土石壩除險(xiǎn)加固畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書</p><p>　　題目：TJ土石壩除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　我國(guó)是擁有水庫(kù)最多的國(guó)家，水庫(kù)對(duì)國(guó)民生產(chǎn)生活用水具有重要的意義。土石壩是我國(guó)水利工程中各種壩型應(yīng)用最多的一種，但由于其建設(shè)時(shí)期的歷史特殊性，多數(shù)土石壩存在著不同程度的設(shè)計(jì)缺陷或質(zhì)量問(wèn)題

2、。該文主要進(jìn)行了下列工作:回顧總結(jié)了我國(guó)土石壩發(fā)展的基本概況及運(yùn)行現(xiàn)狀，對(duì)土石壩病害的種類及評(píng)判方法進(jìn)行歸納;綜述了土石壩加固技術(shù)及方法，對(duì)各種除險(xiǎn)加固措施進(jìn)行了分析比較，并對(duì)TJ水庫(kù)除險(xiǎn)加固進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，結(jié)合壩體蓄水后不同水位條件下壩體浸潤(rùn)線的變化，分析模擬水位的變化對(duì)壩體穩(wěn)定性和變形等方面的影響。從大壩病害勘察、分析，到除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)直至工程施工處理均進(jìn)行了較為全面的討論。</p><p>　　關(guān)鍵詞：土石

3、壩；除險(xiǎn)加固；滲流分析；穩(wěn)定分析</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Our country is one of the nations owning the largest quantity of reservoirs in the world, and the reservoir plays a great role in t

4、he life and production of our people. The earth-rock dam is the most frequently-used dam in hydraulic engineering in our country.As a result of the large-scale construction，most of the earth- rock dams exist design or qu

5、ality problems in different degree. In the paper the following work is mainly carried.It reviews and summarizes the development and operation of arth</p><p>　　The paper has done some research systematically

6、on the procedure of doing away with the dangerous conditions of the TJ Reservoir and its reinforcement as well as the survey and analysis of the diseased dam,the reinforcement design,and the treating of construction.<

7、/p><p>　　Key words: earth-rock dam; reinforcement of dangerous dam;seepage analysis; stability analysis</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p>

8、<p><b>　　1.1 引言1</b></p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3 研究目標(biāo)2</p><p>　　第二章 土石壩的病害及處理技術(shù)1</p><p>　　2.1 土石壩的病險(xiǎn)及特征1</p><p>　　2.2 土石壩病害

9、的主要原因3</p><p>　　2.3 加固方法分類及選用原則3</p><p>　　2.3.1 方法選用原則3</p><p>　　2.3.2 加固方法分類及適用范圍4</p><p>　　2.4 加固新技術(shù)應(yīng)用5</p><p>　　第三章 TJ水庫(kù)工程概況7</p><p>

10、;　　3.1 基本情況7</p><p><b>　　3.2 水文7</b></p><p>　　3.2.1 流域概況7</p><p>　　3.2.2 設(shè)計(jì)洪水8</p><p>　　3.3 工程地質(zhì)與工程質(zhì)量10</p><p>　　3.3.1 區(qū)域地質(zhì)概況10</p>

11、;<p>　　3.3.2 溢洪道工程地質(zhì)11</p><p>　　3.4 工程除險(xiǎn)加固的必要性11</p><p>　　3.5 工程規(guī)模和任務(wù)12</p><p>　　3.5.1 工程等級(jí)及建筑物級(jí)別12</p><p>　　3.5.2 設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)12</p><p>　　3.5.3 洪水調(diào)

12、節(jié)12</p><p>　　3.5.4 工程除險(xiǎn)加固的任務(wù)12</p><p>　　3.6 基本資料13</p><p>　　第四章 TJ水庫(kù)除險(xiǎn)加固復(fù)核14</p><p>　　4.1 壩頂高程復(fù)核14</p><p>　　4.1.1 基本資料14</p><p>　　4.1.2

13、 壩頂超高計(jì)算16</p><p>　　4.2 滲流及滲透穩(wěn)定復(fù)核18</p><p>　　4.2.1 土石壩滲流原因18</p><p>　　4.2.2 滲流計(jì)算的任務(wù)19</p><p>　　4.2.3 基本資料19</p><p>　　4.2.4 計(jì)算過(guò)程23</p><p>

14、　　4.3 壩坡穩(wěn)定性復(fù)核計(jì)算25</p><p>　　4.3.1 計(jì)算方法的選取25</p><p>　　4.3.2 具體參數(shù)選擇25</p><p>　　4.3.3 計(jì)算工況26</p><p>　　4.3.4 最小安全系數(shù)的選取27</p><p>　　4.3.5 具體計(jì)算過(guò)程28</p>

15、<p>　　4.3.6 結(jié)論30</p><p>　　4.4 壩體變形分析30</p><p>　　第五章 TJ大壩除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)31</p><p>　　5.1 防滲加固設(shè)計(jì)31</p><p>　　5.1.1 處理方法介紹31</p><p>　　5.1.2 方案的選擇31</p>

16、;<p>　　5.1.3 方案說(shuō)明32</p><p>　　5.1.4 防滲處理后滲流計(jì)算33</p><p>　　5.2 上游塊石護(hù)坡設(shè)計(jì)35</p><p>　　5.2.1 干砌石護(hù)坡35</p><p>　　5.2.2 拋石護(hù)坡36</p><p>　　5.3 下游壩面排水設(shè)計(jì)36<

17、;/p><p>　　5.4 下游貼坡排水設(shè)計(jì)37</p><p>　　5.5 大壩白蟻防治38</p><p>　　5.5.1 白蟻預(yù)防38</p><p>　　5.5.2 白蟻誘殺38</p><p>　　5.5.3 灌漿處理39</p><p>　　5.6 環(huán)境保護(hù)與水土保持39&l

18、t;/p><p>　　5.6.1 環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)39</p><p>　　5.6.2 水土保持設(shè)計(jì)39</p><p>　　第六章 結(jié)論與展望40</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)42</b></p><p>　　附錄 計(jì)算書44</p><p><b&g

19、t;　　致 謝71</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　我國(guó)是世界上擁有土石壩最多的國(guó)家之一。截止到2000年年底統(tǒng)計(jì), 全國(guó)已興建各類水庫(kù)8.5萬(wàn)余座,其中大型水庫(kù)420座,中型水庫(kù)2704座, 小型水庫(kù)近8.2

20、萬(wàn)座，這些水庫(kù)大壩絕大部分是土石壩。土石壩工程在防洪抗旱中發(fā)揮了重要的作用，促進(jìn)了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，提高了人民生活水平。但由于當(dāng)時(shí)特定的歷史條件，存在嚴(yán)重的“三邊”（邊勘測(cè)，邊設(shè)計(jì)、邊施工）現(xiàn)象，防洪標(biāo)準(zhǔn)低，質(zhì)量控制不嚴(yán)，尾工和隱患較多，時(shí)刻威脅下游人民生命財(cái)產(chǎn)安全，限制了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展，其除險(xiǎn)加固的重要性和必要性為人民所認(rèn)識(shí)，各地都在進(jìn)行病險(xiǎn)水庫(kù)的除險(xiǎn)加固。而搞好病險(xiǎn)水庫(kù)的除險(xiǎn)加固，必須搞好除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)。</p><p&

21、gt;　　1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　土石壩是最普遍的一種壩型，無(wú)論是在中國(guó)，還是在世界其它各國(guó)，與其它壩型相比較，土石壩都占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。二十世紀(jì)六十年代以前，中小型壩多采用土石壩，高壩多采用混凝土壩，近幾十年來(lái)，這種趨勢(shì)發(fā)生了改變，在整個(gè)50-60年代，各類壩型在壩建設(shè)中的比例的變化情況為堆石壩增加19%，碾壓土壩增加0.7%，拱壩增加0.2%，而重力壩和支墩壩分別下降了0.9%和0.6%。據(jù)19

22、81年的資料，25座壩高超過(guò)200m的水庫(kù)中，大壩屬土石壩的有16座，在86座裝機(jī)容量超過(guò)106kw的水電站大壩中，有59座是土石壩，這說(shuō)明在高壩大庫(kù)中，土石壩所占的比重越來(lái)越大。就總體而言，全世界土石壩數(shù)量占總數(shù)的82.9%。由表1-1和表1-2知國(guó)內(nèi)外發(fā)展具體情況。</p><p>　　表1-1 全世界不同壩型建造數(shù)量和百分比</p><p>　　表1-2 建壩總數(shù)中土石壩的發(fā)展比

