【文章內容簡介】 29 2500 微新巖石 26 45 3200 主要建筑物工程地質 條件 壩基工程地質 河床壩基：為含鈣礫巖，巖層呈巨原層狀，產狀：走向北，傾東傾角200，裂隙少，巖石中等堅硬。沒有構造帶經過，壩基清基至弱風化層，根據本地區(qū)相似巖層類比壩基巖體透率在 10lu 之內，屬微透水 巖體，總之，河床壩基較穩(wěn)定，不存在壩基滲漏。 左右兩岸壩基：巖性與河床壩基相同，沒有構造帶經過，節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖石完整較堅硬，清基弱風化層，其透水性弱，為微透水巖體，但兩岸邊坡較陡， 450600，左岸壩基 可能存在 倒巖，這樣使壩體與岸坡結合難于控制，結合不好。所以，左右岸不存在壩基及繞壩滲漏，但與岸坡結全部位可能產生滲漏。 、溢洪道工程地質 溢洪道位于 壩肩巖體上人工開挖，開敞式溢洪道。巖性為含鈣礫巖。產狀：走向北，傾東，傾角 200巖石不完整，節(jié)理裂隙不發(fā)育，沒有斷層經過，為弱風化。左岸 邊坡 較陡達 600700，不利于穩(wěn)定，巖石強度中等抗沖刷能力較差。 放水涵管工程地質 放水涵管在右岸巖體上，巖性為含鈣礫巖，涵管所經過的巖體為弱風化，節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖石完整較堅硬，地質條件良好。 主要建筑物 工程質量評價 大壩工程質量 大 壩 于 1968 年開工興建，按粘土心墻壩設計施工，據施工回憶錄，心 19 墻土是從 1 公 里 外取來的粘性土，內外壩體土則是耕作層和山體表層風化殘積土。土料不均勻，土質較差。木夯人土筑土，土的密實度不夠。原來壩高 米，后經兩次加壩，壩高達 米，但心墻未加高，還是 米。①上游壩體土：在內坡 163166 高程內挖了五個探抗（ TK1TK5）對壩體進行觀察，壩頂挖了五個探坑（ TK6TK12）進行觀察，并在 TK1TK5各取一組原狀土樣進行室內試驗。綜合室內外資料分析；土質為粘土質礫，灰紅—— 灰黃色，稍濕，結構稍密?？伤軤顬橹?。 從室內土工資料分析：礫石、礫石含量一般 3359%，粘粒含量平均%，最大 %，最小 6%，天然含水量一般 1520%，算術平均值 %。干溶重算術平均值 ,小值平均 g/cm3，濕容重算術平均值 g/cm3 小值平均值 g/cm3，孔隙比 ，凝聚力算術平均值，小值平均值 ，內摩擦角算術平均值 度，小值平均值 度。滲透系數(shù)算術平均值 104cm/s，大值平均值 104cm/s。 據以上資料分析：上游壩體土土質一般為礫石、碎石含量高，碾壓質量較差，壓實度偏小。 ②防滲心墻土 在壩頂挖了五個探坑（ TK6TK12）觀察心墻土情況，并備挖坑原狀土樣進行室內土工試驗 綜合室內外資料分析：土質 為粘土質砂鍋，碎礫含量 1424%，算術平均值 %，粘粒含量 812%。算術平均值 %，含水量 1619%，算術平均值 %。濕密度算術平均值 。干密度算術平均值 。孔隙比算術平均值炎 ，小值平均值。內摩擦角算術平均值 度，小值平均 度。滲透系數(shù)算術平均值 104cm/s，大值平均值 104cm/s。 據以上資料分析：壩體防滲心墻土粘粒含量 15%，土質較 差 ，碾壓質 20 量 差，滲透性偏大，（ k1 105cm/s） ,不符合防滲心墻土質及滲透性要求。 ③下游壩體土，據施工回憶錄及現(xiàn)場觀察，下游體土與上游壩體土相近，土質差，碾壓質量差。 ④排水棱體：據現(xiàn)場檢查，排水棱體表面不平整，塊石堆砌稍緊密，呈臺階狀，塊石成份為紅色礫巖，塊既 ，少量碎塊狀大部分呈強風化或弱風化。 ⑤壩體質量綜合評價 據以上資料分析可知：大壩上下游土質一般，礫石念量偏高，碾壓質量較差，心墻土土質及碾壓質量較差，滲透性偏大，大壩存在埁體滲漏問題。 （ 2）壩體土物理力學性質的確定： 含水量、密度、 飽和度、孔隙比的建設值按算術平均值取值。