1綜合說(shuō)明1.1序言水庫(kù)位于永壽縣監(jiān)軍鎮(zhèn)等駕坡村西漠谷河河道上，距永壽縣城約4km，屬渭河水系漆水河支流漠谷河流域，壩址以上流域面積51.66km2,河道長(zhǎng)度14.63km，比降1.3%，常流量0.1m3/s。水庫(kù)始建于1977年，1980年建成，是一座以灌溉為主，兼有防洪、水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合效益為一體的?、判退畮?kù)，設(shè)施灌溉面積1.3萬(wàn)畝。水庫(kù)原按30年一遇洪水設(shè)計(jì)，200年一遇洪水校核?？値?kù)容408.59萬(wàn)m3，有效庫(kù)容196.59萬(wàn)m3，死庫(kù)容92萬(wàn)m3。1998年永壽縣供水工程規(guī)劃，將水庫(kù)列為水廠的主要補(bǔ)充水源地，年供水130萬(wàn)m3。該庫(kù)建于70年代末期，屬于邊勘測(cè)、邊設(shè)計(jì)、邊施工的“三邊”工程。工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，施工質(zhì)量較差，工程設(shè)施不完善，造成水庫(kù)長(zhǎng)期以來(lái)不能很好發(fā)揮效益，2002年9月水庫(kù)大壩經(jīng)過(guò)安全鑒定，被列為三類病險(xiǎn)水庫(kù)。2003年6月咸陽(yáng)市水利水電建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)院受永壽縣水利局委托，進(jìn)行水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)工作，2003年9月完成初步設(shè)計(jì)并出案上報(bào)。2004年2月根據(jù)陜西省水利水電工程咨詢中心提出的修改意見(jiàn)，對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行修改完善后重新編制本報(bào)告。1.2水文設(shè)計(jì)洪水采用咸陽(yáng)市水文手冊(cè)推薦的經(jīng)驗(yàn)公式法、推理公式法和綜合參數(shù)法計(jì)算，徑流采用徑流系數(shù)法和徑流深法計(jì)算，水庫(kù)來(lái)沙量采用侵蝕模數(shù)法和水庫(kù)淤積資料推算法計(jì)算。設(shè)計(jì)采用成果：30年一遇洪峰流量217m3/s，300年一遇洪峰流量385m3/s；多年平均徑流350萬(wàn)m3，50%水平年305萬(wàn)m3，90%水平年147萬(wàn)m3；水庫(kù)來(lái)沙4.48萬(wàn)m3/年。1.3工程地質(zhì)條件1.3.1土壩工程地質(zhì)條件工程區(qū)位于渭北黃土高原南部邊緣地帶的黃土丘陵溝壑區(qū)，溝谷深切，地形較破碎，黃土源面向南傾斜，高程900~1050m，漠谷河自西北流向東南，河谷狹窄，河曲發(fā)育，谷底寬30~70m，河床漫灘兩岸發(fā)育有一~三級(jí)階地，階地堆積物二元結(jié)構(gòu)清晰，根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（2001）》劃分，工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，地震基本裂度7度。壩基土層分為兩層，上部壤土及含礫壤土，厚5~6m，下部為砂巖，左壩肩土層分別為兩部分，上部高程（900m以上）為三級(jí)階地堆積的黃土狀壤土，弱透水，下部為殘留的二級(jí)階地堆積（高程900以下）為卵石夾砂，滲透系數(shù)k=10~15m/d，強(qiáng)透水。卵（礫）石層頂面高程900m以上庫(kù)區(qū)淤積厚度10~12m，形成天然防滲鋪蓋，減弱了壩肩滲漏，初估當(dāng)庫(kù)水位為921.5m時(shí)，左壩肩繞壩滲漏量Q=400~500m3/d，建議進(jìn)行防滲帷幕灌漿處理。右壩肩土層為黃土狀壤土，屬非濕陷性中壓縮性土，弱透水，工程地質(zhì)性能良好。1.3.2放水建筑物工程地質(zhì)條件⑴涵洞放水涵洞地質(zhì)條件：在進(jìn)口18~62m段基礎(chǔ)土為人工填筑土，可塑~軟塑，承載力fa=130KPa；在62~73m段基礎(chǔ)土為黃土，具濕陷性，濕陷起始?jí)毫sh=135KPa，承載力fa=135KPa；73~102m段基土為黃土，厚4.9m，基礎(chǔ)以下濕陷性厚1.2m，屬非自重濕陷場(chǎng)地，濕陷等級(jí)Ⅰ級(jí)，濕陷起始?jí)毫sh=150KPa。洞基礎(chǔ)位于地下水位以上，承載力fa=150KPa。⑵新建放水塔地基土層由上而下可分為六層：填筑土，厚9~10m，可塑~軟塑，分布高程905m以上，承載力fa=130KPa；黃土厚度3.8~4.0m，軟塑，高程905~901m，承載力fa=135KPa；砂壤土厚0.7m，中密，承載力fa=120KPa；卵石層厚度1.3m，中密，承載力fa=180KPa；粗砂，厚2.3m，中密，承載力fa=200KPa；卵石層厚6.3m，承載力fa=360KPa。1.3.3溢洪道地質(zhì)條件溢洪道進(jìn)口段99m利用原溢洪道，99~284改建，0~284段底板兩側(cè)地基土為黃土狀壤土夾古土壤，承載力fa=180KPa，允許不沖刷流速v=0.6~0.8m/s；284~354段地基為黃土，承載力fa=135KPa；允許不沖刷流速v=0.55~0.6m/s；335~467段，底板地基土層有礫石及粉質(zhì)壤土，厚10m，承載力fa=160KPa，允許不沖流速v=0.6~0.7m/s；粉質(zhì)壤土承載力fa=100~200KPa，允許不沖流速v=0.5~0.6m/s。1.4工程任務(wù)1.4.1水庫(kù)除險(xiǎn)加固任務(wù)是：⑴復(fù)核洪水并確定除險(xiǎn)加固任務(wù)；⑵改建溢洪道使其具有安全通過(guò)設(shè)計(jì)泄量的能力；⑶加固改建放水設(shè)施；⑷完善大壩通訊、交通和大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)施；1.4.2工程規(guī)模本次設(shè)計(jì)確定工程規(guī)模為：水庫(kù)校核洪水位925.30m，總庫(kù)容442.3萬(wàn)m3，正常擋水位921.5m，相應(yīng)的庫(kù)容為288萬(wàn)m3，興利調(diào)節(jié)庫(kù)容105萬(wàn)m3。死庫(kù)容183萬(wàn)m3，滯洪庫(kù)容154.3萬(wàn)m3，水庫(kù)除險(xiǎn)加固后使用年限16年。原樞紐主要建筑物規(guī)模不變。壩頂高程恢復(fù)到原設(shè)計(jì)壩頂高程927.0m，大壩局部加高0.4~2.17m，改造加固溢洪道，設(shè)計(jì)泄量100m3/s，校核泄量181.2m3/s，放水洞進(jìn)行防滲加固，最大放水流量1.23m3/s，相應(yīng)流速1.34m/s，改建臥管進(jìn)口形式為放水塔進(jìn)水。1.5除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)1.5.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252—2000），水庫(kù)為Ⅳ等?。á瘢┬退畮?kù)，防洪標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇洪水設(shè)計(jì)，300年一遇洪水校核，主要建筑物大壩、溢洪道、放水洞按4級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，次要建筑物按5級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。1.5.2溢洪道存在的主要問(wèn)題⑴平面布置不合理，陡坡段（0+263~0+294）存在夾角α=56.5°、半徑R=30m的急轉(zhuǎn)彎道，造成泄流不暢，行洪安全無(wú)法保障，原設(shè)計(jì)彎道消力池已遭破壞。⑵溢洪道中、上段兩岸邊坡陡峻，左岸高10~25m，右岸高5~13m，雨季易發(fā)生岸坡滑塌，淤堵池槽，影響泄洪安全。⑶原漿砌石襯砌損壞嚴(yán)重。⑷溢洪道出口無(wú)消能設(shè)施。1.5.3溢洪道改造方案改造方案保持原溢洪道平面布置不變，拆除原有風(fēng)化失修的漿砌石，重新襯砌；整治泄槽斷面；調(diào)整陡坡段比降；重建一級(jí)消力池；新建二級(jí)消力池及其尾水工程；兩岸邊坡進(jìn)行削坡處理。1.5.4溢洪道加固改造設(shè)計(jì)進(jìn)口段為喇叭型，長(zhǎng)29m，采用反坡，坡比1：100，側(cè)墻邊坡比1：0.5，底寬由21m漸變到16m，M10漿砌石襯砌厚度40cm，溢流堰采用無(wú)坎寬頂堰，堰頂高程921.5m，堰長(zhǎng)10m，堰頂寬16m，采用40cm厚M10漿砌石砌筑。一級(jí)陡坡上段（0+039m~0+138）長(zhǎng)99m，底坡坡比為1:100，底寬16m，梯形斷面，邊坡比1：0.5，C20砼襯砌，底板厚度40cm。一級(jí)陡坡下段（0+138~0+230.8）長(zhǎng)92.8m，底寬由16m變到13m，底坡1：5.5，梯形斷面，邊坡比1：0.5，C20砼襯砌，底板厚度40cm。側(cè)墻及底板表面加Φ10@20×20鋼筋網(wǎng)片，底板下設(shè)橫向排水反濾體，間距10m，縱向布設(shè)φ50排水塑料管，排水入消力池。一級(jí)消力池（0+230.8~0+263）長(zhǎng)32.2m，底寬13m，池深1.7m，復(fù)式斷面，邊坡1：1，C20砼襯砌,池底厚60cm，側(cè)墻及底板表面加Φ10@20×20鋼筋網(wǎng)片。一級(jí)消力池后接二級(jí)陡坡上段，為彎道段:彎道長(zhǎng)31m，轉(zhuǎn)彎半徑31.45m，轉(zhuǎn)角56.5度，底坡1：100，厚40cm，C20砼襯砌并加Φ10@20×20鋼筋網(wǎng)片。二級(jí)陡坡下段長(zhǎng)69m（0+294~0+363），底寬13m，厚40cm，底坡坡比1：5.5，側(cè)墻及底板襯砌與一級(jí)陡坡相同。二級(jí)消力池長(zhǎng)×寬×深為30m×13m×1.4m襯砌與一級(jí)消力池相同。護(hù)坦段長(zhǎng)15m，M10漿砌石襯砌厚40cm，其后為10m長(zhǎng)的鉛絲籠石海漫護(hù)灘。溢洪道總長(zhǎng)418m，沿長(zhǎng)度方向每10m設(shè)伸縮縫一道，縫寬2cm，采用651橡膠止水帶，縫間填瀝青水泥砂漿。1.5.5放水設(shè)施改建與加固處理方案:拆除涵洞進(jìn)口臥管放水設(shè)施,改臥管放水為塔閘放水,對(duì)涵洞內(nèi)側(cè)拱部及部分側(cè)墻裂縫采用M12防水砂漿進(jìn)行填充勾縫處理,涵洞砌石外側(cè)及圍巖采用充填灌漿加固處理,灌漿孔從洞內(nèi)沿洞頂及兩側(cè)共布設(shè)三排,孔距2m,灌漿深度為砌體外1.5m,灌漿材料為水泥漿,二序施工,共布設(shè)132孔,鉆孔總進(jìn)尺250.8m,灌漿總進(jìn)尺198m。