【文章內(nèi)容簡介】 經(jīng)本次復核，水庫大壩可以滿足 20 年一遇（ P=5%）設(shè)計洪水及其超高要求，能滿足 100 年一遇（ P=1%）的校核洪水，但不能滿足相應(yīng)的超高要求，水庫大壩所需最大壩高，高于現(xiàn)狀壩頂高程為 。能滿足近期非常運用洪水 50 年一遇的校核洪水，但不能滿足相應(yīng)的壩頂高程要求。目前大壩只能滿足 30 年一遇的校核洪水及其超高要求。 死水位 所謂死水位是指能夠滿足下游用水要求的最低水位。應(yīng)根據(jù)下游用水量和輸水涵洞的過流能力來確定。經(jīng)計算確 定孔家灣 水庫的死水位為 ，由水位～庫容曲線可查得對應(yīng)的死庫容為 萬方。 正常蓄水位及正常庫容 水庫原設(shè)計正常蓄水位 ，相應(yīng)庫容 萬 m3，本次設(shè)計確定維持水庫原設(shè)計正常蓄水位 不變，相應(yīng)庫容為 萬 m3。 云南農(nóng)業(yè)大學水利水電與建筑學院畢業(yè)設(shè)計 昭通市昭陽區(qū)孔家灣水庫除險加固工程初步設(shè)計 區(qū)域地質(zhì) （ 1）地層巖性 工程區(qū)分布泥盆系、石炭系、二疊系、上第三系及第四系地層，現(xiàn)由新到老分述如下： 泥盆系曲靖組（ Q2q）：為一套以淺海相碳酸鹽為主，夾濱海沼澤相含煤碎屑巖、梅線。厚度 45— 182m。 泥盆系（ D3）：呈條帶狀分布于工程區(qū)東南部。巖性為灰、深灰色白云巖、砂質(zhì)白云巖夾角礫狀白云巖、泥質(zhì)白云巖，偶見石膏巖；頂部為灰白、淺灰色灰?guī)r。厚度 120— 218m。 石炭系大塘組（ C1dj）：分布于工程區(qū)東南部。上部巖性為黑色頁巖、炭質(zhì)頁巖夾煤線及灰?guī)r透鏡體；下部為灰色細粒石英巖砂巖、黑頁巖夾煤線。厚度 17— 568m。 二疊系梁山組（ P1L）：主要分布于壩址區(qū)及近壩庫岸。上部：淺灰、淺棕色中 — 粗粒石英砂巖，灰色頁巖、砂礫巖及劣煤層；下部：紫灰、姜黃色粉砂質(zhì)泥巖夾多層灰?guī)r。厚度 10— 228m。 二疊系棲霞組（ P1q） ：分布于工程區(qū)的西北部，巖性為灰、淺灰夾深灰色灰?guī)r，夾少量的白云質(zhì)灰?guī)r。厚度 114— 327m。 二疊系峨眉山玄武巖組（ P2e）：分布于工程區(qū)的北部。上部巖性為鐵黑色致密狀玄武巖及橄欖鈦輝玄武巖、少量杏仁狀玄武巖；中部為深灰、灰黑色致密狀玄武巖，杏仁、斑狀玄武巖，玄武杏仁巖組成多個噴發(fā)韻律；下部為以粗、細火山角礫巖及少量集塊巖為主，夾灰色凝灰?guī)r。厚度 439— 1332m。 上第三系（ N2）：分布于工程區(qū)的東北部、西北部及東南部。巖性為礫灰、淺灰、藍綠色粘土、砂質(zhì)、鈣質(zhì)或炭質(zhì)粘土夾褐煤，底部為礫巖。厚度 37— 49m。 曲靖組（ D2q）與梁山組（ P1L）二者或斷層接觸，或假整合接觸。庫盆主要位于此兩套地層中。 殘坡積層（ Qhel+dl）：主要分布于緩坡地帶和地形低凹處。巖性為褐紅、灰褐、紫紅色粘土、含角礫粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)土礫、碎石等，厚度小于 。 沖洪積層（ Qhal+pl）：分布于水庫所坐落的河床及沖溝內(nèi)。