【導(dǎo)讀】灘水庫(kù)進(jìn)行大壩安全鑒定。我院對(duì)此工程十分重視，首先制訂了大草灘水庫(kù)大壩。安全鑒定工作大綱，在工作進(jìn)度、深度及任務(wù)方面做了安排。水利局的協(xié)助下收集了許多有用的資料。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和抗震安全的復(fù)核工作。報(bào)告》、《抗震安全復(fù)核報(bào)告》、《大壩安全綜合評(píng)價(jià)報(bào)告》7本報(bào)告。外，施工階段的有關(guān)資料比較缺乏；對(duì)此我們采用與原設(shè)計(jì)、施工人員座談收集，利用收集的資料和勘探試驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)與現(xiàn)行規(guī)范比較，最終確定大壩的安全級(jí)別。鐵廠溝河、沙溝及堿泉溝發(fā)源于天山北坡東段前山區(qū)。和沙溝的春季洪水和夏季暴雨洪水。年總量每平方厘米千卡。1月最冷，平均氣溫℃，極端最低氣溫。℃，7月最熱，平均氣溫℃，極端最高氣溫42℃。河，由大溝、貨郎溝、甘溝匯合而成。大溝最長(zhǎng)，為主流，源于沙勒克爾至冰草。局為解決大草灘村居民和牲畜用水計(jì)劃在澇壩基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)擴(kuò)建大草灘水庫(kù)。大草灘水庫(kù)大壩原設(shè)計(jì)為均質(zhì)土壩。

　　

【正文】 質(zhì)巖層面上，不同走向節(jié)理面常把巖體切割成棱形塊狀，其中局部地段，密度可達(dá)94 條 /m2。 區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 根據(jù)《新疆維吾爾自治區(qū)地震構(gòu)造圖》顯示，在庫(kù)南部 ，有近東西走向第四系活斷層通過(guò)，但區(qū)域地質(zhì)資料表明該斷裂從全新世以來(lái)沒(méi)有活動(dòng)。根據(jù)國(guó)家地震烈度區(qū)劃圖，水庫(kù)區(qū)地震基本烈度為 7 度區(qū)。地震動(dòng)峰值加速度值為。 、地層巖性 庫(kù)區(qū)出露地層主要為上石炭紀(jì)沙雷寒爾克第一亞組的下部地層、局部分布的第四系地層。由老到新分述如下： 石炭紀(jì)沙雷寒爾克第一亞組地層 在庫(kù)區(qū)由南向北可分作 14 個(gè)巖性段；主要巖性為灰、灰黑色中厚層狀凝灰質(zhì)細(xì)砂巖；灰、灰黃色含礫粗 — 中粒雜色砂巖；灰黑色薄層狀炭質(zhì)泥巖；層狀棕黑色凝灰質(zhì)砂礫巖； 灰紫紅色中厚層狀凝灰質(zhì)粗砂巖；灰黑色薄層狀粉砂質(zhì)泥巖與砂巖互層。 在壩區(qū)出露地層主要為一套灰黃色厚一中厚層狀的凝灰質(zhì)中粒砂巖、雜色砂巖及中一薄層狀中粒長(zhǎng)石砂巖，巖體致密堅(jiān)硬，表面裂隙不多，被區(qū)域節(jié)理及邊岸卸荷節(jié) 理切割成較大的塊體，局部夾少量的泥巖，巖體具有較強(qiáng)的抗風(fēng)化能力。 、第四系地層 按成因類型不同可分為： 坡積堆積物：幾乎覆蓋庫(kù)區(qū)表面的 1/2，主要成份為風(fēng)化碎石塊及次生黃土，由坡角至邊坡，堆積厚度厚度逐漸變薄，含碎石率逐漸減少。 沖洪積物：主要發(fā)育在一級(jí)階地及現(xiàn)代河床中，組成物質(zhì)為砂及礫卵石，結(jié)構(gòu)松散，沉積厚度達(dá) 30余 m。 崩積物：崩積物在庫(kù)區(qū)廣泛發(fā)育，在各條支溝的陽(yáng)坡腳下都有出露，尤其以壩下游北岸的陡崖之下最為發(fā)育。堆積物粒徑懸殊，直徑小則 以下，大則數(shù)米，無(wú)膠結(jié)。 冰水堆積物： 大草灘 冰幾 磧堆積物非常發(fā)育，沉積厚度 20~40m 不等，碎屑物粒徑混雜，最大可見(jiàn)料徑 2m，不具有任何層理，碎屑物中含有大量的粘土成份，呈“泥礫”結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)較密實(shí)。 