【導(dǎo)讀】江西省重點(diǎn)小型病險(xiǎn)水庫(kù)規(guī)劃項(xiàng)目。德安縣曾山垅水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程。江西省修江水利電力勘察設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司。二○一一年十二月

　　

【正文】 永修縣虬津鎮(zhèn)采砂砂場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)，儲(chǔ)量及質(zhì)量均滿(mǎn)足要求，運(yùn)距 30km，有公路相通。 結(jié)論與建議 . 本區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)江南臺(tái)隆九嶺～高臺(tái)山臺(tái)拱，九嶺穹斷束的東北角，屬都昌穹斷束、九嶺穹斷束和鄱陽(yáng)凹陷的交匯區(qū)?？辈靺^(qū)地震動(dòng)峰值加速度等于 ，相當(dāng)于地震烈度等于Ⅵ度區(qū)，設(shè)計(jì)時(shí)可不進(jìn)行抗震復(fù)核。 . 地表水、地下水對(duì)混凝土具分解類(lèi)溶蝕型弱腐蝕；兩者對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件均具有弱腐蝕。 . 心墻土為含砂粘土，壩殼土均為粘土質(zhì)砂，土質(zhì)不均勻，碾壓不實(shí)。心墻土滲透系數(shù)為 ，壩殼土滲透系數(shù)為 ，均具中等透水，心墻土壓實(shí)度為 ，壩殼土壓實(shí)度為 ，心墻土及壩殼土壓實(shí)度不滿(mǎn)足規(guī)范要求；壩腳無(wú)反濾設(shè)施。 壩基為粘土質(zhì)砂，滲透系數(shù) K=，下部為石灰?guī)r，具中等透水。壩基清基不徹底，大壩的左、右壩肩及壩基結(jié)合槽處理不到位，存在接觸滲漏。 建議對(duì)大壩上游壩體培厚加固，增設(shè)斜墻，壩基及壩肩結(jié)合槽部位應(yīng)進(jìn)入石灰?guī)r不小于 ，并對(duì)內(nèi)、外壩坡進(jìn)行整治，上游面增設(shè)砼護(hù)坡，下游坡采用透水性較好的礫石土和風(fēng)化巖碎屑填筑，草皮護(hù)坡 ,并對(duì)壩 腳重建貼坡反濾，按規(guī)范設(shè)置滲流安全監(jiān)測(cè)設(shè)施。 建議對(duì)溢洪道左側(cè)邊墻加固完善，底板拆除重建，完建消能設(shè)施。 建議對(duì)壩下涵管開(kāi)挖重建。 25 26 表 33： 曾山垅 水庫(kù)大壩巖土物理力學(xué)參數(shù)建議值表 土體類(lèi)型 土類(lèi)名稱(chēng) 比 重 含水量 天然密度 飽和重度 干密度 液性 指數(shù) 孔隙比 壓 縮 指 標(biāo) 抗 剪 強(qiáng) 度 （總應(yīng)力） 抗 剪 強(qiáng) 度 （有效應(yīng)力） 滲透性 Il e 壓縮 系數(shù) 壓縮 模量 凝聚力 內(nèi)摩 擦角 凝聚力 內(nèi)摩擦角 滲透 系數(shù) 允許滲透坡降 G ω r rsat rd a1— 2 Es C Φ C’ Φ’ K I 允 % g/cm3 KN/m2 g/cm3 Mpa～ 1 MPa KPa 度 KPa 度 cm/s 壩體填土 心墻土 （含砂粘土） 2.72 29.65 2 19.3 8 0.221 0.84 3 0 25.00 17.00 24.00 20.00 04 壩殼土 （粘土質(zhì)砂） 2.69 22.20 8 19.5 3 0.297 0.75 4 8 14.00 25.00 13.00 28.00 04 壩基土 壩基土 （粘土質(zhì)砂） 2.67 24.00 8 19.5 2 0.25 0.76 0 2 17.00 28.00 16.00 31.00 04 基巖 石灰?guī)r 摩擦力 tgφ =， C= Mpa, 變形模量 E0=， 單軸飽和抗壓強(qiáng)度 fr= 8lu 說(shuō)明： 27 4 加固設(shè)計(jì) 工程任務(wù)和規(guī)模 工程任務(wù) 吳山鄉(xiāng)地處江西省 德安 西北部，與瑞昌交界，距縣城 17 公 里，德白公路穿境而過(guò)，新改造的田五水泥公路貫穿全境，鄉(xiāng)政府東南距京九鐵路、贛粵高速公路、 105 國(guó)道18 公里，西北距 316 國(guó)道 21 公里，與著名的旅游勝地廬山僅距 80 公里 ，交通便利。