放水塔設(shè)計(jì)：放水塔布置在大壩左側(cè)迎水坡上，平面位置見(jiàn)總體平面布置圖XG-01，放水塔為圓型鋼筋砼結(jié)構(gòu)，塔身內(nèi)徑2.6~2.8m，壁厚下段為0.5m，上段為0.4m，放水塔基礎(chǔ)為4根直徑1.0m的鋼筋砼灌注樁，樁長(zhǎng)12.7m，基礎(chǔ)承臺(tái)為圓型鋼筋砼結(jié)構(gòu)，直徑5.6m，厚1.5m，承臺(tái)頂面高程910.00m。放水塔設(shè)工作閘門與檢修閘門各1扇，均為平板鋼閘門，閘門尺寸寬×高為1.0×1.2m，工作閘門與檢修閘門均布置在塔內(nèi)，閘室底板高程910.00m，放水涵洞與放水塔在工作閘門之后相銜接。放水塔內(nèi)設(shè)檢修平臺(tái)，高程923.0m。閘門啟閉機(jī)構(gòu)選用LQ-15t手電兩用螺桿啟閉機(jī)，啟閉機(jī)平臺(tái)高程927m，啟閉機(jī)房為磚混結(jié)構(gòu)，高度4m，建筑面積10.2m2。1.5.6防汛道路布置防汛道路布置于大壩及壩下游右岸坡，道路長(zhǎng)度800m，設(shè)計(jì)為單車道，行車道寬3.5m，土路肩寬度0.5m，道路縱坡3.3%，橫坡2%，坡向兩邊。排水溝設(shè)于路兩邊，斷面為梯形，底寬30cm，深30cm，邊坡比1：1，路基開(kāi)槽凈寬6.0m，路槽邊坡1：0.5。路面為瀝青路面，基層厚20cm，路基原土夯實(shí)，壓實(shí)度達(dá)到0.94以上。1.5.7大壩安全監(jiān)測(cè)根據(jù)土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范SL60-94附錄A，土石壩安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目分類表A，參照Ⅲ級(jí)建筑物擬定該工程大壩的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為巡視檢查，壩體表面變形監(jiān)測(cè)，壩體滲流壓力、滲流量監(jiān)測(cè)，上、下游水位，降水量，氣溫等水文氣象監(jiān)測(cè)。1.6施工組織設(shè)計(jì)1.6.1施工條件水庫(kù)距縣城約4公里，大壩下游約0.8公里處有縣城至甘井鎮(zhèn)公路通過(guò)，該公路與312國(guó)道相接，交通方便。工程施工現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)闊平坦，可滿足建筑材料堆放、施工機(jī)械停放等，原有抽水站多間空房可作倉(cāng)儲(chǔ)生活用房，施工進(jìn)場(chǎng)不便的問(wèn)題，通過(guò)先修建0.8km長(zhǎng)防汛道路，便可得到解決。施工用水可以從水庫(kù)及下游河道提取，生活用水可從原抽水站溝道中提取泉水或從下游水廠拉運(yùn)。施工用電可就近從水庫(kù)左側(cè)下游抽水站引接。通訊線路，可從左側(cè)塬上等駕坡村架線接入。1.6.2建筑材料土料場(chǎng)選在左岸三級(jí)階地上，土質(zhì)較均勻，料場(chǎng)開(kāi)采條件良好，運(yùn)距短，儲(chǔ)量豐富，滿足工程需求。砌石料可從乾縣境內(nèi)峰陽(yáng)鄉(xiāng)五峰山石料場(chǎng)采購(gòu)，其材質(zhì)和儲(chǔ)量均可滿足工程要求，石子可從石料場(chǎng)石碴料代替，砂料用渭河砂，從楊凌砂廠采購(gòu)。工程所需鋼材、木材、水泥等材料，可就近采購(gòu)。1.6.3施工導(dǎo)流由于本工程條件所限，放水洞、放水塔基礎(chǔ)及其塔身下部和土壩迎水坡干砌石護(hù)坡下部施工時(shí)，需將上游河流來(lái)水截蓄兩個(gè)月。擬修建臨時(shí)草土圍堰，圍堰長(zhǎng)度175m，堰高4.3m，頂寬2.0m，梯形斷面，上下游坡均1：1，彩條布防滲。1.6.4施工總體平面布置⑴場(chǎng)內(nèi)施工道路場(chǎng)內(nèi)道路擬布設(shè)兩條，泥結(jié)石路面，寬4m，一條為壩頂?shù)缆?，長(zhǎng)250m，另一條沿溢洪道右側(cè)布設(shè)，長(zhǎng)約350m。⑵生產(chǎn)系統(tǒng)布置砼及砂漿拌合系統(tǒng)：拌合站布置應(yīng)盡量減少砼水平運(yùn)輸距離，保證入倉(cāng)砼質(zhì)量，因此放水塔砼拌合站布置在與放水塔對(duì)齊的壩頂位置，設(shè)2臺(tái)0.4m3砼拌合機(jī)，供放水塔及工作橋砼澆筑。壩體砌石砂漿拌合站布置在壩頂中部，供應(yīng)背水坡排水溝砌石所用砂漿。溢洪道砂漿拌合站布置在溢洪道右側(cè)平臺(tái)，設(shè)兩臺(tái)砂漿拌合機(jī)，一臺(tái)備用。機(jī)械修配及綜合加工廠與砼予制構(gòu)件，放大壩左岸平臺(tái)上，鋼材、木材加工及模板制作放在原抽水站院內(nèi)。⑶生活區(qū)辦公區(qū)布置生活辦公用房可利用原抽水站空房，及在院內(nèi)搭建臨時(shí)用房。1.6.5主體工程施工⑴土方開(kāi)挖采用挖掘機(jī)開(kāi)挖，裝載機(jī)配合裝料，自卸汽車運(yùn)輸，土方回填碾壓采用8t~12t壓路機(jī)碾壓，局部采用蛙式打夯機(jī)配合夯實(shí)，砌石以人工施工為主，場(chǎng)內(nèi)二次轉(zhuǎn)運(yùn)以翻斗車為主，輔以人力車配合。水泥砂漿采用砂漿攪拌機(jī)拌合。砼采用砼攪拌機(jī)拌合，翻斗車運(yùn)輸，插入式與平板式振搗器振搗。⑵放水塔施工放水塔施工工序?yàn)椋轰摻铐殴嘧痘A(chǔ)，塔身砼澆筑，工作橋基礎(chǔ)、排架及Ⅱ型梁砼澆筑，啟閉機(jī)房施工，閘門及啟閉機(jī)安裝。⑶放水涵洞防滲處理對(duì)放水涵洞進(jìn)行全斷面回填灌漿，灌漿孔從洞內(nèi)沿洞頂及兩側(cè)共布設(shè)三排，孔距2m,深度為砌體外1.5m，材料為水泥漿，二序施工，灌漿前應(yīng)進(jìn)行灌漿試驗(yàn)。⑷溢洪道施工溢洪道施工場(chǎng)地開(kāi)闊，可全面鋪開(kāi)，同時(shí)進(jìn)行。施工工序：土方開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，底板漿砌石及砼施工，側(cè)墻漿砌石及砼施工，出口消能工施工。⑸大壩施工迎水坡從淤積高程912.5m起至壩頂進(jìn)行干砌石防護(hù)處理和坡面防滲處理，施工工序：清除草皮，整修坡面，鋪復(fù)合土工防滲布鋪砂礫石反濾層，干砌石護(hù)坡施工。背水坡修復(fù)工程包括三項(xiàng)內(nèi)容：即坡面修復(fù)，排水棱體修復(fù)，排水溝修復(fù)，排水棱體修復(fù)應(yīng)將排水體破壞部分清除，再進(jìn)行修復(fù)施工。坡面排水溝施工工序：拆除舊排水溝，按設(shè)計(jì)要求開(kāi)挖排水溝基礎(chǔ)，排水溝砌體施工。壩頂修復(fù)施工工序：將壩頂沉陷部分恢復(fù)至設(shè)計(jì)高程，在壩頂修20cm厚泥結(jié)石路面。1.6.6施工總進(jìn)度擬定計(jì)劃總工期12個(gè)月，從當(dāng)年8月1日開(kāi)始至來(lái)年7月31日結(jié)束，施工分三個(gè)階段：⑴施工準(zhǔn)備期：工期2個(gè)月，當(dāng)年8月~9月，主要進(jìn)行施工招標(biāo)及前期準(zhǔn)備工作；⑵主體工程施工期：工期9個(gè)月，安排在當(dāng)年10月~來(lái)年6月，進(jìn)行主體工程施工；⑶工程完工期：來(lái)年7月，竣工驗(yàn)收準(zhǔn)備與施工場(chǎng)地清理工作。1.7環(huán)境影響評(píng)價(jià)工程對(duì)自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境的絕大部分環(huán)境因子無(wú)不利影響，對(duì)少部分環(huán)境因子有不利影響，且都以施工期暫時(shí)影響為主，這些不利影響都可以采取措施予以減免。除險(xiǎn)加固工程永久占地5畝，臨時(shí)占地10畝，永久占地和臨時(shí)占地賠償共計(jì)53000元，棄土方40000m3，指定棄土場(chǎng)棄土造田增加費(fèi)用50000元，建立水量、水位、水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)費(fèi)用1萬(wàn)元。環(huán)境影響投資估算總計(jì)11.3萬(wàn)元。1.8工程管理成立水庫(kù)管理站，隸屬永壽縣水利局，編制定員12人。新建管理辦公用房建筑面積100m2；占地360m2，圍墻86m。因庫(kù)區(qū)管理站遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，為保證通訊通暢、防汛信息及時(shí)傳送，管理站增設(shè)防汛電臺(tái)1部、電話1部、配置工具汽車一輛，摩托車二輛，以滿足工程管理需要。1.9工程概算與經(jīng)濟(jì)效益工程總計(jì)挖土方4.83萬(wàn)m3，填土方0.97萬(wàn)m3，水泥砂漿砌塊石1048m3，干砌塊石與鉛絲籠石2802m3，澆筑砼3482m3，消耗鋼材66T，木材55m3，水泥1027T，概算投資546.72元。工程經(jīng)濟(jì)計(jì)算期32年，恢復(fù)有效灌溉面積1.2萬(wàn)畝，給縣城年供水127.8萬(wàn)m3，經(jīng)分析計(jì)算，經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值267.5萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益費(fèi)用比1.38，國(guó)民經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率16.3%。2工程概況2.1工程現(xiàn)狀水庫(kù)位于永壽縣監(jiān)軍鎮(zhèn)等駕坡村西的漠谷河河道上。壩址距縣城4km，是一座具有防洪、供水、灌溉功能的?、判退畮?kù)，總庫(kù)容408.59萬(wàn)m3，有效庫(kù)容196.59萬(wàn)m3，滯洪庫(kù)容120萬(wàn)m3，死庫(kù)容92萬(wàn)m3，已淤積庫(kù)容112萬(wàn)m3，壩前淤積高程912.5m。該庫(kù)于1977年10月動(dòng)工修建，1980年竣工，運(yùn)用至今。水庫(kù)樞紐由大壩、溢洪道、放水洞三大部分組成。大壩為均質(zhì)土壩，原設(shè)計(jì)壩高31m，壩頂長(zhǎng)260m，壩頂寬7.5m，壩基寬172.2m。大壩迎水坡分為三級(jí)，平均坡比1：3，干砌塊石護(hù)坡；背水坡分為三級(jí)，平均坡比1：2.5，草皮護(hù)坡。壩后采用棱柱式堆石排水體，排水體頂寬1m，高4.2m，坡比1：1.5。原設(shè)計(jì)壩頂高程927m，經(jīng)2003年7月實(shí)測(cè)，局部壩頂高程為924.83m~926.6m，比設(shè)計(jì)壩高低0.4m~2.17m。溢洪道位于大壩左岸的土基上，全長(zhǎng)458m，梯形斷面，漿砌石襯砌，底寬16m~13m，側(cè)墻高3.6m，邊坡比1:0.25~0.6。