【導(dǎo)讀】水庫多，因此做好中小型水庫的除險加固工作越來越重要。本文將從施工組織設(shè)計在關(guān)刀。嶺水庫除險加固工程中的意義出發(fā)，結(jié)合實際，對其具體措施進行分析。

　　

【正文】 共 55 頁 第 11 頁 溢洪道最大泄洪能力復(fù)核 △ h=R+E+A （ 210） 式中： △ h——壩前在靜水位以上的超高（ m）； R——波浪爬高 (m)； E——風(fēng)壅水面高，一般可忽略不計； A——安全超高，設(shè)計 A=，校核 A=，計算公式： R= 波 tgα h波=風(fēng)速 V=14m/s，吹程 D=，邊坡系數(shù) m=， K=，則：設(shè)計情況 h 設(shè) =（ 14） 5/4， R 設(shè) ==；校核情況 h 校=145/40 .31/3=， R 校 ==，故： △ h 設(shè)=R+A=+=， △ h 校 =R+A=+=。 H 設(shè) =▽ 壩頂 —△ h 設(shè) —▽ 溢底 = （ 211） H 校 =▽ 壩頂 —△ h 校 —▽ 溢底 = （ 212） 溢洪 道最大泄洪能力復(fù)核，是在現(xiàn)溢洪道進口寬和斷面型式按現(xiàn)有壩高情況下不影響大壩安全在正常情況下的復(fù)核，即在不影響大壩安全情況下，溢洪道允許最大過水深H=，按寬頂堰公式計算得最大允許泄流量 q=，而根據(jù)調(diào)洪演算成果，當(dāng)大壩遭遇 200年一遇標準洪水時溢洪水深為 h=,校核水位已高于壩頂，故現(xiàn)溢洪道過洪能力不能滿足規(guī)范要求。處理措施：將上游壩坡放緩至 1： 2，溢洪道擴寬至 10m，然后根據(jù)調(diào)整后的溢洪道尺寸進行調(diào)洪計算，得 20年一遇 qm=， Va= m3，溢洪水深 h=，相應(yīng)高程為 H 設(shè) =； 200年一遇 qm=， Va= m3，溢洪水深 h=，相應(yīng)高程為 H 校 = ， V 總 = m3。此時再計算校核標準洪水時最大允許水深 h=，即在不影響大壩安全情況下，溢洪道允許最大過水深 H=，按寬頂堰公式計算得最大允許泄流量 q=，溢洪道過洪能力仍不能滿足規(guī)范要求，所以須在壩頂加設(shè) 。 施工期洪水 關(guān)刀嶺水庫不能放空，但庫水位可以降低到死水位以下，工程安 排在枯水期施工，且工期較短，剩余水量以水泵提排解決施工導(dǎo)流問題，因此基本不需要設(shè)圍堰，本次不再進華 北 水 利 水 電 大 學(xué) 繼 續(xù) 教 育 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 共 55 頁 第 12 頁 行施工期洪水計算。 圖 21 江油市關(guān)刀嶺水庫工程平面布置示意圖 圖 22 江油市關(guān)刀嶺水庫流域示意圖華 北 水 利 水 電 大 學(xué) 繼 續(xù) 教 育 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 共 55 頁 第 13 頁 3 工程地質(zhì) 區(qū)域地質(zhì)概況 地形地貌 江油市地處龍門山北段中山山地與四川盆地低山丘陵的交接地帶，地勢由西北向東南逐漸變低，高程一般在 800~1500m之間，最高點位于楓順鄉(xiāng)的轎子頂山，海拔高程 2356m；東南部庫區(qū)屬侵蝕河谷階地貌區(qū)，淺山丘陵地形，高程一般在 550~650m之間，最低點位于九嶺鄉(xiāng)的魚種站谷地，海拔高程 。 關(guān)刀嶺水庫位于江油市的東北部云集鄉(xiāng)境內(nèi)，按照地質(zhì)成因劃分，地貌類型屬構(gòu)造侵蝕丘陵區(qū)。 地質(zhì)構(gòu)造 江油市處于新華夏系四川沉降盆地與龍門山隆起帶的復(fù)合部位，按照構(gòu)造型式分為北東向擠壓帶和綿陽帚狀構(gòu)造，兩者呈不整合復(fù)合關(guān)系。在境內(nèi)西北部為北東向擠壓帶發(fā)育區(qū)，由脆性的碳酸鹽和碎屑巖組成，在同一應(yīng)力場作用下，形成軸向北東向的 “多 ”字型排列的褶皺和走向東北 45~50186。、傾向北西、傾角 60~70186。的沖斷裂以及走向北西 50186。左右的橫 張斷裂及近南北或東西向的壓性斷 裂。