【導讀】之間，距普利橋鎮(zhèn)。輸水涵洞和進水臥管等組成。水庫壩址以上控制流域集雨面積，總庫容萬。；溢洪道堰頂高程，堰頂寬。自修建完成運行近50多年以來，發(fā)現(xiàn)大壩存在諸多問題,水庫運行過程中多次出現(xiàn)。荷葉塘水庫管理單位歷年來多次進行除險加固，但由于資金缺乏，未能進行全面系。面出現(xiàn)局部散浸現(xiàn)象，特別是大壩中間部分局部因滲漏出現(xiàn)滑坡、垮方。部位清基不徹底，碾壓不密實,左右壩肩形成集中滲漏點。壩體與壩基接觸面，部分土體含礫量大，屬于中等透水性。施工時對壩基未進行防滲處理，導致庫水沿壩體與壩基接觸界面、強風化帶產(chǎn)生滲漏。溢洪道兩側(cè)及底部襯砌破損，形狀不規(guī)則，且無消能設施，影響水庫正常泄洪。放水臥管側(cè)面與基礎接觸面多處開裂，滲漏嚴重?，F(xiàn)大面積濕潤面。徑流過程采用徑流系數(shù)法推求，地下徑流過程利用三角形法推求。對穩(wěn)定區(qū)，地震對區(qū)域穩(wěn)定無不利影響。透水性強，地質(zhì)構造簡單，巖層產(chǎn)狀變化小，傾向庫內(nèi)。未發(fā)現(xiàn)大的斷裂構造。

　　

【正文】 葉塘水庫除險加固工程初步設計報告 湖南省永州市水利水電勘測設計院 27 （ 1）帷幕灌漿設計 根據(jù)《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（ SL2742021）中有關規(guī)定，以 壩基巖石透水率 q≤10Lu為相對不透水層。大壩建基面至相對不透水層之間的透水基巖應設灌漿帷幕，以防滲水沖蝕壩底基礎。 帷幕灌漿按如下公式計算： T=H/J 式中： T—— 帷幕厚度 m； H—— 最大作用水頭（ H=） J—— 帷幕的容許比降， J=13； 經(jīng)計算： T=1m，根據(jù)計算的帷幕厚度以及壩基、壩肩實際滲漏情況，擬定大壩壩基帷幕灌漿孔為一排。 帷幕灌漿孔布置見圖冊，在大壩壩軸線（高程 ）沿山體連接溢流堰布設一排帷幕灌漿孔，孔距 ，共計 44孔。灌漿防滲標準根據(jù)地勘成果及規(guī)范要求， 取 q=10Lu，灌漿孔伸入相對不透水層（ q=10Lu）以下 ，最終孔深應由現(xiàn)場先導孔壓水試驗確定。帷幕灌漿往上與沖抓搭接 1m。 本工程帷幕設計為單排，帷幕軸線全長約 131m，灌漿孔可分為 2序，按 Ⅰ 、 Ⅱ 序的順序施工。 2）鉆孔及簡易壓水試驗 帷幕灌漿鉆孔：壩身采用沖擊干鉆、套管護壁，基巖采用回轉(zhuǎn)式鉆機鉆進，用金剛石鉆頭或硬質(zhì)合金鉆頭鉆進，終孔孔徑為 75mm。鉆機安裝必須水平、穩(wěn)固，開孔位置偏差應控制在 10cm 之內(nèi)，孔斜率控制在 1%以內(nèi)，鉆孔深入相對不透水層內(nèi) 1m 左右。 鉆孔沖洗及簡易壓水試驗：鉆孔達到 設計深度后，應采用清水沖洗鉆孔，直至回水澄清無砂和巖粉為止，殘留巖芯不應超過 。帷幕灌漿孔在灌漿前，對先導灌漿孔均應進行簡易壓水試驗，所得透水率 q值來確定開灌水灰比及了解巖層的透水程度。 