【導讀】四川省XX市XX水庫除險加固工程。XX市XX水利電力建筑勘察設(shè)計所

　　

【正文】 ~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 。 XX 水庫位于 XX 市的中部，按照地質(zhì)成因劃分，地貌類型屬構(gòu)造侵蝕山地丘陵區(qū)。 地質(zhì)構(gòu)造 XX 市處于新華夏系四川沉 降盆地與龍門山隆起帶的復合部位，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。 XX 庫區(qū)位于 XX 市中部，地質(zhì)構(gòu)造屬北東向擠壓帶與綿陽帚狀構(gòu)造帶的復合部位，位于苦竹溝斷裂北西端和馬家壩向斜南西翼交界帶。 地層巖性 XX 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。 XX 庫區(qū)上覆第中生界侏羅紀中 27 統(tǒng)沙溪廟組（ J2），以紫紅色豬肝色粉砂泥巖為主，間夾黃色厚層細粒長石石英砂巖，泥巖中含有鈣質(zhì)結(jié)核，巖性變化大。 地下水特征及評價 庫區(qū)地下水為中生界風華帶裂隙，主要存賦于中生界侏羅紀、白堊紀下統(tǒng)、三疊系上統(tǒng)紅色地層中，含水層以紫紅色紅色泥巖為主，間 夾砂礫巖，呈互層。地下水補給模數(shù)偏小，單孔涌水量一般小于 50m3/d，地下水資源相對貧乏。水量大小與砂礫巖層厚度、裂隙發(fā)育程度及地貌部位關(guān)系密切，泉水流量一般 ~，最大泉水可達 l/s，隨季節(jié)變化明顯。 工程區(qū)域淺部地下水，水溫 14~18℃ ， PH值 ~，以弱酸性和中性水為主，礦化度均小于 1g/l，絕大部分小于 ，屬淡水；地下水硬度150~450mg/l，以硬水為主；水化學類型根據(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 XX 水庫工程所需天然土量豐富，均質(zhì)土料可取本地出露的新生界第四系中更新統(tǒng)的松林坡組上部的亞粘土。亞砂土，厚度較大，土性均一，滲透性小。其次可取殘坡積粉質(zhì)粘土或泥質(zhì)粉砂巖和泥巖互層全風化土，碎石土料可取洪沖積泥質(zhì)砂卵石層或泥質(zhì)粉砂巖和泥巖互 層強風化帶。但石料及砂礫料缺乏。 28 結(jié)論和建議 1）該水庫地質(zhì)構(gòu)造和地層結(jié)構(gòu)相對單一，巖層傾角較小，總體而言地質(zhì)條件較好。 2）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)地震基本烈度為 VII 度 。 3）由于大壩碾壓不密實，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。 29 4 震損情況及水庫安全評價 震前運行情況簡述 XX 水庫 1973 年動工興建， 1978 年建成投入運行，水庫按照批準的控制運用計劃合理調(diào)度運用?！端畮旃こ坦芾磙k法》等各項制度基本齊全并得到落實。但是，由于水庫管理單位無水情測報設(shè)施及防洪通信設(shè)施，無必要的安全監(jiān)測設(shè)施，無完整的觀測資料，缺乏管理維護資金，使水庫在 ―‖特大地震前便存在一定的問題。