【正文】 防滲體滲透系數(shù)小于1 cm/s的要求。該段粘土防滲墻土質(zhì)為粉質(zhì)粘土，黃紅色，較均勻，含少量風(fēng)化碎屑及砂粒、土層較密實，粘性較好，可塑狀態(tài)。所以此次復(fù)核計算采取簡化的畢肖普法。由《水工設(shè)計手冊》中土石壩分冊中規(guī)定，防洪水庫和綜合利用水庫自設(shè)計洪水位或最高興利水位降落至死水位，等情況屬于正常運用。圖49 水位變動校核正常水位計算結(jié)果圖圖410 水位變動校核死水位計算結(jié)果圖 計算圖為大壩橫斷面截取圖，為了計算的方便進行了鏡像對稱處理。灌漿是通過打入被灌地層的套管，用高壓將制備的漿液注射入砂卵石孔隙或基巖的裂隙和溶洞中，堵塞孔隙、裂隙或溶洞，降低原地層的透水性，截斷強透水的滲流通道，以達到防滲之目的。③滲滲穩(wěn)定決定于水力梯度，而水力梯度又隨抗?jié)B標號的提高而增強。目前一般的帷幕灌漿材料大都采用普通的硅酸鹽水泥。設(shè)計為：上游壩坡從壩頂?shù)剿浪徊捎脡K石護坡，140m高程(死水位)以下進行拋石護坡。干砌塊石的平均重量Q（以噸為單位）用下式計算： （55）干砌塊石的厚度t用下式計算： （56）本次計算取m=，及K=。具體的計算公式如下：在計算平排水溝尺寸時，雨水流量Q可按下式計算： （510）式中：Q——設(shè)計雨水流量（m179。在下游坡植草皮和壩頂做水泥混凝土路面及花壇前，在土壤表層噴40%毒死蜱乳油稀釋液（按1:100），滲透土壤深度5cm，每m2用藥80g。對蟻巢、蟻道灌漿。當(dāng)然由于資料有限，并沒有全部進行詳細的設(shè)計計算。隨著土石壩及壩基防滲技術(shù)的發(fā)展，必然有更好的新方法、新技術(shù)、新工藝不斷出現(xiàn)，在水庫的除險加固中，應(yīng)始終注意采用有效、經(jīng)濟、施工簡單的方法。第六章 結(jié)論與展望本文結(jié)合TJ水庫大壩所存在的工程質(zhì)量問題，在深入分析研究的基礎(chǔ)上，提出了一些相應(yīng)的有效加固措施，該文主要進行了下列工作:回顧總結(jié)了我國土石壩發(fā)展的基本概況及運行現(xiàn)狀，對土石壩的病害種類進行了歸納、分析。蟻源挖除后，對各壩外坡面及蟻源進行噴灑天鷹殺白蟻乳液或凱奇殺白蟻懸浮劑等藥液治理，噴藥分3次進行，藥物噴灑要求充分滲透1cm，噴灑前后12h不下雨（如雨后必須補噴）。采用防蟻毒土溝。對于下游壩坡設(shè)有馬道的土石壩，縱向排水溝（沿壩軸方向）通常設(shè)置在馬道的內(nèi)側(cè)。 m=3，K=。通過大壩滲流計算分析。表52 灌漿帷幕允許的水力梯度表帷幕厚度（m）帷幕的允許水力梯度帷幕厚度帷幕的允許水力梯度＜110＞2251 ~218灌漿帷幕的厚度可按下式計算： （51）式中，T灌漿帷幕厚度，m；H為最大設(shè)計水頭，m；J帷幕的允許比降。其具體對比見表51。如處理壩體、壩基整體防滲，可從壩頂建造防滲墻直達基巖，墻的兩端與岸坡防滲設(shè)施或岸邊基巖相連接，墻的底部可嵌入新鮮巖層或弱風(fēng)化基巖內(nèi)一定深度。其余參數(shù)與穩(wěn)定期相同。以上兩條參數(shù)主要用于水工大壩的填土計算，對于基坑而言，可以適當(dāng)減小，即水上內(nèi)摩擦角+2度，水下粘聚力+1~3Kpa。綜合這兩種情況，得出壩坡滲透穩(wěn)定滿足規(guī)范要求，壩基滲透坡降偏大，壩基滲透穩(wěn)定不滿足要求，壩基存在滲透變形破壞。綜合室內(nèi)、外試驗，cm/s，為中等透水性土層。其統(tǒng)計結(jié)果見下表411。從以上分析可以看出，粘土為中等透水土層。 ( 3) 防滲墻或粘土心墻的滲漏。根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》SL2742001規(guī)定，對3級土石壩取累積頻率的爬高值。 