工程概況1.1水庫基本概況竹山澗水庫位于都昌縣大港鎮(zhèn)小埠村，距都昌縣城約55km,座落在鄱陽湖水系西河支流上游，地理位置為東經(jīng)116°28'36"，北緯29°31'26"，壩址以上控制流域面積0.3km2，正常蓄水位72.68m（黃海高程，下同），總庫容15.21x104m3，是一座以灌溉為主，兼顧防洪及養(yǎng)殖等綜合效益的?。?）型水庫。工程于1981年7月動工興建，1982年建成并蓄水運行。1.1.1水庫建設(shè)過程及近期加固情況當時由大港公社水利員設(shè)計并負責技術(shù)指導(dǎo)，由公社和大隊組織社員挑土筑壩，實施時邊設(shè)計邊施工，未進行現(xiàn)場勘測，壩基、壩肩抽槽不徹底，填土采用人工填筑和碾壓，密實度未達到要求，施工質(zhì)量較差。（1） 大壩大壩于1981年7月開工興建，1981年12月建成，壩型為粘土心墻壩。（2） 溢洪道溢洪道于1981年7月開工興建，位于大壩右側(cè)，為開敞式土質(zhì)明渠，無閘控制，建成后一直未進行加固。溢洪道明渠段長約40m，底板未襯砌，兩側(cè)邊墻均未襯砌，出口無消能防沖設(shè)施，出口連接排水渠道。（3） 灌溉涵管灌溉涵管于1981年7月建成，位于左側(cè)壩下，為漿砌條石結(jié)構(gòu)，過水斷面尺寸為0.2x0.25m,管壁厚0.15m,管長約45m,進口設(shè)斜臥管控制。建成后已運行近四十余年，至今未對其進行加固改造。1.1.2工程任務(wù)及規(guī)模竹山澗水庫是一座以灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)殖等綜合效益的小(2)型水庫，總庫容15.21x104ms。根據(jù)《水利水電工程等級劃分洪水標準》(SL252-2000)，水庫樞紐工程等級為V等，主要永久性建筑物為5級建筑物，次要建筑物屬5級，設(shè)計洪水標準為20年一遇，校核洪水標準為200年一遇。水庫正常蓄水位為72.68m,設(shè)計洪水位為73.39m，校核洪水位為73.73m，死水位70.43m。1.1.3主要建筑物布置及結(jié)構(gòu)型式水庫樞紐工程工程主要建筑物有大壩、溢洪道及灌溉涵管等大壩大壩為粘土心墻壩，心墻土質(zhì)為礫質(zhì)壤土，壩殼由碎石土料填筑，壩頂高程74.40~76.49m最大壩高11.50m壩頂軸線長115.0m寬3.5~4.5m；大壩心墻頂高程72.30m,頂寬3.0m,底寬10m，截水槽深1.5m。大壩上游坡坡比1:2.80~1:3.20，無護坡；下游坡坡比為1:2.50~1:2.75,無護坡，壩后無排水設(shè)施。溢洪道溢洪道為開敞式明渠，無閘控制，溢洪道明渠段長約40m,進口高程70.73m~72.68m,過流底寬4.0m~5.0m,底板未襯砌，兩側(cè)邊墻均未襯砌，出口無消能防沖設(shè)施，出口連接排水渠道。過流斷面不規(guī)整，沖淤嚴重。(3)壩下涵管壩下涵管為漿砌條石結(jié)構(gòu)過水斷面尺寸為0.2x0.25m,管壁厚0.15m,管長約45m,進口設(shè)斜臥管，采用斜涵木塞控制。進口底板高程70.43m,出口底板高程66.48m。涵管管身整體性差，砌筑砂漿老化脫落，斜臥管老化裂縫，漏水嚴重。1.3除險加固的主要內(nèi)容根據(jù)工程存在的問題，安全評估的結(jié)論及有關(guān)工程設(shè)計標準和規(guī)范規(guī)程，擬定的竹山澗水庫工程除險加固的主要內(nèi)容有：(1)大壩：在壩軸線位置對壩體采用沖抓套井回填粘土心墻方案進行防滲處理，增設(shè)壩頂C20砼路面，設(shè)計壩頂高程為75.10m；按規(guī)范要求對上、下游壩坡進行整坡、護坡，其中，上游坡整坡至1:3.0，壩頂高程以下采用厚0.1m的C10砼預(yù)制塊護坡，坡腳設(shè)接坡石；下游坡整坡至1:2.50,排水體以上采用草皮護坡，坡面設(shè)排水溝系，壩腳設(shè)壩體貼坡排水。(2)溢洪道：在溢洪道原址對其進行加固，新建寬頂堰，堰頂高程72.68m,溢流凈寬4.0m；溢洪道兩側(cè)邊坡全程采用重力式和貼坡式砼擋墻襯護，新建引水渠、控制段、泄槽段、消力池。