根據(jù)本所對本工程所做安全鑒定報告，本工程存在壩體滲漏、溢洪道寬度不滿足要求、臥管年久失修、滲漏嚴重等問題，大壩應(yīng)為三類壩。 主要震損出險情況 2021 年 5 月 27 日， 水利部珠江委 赴四川抗震救災(zāi)水利工作組與 XX 市水利局、水庫管理所有關(guān)工作人員一起，對工程各主要建筑物進行震損情況現(xiàn)場巡視檢查，存在問題主要如下： 1）大壩裂縫 ① 縱向裂縫：震后壩頂出現(xiàn)一條縱向裂縫，裂縫延伸長度超過 150m，貫通整個壩體，裂縫最大寬度 120mm，最大可探深度 1m，壩頂中部裂縫兩側(cè)已形成約 60mm 錯臺，靠上游部分壩體已明顯下沉。見圖 4圖 42。 壩頂縱縫壩頂橫縫 圖 41 壩頂裂縫平面示意圖 30 圖 42 壩頂縱向裂縫 ② 橫向裂縫：右 段壩頂發(fā)現(xiàn)橫向裂縫，裂縫橫切整個壩頂，最大寬度20mm，最大深度超過 。 2） 滑坡 大壩上游坡面沒有護坡措施，壩坡長期蓄水位附近坡面附近有輕微沖刷。見圖 43。震后大壩上游壩坡出現(xiàn)滑坡跡象 ,表現(xiàn)為壩頂?shù)目v向裂縫兩側(cè)已形成約 60mm 錯臺，靠上游部分壩體輕微下沉。推測滑坡后緣為壩頂縱向裂縫。 3）滲流變化 據(jù)已有資料，該壩壩基一直存在滲漏問題， 07 年已進行了防滲灌漿處理，但灌漿效果差，灌漿后，壩基仍然滲漏。左壩肩局部滲水濕潤。據(jù)調(diào)查，震后壩體、壩肩和壩基均未發(fā)現(xiàn)明顯滲流變化。 31 圖 43 大壩上游坡輕微沖 刷 4）泄水建筑物及其他建筑物損毀情況 地震后原有溢洪道未受到明顯損壞。輸水臥管涵也未受到明顯損壞，能正常放水。 應(yīng)急除險方案 工程措施 ① 對上游坡面滑坡體采取坡腳拋石固腳措施；對壩頂縱向裂縫及局部橫縫采用開挖回填處理。 ② 將放水設(shè)施 改建為 折懸臂鑄鐵閘門斜臥管。 ③ 溢洪道向右側(cè)（靠山體一側(cè)）拓寬 4m，溢洪道總寬度由 3m 拓寬到7m（溢洪道開挖料用于培厚大壩頂部壩身薄弱部位后坡），拓寬后溢洪道表面采用 40cm 漿砌石護砌。 32 非工程措施 ① 防汛搶險物資儲備（見下表 ）： 表 XX 水庫震后應(yīng)急搶險防汛搶險物資儲備數(shù)量表 工程 規(guī)模 搶險物料 救生器材 小型搶險機具 搶險值班 倉庫 (m2) 袋類 (條 ) 土工 布(m2) 砂石 料 (m3) 塊石 (m3) 鉛絲 (kg) 樁木 (m3) 救生 衣 (件 ) 搶險救生舟(艘 ) 發(fā)電 機組 (kW) 便攜式 工作燈（只） 投光燈 (只 ) 電纜 (m) 小 (2) 2021 1000 300 300 200 1 20 / 5 5 1 50 20 ② 應(yīng)制定防洪應(yīng)急預案，方案須包括以下內(nèi)容：建立組織機構(gòu)，明確相關(guān)責任；落實信息傳遞和報告制度，加強決策的制定與執(zhí)行，組織搶險隊伍，作好搶險物資準備及人員轉(zhuǎn)移等應(yīng)急措施。 ③ 建立 24h 輪班制度，做好巡查工作，發(fā)現(xiàn)問題及時向有關(guān)領(lǐng)導匯報，為水庫調(diào)度和領(lǐng)導決策提供依據(jù)。 ④ 應(yīng)加強對氣象情況的了解，如遇暴雨等不利于水庫安全的情況發(fā)生，應(yīng)加強巡查工作的力度。 