【導讀】水土流失面積、流失量預測及防治責任范圍.........42

　　

【正文】 Y 0 ③、上游校核洪水位 ，下游無水時 ,壩體浸潤線見表 ，滲 流運行情況見圖 。 表 白石 水庫 大壩勘探斷面 校核洪水位浸潤線 () X Y 0 （ 6） 滲流分析結論 根據大壩壩體滲流計算結果，結合大壩原施工情況，地質勘探，土工試驗資料，以及大壩運行過程中出現(xiàn)的異常情況，對大壩滲流分析可得出以下結論： ①、 各種計算工況下的穩(wěn)定滲流中計算斷面的最大滲透坡降值見表，從該表 及圖 ～ 中 ， 可看出大壩最大的滲透坡降 Jmax大部分都發(fā)生在下游壩坡 上 ， 滲漏逸出點過高， 排水棱體對其未起到 有滲流保護，滲流性態(tài) 不滿足要求 。 ②、 壩基和兩岸坡表層為透水性較強透水性巖層，大壩填筑土料質量差，壩體施工質量較差， 壩基施工前未進行徹底清理與未采取防滲措施。大壩滲漏量較大，壩基和壩肩巖體不能滿足防滲要求。 表 白石 水庫大壩勘探斷面最大滲透坡降值 項目 分類 上游水位 （ m） 下游水位 （ m） 最大滲透坡降Jmax 允許滲透坡降[J] 穩(wěn)定滲流 無水 無水 無水 備注：允許滲透坡降 [J]為滲流 逸 出處 壩體 的允許滲透坡降。 圖 白石 水庫大壩斷面分區(qū)圖 (加固前 ) 1壩體填土 2壩基 強風化石英粉砂巖 3壩基弱風石英粉砂巖 4排水棱體 圖 正常蓄水位 時滲流計算成果圖 (加固前 ) 圖 設計洪水位 時滲流計算成果圖 (加固前 ) 圖 校核洪水位 時滲流計算成果圖 (加固前 ) 圖 正常蓄水位 穩(wěn)定 計算成果圖 (加固前 ) 圖 設計洪水位 時 穩(wěn)定 計算成果圖 (加固前 ) 圖 校核洪水位 時穩(wěn)定 計算成果圖 (加固前 ) 大壩加固設計 壩頂高程確定 經調洪演算， 設計洪水位為 ， 校核洪水位為 ，正常蓄水位為 ，計算大壩所需要的壩頂高程為 ， 白石 水庫 大 壩現(xiàn)有高程 為 ～ ， 白石 水庫大壩壩頂高程滿足洪水的擋洪要求 ， 滿足規(guī)范要求 ,不需要進行加高。 大壩防滲處理 從技術、經濟結合實際情況對 擺噴 灌漿方案和土工膜方案進行了綜合比較，確定壩體防滲采用 擺噴 灌漿方案。形成一個整體防滲結構。 （ 1） 大壩 壩基 防滲處理 壩基采用帷幕灌漿進 行防滲處理，布孔排數為 1排， 孔距 。 帷幕灌漿技術要求如下： 1）灌漿帷幕的防滲標準 白石 水庫工程大壩為 5 級建筑物，最主壩高 m，根據《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（ SL27420xx），灌漿帷幕的防滲標準取 5～ 10Lu，深入至相對不透水層。 2）灌漿帷幕孔的位置 主壩基礎帷幕灌漿孔的位置選擇布置在壩頂高程 ，并在壩頂布置壩體 擺噴 灌漿，將壩體、基礎連成一個整體，形成一道完整的防滲帷幕。 3）灌漿帷幕的走向及帷幕的深度 本工程灌漿帷幕的走向主要考慮壩基灌漿帷幕與左右兩岸抗?jié)B線相接時其工程投 資較省且方便施工為原則，根據地形、地質情況，灌漿帷幕的走向選擇呈“一”字形方向延伸至左、右岸壩肩方向， 與 壩肩抗?jié)B線相交 封閉。灌漿帷幕伸入兩岸的長度按水庫正常蓄水位與相對不透水層在兩岸的相交處確定。 4）灌漿帷幕總體布置 本工程主壩壩頂總長為 132m，壩頂高程為 ，主壩段帷幕灌漿鉆孔沿壩軸線布設；溢洪道鉆孔位置選擇在堰頂，沿堰軸線布設，其灌漿平臺高程為 。主壩基礎帷幕灌漿 與 壩體 擺噴 灌漿中心線重合，灌漿帷幕在壩頂走向自順壩軸線方向呈“一”字形方向延伸至左、右岸壩肩方向，兩 岸可直接與壩肩抗?jié)B線 相交封閉。根據本工程的地質情況結合已建工程經驗，灌漿帷幕孔孔距為 ， 第一段 灌漿壓力初定 ，第二段灌漿壓力為 。施工中應根據灌漿試驗對帷幕灌漿孔距、深度及灌漿壓力進行調整。灌漿帷幕孔按一排設計， 主壩及壩肩 帷幕灌漿總長度為 617m，共布置鉆孔 26 個。灌漿帷幕孔距均為 ，孔底高程原則上 深入 至相對不透水層（ q=5～ 10lu） 以下 3m。