【正文】 賦存于含礫粉質(zhì)粘土孔隙中，透水性弱，富水性弱，含水量貧乏；裂隙水賦存于二迭系上統(tǒng)大隆組（ P2d）砂巖、頁巖風(fēng)化裂隙中，透水性中等，富水性弱，含水量貧乏。為斜坡地形。第四系填筑土（ Qs）的含礫粘土。 2)殘坡積層（ Qel+dl）②層：由粘土組成，黃色，硬塑～可塑狀態(tài)，手捻有砂感，刀切面光滑，粘性大，干強(qiáng)度高，韌性高，搖振五反應(yīng)，透水性弱。 (2) 二迭系上統(tǒng)大隆組（ P2d） 強(qiáng)風(fēng)化頁巖③層：呈紫紅色，灰色，黃色，粘粒結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，據(jù)本次調(diào)查，地表出露情況，巖體完整性較差，厚度 ～ 。 根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（ GB183062021），地震動峰值加速度為 ，反應(yīng)譜特征周期為 。 水文地質(zhì)條件 壩區(qū)的地下水類型主要為孔隙水、裂隙水兩大類；孔隙水賦存于第四系殘坡積層（ Qel+dl） 23 含礫粘土與大壩填筑土（ Qs）孔隙中，受季節(jié)性變化影響較大，含水量貧乏；裂隙水賦存于頁巖裂隙中，富水性差，含水量貧乏。強(qiáng)風(fēng)化層，裂隙比較發(fā)育，巖石完整性較差。 5 大壩壩體填筑質(zhì)量與評價 基本情況 大壩原設(shè)計為均質(zhì)土壩，壩頂長度為 ，壩頂高程為 ，最大壩高為 ，壩頂寬 ，內(nèi)、外坡均無護(hù)坡，目前雜草叢生，壩腳沒設(shè)有反濾排水設(shè)施。 表 大壩填土顆粒分析成果統(tǒng)計表 土樣編號 取土位置 粗粒土 (＞ ) 細(xì)粒土 (＜ ) 定名 礫粒 (%) 砂粒 (%) 粉粒 (%) 粘粒 (%) ＞ 2mm ～ 2mm ～ ＜ 1 大壩 含礫粘土 備注 填土顆粒分析統(tǒng)計是根據(jù)室內(nèi)填土篩分結(jié)果統(tǒng)計后的平均值 從以上各項試驗結(jié)果看出，壩體填筑土 為含礫粘土， 各單元顆粒組含量差值較大，分布和級配不夠均勻，粗、中、細(xì)搭配欠佳。其土工試驗統(tǒng)計結(jié)果見下表 531。 24 填土壓實度評價 本次勘察對大壩壩體填筑土采取擾動樣和原狀樣分別作室內(nèi)擊實試驗和干密度試驗，經(jīng)對試驗成果進(jìn)行 數(shù)理統(tǒng)計后得出大壩壩體填筑土壓密度指標(biāo)下表 。 填筑土抗剪強(qiáng)度評價 壩體填筑土的抗剪強(qiáng)度試 驗采用飽和固結(jié)慢剪進(jìn)行，經(jīng)對試驗成果進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計得上聚力 (C)和內(nèi)摩擦角 (φ )平均值列于前表 531。 填土質(zhì)量指標(biāo)評價 據(jù)壩體填筑土土工試驗成果，塑性指數(shù)為 ～ %，平均值 %，液限為 ～%，平均值為 %，塑性指數(shù)不滿足《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（ SL2742021）規(guī)定的關(guān)于中小型土壩防滲體填筑料塑性指數(shù)小于 20的要求，而液限也不滿足小于 40%的要求。 表 大壩填筑土滲透系數(shù) (cm/s)統(tǒng)計表 項目 室內(nèi)試驗 (水平 ) 鉆孔注水試驗 統(tǒng)計個數(shù) 5 9 最大值 106 105 最小值 107 105 平均值 106 105 大值平均值 104 小值平均值 106 25 從上表可以看出，室內(nèi)試驗的滲透系數(shù)小于鉆 孔注水試驗的滲透系數(shù)。因此，大壩填筑土取注水試驗大值平均值 10 5cm/s 作為建議值，屬弱透水性，達(dá)到規(guī)范對均質(zhì)土壩滲透系數(shù)的要求。 表 鉆孔實測浸潤線水位表 鉆孔編號 鉆孔位置 埋深 (m) 高程 (m) 備注 Zk2 壩軸線 注：勘探期間水庫水位基本穩(wěn)定在 . Zk4 外坡面 從表中看，壩軸線部位浸潤線低于庫水位 ，外坡浸潤線水位低于庫水位 ，浸潤線未出現(xiàn)抬高上翹、滲出壩面的現(xiàn)象。壩填土①比重 Gs 為 ，孔隙比為，按公式 n= ee?1 計 算得孔隙率 n 為 ，據(jù)流土型臨界水力比降公式Jcr=(Gs1)(1n)，計算得出產(chǎn)生流土臨界水力比降為 ，取安全系數(shù)為 ，允許水力比降為： J 允許 =。 26 表 巖土體物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)建議值 地層單元 物理力學(xué)指標(biāo) 填筑土 ① 粘土② 強(qiáng)風(fēng)化頁巖③ 弱風(fēng)化頁巖④ 物理性指標(biāo) 含水量 W(%) 濕密度ρ (g/cm3) 干密度ρ d(g/cm3) 孔隙比 e 飽和度 Sr(%) 86 84 液性指數(shù) IL 其它 土粒比重 Gs 液限 WL(%) 塑限 WP(%) 塑性指數(shù) Ip 物 理 力 學(xué) 指 標(biāo) 天然快剪 粘聚力 C(KPa) 內(nèi)摩擦角φ (176。 大壩內(nèi)坡無護(hù)坡，外坡無護(hù)坡，雜草眾生，壩面凹凸不平。 大壩無任何安全監(jiān)測設(shè)施和觀測設(shè)備。 建議： (1)修整大壩內(nèi)坡、外坡并進(jìn)行護(hù)坡。 (3)增設(shè)必要的大壩安全監(jiān)測設(shè)施。 大壩壩基和壩肩工程地質(zhì)條件與評價 大壩壩基未發(fā)現(xiàn)有軟弱夾層或斷裂帶通過，壩基處于穩(wěn)定 狀態(tài)。 大壩壩基及壩肩巖土層物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)建議值見表 。 兩側(cè)及底部為第四系殘坡積層（ Qel+dl），承載力滿足要求，透水性弱，對放滲有利。 建議全面加固溢洪道，溢洪道區(qū)巖土層物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)建議值見表 。進(jìn)口底板高程，輸水建筑物基礎(chǔ)置于含礫粘土②層上，其強(qiáng)度可以滿足建筑物要求。 設(shè)計擬拆除舊的梯級斜管，封堵輸水平管 ，另建新放水塔及放水隧洞。 根據(jù)場地地形地質(zhì)條件，建議將擬建放水塔基礎(chǔ)置于含礫粘土②層上，土層強(qiáng)度較高、 28 透水性弱，相對隔水。 根據(jù)地質(zhì)測繪，擬新建放水隧洞進(jìn)、出口為粘土②、強(qiáng)風(fēng)化頁巖③，中間為弱風(fēng)化頁巖④，軸線巖土層自上向下分別為填筑土①、含礫粘土②，無斷裂構(gòu)造或軟弱夾層分布。 砂礫、塊石料 本地砂礫、塊石料缺乏，砂礫料可到通挽鎮(zhèn)上購買；塊石料可到通挽鎮(zhèn)玉皇石料場購買，運(yùn)距約 8km，質(zhì)量和儲量均能滿足工程需要。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（ GB183062021），古佐水庫所在區(qū)域地震動峰值加速度為 (對應(yīng)于地震基本烈度 6度 )，地震動反應(yīng)譜特征周期為 。 大壩 (1)大壩填土屬弱透水性，滿足規(guī)范要求；大壩填土的壓實度不滿足規(guī)范要求；壩填土塑性指數(shù)不滿足規(guī)范要求，液限也不滿足規(guī)范要求；大壩興建進(jìn)清基較徹底，壩基、壩肩為粘土②層，透水性弱，現(xiàn)大壩外坡壩腳未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。 (3)壩內(nèi)坡無排水系統(tǒng)，外坡腳沒設(shè)有排水棱體。 (5)搶險道路為泥路面，路面凹凸不平，尚有 200m 長路段不能通 車，不能滿足抗洪搶險的要求。 輸水建筑物：放水斜管放水孔啟閉設(shè)備為人工啟閉，采用人工填砼塞止水，密封性差，操作不方便；放水平管穿壩，結(jié)構(gòu)老化、存在滲漏現(xiàn)象，影響大壩安全。 巖土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)建議值見表 。 建議 根據(jù)本次地質(zhì)勘察成果資料，初步分析水庫的除險加固方案及建議如下： 大壩： (1)修整大壩內(nèi)坡，并進(jìn)行護(hù)坡。 (3)增設(shè)大壩外坡腳排水棱體和必要的大壩安全監(jiān)測設(shè)施。 溢洪道：全面加固溢洪道，新建消能設(shè)施。 30 4 工程任務(wù)和規(guī)模 地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)概況 古佐水庫于 1966 年 3 月建成。 古佐水庫樞紐 工程由 大壩，溢洪道、放水涵管 等 建筑物 組成 。 武宣縣位于廣西中部， 209 國道、黔江過境，是重要的交通樞紐 。 2021 年末 全縣總?cè)丝? 萬，其中農(nóng) 業(yè) 人口 萬。人口自然增長率 10‰ 。人均地區(qū)生產(chǎn)總值 7419元。全社會固定資產(chǎn)投資完成額 億元。城鎮(zhèn)居民人均可支配收入 11811 元，人均消費性支出 7333 元。城鄉(xiāng)居民年末儲蓄存款余額 億元。 通挽 鎮(zhèn) 位于武宣縣 南 部， 距離武宣縣縣城約 33km， 2021年 通挽鎮(zhèn) 總 人口 萬 人 ，耕地總面積 2532 公頃 ， 全鎮(zhèn)財政收入 28 萬元，農(nóng)民人均純收入 2137 元。 除險加固的必要性 古佐水庫于 1966 年 3 月建成。施工時缺乏機(jī)械設(shè)備和施工材料，大壩壩體采用人工填筑，施工質(zhì)量差 ， 造成水庫在運(yùn)行時不斷有險情出現(xiàn)，威脅著下游人民生命財產(chǎn)的安全。 工程存在的主要問題如下： 大壩填土密實度不均勻 ,內(nèi)、外有局部小沉陷發(fā)生。 內(nèi)外坡均無排水溝。 泄洪時沖刷兩岸，危及主壩安全。壩內(nèi)直管為灰漿砌石底與邊墻，料石蓋板涵管，砂漿老 化，以致輸水涵管周圍漏水嚴(yán)重，外壁與壩體填土間存在滲流通道，直管出口周圍存在漏 水現(xiàn)象；出口無消能設(shè)施，直管基礎(chǔ)淘蝕嚴(yán)重， 對 壩體的穩(wěn)定造成嚴(yán)重威脅。 古佐水庫無 上壩公路 ，從古佐村至壩上，只能 通過水庫放水渠道岸邊寬約 ～ 1米的小道徒步行走，道路彎彎曲曲，雨天難以步行 ， 對防洪搶險非常不利。 古佐水庫對下游 影響的范圍面積 ，受影響的村有古佐、高椅等村，影響人口 1200人，耕地 。因此，為確保大壩安全，充分發(fā)揮工程效益，消除下游安全隱患，解決灌溉等用水，促進(jìn)灌區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，建設(shè)和諧安全的社會，對 古佐水庫 除險加固是十分必要的。本次 設(shè)計 重新對其進(jìn)行計算，其泄流計算公式為： Q=δ mnB g2 H3/2 式中： Q—— 下泄流量（ m3/s）； δ —— 側(cè)收縮系數(shù)，δ =1； m—— 自由溢流的流量系數(shù)； n—— 閘孔孔數(shù)， n=1； 32 B—— 堰頂寬 (m)； H—— 堰上水頭 (m)。 古佐水庫水位～泄水建筑物泄流能力關(guān)系成果 表 4－ 3－ 1 水位： 假定高程 水位（ m） 114 流量 （ m3/s） 0 水位（ m） 115 116 流量 （ m3/s） 水 庫庫容曲線 古佐水庫 于 1966 年 3 月 建成，至今已運(yùn)行 43 年，由于無法找到原設(shè)計資料，本次 設(shè)計 采用 1:10000 地形圖 進(jìn)行 量測庫容曲線，經(jīng)計算水位 ～ 庫容曲線其成果見表 4－ 3－ 2 及圖 “古佐 — 初 — 文 — 03” 。 古佐水庫 水位～庫容關(guān)系曲線 表 4－ 3－ 2 水位： 假定高程 水位（ m） 103 104 105 106 107 108 109 庫容（萬 m3） 0 水位（ m） 110 111 112 113 114 115 116 庫容（萬 m3） 核定起調(diào)水位 古佐水庫是均質(zhì)土壩，溢洪道位于 大壩 左邊的山坳處 ，為開敞式寬頂堰，堰頂高程。因此，本次設(shè)計核定起調(diào)水位為 。洪水季節(jié)，洪水來臨前，通過放水管向下游放水；洪水來臨時，水位升高，在水庫水位高出 后，來水通過溢洪道自由下泄。 33 調(diào)洪計算及成果分析 根據(jù)設(shè)計洪水過程線、水庫水位與泄水建筑物泄水能力關(guān)系、水庫水位～庫容關(guān)系進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計算，確定水庫各防洪特征水位，起調(diào)水位為溢洪道 堰頂 高程 ，根據(jù)水量平衡公式利用半圖解法進(jìn)行調(diào)洪演算過程如下： 水量平衡公式為： 122121 22 VVtqqt ??????? 式中： Q q1—— 時段初入庫、出庫流量（ m3/s）； Q q2—— 時段末入庫、出庫流量（ m3/s）； V V2—— 時段初、時段末水庫蓄水量（ 萬 m3） 。調(diào)洪演算過程及計算結(jié)果見下表4－ 3－ 3～ 4－ 3－ 5。 古佐水庫本次設(shè)計成果 見下表 4－ 3－ 6。水庫工程等別為 V等，主要永久性水工建筑物級 別為 5級。 設(shè)計基本資料 （一）采用的主要依據(jù)及技術(shù)規(guī)范 (1) 廣西武宣縣水利 局委托書。 (3)《水利水電工程初步設(shè)計報告編制規(guī)程》 DL502193。 (5)《碾壓式土石壩設(shè)計 導(dǎo)則 》 SL18996。 (7)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》 SL2522021 (8) 其它現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范。 （ 2） 抗震設(shè)防烈度 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《中國地震動峰值加速區(qū)劃圖》（ GB183062021），本區(qū)的地震動峰值加 38 速度小于 ，相應(yīng)的地震基本烈度小于 6度區(qū)。由于是除險加固工程， 除新改建輸水建筑物外，其它 樞紐建筑物的總體布置與原總體布置基本一致。 （ 2） 溢洪道 : 原 溢洪道位于大壩 側(cè)的一處岸坡溢口 ，溢流堰為開敞式寬頂堰， 原堰頂高程為 ，寬 ， 由進(jìn)口段、溢流段 和泄 槽段組成， 無任何襯砌。 消力池后開挖至高程 ， 并采用干砌塊石為海幔， 使洪水安全平順下泄。暗涵出口新 39 建明渠與原渠道連接。 （ 4）防汛搶險公路： 大壩壩首至古佐村有 1km 的距離，為人行便道，不能通行，路面坑坑洼洼，根本不能滿足防汛搶險車輛通行。本次設(shè)計為 4 米寬的泥結(jié)石路，以滿足防汛搶險要求。內(nèi)、外有 局部小沉陷發(fā)生。內(nèi)外坡均無排水溝。 綜上所述， 古佐 水庫大壩 已 不能按設(shè)計要求安全運(yùn)行，需除險加固。因此，為確保 古佐 水庫的大壩安全運(yùn)行，保證下游人民生命財產(chǎn)的安全，發(fā)揮水庫效益，必須對其存在問題進(jìn)行除險