【正文】 排水棱體外邊坡護坡采用干砌石，厚。 4)大壩下游壩坡整治 （ 1）排水棱體及反濾層 本次設(shè)計排水設(shè)施為新建排水棱體，其頂部高程 ，頂寬 ，下游坡比為 1： ，上游棱體坡度為 1： 1 伸入壩體。 hp—— 波高（ m）。 b—— 沿壩坡向板長，采用邊長為 ， L=； ρ w—— 水容重，γ w=1t/m3。護坡厚度根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（ SL2742021）計算，計算公式如下： mmbLht wc wmp 23 ??? ?? ?? 式中： t—— 砼板的厚度（ m） 。 （ 1）防護范圍 護坡范圍為：大壩上部護至壩頂，下部護至死水位下 ，采用砼預制塊護坡。 3）大壩上游壩坡加固設(shè)計 水庫大壩上游壩坡無防浪體，浪蝕嚴重，局部出現(xiàn)沖刷塌陷現(xiàn)象。 ⑤ 灌漿完成后，一定做好封孔工作，采用 “ 分段灌漿封孔法 ” 對灌漿孔封孔，防止大壩滲透水沿鉆孔上冒，破壞壩體結(jié)構(gòu)。 49 ④ 根據(jù)規(guī)范要求，帷幕灌漿應(yīng)設(shè)檢查孔，檢查孔孔數(shù)按總數(shù)的 8～ 10%的控制，在防滲帷幕施工完成后對檢查孔進行檢查，要求檢查孔總的吸水率應(yīng)達到設(shè)計要求。對單個孔而言，按照自上而下的原則逐段往下灌注。灌漿漿液變換原則如下： a、 當灌漿壓力保持不變，注入率持續(xù)減少時，或注入率不變而壓力持續(xù)升高時，不得改變水灰比； b、 當某級漿液注入量己達 300L 以上，或灌注時間已達 30min，而灌漿壓力和注入率無改變或改變不顯著 時，應(yīng)改濃一級水灰比； c、 當注入率大于 30L／ min 時，可根據(jù)具體情況越級變濃； d、 灌漿過程中，灌漿壓力或注入率突然改變較大時，應(yīng)立即查明原因，采取相應(yīng)的措施處理。如有特殊地質(zhì)問題，再根據(jù)現(xiàn)場灌漿試驗論證，可使用其它漿液。鉆孔一定要嚴格控制鉆孔角度，不得超過規(guī)范規(guī)定數(shù)值（孔深 20m、 30m、 40m、 50m，最大允許偏差值分別為 、 、 、 ）。 48 （ 4） 灌漿材料 基巖帷幕灌漿采用水泥漿，所用水泥為 425普通硅酸鹽水泥。 （ 2）灌漿孔的布置 結(jié)合壩體沖抓回填孔，帷幕灌漿孔沿壩軸線設(shè)一排灌漿孔，孔距為 。 （ 1）帷幕設(shè)計 帷幕深度在大壩壩基段控制標準為 q=10Lu，即將 q=10Lu 處作為相對不透水層，灌至相對不透水層以下 。根據(jù)本工程的實際情況，采取帷幕灌漿的方法對壩基及壩肩進行處理，以形成連續(xù)的防滲帷幕體。 2)大壩壩基及壩肩防滲處理設(shè)計 壩基壩基座落于上古生界石炭系下統(tǒng)巖關(guān)組（ C1y）地層，巖性以灰色、灰黃色、黃紅色砂頁巖為主。一般回填控制夯距 3m，夯擊次數(shù) 20～ 25 次，當距壩頂2m 以內(nèi)時，應(yīng)減少單位沖量，夯距 小于 2m。 ③ 回填 鉆孔達到設(shè)計孔深后，應(yīng)先下套井，再進行土方回填（位于庫水位以下的井段，為防止井內(nèi)積水，必須快速填至庫水位以上，中途不得停歇），套井回填應(yīng)由下至上分段進行，回填一段，套井提升一段，直至回填至設(shè)計高程，套井提出升后，應(yīng)對下部回填土方進行二次沖填，使下部填土料和周邊土料結(jié)合密實。 106cm/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。粘性土的設(shè)計指標主要是滲透系數(shù)、含水量和干密度。