壩基帷幕灌漿總體布置詳見《 大 壩 壩基帷幕灌漿設計圖》。 5）灌漿結束與封孔 符合下列條件之一者，即可結束灌漿：①在設計規(guī)定壓力下，持續(xù)30min 鐘內，灌漿 段已停止吸漿或吸漿量小 ；②在規(guī)定的壓力下，當吸漿量徘徊于 ，時間達 l 小時以上。灌漿后，檢查孔內的壓水試驗 q＜ 5～ 10Lu 為合格標準。壩基帷幕灌漿結束后，可進行主壩 擺噴灌漿施工，鉆孔采用粘土球回填夯實。 （ 2）大壩壩體防滲處理 沿原壩軸線布設一排孔，處理范圍從 0+000～ 0+132 樁號，孔距 ，孔深伸入基巖以下 。 a、 擺噴 灌漿總體布置 結合壩基帷幕灌漿鉆孔的布置，壩體高壓旋噴灌漿鉆孔的位置選擇為：沿原壩軸線布置，與壩基帷幕灌漿孔中心軸線重合。壩體高壓旋噴灌漿按一 排布置，考慮在壩體礫粉粘土內進行高壓旋噴灌漿，根據類似工程經驗，旋噴灌漿孔距不宜偏大，故本工程旋噴灌漿孔距初擬 ，施工時，必須結合 擺噴 灌漿參數，通過現(xiàn)場試驗確定。 擺噴 灌漿采用三管式施工，即水、氣、漿三條管路并列在直徑 108mm 鋼管內，接頭處用絲口壓膠圈式密封。本次大壩壩體高壓旋噴灌漿總進尺為 841m，共布置鉆孔 108 個。高壓旋噴灌漿孔距均為 ，孔深伸入基巖以下 。 擺噴 灌漿最大深度為 （孔底高程 ），壩身高壓旋噴灌漿總體布置及灌漿孔底高程詳見《壩體沖抓回填及高壓旋噴灌漿設計 圖》。 b、高壓旋噴灌漿技術參數及施工要求 擺噴 灌漿采用三管式施工，高壓旋噴灌漿參數見表 。 表 高壓旋噴灌漿參數表 項目 控制范圍 相應要求 備注 鉆孔 孔距 ，孔徑 110～ 130mm 誤差小于 % 孔斜率小于 1％ 高壓水 壓力 20～ 40Mpa， 排量 65～ 150L/min 噴嘴直徑 2～ 兩個 壓縮空氣 壓力 ～ ， 排量 ～ ～ 3mm 噴嘴小 壓力高 漿液 比重 ～ ，漿壓 ～ ， 排量 60～ 160L/min 新鮮普通 425水泥 回漿比重不小于 噴管提升速度 基礎 6cm/min，填筑土 8cm/min 慢 防滲體均勻 施工形式 旋速 10～ 20 轉 / min 漿量旋大 注： 高壓旋噴灌漿實施前須進行灌漿試驗，各參數須根據現(xiàn)場灌漿試驗進行調整。 c、防滲板墻連接形式 單孔噴射形成的凝結體連接形式有兩種，一種是切割式連接，另一種 是焊接式連接，兩種連接形式均可保證質量，連接形式可由施工單位根據自身情況確定。 d、灌漿材料 灌漿材料為新鮮的 硅酸鹽水泥，強度等級為 或以上。若地下水活動頻繁，回漿比重達不到設計要求，應在水泥漿中加入一定比例的硅酸納（水玻璃）或其它速凝劑，以便加速漿液的凝固，一般濃度在 50%范圍內加入硅酸納 %。 e、施灌次序 本工程高壓噴射灌漿分兩序進行，同序孔距 ，最終孔距 。 f、噴射灌漿的質量直接影響防滲效果，因此，灌漿過程中一定要嚴格按照有關規(guī)范和設計的要求進行，首先在孔底靜噴 2～ 3min，待孔口冒漿且比重達 以上時再開始提升，提升速度因地層而異，同時，在施灌過程中若孔口不冒漿應立即停止提升， 直至孔口冒漿比重達 以上方能提升。當噴桿提升到設計高度后即可移機。 壩基高壓旋噴灌漿與基礎帷幕灌漿連接部位需在旋噴以后，適當延長向孔內注漿的時間，以防止?jié){液收縮導致防滲體結合不密實。 g、封孔回填灌漿 封孔回填灌漿是保證防滲體頂部質量的關鍵。當噴射完畢后，應隨時用回漿池中的漿液作靜壓灌即可移機，同時應做到隨沉隨補，直到漿液不再析水下沉為止。 上游壩坡加固設計 大壩 上游 坡面 已有現(xiàn)澆砼 護坡， 現(xiàn)狀良好，做局部的修整。 下游壩坡整治 大壩下游 坡面雜草叢生 ，坡面不規(guī)整 ，無壩坡排水溝 。 本次 設計 對 下游坡面 進行整修 和 草皮護坡 ，并增加壩坡排水溝 ；草皮 護坡范圍從 壩頂 至 排水棱體頂部 ，左右兩端均與山體搭接。 溢洪道整治設計 溢洪道位于大壩左岸，為開敞式 溢洪道，漿砌石結構， 控制段 寬度 6m。溢洪道 控制段 漿砌石 底板 出現(xiàn)裂縫 ，泄槽底板為 漿砌塊石 護底，漿砌石 側墻 嚴重 破損， 沒有消能防沖設施，抗沖刷能力弱，影響水庫大壩安全。 1)洪水標準 溢洪道按 20 年一遇設計， 200 年一遇校核；消力池按 10 年一遇設計。 2)溢洪道水力復核計算 ① 根據洪水復核成果見下表 表 加固后非穩(wěn)定滲流期大壩上游壩坡最小安全系數表 頻 率 P(%) 最高水位 Zm(m) 相應庫容 Vm(104m3) 相應泄量 qm(m3/s) 10 5 ② 泄槽水力復核計算 由于溢洪堰后為泄槽陡坡，其臨界水深按 水力學計算手冊 公式進行。 Hk=(1σn/3+σn 2)h kn Hk 臨界水深； σ n=mh kn /b， m:為邊墻系數； b:槽底寬； hkn =(aq2/g)(1/3)； q:為矩形斷面的單寬流量。 故泄槽段屬陡坡。因此，泄槽首斷面水深可取為臨界水深。 泄槽的水面線可按棱柱形明渠能量方程用分段求和法解方程求取。 公式為： E1=E2+hj+hf 式中： E E2分別為上下游計算斷面的總水頭 E1=Z1+α 1V12/2g E2=Z2+α 2V22/2g α α 2：動能校正系數，取 ； V V2：分別為上下計算斷面平均流速； Z Z2：分別為上下計算斷面水位； Z1=Z1ˊ +h1 Z2=Z2ˊ +h2 Z1ˊ 、 Z2ˊ ：分別為上下計算斷面泄槽底板高程； h h2：分 別為上下計算斷面平均水深； hf：水流經上游斷面至下游斷面的沿程水頭損失，一般采用均勻流沿程水頭損失的公式計算： hf=jL j=n2V2/R4/3 j:上截面到下截面的能坡； n：泄槽糙率；取 R=(R1+R2)/2 R R2：分別為上、下游斷面的水力半徑； V：兩斷面流速的平均值 V=(V1+V2)/2。 波動及摻氣水深按《溢洪道設計規(guī)范》 (SL25320xx)附錄 式計算。 hb＝ (1+ξ v/100)h 式中： h、 hb—— 泄槽計算斷面的水深及摻氣后的水深。 v—— 不摻氣情況下泄槽 計算斷面的流速 (m/s)。 ξ —— 修正系數，可取 ～ ，流速大者取大值。成果見表 。 本計算采用計算機編程試算，成果見下表。 表 412 溢洪道 200 年一遇洪水泄槽水面線計算成果表 位置 樁號 斷面寬 b（ m） 斷面水深 h（ m） 摻氣后水深 hb（ m） 流速 (m/s) 一級泄槽 0+009 0+023 二級泄槽 0+039 0+058 表 413 溢洪道 20 年一遇洪水泄槽水面線計算成果表 位置 樁號 斷面寬 b（ m） 斷面水深 h（ m） 摻氣后水深 hb（ m） 流速 (m/s) 一級泄槽 0+009 0+023 二級泄槽 0+035 0+058 彎道處橫向高差取 。 3)消能防沖計算 溢洪道消能防沖建筑物按二十年一遇洪水設計，二十年 一遇洪水下泄流量為，相應庫水位為 。 溢洪道泄槽末端斷面水深 hc=，末端斷面流速為 。 自由水躍共軛水深 h2可按下列公式計算： ? ?? ?121 221121 1 1hh 1 8 F r 12F r V g h/??? ? ?????? 式中： Fr1—— 收縮斷面佛汝德數； h1 —— 收縮斷面水深 (m）； v1 —— 收縮斷面流速 (m/s）。 自由水躍長度 L 按下列公式計算： ? ?21L 6 9 h h.? ? ? 上式適用范圍： Fr1=～ 。 池深、池長按下列公式計算： 2t22 2 2 2 2t2kd h h ZQ 1 1Z2 g b h hL 0 8 L.???? ? ? ???? ? ?????? 式中： d —— 池深 (m)； σ —— 水躍淹沒度，取 σ= ； h2 —— 池中發(fā)生臨界水躍時的躍后水深 (m）； ht —— 消力池出口下游水深 (m）； △Z —— 消力池尾部出口水面跌落 (m）； Q —— 流量 (m3/s）； b —— 消力池寬度 (m）； φ —— 消力池出口段流速系數，取 φ= ； L —— 自由水躍的長度 (m)。 經計算，消力池長度為 ，深度為 ，取消力池長度為 ，深度為，能滿足宣泄設計洪水消能要求。