23、例</p><p>　　近代土石壩在試驗(yàn)技術(shù)、設(shè)計(jì)理論、施工設(shè)備與工藝等方面,已取得了令人矚目的成就,進(jìn)而推動(dòng)了土石壩型的日趨成熟和發(fā)展。土石壩緊隨時(shí)代的步伐,不斷地從新技術(shù)、新工藝中獲取發(fā)展的動(dòng)力,不斷地發(fā)展,成為壩工建設(shè)的主要壩型,它們?cè)趬喂そㄔO(shè)中的作用將越來(lái)越大,影響將越來(lái)越深遠(yuǎn)。</p><p>　　目前，關(guān)于國(guó)外病險(xiǎn)水庫(kù)大壩的治理措施的報(bào)告及相關(guān)文獻(xiàn)還比較少。在美國(guó)，主要致力于服

24、務(wù)大壩安全管理的基于確認(rèn)風(fēng)險(xiǎn)的大壩安全決策研究、大壩應(yīng)急管理和報(bào)警系統(tǒng)等非工程措施的研究。在日本，主要致力于由于大壩工程新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，如預(yù)制混凝土構(gòu)件、高流動(dòng)性混凝土、老壩擴(kuò)建等新技術(shù)研究，這些技術(shù)可縮短了施工工期，降低了工程造價(jià)，保護(hù)環(huán)境。另外，日本的水利工程基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化監(jiān)控管理，工作人員通過(guò)計(jì)算機(jī)和監(jiān)視屏幕掌握工程運(yùn)行情況，可遠(yuǎn)距離遙控操作閘門等設(shè)備的啟閉。</p><p><b>　　1

25、.3 研究目標(biāo)</b></p><p>　　評(píng)價(jià)大壩的安全狀況，掌握工程運(yùn)行性態(tài)和提高工程的安全保障，加快病險(xiǎn)水庫(kù)的除險(xiǎn)加固進(jìn)程，早日根治工程存在的不安全隱患，發(fā)揮水庫(kù)應(yīng)有的效益。目前，TJ大壩存在較嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，不能在設(shè)計(jì)條件下正常運(yùn)行，屬于Ⅲ類病險(xiǎn)水庫(kù)大壩，需要盡快對(duì)該大壩進(jìn)行全面的除險(xiǎn)加固。通過(guò)對(duì)該大壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，合理有效的指導(dǎo)TJ土石壩除險(xiǎn)加固工程的實(shí)施，使其正常發(fā)揮效益，安全運(yùn)行。&

26、lt;/p><p>　　第二章 土石壩的病害及處理技術(shù)</p><p>　　2.1 土石壩的病險(xiǎn)及特征</p><p>　　為了達(dá)到除險(xiǎn)加固的理想效果，首先必須對(duì)各種病險(xiǎn)有一個(gè)較為清楚的認(rèn)識(shí)，以便根據(jù)不同的實(shí)際情況采取不同的技術(shù)措施。根據(jù)病害的特點(diǎn)可歸納為兩類: 一類是結(jié)構(gòu)性病害，主要是由結(jié)構(gòu)強(qiáng)度穩(wěn)定剛度構(gòu)造等因素而產(chǎn)生的病險(xiǎn)，具體表現(xiàn)于滑坡裂縫排水溢洪設(shè)施問(wèn)題等;

27、二類是滲漏性病害，其主要是由壩體及其接合體抗?jié)B性能不足而造成的病險(xiǎn)。根據(jù)前人對(duì)多年來(lái)病險(xiǎn)土石壩除險(xiǎn)加固經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),主要的病險(xiǎn)有以下幾方面。</p><p>　　(1) 裂縫。裂縫可以說(shuō)是土石壩病害中較為常見(jiàn)的現(xiàn)象，有的裂縫在壩體表面就可以看到，有的隱藏在壩體內(nèi)部，裂縫寬窄長(zhǎng)短深淺不一。裂縫有平行壩軸線的縱縫，也有垂直壩軸線的橫縫，還有不規(guī)則的傾斜裂縫。無(wú)論什么性質(zhì)的裂縫對(duì)土壩的正常使用都有不利影響，其中危害最大的

28、是貫穿壩體的橫向裂縫水平裂縫以及滑坡裂縫，它們直接影響壩體的穩(wěn)定性。在進(jìn)行大壩除險(xiǎn)加固時(shí)，應(yīng)對(duì)裂縫的范圍位置長(zhǎng)度寬度深度數(shù)量等參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)定，以便確定其影響程度，從而采取確切的措施。</p><p>　　(2) 滲漏。滲漏一直以來(lái)都是危害土石壩安全的主要因素之一，按滲漏的部位可分為壩體滲漏、壩基滲漏、接觸滲漏、繞壩滲漏; 按滲漏性質(zhì)可分為正常滲漏和異常滲漏; 按滲漏現(xiàn)象可分為散浸和集中滲漏。對(duì)于因滲漏而引起的

29、壩體破壞或滲漏量過(guò)大，且影響蓄水和造成土石壩整體或局部失穩(wěn)的，稱為異常滲漏，異常滲漏則是考核壩體病險(xiǎn)程度的主要指標(biāo)之一，若出現(xiàn)地面凸起坍塌或管涌現(xiàn)象則表現(xiàn)滲漏很嚴(yán)重，急需處理。</p><p>　　(3)滑坡。土石壩滑坡的原因有很多，如壩坡太陡，壩體抗剪強(qiáng)度偏小，壩基土的抗剪強(qiáng)度不足，外界因素?cái)_動(dòng)(如地震、壩周圍動(dòng)荷載) 等，而導(dǎo)致壩體局部或整體的滑動(dòng)。實(shí)際上滑坡往往是多種原因綜合產(chǎn)生的，所以當(dāng)發(fā)現(xiàn)滑坡征兆后，應(yīng)

30、及時(shí)認(rèn)真調(diào)查研究，分析滑坡產(chǎn)生的原因，并根據(jù)不同的情況，采取有效的方法及時(shí)處理。</p><p>　　(4)護(hù)坡?lián)p壞。護(hù)坡是土石壩的重要組成部分，由于雨水波浪動(dòng)植物以及設(shè)計(jì)不當(dāng)施工質(zhì)量和管理等因素的作用和影響，土壩壩坡大都存在不同程度的毀壞，嚴(yán)重的將威脅大壩的安全。護(hù)坡毀壞原因比較復(fù)雜，主要有壩體碾壓不實(shí)護(hù)坡墊層設(shè)計(jì)與施工不合格塊石偏小砌筑質(zhì)量差設(shè)計(jì)不完善水流沖刷壩體不均勻沉陷塊石風(fēng)化變質(zhì)等原因。因此，需要綜性的

31、分析護(hù)坡產(chǎn)生的問(wèn)題。</p><p>　　(5)輸泄洪建筑物老化破壞。隨著使用年限的增加，許多土石壩的輸泄洪建筑物老化，甚至出現(xiàn)裂縫、斷裂、露筋、漏水等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了這些建筑物的接體性和安全性。特別是遇到壩下埋管時(shí)，極易導(dǎo)致接觸沖刷破壞; 有時(shí)也存在溢流面和泄槽未襯砌或質(zhì)量差沖蝕，無(wú)消能工或消能工不完善，基礎(chǔ)淘刷等，以上情況均危及壩體安全。</p><p>　　(6)防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低。我國(guó)有

32、很多土石壩的防洪標(biāo)準(zhǔn)低，達(dá)不到規(guī)范要求的洪水標(biāo)準(zhǔn)。水庫(kù)的防洪標(biāo)準(zhǔn)低于頒布的防洪標(biāo)準(zhǔn)，壩高低于設(shè)計(jì)洪水位的要求。</p><p>　　表2-1統(tǒng)計(jì)了國(guó)內(nèi)各地一些病險(xiǎn)水庫(kù)存在的問(wèn)題，并列舉了各水庫(kù)對(duì)應(yīng)的加固治理措施。</p><p>　　表2-1 病險(xiǎn)水庫(kù)存在問(wèn)題統(tǒng)計(jì)表</p><p>　　2.2 土石壩病害的主要原因</p><p>　　(1