巖性為褐灰、褐紅、灰黑色。一般上部為粉質(zhì)粘土、粉土、粉砂；中下部為礫砂、圓礫。厚度小于云南農(nóng)業(yè)大學水利水電與建筑學院畢業(yè)設(shè)計 昭通市昭陽區(qū)孔家灣水庫除險加固工程初步設(shè)計 。 （ 2）地質(zhì)構(gòu)造 工程區(qū)在區(qū)域構(gòu)造上，位于川滇經(jīng)向構(gòu)造體系之綠汁江 — 小江南北向構(gòu)造帶東緣與其東側(cè)滇東多字型構(gòu)造的 結(jié)合部位，有展布方向為：北東向、南北向及北西向三組構(gòu)造形跡， 主要表現(xiàn)為向斜多呈寬緩型，背斜則多呈窄徒型，斷裂以壓扭性為主，傾角一般很陡， 其中北東向和南北向構(gòu)造遍布全區(qū)，占據(jù)主體，明顯組成區(qū)內(nèi)的主干構(gòu)造，而北北西向構(gòu)造則零星分布，不占重要地位。 工程區(qū)位于區(qū)域性北東向羅馬口構(gòu)造帶與翻身村構(gòu)造帶所挾持的地塊內(nèi)。地質(zhì)構(gòu)造相對簡單， 水庫西 2km 處是觀音巖推測斷層；傾向北東，斷層破碎帶寬約 5m。 （ 3）區(qū)域穩(wěn)定及地震基本烈度 工程區(qū)地處木桿 — 永善 — 雷坡 — 馬邊強烈地震活動帶的東南端 100公里外。區(qū)內(nèi)地震較頻繁，有歷史記 載地震上百次，強震少，微弱震較多。在近年來昭通市發(fā)生的四次地震（其基本情況見表 13）中，孔家灣水庫受波及影響，經(jīng)區(qū)水利局技術(shù)人員和水庫管理人員聯(lián)合檢查，水庫有細微的裂縫，無危害水庫安全運行的重大災(zāi)害現(xiàn)象發(fā)生。 （ 4）地形地貌 工程區(qū)緊位于昭通市南面的永豐鎮(zhèn)新民村，主要受地層巖性及北北東向構(gòu)造控制，庫區(qū)屬構(gòu)造侵蝕、構(gòu)造剝蝕中～低山地貌，庫區(qū)地勢較開闊，左、右兩岸坡度平緩。水庫位于構(gòu)造侵蝕、構(gòu)造剝蝕中～低山地貌與湖泊（沼澤）堆積地貌的結(jié)合部。 庫區(qū) 工程地質(zhì)條件 （ 1）地層巖性 庫區(qū)出露地層主要為古生界泥 盆系中統(tǒng)曲靖組（ D2q）白云質(zhì)灰?guī)r；古生界二迭系下統(tǒng)梁山組（ P1l）泥質(zhì)粉砂巖、頁巖夾煤線；新生界第四系沖積層 (Qal)、坡積層 (QdL)?，F(xiàn)由新到老分別描述如下： A、第四系（ Q） ○1坡積層（ Qdl）：褐色、褐紅色、濕，可塑狀角礫土、含礫粘土、粉質(zhì)粘土、角礫土及碎石土，主要分布于水庫周邊山坡。 ○2沖積層（ Qal）：為灰色、灰黃色粘土，一般上部為粉質(zhì)粘土、粉土、粉砂；中下部為礫砂、圓礫，主要分布于庫區(qū)主河谷及兩側(cè)沖溝。 云南農(nóng)業(yè)大學水利水電與建筑學院畢業(yè)設(shè)計 昭通市昭陽區(qū)孔家灣水庫除險加固工程初步設(shè)計 B、古生界二迭系下統(tǒng)梁山 組（ P1L）泥質(zhì)粉砂巖：姜黃、綠黃色，細粒結(jié)構(gòu)，薄至中厚層狀構(gòu)造，強風化，中硬質(zhì)巖石，分布于整個庫區(qū)。 