【正文】 相關(guān)資料，壩體砌石物理力學(xué)性質(zhì)的推薦值如下。該水庫(kù)經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行，存在許多問(wèn)題：如大壩漿砌石中塊石與水泥砂漿局部膠結(jié)不牢、砂漿未填滿，空隙較多，水庫(kù)蓄水時(shí)，水庫(kù)水位升高，部分水泥砂漿產(chǎn)生離析，使?jié){砌石中的孔隙增多增大，同時(shí)受水庫(kù)水體水壓力的影響，孔隙中所含孔隙水具流動(dòng)性，從而形成滲流通道；壩體底部漿砌石與基巖局部存在空隙，使水庫(kù)水可沿此空隙向下游排泄；加之庫(kù)水對(duì)壩體膠結(jié)材料的溶蝕作用日益嚴(yán)重，壩體內(nèi)部填砌料不斷隨水帶出；大壩建基面與砌石體之間未按設(shè)計(jì)要求設(shè)置混凝土墊層，砌石體與基巖接觸面為一個(gè)明顯的滲漏面。基于基巖在深部結(jié)構(gòu)緊密，抗剪強(qiáng)度較高，故大壩不會(huì)產(chǎn)生深層滑動(dòng)問(wèn)題。因此無(wú)法復(fù)核壩基滲壓力分布，但根據(jù)觀察，由于鈣質(zhì)的堆積使部分壩身及壩下游排水管隙堵塞，造成壩體內(nèi)滲壓增高及基礎(chǔ)揚(yáng)壓力升高。綜上所述，該水庫(kù)壩體已存在嚴(yán)重的安全隱患，該水庫(kù)也成為了典型的病險(xiǎn)水庫(kù)。出露地層巖性為：奧陶系上中統(tǒng)橋亭子組（O12q）：為泥質(zhì)板巖，分布在溢洪道的下部及左右兩側(cè)山坡，巖石較破碎。地下水對(duì)砼具弱酸性和重碳酸型中等腐蝕性。 輸水涵工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)輸水涵為圓涵。巖石強(qiáng)風(fēng)化層軟弱，抗風(fēng)化能力弱。地下水對(duì)砼具弱酸性和重碳酸型中等腐蝕性。 擬建防汛公路工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià) 防汛公路區(qū)基本地質(zhì)條件本村有簡(jiǎn)易公路通到水庫(kù)壩頂，擬在原路的基礎(chǔ)上擴(kuò)建，主要地層巖性為：(1) 奧陶系上中統(tǒng)橋亭子組（O12q）：為泥質(zhì)板巖，工程區(qū)山頭及山坡多見(jiàn)出露。(3) 第四系全新統(tǒng)沖積堆積(Q4al)：為砂壤土，分布于壩區(qū)下游Ⅰ級(jí)階地、庫(kù)內(nèi)及沖溝內(nèi)，～。主要物理地質(zhì)現(xiàn)象主要為小型邊坡崩塌和掉塊。地下水對(duì)砼具弱酸性和重碳酸型中等腐蝕性。路段地下水位一般埋深較深，對(duì)路基無(wú)不良影響。巖質(zhì)邊坡，巖性為強(qiáng)風(fēng)化變質(zhì)砂巖，坡高約3～5m，坡角一般10176。本公路邊坡建議開(kāi)挖坡比：殘坡積及人工堆積臨時(shí)開(kāi)挖坡比1：，永久開(kāi)挖坡比1：，強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)板巖巖體臨時(shí)開(kāi)挖坡比1：，永久開(kāi)挖坡比1：。2） 工程區(qū)屬低中山區(qū)與丘陵交匯地帶，地勢(shì)較起伏，出露第四系沖積層、殘坡積層及奧陶系上中統(tǒng)橋亭子組（O12q）等。3） 大壩存在壩體、壩基和繞壩滲漏問(wèn)題，應(yīng)進(jìn)行防滲處理。建議新建消能設(shè)施。輸水涵地下水對(duì)砼不具腐蝕。7） 建筑材料需求量較少，土料和塊石料現(xiàn)場(chǎng)采取，砂礫料可就近購(gòu)買及取材，其質(zhì)量和儲(chǔ)量均滿足要求。3. 大壩運(yùn)行管理評(píng)價(jià) 水庫(kù)管理機(jī)構(gòu)和工程效益 管理機(jī)構(gòu)棚下水庫(kù)由棚下水電站管理，主管單位為xxx縣縣水利局。棚下水庫(kù)現(xiàn)有防汛調(diào)度及搶險(xiǎn)條件差，無(wú)管理用房，無(wú)水文測(cè)報(bào)及安全監(jiān)測(cè)設(shè)施，無(wú)通信設(shè)施。棚下水庫(kù)大壩于2005年開(kāi)始投入運(yùn)行以來(lái)，充分利用了水能源，發(fā)揮了當(dāng)?shù)氐牡乩韮?yōu)勢(shì)， 帶來(lái)了不菲的經(jīng)濟(jì)收入，同時(shí)對(duì)周圍環(huán)境也產(chǎn)生了積極的影響，同時(shí)使數(shù)百畝農(nóng)田旱澇保收。 大壩運(yùn)行情況 調(diào)度運(yùn)行方案及水情測(cè)報(bào)水庫(kù)缺乏有效的調(diào)度運(yùn)行方案，沒(méi)有制定合理的管理規(guī)章制度。水庫(kù)沒(méi)有進(jìn)行雨量和水位觀測(cè)。灌溉涵洞取水時(shí)間和庫(kù)水位均無(wú)觀測(cè)記錄資料，缺乏水情測(cè)報(bào)和水文預(yù)報(bào)系統(tǒng)。本次現(xiàn)場(chǎng)回彈試驗(yàn)，壩體外表完整，但壩外表有漏水痕跡。 