【正文】 同時也不能解決涵管外壁接觸滲漏問題，不宜采用。 第二方案： 涵管進口改建，管身鋼襯處理。 涵管除險加固方案比較和確定 壩下涵管除險加固方案比較 第一方案： 對老涵管進行拆除，新建涵管。 根據(jù)工程實際情況， 水庫壩肩無有利 地形 地質(zhì)條件開挖隧洞，所以本次設(shè)計 不考慮新建隧洞 方案。 涵管除險加固方案 根據(jù) 涵管 現(xiàn)狀存在的問題，灌溉涵管管壁滲漏嚴重，結(jié)構(gòu)強度不滿足要求。 根據(jù)安全復(fù)核，放水涵管為分級臥管，水量難以控制，且易堵塞，涵管縱、橫向結(jié)構(gòu)不滿足要求，漏水嚴重。 灌溉建筑物除險加固設(shè)計 工程現(xiàn)狀 沈家山水庫水庫涵管于 1964 年建成，為瓦圓管，管徑為￠ ，總長 米，進口底板高程為 米，最大過水流量為 。為了保證水庫大壩安全運行，充分發(fā)揮水庫的效益，需增加安全監(jiān)測設(shè)施。 加固后的壩坡穩(wěn)定計算結(jié)果見下表（表 ），由于邊坡放緩，下游壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)在各種工況下均滿足規(guī)范的要求。具體的計算工況如下： a．庫水位為正常蓄水位 時形成穩(wěn)定滲流期的下游坡； b．庫水位為設(shè)計洪水位 時形成穩(wěn)定滲流期的下游坡； c．庫水位為校核洪水位 時形成穩(wěn)定滲流期的下游坡； d．庫水位降落考慮由正常蓄水位 驟降至死水位 時形成非穩(wěn)定滲流期的上游坡； e．庫水位由校核洪水位 驟降至正常蓄水位 時形成非穩(wěn)定滲流期的上游 坡。 ) 凝聚力c’(kpa) 內(nèi)摩擦角φ ’( 176。 圖 加固后大壩滲流準流網(wǎng)圖 1）正常蓄水位 2）設(shè)計洪水位 3）校核洪水位 加固后壩坡穩(wěn)定計算 穩(wěn)定計算方法、計算參數(shù)均同安全復(fù)核，大壩壩體填筑土的物理力學(xué)指標(biāo)及抗剪強 36 度指標(biāo)的確定以本次地勘資料為準，見下表。 (2) 滲流計算結(jié)果 滲流計算結(jié)果見表 ， 流網(wǎng)圖見圖 。 大壩采用粘土心墻，心墻的滲透系數(shù)取 1 105cm/s，貼坡排水厚 ，滲透系數(shù)為 110 2, 其余土層的計算參數(shù)不變。 ⑥大壩壩坡排水設(shè)計 為避免雨水漫流沖刷壩坡，在下游壩坡面上設(shè)置縱、橫排水溝，橫向排水溝設(shè)置于下游坡腳處，斷面尺寸 ，縱向排水溝設(shè)置于大壩下游坡面與兩岸交線處，排水溝斷面尺寸為 ，縱、橫排水溝相互連通。 ⑤壩頂構(gòu)造設(shè)計 由于壩頂高低不平，根據(jù) 壩頂現(xiàn)狀將壩頂高程統(tǒng)一為 。設(shè)計將壩坡雜草進行全面清除，填土培厚，然后對壩體進行整坡，使其符合設(shè)計要求的坡比，并夯實坡面，在護坡坡腳及與兩岸岸坡相接處均設(shè)置阻滑齒槽，護坡坡腳齒墻尺寸為 （寬深），采用漿砌石，整個壩面鋪筑 厚砂卵石混合墊層，并夯實緊密。且方案Ⅱ比方案Ⅰ施工干擾少，質(zhì)量更容易控 制，外形美觀，本次加固設(shè)計選取砼預(yù)制塊護坡（方案Ⅱ）為大壩上游護坡方案。 ③ 方案比較 以面積 1m2進行兩方案工程量及造價比較，結(jié)果列于表 。根據(jù)本工程的實際情況，上游護坡選砼預(yù)制塊和干砌塊石兩種方案進行綜合比較，擇優(yōu)選取。 ⑶大壩下游反濾加固設(shè)計 原大壩下游壩腳未設(shè)排水體，通過滲流計算，壩后出逸點最高達到 ，本次在下游壩腳設(shè)計貼坡式排水反濾，根據(jù)設(shè)計導(dǎo)則應(yīng)高出出逸點 ，貼坡排水體頂高程為，用塊石、礫石、砂分層筑成，砂礫層厚 ，礫石層厚 ，上部干砌石厚 。 施工期短，整體性好，施工技術(shù)要求 高，但土料需人工轉(zhuǎn)運。 