【文章內(nèi)容簡介】 面、孔洞，洞底板多處沖坑；進(jìn)口原木塞閘門腐爛，啟閉設(shè)備老化、銹蝕，啟閉困難；進(jìn)口攔污柵銹蝕嚴(yán)重，啟閉困難。（4）壩頂防訊公路為砂石路面，山路段邊坡出現(xiàn)滑坡；水庫水雨情測報和大壩安全監(jiān)測設(shè)施缺乏，管理設(shè)施簡陋；隧洞出水節(jié)制閘存在蜂窩、麻面、露石、孔洞等現(xiàn)象。綜上所述，根據(jù)“水庫大壩安全鑒定辦法”第六條大壩安全分類標(biāo)準(zhǔn)，TJ水庫屬三類壩，建議盡快進(jìn)行除險加固。 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(biāo)準(zhǔn)》(GB50201—94)及《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(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。 設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)樞紐建筑物設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)見表34。表34 樞紐建筑物設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)表建筑物名稱洪水標(biāo)準(zhǔn)大壩、溢洪道、壩下涵管溢洪道消能防沖施工導(dǎo)流建筑物設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)50年一遇30年一遇5年一遇校核洪水標(biāo)準(zhǔn)1000年一遇\\ 洪水調(diào)節(jié)溢洪道控制段為開敞式實(shí)用堰，堰頂長10m。各頻率洪水調(diào)節(jié)成果見表35。表35 TJ水庫調(diào)洪演算成果表洪水標(biāo)準(zhǔn)P(%)洪峰流量(m3/s)起調(diào)水位H(m)調(diào)洪最高庫水位H(m)最大下泄流量(m3/s)相應(yīng)庫容（萬m3）117311611112721111110251092101077201064經(jīng)洪水調(diào)節(jié)計算得TJ水庫設(shè)計（p=2%），相應(yīng)庫容1111萬m3，校核（p=%），相應(yīng)庫容1173萬m3。 工程除險加固的任務(wù)TJ水庫位于宜春市北部三陽河上游的海江村境內(nèi)，距宜春市城區(qū)20km，距320國道7km、滬瑞高速公路12km，屬贛江水系袁河支流三陽水，是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫。水庫水庫下游有人口10余萬，耕地2萬余畝。由于目前水庫仍存在許多安全隱患，無法充分發(fā)揮該工程應(yīng)有的效益，反而時刻威脅下游人民的生命財產(chǎn)安全，所以對海江水庫進(jìn)行除險加固迫在眉睫。以下是水庫大壩存在的主要問題：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。②大壩壩體、壩基滲漏嚴(yán)重。③上游塊石護(hù)坡底部無墊層、塌陷變形、零亂不堪。④下游壩坡為干砌塊石護(hù)坡，凹凸不平，無壩面排水設(shè)施、底部無墊層。⑤大壩排水棱體，未設(shè)反濾料。滲水帶出粘土，淤堵嚴(yán)重。⑥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。⑦大壩除水位及雨量觀測設(shè)施外，無其它任何觀測設(shè)施。⑧壩體存在白蟻危害。TJ水庫屬三類壩，工程建設(shè)任務(wù)是通過對水庫進(jìn)行除險加固，使其正常發(fā)揮效益，安全運(yùn)行。 基本資料地形測量資料：采用設(shè)計院測繪分院2003年實(shí)測的“TJ水庫大壩地形圖”。地質(zhì)勘探資料：采用設(shè)計院勘察分院2004年提供的《TJ水庫工程地質(zhì)勘察報告》（初步設(shè)計）、圖紙及試驗(yàn)成果。水文、氣象資料：正常高水位，；設(shè)計洪水位，相應(yīng)庫容1111萬m3；校核洪水位：，相應(yīng)庫容1173萬m3；死水位，140m，相應(yīng)庫容83萬m3。第四章 TJ水庫除險加固復(fù)核 壩頂高程復(fù)核 基本資料 建筑物設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)樞紐建筑物設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)見表41所示。表41 TJ水庫樞紐建筑物設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)建筑物名稱洪水標(biāo)準(zhǔn) 大壩、溢洪道、輸水涵管溢洪道消能防沖施工導(dǎo)流建筑物設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)50年一遇（P＝2％）30年一遇（P＝％）5年一遇（P＝20％）校核洪水標(biāo)準(zhǔn)1000年一遇（P＝％）// 風(fēng)速和風(fēng)區(qū)長度該水庫風(fēng)速和風(fēng)區(qū)長度數(shù)據(jù)均采用《TJ水庫工程地質(zhì)勘察報告》中所提供的數(shù)據(jù)，分為設(shè)計洪水位和校核洪水位兩種情況對壩頂高程進(jìn)行復(fù)核，具體數(shù)據(jù)如表42所示。