【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院編制)和新華水庫(kù)地勘資料中的指標(biāo)進(jìn)行綜合分析確定。文華水庫(kù)的壩體土參數(shù). 樞紐工程現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題. 大壩工程大壩工程現(xiàn)狀工程于 1965 年動(dòng)工修建，于 1966 年 4 月完工，現(xiàn)有壩高 12m，壩頂飽固快 非飽固快材料 內(nèi)聚力(kPa)摩擦角(176。)內(nèi)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(shù)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(zhǎng) 110m，設(shè)計(jì)正常蓄水位 ，死水位 ，實(shí)際壩頂高程 ，壩基高程 。大壩為均質(zhì)土壩，現(xiàn)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(nèi)坡無(wú)堆石體，外坡面無(wú)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(yùn)行較長(zhǎng)，加之人畜踐踏，壩坡凹凸不平，極不規(guī)則。大壩存在的問(wèn)題①大壩左壩肩散漏在 地震后的不斷余震中，該水庫(kù)的左壩肩散漏較嚴(yán)重。主要在左壩肩壩頂以下 3m 處，據(jù)管理人員和群眾反應(yīng)，當(dāng)水庫(kù)蓄水達(dá)到正常蓄水位下 時(shí)開始散漏，水位增加其滲漏逐漸增大，據(jù)此分析該滲漏為壩體上部施工回填碾壓質(zhì)量不佳所致。②通過(guò)水文計(jì)算和壩頂高程復(fù)核表明，該水庫(kù)大壩高度不能滿足規(guī)范要求的防洪標(biāo)準(zhǔn)，需加高大壩 。大壩外觀質(zhì)量差○ 3內(nèi)外坡坡度無(wú)任何護(hù)坡措施，風(fēng)浪淘蝕嚴(yán)重，部分壩坡呈現(xiàn)倒坡和直坡現(xiàn)象，大壩外觀成不規(guī)則勾壑狀，質(zhì)量極差。整個(gè)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(dòng)及建巢現(xiàn)象?！?4. 溢洪道工程工程28溢洪道現(xiàn)狀溢洪道位于大壩右壩肩砂質(zhì)泥巖基礎(chǔ)上，為開敞式正堰溢洪道，總長(zhǎng)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(jìn)口高程 ，堰頂進(jìn)口寬度 ，出口寬度 3m，邊墻高 ，為干砌塊石，現(xiàn)已倒塌極不成形。控制段：全長(zhǎng) 30m，邊墻高 ，左岸為 4m 高的砂質(zhì)泥巖陡坡，度板為砂質(zhì)泥巖，左側(cè)為干砌塊石，坡比為 1：30。泄槽段：全長(zhǎng) 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(yùn)行正常。 溢洪道存在的問(wèn)題行洪能力不足○ 1據(jù)調(diào)洪演算結(jié)果表明，最大下泄流量為 27m3/s，而溢洪道現(xiàn)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(yùn)行。. 放水設(shè)施放水設(shè)施現(xiàn)狀放水設(shè)施位于大壩右壩肩，放水臥管布置在庫(kù)內(nèi)右岸邊垂直于壩軸線放水孔 20cm，共 10 級(jí)，級(jí)差 70cm,涵管為穿壩建筑，管長(zhǎng) 45m，高29，寬 ，設(shè)計(jì)放水流量 。放水設(shè)施存在的問(wèn)題現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)，涵臥管有滲漏現(xiàn)象。. 其它設(shè)施大壩無(wú)任何變形、位移滲流觀測(cè)設(shè)施設(shè)備，因此無(wú)法通過(guò)觀測(cè)設(shè)施對(duì)大壩安全狀況作出準(zhǔn)確而及時(shí)的評(píng)價(jià)。. 工程設(shè)計(jì)依據(jù). 工程等別及建筑物級(jí)別文華水庫(kù)總庫(kù)容 12 萬(wàn) m3,有效庫(kù)容 萬(wàn) m3，設(shè)計(jì)灌面為 萬(wàn)畝，根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252—2022）之規(guī)定，該水庫(kù)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(jí)。. 防洪標(biāo)準(zhǔn)文華水庫(kù)為?。ǘ┬退畮?kù)，工程等別為五等五級(jí)，故本次洪水標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)（SL252—2022）》規(guī)定,采用 20年一遇洪水設(shè)計(jì)，200 年一遇洪水校核。. 設(shè)計(jì)采用主要規(guī)范①《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252—2022）。②《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201—94）。③《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274—2022）；④《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL2532022)；30⑤《碾壓式土石壩施工組織設(shè)計(jì)導(dǎo)則》（DL/T5116—2022）；⑥《土石壩劈裂灌漿設(shè)計(jì)規(guī)范》；⑦《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》SL6294；⑧《四川省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)》(1984 年)；⑨《土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(SLS6094)；⑩《水庫(kù)工程管理設(shè)計(jì)規(guī)范》SL10696。. 