農(nóng)田水利水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程

農(nóng)田水利水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程 7 4.3.2對(duì)大壩維修加固的意見(jiàn)和建議： 21 23 24 26 農(nóng)田水利工程的發(fā)展情況，聯(lián)系著農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)情況，聯(lián)系著農(nóng)民的理化，完全可以說(shuō)是農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)中的重頭戲。隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的逐步推進(jìn)，農(nóng)業(yè)的發(fā)展逐漸成為人類與環(huán)境、資源的全面協(xié)調(diào)發(fā)展，合理設(shè)置農(nóng)田水利工程，發(fā)展農(nóng)作物、林業(yè)、畜禽、果類、魚類和農(nóng)產(chǎn)品加工等一體化的循環(huán)農(nóng)業(yè)道路是今后農(nóng)業(yè)展壯大和建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村提供強(qiáng)有力的保證，實(shí)現(xiàn)自然環(huán)境、水土資源和社會(huì)環(huán)境的改善。胡家塘水庫(kù)運(yùn)行至今已產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。但由于大壩險(xiǎn)情不斷，且日趨惡化，已無(wú)法保證大壩的運(yùn)行安全。為使工程能正常運(yùn)行，充分發(fā)揮其效益，確保當(dāng)?shù)厝嗣裆?cái)產(chǎn)的安全，需盡快對(duì)胡家塘水水庫(kù)正常蓄水位為43.11m（相對(duì)高程，下同），正常庫(kù)容為9.25萬(wàn)m3；設(shè)計(jì)洪水位不均，局部礫石集中，致使土層難以密實(shí)，孔隙大，滲透水較強(qiáng)，故產(chǎn)生壩體外坡散因：壩基底部含礫石與草根，致使接觸部土孔隙較大，導(dǎo)致庫(kù)水沿壩體與壩基接觸界庫(kù)區(qū)附近沒(méi)有砂石料源，需外購(gòu)，建議就近購(gòu)買。工字灣塊石料場(chǎng)購(gòu)買，巖性為花崗巖，巖石致密堅(jiān)硬，抗風(fēng)化從水庫(kù)抽取使用，無(wú)需采取凈化措施。施工期用電采夏季為低緯海洋暖濕氣團(tuán)所盤踞，溫高濕重。夏季之交雨面積為0.85km2,求得本流域多年平均入庫(kù)水量為53.63萬(wàn)m3。標(biāo)準(zhǔn)和要求，經(jīng)專家現(xiàn)場(chǎng)查勘及綜合評(píng)定，工程存在的主要問(wèn)題綜述及安全狀況認(rèn)定胡家塘水庫(kù)壩址位于湘陰縣樟樹鎮(zhèn)白梅村,屬湘水系。控制集雨面積為0.85km2，南省暴雨洪水查算手冊(cè)》圖一中查得該流域?qū)俦┯暌恢赂鶕?jù)湘陰縣氣象站1971~2010年共），表1湘陰縣氣象站1971—2010年共計(jì)40年實(shí)測(cè)降雨資料統(tǒng)計(jì)Table1Xiangyincountymeteorologicalstation,1971~2010,atotalof40years,measuredrainfalldatastatistics年份年份5.2777.47.772.15.1748.76.672.48.1666.67.245.57.308.575.87.191.09.778.27.178.2871.58.892.13.3069.26.244.1882.75.167.864.8200075.06.2820018.893.4 8.1320027.217.720035.464.969.520044.78.1320056.2770.3200668.17.2920078.472.89.255.820088.1764.64.2886.820097.2760.27.193.120106.19合計(jì)3906.3平均97.661~6小時(shí)用：Ht=H24×24n3-1×6n2-n3×t1-n26~24小時(shí)用：Ht=H24×24n3-1×t1-n3表2設(shè)計(jì)暴雨參數(shù)及成果表Table2DesignstormparameterandresulttableP(%)2備注Kp(mm)2.25K24點(diǎn)(mm)225.01、統(tǒng)計(jì)參數(shù)H24點(diǎn)面=100.0(mm)H24面(mm)224.6Cv=0.45n20.6510.634Cs=3.5Cvn30.7950.7652、點(diǎn)面關(guān)系系數(shù)a=0.998H1(mm)64.384.13、初損I0=27mmH3(mm)94.4 續(xù)表2P(%)102備注H6(mm)H12(mm)H3-H1(mm)30.041.6H6-H3(mm)25.836.3H12-H6(mm)28.7H24-H12(mm)21.233.8R總φ0.730.73R上(mm)92.9表3設(shè)計(jì)洪水參數(shù)表Table3DesignfloodparameterlistP(%)2備注T(h)2.662.52F=0.85km2ΣQi(m3/s)21.934.0L=0.1.05kmQm/ΣQi0.2560.204J=12‰Qm(m3/s)5.66.9θ=4.78Qm下(m3/s)0.630.47m=0.311W(104m3/s)H0—堰上水頭。