3 ㎝，相鄰井孔套接中心在任一深度的偏差，不得大于設(shè)計墻厚的 1/3。碎塊石含量不均，需進行分選。 c、回填土料選擇 經(jīng)本次土料場取樣分析，土料 較難 滿足沖抓套井回填土料要求。根據(jù)防滲墻的有效厚度和采用北京理正研究院編制的《滲流計算分析程序》計算的防滲墻承受的最大水頭△ H，計算防滲墻滲透比降 i=△ H/T,計算結(jié)果見表 。）即為 ，根據(jù)水庫放空情況（庫水位最低可降至死水位）、壩基地層及沖抓套井施工情況，大壩中間段沖抓套井至壩頂，壩肩段至巖 基強風化層下限線。壩基采用帷幕灌漿防滲，灌漿孔距 ，灌漿為基巖 10Lu 線以下 2m 的壩基范圍。 (1)防滲方案擬定 根據(jù) XX 水庫的壩體與壩基的情況，現(xiàn)擬定以下方 案：沖抓套井 +帷幕灌漿，即擬定采用沖抓套井回填＋壩基帷幕灌漿進行壩體防滲。 如 大壩上游面采用土工膜防滲，因本水庫壩基有一層未清除的含碎石粘土層，構(gòu)成地下水的滲漏通道 ， 大壩除壩體滲漏外，壩體與周邊岸坡、 45 基礎(chǔ)的接觸滲漏、繞壩滲漏較嚴重，大壩周邊地形、地質(zhì)情況較復雜，采用土工膜防滲，其滲漏通道往往難以封閉；上游面建造粘土斜墻防滲，施工簡便；采用砼防滲墻進行處理，防滲效果好，但造價較高；大壩填筑土 用 料分選不嚴密，為含少量碎石的粉質(zhì)粘土，局部與基巖接觸段殘留少量殘坡積含碎石粉質(zhì)粘土， 結(jié)構(gòu)較為松散，采用多頭小直徑攪拌樁的加固方案不合適；劈裂灌漿防滲施工簡便，但防滲效果持久性差，經(jīng)對以往的水庫工程多年來施工運行調(diào)查，不宜采用。 經(jīng)現(xiàn)場檢查，存在的主要問題為：涵洞紅磚及砌磚砂漿老化 ，無啟閉臺造成人工操作困難，運行管理非常 不便。 2） 灌溉涵洞的滲流安全評價 分析 涵洞位于壩體左端，為磚砌拱涵，斷面為 179。 經(jīng) 1 個基巖鉆孔 3 段壓水試驗，基本查明溢洪道的滲透性，其試驗成果如表 32。目前，溢洪道完全破壞，現(xiàn)做簡易小路使用。雖有施工質(zhì)量導致的不均勻沉降，但非常有限，無明顯變形的外表跡象。沒有出現(xiàn)因變形引起的異?，F(xiàn)象。 ②非常運用條件下壩坡的最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 水庫非常運用條件下水位從 → (上游坡 )降落時壩坡的最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足規(guī)范要 求，水庫非常運用條件下水位從 → (上游坡 ) 降落時壩坡的最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求。 正常運行期穩(wěn)定結(jié)論表 表 工 況 簡化畢肖普法 最小安全系數(shù) K 規(guī)范要求最小安全系數(shù) K 結(jié)論 正常蓄水位 (下游坡 ) 安全 設(shè)計洪水位 (下游坡 ) 安全 校核洪水位 (上游坡 ) 安全 非常運行期穩(wěn)定結(jié)論表 表 工況 簡化畢肖普法 最小安全系數(shù) K 規(guī)范要求最小安全系數(shù) K 結(jié) 論 水位從 → (上游坡 ) 安全 水位從 → (上游坡 ) 不安全 通過分析可以看出： ①正常運用條件下壩坡的最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) a、正常蓄水位情況：典型斷面下游壩坡按簡化畢肖普法計算的最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 分別為 ，大于規(guī)范要求的 ； b、設(shè)計洪水位情況：典型斷面下游壩坡按簡化畢肖普法計算的最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)分別為 ，大于規(guī)范要求的 ； c、設(shè)計洪水位情況：典型斷面下游壩坡按簡化畢肖普法計算的最小抗 42 滑穩(wěn)定安全系數(shù)分別為 ，大于規(guī)范要求的 。 