33、)自然災(zāi)害問(wèn)題。土石壩建筑物受到自然界難以預(yù)測(cè)或難以抗拒的災(zāi)害的作用,致使水庫(kù)大壩發(fā)生災(zāi)害性事故,造成無(wú)可挽回的損失?？偟膩?lái)講土石壩可能遇到的自然界災(zāi)害有:一是遭遇非常洪水、特大水流。二是遭遇強(qiáng)烈的風(fēng)暴、地震、山崩、滑坡等自然界災(zāi)害。</p><p>　　(2)設(shè)計(jì)階段的失誤。總結(jié)以往工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),在設(shè)計(jì)階段容易出現(xiàn)失誤:一是缺乏勘測(cè)資料就盲目進(jìn)行工程設(shè)計(jì),或因勘測(cè)的深度、精度、范圍和方法不當(dāng),勘測(cè)設(shè)計(jì)資料

34、不準(zhǔn)確,以及勘測(cè)和設(shè)計(jì)工作脫節(jié)等。二是土石壩樞紐建筑物布置受地形、地勢(shì)限制,在未作充分地質(zhì)勘測(cè)及工程論證基礎(chǔ)上,就確定壩址,由于大壩選址不當(dāng)帶來(lái)工程整體的不安全、不穩(wěn)定隱患。三是土石壩泄水建筑物設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低,達(dá)不到防汛泄洪要求,嚴(yán)重影響整個(gè)樞紐工程及下游區(qū)域防洪度汛的安全。</p><p>　　(3)施工階段遺留下的隱患。一是壩基基礎(chǔ)開(kāi)挖不到位,未開(kāi)挖至設(shè)計(jì)基巖,而不作特殊處理,或開(kāi)挖至設(shè)計(jì)高程,但基礎(chǔ)倉(cāng)面清理不

35、到位,留下碎石、浮土、雜物等影響工程質(zhì)量隱患,就進(jìn)行下一道工序施工。二是壩體回填土料(或石料)含水率不符合設(shè)計(jì)要求,土料(或石料)含水率高于或低于設(shè)計(jì)碾壓含水率。三是土石壩壩體土料(或石料)填筑質(zhì)量差,每層土石料鋪筑厚度超設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　(4)運(yùn)行管理中存在的問(wèn)題。一是盲目、片面追求灌溉效益,不了解洪水出現(xiàn)的隨機(jī)特性,汛期不適當(dāng)?shù)靥Ц哌\(yùn)行水位,減少防洪庫(kù)容,致使水庫(kù)防洪能力不足,直接威脅大壩下游城

36、鎮(zhèn)、工礦企業(yè)的安全。二是對(duì)土石壩定期安全檢查不夠細(xì)致,導(dǎo)致壩體遭受白蟻的侵災(zāi)嚴(yán)重。三是對(duì)水庫(kù)大壩及樞紐建筑物的日常維修和養(yǎng)護(hù)不及時(shí),徹底。</p><p>　　2.3 加固方法分類及選用原則</p><p>　　2.3.1 方法選用原則</p><p>　　土石壩發(fā)生病害是多種因素共同作用的結(jié)果。土石壩加固方法很多都有其適用范圍、局限性和優(yōu)缺點(diǎn)。因此，對(duì)每一具體工程

37、病害，都應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)分析，應(yīng)從工程病害情況、加固要求、工程費(fèi)用以及材料、機(jī)具來(lái)源等各方面進(jìn)行綜合考慮，克服盲目性。確定土石壩加固方法時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程病害的具體情況對(duì)幾種加固方法進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、施工比較。合理的土石壩加固方法應(yīng)是技術(shù)上可靠、經(jīng)濟(jì)上合理、又能滿足施工要求。通過(guò)比較分析，可采用某一種加固方法，也可采用兩種或兩種以上的方法組成的綜合加固方法。</p><p>　　2.3.2 加固方法分類及適用范圍</p

38、><p>　　土石壩的加固方法,一般可按土石壩加固的原因、原理、目的、性質(zhì)等進(jìn)行分類, 其中按加固的原因進(jìn)行分類, 主要有:滲透破壞、裂縫、滑坡、地震震害與液化等加固方法。這里主要介紹以下幾種方法：</p><p>　　(1)滲透破壞加固方法</p><p>　　滲透破壞加固方法的原理是在上游不使或少使來(lái)水滲入壩體或壩基,并使?jié)B水在下游通暢排出, 但不帶走壩體或壩基上的

39、土粒和不改變壩體或壩基的變形和強(qiáng)度。即上游防滲下游排水減壓和導(dǎo)滲（上堵下排）。</p><p>　　防滲排滲方法常用于解決土石壩壩體和壩基的滲流問(wèn)題,使下游不發(fā)生散滲、漏水、翻砂冒水、砂沸、管涌流土或沼澤化、塌坑渾水等滲透變形現(xiàn)象;上游不發(fā)生漩渦、翻泡、塌坑等滲漏入口,從而加強(qiáng)土石壩及其壩基的抗?jié)B能力。</p><p>　　按防滲、排滲、濾土排水的不同,防滲排滲加固方法可分為：</p

40、><p>　　防滲加固方法。在上、中游設(shè)置切斷透水壩基的垂直防滲措施有:土質(zhì)截水槽、混凝土防滲墻、樁柱式防滲墻、粘土防滲墻、防滲板墻、灌漿帷幕、泥漿槽防滲墻、自凝灰漿防滲墻, 混凝土防滲墻和灌漿帷幕的組合等等。</p><p>　　排滲加固方法。防滲加固方法采取后, 仍需采用貼坡排水、棱體排水、褥墊排水及其組合, 壩體內(nèi)豎向排水層和水平排水層、排水溝、減壓井、透水蓋重等排水設(shè)備, 排除上游滲水

41、, 降低浸潤(rùn)線及下游壩基上的水頭。</p><p><b>　　(2)滑坡加固方法</b></p><p>　　土石壩的滑坡的原因是多方面，一般都是多種因素的組合 從破壞力上講占主導(dǎo)地位是壩體內(nèi)部原因，再加上外部的自然因素或者運(yùn)用管理不當(dāng)造成的 從滑坡的機(jī)理上看，當(dāng)作用在滑坡上的作用力大于阻止滑坡的作用力時(shí)就會(huì)發(fā)生滑坡。</p><p>　　土

42、石壩出現(xiàn)滑坡裂縫及滑坡后,應(yīng)進(jìn)行滑坡勘察及土工試驗(yàn), 分析產(chǎn)生的原因, 按照滑動(dòng)力減少和抗滑動(dòng)力增加的準(zhǔn)則,進(jìn)行滑坡加固設(shè)計(jì)。一般采用土石壩中常用的主動(dòng)滑動(dòng)段減重和滑坡體前緣拋石固腳,加重壓坡的方法。</p><p><b>　　(3)裂縫加固方法</b></p><p>　　土壩裂縫是較為普遍的現(xiàn)象，大多發(fā)生在蓄水運(yùn)用期間，有些裂縫在壩體表面就可以看到，有些隱藏在壩

43、體內(nèi)部，要開(kāi)挖檢查才能發(fā)現(xiàn)。裂縫的走向有與壩軸線平行的縱縫，與壩軸線垂直的橫縫，還有不規(guī)則的傾斜裂縫。無(wú)論什么形式的裂縫對(duì)土壩的正常運(yùn)行都有不利影響，其中危害最大的是貫穿壩體的橫縫、縱縫以及滑坡裂縫。它們直接影響壩體的穩(wěn)定性,使水庫(kù)不能正常發(fā)揮效益。其中橫縫可能發(fā)展成貫穿壩體的漏水通道,甚至造成潰壩失事，若不及時(shí)修復(fù)，可使土壩在很短的時(shí)間破壞。</p><p>　　土壩裂縫的治理應(yīng)根據(jù)檢查的情況和觀察資料,判斷裂

44、縫的特征、規(guī)模和部位等,正確分析裂縫產(chǎn)生的原因,采取有針對(duì)性的措施,適時(shí)進(jìn)行加固處理。裂縫加固方法一般是開(kāi)挖回填、裂縫灌漿以及兩者相結(jié)合。其適用范圍如下：</p><p>　　①開(kāi)挖回填: 適用于粘性土,裂縫不超過(guò)5m。</p><p>　　②裂縫灌漿: 適用于粘性土,壩體內(nèi)裂縫和非滑動(dòng)的表面裂縫。</p><p>　　2.4 加固新技術(shù)應(yīng)用</p>