溢流壩段溢流段位于主壩中間，泄槽長(zhǎng)38m，漿砌石結(jié)構(gòu)，溢洪道結(jié)構(gòu)為砼漿砌石結(jié)構(gòu)，整體完好，但泄槽末端未設(shè)消能防沖設(shè)施。主要地層巖性有：奧陶系上中統(tǒng)橋亭子組（O12q）：為泥質(zhì)板巖，巖石強(qiáng)風(fēng)化層軟弱，抗風(fēng)化能力弱。地下水對(duì)砼具弱酸性和重碳酸型中等腐蝕性。 大壩安全監(jiān)測(cè)棚下水庫(kù)自建成，運(yùn)行以來(lái)，受資金短缺、建設(shè)條件、施工設(shè)備等因素的影響，樞紐工程至今未建立大壩觀測(cè)站，無(wú)任何監(jiān)測(cè)設(shè)施。水庫(kù)大壩缺乏合理的調(diào)度規(guī)程、無(wú)特大洪水應(yīng)急保障系統(tǒng)方案，管理規(guī)章制度不完善，已經(jīng)不符合現(xiàn)在社會(huì)生產(chǎn)需要。由于資金等方面的原因，大壩不能得到及時(shí)完好的維修。4. 防洪能力復(fù)核 復(fù)核依據(jù)及洪水標(biāo)準(zhǔn) 復(fù)核依據(jù)1）《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB502012014）；2）《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》（SL4493）；3）《漿砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL252006）；4）《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL2522000）；5）《水力計(jì)算手冊(cè)》（武漢大學(xué)水利水電學(xué)院編，2006年第二版）；6）《xx省暴雨洪水查算手冊(cè)》（xx省水利水電廳編，1984年）；7）《xxx縣縣棚下水庫(kù)大壩安全鑒定報(bào)告書》；8）《xxx縣縣棚下水庫(kù)相關(guān)資料》。棚下水庫(kù)處于山丘區(qū)，考慮洪水的不確定性因素，確實(shí)本次洪水復(fù)核的標(biāo)準(zhǔn)為：設(shè)計(jì)洪水為20年一遇（P=5%）；校核洪水為200年一遇（P=%）；消能防沖設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)（P=10%）。本工程所在流域?yàn)橄娼Я鳑λ?。洣水為湘江第三大支流，發(fā)源于xxx縣縣與桂東縣交界處，流經(jīng)xxx縣、茶陵、攸縣、衡山、至衡東縣洣河口注入湘江，干流全長(zhǎng)296公里，‰，流域面積10305 km2。河漠水為洣水的一級(jí)支流， km2，‰，自然落差1441m。 氣象xxx縣縣屬亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)，雨量充沛，日照充足，四季分明。冰凍期在1月底左右，結(jié)冰厚1015mm，積雪厚約300mm。據(jù)xxx縣五里牌水文站實(shí)測(cè)資料：，較為豐富；但具有地域差異和時(shí)間分布上的年際變化，及年內(nèi)分布不平勻的特點(diǎn)。年內(nèi)降水分配不均，3～%，6～%，10～%，12月～%。棚下水庫(kù)位于山丘區(qū)，壩型為漿砌石重力壩。 洪水復(fù)核查《暴雨洪水查算手冊(cè)》計(jì)算設(shè)計(jì)洪水:，流域內(nèi)無(wú)實(shí)測(cè)水文資料，設(shè)計(jì)洪水采用暴雨資料推求。根據(jù)棚下水庫(kù)所處地理位置和集水面積，利用《手冊(cè)》查得多年平均最大24h點(diǎn)暴雨量均值為100mm，Cs=，點(diǎn)面關(guān)系系數(shù)a=。表4－1 棚下水庫(kù)不同頻率最大24h暴雨量P%10KpH點(diǎn)（mm）100100100H面（mm）表4－2 棚下水庫(kù)不同頻率下的nn3值P%10n2n3表4－3 棚下水庫(kù)設(shè)計(jì)洪峰流量頻率（%）10流量（m3/s）表4－4 棚下水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水過(guò)程單位：m3/s△t=1hP=10％P=%P=%△t=1h P=10％P=%P=%0 16 1 17 2 18 3 19 4 20 5 21 6 22 7 23 8 24 9 25 10 26 11 27 12 28 13 29 14 30 15 31 圖41棚下水庫(kù)洪水過(guò)程線 調(diào)洪演算 調(diào)洪演算原則。棚下水庫(kù)溢流堰為實(shí)用堰。 調(diào)洪演算基本方程根據(jù)時(shí)段內(nèi)水量平衡原理，調(diào)洪演算的基本方程為：式中：Q——入庫(kù)流量（?/s）；q——出庫(kù)流量（?/s）；V——庫(kù)容（萬(wàn)?）；t——計(jì)算時(shí)間（s）；Δt——計(jì)算時(shí)段（Δt=1h）。