【文章內容簡介】 峰流量（ m3/s） 最大下泄流量（ m3/s） 最高水位（ m） 最高水位庫容（ 104m3） 17 17 水庫除險加固工程 14 第 三 章 工程地質 勘察工作主要是 根據(jù) 設計要求和有關工程地質勘察規(guī)范，如《水利水電工程地質勘察規(guī)范》（ GB5028799）以及《巖土工程勘察 規(guī)范》（ GB500212020）等，結合庫壩現(xiàn)狀的實際情況 進行 ， 進行 本次勘察工程主要沿主、副壩壩頂軸線各布設 2 個鉆探孔，孔距在主壩 35m，副壩 28m，鉆孔深度一般入壩基土 3～ 5m。同時取土樣和作標貫試驗。此外，對有關的天然建筑材料也進行調查了解。 野外勘察施工于 2020 年 12 月 25～ 26 日進行，共計完成 的 工作量： 鉆探孔 4 個 總進尺 原位標貫試驗 13 次 取土樣作土工試驗 9 組 (含擊實樣 1 組 ) 觀測地下水位 4 孔次 天然建筑材料 3 處 本報告 提供的 地 層滲透系數(shù)均為室內土工試驗結果。 一、庫區(qū)地形地貌特征和地質條件 ㈠ 區(qū)域地質概況 179。179。179。 水庫位于 北東走向的潮安 普寧深大斷裂帶南面段的南東側。水庫周圍出露的巖石地層為 燕山 五 期花崗 斑 巖 [γπ 53（２） ]小 巖體 ，其東邊和北邊是上侏羅統(tǒng)次火山巖石英斑巖 [λπ J3]分布區(qū)。該巖體目前尚未發(fā)現(xiàn)有明顯的斷裂構造跡象，是相對穩(wěn)定地段。 在地貌上，庫區(qū)周圍地層風化剝蝕形成的山體多呈圓頂山，山體高程一般為 100～ 150m，坡度平緩，沒有出現(xiàn)危險邊坡，風化土和植 被不甚發(fā)育。 水庫除險加固工程 15 ㈡ 庫壩巖土地層工程地質特征 主壩和副壩呈折線相連接組成“ ∟ ”型，兩頭都座落在覆蓋有強度較高的坡殘積土坡上，山體平緩穩(wěn)固。根據(jù)本次鉆探揭露的情況，主、副壩巖土地層相似，自上而下總體可分為 3 層： 二、 大壩壩體評價 ① 壩體素填土（ QmL） 壩體鉆探 填土最大厚度 ， 其土料都來自水庫區(qū)的坡殘積土，主要為砂質粘性土（室內土工定名為“粉土質砂”）， 呈淺黃 ～土黃色，干～稍濕，巖芯松散狀，半固結。含 粗粒土（＞ 2mm） 成分占 %，粉粘粒 為 %,有大量風化巖碎塊 ,標貫實測擊數(shù) 4～ 5 擊 ，地基承載力特征值 fak=90kpa，其它主要物理力學指數(shù)平均值為：含水量ω =%，干密度 Pd=，孔隙比 e=，液限 WL=%，固結慢剪粘聚力 C=，內摩擦角 φ =，垂直滲透系數(shù)大值平均值 K=179。 103cm/s。 ② 壩基坡積土（ Qdl） 厚度 ～ ， 平均 ，呈磚紅色～棕黃色的 粉 砂質粘土（室內土工定名為“粉土質砂”），稍有粘性，含多量石英砂粒，很濕，可塑、標貫實測擊數(shù) 12～ 13 擊，地基承載力特征值 fak=190kpa。 ③ 壩 基殘積土 (QeＬ ) 鉆探未鉆完本層，鉆見視厚度 ～ ，平均 ，是花崗斑巖風化殘積的砂質粘性土（室內土工定名為“粉土質砂”） ,呈褐黃～棕黃色，很濕，硬可塑。粗粒土（＞ 2mm）含量占 %，粉粘粒 %，土體中含有少量鐵銹色結核小團粒。標貫實測擊數(shù) 15～ 16 擊，地基承載力特征值 fak=210kpa。其他主要物理力學指數(shù)平均值為：含水量水庫除險加固工程 16 ω =%，干密度 Pd=，孔隙比 e=，液限 WL=%，固結慢剪粘聚力 C=，內摩擦角 φ =，垂直 滲透系數(shù)大值平均值 K=179。 105cm/s。 三、天然建筑材料 ㈠ 土料場 經初步調查，筑壩加固的土料可選在庫區(qū)內庫壩以北約 100m 處的小山坡地取得。該處是花崗斑巖風化的坡殘積土，為淺黃～黃褐色的砂質粘性土，分布范圍面積大，可采厚度 2～ 5m，估計儲量超過 8 萬m3 ， 據(jù)料 場 所 取的 擊 實 土 樣實 驗 結 果 ，土 料 的 最大 干 密度Pdmax=，最優(yōu)含水量 ω 0=%。 ㈡ 石料場 經選擇，石料可選在位于該水庫以東約 150m 處的小山上，該處有較多的石頭裸露，石料為新鮮的花崗斑巖，灰色～肉紅色，斑狀 結構，巖石體節(jié)理不甚發(fā)育，塊度好，開采條件良好，估計儲量超過 2 萬 m3，適合建壩塊石和碎石用料，交通運輸不夠方便 。 ㈢ 砂料場 水庫附近沒有 天然砂料場，砂料可選在捷勝鎮(zhèn)靠近海邊的溝谷出口處砂場供應站購買，該砂料為粗砂，質量優(yōu)良，儲量大，可滿足本工程的需求，交通運輸方便，但路程稍遠，距本庫壩約 15km。 水庫除險加固工程 17 第四章 工程加固設計 一、 工程總體布置 179。179。179。 水庫位于 179。179。179。 鎮(zhèn) 179。179。179。村 以北約 3km 處的丘陵山區(qū)中。水庫于 1972 年冬興建，是一宗集灌溉和防洪于一體的?。ǘ┬退畮欤浼昝娣e ，正常庫容 15 萬 m3，捍衛(wèi)人口 3000 人，有效灌溉面積 120 畝。三十多年以來，在防訊抗旱、灌溉等方面發(fā)揮了基礎性作用。 本水庫屬?。ǘ┬退畮?，工程等別為 Ⅴ 等，主要建筑物為 5 級，次要建筑物為 5 級。 設計防洪標準為 P=5%（ 20 年一遇）； 校核防洪標準為 P=%（ 200 年一遇）； 溢洪道消能防沖設計標準為 P=5%（ 20 年一遇）。 該水庫樞紐建筑物主要有主壩和副壩及溢洪道、放水涵等。其中主、副庫壩都為均質土壩，壩頂軸長分別為 114m 和 110m， 壩面寬窄懸殊 ，最大壩高 12m，壩頂高程 。 溢洪道位于主壩右壩頭以西約 100m處的小山坡下，堰頂寬度 ，進口底板高程 ，放水涵為粘土瓦管，管徑 。 二、 大壩工程加固設計 ㈠ 大壩高度 復核 ? 波浪爬高計算 ① 水位： 由調洪計算可知，水庫的設計洪水位和校核洪水位分別為： 設計洪水位：（ P=5%）為 ； 校核洪水位：（ P=%）為 ； 水庫除險加固工程 18 ② 水深： 設計洪水位時：壩前水深 ，風區(qū)內平均水深 5m； 校核洪水位時：壩前水深 ，風區(qū)內平均水深 。 ③ 風速： 本工程的大壩主要受正 西 北風影響，根據(jù) 179。179。179。市 氣象站提 供的資料，陸地 西 北風十分鐘多年平均最大風速為 VNW=，取氣象臺隱蔽系數(shù) K1=，地形系數(shù) K2=1。由 K1K2= 和 VNW=,查《水工設計手冊》（水利電力出版社 1984 年版）中圖 1742 得風速為 ,按表 1745 取庫面風速比陸地增大 10%，所以庫面風速 V 庫 NW=。 計算風速：正常工況時 V 設 = 庫 NW=；非常 工 況 時 V 校=V 庫 NW=。 ④ 等效風區(qū)長度 179。179。179。 水庫主壩主要受西北風影響，風作用水域的長度采用等效風區(qū)長 度，即在水域平面圖上，從計算點逆風向作主射線，它與水域邊界點的距離為 D0（α 0=0），然后在主射線兩側每隔 176。作射線，它與水域邊界交點的距離為 Di（ i=177。 1，177。 2?177。 6），并按下式計算等效風區(qū)長度 De。 De= ??iiiD ??coscos2 (i=0，177。 1??177。 5) 《 SDJ218— 84》 式中： De為等效風區(qū)長度 (m)， Di為各射線由計算點至對岸的距離，由萬分之一地形圖上量取。 α i為計算方向與主射線夾角，α i=i179。 176。 計算結果如表 41： ⑤ 吹程計算： 由本庫 區(qū)的萬分之一地形圖和《水工設計手冊》（水利電力出版社1984 年版）中有關公式可算得： 水庫除險加固工程 19 設計工況（ P=5%）：吹程為 ；校核工況（ P=%）：吹程為 。 表 41 主壩等效風區(qū)長度計算表 i α i cosα i 設 計 情 況 校 核 情 況 Di(m) Dicos2α i Di(m) Dicos2α i 6 45 42 21 44 22 5 51 32 53 33 4 30 630 472 635 476 3 80 68 85 73 2 15 88 82 92 86 1 127 125 131 129 0 0 1 290 290 295 295 1 263 258 268 263 2 15 178 166 181 169 3 163 139 168 143 4 30 144 134 146 136 5 107 67 112 70 6 45 80 40 85 42 合計 1894 1937 ⑥ 風浪爬高計算 水庫迎水面為漿砌石護坡， 水面線以上 坡比為 1： ，風浪爬高計算采用 “K ” 程序進行 （計算過程詳見附錄 附錄 6） ，結果如下： 設計工況（ P=5%），累積概率爬高值 R 設 =，波浪壅高值e=179。 