【文章內容簡介】 測規(guī)劃設計研究院編制)和新華水庫地勘資料中的指標進行綜合分析確定。文華水庫的壩體土參數. 樞紐工程現狀及存在的問題. 大壩工程大壩工程現狀工程于 1965 年動工修建，于 1966 年 4 月完工，現有壩高 12m，壩頂飽固快 非飽固快材料 內聚力(kPa)摩擦角(176。)內聚力(kPa)摩擦角(176。)飽和密度(kg/m3)濕密度(kg/m3)彈性模量（MPa）泊松比滲透系數KC填土 22 15 27 17 1980 1860 30 104堆石棱體 0 32 0 34 2120 2060拋石體 0 27 0 29 1930 178010127寬 m，壩頂長 110m，設計正常蓄水位 ，死水位 ，實際壩頂高程 ，壩基高程 。大壩為均質土壩，現上游壩坡坡比為 1:，下游壩坡坡比為1:，1：，外坡壩腳堆石體高 2m，坡比為 1：。內坡無堆石體，外坡面無排水系統(tǒng)，左壩肩散漏。大壩外坡雜草樹木叢生，且有大量雜灌，由于運行較長，加之人畜踐踏，壩坡凹凸不平，極不規(guī)則。大壩存在的問題①大壩左壩肩散漏在 地震后的不斷余震中，該水庫的左壩肩散漏較嚴重。主要在左壩肩壩頂以下 3m 處，據管理人員和群眾反應，當水庫蓄水達到正常蓄水位下 時開始散漏，水位增加其滲漏逐漸增大，據此分析該滲漏為壩體上部施工回填碾壓質量不佳所致。②通過水文計算和壩頂高程復核表明，該水庫大壩高度不能滿足規(guī)范要求的防洪標準，需加高大壩 。大壩外觀質量差○ 3內外坡坡度無任何護坡措施，風浪淘蝕嚴重，部分壩坡呈現倒坡和直坡現象，大壩外觀成不規(guī)則勾壑狀，質量極差。整個壩體水面之外的全是樹木雜灌密立，行走困難。大壩外坡有白蟻活動及建巢現象?！?4. 溢洪道工程工程28溢洪道現狀溢洪道位于大壩右壩肩砂質泥巖基礎上，為開敞式正堰溢洪道，總長76m，全部末襯砌，洪水沿壩腳直接泄入自然沖溝中。堰頂段：堰頂進口高程 ，堰頂進口寬度 ，出口寬度 3m，邊墻高 ，為干砌塊石，現已倒塌極不成形?？刂贫危喝L 30m，邊墻高 ，左岸為 4m 高的砂質泥巖陡坡，度板為砂質泥巖，左側為干砌塊石，坡比為 1：30。泄槽段：全長 45m，順壩坡右腳至壩基河溝，全段亂石堆集，未開挖成形，而是自然沖刷，其底板坡度為 1：5，溢洪道泄洪斷面夠，已漿砌，運行正常。 溢洪道存在的問題行洪能力不足○ 1據調洪演算結果表明，最大下泄流量為 27m3/s，而溢洪道現狀只能滿足 17m3/s。邊墻末襯砌，尾段末成形○ 2已開挖成形的控制段末襯砌，泄槽段末成形且直沖壩腳危及大壩壩體的穩(wěn)定及安全運行。. 放水設施放水設施現狀放水設施位于大壩右壩肩，放水臥管布置在庫內右岸邊垂直于壩軸線放水孔 20cm，共 10 級，級差 70cm,涵管為穿壩建筑，管長 45m，高29，寬 ，設計放水流量 。放水設施存在的問題現場檢查時，涵臥管有滲漏現象。. 其它設施大壩無任何變形、位移滲流觀測設施設備，因此無法通過觀測設施對大壩安全狀況作出準確而及時的評價。. 工程設計依據. 工程等別及建筑物級別文華水庫總庫容 12 萬 m3,有效庫容 萬 m3，設計灌面為 萬畝，根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252—2022）之規(guī)定，該水庫為小(二)型水利樞紐工程，工程等別為五等水利樞紐工程，樞紐工程主要建筑物為 5 級。. 