【導(dǎo)讀】水庫(kù)流域中心位置為經(jīng)度115°45?50〃，壩址以上控。，是一座以灌溉為主。畝，現(xiàn)有實(shí)際灌溉面積為6000畝。已為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)揮了較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但因歷史原因和投資限制，工程質(zhì)量較差，運(yùn)行中暴露出不少影響水庫(kù)安全的嚴(yán)重隱患。雖經(jīng)多次加固處理，下游壩腳出現(xiàn)多處集中滲漏。無(wú)保護(hù)，易產(chǎn)生滲透破壞，大壩滲流性態(tài)不安全。經(jīng)復(fù)核大壩壩坡整體抗滑穩(wěn)定滿。壩體白蟻危害嚴(yán)重。耕橋涵底板較高，抬高皮湖水位，長(zhǎng)期浸泡壩腳。輸水涵管砼質(zhì)量差，老化、剝落，經(jīng)復(fù)核，輸水涵管配。兩座已封堵的老涵管漏水嚴(yán)重。輸水涵管進(jìn)出口鋼筋砼閘。斷裂，螺桿彎曲，運(yùn)行困難。上述險(xiǎn)情的存在，使得水庫(kù)運(yùn)。行存在極大隱患，工程效益不能充分發(fā)揮。進(jìn)行全面的除險(xiǎn)加固。設(shè)計(jì)等工作，編制完成了《豐城市皮湖水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》，標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。水庫(kù)樞紐建筑物主要由大壩、溢洪道、輸水涵管等組成。民生命財(cái)產(chǎn)和國(guó)家重要公共設(shè)施造成重大損失。

　　

【正文】 )穩(wěn)定問題 由于壩身、壩肩持力層為第四系殘坡積粘土層，下伏基巖為粉砂巖，無(wú)軟弱夾層，其抗剪指標(biāo)均較高。因此不存在壩基、壩肩抗滑穩(wěn)定性問題。壩基土體承載 力較大，能滿足承受壩體荷載要求，不存在壩基變形問題。 近壩庫(kù)岸及建筑物邊坡穩(wěn)定問題 水庫(kù)近壩庫(kù)岸左右岸地勢(shì)較平緩，土質(zhì)為第四系殘坡積粘土層，土質(zhì)密實(shí)。因此大壩左右岸穩(wěn)定。 另外庫(kù)周為 20～ 30176。 的緩坡，巖性為第四系殘坡積層，土質(zhì)密實(shí)。因此庫(kù)周邊坡穩(wěn)定，無(wú)嚴(yán)重的塌岸問題。 壩基滲漏、繞壩滲漏問題及壩基滲透穩(wěn)定分析 壩基覆蓋層粘土鉆孔注水試驗(yàn)滲透系數(shù)平均值 k =179。 105， 室內(nèi)試驗(yàn)滲透系數(shù)平均值 k =179。 105。從以上試驗(yàn)結(jié)果可以看出粘土層為弱透水性土層。壩基巖體滲透系 數(shù)為 ~179。 105cm/s，也為 弱透水帶。因此壩基不存在滲漏問題。 大壩左右岸土質(zhì)為第四系殘坡積粘土層 ，為弱透水性地層，且左右兩壩端地下水位均高于水庫(kù)正常高水位。因此大壩左右兩岸均不存在繞壩滲 40 漏問題。 根據(jù)粘土顆分成果， 判斷該層滲透破壞類型為流土破壞。臨界水力坡降按公式 J 臨 =(Gs1)(1n)，求得 J 臨 =，建議 J 允 =J 臨 /2=。 大壩壩體質(zhì)量評(píng)價(jià) 為查明大壩填土土質(zhì)，填筑質(zhì)量，透水性，分析大壩產(chǎn)生險(xiǎn)情的原因，本次勘探于布置了 11 個(gè)鉆孔， 3 個(gè)探坑，位置詳見大壩工程地質(zhì)平 面圖。 壩體概況 皮湖水庫(kù)大壩為一均質(zhì)土壩，壩頂長(zhǎng) 687m，寬 20m 左右，據(jù)鉆探資料最大壩高 ，大壩上游坡為塊石護(hù)坡，但護(hù)坡范圍不夠。