【文章內(nèi)容簡介】 全鑒定，鑒定結(jié)論是：李家溝水庫大壩屬三類壩，建 議盡快進(jìn)行除險加固處理 除險加固的必要性 現(xiàn)場檢查存在的問題 由于受當(dāng)時歷史條件制約，水庫施工質(zhì)量差，竣工運行以來出現(xiàn)多處病害，長期帶病運行。本次設(shè)計根據(jù)水庫除險加固工程設(shè)計導(dǎo)則要求。通過檢查大壩、溢洪道及放水設(shè)施等主要建筑物存在的安全問題，結(jié)論如下： 大壩部分 ①壩頂： 壩頂為自然土路面，降雨不能通行，對大壩維修及汛期防汛不利。 ②上游壩坡 : 上游壩坡沒進(jìn)行護(hù)面處理，壩坡面不規(guī)整，沖刷侵蝕嚴(yán)重。 ③下游壩坡： 背水面右側(cè)有較大面積的土體產(chǎn)生了變形、塌陷和滑動，結(jié)合鉆孔資料，土體最深滑移面達(dá) 4m。下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求；且壩面雜草、樹木從生，無壩面排水系統(tǒng)；壩趾排水棱體部分已被掩埋，且有部分坍塌，從現(xiàn)狀出露的排漢濱區(qū)李家溝水庫除險加固設(shè)計 2 水棱體表面看，排水體不規(guī)整且排水不暢。 （ 1） 溢洪道評價： 溢洪道設(shè)計雖滿足泄洪能力需要。但現(xiàn)狀溢洪道折線堰為寬 ，高 的漿砌石結(jié)構(gòu)，堰體砌石部分裂縫、脫漿，漏水嚴(yán)重，堰后側(cè)槽底板襯砌厚度不夠，現(xiàn)狀沖刷破壞嚴(yán)重，已形成深 沖坑；泄槽左側(cè)為約 8m 高邊坡，側(cè)槽邊墻砌筑高約2m 砌石，溢洪道泄洪時，水位高于側(cè)墻，沖刷邊坡，對溢洪道泄洪帶來安全隱患，一旦邊坡坍塌，將淤塞 溢洪道。 （ 2） 引水設(shè)施部分： 引水設(shè)施雖經(jīng) 2021 年處理，但在 2021 年 7 月因柴頭堵塞，無法正常放水。 （ 3） 其它設(shè)施： ①水庫無水位尺，無雨量觀測設(shè)施； ②大壩無滲漏、位移變形等觀測設(shè)施； ③大壩無管理房及抗洪設(shè)施； 除險加固的必要性 水庫運行 50 多年以來，為工程所在的劉營村及附近村莊的農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮了巨大的作用。 1958 年 3 月完工， 1965 年因漏水，壩體滑動后進(jìn)行整修， 1977 年 7 月因上游堰塘跨壩，導(dǎo)致李家溝水庫漫壩，壩體形成深槽，淹沒下游劉家營村，沖毀大量房物及農(nóng)田，后回填坍塌壩體，烣復(fù)水庫 部分功能，施工時均為人工填筑，也未對壩體加寬，安全難以保障，且不能發(fā)揮正常效益。 水庫下游居民人口較集中，劉營村、石天高速公路均在水庫下游，一旦水庫失事，將會造成較大的災(zāi)害損失。因此，李家溝水庫除險加固對該地區(qū)至關(guān)重要，應(yīng)從速立項以除后患。 設(shè)計依據(jù)及任務(wù) 設(shè)計依據(jù) (1)《水電樞紐工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》 SL2522021； (2)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》 GB5020194； (3)《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 DL/T 50571996； (4)《溢洪道設(shè)計規(guī)范》 SL2532021； (5)《 碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》 (SL2742021)； (6)《水利水電工程工程量計算規(guī)定》 (DL/T50881999)； (7)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計導(dǎo)則 》 SL18996； 漢濱區(qū)李家溝水庫除險加固設(shè)計 3 (8)《陜西省中小型水庫工程險除加固初步設(shè)計報告 編制規(guī)程》 (9)《安康市漢濱區(qū)李家溝水庫大壩安全鑒定報告》。 