岳屯水庫除險加固設(shè)計報告(定稿)

綜合說明緒言延安市甘泉縣岳屯水庫位于陜西省延安市甘泉縣西北高哨鄉(xiāng)岳屯村，距縣城12km處。岳屯水庫總庫容218.8萬m3，壩址以上控制流域面積81.5km2，是一座以城鄉(xiāng)供水為主，兼有防汛等綜合效益的小〔1〕型水利工程。該工程1997年建成，水庫原設(shè)計功能為防洪、攔泥淤地。水庫建成運行后，鑒于近年甘泉縣社會經(jīng)濟(jì)開展的需求，其主要功能演變?yōu)槌青l(xiāng)供水，目前已是甘泉縣城區(qū)用水的主要水源之一。岳屯水庫由均質(zhì)土壩、右岸開敞式溢洪道和左岸臥管式進(jìn)口壩下輸水涵管組成。由于建庫時按照防洪和攔泥淤地的功能開發(fā)建設(shè)，僅對壩基主河槽段進(jìn)行了截滲處理，而對兩翼岸坡局部下伏的礫石透水層未進(jìn)行嚴(yán)格的防滲處理，目前作為供水水源調(diào)蓄水量高水位運行時，滲漏問題嚴(yán)重；水庫建設(shè)期受資金困擾，水庫右岸溢洪道僅僅做了局部砌護(hù)，砌石厚度不均，質(zhì)量較差，局部已出現(xiàn)坍塌損毀，而且溢洪道泄槽未與下游河道形成銜接，無法滿足平安泄洪的運行條件，導(dǎo)致該工程一直處于低水位運行，不能滿足城區(qū)用水需求，工程效益難以充分發(fā)揮。延安市水利水保局、甘泉縣水利水保局2023年3月組織對該水庫進(jìn)行現(xiàn)場勘察并委托水利部西北水利科學(xué)研究所對岳屯水庫進(jìn)行了平安鑒定，編制了《延安市甘泉縣岳屯水庫平安鑒定報告》，經(jīng)水利廳建設(shè)管理處組織專家對水庫大壩及評價報告進(jìn)行了認(rèn)真核查，提交了書面核查意見，同意大壩確定為三類壩的鑒定結(jié)論。2023年6月西北水利水電建筑勘察設(shè)計院受甘泉縣水利水保局委托對岳屯水庫進(jìn)行除險加固初步設(shè)計。經(jīng)現(xiàn)場勘察，并根據(jù)《延安市甘泉縣岳屯水庫平安鑒定報告》中的結(jié)論性意見和建議，結(jié)合《延安市甘泉縣岳屯水庫大壩除險加固工程地質(zhì)勘察報告》及安檢階段補充勘探的壩體人工填土工程地質(zhì)資料，本報告對主要建筑物的運行平安進(jìn)行了復(fù)核，確定了加固處理方案和加固處理的初步設(shè)計。工程概況工程建設(shè)及現(xiàn)狀岳屯溝屬于黃河流域北洛河水系一級支流，主溝道全長24.2km，溝道平均比降16.1‰；岳屯水庫壩址以上控制流域面積81.5km2，溝道長度20.0km，平均比降10‰。流域多年平均徑流深25mm，多年平均徑流量173.21萬m3；流域內(nèi)植被良好，屬于輕度水土侵蝕流失區(qū)，年輸沙模數(shù)500～1000T/km2，總輸沙量23.3萬m3。水質(zhì)為無污染純天然水體，十分利于人畜飲用和農(nóng)田灌溉。岳屯水庫岳屯水庫圖1岳屯水庫地理位置圖工程所在流域?qū)俅箨懠撅L(fēng)性氣候，年平均氣溫8.6℃，氣候溫和，春旱多風(fēng)，夏熱多雨，四季交替明顯，無霜期148天。據(jù)流域內(nèi)東溝氣象站實測資料，多年平均降雨量525mm，降雨一般多集中在6～9月，約占全年降雨量的79%，其它月份少雨，全年分布不均，最大凍結(jié)深度80cm甘泉縣岳屯水庫建于洛河右岸支流岳屯溝上、地處甘泉縣城西北12km的高哨鄉(xiāng)岳屯村處，水庫是下游甘泉縣城區(qū)生產(chǎn)生活用水的主要水源，目前也是甘泉縣重點水源保護(hù)區(qū)之一，并且提供下游4500畝農(nóng)田的灌溉用水，對保障今后地方社會經(jīng)濟(jì)開展的用水需求有著舉足輕重的作用。岳屯水庫建成于1997年5月。水庫樞紐由大壩、溢洪道、輸放水工程三局部組成。大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程1070m，壩長133m，壩底寬108.25m,頂寬5.0m，壩高21.6.m。壩后反濾排水采用結(jié)合式棱體排水反濾結(jié)構(gòu)，高3.0m，底寬9.0m，褥墊寬度21m,內(nèi)坡1：1，外坡1：1.5。溢洪道為梯形開敞式明渠，位于大壩右岸，底寬14m，渠底為泥頁巖互層，全長146.6m，校核最大泄流量356.6m3/s。輸放水工程由臥管、消力池、壩下涵管組成，位于壩體左端。臥管為平式單孔的41階砌石結(jié)構(gòu)，階高0.3m；消力池為長3.2m，寬1.2m，高1.6m的砼結(jié)構(gòu)。輸水涵管全長112.2m，采用φ800mm現(xiàn)澆C20鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計最大輸水量水庫設(shè)計正常蓄水位1064.4m，設(shè)計洪水位1067.6m，校核洪水位1068.8m，死水位1056.5m，興利最低水位1054.65m；水庫總庫容218.8萬m3，滯洪庫容107萬m3，調(diào)節(jié)庫容87.8萬m3，死庫容23.3萬m3；目前淤積量37.0萬m3，淤積高程1058.29m。岳屯水庫屬小〔1〕型水庫，主要建筑物為4級。依據(jù)水電部〔64〕防洪標(biāo)準(zhǔn)，按30年一遇洪水設(shè)計，洪峰流量203.0〔原設(shè)計210〕m3/s，洪水總量349.4〔原設(shè)計274〕萬m3。按照300年一遇洪水校核，洪峰流量436〔原設(shè)計355.9〕m3/s，洪水總量602.01〔原設(shè)計446.6〕萬m3。水庫存在的問題水庫建成運行以來，在供水、防汛等方面發(fā)揮了重要作用，但由于水庫壩基有滲漏，壩肩存在繞壩滲漏；溢洪道右邊高邊坡受各種外因剝蝕，近年來一直剝落、坍塌，溢洪道漿砌石側(cè)墻和砼襯砌已出現(xiàn)裂縫、剝落、坍塌現(xiàn)象，出口無消能防沖設(shè)施，一旦下泄洪水勢必危及大壩平安。因此水庫建成以來一直低水位運行，運用方式隨意性大，存在極大的平安隱患，無法正常發(fā)揮效益。水庫一旦失事，可能淹沒耕地2700畝，沖毀鐵路、國道、省道以及鄉(xiāng)村道路5條次合計15km、橋涵7座及635個機(jī)關(guān)單位、賓館、學(xué)校、工礦企業(yè)，直接威脅甘泉縣2.4萬人生命財產(chǎn)的平安和縣城及1000多個機(jī)關(guān)單位、工礦企業(yè)的供水平安。氣象、水文岳屯水庫所屬流域為大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫8.6℃，氣候溫和，春旱多風(fēng)，夏熱多雨，四季清楚，無霜期148天，多年平均降雨量575mm，汛期降雨該水庫以上流域中心的多年平均降水量為575.0mm，頻率為20％、50%、75%、95%的設(shè)計年降水量分別為677.9mm、565.8mm、485.4mm、383.9mm。流域多年平均水面蒸發(fā)量為岳屯水庫控制流域的徑流主要靠降雨補給，汛期洪水總量占年徑流的比例在70%左右，枯水期徑流量很小，多數(shù)年份接近于零。水庫壩址控制流域多年平均年徑流深21.25mm，折合年徑流總量為173.2萬m3，頻率為20％、50%、75%、95%的天然年徑流總量分別為227.4萬m3、157.3萬m3、126.3萬m3、83.9萬m3工程地質(zhì)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造岳屯水庫位于黃河流域北洛河水系一級支流，地處延安市甘泉縣高哨鄉(xiāng)岳屯村岳屯溝；水庫地貌類型為黃土梁狀丘陵溝谷地帶，森林覆蓋面積占52%，全流域面積103.9km2，主溝道全長24.2km，溝道平均比降16.1‰庫區(qū)為黃土梁峁溝壑地形，河谷呈“U〞型，溝底高程1049m，河谷兩岸黃土斜坡不對稱分布，斜坡由第四系粉土、圓礫與下伏三疊系砂巖頁巖組成，梁峁相對溝底高差60～90m，山梁寬厚，無鄰谷低洼地形和構(gòu)造破碎帶，岸坡土石整體性較好、穩(wěn)定，無不良地質(zhì)現(xiàn)象。水庫樞紐區(qū)地下水為第四系沖洪積層潛水和基巖裂隙水兩種類型。壩址屬鄂爾多斯臺向斜東南部，區(qū)內(nèi)無大的斷裂和褶皺發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造簡單，巖層平緩，水平層理發(fā)育，喜山運動對該區(qū)影響甚微，屬于穩(wěn)定地區(qū)。歷史上地震頻率低、震級小，地殼相對穩(wěn)定。壩址工程地質(zhì)條件〔1〕河床段壩基壩址河床高程1049.0m,壩基覆蓋層由粉土和砂礫石組成，厚度4.0～5.5m，其中壩基河床表層有淤泥質(zhì)粉土3.5～4.0m，下部為0.5～1.8m厚圓礫。下伏基巖為砂、頁巖互層，頂板中等風(fēng)化巖體厚0.6～1.0據(jù)勘探的河床壩基工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，岳屯水庫壩基處理雖然采取粘土截水槽防滲，但結(jié)合槽未能完全延伸至兩岸，僅設(shè)置在主河槽位置?！?〕左岸階地主河槽左岸一級階地土層分為兩局部，上部〔高程1054.50m以上〕為二級階地堆積的黃土和砂礫石；其中砂礫石層厚0.8～1.6m，中密,強透水；下部為泥頁巖互層，10m深度范圍透水率q=9.87～11.46Lu，中等透水，弱風(fēng)化〔3〕右岸階地右岸一級階地寬度約50m，上部〔高程1050.5以上〕1.0～8.2m厚度為坡積殘土粉土及礫石層，其中礫石層厚度1.0～4.0m，具強透水性，呈透鏡體狀。下部為泥頁巖互層，外表垂直厚度10～15m，巖體透水率q=33.40～36.43lu，屬〔4〕壩體根據(jù)壩體填土顆粒分析，壩體填筑土料粘粒含量18～23.0%，粉粒含量76.2%～80.8%，砂粒含量在0.2%～0.8%之間，壩體填土土性較均一。