41 b、 庫水位從正常蓄水位 驟降至 死 水位 時的外坡穩(wěn)定。 土的物理力學指標表 表 分 區(qū) 指 標 Ⅰ 、 Ⅱ 區(qū) (壩體填土 ) Ⅲ 區(qū) (基巖 ) 計 算 斷 面 干密度 (KN/m3) 容重 (KN/m3) 飽和容重 (KN/m3) 飽和固結(jié) 快 剪 內(nèi)摩擦角 (0) 30 凝聚力 (KPa) 0 慢 剪 內(nèi)摩擦角 (0) 16 30 凝聚力 (KPa) 0 （ 5）大壩壩坡穩(wěn)定復核計算 1） 計算 工況 根據(jù)規(guī)范要求，對下述水位組合情況進行計算 。 （ 4） 計算參數(shù)的選擇 ① 計算斷面分區(qū)指標確定 穩(wěn)定分析計算斷面的分區(qū)與滲 流分區(qū)一致。 W —— 條塊實重； W 1── 在壩坡外水位以上的條塊實重； W 2── 在壩坡外水位以下的條塊浮重； Z ── 壩坡外水位高出條塊底面中點的距離； u ── 穩(wěn)定滲流期或水庫水位降落期壩體或地基中的孔隙壓力； iu ── 水庫水位降落前壩體中的孔隙壓力； ? ── 條塊的重力線與通過此條塊底面中點半徑之間的夾角。 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（ SL2742021），均質(zhì)壩計算方法采用計及條塊間作用力的簡化 Bishop 法。 37 圖 大壩加固前滲流分區(qū)圖 圖 大壩加固前下游壩坡滲流流網(wǎng)圖( 正常蓄水位） 圖 大壩加固前下游壩坡滲流流網(wǎng)圖( 設(shè)計洪水位） 38 圖 大壩加固前下游壩坡滲流流網(wǎng)圖( 校核洪水位） 校核洪水位6 4. 7 3 5 m1/ 3壩高 5 6. 9 6 m圖 大壩加固前上游壩坡滲流流網(wǎng)圖( 校核洪水位 1 / 3 壩高） 圖 大壩加固前上游壩坡滲流流網(wǎng)圖( 正常蓄水位 死水位） 39 穩(wěn)定分析 土壩穩(wěn)定分析的目的是保證土壩在自重、滲透壓力、孔隙水壓力和其它外荷載的作用下，具有足夠的穩(wěn)定性，不致發(fā)生通過壩體或壩體與壩基接觸面的整體剪切破壞。m ， 該值 相對偏大，對水庫蓄水不利。 36 XX 水庫 滲流計算成果表 表 流態(tài) 分類 上游水位 (m) 下游 水位 (m) 壩體內(nèi)部 滲透比降 J 下游出逸 點高度 (m) 下游坡出 逸段滲透 比降 J 單寬滲 漏流量 (m3／ d． m) 穩(wěn)定 滲流 無水 ~ ~ 穩(wěn)定 滲流 無水 ~ ~ 穩(wěn)定 滲流 無水 ~ ~ 非 穩(wěn)定 滲流 → 無水 ~ ~ 非穩(wěn)定 滲流 → 無水 ~ ~ b、滲流分析結(jié)論 由表 典型斷面各種工況下的穩(wěn)定滲流和非穩(wěn)定滲流分析計算結(jié)果可得出以下結(jié)論： XX 水庫 大壩為 均質(zhì)土 壩，壩體內(nèi)部滲透比降為 ～ ，填土允許滲透比降[J]= ， 各種 工 況下下游壩坡出逸段滲透最大比降為 ,因此其滲流性態(tài)安全。 庫水位從 正常蓄 水位 驟降至 死 水位 ，壩體浸潤線見圖 6。 （ 4）滲流計算公式 滲流有限元分析基本方程為： ? ? ? ? ? ? ? ?HK H M Qt???? ? ? ?????? 