。最大放水流量 。 臥管：寬高 = ，砼方涵，全 長 30m，斜拉式閘門。 溢洪道：布置在大堤右側(cè)山坳，全長 230m，堰頂高程 ，底寬 15m，未襯砌。 水庫自建成蓄水以來，大堤曾不斷出現(xiàn)險情，長期帶病運行。 水庫自建成運行以來，對促進當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展起到了重要的促進作用，產(chǎn)生了較好的社會效益和經(jīng)濟效益。水庫設(shè)計灌溉面積 13000 畝，目前實際灌溉面積約 10000畝 。 工程存在的主要問題 水庫自修建以來長期帶病運行，加上建設(shè)時遺留的問題多，工程老化，年久失修，各種險情明顯暴露并逐年加劇，導致防洪、灌溉效益銳減，已到了非保安改造不可的 12 地步，以發(fā)揮應(yīng)有 的效益。 水庫存在的主要問題有： 壩身損壞及滲漏 本次現(xiàn)場勘察時發(fā)現(xiàn)水庫大壩坡面毀壞嚴重，迎水坡多處出現(xiàn)塌陷坑和雨淋溝，泥土流失嚴重，原 ～ 高程的預制砼護坡也出現(xiàn)了面積約 200m2的沉陷。壩體不均勻沉降位移，坡面極不規(guī)則。 壩基、壩肩嵌入深度未達到不透水巖土，清理，開挖深度不夠，壩基強風化帶滲漏。外壩坡、壩肩，下游有泉水逸出點，呈明流，散浸狀。 主壩上游壩坡干砌卵石大部分已松動挪位，填土層出露，護坡體失效。 由于溢洪道修建時間早泄洪次數(shù)少，露天時間多，當時居 民把它當成了曬坪，在上面曬谷燒肥，導致溢洪道損壞嚴重；再加上原施工縫設(shè)置間距過長，底板多處出現(xiàn)不均勻貫穿性裂縫，最寬處約 3cm，嚴重影響安全泄洪。 涵管為預制砼構(gòu)件，砌縫滲漏嚴重。 臥管閘門銹蝕嚴重、滲漏 。 大壩安全意見 針對 XX 水庫存在以上問題， 水利水電勘測設(shè)計院對 XX 水庫進行了全面的勘測和論證，對大壩進行地質(zhì)勘探，并取樣進行了室內(nèi)土工試驗，復核了水庫的洪水，進行了調(diào)洪演算，采用二維有限元滲流計算方法對主壩體的滲流狀況進行分析，對壩坡的抗滑穩(wěn)定性進行計算分析，提出《 XX 水庫大壩安全論證報 告》。 大壩安全論證分析結(jié)論 一、 工程質(zhì)量評價 （ 1）大壩 大壩施工時，第四系松散層、強風化層巖土清理開挖，未達不透水新鮮巖土，截水槽開挖不夠，兩岸壩肩未設(shè)截水齒槽，也未作其它防滲處理，大壩建成后出現(xiàn)接觸滲漏，泉水逸出點。同時填土質(zhì)量控制不嚴，層位厚度不均一，土粒密實度差異性較 13 大，運行期間外坡出現(xiàn)散浸滲漏，沉降不均。 主壩上游壩坡干砌卵石大部分已松動挪位，填土層出露，護坡體失效。 （ 2）溢洪道 溢洪道底板砼標號偏低，僅為 150砼，厚度 20cm，消能防沖性能較差，出現(xiàn)不均勻性裂縫。導流段邊坡 風化崩坍，淤塞上游導流明渠。 基礎(chǔ)底面第三系紅層泥巖，節(jié)理裂隙發(fā)育強風化，與砼銜接脫層、分離，地下水沿側(cè)墻、底板砼滲流，巖體強度降低，不耐沖刷。 （ 3）輸水涵洞 輸水涵管基礎(chǔ)巖土為第四系沖積、洪積層蠕蟲狀、網(wǎng)紋狀粘土。巖土沉積緊密，屬隔水組。未發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)沉降、斷裂、外圍滲漏等。由于拱頂為預制構(gòu)件，現(xiàn)已出現(xiàn)砌縫接觸滲漏和進出口消力池滲漏。 工程質(zhì)量評定為 C 級。 