液限含水率為29.0%～30.0%，塑限含水率為17.4%～18.1%，塑性指數(shù)在10.9～11.6之間。按塑性圖分類為均為低液限粘土(CL)。壩體填土水平滲透系數(shù)3.810-5cm/s；垂直滲透系數(shù)6.410-5壩體土的總應(yīng)力指標(biāo)Ccu在4.31～68.23kPa之間，其平均值為32.19kPa，φcu在27.5o～38.0o之間，平均值為32.0o，有效應(yīng)力指標(biāo)C′cu在1.33～54.26kPa之間，平均值為20.19kPa，φ′cu在29.0o～38.5o之間，平均值為33.0o。總應(yīng)力指標(biāo)中凝聚力的變異系數(shù)為0.698，有效應(yīng)力指標(biāo)中凝聚力的變異系數(shù)為0.811，均大于0.4，反映出壩體土的強度極不均勻。壩體原位密度在1.46～1.80g/cm3之間，平均值為1.70g/cm3，最大、最小干密度差值達(dá)0.34g/cm3，說明該壩各層的碾壓密度不均勻，存在密度較薄弱區(qū)域。按照壓實度0.95控制填土壓實密度，其合格率為58.3%。工程任務(wù)和規(guī)模工程任務(wù)岳屯水庫主要功能為防洪和城鄉(xiāng)供水。該水庫除險加固建設(shè)后恢復(fù)和提高城鄉(xiāng)生產(chǎn)生活用水保證率，緩解當(dāng)?shù)厮Y源緊缺矛盾。該工程的除險加固建設(shè)對消除洪水威脅，確保人民生命財產(chǎn)平安，促進(jìn)甘泉縣堤防經(jīng)濟(jì)開展具有重要作用。根據(jù)本工程存在的主要問題及《延安市甘泉縣岳屯水庫平安鑒定報告》的結(jié)論意見,除險加固工程建設(shè)主要內(nèi)容包括:壩基防滲處理壩體整修加固溢洪道改造〔4〕壩下輸水涵洞滲漏處理工程規(guī)模除險加固后岳屯水庫設(shè)計總庫容為218.8萬m3。其中：死庫容37萬m3〔已淤積庫容37萬m3〕，興利庫容74.1萬m3,調(diào)洪庫容107.0萬m3，屬于小〔一〕型水庫。相應(yīng)死水位1058.29m，正常高水位1064.4m，設(shè)計洪水位1工程布置及主要建筑物工程等別及洪水標(biāo)準(zhǔn)該工程屬小〔一〕型水庫，工程等別Ⅳ等，主要建筑物〔土壩、泄洪建筑物〕按Ⅳ等4級設(shè)計，次要建筑物及臨時建筑物按Ⅳ等5級設(shè)計。永久建筑物不考慮設(shè)防地震。洪水設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇洪水設(shè)計，300年一遇洪水校核,相應(yīng)頻率的洪峰流量和洪水總量為：P=0.33%Q=203.0m3/sW=P=3.3%Q=436m3/sW=602.01工程總體布置及主要建筑物〔1〕壩體與壩基防滲處理布置：新建高壓旋噴防滲墻，軸線位置位于壩軸線上游側(cè)1.5m處，防滲墻長度范圍為樁號壩0-012.7-樁號壩0+145，共計157.7m。防滲墻設(shè)計有效厚度0.4m，深入基巖0.5m，以截斷分布于主河槽位置及壩肩范圍壩基下的透水礫石層。〔2〕大壩整修維持原大壩現(xiàn)狀位置及原壩頂高程1070.00m，壩頂寬度5.0m；上游邊坡1：2.5，下游邊坡壩頂至馬道1060.0m高程為1：2.0壩頂增設(shè)防浪矮墻，即在現(xiàn)狀壩頂上游側(cè)設(shè)置混凝土防浪墻，墻頂高程按照核定的壩頂高程控制，為1070.3m；壩頂采用混凝土路面硬化處理；右岸上游壩肩至溢洪道進(jìn)口局部削坡并設(shè)干砌石砌護(hù)。〔3〕溢洪道加固改建保持右壩端原開敞式溢洪道進(jìn)口位置不變，溢洪道軸線與壩軸線夾角90°，溢洪道進(jìn)口堰頂高程1064.4m，底寬14m，堰長25m，樁號溢0+025-樁號溢0+072.2坡降1/200；樁號溢0-072.2至溢樁號0+162.6為新建泄槽段、陡坡段及消力池，溢洪道總長度162.6m。樁號溢0+072.2以上為底板邊墻撤除返修段。樁號溢0+072.2位置以下為新建彎曲段、陡坡和消力池段；陡坡坡降1：2.5，陡坡末端設(shè)消力池與下游河床銜接?！?〕壩下涵洞維持原左岸壩下放水涵洞位置與結(jié)構(gòu)不變，對安鑒報告中指出的壩下涵洞滲漏，從地質(zhì)剖面和涵洞在壩軸線處的位置可見涵洞位于左岸泥巖中，其漏水的可能性不大，而洞頂以上的沙礫石層那么是造成滲漏的主要原因。因此對壩肩和壩基的防滲處理可以解決沙礫石層的滲漏?！?〕其他壩頂與下游壩面增設(shè)壩體變形、滲流觀測系統(tǒng)。工程施工岳屯溝為北洛河一級支流，岳屯水庫位于延安市甘泉縣高哨鄉(xiāng)岳屯村，地處西包鐵路和210國道沿線，距縣城12km，交通便利。壩址右岸自然地形稍陡，左岸1070高程場地開闊，場內(nèi)交通、施工臨時用地易于安排解決，施工條件良好，工程占地較少。施工臨時用地就近在大壩左岸庫區(qū)管轄范圍解決。場內(nèi)施工用水及生活用水可直接由水庫抽取，現(xiàn)場需設(shè)10kV變壓器一臺，由農(nóng)用線路接入，線路長2km方案工期：7.5個月。工程管理除險加固工程建設(shè)由甘泉縣水利水保局組建建設(shè)管理機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)工程的籌建、組織招投標(biāo)、組織建設(shè)施工和工程的完工竣工驗收等工作。岳屯水庫除險加固后由原水庫管理站承當(dāng)水庫管理運行，編制4人，新建管理用房170m2，包括倉庫，辦公室等環(huán)境保護(hù)與水土保持該工程實施除險加固，可提高水庫運行水位，發(fā)揮設(shè)計興利庫容調(diào)節(jié)效益，提高供水保證率，改善現(xiàn)有灌區(qū)的灌溉條件，有利于庫區(qū)林業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的開展，對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)開展起到推動作用。工程工程實施后，可確保樞紐工程自身的平安可靠性，提高水庫滯洪泄洪的能力，保障下游農(nóng)田、道路及村鎮(zhèn)的防洪平安。工程實施對環(huán)境無不利影響。本除險加固工程不致構(gòu)成對左岸道路交通的干擾；施工中發(fā)生的土石方挖填量根本平衡，施工采用相應(yīng)工程措施可完全防止發(fā)生水土流失及對影響環(huán)境不利影響。工程占地及淹沒本除險加固工程不發(fā)生永久占地和增加上游淹沒區(qū)域。工程概算工程概算靜態(tài)總投資523.53萬元，不計價差預(yù)備費及建設(shè)期貸款利息，總投資523.53萬元，其中建筑工程費359.82萬元，安裝工程費為0.46萬元，設(shè)備費5.11萬元，臨時工程費32.09萬元，費用82.09萬元，預(yù)備費23.98萬元,水保工程及環(huán)保工程費用共計20萬元。水文流域概況岳屯溝溝屬于溫和濕潤半濕潤大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，屬于黃土林和疏林草灌溝壑區(qū)，植被良好，年平均氣溫8.6℃，極端最高氣溫36.8℃，極端最低氣溫-24.8℃，多年平均降雨量541.65mm，最大降雨量785.7mm，最小降雨量429.9mm，降雨多集中在7、8、9三個月，降雨量占全年的60%。多年平均水面蒸發(fā)量1000mm,陸面蒸發(fā)量550mm。平均風(fēng)速2.0m/s，最大風(fēng)速15m/s,濕潤度k值為1.86。最大凍土深度83cm,最大地震烈度Ⅵ度。流域地貌類型為黃土梁狀丘陵溝谷地帶，森林覆蓋面積占52%，河〔溝〕口流域面積103.9km2，河〔溝〕道全長24.2km，河床平均比降16.1‰；壩址以上控制流域面積81.5km2，溝道長度20.0km，平均比降10‰。多年平均徑流深25mm，多年平均徑流量173.21×104m3。植被良好，屬于輕度水土侵蝕流失區(qū)，年輸沙模數(shù)500-1000T/km2，總輸沙量23.3庫區(qū)為黃土梁峁溝壑地形，河谷呈“U〞型，河道緊靠左岸，溝寬30-100m,高程1049m,壩址根底為砂巖、頁巖互層，水平層理發(fā)育，無傾角結(jié)構(gòu)面，巖體整體性好，力學(xué)強度中等，具有一定的承載力和穩(wěn)定性?；鶐r上有0.6-1.0m厚的中等風(fēng)化巖體。壩址距溝口洛河4.2km,梁峁相對溝底高差60-90m,斜坡由第四系粉土、園礫與下伏三疊系砂巖頁巖組成。岸坡穩(wěn)定，無不良地質(zhì)現(xiàn)象。左岸岸坡較平緩，為土質(zhì)邊坡，坡度10°—25°，壩肩為風(fēng)積黃土，黃土下園礫具有強透水性，河床段上部為沖積粉土，下部為沖積砂卵石層。河床兩岸基巖局部外露，外露巖體風(fēng)化厚度0.6-1.0m,兩岸黃土斜坡厚度10-22m。壩址屬鄂爾多斯臺向斜東南部，區(qū)內(nèi)無大的斷裂和褶皺發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造簡單，巖層平緩，水平層理發(fā)育，屬于穩(wěn)定地區(qū)。歷史上地震頻率低、震級小，地殼相對穩(wěn)定，不考慮地震液化，水庫大壩的設(shè)計抗震烈度為Ⅵ度水文根本資料岳屯水庫樞紐無雨量觀測設(shè)施、入庫、出庫流量觀測設(shè)施，也未安裝變形、滲流等觀測設(shè)施，目前還沒有水文資料的記錄和積累。