【導讀】重慶市XX區(qū)XX水庫整治工程。根植三峽服務水利第1頁。大壩整治平面布置圖CSJS

　　

【正文】 50mm，然后對上游壩坡采用石渣碾壓進行補償整平，整平后的上游壩坡 死水位 高程 1:，并于 死水位 高程 下 增設 C20混凝土鎮(zhèn)腳，寬 100cm，高 100cm，壩坡采用預制 C20 砼六棱塊護坡 (厚 80mm)，護坡下設砂碎石墊層，兼起反濾作用，墊層粒徑 5D40mm。施工時采用逐級加高的施工方法，并采用羊腳碾壓實，每層碾壓高度可根據(jù)施工現(xiàn)場實驗確定，密實度須達 ～ 。 下游壩坡整治處理 下游壩坡先挖除表層垂直厚度為 50mm 的腐敗變形壩體及下游側壩腳處的壩體，壩腳處增設 干砌塊石貼坡排水并用條石飾面 ， 貼坡排 根植三峽 服務水利 第 32 頁 水 體基礎高程 ， 頂 高程 ，頂寬 ，頂部中間位置設 的排水溝， 貼坡排水 體下游邊坡坡比為 1:。排水棱體與壩體之間設 200mm 厚碎石墊層和 300mm厚砂石反濾層，墊層粒徑 10D40mm，反濾層粒徑 5D20mm。然后對下游壩坡采 用石渣碾壓進行補償整平，整平后的下游壩坡高程 以上坡比按1: 控制。壩體表面采用 C20 砼框格護坡，框格間填充當?shù)卣橙劳敛⒎N植草皮護土。下游壩坡壩面與兩岸坡相交處設置 的排水溝，排水溝采用 條 石，排水溝匯合于下游天然渠道。 四、大壩防滲設計 XX 水庫防滲整治， 通過壩基壩肩進行帷幕灌漿后再對壩體防滲體實行充填灌漿加強。在沿壩軸 布置 灌漿孔， 左、右壩肩分別向外延伸 12m，灌漿孔按單排布置，分三序逐漸加密，終孔孔距 。 結合壩基和壩肩情況，依據(jù)地質情況，灌漿深度以 不透水層界限以下 3m 確定為帷幕灌漿底限，不透水層透水率控制在小于 10Lu。 施工前鉆先導孔作灌漿壓水試驗以確定帷幕深度， 控制標準按伸入相對不透水層（透水率小于 10Lu）以下 3m 執(zhí)行 ?；鶐r帷幕灌漿材料采用 普通硅酸鹽水泥漿 ，灌漿時水泥漿的漿液應由稀逐漸變濃，起始水灰比 (重量比 )根據(jù)先導孔的單位吸水量進行選擇，單位吸水量在小于 、 ～ 、 ～ 、 ～ 、大于 時分別取起始水灰比為 10: 8: 6: 4: 2:1。對集中滲漏處提高為 6: 4: 2: 1: :1。當在某一水灰比的漿液灌入量已達 300～ 600 升，而灌漿壓力及吸漿量均無顯著改變時，應改用大 根植三峽 服務水利 第 33 頁 一級濃度的漿液。在強滲漏段為加速水泥漿的凝結，可摻加氯化鈣等促凝劑，最大摻量 (以無水氯化鈣重量計 )不得大于水泥重量的 4%。在非強滲漏段為延緩其凝結時間和提高水泥的分散性，可摻入減水劑，減水劑的用量在水灰比≤ 2時為水泥重量的 %，在水灰比為 2～10 時為水泥重量的 %。 帷幕灌漿壓力應根據(jù)現(xiàn)場灌漿試驗確定，試驗壓力參照下述值：第一段孔壓力控制在 ，以下每增加 1m 孔深，壓力 增加。灌漿前須進行裂隙沖洗，壓力為設計灌漿壓力的 80%。帷幕灌漿采用自上而下分段灌注，每段長度 5 米，可根據(jù)實際情況適當加大或減小，采用段頂堵塞法。吸漿量每分鐘小于 升，持續(xù) 30分鐘不變時，即結束灌漿。帷幕灌漿施工及檢查標準按透水率小于10Lu 控制，檢查孔數(shù)按現(xiàn)規(guī)范不小于總孔數(shù)的 10%，孔深不得小于各點帷幕灌漿孔深。 帷幕灌漿結束后再對 壩體防滲體充填灌漿加強，充填灌漿灌粘土漿，孔間距 ，灌漿壓力初步采用 ～ ，粘土漿的配合比根據(jù)現(xiàn)場灌漿確定，粘土粘粒 (粒徑小于 的微粒 )含量占25%35%為宜，中、細砂含量可為 10%～ 20%，其余應為粉土 ,壩體充填灌漿也要按逐步加密的原則劃分次序進行。不宜在小范圍內集中力量搞快速施工。灌漿孔間距 ，分三序灌漿，每個灌漿深孔都應自下而上的分段灌漿。