防洪標準文華水庫為?。ǘ┬退畮欤こ痰葎e為五等五級，故本次洪水標準根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準（SL252—2022）》規(guī)定,采用 20年一遇洪水設計，200 年一遇洪水校核。. 設計采用主要規(guī)范①《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252—2022）。②《防洪標準》（GB50201—94）。③《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（SL274—2022）；④《溢洪道設計規(guī)范》(SL2532022)；30⑤《碾壓式土石壩施工組織設計導則》（DL/T5116—2022）；⑥《土石壩劈裂灌漿設計規(guī)范》；⑦《水工建筑物水泥灌漿施工技術規(guī)范》SL6294；⑧《四川省中小流域暴雨洪水計算手冊》(1984 年)；⑨《土石壩安全監(jiān)測技術規(guī)范》(SLS6094)；⑩《水庫工程管理設計規(guī)范》SL10696。. 設計采用的主要技術文件①樞紐平面布置圖；②實測最大斷面圖；③《水力學》(第二版下冊)；④《萬分之一航測圖》。. 總體設計方案根據安全鑒定結論，本次對該水庫除險加固設計主要包括：增設防浪墻、大壩防滲、內外護坡整治、溢洪道整治、放水設施整治，增設大壩觀測設施、水文觀測設施，添設必要的管理設備及整治進庫公路。. 大壩工程設計. 方案設計總體設計據規(guī)范規(guī)定，本水庫需對大壩左壩肩進行挖填止水槽進行滲漏處理，對大壩壩頂增設防浪墻，對內外壩坡進行整形護坡。壩頂整治及防浪墻設計31據前述調洪演算結果表明，需加高大壩 ，故設計在壩頂增設防浪墻 ，墻頂高程為 ，防浪墻采用 C20 砼現澆，墻體厚 ，壩體以上高 ，壩體以下成“L”形埋深 。大壩壩頂寬度為 3m，壩頂路面均采用泥結石路面，路面下鋪設砂石墊層,厚度均為 20cm。壩頂外側采用 ，埋入壩頂下土層內。大壩左壩肩開挖止水槽進行滲漏處理設計因本工程滲漏不集中且量不大，為散漏現象，故設計對大壩左壩肩滲漏處進行采用開挖止水槽進行滲漏處理，開挖長度為 15m，深度為 2m，槽寬 1m，采用粘土回填夯實。內壩坡整治工程內坡按 1： 的原坡比進行整形，然后用 C15 砼六面塊進行護坡。外壩坡整治工程外壩坡仍按坡比 1： 和 1： 的坡度進行整形，然后從坡頂至坡腳采用種草綠化護坡，以防雨水沖刷。對大壩外壩坡壩肩兩側設順坡向排水溝,排水溝為 C20 砼現澆，BH=，墻體厚 ，全長100m。. 整治后大壩安全計算 大壩滲流計算計算工況此次滲漏分析計算以本次復核后的水位為標準。工況一：上游正常水位 形成的穩(wěn)定滲流期；32工況二：上游設計洪水位 形成的滲流期；工況三：上游校核洪水位 ,下游無水。工況四：上游正常水位 降至死水位 ；工況五：上游校核洪水位 驟降至正常水位 ，再驟降至死水位 。滲透系數文華水庫無任何地質資料，本次壩體土滲透系數采用同類工程類比確定。即：滲透系數 k＝10 －5 cm／s，堆石體采用工程類比分析為K＝10 －1 cm／s，壩體土臨界滲透比降 Jk=。