27 、水文地質(zhì) 該區(qū)氣候干旱，蒸發(fā)量 降水量，在河流近出山口的中低山丘陵地帶，山體單薄，植被甚少，基巖裸露。地下水匱乏。 （ 1）在水庫(kù)區(qū)，含水層僅限于一級(jí)階地以下的現(xiàn)代河床之中，含水層由砂、礫卵石及河床以下的強(qiáng)風(fēng)化基巖組成，砂、礫卵石沉積厚度達(dá) 30余米，強(qiáng)風(fēng)化基巖厚度達(dá) 25m，地表水滲入礫石和基巖裂隙中，以潛流的形式排泄于下游。 （ 2）中等風(fēng)化基 巖層，據(jù)鉆孔壓水實(shí)驗(yàn)資料，庫(kù)壩區(qū)基巖 q(單位透水率 )由上至下，逐漸變小。一般規(guī)律是自基巖頂面往下 15m 以內(nèi)，透吸水率為33—，屬中強(qiáng)透水層； 3 Lu，屬弱透水層。 （ 3）左壩肩及其下游廣泛出露的冰磧堆積物，沉積厚度 30~40m，粒徑混雜，最大可見(jiàn)顆粒粒徑 2Ocm，泥砂泥質(zhì)充填，結(jié)構(gòu)較密實(shí)，但由于泥質(zhì)充填的不均一性，局部有架空現(xiàn)象，滲透系數(shù)為 10 3cm/s ，屬中等透水層。 壩體質(zhì)量評(píng)價(jià) 砼面板現(xiàn)狀質(zhì)量評(píng)價(jià) 水庫(kù)從 1990 年開(kāi) 始開(kāi)工建設(shè)至 1992 年 6 月主體建成期間，砼澆筑質(zhì) 量，由新疆昌吉州水利科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)評(píng)價(jià)。共完成砼強(qiáng)度測(cè)試 62組， 137 塊試樣。其結(jié)果如下 。 砼強(qiáng)度保證率、離差系數(shù)實(shí)測(cè)值及判定標(biāo)準(zhǔn) 表 311 實(shí)測(cè)砼強(qiáng)度保證率 P(t) 實(shí)測(cè)離差系數(shù) Cu 70% 規(guī)范規(guī)定 P(t)≦ 80% 規(guī)范規(guī)定 Cu≧ 均勻度等級(jí)與離差系數(shù) Cu 關(guān)系表 表 312 等級(jí)標(biāo)號(hào) 標(biāo)號(hào) 優(yōu)秀 良好 一般 較差 ＜ 200 — — ＞ ≥ 200 — — ＞ 根據(jù)表 ，按《水工砼施工規(guī)范》，實(shí)測(cè)砼強(qiáng)度保證率 P(t)為 70%，未 28 達(dá)到規(guī)范規(guī)定砼強(qiáng)度保證率 P(t)不得小于 80%的要求。抗壓強(qiáng)度平均值為。 根據(jù)表 ，該水庫(kù)砼面板強(qiáng)度的均勻性屬較差等級(jí)。 1996 年 10 月，原昌吉州水電設(shè)計(jì)院對(duì)水庫(kù)砼面板強(qiáng)度采用聲波檢測(cè)。結(jié)果為；離差系數(shù) Cu — ，砼強(qiáng)度保證率 P(t)為 %。兩個(gè)單位、兩次、采用不同方法，檢測(cè)結(jié)果相同。說(shuō)明砼面板的澆 筑質(zhì)量控制不嚴(yán)，強(qiáng)度差異大，砼質(zhì)量均勻性差，澆筑質(zhì)量不滿足設(shè)計(jì)要求。 砼面板主要作用為防止?jié)B漏，根據(jù) 1996 年 10 月昌吉州水電設(shè)計(jì)院對(duì)水庫(kù)砼面板強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果顯示， 54%的砼面板有水平貫通裂縫。止水縫由于施工不在一條線上，板塊之間高低不平，難以封閉，部分已經(jīng)損壞，起不到止水作用。因此面板貫通裂縫、止水縫實(shí)際已成為滲漏通道。 大壩堆石體碾壓質(zhì)量評(píng)價(jià) 水庫(kù)壩體為碾壓堆石壩，設(shè)計(jì)干容重為 ， 上壩料的含泥量要求不大于 5%，上壩料顆粒粒徑不大于 20cm。 