表42 風(fēng)速和風(fēng)區(qū)長度情況表壩名項(xiàng)目主壩洪水頻率p（%）2水庫靜水位（m）風(fēng)區(qū)長度（km）計算風(fēng)速（m/s） 庫水位水庫各頻率洪水調(diào)節(jié)成果見表43所示。表43 TJ水庫調(diào)洪演算成果表洪水標(biāo)準(zhǔn)P(%)洪峰流量(m3/s)起調(diào)水位H(m)調(diào)洪最高庫水位H(m)最大下泄流量(m3/s)相應(yīng)庫容（萬m3）117311611112721111110251092101077201064經(jīng)洪水調(diào)節(jié)計算得TJ水庫設(shè)計（p=2%），相應(yīng)庫容1111萬，校核（p=%），相應(yīng)庫容1173萬。 水庫庫容資料宜春市水電設(shè)計院于1989年實(shí)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。原設(shè)計圈量 庫區(qū)面積與本次復(fù)核面積比較結(jié)果見表44。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。TJ水庫水位、面積、容積結(jié)果見下表45。表45 TJ水庫水位～面積～容積曲線表庫水位（m）131132135140145150155160165庫面積（km2）0庫容積（萬m3）02013776329751377進(jìn)而由內(nèi)插法計算出設(shè)計洪水位（）；校核洪水位（）。 地震烈度根據(jù)2001年國家地震局發(fā)布的《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB183062001）, 本區(qū)地震動峰值加速度﹤，地震設(shè)防烈度為6度以下區(qū)，區(qū)域穩(wěn)定。可不進(jìn)行抗震計算。 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。A為安全加高，本工程屬于Ⅲ等工程根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》( SL247 —2001) 采用。設(shè)計情況A=,校核情況取A=。 風(fēng)浪要素計算波浪平均浪高和平均周期采用蒲田試驗(yàn)站公式計算: （42） （43）當(dāng)時稱深水波，其波長與周長有關(guān)，即 （44）當(dāng)時稱淺水波，其平均波長為： （45）式中: g為重力加速度,g=。 為平均波高，m。W為計算風(fēng)速。為平均波周期。 為水域平均水深，m。為平均波長，m。D為風(fēng)區(qū)長度，m。 H為壩迎水面前水深，m。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46 平均水深計算成果表項(xiàng)目設(shè)計洪水位校核洪水位水位/ m庫容V/ 億水面面積S/平均水深Hm/ m 波浪爬高計算波浪爬高按下式計算: （46）式中: 為平均波浪爬高，m。為斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)護(hù)面類型確定,大壩迎水坡及背水坡均為塊石護(hù)坡,取。 為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，由風(fēng)速W，壩前水深和重力加速度確定，按《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》，此處取為1。m為單坡的坡度系數(shù)，,為斜坡的坡角。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。 風(fēng)壅水面高度計算計算公式為: （47）式中:e為計算點(diǎn)處的風(fēng)壅水面高度，m。K為綜合摩阻系數(shù)，計算時取 。 為計算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角。庫區(qū)冬季盛行西北風(fēng)，夏季盛行東南或西南風(fēng)。此處取。其他符號意義同前。 壩頂超高計算計算公式中各參數(shù)取值依據(jù)規(guī)范規(guī)定已在前面給出，最終兩種洪水位情況下的各項(xiàng)指標(biāo)如下表47所示。