在水文相似區(qū)域有黃陵、臨鎮(zhèn)和新寺河等測站，但這些測站的控制流域面積與岳屯水庫控制流域面積相差都較大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了水文比較法的適用范圍，依據(jù)《水利水電工程水文計算標(biāo)準(zhǔn)》〔SL278-2002〕不能夠直接利用，因此該水庫的水文分析屬無資料情況，依據(jù)水利水電工程水文計算標(biāo)準(zhǔn)SL278-2002、水利水電工程設(shè)計洪水計算標(biāo)準(zhǔn)SL44-93、水利工程水利計算標(biāo)準(zhǔn)SL104-95規(guī)定，可采用簡化方法進(jìn)行水文水利計算，即依據(jù)現(xiàn)有區(qū)域性成果進(jìn)行岳屯水庫的水文分析。表2-1岳屯溝水文相似區(qū)水文站根本情況站名河名控制面積〔km2〕地理位置經(jīng)度緯度設(shè)站年月黃陵沮河2266黃陵縣城關(guān)鎮(zhèn)109°16′35°35′1966.6張村驛葫蘆河4715富縣張村驛鎮(zhèn)旗桿溝村109°07′35°54′1952.1交口河洛河17180洛川縣京兆鄉(xiāng)桐樹底村109°22′35°39′1952.1臨鎮(zhèn)云巖河1121延安市臨鎮(zhèn)鄉(xiāng)臨鎮(zhèn)109°57′36°21′1958.10新市河云巖河1662宜川縣新市河鄉(xiāng)新市河村110°20′36°14′1966.05設(shè)計洪峰流量推求洪峰流量匯水面積相關(guān)法〔1〕式中：——重現(xiàn)期為N的設(shè)計洪峰流量〔m3/s〕；、n——重現(xiàn)期為N的經(jīng)驗參數(shù)；F——設(shè)計流域面積〔km2〕。《延安地區(qū)實用水文手冊》將延安市劃分成丘陵溝壑Ⅰ區(qū)、丘陵溝壑Ⅱ區(qū)、破碎原區(qū)、原區(qū)、黃土林區(qū)和石質(zhì)林區(qū)工六個分區(qū)，各分區(qū)的經(jīng)驗參數(shù)不同。岳屯水庫集水區(qū)域上游位于黃土林區(qū)〔占總面積的60%〕，下游位于原區(qū)〔占總面積的40%〕，“延安地區(qū)實用水文手冊〞提供的黃土林區(qū)的n=0.74，原區(qū)的n=0.66，分三種情況計算岳屯水庫的洪峰流量：〔1〕全流域按照黃土林區(qū)計算；〔2〕全流域按原區(qū)計算；〔3〕全流域按照60%林區(qū)和40%原區(qū)分別計算洪峰流量，不考慮洪水滯時，直接疊加洪峰流量，作為全流域洪峰流量。不同重現(xiàn)期的經(jīng)驗參數(shù)和洪峰流量計算結(jié)果如表2-2。表2-2岳屯水庫不同重現(xiàn)期洪峰流量表重現(xiàn)期N〔年〕30300全部按黃土林區(qū)2.885.74〔m3/s〕75149全部按原區(qū)15.232.1〔m3/s〕277586林區(qū)60%，原區(qū)40%林區(qū)51102原區(qū)152320合計203422綜合參數(shù)法〔2〕式中：——重現(xiàn)期為N的設(shè)計洪峰流量〔m3/s〕；——流域形狀系數(shù)，；N——重現(xiàn)期〔年〕L——主溝長度〔km〕；——重現(xiàn)期為N的3小時面雨量〔mm〕；——分區(qū)綜合經(jīng)驗參數(shù)和指數(shù)?！把影驳貐^(qū)實用水文手冊〞提供的黃土林區(qū)綜合經(jīng)驗參數(shù)和指數(shù)分別為、、，原區(qū)的綜合經(jīng)驗參數(shù)和指數(shù)分別為、、。查“延安地區(qū)實用水文手冊〞提供的“年最大3小時點雨量均值等值線圖〞得流域中心均值為35mm，查“延安地區(qū)實用水文手冊〞提供的“年最大3小時點雨量變差系數(shù)CV等值線圖〞得流域中心CV＝0.57，采用Cs＝3.5Cv，求得不同重現(xiàn)期的設(shè)計點暴雨量如表2?！把影驳貐^(qū)實用水文手冊〞提供的點面折算系數(shù)公式為〔3〕式中：——歷時為t的暴雨點面折算系數(shù)；——線性擬合參數(shù)，當(dāng)t=3h時，＝0.014，＝0.247；F——設(shè)計流域面積〔km2〕。經(jīng)計算，岳屯水庫控制區(qū)域內(nèi)3h暴雨的點面折算系數(shù)＝0.829，求得不同重現(xiàn)期的設(shè)計面暴雨量和岳屯水庫洪峰流量計算結(jié)果如表2-3。表2-3岳屯水庫不同重現(xiàn)期洪峰流量表重現(xiàn)期N〔年〕30300設(shè)計3h點雨量〔mm〕83.0128.8設(shè)計3h面雨量〔mm〕68.7106.7設(shè)計洪峰流量〔m3/s〕全部按黃土林區(qū)70139全部按原區(qū)237521林區(qū)60%，原區(qū)40%203436水文比較法〔1〕以臨鎮(zhèn)水文站為參證站依據(jù)臨鎮(zhèn)水文站1959～2007年洪水要素，按照年最大值選樣法得到年最大洪峰流量系列。根據(jù)“延安地區(qū)實用水文手冊〞，對臨鎮(zhèn)水文站的歷史洪水調(diào)查到的最遠(yuǎn)年份為1932年〔Qm=364m3/s〕，根據(jù)實測資料，除1975年作為特大值外，其他洪峰流量均為一般洪水，1975年洪峰流量的重現(xiàn)期T＝2007－1932＋1＝76年。以P—Ⅲ曲線作為理論頻率曲線，適線結(jié)果為=105m3/s，CV=0.90，CS=2CV=1.80〔圖1〕，不同重現(xiàn)期洪峰流量如表2-4。按照水文比較公式折算至岳屯水庫壩址處的成果如表2-4。表2-4臨鎮(zhèn)水文站和岳屯水庫不同重現(xiàn)期的洪峰流量表站名控制流域面積〔km2〕均值〔m3/s〕CvCs/Cv不同重現(xiàn)期的洪峰流量〔m3/s〕2030200300臨鎮(zhèn)11211050.902292329498532岳屯溝81.51851578793圖2-1臨鎮(zhèn)水文站年最大洪峰流量頻率曲線圖2-1臨鎮(zhèn)水文站年最大洪峰流量頻率曲線系列：1959~2007——特大洪水〔1975年〕——一般洪水=105m3/sCV=0.90CS=2CV=1.80圖2-2黃陵水文站年最大洪峰流量頻率曲線圖2-2黃陵水文站年最大洪峰流量頻率曲線系列：1966~2007=90m3/sCV=1.2CS=3CV=3.6〔2〕以黃陵水文站為參證站依據(jù)黃陵水文站1966～2007年洪水要素，按照年最大值選樣法得到年最大洪峰流量系列。根據(jù)“延安地區(qū)實用水文手冊〞，黃陵水文站的歷史洪水調(diào)查到的最遠(yuǎn)年份為1940年〔Qm=185m3/s〕，經(jīng)與實測資料比較，本次將其作為一般洪水對待，而1976年的實測洪峰流量607m3/s，雖然比其它值大很多，但是該洪水是由于上游水庫潰壩所致〔延安地區(qū)實用水文手冊歷史洪水調(diào)查成果〕，因此本次所依據(jù)的洪峰流量系列可作為一般洪水處理。以P—Ⅲ曲線作為理論頻率曲線，適線結(jié)果為=90m3/s，CV=1.20，CS=3，CV=3.60〔圖2-2〕，不同重現(xiàn)期洪峰流量如表2-4。按照水文比較公式折算至岳屯水庫壩址處的成果如表表2-5黃陵水文站和岳屯水庫不同重現(xiàn)期的洪峰流量表站名控制流域面積〔km2〕均值〔m3/s〕CvCs/Cv不同重現(xiàn)期的洪峰流量〔m3/s〕2030200300黃陵2266901.23302.4361.8663.3730.8岳屯81.51033397280成果合理性分析將各種方法計算的不同重現(xiàn)期洪峰流量匯總于表2-6。表2-6不同重現(xiàn)期洪峰流量匯總表單位：m3/s重現(xiàn)期〔年〕工程30300匯水面積相關(guān)法全部按黃土林區(qū)75149全部按原區(qū)277586林區(qū)60%，原區(qū)40%203422綜合參數(shù)法全部按黃土林區(qū)70139全部按原區(qū)237521林區(qū)60%，原區(qū)40%203436水文比較法臨鎮(zhèn)為參證站5793黃陵為參證站3980水庫原設(shè)計值210360由表2-6可以看出，如流域全部按黃土林區(qū)考慮，那么匯水面積相關(guān)法和綜合參數(shù)法結(jié)果比較接近；而全部按原區(qū)考慮，那么匯水面積相關(guān)法成果比綜合參數(shù)法大；而全流域按照60%黃土林區(qū)和40%原區(qū)考慮時，匯水面積相關(guān)法和綜合參數(shù)法成果很接近；水文比較法成果明顯偏小很多，主要是由于參證站流域面積與岳屯水庫的流域面積相差很大，已超出了水文比較法的適用范圍。根據(jù)岳屯水庫控制流域的實際情況，并結(jié)合原設(shè)計成果，從平安角度出發(fā)，本次岳屯水庫的設(shè)計洪峰流量采用綜合參數(shù)法中60%黃土林區(qū)和40%原區(qū)的成果，即30年一遇設(shè)計洪峰流量為203m3/s，300年一遇校核洪峰流量為436設(shè)計洪水過程線設(shè)計洪量計算設(shè)計洪量采用徑流系數(shù)法推求，參考原設(shè)計報告“根據(jù)黃龍水保試驗站實測洪水資料分析，黃土林區(qū)大洪水的徑流系數(shù)為0.25，根據(jù)渭北黃土高塬溝壑區(qū)綜合入滲曲線計算出黃土原區(qū)暴雨徑流系數(shù)在30年一遇時為0.34，300年一遇時為0.43”按照面積加權(quán)計算〔原設(shè)計報告采用平均值〕的岳屯水庫控制流域的徑流系數(shù)如表2-7根據(jù)原設(shè)計報告和“延安市水文實用手冊〞，岳屯水庫的設(shè)計暴雨歷時取24h，根據(jù)“延安市水文實用手冊〞提供的“年最大24小時點雨量均值等值線圖〞得流域中心均值為70mm〔水庫原設(shè)計報告中采用55mm〕，查“延安地區(qū)實用水文手冊〞提供的“年最大24小時點雨量變差系數(shù)CV等值線圖〞得流域中心CV＝0.55，采用Cs＝3.5Cv計算的不同頻率的設(shè)計點暴雨量如表2-7。