二、大壩運行管理評價 防汛管理設(shè)施不完善等病險和問題，水庫長期帶病運行， 限制蓄水至今 ，水庫無水情自動測報系統(tǒng)和大壩安全監(jiān)測設(shè)施。大壩運行管理評價為差。 三、防洪標準復核 XX水庫大壩壩頂高程 ，比復核所需高程 ,不能滿足國家《防洪標準》（ GB5020194）及《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（ SL2742021）的要求。 大壩粘土心墻頂部高程實際高程為 ，比 復核所需高程 低 ，不滿足規(guī)范要求。 溢洪道控制段導墻頂部現(xiàn)實際高程高于復核所需高程 ，控制段導墻頂高程能滿足泄洪要求。 防洪安全性 為 C級。 四、 抗震 復核 14 據(jù) GB183062021《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》和《中國地震動反應(yīng)譜特征周期區(qū) 劃圖》，本區(qū)地震動峰值加速度為 ， 地震動反應(yīng)譜特征周期為 ，相對應(yīng)的地震基本烈度為Ⅵ度。按照《水庫大壩安全評價導則》的要求，不需對工程進行抗震安全復核。 五、 滲流穩(wěn)定分析評價 XX 水庫 大 壩為粘土心墻壩，下游 無 反濾排水設(shè)施， 壩基、壩肩強風化帶滲漏。外壩坡、壩肩，下游有泉水逸出點，呈明流，散浸狀。 XX 水庫存在著嚴重的大壩滲漏現(xiàn)象，大壩滲流性態(tài)是不安全的，其滲流性態(tài)安全性分級我們評定為 C級。 六、 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析評價 （ 1）從計算結(jié)果可知，在任何工況下，大壩上游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足《碾壓式土石壩 設(shè)計規(guī)范》 SL2742021 要求，下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》 SL2742021 要求。 大壩結(jié)構(gòu)安全，評定為 A級。 （ 2）溢洪道損壞嚴重；再加上原施工縫設(shè)置間距過長，底板多處出現(xiàn)不均勻貫穿性裂縫，嚴重影響安全泄洪，同時也對溢洪道結(jié)構(gòu)安全不利。因此，溢洪道結(jié)構(gòu)不安全，評定為 C級。 （ 3）輸水涵洞滲漏嚴重，啟閉設(shè)施老化和損壞嚴重，存在結(jié)構(gòu)不安全的隱患，評定為 C 級。 七、金屬結(jié)構(gòu)評價 XX 水庫輸水涵洞的進口啟閉設(shè)施 已 老化，維修時難以找到配件。啟閉機、拉繩及閘門嚴重銹蝕，啟閉困難 ， 閘門和 啟閉設(shè)施運行狀況差 。 金屬結(jié)構(gòu)安全評價為 C 級。 八、 存在的主要問題 大壩粘土心墻頂部和壩頂高程均低于復核所需高程，不滿足 規(guī)范 擋洪 要求 。壩坡 15 大面積散浸。 大壩存在不均勻沉陷， 壩基及壩肩存在滲漏。大壩 上 游 護坡體失效 。溢洪道 損壞嚴重，底板多處出現(xiàn)不均勻貫穿性裂縫，最寬處約 3cm，嚴重影響安全泄洪。輸水 涵管為預制砼構(gòu)件，砌縫滲漏嚴重 ， 輸水涵洞 出口 渠道被沖毀。臥管 、 閘門銹蝕嚴重 ， 長年漏水 。 自然概況 XX 水庫位于 XX區(qū) XX鄉(xiāng)下 XX村 ， 攔截 XX 溪流上源溝谷，屬于沅水南岸水系 。 