應(yīng)急搶險工程完成情況 經(jīng)上級主管部門審批，上 述應(yīng)急搶險方案得到及時審批，共批復資金 萬元，工程已于 2021 年 6 月 30 日施工完成。 目前存在的主要問題 ① 大壩：上游坡庫水浸蝕嚴重，邊坡過陡、下游有輕微滲漏，壩坡內(nèi)外較陡，多處出現(xiàn)裂縫，壩體上游壩坡出現(xiàn)滑坡跡象；大壩坡腳滲漏，壩基滲漏嚴重，下游沒有反率設(shè)施。大壩上游壩坡未襯護，現(xiàn)風浪淘刷嚴重，內(nèi)坡多處沉陷，凹凸不平 ， 下游都是草坪護坡，沒有排水溝 。 ② 放水設(shè)施： 水庫放水設(shè)施位于大壩右岸，為石質(zhì)梯級臥管，漿砌條石襯砌，改造中。 現(xiàn)場檢查時，在 放水臥管處能聽見明顯的滲漏水聲，水庫據(jù)介紹：臥管底板在 2021 年時便發(fā)現(xiàn)多處斷裂，由于經(jīng)費原因，僅僅采 33 用了用黃土在外圍封堵，但效果很差，現(xiàn)臥管滲漏量約在 。 ③ 管理設(shè)施：目前水庫沒有管理用房，溢洪道上沒有橋梁，防汛道路仍為泥土路面不利于水庫的管理和維護。 安全評價結(jié)論 根據(jù) XX 水庫的病險、安全鑒定及震損情況綜合評定，水庫大壩屬 C級壩，即為不安全大壩，亟待進行除險加固。 34 現(xiàn)狀照片 1：對地震造成上游壩坡縱向多條裂縫應(yīng)急處理 現(xiàn)狀照片 2：大壩壩身薄弱 影響大壩安全 35 現(xiàn)狀照片 3：溢洪道急需應(yīng)急處理 36 5 除險加固工程設(shè)計 工程現(xiàn)狀及存在問題 樞紐總布置 XX 水庫始建于 1973 年， 1978 年建成，樞紐工程由大壩、溢洪道、放水設(shè)施等部分組成。大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程 。最大壩高 ，壩頂長 160m，壩頂寬 ，上游壩坡平均坡比為 1:，下游壩坡坡比為1:，大壩上、下游坡采用草皮護坡； 水庫溢洪道位于大壩左側(cè)，上有一人行便橋。溢洪道為正堰進口溢洪道，堰頂寬 ，堰頂高程 ,溢洪道全長 。邊墻為漿砌條石 ，溢流堰底板為漿砌條石，溢流堰以下為漿砌塊石。 總體而言，樞紐總體布置比較合理。 大壩及壩基 XX 水庫大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程 ，最大壩高 ，壩頂長 160m，壩頂寬 ，上游壩坡平均坡比為 1:，下游壩坡坡比為 1:，大壩上、下游坡均采用草皮護坡。 ―‖地震發(fā)生后， 震后壩頂出現(xiàn)一條縱向裂縫，裂縫延伸長度超過150m，貫通整個壩體，裂縫最大寬度 120mm，最大可探深度 1m，壩頂中部裂縫兩側(cè)已形成約 60mm 錯臺，靠上游部分壩體已明顯下沉。右段壩頂發(fā)現(xiàn)橫向裂縫，裂縫橫切整個壩 頂，最大寬度 20mm，最大深度超過 。 大壩目前存在的主要問題是： （ 1）左、右壩肩與大壩中部壩體、壩基滲漏嚴重，大壩有白蟻活動跡像；并且大壩棱體排水垮塌； （ 2）溢洪道過洪能力不能滿足規(guī)范要求； （ 3）上游無護坡，局部沉陷，坑凹不平； （ 4）放水臥管底板與邊墻多處斷裂，滲漏嚴重 。 37 一旦水庫大壩失事，將直接威脅到下游東興鄉(xiāng)場鎮(zhèn)、綿廣高速和下游村莊等重要工業(yè)民用設(shè)施。及 1000余人的生命財產(chǎn)安全，估算其直接經(jīng)濟損失將在 。