45、<p>　　水庫(kù)項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容主要集中在以下幾個(gè)方面</p><p>　　1）病險(xiǎn)水庫(kù)大壩治理對(duì)策</p><p>　　2）大壩防滲處理技術(shù)；</p><p>　　3）建筑物補(bǔ)強(qiáng)新材料和新工藝應(yīng)用；</p><p>　　4）自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)施應(yīng)用；</p><p>　　5）大壩白蟻防治技術(shù)。</p>

46、<p>　　目前，在水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固過(guò)程中，廣泛采用新技術(shù)、新材料和新工藝。如安徽省佛子嶺水庫(kù)采用現(xiàn)澆鋼纖維噴射混凝土加固大壩上游防滲面板和浙江省余姚百丈崗水庫(kù)溢洪道地基防滲處理中薄型抓斗法混凝土防滲墻。佛子嶺連拱壩采用在上游面板與垛墻間增加勁性鋼筋以加強(qiáng)連接，然后澆筑鋼纖維混凝土的加固方案，通過(guò)手工操作噴槍，成功地實(shí)現(xiàn)一次噴射厚度達(dá) 400mm，輸送水平距離達(dá) 100m、垂直距離達(dá) 60m以上的超厚度、遠(yuǎn)距離泵送噴射效果；同

47、時(shí)在提高新老混凝土粘結(jié)力性能，減小噴射鋼纖維混凝土的回彈和增加纖維粘附率，以及解決鋼纖維特別是長(zhǎng)纖維在拌和中易結(jié)團(tuán)等問(wèn)題上也取得了卓有成效的成果。</p><p>　　在國(guó)內(nèi)首次成功地將噴射鋼纖維混凝土技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用于水庫(kù)大壩結(jié)構(gòu)加固，該技術(shù)研究和應(yīng)用方面達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。余姚百丈崗水庫(kù)溢洪道地基防滲處理中采用了薄型抓斗成槽施工工藝，防滲墻厚度為 300mm，該工程設(shè)計(jì)墻體深入弱風(fēng)化基巖深度為 1.0m。完工后，

48、在槽段連接處進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖。檢查結(jié)果表明，露出的墻體接縫密實(shí)，接縫無(wú)夾泥、脫開(kāi)現(xiàn)象，墻面平整光滑，墻厚滿足要求，墻體整體性強(qiáng)，滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　另外，還有新型灌漿材料及灌漿工藝、深覆蓋層堤壩地基滲流控制技術(shù)、混凝土外加劑及摻合料技術(shù)、白蟻防治技術(shù)和高分子化學(xué)灌漿材料與高分子密封材料等。這些新技術(shù)在近年來(lái)水利工程安全隱患治理工作中發(fā)揮了很大的作用。</p><p>　　第三

49、章 TJ水庫(kù)工程概況</p><p><b>　　3.1 基本情況</b></p><p>　　TJ水庫(kù)座落于贛江水系袁河三陽(yáng)支流海江水上游的袁州區(qū)三陽(yáng)鎮(zhèn)海江村境內(nèi)，距宜春城區(qū)20km，距滬瑞高速公路12km，壩址以上控制流域面積16.8km2，多年平均徑流量1487.4m3，水庫(kù)總庫(kù)容1173萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)灌溉面積1.735萬(wàn)畝，是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養(yǎng)殖等綜

50、合利用的中型水利樞紐工程。</p><p>　　水庫(kù)于1958年動(dòng)工興建，于1959年3月建成受益，原為小型水庫(kù)，后經(jīng)1970年、1973年二次擴(kuò)建成現(xiàn)狀規(guī)模。投入運(yùn)行后已為當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)揮了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但因歷史原因和投資限制，工程質(zhì)量較差，運(yùn)行中暴露出不少影響水庫(kù)安全的嚴(yán)重隱患。雖經(jīng)加固處理，至今仍不能正常運(yùn)行，多年來(lái)水庫(kù)一直控制運(yùn)行，成為江西省的重點(diǎn)病險(xiǎn)中型水庫(kù)之一。</p>&

51、lt;p><b>　　3.2 水文</b></p><p>　　3.2.1 流域概況</p><p>　　3.2.1.1 自然地理</p><p>　　TJ水庫(kù)地處袁州區(qū)三陽(yáng)鎮(zhèn)海江村境內(nèi)，屬袁河水系三陽(yáng)支流海江水，其流域中心地理位置為東徑114°21.9'，北緯27°59.2'，距離宜春城區(qū)20km，

52、距滬瑞高速公路12km，距320國(guó)道7km，壩址以上控制流域面積16.8km2，多年平均徑流量1487.4萬(wàn)m3。水庫(kù)總庫(kù)容1173萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)灌溉面積1.735萬(wàn)畝，是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的中型水利樞紐工程。</p><p>　　3.2.1.2 水文氣象</p><p>　　本流域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，四季分明。冬季盛行西北風(fēng)，干而冷；夏季盛行東南或西南風(fēng)，溫而暖。春秋

53、季較短，夏冬季略長(zhǎng)。多年平均氣溫17.2℃，實(shí)測(cè)最高氣溫41.6℃（1953年8月16日），實(shí)測(cè)最低氣溫-9.2℃（1955年1月11日），多年平均最大風(fēng)速14.0m/s，流域內(nèi)多年平均降雨量為1550.5mm，最大降雨量為2058.1mm（1998年），最小降雨量為1002.8mm（1968年），降雨量年季變化較大，年內(nèi)分配也不均勻，其中4、5、6三個(gè)月占全年降雨量的44.9%以上，流域內(nèi)多年平均蒸發(fā)量E601=801.2mm，7、8

54、兩個(gè)月最大，占全年的31.9%。</p><p>　　3.2.2 設(shè)計(jì)洪水</p><p>　　3.2.2.1 暴雨成因、洪水特征</p><p>　　本流域每年從3月份進(jìn)入雨季、4～9月為汛期，其中4～6月為主汛期。4～6月大氣環(huán)流活躍，冷暖氣流在流域上空交峰頻繁，形成峰面雨。其特點(diǎn)為：暴雨歷時(shí)長(zhǎng)，范圍大，遇到暴雨集中時(shí)，往往釀成大洪水。7～9月主要受臺(tái)風(fēng)入侵造成

55、暴雨，形成秋汛。臺(tái)風(fēng)雨特點(diǎn)是歷時(shí)短，強(qiáng)度大，有局部性。</p><p>　　水庫(kù)洪水主要由暴雨形成，洪水期一般從4月份開(kāi)始，至7、8月份結(jié)束，較大洪峰多出現(xiàn)在5、6兩月，這期間洪水極為頻繁。年最大洪水以6月份端午節(jié)前后出現(xiàn)機(jī)率最多。本流域山高坡陡，匯流迅速，洪水暴漲暴落，具有明顯山溪性河流特性，一般洪水歷時(shí)最多3天，退水歷時(shí)約為漲水歷時(shí)的4～5倍。</p><p>　　3.2.2.2 設(shè)計(jì)

56、洪水標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算原則：</p><p>　　TJ水庫(kù)為中型水利工程，大壩為土壩，按規(guī)范規(guī)定，其設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為五十年一遇（P=2%），校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為千年一遇（P=0.1%）。1.2.3.3 壩址設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算方法及推求</p><p>　　由暴雨洪水查算手冊(cè)法推求設(shè)計(jì)洪水。根據(jù)江西省水文總站主編《江西省暴雨洪水查算手冊(cè)》（以下簡(jiǎn)稱《手冊(cè)》）推求海江水庫(kù)壩址洪水。由《手冊(cè)》附圖查得TJ水庫(kù)壩址

57、各歷時(shí)點(diǎn)暴雨參數(shù)如下：</p><p>　　=100mm，Cv24=0.40，Cs=3.5Cv</p><p>　　=75mm，Cv6=0.45，Cs=3.5Cv</p><p>　　=45mm，Cv1=0.44，Cs=3.5Cv</p><p><b>　　，式中，</b></p><p>　　