(3)灌溉涵管：挖除原涵管，在原涵管處新建涵管，采用C25現(xiàn)澆鋼筋砼矩型結(jié)構(gòu)，擬建涵管管身尺寸為0.8x1.2m，全長32m，進口底高程70.43m,出口底高程66.48m。進口采用新建斜涵分層取水，沿左側(cè)山坡布置。出口段設(shè)簡易消力池。（4）管理設(shè)施：新建管理房，新建滲漏量及水雨情觀測等。2.1.1水庫流域特征參數(shù)復(fù)核據(jù)小二型水庫登記資料，該水庫的集雨面積為0.3km2，本次水庫除險加固初步設(shè)計階段采用1:10000的航測圖對流域參數(shù)進行了復(fù)核，集雨面積為0.3km2，主河道長為0.53km，河道平均坡降為33.56%。。2.1.3水文氣象條件⑴氣象要素統(tǒng)計竹山澗水庫位于都昌縣大港鎮(zhèn)小埠村，壩址地理位置為東經(jīng)116°17’38”,北緯29°23'54〃，屬亞熱帶東南季風氣候區(qū)，夏季濕熱多雨，冬季風寒天冷。氣溫：年平均氣溫為17.11,最高氣溫39SC,最低氣溫-11.81。蒸發(fā)：年平均相對濕度80%,年平均蒸發(fā)量為1572.5mm。風向、風速：最大風力8級，最大風速為22.5m/s，多年平均最大風速為15.1m/s，風向多為東北風。多年平均降水量為1501.84mm，降雨年內(nèi)分配不均，降雨年際變化也較大。年日照時數(shù)2076.3小時，年無霜期227-300天，多年平均261天。2.2.2洪水標準竹山澗水庫為小(二)型水庫，大壩為粘土心墻壩，總庫容為15.21x104m3，根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)的規(guī)定:本工程等別為IV等小(二)型水庫，永久性主要建筑物為5級，永久性次要建筑物為5級，臨時建筑物為5級，工程的設(shè)計洪水標準為20年一遇，校核洪水標準為200年一遇。表2-3-4 洪峰流量、匯流時間及洪水總量匯總表頻率(％)洪峰(m3/s)匯流時間(h)洪水&量(1^0m3)P=0.59.003.6032.5P=27.003.4829.6P=55.603.4019.4P=104.603.3618.8各頻率洪水調(diào)節(jié)計算成果見表2-4-1。表2-4-1 竹山澗水庫洪水調(diào)節(jié)計算成果表頻率(％)洪峰(m3/s)最大泄量(m/s)水位(m)庫容(10|m3)削減洪峰流量(m3)P=0.59.006.4473.7315.212.36P=27.004.8773.5314.842.13P=55.603.7273.3914.581.88P=104.602.9273.2814.021.683.1概述竹山澗水庫位于都昌縣大港鎮(zhèn)小埠村，有簡易上壩公路。正常蓄水位72.68m,總庫容15.21x104m3，設(shè)計灌溉面積300畝，是一座以灌溉為主，兼有養(yǎng)殖、防洪等綜合利用的小(2)型水庫。3.1.1水庫原施工質(zhì)量及施工情況水庫于1981年7月動工興建，1981年12月完工，溢洪道2010年底維修，但未襯砌，水庫主要建筑物有大壩、溢洪道、輸水涵管等。由于工程建設(shè)初期受當時的施工條件、技術(shù)工藝及環(huán)境等諸多因素的制約，設(shè)計標準偏低，施工質(zhì)量差，工程質(zhì)量存在較多隱患?，F(xiàn)水庫存在的主要問題有：壩基、管壁存在接觸滲漏，壩體無護坡溝，啟閉設(shè)施老化，溢洪道2010年底維修，但未襯砌，下游無消能設(shè)施，無排水通道。水庫大壩屬三類壩，效益無法充分發(fā)揮，防洪保安亦存在較大威脅。3.1.2壩址區(qū)域地質(zhì)1、地形地貌及物理地質(zhì)現(xiàn)象庫區(qū)位于都昌縣北部，大港鎮(zhèn)境內(nèi)，為低山丘陵地區(qū)，庫區(qū)內(nèi)高程37-100m，相對高程在63m左右，屬低矮丘陵地貌。工程區(qū)內(nèi)山體巖石主要表現(xiàn)為強烈的風化剝蝕，山體大多呈圓丘緩坡狀，坡度一般小于30°，區(qū)內(nèi)植被發(fā)育，岸坡為殘坡積地層覆蓋，部分有基巖裸露。