【正文】 根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（ 1/400 萬(wàn)），工程所在區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為，地震基本烈度為Ⅷ度，設(shè)計(jì)烈度采用Ⅷ度。 主要建設(shè)內(nèi)容 本次除險(xiǎn)加固的主要內(nèi)容有： (1)壩 前 培厚 ，前坡 面 用 8cm 厚的 C1W F150 砼預(yù)制板砌護(hù)； (2)臥管改建水塔， 新建 方涵 連接段 ， 設(shè)計(jì)最大下泄流量 5 工程布置及建筑物 35 5 工程布置及建筑物 設(shè)計(jì)依據(jù) 工程等別、建筑物等級(jí)及抗震標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》 SL252— 2021 規(guī)定， 參照水利部下發(fā)的《 關(guān)于印發(fā)重點(diǎn)小型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見(jiàn)的通知 》（ 水總[2021]428 號(hào) ）文件的附件《 重點(diǎn)小型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見(jiàn) 》中“ 等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn) ”， XX水庫(kù) 屬?。?二 ）型水庫(kù)，主要建筑物（土壩、 輸水建筑物 ）屬 Ⅴ等 5級(jí) 。次要建筑物及臨時(shí)建筑物（庫(kù)內(nèi)施工圍堰等）屬Ⅴ等 5 級(jí)。 計(jì)算結(jié)果如下： （ 1） += （ 3） 校核洪水位 +非常運(yùn)用條件下壩頂超高； += 計(jì)算壩頂高程 ， 現(xiàn)狀 壩頂 高程 ，可見(jiàn)能夠滿足防洪要求，本次 設(shè)計(jì)壩頂 高程 取 。 土壩波浪爬高計(jì)算成果表 表 4─ 3 單位： m， m/s， s 項(xiàng)目 平均 水深 Hm 設(shè)計(jì) 風(fēng)速 W 有效風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度 D 糙率及滲透系數(shù) KΔ 經(jīng)驗(yàn) 系數(shù) KW 平均 波高 hm 平均波周期 Tm 平均 波長(zhǎng) Lm 平均波浪爬高 Rm 設(shè)計(jì) 爬高 R5％ 風(fēng)壅水面高度 e 安全加高 計(jì)算超高 正常運(yùn)用條件 350 非常運(yùn)用條件 350 0 正常運(yùn)用條件下 正正正正 AeRy ??? ＝ ++＝ ； 非常運(yùn)用條件下 非非非非 AeRy ??? ＝ +＝ 。），這里取 0176。 風(fēng)壅水面高度可按下式計(jì)算： e＝ ?cos22mgHDKV 式中： e— 計(jì)算點(diǎn)處的風(fēng)壅水面高度（ m）； D— 風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度（ m）； K— 綜合 摩阻系數(shù)，取 179。 4 工程任務(wù)及規(guī)模 33 WK — 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，由 gHW 比值查 《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄 A表 － 2求得。 平均波長(zhǎng)可按下式計(jì)算： mL ＝mm LHthgT ?? 22 2 式中： mL — 平均波長(zhǎng)， m； H — 壩迎水面水深， m，取值同 mH 。 thWgHthWgh mm ])([ ? {])([) 0 1 8 (022WgHth m} mm hT ? 式中 ： mh — 平均波高 ， m； W — 計(jì)算風(fēng)速， m/s。對(duì)于 5 級(jí)壩 R 值采用累積頻率為 5%的爬高值 %5R e — 最大風(fēng)壅水面高度， m； A — 安全超高，山區(qū)、丘陵區(qū) 5級(jí)建筑物正常運(yùn)用 ，非常運(yùn)用 。 