溢洪道由喇叭形進(jìn)口、寬頂堰、緩流段和陡坡段組成。堰頂高程921.5m，堰寬16m，堰長(zhǎng)10m，堰后緩流段底坡1:200，緩流段下接一級(jí)陡坡，底坡1:7.3。一級(jí)陡坡消力池位于半徑R=30m，弧心角α=56.5°的彎道段，消力池長(zhǎng)×寬×深=25×15×1.7m，現(xiàn)已沖毀。消力池下接二級(jí)陡坡，底坡1：10，出口未建消能工，出口河道高程893.76m，設(shè)計(jì)最大泄量224m3/s。放水洞位于壩左肩，臥管取水，洞進(jìn)口高程910.0m，洞長(zhǎng)91.5m，斷面為城門洞型，高1.5m，寬1.0m,漿砌片石襯砌，底坡1:200，設(shè)計(jì)放水流量1.23m3/s。該庫(kù)的效益主要是：㈠設(shè)計(jì)抽灌面積1.3萬(wàn)畝，實(shí)際灌溉面積曾達(dá)到0.5萬(wàn)畝（揚(yáng)程131.7m）；㈡規(guī)劃向下游的永壽縣水廠年供水130萬(wàn)m3。該庫(kù)一旦失事，將沖毀下游的水廠、制藥廠抽水站、永~甘公路橋，并危及下游的乾陵水庫(kù)及沿岸數(shù)萬(wàn)名群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。2.2水庫(kù)目前存在的主要問(wèn)題根據(jù)大壩安全鑒定報(bào)告及本次設(shè)計(jì)對(duì)工程實(shí)地勘察調(diào)查分析結(jié)果，水庫(kù)目前存在的主要病害是：⑴防洪標(biāo)準(zhǔn)低。一是大壩局部高度比原設(shè)計(jì)壩高低0.4~2.17m，校核洪水可能翻壩。二是溢洪道不能確保設(shè)計(jì)洪水安全通過(guò)。僅能達(dá)到約30年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)。⑵大壩填筑質(zhì)量差，壩體裂縫、塌坑時(shí)有出現(xiàn)。大壩迎水坡護(hù)坡破壞嚴(yán)重，背水坡排水不暢，壩腳排水體幾乎看不見(jiàn)片石砌護(hù)，僅有一些礫卵石堆積。⑶溢洪道泄洪不安全。溢洪道修建于土基上，長(zhǎng)約450m，一級(jí)陡坡消力池位于半徑R=30m、弧心角α=56.5°的彎道段，已被山洪沖毀，完全喪失了消力功能。二級(jí)陡坡下游，即溢洪道出口無(wú)消能工程。溢洪道現(xiàn)有的漿砌石因石塊風(fēng)化、脫落、襯砌面凹凸不平等，幾乎全部不能利用。⑷放水洞取水臥管嚴(yán)重漏水，洞內(nèi)有多處裂縫，距洞出口30~90m段洞頂及部分側(cè)墻出現(xiàn)滲滴水現(xiàn)象，洞頂拱部砌石多處石間縫無(wú)砂漿。⑸大壩無(wú)監(jiān)測(cè)設(shè)施和通訊設(shè)備，無(wú)防汛搶險(xiǎn)道路，放水方式落后。2.3除險(xiǎn)加固的必要性⑴水庫(kù)原設(shè)計(jì)灌溉面積1.3萬(wàn)畝，長(zhǎng)期以來(lái)水庫(kù)帶病運(yùn)行，灌區(qū)用水無(wú)法保證；⑵規(guī)劃向水庫(kù)下游（1.8km）的永壽縣水廠年供水130萬(wàn)m3,現(xiàn)狀工程無(wú)法保證向水廠正常供水；⑶水庫(kù)的安危，涉及其下游水廠、永壽藥廠抽水站、永~甘公路、乾陵水庫(kù)以及沿線數(shù)萬(wàn)人的安全。綜上所述，盡快實(shí)施水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程，對(duì)于促進(jìn)水庫(kù)灌區(qū)人民奔向小康社會(huì)、推進(jìn)永壽縣城市化建設(shè)進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的全面發(fā)展、確保水庫(kù)下游沿岸人民的防洪保安是一項(xiàng)十分緊迫的舉措。3水文3.1流域概況漠谷河屬渭河水系漆水河支流，發(fā)源于永壽縣麻亭鎮(zhèn)、流經(jīng)乾縣、武功、于武功鎮(zhèn)麥河口入漆水河，流域全長(zhǎng)80.6km，流域面積481.7km2，河道比降6.3%。漠谷河流域在60~70年代期間，自上而下共修建了4座水庫(kù),即：永壽縣的水庫(kù)（小⑴型），乾縣的乾陵水庫(kù)（?、判停?老鴉咀水庫(kù)（中型）和大北溝水庫(kù)（中型）。流域在乾陵水庫(kù)以上屬黃土丘陵溝壑區(qū),地面和溝道坡度較大,植被較好。乾陵水庫(kù)以下為黃土臺(tái)塬區(qū)，地面及河道坡度較緩，河床深切、窄深，岸坡高陡，植被稀少，水土流失嚴(yán)重。水庫(kù)位于永壽縣監(jiān)軍鎮(zhèn)等駕坡村的河道上，壩址以上流域面積51.66km2，流域長(zhǎng)度14.63km，河道比降1.3%，1959年在上游東西支溝分別修建了五龍泉和王家溝陂塘,集水面積分別為5.17km2和3.15km2。漠谷河流域?qū)贉嘏瘞Т箨懶约撅L(fēng)氣候，四季冷暖分明，冬季寒冷多風(fēng)，夏季濕熱多暴雨，多年平均降雨量為609.5mm，年最大降雨量857.3mm，年最小降雨量298mm,降雨量年內(nèi)分配不均,7~9月份降雨量占全年50%以上，且多以暴雨形式出現(xiàn)。多年平均蒸發(fā)量1257mm，多年平均氣溫10.8℃，極端最高氣溫38.9℃，極端最低氣溫-18℃，無(wú)霜期207天，多年平均凍土深度56cm，最大凍土深度60cm，最大風(fēng)速18m/s。水庫(kù)壩址以上河道常流量0.1m3/s，徑流主要由降雨形成。3.2水文資料水庫(kù)所在的漠谷河流域內(nèi)無(wú)水文測(cè)站，屬無(wú)資料地區(qū)，故本次壩址處徑流和設(shè)計(jì)洪水計(jì)算，采用咸陽(yáng)市水文手冊(cè)（以下簡(jiǎn)稱手冊(cè)）推薦的推理公式法、綜合參數(shù)法和經(jīng)驗(yàn)公式法進(jìn)行計(jì)算。水庫(kù)上游東西支溝修建的五龍泉和王家溝陂塘，由于集水面積小，容積小、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，本次水文計(jì)算不計(jì)其影響。3.3徑流徑流計(jì)算采用《手冊(cè)》中徑流深法和徑流系數(shù)法分別計(jì)算分析確定。⑴徑流深法計(jì)算公式:W=Y·F/10式中：W—流域多年平均徑流量（萬(wàn)m3);Y—流域平均年徑流深（mm）,Y=71mm;F—流域面積（km2）,F=51.66km2;經(jīng)計(jì)算：W=366.8萬(wàn)m3。⑵徑流系數(shù)法：計(jì)算公式：W=a·1000·F·H式中：a—徑流系數(shù)，查知a=0.11；H—多年平均年降水量（mm），查知H=600mm；W、F—意義同前；計(jì)算得：W=341萬(wàn)m3。根據(jù)上述兩種方法計(jì)算結(jié)果確定水庫(kù)多年平均徑流量為350萬(wàn)m3。⑶設(shè)計(jì)年徑流量從《手冊(cè)》中查得流域內(nèi)Cv=0.56，Cs=2.5Cv，不同頻率的年徑流量分別為：W50%=305萬(wàn)m3，W75%=207萬(wàn)m3,W90%=147萬(wàn)m3,W95%=119萬(wàn)m3。⑷徑流月分配采用鄰近流域漆水河好寺河站典型年徑流月分配比例進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：設(shè)計(jì)年徑流月分配表表3-1單位：萬(wàn)m33.4洪水3.4.1經(jīng)驗(yàn)公式法采用公式：QP=KP·Fn公式：QP—重現(xiàn)期為P的設(shè)計(jì)洪峰流量（m3/s）；F—設(shè)計(jì)流域面積，51.66km2；KP—重現(xiàn)期為P的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)；n—指數(shù)；設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果表（經(jīng)驗(yàn)公式法）表3-23.4.2由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水—推理公式法⑴設(shè)計(jì)暴雨因水庫(kù)控制流域面積51.66km2，小于300km2，按《手冊(cè)》規(guī)定，取設(shè)計(jì)點(diǎn)暴雨歷時(shí)為12小時(shí)，由《手冊(cè)》查得流域幾何中心不同歷時(shí)1、3、6、24小時(shí)最大點(diǎn)暴雨量均值Hi及變差系數(shù)CV，取CS=3.5CV，查皮一Ⅲ型曲線得模比系數(shù)KP值，由公式Htp點(diǎn)=Kp·Ht，求各頻率的設(shè)計(jì)點(diǎn)暴雨量。其中H12p=（H24p·H6p）0.5。各歷時(shí)點(diǎn)暴雨參數(shù)表表3-3各歷時(shí)點(diǎn)暴雨量成果表表3-4單位：mm各歷時(shí)面暴雨量計(jì)算公式：Htp面=αt·Htp點(diǎn)式中：αt=1/（1+at·F）btHtp面—設(shè)計(jì)歷時(shí)為t的設(shè)計(jì)頻率的面雨量(mm)；Htp點(diǎn)—設(shè)計(jì)歷時(shí)為t的設(shè)計(jì)頻率的點(diǎn)雨量(mm)；αt—暴雨歷時(shí)為t的點(diǎn)面折減系數(shù)；F—流域面積（km2）；at、bt—參指數(shù)。各歷時(shí)面暴雨量成果表表3-5單位：mm設(shè)計(jì)暴雨的時(shí)程分配：采用《手冊(cè)》中同頻率分時(shí)段控制概化雨型表進(jìn)行推算。暴雨過(guò)程流域形狀修正系數(shù)：γ=1.086F-0.036=0.942流域形狀的時(shí)段改正量ΔH經(jīng)計(jì)算為P=3.3%ΔH=0.5mmP=0.33%ΔH=0.8mm⑵產(chǎn)流計(jì)算根據(jù)《手冊(cè)》產(chǎn)流過(guò)程按超滲產(chǎn)流模型計(jì)算，流域土壤最大蓄水量100mm，取設(shè)計(jì)前期影響雨量Pa=50mm，求出不同歷時(shí)的土壤含水量和入滲率，再由各時(shí)段的面雨量和對(duì)應(yīng)時(shí)段的入滲量推求產(chǎn)流過(guò)程。在產(chǎn)流過(guò)程中扣除時(shí)段平均潛流量，即得凈雨過(guò)程。