3）灌漿參數(shù)的選取 a）灌漿段長度 灌漿段的長度是根據(jù)巖石的裂隙發(fā)育程度、破碎情況、滲透性以及設備條件決定的。參照省內(nèi)外帷幕灌漿取得的成功經(jīng)驗，并根據(jù)工程的具體情況，為確保工程質(zhì)量，設計要求灌漿段一般長 5m，基巖條件較好的可適當加長，但不大于 10m，裂隙發(fā)育，巖石破碎段湖南省永州市冷水灘區(qū)荷葉塘水庫除險加固工程初步設計報告 湖南省永州市水利水電勘測設計院 28 應減小灌漿段的長度。接觸面單獨做一段，灌段長為 5m。 b）灌漿壓力及漿液變換 灌漿壓力是影響灌漿質(zhì)量的重要因素，本次灌漿壓力一般要求現(xiàn)場通過灌漿試驗確定。 漿液稠度根據(jù)基巖透水率不同而改變，一般當 q 大于 5Lu 時，起始水灰比采用 3:1；q=3～ 5Lu 時，起始水灰比采用 5:1；以后采用 3： 2: 1: : :1。漿液稠度的變換原則是：當某一比級漿液的灌入量已達 300L 以上或灌注時間已達 30min，而灌漿壓力和注入率均無改變或改變不顯著時，應改濃一級?；蜃⑷肼蚀笥?30L/min 時，可根據(jù)具體情況越級變濃。 c）結束灌漿標準 符合下列條件之一 者，即可結束灌漿： 在設計規(guī)定的灌漿壓力下，灌漿段已停止吸漿或吸漿量小于 ，并持續(xù) 30min以上時； 4）灌漿材料及灌漿工藝 a）灌漿材料 采用 普通硅酸鹽水泥，對水泥的供給采取邊用邊進的原則，以保障水泥不過長時間在工地積放。 b）灌漿施工次序 灌漿應遵循分序加密的原則。帷幕孔分兩序次施灌，先施灌一序孔，再灌二序孔。同序孔距 ，最終孔距 ，先導孔根據(jù)現(xiàn)場實際情況酌定。 5）灌漿方法 采用自下而上的方法進行灌漿，當巖段小于 6m 時，采用全孔一次灌漿法；大于 6m或在漏水嚴重 地段應采取自上而下的方法灌漿，以提高灌漿質(zhì)量。 6）灌漿結束和封孔 在灌漿過程中，對于每一個灌漿孔都應嚴格按照規(guī)程，規(guī)范的要求結束灌漿，以確保工程質(zhì)量。對較深的帷幕灌漿孔，在最后一段灌漿結束后即采用濃漿封孔。封孔分段長15～ 20m，封孔壓力與灌漿壓力相同，當注入率不大于 1L/min，繼續(xù)灌注 30min 后，在孔口處繼續(xù)灌注 60min，灌注結束后閉漿 24h。 7）工程質(zhì)量檢查 檢查孔數(shù)為灌漿總孔數(shù)的 10％，布置在斷層、巖體破碎帶等地質(zhì)條件復雜的部位、湖南省永州市冷水灘區(qū)荷葉塘水庫除險加固工程初步設計報告 湖南省永州市水利水電勘測設計院 29 末序孔注漿量大的孔段附近、孔偏斜過大處、灌漿過程不正常的部位。 檢查孔應采取巖芯，繪制鉆孔柱狀圖。 檢查孔壓水試驗在該部位灌漿結束后 14d 后進行，自上而下分段卡塞進行壓水試驗，采用單點法或五點法。壓力為 1H0（ H0 為正常蓄水位至試驗段處高差），且不大于該處灌漿壓力的 80%。 檢查孔各段壓水試驗測得的 q 值原則上須 ≤10Lu ，所有試段的 q值必須小于 10Lu，才認為該孔符合標準。 大壩壩體 沖抓回填 設計 1）沖抓鉆孔套井原理 沖抓鉆孔套井回填處理土壩滲漏，是在漏水范圍內(nèi)利用沖抓機鉆孔，然后用粘土進行分層回填，并利用鉆機的動力和卷揚設備帶動夯錘加以夯實，造成一個 連續(xù)的截水墻，截斷壩身或壩基中的滲流。 