故水庫(kù)調(diào)洪庫(kù)容為一次校核洪水量 ： 萬(wàn) m3， 總庫(kù)容為 ： 已淤積庫(kù)容、設(shè)計(jì)淤積庫(kù)容、調(diào)洪庫(kù)容之和， 即 為 m3。 水庫(kù)水量調(diào)節(jié)計(jì)算 XX水 庫(kù) 主要 功能是防洪，無(wú)灌溉需求，故無(wú)需進(jìn)行水量調(diào)節(jié)計(jì)算。 水庫(kù)自 1976 年建成至今，在 36年得運(yùn)行中共淤積庫(kù)容 萬(wàn) m3， 各時(shí)段淤積量資料見(jiàn)表 41?！?本工程綜合考慮水庫(kù)淤積年限取 20 年。查山區(qū)、丘陵區(qū)土石壩的洪水標(biāo)準(zhǔn)為：設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為 30～ 20年，取 20年；校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 300～ 200 年，取 200 年。 環(huán)境保護(hù)： 本工程攔截地表徑流，減少下游河道泥沙及水土流失，充分利用當(dāng)?shù)厮Y源，要求對(duì)水土保持及涵養(yǎng)水源發(fā)揮作用。 工程任務(wù) 防洪任務(wù)：利用水庫(kù)滯洪、削峰作用保護(hù)水庫(kù)下游村莊 、農(nóng)田，及 隆秦公 路的防洪安全 。生態(tài)環(huán)境 的 急劇惡化，喪失 了 涵養(yǎng)水源 的 條件，近年國(guó)家加大了荒山治理力度，自治區(qū)自 2021 年實(shí)施封山禁牧，羊畜全部下山圈養(yǎng) ， 戶內(nèi)用水量加大，進(jìn)一步加劇了缺水程度。水庫(kù) 難以 在高水位長(zhǎng)時(shí)間蓄水， 水庫(kù)一旦失事，將影響下游 村莊、良田及 隆秦公 路的安全。 ⑤ 水庫(kù)基本沒(méi)有管理設(shè)施，無(wú)法對(duì)水庫(kù)進(jìn)行正常的管護(hù)；無(wú)交通、通訊設(shè)施，與 外界聯(lián)系不通暢；主壩沒(méi)有滲流和沉陷、位移觀測(cè)設(shè)施，無(wú)法對(duì)主壩進(jìn)行監(jiān)測(cè)；缺乏必要的工情觀測(cè)設(shè)施及水、雨情監(jiān)測(cè)設(shè)施。 ③ 壩頂 有交通要求， 但壩頂 寬度僅 。 工程存在的問(wèn)題 水 庫(kù)自建成以來(lái)，經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行，目前已存在諸多問(wèn)題 ： ① 壩體碾壓不均勻，質(zhì)量較差， 內(nèi)部有裂隙， 水庫(kù) 難以在高水位蓄水 。 (寬 179。臥管為 側(cè)進(jìn)水 ,孔 口 尺寸為 179。 4 工程任務(wù)及規(guī)模 29 4 工程任務(wù)及規(guī)模 工程除險(xiǎn)加固的必要性 工程概況 XX水庫(kù) 興建 于 1976 年， 由土壩、 輸 （泄） 建筑物組成， 為碾壓式均質(zhì)土壩 ， 2021年壩體加高 ， 總庫(kù)容 萬(wàn) m3， 現(xiàn) 有效庫(kù)容 萬(wàn) m3， 最大 壩高 ，壩頂高程為 ， 壩頂寬 ， 頂長(zhǎng) 156m，迎水坡比為 1:，背水坡比 1:,背水坡采用生物防護(hù)措施，前壩坡無(wú) 砌護(hù)。 ⑺ 壩址區(qū)及庫(kù)區(qū) 地震 動(dòng)峰值加速度為 ， 地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期 ，地震基本烈度Ⅷ度 ， 屬抗震不利地段。 ⑸ 庫(kù)區(qū)上游植被覆蓋較差，水土流失嚴(yán)重，庫(kù)區(qū)淤積很?chē)?yán)重，應(yīng)進(jìn)行必要的措施， ⑹ 工作區(qū)地表水對(duì)普通水泥具硫酸鹽型中等腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具弱腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。 ⑶ 原壩體碾壓不均，施工質(zhì)量差，壩后坡最為明顯，加壩后高水位運(yùn)行時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生滲漏及滲透變形破壞，危及大壩安全，應(yīng)進(jìn)行處理。 3 工程地質(zhì) 28 結(jié)論與建 設(shè) ⑴ 該水庫(kù)處第三系地層廣泛分布，第四系覆蓋較薄，無(wú)不良工程地質(zhì)構(gòu)造，適宜興建該工程。 粗骨料（礫石料） 礫 石料場(chǎng)地位于三關(guān)口，開(kāi)采多年，已形成規(guī)模，巖 性為奧陶系灰?guī)r，致密、堅(jiān)硬，符合建筑材料標(biāo)準(zhǔn)，屬外購(gòu)料，距壩址區(qū) 65km，交通方便。 細(xì)骨料（砂料） 砂料位于靜寧威戎砂料場(chǎng)，主要分布于甘肅省靜寧縣城的河谷中，為第四系沖積作用形成，屬砂礫混合料，總儲(chǔ)量大于 500 萬(wàn)立方米，砂含量占 70%，屬中粗砂。 106 凝聚力 C (kPa) 天然 快剪 3 慢剪 3 飽和 快剪 3 0 16 慢剪 3 內(nèi)摩擦角Φ(176。 106 179。 其物理力學(xué)指標(biāo)為： 3 工程地質(zhì) 27 （壓縮、直剪、滲透試驗(yàn)的試樣是在最大干容重乘 的壓實(shí)系數(shù)后制備的）： 項(xiàng) 目 統(tǒng)計(jì)個(gè)數(shù) 最小值 最大值 平均值 變異 系數(shù) 統(tǒng)計(jì) 修正 系數(shù) 地質(zhì)建 議值 最優(yōu)含水率 wOP t（ %） 3 最大干容重 r d max（ g/cm3） 3 壓縮系數(shù)α 1— 3（ MPa1） 天然 3 飽和 3 壓縮模量 Es（ MPa） 天然 3 飽和 3 滲透系數(shù) K(cm/s) 3 179。 天然建筑材料 土料 該水庫(kù)大壩擬 采取壩前 培厚 ， 增加壩體防滲能力， 主要為當(dāng)?shù)亟ㄖ牧希ㄍ亮希?。樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值：淤泥質(zhì)壤土 25KPa，粘土 98KPa，強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖160KPa。 = mg/ L），對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具中等腐蝕性（ PH 值 311. CL+ SO42= mg/ L）。建議使用抗硫酸鹽型水泥。地表水水化學(xué)類(lèi) HCO3–– SO42— CL— Mg–– Na— Ca 型，根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（ GB50487— 2021）附錄 L 環(huán)境水腐蝕性評(píng)價(jià)，對(duì)混凝土一般酸性型 、碳酸鹽型、重碳酸鹽型、鎂離子型無(wú)腐蝕性，僅硫酸鹽型具有中等腐蝕性。 水文地質(zhì) 輸水塔場(chǎng)地存在地表水。新鮮完整 [R]=350KPa，邊坡比 1 ： 。其新鮮巖體物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)：含水量 W=%，濕容重 r=，干容重 r /d=，孔隙比 e=，液限 W/L=%,塑限 W/P=%，自由膨脹率 δ /ef=%，存在弱膨脹潛勢(shì)。屬軟巖。106(cm/s) 3 液限 WL（ %） 3 塑限 WP（ %） 3 塑性指數(shù) IP 3 液性指數(shù) IL 3 ⑶ 砂質(zhì)泥巖（ N/1h）：淺紫褐色及磚紅色砂質(zhì)泥巖、中 厚層狀，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，3 工程地質(zhì) 26 層狀構(gòu)造。允許承載力 [R]=160Kpa，邊坡比 1:。主要分布水庫(kù)兩岸一級(jí)階地上，其厚度 ，其物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)為：含水量 W=%，天然密度ρ =，干密度ρ /d=，孔隙比 e=，壓縮系數(shù)α /12=，壓縮模量 Es=，凝聚力 C=14Kpa，內(nèi)摩擦角Φ =，液限W/L=%,塑限 W/P=%，滲透系數(shù) K=179。 