先將置入的孔管提高孔底 2～ 3m 作第一段灌漿，等經過多次復灌完畢后再上提 2～ 4m作第二段灌漿，如此直到全孔灌完。 根植三峽 服務水利 第 34 頁 本工程灌漿孔共布置 136個，鉆孔總進尺 3340m，充填進尺 1740m,帷幕灌漿總進尺 1600m。 五、整治后大壩滲流分析計算 計算目的 (1)計算確定壩體浸潤線的 位置和逸出點的高度，為復核壩坡穩(wěn)定提供依據(jù)。 (2)計算壩體的單寬滲流量。 (3)計算滲透比降，復核大壩滲透穩(wěn)定性。 計算工況 根據(jù)《碾壓式土石壩設計規(guī)范》 (SL27420xx)第 ，進行了以下 5 種工況的滲流計算： (1)校核洪水工況 (非常運用 ) (2)設計洪水工況 (正常運用 ) (3)正常蓄水工況 (正常運用 ) (4) 校核洪水位陡降至正常蓄水位，下降速度取 2m/d(非常運用 ) (5)正常蓄水位放空至死水位工況，下降速度取 1m/d(正常運用 ) 注：第 (4)、 (5)種工況僅用于壩坡穩(wěn)定計算， 不需作滲流穩(wěn)定計算。 計算方法 取 XX 水庫 整治后 大壩最大橫斷面圖 (CSJS— 初設 — 002)按照水力學達西定律進行滲流分析，滲漏分析采用河海大學 AutoBank 版滲流分析軟件。結合本工程具體情況，在計算時按透水地基計算，計算成果供穩(wěn)定分析采用。 根植三峽 服務水利 第 35 頁 滲透系數(shù) 本工程壩體為粉質粘土，考慮到取樣擾動及其它影響因素，滲透系數(shù)采用壩體土注水試驗提供滲透系數(shù)較大值，取 k= 10－4cm/s=。 計算成果 取 XX 水庫 整治后 大壩最大橫斷面圖及本次復核的各工況水位對大壩進行滲流分析計算 ，計算成果見表 42： 表 42 滲流計算成果表 工 況 校核洪水工況 設計洪水工況 正常蓄水工況 溢出點高出壩基面高度(m) 溢出點高程 (m) 單位寬度滲流量 (m/d) 最大滲透比降 J 滲透穩(wěn)定判別 對壩體土的滲透變形形式進行判別，根據(jù)《水利水電工程地質勘察規(guī)范》推薦的判別公式： 100)1(4 1≥ nPC 其中 PC— 土的細粒顆粒含量，以質量百分率計（ %），根據(jù)地勘報告顆粒分布成果表 PC=%～ %； n— 土的孔隙率 n=%； 可知本工程壩體只會發(fā)生流土破壞，其允許滲透坡降計算公式如下：BKJJ 破壞=][ )1)(1Δ( nJ =破壞 式中： Δ — 土粒比重， Δ ＝ ～ ，平均 ； n— 土的孔隙率， n=%； KB— 流土安全系數(shù)，此處采用 2。 根植三峽 服務水利 第 36 頁 土粒密度及孔隙率通過試驗得知，大壩允許滲透坡降 [J]=。計算最大滲透坡降 J=〈 [J]=，滿足滲透穩(wěn)定要求 ， 不 會發(fā)生流土破壞 。 通過以上計算結果表明，整治后的大壩滲流穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。 各工況的浸潤線示意圖見圖 41： 七、整治后 壩坡穩(wěn)定計算 計算目的 壩坡穩(wěn)定計算的目的是計算上、下游壩坡在各工況下的最危險滑弧的抗滑穩(wěn)定系數(shù)，以確認大壩是否存在安全隱患。 計算工況 根據(jù)本工程的具體情況及規(guī)范要求，選定計算工況如表 43： 表 43 壩坡穩(wěn)定計算工況 工況 上游壩坡 下游壩坡 校核洪水工況 校核 校核 根植三峽 服務水利 第 37 頁 設計洪水工況 設計 設計 正常蓄水工況 設計 設計 校核洪水位陡降至正常 蓄水位 (2m/d) 校核 不計算 正常蓄水位放空至死水位工況 (1m/d) 設計 不計算 計算方法 采用 瑞典圓弧法 計算 ，抗剪強度指標采用有效應力法計算的成果。 取大壩最大橫剖面（見附圖 CSJS— 初設 — 002）為計算剖面，采用河海大學 AutoBank 版分析軟件計算。 