在市區(qū)東南部的侏羅紀、白堊紀地層中，為綿陽帚狀構(gòu)造的一部分，發(fā)育成群的新同型平緩褶皺，呈半環(huán)狀排列，向西收斂，向東擴散，褶皺嶄線多為北東 45~70186。，地層傾角平緩 10~15186。 關(guān)刀嶺庫區(qū)位于江油市東北部，地質(zhì)構(gòu)造屬北東向擠壓帶與綿陽帚狀構(gòu)造帶復(fù)合部位的東南邊緣地帶，位于水根頭 —石元壩斷裂東南斷盤、天井山背斜東南翼。 地層巖性 江油市境內(nèi)地層出露除元古界和第三系缺失外，古生界到第四系大部分地層均有出露，沉積厚度在 18000m以上。關(guān)刀嶺水庫區(qū)地層為中生界侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（ J2）。巖性為棕紅色 粉砂質(zhì)泥巖與灰紅色泥質(zhì)粉砂巖互層。泥巖和砂巖的厚度不穩(wěn)定，橫向變化大。 地下水特征及評價 庫區(qū)地下水為中生界風(fēng)化帶裂隙水，主要存賦于中生界侏羅系、白堊系下統(tǒng)、三疊系上統(tǒng)紅色地層中，含水層以灰紅色 —紫紅色細砂巖、粉砂巖為主，間夾砂礫巖，呈互層。華 北 水 利 水 電 大 學(xué) 繼 續(xù) 教 育 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 共 55 頁 第 14 頁 地下水補給模數(shù)偏小。以弱酸性和中性水為主，礦化度均小于 1g/l，屬淡水；地下以硬水為主；水化學(xué)類型根據(jù)舒卡列夫分類，以 HCO3Ca 和 HCO3Mg為主，地下水對混凝土無腐蝕性。 地震 根據(jù) 《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》 GB183062021和 2021年 6月中國地震局發(fā)布的 《四川、甘肅、陜西部分地區(qū)地震動峰值加速度區(qū)劃圖、地震動反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》，本區(qū)地震動峰值加速度為 ，相應(yīng)地震基本烈度為 VII度 。 天然建筑材料 選定的土料場位于水庫大壩上游左岸，距左壩頭 100m左右。在勘探深度范圍內(nèi)，料場主要為粉質(zhì)粘土。對土料取代表性樣做天然含水量、天然干密度、顆分、擊實及重塑土試驗力學(xué)性、物理性等試驗。 各類土的物理性指標見表 ，力學(xué)性指標見表 。料場土料物理力學(xué)參數(shù)與《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程》 （ SL2512021）技術(shù)要求對比見表 。從表中可以看出粉質(zhì)粘土粘粒含量部分偏高、天然含水率、塑性指數(shù)偏高，其余指標符合防滲體土料質(zhì)量要求。 料場長約 150m，寬約 50m，有用層厚度 2m左右。用平行斷面法計算，用平均厚度法校核，料場總面積 103m2，儲量為 104m3。料場面積可根據(jù)施工用料需求擴大。 表 31 料區(qū)各土類物理性試驗成果匯總表 土料 巖性 統(tǒng)計 方法 顆粒分析 (mm) 天然 含水 量 天然 干密 度 孔隙比 比 重 液 限 塑 限 塑性指數(shù) 液性 指數(shù) 2~ ~ ＜ w ρd e GS wL wP Ip IL % % % % g/cm3 — ﹪ % % 粉質(zhì)粘土 組數(shù) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 最小值 最大值 平均值 華 北 水 利 水 電 大 學(xué) 繼 續(xù) 教 育 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 共 55 頁 第 15 頁 表 32 料區(qū)土類重塑土力學(xué)性試驗成果匯總表 土料 巖性 統(tǒng)計 方法 擊實試驗 控制干密度 飽和快剪 飽和固結(jié) 快 剪 滲透 系數(shù) 自由膨脹率 最大干密度 最優(yōu)含水率 凝聚力 內(nèi)摩 擦角 凝聚力 內(nèi)摩 擦角 ρdmax wop ρd c Φ c Φ K g/cm3 % g/cm3 kPa 度 kPa 度 cm/s 粉質(zhì)粘土 