受氣候影響較小，水庫放空是施工，技術(shù)要求較高，施工導(dǎo)流及排水工作量小。 沖抓套井回填粘土心 。 采用沖抓鉆機鉆孔，粘土回填夯實形成心墻。 大壩防滲方案比較 對二種防滲方案進行防滲效果、施工條件、工程造價等技術(shù)、經(jīng)濟性能比較，具體比較內(nèi)容詳見表 。同時，施工造井前應(yīng)提前 15～ 20d放低水庫水位到設(shè)計要求的水位以下，以利土壩內(nèi)含水析出，造井時井壁才能穩(wěn)定。 沖抓套井粘土防 滲墻對壩體防滲效果好，工程造價低?；靥钔亮弦鬂B透系數(shù)小于 1 105cm/s，并且有較好的塑性和滲透穩(wěn)定性，含水量控制在 20%～ 30%左右，塑限附近為宜。 ②回填土料設(shè)計 防滲墻回填土料一般采用粘性土料，通常要求粘粒含量為 35%～ 50%。本工程設(shè)計?。试试S =6。單排布孔的防滲效果達不到設(shè)計要求時，可打雙排孔或三排孔。先打主孔①、③號，回填后再打套孔②號，回填后再打⑤號孔，回填后再打④號孔，以此順序，進行打孔、回填。 （ 2）沖抓套井回填粘土心墻方案 : 沖抓套井粘土防滲墻的設(shè)計，主要包括鉆孔平面套接布置、孔距、排距、孔深、有效墻厚及回填土料設(shè)計等。 斜墻上游面鋪設(shè)厚 15cm 砂礫保護層，保護層完成后加設(shè)砼預(yù)制坡護坡體。 計算得設(shè)計墻厚為 。 粘土斜墻頂部的水平寬度取為 ，斜墻底部厚度則根據(jù)土料允許滲透坡降而定。 按規(guī)范要求， 斜墻頂部應(yīng)高出 設(shè)計 洪水位 核洪水位， 設(shè)計洪水位 為 , 校核洪水位 為 ， 斜墻頂 高程應(yīng)不低于 31 ?；靥钔亮系母擅芏?，可以由公式計算或由擊實試驗確定，粘土的設(shè)計干密度要大于土體天然干密度的 ～ ，并且不小于 。粘性土的設(shè)計指標(biāo)主要是滲透系數(shù)、含水量和干密度。設(shè)計粘土斜墻頂高程不應(yīng)低于非常運用條 件下的靜水位。該技術(shù)已成為我省各地普遍采用的加固方法。 ①加設(shè)斜墻方案 :在大壩上游面加設(shè)防滲粘土斜墻，并沿其底部及壩肩結(jié)合部位開挖截水槽。 本水庫為小（二）型，最大壩高為 13m，根據(jù)《設(shè)計導(dǎo)則》要求，對大壩防滲加固處理方法可采用沖抓套井回填粘土心墻或新設(shè)防滲粘土斜墻等。 ⑵大壩防滲加固設(shè)計 如前所述，沈家山大壩 存在清基不徹底，壩體施工填筑質(zhì)量差等問題，導(dǎo)致壩基、壩肩及壩體滲漏較為嚴重，已危及大壩的滲透穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定安全，因此完善大壩的防滲體系是大壩除險加固處理的主要任務(wù)之一。下游坡采用草皮護坡。大壩現(xiàn)狀上游坡面不規(guī)整，本次設(shè)計對現(xiàn)有坡面進行整治，使大壩斷面規(guī)整統(tǒng)一，加固后的上游坡為 1： 、下游坡為 1： 。 ⑷上、下游護坡及壩頂加固設(shè)計方案 水庫大壩現(xiàn)狀無護坡，上游坡采用砼預(yù)制坡護坡，下游采用草皮護坡；壩頂采用 C20砼結(jié)構(gòu)路面。 ⑵防滲加固設(shè)計方案 大壩為 粘土心墻土 壩 ，現(xiàn)狀壩體滲漏嚴重，需進行防滲處理，采用沖抓套井粘土心墻的防滲方案。 重建涵管位于原址，由消力井、平管、消力池組成，進口底板高程 ，斜臥管控制，管身為矩形斷面（ ），長 ；出口設(shè)消力池，后接灌溉渠道。 溢洪道由進口段、控制段（寬頂堰）、陡坡段組成。上游壩坡 1:，下游壩坡 1:。 樞紐工程加固后 工程加固后主要建筑物有：大壩、溢洪道、壩下涵管等。涵管進口采用臥管控制。進口過水?dāng)嗝鎸挾瘸叽鐬?，進口底板高程 ，長 ,最大過水流量 ，整 個溢洪道僅為一開挖的過水明渠，無護砌，無任何消能設(shè)施。