106/ cm/s，允許承載力 [R]=80kPa，邊坡比 1： 。土黃色、灰褐色、青灰色，濕 飽和，軟塑 流塑狀態(tài)，具有明顯的水平層理，局部夾灰黑色條帶。 地層 構(gòu)造 水庫(kù)左岸第四系地層覆蓋較厚，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)斷層及大的裂隙和新構(gòu)造活動(dòng)跡象。無(wú)坍塌、滑坡體等不良地質(zhì)現(xiàn)象。 輸 （泄） 水建筑物工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià) 輸水塔地形地貌及物理力學(xué)地質(zhì)現(xiàn)象 輸水塔位于臥管東側(cè)，地形為東高西低。沒(méi)有進(jìn)行徹底清基和采取防滲處理措施，導(dǎo)致該水庫(kù)滲漏嚴(yán)重，現(xiàn)在壩后可見(jiàn)庫(kù)水滲漏匯成地表水沿溝道排泄。本次勘察中，所有鉆孔鉆至孔深 6m 處，孔口均不返水，且漏水漏漿。在壩體迎水面及背水面 3— 4m 處取樣試驗(yàn)，局部點(diǎn)存在自重濕陷性。 現(xiàn)壩體質(zhì)量評(píng)價(jià) XX 水庫(kù)大壩壩體為當(dāng)?shù)夭牧贤翂?，壩體材料采用右岸 Q3m 黃土由人工碾壓而成，最大壩高 。對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋，不具腐蝕性。 PH值 311. CL+ SO42= mg/ L。 CL=CL+ SO42179?？辈炱陂g 溝內(nèi)有地表水和地下水，其地表水化學(xué)類(lèi) HCO3–– SO42–– CL— Mg— Na–– Ca 型，對(duì)混凝土一般酸性、重碳酸鹽型、鎂離子型不具有腐蝕性，僅硫酸鹽型具有中等腐蝕性， [SO42]含量 ，建議使用抗硫酸鹽水泥。106(cm/s) 6 液限 WL（ %） 6 43 46 塑限 WP（ %） 6 25 塑性指數(shù) IP 6 21 液 性指數(shù) IL 6 0 0 允許承載力 [R]（ Kpa） 80 邊坡比 1: 3 工程地質(zhì) 23 壩體土液化判別表 鉆孔 編號(hào) 標(biāo)貫 深度 (米 ) 地下水水位埋深地 （米） 地層 巖性 粘粒 含量 (%) 實(shí)測(cè) 擊數(shù) 臨界 擊數(shù) N1 液化 指數(shù) IlE 液化 判別 ZK1 粉質(zhì)粘土 不液化 ZK2 重粉質(zhì)壤土 不液化 粉質(zhì)粘土 不液化 粉質(zhì)粘土 不液化 粉質(zhì)粘土 不液化 重粉質(zhì)壤土 不液化 粉質(zhì)粘土 不液化 粉質(zhì)粘土 不液化 粉質(zhì)粘土 不液化 ZK3 粉質(zhì)粘土 不液化 粉質(zhì)粘土 不液化 粉質(zhì)粘土 不液化 粉質(zhì)粘土 不液化 粉質(zhì)粘土 不液化 粉質(zhì)粘土 不液化 粉質(zhì)粘土 不液化 ZK4 粉質(zhì)粘土 不液化 粉質(zhì)粘土 不液化 重粉質(zhì)壤土 不液化 粉質(zhì)粘土 不液化 粉質(zhì)粘土 不液化 重粉質(zhì)壤土 不液化 重粉質(zhì)壤土 不液化 ZK5 重粉質(zhì)壤土 不液化 備注 ：地震動(dòng)峰值加速度 的地區(qū)，土中粘粒含量大于 %，可判定為非液化土層，工 程正常運(yùn)用后，水位以上的非飽和土，可判定為非液化土層。 105— 179。 106 濕陷系數(shù)δ s —— 自重濕陷數(shù)δ zs —— 允 許 承 載 力 [R]（ Kpa） 120 邊坡比 1: b 壩體（人工填土）物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)為： 壩體（人工填土） 物 理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng) 計(jì)表 項(xiàng) 目 樣本數(shù) 最小值 最大值 平均值 標(biāo)準(zhǔn)差 變異 系數(shù) 統(tǒng)計(jì) 修正 系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)差 地 質(zhì) 建 議值 含水量 w (%) 22