設(shè)計任務(wù) 針對水庫目前存在的主要問題，確定除險加固工程初步設(shè)計的主要任務(wù)為： （ 1） 壩體：對壩體上、下游壩坡進(jìn)行護(hù)坡加固處理，增設(shè)踏步，壩頂路面硬化；背水坡設(shè)置排水系統(tǒng)；清理壩直坡積物，加固排水棱體。 （ 2） 加厚下游 壩體，使其抗滑滿足規(guī)范規(guī)定要求。 （ 2）對現(xiàn)狀溢洪道工程進(jìn)行復(fù)核、加固水毀段，保證行洪安全通暢； （ 3）加固改建引水設(shè)施，對其進(jìn)行翻修加固； （ 4）增設(shè)管理房； （ 5）完善水庫工程監(jiān)測設(shè)施。 水文 （ 1）水文氣象概況 李家溝水庫樞紐位于安康市漢濱區(qū)五里鎮(zhèn)劉營村境內(nèi)，月河右岸支溝李家溝下游，水庫樞紐距安康市約 10km。壩址以上流域面積 ，河道長度 ，平均比降 ‰。 漢濱區(qū)屬于北亞熱帶大陸濕潤性季風(fēng)氣候區(qū)。氣候溫和，雨量充沛，四季分明，無霜期長。年平均氣溫 ℃ 。 無霜期 263 天 。 流域 年均降水量 850mm， 60%集中在 9 月，最低值 (1966 年 ) ，最大值為 (1983 年 ) 相差 。 工程控制流域僅為 ，為特小流域，流域內(nèi)無水文站。本設(shè)計水文計算按照無資料地區(qū)，依據(jù)《安康地區(qū)水文手冊》采用多種方法計算，進(jìn)行合理性分析。 （ 2）設(shè)計洪水 依據(jù)《安康地區(qū)水文手冊》，按照無資料地區(qū)計算李家溝水庫設(shè)計洪水，采用洪峰面積相關(guān)法、綜合參數(shù)法、推理公式法進(jìn)行多方案分析計算。不同方法計算的洪峰流量列入表 。 表 :洪 峰面積相關(guān)法計算成果表 從表 可以看出，三種方法計算出的設(shè)計洪水成果值均有差異。 本工程控制面積 ，屬于特小流域。 洪峰面積相關(guān)法為單因素的經(jīng)驗公式，忽略了河長、坡度等地形特征值的影響以頻率 洪峰面積 相關(guān)法 綜合參數(shù)法 推理公式法 采用值 P=％ P=％ 漢濱區(qū)李家溝水庫除險加固設(shè)計 4 及植被損失等下墊面和匯流過程等重要因素，僅以綜合參數(shù) Kn 表現(xiàn)。對于特小流域，不能準(zhǔn)確反映各流域的特殊性，其結(jié)果僅供參考。 綜合參數(shù)法 也忽略了植被損失等下墊面和匯流過程等重要因素，同樣不使用于特小流域洪水計算。 對特小流域暴雨洪水，無論是暴雨的時空分布或流域匯流特性，推理公式更能適應(yīng)其概化條件。但是其參數(shù)為統(tǒng)計經(jīng)驗值，與實際存在一定的差異。 本工程為特小流域，一旦發(fā)生特大暴雨，匯流時間極短，為安全起見，洪水采用前三種方法推求的最大值，設(shè)計洪水為 Q=（ 20 年一遇），校核洪水Q=（ 200 年一遇）。 （ 3） 設(shè)計洪水過程 本工程為無資料的特小流域，洪水過程線采用三角形概化過程線法推求。結(jié)果見表 。 表 : 洪水過程線成果表 P(%) 5 歷時 (h) 流量 (m3/s) 歷時 (h) 流量 (m3/s) 0 0 0 0 工程地質(zhì) （ 1）區(qū)域地質(zhì)概況 李家溝水庫樞紐位于月河一級支流李家溝下游，流域呈狹長帶狀。地勢北高南低，壩址上游兩岸地形陡峻，坡度 45176?！?60176。之間，峰谷高差 50~200m， 為侵蝕中低山地貌 。 水庫樞紐區(qū)位于秦巴山脈之間，大地構(gòu)造位于南秦嶺東 西向構(gòu)造帶中段南部，屬月河斷陷盆地。盆地南為鳳凰山復(fù)式背斜，北為牛背山復(fù)式背斜，中部為月河復(fù)式向斜。 （ 2）壩址區(qū)工程地質(zhì)條件 李家溝水庫壩址區(qū)河谷底寬 35m，呈不對稱“ U”型河谷，河床高程 ，溝谷高差 50~100m，屬侵蝕中低山峽谷地貌。左壩肩壩岸坡 為巖質(zhì)邊坡 ，高出壩頂10 多 m，坡角約為 25176。 ~35176。右壩肩為土質(zhì)邊坡，坡頂?shù)陀趬雾?3~5m。兩壩肩 邊坡基本穩(wěn)定。 