2）庫(kù)容曲線和泄流曲線（1）本次設(shè)計(jì)根據(jù)棚下水庫(kù)地形圖以及萬(wàn)分之一地形圖等資料重新復(fù)核庫(kù)容見(jiàn)圖42。σc――側(cè)向收縮系數(shù)，根據(jù)墩頭形狀取1。H0――計(jì)行進(jìn)流速水頭的上游水頭，因水面較大，行進(jìn)流速可忽略不計(jì)，即H0=H。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4－圖43表4－5 棚下水庫(kù)大壩溢流堰泄流曲線表流量(m3/s) 溢洪道泄流曲線 流量(m3/s) 溢洪道泄流曲線 圖43棚下水庫(kù)泄水曲線 調(diào)洪演算成果根據(jù)調(diào)洪演算的基本原則和基本資料，利用調(diào)洪演算的基本方程，求得棚下水庫(kù)調(diào)洪計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4－6。 抗洪能力復(fù)核根據(jù)《漿砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL2006)和《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL2522000)中有關(guān)規(guī)定，水庫(kù)壩頂在靜水位以上的超高，等于最大波浪在壩坡上的爬高、最大風(fēng)壅水面高度和安全加高三者之和： △h=hb+ hz+ hc式中：△h——壩頂超高，m；hb——波浪高，m；hz——波浪中心線至正常蓄水位或校核洪水位的高差（m）；hc——安全超高。計(jì)算得：。 安全加高h(yuǎn)c根據(jù)《漿砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》，安全超高取值如下：正常運(yùn)用情況：hc＝；非常運(yùn)用情況：hc＝。表4－7 棚下水庫(kù)大壩壩頂高程復(fù)核表（單位：m）運(yùn)用條件洪水水位（m）波浪爬高R（m）風(fēng)浪壅高e（m）安全加高A（m）壩頂超高y（m）要求壩頂高程（m）現(xiàn)有壩頂高程（m）正常蓄水位（）校核洪水位（），不符合規(guī)范要求壩頂高程不小于最高靜水位的要求；要求壩頂高程Z正=、Z校=，（），需加高壩體，使得壩頂高程滿足規(guī)范要求。2．溢洪壩過(guò)流能力滿足要求。綜合以上結(jié)論，防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核為C級(jí)。2） 壩肩為奧陶系上中統(tǒng)橋亭子組（O12q）泥質(zhì)板巖，巖體強(qiáng)風(fēng)化深度相對(duì)較深，節(jié)理裂隙局部密集成帶出現(xiàn)，巖體切割破碎，基巖05m為中等透水巖層，因此，存在繞壩滲漏隱患。依據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，庫(kù)水對(duì)砼無(wú)腐蝕性。4） 壩體漿砌石砌筑質(zhì)量差，密實(shí)度不夠。 區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性壩址位于株洲相對(duì)抬升構(gòu)造亞區(qū)，但自晚更新世以來(lái)，地殼處于相對(duì)穩(wěn)定階段，場(chǎng)地地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，且未發(fā)現(xiàn)有斷裂構(gòu)造通過(guò)，因此，區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性好。 大壩穩(wěn)定復(fù)核 計(jì)算依據(jù)1）《砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL25—2006；2）《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50003—2001；3）我院編寫的《棚下水庫(kù)大壩地質(zhì)勘察報(bào)告》2015年3月。原大壩為漿砌石重力壩，大壩上游面近于垂直，下游坡比為1:、1:。 計(jì)算工況: 基本組合工況一:正常水位靜水壓力+壩體自重+揚(yáng)壓力+泥沙壓力+浪壓力工況二:設(shè)計(jì)洪水位靜水壓力+壩體自重+設(shè)計(jì)洪水位揚(yáng)壓力+泥沙壓力+浪壓力 特殊組合工況三:校核洪水位靜水壓力+壩體自重+校核洪水位揚(yáng)壓力+泥沙壓力+浪壓力 計(jì)算公式(1) 抗滑穩(wěn)定及水平截面正應(yīng)力計(jì)算公式:K=fWUPK39。(2) 荷載計(jì)算公式①自重W=Vγc式中:W—自重；V—壩的體積；γc—材料容重。③揚(yáng)壓力壩基無(wú)帷幕灌漿，無(wú)排水孔。φs2Ps2=12γshs式中:Ps1—泥沙鉛直壓力；Ps2—泥沙水平壓力；γs—泥沙浮容重；hs—泥沙高度；φs—泥沙的內(nèi)摩擦角度。⑥動(dòng)水壓力Px=γ0qνgcosφ2cosφ1Py=γ0qνgsinφ1+sinφ2式中:Px—水平動(dòng)水