根據(jù)大壩安全鑒定結(jié)論，該水庫大壩為三類壩。 溢洪道 水庫溢洪道位于大壩 左側(cè)，為正堰進口溢洪道，原堰頂寬 ，堰頂高程 ，溢洪道全長 ，側(cè)墻及底板均采用漿砌石襯砌。溢洪水流經(jīng)消能后泄入下游小河溝，溢洪尾水不影響大壩安全。 ―‖地震后，水庫采取應(yīng)急搶險措施， ―‖地震后 擬采用擴挖右側(cè)至底寬 ,同時下挖 以保證安全度汛 。 本次現(xiàn)場實際測得堰頂寬 ，堰頂高程。側(cè)墻采用漿砌石襯砌，底板采用混凝土襯砌，溢洪水流經(jīng)消能后泄入下游河道。 放水設(shè)施 水庫放水管位于大壩右岸，屬砌石無壓平涵，梯級臥管取水。涵洞尺寸 。放水洞底坎高程 ，設(shè)計最大放水流量 。 其他 現(xiàn)場檢查時 ,兩岸山體發(fā)現(xiàn)有白蟻活動的現(xiàn)像 ,結(jié)合部位的坡面上有明顯的泥線。 2021 年，經(jīng)重慶市白蟻防治研究所技術(shù)人員現(xiàn)場檢查，確認水庫大壩存在白蟻建巢危害，對水庫大壩安全構(gòu)成了一定威脅，該庫組織民工進行挖除、投藥等措施，但效果不明顯。由于經(jīng)費原因，一直沒有進行綜合治理。為治理白蟻，分別在外坡和內(nèi)坡各一條 （寬 深）的順溝，通過開溝來截斷壩體的蟻道，分析判斷選出主蟻道，追挖白蟻主巢，取出巢體，填實巢穴。 水庫大壩無觀測設(shè) 施，無法對大壩安全進行監(jiān)測，不利于大壩安全管理。大壩下游無排水設(shè)備，為使?jié)B流不會使下游壩坡產(chǎn)生滲透破壞，采用塊石加固原有堆石棱體。過壩渠用 。 38 設(shè)計依據(jù) 工程等別及建筑物級別 XX 水庫是一座以灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)殖等綜合效益的?。ǘ┬退畮欤畮炜値烊? 萬立方米。按照中華人民共和國《水利水電工程等級劃分和防洪標準》 SL2522021 之規(guī)定：該水庫為 Ⅴ 等工程，相應(yīng)主要建筑物按 5 級建筑物設(shè)計，次要建筑物和臨時建筑物按 5 級設(shè)計。 洪水標準 根據(jù)《大綱》和有關(guān)規(guī)范， 水庫工程永久性建筑 物設(shè)計洪水標準其重現(xiàn)期為 20年，校核洪水重現(xiàn)期為 200年。 設(shè)計基礎(chǔ)資料 1）四川省水利廳關(guān)于印發(fā)震損水庫除險加固編制大綱及若干技術(shù)問題的通知（川水函〔 2021〕 620 號）， 2021 年 7 月； 2）四川省震損水庫除險加固工程初步設(shè)計報告編制大綱（川水函〔 2021〕 620 號附件一）， 2021 年 7 月； 3）四川省水利廳關(guān)于震損水庫除險加固若干技術(shù)問題的意見（川水函〔 2021〕 620 號附件二）， 2021 年 7 月； 4）《 XX 市 XX 水庫應(yīng)急除險方案》，廣東省水利電力勘測設(shè)計研究院，廣東省水利水電科學研究院， 2021 年 6 月； 5）《 XX 市 XX 水庫安全鑒定報告》， XX 市 XX 水利電力建筑勘察設(shè)計所， 2021 年 8 月； 6）《新春鄉(xiāng) XX 水庫除險加固整治工程初步設(shè)計報告》， XX 市 XX 水利電力建筑勘察設(shè)計所， 2021 年 3 月； 7） XX 市 1/1 萬航測地形圖，