58、根據(jù)《手冊(cè)》查各歷時(shí)點(diǎn)面折算系數(shù)，求得各種歷時(shí)各頻率面暴雨量，見(jiàn)以下表3-1。</p><p>　　表3-1 TJ水庫(kù)流域各頻率暴雨量表 單位：mm</p><p>　　根據(jù)三陽(yáng)橋站1965～2004年最大一日暴雨資料進(jìn)行排頻分析，由P-Ⅲ型曲線適線，求得統(tǒng)計(jì)參數(shù)X=88.6mm，Cv=0.36，Cs=4.0Cv時(shí)，經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)據(jù)與理論頻率配合較好，從而求得水庫(kù)不同

59、頻率的設(shè)計(jì)最大一日降雨量。結(jié)果見(jiàn)表3-2。</p><p>　　表3-2 TJ水庫(kù)流域設(shè)計(jì)年最大24小時(shí)面暴雨量表</p><p>　　將最大一日暴雨量換算為最大24小時(shí)暴雨量，結(jié)果見(jiàn)表3-3。</p><p>　　表3-3 TJ水庫(kù)流域設(shè)計(jì)年最大24小時(shí)暴雨量比較表</p><p>　　由《手冊(cè)》查算及實(shí)測(cè)暴雨分析兩種途徑推算出的年最大

60、24小時(shí)暴雨量進(jìn)行比較反映出，實(shí)測(cè)暴雨值普遍偏小，《手冊(cè)》查算值偏安全，因此本次除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)洪水的推求，采用《手冊(cè)》法查算出的暴雨成果。</p><p>　　3.2.2.3 設(shè)計(jì)洪水</p><p>　　壩址流域特征值:流域面積F=16.8km2，主河長(zhǎng)度L=4.6km，坡降J=0.046。</p><p>　　按《手冊(cè)》推理公式法求得各頻率設(shè)計(jì)洪水成果與袁州區(qū)

61、內(nèi)及本市其它水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水成果進(jìn)行比較，TJ水庫(kù)壩址設(shè)計(jì)洪水方案中，用《暴雨洪水查算手冊(cè)》查出流域暴雨特征值后，再用推理公式法計(jì)算出的成果是合理的。故本次TJ水庫(kù)除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)，采用由《暴雨洪水查算手冊(cè)》查出的流域暴雨特征值，用推理公式所算出的設(shè)計(jì)洪水成果。</p><p>　　3.3 工程地質(zhì)與工程質(zhì)量</p><p>　　3.3.1 區(qū)域地質(zhì)概況</p><p>

62、;　　樞紐區(qū)地貌為構(gòu)造剝蝕，侵蝕中低山巖溶地貌。壩址左岸山頂高程280m左右，山體坡度較緩，坡角20°～30°；右岸山勢(shì)較平緩。大壩下游地形較窄，地勢(shì)較高。樞紐區(qū)出露的地層主要有第四系覆蓋層，二迭系地層，從區(qū)域地質(zhì)圖上可以看出，在測(cè)區(qū)內(nèi)無(wú)較大斷裂。根據(jù)國(guó)家建設(shè)部2001年頒布的《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》，本區(qū)設(shè)計(jì)地震基本加速度值小于0.05g，區(qū)域穩(wěn)定。</p><p>　　區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件較為

63、復(fù)雜，區(qū)內(nèi)巖層的透水性因受巖性、構(gòu)造、巖溶發(fā)育程度的制約，表現(xiàn)了很大的不均一性，可溶巖地層由于巖溶的不均一性又導(dǎo)致了透水的不均一。TJ水庫(kù)庫(kù)區(qū)由于地形巖性、構(gòu)造上的不均一，構(gòu)成了巖溶洼地成庫(kù)的諸多有利條件；但由于巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，溶蝕管道的網(wǎng)絡(luò)化和系統(tǒng)化，又導(dǎo)致水庫(kù)嚴(yán)重漏水的不利因素。</p><p>　　樞紐區(qū)水文地質(zhì)條件與區(qū)域水文地質(zhì)條件基本一致。根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果，參照GB50287-99，環(huán)境水對(duì)混凝土的各種腐

64、蝕性有：庫(kù)水及地下水對(duì)混凝土均無(wú)溶出型腐蝕，一般酸性型腐蝕、碳酸型腐蝕、硫酸鎂型腐蝕及硫酸鹽型腐蝕。</p><p>　　水庫(kù)庫(kù)周多為20～25°左右的緩坡，表層為殘坡積粘土覆蓋層，土層較密實(shí)，下伏基巖為石灰?guī)r及少量紫色頁(yè)巖，粉砂巖，局部地段基巖裸露，庫(kù)周穩(wěn)定條件較好。</p><p>　　大壩右岸地勢(shì)較平緩，表層為殘坡積粘土覆蓋層，土層較密實(shí)，下伏基巖為石灰?guī)r，不存在近壩庫(kù)岸穩(wěn)

65、定問(wèn)題。大壩左岸（溢洪道以上）山體坡角為30~35°，局部坡角達(dá)50°,表層為殘坡積粘土覆蓋層，土層稍密實(shí)，下伏基巖為薄層灰?guī)r夾頁(yè)巖，傾向?yàn)轫樒孪?，傾角30°，與山體地形坡度基本一致，不利于左岸山體穩(wěn)定。目前在大壩左岸溢洪道山坡存在一面積較大的滑坡體，大壩右岸存在庫(kù)岸穩(wěn)定問(wèn)題。</p><p>　　庫(kù)區(qū)內(nèi)植被條件較好，局部地表沖刷較劇，總體來(lái)看水庫(kù)固體逕流較少，水庫(kù)淤積問(wèn)題不大。&l

66、t;/p><p>　　樞紐區(qū)出露的地層主要有第四系覆蓋層，二迭系地層.第四系覆蓋層包括殘坡積粘土、洞穴堆積物。二迭系包括二疊長(zhǎng)興階和二疊系龍?zhí)峨A。</p><p>　　壩體填土主要為殘坡積粘土，土層結(jié)構(gòu)松散，夾有少量風(fēng)化碎石，室內(nèi)壓縮系數(shù)較大，碾壓不密實(shí)且不均勻。壩體填土滲透系數(shù)較大，為中等透水層，不滿足規(guī)范要求。沖抓鉆套井心墻土質(zhì)為較均勻的粘土，所建部分起到了一定作用。但心墻土的滲透系數(shù)仍偏

67、大，不滿足規(guī)范要求。大壩反濾棱體施工質(zhì)量差，無(wú)分級(jí)反濾料，難以起到反濾作用。大壩壩體內(nèi)有多處白蟻分群孔。</p><p>　　3.3.2 溢洪道工程地質(zhì)</p><p>　　溢洪道位于大壩左端，沿山坡開(kāi)挖而成，為開(kāi)敞式，分進(jìn)口段、轉(zhuǎn)彎收縮段、陡槽段和泄洪溶洞四部分組成。其中進(jìn)口段長(zhǎng)56.1m，底高程160.45m，過(guò)流斷石為矩形，底寬15.0m，底坡1/100，轉(zhuǎn)彎收縮段長(zhǎng)17.47m，過(guò)

68、流斷面為矩形，底寬15.0m，收縮段10.0m，底坡降為0.214，轉(zhuǎn)彎半徑12.3m ，轉(zhuǎn)角67.86度，陡槽段長(zhǎng)39.63m，過(guò)流斷面為矩形，底寬為10.0m，底坡降為0.214，整個(gè)溢洪道邊墻采用漿砌塊石襯砌，底板為砼襯砌。泄洪尾水進(jìn)入溶洞排水泄洪，溶洞長(zhǎng)約1100m左右。</p><p>　　3.4 工程除險(xiǎn)加固的必要性</p><p>　?。?）大壩壩頂防浪墻未設(shè)伸縮縫，出現(xiàn)多

69、處裂縫；壩體有多處沉陷塌洞；壩體、壩基滲漏嚴(yán)重；大壩左岸山體存在一大滑坡體，擠壓擋土墻產(chǎn)生膨脹、隆起變形；壩體存在白蟻危害。</p><p>　?。?）溢洪道左岸山體出現(xiàn)滑坡體險(xiǎn)情，易淤堵溢洪道進(jìn)口，危及水庫(kù)大壩安全；溢洪道公路橋破爛不堪，拱頂已出現(xiàn)多處裂縫，是一座危橋，嚴(yán)重影響水庫(kù)的管理、防洪搶險(xiǎn)工作；溢洪道無(wú)出水渠。</p><p>　?。?）輸水涵洞內(nèi)壁砼表面有多處蜂窩、麻面、孔洞，