壩址出露地層主要淤泥質(zhì)土（ Q4L）、殘坡積土（ Q4dl+el）、粉砂質(zhì)粘土（ Q4s）、粉漢濱區(qū)李家溝水庫除險加固設(shè)計 5 質(zhì)粘土（ Q3al）、砂礫石（ Q4al+pl） 、砂礫石（ Q3al）、寒武系（∈）薄層灰?guī)r夾千枚巖，壩址處巖層走向 110176?！?120176。， 傾向 SW， 傾角 35~45176。壩址處巖層走向與岸坡大角度相交，傾向下游。 （ 3）壩體填筑土質(zhì)量評價 李家溝水庫壩體整體表現(xiàn)為不規(guī)則弧形，大壩建設(shè)經(jīng)歷了建壩、加壩和水毀恢復(fù)三次建設(shè)過程，根據(jù)勘察資料，分析壩體填筑土滲透系數(shù)為滲透系數(shù)為*106~*106cm/s，符合設(shè)計要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；壓實度 P=，壓實度未達(dá)到設(shè)計要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，碾壓質(zhì)量較差。應(yīng)對大壩進(jìn)行穩(wěn)定性復(fù)核。 野外地質(zhì)勘查表明，雖然壩體土滲透 系數(shù)符合設(shè)計要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，但壩體仍存在滲漏現(xiàn)象，主要原因是壩體經(jīng)過三次建設(shè)，存在三次填筑結(jié)合面，造成滲水通道；壩體背水面右側(cè)有較大面積的土體產(chǎn)生了變形、塌陷和滑動，結(jié)合鉆孔資料，土體最深滑移面達(dá) 4m，因此建議，對大壩整體進(jìn)行防滲處理。對壩體背水面右側(cè)滑移面上部土體全部清除，再進(jìn)行加固處理。 (4)溢洪道場地工程地質(zhì)條件 溢流堰堰底和左側(cè)側(cè)墻主要由薄層灰?guī)r夾千枚巖強(qiáng)風(fēng)化巖體組成，巖石裂隙發(fā)育，但整體邊坡基本穩(wěn)定。強(qiáng)風(fēng)化巖體基本質(zhì)量級別為Ⅴ級，屬Ⅴ類工程巖體，其承載力特征值的建議值 fak=400kpa，變形 模量 E0 的建議值為 *103Mpa，沖坑系數(shù) k為 。 （ 5）天然建筑材料 庫區(qū)壩址下游月河二級階地區(qū)粉質(zhì)粘土分布較廣，無論儲量還是質(zhì)量均能滿足水庫除險加固工程的筑壩用料要求。 水庫所需砼用砂石料可在五里鎮(zhèn)月河口石場采運，月河口石場砂石料質(zhì)地堅硬，為安康市區(qū)建筑工程主要石料來源，儲量豐富，交通方便，運距約 5km。 工程設(shè)計 李家溝水庫樞紐工程大壩為均質(zhì)土壩，通過查閱資料可知，水庫現(xiàn)狀大壩最大壩高 ，頂寬度 ，壩軸線長約 ，壩頂高程在 500m～ （相對高程） 之間。上游坡比 1:，下游坡比 1:。排水棱體頂寬度 ，高程 484m，外側(cè)坡比 1:，內(nèi)側(cè)坡比 1:。 李家溝水庫樞紐位于安康市漢濱區(qū)五里鎮(zhèn)劉營村境內(nèi)。水庫樞紐建在月河一級支流的李家溝中游。樞紐工程由大壩、溢洪道、放水設(shè)施等建筑物組成，設(shè)計總庫容 萬 m3，水庫灌溉面積 850 畝，是一座以蓄水灌溉為主的 V等小（ 2）型水利樞紐工程。 （ 1）下游壩體培厚 根據(jù)計算，壩體抗滑不滿足規(guī)范系數(shù)要求壩面主要是下壩面，本次設(shè)計時主要考漢濱區(qū)李家溝水庫除險加固設(shè)計 6 慮從下游壩面培厚加固。 壩頂寬度 ，滿足設(shè)計頂寬要求，本次 培厚加固擬主要培厚 壩體。 設(shè)計培厚壩坡時，在高程 設(shè)置馬道，馬道寬 ，壩坡坡比 1:，至高程 排水棱體頂部，排水棱體頂寬 ，下游坡 1:，上游坡 1:1。下游壩體培厚時，原設(shè)計上壩公路結(jié)合壩體填筑設(shè)計布置，沿原高程平移，公路內(nèi)側(cè)采用漿砌石擋墻擋護(hù)公路以上填筑體，擋墻高 1m，頂寬 ，外側(cè)直立，內(nèi)側(cè)坡比 1:。排水棱體頂寬 ，外側(cè)坡比 1:，內(nèi)側(cè)坡比 1:1。排水棱體內(nèi)側(cè)和底部分別設(shè)計反濾層， 反濾層分上、下兩層，上層為 20cm砂礫 石墊層（ d5～ d20），下層為 10cm 厚粗砂墊層（＜ 5mm）。 