水庫自身控制集 雨面積 ，壩址以上干流長度 ，干流平均坡降 ?；水庫外引集雨面積 2km2。水庫正常蓄水位 ，正常庫容 418 萬 m3，死水位 ，死庫容 萬 m3。設(shè)計洪水位 ，校核洪水位 ，總庫容 500 萬 m3。 是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的小 (一 )型水庫。 XX 水庫屬亞熱帶季風性濕潤氣候區(qū)。夏暖冬寒，四季分明，氣候溫和，雨量充足，多年平均降雨量 毫米 ,并且隨季節(jié)變化明顯 ,46 月降雨集中，雨量大。 多年平均風速 ，多年平均 最大風速為 m3/s，多年平均氣溫為 ℃，歷史最高氣溫 ℃。 XX 水庫大壩為粘土心墻土壩，正 常庫容 418 萬 m3，大壩最大壩高 ，按《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（ SL2522021）第 條，其洪水標準按山丘區(qū)標準確定。根據(jù)國家《防洪標準》和《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（ SL2522021），確定該工程等別為Ⅳ等，主要建筑物級別為四級，次要建筑物級別為五級，設(shè)計洪水標準為 50 年一遇，校核洪水標準為 500 年一遇。 數(shù)據(jù)處理及計算方法說明 XX水庫沒有水 文觀測數(shù)據(jù)，洪水復核的所有參數(shù)均只能從湖南省水利水電廳 1984年編制的《湖南省暴雨洪水查算手冊》（以下簡稱《查算手冊》）查算。 設(shè)計洪水及調(diào)洪演算成果 起調(diào)水位取溢洪道堰頂高程 (即正常蓄水位，亦即防洪限制水位 )。當洪水 16 入庫后，按自由泄流進行調(diào)洪演算，來多少，泄多少，水庫水位自由漲落。此次調(diào)洪演算根據(jù)調(diào)洪演算基本方程，采用試算法，計算結(jié)果詳見表 。 表 洪水計算及調(diào)洪演算成果 頻率 水位 (m) 庫容 (104m3) 洪峰流量 (m3/s) 洪水總量 (104m3) 最大下泄流量 (m3/s) % 500 233 2% 473 161 5% 465 131 抗洪能力復核結(jié)論 XX 水庫大壩壩頂高程 ，比復核所需高程 低 ,不能滿足國家《防洪標準》（ GB5020194）及《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（ SL2742021）的要求。 大壩粘土心墻頂部高程實際高程為 ，比 復核所需高程 低 ，不滿足規(guī)范要求。 溢洪道控制段導墻頂部現(xiàn)實際高程 ，高 于復核所需高程 ，控制段導墻頂高程能滿足泄洪要求。 表 抗洪能力復核 部 位 現(xiàn)有高程 (m) 所需高程 (m) 結(jié) 論 大壩壩頂 不 滿足規(guī)范要求 粘土心墻頂 不 滿足規(guī)范要求 溢洪道導墻頂部 滿足規(guī)范要求 庫區(qū)工程地質(zhì) XX 水庫壩址區(qū)溝谷流向大致自北向南，軸走向東西。兩岸侵蝕丘崗低矮，雄厚。第四系蠕蟲 狀紅土及礫卵石掩蓋。丘頂高程約 80～ 90m，溝谷切深 20～ 30m。溝谷呈“∪”形，寬緩。谷底高程 60m， 兩岸丘坡 20～ 25度 ， 為緩坡。 17 第三系基巖出露不明顯。為殘積坡積層掩蓋。板溪群泥質(zhì)砂巖板巖距離較遠，出露唐家鋪以南約 5 公里。壩址區(qū)地層單一。 