R潛=R總×15%凈雨過(guò)程推求詳見(jiàn)下表：凈雨過(guò)程計(jì)算表3.3%表3-6凈雨過(guò)程計(jì)算表0.33%表3-7⑶洪峰流量計(jì)算流域特征參數(shù)θ計(jì)算公式：θ=匯流參數(shù)m計(jì)算公式：m=1.34θ0.578hR-0.514流域匯流時(shí)間τ計(jì)算公式：τ=0.278L/mJαQmβ歷時(shí)為t的洪峰流量公式：Qt=0.278Fht/t上列各式中：F—流域面積(km2)，51.66km2；L—流域長(zhǎng)度(km)，14.63km；J—沿流程L的平均比降，1.3%；hR—設(shè)計(jì)凈雨量，當(dāng)hR≥70mm時(shí)，采用70mm；ht—相應(yīng)于t時(shí)段的凈雨量(mm)；Qm—洪峰流量(m3/s)；α，β—經(jīng)驗(yàn)性指數(shù)，這里采用：α=，β=；參數(shù)計(jì)算成果表表3-8由公式τ=0.278L/mJαQmβ和Qt=0.278Fht/t采用圖解法進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)洪水計(jì)算圖見(jiàn)圖3-1，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：洪峰流量計(jì)算成果表（推理公式法）表3-93.4.3綜合參數(shù)法采用公式：Qp=C·Hptα·fm·FnQp—不同頻率洪峰流量(m3/s)；F—流域面積(km2)；C、α、m、n—經(jīng)驗(yàn)性參、指數(shù)；Hpt—設(shè)計(jì)頻率某時(shí)段凈雨量（mm）；f—流域形狀系數(shù)，f=；L—流域長(zhǎng)度(km)；計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：洪峰流量計(jì)算成果表（綜合參數(shù)法）表3-103.4.4設(shè)計(jì)洪峰選用水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水，除本次設(shè)計(jì)中進(jìn)行復(fù)核外，該庫(kù)大壩安全鑒定中也做過(guò)復(fù)核計(jì)算，現(xiàn)將兩次洪水計(jì)算成果匯總于后，以比較選用。本次設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果表表3-11單位：m3/s大壩安鑒復(fù)核表3-12單位：m3/s另外，從《手冊(cè)》中公布的歷史洪水調(diào)查成果查知，漠谷河乾縣袁家莊斷面，流域面積245km2，1925年8月3日，洪峰流量897m3/s。重現(xiàn)期60年（較可靠），1954年8月16日，流量547m3/s，重現(xiàn)期30年（可靠），由此推得水庫(kù)30年一遇洪峰流量為213m3/s，300年一遇洪峰流量432m3/s。從本次洪水計(jì)算三種方法的結(jié)果來(lái)看，經(jīng)驗(yàn)公式法和綜合參數(shù)法結(jié)果比較接近，但校核洪水峰值偏大，而推理公式法計(jì)算結(jié)果比較適中，且與大壩安鑒洪水復(fù)核的結(jié)果比較接近。由歷史洪水調(diào)查推算的水庫(kù)洪水流量均與綜合參數(shù)法結(jié)果接近。綜上所述，并考慮到《咸陽(yáng)市實(shí)用水文手冊(cè)》中的推理公式法對(duì)小流域洪水計(jì)算有一定的精度，較多的采用了流域的特征值和經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，即代表了區(qū)域洪水的共性，又突出了計(jì)算流域洪水的特性，因此其成果的精度和實(shí)用性較高，所以采用推理公式法求得的設(shè)計(jì)洪水成果值，即：P=3.3%時(shí)Qm=217m3/sP=0.33%時(shí)Qm=385m3/s3.4.5洪水總量采用設(shè)計(jì)流域面積和產(chǎn)流歷時(shí)時(shí)段內(nèi)的凈雨深的乘積求得。計(jì)算公式：W=1000htc·F經(jīng)計(jì)算：W3.3%=242萬(wàn)m3W0.33%=431萬(wàn)m33.5設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線地面洪水過(guò)程線采用五點(diǎn)概化模式，各參數(shù)如下：Ka=0.11Kb=0.185Kc=0.245kτ=0.210回加潛流采用公式：Q潛max=0.556潛流過(guò)程按等腰三角形疊加，起點(diǎn)與地面徑流過(guò)程對(duì)應(yīng)，峰值則置于地面徑流過(guò)程的終止點(diǎn)。設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線特征值表（3.3%)表3-13注：W=W面+W潛=240.5+72.5=313萬(wàn)m3。校核洪水過(guò)程線特征值表（0.33%）表3-14注：W=W面+W潛=429.6+129.4=559萬(wàn)m3。水庫(kù)洪水過(guò)程線表表3-15設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線見(jiàn)圖3-2。3.6水庫(kù)泥沙⑴按侵蝕模數(shù)法計(jì)算查《手冊(cè)》侵蝕模數(shù)圖，水庫(kù)流域上游侵蝕模數(shù)為500~1000T/km2·年，下游為2000~2500T/km2·年，考慮到水庫(kù)流域大部分為土石山區(qū)，植被較好，采用侵蝕模數(shù)為1500T/km2·年。河流輸沙量：1500×51.66=7.7萬(wàn)t/年泥沙容重取1.4t/m3，來(lái)沙量為5.5萬(wàn)m3/年。⑵按水庫(kù)實(shí)測(cè)淤積量推算水庫(kù)無(wú)排砂條件，其庫(kù)內(nèi)泥沙淤積量可作為推算河流來(lái)砂的依據(jù)。水庫(kù)始建于1977年，1980年建成運(yùn)行，水庫(kù)攔砂從78年開(kāi)始，經(jīng)2003年7月對(duì)水庫(kù)淤積進(jìn)行實(shí)測(cè)，測(cè)得淤積高程為912.5m，淤積量為112萬(wàn)m3，計(jì)算得年平均淤積量為4.48萬(wàn)m3。此值與侵蝕模數(shù)法計(jì)算數(shù)值相差不大，因此確定水庫(kù)上游河道來(lái)砂量按4.48萬(wàn)m3/年計(jì)算。4工程地質(zhì)本階段地質(zhì)勘察工作，共布設(shè)鉆孔4個(gè)，進(jìn)深150.5m，探井11個(gè)，進(jìn)深89m，取原狀土樣47組，擾動(dòng)土樣及砂卵石樣各2組，水樣3組；三軸試驗(yàn)（CU）8組，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)44次，重（2）型試驗(yàn)15次；水位觀測(cè)8次，測(cè)放坑孔18次，測(cè)繪庫(kù)區(qū)地質(zhì)平面圖(1:10000)13km2，壩址區(qū)地質(zhì)平面圖(1:1000)0.4km2，地質(zhì)剖面圖(1:500)1.7km。下面就主要工程地質(zhì)條件作以簡(jiǎn)要闡述：4.1區(qū)域地質(zhì)概況工程區(qū)位于渭北黃土高塬南部邊緣地帶的黃土丘陵溝壑區(qū)，溝谷深切，地形較破碎，黃土塬面向南傾斜，高程900~1050m，漠谷河自西北流向東南，河谷狹窄，河曲發(fā)育，谷底寬30~70m，河床漫灘兩岸發(fā)育有一~三級(jí)階地，階地堆積物二元結(jié)構(gòu)清晰。上部黃土、壤土，下部砂、卵（礫）石。區(qū)域地層出露由老到新為：奧陶系下統(tǒng)（01），二疊系上統(tǒng)孫家溝組（P2S），三疊系中統(tǒng)銅川組（T2t）及第四系（Q）。工程區(qū)位于鄂爾多斯臺(tái)拗南緣，屬祁呂賀山字型構(gòu)造前弧東翼與秦嶺緯向構(gòu)造體系的復(fù)合部位。對(duì)工程區(qū)穩(wěn)定有影響的全新活動(dòng)斷裂有：岐山—乾縣—富平活動(dòng)斷裂及五峰山—口鎮(zhèn)—西寨活動(dòng)斷裂帶。按《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（2001）》劃分，工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，地震基本烈度7度。區(qū)內(nèi)地下水按含水層巖性為孔隙~裂隙潛水、基巖裂隙水，孔隙~裂隙水含水層巖性為沖積、洪積的壤土、砂壤土、砂卵石層和風(fēng)洪積黃土狀壤土?；鶐r裂隙水含水層巖性為奧陶系下統(tǒng)灰?guī)r、二疊系、三疊系砂泥巖互層。地下水補(bǔ)給來(lái)源主要為大氣降水，排泄于附近的溝谷和河流。4.2庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件水庫(kù)位于黃土高塬南部邊緣的漠谷河上游，水庫(kù)回水1.8km，庫(kù)區(qū)兩岸“V”字型黃土溝壑發(fā)育，地形破碎，沖溝切深60~100m，庫(kù)區(qū)邊坡主要由中更新統(tǒng)黃土狀壤土組成,坡面傾角：近壩區(qū)600m范圍內(nèi)40°~50°，局部大于60°，其它地段30°~40°。庫(kù)區(qū)兩岸地下水類型以第四系松散孔隙~裂隙潛水為主，地下水補(bǔ)給庫(kù)水。庫(kù)區(qū)地形封閉，兩岸黃土塬體寬厚，庫(kù)盆由弱透水的黃土狀壤土構(gòu)成，地下水位高于正常庫(kù)水位，水庫(kù)滲漏問(wèn)題不存在。近壩區(qū)庫(kù)兩岸邊坡較陡，隨著庫(kù)水位升高存在塌岸問(wèn)題，庫(kù)區(qū)上游黃土坡面傾角一般30°~40°，基本穩(wěn)定。根據(jù)工程地質(zhì)類比和預(yù)測(cè)，近壩區(qū)水庫(kù)塌岸寬度一般5~10m，塌岸高度15~20m左右，估算總塌岸量10萬(wàn)m3左右。庫(kù)區(qū)河谷狹窄，無(wú)浸沒(méi)及淹沒(méi)問(wèn)題。水庫(kù)淤積物的主要來(lái)源，一是洪水?dāng)y帶泥沙，二是庫(kù)區(qū)塌岸、滑坡等。4.3水庫(kù)樞紐區(qū)工程地質(zhì)條件樞紐區(qū)河谷呈“U”型發(fā)育，河床及漫灘寬60~100m，高程890~900m左右。河床兩岸發(fā)育有一、二、三級(jí)階地，一、二級(jí)階地呈條帶狀分布，寬20~35m，階面高程：一級(jí)階地901~905m，二級(jí)階地908~915m；三級(jí)階地呈塊狀殘留于河谷凹岸，階面寬150~200m，高程940~960m。一、二級(jí)階地屬內(nèi)疊階地，三級(jí)階地屬侵蝕堆積階地，階地堆積物二元結(jié)構(gòu)清晰。河谷兩岸黃土斜坡高80~90m，坡面傾角30°~45°，基本穩(wěn)定，局部地段大于60°，穩(wěn)定性差。1983年11月庫(kù)水位為918.55m時(shí)，大壩上游左岸200~300m處陡坡地帶曾發(fā)生滑坡，滑坡體寬150~200m，長(zhǎng)80~150m，大部分淹沒(méi)于庫(kù)水位以下，減少庫(kù)容約50萬(wàn)m3，滑坡體滑動(dòng)方向50°~60°，應(yīng)屬水庫(kù)滑坡。樞紐區(qū)地層巖性按巖土工程地質(zhì)特征由新到老可劃分為12個(gè)工程地質(zhì)單元：人工填土(Q4S)，淤泥質(zhì)壤土(Q4l)，粉質(zhì)壤土(Q4col+dl、Q4del)，全新統(tǒng)沖洪積層(Q4al+Pl），壤土（Q4dl+Pl），全新統(tǒng)沖洪積層（Q4lal+Pl），黃土（Q32eol），上更新統(tǒng)沖洪積層（Q3al+Pl），黃土狀壤土（Q2eol+Pl），中更新統(tǒng)沖洪積層（Q2al+Pl），二疊系上統(tǒng)孫家溝組砂巖（P2S）。地質(zhì)構(gòu)造：壩址區(qū)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)斷層，砂巖走向60°~80°,傾向NW,傾角8°~12°。