庫尾發(fā)育三道河溝，呈“W”狀。河床比降較緩，兩側(cè)岸坡幾近對稱，河谷呈帶狀，淤積松散沖洪積物。2、地層巖性本區(qū)出露的地層主要為第四系全新統(tǒng)沖洪積層；第四系全新統(tǒng)殘坡積層；中元古界雙橋群上亞群粉砂巖、板巖等。第四系全新統(tǒng)沖洪積層（al+pQ）:主要分布于庫區(qū)河溝內(nèi)，主要由庫區(qū)泥質(zhì)板巖的風化產(chǎn)物沖積而成，巖性為含礫粉質(zhì)壤土，黃褐色，可塑狀，層厚約1~2.5m。第四系全新統(tǒng)殘坡積層（el+dlQ）:遍布工程區(qū)，覆蓋于基巖面之上，4巖性為礫質(zhì)粉質(zhì)壤土，暗紅色，見灰白色團塊，含風化角礫，層厚一般0.5~2m。中元古界雙橋群上亞群（Pt22）:板巖、粉砂巖，抗風化能力較差，裸露基巖大多呈全強風化狀。全強風化帶厚5~8m,構(gòu)成庫盆。3、地質(zhì)構(gòu)造及地震工程區(qū)地質(zhì)構(gòu)造單元位于揚子準地臺、江南臺隆、修水~都昌臺陷、都昌穹斷束區(qū)內(nèi)。區(qū)內(nèi)廣泛出露中元古界淺變質(zhì)巖系，下古生界和中生界僅局部殘留?；遵薨檹娏倚纬梢幌盗幸越鼥|西到北東向為主的緊密線性褶皺；覆蓋褶皺微弱，多屬寬展型向斜，且多被斷裂破壞，褶皺軸向分別為近東西向、北東至北北東向。斷裂發(fā)育，主要有兩組：北北東向斷裂和近北東向斷裂。局部有近東西向斷裂出現(xiàn)，但多被兩組斷裂所切錯。據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）之界定，工程區(qū)地震動峰值加速度為0.05g，相應(yīng)地震烈度為VI度，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35s。區(qū)域穩(wěn)定性較好。4、水文地質(zhì)庫區(qū)屬低山丘陵區(qū)河溝，區(qū)內(nèi)地表水系較發(fā)育，徑流較強烈，匯入土塘河，經(jīng)西湖流進鄱陽湖。本區(qū)水文地質(zhì)條件較簡單，地下水類型根據(jù)賦存介質(zhì)及埋藏特性，分為孔隙潛水和基巖裂隙潛水等。（1）孔隙潛水：賦存于第四系沖洪積地層及殘坡積粗顆粒地層中，主要接受大氣降水及地表水補給，向下游河谷低洼地帶徑流排泄。（2）基巖裂隙潛水：賦存于基巖淺部節(jié)理、裂隙密集帶中，其徑流取決于淺層節(jié)理、裂隙發(fā)育連通程度、裂隙充填狀況和巖體的風化程度，主要沿節(jié)理、裂隙密集帶形成富水帶，接受大氣降水及地表水的補給，向下游徑流排泄。地下水埋藏淺，與地表水水力聯(lián)系密切，其徑流與地表水基本一致。地下水動態(tài)類型為徑流型，水量隨季節(jié)性變化明顯。3.3天然建筑材料3.3.1土料本次所選土料場位于水庫下游排得垅村附近的土崗坡地，植被一般;平均運距3km，可開采量約6萬m3，土質(zhì)為黃褐色含礫粉質(zhì)壤土，含水量低，硬可塑，所調(diào)查的土料場貯量完全滿足要求，其物理力學(xué)性質(zhì)指標如F■表所示。LU石性天然含水量W濕密度P干密度Pd飽和密度Psat土粒比重Gs液限塑限Wp塑性指數(shù)Ip擊實實試擊實后試驗最大干密度Pa—'dmax最優(yōu)含水量W剪切壓縮滲透凝聚力C摩擦角(P壓縮系數(shù)%-2壓縮模量E s 滲透系數(shù)K%g/cm3%g/cm3%KPa(o)Mpa-1MPacm/sCL23.61.901.541.972.7033.419.813.61.6822.322.718.80.1829.543.49E-6表3-3-1粘性土料物理力學(xué)性質(zhì)指標碎石土料場位于庫區(qū)，為粉砂巖風化料，儲量豐富，平均運距約0.5~1.0km。3.3.2砂礫料、塊石工程所需砂礫料可到土塘砂石場場購買，質(zhì)量滿足要求，運距約6km塊石到蘇山鄉(xiāng)采石場購買，巖性為花崗巖，質(zhì)地堅硬，質(zhì)量滿足要求，貯量豐富，運距約50km。