表5胡家塘水庫(kù)水位與庫(kù)容及水位與泄量關(guān)系Table5ThewaterlevelofreservoirandthecapacityofHuJiaTangandthewaterlevelanddischargerelationship庫(kù)水位（m）庫(kù)容（104m3）下泄流量（m3/s）備注9.250.00正常蓄水位44.06設(shè)計(jì)洪水位44.222.43校核洪水位圖1胡家塘水庫(kù)水位容積與水位面積關(guān)系曲線Figure1ThewaterlevelofthereservoirwaterlevlandvolumeofHuJiaTangareacurve0.5(Q1+Q2)Δt-0.5(q1+q2)Δt=V2-V1q=f(V)）；調(diào)洪演算采用水利部水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院、水電部天津勘測(cè)設(shè)計(jì)院及新疆水利水電勘測(cè)設(shè)表6水庫(kù)調(diào)洪演算數(shù)值解計(jì)算書Table6Reservoirfloodroutingnumericalcalculation水位(m)水面面積(萬(wàn)m2)水位(m)水面面積(萬(wàn)m2)ZPFZPF39.800.2140.000.8440.5041.0041.502.2542.002.6242.503.2043.004.0043.504.3344.004.6544.504.7945.004.9045.505.01洪水過(guò)程(m3/s):0.044.215.753.622.400.900.800.72防洪下限水位(m)ZM=43.11調(diào)洪起始水位(m)Z0=43.11泄洪起始流量(m3/s)a1Q(0)=0電站常流量(m3/s)下游安全限制泄量(m3/s)QA=500溢洪道數(shù)H0=1變寬變高的泄流孔狀況數(shù)KK1=0變寬的溢洪道狀況數(shù)KK0=0其它泄流方式,水位～泄流量曲線點(diǎn)數(shù)KK2=0表7計(jì)算結(jié)果Table7Results來(lái)水量水位流量河道流量泄洪洞流量溢洪道洪流量泄流孔泄流量變寬溢總流量其它下泄143.294.210.000.160.000.000.000.16243.675.750.000.860.000.000.000.86343.943.620.001.570.000.000.001.57444.042.400.001.850.000.000.001.85544.060.001.920.000.000.001.92644.050.001.890.000.000.001.89744.030.001.810.000.000.001.81843.990.001.710.000.000.001.71943.950.001.590.000.000.001.5943.910.900.001.470.000.000.001.4743.860.800.001.350.000.000.001.3543.820.720.001.240.000.000.001.24Table8表8水庫(kù)調(diào)洪演算數(shù)值解計(jì)算書Reservoirfloodroutingnumericalcalculation水位(m)水面面積(萬(wàn)m2)水位(m)水面面積(萬(wàn)m2)ZPFZPF39.800.2140.000.8440.501.1041.0041.502.2542.002.6242.503.2043.004.0043.504.3344.004.6544.504.7945.004.9045.505.01防洪下限水位(米)Zm=43.11調(diào)洪起始水位(米)Z0=43.11泄洪起始流量(立方米/秒)a1Q(0)=0溢洪道數(shù)H0=1變寬變高的泄流孔狀況數(shù)KK1=0變寬的溢洪道狀況數(shù)KK0=0其它泄流方式,水位～泄流量曲線點(diǎn)數(shù)KK2=0表9計(jì)算結(jié)果Table9Results來(lái)水量水位流量河道流量泄洪洞流量溢洪道洪流量泄流孔泄流量變寬溢總流量其它下泄10.750.000.010.000.000.000.01243.313.290.000.190.000.000.000.19343.707.000.000.930.000.000.000.93444.034.360.000.000.000.00544.173.370.002.260.000.000.002.26644.222.670.002.430.000.000.002.43744.222.220.002.430.000.000.002.43844.200.002.340.000.000.002.34944.150.002.210.000.000.002.210.002.060.000.000.002.0644.060.000.000.000.0043.990.720.000.000.000.00根據(jù)調(diào)洪演算的基本原則和胡家塘水庫(kù)庫(kù)容曲線、泄表10胡家塘水庫(kù)調(diào)洪演算結(jié)果Table10HuJiaTangreservoirfloodregulatingcalculationresults頻率P(%)2最高水位Zm(m)44.2244.06相應(yīng)庫(kù)容Vm（104m3）相應(yīng)泄量qm(m3/s)2.43滯洪庫(kù)容(104m3)5.574.83本次調(diào)洪演算設(shè)計(jì)洪水位為44.06m，相應(yīng)最大下泄1.92m3/s，校核洪水位為擋洪建筑物對(duì)底部高程復(fù)核是抗洪能力復(fù)核的主演內(nèi)容（1）多年平均年最大風(fēng)速W=13.88核的結(jié)論。