目前整個(gè)壩面較為平整，上游坡 1： ～ 1： ，下游坡 1： ～ 1： 。 20xx～ 20xx 年公路擴(kuò)建又將原有壩頂向下游側(cè)擴(kuò)寬 14 米，大壩右端延長(zhǎng) 182m，從而達(dá)到現(xiàn)有規(guī)模。原有壩段（ 0+000～ 0+505）壩頂高程一般在 ～ ，最大壩高 m；新建壩段（ 0+505～ 0+687）壩頂高程在 ～ 。 皮湖水庫(kù)由 原 豐城縣 水利局設(shè)計(jì) ， 工程由曲江公社組織施工。水庫(kù)大壩于 1958 年 11 月動(dòng)工興建 ， 1959 年 4 月 建成。 1968 年因過量超蓄，導(dǎo)致大壩嚴(yán)重滲漏，為保大壩安全 當(dāng)時(shí)在樁號(hào) 0+105 處 破壩泄洪，當(dāng)年水利冬修期間對(duì)大壩進(jìn)行了修復(fù)及加固。據(jù)施工回憶，壩軸線挖 截水槽底寬為、深 約 ， 在 老河床段按設(shè)計(jì)要求應(yīng)挖深 ，但施工時(shí)挖深 m 不等。 大壩分層填筑輾壓 填土厚 5060cm，采用 碾壓 、夯實(shí)兩種方法進(jìn)行。人工平整后，一是 用 φ1000 砼磙子 由幾十人來(lái)回拉動(dòng)輾 壓 ；另一種是用大樹做成木段由四個(gè)人同 起同落一點(diǎn)一點(diǎn)進(jìn)行夯實(shí)， 當(dāng)時(shí)施工條件比較困難。 輾壓過程中各村組間分區(qū)作業(yè)，施工縱、橫溝界較多。上壩土料雜，夯實(shí)不密，漏夯情況嚴(yán)重。大壩曾幾次加高培厚加固，對(duì)壩面清理都不夠仔細(xì)，有的壩段根本未清就直接上土，至使壩體出現(xiàn)不少薄弱層面。 20xx 至 20xx 年由于新修公路通過大壩壩頂，在大壩外坡側(cè)進(jìn)行了大 41 量培土，壩頂及下游坡填土末經(jīng)壓實(shí)，在新近填土壩體區(qū)有較多裂縫。 壩體填土的構(gòu)成情況 據(jù)施工回憶，大壩填土多來(lái)源于庫(kù)區(qū)及大壩左右兩岸。據(jù)本次勘探，大壩填土多為灰黃色粘土，土質(zhì)較好，但較松散。大壩填土室內(nèi)定名 為低液限粘土。 壩體填土壓實(shí)情況及物理力學(xué)指標(biāo) 為了解壩體填土物理力學(xué)性質(zhì)，在填土中取原狀土樣 8 個(gè)進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)，其成果詳見土工試驗(yàn)成果總表。從表中可以看出，壩體填土質(zhì)量較好，壩體填土室內(nèi)定名為低液限粘土。壩體填土經(jīng)過人工壓實(shí)，但壓實(shí)不緊，土體呈中 ~高壓縮性。 各物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表 341。 表 341 壩體填土的物理力學(xué)指標(biāo) 指標(biāo) 樣本數(shù) 范圍值 標(biāo)準(zhǔn)差 變異系數(shù) 平均值 建議值 物理性質(zhì)指標(biāo) 含水率 w % 8 ～ 4． 40 濕密度 ρ g/cm3 8 ～ 干密度 ρ d g/cm3 8 ～ 比 重 Gs 8 ～ 孔隙比 e 8 ～ 飽和度 Sr % 8 ～ 抗剪指標(biāo) 凝聚力 C kpa 8 18～ 21 內(nèi)摩擦角 φ 度 8 ～ 壓指標(biāo)縮 壓縮系數(shù) γ v Mpa1 8 ～ 壓縮模量 Es MPa 8 ～ 為了解壩體填土的密實(shí)程度，在鉆孔中共進(jìn)行了標(biāo)貫試驗(yàn)共 16 次，范圍值為 5~8 擊 /30cm，平均值為 擊 /30cm，標(biāo)準(zhǔn)差為 ，變異系數(shù)為 42 。 本次勘探時(shí)于大壩壩頂取有一組擾動(dòng)樣，其最大干 密度為 ，壩體填土的壓實(shí)度為 ，小于均質(zhì)土壩壓實(shí)度不小于 96%的規(guī)定。 為了解填土的透水性，在壩體填土中共做了 8 組滲透試驗(yàn)， 11 段注水試驗(yàn)。 其統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表 342。 表 342 壩體填土的透水性 室內(nèi)滲透試驗(yàn) (cm/s) 鉆孔注水試驗(yàn) (cm/s) 組數(shù) (組 ) 6 11 范圍值 179。 104~179。 105 179。 104~179。 104 平均值 179。 104 179。 104 綜合室內(nèi)、外試驗(yàn)，建議 壩體填土的滲透系數(shù) 為 179。 104cm/s。從以上分析可以看出，壩體填土的壓實(shí)度及滲透系數(shù)均不滿足均質(zhì)土壩的規(guī)范要求。壩體填土為中等透水性土層 。 排水棱體及上下游護(hù)坡檢查 大壩上游坡為塊石護(hù)坡，塊石多為強(qiáng)風(fēng)化砂巖，塊石間間距較大，且與壩體土接合部位未設(shè)置墊層。 大壩下游無(wú)護(hù)坡。下游壩腳無(wú)反濾排水體。 壩體存在的主要問題及評(píng)價(jià) ? 、壩體滲漏 該壩體為均質(zhì)土壩，據(jù)本次勘探，壩體填土多為粘土，其填筑較為松散，鉆孔注水試驗(yàn)滲透系數(shù)平均值 k=179。 104cm/s，滲透試驗(yàn)滲透系數(shù)平 均值 k=179。 104cm/s，為中等透水性土層，防滲性能不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。 實(shí)際運(yùn)行過程中， 每年汛期高水位時(shí) 大壩壩體產(chǎn)生滲漏，大壩下游坡腳存在滲漏現(xiàn)象，正是由于壩體土滲透系數(shù)較大，透水性較強(qiáng)所致。 43 另外， 20xx 至 20xx 年由于新修公路通過大壩壩頂，在大壩外坡側(cè)進(jìn)行了大量培土，壩頂及下游坡填土末經(jīng)壓實(shí)，在新近填土壩體區(qū)有較多裂縫。 ? 、滲透穩(wěn)定分析 根據(jù)填土顆分成果，判斷該層滲透破壞類型為流土破壞。臨界水力坡降按公式 J 臨 =(Gs1)(1n)，求得 J 臨 =，建議 J 允 =J 臨 /2=。 泄水建筑物工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià) 輸水涵管工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià) 大壩輸水涵管位于大壩右岸。涵管進(jìn)口底板高程為 m，為鋼筋砼箱涵，尺寸為 179。 。進(jìn)口閘門為鋼筋混凝土閘門，由 20 噸螺桿啟閉機(jī)開關(guān)閘門。整個(gè)涵管走向與壩體基本垂直，出口接灌溉渠道。 根據(jù)平面地質(zhì)調(diào)查及鉆孔資料，管基座落于粘土上，其土質(zhì)密實(shí)，承載力較高，可以滿足建筑物要求。 大壩原有兩座涵管，一座位于左壩段樁號(hào) 0+199 處，另一座位于右壩段樁號(hào) 0+493 處，均為φ 500 預(yù)制素砼涵管，兩座涵管由于嚴(yán)重漏水危及大壩安全， 1982 年進(jìn)行了封堵，但封堵質(zhì)量差，在原出口仍有較大的滲漏。 溢洪道工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià) 溢洪道位于大壩左端，為開敞式，底寬 5m 左右，進(jìn)口底高程為 。溢洪道為明挖而成， 末建消能設(shè)施。 