根據(jù)新疆昌吉州水利科學(xué)技術(shù)研究所 1991 年 11 月完成的檢測(cè)結(jié)果，對(duì) 50組堆石干容重結(jié)果分析顯示，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的占 %，未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的占 %。干容重最大值為 g/cm3 ，干容重最小值為 g/cm3，平均值為 g/cm3。 上壩料的含泥量為 %%，嚴(yán)重超標(biāo)。 上壩料中超徑現(xiàn)象嚴(yán)重，最大粒徑達(dá) 100cm。 上壩料的相對(duì)密度 Dr= 壩體碾壓質(zhì)量未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。 建筑物地基處理質(zhì)量評(píng)價(jià) 大壩堆石體地基處理質(zhì)量評(píng)價(jià) （ 1） 0+000+100 段、 0+3300+430 段； 壩體座落在長(zhǎng)石中細(xì)粒砂巖與泥質(zhì)巖互層之上，巖層走向同壩軸線夾角 200。碾壓填筑時(shí)，僅對(duì)基巖強(qiáng)風(fēng)化表面進(jìn)行清理。壩軸線出露巖體以砂巖為主。 （ 2） 0+100— 0+330 河床段 壩體坐落在河床卵礫層上，厚度 815m 不等。滲透系數(shù)為 103— 102cm/s，河床天然容重 ，與上部碾壓壩體共同組成水庫(kù)大壩。 樁號(hào) 0+120 處， F1 斷層在 3號(hào)鉆孔 60m 處揭露，破碎帶近 2m 寬，為張性斷裂，是壩下的主要滲水通道；樁號(hào) 0+300 處， F3斷層在 1 號(hào)鉆孔 30m 處揭露，斷層破碎帶 垂直厚度達(dá) ，巖心采樣觀察為斷層泥，為壓性斷裂，不透水。 （ 2） 0+430— 0+466 段 左岸副壩 0+430— 0+466 段，壩體坐落在冰磧堆積物層上，層厚度 ， 29 作為壩體的載體，對(duì)大壩安全沒(méi)有大的問(wèn)題。 砼面板趾板地基處理質(zhì)量評(píng)價(jià) 1990 年在對(duì)趾板基礎(chǔ)進(jìn)行帷幕灌漿處理時(shí)，基坑開(kāi)挖后，由于基巖風(fēng)化破碎比較嚴(yán)重，在基巖面以下 15m 內(nèi)，又重新做了壓水試驗(yàn)，結(jié)果如下； 壓水試驗(yàn)結(jié)果表 表 321 透水率 深度 WⅢ 試驗(yàn)孔 WⅣ 試驗(yàn)孔 WⅤ 試驗(yàn)孔 透水率 q(Lu) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明， 15m 以上，透水率 q為 — 33Lu， q 可達(dá) 3Lu，可見(jiàn)在 ，基巖 q值超出規(guī)范要求 35Lu。 （ 4） 0+000+100 段、 0+3300+430 段基巖出露段； 由圖 05 顯示，趾板基礎(chǔ)，對(duì)表面強(qiáng)風(fēng)化層進(jìn)行清除，開(kāi)挖深度 。 右壩段 0+000+100 段，左壩段 0+3300+430 段，雖然趾墻與基巖相連，但該段基巖沒(méi)有進(jìn)行帷幕灌漿處理。 基巖 ，透水率 q平均為 221Lu，為極強(qiáng)透水層。 而且左壩段 0+3500+440 段，壩體為冰磧堆積物，滲透系數(shù)為10 3cm/s，為中等透水性巖層。當(dāng)水頭蓄至 1700m 時(shí)，西岸壩下游 700 余米處的小羊圈溝有滲漏溢出點(diǎn)。根據(jù)水庫(kù)管理人員測(cè)定，流量約 56l/s，且具有隨著水頭的增高，溢出量顯著加增的趨勢(shì)?，F(xiàn)場(chǎng)考察，發(fā)現(xiàn)泉水都經(jīng)基巖裂隙流出。左壩段 0+3300+430 段繞壩滲漏，是小羊圈溝滲漏溢出點(diǎn)的原因之一。 （ 5） 0+1000+330 段趾板固結(jié)灌漿區(qū)； 該段基礎(chǔ)基巖為粉砂質(zhì)泥巖與長(zhǎng)石中 — 細(xì)粒砂巖互層，破碎較嚴(yán)重，清基最深處可達(dá) m，基礎(chǔ)在死水位以下，對(duì)此段基巖，基礎(chǔ)以下平均 范圍，進(jìn)行固結(jié)灌漿。