大壩屬Ⅴ等、?。?）型工程中的5級(jí)建筑物，根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)范》（DL/T5395-2007）中的第7.3條規(guī)定進(jìn)行壩頂y=R+e+式中：y—壩頂超高，m；R—最大波浪在壩坡上的爬高，m；—系數(shù)；mRm—波浪平均爬高（mKΔ—糙率滲透性系數(shù)；Kw—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；表11壩頂超高復(fù)核計(jì)算成果表Table11Tophighcomplexnuclearcalculationresults計(jì)算情況正常運(yùn)用非常運(yùn)用多年平均最大風(fēng)速W(m/s)20.82風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度D（m）210210水域的平均水深Hm（m）3.314.42計(jì)算風(fēng)速W（m/s）水庫(kù)靜水位（m）44.0644.22最大風(fēng)壅水面高度（m）0.0040.002平均波高h(yuǎn)m(m)0.102平均波周期Tm(s)平均波長(zhǎng)Lm（m）4.6933.129平均波浪爬高Rm(m)0.320.21Kp2.25累計(jì)頻率的爬高Rp%(m)0.6020.379安全加高A(m)0.50.5壩頂超高y(m)0.881計(jì)算最低壩頂高程（m）45.16245.101表12水庫(kù)特征水位及相應(yīng)庫(kù)容表Table12Characteristicwaterlevelofreservoirandcorrespondingstoragecapacitytable項(xiàng)目水庫(kù)水位（m）相應(yīng)庫(kù)容（萬(wàn)m3）備注校核洪水位P=2%44.22設(shè)計(jì)洪水位44.06正常蓄水位9.25死水位41.502.78定分析計(jì)算,確定出大壩壩坡滿足規(guī)范要求壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)4.3大壩安全認(rèn)定結(jié)論性意見(jiàn)及主要工①大壩壩體用充填灌漿方法防滲，壩體及壩基接觸面護(hù)坡，校核洪水位以上至壩頂采用草皮護(hù)坡，下游應(yīng)考慮水庫(kù)運(yùn)行中出現(xiàn)的各種不利條件，本滲流計(jì)算斷面及成果見(jiàn)圖。壩體滲流逸出處允許滲流坡降Jcr=(Gs-1)(1-n)（7）J允許=Jcr/Kb；Jcr—土的臨界水力坡降；Gs—土粒密度與水密度之比；n—土體孔隙率；KB—安全系數(shù)，取2.0。根據(jù)土的物理力學(xué)性質(zhì)，臨界滲流坡降Jcr=0.996，允許J=0.498。經(jīng)比較，穩(wěn)260 168059205000596015401950圖2現(xiàn)狀大壩最大斷面滲流及穩(wěn)定計(jì)算簡(jiǎn)圖Figure2Calculationdiagramofmaximumsectionseepageandstabilityofdam圖3現(xiàn)狀大壩穩(wěn)定滲流計(jì)算成果圖（三分之一壩高水位42.50）Figure3Statusquoofdamstabilityseepagecalculation(1/3damhighwaterlevel42.50)圖4現(xiàn)狀大壩穩(wěn)定滲流計(jì)算成果圖（正常蓄水位43.11m）Figure.4Statusquoofdamstabilityseepagecalculation(normalwaterstoragelevel43.11m)根據(jù)大壩壩體滲流計(jì)算結(jié)果，結(jié)合大壩原施工情況、地①該水庫(kù)在壩體施工時(shí)，質(zhì)量控制不嚴(yán)，基底清基不徹底②工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，施工為大量勞動(dòng)力填筑和夯實(shí)，既不小于允許滲流坡降允許J=0.498，大壩不會(huì)發(fā)生滲流破壞。表13大壩壩坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算安全系數(shù)表Table13safetyfactortableforslopestabilitycalculationofdamslope運(yùn)行工況上游水位(m)下游水位(m)地震烈度CxCyDsK備注穩(wěn)定無(wú)水3.7366.5388.242背水坡滲流無(wú)水73.7367.4728.913背水坡期42.50無(wú)水3.5766.3387.2772.064臨水坡42.50無(wú)水73.5766.3387.277臨水坡根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查，結(jié)合大壩原施工情況、大壩運(yùn)行情況以根據(jù)堤壩的灌漿實(shí)踐和理論研究表明，采取壩體充填灌部位帷幕灌漿相結(jié)合的方式，使壩身、山壩結(jié)合處、從而達(dá)到防滲的效果，且該方案技術(shù)先進(jìn)成熟，施工粉質(zhì)粘土區(qū)頂部。