計算方法取大壩河床斷面(最大斷面)，按不透水地基有排水棱體，采用二維有限元法進行滲流穩(wěn)定分析，以河海大學與黃委勘測設計院開發(fā)的水工結構分析系統(tǒng)()軟件進行計算。計算成果①壩體滲流量:滲流量計算結果見表 4－1。文華水庫整治后大壩滲漏量計算成果表表 4－1工況 滲 流 量 單 位工況一 L／工況二 L／工況三 L／33工況四 L／工況五 L／從表中可以看出，大壩壩體在各種工況下滲漏量很小，按正常水位，壩體平均長度按 70%計算，年總滲漏量為 萬 m3，占總庫容的 %，故壩體滲漏滿足要求。. 原壩坡穩(wěn)定復核基本資料：大壩為 5 級建筑物，根據規(guī)范要求，相應的壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數如下表：土壩壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數表 4－2 大壩類別 建筑物級別 正常運用情況 非常運用情況Ⅰ 非常運用情況Ⅱ均質土壩 5 壩坡穩(wěn)定計算采用畢肖普法。計算程序采用河海大學工程力學系和黃委會勘測設計研究院編制的土石壩穩(wěn)定分析系統(tǒng)（）。文華水庫壩坡材料物理力學指標表表 4－3飽固快 非飽固快材料 內聚力(kPa)摩擦角(176。)內聚力(kPa)摩擦角(176。)飽和密度(kg/m3)濕密度(kg/m3)浮密度(kg/m3)滲透系數KC填土 28 17 20 1980 1860 1010 105堆石棱體 0 32 0 34 2120 2060 1120 10134計算工況上游壩坡：(1)工況一：正常水位 降至死水位 ；(2)工況二：校核洪水位 驟降至正常水 再降至死水位 ；(3)工況三：正常水位 時形成的穩(wěn)定滲流期+地震；下游壩坡：(1) 工況一：設計洪水位 時形成的滲流期；文華水庫壩坡穩(wěn)定整治后計算成果表表 4－4 壩坡 工況 Kmin [K] 是否滿足要求工況一 滿足工況二 滿足上游工況三 滿足下游 工況一 滿足經計算可知：上下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數也滿足規(guī)范要求。. 壩體滲漏整治大壩左肩滲漏主要為壩體土料填筑不好而形成的滲漏，整治方法是先找出內坡的滲漏點，進行開挖 20m 長的止水槽然后采用粘土回填夯實，然后整形護坡。處理時采用機杠開挖機械夯實，各種指標通過現場試驗確定，灌漿后的各種指標應達到設計要求。. 大壩白蟻整治35對大壩白蟻整治:一是開溝截路采巢,在土壩迎坡正常蓄水位到背水坡浸潤線之間的壩坡斜面各開一條 *(寬*深)的順溝,通過開溝來截斷壩體上的蟻道。二是土壩表層藥劑處理,在土壩表面梅花狀打孔,孔距 1m,深 ,對孔作灌液處理。三是設置毒土隔墻,在開挖的順溝分層回填時,噴一次預防藥劑,直至回填完畢。四是施放毒餌誘殺包,對土壩兩端林地、山丘施放白蟻誘殺包。. 溢洪道工程整治本工程溢洪道路為毛坯土渠，斷面較小，不能滿足泄洪要求，故此在整治中設計對其加高過墻并全面襯砌，以利安全行洪。溢洪道水面線及邊墻復核推算在溢洪道堰頂寬為 ，下泄最大流量 27m3/s 時的和水面線和復核各段現有邊墻高度是否滿足要求，采用分段求和法計算水面曲線，計算各段所需要的邊墻高度，不考慮摻氣影響，進口段采用公式 B＝Q/MH 2/3計算，陡坡段采用明渠均勻流公式 Q＝AC（Ri） ，結果見下表。