水文地質(zhì)：壩址區(qū)地下水以第四系孔隙潛水為主。河漫灘地下水位埋深0.3~5.0m，含水層以卵（礫）石為主，卵（礫）石層滲透系數(shù)K=10~15m/d；兩壩肩地下水補(bǔ)給河水，含水層巖性上部為黃土狀壤土，下部卵（礫）石層，黃土狀壤土屬弱透水層。河水及地下水對(duì)砼無(wú)腐蝕性。巖土的物理力學(xué)性質(zhì)：土層物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)成果及建議值如表4-1，土的三軸壓縮試驗(yàn)成果匯總?cè)绫?-2，三軸剪切試驗(yàn)應(yīng)力圓和強(qiáng)度包線如圖4-1；因物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)屬小樣本統(tǒng)計(jì)，地質(zhì)建議值的取值原則采用：比重、液限、塑限取小值平均值；含水量、壓縮系數(shù)、滲透系數(shù)取大值平均值；密度、壓縮模量取小值平均值；抗剪強(qiáng)度按照SL274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄三第二節(jié)規(guī)定整理。根據(jù)工程地質(zhì)類比，砂巖屬中硬巖，強(qiáng)風(fēng)化巖體基本質(zhì)量級(jí)別為Ⅳ類，弱風(fēng)化巖體基本質(zhì)量級(jí)別為Ⅲ類。4.4土壩工程地質(zhì)條件4.4.1壩基壩基土層分為兩層，上部（Q4aL+PL）壤土及含礫壤土⑤-1，厚5.0~6.0m；下部為砂巖⑿。壤土⑤-1松軟~軟塑，滲透系數(shù)K=1×10-4cm/s；砂巖表部的強(qiáng)風(fēng)化帶厚2.0m，巖體破碎，①弱風(fēng)化帶巖體比較完整。根據(jù)工程地質(zhì)類比，強(qiáng)風(fēng)化帶巖體基本質(zhì)量級(jí)別為Ⅳ級(jí)，抗剪斷強(qiáng)度f(wàn)'=0.70，c'=0.3MPa-1,E0=200MPa，透水率q≥15LU，中等透水；弱風(fēng)化帶巖體比較完整，②基本質(zhì)量級(jí)別為Ⅳ級(jí)，抗剪斷強(qiáng)度f(wàn)'=0.85，c'=1.0MPa-1，E0=1000MPa，透水率q≤10LU，弱透水。壩基防滲：設(shè)計(jì)采用砼漿砌石截水墻防滲，③槽底寬5m，坡比1:0.83。從ZK2可以鉆孔資料來(lái)看，截水槽地基為弱透水的含礫壤土⑤-1，不存在卵（礫）石層。壩前水庫(kù)淤積的粉質(zhì)壤土厚17~18m，滲透系數(shù)K＜1×10-4cm/s，起到了天然防滲鋪蓋作用，所以壩基滲漏輕微。4.4.2左壩肩左壩肩土層分為兩部分，上部（高程900m以上）為三級(jí)階地堆積的黃土狀壤土⑩-2，屬非濕陷性中壓縮性土，弱透水；下部為殘留的二級(jí)階地堆積，高程900m以下為卵（礫）石夾砂⑨，稍密，滲透系數(shù)K=10~15m/d，強(qiáng)透水。從勘探資料來(lái)看，礫（卵）石夾砂層⑨與三級(jí)階地下部堆積的卵（礫）石⑾連通，形成了左壩肩滲漏通道。卵（礫）石層頂面高程900m以上庫(kù)區(qū)淤積層厚10~12m，形成天然防滲鋪蓋，減少了壩肩繞滲，初估當(dāng)庫(kù)水位為921.5m時(shí)，左壩肩繞壩滲漏量Q=400~500m3/d。建議進(jìn)行防滲帷幕灌漿處理。4.4.3右壩肩右壩肩土層為黃土狀壤土⑩-2，屬非濕陷性中壓縮性土，弱透水，工程地質(zhì)性能良好。4.4.4壩體填筑質(zhì)量⑴土料質(zhì)量大壩填筑土料取自河谷兩岸的黃土（Q3eoL）和黃土狀壤土夾古土壤（Q2ed+pL），根據(jù)探井取樣試驗(yàn)成果，大壩填筑土料質(zhì)量符合SL251-2000《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)范》對(duì)碾壓式均質(zhì)土壩上壩土料質(zhì)量的技術(shù)要求。土料質(zhì)量評(píng)價(jià)表表4-3⑵填筑質(zhì)量2002年6月大壩安鑒時(shí)，壩體共布探孔6個(gè)，取土樣11組，壩體填筑干密度平均值ρd=1.52g/cm3；本次勘察布探坑5個(gè)，取土樣27組，填筑干密度平均值ρd=1.50~1.51g/cm3，水平滲透系數(shù)平均值KH10=5.67×10-5cm/s，垂直滲透系數(shù)平均值KV10=7.01×10-5cm/s。大壩填筑質(zhì)量評(píng)價(jià)見(jiàn)表4-4，可看出大壩填筑質(zhì)量沒(méi)有達(dá)到《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274-2001）及設(shè)計(jì)施工要求。大壩填筑質(zhì)量評(píng)價(jià)表表4-44.5放水建筑物工程地質(zhì)條件⑴涵洞放水涵洞地質(zhì)條件按地質(zhì)剖面圖Ⅲ—Ⅲ′，在水平距離18~62m段基礎(chǔ)土為人工填筑土，可塑~軟塑，承載力fa=130KPa；在62~73m段基礎(chǔ)土為Q32eoL黃土⑧，具濕陷性，濕陷起始?jí)毫Sh=135KPa，承載力fa=135KPa；73~102m段基土為Q3eoL黃土⑧，厚4.9m，基礎(chǔ)以下濕陷性土層厚1.2m，屬非自重濕陷場(chǎng)地，濕陷等級(jí)Ⅰ級(jí)，濕陷起始?jí)毫Sh=150KPa，洞基礎(chǔ)位于地下水位以上，承載力fa=150KPa。⑵新建放水塔放水塔地基土層由上而下可分六層：填筑土①，層厚9~10m，可塑~軟塑，分布高程905m以上，承載力fa=130KPa；黃土⑧，層厚3.8~4.0m，軟塑，分布高程905~901m，承載力fa=135KPa；砂壤土⑨-1，厚0.7m，中密，承載力fa=120KPa；卵（礫）石⑨-3，層厚1.3m，中密，承載力fa=180KPa；粗砂⑨-2，厚2.3m，中密，承載力fa=200KPa；卵（礫）石⑾-3，層厚6.3m，密實(shí)，承載力fa=360KPa。4.6溢洪道地質(zhì)條件改建溢洪道進(jìn)口段99m利用原溢洪道，99~284m新建。溢洪道按底板及兩側(cè)地基土層可分為三段。⑴0~284m段，底板及兩側(cè)地基土層為黃土狀壤土夾古土壤⑩-2，土層無(wú)濕陷性，屬中壓縮性土，承載力fa=180KPa，允許不沖流速V=0.6~0.8m/s；⑵284~335m段，地基土層為黃土⑧，其濕陷起始?jí)毫Sh=135KPa，壓縮系數(shù)α1-2=0.4MPa-1，場(chǎng)地濕陷類型屬非重濕陷性場(chǎng)地，濕陷等級(jí)Ⅰ級(jí)（輕微濕陷），承載力fa=135KPa，允許不沖流速V=0.55~0.60m/s。⑶335~467m段，底板地基土層有礫（卵）石⑦-2及粉質(zhì)壤土⑦-1、⑤-1。礫（卵）石稍密，層厚10m左右，承載力fa=160KPa，允許不沖流速V=0.6~0.7m/s；粉質(zhì)壤土承載力fa=100~200KPa，允許不沖流速V=0.5~0.6m/s。4.7建筑材料土料：土料場(chǎng)選在左岸溢洪道以東的三級(jí)階地上，距壩址150m左右，分布高程940~970m，地形比較平緩，為上更新統(tǒng)風(fēng)積黃土狀壤土夾古土壤，土質(zhì)均勻。料場(chǎng)地下水埋深大于15m，開(kāi)采條件良好，運(yùn)距短，儲(chǔ)量豐富。土料的有關(guān)試驗(yàn)成果及質(zhì)量評(píng)價(jià)見(jiàn)表4-5~表4-8。砂石料：當(dāng)?shù)貨](méi)有砂石場(chǎng)，工程用塊石和石子，可從乾縣峰陽(yáng)鄉(xiāng)五峰山石料場(chǎng)采購(gòu)，其材質(zhì)和儲(chǔ)量均可滿足工程要求；砂料用渭河砂，可從楊凌砂場(chǎng)采購(gòu)。4工程地質(zhì)本階段地質(zhì)勘察工作，共布設(shè)鉆孔4個(gè)，進(jìn)深150.5m，探井11個(gè)，進(jìn)深89m，取原狀土樣47組，擾動(dòng)土樣及砂卵石樣各2組，水樣3組；三軸試驗(yàn)（CU）8組，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)44次，重（2）型試驗(yàn)15次；水位觀測(cè)8次，測(cè)放坑孔18次，測(cè)繪庫(kù)區(qū)地質(zhì)平面圖(1:10000)13km2，壩址區(qū)地質(zhì)平面圖(1:1000)0.4km2，地質(zhì)剖面圖(1:500)1.7km。下面就主要工程地質(zhì)條件作以簡(jiǎn)要闡述：4.1區(qū)域地質(zhì)概況工程區(qū)位于渭北黃土高塬南部邊緣地帶的黃土丘陵溝壑區(qū)，溝谷深切，地形較破碎，黃土塬面向南傾斜，高程900~1050m，漠谷河自西北流向東南，河谷狹窄，河曲發(fā)育，谷底寬30~70m，河床漫灘兩岸發(fā)育有一~三級(jí)階地，階地堆積物二元結(jié)構(gòu)清晰。上部黃土、壤土，下部砂、卵（礫）石。區(qū)域地層出露由老到新為：奧陶系下統(tǒng)（01），二疊系上統(tǒng)孫家溝組（P2S），三疊系中統(tǒng)銅川組（T2t）及第四系（Q）。工程區(qū)位于鄂爾多斯臺(tái)拗南緣，屬祁呂賀山字型構(gòu)造前弧東翼與秦嶺緯向構(gòu)造體系的復(fù)合部位。對(duì)工程區(qū)穩(wěn)定有影響的全新活動(dòng)斷裂有：岐山—乾縣—富平活動(dòng)斷裂及五峰山—口鎮(zhèn)—西寨活動(dòng)斷裂帶。按《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（2001）》劃分，工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.10g，地震基本烈度7度。區(qū)內(nèi)地下水按含水層巖性為孔隙~裂隙潛水、基巖裂隙水，孔隙~裂隙水含水層巖性為沖積、洪積的壤土、砂壤土、砂卵石層和風(fēng)洪積黃土狀壤土?；鶐r裂隙水含水層巖性為奧陶系下統(tǒng)灰?guī)r、二疊系、三疊系砂泥巖互層。地下水補(bǔ)給來(lái)源主要為大氣降水，排泄于附近的溝谷和河流。4.2庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件水庫(kù)位于黃土高塬南部邊緣的漠谷河上游，水庫(kù)回水1.8km，庫(kù)區(qū)兩岸“V”字型黃土溝壑發(fā)育，地形破碎，沖溝切深60~100m，庫(kù)區(qū)邊坡主要由中更新統(tǒng)黃土狀壤土組成,坡面傾角：近壩區(qū)600m范圍內(nèi)40°~50°，局部大于60°，其它地段30°~40°。庫(kù)區(qū)兩岸地下水類型以第四系松散孔隙~裂隙潛水為主，地下水補(bǔ)給庫(kù)水。庫(kù)區(qū)地形封閉，兩岸黃土塬體寬厚，庫(kù)盆由弱透水的黃土狀壤土構(gòu)成，地下水位高于正常庫(kù)水位，水庫(kù)滲漏問(wèn)題不存在。近壩區(qū)庫(kù)兩岸邊坡較陡，隨著庫(kù)水位升高存在塌岸問(wèn)題，庫(kù)區(qū)上游黃土坡面傾角一般30°~40°，基本穩(wěn)定。