但在壩后約 、 處，各有出水點(diǎn)一處，當(dāng)水位升至 1700m時(shí)，根據(jù)水庫(kù)管理人員測(cè)定，兩處總出水量約為 20l/s。 該段壩下有兩條斷層通過(guò)，在 0+310 樁號(hào)，有 F3 壓扭性順層斷層，由壓水試驗(yàn)資料表明，透水率為 ；在 0+120 樁號(hào)，有 F1張扭性斷裂，鉆孔壓水試驗(yàn)透水率 q 值達(dá) 230Lu。該斷裂在壩下形成一條寬約 20m 的深溝。據(jù)原 大草灘 水庫(kù)修建施工人員稱，當(dāng)時(shí)河床開(kāi)挖在這 20余 m范圍內(nèi)，因嚴(yán)重漏水多臺(tái)抽水機(jī)都 30 力莫能助，無(wú)法施工，由此可見(jiàn)滲透性能之良好。 F1 斷層趾板基礎(chǔ)開(kāi)挖時(shí)，破碎比較嚴(yán)重。施工處理，對(duì)斷層表面進(jìn)行開(kāi)挖、清理，用混凝土回填。斷層深部未作處理。形成壩下最主要的滲漏通道，也是該庫(kù)區(qū)地下水的下游排泄的通道，因而必須引起足夠的重視。 （ 6） 0+4300+460 段 趾板基礎(chǔ)由于基巖埋深較大，再未施工。只是在冰積層中開(kāi)挖了寬約 ，深約 的基槽（未到基巖），用黃土回填碾壓做了一道 防滲墻。其下為冰磧堆積物，滲透系數(shù)為 10 3cm/s，圖 05 顯示， 0+4300+460 段冰磧堆積物埋深約為 左右。當(dāng)水位升到 1700m 高程時(shí)，滲流通過(guò)冰磧堆積物向下游滲漏。這是小羊圈溝滲漏溢出點(diǎn)形成的另一個(gè)原因。 溢洪道 地基處理質(zhì)量評(píng)價(jià) 見(jiàn)圖 7； 1994 年開(kāi)始施工溢洪道。溢洪道基礎(chǔ)全部坐落在基巖上。巖性為 0+004段為中粒長(zhǎng)石砂巖； 0+0040+007 左右為斷層破碎帶，寬度約為 ，推斷為層間滑動(dòng)斷層， 0+0070+134 段粉砂質(zhì)泥巖與長(zhǎng)石中細(xì)砂巖互層。開(kāi)挖后，發(fā)現(xiàn)，基巖節(jié)理 、裂隙發(fā)育，但該段未做灌漿處理；對(duì)斷層，延走向進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖深度 3～ 4m，用 C15 混凝土填充。但對(duì)斷層下部的裂隙密集帶未進(jìn)行灌漿處理，使得溢洪道基礎(chǔ)下產(chǎn)生滲漏。滲流在溢洪道出口下游 處的右岸坡角處溢出。當(dāng)水位升至 1700m左右時(shí)，呈線狀分布有長(zhǎng) （見(jiàn)插圖 7），根據(jù)水庫(kù)管理人員測(cè)定，出水量約為 45l/s。根據(jù)巖層傾向與溢洪道駝峰堰斷層推斷（見(jiàn)圖 8），該出水區(qū)為斷層所造成的。此出水區(qū)水位下降到一定高程時(shí)，無(wú)水滲出。 放水涵洞基礎(chǔ)工程地質(zhì)條件 見(jiàn)圖 8；放水涵洞基礎(chǔ)地質(zhì)情況與溢洪道基本 相同，全部為基巖， 051041段為泥巖； 041— 064 段基本由中 粗 細(xì)砂巖組成，局部加有少量泥巖。開(kāi)挖后，地質(zhì)人員發(fā)現(xiàn)，基巖節(jié)理發(fā)育，據(jù)施工人員回憶，對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行超深開(kāi)挖，后又用砼回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高，進(jìn)口處又進(jìn)行了帷幕灌漿處理，基礎(chǔ)安全沒(méi)有大的問(wèn)題。不在累述。 料場(chǎng)及儲(chǔ)量 料場(chǎng)位于大壩兩側(cè)，運(yùn)輸條件方便，最遠(yuǎn)運(yùn)輸距離 700m，主要采集區(qū)距壩址約 400m 左右。