全鄉(xiāng)國(guó)土面積 124 平方公里，人口 萬(wàn)，下轄 8 個(gè)行政村，是 德安縣 面積最大、農(nóng)業(yè)人口最多的鄉(xiāng)。 曾山垅 水庫(kù)位于 吳山 鄉(xiāng) 吳山 村，設(shè)計(jì)灌溉面積 1000 畝，由于水庫(kù)限制蓄水，目前實(shí)際灌溉面積有 700 畝。水庫(kù)座落位置較高，壩下游地區(qū)臨河有自然村落，除險(xiǎn)加固后，能保護(hù)下游人口 1000 人，耕地 1600 畝。 根據(jù)工程存在的問(wèn)題，安全評(píng)估的結(jié)論及有關(guān)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范規(guī)程，擬定的曾家 垅 水庫(kù)樞紐建筑物除險(xiǎn)加固的主要任務(wù)：保持工程現(xiàn)有規(guī)模，對(duì)大壩整坡及防滲處理，溢洪道進(jìn)行完建，涵管進(jìn)行拆除重建，加強(qiáng)運(yùn)行管理硬件建設(shè)，完善工程運(yùn)行、管理及防汛設(shè)施，提高水庫(kù)蓄水和防洪能力，確保水庫(kù)大壩安全，充分發(fā)揮本工程的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 工程規(guī)模 加固后，根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（ SL2522021），水庫(kù)樞紐工程等別為 Ⅴ 等，主要為永久性建筑物為 5 級(jí)建筑物，次要建筑物屬 5 級(jí)。水庫(kù)正常高水位為 （黃海高程 下同），相應(yīng)庫(kù)容 104m3，死水位為 ，死庫(kù)容為104m3。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為 20 年一遇，設(shè)計(jì)洪水位為 ，相應(yīng)庫(kù)容為104m3，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 200 年一遇，校核洪水位為 ，相應(yīng)庫(kù)容為104m3。 洪水調(diào)度原則 曾山垅 水庫(kù)采用溢洪道泄洪 ， 輸水建筑物不參與泄洪 ， 洪水進(jìn)入水庫(kù)后 ， 當(dāng)庫(kù)水位低于正常蓄水位時(shí)溢洪道不泄流 ， 當(dāng)庫(kù)水位漲至正常蓄水位以上時(shí)泄流 ， 當(dāng)入庫(kù)流量與泄流能力相等時(shí) ， 庫(kù)水位達(dá)最高 ， 當(dāng)入庫(kù)流量小于泄流能力時(shí) ， 溢洪道仍按泄流能力泄洪 ， 庫(kù)水位下降 ， 直至庫(kù)水位降到正常蓄水位為止。 28 調(diào)洪計(jì) 算 （ 1）水庫(kù)泄洪設(shè)施 本水庫(kù)調(diào)洪設(shè)施為左岸溢洪道 ， 控制段為寬頂堰 ， 寬頂堰寬 ， 底板高程為。 溢洪道寬頂堰泄流量公式如下 : 2/302 HgmbQ ? 式中 : b—溢洪道底板寬度 ， 取 H0—堰上水頭； m—流量系數(shù) ， 根據(jù)《水力學(xué)》中的無(wú)坎無(wú)坎寬頂堰的流量系數(shù)表查得 ，m=0. 365； 溢洪道庫(kù)水位與泄流量的關(guān)系詳見(jiàn)表 所示。庫(kù)水位～泄流量關(guān)系曲線如圖4～ 1 所示。 