組數(shù) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 最小值 29 最大值 33 平均值 1,73 31 表 33 料區(qū)土類質(zhì)量技術(shù)要求與試驗成果對比表 土料 巖性 質(zhì)量指標 粘粒 含量 塑性 指數(shù) 滲透系數(shù) 天 然 含水率 最 優(yōu) 含水率 塑限 緊密 密度 天 然 干密度 Ip K W Wop wp ρdmax ρd 均質(zhì)壩土料 10%~30% 7~17 碾壓后1104cm/s 天然含水率與最優(yōu)含水率 或塑限接近者為優(yōu) 緊密密度宜大于天然干密度 粉質(zhì)粘土 %~% ~ 108 % % %~% 結(jié)果 部分偏高 偏高 合格 天然含水率偏高 合格 混凝土粗、細骨料及反濾料均擬采購自江油市彰明鎮(zhèn)砂礫料場，據(jù)調(diào)查，江油市工業(yè)民用建筑用砂礫料主要來源于該料 場，料場距該水庫 22km左右，施工前應(yīng)按照《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程》（ SL2512021）要求進行相關(guān)的試驗，確保材料質(zhì)量合格。 結(jié)論和建議 ，巖層傾角較緩，總體而言地質(zhì)條件較好。 華 北 水 利 水 電 大 學(xué) 繼 續(xù) 教 育 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 共 55 頁 第 16 頁 《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》 GB183062021和 2021年 6月中國地震局發(fā)布的 《四川、甘肅、陜西部分地區(qū)地震動峰值加速度區(qū)劃圖、地震動反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》，本區(qū)地震基本烈度為 VII度 。 ，蓄水位較高時下游壩基有局部少 量滲漏現(xiàn)象，地震期間大壩出現(xiàn)多處裂縫，壩基有渾水滲出，雖經(jīng)過應(yīng)急處理，但壩體內(nèi)部仍可能有隱蔽裂縫，建議盡快采取工程處理措施。 勘察期間取原土料區(qū)散狀樣進行土料擊實、重塑土試驗，試驗最大干密度范圍值~，平均 ，壩體填筑質(zhì)量按壓實度 96%（相應(yīng)于干密度 ）的標準進行判別。 據(jù)勘察試驗成果：壩體土天然干密度范圍值 ~，平均 ，其壓實度合格率為 0；壓縮系數(shù)范圍值 ~，平均值 ，標 準貫入試驗范圍值5~6擊，屬中等壓縮性中硬土。 華 北 水 利 水 電 大 學(xué) 繼 續(xù) 教 育 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 共 55 頁 第 17 頁 表 34壩體填土物理性試驗統(tǒng)計成果表 填土 巖性 統(tǒng)計 項目 含 水 率 干 密 度 孔 隙 比 比重 顆粒組成 液 限 塑 限 塑性 指數(shù) 液性 指數(shù) 砂粒 粉 粒 粘 粒 ~ mm ~ mm mm W ρd e Gs WL WP IP IL % g/cm3 — — % % % % % — — 粉質(zhì)粘土 組數(shù) 13 13 13 13 5 5 5 13 13 13 13 最小值 最大值 平均值 表 35壩體填土力學(xué)性、滲透性及膨脹性試驗統(tǒng)計成果表 填土 巖性 統(tǒng)計 項目 壓 縮 系 數(shù) 壓 縮 模 量 直剪 滲透系數(shù) 自由膨脹率 標準貫入 飽快 飽固快 凝聚力 內(nèi)摩 擦角 凝聚力 內(nèi)摩 擦角 室內(nèi) 試驗 鉆孔 注水 a12 Es C φ C φ K K MPa1 MPa kPa 176。 kPa 176。 cm/s cm/s % 擊 粉質(zhì)粘土 組數(shù) 5 5 6 6 6 6 5 2 3 2 最小值 36 5 最大值 46 6 平均值 41 6 小均值 大均值 華 北 水 利 水 電 大 學(xué) 繼 續(xù) 教 育 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計