安全系數(shù) XX 水庫 大壩為 5 級建筑物，壩坡抗滑穩(wěn)定計算采用不計條塊間作用力的瑞典圓弧法，根據(jù)《碾壓式土石壩設計規(guī)范》 (SL27420xx)的相關規(guī)定，本水庫壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)如表 44。 表 44 壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)表 計算部位 建筑物等級 正常運用情況 非常運用情況 大壩壩坡 5 計算參數(shù)的確定 根據(jù)本工程地質勘察所作的室內土工試驗成果，大壩土體抗剪強度指標值及容重見表 45。 表 45 壩體材料物理力學指標 材 料 天然容重 飽和容重 固結快剪指標 飽和固結快剪指標 (kN/m3) (kN/m3) C (kpa) φ (176。 ) C (kpa) φ (176。 ) 壩體土 27 14176。 33′ 12176。 21′ 壩坡穩(wěn)定計算成果 大壩現(xiàn)狀上、下游壩坡穩(wěn)定計算的成果見表 46。 表 46 壩坡穩(wěn)定系數(shù)計算成果表 計 算 工 況 安全系數(shù) Kmin 計算值 規(guī)范值 根植三峽 服務水利 第 38 頁 上游壩坡 1 校核洪水工況 (非常工況 ) 2 設計洪水工況 (正常工況 ) 3 正常蓄水工況 (正常工況 ) 4 校核洪水位陡降至正常蓄水位 (非常工況 ) 5 正常蓄水位放空至死水位工況 (正常工況 ) 下游壩坡 1 校核洪水工況 (非常工況 ) 2 設計洪水工況 (正常工況 ) 3 正常蓄水工況 (正常工況 ) 由以上計算結果可以看出，大壩 整治后的 上 、下 游壩坡在 各 工況下的抗滑穩(wěn)定系數(shù) 均 滿足規(guī)范要求 。 故除險加固后大壩壩坡是穩(wěn)定的，也說明了這次整治的方案是可行和有效的。 各工況的穩(wěn)定計算簡圖見圖 42： 溢洪道除險加固設計 溢洪道病險狀況及原因分析 水庫溢洪道位于大壩右岸， 該水庫溢洪道寬 米， 為寬淺式溢洪道，溢洪道進口高程 ， 溢洪道 無消力池，泄洪時直接排入農田 。溢洪道尾部已成人行道路，底板多處出現(xiàn)空洞，泄洪時對過往村民及溢洪道自身均存在安全隱患。 根植三峽 服務水利 第 39 頁 溢洪道整治設計 概述 本工程原溢洪道進口堰頂高程為 ，進口凈寬 。本次 設計在右岸 整修溢洪道 ， 拆除原溢洪道漿砌條石，改用 C20鋼筋砼襯砌底板和邊墻。尾水渠采用 漿砌條石砌筑，原溢洪道拆除的部分條石可以利用。 溢洪道建筑物包括進水渠、溢流堰、溢洪道陡槽、消力池及出水渠五個部分。各建筑均按 20 年一遇洪水設計，按 200年一遇洪水校核。 進水渠 進水渠采用兩邊為不對稱的八字形的喇叭口，進口寬 ,左側長度為 ，右側長度為 。進水渠底寬由 收縮為，全長 ，底高程為 ，底板厚度為 。進水渠采用 C20 鋼筋砼 修筑。 溢流堰 溢流堰形式采用寬頂堰，堰寬度 B＝ ，長度б＝ ，底高程 (正常蓄水位 )為 ，邊墻內高為 ，底板厚度為 。溢流堰采用 C20鋼筋砼 修筑，堰頂設寬度為 C25鋼筋砼交通橋。溢洪道進口段靠壩體側沿壩軸線布置一道 C20鋼筋砼刺墻，阻滯水沿邊墩繞滲。墻高 ，頂寬 ，底寬 ，前墻坡度 1： ，后墻直立式。刺墻伸入壩體長 。 溢流堰過流能力采用下式計算： Q=mε B g2 Ho3/2 式中， m—— 流量系數(shù)，取 m=； 根植三峽 服務水利 第 40 頁 ε —— 側收縮系數(shù)， ε =； B—— 堰寬， B＝ ； 0H —— 堰頂水頭。 計算結果見 XX 水庫水位～泄流曲線表 47。 表 47 XX 水庫水位～泄流曲線表 水位 (m) 流量 (m179。/s) 水位 (m) 流量 (m179。/s) 將以上結果結合庫容曲線及水文條件進行調洪演算，結果表 48： 表 48