白石水库设计报告(编辑修改稿)

白石水库设计报告(编辑修改稿)内容摘要：

14 库大坝的顶部 (大坝上面设有防浪墙时为防浪墙 顶部 ) 应 高程等于水库不同运用情况下的静水位与相应的超高之和，静水位以上的超高参照《水利水电工程等级划分及洪水标准》 SL25220xx执行，具体计算式如下： Z=Z0+Rp+e+A 式中： Z—— 水库大坝顶部高程（ m）； Z0—— 水库静水位（ m）； Rp—— 波浪爬高， mPp RKR  ； KP—— 系数，按《规范》附表 ； Rm—— 波浪平均爬高， 21/ mLhKKR mmwm   ； K —— 糙率渗透系数， 取 ； KW—— 经验系数，按《规范》附表 ； hm—— 平均浪高（ m），按莆田公式计算； W— — 计算风速，设计取 16m/s，校核取 16m/s； D—— 风区长度 ，取 200m； Lm—— 平均波长（ m），按莆田公式计算； m—— 坝坡系数，取 为 2； e—— 风壅水面高（ m） ， c os22mgHDKWe  ； A—— 安全超高，正常运用取 ，非常运用取。 计算结果如下表 28和表 29： 15 表 28 白石 水库大坝在静水位以上的超高 项目 R（ m） e（ m） A（ m） y（ m） 正常运用 非常运用 表 29 白石 水库大坝 坝顶所需最低 高程 运用情况 静水位（ m） 大坝静水位超高 值（ m） 大坝顶 部所需 最低高程 (m) 大坝现有坝顶高程 超高（ m） 正常运用 非常运用 经上述复核，根据《防洪标准》（ GB5020194）规定， 白石 水库大坝顶部现有高程 ， 比 本次复核高程 高 ， 白石 水库大坝坝顶高程满足洪水的挡洪要求 ，不需要进行加高。 溢洪道控制段顶部高程的复核 白石水库溢洪道无闸门控制，根据《溢洪道设计规范》（ SL25320xx） 规定，控制段导墙顶部高程不得低于校核洪水位加安全超高 ，因此，白石水库溢洪道控制段导墙顶部高程不得低于 (+)m。 16 3 地质 区域地质概况 地形地貌 工程区 属丘陵地貌单元 ， 山体呈 近 NE 向分布，山脊 较宽， 两岸地形呈较对称的 斜 向 “U” 型谷。 两岸山体 较雄厚 ，山顶高程 70~75m， 基岩 多裸露。 谷底高程 37m~39m，相对切割深 33m~36m，两岸 山坡 坡角 39~63176。 坝顶高程 ，宽 ~。 勘测期间库水位。 两岸山坡 植被覆盖率 较好。 地层岩性 坝区地层岩性 较简单， 由老至新分述如下： ① 泥盆系上统锡矿山组 （ D3x） ：淡红色中厚层状石英砂岩。 强风化带厚度 5~12m，强风化后呈粉黄色、粉红色，岩石风化节理裂隙发育。 ② 全新统冲积堆积（ Q4al）： 黄褐色粉质粘土 ，厚 1~2m， 可塑状态，结构较松散，分布于大坝下游。 ③ 第四系 残坡 积 堆积 （ Qedl） ：以灰黄色、黄色粉质粘土为主，含碎石，可塑状，分布于山坡表层和坝后耕地，厚度 ~。 ④ 第四系人工堆积（ Qs） ：为灰黄色含砾粉质粘土、干砌石等，最大 厚度。 粘土含量不均一，结构松散，为中等透水；碎石、块石的母岩为石英砂岩、砂岩风化碎块，砾的粒径一般 2~5cm，个别达 10cm 以上，性脆，呈棱角状 ~次棱角状。 工程区地处新华夏系构造带，湘潭凹陷盆地南侧。 附近历史上无破坏 17 性地震记录。 根据 1:400万《中国地震动峰值加速度区划图》和 《中国地震动反应谱特征周期区划图》 (GB1830620xx)，工程区附近地震动峰值加速度为 ，地震动反应谱特征周期为 ； 相应 地震基本烈度值 为 Ⅵ度，工程区周边无大的自然地质灾害现象记载，场地整体稳定性较好，属相对稳定地块。 坝区岩层产状 N44176。 E， SE∠ 20176。 ， 倾向右岸偏下游。 坝 址 区无区域性断层切割。 坝区主要发育 两 组节理： 第 ① 组，产状 N80176。 E,NW∠ 65~70176。 ，倾向 下游偏右岸，压 扭性，面 较平直 ， 微张开， 延伸长 一般 1m~3m，发育频率 1~3条 /m。 