式中： [K]—— 透水系數(shù)矩陣； （ 5）滲流計算結(jié)果 根據(jù)以上確定的參數(shù)及工況 ，經(jīng)計算 得出 各工況下的 結(jié) 果： ① 穩(wěn)定滲流計算 上游正常 水位（ ） 、設(shè)計水位（ ） 和校核 水位 ()，下游無水，壩體浸潤線 (笛卡爾座標系，以上游斜墻腳點為座標原點，見計算簡圖，下同 )見圖 圖 圖 4。 本 水庫 的 水庫特征水位 由 水文 專業(yè)提供 ， 具體值為 正常蓄水位 ： ， 設(shè)計洪水位 ： ， 校核洪水位 ： ， 死水位 ： 。 104 179。 104 179。 大壩現(xiàn)狀滲流和抗 滑穩(wěn)定分析 滲流分析 1）滲流計算斷面的確定 本次滲流分析計算，根據(jù)工程地質(zhì)勘探鉆資料、土工試驗、大壩建設(shè)和運行管理等有關(guān)資料，選取大壩最大壩高斷面進行二維有限元滲流分析，斷面形狀見圖 1。 3） 沒有 上壩公路，關(guān)鍵時候很難發(fā)揮防汛作用，不 利于 水庫防汛搶險。 c、 大壩下游壩坡 無 排水棱體 ，兩壩肩無排水溝； 34 d、 因壩基清基不徹底，上壩土料含有碎石，級配不均，夯實不充分，壩體土質(zhì)和施工質(zhì)量差，壩基接觸面產(chǎn)生滲漏嚴重。 XX 水庫興建于 1958 年，受當時客觀條件的限制，工程未能完全配套，質(zhì)量控制不嚴，施工質(zhì)量差，加之物力、財力不足，運行后資金短缺未能及時維修嗎，對險情隱患未進行處理，具體表現(xiàn)在： 1） 大壩 a、大壩上游壩坡近壩頂未護坡段和下游壩坡雜草密布，未進行護坡 ， 使壩體沖涮嚴重。 大壩 為均質(zhì)土壩，壩頂高程 66m，壩頂軸線長 5 6m，壩頂寬 ，最大壩高 ，壩體內(nèi)坡無平臺，坡比 1： 。 5）建議設(shè)置 XX 水庫管理所，建立并完善各項運行、管理制度，對大壩進行專職維護 管理，增設(shè)防汛設(shè)備。 3）改建臥管 ，新建公路橋 。 安全鑒定報告對 XX 除險加固的主要措施及建議如下： 1）修復上游壩坡，大壩上游壩坡鋪設(shè)預制砼 六棱塊護坡，對壩基、壩體進行灌漿處理，防止?jié)B漏的加大 ,修復下游壩坡，壩面增設(shè)排水溝。工程質(zhì)量認定為不合格。 103 cm/s，不滿足規(guī)范要求。 5）工程質(zhì)量情況： 壩體填土以礫質(zhì)粉質(zhì)粘土為主，土的組成與兩岸山坡殘坡積土基本一致，土質(zhì)均勻性較差，填土局部含水量偏高，干密度小，孔隙比較大。 4）運行管理情況：該水庫 缺乏安全監(jiān)測設(shè)備和維修資金，管理設(shè)施落后，無管理用房。 3）結(jié)構(gòu)情況： 大壩上游壩坡在庫水位聚降時的工況抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)小于規(guī)范要求；大壩下游壩坡各種工況下抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均大于規(guī)范要求；大壩施工質(zhì)量差，上游壩坡沒有護坡，風浪淘刷嚴重，變形較大，輸水涵洞臥管出現(xiàn)開裂與滲漏。（ 2）溢洪道堰體裂縫較多，堰體漏水嚴重；輸水涵洞老化，滲水嚴重。 2）滲漏狀況：（ 1）壩體滲漏，有兩處散滲現(xiàn)象，壩體外坡 高程以下散浸面積約 65m2,滲水量達 3L/s。 安全鑒定結(jié)論與建議 2021 年 5 月 ，相 關(guān)部門組織審查了 《湖南省 醴陵市 XX 水庫大壩安全認定報告書》 ，形成了 大壩安全鑒定意見 ：