設(shè)計(jì)采用的主要技術(shù)文件①樞紐平面布置圖；②實(shí)測(cè)最大斷面圖；③《水力學(xué)》(第二版下冊(cè))；④《萬(wàn)分之一航測(cè)圖》。. 總體設(shè)計(jì)方案根據(jù)安全鑒定結(jié)論，本次對(duì)該水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)主要包括：增設(shè)防浪墻、大壩防滲、內(nèi)外護(hù)坡整治、溢洪道整治、放水設(shè)施整治，增設(shè)大壩觀測(cè)設(shè)施、水文觀測(cè)設(shè)施，添設(shè)必要的管理設(shè)備及整治進(jìn)庫(kù)公路。. 大壩工程設(shè)計(jì). 方案設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)據(jù)規(guī)范規(guī)定，本水庫(kù)需對(duì)大壩左壩肩進(jìn)行挖填止水槽進(jìn)行滲漏處理，對(duì)大壩壩頂增設(shè)防浪墻，對(duì)內(nèi)外壩坡進(jìn)行整形護(hù)坡。壩頂整治及防浪墻設(shè)計(jì)31據(jù)前述調(diào)洪演算結(jié)果表明，需加高大壩 ，故設(shè)計(jì)在壩頂增設(shè)防浪墻 ，墻頂高程為 ，防浪墻采用 C20 砼現(xiàn)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(jié)石路面，路面下鋪設(shè)砂石墊層,厚度均為 20cm。壩頂外側(cè)采用 ，埋入壩頂下土層內(nèi)。大壩左壩肩開挖止水槽進(jìn)行滲漏處理設(shè)計(jì)因本工程滲漏不集中且量不大，為散漏現(xiàn)象，故設(shè)計(jì)對(duì)大壩左壩肩滲漏處進(jìn)行采用開挖止水槽進(jìn)行滲漏處理，開挖長(zhǎng)度為 15m，深度為 2m，槽寬 1m，采用粘土回填夯實(shí)。內(nèi)壩坡整治工程內(nèi)坡按 1： 的原坡比進(jìn)行整形，然后用 C15 砼六面塊進(jìn)行護(hù)坡。外壩坡整治工程外壩坡仍按坡比 1： 和 1： 的坡度進(jìn)行整形，然后從坡頂至坡腳采用種草綠化護(hù)坡，以防雨水沖刷。對(duì)大壩外壩坡壩肩兩側(cè)設(shè)順坡向排水溝,排水溝為 C20 砼現(xiàn)澆，BH=，墻體厚 ，全長(zhǎng)100m。. 整治后大壩安全計(jì)算 大壩滲流計(jì)算計(jì)算工況此次滲漏分析計(jì)算以本次復(fù)核后的水位為標(biāo)準(zhǔn)。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(shè)計(jì)洪水位 形成的滲流期；工況三：上游校核洪水位 ,下游無(wú)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(shù)文華水庫(kù)無(wú)任何地質(zhì)資料，本次壩體土滲透系數(shù)采用同類工程類比確定。即：滲透系數(shù) 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(jì)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(jìn)行滲流穩(wěn)定分析，以河海大學(xué)與黃委勘測(cè)設(shè)計(jì)院開發(fā)的水工結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)()軟件進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算成果①壩體滲流量:滲流量計(jì)算結(jié)果見表 4－1。文華水庫(kù)整治后大壩滲漏量計(jì)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(zhǎng)度按 70%計(jì)算，年總滲漏量為 萬(wàn) m3，占總庫(kù)容的 %，故壩體滲漏滿足要求。. 原壩坡穩(wěn)定復(fù)核基本資料：大壩為 5 級(jí)建筑物，根據(jù)規(guī)范要求，相應(yīng)的壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)如下表：土壩壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)表 4－2 大壩類別 建筑物級(jí)別 正常運(yùn)用情況 非常運(yùn)用情況Ⅰ 非常運(yùn)用情況Ⅱ均質(zhì)土壩 5 壩坡穩(wěn)定計(jì)算采用畢肖普法。計(jì)算程序采用河海大學(xué)工程力學(xué)系和黃委會(huì)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院編制的土石壩穩(wěn)定分析系統(tǒng)（）。文華水庫(kù)壩坡材料物理力學(xué)指標(biāo)表表 4－3飽固快 非飽固快材料 內(nèi)聚力(kPa)摩擦角(176。)內(nèi)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(shù)KC填土 28 17 20 1980 1860 1010 105堆石棱體 0 32 0 34 2120 2060 1120 10134計(jì)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(shí)形成的穩(wěn)定滲流期+地震；下游壩坡：(1) 工況一：設(shè)計(jì)洪水位 時(shí)形成的滲流期；文華水庫(kù)壩坡穩(wěn)定整治后計(jì)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(jīng)計(jì)算可知：上下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)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(nèi)坡的滲漏點(diǎn)，進(jìn)行開挖 20m 長(zhǎng)的止水槽然后采用粘土回填夯實(shí)，然后整形護(hù)坡。