帷幕灌漿孔布置第二排充填灌漿軸線上，孔端深入弱透水層2.0m,孔，總進(jìn)尺210m。①粘性土：有機(jī)質(zhì)含量小于2％，可溶鹽含量小于2%;般要求2～3序孔，造孔應(yīng)保證鉛直，偏斜不得大于孔深的2%。應(yīng)用干法造孔，不得大壩壩基帷幕灌漿孔布置在第二排充填灌漿軸線孔為：總計(jì)70孔。布置在帷幕軸線上，一般地段均勻布置④鉆孔必須保證孔向準(zhǔn)確，平正穩(wěn)固，宜埋設(shè)孔口管，鉆機(jī)本設(shè)計(jì)所提供的灌漿基本參數(shù)如：孔深、灌漿壓力①灌漿段長(zhǎng)度灌漿段的長(zhǎng)度是根據(jù)地基的滲透性以及設(shè)備參照過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)并根據(jù)本工程的實(shí)際情況，為確保工程質(zhì)量，要求灌漿段長(zhǎng)度為3.0~②漿壓力灌漿壓力是影響灌漿質(zhì)量的重要因素，以回漿壓力表14帷幕灌漿最大壓力參考值Table14Maximumreferencevalueofcurtaingrouting孔深(m)0～55～1010～1515～2020～25壓力(MPa)0.40.60.8孔深自接觸面算起壩體接觸面的灌漿壓力應(yīng)以不使壩體底部劈開(kāi)或上抬為原在左右岸山壩結(jié)合處上的灌漿壓力最大值取表12中壓力值近，為防壓力過(guò)大擠動(dòng)岸坡，按情況降低最大壓力值，但不小面處的第一灌漿段應(yīng)從最小壓力開(kāi)始，視吸漿表15山壩結(jié)合處灌漿最大壓力參考值Table15maximumreferencepressureofgroutingatdamanddamjunction孔深(m)0～55～1010～1515～2020～25壓力(MPa)0.20.40.60.8孔深地面算起在帷幕灌漿前應(yīng)進(jìn)行壩體與壩基接觸處的接觸灌漿。當(dāng)鉆轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，用干鉆法鉆入基巖0.3～0.5m后提鉆，下放適量摻有管，使基巖孔壁與套管之間被干粘土球堵孔。再改用清水左右套管中。接觸灌漿完成后，應(yīng)待凝24h在正常的灌漿過(guò)程中，符合下列條件者，即可結(jié)束灌漿。全孔灌漿完畢后，采用壓力灌漿法封孔，灌入水灰孔壓水試驗(yàn)檢查，壩體與基巖接觸段及其下一段的透水率的加固工程初步設(shè)計(jì)導(dǎo)則，大壩上游修整至標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)斷面后，砼護(hù)坡范），大壩下游護(hù)坡從壩頂（高程45.50m）至排水棱體頂（高程式中：η—系數(shù)，對(duì)預(yù)制裝配式護(hù)面板取η=0.075；Pw—水的密度，Pw=1t/m3；式中：hm—平均波高，m；T后鋪設(shè)預(yù)制砼六方塊。砼六方塊厚取0.1m。六方塊邊長(zhǎng)0.32）新建行人階梯，使之平順整齊，人行階大壩壩體滲流分析計(jì)算時(shí)，選擇計(jì)算斷面為大壩對(duì)大壩的滲流計(jì)算，主要根據(jù)地質(zhì)勘探資料，大壩建設(shè)和選取大壩地質(zhì)勘探斷面（大壩最大壩高斷面）作有限元滲流分大壩穩(wěn)定滲流計(jì)算成果：正常蓄水位、設(shè)計(jì)洪水經(jīng)計(jì)算，大壩在穩(wěn)定滲流與非穩(wěn)定滲流條件下的最大滲浸潤(rùn)線下游出逸點(diǎn)明顯降低，因此大壩除險(xiǎn)加大壩壩坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算工況按《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（D非穩(wěn)定期計(jì)算：庫(kù)水位從校核洪水位降落至死計(jì)算方法：選取大壩最大橫斷面（亦即壩體滲流計(jì)算分表16大壩壩坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果Table16calculationresultsofdamslopestability運(yùn)行工況上游水位(m)下游水位(m)地震烈度CxDsK備注穩(wěn)定滲流期無(wú)水3.7608.4609.5412.078背水坡無(wú)水73.7608.4609.541背水坡無(wú)水3.7608.4609.5412.030背水坡無(wú)水73.7608.4609.541背水坡續(xù)表16運(yùn)行工況上游水位(m)下游水位(m)地震烈度CxDsK備注驟降期44.221/3壩高無(wú)水無(wú)水無(wú)水無(wú)水73.7603.6083.6083.6088.4606.3906.3906.3909.5467.3387.3387.2782.0122.0551.952背水坡臨水坡臨水坡臨水坡根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL/