【正文】 滲透指標(biāo)的確定 本次計算斷面的滲透分區(qū)主要根據(jù)地質(zhì)勘探的結(jié)果，按照現(xiàn)場所取原狀樣的室內(nèi)土工試驗(yàn)及現(xiàn)場注水試驗(yàn)，綜合大壩建設(shè)和運(yùn)行管理情況，將大壩計算斷面劃分為 8 個滲透分區(qū)，滲透分區(qū)情況見圖 ，各分區(qū)材料的水平、垂直滲透系數(shù)根據(jù)地質(zhì)勘探推薦參數(shù)擬定，各滲透分區(qū)材料的水平 、垂直滲透系數(shù)見表 。 d）下游草皮護(hù)坡設(shè)計 本次擬對下游壩坡草皮護(hù)坡進(jìn)行壩坡平整后再進(jìn)行修整。 c） 下游壩坡新建上壩階梯 下游壩 坡新建上壩階梯，上壩階梯高度為 ，寬 ，用紅磚漿砌并砂漿抹面。本次設(shè)計 翻新排水棱體 ，以便滲水順利排出。排水溝斷面詳見設(shè)計圖。 排水溝尺寸為 179。橫向排水溝沿一級平臺內(nèi)側(cè)布置；縱向排水溝沿壩體與山體岸坡豎向布置，左、右岸壩肩處各一條， 中間馬道有一條， 共計 三條。大壩下游在 寬馬道，馬道以上坡比為 1： ，以下坡比為 1： 。湖南省永州市冷水灘區(qū)荷葉塘水庫除險加固工程初步設(shè)計報告 湖南省永州市水利水電勘測設(shè)計院 31 具體見設(shè)計詳圖。高）的 C15砼截滲墻（防滑齒）。 b）上游護(hù)坡工程設(shè)計 護(hù)坡范圍為：大 壩 壩頂 至壩腳高程 全部 20cm 厚的 C15 砼防滲面板，且壩腳底部打100cm179。壩頂兩側(cè)為現(xiàn)澆混凝土路肩，中間為 20cm 厚的泥結(jié)石路面，坡度為 2%向上下游兩側(cè)排水。 大壩結(jié)構(gòu)加固設(shè)計 大壩上游壩坡加固設(shè)計 上游壩坡設(shè)計修整成壩頂?shù)? 1： 。 防滲體厚度： 由 B=H/J （ H= J=6）則 B= 所以 L1= T1= 故采用單排孔布置，可以滿足要求，故本次選用單排孔沖抓作 防滲墻。37? L2=2RCOSα S2=R（ 1+Sinα ） T2=R（ 1+3Sinα ） 3 30176。 表 孔距、排距和有效厚度的相互關(guān)系 湖南省永州市冷水灘區(qū)荷葉塘水庫除險加固工程初步設(shè)計報告 湖南省永州市水利水電勘測設(shè)計院 30 鉆孔排數(shù) 最優(yōu) ω 值 孔距 L 排距 Si 有效設(shè)計厚度 Ti 1 45176。壓實(shí)度不低于 。 4）套井回填土料的選擇 套井回填土料暫擬在 荷葉塘 水庫庫內(nèi)附 近的土料場取土，此處為荒地，距壩 ，貯量足，其物理性質(zhì)可以滿足防滲墻土料要求，根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》，防滲墻土料必須符合以下物理性質(zhì)：回填土料為粘性土料，填土滲透系數(shù)要求 K1179。沖抓套井在壩頂進(jìn)行，由上而下進(jìn)行鉆孔后回填粘土的，為便于施工和保證質(zhì)量，沖抓套井回填防滲墻頂高程與壩頂齊平，為 。 大壩壩體 沖抓回填 設(shè)計 1）沖抓鉆孔套井原理 沖抓鉆孔套井回填處理土壩滲漏，是在漏水范圍內(nèi)利用沖抓機(jī)鉆孔，然后用粘土進(jìn)行分層回填，并利用鉆機(jī)的動力和卷揚(yáng)設(shè)備帶動夯錘加以夯實(shí)，造成一個 連續(xù)的截水墻，截斷壩身或壩基中的滲流。壓力為 1H0（ H0 為正常蓄水位至試驗(yàn)段處高差），且不大于該處灌漿壓力的 80%。 檢查孔應(yīng)采取巖芯，繪制鉆孔柱狀圖。封孔分段長15～ 20m，封孔壓力與灌漿壓力相同，當(dāng)注入率不大于 1L/min，繼續(xù)灌注 30min 后，在孔口處繼續(xù)灌注 60min，灌注結(jié)束后閉漿 24h。 6）灌漿結(jié)束和封孔 在灌漿過程中，對于每一個灌漿孔都應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)程，規(guī)范的要求結(jié)束灌漿，以確保工程質(zhì)量。同序孔距 ，最終孔距 ，先導(dǎo)孔根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況酌定。 b）灌漿施工次序 灌漿應(yīng)遵循分序加密的原則?；蜃⑷肼蚀笥?30L/min 時，可根據(jù)具體情況越級變濃。 漿液稠度根據(jù)基巖透水率不同而改變，一般當(dāng) q 大于 5Lu 時，起始水灰比采用 3:1；q=3～ 5Lu 時，起始水灰比采用 5:1；以后采用 3： 2: 1: : :1。接觸面單獨(dú)做一段，灌段長為 5m。 3）灌漿參數(shù)的選取 a）灌漿段長度 灌漿段的長度是根據(jù)巖石的裂隙發(fā)育程度、破碎情況、滲透性以及設(shè)備條件決定的。 鉆孔沖洗及簡易壓水試驗(yàn)：鉆孔達(dá)到 設(shè)計深度后，應(yīng)采用清水沖洗鉆孔，直至回水澄清無砂和巖粉為止，殘留巖芯不應(yīng)超過 。 2）鉆孔及簡易壓水試驗(yàn) 帷幕灌漿鉆孔：壩身采用沖擊干鉆、套管護(hù)壁，基巖采用回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)鉆進(jìn)，用金剛石鉆頭或硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn)，終孔孔徑為 75mm。帷幕灌漿往上與沖抓搭接 1m。 帷幕灌漿孔布置見圖冊，在大壩壩軸線（高程 ）沿山體連接溢流堰布設(shè)一排帷幕灌漿孔，孔距 ，共計 44孔。大壩建基面至相對不透水層之間的透水基巖應(yīng)設(shè)灌漿帷幕，以防滲水沖蝕壩底基礎(chǔ)。 因此本次設(shè)計推薦方案一。 防滲效果 較好 一般 主要工程 量及投資 較高 較高 施工難度 較復(fù)雜 較容易 經(jīng)綜合比較，方案二：工程造價較低，但防滲效果一般。 表 大壩防滲設(shè)計方案比較表 項目 方案一 方案二 設(shè)計方案 在大壩原有軸線位置進(jìn)行沖抓套井回填，沖抓范圍為大壩頂 至大壩建基面，壩基及壩肩采用帷幕灌漿。 方案二：大壩迎水坡采用鋪土工膜防滲，壩基及壩肩采用帷幕灌漿。帷幕與沖抓中心線均與壩軸線重合。壩體至壩基強(qiáng)風(fēng)化上限采用沖抓回填粘土 , 鉆孔高程布置在壩頂 ，沖抓回填粘土深入建基面以下 1m。本次設(shè)計采用 壩頂平整，且泥結(jié)石路面，高程 為 。 該水庫大壩為 Ⅲ 類壩，建議水庫管理單位抓緊除險加固初步設(shè)計，汛期管理單位必須確保大壩安全渡汛。溢洪道采取通過調(diào)洪計算復(fù)核過流能力，完善溢洪道設(shè)計。 (4). 臥管 、涵洞老化、漏水嚴(yán)重，重建鋼筋砼臥管、涵洞。 (3). 壩頂破損嚴(yán)重，擬采用 泥結(jié)石 硬化路面的方式進(jìn)行處理。 (2).大壩下覆基巖進(jìn)行帷幕灌漿防滲處理，帷幕設(shè)置深度應(yīng)深入壩基弱透水層（相對不透水層） 。 大壩安全鑒定結(jié)論性意見 1) 大壩安全類別評定為 Ⅲ 類壩。 ⑥ 大壩上游 砼 護(hù)坡浪蝕嚴(yán)重， 下游壩坡不規(guī)整，長有雜草，出現(xiàn)大面積濕潤面。 ④ 輸水建筑物結(jié)構(gòu)簡單，且由于施工質(zhì)量差，輸水涵洞管身多處裂縫，滲漏嚴(yán)重。強(qiáng)風(fēng)化帶巖體透水性中等，施工時對壩基未進(jìn)行防滲處理，導(dǎo)致庫水沿壩體與壩基接觸界面、強(qiáng)風(fēng)化帶產(chǎn)生滲漏。土壩與山坡結(jié)合部位清基不徹底，碾壓不密實(shí) ,形成集中滲漏。自修建完成運(yùn)行近 50 多年以來，發(fā)現(xiàn)大壩存在諸多問題 ,水庫運(yùn)行過程中多次出現(xiàn)險情。 采用的技術(shù)規(guī)程和規(guī)范 (1)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（ GB5020194）； (2)《水利水電工程等級劃分與洪水標(biāo)準(zhǔn)》 (SL2522021)； (3)《水利水電工程初步設(shè)計報告編制規(guī)程》（ DL5020193）； (4)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（ SL2742021）； (5)《土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范》 (SD26688)； (6)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》（ GB2058899）； (7)《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》 (SL6094)； (8)《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》 (SL6094)； (9)《溢洪道設(shè)計規(guī)范》 (SDJ34189)； (10)《水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范》 (DL50771997) ； (11)《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 (SL/T19196) ； (12)《水工擋土墻設(shè)計規(guī)范》 (SL3792021）。 洪水標(biāo)準(zhǔn) 該水庫永久性水工建筑物 20 年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計， 200 年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)校核。及時處理施工中發(fā)現(xiàn)的工程問題，并合理調(diào)整施工方案。 （ 3） .建議對 溢洪道采取 增加泄槽和消能工，控制段 翻新加 固處理； （ 4） .建議對涵洞及臥管采取翻新加固處理。 （ 2） .建議對大壩下覆基巖進(jìn)行帷幕灌漿防滲處理，帷幕設(shè)置深度應(yīng)深入壩基弱透水層（相對不透水層） 。 （ 4） . 溢洪道基礎(chǔ)為風(fēng)化殘積層及 巖性為淺黃色鈣質(zhì)砂巖 巖體，抗沖強(qiáng)度低，必須全線護(hù)砌加固。 ② 基礎(chǔ)巖層力學(xué)強(qiáng)度較高但裂隙巖溶具多向異性，上部巖石破碎，節(jié)理裂隙、巖溶比較發(fā)育，大壩下部殘坡積層與基巖接觸帶及基巖上部深度 3~5m 的節(jié)理裂隙、巖溶發(fā)育段的巖石滲漏，經(jīng)灌漿處理后方可作為土壩基礎(chǔ)。 （ 2）．水庫大壩存在的主要地質(zhì)問題是滲漏，除險加固的重點(diǎn)是防滲。 塊石料 距 荷葉塘 水庫大壩 20km處的馬坪開發(fā)區(qū)二皇廟采石場可供塊石料，巖質(zhì)堅硬，質(zhì)量較好，運(yùn)輸條件較為 方便，完全能滿足工程設(shè)計需要。 砂礫石料 巖 土 名 稱 項 目 湖南省永州市冷水灘區(qū)荷葉塘水庫除險加固工程初步設(shè)計報告 湖南省永州市水利水電勘測設(shè)計院 23 據(jù)調(diào)查，水庫附近無砂料場，需從 30km 的冷水灘區(qū)文昌閣沙場購買。10 6cm/s，水平滲透系數(shù) 179。 根據(jù)施工要求，本次對大壩除險加固所需的土料、砂礫石料、塊石料的產(chǎn)地、儲量、質(zhì)量以及開采運(yùn)輸條件進(jìn)行了較為詳細(xì)的地質(zhì)調(diào)查和勘察。 105 注： QS為壩體填土，含礫粉質(zhì)粘土 。） 固結(jié)快剪 ～ tgφ =～ 固結(jié)慢剪 ～ 凝聚力 （ Kpa） 固結(jié)快剪 22～ 23 ～ 固結(jié)慢剪 21～ 22 滲透系數(shù) （ cm/s） 水平向 179。 土的液、塑性指數(shù)與抗震 :填土的液性指數(shù) IL＝ ～ ，塑性指數(shù) Ip＝ ～， 按照《水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范（ SDJ10－ 78）》規(guī)定：當(dāng)液性指數(shù) IL≥ ～ 時或塑性指數(shù) Ip小于 10時的土才有可能在地震時產(chǎn)生液化， 填土兩個指標(biāo)均未超過規(guī)定經(jīng)驗(yàn)值，故抗震性能良好。 105cm/s；垂直滲透系數(shù)平均為 179。；凝聚力平均為 。其含水量略偏大，其它較適宜。顆粒組成比基本符合均質(zhì)土質(zhì)要求。主要由含少量礫的粘土、砂質(zhì)粘土填筑而成。 大壩分區(qū) 為查明壩體工程質(zhì)量，走訪了參與該水庫工程設(shè)計、施工、管理等老同志及當(dāng)?shù)卮迕?，并查閱了該工程設(shè)計、施工、竣工等歷史檔案資料，確定該水庫大壩為均質(zhì)土壩，壩腳有排水設(shè)施，壩體按二個分區(qū)。上游有砼護(hù)坡，風(fēng)化嚴(yán)重，下游有排水棱體，但部分失效，下游壩坡雜草叢生。填料土質(zhì)比較好，但由于施工質(zhì)量差，碾壓不密實(shí)，壩體局部抗?jié)B性能較差，仍具有中等透水性。 高），涵洞長約 ，由于施工時未按規(guī)范要求施工，砌筑質(zhì)量差，庫水沿涵洞與壩體接觸帶滲漏；臥管封堵不嚴(yán)，周邊漏水嚴(yán)重，洞口長年水流不斷， 且進(jìn)口段上方有曾出現(xiàn)踏洞，處理不徹底， 嚴(yán)重影響水庫的正常蓄水，急待翻新加固。斷面尺寸 179。 荷葉塘 水庫放水設(shè)施由輸水涵洞和臥管組成，位于主壩左端。 附屬建筑物區(qū)工程地質(zhì)條件 溢洪道位于水庫大壩 左 岸，為正槽式寬頂堰，漿砌石導(dǎo)墻及側(cè)墻質(zhì)量 較差，尾端為天然狀態(tài)，無消力池，溢洪時水流直接沖入 小溝渠和 田里。 根據(jù) 現(xiàn)場勘察 ，填筑土料為局部含少量礫石的棕黃色粉質(zhì)粘 土，較松散，可塑，局部可 ~軟塑。壩體是由大批民工分區(qū)填筑而成，填筑土料主要為山坡殘積風(fēng)化土，施工時缺乏碾壓機(jī)械，采用石夯和水錘夯砸夯實(shí)。區(qū)內(nèi)地下水化學(xué)類型為 HCO3C2 型水， PH 值 ，根據(jù)環(huán)境水對混凝土腐蝕性的判別標(biāo)準(zhǔn)，該地下水對混凝土結(jié)構(gòu)不具侵蝕性?？紫稘撍x存于土層中，裂隙潛水存于基巖裂隙中。 水文地質(zhì) 湖南省永州市冷水灘區(qū)荷葉塘水庫除險加固工程初步設(shè)計報告 湖南省永州市水利水電勘測設(shè)計院 20 荷葉塘水庫庫區(qū)內(nèi)大壩左岸 40m 左右山坡下，出露一處季節(jié)泉水，雨季時流入庫內(nèi)，旱季時向外流出。 據(jù)《中國地震烈度區(qū)劃圖》《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》，冷水灘區(qū)地震動峰值加速度＜ ，地震動反應(yīng)譜特征周期為 ，相對應(yīng)的地震烈度＜ Ⅵ 度，屬弱震相對穩(wěn)定區(qū)，地震對區(qū)域穩(wěn)定無不利影響?！?2 176。 地層巖性 壩址區(qū)出露地層簡單，分布有 泥盆 系 上 統(tǒng) 錫礦山組 上 段 (D3X2)和第四系 全新統(tǒng) (Qn)，現(xiàn)按自老至新的順序簡述如下： (1) 泥盆 系 上 統(tǒng) 錫礦山組上 段 (D3X2)： 巖性為淺黃色鈣質(zhì)砂巖，粉砂巖，泥質(zhì)頁巖，砂巖巖質(zhì)較硬，頁巖巖質(zhì)較軟，強(qiáng)風(fēng)化，風(fēng)化節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石較完整。庫區(qū)周邊山體高差起伏不大，周圍山體 地貌呈不規(guī)則圓形狀分布 ， 左岸山體較厚，右岸山體單薄 ?！笨紤]到本工程為一般?。?2）型水庫，根據(jù)其重要性，不進(jìn)行地質(zhì)鉆探，針對水庫樞紐存在的問題， 2021 年 4 月， 由地質(zhì)工程師 承擔(dān) 荷葉塘 水庫大壩除險加固工程初步設(shè)計階段的 野外地質(zhì)調(diào)查、地 質(zhì)測繪 任務(wù) ，并借用離本工程 內(nèi)的石塘水庫（ 2021 年 11 月已采取除險加固）除險加固工程地質(zhì)資料進(jìn)行地質(zhì)分析。目前存在的主要地質(zhì)問題是： ⑴、上游坡有砼護(hù)坡，風(fēng)化破損，下游壩腳排水棱體部分失效； ⑵、 壩體散浸、壩體與壩肩基巖接