第 ② 组，产状 N45176。 W,SW∠ 50~60176。 倾向下游偏左岸，闭合~微张开， 延伸长 一般 ~， 发育频率 2~3条 /m。 节理面上有铁锰质附汲。 水文地质条件 坝区地下水类型有基岩裂隙水与松散土体的孔隙水。 基岩裂隙水分布于 基岩 的风化、构造裂隙中，接受大气降水补给，坝址区均以湿地泉的形式向河 床 排泄，动态随季节变化，枯水期干涸， 含 水量 较贫乏。 松散土体的孔隙水主要赋存于第四系 松散 堆积层中，接受大气降水与库水补给 ，水量较贫乏。 据区域资料，地表水和地下水水化学类型均为 HCO3 Ca 型， PH=，属弱碱性，矿化度小于 ，侵 蚀性 CO2均小于 15mg/L，对砼无侵蚀性。 坝区各钻孔 注水试验成果见表 ， 各钻孔 压水试验成果见表。 18 表 坝区各钻孔注水试验成果汇总表 序号 钻孔 编号 注水试段 深 度 （ m） 渗透系数 K(cm/s) 试段 位置 土体名称 渗透性 等 级 1 ZK1 ~ 104 坝体填土 粘土质砾 中等透 水 2 ~ 105 坝体填土 粘土质砾 中等透 水 3 ZK2 ~ 104 坝体填土 粘土质砾 中等透 水 4 ~ 104 坝体填土 粘土质砾 中等透 水 5 ~ 104 坝体填土 粘土质砾 中等透 水 6 ZK3 ~ 104 坝体填土 粘土质砾 中等透 水 经统计：坝体填筑土渗透系数 K=(~) 104cm/s 均值 K=104cm/s 表 坝基钻孔压水试验成果汇总表 总段数 钻孔 编号 段序号 压水试 验孔深 （ m） 透水率 （ Lu） PQ曲 线类型 渗透等级 分带 试验段 岩体风 化程度 1 ZK1 1 ~ E（充填）型 中等透水 带 强 风化 2 2 ~ A（ 层流 ）型 弱 透水 带 弱 风化 3 3 ~ A（ 层流 ）型 弱 透水 带 弱 风化 4 ZK2 1 ~ E（充填）型 中等透水 带 强 风化 5 2 ~ A（ 层流 ）型 弱 透水 带 弱 风化 6 3 ~ A（ 层流 ）型 弱 透水 带 弱 风化 7 4 ~ A（ 层流 ）型 弱 透水 带 弱 风化 8 ZK3 1 ~ E（充填）型 中等透水 带 强 风化 9 2 ~ A（ 层流 ）型 弱 透水 带 弱 风化 根据钻孔注水试验 表 可知 ，坝区填筑土渗透系数 为K=10 4cm/s， 属 中等 透水带； 根据钻孔压水试验表 可知， 坝基岩体透水率 q=~，属 弱透水带 ~中等透水带 ，其中坝体 与坝基接触界面岩体透水率 q=~，属中等透水带。 19 物理地质现象 坝区物理地质现象主要表现为岩体风化和崩塌。 坝区岩石为石英砂岩、砂岩，抗风化能力较强。 上部岩石风化强烈，风化节理裂隙发育，完整性差。 根据钻探揭露及地表调查，坝址区岩石强风化深度为 5~12m。 自然状态下两岸岸坡稳定状态良好，无其它物理地质现象。 坝体填筑土与坝基岩土工程地质质量评价 坝区岩土工程地质特性剖面分区 根据坝区平面地质测绘、钻孔试验与取原状土样室内试验成果分析，按 坝区岩土工程地质特性描述如下： 人工填筑 土区： 为灰黄色粘土夹碎石块石等，最大 厚 度。 粘土含量不均一，结构松散， 为中等透水；碎石、块石的母岩为石英砂岩、砂岩风化碎块，砾的粒径一般 2~5cm，个别达 10cm 以上，性脆，呈棱角状 ~次棱角状。 坝体中部厚度 较 大，两侧 厚度小。 排水棱体干砌石堆砌带，堆积松散。 坝基 强风化岩体 区。 强风化带厚度 ~，岩 石呈粉红色 ~肉红色，性脆， 节理裂隙较发育 ，节理面附大量褐色铁锰质氧化物膜，钻孔取样呈碎块夹柱状，岩体完整性差，透水性较强。 坝基 弱风化岩体 区 ：厚度大于 12m。 岩石较坚硬， 节理裂隙发育 一般 ，呈 闭合 ~微张开状 ，钻孔取样呈柱状夹碎块，岩体完整性较好。 评价 坝体 人工填筑 ， 最大 厚 度 ，为 含砾粉质粘土，局部见少量砂砾石、碎砖块等。 坝体中部厚度大，两侧厚度小。 土料主要来源于坝区附近 20 两岸山坡 及耕田的残坡积 层。 