表 水庫(kù)水位與泄流量關(guān)系曲線計(jì)算表 Z(m) H(m) 0 Q(m3/s) Z(m) H(m) 3 Q(m3/s) 93949596971 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101Q=m3/sH=m 圖 41 庫(kù)水位 H～溢洪道泄流量 Q 關(guān)系曲線 29 （ 2）調(diào)洪計(jì)算方法 調(diào)洪計(jì)算方法采用瞬態(tài)法 ， 再經(jīng)簡(jiǎn)化后得如下公式 : （ Q1+Q2） /2（ q1+q2） /2=(V2V1)/Δt 式中 Q1， Q2—計(jì)算時(shí)段初、末入庫(kù)流量 ， m3/s。 q1， q2—計(jì)算時(shí)段初、末溢洪道下泄流量 ， m3/s。 V1， V2—計(jì)算時(shí)段初、末的庫(kù)容 ， m3。 Δt—計(jì)算時(shí)段 ， s。 水庫(kù)下泄流量和庫(kù)存水量是庫(kù)水位的函數(shù) : q=f1(Z) V=f2(Z) 聯(lián)解上述三式通過(guò)試算法求水庫(kù)最高洪水位、最大泄流量及水位過(guò)程線。 （ 3）起調(diào)水位與調(diào)度方式 該 水庫(kù)溢洪道為無(wú)閘門(mén)泄洪 ， 其堰頂高程 ， 也是水庫(kù)的洪水起調(diào)水位。水庫(kù)洪水調(diào)度方式為 :庫(kù)水位低于堰頂高程 ， 水庫(kù)繼續(xù)蓄水 ， 超過(guò) 時(shí)開(kāi)始泄洪 ， 直至水位回落。 （ 4）調(diào)洪演算成果 按以上計(jì)算方法和調(diào)度原則 ， 根據(jù) P=%、 P=5%二種頻率洪水過(guò)程線、水位庫(kù)容面積關(guān)系及溢洪道水位流量關(guān)系 ， 采用《水利水電工程設(shè)計(jì)計(jì)算程序集 》中的《 C2 水庫(kù)調(diào)洪演算數(shù)解值》進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 ～ ， 調(diào)洪成果見(jiàn)表 。 30 表 P=5%洪水調(diào)節(jié)計(jì)算表 時(shí)段（ 1h） 水位 (m) 來(lái)水量(m3/s) 泄水量(m3/s) 最大泄量＝ m3/s 調(diào)洪最高水 m 31 位＝ 相應(yīng)庫(kù)容＝ 萬(wàn) m3 32 表 P=%調(diào)洪計(jì)算表 時(shí)段（ 1h） 水位 (m) 來(lái)水量 (m3/s) 泄水量 (m3/s) 最大泄量＝ m3/s 調(diào)洪最高水位＝ m 相應(yīng)庫(kù)容＝ 萬(wàn) m3 33 表 調(diào)洪成果表 頻 率 % 5% 最大泄量 (m3/s) 調(diào)洪最高水位 (m) 相應(yīng)庫(kù)容 (104m3) 主要加固項(xiàng)目 安全評(píng)估發(fā)現(xiàn)的主要問(wèn)題及結(jié)論 2021 年 10 月 12 日 ， 由德安縣 水務(wù)局 組織 ， 成立了大壩安全評(píng)估小組 ， 評(píng)估小組由市、縣水行政主管部門(mén)的代表、水庫(kù)法人單位代表、和從 事水利水電工程專(zhuān)業(yè)的技術(shù)專(zhuān)家組成。整個(gè)評(píng)估工作采取一看（原現(xiàn)有資料）、二查（水庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)查看和管庫(kù)人調(diào)查）、三議（參加檢查的人員各自發(fā)表意見(jiàn)）、四總（總結(jié)認(rèn)定）的辦法進(jìn)行。 安全評(píng)估發(fā)現(xiàn)的主要問(wèn)題如下 : ① 大壩結(jié)構(gòu) 壩面不 平整 ， 壩 頂較窄 ；大壩有少量沉降、裂縫等情況， 上 、下 游坡無(wú)護(hù)坡 ， 下游坡無(wú)排水溝系 ， 壩腳無(wú)反濾排水設(shè)施 ，近壩庫(kù)岸稍有塌方 。 ② 大壩滲流 壩體、 壩基 、壩肩 存在滲漏 ，下游壩腳可見(jiàn)滲漏 。 ③ 輸泄水建筑物 泄水建筑物 ：溢洪道 為開(kāi)敞式 ， 進(jìn)口、 陡槽 右 邊墻 無(wú)護(hù)砌 ， 無(wú)消能設(shè)施 ， 下游沖刷嚴(yán)重 。 