C、古生界泥盆系中統(tǒng)曲靖組（ D2q）白云質(zhì)灰?guī)r：灰、灰白色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，弱風化，中硬質(zhì)巖石，分布于整個庫區(qū)，在壩址區(qū)左岸出現(xiàn)。（ 2）地質(zhì)構(gòu)造 庫區(qū)地質(zhì)構(gòu)造相對簡單為背斜構(gòu)造，構(gòu)造形跡主要表現(xiàn)為向斜多呈寬緩型，背斜則多呈窄徒型，斷裂以壓扭性為主，傾角一般很陡，傾向下游略偏右岸，壩址無構(gòu)造影響。 （ 3）地形地貌 庫區(qū)地勢開闊，庫水面以上為農(nóng)田耕地，坡度平緩，由于沒有樹林植被，具有一定的水土流失流 向庫內(nèi)。庫區(qū)不存在坍塌和滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象。庫區(qū)周圍無低鄰谷存在，不會產(chǎn)生滲漏。 壩址區(qū)地形左高右低，呈敞開式河谷，兩岸山體寬厚，繞滲的可能性很小。大壩下游地勢開闊平坦，下游 公里處是永豐鎮(zhèn)集鎮(zhèn)， 213 國道 公里（距離水庫約 2公里）、昭（通）魯（甸）公路 3公里及農(nóng)作稻田。 （ 4）水文地質(zhì)條件 本區(qū)地下水受地層巖性，構(gòu)造、地貌等綜合因素的影響和控制明顯，按地下水類型為松散巖類孔隙水。主要賦存在第四系松散堆積層中，一般埋深 ～，多沿不透水的基巖頂板滲出，富水性貧乏， 庫區(qū)主要靠大氣降水補給， 水量隨季節(jié)性變化，與大氣降水密切相關(guān)， 庫區(qū)及庫區(qū)兩岸無低鄰谷，不存在滲漏問題。 （ 5） 庫區(qū)工程地質(zhì)條件評述 庫區(qū)主要含水層為古生界二迭系（ P1l）泥質(zhì)粉砂巖、泥盆系（ D2q）白云質(zhì)灰?guī)r，其富水性隨深度增加而減弱，深部巖石風化較弱，裂隙不發(fā)育，其透水性強弱主要由溶穴及溶隙控制，第四系殘坡積層和沖洪積層含孔隙水，分布于兩岸山體表層的殘坡積層富水性弱，是庫區(qū)的相對隔水層，而分布于河谷的沖積層富水性強。庫區(qū)內(nèi)含水層接受降雨補給后以泉的形式向地形低洼處排泄。水庫蓄水條件好，水庫運行多年，均未發(fā)現(xiàn)庫區(qū)滲漏現(xiàn)象。 庫區(qū)周 圍地形自然坡度 8～ 12176。，局部地段可達 16176。，巖層傾角大于地形坡度，穩(wěn)定性較好。 云南農(nóng)業(yè)大學水利水電與建筑學院畢業(yè)設(shè)計 昭通市昭陽區(qū)孔家灣水庫除險加固工程初步設(shè)計 （ 6） 庫岸穩(wěn)定性評價 庫區(qū)地勢開闊，左、右岸平緩，自然坡度 8～ 12176。，近壩岸坡基巖不存在滑動的邊界條件，水庫運行多年，未發(fā)現(xiàn)規(guī)模較大的滑坡、崩塌等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象，庫岸穩(wěn)定性較好。 樞紐區(qū) 工程地質(zhì)條件 （ 1）地層巖性 根據(jù)鉆探揭露情況，壩址區(qū)地層較為單一，主要由古生界泥盆系中統(tǒng)曲靖組（ D2q）白云質(zhì)灰?guī)r；古生界二迭系下統(tǒng)梁山組（ P1L）泥質(zhì)粉砂巖；新生界第四系沖積層 (Qhal)、坡積層 (QhdL)、人工筑壩體 (Qs)及 路面墊層（角礫土）。