湖北省枣阳市段营水库除险加固工程 初步设计阶段
6 溢洪道工程地质条件及评价
段营水库坝顶溢洪道位于桩号0+238m至0+284m,为“土心石皮”浆砌块石结构的开敞式宽顶堰,堰顶高程99.80m,溢洪道总宽45.70m,净宽40.0m。溢洪道堰体长4.30m,边墙高度2.0m;下接泄槽段,泄槽段长14.5m,坡比1:3.0,底板高程从99.40m降至94.90m;一级消能反弧半径12.0m,入射角25°,鼻坎高程95.30m;二级底流式消能,消力池长6.5m,高程92.90m,消力池坎高1.0m,高程93.90m。
段营水库溢洪道为坝顶溢洪道,跨溢洪道交通桥、堰体及泄槽段地基为坝体填筑土,其物理力学指标建议值为:比重GS=2.73,天然重度γ=19.4kN/m3,压缩系数aV1-2=0.27MPa-1,压缩模量Es1-2=6.5MPa,抗剪强度指标为ccq=37.3kPa、?cq=15.3o,渗透系数k = 5.75×10-4cm/s,地基允许承载力200kPa。
下游消能设施地基为第四系上更新统琚湾组的冲积土(Q31al,岩j)性为粉质粘土,含钙质结核,呈硬塑~可塑状态,其物理力学指标建议值为:比重GS=2.73,天然重度γ=19.5kN/m3,压缩系数aV1-2=0.24MPa-1,压缩模量Es1-2=6.9MPa,抗剪强度指标为ccq=40.4kPa、?cq=16.5o,渗透系数k = 8.43×10-5cm/s,地基允许承载力250kPa。
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溢洪道浆砌块石松动,堰体严重漏水,局部水毁;一级、二级消力池底板以及消力坎水毁严重;浆砌石边墙,勾缝脱落,块石松动,局部倾倒;溢洪道控制段有通村公路穿过,无交通桥。建议对堰体地基进行灌浆处理,对堰体、泄槽段底板及边墙进行加固,对溢洪道下游的消能设施拆除重建,新建跨溢洪道交通桥。
跨溢洪道交通桥位于溢洪道堰体处,其桥墩基础应埋置于堰顶以下不小于0.5m处,地基为坝体填筑土,其物理力学指标及地基承载力见上一页。
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7 输水系统工程地质条件及评价
段营水库输水系统由二条输水线路组成。
输水线路一:为城门洞型砖砌拱涵,位于大坝左侧,桩号0+036.5m,进口底板高程99.60m,断面尺寸为0.5×0.5m,现已废除、封堵。
输水线路二:为预制钢筋混凝土圆管,位于大坝桩号0+097 m处,进口底板高程97.5m,断面尺寸为内径0.5m,设计引用流量1.5m3。
输水线路一城门洞型砖砌拱涵封堵不严,常年漏水严重,建议重新进行封堵。
输水线路二预制钢筋混凝土圆管进口垮塌、管身漏水;出口无消能防冲设施,大面积垮塌,现已不能正常运行。
预制钢筋混凝土圆管位于坝体与坝基的结合部,其地基为第四系上更新统琚湾组的冲积土(Q31al,岩性为粉质粘土,地基的物理力学j)指标建议值为:含水率?=23.8%,天然重度γ=19.5kN/m3,压缩系数aV1-2=0.24MPa-1,压缩模量Es1-2=6.9MPa,抗剪强度指标为ccq=40.4kPa、?cq=16.5o,渗透系数k = 8.43×10-5cm/s,地基允许承载力250kPa。输水管顶部为坝体填筑土,其物理力学指标见第5章,输水管与坝体接触结合不好,存在有管壁渗漏问题。
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8 主要工程地质问题评价及工程加固处理建议
8.1 坝址区主要工程地质问题评价
8.1.1 坝基、坝肩稳定问题评价
段营水库坝址区属平原岗地地形,大坝两岸地形平缓,不存在边坡稳定问题。大坝为均质土坝,最大坝高仅为9.0m,坝基为第四系上更新统琚湾组的冲积土(Q31al),岩性为粉质粘土,其地基承载力可满j足工程要求。
8.1.2 坝基渗透问题评价
大坝坝基为琚湾组的冲积土(Q31al,岩性为粉质粘土,其渗透系j)数为7.06×10-5~9.62×10-5cm/s,平均值为8.43×10-5cm/s,具弱透水性,基本不存在坝基渗漏问题。
8.2 大坝主要工程地质问题评价及加固处理建议
8.2.1 大坝填筑过程
段营水库大坝工程于1955年10月动工兴建,1956年4月竣工。
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大坝为均质土坝,实测坝顶高程101.40~102.50m,最大坝高9.0m(对应于桩号0+170m)。
大坝施工时由水利部门负责施工,按小(一)型水库设计,因年代久远,施工已无历史记载,通过水库管理部门找当时参与工程建设老人回忆,当时的施工虽然成立了工程指挥部,但由于当时的条件限制,在施工过程中没有使用任何机械,修筑大坝全部由民工肩挑运土。过湿土料、过干土料时有上坝,难以保证大坝土料含水率符合设计要求。大坝碾压主要依靠人工夯实,大多数部位是铁片硪,少数部位采用石磙硪,碾压的质量得不到保证,从总体看大坝的施工质量较差。
8.2.2 坝体填筑质量与渗透性
勘察资料表明,大坝坝体填筑土为粉质粘土,黄褐色,呈可塑状态,表层含少量植物根系,其物理力学性质指标建议值见5.2.3节。大坝坝体填筑土的干密度为1.58g/cm3,通过试验测得其最大干密度为1.70g/cm3,最优含水率21.3%(详见坝体填筑土料轻型击实试验成果表),压实度为0.93,小于规范要求(压实度达到0.95-0.97),坝体填筑质量较差,碾压不够密实。
根据钻孔注水试验结果,坝体填筑土的渗透系数为:3.96×10-4~7.14×10-4cm/s,具中等透水性,其平均值为5.75×10-4cm/s,
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