【正文】 大草灘 水庫 是 山區(qū) 水庫，蓄水期多在冬春季，一般情況下每年 4月上旬為年最高水位，灌溉期末為最低水位，灌溉期后以攔蓄 河 水和 冬閑水 為主。處理深度應(yīng)以透水率小于 10Lu為界限。 （ 4）溢洪道基礎(chǔ)基巖節(jié)理發(fā)育、破碎比較嚴(yán)重，而且又有斷層存在，基礎(chǔ)又有滲漏現(xiàn)象，對(duì)斷層處理只做 深處理，滿足不了防滲要求。 （ 2） 防滲砼面板澆筑質(zhì)量差，面板砼強(qiáng)度保證率為 %，達(dá)不到 80%的要求。無泥質(zhì)物充填，無地下水影響，可開采厚度 3~9m 不等，采集量約 15 104m3。雖處于水庫下游，但坡度角不足 2%，而且運(yùn)輸路線可與等高線平行，工作面很寬，適合多路徑開采。 放水涵洞基礎(chǔ)工程地質(zhì)條件 見圖 8；放水涵洞基礎(chǔ)地質(zhì)情況與溢洪道基本 相同，全部為基巖， 051041段為泥巖； 041— 064 段基本由中 粗 細(xì)砂巖組成，局部加有少量泥巖。滲流在溢洪道出口下游 處的右岸坡角處溢出。溢洪道基礎(chǔ)全部坐落在基巖上。其下為冰磧堆積物，滲透系數(shù)為 10 3cm/s，圖 05 顯示， 0+4300+460 段冰磧堆積物埋深約為 左右。斷層深部未作處理。該斷裂在壩下形成一條寬約 20m 的深溝。左壩段 0+3300+430 段繞壩滲漏，是小羊圈溝滲漏溢出點(diǎn)的原因之一。 而且左壩段 0+3500+440 段，壩體為冰磧堆積物，滲透系數(shù)為10 3cm/s，為中等透水性巖層。 砼面板趾板地基處理質(zhì)量評(píng)價(jià) 1990 年在對(duì)趾板基礎(chǔ)進(jìn)行帷幕灌漿處理時(shí)，基坑開挖后，由于基巖風(fēng)化破碎比較嚴(yán)重，在基巖面以下 15m 內(nèi)，又重新做了壓水試驗(yàn)，結(jié)果如下； 壓水試驗(yàn)結(jié)果表 表 321 透水率 深度 WⅢ 試驗(yàn)孔 WⅣ 試驗(yàn)孔 WⅤ 試驗(yàn)孔 透水率 q(Lu) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明， 15m 以上，透水率 q為 — 33Lu， q 可達(dá) 3Lu，可見在 ，基巖 q值超出規(guī)范要求 35Lu。 （ 2） 0+100— 0+330 河床段 壩體坐落在河床卵礫層上，厚度 815m 不等。 上壩料的相對(duì)密度 Dr= 壩體碾壓質(zhì)量未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。 根據(jù)新疆昌吉州水利科學(xué)技術(shù)研究所 1991 年 11 月完成的檢測結(jié)果，對(duì) 50組堆石干容重結(jié)果分析顯示，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的占 %，未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的占 %。 砼面板主要作用為防止?jié)B漏，根據(jù) 1996 年 10 月昌吉州水電設(shè)計(jì)院對(duì)水庫砼面板強(qiáng)度檢測結(jié)果顯示， 54%的砼面板有水平貫通裂縫。 1996 年 10 月，原昌吉州水電設(shè)計(jì)院對(duì)水庫砼面板強(qiáng)度采用聲波檢測。其結(jié)果如下 。一般規(guī)律是自基巖頂面往下 15m 以內(nèi)，透吸水率為33—，屬中強(qiáng)透水層； 3 Lu，屬弱透水層。 27 、水文地質(zhì) 該區(qū)氣候干旱，蒸發(fā)量 降水量，在河流近出山口的中低山丘陵地帶，山體單薄，植被甚少，基巖裸露。 沖洪積物：主要發(fā)育在一級(jí)階地及現(xiàn)代河床中，組成物質(zhì)為砂及礫卵石，結(jié)構(gòu)松散，沉積厚度達(dá) 30余 m。 、地層巖性 庫區(qū)出露地層主要為上石炭紀(jì)沙雷寒爾克第一亞組的下部地層、局部分布的第四系地層。剪節(jié)理也異常發(fā)育，特別是在泥質(zhì)巖層面上，不同走向節(jié)理面常把巖體切割成棱形塊狀，其中局部地段，密度可達(dá)94 條 /m2。 