70、洞底板多處沖坑；進(jìn)口原木塞閘門腐爛，啟閉設(shè)備老化、銹蝕，啟閉困難；進(jìn)口攔污柵銹蝕嚴(yán)重，啟閉困難。</p><p>　　（4）壩頂防訊公路為砂石路面，山路段邊坡出現(xiàn)滑坡；水庫(kù)水雨情測(cè)報(bào)和大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)施缺乏，管理設(shè)施簡(jiǎn)陋；隧洞出水節(jié)制閘存在蜂窩、麻面、露石、孔洞等現(xiàn)象。</p><p>　　綜上所述，根據(jù)“水庫(kù)大壩安全鑒定辦法”第六條大壩安全分類標(biāo)準(zhǔn)，TJ水庫(kù)屬三類壩，建議盡快進(jìn)行除險(xiǎn)加固。

71、</p><p>　　3.5 工程規(guī)模和任務(wù)</p><p>　　3.5.1 工程等級(jí)及建筑物級(jí)別</p><p>　　TJ水庫(kù)正常蓄水位160.45m，水庫(kù)總庫(kù)容1173萬(wàn)m3，按照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201—94)及《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000)，確定本工程屬Ⅲ等工程，水庫(kù)為中型水庫(kù)，永久性主要建筑物為3級(jí)，永久性次要建筑物為4級(jí)，

72、臨時(shí)性水工建筑物為5級(jí)。</p><p>　　3.5.2 設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　樞紐建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3-4。</p><p>　　表3-4 樞紐建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)表</p><p>　　3.5.3 洪水調(diào)節(jié)</p><p>　　溢洪道控制段為開(kāi)敞式實(shí)用堰，堰頂高程160.45m，堰頂長(zhǎng)10m，溢流凈

73、寬15.0m。各頻率洪水調(diào)節(jié)成果見(jiàn)表3-5。</p><p>　　表3-5 TJ水庫(kù)調(diào)洪演算成果表</p><p>　　經(jīng)洪水調(diào)節(jié)計(jì)算得TJ水庫(kù)設(shè)計(jì)（p=2%）洪水位161.72m，相應(yīng)庫(kù)容1111萬(wàn)m3，最大下泄流量36.5m3/s，校核（p=0.1%）洪水位162.50m，相應(yīng)庫(kù)容1173萬(wàn)m3，最大下泄流量73.1m3/s。</p><p>　　3.5.4

74、工程除險(xiǎn)加固的任務(wù)</p><p>　　TJ水庫(kù)位于宜春市北部三陽(yáng)河上游的海江村境內(nèi)，距宜春市城區(qū)20km，距320國(guó)道7km、滬瑞高速公路12km，屬贛江水系袁河支流三陽(yáng)水，是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫(kù)。水庫(kù)水庫(kù)下游有人口10余萬(wàn)，耕地2萬(wàn)余畝。由于目前水庫(kù)仍存在許多安全隱患，無(wú)法充分發(fā)揮該工程應(yīng)有的效益，反而時(shí)刻威脅下游人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，所以對(duì)海江水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固迫在眉睫。以下是水庫(kù)

75、大壩存在的主要問(wèn)題：</p><p>　?、俅髩螇雾敺览藟ξ丛O(shè)伸縮縫，出現(xiàn)多處裂縫；壩體有多處沉陷塌洞。</p><p>　?、诖髩螇误w、壩基滲漏嚴(yán)重。</p><p>　?、凵嫌螇K石護(hù)坡底部無(wú)墊層、塌陷變形、零亂不堪。</p><p>　?、芟掠螇纹聻楦善鰤K石護(hù)坡，凹凸不平，無(wú)壩面排水設(shè)施、底部無(wú)墊層。</p><p&g

76、t;　?、荽髩闻潘怏w，未設(shè)反濾料。滲水帶出粘土，淤堵嚴(yán)重。</p><p>　?、薮髩巫蟀渡襟w存在一大滑坡體，擠壓擋土墻產(chǎn)生膨脹、隆起變形。</p><p>　?、叽髩纬患坝炅坑^測(cè)設(shè)施外，無(wú)其它任何觀測(cè)設(shè)施。</p><p>　　⑧壩體存在白蟻危害。</p><p>　　TJ水庫(kù)屬三類壩，工程建設(shè)任務(wù)是通過(guò)對(duì)水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固，使其正常發(fā)

77、揮效益，安全運(yùn)行。</p><p><b>　　3.6 基本資料</b></p><p>　　地形測(cè)量資料：采用設(shè)計(jì)院測(cè)繪分院2003年實(shí)測(cè)的“TJ水庫(kù)大壩地形圖”。</p><p>　　地質(zhì)勘探資料：采用設(shè)計(jì)院勘察分院2004年提供的《TJ水庫(kù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告》（初步設(shè)計(jì)）、圖紙及試驗(yàn)成果。</p><p>　　水文、

78、氣象資料：正常高水位，160.45m，相應(yīng)庫(kù)容999.8萬(wàn)m3；設(shè)計(jì)洪水位，161.72m，相應(yīng)庫(kù)容1111萬(wàn)m3；校核洪水位：162.50m，相應(yīng)庫(kù)容1173萬(wàn)m3；死水位，140m，相應(yīng)庫(kù)容83萬(wàn)m3。</p><p>　　第四章 TJ水庫(kù)除險(xiǎn)加固復(fù)核</p><p>　　4.1 壩頂高程復(fù)核</p><p>　　4.1.1 基本資料</p>&

79、lt;p>　　4.1.1.1 建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　樞紐建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表4-1所示。</p><p>　　表4-1 TJ水庫(kù)樞紐建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　4.1.1.2 風(fēng)速和風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度</p><p>　　該水庫(kù)風(fēng)速和風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)均采用《TJ水庫(kù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告》中所提供的數(shù)據(jù)，分為設(shè)計(jì)洪水位和

80、校核洪水位兩種情況對(duì)壩頂高程進(jìn)行復(fù)核，具體數(shù)據(jù)如表4-2所示。</p><p>　　表4-2 風(fēng)速和風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度情況表</p><p>　　4.1.1.3 庫(kù)水位</p><p>　　水庫(kù)各頻率洪水調(diào)節(jié)成果見(jiàn)表4-3所示。</p><p>　　表4-3 TJ水庫(kù)調(diào)洪演算成果表</p><p>　　經(jīng)洪水調(diào)節(jié)計(jì)算得TJ水

81、庫(kù)設(shè)計(jì)（p=2%）洪水位161.72m，相應(yīng)庫(kù)容1111萬(wàn)，最大下泄流量36.5，校核（p=0.1%）洪水位162.50m，相應(yīng)庫(kù)容1173萬(wàn)，最大下泄流量73.1。</p><p>　　4.1.1.4 水庫(kù)庫(kù)容資料</p><p>　　宜春市水電設(shè)計(jì)院于1989年實(shí)測(cè)了TJ水庫(kù)1：5000庫(kù)區(qū)地形圖（黃海高程系統(tǒng)，以下同），本次除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)采用該圖重新圈量了水庫(kù)高程、面積、容積曲線。

82、原設(shè)計(jì)圈量 庫(kù)區(qū)面積與本次復(fù)核面積比較結(jié)果見(jiàn)表4-4。</p><p>　　表4-4 TT水庫(kù)水位～面積關(guān)系比較表</p><p>　　由表4-4可知，本次圈量的水庫(kù)高程～面積和原資料基本吻合，故本次除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)仍沿用1989年加固設(shè)計(jì)的庫(kù)面積、庫(kù)容積資料。TJ水庫(kù)水位、面積、容積結(jié)果見(jiàn)下表4-5。</p><p>　　表4-5 TJ水庫(kù)水位～面積～容積曲

83、線表</p><p>　　進(jìn)而由內(nèi)插法計(jì)算出設(shè)計(jì)洪水位（161.72m）下的水面面積為0.791；校核洪水位（162.50m）下的水面面積為0.805。</p><p>　　4.1.1.5 地震烈度</p><p>　　根據(jù)2001年國(guó)家地震局發(fā)布的《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）, 本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度﹤0.05g，地震設(shè)防烈度為6度以下區(qū)，區(qū)