室内 试验 原状土样 8 组，根据颗粒组成， 试验定名为 含砾粉质粘土。 根据室内与野外试验成果：根据室内与野外试验成果：＞ 粗颗粒含量 ~%，均值 %；粉粒含量 ~%， 均值 %；粘粒含量 ~%， 均值 %。 天然含水量 ~%，均值 %，干密度 ~， 孔隙比 ~，均值 ，压缩系数~，均值 ，塑性指数 ~，均值。 钻孔注水试验渗透系数 K= 104cm/s，属中等透水带。 根据室内与野外试验成果 ， 各试验值与《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》附录 A 天然建筑材料 均质 坝土料质量技术要求对比评价见表。 表 坝体填筑土室内试验成果与规范对比表 项目 粘粒含量 (%) 塑性指数 碾压后渗透系数 (cm/s) 天然含水量 (%) 试验值 ~ ~ ~ 规范值 粘粒 10~30 7~17 接近塑限（ ~） 质量评价 偏大 局部偏大 渗透系数局部偏大 含水量偏大 从表中可知 填土粘粒含量偏大，塑性指数局部偏大，含水量不均一，差异性较大，现场注水试验渗透系数为渗透系数达不到要求。 因 坝体施工主要由当地居民完成，施工设备缺乏；主要靠人工夯实，且由于施工人员素质低、无专业技术人员，以致大坝填土质差夯压不密实，填筑 质量 差。 大坝自运行至今，在大坝 左岸 外坡高程 46m 以下 一直存在散浸问题，散浸面积约 95m2。 21 坝基岩土工程地质质量评价 坝基 强风化岩体：强风化带厚度 5m~12m。 强风化带岩体内节理裂隙较发育，节理张开宽 ~， 局部含泥， 岩石力学强度较低、抗风化能力较弱。 钻孔岩心 获得 率 60%~80%， RQD 为 34%~49%。 岩体透水率 一般~，属中等透水岩带。 岩层走向为斜河向， 库水主要沿 岩层层间裂隙及节理裂隙网络产生 渗漏。 自 蓄水 运行以来，距外坡 高程 46m以下 范围内常年渗漏， 大坝下游左岸有 集中渗漏点 1处，并随库水位的升高渗漏量稍有增大 ，汛期最大达到。 该区应作为坝基重 点防渗部位。 坝基 弱风化岩体，厚度大于 12m。 岩石坚硬， 岩心 获得 率 78%~89%， RQD 为48%~85%。 岩体节理 发育一般， 岩体完整性 相对 较好。 该带 岩体透水率 一般q=~， 属于 弱透水 带，为坝基相对隔水层。 坝基与坝肩基础处理质量评价 据现场调查资料：工程施工主要由当地乡村完成， 施工清基不彻底，对坝基和两岸坡表层的节理裂隙发育的透水 率较强的 强风化岩体未进行挖除与防渗处理。 故大坝建成运行以来存在沿坝基接触面渗漏问题。 坝区主要工程地质问题评价 坝体抗震稳定问题 评价 坝区周边地震活动较 少 ，工程区地震动峰值加速度为 ，地震动反应谱特征周期为 ；场地地震基本烈度值 Ⅵ 度。 按照《水库大坝安全评价导则》（ SL25820xx）对 Ⅵ 度 (含 Ⅵ 度 )以下的工程可不进行抗震复核。 坝体散 浸 水库 自 蓄水 运行至今，在大坝 左岸 外坡高程 46m 以下 一直存在散浸问 22 题，散浸面积约 95m2。 散浸引起坝坡面湿润与局部表层土体脱坡。 多年来针对坝体散浸采取在开排渗沟等处理措施处险。 散浸主要原因： 填筑料不均一，空隙大， 施工质量差、 分层界面多， 夯压 不密 实、碾压后土的渗透系数达 不到 土坝的防渗技术要求，导致坝体外坡存在 较 严重的散浸问题。 坝体与坝基及坝肩接触界面渗漏 据地勘现场调查：自 蓄水 运行至今 ，坝体与 坝基 坝肩接触 部位普遍存在渗漏问题。 汛期与高库水位时，高程 52m 以下， 左 岸 坝肩 有集中渗漏点 1处 ,单个 渗漏量 Q=~， 引起渗漏的主要原因：坝体与 坝基、坝肩强风化岩体直接接触， 而 岩体中节理裂隙发育，岩体破碎 ， 施工时对建基面表层破碎岩体未进行 彻 底清除和采取防渗处理措施，导致库水沿坝体与坝基 、坝肩 接触界面产生渗漏。 工程自运行至今，一直存在坝体与坝基 、坝肩 接触界 面渗漏问题。 汛期渗漏量有呈现明显增大的趋势，对坝体稳定不利。 坝基渗漏 据调查，大坝自 蓄水 运行以来，。