現(xiàn)將巖性自上而下分別描述如下：： A、第四系（ Q） ○1路面墊層（角礫土）：主要成分為碳渣，灰?guī)r礫石，砂 性 粘土弱膠結(jié)，中等密實，厚度約 40cm。 ②人工筑壩體 (Qs)：黃色、褐色、褐紅色，稍濕 濕，稍 中密，具有分層性，可塑至硬塑狀態(tài)，以硬塑為主，含砂巖礫石，粒徑 2～ 30mm，含量 0～ 15﹪ ，棱角狀。筑壩土鉆探最大揭穿厚度 。 ③坡積層（ Qdl）：褐色、褐紅色、濕，可塑狀角礫土、土質(zhì)均勻的粉質(zhì)粘土，筑壩土鉆探最大揭穿厚度 。 ④沖積層（ Qal）：為灰色、灰黃色飽水，稍密狀，為弱風化砂巖，其間粘砂土充填，鉆探最大揭穿厚度 。 B、古生界二迭系下統(tǒng)梁山組（ P1l）泥質(zhì)粉砂巖：姜黃、綠黃色，細粒結(jié)構(gòu)，薄至中厚層狀構(gòu)造，強風化，風化節(jié)理裂隙發(fā)育，中硬質(zhì)巖石，鉆探最大揭穿厚度 。 C、古生界泥盆系中統(tǒng)曲靖組（ D2q）白云質(zhì)灰?guī)r：灰、灰白色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，弱風化，中硬質(zhì)巖石，節(jié)理裂隙較發(fā)育，完整性差，取芯呈碎塊至短柱，鉆探最大厚度 。 （ 2）地質(zhì)構(gòu)造 壩址區(qū)地層為一背斜構(gòu)造，未發(fā)現(xiàn)明顯的斷裂構(gòu)造，壩址區(qū)主要為出露地層為 古生界二迭系（ P1l）泥質(zhì)粉砂巖及泥盆系（ D2q）白云質(zhì)灰?guī)r，由于地層較老受多期構(gòu)造運動的影響，巖層傾角較大，中～厚層狀，節(jié)理裂隙發(fā)育。 云南農(nóng)業(yè)大學水利水電與建筑學院畢業(yè)設(shè)計 昭通市昭陽區(qū)孔家灣水庫除險加固工程初步設(shè)計 （ 3）水文地質(zhì) 壩址區(qū)巖體含水性和透水性與地層巖性及構(gòu)造密切相關(guān)，第四系坡積層和沖積層透水性為弱 — 中等透水，主要屬中等透水層，局部為強透水層，壩體巖性為古生界二迭系（ P1l）泥質(zhì)粉砂巖及泥盆系（ D2q）白云質(zhì)灰?guī)r，其局部富水性強～較強，巖層節(jié)理裂隙較為發(fā)育，使巖層透水性局部較強。 （ 4） 壩基工程地質(zhì)條件及穩(wěn)定性分析 根據(jù)鉆孔資料，河床壩基表部覆蓋為坡積層 (QdL)：褐色 、褐紅色、濕，可塑狀粉質(zhì)粘土 ， 厚度大于 5m，透水率 ～ ，屬中等透水層。粘粒含量約15%，天然密度為 ，飽和密度為 ，屬中密狀態(tài)，粘聚力為，內(nèi)摩擦角 176。，孔內(nèi)標準貫入擊數(shù)為 4～ 45 擊。壩基下伏基巖為二迭系（ P1l）泥質(zhì)粉砂巖、泥盆系（ D2q）白云質(zhì)灰?guī)r，厚度大于 7m，透水率 ～，屬中等透水層。據(jù)工程類比，強～弱風化巖體天然密度 2. 0 g/cm3，飽和密度 g/cm3，粘聚力 ，內(nèi)摩擦角 176。 壩基 表部覆蓋層滲透系數(shù) k= 104～ 105cm/s，屬弱 中等透水層；下伏全～強風化巖體的透水率 ～ 145Lu，屬中 強透水層。據(jù)地勘及土工試驗結(jié)果表明，孔家灣水庫未設(shè)粘土墻，同時從建壩時的設(shè)計及施工資料顯示，當時壩基也未進行開挖截水槽和帷幕灌漿等任何形式的防滲處理，因此壩基將無可避免地存在嚴重滲漏問題。 （ 5） 壩肩工程地質(zhì)條件及穩(wěn)定性評價 A、右壩肩 右岸肩出露地層為坡積層 (QdL)：褐色、褐紅色，濕，可塑狀粉質(zhì)粘土，下伏為古生界二迭系（ P1l）泥質(zhì)粉砂巖、泥盆系（ D2q）白云質(zhì)灰?guī)r ，為其全～強風化，巖體總體上為碎礫及碎塊結(jié)構(gòu)，巖石完整性差，右壩肩山體平緩單薄，邊坡穩(wěn)定性一般。 建壩時，右壩肩表部清挖不徹底， 且 未開挖結(jié)合槽和進行灌漿處理，由現(xiàn)場地勘 ZK3揭示：表部全～強風化巖體厚大于 ，透水率為 ～ ，屬中～強透水層，故右壩肩存在繞壩滲漏及壩端結(jié)合部滲漏的隱患。 B、左壩肩 左壩肩出露地層表部為厚 0～ ：黃，褐色，褐紅色含碎石粘土，稍濕 濕，稍 中密，具有分層性，可塑 硬塑狀，以硬塑為主，含云南農(nóng)業(yè)大學水利水電與建筑學院畢業(yè)設(shè)計 昭通市昭陽區(qū)孔家灣水庫除險加固工程初步設(shè)計 砂巖礫石，礫徑 2～ 30mm 含量 015﹪ ，二 迭系（ P1l）泥質(zhì)粉砂巖、泥盆系（ D2q）白云質(zhì)灰?guī)r，現(xiàn)場地勘 ZK1揭示坡殘積層全～強風化巖體厚大于 ，接觸帶滲透系數(shù)為 k= 104～ 105cm/s，屬中等透水層，表明左壩肩存在層間錯動和繞壩滲漏現(xiàn)象。 （ 6） 壩體工程地質(zhì)條件及穩(wěn)定性評價 筑壩土料為黃，褐色，褐紅色含碎石粘土 為主， 稍濕 飽水，稍 中密，可塑 硬塑狀，以硬塑為主。據(jù)室內(nèi)顆粒分析試驗，礫粒組含量為 %～ %，砂粒組含量為 %～ %，粉粒含量 %～ %，粘粒含量 %～ %，膠 粒含量 %～ %，不均勻系數(shù) Cu12，曲率系數(shù) CC=～ 。土料壓實填筑干密度 ～ ，壓實度 78～ %，小于規(guī)范值 98%的要求。據(jù)鉆孔內(nèi)注水試驗資料，其滲透系數(shù)為 104～ 106cm/s，屬中等透水層。內(nèi)摩擦角 176?！?176。，粘聚力 ～ 65kPa，級配不良，密實性差。 從土料的上述顆粒組成情況知，壩體填筑土料以粉粒、粘粒為主，顆粒級配差，這樣的土料對含水量的變化較敏感：若土料在偏干狀態(tài)下碾壓，其粘聚力和顆粒間的內(nèi)摩擦 力難以克服，碾壓后的土體結(jié)構(gòu)多為片狀排列，在浸水時，土粒間的潤滑作用增強，土粒相互間易于移動而出現(xiàn)較大的附加壓縮變形；若土料在偏濕狀態(tài)下碾壓，碾壓后的土體具有擾動的超固結(jié)粘性土的抗剪強度特性，其應(yīng)力～應(yīng)變關(guān)系多為應(yīng)變軟化型，其力學強度較低，填土易于形成“橡皮土”或“千層餅”結(jié)構(gòu)。而壩體施工時對填筑土的含水量采用人工挑水灑潑控制，均勻性較差，導致碾壓后的壩體質(zhì)量較差，力學指標偏低。 在該壩 1957~1958 年的填筑施工過程中，采