84、域穩(wěn)定。可不進(jìn)行抗震計(jì)算。</p><p>　　4.1.2 壩頂超高計(jì)算</p><p>　　4.1.2.1 計(jì)算公式選擇</p><p>　　選取公式為: </p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中：Y為壩頂超高，m；R為最大波浪

85、在壩坡上的爬高，m；e為最大風(fēng)壅水面高度，m;A為安全加高，本工程屬于Ⅲ等工程根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》( SL247 —2001) 表5.3.1 采用。設(shè)計(jì)情況A=0.7m,校核情況取A=0.4m。</p><p>　　4.1.2.2 風(fēng)浪要素計(jì)算</p><p>　　波浪平均浪高和平均周期采用蒲田試驗(yàn)站公式計(jì)算:</p><p><b>　?。?-2

86、）</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　當(dāng)時(shí)稱深水波，其波長(zhǎng)與周長(zhǎng)有關(guān)，即</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　當(dāng)時(shí)稱淺水波，其平均波長(zhǎng)為：</p><p><b>　?。?-5）&

87、lt;/b></p><p>　　式中: g為重力加速度,g=9.81; 為平均波高，m;W為計(jì)算風(fēng)速，;為平均波周期; 為水域平均水深，m;為平均波長(zhǎng)，m;D為風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，m; H為壩迎水面前水深，m。</p><p>　　水域平均水深由庫(kù)容V 除以相應(yīng)水位的水面面積S 求得(見(jiàn)表4-6) 。</p><p>　　表4-6 平均水深計(jì)算成果表</p&g

88、t;<p>　　4.1.2.3 波浪爬高計(jì)算</p><p>　　波浪爬高按下式計(jì)算:</p><p><b>　　（4-6）</b></p><p>　　式中: 為平均波浪爬高，m;為斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)護(hù)面類型確定,大壩迎水坡及背水坡均為塊石護(hù)坡,取; 為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，由風(fēng)速W，壩前水深和重力加速度確定，按《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)

89、規(guī)范》表A.1.12-2查得，此處取為1;m為單坡的坡度系數(shù)，,為斜坡的坡角，此處m取2.69。</p><p>　　根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL274-2001規(guī)定，對(duì)3級(jí)土石壩取累積頻率的爬高值，。</p><p>　　4.1.2.4 風(fēng)壅水面高度計(jì)算</p><p><b>　　計(jì)算公式為:</b></p><p&

90、gt;<b>　?。?-7）</b></p><p>　　式中:e為計(jì)算點(diǎn)處的風(fēng)壅水面高度，m;K為綜合摩阻系數(shù)，計(jì)算時(shí)取 ; 為計(jì)算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角。庫(kù)區(qū)冬季盛行西北風(fēng)，夏季盛行東南或西南風(fēng)。此處取;其他符號(hào)意義同前。</p><p>　　4.1.2.5 壩頂超高計(jì)算</p><p>　　計(jì)算公式中各參數(shù)取值依據(jù)規(guī)范規(guī)定已在前面給出，最

91、終兩種洪水位情況下的各項(xiàng)指標(biāo)如下表4-7所示。</p><p>　　表4-7 壩頂高程計(jì)算成果表</p><p>　　壩頂高程等于水庫(kù)靜水位與壩頂超高之和，按以下運(yùn)用條件計(jì)算取最大值:</p><p>　?、旁O(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高；</p><p>　?、菩：撕樗患臃浅＿\(yùn)用條件的壩頂超高；</p><p&g

92、t;　　由上表可以得出取壩高為165.36m。而TJ水庫(kù)大壩壩頂高程為165.40m，由此可知大壩高程滿足要求。</p><p>　　4.2 滲流及滲透穩(wěn)定復(fù)核</p><p>　　4.2.1 土石壩滲流原因</p><p>　　由于填筑土石壩的土料和壩基的砂礫是散粒體結(jié)構(gòu), 顆粒間存在大量的孔隙, 都具有一定的透水性,水庫(kù)蓄水后, 在水壓力的作用下, 水流必然會(huì)沿

93、著壩身土料、壩基土體、壩端兩岸地基中的孔隙滲向下游,造成壩身、壩基和繞壩的滲漏。若滲流在設(shè)計(jì)控制之下, 大壩任何部位的土體都不會(huì)產(chǎn)生滲透破壞, 則為正常滲流, 滲流量在規(guī)范許可的范圍內(nèi), 表現(xiàn)為穩(wěn)定的滲流狀態(tài), 一般不會(huì)對(duì)壩體造成較大的危害, 此時(shí)滲流量一般較小, 水質(zhì)清澈透明, 不含土壤顆粒。若滲流過(guò)大, 且集中, 水質(zhì)混濁, 則壩體或壩基產(chǎn)生了管涌、流土或接觸沖刷等滲透破壞, 這種影響水庫(kù)蓄水興利的滲流則為異常滲流。該種情況通常發(fā)生

94、在水庫(kù)水位驟降時(shí), 為非穩(wěn)定滲流。</p><p>　　土石壩滲漏就其滲漏部位而言, 可以分成以下幾個(gè)類型: 一是壩體滲漏: ( 1) 浸潤(rùn)線從壩坡逸出; ( 2) 下游壩面出現(xiàn)集中滲漏; ( 3) 防滲墻或粘土心墻的滲漏;( 4) 壩體裂縫滲漏; 二是壩后地面滲漏: 土石壩背坡壩后地面出現(xiàn)砂沸、泉涌、管涌或沼澤化是經(jīng)常遇到的滲漏現(xiàn)象, 其成因與地層的構(gòu)造及未能采取有效的控制措施有關(guān)。</p>&l

95、t;p>　　4.2.2 滲流計(jì)算的任務(wù)</p><p>　　土石壩必須控制通過(guò)壩身和地基的滲流，以防止土體因受滲流作用發(fā)生危險(xiǎn)的沖蝕、滑坡等破壞，以及因滲漏損失過(guò)大而使工程效益降低。滲流計(jì)算的任務(wù)就在于求的滲流場(chǎng)內(nèi)的滲流量、水頭、壓力、坡降等水力要素，以供在土石壩設(shè)計(jì)以及在運(yùn)行管理中，進(jìn)行滲透穩(wěn)定分析，選擇合理的防滲、排滲設(shè)計(jì)方案或加固補(bǔ)強(qiáng)方案，有效地控制滲流。</p><p>　　

96、4.2.3 基本資料</p><p>　　4.2.3.1 壩尺寸說(shuō)明</p><p>　　大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程165.40m，壩頂長(zhǎng)145.5m，頂寬6.0m，最大壩高35.4m（本次勘探最大壩高為32.00m），上游壩坡分別在142.2，152.0，155.0m處設(shè)置為三級(jí)馬道，各級(jí)馬道寬度分別為2.5m、4.0m和4.0m。壩坡自壩頂依次為1：2.69，1：4.0，1：3.0，1：

97、3.6。下游壩坡在158.6m處設(shè)置為一級(jí)馬道，壩坡為1：2.1左右。大壩迎水坡及背水坡均為塊石護(hù)坡。壩體橫斷面圖如圖1所示。</p><p>　　圖4-1 壩體橫斷面示意圖</p><p>　　4.2.3.2 工程現(xiàn)狀質(zhì)量檢查與評(píng)價(jià)</p><p><b>　?、胖鲏喂こ痰刭|(zhì)</b></p><p>　　覆蓋層在整個(gè)壩

98、址范圍內(nèi)廣泛分布，巖性為紅黃色粘土，局部夾灰?guī)r碎塊、碎屑等，土層結(jié)構(gòu)較密實(shí)，粘結(jié)性中等至較好，呈可塑～硬塑狀態(tài)。該層分布較廣泛，厚度0-14m左右。覆蓋層的物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)下表4-8。</p><p>　　表4-8 物理力學(xué)指標(biāo)平均值</p><p>　　為了解土體的透水性，在該層土中共做了6組滲透試驗(yàn)， 11段野外注水試驗(yàn)。剔除異常值，其統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表。</p><p&