根據(jù)工程地質(zhì)類比和預(yù)測(cè)，近壩區(qū)水庫(kù)塌岸寬度一般5~10m，塌岸高度15~20m左右，估算總塌岸量10萬(wàn)m3左右。庫(kù)區(qū)河谷狹窄，無(wú)浸沒(méi)及淹沒(méi)問(wèn)題。水庫(kù)淤積物的主要來(lái)源，一是洪水?dāng)y帶泥沙，二是庫(kù)區(qū)塌岸、滑坡等。4.3水庫(kù)樞紐區(qū)工程地質(zhì)條件樞紐區(qū)河谷呈“U”型發(fā)育，河床及漫灘寬60~100m，高程890~900m左右。河床兩岸發(fā)育有一、二、三級(jí)階地，一、二級(jí)階地呈條帶狀分布，寬20~35m，階面高程：一級(jí)階地901~905m，二級(jí)階地908~915m；三級(jí)階地呈塊狀殘留于河谷凹岸，階面寬150~200m，高程940~960m。一、二級(jí)階地屬內(nèi)疊階地，三級(jí)階地屬侵蝕堆積階地，階地堆積物二元結(jié)構(gòu)清晰。河谷兩岸黃土斜坡高80~90m，坡面傾角30°~45°，基本穩(wěn)定，局部地段大于60°，穩(wěn)定性差。1983年11月庫(kù)水位為918.55m時(shí)，大壩上游左岸200~300m處陡坡地帶曾發(fā)生滑坡，滑坡體寬150~200m，長(zhǎng)80~150m，大部分淹沒(méi)于庫(kù)水位以下，減少庫(kù)容約50萬(wàn)m3，滑坡體滑動(dòng)方向50°~60°，應(yīng)屬水庫(kù)滑坡。樞紐區(qū)地層巖性按巖土工程地質(zhì)特征由新到老可劃分為12個(gè)工程地質(zhì)單元：人工填土(Q4S)，淤泥質(zhì)壤土(Q4l)，粉質(zhì)壤土(Q4col+dl、Q4del)，全新統(tǒng)沖洪積層(Q4al+Pl），壤土（Q4dl+Pl），全新統(tǒng)沖洪積層（Q4lal+Pl），黃土（Q32eol），上更新統(tǒng)沖洪積層（Q3al+Pl），黃土狀壤土（Q2eol+Pl），中更新統(tǒng)沖洪積層（Q2al+Pl），二疊系上統(tǒng)孫家溝組砂巖（P2S）。地質(zhì)構(gòu)造：壩址區(qū)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)斷層，砂巖走向60°~80°,傾向NW,傾角8°~12°。水文地質(zhì)：壩址區(qū)地下水以第四系孔隙潛水為主。河漫灘地下水位埋深0.3~5.0m，含水層以卵（礫）石為主，卵（礫）石層滲透系數(shù)K=10~15m/d；兩壩肩地下水補(bǔ)給河水，含水層巖性上部為黃土狀壤土，下部卵（礫）石層，黃土狀壤土屬弱透水層。河水及地下水對(duì)砼無(wú)腐蝕性。巖土的物理力學(xué)性質(zhì)：土層物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)成果及建議值如表4-1，土的三軸壓縮試驗(yàn)成果匯總?cè)绫?-2，三軸剪切試驗(yàn)應(yīng)力圓和強(qiáng)度包線如圖4-1；因物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)屬小樣本統(tǒng)計(jì)，地質(zhì)建議值的取值原則采用：比重、液限、塑限取小值平均值；含水量、壓縮系數(shù)、滲透系數(shù)取大值平均值；密度、壓縮模量取小值平均值；抗剪強(qiáng)度按照SL274-2001《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄三第二節(jié)規(guī)定整理。根據(jù)工程地質(zhì)類比，砂巖屬中硬巖，強(qiáng)風(fēng)化巖體基本質(zhì)量級(jí)別為Ⅳ類，弱風(fēng)化巖體基本質(zhì)量級(jí)別為Ⅲ類。4.4土壩工程地質(zhì)條件4.4.1壩基壩基土層分為兩層，上部（Q4aL+PL）壤土及含礫壤土⑤-1，厚5.0~6.0m；下部為砂巖⑿。壤土⑤-1松軟~軟塑，滲透系數(shù)K=1×10-4cm/s；砂巖表部的強(qiáng)風(fēng)化帶厚2.0m，巖體破碎，①弱風(fēng)化帶巖體比較完整。根據(jù)工程地質(zhì)類比，強(qiáng)風(fēng)化帶巖體基本質(zhì)量級(jí)別為Ⅳ級(jí)，抗剪斷強(qiáng)度f(wàn)'=0.70，c'=0.3MPa-1,E0=200MPa，透水率q≥15LU，中等透水；弱風(fēng)化帶巖體比較完整，②基本質(zhì)量級(jí)別為Ⅳ級(jí)，抗剪斷強(qiáng)度f(wàn)'=0.85，c'=1.0MPa-1，E0=1000MPa，透水率q≤10LU，弱透水。壩基防滲：設(shè)計(jì)采用砼漿砌石截水墻防滲，③槽底寬5m，坡比1:0.83。從ZK2可以鉆孔資料來(lái)看，截水槽地基為弱透水的含礫壤土⑤-1，不存在卵（礫）石層。壩前水庫(kù)淤積的粉質(zhì)壤土厚17~18m，滲透系數(shù)K＜1×10-4cm/s，起到了天然防滲鋪蓋作用，所以壩基滲漏輕微。4.4.2左壩肩左壩肩土層分為兩部分，上部（高程900m以上）為三級(jí)階地堆積的黃土狀壤土⑩-2，屬非濕陷性中壓縮性土，弱透水；下部為殘留的二級(jí)階地堆積，高程900m以下為卵（礫）石夾砂⑨，稍密，滲透系數(shù)K=10~15m/d，強(qiáng)透水。從勘探資料來(lái)看，礫（卵）石夾砂層⑨與三級(jí)階地下部堆積的卵（礫）石⑾連通，形成了左壩肩滲漏通道。卵（礫）石層頂面高程900m以上庫(kù)區(qū)淤積層厚10~12m，形成天然防滲鋪蓋，減少了壩肩繞滲，初估當(dāng)庫(kù)水位為921.5m時(shí)，左壩肩繞壩滲漏量Q=400~500m3/d。建議進(jìn)行防滲帷幕灌漿處理。4.4.3右壩肩右壩肩土層為黃土狀壤土⑩-2，屬非濕陷性中壓縮性土，弱透水，工程地質(zhì)性能良好。4.4.4壩體填筑質(zhì)量⑴土料質(zhì)量大壩填筑土料取自河谷兩岸的黃土（Q3eoL）和黃土狀壤土夾古土壤（Q2ed+pL），根據(jù)探井取樣試驗(yàn)成果，大壩填筑土料質(zhì)量符合SL251-2000《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)范》對(duì)碾壓式均質(zhì)土壩上壩土料質(zhì)量的技術(shù)要求。土料質(zhì)量評(píng)價(jià)表表4-3⑵填筑質(zhì)量2002年6月大壩安鑒時(shí)，壩體共布探孔6個(gè)，取土樣11組，壩體填筑干密度平均值ρd=1.52g/cm3；本次勘察布探坑5個(gè)，取土樣27組，填筑干密度平均值ρd=1.50~1.51g/cm3，水平滲透系數(shù)平均值KH10=5.67×10-5cm/s，垂直滲透系數(shù)平均值KV10=7.01×10-5cm/s。大壩填筑質(zhì)量評(píng)價(jià)見(jiàn)表4-4，可看出大壩填筑質(zhì)量沒(méi)有達(dá)到《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274-2001）及設(shè)計(jì)施工要求。大壩填筑質(zhì)量評(píng)價(jià)表表4-44.5放水建筑物工程地質(zhì)條件⑴涵洞放水涵洞地質(zhì)條件按地質(zhì)剖面圖Ⅲ—Ⅲ′，在水平距離18~62m段基礎(chǔ)土為人工填筑土，可塑~軟塑，承載力fa=130KPa；在62~73m段基礎(chǔ)土為Q32eoL黃土⑧，具濕陷性，濕陷起始?jí)毫Sh=135KPa，承載力fa=135KPa；73~102m段基土為Q3eoL黃土⑧，厚4.9m，基礎(chǔ)以下濕陷性土層厚1.2m，屬非自重濕陷場(chǎng)地，濕陷等級(jí)Ⅰ級(jí)，濕陷起始?jí)毫Sh=150KPa，洞基礎(chǔ)位于地下水位以上，承載力fa=150KPa。⑵新建放水塔放水塔地基土層由上而下可分六層：填筑土①，層厚9~10m，可塑~軟塑，分布高程905m以上，承載力fa=130KPa；黃土⑧，層厚3.8~4.0m，軟塑，分布高程905~901m，承載力fa=135KPa；砂壤土⑨-1，厚0.7m，中密，承載力fa=120KPa；卵（礫）石⑨-3，層厚1.3m，中密，承載力fa=180KPa；粗砂⑨-2，厚2.3m，中密，承載力fa=200KPa；卵（礫）石⑾-3，層厚6.3m，密實(shí)，承載力fa=360KPa。4.6溢洪道地質(zhì)條件改建溢洪道進(jìn)口段99m利用原溢洪道，99~284m新建。溢洪道按底板及兩側(cè)地基土層可分為三段。⑴0~284m段，底板及兩側(cè)地基土層為黃土狀壤土夾古土壤⑩-2，土層無(wú)濕陷性，屬中壓縮性土，承載力fa=180KPa，允許不沖流速V=0.6~0.8m/s；⑵284~335m段，地基土層為黃土⑧，其濕陷起始?jí)毫Sh=135KPa，壓縮系數(shù)α1-2=0.4MPa-1，場(chǎng)地濕陷類型屬非重濕陷性場(chǎng)地，濕陷等級(jí)Ⅰ級(jí)（輕微濕陷），承載力fa=135KPa，允許不沖流速V=0.55~0.60m/s。⑶335~467m段，底板地基土層有礫（卵）石⑦-2及粉質(zhì)壤土⑦-1、⑤-1。礫（卵）石稍密，層厚10m左右，承載力fa=160KPa，允許不沖流速V=0.6~0.7m/s；粉質(zhì)壤土承載力fa=100~200KPa，允許不沖流速V=0.5~0.6m/s。4.7建筑材料土料：土料場(chǎng)選在左岸溢洪道以東的三級(jí)階地上，距壩址150m左右，分布高程940~970m，地形比較平緩，為上更新統(tǒng)風(fēng)積黃土狀壤土夾古土壤，土質(zhì)均勻。料場(chǎng)地下水埋深大于15m，開(kāi)采條件良好，運(yùn)距短，儲(chǔ)量豐富。土料的有關(guān)試驗(yàn)成果及質(zhì)量評(píng)價(jià)見(jiàn)表4-5~表4-8。砂石料：當(dāng)?shù)貨](méi)有砂石場(chǎng)，工程用塊石和石子，可從乾縣峰陽(yáng)鄉(xiāng)五峰山石料場(chǎng)采購(gòu)，其材質(zhì)和儲(chǔ)量均可滿足工程要求；砂料用渭河砂，可從楊凌砂場(chǎng)采購(gòu)。6除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)6.1設(shè)計(jì)依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)本次設(shè)計(jì)以國(guó)家有關(guān)規(guī)范、《水庫(kù)安全鑒定報(bào)告》及地質(zhì)勘察報(bào)告為依據(jù)。根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000），水庫(kù)為Ⅳ等?、判退畮?kù)，防洪標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇洪水設(shè)計(jì)，300年一遇洪水校核，主要建筑物大壩、溢洪道、放水洞按4級(jí)建筑物加固設(shè)計(jì)，次要建筑物按5級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。