采用式〔3〕計算的點面折算系數(shù)α=0.923〔式中＝0.00656，＝0.187〕，計算的不同頻率的設(shè)計面暴雨量如表2-7。洪量計算公式為式中：——設(shè)計頻率P的洪量，104m3；——徑流系數(shù)；——設(shè)計頻率P的24h面暴雨量，104m3；F——流域面積，km2。計算的不同頻率設(shè)計洪量如表2-7。表2-7設(shè)計洪量計算表頻率P徑流系數(shù)α24h點雨量〔mm〕24h面雨量〔mm〕洪量〔104m3〕塬區(qū)林區(qū)加權(quán)平均3.33%0.340.250.286162.4149.9349.400.33%0.430.250.322248.5229.4602.01設(shè)計洪水過程線推求由于岳屯水庫庫容和控制流域面積都較小，且屬山區(qū)型小水庫，所以可采用三角形概化法推求其洪水過程線。由前面分析洪峰流量和洪量，它們分別為三角形的頂點和面積，這里主要確定漲洪歷時和總歷時。漲洪歷時按如下公式確定：式中L——庫區(qū)以上主河道長度；V——洪峰平均流速，對山區(qū)河道一般為2m/s～1.5m/s，由于岳屯水庫控制溝道比降僅16.1‰，河道比降10‰，本次復(fù)核取取1.5所以洪水總歷時考慮退水歷時延遲，按下式計算時間t〔h〕流量Q〔m3/s〕圖2-時間t〔h〕流量Q〔m3/s〕圖2-3岳屯水庫設(shè)計洪水和校核洪水過程線表2-8設(shè)計洪水過程線30年一遇洪水時間t〔h〕03.79.57流量Q〔m3/s〕02030300年一遇洪水時間t〔h〕03.77.68流量Q〔m3/s〕04360泥沙由《延安地區(qū)實用水文手冊》中多年年平均輸沙模數(shù)分區(qū)圖可查的岳屯水庫年輸沙模數(shù)為2500-3500t/㎞2，經(jīng)計算多年平均輸沙量為24.45萬噸。由《延安市甘泉縣岳屯水庫大壩平安鑒定資料匯編》查得，岳屯水庫目前的淤積量為37.0萬m3，相應(yīng)高程為1058.29m。至2023年進(jìn)行水庫安檢評估，岳屯水庫已運行11年，由此計算的年平均輸沙量為3.4萬m3。工程地質(zhì)區(qū)域地質(zhì)概況地形地貌洛河在甘泉縣境內(nèi)全長95km由西北流向東南，河谷呈“U〞型發(fā)育。兩岸坡腳基巖裸露，洛河兩岸侵蝕強烈，樹枝狀溝壑發(fā)育，以黃土梁峁為主，區(qū)內(nèi)地貌按成因類型和形態(tài)特征分為黃土梁峁和河谷地貌兩大類型。河道兩岸黃土梁峁呈丘陵狀起伏連綿，梁寬約80-100m，峁頂渾圓或呈饅頭狀，梁峁兩側(cè)斜坡上緩下陡，坡面傾角20°～40°，上部黃土覆蓋厚度約30～60m，下部由第三系上新統(tǒng)〔N2〕紅粘土與中生界砂巖、泥巖、泥頁巖互層組成。河谷地貌：洛河及河谷兩側(cè)較大支溝均呈“U〞型發(fā)育，谷底寬200～1000米，河谷兩岸發(fā)育為一～四級階地。府村河兩岸階地分布不均，多為一～三級階地，高階地已被侵蝕、改造，殘留不明顯。河漫灘、一級階地階面平坦、寬闊，呈條帶狀分布，多為基座階地。川臺地多在二級階地上，植被較好，川地是府村的主要產(chǎn)糧耕地。府村河兩岸支溝多呈“V〞字型溝谷，植被較好，局部滑坡頻繁。岳屯水庫位于洛河一級支流岳屯溝高哨鄉(xiāng)岳屯村西，距河口4km，工程區(qū)位于黃土高塬腹地的黃土林區(qū)、地勢西北高東南低，地面高程1050～1150m。庫區(qū)為黃土梁峁溝壑地形，主溝道呈“U〞形，溝底寬約30～15米，河谷兩岸黃土斜坡不對稱分布，兩岸岸坡坡度較緩，穩(wěn)定性好。斜坡由第四系粉土、圓礫與下伏三疊系砂巖頁巖組成，梁峁相對溝底高差60～90米，山梁寬厚，無鄰谷低洼地形和構(gòu)造破碎帶，岸坡土石整體性較好、穩(wěn)定。河流深切，溝谷較發(fā)育，河床兩岸基巖局部出露，外露巖體風(fēng)化厚度約0.6～1.0米，兩岸斜坡黃土層厚約1.0～22.0米，庫區(qū)地形地貌上為本工程蓄水調(diào)節(jié)奠定了較為理想條件。附圖1：壩址工程地址剖面圖。地層巖性工程區(qū)地層構(gòu)成主要為三疊系砂巖、頁巖互層及第四系松散堆積物。1、三疊系砂巖、頁巖互層〔T3〕，分布于河床及兩岸斜坡第四系松散堆積物下，埋深0.4～22.20米2、第四系松散堆積物〔1〕第四系上更新統(tǒng)沖洪堆積的圓礫：Q3al+l分布于兩岸斜坡基巖上，雜色，主要成分以砂巖為主，一般粒徑2～20mm,約占80%，最大粒徑60mm，約占5%，分選性差，磨圓度較好，稍密，稍濕，填充物以粗砂和粉土為主。厚度為0.5～1.40米〔2〕第四系上更新統(tǒng)粉土：Q3分布于兩岸斜坡圓礫上，淺黃色、黃褐色，稍濕～濕，稍密～中密，可塑，大孔隙，具中等～高等壓縮性和濕陷性，含3%鈣質(zhì)結(jié)核，局部夾有薄層圓礫，本層厚度0.4～22.0米〔3〕第四系沖洪堆積的圓礫：Q4al+pl分布于河床基巖上，雜色，主要成分以砂巖碎塊為主，一般粒徑8～18mm,約占53%，最大粒徑200mm,約占3%，分選性差，磨圓度較好，稍密，飽和，填充物以礫砂和淤泥為主，厚度0.5～1.8米，最大埋深5.0～5〔4〕第四系沖洪堆積物的淤泥質(zhì)粉土：Q4al+pl分布于河床圓礫上，灰黑色，很濕～飽和，稍密～松散，軟塑～流塑，有機(jī)質(zhì)含量2.4%，可容鹽含量0.09%，具高壓縮性，混有植物根等，本層厚度5.0～5.50米。地質(zhì)構(gòu)造及地震勘察區(qū)屬鄂爾多斯臺向斜東南部，地質(zhì)構(gòu)造簡單，區(qū)內(nèi)無大的斷裂，褶皺發(fā)育，巖層平緩，水平曾理發(fā)育，喜山運動對該區(qū)影響輕微，屬穩(wěn)定地區(qū)。據(jù)《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223-95、1：400萬《中國地震烈度區(qū)劃圖〔1990〕》及1977年陜西省根本建設(shè)委員會159號文件，測區(qū)地震根本設(shè)防烈度為Ⅵ度。水文地質(zhì)工程區(qū)主要為第四系沖洪積層潛水和基巖裂隙水兩種：〔1〕第四系沖洪積層潛水：賦存于第四系松散堆積層中，主要受大氣降水和河水補給，一般含水層厚度不大，水量較小?！?〕基巖裂隙水：賦存于基巖各種構(gòu)造裂隙中，受大氣降水和覆蓋層潛水補給，測區(qū)基巖裂隙潛水上層水質(zhì)較好，下層較差。水文地質(zhì)調(diào)查及水質(zhì)檢驗結(jié)果說明，工程建筑深度區(qū)內(nèi)，地表水及淺層地下水對砼構(gòu)件無侵蝕性。水庫樞紐建筑物工程地質(zhì)條件壩址工程地質(zhì)條件岳屯水庫壩址距岳屯溝口約4Km，主河道靠近左岸，河底寬25～30米，溝底高程1048.79米。〔1〕壩基巖體分類壩址根底砂巖、頁巖互層，水平層理發(fā)育，無緩傾結(jié)構(gòu)面，巖體整體性好。力學(xué)強度〔Rb=20～25Mpa〕中等，按《水利水電工程地質(zhì)勘查標(biāo)準(zhǔn)》GB50287-99附錄L，壩基巖體分類應(yīng)屬Ⅲ類，具一定的承載力和穩(wěn)定性，能滿足本壩對地基的強度要求，不需對壩基做加固處理。〔2〕巖石的物理力學(xué)性質(zhì)依據(jù)工程地質(zhì)類比取值，參考三疊系地基已成工程實例，建議測區(qū)巖石的物理性質(zhì)參數(shù)如下表：表3-1巖石物理力學(xué)指標(biāo)表力學(xué)指標(biāo)巖石名稱比重密度抗壓強度〔Mpa〕抗剪強度變形模量軟化系數(shù)△sρ干濕δ104Mpa—砂巖2.4～2.62.2～2.430～5015～350.4～0.61.02～2.00.24～0.66頁巖2.34～2.52.020～45～250.3～0.40.9～2.60.24～0.54〔3〕壩基穩(wěn)定性問題壩基主河床表層為5.0～5.5米淤泥質(zhì)粉土及0.5～1.8米圓礫覆蓋層。壩基基巖為砂、頁巖互層，其表層有0.6～1.0米厚中等分化巖體，基巖無緩傾角結(jié)構(gòu)，因此，壩基巖體是穩(wěn)定的。〔4〕壩基滲漏問題分析壩基基巖根據(jù)巖芯取芯率及壓水試驗〔表3-2〕，q=9.87～36.43Lu，屬中等透水巖體。表3-2鉆孔壓水試驗成果表試段123q值孔深〔m〕Q(Lu)孔深〔m〕q