本次勘探于溢洪道布置有 TK TK3（位置詳見平面圖）。據(jù)探坑揭露，溢洪道基底土質(zhì)均為粘土，土質(zhì)密實(shí)，承載力較高，可滿足建筑物要求。左右兩岸邊坡穩(wěn)定條件較好。但抗沖能力較差。建議 邊坡允許坡度 1： ～ 1： 。 粘土承載力 [K]=180～ 200kpa。 粘土與砼的摩擦系數(shù) f=~。 土質(zhì)渠道（寬淺式）不沖刷流速取 V 不沖刷 =～ 。 44 天然建筑材料 土料 壩址區(qū)土料較為豐富，土質(zhì)為粘土，土料場(chǎng)位于大壩右岸，至壩址運(yùn)距 ，該料場(chǎng)無(wú)效層薄，儲(chǔ)量約 45 萬(wàn)方 。 其物理力學(xué)指標(biāo)見下表： 土料比重 液限（ %） 塑限（ %） 塑性 指數(shù)（ %） 滲 透 系 數(shù) （ cm/s） 壓縮 模量（ Mpa） 壓縮 系數(shù)（ Mpa1） 凝聚力（ kpa） 內(nèi)摩 擦角（度） 最 大 干容重（ g/cm3） 最優(yōu) 含水量（ %） 179。10 7 土料顆分結(jié)果如下： 粒徑范圍 (mm) 20～ 10 10～ 2 2～ ～ ～ ～ ＜ 0 0 從以上試驗(yàn)成果結(jié)合顆分試驗(yàn)資料（ Cu=， Cc=）可知該料場(chǎng) 級(jí)配良好土，土質(zhì)較好。滿足 SL25120xx 中規(guī)定的防滲料塑性指數(shù)為 1020，粘粒含量 1540%的要求。料場(chǎng)儲(chǔ)量能滿足設(shè)計(jì)要求。 砂料 所需砂料可到豐城 曲江贛江中購(gòu)買 ，據(jù)顆分結(jié)果砂質(zhì)為中細(xì)砂。 砂料顆分結(jié)果如下： 粒徑范圍 (mm) 20～ 10 10～ 2 2～ ～ ～ ～ ＜ 0 0 0 經(jīng)計(jì)算其 Cu=， Cc=，其細(xì)度模數(shù)為 。 該料場(chǎng)儲(chǔ)量豐富，質(zhì)量較好。交通較方便，運(yùn)距 8km 左右。 料場(chǎng)儲(chǔ)量能滿足設(shè)計(jì)要求。 塊石料 45 工程區(qū)塊石缺乏，需到豐城市梅林鎮(zhèn)購(gòu)買，巖性為砂巖， 巖質(zhì)較好，無(wú)效層 薄，儲(chǔ)量較豐富，交通較方便，運(yùn)距 25km 左右。料場(chǎng)儲(chǔ)量滿足設(shè)計(jì)要 求。 皮湖水庫(kù)料場(chǎng)分布示意圖土料場(chǎng)砂料場(chǎng)江贛曲江尚莊豐城市皮湖水庫(kù) 結(jié)論及建議 ? 、根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》 (GB1830620xx)的界定，壩址區(qū)地震動(dòng)峰值加速度小于 ，區(qū)域穩(wěn)定。 ? 、大壩壩基清基不徹底。大壩壩基上覆為第四系殘坡積層，為弱透水性，下伏基巖為強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖，為弱透水層。壩基不存在滲漏問題。繞壩滲漏問題不大。 ?、壩體填土多為粘土，土質(zhì)較好，但土層松散，滲透系數(shù)及壓實(shí)度均不能滿足規(guī)范要求。壩體存在滲漏問題 。 ?、大壩下游壩腳無(wú)反濾排水體。 ?、壩下涵管基礎(chǔ)位于粘土上，承載力可以滿足建筑物要求。 ?、溢洪道基底為粘土，承載力可以滿足建筑物要求。左右兩岸邊坡穩(wěn)定條件較好。但抗沖能力較差。 46 ?、 壩址區(qū)土料較為豐富，土質(zhì)為粘土，土料場(chǎng)位于大壩右岸， 土質(zhì)較好。料場(chǎng)儲(chǔ)量能滿足設(shè)計(jì)要求。所需砂料可到豐城 曲江贛江中購(gòu)買 ，該料場(chǎng)儲(chǔ)量豐富，質(zhì)量較好。