【正文】 隨著土石壩及壩基防滲技術(shù)的發(fā)展，必然有更好的新方法、新技術(shù)、新工藝不斷出現(xiàn)，在水庫的除險(xiǎn)加固中，應(yīng)始終注意采用有效、經(jīng)濟(jì)、施工簡(jiǎn)單的方法。隨著施工技術(shù)的改進(jìn)，土石壩的滲流控制技術(shù)近幾年來有了較大發(fā)展。對(duì)水庫除險(xiǎn)加固工作有如下看法：嚴(yán)重的滲漏將引起土壩的散浸、管涌或流土，從而導(dǎo)致大壩開裂甚至潰壩。當(dāng)然由于資料有限，并沒有全部進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算。第六章 結(jié)論與展望本文結(jié)合TJ水庫大壩所存在的工程質(zhì)量問題，在深入分析研究的基礎(chǔ)上，提出了一些相應(yīng)的有效加固措施，該文主要進(jìn)行了下列工作:回顧總結(jié)了我國(guó)土石壩發(fā)展的基本概況及運(yùn)行現(xiàn)狀，對(duì)土石壩的病害種類進(jìn)行了歸納、分析。噪聲防治可通過調(diào)整施工時(shí)段和加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)及對(duì)直接受噪聲影響嚴(yán)重的施工人員進(jìn)行防噪聲解決。除險(xiǎn)加固水庫白蟻防治工程結(jié)束后應(yīng)做好后期管理，由專人負(fù)責(zé)，定期對(duì)大壩進(jìn)行白蟻檢查，對(duì)大壩周圍100m內(nèi)環(huán)境白蟻進(jìn)行滅治，并把檢查和環(huán)境滅蟻情況做登記備查。對(duì)蟻巢、蟻道灌漿。蟻源挖除后，對(duì)各壩外坡面及蟻源進(jìn)行噴灑天鷹殺白蟻乳液或凱奇殺白蟻懸浮劑等藥液治理，噴藥分3次進(jìn)行，藥物噴灑要求充分滲透1cm，噴灑前后12h不下雨（如雨后必須補(bǔ)噴）。藥片埋放后78d檢查一次，若白蟻取食完藥片應(yīng)及時(shí)重新埋放。人工挖巢可根據(jù)勘察通過在外坡上的松土堆、雞叢菌、碳棒菌、三踏菌進(jìn)行蟻穴，然后順著蟻道進(jìn)行開挖。在下游坡植草皮和壩頂做水泥混凝土路面及花壇前，在土壤表層噴40%毒死蜱乳油稀釋液（按1:100），滲透土壤深度5cm，每m2用藥80g。采用防蟻毒土溝。 大壩白蟻防治大壩存在白蟻危害嚴(yán)重，大壩兩端與山體接觸處、壩內(nèi)坡正常高水位以上及壩外坡，都有白蟻分群孔及泥線。排水溝的截面積可按下式計(jì)算： （511）式中Q——設(shè)計(jì)流量； C——謝才系數(shù)； R——排水溝的水力半徑； i——排水溝的縱坡。具體的計(jì)算公式如下：在計(jì)算平排水溝尺寸時(shí)，雨水流量Q可按下式計(jì)算： （510）式中：Q——設(shè)計(jì)雨水流量（m179。對(duì)于下游壩坡設(shè)有馬道的土石壩，縱向排水溝（沿壩軸方向）通常設(shè)置在馬道的內(nèi)側(cè)。計(jì)算結(jié)果為：=，t=。二, 雖然干砌石護(hù)坡工程質(zhì)量容易保證,施工也方便,但必須保證坡面沒有較大縫隙,不致使石頭振動(dòng)。干砌塊石的平均重量Q（以噸為單位）用下式計(jì)算： （55）干砌塊石的厚度t用下式計(jì)算： （56）本次計(jì)算取m=，及K=。 m=3，K=。干砌石下面要鋪設(shè)礫石墊層或砂子墊層,以防止波浪淘刷壩坡,并滿足反濾層的要求。采用這種形式,主要是當(dāng)?shù)厥县S富,工程質(zhì)量容易保證，便于施工。設(shè)計(jì)為：上游壩坡從壩頂?shù)剿浪徊捎脡K石護(hù)坡，140m高程(死水位)以下進(jìn)行拋石護(hù)坡。通過大壩滲流計(jì)算分析。利用上式即得到帷幕深度S=30+20=35m。此處計(jì)算取帷幕的滲透系數(shù)為5。目前一般的帷幕灌漿材料大都采用普通的硅酸鹽水泥。表52 灌漿帷幕允許的水力梯度表帷幕厚度（m）帷幕的允許水力梯度帷幕厚度帷幕的允許水力梯度＜110＞2251 ~218灌漿帷幕的厚度可按下式計(jì)算： （51）式中，T灌漿帷幕厚度，m；H為最大設(shè)計(jì)水頭，m；J帷幕的允許比降。帷幕的底部應(yīng)伸入相對(duì)不透水層不小于5m，若相對(duì)不透水層較深，則應(yīng)根據(jù)滲流分析，并結(jié)合類似工程研究確定。在帷幕和壩基排水的共同作用下, 使帷幕后壩基面滲透壓力降至允許值之內(nèi)。③滲滲穩(wěn)定決定于水力梯度，而水力梯度又隨抗?jié)B標(biāo)號(hào)的提高而增強(qiáng)。其具體對(duì)比見表51。帷幕灌漿孔布置一排，孔軸線與砼防滲墻軸線重合（在有混凝土防滲墻位置采取內(nèi)埋設(shè)φ120PVC管，鋼筋籠固定的方式），壩基帷幕灌漿范圍為0015～0 + 270，全長(zhǎng)285m，布孔144個(gè),分三序孔施工，孔深伸入相對(duì)不透水層（q≤10Lu），帷幕型式為接地式，有巖溶位置則要進(jìn)行巖溶灌漿，其灌漿深度根據(jù)巖溶發(fā)育情況而定。在確定帷幕縱深延伸深度時(shí),應(yīng)從防滲要求,施工區(qū)的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件出發(fā),通過滲流計(jì)算或電擬試驗(yàn)確定。灌漿是通過打入被灌地層的套管，用高壓將制備的漿液注射入砂卵石孔隙或基巖的裂隙和溶洞中，堵塞孔隙、裂隙或溶洞，降低原地層的透水性，截?cái)鄰?qiáng)透水的滲流通道，以達(dá)到防滲之目的。如處理壩體、壩基整體防滲，可從壩頂建造防滲墻直達(dá)基巖，墻的兩端與岸坡防滲設(shè)施或岸邊基巖相連接，墻的底部可嵌入新鮮巖層或弱風(fēng)化基巖內(nèi)一定深度。 由此可知應(yīng)該對(duì)壩體上游塊石護(hù)坡進(jìn)行翻修處理。 結(jié)論 由計(jì)算結(jié)果可以看出此次復(fù)核計(jì)算所選三種工況下的安全系數(shù)均大于規(guī)范中所規(guī)定的最小安全系數(shù)，所以可知TJ水庫大壩壩坡滿足要求。圖49 水位變動(dòng)校核正常水位計(jì)算結(jié)果圖圖410 水位變動(dòng)校核死水位計(jì)算結(jié)果圖 計(jì)算圖為大壩橫斷面截取圖，為了計(jì)算的方便進(jìn)行了鏡像對(duì)稱處理。其余參數(shù)與穩(wěn)定期相同。其計(jì)算方法與“穩(wěn)定滲流期”方法略有不同，因?yàn)槔碚浖羞吰率侵荒苡?jì)算滲流某個(gè)時(shí)刻的穩(wěn)定，所以如果想算分段各時(shí)刻的穩(wěn)定，在滲流中需要每次輸入一種浸潤(rùn)線，分別在邊坡中算穩(wěn)定。先進(jìn)行粗略定性計(jì)算,再進(jìn)行高精度得出精確結(jié)果。由《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》中土石壩分冊(cè)中規(guī)定，防洪水庫和綜合利用水庫自設(shè)計(jì)洪水位或最高興利水位降落至死水位，等情況屬于正常運(yùn)用。以上兩條參數(shù)主要用于水工大壩的填土計(jì)算，對(duì)于基坑而言，可以適當(dāng)減小，即水上內(nèi)摩擦角+2度，水下粘聚力+1~3Kpa。具體各部位的數(shù)據(jù)如下表412所示。圖44 簡(jiǎn)化畢肖普法分析簡(jiǎn)圖，采用計(jì)及條塊間作用力的計(jì)算方法時(shí)，壩坡抗滑穩(wěn)定的安全系數(shù)，應(yīng)不小于抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)。所以此次復(fù)核計(jì)算采取簡(jiǎn)化的畢肖普法。綜合這兩種情況，得出壩坡滲透穩(wěn)定滿足規(guī)范要求，壩基滲透坡降偏大，壩基滲透穩(wěn)定不滿足要求，壩基存在滲透變形破壞。⑴ 校核水位情況下圖為校核水位下壩體浸潤(rùn)線及其下游出逸點(diǎn)的位置，壩體及壩基內(nèi)的流網(wǎng)圖：圖42 校核水位時(shí)流網(wǎng)圖壩坡出逸段與下游壩基表面的出逸比降以及不同土層之間的滲透比降可由“各點(diǎn)比降計(jì)算值圖”中查得。 計(jì)算過程滲流及滲透穩(wěn)定計(jì)算采用理正軟件實(shí)現(xiàn)，計(jì)算中分兩種工況復(fù)核計(jì)算：校核洪水位和設(shè)計(jì)洪水位。該段粘土防滲墻土質(zhì)為粉質(zhì)粘土，黃紅色，較均勻，含少量風(fēng)化碎屑及砂粒、土層較密實(shí)，粘性較好，可塑狀態(tài)。綜合室內(nèi)、外試驗(yàn)，cm/s，為中等透水性土層。但心墻土的滲透系數(shù)仍偏大。但塊石下無砂礫石墊層。不滿足防滲體滲透系數(shù)小于1 cm/s的要求。其統(tǒng)計(jì)結(jié)果見下表411。據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)成果代表性土樣（ZK3033），據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB5028799)土的細(xì)粒含量判別方法，該層土的細(xì)粒含量為PC=56%。壩體填土成份主要為粘土，土層結(jié)構(gòu)較松散，粘性中等，可塑狀態(tài)。為了解壩體填土的物理力學(xué)指標(biāo)，在填土中共取原狀土樣19個(gè)進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)，其試驗(yàn)成果詳見土工試驗(yàn)成果匯總表，其統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表410。從以上分析可以看出，粘土為中等透水土層。覆蓋層的物理力學(xué)指標(biāo)見下表48。大壩迎水坡及背水坡均為塊石護(hù)坡。滲流計(jì)算的任務(wù)就在于求的滲流場(chǎng)內(nèi)的滲流量、水頭、壓力、坡降等水力要素，以供在土石壩設(shè)計(jì)以及在運(yùn)行管理中，進(jìn)行滲透穩(wěn)定分析，選擇合理的防滲、排滲設(shè)計(jì)方案或加固補(bǔ)強(qiáng)方案，有效地控制滲流。 ( 3) 防滲墻或粘土心墻的滲漏。若滲流過大, 且集中, 水質(zhì)混濁, 則壩體或壩基產(chǎn)生了管涌、流土或接觸沖刷等滲透破壞, 這種影響水庫蓄水興利的滲流則為異常滲流。表47 壩頂高程計(jì)算成果表壩名項(xiàng)目主壩洪水頻率p（%）2水庫靜水位（m）風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度（km）計(jì)算風(fēng)速（m/s）波浪爬高R（m）風(fēng)雍水高e（m）安全加高（m）壩頂設(shè)計(jì)高程（m）實(shí)際壩頂高程（m）壩頂高程等于水庫靜水位與壩頂超高之和，按以下運(yùn)用條件計(jì)算取最大值:⑴設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高；⑵校核洪水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高；。庫區(qū)冬季盛行西北風(fēng)，夏季盛行東南或西南風(fēng)。根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL2742001規(guī)定，對(duì)3級(jí)土石壩取累積頻率的爬高值。表46 平均水深計(jì)算成果表項(xiàng)目設(shè)計(jì)洪水位校核洪水位水位/ m庫容V/ 億水面面積S/平均水深Hm/ m 波浪爬高計(jì)算波浪爬高按下式計(jì)算: （46）式中: 為平均波浪爬高，m。為平均波長(zhǎng)，m。 為平均波高，m。 壩頂超高計(jì)算 計(jì)算公式選擇選取公式為: （41）式中：Y為壩頂超高，m；R為最大波浪在壩坡上的爬高，m；e為最大風(fēng)壅水面高度，m。TJ水庫水位、面積、容積結(jié)果見下表45。表43 TJ水庫調(diào)洪演算成果表洪水標(biāo)準(zhǔn)P(%)洪峰流量(m3/s)起調(diào)水位H(m)調(diào)洪最高庫水位H(m)最大下泄流量(m3/s)相應(yīng)庫容（萬m3）117311611112721111110251092101077201064經(jīng)洪水調(diào)節(jié)計(jì)算得TJ水庫設(shè)計(jì)（p=2%），相應(yīng)庫容1111萬，校核（p=%），相應(yīng)庫容1173萬。水文、氣象資料：正常高水位，；設(shè)計(jì)洪水位，相應(yīng)庫容1111萬m3；校核洪水位：，相應(yīng)庫容1173萬m3；死水位，140m，相應(yīng)庫容83萬m3。⑧壩體存在白蟻危害。⑤大壩排水棱體，未設(shè)反濾料。以下是水庫大壩存在的主要問題：①大壩壩頂防浪墻未設(shè)伸縮縫，出現(xiàn)多處裂縫；壩體有多處沉陷塌洞。表35 TJ水庫調(diào)洪演算成果表洪水標(biāo)準(zhǔn)P(%)洪峰流量(m3/s)起調(diào)水位H(m)調(diào)洪最高庫水位H(m)最大下泄流量(m3/s)相應(yīng)庫容（萬m3）117311611112721111110251092101077201064經(jīng)洪水調(diào)節(jié)計(jì)算得TJ水庫設(shè)計(jì)（p=2%），相應(yīng)庫容1111萬m3，校核（p=%），相應(yīng)庫容1173萬m3。 工程規(guī)模和任務(wù) 工程等級(jí)及建筑物級(jí)別，水庫總庫容1173萬m3，按照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201—94)及《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL2522000)，確定本工程屬Ⅲ等工程，水庫為中型水庫，永久性主要建筑物為3級(jí)，永久性次要建筑物為4級(jí)，臨時(shí)性水工建筑物為5級(jí)。（2）溢洪道左岸山體出現(xiàn)滑坡體險(xiǎn)情，易淤堵溢洪道進(jìn)口，危及水庫大壩安全；溢洪道公路橋破爛不堪，拱頂已出現(xiàn)多處裂縫，是一座危橋，嚴(yán)重影響水庫的管理、防洪搶險(xiǎn)工作；溢洪道無出水渠。 溢洪道工程地質(zhì)溢洪道位于大壩左端，沿山坡開挖而成，為開敞式，分進(jìn)口段、轉(zhuǎn)彎收縮段、陡槽段和泄洪溶洞四部分組成。沖抓鉆套井心墻土質(zhì)為較均勻的粘土，所建部分起到了一定作用。樞紐區(qū)出露的地層主要有第四系覆蓋層，、洞穴堆積物。,表層為殘坡積粘土覆蓋層，土層稍密實(shí)，下伏基巖為薄層灰?guī)r夾頁巖，傾向?yàn)轫樒孪颍瑑A角30176。左右的緩坡，表層為殘坡積粘土覆蓋層，土層較密實(shí)，下伏基巖為石灰?guī)r及少量紫色頁巖，粉砂巖，局部地段基巖裸露，庫周穩(wěn)定條件較好。TJ水庫庫區(qū)由于地形巖性、構(gòu)造上的不均一，構(gòu)成了巖溶洼地成庫的諸多有利條件；但由于巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，溶蝕管道的網(wǎng)絡(luò)化和系統(tǒng)化，又導(dǎo)致水庫嚴(yán)重漏水的不利因素。大壩下游地形較窄，地勢(shì)較高。 工程地質(zhì)與工程質(zhì)量 區(qū)域地質(zhì)概況樞紐區(qū)地貌為構(gòu)造剝蝕，侵蝕中低山巖溶地貌。表33 TJ水庫流域設(shè)計(jì)年最大24小時(shí)暴雨量比較表頻率（%）1251020H日（mm）由《手冊(cè)》查算及實(shí)測(cè)暴雨分析兩種途徑推算出的年最大24小時(shí)暴雨量進(jìn)行比較反映出，實(shí)測(cè)暴雨值普遍偏小，《手冊(cè)》查算值偏安全，因此本次除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)洪水的推求，采用《手冊(cè)》法查算出的暴雨成果。由《手冊(cè)》附圖查得TJ水庫壩址各歷時(shí)點(diǎn)暴雨參數(shù)如下：=100mm，Cv24=，Cs==75mm，Cv6=，Cs==45mm，Cv1=，Cs=，式中，根據(jù)《手冊(cè)》查各歷時(shí)點(diǎn)面折算系數(shù)，求得各種歷時(shí)各頻率面暴雨量，見以下表31。本流域山高坡陡，匯流迅速，洪水暴漲暴落，具有明顯山溪性河流特性，一般洪水歷時(shí)最多3天，退水歷時(shí)約為漲水歷時(shí)的4～5倍。7～9月主要受臺(tái)風(fēng)入侵造成暴雨，形成秋汛?！妫妫?953年8月16日），℃（1955年1月11日），（1998年），（1968年），降雨量年季變化較大，年內(nèi)分配也不均勻，其中%以上，流域內(nèi)多年平均蒸發(fā)量E601=，8兩個(gè)月最大，%。水庫總庫容1173萬m3，是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的中型水利樞紐工程。39。水庫于1958年動(dòng)工興建，于1959年3月建成受益，原為小型水庫，后經(jīng)1970年、1973年二次擴(kuò)建成現(xiàn)狀規(guī)模。檢查結(jié)果表明，露出的墻體接縫密實(shí)，接縫無夾泥、脫開現(xiàn)象，墻面平整光滑，墻厚滿足要求，墻體整體性強(qiáng)，滿足設(shè)計(jì)要求。佛子嶺連拱壩采用在上游面板與垛墻間增加勁性鋼筋以加強(qiáng)連接，然后澆筑鋼纖維混凝土的加固方案，通過手工操作噴槍，成功地實(shí)現(xiàn)一次噴射厚度達(dá) 400mm，輸送水平距