凝聚力、內摩擦角指標按小值平均值取，滲透系數(shù)按大值平均值取，壩本土的物理力學指標建議值見 表 壩體填土及壩基土物理力學指標 指標 部位 含水 量(%) 濕容重(g/cm3) 濕容重(g/cm3) 總應力指標 有效應力指標 滲透 系數(shù) (cm/s) 壓縮 系數(shù) 允許 滲透 坡降 承載 力特 征值 (Kpa) 凝聚力(Kpa) 內摩擦角 (176。 ) 凝聚力(Kpa) 內摩擦角 (176。 ) 上下游壩體土 174 104 心墻土 4 22 25 104 21 溢道工程質量 溢洪道巖基巖石完整，裂隙少，對溢洪道的穩(wěn)定有利，但巖石抗沖刷能力差。溢洪道未襯護，出口無消能設施，易沖帽破壞。 放水涵管工程質量 放水涵管巖基為弱風化巖，巖石裂 隙少，相對穩(wěn)定。但涵管本身用 漿砌石邊墻，頂墻安放條石 ， 條石接縫處的裂縫大，未進行襯砌， 抗沖刷能力差 ，易接觸沖刷， 施工質量差，現(xiàn)在裂縫較多，漏水嚴重 ，出水渾濁 。 天然建筑材 土料場 土料場位于 高興鎮(zhèn)老圩 村 石子陂 處，距大壩 約 公里，料場為一斜坡地，無用層 米，土料為褐紅、淺黃色，網紋狀構造，可塑狀，經取樣分析為含砂你液限粘土，其中礫石 %，砂 %，粉柆 %，粘粒 %，內摩擦角 16176。，凝聚力 ，最大干容重 ，最優(yōu)含水量 %，滲透系數(shù) 106cm/s，該料場土科可作為大壩防滲土料。儲量 萬 m3,料場邊有公路。 石料場 上蜜石料場 石 料場位于高興鎮(zhèn)上蜜村附近的山體中，山體較雄厚，植被較發(fā)育，山體坡度 30～ 50176。料場石質為石英砂巖夾粉砂巖，灰～青灰色，粉細砂粒結構，中厚層狀，節(jié)理裂隙較發(fā)育，弱微巖石質地堅硬，物理力學性能較好，抗風化能力強。料場表層無用層（強風化）厚 3～ 5m，可采有用層平均厚約 10m，可開采面積約 2 萬 m2，塊石成材率 50%左右，有用層塊石計算儲量 10 萬 m3。 該料場現(xiàn)為商品采石場，供應塊石料及碎石骨料，有公路可通至壩區(qū)，交通運輸方便，運距約 20km。塊石料及碎石骨料可在該料場直接購買使用。 22 砂礫石料場（ B） 歲水河砂礫石料場（ B）：料場位于高興鎮(zhèn)蒙山村～文溪村附近的歲水河河床上，現(xiàn)有多處商品砂礫石料場，砂約占 60～ 70%，礫卵石約占 30～40%，其中砂以中粗砂為主，部分為中細砂，據室內試驗顆分成果，砂的平均粒徑為 ，細度模數(shù)為 。礫卵石成份以石英、砂巖為主，呈磨園～次磨園狀，粒徑以 2～ 5cm 為主。料場表層無用層厚度 0m，可采有用 層平均厚度 2m 左右，可開采面積約 10 萬 m2，計算總儲量約 20 萬 m3，其中砂12～ 14 萬 m3，礫卵石 6～ 8 萬 m3。料場有公路可直通壩區(qū)，交通運輸方便，運距約 9～ 11km，砂及礫卵石可在各處商品砂礫石料場直接購買使用。 結論與建議 （ 1）大壩巖基為弱風化礫巖，節(jié)理裂隙不發(fā)育為弱 微透水巖體，巖基穩(wěn)定性較好。壩基滲漏及繞壩滲漏極小，但兩岸邊坡較陡，局部出現(xiàn)倒巖，土與巖石的結合難于保證良好狀態(tài)，存在接觸滲漏。 建議澆筑 C20 砼防滲面板 （ 2）大壩填土土質雜、質量差，碾壓不密實，必墻土，質量差，碾壓不實，滲 透性大，心墻高度不夠。 （ 3）排水棱體排水效果差。護坡塊石風化嚴重。 （ 4）溢洪道沒有襯護，出口無消能設施，沖刷嚴重。 （ 5）壩內放水涵管，裂縫多，漏水嚴重。 （ 6）天然建筑材料、儲量豐富，質量滿足要求。 （ 7）建議下階段結合施工情況，對有關地質問題作進一步研究復核。 