2）沖抓套井防滲墻頂高程的確定 根據(jù)《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（ SDJ21884） 條確定沖抓回填高程。沖抓套井在壩頂進行，由上而下進行鉆孔后回填粘土的，為便于施工和保證質(zhì)量，沖抓套井回填防滲墻頂高程與壩頂齊平，為 。 3）沖抓套井防滲墻軸線位置確定 大壩沖抓回填防滲墻的主要作用為加高加固大壩原有防滲體， 荷葉塘 水庫大壩原設計為均質(zhì)土壩，因此，沖抓回填防滲墻布置在壩中軸線上，具體位置見圖冊。 4）套井回填土料的選擇 套井回填土料暫擬在 荷葉塘 水庫庫內(nèi)附 近的土料場取土，此處為荒地，距壩 ，貯量足，其物理性質(zhì)可以滿足防滲墻土料要求，根據(jù)《碾壓式土石壩設計規(guī)范》，防滲墻土料必須符合以下物理性質(zhì)：回填土料為粘性土料，填土滲透系數(shù)要求 K1179。10 6cm/s，填土干容重為 179。，壓實度不低于 。 5）有效厚度的確定 防滲墻的有效厚度是根據(jù)滲透穩(wěn)定計算求得其滲透坡降小于允許滲透坡降的條件決定的。 表 孔距、排距和有效厚度的相互關系 湖南省永州市冷水灘區(qū)荷葉塘水庫除險加固工程初步設計報告 湖南省永州市水利水電勘測設計院 30 鉆孔排數(shù) 最優(yōu) ω 值 孔距 L 排距 Si 有效設計厚度 Ti 1 45176。 L1=2RCOSα T1=2R（ Sinα ） 2 38176。37? L2=2RCOSα S2=R（ 1+Sinα ） T2=R（ 1+3Sinα ） 3 30176。 L3=2RCOSα S3=R（ 1+Sinα ） T3=R（ 1+4Sinα ） 土壩浸潤線： 將防滲墻的有效厚度，按照防滲墻的滲透系數(shù)和壩體滲透系數(shù)的比值折算成等效的壩身厚度來進行計算，加高部分擋水高度為 。 防滲體厚度： 由 B=H/J （ H= J=6）則 B= 所以 L1= T1= 故采用單排孔布置，可以滿足要求，故本次選用單排孔沖抓作 防滲墻。 6）鉆孔深度的確定 根據(jù)地質(zhì)情況及防滲要求，本次設計沖抓回填從壩頂?shù)綆r土分界線為沖抓回填防滲墻，下部與壩基帷幕灌漿搭接。 大壩結構加固設計 大壩上游壩坡加固設計 上游壩坡設計修整成壩頂?shù)? 1： 。 a）壩頂整治 荷葉塘 水庫大壩壩頂自建成以來未進行硬化處理，路面坑坑洼洼，本次初設對大壩壩頂采用泥結石硬化處理。壩頂兩側(cè)為現(xiàn)澆混凝土路肩，中間為 20cm 厚的泥結石路面，坡度為 2%向上下游兩側(cè)排水。 壩頂加寬至 。 b）上游護坡工程設計 護坡范圍為：大 壩 壩頂 至壩腳高程 全部 20cm 厚的 C15 砼防滲面板，且壩腳底部打100cm179。 130cm（厚179。高）的 C15砼截滲墻（防滑齒）。 c）上游壩坡新建上壩階梯 上游壩坡新建上壩階梯，上壩階梯高度為 ，寬 ，紅磚漿砌并砂漿抹面。