工程所需天然建筑材料主要是粘性土料、砂礫料、塊石料，粘性土料、在庫區(qū)附近有產(chǎn)地，質(zhì)量滿足設(shè)計要求，開采運輸方便；砂礫塊可到土塘砂場購買，石料需到蘇山鄉(xiāng)石材市場購買，運距約50km。4.2主要加固項目都昌縣水利局組織水工、水文、地質(zhì)等專家成立竹山澗水庫大壩安全評估組，于2009年11月對水庫進行了現(xiàn)場安全檢查和和現(xiàn)場訪談，并進行了大壩安全評估，主要結(jié)論為:（1）水庫按設(shè)計標準不達標準；（2）大壩填筑質(zhì)量差，碾壓不密實，壩體及壩基存在滲漏問題；（3）溢洪道抗沖刷性能較差，出水渠未襯護無法保證洪水安全下泄；（4）壩下涵管蜂窩麻面普遍，多處裂縫漏水嚴重。鑒于該工程存在上述質(zhì)量和安全問題，已嚴重影響水庫大壩運行，根據(jù)“水庫大壩安全鑒定辦法”（水建[2003]271號）第六條大壩安全分類標準及《水庫大壩安全評價導(dǎo)則》（SL258-2000），竹山澗水庫大壩屬三類壩。為確保大壩安全運行，充分發(fā)揮水庫社會效益和經(jīng)濟效益，建議對大壩盡快進行除險加固。該水庫工程除險加固主要內(nèi)容有：1、在壩軸線位置對壩體采用沖抓套井回填粘土心墻方案進行防滲處理，增設(shè)壩頂C20砼路面，設(shè)計壩頂高程為75.10m；按規(guī)范要求對上、下游壩坡進行整坡、護坡，其中，上游坡整坡至1:3.0，壩頂高程以下采用厚0.1m的C10砼預(yù)制塊護坡，坡腳設(shè)接坡石；下游坡整坡至1:2.50，排水體以上采用草皮護坡，坡面設(shè)排水溝系，壩腳設(shè)壩體貼坡排水。（2） 溢洪道：在溢洪道原址對其進行加固，新建寬頂堰，堰頂高程72.68m，溢流凈寬4.0m；溢洪道兩側(cè)邊坡全程采用重力式和貼坡式砼擋墻襯護，新建引水渠、控制段、泄槽段、消力池。（3） 灌溉涵管：挖除原涵管，在原涵管處新建涵管，采用C25現(xiàn)澆鋼筋砼矩型結(jié)構(gòu)，擬建涵管管身尺寸為0.8x1.2m，全長32m，進口底高程70.43m,出口底高程66.48m。進口采用新建斜涵分層取水，沿左側(cè)山坡布置。出口段設(shè)簡易消力池。管理設(shè)施：新建管理房，新建滲漏量及水雨情觀測等。4.2.1工程加固總體布置竹山澗水庫加固設(shè)計壩頂高程為75.00m，最大壩高11.5m，壩頂長115.0m。壩頂寬4.0m，設(shè)置C20砼路面，厚度15cm，下設(shè)砂卵石墊層厚10cm，砼路面寬4.0m，兩側(cè)設(shè)尺寸為20x50x200cm的C15砼路肩石；在壩軸線位置對壩體采用沖抓套井回填粘土心墻方案進行防滲處理，造孔孔徑1.10m，孔距0.85m，深入基巖0.5?1.0m，有效墻厚0.70m，墻頂高程74.75m。對大壩上游坡進行整坡，坡比為1:3.0，壩頂75.0m高程以下采用厚0.1m的砼預(yù)制塊護坡，下設(shè)厚0.1m的粗砂墊層，坡腳設(shè)M7.5漿砌石接坡石；對下游坡進行整坡，坡比為1:2.5，坡面設(shè)排水溝系，66.02m以上坡面采用草皮護坡，以下設(shè)壩體貼坡反濾排水體，頂高程66.02m。溢洪道由進口段、控制段、一級泄槽、二級泄槽、消力池組成，全長55.77m。進口段長2.96m，控制段長6.0m，為開敞式寬頂堰，堰頂高程72.68m，溢流凈寬4.0m，兩側(cè)采用砼重力式邊墻擋護；泄槽段分為兩級泄槽段，其中一級泄槽長34.67m，二級泄槽段長9.1m，兩側(cè)采用貼坡式砼襯護；消力池底板高程69.48m，池長6.0m，寬4.0m，深0.5m，兩側(cè)采用重力式砼襯護。灌溉涵管原址挖除重建，新建灌溉涵管為C25現(xiàn)澆鋼筋砼矩型結(jié)構(gòu)，管身尺寸為0.8x1.2m,管壁厚0.30m，全長36m，進口底高程70.43m,出口底高程66.48m，底部坡降10.97%。在涵管底部設(shè)置厚10cmC10素砼墊層，涵管管身每9m設(shè)一伸縮縫。進口采用新建斜涵分層取水，沿左側(cè)山坡布置，以0.35m一級為C25鋼筋砼結(jié)構(gòu)，斷面尺寸0.6x0.