104。 校核工況：（ P=%），累積概率爬高值 R 校 =，波浪壅高值e=179。 104。 ? 壩頂 超高 計算 及確定 根據(jù)《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（ SL2742020），壩頂在靜水位以上的超高由下列 公式確定 （計算過程詳見附錄 7） ，即 Y=R+e+A 式中： Y —— 為計算超高值； R —— 為波浪爬高值，具體取值見上面計算； A —— 為安全超高，其值查《碾壓式土石壩設計規(guī)范》設計工況時為 ，校核工況時為 。 E —— 為波浪壅高值，具體取值見上面計算； 水庫除險加固工程 20 表 42 壩頂高程計算表 水位（ m） 風速（ m/s） 風區(qū)長度（ m） 波浪爬高（ m） 涌浪水高 （ m） 安全超高 A（ m） 所需壩頂高（ m） 現(xiàn)壩頂高程（ m） 設計情況 163 *104 校核情況 167 *104 由上面的計算結果可知，本次安全鑒定計算得的壩頂高程由 設計工況控制。 水庫現(xiàn)狀壩高 ，由此可知水庫主壩需要加高。 ㈡ 大壩浸潤線計算 ? 壩體土樣物理力學指標表 表 43 壩體土樣物理力學 參數(shù) 表 項目 垂直滲透系數(shù) 直剪試驗 (慢剪 S) 密度 (濕 /干 ) 土粒比重 空隙比 飽和重度 k(cm/s) c(kPa) φ (186。) ρ (g/cm3) Gs e γ sat(kN/m3) 平均值 小值平均值 大值平均值 以上表 43 是根據(jù)《 廣東省 179。179。179。市 城區(qū) 179。179。179。 鎮(zhèn) 179。179。179。 水庫加固工程工 地質 勘察 報告》中的地層主要物理力學參數(shù) 表、土工試驗報告等整理所得。 ? 計算工況： 因壩體與壩基殘積層、 坡 沖積層的滲透系數(shù) 不接近 ，故按有限深度 不 透水地基、壩腳 帖坡排水 水工況進行計算。 電算程序為“理正巖土滲流計算分析程序”， 結果見下表 44,45。（ 計算過程詳見附錄8） ① 正常蓄水位（ ），無下游水位工況下的壩體穩(wěn)定滲流浸潤線。 ② 庫水位從設計洪水位（ ）按正常泄洪降至正常蓄水位（ ），無下游水位的現(xiàn)狀壩頂上游坡非穩(wěn)定滲流浸潤線。 水庫除險加固工程 21 44 加固后主 、副 壩各種工況下浸潤線計算結果 工況 上游水位（ m） 下游出逸點高度 （ m） 滲流量（ m3/d178。 m） 逸出情況 1/3壩高水位 落入 貼 坡排水 正常高水位 落入 貼 坡排水 設計洪水位 校核洪水位 設計水位降至堰頂水位 落入 貼 坡排水 表 45 主 壩浸潤線坐標 初始浸潤線坐標 降后浸潤線坐標 設計洪水位 正常高水位 校核洪水位 X(m) X(m) Y(m) Y(m) X(m) Y(m) X(m) Y(m) X(m) Y(m) ? 浸潤線計算 計算工況及其相應參數(shù) 水位降落工況：水庫水位從 降至堰頂水位 水庫 設計 水位從 降至 堰頂 水位 歷時 t=＝ 天 (詳見 TH3 電算附錄 3) 平均日下降速度 tHV /?? ＝ ＝ 水庫除險加固工程 22 K=179。 103cm/s＝ （小值平均值）μ＝ K/μ v=∵ 60＞ K/μ v=＞ 1/10∴ 屬于緩降，需計算各時段浸潤線 ㈢ 大壩穩(wěn)定分析計算 根據(jù)實測的大壩現(xiàn)狀斷面和設計斷面，按規(guī)范要求分別對壩體進行穩(wěn)定分析評價。采用計及條塊間作用力的簡化畢普肖法進行穩(wěn)定分析，強度計算方法采用有效應力法，并應分別計算下列工況： ? 正常蓄水位穩(wěn)定滲流條件下的下游壩坡。 ? 庫水位從設計洪水位按正常泄洪降至正常蓄水位的非穩(wěn)定滲流上游壩坡。 ? 地震時的設計工況。 本階段需對加固后主壩的