培厚壩坡 為防止壩面土體流失，在壩坡面設(shè)置干砌石格構(gòu)，格構(gòu)邊長 10m 的菱形網(wǎng)格，漿砌石表面抹 2cm 厚 砂漿，垂直于上游坡面，格構(gòu)寬 ，高 。格構(gòu)間回填砂礫土，平整壩坡后種植草皮。 本次設(shè)計考慮增設(shè)五道排水溝，分別在壩體 高程設(shè)置一道縱向排水溝，排水棱體底部設(shè)貼坡排水溝，左右壩肩沿壩體兩側(cè)山體結(jié)合部位各設(shè)置一道岸坡排水溝。右岸上壩公路內(nèi)側(cè)設(shè)置一道排水溝。岸坡排水溝采用 砂漿砌筑， M10 砂漿抹面，比降為自然山體與壩坡 結(jié)合處的坡比，排水溝斷面為底寬 30cm、頂寬 30cm，深 40cm的梯形斷面， 砂漿砌筑， M10 砂漿抹面；公路內(nèi)側(cè)排水溝為 20cm矩形斷面，縱向排水溝與岸坡排水溝連接，最后排入壩下游河道。 為方便上下壩體，壩后中部由壩頂至壩基設(shè)置臺階，臺階寬 120cm， 砂漿砌筑， M10 砂漿抹面。 （ 2）壩頂 壩頂高程 ，壩頂長 ，壩頂寬 ?，F(xiàn)狀壩頂為土路面，考慮壩體多年運行情況，本次設(shè)計壩頂上、下游側(cè)設(shè)置路緣石，鋪筑泥結(jié)石路面。壩頂泥結(jié)石路面分兩層，上層泥結(jié)石路厚 30cm，下層碎 石厚 15cm。路面施工前，將壩頂草皮及雜物清理，平整輾壓壩體至 300m高程，為便于壩頂排水，設(shè) 2％橫坡傾向兩側(cè)。 （ 3）上游護(hù)坡設(shè)計 上游護(hù)坡從現(xiàn)狀分析、主要是坡面無防護(hù)民，且存在脫坡、壩面不平整，必須先進(jìn)行壩面修整，以保持平整。根據(jù)平次大壩穩(wěn)定復(fù)核，壩坡穩(wěn)定計算滿足規(guī)范要求，故對壩坡不作大的修改。主要內(nèi)容為：對壩坡表面腐質(zhì)土進(jìn)行清基、夯實；對壩面樹根、草皮挖除，表層回填并夯實，壩面清基厚度控制在 ～ 。 上游坡處理從淤積面以下 1m，即處理從 高程以上采用干砌塊石護(hù)坡，干砌石護(hù)坡下設(shè)反 濾層。干砌塊石厚度 30cm，反濾層分上、下兩層，上層為 20cm砂礫石墊層（ d5～ d20），下層為 10cm 厚粗砂墊層（＜ 5mm）。 為加強(qiáng)干砌石護(hù)坡的整體性和穩(wěn)定性，防止干砌石大面積滑落，在大壩坡面增設(shè)漢濱區(qū)李家溝水庫除險加固設(shè)計 7 漿砌石格構(gòu)，格構(gòu)為邊長 8m 的菱形網(wǎng)格，采用 漿砌石砌筑，垂直于上游坡面，格構(gòu)寬 ，高 。 為方便上下壩體，壩前中部由壩頂 至庫內(nèi)設(shè)置臺階，臺階寬 120cm， 砂漿砌筑， M10 砂漿抹面。 （ 4）放水臥管主要采用如下方案： 考慮臥管 2021 處修復(fù)，現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)滿足規(guī)范要求，只因 2021 年柴草堵塞。 本次臥管處理針對堵塞部位進(jìn)行拆除，清除堵塞物，再按原結(jié)構(gòu)恢復(fù)。改造臥管在原位置槽挖后，回填墊層砼，再澆筑 C20 砼。臥管底坡坡比與壩體坡比相同為 1： 2，臥管結(jié)構(gòu)尺寸保持原結(jié)構(gòu)尺寸不變，為 60 60cm，臺階寬 80cm，高 60cm，平臺設(shè)置直徑為 20cm圓形放水孔。 對涵管因壩體加厚，需相應(yīng)將涵管加長，修建至壩外。外延涵管布置在原引水渠位置上，涵管設(shè)計為 50 50cm漿砌石矩形斷面。 （ 5）溢洪道改造 折線堰設(shè)計 結(jié)合現(xiàn)場地形、地質(zhì)條件，本次堰體加固設(shè)計擬在原漿砌石堰體迎水面及堰頂采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加厚處理。迎 水面加厚結(jié)構(gòu)開挖至新鮮基礎(chǔ)面，漿砌石面清理干凈后澆筑鋼筋混凝土，混凝土厚 ，布置雙層φ 12 鋼筋網(wǎng)，鋼筋間距 15cm，保護(hù)層5cm。堰頂加厚砼為保定原