地震評價 根據(jù)《湖南省地震烈度區(qū)劃圖》， XX 水庫處在地震基本烈度 VI度地區(qū)，水庫樞紐屬四等工程，大壩、溢洪道、輸水設(shè)施等主要建筑物屬四級，根據(jù)《大壩安全評價導則》要求可不作抗震安全復核。 根據(jù)工程目前存在的問題，本次加固設(shè)計內(nèi)容包括大壩、溢 洪道、輸水建筑物等三 大部分。 （ 1）大壩：加固項目有大壩防滲、壩坡 整形加固 、壩頂硬化、 增設(shè)防浪墻、 大壩上下游護坡、大壩排水設(shè)施 改造 等。 （ 2）溢洪道： 全面加固改造。 （ 3）輸水建筑物： 對輸水涵洞進行全面改造和 灌漿 處理 ，更新改造啟閉設(shè)施 ，出口消力池翻修 。 大壩 1）對壩頂路面進行硬化，長度 410m。 增設(shè)防浪墻。 2）壩體進行 沖抓套井和 高壓 旋噴 灌漿，壩基和壩肩帷幕灌漿。 3） 壩坡整形后， 上游用砼預制塊，下游用草坡護坡。 4）排水設(shè)施：下游壩坡設(shè)排水 溝，坡腳采用毛細透排水帶。 進水渠：由 漸變收縮至 15m，長 66m（ 0+000～ 0+066），底板高程 。底板采用 C15 砼護砌，邊墻 為 漿砌石擋土墻。 控制段：寬 15m，長 16m（ 0+066～ 0+082），底板高程為 。底板為 C20 鋼筋砼結(jié)構(gòu)，邊墻為 漿砌石擋土墻。 18 泄槽段：寬 15m，長 34m（ 0+082～ 0+116），底坡 i=，其中 0+012～ 0+116為圓弧轉(zhuǎn)彎段，中心線圓弧半徑 ，泄槽位置圓弧夾角 176。泄槽底板為 C20鋼筋 砼結(jié)構(gòu)，邊墻為 漿砌石擋土墻。 消力池：寬 15m，長 （ 0+116～ 0+）底板高程為 ，坎頂高程，消力池位于圓弧轉(zhuǎn)彎段，該圓弧與泄槽段為同一圓弧，消力池位置圓弧夾角176。消力池底板為 C20 鋼筋砼結(jié)構(gòu)，邊墻為 漿砌石擋土墻。 尾水渠：寬 15m，從消力池出來先接 3m（ 0+～ 0+）長平流段，平流段后底板底坡 i=，長 （ 0+～ 0+192，其中前 36m 長為圓弧轉(zhuǎn)彎段，圓弧夾角 176。）， 0+～ 0+192 段增設(shè) 漿砌石邊墻。 輸水建筑物 1） 輸水 涵管 進口改造：多孔取水 改 為立式啟閉，選用 15t卷揚式 啟閉機，設(shè)工作門一道，新修進水塔。 2）輸水 涵管 洞身改造： 對砌縫進行環(huán)氧砂漿補縫處理， 對整個管身進行回填灌漿。 3）出口消力池翻修。 施工條件 XX 水庫位于 XX 區(qū) XX 鄉(xiāng)下 XX 村 境內(nèi) ，屬亞熱帶季風性濕潤氣候區(qū)。夏暖冬寒，四季分明，氣候溫和，雨量充足， 多年平均降雨量 毫米 ,并且隨季節(jié)變化明顯 ,46月降雨集中，雨量大。 多年平均風速 ，多年平均最 大風速為 m3/s，多年平均氣溫為 ℃，歷史最高氣溫 ℃。 對外交通 壩址有 碎石公路與 砼路面公路相通，對外交通較為便利。 施工期水流控制 本工程施工期主要 考慮 涵管 和上游壩坡護坡 施工的 洪水 控制。通過施工洪水計算，上游護坡下 限為 ，不需要設(shè)置圍堰 。 輸水 涵管 施工時需要設(shè)置圍堰，圍堰具體 19 布置見施工組織設(shè)計，圍堰采用人工就近取土，挑運填筑。 涵管 完 工 后，將圍堰進行拆除，人力挑運，就近棄土。 主體工程施工 護坡施工 大壩上游坡 面 用六邊形砼預制塊護坡，下設(shè)砂石墊層 ， 下游壩腳設(shè)毛細透排水帶導滲體，下游坡面采用草皮護坡； 毛細