(Lu)孔深〔m〕Q(Lu)孔號ZK110.61～15.611.4615.6～20.69.87ZK27.26～11.932.7111.9～16.621.0316.6～21.616.51ZK322.95～27.5536.427.5～32.533.47基巖上圓礫層其滲透系數(shù)K=1.02×10-1～1.6×10-2cm圓礫上覆粉土層滲透系數(shù)K⊥=3.9×10-3cm/s，K∥=2.2×10-3建議采用截滲墻進(jìn)行壩體防滲處理，截滲墻應(yīng)深入新鮮基巖1米，截滲墻滲透系數(shù)應(yīng)小于10-7cm〔5〕壩肩穩(wěn)定問題兩壩肩位于黃土斜坡上，斜坡坡度較緩，巖土整體穩(wěn)定性好，從地貌上適宜作為天然根底。野外勘察和室內(nèi)土工試驗資料分析，兩壩肩黃土狀粉土具高壓縮性和自重濕陷性，應(yīng)按自重濕陷性Ⅱ級〔中等〕場地考慮?！?〕繞壩滲漏分析壩基及兩壩肩圓礫具強透水性，水庫蓄水后，易沿圓礫層形成滲漏通道，因此，截滲墻應(yīng)徹底隔斷圓礫層。大壩人工填土壩體填土比重2.70～2.72；粘粒含量18.0%～23.0%，粉粒含量76.2%～80.8%，砂粒含量在0.2%～0.8%，壩體填土土性比較均一。液限含水率為29.0%～30.0%，塑限含水率為17.4%～18.1%，塑性指數(shù)在10.9～11.6之間。按塑性圖分類為均為低液限粘土(CL)。壩體人工填土干密度1.46～1.80g/cm3，平均值為1.70g/cm3，其含水量12.5～18.9%，平均值為14.5%；壩體土的孔隙比0.432～0.869，飽和度45.7%～85.5%。壩體土擊實試驗采用標(biāo)準(zhǔn)擊實法，最大干密度為1.78g/cm3，最優(yōu)含水率為14.5%。試驗曲線見圖2。按《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計導(dǎo)那么》〔SL189-96〕的規(guī)定，以0.95壓實度〔對應(yīng)干密度為1.69g/cm3〕作為控制標(biāo)準(zhǔn)，對11個壩體土密度進(jìn)行評價，其壩體土填筑干密度的合格率為58.3%。壩體填土水平滲透系數(shù)3.410-7～1.510-4cm/s，平均值為3.810-5cm/s；垂直滲透系數(shù)4.210-7～1.110-4cm/s，平均值6.4壩體土的總應(yīng)力指標(biāo)Ccu=4.31～68.23kPa，其平均值為32.19kPa，φcu=27.5o～38.0o，平均值為32.0o，有效應(yīng)力指標(biāo)C′cu=1.33～54.26kPa，平均值為20.19kPa，φ′cu=29.0o～38.5o，平均值為33.0o。3-3壩體填土土性指標(biāo)建議采用值土層干密度滲透系數(shù)總應(yīng)力指標(biāo)有效應(yīng)力指標(biāo)ρdKxKyCcuФcuCˊФˊg/cm3cm/scm/skPaokPao壩體土1.707.2E-056.4E-0523.2129.50.9131.5溢洪道工程地質(zhì)條件溢洪道位于壩體右岸，地貌屬黃土斜坡地段?？辈炫兜牡貙訋r性主要為第四系沖湖堆積的粉土、圓礫，其物理力學(xué)指標(biāo)詳見〔表6、表7、表8、表9〕，基巖為三疊系砂巖、頁巖互層，頂板高程：1050.35～1067.585m，地基承載力：粉土fo=120Kpa,圓礫fo=200Kpa，砂巖、頁巖互層fo=1000Kpa?，F(xiàn)狀已開挖成型的溢洪道右翼岸坡段，基巖裸露，巖性為泥頁巖互層，邊坡受陡傾角節(jié)理裂隙切割和各種浸蝕作用，外表破碎，呈強風(fēng)化，局部邊坡幾近直立，穩(wěn)定性較差,未襯護(hù)段邊坡基巖風(fēng)化剝落和大量坍塌形成堆積。在此基巖性狀條件下設(shè)置永久性泄水建筑，其底部需設(shè)置襯護(hù)，右岸邊坡須開挖削坡，全面修整處理，過水邊界需砌護(hù)。放水洞工程地質(zhì)條件水庫輸水建筑物為臥管式放水洞，輸水臥管位于壩體左岸岸坡，壩下輸水涵洞涵洞全長113m，進(jìn)口高程1053.85m，出口高程1052.7m?？辈炫逗炊淳€地段地基由粉土、圓礫和三疊系砂巖、頁巖互層構(gòu)成?；鶐r頂板高程：1055.147～1053.855m。地基承載力：粉土fo天然建筑材料1、筑壩土料：壩址左岸黃土梁峁及斜坡地帶有黃土狀粉土分布。其塑性指數(shù)7.7～9.8，孔隙比0.824～0.929，天然含水量13.6%～21.1%，壓縮系數(shù)0.3～0.59，具中～高等壓縮性，具濕陷性原土滲透系數(shù)K⊥=1.04×10-3cm/s，K∥=1.92×10-3cm/s，具中等透水性，剪切試驗：C=0.4，Φ=25°。擾動土擊實后的滲透系數(shù)K⊥=1.98×10-6cm/s，K∥=3.02×10-5cm/s，具微透水性，剪切試驗：C=0.6，Φ=22°，最大干容重2、石料：壩址下游1Km小橋溝石料豐富，主要以巨厚層砂巖為主，強度較高，可供開采使用。3、礫料：距壩址約3.9Km的洛河有豐富礫料，能滿足工程施工要求。4、工程區(qū)無沙源。甘泉縣境內(nèi)白城大沙河料場，沙料含泥量大，質(zhì)地較差。施工用砂石骨料由鄰近宜川壺口采購進(jìn)場。工程任務(wù)和規(guī)模工程現(xiàn)狀岳屯水庫主要功能是以甘泉縣縣城供水為主，設(shè)計供水人口為3.09萬人/日，設(shè)計用水工業(yè)產(chǎn)值3700萬元/年，設(shè)計日供水能力4500m3/d。目前城區(qū)日供水量僅為2300m3/d，僅滿足縣城2.4萬人和1062個機(jī)關(guān)單位、工礦企業(yè)的生活用水，而且仍有2200m3岳屯水庫地處西包鐵路和210國道沿線，水庫肩負(fù)著保護(hù)下游2700畝耕地、西延鐵路、國道、省道以及鄉(xiāng)村道路5條次合計15km、橋涵7座、數(shù)百機(jī)關(guān)單位、賓館學(xué)校、工礦企業(yè)的防洪平安功能；是縣城2.4萬群眾、1062個機(jī)關(guān)單位、工礦企業(yè)主要供水水源之一。岳屯水庫樞紐主要由大壩、溢洪道、輸放水工程三局部組成。大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程1070m，壩長133m，壩底寬108.25m,頂寬5.0m，壩高21.6m。壩后反濾排水采用結(jié)合式棱體排水反濾結(jié)構(gòu)，高3.0m，底寬9.0m，褥墊寬度21m,內(nèi)坡1：1溢洪道為梯形開敞式明渠，位于大壩右岸，底寬14m，渠底為泥頁巖互層，已開挖成型泄槽146m，設(shè)計最大泄流量270m3/s輸放水工程由臥管、壩下涵管組成，位于壩體左端。臥管為41階單孔的砌石結(jié)構(gòu)，階高0.3m；消力池為長3.2m，寬1.2m,高1.6m的砼結(jié)構(gòu)。壩下輸水涵管全長112.2m，采用φ800mm現(xiàn)澆C20鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計最大輸水量0.0720m3/s岳屯水庫設(shè)計正常蓄水位1064.4m，校核洪水位1068.8m，設(shè)計洪水位1067.6m，死水位1056.5m，興利最低水位1054.65m；水庫總庫容218.8萬m3，滯洪庫容107萬m3，調(diào)節(jié)庫容87.8萬m3，死庫容23.3萬m3；目前淤積量37.0萬m3，相應(yīng)高程1058.29m。屬小〔1〕型水庫大壩，主要建筑物為水利工程Ⅳ等4級工程。工程存在的問題主壩及建筑物存在的問題1、壩基與壩體滲漏壩體各層的碾壓密度不均勻，強度差異較大，以室內(nèi)擊實試驗最大干密度的0.95壓實度作為控制標(biāo)準(zhǔn)對壩體土進(jìn)行評價，其干密度合格率為58.3%；經(jīng)安檢鑒定檢測，壩體土滲透系數(shù)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。因此根據(jù)壩基工程地質(zhì)條件，可以確定原壩基及兩壩肩的圓礫具有強透水性，建設(shè)期該壩施工時清基不徹底，雖然壩基防滲采用了粘土結(jié)合槽，處理長度范圍圖4-1壩軸線地質(zhì)剖面僅85m，并且建壩時未對壩基和壩肩進(jìn)行灌漿處理，導(dǎo)致了水庫蓄水運行后壩基有滲漏及繞壩滲漏嚴(yán)重；另外壩基中等透水基巖未進(jìn)行處理；壩基滲漏量大對樞紐蓄水產(chǎn)生不利影響，致使水庫根據(jù)已探明的壩基透水礫石層的分布狀況和原設(shè)計資料，建壩時河床兩翼階地范圍壩基透水層未能被全部截斷，原截水槽設(shè)置范圍僅限于壩址主河槽及右岸階地下伏礫石透水層，長度約85m，并且壩基和壩肩未進(jìn)行灌漿防滲處理，導(dǎo)致了水庫蓄水運行后的滲漏比較嚴(yán)重。據(jù)長期觀察，當(dāng)庫水位從1059.79升至1062.87m，大壩下游左岸百余米處的南寺溝處有明顯滲水出露〔見圖9〕，南寺溝石縫滲漏量明顯加大，因滲漏庫水位下降速率0.3m/d。因此水庫一直處于低水位狀態(tài)運行，嚴(yán)重制約了效益發(fā)揮。2、溢洪道不具備泄水行洪條件水庫建成至今，由于一直處于低水位運行，溢洪道未經(jīng)行洪泄水考驗，且溢洪道右岸開挖邊坡石崖峭壁，未做處理，現(xiàn)狀溢洪道側(cè)墻經(jīng)凍融作用多處漿砌石出現(xiàn)拱起、坍塌損毀，坍塌土石在溢洪道泄槽內(nèi)堆積，影響行水，有礙汛期防洪平安；并且現(xiàn)狀溢洪道泄槽未完善成型，末端高程1064.16m，河道溝底高程1050m，高差達(dá)14.16m，泄槽與河道3、壩頂設(shè)計超高缺乏岳屯水庫原設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)符合標(biāo)準(zhǔn)要求；防洪復(fù)核的水庫設(shè)計洪水位比原設(shè)計洪水位1067.60m低0.15m，校核洪水位比原校核洪水位1068.80m高0.36m；壩頂超高復(fù)核計算說明，現(xiàn)狀壩頂高程超高缺乏，不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。4、壩下涵管與壩體填土間接觸滲漏臥管式放水涵洞位于壩體左側(cè)，進(jìn)水臥管置于岸坡基巖，根本完好；壩下涵洞中段根底置于黃土狀粉土，兩端為泥頁巖互層，局部為砂礫石根底；因洞身根底不均，導(dǎo)致不均勻沉降拉裂洞身，產(chǎn)生滲漏；同時洞壁與壩體填土之間形成滲流通道，發(fā)生接觸滲漏。其中洞身周壁的接觸滲漏誘發(fā)滲透變形為工程運行的潛在隱患。其它設(shè)施存在的問題〔1〕壩頂構(gòu)造不完善,沖蝕嚴(yán)重,寬度不等?！?〕大壩無平安監(jiān)測設(shè)施。工程除險加固的必要性①確保樞紐工程正常運行和防洪平安的需要岳屯水庫是甘泉縣縣城供水的主要水源地之一，設(shè)計供水人口為3.09萬人/日，設(shè)計用水工業(yè)產(chǎn)值3700萬元/年，設(shè)計日供水能力4500m3/d。