庫區(qū)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件 區(qū)域地質(zhì)概況 地質(zhì)構(gòu)造 該區(qū)地處北天山褶皺帶北部，由一系列近東西走向的復(fù)式褶皺構(gòu)成，褶皺構(gòu)造被一組橫貫東西的深大斷裂分割為不同的地質(zhì)單元。以上滲水點(diǎn)隨庫水位的升高而增大。 混凝土面板：水庫經(jīng)過重建后壩體上游采用防滲混凝土面板，混凝土面板澆筑后表層用焦油塑料防滲，由于面板采用分離式結(jié)構(gòu)，面板縫的種類和數(shù)量較多；面板縫施工只采用一道 止水，經(jīng)過多年的運(yùn)行，面板表面的焦油塑料已經(jīng)大部分脫落，防滲效果差。 水庫存在的主要問題 水庫大壩運(yùn)行至今存在的問題較多，主要原因是水庫重建庫時(shí)，由于資金不足的影響，對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行簡化，導(dǎo)致好多工程措施不到位，大壩有多項(xiàng)工程未完工，主要問題有： 溢洪道基礎(chǔ)下斷層、裂隙處理不徹底。 根 據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（ GB5020194）中表 和表 關(guān)于水利水電樞紐工程等別和水工建筑物的級(jí)別劃分，水庫大壩的工程等別為Ⅳ等，大壩壩體的級(jí)別為 4級(jí)，涵洞的工程級(jí)別為 4 級(jí)，大壩有防洪任務(wù)，工程規(guī)模為小（ 1）型山區(qū)水庫。在重建的過程中，計(jì)劃工期 3 年， 1987 年冬季招標(biāo)， 1988 年春天 5 月開工， 1991 年 11 月壩體主體完工，1992 年 10 月壩體面板完工，涵洞泄洪為 44 m3/s，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為 20 年一遇。多年平均流量約 ，最小流量僅 ，暴雨時(shí)最大流量可達(dá) ，年徑流量分配極不均一。 41′ ，為山區(qū)小（ 1）型攔河水庫，壩型為砼面板堆石壩，設(shè)計(jì)壩高 38m，最大壩長 240m，壩頂高程 ，總庫容 450 104m3。具體樁號(hào)為 、 0+、 0+。 對(duì)大壩采取防滲加固措施； 對(duì)面板斷裂、面板表層焦油塑料脫落 、面板嵌縫分離 及周邊縫鉚固螺栓脫落，進(jìn)行加固處理 。 根據(jù)以上資料鑒定， 大草灘 水庫 安全級(jí)別為 C 級(jí)，屬于三類壩，急需進(jìn)行除險(xiǎn)加固處理；分析結(jié)果見表 271。 水庫 位于 大草灘 鄉(xiāng) 東 南約 4km， 一旦 大草灘 水庫 出現(xiàn)險(xiǎn)情，將危及 大草灘鄉(xiāng) 及其其他地區(qū)的 安全，因此 大草灘 水庫 的安全十分重要 和顯著 ，社會(huì) 、 經(jīng)濟(jì)效益 仍具有潛力 。 50 1 107 抗震計(jì)算結(jié)果 通過理正計(jì)算軟件計(jì)算結(jié)果（附表 81 812）壩體在 7 度地震 +在正常水位下的穩(wěn)定系數(shù)如下表： 壩體抗震穩(wěn)定計(jì)算成果表 表 262 樁號(hào) 項(xiàng)目 非常工作條件 規(guī)范要求 穩(wěn)定滲流期與 7176。 35 1 106 砂石料墊層 33176。 計(jì)算程序采用北京理正軟件設(shè)計(jì)研究所編制的《邊坡穩(wěn)定設(shè)計(jì)軟件》中的邊坡抗震軟件，壩體的邊坡抗震穩(wěn)定性按有效應(yīng)力瑞典法進(jìn)行計(jì)算。壩址區(qū)經(jīng)查全國 1:400萬地震烈度區(qū)劃圖為 7 度地震基本烈度區(qū)，相應(yīng)的設(shè)計(jì)烈度為 7 度，設(shè)計(jì)地震加速度代表值的概率水準(zhǔn)為基準(zhǔn)期 100 年內(nèi)超越概 P100為 。 抗震安全復(fù)核 抗滑計(jì)算的荷載組合 地震荷載的完全組合是： [永久 荷載（ D） ]+[永久 荷載產(chǎn)生的地震動(dòng)荷載（ Q） ]+[靜、動(dòng)水荷載（ H） ]+[內(nèi)孔隙水壓力（ U） ]。 壩基的滲流穩(wěn)定性分析 根據(jù)滲流程序計(jì)算得出的流網(wǎng)計(jì)算，壩基的滲透比降 i=， i＜ J 允許 ， 在允許的滲透比降范圍，因此，壩基的滲流是穩(wěn)定的。 50 1 107 通過滲流程序計(jì)算 結(jié)果見表 253，計(jì)算過程見附表 71 712。 35 1 106 砂石料墊層 33176。 大草灘 水庫 的計(jì)算水位條件： 18 （ 1）上游水位為 正常 運(yùn)行水位 ； 壩體主要分層與滲透系數(shù)的選取 大壩面板堆石壩，壩體填筑以砂石料為主，壩前為砼面板；壩基表層為礫石土，深度為 1～ ，下部為 細(xì)粒長石砂巖 。 50 1 107 大草灘 水庫 大壩穩(wěn)定計(jì)算成果表 表 242 項(xiàng)目 狀況 上游壩坡 安全系數(shù) 下游壩坡 安全系數(shù) 規(guī)范最小 安全系數(shù) 樁號(hào) 0+ 0+ 0+ 0+ 正常蓄水位 穩(wěn)定滲流期 正常蓄水位至死水位 非常工作條件 通過大壩穩(wěn)定計(jì)算得出的數(shù)據(jù)來看，原壩體正常水位上游 、下游均 滿足規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)，水位降落期上游滿足規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)。 35 1 106 砂石料墊層 33176。詳見附圖 。 水庫水位為正常蓄水位（或設(shè)計(jì)洪水位）的穩(wěn)定滲流期的下游壩坡 —正常工作條件。 如果發(fā)生潰壩洪水， 其淹沒范圍和損失，不僅是 大草灘 鄉(xiāng) 、 大石頭鄉(xiāng) 、 照壁山鄉(xiāng) ， 而且 影響下游 雀仁鄉(xiāng) 牧民定居的安全 ， 其危害程度將大大增加。 溢洪道流量 復(fù)核 計(jì)算表 表 513 m ξ H B Q 最大泄量 ，經(jīng)復(fù)核溢洪道基本能滿足泄洪要求，但溢洪道后部的 16 55m 泄槽未做， 這樣導(dǎo)致溢洪道后部排水不暢，目前的出口離壩體太近，如果溢洪道工作，泄槽洪水直接威脅后壩腳和放水涵洞的安全；溢洪道進(jìn)口控制閘門沒有施工，水庫蓄水水位最高只能達(dá)到溢洪道堰頂高程 ，使水庫不能正常發(fā)揮效益 。 主要附屬建筑物安全評(píng)價(jià) 放水涵洞安全評(píng)價(jià) 放水涵洞泄流量復(fù)核計(jì)算 閘前 采用有壓洞計(jì)算公式： （ 情況說明） 放水涵洞進(jìn)口高程 ，放水涵洞斷面型式 城門洞型 ，斷面尺寸 ，最大泄水流能力 20m3/s； Q= μ W gH2 式中：μ —流量系數(shù)； W—過水面積； H 為上游水頭； 經(jīng)過復(fù)核，放水涵管水位泄量關(guān)系曲線見圖 ，數(shù)據(jù)詳見表 512。 壩頂超高 Y 計(jì)算表 表 231 防洪 標(biāo)準(zhǔn) 頻率 （ %） Y（ m） Rp（ m） E（ m） A（ m） 地 震涌浪 高度 （ m） 地震附加 沉陷值 （ m） 設(shè)計(jì) 5 0 校核 5 0 壩頂高程復(fù)核 按照《碾壓土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦的 四 種情況復(fù)核壩頂高程 S。公式如下： Y=R+E+A+地震涌浪高 +地震附加沉陷值 式中： Y—— 水庫靜水位以上的超高（ m）； R—— 波浪爬高（ m）； 14 E—— 庫水位因風(fēng)浪引起的壅高（ m）； A—— 安全加高（ m）；根據(jù)規(guī)范取值。并從下列 四 種情況中選擇最大壩頂高程。 （ 4） 大壩 溢洪道和 放水 涵洞 未施工完， 均存在不同程度的安全隱患， 不能正常運(yùn)行。 但水庫淤積較少，仍有充分發(fā)揮效益的潛力。 壩體整體較好，防滲面板的表層焦油塑料部分脫落， 同時(shí)也有 個(gè)別 面板斷裂， 影響面板防滲 ；嵌縫止水個(gè)別有分離現(xiàn)象 。 （ 2） 溢洪道和 放水涵 洞 均存在安全隱患， 在溢洪道基礎(chǔ)開挖時(shí)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)斷層，位置 在駝峰堰下，當(dāng)時(shí)由于資金問題，未做灌漿處理，只是簡單的用 C15 混 12 凝土填充，填充深度只有 3～ 4m，這樣溢洪道基礎(chǔ)存在滲漏問題 ； 同時(shí)，溢洪道后部的 55m 泄 槽未做，這樣導(dǎo)致溢洪道后部排水不暢；涵洞出口未做控制閘門，閘門槽只做了一期混凝土，二期混凝土未做，閘門啟閉機(jī)未放在啟閉機(jī)平臺(tái)上，閘門無法檢修 ， 影響建筑物的正常運(yùn)行。 壩體護(hù)坡 水庫 經(jīng)過重建后 壩體上游 采用防滲混凝土 面 板 ，混凝土 面 板澆筑后 強(qiáng)度及抗?jié)B不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求， 表層用 焦油塑料 涂刷用于防滲； 由于面板采用分離式結(jié)構(gòu)，面板縫數(shù)量較多， 當(dāng)時(shí) 面板縫施工 只 采用一道止水，較為簡單 ，經(jīng)過多年的運(yùn)行，面板表面的焦油塑料已經(jīng)有部分脫落， 嵌縫止水個(gè)別也有分離現(xiàn)象， 壩肩和壩體接觸的周邊縫鉚固螺栓已有部分脫落 。建議，沿面板趾板墻，全線進(jìn)行灌漿處理。該段應(yīng)進(jìn)行防滲加固處理。干容重最大值為 g/cm3 ，干容重最小值為 g/cm3，平均值為 g/cm3，相對(duì)密度 ，壩體填筑質(zhì)量總體未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 放水涵洞基礎(chǔ)工程地質(zhì)條件 放水涵洞基礎(chǔ)地質(zhì)情況與溢洪道基本相同，全部為基巖， 051041 段為泥巖； 041— 064 段基本由中 粗 細(xì)砂巖組成，局部加有少量泥巖。滲流在溢洪道出口下游 處的右岸坡角處溢出。溢洪道基礎(chǔ)全部坐落在基巖上。其下為冰磧堆積物，滲透系數(shù)為 10 3cm/s，圖 05 顯示， 0+4300+460 段冰磧堆積物埋深約為 左右。斷層深部未作處理。該斷裂在壩下形成一條寬約 20m 的深溝。左壩段 0+3300+430 段繞壩滲漏，是小羊圈溝滲漏溢出點(diǎn)的原因之一。 而且左壩段 0+3500+440 段，壩體為冰磧堆積物，滲透系數(shù)為10 3cm/s，為中等透水性巖層。 砼面板趾板地基處理質(zhì)量評(píng)價(jià) 1990 年在 對(duì)趾板基礎(chǔ)進(jìn)行帷幕灌漿處理時(shí)，基坑開挖后，由于基巖風(fēng)化破碎比較嚴(yán)重，在基巖面以下 15m 內(nèi)，又重新做了壓水試驗(yàn)，結(jié)果如下； 壓水試驗(yàn)結(jié)果表 表 321 9 透水率 深度 WⅢ 試驗(yàn)孔 WⅣ 試驗(yàn)孔 WⅤ 試驗(yàn)孔 透水率 q(Lu) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明， 15m以上，透水率 q 為 — 33Lu， 以下局部透水率 q可達(dá) 3Lu，可見在 范圍內(nèi)，基巖 q值超出規(guī)范要求 35Lu。 （ 2） 0+100— 0+330 河床段 壩體坐落在河床卵礫層上，厚度 815m 不等。 上壩料的相對(duì)密度 Dr= 壩體碾壓質(zhì)量未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。 根據(jù)新疆昌吉州水利科學(xué)技術(shù)研究所 1991 年 11 月完成的檢測結(jié)果，對(duì) 50組堆石干容重結(jié)果分析顯示，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的占 %，未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的占 %。但水文測報(bào)及壩體監(jiān)測設(shè)施不完備。 壩基巖性為粉土、卵石，卵石層具有較強(qiáng)滲透性，但水庫淤積層較厚，形成天然隔水層，阻斷壩基滲漏通 道 .，壩基滲漏量較少。 壩基巖性為粉