雖處于水庫(kù)下游，但坡度角不足 2%，而且運(yùn)輸路線可與等高線平行，工作面很寬，適合多路徑開(kāi)采。 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)量勘測(cè)，可開(kāi)采面積約 97000m2，深 度平均按 2m 計(jì)算，總儲(chǔ)量約。為一套古河床沖洪積物。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)為小于 10cm 的砂礫石組成，但個(gè)別極大者可 50cm。無(wú)泥質(zhì)物充填，無(wú)地下水影響，可開(kāi)采厚度 3~9m 不等，采集量約 15 104m3。 31 砂石料不均勻系數(shù)為 Cu 為 — ；曲率系數(shù) — ；天然容重為；最大干容重為 — ；最小干容重為 — ；滲透系數(shù)為 103— 102；含泥量為 %。 結(jié)論 （ 1） 干 大草灘 水庫(kù)壩體碾壓質(zhì) 量達(dá)到設(shè)計(jì)要求的占 %，未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的占 %。干容重最大值為 g/cm3 ，干容重最小值為 g/cm3，平均值為 g/cm3，相對(duì)密度 ，壩體填筑質(zhì)量總體未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 （ 2） 防滲砼面板澆筑質(zhì)量差，面板砼強(qiáng)度保證率為 %，達(dá)不到 80%的要求。面板開(kāi)裂、止水縫未按設(shè)計(jì)處理，起不到止水作用，成滲漏通道，需進(jìn)行修復(fù)處理。 （ 3） 在左壩間，趾墻段樁號(hào) 0+4300+460 段，由于冰水堆積物滲透性較強(qiáng)，滲水試驗(yàn)其平均 K值約 10 3cm/s ，下游沿基巖 裂隙形成滲漏通道，在左岸小羊圈溝中滲流量達(dá) 56l/s。該段應(yīng)進(jìn)行防滲加固處理。 （ 4）溢洪道基礎(chǔ)基巖節(jié)理發(fā)育、破碎比較嚴(yán)重，而且又有斷層存在，基礎(chǔ)又有滲漏現(xiàn)象，對(duì)斷層處理只做 深處理，滿足不了防滲要求。建議；對(duì)溢洪道基礎(chǔ)基巖進(jìn)行全面灌漿處理，處理深度應(yīng)以透水率小于 10Lu為界限。 （ 5）壩基滲漏是目前水庫(kù)存在的主要問(wèn)題，雖然砼面板趾板下 0+100— 0+330段基巖已做防滲漏灌漿處理，但灌漿深度不夠，兩壩間大部分壩段未進(jìn)行灌漿處理。建議，沿面板趾板墻，全線進(jìn)行灌漿處理。處理深度應(yīng)以透水率小于 10Lu為界限。 32 4 大壩運(yùn)行管理評(píng)價(jià) 參考規(guī)范： 《綜合利用水庫(kù)調(diào)度通則》（水管［ 1993］ 61 號(hào)） 《水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》（ SL2582021） 《水庫(kù)工程管理通則》（ SLJ70281） 《土石壩養(yǎng)護(hù)修理規(guī)范》（ SL21098） 《土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（ SL6094） 《土石壩安全監(jiān)測(cè)資料整編規(guī)程》（ SL16996） 水庫(kù)的調(diào)度運(yùn)行 大草灘 水庫(kù)是 米泉市水利局 縣 大草灘 鄉(xiāng)南東約 4km 處，地理坐標(biāo)為東經(jīng) 90176。29′，北緯 43176。 41′， 大草灘 水庫(kù)距 米泉市水利局 縣城區(qū)以北偏東 32km。 大草灘 水庫(kù) 是 山區(qū) 水庫(kù)，蓄水期多在冬春季，一般情況下每年 4月上旬為年最高水位，灌溉期末為最低水位，灌溉期后以攔蓄 河 水和 冬閑水 為主。 根據(jù)《綜合利用水庫(kù)調(diào)度通則》（水管［ 1993］