目前由于水庫存在的嚴(yán)重滲漏問題、泄洪設(shè)施不具備泄洪條件問題，致使水庫無法按正常水位蓄水運行，即不能使水庫發(fā)揮正常的調(diào)節(jié)供水效益，又形成了泄洪平安隱患，威脅著下游沿岸西包鐵路和210國道及耕地、橋涵7座、機(jī)關(guān)單位、賓館學(xué)校、工礦企業(yè)等，直接威脅縣城平安和具有中斷縣城2.4萬人、1062②是保障城鎮(zhèn)供水和開展地方經(jīng)濟(jì)的需要實施除險加固，保證水庫正常效益的發(fā)揮，事關(guān)下游農(nóng)民群眾根本生存保障。下游村莊鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活用水也依賴于岳屯水庫進(jìn)行調(diào)節(jié)；加之近年甘泉縣城區(qū)的開展建設(shè)規(guī)模逐年擴(kuò)大，其生產(chǎn)生活用水要求日趨提高。因此通過實施岳屯水庫除險加固工程可確保水庫正常調(diào)節(jié)功能，是地方經(jīng)濟(jì)開展的和保障下游人民群眾的生產(chǎn)生活迫切需要。綜上，岳屯水庫除險加固工程建設(shè)對消除洪水災(zāi)害，確保下游防洪平安，改善當(dāng)?shù)厝嗣袢罕娚a(chǎn)生活條件，促進(jìn)地方社會經(jīng)濟(jì)的開展將發(fā)揮重要作用。工程任務(wù)岳屯水庫加固建設(shè)后主要功能為供水、防洪、保護(hù)流域生態(tài)平衡，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)開展，緩解水資源緊缺矛盾。《岳屯水庫大壩平安鑒定報告》提出結(jié)論建議如下：〔1〕壩體存在裂縫，密實度差，大壩超高不滿足要求，建議對大壩進(jìn)行加高加固處理。〔2〕溢洪道側(cè)墻的漿砌松散而剝落，側(cè)墻出現(xiàn)拱起、坍塌現(xiàn)象，出口段右側(cè)墻的基巖風(fēng)化嚴(yán)重，出口沒有消能防沖設(shè)施，右側(cè)高邊坡未進(jìn)行處理；建議對溢洪道及右側(cè)高邊坡進(jìn)行加固處理，并增建溢洪道出口的消能防沖設(shè)施?！?〕壩基及兩壩肩的圓礫層具有強透水性，由于建壩時未對壩基和壩肩進(jìn)行灌漿處理，導(dǎo)致了水庫蓄水運行后的繞壩滲漏比較嚴(yán)重，建議對壩基和壩肩進(jìn)行灌漿處理?！?〕完善必要的管理和觀測設(shè)施，建立嚴(yán)格的大壩觀測制度?！?〕采取措施，加強工程管理，建立健全各項管理制度，實現(xiàn)管理科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、制度化。根據(jù)工程地質(zhì)勘察勘明的地質(zhì)條件和上述結(jié)論建議，本工程除險加固的主要內(nèi)容為：〔1〕壩基防滲處理鑒于壩址主河槽寬度狹窄，擬沿壩軸線方向?qū)Πㄖ骱硬墼趦?nèi)的壩基下伏礫石透水層設(shè)置地下截滲墻，以截斷分布于壩基下的特別是兩岸壩肩范圍壩基下的礫石透水層。新建高壓旋噴防滲墻軸線位置位于壩軸線上游側(cè)1.5m處，防滲墻長度范圍為樁號壩0-012.7-樁號壩0+145，共計157.7m。防滲墻設(shè)計有效厚度0.4m，深入基巖0.5m，以截斷分布于主河槽位置及壩肩范圍壩基下的透水礫石層。樁號壩0-012.7至樁號壩0+042防滲墻墻頂高程1059.0m，樁號壩0+042至樁號壩0+067防滲墻頂高程為1059.0m-1057.0m，樁號壩0+067至樁號壩0+145為1057m。墻底深入基巖以下0.5m〔2〕大壩整修加固維持原大壩現(xiàn)狀位置及原壩頂高程1070.00m，壩頂寬度5.0m；上游邊坡1：2.5，下游邊坡壩頂至馬道1060.0m高程為1：2.0，馬道以下1：2.5。維持原大壩上游干砌石、下游草皮護(hù)坡。壩頂增設(shè)防浪矮墻，即在現(xiàn)狀壩頂上游側(cè)設(shè)置混凝土防浪矮墻，墻頂高程按照核定的壩頂高程控制，為1070.3m；壩頂采用混凝土路面硬化處理；右岸上游壩肩至溢洪道進(jìn)口局部削坡并做干砌石砌護(hù)?！?〕溢洪道改造維持原溢洪道已建成局部設(shè)計高程、寬度和斷面形式，撤除損毀邊墻、底板，重新予以襯砌加固，并新建二級陡坡和消能防沖設(shè)施；同時右岸高邊坡實施卸荷削坡，對局部邊坡給予整修。保持右壩端原開敞式溢洪道進(jìn)口位置不變，溢洪道軸線與壩軸線夾角90°，溢洪道進(jìn)口堰頂高程1064.4m，底寬14m，邊坡1：1，堰長25m，樁號溢0+025-樁號溢0+072.2坡降1/200；樁號溢0-072.2至溢樁號0+162.6為新建泄槽段、陡坡段及消力池，溢洪道總長度162.6m。樁號溢0+072.2以上為底板邊墻撤除返修段。樁號溢0+072.2以下為新建泄槽及消力池，采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，底板厚度0.3m，10m分縫，縫內(nèi)瀝青沙板條填縫，縫底設(shè)齒墻和縱橫向排水，齒墻深0.3m，排水溝尺寸0.3m×m0.3。樁號溢0+072.2至樁號溢0+081.2為扭面段，長度9m，底寬14m，邊坡1：0.3，樁號溢0+081.2至樁號溢0+107.6為新建彎曲段，彎曲半徑34m，夾角30度，樁號溢0+107.6-樁號溢0+147.6為陡坡段，陡坡坡降1：2.5，底寬14m，邊坡1：0.3。樁號溢0+147.6-樁號溢0+162.6為消力池段，采用擴(kuò)散式消力池，進(jìn)口底寬14m，出口底寬22m，擴(kuò)散角14度，消力池長15m，深2.0m，消力池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，底板厚度0.5m，消力池與下游河床銜接?！?〕輸水涵洞接觸滲漏處理維持原左岸壩下放水涵洞位置與結(jié)構(gòu)不變，對安鑒報告中指出的壩下涵洞滲漏，從地質(zhì)剖面和涵洞在壩軸線處的位置可見涵洞位于左岸泥巖中，其漏水的可能性不大，而洞頂以上的沙礫石層那么是造成滲漏的主要原因。因此對壩肩和壩基的防滲處理可以解決沙礫石層的滲漏。工程規(guī)模設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)1、保證率岳屯水庫主要設(shè)計功能是以為甘泉縣縣城供水為主，設(shè)計供水人口為3.09萬人/日，設(shè)計用水工業(yè)產(chǎn)值3700萬元/年，設(shè)計日供水能力4500m3/d，是一座以供水為主多年調(diào)節(jié)的小〔一〕型水庫，其設(shè)計供水保證率取2、防洪標(biāo)準(zhǔn)岳屯水庫的地理位置十分重要，由于甘泉縣縣城是革命圣地延安市的南大門，地處西包鐵路和210國道沿線，政治經(jīng)濟(jì)影響程度較大。一旦失事，影響面積5km2，可能淹沒耕地2700畝，沖毀鐵路、國道、省道以及鄉(xiāng)村道路5條次合計15km、橋涵7座及635個機(jī)關(guān)單位、賓館學(xué)校、工礦企業(yè)，直接威脅甘泉縣縣城人民群眾的生命財產(chǎn)平安和具有中斷縣城2.4萬人、1062個機(jī)關(guān)單位、工礦企業(yè)的供水危險。根據(jù)部頒除險加固近期非常運用標(biāo)準(zhǔn)和《防洪標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50201－94〕，其設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為30～50年一遇洪水，校核防洪標(biāo)準(zhǔn)為300～1000年一遇洪水，本次除險加固設(shè)計按30年一遇洪水設(shè)計，300年一遇洪水校核。水庫特征曲線表4-1岳屯水庫特性曲線表水位(m〕1048.821050105510601064.4106510661067106810691070庫容〔10400.1712.1142.29111.1124146170200230270庫容V〔庫容V〔104水位Z〔m〕圖4-2岳屯水庫水位～庫容關(guān)系曲線死水位確定岳屯水庫始建于1996年6月，1997年5月建成投入使用，2023年實測得淤泥面高程為1058.29m，已淤積庫容37萬m3，水庫年均淤積量3.4萬m3/年。死水位定為淤積高程1058.29m興利計算與興利庫容.1需水量計算岳屯水庫主要設(shè)計功能是以為甘泉縣縣城供水為主，其水量應(yīng)滿足縣城設(shè)計水平年〔2023年〕供水要求。根據(jù)原《甘泉縣岳屯初步設(shè)計報告》，設(shè)計供水人口為3.09萬人，設(shè)計用水工業(yè)產(chǎn)值3700萬元/年，城鎮(zhèn)居民生活日用水量為85L/人,工業(yè)萬元產(chǎn)值耗水量為100m3，公共建筑設(shè)施用水量按照居民生活用水量的10%考慮，其它用水量按日最高居民生活用水、工業(yè)企業(yè)用水和公共建筑設(shè)施用水量總和的15~25%考慮，供水日變化系數(shù)為1.5，時變化系數(shù)為2.0，計算的縣城日最高需水量為4500m3，按照10%考慮水廠自用水和管網(wǎng)損失后，計算的水源工程及輸水管道按4950m3/d設(shè)計。那么日平均需水量為4950/1.5=3300m3表4-2岳屯水庫各月需水量單位：萬m3月份123456789101112全年用水量10.239.2410.239.910.239.910.2310.239.910.239.910.23120.45區(qū)間取水0.180.0603.131.9270.80.880.021.280.0218.3含沙量大于60kg水量0.52需調(diào)水量10.059.1810.26.87.237.983.759.43910.218.6210.21102.69.2興利庫容確定由水文分析局部可知，保證率為95%時的來水量為83.9萬m3，而需調(diào)節(jié)的水量為102.69萬m3，來水量小于需水量，故需進(jìn)行多年調(diào)節(jié)。