6.2大壩加固設(shè)計(jì)6.2.1大壩穩(wěn)定計(jì)算大壩穩(wěn)定計(jì)算采用南京水科院《土石壩設(shè)計(jì)軟件包》中的DQB和STAB程序計(jì)算①滲流穩(wěn)定復(fù)核A計(jì)算工況：a、在正常蓄水位921.5m，下游最低水位情況下的穩(wěn)定滲流；b、在庫(kù)水位從正常蓄水位921.5m降落至淤積面912.5m情況下的非穩(wěn)定滲流。B計(jì)算斷面及參數(shù)指標(biāo)計(jì)算斷面選取實(shí)測(cè)土壩最大斷面，壩頂高程為加固恢復(fù)后的原設(shè)計(jì)高程927.0m。壩體土層的滲透系數(shù)由地質(zhì)報(bào)告而得，見(jiàn)表6-1。滲透系數(shù)表表6-1C計(jì)算結(jié)果及分析從滲流計(jì)算成果圖及滲透坡降成果表（表6-2）可以看出：壩體填土的滲透坡降小于允許滲透坡降，滿足規(guī)范要求，大壩整體不會(huì)產(chǎn)生滲透破壞，在正常工作情況下河床壩基單寬滲流量q=2.64m3/m·d。滲透坡降成果表表6-2②壩坡穩(wěn)定復(fù)核A計(jì)算方法：水庫(kù)大壩的穩(wěn)定分析計(jì)算按《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，采用畢肖普法，土體的坑剪強(qiáng)度用有效應(yīng)力法確定，計(jì)算公式如下：K=式中：W—土條重量；V—垂直地震慣性力（向上為負(fù)，向下為正）；U—作用于土條底面的孔隙水壓力；b—土條寬度；α—條塊重力線與通過(guò)此條塊底面中點(diǎn)的半徑之間的夾角；c′、φ′—土條底面的有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)；Mc—水平地震慣性力對(duì)圓心的力矩；R—圓弧半徑。B計(jì)算工況：a、穩(wěn)定滲流期的上、下游壩坡；b、水庫(kù)水位降落期的上游壩坡；c、正常運(yùn)用遇地震的上、下游壩坡；C參數(shù)指標(biāo)：見(jiàn)表6-3。計(jì)算參數(shù)表表6-3土層名稱 干密度(g/cm3) 含水量(%) 濕密度(g/cm3) 飽和密度(g/cm3) 土粒比重 抗剪強(qiáng)度 備注 有效應(yīng)力 總應(yīng)力 c′(KPa) Φ′(°) c′(KPa) Φ′(°) 壩體填土 1.52 20 1.82 1.93 2.70 14 22.1 20 13.3 壩基砂卵石 1.92 9 2.09 2.10 2.60 0 28.8 0 28.8 壩基粉質(zhì)壤土層 1.64 22 2.00 2.00 2.71 44 26.0 44 26.0 壩基砂巖層 2.14 10 2.35 2.30 2.63 300 35.0 300 35.0 壩前淤積土 1.35 37 1.85 1.85 2.70 6 22.7 3 11.3 參考值 D計(jì)算結(jié)果及分析：由穩(wěn)定計(jì)算圖及表6-4可知，大壩上、下游壩坡在各種工況下其最小安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求，因此上、下壩坡是穩(wěn)定的。詳見(jiàn)圖6-1~6。安全系數(shù)成果表表6-4③大壩穩(wěn)定復(fù)核結(jié)論計(jì)算工況 最小安全系數(shù) 規(guī)范規(guī)定安全系數(shù) 穩(wěn)定滲流期 上游坡 1.918 1.25 下游坡 1.397 上游水位降落期 正常蓄水位~淤積面 上游坡 1.287 1.25 穩(wěn)定滲流期+地震 上游坡 1.571 1.10 下游坡 1.20 從滲流計(jì)算結(jié)果看，通過(guò)對(duì)大壩作滲流、穩(wěn)定計(jì)算復(fù)核，壩體滲透坡降滿足規(guī)范要求，壩體不會(huì)發(fā)生滲透破壞。大壩上、下游壩坡穩(wěn)定，大壩設(shè)計(jì)斷面滿足要求，但由于壩體填筑質(zhì)量差，存在有裂縫和塌坑，故不排除局部滲透不穩(wěn)定問(wèn)題。大壩安鑒報(bào)告中提出下游壩坡不安全，經(jīng)分析是因?yàn)槠浣?rùn)線分析計(jì)算有誤而形成的結(jié)論。6.2.2壩體設(shè)計(jì)壩頂加高至原設(shè)計(jì)高程927.0m，局部加高0.4~2.17m，壩頂寬度7.5m，壩頂防汛道路與壩頂同寬，泥結(jié)石路面；壩上游坡設(shè)一級(jí)戧臺(tái)，高程915.3m，寬度1.5m，戧臺(tái)下坡比1：3，以上坡比1：2.5；壩下游坡設(shè)兩級(jí)戧臺(tái)，一級(jí)戧臺(tái)高程905.6m，寬度1.5m，以下坡比1：2.7，以上坡比1：2.5，二級(jí)戧臺(tái)高程915.3m，寬度1.5m，以上至壩頂坡比1:2.0。6.2.3大壩迎水坡原干砌石護(hù)坡已基本破壞，需重新砌護(hù)。設(shè)計(jì)采用30cm厚干砌塊石護(hù)面，下設(shè)15cm厚砂礫石反濾層，反濾層下為防滲土工膜,砌石護(hù)坡從淤積面高程912.5m至壩頂，石料質(zhì)量按規(guī)范要求選用。6.2.4下游壩坡及排水系統(tǒng)下游壩坡經(jīng)穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算，壩坡穩(wěn)定。壩坡排水系統(tǒng)已破壞，壩腳排水棱體損壞嚴(yán)重。設(shè)計(jì)采用M7.5漿砌石全面修復(fù)下游坡橫向及岸坡排水溝；并沿壩坡中部增設(shè)一道縱向排水溝；用干砌塊石修復(fù)排水棱體；對(duì)左壩角的落水坑及沖溝全部采用素土回填夯實(shí)；下游坡植草皮護(hù)坡。6.2.5壩體加固大壩的填筑質(zhì)量沒(méi)有達(dá)到規(guī)范和設(shè)計(jì)、施工要求。壩頂及背水坡探井內(nèi)2m以上均發(fā)現(xiàn)有豎向裂縫，縫寬1~20mm，間距30cm左右，最大深度達(dá)2.6米；在大壩背水坡左壩肩高程915.3~920m處發(fā)現(xiàn)3個(gè)直徑0.6m串珠狀落水洞，下游壩面高程920m以上，普遍有條帶狀蠕變鼓出現(xiàn)象，鼓起高5~30cm。從土工試驗(yàn)資料可以看出，壩體填筑土表部均具有濕陷性，屬非自重濕陷性土，右壩肩及背水坡第二戧臺(tái)的濕陷性土層厚8.9m~10m，其余地段濕陷性土層厚4~8m，這些現(xiàn)象均說(shuō)明壩體填筑質(zhì)量差。壩體表面變形拉裂現(xiàn)象與填筑土的濕陷有關(guān)，針對(duì)壩體的這些問(wèn)題，設(shè)計(jì)對(duì)壩體塌坑，落水洞進(jìn)行開(kāi)挖回填處理，土料與壩體填筑土料相同，壓實(shí)度必須達(dá)到0.96以上。為減小壩體滲漏,降低壩體浸潤(rùn)線,以利壩坡穩(wěn)定,擬在壩體迎水坡干砌石護(hù)坡下鋪一道復(fù)合土工膜防滲布,膜厚0.5mm，兩邊深入左、右壩肩內(nèi)1.0m。6.2.6左壩肩加固根據(jù)地質(zhì)資料，左壩肩高程900m以下為卵（礫）石夾砂層，屬?gòu)?qiáng)透水層。其與三級(jí)階地下部堆積的卵（礫）石層連通，形成了左壩肩繞壩滲漏通道，并存在管涌破壞的可能。初步估計(jì)當(dāng)庫(kù)水位高程921.5m，左壩肩繞壩滲漏量Q=400~500m3/d，占平均徑流量的5.1%，左壩肩繞壩滲漏帶的實(shí)測(cè)水力坡降J=0.14~0.15，卵（礫）石層存在管涌破壞的可能。但考慮到水庫(kù)度已淤積到912.5m，形成了約16.5m厚的粘土鋪蓋也可有效的減少砂卵石層的滲漏，可不考慮左壩肩防滲處理6.3溢洪道加固改造設(shè)計(jì)6.3.1溢洪道存在的主要問(wèn)題根據(jù)大壩安全鑒定報(bào)告地質(zhì)報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)查勘，現(xiàn)狀溢洪道存在的主要問(wèn)題是：⑴平面布置不合理。在一級(jí)陡坡末端(樁號(hào)0+263~0+294)有急轉(zhuǎn)彎道，夾角α=56.5°、半徑R=30m，造成泄洪不暢，水流紊亂，轉(zhuǎn)彎半徑不符合規(guī)范要求。⑵溢洪道中、上段兩岸邊坡陡峻，左岸最高達(dá)25m，右岸高達(dá)13m，邊坡比1:0.2~0.6，局部有掉塊現(xiàn)象。雨季易發(fā)生岸坡滑塌堵塞泄槽，影響泄洪安全。⑶原漿砌石襯砌質(zhì)量差，屬風(fēng)化石，損壞嚴(yán)重。泄槽梯形斷面不規(guī)則，側(cè)墻及底板凹凸不平，偏差0.2~0.6m，砌石勾縫已脫落，襯砌厚度不夠。二級(jí)陡坡段底板大面積淘蝕嚴(yán)重，部分砌石已被沖跨，并有滲水。⑷一級(jí)陡坡末端消力池已被側(cè)向山洪沖毀。⑸二級(jí)陡坡出口無(wú)消能設(shè)施。6.3.2加固改造方案維持原有溢洪道平面位置不變，擬拆除原有風(fēng)化失修的漿砌石襯砌，重新襯砌；整治泄槽斷面；調(diào)整陡坡段比降；重建一級(jí)消力池；新建二級(jí)消力池及其尾水工程；兩岸高邊坡進(jìn)行削坡處理。6.3.3加固改造設(shè)計(jì)①平面布置進(jìn)口段為喇叭口型，底寬21m~16m，長(zhǎng)度29m，反坡，坡比1：100；控制段為無(wú)底坎寬頂堰，底寬16m，長(zhǎng)度10m，堰頂高程921.5m，堰后接一級(jí)陡坡，總長(zhǎng)191.8m，其中上段長(zhǎng)度99m，底寬16m，底坡1：100，下段長(zhǎng)度92.8m，底寬16~13m，底坡1：5.5；一級(jí)消力池長(zhǎng)度32.2m，底寬13m，池深1.7m；二級(jí)陡坡總長(zhǎng)100m，其中上段長(zhǎng)度31m，底寬13m，底坡1：100，下段長(zhǎng)度69m，底寬13m，底坡1：5.5；二級(jí)消力池長(zhǎng)度30m，底寬13m，池深1.4m；池后護(hù)坦長(zhǎng)度15m，底寬13m，底坡1：100，護(hù)坦后為10m長(zhǎng)的海漫段。斷面型式除消力池為復(fù)式斷面外，其余均為梯形斷面，邊坡比除二級(jí)陡坡上段為1：0.7、兩肖力池上部梯形斷面邊坡1：1外，其余斷面邊坡比均為1：0.5。②水力計(jì)算水力計(jì)算按設(shè)計(jì)和校核流量分別計(jì)算。A、控制段：控制段按無(wú)底坎寬頂堰流計(jì)算，詳見(jiàn)本報(bào)告“5.2.3”。B、泄槽：泄槽水力計(jì)算根據(jù)能量方程式，按分段求和法計(jì)算。其中水泥砂漿砌塊石糙率取0.025，砼護(hù)面糙率取0.015。C、消力池：消力池為下挖式，復(fù)式斷面（下部為矩形，上部為梯形），按淹沒(méi)式水躍計(jì)算，淹沒(méi)系數(shù)1.05。水力計(jì)算成果見(jiàn)表6-5。溢洪道水力計(jì)算成果表（校核流量）表6-5樁號(hào) 0+000 0+029 0+039 0+138 0+230.8 0+263 0+294 0+363 0+393 0+408 備注 底寬（m） 21 16 16 16 13 13 13 13 13 13 水深（m） 4.1 3.8 2.31 1.7 0.75 6.7 1.58 0.82 6.34 1.7 流速（m/s） 1.92 2.66 4.58 6.33 18.1 1.65 8.32 16.48 1.77 7.7 ③結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)襯砌高程按校核流量水面線計(jì)算水深加0.5m超高確定。