99、gt;　　表4-9 土體透水性實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表</p><p>　　綜合室內(nèi)、外試驗(yàn)，建議粘土的滲透系數(shù)為3.50×cm/s。從以上分析可以看出，粘土為中等透水土層。 </p><p><b>　?、茐误w填土質(zhì)量</b></p><p>　　經(jīng)鉆孔取芯檢查，壩體填土成份主要為殘坡積粘土，黃紅色及黃色，由灰?guī)r風(fēng)化殘積形成，夾有少量碎石，

100、碎石粒徑一般為1～4cm，局部大于10 cm。土層結(jié)構(gòu)較松散，粘結(jié)性中，呈可塑狀態(tài)，土料來(lái)源于大壩左右岸山坡及庫(kù)周殘坡積粘土層和風(fēng)化層。大壩填土室內(nèi)定名為多含礫低液限粘土。</p><p>　　為了解壩體填土的物理力學(xué)指標(biāo)，在填土中共取原狀土樣19個(gè)進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)，其試驗(yàn)成果詳見(jiàn)土工試驗(yàn)成果匯總表，其統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表4-10。</p><p>　　表4-10 壩體填土物理力學(xué)指標(biāo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)

101、計(jì)表</p><p>　　勘探時(shí)于大壩壩頂取有一組擾動(dòng)樣，其最大干密度為1.52g/cm3，壩體填土的壓實(shí)度為1.42/1.52=93.4%，小于均質(zhì)土壩壓實(shí)度不小于96%的規(guī)定</p><p>　　對(duì)比野外注水試驗(yàn)成果與室內(nèi)垂直滲透試驗(yàn)成果可以看出，兩者之存在一定差距。綜合室內(nèi)、外試驗(yàn)，建議壩體填土的滲透系數(shù)為5.59×cm/s。壩體填土為中等透水性土層。</p>

102、<p>　　壩體填土成份主要為粘土，土層結(jié)構(gòu)較松散，粘性中等，可塑狀態(tài)。據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)成果代表性土樣（ZK301-1），據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50287-99)土的細(xì)粒含量判別方法，該層土的細(xì)粒含量為PC=55%。［1/4(1-n)］×100=47.0，可知PC≥［1/4(1-n)］×100，其破壞類型為流土破壞，臨界水力坡降按公式J臨=(Gs-1)(1-n)。</p><

103、;p><b>　　求得=0.91</b></p><p>　　建議其=0.40～0.45</p><p><b>　　⑶壩基滲透穩(wěn)定評(píng)價(jià)</b></p><p>　　壩基土層結(jié)構(gòu)較密實(shí)，粘性中等，可塑狀態(tài)。據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)成果代表性土樣（ZK303-3），據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50287-99)土的細(xì)粒含

104、量判別方法，該層土的細(xì)粒含量為PC=56%。［1/4(1-n)］×100=43.8，可知PC≥［1/4(1-n)］×100，其破壞類型為流土破壞，臨界水力坡降按公式J臨=(Gs-1)(1-n)。</p><p><b>　　求得=0.98</b></p><p>　　建議其=0.45～0.50</p><p>　?、葲_抓鉆套

105、井回填粘土心墻質(zhì)量</p><p>　　1993.10～1994.12對(duì)大壩進(jìn)行了沖抓鉆套井回填粘土心墻施工，粘土心墻布置在上游坡160.45m高程(正常高水位)。</p><p>　　防滲心墻土物理力學(xué)指標(biāo)，為了解防滲心墻土物理力學(xué)指標(biāo)，共取原狀土樣11個(gè)，進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)。其統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)下表4-11。</p><p>　　表4-11 防滲心墻土物理力學(xué)指標(biāo)<

106、;/p><p>　　從上表中可以看出，心墻填土的干密度較小，壓縮系數(shù)較大，屬中～高壓縮性土。為檢查心墻土的透水性能，共取9個(gè)原狀土樣作室內(nèi)垂直滲透試驗(yàn)，在心墻土中做野外注水試驗(yàn)10段，心墻填土室內(nèi)滲透系數(shù)平均值 為5.80×cm/s，與野外注水試驗(yàn)滲透系數(shù)平均值4.66×cm/s基本一致。綜合室內(nèi)、外試驗(yàn)，建議心墻土的滲透系數(shù)為5.23×cm/s。不滿足防滲體滲透系數(shù)小于1×

107、cm/s的要求。</p><p><b>　?、煞礊V棱體質(zhì)量檢查</b></p><p>　　在棱體部位挖一探坑檢查棱體質(zhì)量，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察，在棱體內(nèi)未見(jiàn)有反濾料，僅見(jiàn)塊石及碎石，僅為一塊石堆體?？梢?jiàn)棱體質(zhì)量較差，難以起到反濾作用。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查大壩內(nèi)外坡均為塊石護(hù)坡，塊石巖質(zhì)為石灰?guī)r，弱風(fēng)化，僅局部為強(qiáng)風(fēng)化，塊石質(zhì)量較好。但塊石下無(wú)砂礫石墊層。</p><

108、;p>　　綜上可知壩體質(zhì)量評(píng)價(jià)為：</p><p>　　①壩體填土主要為殘坡積粘土，土層結(jié)構(gòu)松散，夾有少量風(fēng)化碎石，室內(nèi)壓縮系數(shù)較大，碾壓不密實(shí)且不均勻。</p><p>　?、趬误w填土滲透系數(shù)較大，為中等透水層。</p><p>　?、蹧_抓鉆套井心墻土質(zhì)為較均勻的粘土，所建部分起到了一定作用。但心墻土的滲透系數(shù)仍偏大。</p><p>

109、;　?、艽髩畏礊V棱體施工質(zhì)量差，無(wú)分級(jí)反濾料，難以起到反濾作用。</p><p>　　4.2.3.3 大壩滲透分區(qū)及滲透指標(biāo)的確定</p><p>　　壩體填土成份主要為殘坡積壤土，黃紅色及黃色，由灰?guī)r風(fēng)化殘積形成，夾有少量碎石，碎石粒徑一般為1～4cm，局部大于10cm。土層結(jié)構(gòu)較松散，粘結(jié)性中，呈可塑狀態(tài)，土料來(lái)源于大壩左右岸山坡及庫(kù)周殘坡積壤土層和風(fēng)化層，大壩填土室內(nèi)定名為多含礫低液

110、限粘土。綜合室內(nèi)、外試驗(yàn)，建議壩體填土的滲透系數(shù)為5.59×cm/s，為中等透水性土層。</p><p>　　壩基覆蓋層巖性為紅黃色、黃紅色壤土，局部夾灰?guī)r碎塊、碎屑等，土層結(jié)構(gòu)較密實(shí)，粘結(jié)性中等至較好，呈可塑～硬塑狀態(tài)，為中等透水土層，綜合室內(nèi)、外試驗(yàn)，建議壤土的滲透系數(shù)為3.5×cm/s。</p><p>　　該斷面的基巖處茅口階上段(P1m3)，巖性為厚層石灰?guī)r，

111、強(qiáng)風(fēng)化層由于巖溶較發(fā)育，局部范圍滲透系數(shù)達(dá)到3.18×cm/s；弱風(fēng)化下部基巖透水性較弱，相對(duì)不透水層頂板以q<10Lu為界限。此處取滲透系數(shù)為2.5×cm/s。</p><p>　　該段粘土防滲墻土質(zhì)為粉質(zhì)粘土，黃紅色，較均勻，含少量風(fēng)化碎屑及砂粒、土層較密實(shí)，粘性較好，可塑狀態(tài)。室內(nèi)定名為含礫或含砂低液限粘土及高液限粘土。建議心墻土的滲透系數(shù)為5.23×cm/s。</

112、p><p>　　現(xiàn)有棱體內(nèi)未見(jiàn)有反濾料，僅見(jiàn)塊石及碎石，僅為一塊石堆體，可見(jiàn)棱體質(zhì)量較差，難以起到反濾作用，已基本失效。</p><p>　　4.2.4 計(jì)算過(guò)程</p><p>　　滲流及滲透穩(wěn)定計(jì)算采用理正軟件實(shí)現(xiàn)，計(jì)算中分兩種工況復(fù)核計(jì)算：校核洪水位和設(shè)計(jì)洪水位。</p><p>　　具體步驟：⑴先由CAD按理正軟件的要求畫出大壩的橫斷面圖