表47 壩頂高程計算成果表壩名項(xiàng)目主壩洪水頻率p（%）2水庫靜水位（m）風(fēng)區(qū)長度（km）計算風(fēng)速（m/s）波浪爬高R（m）風(fēng)雍水高e（m）安全加高（m）壩頂設(shè)計高程（m）實(shí)際壩頂高程（m）壩頂高程等于水庫靜水位與壩頂超高之和，按以下運(yùn)用條件計算取最大值:⑴設(shè)計洪水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高；⑵校核洪水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高；。，由此可知大壩高程滿足要求。 滲流及滲透穩(wěn)定復(fù)核 土石壩滲流原因由于填筑土石壩的土料和壩基的砂礫是散粒體結(jié)構(gòu), 顆粒間存在大量的孔隙, 都具有一定的透水性,水庫蓄水后, 在水壓力的作用下, 水流必然會沿著壩身土料、壩基土體、壩端兩岸地基中的孔隙滲向下游,造成壩身、壩基和繞壩的滲漏。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。若滲流過大, 且集中, 水質(zhì)混濁, 則壩體或壩基產(chǎn)生了管涌、流土或接觸沖刷等滲透破壞, 這種影響水庫蓄水興利的滲流則為異常滲流。該種情況通常發(fā)生在水庫水位驟降時, 為非穩(wěn)定滲流。土石壩滲漏就其滲漏部位而言, 可以分成以下幾個類型: 一是壩體滲漏: ( 1) 浸潤線從壩坡逸出。 ( 2) 下游壩面出現(xiàn)集中滲漏。 ( 3) 防滲墻或粘土心墻的滲漏。( 4) 壩體裂縫滲漏。 二是壩后地面滲漏: 土石壩背坡壩后地面出現(xiàn)砂沸、泉涌、管涌或沼澤化是經(jīng)常遇到的滲漏現(xiàn)象, 其成因與地層的構(gòu)造及未能采取有效的控制措施有關(guān)。 滲流計算的任務(wù)土石壩必須控制通過壩身和地基的滲流，以防止土體因受滲流作用發(fā)生危險的沖蝕、滑坡等破壞，以及因滲漏損失過大而使工程效益降低。滲流計算的任務(wù)就在于求的滲流場內(nèi)的滲流量、水頭、壓力、坡降等水力要素，以供在土石壩設(shè)計以及在運(yùn)行管理中，進(jìn)行滲透穩(wěn)定分析，選擇合理的防滲、排滲設(shè)計方案或加固補(bǔ)強(qiáng)方案，有效地控制滲流。 基本資料 壩尺寸說明大壩為均質(zhì)土壩，，（），，、。壩坡自壩頂依次為1：，1：，1：，1：。，壩坡為1：。大壩迎水坡及背水坡均為塊石護(hù)坡。壩體橫斷面圖如圖1所示。圖41 壩體橫斷面示意圖 工程現(xiàn)狀質(zhì)量檢查與評價⑴主壩工程地質(zhì)覆蓋層在整個壩址范圍內(nèi)廣泛分布，巖性為紅黃色粘土，局部夾灰?guī)r碎塊、碎屑等，土層結(jié)構(gòu)較密實(shí)，粘結(jié)性中等至較好，呈可塑～硬塑狀態(tài)。該層分布較廣泛，厚度014m左右。覆蓋層的物理力學(xué)指標(biāo)見下表48。表48 物理力學(xué)指標(biāo)平均值指標(biāo)平均值建議值指標(biāo)平均值建議值天然含水率(%)塑限(%)濕密度(g/cm3)塑性指數(shù)(%)干密度(g/cm3)壓縮模量(Mpa)比重壓縮系數(shù)(Mpa1)孔隙比凝聚力(Kpa)2222飽和度(%)內(nèi)摩擦角(度)液限(%)為了解土體的透水性，在該層土中共做了6組滲透試驗(yàn)， 11段野外注水試驗(yàn)。剔除異常值，其統(tǒng)計結(jié)果見表。表49 土體透水性實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計表室內(nèi)滲透試驗(yàn)(cm/s)鉆孔注水試驗(yàn)(cm/s)組數(shù)(組)611平均值105104大值平均值104104小值平均值105104綜合室內(nèi)、外試驗(yàn)，cm/s。從以上分析可以看出，粘土為中等透水土層。 ⑵壩體填土質(zhì)量經(jīng)鉆孔取芯檢查，壩體填土成份主要為殘坡積粘土，黃紅色及黃色，由灰?guī)r風(fēng)化殘積形成，夾有少量碎石，碎石粒徑一般為1～4cm，局部大于10 cm。土層結(jié)構(gòu)較松散，粘結(jié)性中，呈可塑狀態(tài)，土料來源于大壩左右岸山坡及庫周殘坡積粘土層和風(fēng)化層。大壩填土室內(nèi)定名為多含礫低液限粘土。為了解壩體填土的物理力學(xué)指標(biāo)，在填土中共取原狀土樣19個進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)，其試驗(yàn)成果詳見土工試驗(yàn)成果匯總表，其統(tǒng)計結(jié)果見表410。表410 壩體填土物理力學(xué)指標(biāo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計表 數(shù)值指標(biāo)算術(shù)平均值大值平均值小值平均值建議值天然含水量(%)濕容重(g/cm3)干容重(g/cm3)比重孔隙比液限(%)塑限(%)塑性指數(shù)壓縮模量(Mpa)壓縮系數(shù)(Mpa1)凝聚力Kpa22271818內(nèi)磨擦角(度)貫入擊數(shù)(擊)81368勘探時于大壩壩頂取有一組擾動樣，，小于均質(zhì)土壩壓實(shí)度不小于96%的規(guī)定對比野外注水試驗(yàn)成果與室內(nèi)垂直滲透試驗(yàn)成果可以看出，兩者之存在一定差距。綜合室內(nèi)、