處理時(shí)采用機(jī)杠開挖機(jī)械夯實(shí)，各種指標(biāo)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，灌漿后的各種指標(biāo)應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。. 大壩白蟻整治35對(duì)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(rùn)線之間的壩坡斜面各開一條 *(寬*深)的順溝,通過(guò)開溝來(lái)截?cái)鄩误w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(duì)孔作灌液處理。三是設(shè)置毒土隔墻,在開挖的順溝分層回填時(shí),噴一次預(yù)防藥劑,直至回填完畢。四是施放毒餌誘殺包,對(duì)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(shè)計(jì)對(duì)其加高過(guò)墻并全面襯砌，以利安全行洪。溢洪道水面線及邊墻復(fù)核推算在溢洪道堰頂寬為 ，下泄最大流量 27m3/s 時(shí)的和水面線和復(fù)核各段現(xiàn)有邊墻高度是否滿足要求，采用分段求和法計(jì)算水面曲線，計(jì)算各段所需要的邊墻高度，不考慮摻氣影響，進(jìn)口段采用公式 B＝Q/MH 2/3計(jì)算，陡坡段采用明渠均勻流公式 Q＝AC（Ri） ，結(jié)果見下表。文華水庫(kù)溢洪道邊段高度復(fù)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(xiàn)狀 差值 是否滿足要求進(jìn)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(fù)核結(jié)論：由上表可看出，文華水庫(kù)溢洪道現(xiàn)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(jù)前述調(diào)洪演算結(jié)果設(shè)計(jì)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(xiàn)澆，邊墻每隔 5m 設(shè)伸縮縫一條，底板橫向排水溝一條，底板中部設(shè)縱向排水溝一條。對(duì)控制段的右岸高邊坡清除松軟體下部現(xiàn)澆砼邊墻即可，對(duì)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(guò)大時(shí)采用毛石砼回填后再用 C20 砼現(xiàn)澆。. 放水設(shè)施工程整治設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)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(nèi)坡，整治后的涵管長(zhǎng) 45m，分 12 級(jí)，級(jí)差 ，放水孔直徑為 20cm，其放水流量達(dá)到 。其詳細(xì)設(shè)計(jì)見設(shè)計(jì)圖紙。. 其它工程整治觀測(cè)設(shè)施布置在大壩壩軸線和內(nèi)外坡中部軸線兩岸每一縱排測(cè)點(diǎn)的延長(zhǎng)線上各布設(shè)一個(gè)工作基點(diǎn)和校準(zhǔn)點(diǎn)，各種基點(diǎn)均布設(shè)在兩岸巖石和堅(jiān)實(shí)土基上，共需37增設(shè)觀測(cè)點(diǎn) 10 個(gè)；在壩體上共布置 6 個(gè)觀測(cè)樁，其中上游坡在正常水位以上布置一排 3 個(gè)，下游坡兩排 3 個(gè)，詳見圖紙。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用 C20砼澆筑，觀測(cè)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(qiáng)制對(duì)中設(shè)備。水文觀測(cè)針對(duì)水庫(kù)降雨量、水位的觀測(cè)，本次增設(shè)自計(jì)雨量、水位觀測(cè)設(shè)施各一套、大壩滲流觀測(cè)設(shè)施一套，另外在大壩庫(kù)內(nèi)接近大壩較穩(wěn)定的地點(diǎn)增設(shè)水位標(biāo)尺。觀沒(méi)設(shè)備根據(jù)工程需要，本次配置水準(zhǔn)儀一臺(tái)，經(jīng)偉儀一臺(tái)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，完成文華水庫(kù)樞紐工程除險(xiǎn)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(wàn)工日。38. 施工條件. 工程條件 工程概況文華水庫(kù)位于廣元市元壩區(qū)元壩區(qū)清水鄉(xiāng)文華村六社境內(nèi)，壩址地理坐標(biāo)東徑 105176。51’49”，北緯 32176。03’10”，距清水鄉(xiāng)場(chǎng)鎮(zhèn) 2km。是元壩區(qū)境內(nèi)的一座以人畜飲水為主，兼有防洪、灌溉等綜合利用的小（二）型水利樞紐工程。本次整治加固工程，包括增設(shè)防浪墻、右壩肩防滲治漏、白蟻防治、內(nèi)外坡整形護(hù)坡、溢洪道整治、放水設(shè)施整治、防汛公路整治和增設(shè)觀測(cè)設(shè)施等工程。 交通條件工程溢洪道處有一條通往清水場(chǎng)鎮(zhèn)的土公路，材料可運(yùn)輸至大壩。. 自然條件水文氣象水庫(kù)流域地處亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和，降雨較充沛，四季分明，具有冬暖春旱，無(wú)霜期長(zhǎng)，夏熱多干旱，降雨不均，秋多陰雨，日照較充足等特點(diǎn)。春旱、夏旱、伏旱及冬干均有發(fā)生。區(qū)內(nèi)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(nèi)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(wú)霜期 240 天，多年平均相對(duì)濕度 69%，平均