當(dāng)時為了抓進度、搶時間，對施工質(zhì)量控制不嚴，心墻填筑土料較差，土質(zhì)砂性較重，大壩截水槽清基不夠徹底，壩體沒有達到規(guī)范要求。 大壩施工前未作地質(zhì)勘探工作，施工時無機械設(shè)備，全靠人工進行作業(yè)。 37′，壩址距彭澤縣城區(qū)約 75km，水庫壩址以上控制流域面積 ，設(shè)計灌溉面積 1000畝，實際灌溉面積為 700畝，沈家山水庫是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養(yǎng)殖的綜合利用性?。ǘ┬退こ?。 各建筑物抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)見表 表 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 建筑物 正常運用 非常運用 備注 土壩 采用畢肖普法計算 溢洪道堰體 按抗剪斷強度公式計算 溢洪道邊墻、泄槽底板 按抗剪強度公式計算 灌溉涵洞 按抗剪強度公式計算 本次設(shè)計參考資料 本次設(shè)計 依據(jù)的主要技術(shù)標(biāo)準及規(guī)程規(guī)范有： ⑴《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準》（ SL2522021） 28 ⑵《水利水電工程初步設(shè)計報告編制規(guī)程》（ DL502193） ⑶《水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（ DL/T50571996） ⑷《水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范》（ DL50771997） ⑸《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計導(dǎo)則》（ SL18996） ⑹《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（ SL2742021） ⑺《溢洪道設(shè)計規(guī)范》（ SL2532021） 工程總體布置 樞紐工程現(xiàn)狀 沈家山水庫位于江西省彭澤縣楊梓鎮(zhèn)紅旗 村沈山組，座落在嚴爐河上，壩址中心地理位置坐標(biāo)為：東徑： 116176。根據(jù)經(jīng)驗類比，飽和抗壓強度為 60MPa，容重為 ，軟化系數(shù)為 ，質(zhì)量及儲量可滿足要求。質(zhì)量及儲量均可滿足要求。 砂礫石料 工程區(qū)附近砂礫石料缺乏需外購。 土料場與大壩運距約 。根據(jù)經(jīng)驗類比，土料有關(guān)物理力學(xué)指標(biāo)建議采用值為： W=24%，ρ d=， Ip=17；土料擊實后的物理力學(xué)及滲透指標(biāo)建議采用ρ dmax=， Wop=23%， K=106cm/s， C=20Kpa，φ =18176。土料 27 場面積 104m2，無用層厚度 ，體積 104m3；有用層平均厚度為 2m，儲量 104m3。查《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（ GB18306— 2021）勘察區(qū)地震動峰值加速度等于 ，相當(dāng)于地震烈度等于Ⅵ度區(qū)，設(shè)計時可不進行抗震復(fù)核。 本次勘察通過對庫內(nèi)水和地表水的取樣分析認為水庫地表水、地下水具分解類溶出型弱腐蝕，庫水及地下水對混凝土無碳酸型、一般酸性型、硫酸鎂型、硫酸鹽型腐蝕，對混凝土中的鋼筋及金屬構(gòu)件具有弱腐蝕性。裂隙水主要賦存于斷層破碎帶及節(jié)理裂隙中，來源主要為雨水滲透和河水滲入，其次為上部覆蓋層孔隙水補給，在地表以蒸發(fā)、流入河流或以井、泉的形式排泄。 