采用合成總庫容法計算興利庫容?！?〕多年調(diào)節(jié)庫容保證率為95%的年用水量為102.69×104m3，壩址處多年平均徑流量為173.2×104m3那么不能直接查普氏線解圖，需經(jīng)轉(zhuǎn)換：依據(jù)以上結(jié)果查普氏線解圖〔P=95%〕，得0.26，那么0.17，那么多年調(diào)節(jié)庫容為m3?！?〕年調(diào)節(jié)庫容采用典型年法計算年調(diào)節(jié)庫容，典型年的來水量與用水量相等，年內(nèi)分配采用水文分析局部的多年平均年內(nèi)分配過程。起調(diào)庫容采用多年庫容與淤積量之和，即66.44×104m3。因為庫區(qū)地質(zhì)條件較好、水面面積小，所以水庫月?lián)p失量按月平均蓄水量的2%考慮，計算過程見表4-3。由表中可以看出，年調(diào)節(jié)庫容=45.6×〔3〕總興利庫容興利庫容m3，再由=112.04×104m3，查庫容曲線得相應(yīng)的庫水位為106表4-3岳屯水庫興利調(diào)節(jié)計算表單位：10月份來水量用水量余虧水量月末水庫蓄水量月平均蓄水量損失量考慮損失后的用水量余虧水量計損失的水庫蓄水量棄水量標(biāo)準(zhǔn)水量66.44按平均蓄水量的2%計66.4448.766.801.9668.4067.421.358.150.6167.0559.387.232.1570.5569.481.398.620.7667.81616.787.988.8079.3574.951.59.487.3075.11724.433.7520.68100.0389.691.795.5418.8994.000.00825.429.4315.99101.50100.772.0211.4513.97107.970.00915.189.006.18101.50101.502.0311.034.15112.040.081010.1210.21-0.09101.41101.462.0312.24-2.12109.920.00115.558.62-3.0798.3499.88210.62-5.07104.85121.2310.21-8.9889.3693.851.8812.09-10.8693.9911.4810.05-8.5780.7985.081.711.75-10.2783.7221.369.18-7.8272.9776.881.5410.72-9.3674.3633.7010.23-6.5366.4469.711.3911.62-7.9266.44合計123.4102.6920.7020.62123.310.080.08調(diào)洪計算與防洪庫容.1溢洪道泄流能力計算岳屯水庫溢洪道斷面為梯形，底寬B＝14m，進(jìn)口邊坡系數(shù)為1.0，溢洪道底板〔堰頂〕高程Z堰＝1064.4m，堰長當(dāng)溢洪道進(jìn)水口堰長與堰上水頭之比>10時，進(jìn)口流態(tài)按明渠水流計算其過流能力；當(dāng)2.5<<10時，進(jìn)水口過流能力按照堰流計算，溢洪道泄流能力見表4-4。表4-4溢洪道泄流曲線表水位Z

〔m〕庫容V〔104堰上水頭H〔m〕過水面積A〔m〕泄流量q〔m3/s〕備注1064.400010650.615.74明渠流10661.683.2明渠流10672.6107.84堰流1067.53.1144.62堰流1068.03.6186.28堰流1069.04.6284.35堰流1069.55.6340.87堰流1064.01064.01065.01066.01067.01068.01069.01070.00100200300400泄流量水位圖4-3溢洪道泄流曲線.2調(diào)洪計算采用試算法進(jìn)行調(diào)洪計算，起調(diào)水位取溢洪道堰頂高程1064.4m，結(jié)果如表4-5和表4-6。表4-530年一遇設(shè)計洪水調(diào)洪計算表時間〔h〕入庫流量Q〔m3/s〕〔104出庫流量q〔m3/s〕〔104庫容V〔104水位Z

〔m〕000111.11064.403.7203.0135.2118.378.8167.51066.904.75166.769.9166.753.9183.51067.459.570144.648.9187.0141.11065.78表4-6300年一遇設(shè)計洪水調(diào)洪計算表時間〔h〕入庫流量Q〔m3/s〕〔104出庫流量Q〔m3/s〕〔104庫容V〔104水位Z

〔m〕000111.11064.403.7436.0290.4278.5185.5216.01068.534.43356.6103.4356.682.9236.51069.167.680208.9118.0278.1167.41066.89調(diào)洪計算結(jié)果說明，岳屯水庫30年一遇設(shè)計洪水位為1067.45m，比原設(shè)計洪水位1067.60m低0.15m，相應(yīng)的最大泄量為166.7m3/s；300年一遇校核洪水位為1069.16m，比原校核洪水位1068.80m高0.36m，相應(yīng)的最大泄量為356.6m壩頂高程復(fù)核1壩頂超高計算根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》〔SL274—2001〕，壩頂在水庫靜水位以上的超高為：Y=R+e+A式中：Y—坡頂超高，m；e—最大風(fēng)壅水面高度，m；R—最大波浪在壩坡上的爬高；A—平安超高，4級建筑物正常運用0.5m，非常運用0.對于4級壩設(shè)計波浪爬高值采用累計頻率為5％的爬高值，將參數(shù)代入上述公式求解，其結(jié)果詳見下表4-7。表4-7土壩波浪爬高計算成果表單位：m，m/s，s工程平均水深Hm設(shè)計風(fēng)速W有效風(fēng)區(qū)長度D糙率及滲透系數(shù)KΔ經(jīng)驗系數(shù)KW平均波高h(yuǎn)m平均波周期Tm平均波長Lm平均波浪爬高Rm設(shè)計爬高R5％風(fēng)壅水面高度e正常運用條件9.1622.510000.751.060.3482.61610.6760.6851.2600.01非常運用條件10.871510000.751.010.2242.1006.8750.4200.7730.0042壩頂高程不同工況下的壩頂超高計算結(jié)果見表4-8表4-8壩頂高程計算成果比較表單位：m工程單位正常運用非常運用工況年設(shè)計洪水位校核水位水位〔m〕1067.451069.160.420波浪爬高〔m〕1.260.773風(fēng)壅增高〔m〕0.010.004平安超高〔m〕0.50.3合計〔m〕1.771.077計算壩頂高程〔m〕1069.221070.24現(xiàn)狀壩頂高程〔m〕1070備注校核洪水情況下，現(xiàn)狀壩頂?shù)膲雾敵呷狈?。工程布置及建筑物設(shè)計依據(jù)工程等別、建筑物等級及抗震標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》〔SL252—2000〕規(guī)定，岳屯水庫總庫容大于100萬m3，小于1000萬m3，屬小〔一〕型水庫，工程等別為Ⅳ等，主要建筑物〔土壩、輸泄水建筑物〕按Ⅳ等4級設(shè)計，次要建筑物及臨時建筑物按Ⅳ等5級設(shè)計。設(shè)計洪水重現(xiàn)期為30一遇年，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)300年一遇。表5-1各建筑物設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)表建筑物級別防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計校核大壩、溢洪道、輸水隧洞4P＝3.3%，Q=203mP＝0.33%，Q=436m溢洪道消能防沖5P＝5％施工導(dǎo)流建筑物5P＝20％根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》〔1/400萬〕，工程所在區(qū)地震動峰值加速度為0.0設(shè)計依據(jù)〔1〕《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》〔SL252—2000〕〔2〕《防洪標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50201—94〕〔3〕《水利水電工程初步設(shè)計報告編制規(guī)程》〔DL5021——93〕〔4〕《碾壓式土石壩設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》〔SL274——2001〕〔5〕《建筑地基根底設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50007—2002〕〔6〕《水工建筑物抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》〔SL203—97〕〔7〕《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》〔8〕《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》〔SL/T191—96〕〔9〕《陜西省水利廳關(guān)于印發(fā)勝利等三座重點小型水庫三類壩平安鑒定核查意見的通知》〔陜河庫函2023.3號〕〔10〕《延安市甘泉縣岳屯水庫除險加固工程地質(zhì)勘察報告》〔初設(shè)階段〕〔11〕《岳屯水庫大壩平安鑒定報告》工程總體布置大壩維持原大壩現(xiàn)狀位置及原壩頂高程1070.m，壩頂長度145m，壩頂寬度5.0m；上游邊坡1：2.5，下游邊坡在壩頂至馬道1060m高程間為1：2.0，馬道寬度2.0m，馬道以下壩坡1：根據(jù)安檢復(fù)核的壩頂高程要求，在現(xiàn)狀壩頂上游側(cè)設(shè)置混凝土防浪墻，墻頂高程按照核定的壩頂高程控制，為1070.3m。