輸水建筑物 ： 為素砼 預(yù) 制 涵管 ， 砼 老化 ， 礫石裸露 ， 無(wú)截水環(huán) ， 施工質(zhì)量差 ， 管壁漏水產(chǎn)生接觸滲漏 ， 嚴(yán)重影響大壩安全。 進(jìn)口放水斜管 施工質(zhì)量差，啟閉拍門(mén)止水不嚴(yán) 。 ④ 運(yùn)行管理 由鄉(xiāng)水管站主管 ， 派專(zhuān)人管理 ， 有運(yùn)行管理制度 ， 汛期由縣防辦統(tǒng)一調(diào)度。水庫(kù)異常情況由縣 水務(wù)局 負(fù)責(zé)技術(shù)支持。無(wú)安全監(jiān)測(cè)設(shè)施 ， 無(wú)管理用房等。 安全評(píng)估結(jié)論如下 : 大壩 壩 面不平整 ， 壩 頂較窄 且高程不滿(mǎn)足要求 ， 壩體、壩基 及壩肩 均 存在滲漏 ， 34 無(wú)反濾排水設(shè)施；涵管砼 老化、無(wú)截水環(huán) ， 施工質(zhì)量差 ， 管 壁 漏水 產(chǎn)生接觸滲漏 ；溢洪道 進(jìn)口、 陡槽 右 邊墻均無(wú)護(hù)砌 ， 無(wú)消能設(shè)施 ， 洪水下泄不安全。 綜上所述 ， 按《江西省小（ 2）型水庫(kù)大壩安全評(píng)估技術(shù)規(guī)定（試行）》該水庫(kù)評(píng)估為三類(lèi)壩。針對(duì)存在的問(wèn)題 ， 建議對(duì)水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固 ， 配備相應(yīng)的管理設(shè)施 ， 確保水庫(kù)大壩正常安全運(yùn)行 ， 使管理走上規(guī)范化。 工程安全復(fù)核 根據(jù)地質(zhì)勘 察 及本次設(shè)計(jì)安全檢查及復(fù)核，我們認(rèn)為大壩安全評(píng)估和實(shí)際情況基本符合。 ① 大壩填筑質(zhì)量差，清基不徹底，是造成大壩壩體及壩基滲漏的主要原因。 ② 心墻土滲透系數(shù)及壓實(shí)度均 不滿(mǎn)足規(guī)范要求。壩基 、 壩體及壩 肩 均存在滲漏 ，下游壩腳 可 見(jiàn) 滲 漏 。 ③ 溢洪道 左邊墻 漿砌石 施工質(zhì)量差 、破損嚴(yán)重 ，底板砼破損嚴(yán)重 ，右 邊墻無(wú)襯砌 ，無(wú)消能設(shè)施。 ④ 壩下涵管為素砼 預(yù)制圓 管 ， 混凝土施工質(zhì)量差 ， 砼老化、礫石裸露；無(wú)截水環(huán) ，施工質(zhì)量差 ， 管 壁 漏水 。 ⑤ 水庫(kù)無(wú)水、雨情觀測(cè)設(shè)施和大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)施 ， 無(wú)通訊設(shè)施和管理用房 ， 進(jìn)庫(kù)和上壩公路路況差。 根據(jù)上述險(xiǎn)情，確定本 工程 除險(xiǎn)加固的主要項(xiàng)目及內(nèi)容為： （ 1）大壩：采用粘土斜墻對(duì)大壩進(jìn)行防滲處理， 加高壩頂， 對(duì)上下游壩坡進(jìn)行整坡，坡比調(diào)整為，上游 1:，下游 1:。上游采用預(yù)制砼護(hù)坡，下游草皮護(hù)坡。并對(duì)壩腳增設(shè)貼坡反濾及排水溝，對(duì)壩頂鋪設(shè) ，上游側(cè)設(shè)防浪墻 。 （ 2）溢洪道：保持原底 板高程 ，對(duì)溢洪道進(jìn)行完建，新建進(jìn)口及寬頂堰，襯砌陡槽段，完建消 能 設(shè)施。 （ 3）對(duì)壩下涵管進(jìn)行拆除并在原址重建，進(jìn)口采用斜管控制。 （ 4）管理設(shè)施：增設(shè)水 雨情觀測(cè)設(shè)施 。 35 設(shè)計(jì)依據(jù) 工程等別和建筑物級(jí)別 該 水庫(kù)是一座以灌溉為主 ， 兼有防洪、養(yǎng)殖等綜合效益的重點(diǎn)小（ 2）型水利樞紐工程。 本工程水庫(kù)總庫(kù)容 104m3， 設(shè)計(jì)灌溉面積 1000 畝 ， 根據(jù)《水利水電工程等別及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（ SL252—2021） ， 確定本工程等別為 Ⅴ 等?。?2）型水