交通較方便，運(yùn)距 8km 左右。料場(chǎng)儲(chǔ)量能滿足設(shè)計(jì)要求。 工程區(qū)塊石缺乏，需到豐城市梅林鎮(zhèn)購(gòu)買，巖性為砂巖， 巖質(zhì)較好， 交通較方便，運(yùn)距 25km 左右。料場(chǎng)儲(chǔ)量滿足設(shè)計(jì)要求。 47 4 工程任務(wù)和工程規(guī)模 工程建設(shè)的必要性 項(xiàng)目區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況 皮湖水庫(kù)地處豐城市西面，屬贛江水系羅湖水，以解決下游丘陵平原地區(qū)灌溉用水為主。水庫(kù)灌區(qū)下游有 皮湖、紅門、陳崗、曲江、蓮花等五個(gè)村委會(huì)，人口 萬(wàn)多人，工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值 2500 萬(wàn)元，農(nóng)民年人均收入 2874元。 工程建設(shè)與運(yùn)行情況 ? 、大壩工程建設(shè)與運(yùn)行情況 皮湖水庫(kù)由 原 豐城縣水利局承擔(dān)勘測(cè)、設(shè)計(jì) ，原 曲江公社組織施工。水庫(kù)于 1958 年 11 月動(dòng)工興建 ， 1959 年 4 月 建成。 1968 年因超蓄導(dǎo)致大壩嚴(yán)重滲漏，為保大壩安全破壩泄洪，當(dāng)年水利冬修期間復(fù)堤堵口并對(duì)大壩進(jìn)行了加固。 水庫(kù)興建時(shí)受當(dāng)時(shí)歷史條件的限制 ， 工程留 下 質(zhì)量隱患。如壩基表土、雜草未徹底清除 ， 原 河床段淤泥沒有徹底鏟 除。 壩軸線挖 截水槽底寬為 、深 約 ， 在 老河床段按設(shè)計(jì)要求應(yīng)挖深 ～ ，但施工時(shí) 只 挖深 ～ m 不等。壩體填土 層 厚 50～ 60cm， 碾壓時(shí)采用φ、長(zhǎng) 的砼滾動(dòng)碾人拉或者牛拉進(jìn)行碾壓，碾壓過程中各村組間分區(qū)作業(yè)，施工縱、橫溝界較多，上壩土料雜，碾壓不實(shí)，造成大壩嚴(yán)重漏水。 新建 壩段（ 0+505～ 0+687）于 20xx 年 3 月動(dòng)工興建， 20xx 年 7 月基本建成， 壩基表土、雜草未徹底清除 ， 上壩土料雜，碾壓不實(shí)。 ? 、溢洪道建設(shè)與運(yùn)行情況 溢洪道位于大壩左壩端 （樁號(hào) 0+025）， 建于 1958 年， 為開敞式溢洪道，四孔，每孔凈寬 3m，底板 高程 米 , 底板、墩墻為漿砌石結(jié)構(gòu)。 出口 48 橋涵（樁號(hào) 0+021） 位于溢洪道 下游 ，始建于 20xx 年， 為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單孔，凈寬 4m， 底板高程為 米，嚴(yán)重阻水、須加寬擴(kuò)建， 進(jìn)、出口邊墻高度不夠，無(wú)消能設(shè)施，洪水下泄對(duì)沖皮湖村，危及人民生命財(cái)產(chǎn)安全。 20xx 年因閘門、啟閉機(jī)出現(xiàn)故障無(wú)法開閘放水，導(dǎo)致水庫(kù)嚴(yán)重超過汛期限制水位，為了確保大壩安全，市防汛指揮部決定在第一座溢洪道左邊增設(shè)一座臨時(shí)溢洪道，于當(dāng)年汛期后采用粘土回填封堵。 ? 、大壩輸水涵管建設(shè)與運(yùn)行情況 大壩原有兩座直徑均為φ 500的涵管分別位于樁號(hào) 0+199和樁號(hào) 0+493處，由于嚴(yán)重漏水危及大壩安全， 1982 年用砼進(jìn)行了封堵。目前運(yùn)行中的涵管（