文華水庫溢洪道邊段高度復核成果表表 4－5地段 位置 溢洪道寬 水深 安全超高 邊墻高度 邊墻現狀 差值 是否滿足要求進口段 02 不滿足36控制段 230 3 不滿足行洪段 3076 2 0 不滿足復核結論：由上表可看出，文華水庫溢洪道現邊墻不能完全滿足泄洪要求，最大差 ，最小差 。溢洪道整治工程據前述調洪演算結果設計溢洪道堰頂高程為 ，底板坡度為1：1：5，堰頂邊墻高 ，控制段邊墻高 ，泄槽段邊墻高。邊墻斷面均為梯形，底板厚 20cm，邊墻及底板均采用 C20砼現澆，邊墻每隔 5m 設伸縮縫一條，底板橫向排水溝一條，底板中部設縱向排水溝一條。對控制段的右岸高邊坡清除松軟體下部現澆砼邊墻即可，對泄槽段的亂石清理后全部堆置于壩腳，坡比為 1：1。泄槽段底寬為 2m，底板亂坑過大時采用毛石砼回填后再用 C20 砼現澆。. 放水設施工程整治設計本次設計撤除原放水臥管，然后重新漿砌。其涵管仍位于大壩左端，平行于大壩內坡，整治后的涵管長 45m，分 12 級，級差 ，放水孔直徑為 20cm，其放水流量達到 。其詳細設計見設計圖紙。. 其它工程整治觀測設施布置在大壩壩軸線和內外坡中部軸線兩岸每一縱排測點的延長線上各布設一個工作基點和校準點，各種基點均布設在兩岸巖石和堅實土基上，共需37增設觀測點 10 個；在壩體上共布置 6 個觀測樁，其中上游坡在正常水位以上布置一排 3 個，下游坡兩排 3 個，詳見圖紙。結構設計采用 C20砼澆筑，觀測樁高出地面 30cm，頂寬 30cm，埋入地下面60cm，底坐寬 70cm，高 30cm，頂部安裝強制對中設備。水文觀測針對水庫降雨量、水位的觀測，本次增設自計雨量、水位觀測設施各一套、大壩滲流觀測設施一套，另外在大壩庫內接近大壩較穩(wěn)定的地點增設水位標尺。觀沒設備根據工程需要，本次配置水準儀一臺，經偉儀一臺。經統(tǒng)計，完成文華水庫樞紐工程除險加固主要工程量：開挖土石方309m3， 回填土石方 918 m3，砂卵石墊層 195m3，砌石 ，砼261m3。水泥 ，河砂 ，卵石 134m3，條塊石 354m3，需投勞 萬工日。38. 施工條件. 工程條件 工程概況文華水庫位于廣元市元壩區(qū)元壩區(qū)清水鄉(xiāng)文華村六社境內，壩址地理坐標東徑 105176。51’49”，北緯 32176。03’10”，距清水鄉(xiāng)場鎮(zhèn) 2km。是元壩區(qū)境內的一座以人畜飲水為主，兼有防洪、灌溉等綜合利用的?。ǘ┬退麡屑~工程。本次整治加固工程，包括增設防浪墻、右壩肩防滲治漏、白蟻防治、內外坡整形護坡、溢洪道整治、放水設施整治、防汛公路整治和增設觀測設施等工程。 交通條件工程溢洪道處有一條通往清水場鎮(zhèn)的土公路，材料可運輸至大壩。. 自然條件水文氣象水庫流域地處亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，氣候溫和，降雨較充沛，四季分明，具有冬暖春旱，無霜期長，夏熱多干旱，降雨不均，秋多陰雨，日照較充足等特點。春旱、夏旱、伏旱及冬干均有發(fā)生。區(qū)內多年平均氣溫 ℃，最高氣溫 ℃，最低氣溫－℃。多年平均降水量 1156mm,降雨年季變輻較大，年內分配不均，降水多發(fā)生在5—10 月, 其降水量約占全年的 75%左右。無霜期 240 天，多年平均相對濕度 69%，平均