新建高壓旋噴防滲墻軸線位置位于壩軸線上游側(cè)1.5m處，防滲墻長度范圍為樁號壩0-012.7-樁號壩0+145，共計157.7m。防滲墻設(shè)計有效厚度0.4m，深入基巖0.5m，以截斷分布于主河槽位置及壩肩范圍壩基下的透水礫石層。溢洪道建筑物布置岳屯水庫右岸溢洪道已建成段平面位置不變。保持右壩端原開敞式溢洪道進(jìn)口位置不變，溢洪道軸線與壩軸線夾角90°，溢洪道進(jìn)口堰頂高程1064.4m，底寬14m，邊坡1：1，堰長25m，樁號溢0+025-樁號溢0+072.2坡降1/200；樁號溢0-072.2至溢樁號0+162.6為新建泄槽段、陡坡段及消力池，溢洪道總長度162.6m。樁號溢0+072.2以上為底板邊墻撤除返修段。樁號溢0+072.2以下為新建泄槽及消力池，采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，底板厚度0.3m，10m分縫，縫內(nèi)瀝青沙板條填縫，縫底設(shè)齒墻和縱橫向排水，齒墻深0.3m，排水溝尺寸0.3m×m0.3。樁號溢0+072.2至樁號溢0+081.2為扭面段，長度9m，底寬14m，邊坡1：0.3，樁號溢0+081.2至樁號溢0+107.6為新建彎曲段，彎曲半徑34m，夾角30度，樁號溢0+107.6-樁號溢0+147.6為陡坡段，陡坡坡降1：2.5，底寬14m，梯形斷面，邊坡1：0.3。樁號溢0+147.6-樁號溢0+162.6為消力池段，采用擴(kuò)散式矩形消力池，進(jìn)口底寬14m，出口底寬22m，擴(kuò)散角14度，消力池長15m，深2.0m，消力池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，底板厚度0.5m，消力池與下游河床銜接。涵洞接觸滲漏處理維持原左岸壩下放水涵洞位置與結(jié)構(gòu)不變，對安鑒報告中指出的壩下涵洞滲漏，從地質(zhì)剖面和涵洞在壩軸線處的位置可見涵洞位于左岸泥巖中，其漏水的可能性不大，而洞頂以上的沙礫石層那么是造成滲漏的主要原因。因此對壩肩和壩基的防滲處理可以解決沙礫石層的滲漏。大壩加固設(shè)計壩頂處理現(xiàn)狀壩頂高程1070.0m，不滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的洪水設(shè)防和超高要求。本次加固處理，壩頂增設(shè)混凝土防浪矮墻，大壩維持原斷面形式不變，壩頂高程1070.0m，頂寬5.0m。新建防浪墻墻頂高程1070.3壩頂采用混凝土路面結(jié)構(gòu)，基層為10cm砂石穩(wěn)定墊層，面層為現(xiàn)澆混凝土路面，厚度大壩加固防滲設(shè)計根據(jù)勘探資料揭露,岳屯水庫滲漏問題誘因主要在于:壩基防滲結(jié)合槽設(shè)于主河槽位置，向兩岸階地延展范圍缺乏，根據(jù)左岸地形斷面條件推斷，左岸階地壩肩范圍沒有開挖結(jié)合槽,左岸樁號壩0-025～樁號壩0+042壩基范圍分布有二級階地堆積的黃土和砂礫石,其中黃土硬塑—可塑，滲透系數(shù)k=6.58×10-4cm/s;砂礫石層厚1.5～2.0m,中密，分布高程1054.5～1056.5m,滲透系數(shù)k=8～10m/d，強透水；是左岸壩肩滲漏的主要成因。河床及右岸坡覆蓋層由粉土和砂礫石組成，其中礫石層1.5—2.5m，滲透系數(shù)K=15-20m/d，強透水，分布高程1050.0m～1052.5m，分布于壩0+0671、大壩防滲處理方案比選大壩防滲處理可供采取的方案措施主要有：壩基與壩體充填灌漿，薄型塑性混凝土防滲墻，連續(xù)式高壓旋噴防滲墻。表5-2防滲處理方案比選方案內(nèi)容方案Ⅰ充填灌漿方案Ⅱ混凝土防滲墻高壓旋噴樁防滲墻方案Ⅲ壩基、壩體方案Ⅳ壩基、局部壩體防滲效果與可靠性防滲效果一般，可靠性較差防滲效果優(yōu)良，可靠性好防滲效果優(yōu)良，可靠性較好防滲效果優(yōu)良，可靠性較好施工難度鉆機(jī)造孔，灌漿機(jī)壓漿，設(shè)備簡單，施工方便，需施工平臺，灌漿質(zhì)量不易檢查控制槽孔開挖設(shè)備復(fù)雜，臨時設(shè)施與施工平臺要求高，泥漿固壁、水下混凝土澆注工藝復(fù)雜，易于檢查控制施工質(zhì)量專用鉆機(jī)造孔，壓風(fēng)、壓水、壓漿設(shè)備較復(fù)雜；工藝簡單，施工作業(yè)平臺要求不高，施工質(zhì)量易控制專用鉆機(jī)造孔，壓風(fēng)、壓水、壓漿設(shè)備較復(fù)雜；工藝簡單，施工作業(yè)平臺要求不高，施工質(zhì)量易控制工程量雙排孔鉆灌，孔距2.0m，計延米。墻體厚度0.4m，造孔延米，混凝土m3.孔距0.9m，旋噴有效半徑1.1m，鉆灌至壩頂高程，計延米孔距0.9m，旋噴有效半徑1.1m，鉆灌至1059高程，計延米經(jīng)比選，水庫大壩防滲處理擬采用地下高壓旋噴樁防滲墻措施。、高壓旋噴防滲墻布置〔1〕防滲墻軸線與原壩基防滲結(jié)合槽中線銜接新建壩基與壩體防滲結(jié)構(gòu)與原壩基結(jié)合槽銜接成為一個防滲結(jié)構(gòu)整體。根據(jù)大壩原設(shè)計資料顯示，原壩基結(jié)合槽位置處于壩軸線上游10m處，即現(xiàn)狀大壩上游壩坡1067.0m高程位置。新建防滲墻僅需在主河槽兩翼范圍布置，與主河槽約25m長度范圍壩基已有結(jié)合槽銜接即可。但在該位置進(jìn)行高壓旋噴鉆灌施工需要撤除1066.6m高程以上壩面砌石護(hù)坡，在該高程開挖形成寬度4-5m的鉆灌施工作業(yè)平臺和連接岸坡或壩頂?shù)呐R時施工道路〔2〕防滲墻軸線布置于壩頂上游側(cè)防滲墻軸線布置于壩頂上游側(cè)距壩軸線1.5m位置處，即在平面上新建防滲墻位置與原壩基防滲結(jié)合槽不予銜接，平行于壩軸線在樁號壩0-012.7—樁號壩0+145較之新建防滲墻軸線與原壩基防滲結(jié)合槽同軸線的布置方式，防滲墻軸線布置于壩頂上游側(cè)，在高壓旋噴樁防滲墻工程量上增加了主河槽段長度的工程量，但施工可直接利用壩頂作為作業(yè)平臺，無需撤除上游壩面護(hù)坡和開挖施工平臺，亦不存在后期修復(fù)填筑工作量和所需的場內(nèi)施工道路。在高壓旋噴樁防滲墻墻頂高程不變的情況下，僅增加鉆孔進(jìn)尺，而不增加高壓旋噴樁成樁工程量。本布置方案的相對施工進(jìn)度較快，可縮短施工工期。因此，高壓旋噴樁防滲墻軸線布置確定布置于壩頂上游側(cè)。3、高壓旋噴樁防滲墻設(shè)計新建高壓旋噴防滲墻軸線位置位于壩軸線上游側(cè)1.5m處，防滲墻長度范圍為樁號壩0-012.7——樁號壩0+145，共計15左岸階地段：樁號壩0-012.7-樁號壩0+042頂高程1059主河槽段：樁號壩0+042-樁號壩0+067頂高程1059——1057右岸階地段：樁號壩0+067-樁號壩0+145頂高程1057設(shè)計高壓旋噴單樁旋噴有效直徑1.0m，防滲墻〔樁體交接〕有效厚度0.4m；造孔孔距0.9m。造孔孔底深入基巖的深度≧0.5m，以截斷分布于壩基1〕截滲墻厚度：不小于0.4m；2〕強度：單軸抗壓強度R28不小于4.0Mpa；3〕滲透系數(shù)：小于1×10-6cm/s；4〕允許滲透破壞比降：大于40。滿足設(shè)計樁徑1.0m要求的高壓旋噴風(fēng)壓、水壓、漿壓參數(shù)通過現(xiàn)場試樁檢測確定。大壩滲流計算〔1〕計算斷面和計算指標(biāo)大壩滲流分析選取具有代表性的最大壩高斷面進(jìn)行分析計算，該斷面壩基下部為厚度為2.0～2.5m的砂礫層，該斷面根本反映大壩的整體滲流性態(tài)按照大壩設(shè)計斷面形式和構(gòu)造、上游淤積狀況以及地基特征，大壩滲流分析計算斷面共分為7個滲透區(qū)域，參照地質(zhì)勘探資料和室內(nèi)土工試驗的成果，各滲透分區(qū)滲透系數(shù)取值為：1區(qū)：上游淤積區(qū)：Kx=Ky=1×10-4cm2區(qū)：壩基粉土區(qū)：Kx=2.2×10-3cm/s；Ky=3.9×10-33區(qū)：壩基礫石區(qū)：Kx=1×10-2cm4區(qū)：壩體填土區(qū)：Kx=7.2×10-6cm/s，Ky=6.4×10-65區(qū)：壩基粉土區(qū)：Kx=2.2×10-3cm/s；Ky=3.9×10-36區(qū)：壩基礫石區(qū)：Kx=1×10-2cm7區(qū)：排水棱體區(qū)：Kx=1×10-2cm〔2〕滲流計算滲流分析采用北京理正軟件設(shè)計研究所編制的土石壩二維滲流計算程序，程序的求解方法是基于三角形單元的有限元法，用改良平方根法直接求解線性代數(shù)方程組。滲流分析考慮以下運行情況：a)上游正常蓄水位1064.4m，下游相應(yīng)的最低水位b)上游設(shè)計洪水位1067.45m，c)上游校核洪水位1069.16m，大壩下游河道地形開闊平坦，在各種計算工況下的下游水位變幅較小，均取1049m原大壩典型斷面上述工況分別進(jìn)行滲流計算，各工況下壩體斷面下游壩坡出逸點位置高程、滲透坡降值及單寬滲流量值見表5-3。表5-3大壩典型斷面滲流計算成果上游水位〔m〕下游水位〔m〕水頭〔m〕下游壩坡滲流出逸點單寬滲流量m3