壩頂超高計算 計算公式選擇選取公式為: （41）式中：Y為壩頂超高，m；R為最大波浪在壩坡上的爬高，m；e為最大風(fēng)壅水面高度，m。⑧壩體存在白蟻危害。 工程規(guī)模和任務(wù) 工程等級及建筑物級別，水庫總庫容1173萬m3，按照《防洪標準》(GB50201—94)及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL2522000)，確定本工程屬Ⅲ等工程，水庫為中型水庫，永久性主要建筑物為3級，永久性次要建筑物為4級，臨時性水工建筑物為5級。樞紐區(qū)出露的地層主要有第四系覆蓋層，、洞穴堆積物。大壩下游地形較窄，地勢較高。本流域山高坡陡，匯流迅速，洪水暴漲暴落，具有明顯山溪性河流特性，一般洪水歷時最多3天，退水歷時約為漲水歷時的4～5倍。39。②裂縫灌漿: 適用于粘性土,壩體內(nèi)裂縫和非滑動的表面裂縫。上游不發(fā)生漩渦、翻泡、塌坑等滲漏入口,從而加強土石壩及其壩基的抗?jié)B能力。二是壩體回填土料(或石料)含水率不符合設(shè)計要求,土料(或石料)含水率高于或低于設(shè)計碾壓含水率。特別是遇到壩下埋管時，極易導(dǎo)致接觸沖刷破壞。無論什么性質(zhì)的裂縫對土壩的正常使用都有不利影響，其中危害最大的是貫穿壩體的橫向裂縫水平裂縫以及滑坡裂縫，它們直接影響壩體的穩(wěn)定性。表11 全世界不同壩型建造數(shù)量和百分比壩型全世界數(shù)量百分比%中國數(shù)量百分比%美國數(shù)量百分比%土石壩2884517305934584重力壩3953519528拱壩1527719163支墩壩、連拱壩4735263表12 建壩總數(shù)中土石壩的發(fā)展比例年份全世界（含中國）全世界（不含中國）中國195019511977197819821982近代土石壩在試驗技術(shù)、設(shè)計理論、施工設(shè)備與工藝等方面,已取得了令人矚目的成就,進而推動了土石壩型的日趨成熟和發(fā)展。綜述了土石壩加固技術(shù)及方法，對各種除險加固措施進行了分析比較，并對TJ水庫除險加固進行了系統(tǒng)的分析，結(jié)合壩體蓄水后不同水位條件下壩體浸潤線的變化，分析模擬水位的變化對壩體穩(wěn)定性和變形等方面的影響。但由于當(dāng)時特定的歷史條件，存在嚴重的“三邊”（邊勘測，邊設(shè)計、邊施工）現(xiàn)象，防洪標準低，質(zhì)量控制不嚴，尾工和隱患較多，時刻威脅下游人民生命財產(chǎn)安全，限制了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展，其除險加固的重要性和必要性為人民所認識，各地都在進行病險水庫的除險加固。第二章 土石壩的病害及處理技術(shù) 土石壩的病險及特征為了達到除險加固的理想效果，首先必須對各種病險有一個較為清楚的認識，以便根據(jù)不同的實際情況采取不同的技術(shù)措施。實際上滑坡往往是多種原因綜合產(chǎn)生的，所以當(dāng)發(fā)現(xiàn)滑坡征兆后，應(yīng)及時認真調(diào)查研究，分析滑坡產(chǎn)生的原因，并根據(jù)不同的情況，采取有效的方法及時處理。二是遭遇強烈的風(fēng)暴、地震、山崩、滑坡等自然界災(zāi)害。確定土石壩加固方法時，應(yīng)根據(jù)工程病害的具體情況對幾種加固方法進行技術(shù)、經(jīng)濟、施工比較。裂縫的走向有與壩軸線平行的縱縫，與壩軸線垂直的橫縫，還有不規(guī)則的傾斜裂縫。另外，還有新型灌漿材料及灌漿工藝、深覆蓋層堤壩地基滲流控制技術(shù)、混凝土外加劑及摻合料技術(shù)、白蟻防治技術(shù)和高分子化學(xué)灌漿材料與高分子密封材料等。 設(shè)計洪水 暴雨成因、洪水特征本流域每年從3月份進入雨季、4～9月為汛期，其中4～6月為主汛期。 設(shè)計洪水壩址流域特征值:流域面積F=，主河長度L=，坡降J=。大壩右岸地勢較平緩，表層為殘坡積粘土覆蓋層，土層較密實，下伏基巖為石灰?guī)r，不存在近壩庫岸穩(wěn)定問題。過流斷石為矩形，底坡1/100，過流斷面為矩形， ，過流斷面為矩形，整個溢洪道邊墻采用漿砌塊石襯砌，底板為砼襯砌。②大壩壩體、壩基滲漏嚴重。 水庫庫容資料宜春市水電設(shè)計院于1989年實測了TJ水庫1：5000庫區(qū)地形圖（黃海高程系統(tǒng)，以下同），本次除險加固初步設(shè)計采用該圖重新圈量了水庫高程、面積、容積曲線。D為風(fēng)區(qū)長度，m。由此可知大壩高程滿足要求。壩體橫斷面圖如圖1所示。據(jù)室內(nèi)土工試驗成果代表性土樣（ZK3011），據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB5028799)土的細粒含量判別方法，該層土的細粒含量為PC=55%。綜上可知壩體質(zhì)量評價為：①壩體填土主要為殘坡積粘土，土層結(jié)構(gòu)松散，夾有少量風(fēng)化碎石，室內(nèi)壓縮系數(shù)較大，碾壓不密實且不均勻。具體步驟：⑴先由CAD按理正軟件的要求畫出大壩的橫斷面圖，以米為單位用1:1比例畫圖；⑵之后轉(zhuǎn)成DXF格式的文件，在理正軟件的環(huán)境下載入圖形。 具體參數(shù)選擇 斷面選擇計算斷面采用所給資料中CAD圖紙的斷面（如下圖45）。計算結(jié)果見附件。 壩體變形分析大壩自1959年蓄水投入運行以來，受到當(dāng)時歷史條件的影響及施工條件的限制，水庫一直存在質(zhì)量隱患，配套工程不盡完善，至今大壩仍未埋設(shè)必要的變形(水平、垂直位移、裂縫)觀測，因而無法對大壩進行壩體內(nèi)部沉降，水平位移，垂直位移及裂縫作定量分析，現(xiàn)僅根據(jù)目測外表來進行分析。在確定幕體厚度時,應(yīng)考慮幕體所承受的水頭及幕體容許的水力坡度,來達到幕體在設(shè)計水頭作用下的滲流穩(wěn)定。 防止在軟弱夾層、斷層破碎帶、巖石裂隙充填物以及抗水性能差的巖體中產(chǎn)生管涌。，2=。干砌石護坡根據(jù)波浪的大小可做成單層或雙層。 拋石護坡上游護坡，可在堆石料場挑選適當(dāng)塊徑和級配的石料，拋填在上游范圍內(nèi)。 下游貼坡排水設(shè)計大壩排水體處理是一個較為棘手的問題，排水體失效一般是位于壩體內(nèi)的反濾層堵塞造成的，若全部更換反濾層，大壩壩身的開挖量較大，工程造價高，開挖后回填土與原壩體難以較好的結(jié)合，影響大壩安全，故此方案不被采用。壩外坡面埋設(shè)誘殺包。 環(huán)境保護與水土保持 環(huán)境保護設(shè)計環(huán)境保護設(shè)計主要包括水質(zhì)保護、環(huán)境空氣質(zhì)量保護、噪聲防治及施工期人群健康保護。滲透水流在壩體內(nèi)產(chǎn)生較大的滲透水壓力和孔隙水壓力降低壩體土石料的有效容重和抗剪強度，從而導(dǎo)致壩坡滑動、崩塌。研究表明，只要掌握一定的滲流觀測資料及同期的水位和降雨等觀測資料，并結(jié)合工程地質(zhì)情況，通過采取有限元法進行滲流分析等可以找出土石壩滲漏的原因。環(huán)境空氣質(zhì)量保護主要是對砼拌和系統(tǒng)采取降塵措施，注意交通揚塵防治措施、燃油機械尾氣排放等。在大壩外坡，按58m的間距視白蟻密度全面埋放藥片。為不影響大壩的安全，集滲槽內(nèi)反濾層及砂石的填充高度一般為（23）m，其上部采用與壩體相同的土料回填壓實。表53 a、b經(jīng)驗系數(shù)表m2ab本次計算2L=；m==，b=；2h=；取校核水位情況H=；=。岸高坡陡的用復(fù)式坡面。H為承受水頭或壩高，m，此處取壩高為30m；C為依地質(zhì)條件而定的系數(shù)，通常取825m，此處取20m。 帷幕位置的確定在土石壩中存在著壩體滲漏引起的作用在壩體或心墻內(nèi)的孔隙水壓力,同時還存在由地基滲漏引起的作用在地基內(nèi)的揚壓力,當(dāng)帷幕設(shè)計在壩后部,阻險斷了排水條件,如不能夠采取措施,將水順利排出,當(dāng)揚壓力高出壩體內(nèi)的壓力時,這時地基內(nèi)的部分滲流竄入壩體,不但會使壩體浸潤線升高,嚴重時會使壩體受到?jīng)_刷破壞,所以,如果對帷幕的防滲標準要求較高,幕體的設(shè)計就應(yīng)愈往上游布置。方案Ⅰ：對壩體填土及壩基覆蓋層防滲均采用抓斗法造砼防滲墻處理，處理范圍為樁號0+000～0+247，全長247m，（）。從大壩整體來看，沒有發(fā)現(xiàn)危害性裂縫，自建成運行至今，整體沉降也已基本穩(wěn)定，不存在明顯的整體不均勻沉降，也沒有因不均勻沉降而產(chǎn)生的危害性拉裂；位移也較小，至今未發(fā)現(xiàn)明顯位移現(xiàn)象。 水位降落期水位降落期分為：上游坡校核水位緩降至死水位的水位變動期和上游坡校核水位降至正常蓄水位的水位變動期，取水位降落速度為每24小時降落1m。圖45 大壩計算斷面示意圖 大壩斷面各區(qū)土料物理力學(xué)指標根據(jù)大壩工程地質(zhì)材料中壩基取為石灰?guī)r，相應(yīng)的物理力學(xué)指標根據(jù)經(jīng)驗值取得。⑶當(dāng)各種參數(shù)設(shè)定完成之后，點擊確定，軟件進行計算，輸出各種計算結(jié)果（見附件）。③沖抓鉆套井心墻土質(zhì)為較均勻的粘土，所建部分起到了一定作用。求得=建議其=～⑶壩基滲透穩(wěn)定評價壩基土層結(jié)構(gòu)較密實，粘性中等，可塑狀態(tài)。該層分布較廣泛，厚度014m左右。若滲流在設(shè)計控制之下, 大壩任何部位的土體都不會產(chǎn)生滲透破壞, 則為正常滲流, 滲流量在規(guī)范許可的范圍內(nèi), 表現(xiàn)為穩(wěn)定的滲流狀態(tài), 一般不會對壩體造成較大的危害, 此時滲流量一般較小, 水質(zhì)清澈透明, 不含土壤顆粒。水域平均水深由庫容V 除以相應(yīng)水位的水面面積S 求得(見表46) 。表44 TT水庫水位～面積關(guān)系比較表庫水位（m）原庫區(qū)面積（km2）本次復(fù)核面積（km2）誤差（%）13201351401451501551600165166由表44可知，本次圈量的水庫高程～面積和原資料基本吻合，故本次除險加固初步設(shè)計仍沿用1989年加固設(shè)計的庫面積、庫容積資料。④下游壩坡為干砌塊石護坡，凹凸不平，無壩面排水設(shè)施、底部無墊層。 工程除險加固的必要性（1）大壩壩頂防浪墻未設(shè)伸縮縫，出現(xiàn)多處裂縫；壩體有多處沉陷塌洞；壩體、壩基滲漏嚴重；大壩左岸山體存在一大滑坡體，擠壓擋土墻產(chǎn)生膨脹、隆起變形；壩體存在白蟻危害。局部坡角達50176。故本次TJ水庫除險加固初步設(shè)計，采用由《暴雨洪水查算手冊》查出的流域暴雨特征值，用推理公式所算出的設(shè)計洪水成果。其特點為：暴雨歷時長，范圍大，遇到暴雨集中時，往往釀成大洪水。第三章 TJ水庫工程概況 基本情況TJ水庫座落于贛江水系袁河三陽支流海江水上游的袁州區(qū)三陽鎮(zhèn)海江村境內(nèi)，距宜春城區(qū)20km，距滬瑞高速公路12km，水庫總庫容1173萬m3，是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的中型水利樞紐工程。它們直接影響壩體