工程地質(zhì)及水文地質(zhì) ①工程地質(zhì) 根據(jù)《彭澤縣沈家山除險加固工程地質(zhì)勘察報告（初步設(shè)計階段）》，工程地質(zhì)主要物理參數(shù)詳見章節(jié) 。 （ 5）年日照時數(shù) 2021 小時上下，年無霜期 240－ 260 天。 （ 3）風(fēng)向、風(fēng)速：多年平均最大風(fēng)速 15m/s，風(fēng)向多為東北風(fēng)。 （ 1）氣溫：年平均氣溫為 ℃ ，最高氣溫 ℃, 最低氣溫 ℃. （ 2）蒸發(fā)：年平均相對濕度 78%。 37/。 表 建筑物運用洪水標(biāo)準表 運行情況 建筑物 級別 洪水重現(xiàn)期（年） 備注 正常運用（設(shè)計） 非常運用（校核） 大壩 5 20 200 開敞式溢洪道 5 20 200 輸水涵管 5 20 200 臨時建筑物 5 5 圍堰 消能防沖 5 20 設(shè)計基本資料 本階段經(jīng)洪水及調(diào)洪計算得出特征水位及流量如下： 校核洪水位（ P=%） 設(shè)計洪水位（ P=5%） 正常蓄水位 死水位 校核洪水位時最大下泄流量（ P=%） 設(shè)計洪水位時最大下泄流量（ P=5%） 消能防沖最大泄流量（ P=%） 主要水文及氣象參數(shù) 26 本工程位于東經(jīng) 116176。 本工程水庫總庫容 104m3，設(shè)計灌溉面積 萬畝，根據(jù)《水利水電工程等別及洪水標(biāo)準》（ SL252— 2021），確定本工程等別為Ⅴ等?。?2）型水利工程，根據(jù)本工程等別，確定永久建 筑物的主要建筑物和次要建筑物級別為 5 級，臨時建筑物為 5級。 綜上所述，根據(jù)《江西省小型水庫大壩安全評估技術(shù)規(guī)定（試行）》第六條大壩安全分類標(biāo)準，認定彭澤縣沈家山水庫屬三類壩。 25 涵管管身斷裂漏水，影響大壩安全 大壩核心墻處滲漏嚴重 ，內(nèi)壩腳有一處漏洞。 大壩壩面窄，坡比過陡，穩(wěn)定性不滿足規(guī)范要求。 工程安全復(fù)核 水庫按 20 年一遇設(shè)計， 200 年一遇校核，壩頂高程基本滿足要求。 綜上所述 ,按《江西省?。?2）型水庫大壩安全評估技術(shù)規(guī)定（試行）》該水庫評估為三類壩 。按《江西省?。?2）型水庫大壩安全評估技術(shù)規(guī)定（試行）》評估為三類壩。僅由進口段組成，無陡槽段、消力池段兩部分。水庫現(xiàn)由村組管理，設(shè)水庫專職管理員 1 人，進行日常管理、維護，無水庫觀測設(shè)施和安全監(jiān)測設(shè)施，進庫公路為簡易自然土路，無管理房和通訊設(shè)施及未通電等。 三、 輸泄水建筑物 泄水建筑物為寬頂堰型開敞式溢洪道，全部為山體上開挖的風(fēng)化石溢洪道，無明顯堰體，泄槽、消能設(shè)施，且均未護砌，亦無正規(guī)泄洪河道。 二、 大壩滲流 大壩核心墻處滲漏嚴重。 壩坡：大壩外觀未發(fā)現(xiàn)明顯變形、裂縫、沉降等，大壩上下游均未護砌，且雜草叢生，壩面無排水系統(tǒng)，近岸岸坡穩(wěn)定。 無反濾排水設(shè)施，外壩腳有明顯散浸現(xiàn)象。 壩體： 心墻為粉質(zhì)壤土填筑而成，呈稍密狀，具中等壓縮 性和中等透水性，壩殼為碎石土及風(fēng)化料組成，松散堆積，具高壓縮性和強透水性。 安全評估發(fā)現(xiàn)的主要問題如下： 一、 大壩結(jié)構(gòu) 壩基：壩基及兩壩肩為黃褐色砂巖，上覆碎石土，砂巖巖體裂隙發(fā)育，強風(fēng)化巖層較厚，透水性較強，碎石土為中等透水。評估小組邀請部分從事過沈家山水庫建設(shè)、維修與管理的工 程技術(shù)人員、水庫管理人員進行了座談，對大壩的壩體、壩基、溢洪道、心墻、放水涵管的建設(shè)與運行情況進行了詳細的討論回顧。 主要加固項目 安全評估發(fā)現(xiàn)的主要問題及結(jié)論 2021 年 12月，由彭澤縣水務(wù)局組織，成立了大壩安全評估小組 ,評估小組由市、縣水行政主管部門的代表