湖南省永州市冷水灘區(qū)荷葉塘水庫除險加固工程初步設計報告 湖南省永州市水利水電勘測設計院 31 具體見設計詳圖。 大壩下游壩坡加固設計 荷葉塘 水庫大壩經(jīng)多年運行，下游壩坡受雨水沖刷，坑洼不平，雜草叢生，不利于大壩安全觀測，也影響美觀，為此本設計對下游壩坡進行整治。大壩下游在 寬馬道，馬道以上坡比為 1： ，以下坡比為 1： 。 a) 壩面排水系統(tǒng)設計 為防止水沖刷下游壩坡，設置下游坡面排水。橫向排水溝沿一級平臺內(nèi)側(cè)布置；縱向排水溝沿壩體與山體岸坡豎向布置，左、右岸壩肩處各一條， 中間馬道有一條， 共計 三條。縱橫向排水溝在壩腳處匯合后，排入下游溝道。 排水溝尺寸為 179。 ，采用紅磚漿砌并砂漿抹面，厚 。排水溝斷面詳見設計圖。 b）新建下游貼坡排水 大壩下游排水棱體 部分破損 ，其排水性能差。本次設計 翻新排水棱體 ，以便滲水順利排出。本次設計拆除大壩原有 部分 塊石護面，并 增設 排水 設施 ，以便滲水順利排出。 c） 下游壩坡新建上壩階梯 下游壩 坡新建上壩階梯，上壩階梯高度為 ，寬 ，用紅磚漿砌并砂漿抹面。具體見設計詳圖。 d）下游草皮護坡設計 本次擬對下游壩坡草皮護坡進行壩坡平整后再進行修整。 大壩整治工程量 大壩整治工程量見表 表 大壩除險加固工程量表 序號 工程項目 單位 工程量 備注 一 擋水工程 （一） 大壩壩基壩體加固防滲 鉆孔深（土層） m 鉆孔深（巖層） m 帷幕灌漿 m 沖抓回填 m （二） 大壩壩頂 壩頂平整 m2 湖南省永州市冷水灘區(qū)荷葉塘水庫除險加固工程初步設計報告 湖南省永州市水利水電勘測設計院 32 泥結石路面 (20cm厚 ) m3 C15砼路沿 m3 模板 m2 （三） 大壩上游壩坡 壩面平整（斜面） m2 土方開挖 m3 土方開挖（槽挖） m3 土方回填 m3 清淤 m3 風化砼塊清除 m3 C15砼護面 m3 鋼筋 m3 踏步漿砌石 m2 M5踏步抹面 m3 C15砼防滑齒 m3 左岸 C15砼壓邊條 m2 壩面砍清 m2 模板 m2 伸縮縫 瀝青木板 m2 （四） 大壩下游壩坡 壩面平整（斜面） m2 土方開挖 m3 土方回填 m3 草皮護坡 m2 踏步漿砌石 m3 M5踏步抹面 m2 排水溝紅磚 m3 排水溝砂漿抹面 m3 白蟻防治 m2 壩面砍清 m3 壩面大字 個 （五） 大壩排水棱體翻新 風化塊石清除 m3 增設干砌塊石 m3 大壩加固后滲流及邊坡穩(wěn)定計算 湖南省永州市冷水灘區(qū)荷葉塘水庫除險加固工程初步設計報告 湖南省永州市水利水電勘測設計院 33 大壩加固后滲流計算 計算斷面的確定 大壩滲流計算斷面選取加固后斷面作為計算斷面，斷面形狀見圖集。 滲透指標的確定 本次計算斷面的滲透分區(qū)主要根據(jù)地質(zhì)勘探的結果，按照現(xiàn)場所取原狀樣的室內(nèi)土工試驗及現(xiàn)場注水試驗，綜合大壩建設和運行管理情況，將大壩計算斷面劃分為 8 個滲透分區(qū)，滲透分區(qū)情況見圖 ，各分區(qū)材料的水平、垂直滲透系數(shù)根據(jù)地質(zhì)勘探推薦參數(shù)擬定，各滲透分區(qū)材料的水平 、垂直滲透系數(shù)見表 。 圖 荷葉塘 水庫加固后大壩