進(jìn)口段、溢流堰段和出口護(hù)坦段，為M10水泥砂漿砌塊石襯砌，底板厚度0.4m，邊墻底部厚0.4m，頂部厚0.3m；一、二級(jí)陡坡段，為C20砼襯砌，底板厚度0.4m，邊墻底部0.3m，頂部0.2m；兩消力池為C20砼襯砌，底板厚度0.6m，下部矩形斷面邊墻按擋土墻設(shè)計(jì)，底部厚度1.0m，頂部厚0.5m，上部梯形斷面邊坡頂襯砌厚度0.2m，底部與擋土墻頂相接；尾水海漫段，為鉛絲籠石，長(zhǎng)度10，厚度1.0m。一級(jí)陡坡下段、二級(jí)陡坡全段和兩消力池、底板和邊坡砼襯砌布設(shè)Φ10@20×20鋼筋網(wǎng)片。溢洪道沿長(zhǎng)度方向每10m設(shè)一道伸縮縫，縫寬2cm，瀝青水泥砂漿填塞，止水材料為651型橡膠止水帶。④排水設(shè)計(jì)陡坡段底板下設(shè)橫向排水反濾體，間距同伸縮縫，縱向設(shè)Φ50排水塑料管，排入消力池。溢洪道邊坡襯砌頂部及高邊坡平臺(tái)處，設(shè)排水溝，橫斷面尺寸0.3m×0.3m。⑤高邊坡削坡高邊坡削坡比1:0.5，高度大于10m時(shí)，每10m留一平臺(tái)，平臺(tái)寬度1.2m，平臺(tái)上坡角處設(shè)排水溝。6.4放水設(shè)施改建與加固6.4.1放水洞存在的主要問(wèn)題放水洞存在的問(wèn)題有：放水洞臥管漏水嚴(yán)重，部分蓋板損壞；在距洞出口30m處洞頂有1條長(zhǎng)8m的縱向裂縫，縫寬2mm；距洞出口35m和38m處分別有寬5mm和2mm的橫向裂縫各1條；距洞出口30~91.5m段洞頂和部分側(cè)墻出現(xiàn)浸水現(xiàn)象，洞頂拱部砌石多處石間縫內(nèi)無(wú)砂漿。6.4.2加固處理方案拆除涵洞進(jìn)口臥管放水設(shè)施，改臥管放水為塔閘放水。對(duì)涵洞內(nèi)側(cè)拱部及部分側(cè)墻用M12防水砂漿進(jìn)行填充勾縫處理。涵洞砌石外側(cè)及圍巖采用充填灌漿加固處理，灌漿孔沿洞軸線及兩側(cè)共布設(shè)3排，孔距2m，灌漿深度為砌體外1.5m，灌漿材料為水泥漿，二序施工。共布設(shè)132孔，鉆孔總進(jìn)尺205.8m，灌漿總進(jìn)尺198m。6.4.3放水塔設(shè)計(jì)放水塔布置在放水洞進(jìn)口的大壩迎水坡上，平面位置見(jiàn)總體平面布置圖XG-01，放水塔為園型C25鋼筋砼結(jié)構(gòu)，塔身高度17m，內(nèi)徑2.6~2.8m，壁厚下段為0.5m，上段為0.4m。放水塔基礎(chǔ)為4根直徑1.0m的C20鋼筋砼灌注樁，樁長(zhǎng)12.7m；基礎(chǔ)承臺(tái)為園型C20鋼筋砼結(jié)構(gòu)，直徑5.6m，厚1.5m，承臺(tái)頂面高程910.00m。放水塔設(shè)工作閘門與檢修閘門各1扇，均為平板鋼閘門，閘門尺寸寬×高=1.0m×1.2m。工作閘門與檢修閘門均布置在塔內(nèi)，底板高程910.00m；放水涵洞與放水塔在工作閘門之后相銜接。放水塔內(nèi)設(shè)檢修平臺(tái)，高程923.0m。閘門啟閉機(jī)均選用LQ-15t手電兩用螺桿啟閉機(jī)，啟閉機(jī)平臺(tái)高程927.0m，啟閉機(jī)房為磚混結(jié)構(gòu)，建筑面積10.2m2，高度4.0m。工作橋與壩軸線垂直布置，橋中線與放水洞軸線夾角16.5°。工作橋?yàn)殇摻铐沤Y(jié)構(gòu)，橋?qū)?m，橋長(zhǎng)42m，共分四跨，橋梁為C25鋼筋砼“Π”型梁，排架為C20鋼筋砼雙立柱排架，排架基礎(chǔ)為C20鋼筋砼放大基礎(chǔ)。放水塔設(shè)計(jì)放水流量為原設(shè)計(jì)流量，即1.23m3/s。水庫(kù)在運(yùn)行過(guò)程中要嚴(yán)格控制閘門開(kāi)度，放水流量不能大于設(shè)計(jì)流量，閘門開(kāi)度范圍根據(jù)庫(kù)水位不同在14~24cm之間。6.5防汛道路設(shè)計(jì)防汛道路布置于大壩及壩下游右岸坡，道路長(zhǎng)度800m，設(shè)計(jì)為單車道，行車道寬3.5m，土路肩寬度0.5m，道路縱坡3.3%，橫坡2%，坡向兩邊。排水溝設(shè)于路西邊，排水溝斷面為梯形，底寬30cm，深30cm，邊坡1:1，路基開(kāi)槽凈寬6.0m，路槽邊坡1:0.5。路面為泥結(jié)石路面，厚20cm，路基原土夯實(shí)，壓實(shí)度達(dá)到規(guī)范要求。6.6大壩安全監(jiān)測(cè)水庫(kù)樞紐工程劃為4等，大壩為該樞紐工程的重要建筑物劃為4級(jí)，大壩為均質(zhì)土壩，根據(jù)土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范SL60-94附錄A土石壩安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目分類表A1，參照Ⅲ級(jí)建筑物擬定該工程大壩的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為巡視檢查，壩體表面變形監(jiān)測(cè)，壩體滲流壓力、滲流量監(jiān)測(cè)，上下游水位、降水量、氣溫等水文氣象監(jiān)測(cè)。6.6.1巡視檢查巡視檢查分為日常巡視檢查、年度巡視檢查和特別巡視檢查三類，工程管理單位應(yīng)根據(jù)該工程的具體情況和特點(diǎn)依據(jù)土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范SL60-94，制定可行的巡視檢查制度，規(guī)定具體的巡視檢查時(shí)間，確定巡視檢查項(xiàng)目?jī)?nèi)容和檢查方法，要求作好巡視檢查記錄和報(bào)告，使巡視檢查制度化和規(guī)范化。6.6.2表面變形監(jiān)測(cè)變形包括豎向位移和水平位移，水平位移包括垂直壩軸線的橫向水平位移和平行壩軸線的縱向水平位移，觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置原則是一點(diǎn)多用，既觀測(cè)豎向位移又觀測(cè)橫向位移和縱向位移，觀測(cè)點(diǎn)橫斷面垂直壩軸線設(shè)置3個(gè)，壩中間部位一個(gè)，左右壩肩底部位各一個(gè)，觀測(cè)點(diǎn)縱斷面平行壩軸線設(shè)置4個(gè)，正常水位部位一個(gè)，下游壩頂部位一個(gè)，壩背坡上、下戧臺(tái)外緣部位各一個(gè)，縱橫斷面交叉處設(shè)置柱式觀測(cè)點(diǎn)，其數(shù)量共12個(gè)，每一縱排觀測(cè)點(diǎn)連線的延長(zhǎng)線兩端穩(wěn)定岸坡上各設(shè)一個(gè)柱式工作基點(diǎn)和墩式校核基點(diǎn)，工作基點(diǎn)共8個(gè)，校核基點(diǎn)共8個(gè)，水準(zhǔn)基點(diǎn)一個(gè)，設(shè)在壩下游1.8km水廠院內(nèi)。豎向位移用水準(zhǔn)法測(cè)量、儀器為水準(zhǔn)儀，橫向水平位移用視準(zhǔn)線法測(cè)量，儀器為經(jīng)緯儀，縱向水平位移用鋼尺測(cè)量。6.6.3滲流壓力、滲流量監(jiān)測(cè)⑴滲流壓力監(jiān)測(cè)滲流壓力觀測(cè)橫斷面與橫向位移觀測(cè)橫斷面相結(jié)合，共布設(shè)橫斷面3個(gè)，壩中間部位一個(gè)，左右壩肩底部位各一個(gè)。每個(gè)橫斷面布設(shè)觀測(cè)鉛直線3條，上游壩頂一條，壩背坡上邊戧臺(tái)內(nèi)邊緣一條，下游排水體前緣一條，共布設(shè)觀測(cè)鉛直線9條。滲流壓力觀測(cè)儀器選用測(cè)壓管，測(cè)壓管埋設(shè)在布設(shè)的觀測(cè)鉛直線部位，采用鍍鋅鋼管，內(nèi)徑50mm，造孔直徑100mm，測(cè)壓管埋深根據(jù)浸潤(rùn)線的最大變幅，布設(shè)到予計(jì)的最低浸潤(rùn)線以下。⑵滲流量監(jiān)測(cè)該壩下游有滲漏水出逸，壩體滲流量觀測(cè)采用沿壩后排水體外坡腳修建導(dǎo)滲水溝，在導(dǎo)滲水溝中間部位修建與導(dǎo)滲水溝垂直的排水溝，在排水溝進(jìn)水口附近修建量水堰測(cè)其壩體滲流量。6.6.4水文氣象監(jiān)測(cè)參照土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范監(jiān)測(cè)項(xiàng)目分類表A1，按照Ⅲ級(jí)建筑物水文氣象監(jiān)測(cè)項(xiàng)目該壩只需對(duì)上、下游水位，降雨量和氣溫進(jìn)行監(jiān)測(cè)。水庫(kù)水位觀測(cè)采用水位標(biāo)尺法，在放水塔上設(shè)置水位標(biāo)尺，定時(shí)觀測(cè)庫(kù)水位變化，作好觀測(cè)記錄。水庫(kù)下游河道水位觀測(cè)采用水位標(biāo)尺法，在溢洪道消力池下游穩(wěn)定河床段設(shè)置水位標(biāo)尺，觀測(cè)下游河道水位。降雨量和氣溫在水庫(kù)管理單位院內(nèi)設(shè)站監(jiān)測(cè)，站內(nèi)設(shè)百頁(yè)箱一個(gè)，箱內(nèi)裝設(shè)直讀式溫度計(jì)，干濕球溫度計(jì)，監(jiān)測(cè)庫(kù)區(qū)氣溫，站內(nèi)裝設(shè)自動(dòng)雨量計(jì)一個(gè)，監(jiān)測(cè)雨量。7施工組織設(shè)計(jì)7.1施工條件7.1.1地理位置及交通條件水庫(kù)位于永壽縣監(jiān)軍鎮(zhèn)等駕坡村西河道上，壩址位于縣城西北方向，距縣城約4公里。大壩下游約0.8公里處有縣城至甘井鎮(zhèn)公路通過(guò)，該公路與312國(guó)道相接，交通方便，能滿足對(duì)外交通運(yùn)輸要求。7.1.2施工場(chǎng)地條件由于本工程為已成工程，施工場(chǎng)地比較開(kāi)闊平坦，壩左岸926高程有一較大平臺(tái)，可滿足建筑材料堆放，施工機(jī)械停放等。左岸下游0.5km處有原抽水站多間空房可作倉(cāng)儲(chǔ)生活用房，還可在抽水站場(chǎng)地修建臨時(shí)住房。目前，沒(méi)有道路通到大壩及庫(kù)區(qū)，施工運(yùn)輸比較困難，擬在大壩右側(cè)修建0.8km長(zhǎng)防汛道路，以解決交通不便問(wèn)題。7.1.3水電供應(yīng)、外購(gòu)材料及通訊條件施工用水可從水庫(kù)及下游河道提取。生活用水可從原抽水站旁溝道中提取泉水，或從下游1.8km處水廠水井處拉運(yùn)。水庫(kù)樞紐目前沒(méi)有通電，施工及生活用電可就近從左側(cè)下游抽水站引接，需架設(shè)低壓供電線路約0.5km。工程所需鋼材、木材、水泥等建筑材料可就近從永壽、乾縣、咸陽(yáng)等市縣采購(gòu)。通訊線路可從左側(cè)塬上等駕坡等村架線接入，需架設(shè)通訊線路約1.5km。7.1.4自然條件工程地處暖溫帶，屬大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，多