【文章內(nèi)容簡介】 大值平均值 壩后坡 小值平均值 2 壤土 統(tǒng)計個數(shù) 6 105 弱透水 推薦采用 注水試驗 最大值 最小值 大值平均值 小值平均值 3 壤土 統(tǒng)計個數(shù) 9 105 弱透水 推薦采用 注水試驗 最大值 最小值 大值平均值 小值平均值 4 強(qiáng)風(fēng)化 花崗巖 統(tǒng)計個數(shù) 103 中等 透水 推薦采用 注水試驗 5 中風(fēng)化 花崗巖 105 弱透水 推薦采用 注水試驗 依水質(zhì)分析資料，庫水及地下水均屬于 HCO3SO4Ca Mg 型水，對砼無腐蝕性。 五、壩體填筑質(zhì)量 依鉆探資料，壩體填土：黃褐色～褐黃色，稍濕～飽和，可塑，以壤土為主，含少許礫砂，局部偶見姜石，局部松散，采芯率約 40％(見照片 )。粘粒 (＜ )含量 %，符合規(guī)范粘粒含量 10%～ 30%的要求，塑性指數(shù) ，符合規(guī)范塑性指數(shù) 7～ 17 的要求。 依鉆孔原狀土樣試驗資料，壩體填土干密度最大值 g/cm3，最小值 g/cm3，大值平均值 g/cm3， 小值平均值 g/cm3，平均 。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗最大值 11 擊，最小值 4 擊，大值平均值 擊，小值平均值 擊，平均值 擊。壩體填土滲透系數(shù)推薦 9 采用 104cm/s，不符合規(guī)范小于 1104cm/s 的要求。 依 ZKB14 擊實樣試驗資料，壩體填土的最大干密度 g/cm3，最優(yōu)含水量 %。按 4 級壩壓實系數(shù) 95%的要求，其控制干密度值應(yīng)為 ，依鉆孔原狀土樣試驗資料，壩體填土干密度推薦值 g/cm3。壓實度為 %。若依探坑所測平均 干密度 g/cm3，則壩體填土的壓實度僅為 %。壩體土的壓實度不滿足設(shè)計要求； 壩體填土在 壓實條件下土的主要物理力學(xué)指標(biāo)詳見《土工試驗成果報告表》 (ZKB14， JS2)。 六 、壩基工程地質(zhì)條件 (一 )壩基地層巖性 依鉆探資料，壩基在樁號 0+000～ 0+120 段清基比較徹底。壩基基巖屬泰山群花崗巖， 巖石呈 淺灰色、淺紅色；中風(fēng)化狀態(tài)，鉆孔注水試驗資料推求其滲透系數(shù)為 106cm/s，屬弱透水地層。 依鉆探資料，壩基在樁號 0+120～ 0+336 段，壩基在筑壩前未進(jìn)行清基。壩基主要 地層巖性可分為四層。 ②層壤土 (黃土狀土 )：褐色～褐黃色，可塑，稍濕～飽和，見少許白色鈣質(zhì)條紋，偶見小姜石。層厚 ～ 不等。平均層厚 ，層頂標(biāo)高 ～ ，平均層頂高程 。壤土層含水量%。干密度 ，飽和度 %，孔隙比 ，塑性指數(shù) ． 液性指數(shù) 。室內(nèi)試驗滲透系數(shù) 105cm/s。鉆孔注水試驗推求滲透系數(shù) 105cm/s。標(biāo)貫擊數(shù) 11 擊。詳見《 XXXX 水庫除險加固主要物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計表 》 (表 31)。 ③層 壤土：微棕黃色，硬塑，濕～飽和，含少許礫砂顆粒，偶見 10 小姜石。層厚 ～ 不等，平均層厚 。層頂標(biāo)高 ～。平均層頂高程 。壤土層含水量 %。干密度，飽和度 %，孔隙比 ，塑性指數(shù) 。 液性指數(shù) 。室內(nèi)試驗滲透系數(shù) 105cm/s。鉆孔注水試驗推求滲透系數(shù)105cm/s。標(biāo)貫擊數(shù) 擊。詳見《 XXXX水庫除險加固主要物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計表 》 (表 31)。 ④層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：淺灰色， 原巖風(fēng)化強(qiáng)烈，結(jié)構(gòu)、構(gòu)造已經(jīng)風(fēng)化破壞，巖芯呈砂狀和碎塊狀。依鉆探過程中采取干鉆法獲取的原級配顆分資料，小于砂粒粒徑 (＜ )的粉粘粒含量自 %～ %不等。標(biāo)貫擊數(shù) 83 擊，鉆孔注水試驗推求滲透系數(shù) 103cm/s。屬中等透水地層。 ⑤層中風(fēng)化花崗巖：壩基基巖地層為泰山群 (Ar)，具體巖性主要為淺灰色～淺紅色花崗巖 。粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成份為石英、長石，巖芯多呈碎塊狀、少許短柱狀，裂隙較發(fā)育，巖芯采取率70％～ 90％。注水試驗推求其滲透系數(shù)為 105cm/s，屬弱 透水層。 (二 )壩基滲漏量分析 依現(xiàn)有勘察資料，大壩 0＋ 000～ 0＋ 120 壩基地層⑤層為中風(fēng)化花崗巖；大壩 0＋ 120～ 0＋ 336 壩基分布地層主要為第②層壤土 (黃土狀土 )、第③層壤土、第④層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖及第⑤層中風(fēng)化花崗巖。據(jù)注水試驗資料，②層壤土 (黃土狀土 )的滲透系數(shù)采用 10－ 5。③層壤土的滲透系數(shù)為 105cm/s。④層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖的滲透系數(shù)為103cm/s。⑤層中風(fēng)化花崗巖的滲透系數(shù)為 105cm/s，現(xiàn)依⑤層壩基中風(fēng)化花崗巖作為相對不透水地層，計算 0＋ 120～ 0＋ 340 11 大壩段的壩基滲漏量。 計算公式如下： 112 MbMBKHQ ?? 式中： Q－壩基滲漏量 (m3/d)； B— 滲漏段長度 (m)； H— 上下游水頭差 (m) ，上游水位取興利水位 。下游水位取勘探期壩后地下水位 ， H 為 ； 2b－壩底寬 (m)，此取 120m； K－透水層滲透系數(shù) (m/d)， K 為 (103cm/s)； M1－透水層厚度 (m)， M1為 。 0＋ 120～ 0＋ 336 大 壩段滲漏量計算 : 計算得 Q＝ 194m3/d，即 m3/年。占興利庫容 95萬 m3的 %。 (三 )壩基滲透穩(wěn)定分析 壩基屬雙層結(jié)構(gòu)，依 ZK10－ ZK11－ 8－ ZK12－ 7 中的顆分資料，④層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖的平均不均勻系數(shù) Cu＝ ，平均 D10＝。而③層壤土的不均勻系數(shù) Cu12， d10，且 D10/d10大于 10，因而，壩基下③、④層間可能會發(fā)生接觸沖刷，對大壩的穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響。 七 、 放水洞 地質(zhì)條件 (一 )現(xiàn)狀存在問題 放水洞為漿砌石半無壓廊道式，施工質(zhì)量差，曾多次發(fā)生基礎(chǔ)不均勻沉陷，洞身變形，雖對沉陷部位進(jìn)行 夯實處理，但仍存在安全隱患。 12 (二 )地質(zhì)條件 依勘探資料，放水洞下地層可分為二層： ①層壩體素填土，層底高程 ～ 。 ⑤層中風(fēng)化花崗巖，層頂高程 ～ 。 各地層的承載力建議分別采用 100KPa、 2021KPa。 各地層的其它主要 物理力學(xué)指標(biāo)詳見 (表 31)。 (三 )工程地質(zhì)評價 依設(shè)計文件，放水洞進(jìn)口底高程 ，座于①層壩體素填土及⑤層中風(fēng)化花崗巖上，兩者工程地質(zhì)性質(zhì)相差懸殊，因而易出現(xiàn)基礎(chǔ)不均勻沉陷，洞身發(fā)生變形。放水洞一側(cè) ZK3 鉆孔在深 ～ 處 壩體土異常松散，巖芯采取率僅約 30%～ 40%。 依設(shè)計文件，該放水洞擬原址重建，洞基礎(chǔ)應(yīng)座于⑤層花崗巖內(nèi)，以確保洞身的安全。 八 、天然建筑材料 粘性土料場位于庫區(qū)內(nèi)庫水位以上的高地，現(xiàn)狀主要用途是耕作，料場面積約 萬 m2。 依臺地陡壁觀察，深 ，去除表層耕土 ，可開采土料儲量約 萬 m3。 依試驗資料，料場內(nèi)壤土，塑性指數(shù)平均 ，滿足規(guī)范塑性指數(shù) 7～ 17 的要求；粘粒含量平均 %，滿足規(guī)范 10%～ 30%的要求。 依擊實試驗 (ZKT12)資料，料場壤土的最大干密 度為 。最優(yōu)含水量 %。擊實后在 壓實度條件下的抗剪強(qiáng)度：飽和直接快剪 Cq＝ 13KPa，φ q＝ 度， 飽和固結(jié)快剪 CCq＝ 17KPa，φ 13 Cq＝ 度，慢剪 Cs＝ 26KPa，φ s＝ 度。滲透系數(shù)為107cm/s。滿足規(guī)范碾壓后滲透系數(shù)小于 1104cm/s 的要求。 依《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程》 (SL2512021)，料場壤土可用于均質(zhì)土壩的填筑。但實際施工時，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場最優(yōu)含水量對現(xiàn)場實際含水量進(jìn)行調(diào)整。 料場土現(xiàn)狀條件下土的主要物理力學(xué)指標(biāo) 詳見表 61。 料場土在 壓實條件下土的主要物理力學(xué)指標(biāo)詳見《土工試驗報告表》 ZKT12(JS1)。 料場土用于填筑土壩，按 95%的壓實度要求，其干密度應(yīng)按。 九 、結(jié)論及建議 1． 依《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》 (GB183062021)。本區(qū)地震峰值加速度為 (相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅵ度 )。地震動反應(yīng)譜特征周期為 。 2． 依鉆孔原狀樣試驗資料，壩體填土的有關(guān)指標(biāo)：粘粒含量 (＜)%，塑性指數(shù) ，含水量 %，干密度 (探坑方塊樣平均 )。推薦滲透系數(shù) 104cm/s。標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)平均值 擊，壩體填土處中等可塑狀態(tài)。 3． 依擊實試驗資料及鉆孔原狀樣試驗資料，壩體填土的最大干密度為 g/cm3，壩體填土的干密度 g/cm3，壩體填土的壓實度為%。若以探坑所測壩體填土干密度 ，則壩體壓實度為%，不滿足設(shè)計要求。 4． 主河槽壩段樁號 0+000～ 0+120 段壩基清基比較徹底，壩基基 14 巖為中風(fēng)化花崗巖 。 0＋ 120～ 0＋ 336 段壩基未進(jìn)行清基，壩基分布②層壤土 (黃土狀土 )、③層壤土、④層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖及⑤層中風(fēng)化花崗巖。依鉆孔注水試驗資料，建議滲透系數(shù)：壩基內(nèi)②層壤土 (黃土狀土 )為 105cm/s、③層壤土為 105cm/s、④層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖為103cm/s、⑤層中風(fēng)化花崗巖為 105cm/s。 5． 壩基滲漏量在興利水位 118m 的條件下，年滲漏量達(dá) 萬 m3，占興利庫容 95 萬 m3的 %。 6． 壩基下③層壤土、④層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖之間可能發(fā)生接觸沖刷。 7． 放水洞地基土為①層壩體填土、⑤層中風(fēng)化花崗巖。各地層承載力建議分別采 用 100KPa、 2021KPa。因放水洞座于① 層壩體填土及⑤層中風(fēng)化花崗巖上，兩者工程地質(zhì)性質(zhì)相差懸殊，易產(chǎn)生不均勻沉陷，不利于洞身穩(wěn)定，建議該放水洞原址重建。將放水洞基礎(chǔ)座于⑤層花崗巖內(nèi)，以利于洞身的穩(wěn)定。 8． 粘性土料場主要地層為壤土，可開采儲量達(dá) 萬 m3，土料質(zhì)量滿足規(guī)范要求，可用于均質(zhì)土壩的填筑。但料場土的含水量應(yīng)結(jié)合最優(yōu)含水量進(jìn)行調(diào)整，以利于土的壓實。 167。 24 工程管理 XX 水庫性質(zhì) 屬國有 ， 主管單位為 XX區(qū)水務(wù)局 。管理單位為 XX區(qū) 五峰山街道辦事處，由 XX 區(qū) 五峰山街道辦事處水利站負(fù)責(zé)水 庫的日常管理， 管理制度基本健全。 15 167。 25 大壩建設(shè)及運(yùn)行情況 XX 水庫于 1978 年 6 月份動工建設(shè)， 1978 年 12 月建成。 自 1978 年建庫以來，由于壩體施工質(zhì)量差，水庫高水位運(yùn)行時主壩仍然出現(xiàn)裂縫，副壩后滲漏造成 20 畝土地?zé)o法耕種。壩后無排水溝，壩坡 在雨季出現(xiàn)沖溝，需建排水溝，壩內(nèi)護(hù)坡不完全，主壩溢洪道以上、 副壩無護(hù)坡。 1990 年對放水洞進(jìn)行了改建，由原來的有壓漿砌石涵洞 和 鋼筋砼閘門改建為閥門式有壓無縫 鋼 管，因原有 啟 閉機(jī)及 螺桿銹蝕嚴(yán)重 ，經(jīng)常出現(xiàn)故障， 后 進(jìn)行 了 改建。 2021 年放水洞周圍發(fā)生 沉陷。雖對沉陷部位進(jìn)行夯實處理，但仍存在安全隱患。 2021 年對溢洪道及副壩護(hù)坡進(jìn)行了維修處理。 16 第三章 大壩防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核 167。 31 概況 水庫壩址以上流域地處山東中北部，泰沂山區(qū)北部，屬華北暖溫帶半濕潤季風(fēng)區(qū)大陸性氣候。降水量年內(nèi)分配不均，暴雨洪水多發(fā)生在夏季 7～ 8月份，降水量年際間變化較大。在實測降水量系列中，流域平均最大年降水量 1978 年為 ，最小年降水量 1968 年僅為，兩者相差 ，豐枯比達(dá) 。降水量的年內(nèi)分配極不均勻， 降水主要集中在汛期 6～ 9 月份 ，多年平均汛期降水量，占多年平均降水量 的 %。而主雨期又多集中在 8 兩個月，較大洪水也多出現(xiàn)在這兩個月份。由于流域面積較小，降雨在面上的分布也比較均勻。據(jù)本次繪制的多年平均最大 24 小時降水量等值線圖可以看出，流域內(nèi)各點(diǎn)多年平均最大 24 小時降水量在83～ 93mm 之間，其中流域內(nèi)唯一的雨量站段家店，其多年平均最大24 小時降水量 93mm，較等值線圖法求得的面雨 92mm僅差 1mm，說明該站對流域面雨具有較好的代表性。在時間分布上，表現(xiàn)出很大的不均勻性。 XX 水庫年最大 24 小時降水量 的實測最大值為 1996 年的，而實測最小值為 1968 年的 38mm，最大值是最小值的 倍。 17 167。 32 大壩防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核 水庫總庫容 萬 m3，根據(jù)根據(jù)《水利水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》 (SL252－ 2021)，本工程屬 IV等工程，大壩級別為 4級，設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn) 50 年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn) 500 年一遇。 167。 33 設(shè)計洪水推求成果 設(shè)計洪水推求采用《山東省小型水庫洪水核算辦法》進(jìn)行。 一、最大入庫洪峰流量 Qm 的計算 1． 流域綜合特征參數(shù) K 的確定： 根據(jù) 1： 10000 的地形圖 和該水庫所在位置的地形情況，得出參數(shù)為：流域面積 F= 主河道長度 L= 主河道平均坡降 J= 從輔助圖表中查得： F2/5= J1/3=則流域綜合特征參數(shù) K=L/J1/3F2/5= 2． 暴雨量 H24P 的計算： ① 50 年一遇設(shè)計暴雨量的計算： 根據(jù)工程所在地點(diǎn)，查輔助計算圖表中的《山東省多年平均 24小時暴雨等值線圖》得： 18 多年平均 24 小時降雨量 H24=93mm： 查《 山東省最大 24 小時暴雨變差系數(shù)等值線圖》得： 多年平均最大 24 小時降雨變差系數(shù) CV= 采用 Cs=，查皮爾遜Ⅲ型頻率曲線 KP 值表則： 50 年一遇時 KP= 即 50 年一遇 24 小時降雨量 H24P 為： H24P=KPH24= 93=247mm ② 500 年一遇校核暴雨量的計算 同①，查皮爾遜Ⅲ型頻率曲線 KP 值表，則： 500 年一遇時， KP= 即 500 年一遇 24 小時降雨量 H24P 為 H24P=KPH24= 93=406mm 3． 單位面積最大洪峰流量 qm 的計算： 該工 程流域內(nèi)山勢陡峻，一般在 ，流域中巖石主要為花崗巖，有風(fēng)化，土層較薄，土壤保持情況較差，根據(jù)該流域的情況，該流域?qū)儆谏絽^(qū)。 根據(jù)流域綜合特征參數(shù) K=，查泰沂山北山區(qū) qmHK 曲線 50 年一遇 24 小時降雨量 H24P=247mm，則 50 年一遇時 qm=27m3/skm2 500 年一遇 24 小時降雨量 H24P=406mm，則 500 年一遇時 qm=38m3/skm2 4． 流域最大洪峰流量 Qm 的計算 采用公式 Qm=Fqm 則 19 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 50 年一遇的最大洪峰流量 Qm 為 Qm=Fqm= 27=校核標(biāo)準(zhǔn) 500 年一遇的最大洪峰流量 Qm 為 Qm=Fqm= 38=133m3/s 二、洪水總量 W 和洪水過程線的計算 采用公式 W= 則 1．洪水總量 W 的計算 ① 50 年一遇洪水總量 W 的計算 50 年一遇的 24 小時設(shè)計暴雨量為 H24P=247mm， 其中 75%為： 247 75%=185mm，前期影響雨量 Pa=40mm，則 P+Pa=185+40=225mm 查 P+PahR 關(guān)系曲線得 hR=133mm 即 50 年一遇洪水總量 W 為 W== 133 = 萬 m3 ② 500 年一遇洪水總量 W 的計算： 500 年一遇的 24 小時校核暴雨量為 H24P=406mm， 其中 75%為： 406 75%=305mm，前期影響雨量 Pa=40mm，則 P+Pa=305+40=345mm 查 P+PahR 關(guān)系曲線得 HR=250mm 即 500 年一遇洪水總量 W 為 W== 250 = 萬 m3 2． 洪水過程線的計算： 20 洪水過程線近似為三角形，其最大洪峰 Qm 出現(xiàn)在 tm=1/3T時，則 50 年一遇洪水歷時為 : T=W/1800Qm= 小時 tm=1/3T= 小時 500 年一遇洪水歷時為 T=W/1800Qm== 小時 tm=1/3T= 小時 167。 34 調(diào)洪計算及壩頂高程 的確定 一、基本資料 該水庫溢洪道為開敞無閘式， 現(xiàn)狀溢洪道寬 20m, 經(jīng)水庫安全鑒定，現(xiàn)狀壩頂高程不滿足， 經(jīng)對大壩加高和加寬溢洪道兩方案比較，以加寬溢洪道為優(yōu)， 溢流寬度 增至 40m，溢洪道堰頂為起調(diào)水位，根據(jù) q泄 =，根據(jù)該水庫的水位、庫容關(guān)系曲線計算相應(yīng)水位時的調(diào)洪庫容 V 調(diào)洪。 二、調(diào)洪演算 調(diào)洪演算采用簡化三角 形圖解法。 經(jīng)計算結(jié)果如下： ① 50 年一遇設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)洪水時，溢洪道最大下泄流量 qm泄為： qm 泄 =66 m3/s 調(diào)