23 表 長坑水庫大壩內坡原狀土土工試驗成果統(tǒng)計表 序 號 土 樣 編 號 取 土 深 度 m 高 程 m 天然狀態(tài)的物理性指標 土 粒 比 重 流 性 限 度 10mm 塑 性 限 度 塑 性 指 數(shù) 顆粒級配（粒徑以毫米計） 抗剪強度 滲透 系數(shù) 典型 土名 含 水 量 密 度 孔 隙 率 孔 隙 比 卵石 或 碎石 礫石 砂粒 粉粒 粘粒 飽 固 快 剪 濕 干 W Yw Yd N е o Gs WL Wp Ip 20 C Φ k (cm/s) % g/cm 3 % － － % % % % % % % KPa 度 1 TK1 26 27 105 粉土質 礫 2 TK2 9 30 104 粉土質 礫 3 TK3 15 29 104 粉土質 礫 4 TK4 30 104 粉土質 礫 5 TK5 22 104 粉土質 礫 算術平均值 算術平均值 104 大值平均值 30 103 小值平均值 104 建議值 103 24 4 加固設計 工程任務與規(guī)模 工程任務與規(guī)模 長坑水庫總庫容 萬 m3，興利庫容 萬 m3，設計灌溉面積 500 畝，是一座以 灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)殖 等綜合利 用效益的小 (2)型水庫。 長坑 水庫于 1968 年動工興建， 1969 年 12 月基本建成受益。由于多方面的原因，工程建設質量較差。存在的主要問題有： ⑴水庫防洪能力按 30 年設計， 300 年校核，相應庫水位分別為 和，現(xiàn)狀壩頂高程滿足抗洪能力要求；⑵近壩庫岸基本穩(wěn)定；⑶壩基清基不徹底，左岸壩基存在倒巖；壩后滲漏較嚴重，正常蓄水位時，估算滲流量為 ；壩內紅條石漿砌涵洞與壩體間存在接觸滲漏問題；⑷壩頂寬 ，不滿足規(guī)范要求；上游壩坡 1:，偏陡，護坡塊石風化破碎嚴重；下游壩面無排水 設施。大壩存在蟻害現(xiàn)象；⑸壩后排水體排水效果差；⑹壩內輸水涵管裂縫、滲水嚴重。斜涵臥管老化破損，控制失靈；⑺溢洪道未襯護，出口無消能設施，沖刷嚴重；⑻大壩無安全監(jiān)測設施，水庫無水、雨情觀測設施，無進庫和上壩公路，無管理房，無通訊及管理設施。 上述險情的存在，使得工程運行潛在隱患極大，工程效益不能充分發(fā)揮。 2021 年 2 月，經贛州市水利局組織有關專家進行安全鑒定，鑒定 長坑 水庫大壩為三類壩。 25 本次除險加固的主要任務是根據水庫存在的主要問題， 因左壩基存在倒巖，通過技術、經濟綜合考慮 ，拆除原土石壩，新建砼拱壩，從根本上 解決工程存在的安全隱患，使水庫安全運行并充分發(fā)揮效益。 加固 后水庫正常蓄水位 ，設計洪水位 ，校核洪水位 m，死水位 ，水庫總庫容 萬 m3，死庫容 萬 m3，興利庫容 萬 m3，調節(jié)庫容 萬 m3。 洪水調節(jié)預算 長坑水庫洪水由大壩泄流孔泄流，大壩為拱形無閘控制自由出流的 WES 實用堰，堰上設交通橋，溢流凈寬為 (弧長 4m)；堰頂高程 ，壩址河床高程 。根據 設計的 控制 斷面，采用 WES型實用堰進行 下泄 流量 計算。 溢流壩泄流量計算公式 q= 2/302 HgmB? 式中 q—— 下泄流量， m3/s； ε —— 側收縮系數(shù)， ε =； m—— 流量系數(shù)， m=； B—— 溢流凈寬， 4m； g—— 加入行近流速的全水頭， m/s2； HO—— 包括行近的全水頭 ,m。 溢流壩下泄流量計算成果見表 表 水庫水位～下泄流量關系表 26 Z(m) Q(m3/s) 下游攔水堰： 距拱壩下游 30 米處設計為折線型堰，長 4m，頂寬 ，溢流面坡比為 1:1，堰底高程 ,堰頂高程為 。 采用 折線 堰堰流流公式進行計算，計算公式如下： 2/302 HgmbQ ? 式中： Q—— 流量， m3/s； m—— 流量系數(shù)，按照 折線堰取 ； H0—— 包括行近流速水頭的堰前水頭，本次僅取堰上水頭， m； b—— 溢洪道泄流凈寬 ， 。 經計算，溢洪道泄流能力見表 表 長坑 水庫 下游 水位～下泄流量關系表 水位 Z（ m） 流量 Q（ m3/s）