玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题.pdf

本科毕业设计说明书 题 目 玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题 学 院 专 业 学生姓名 学 号 年级 09 级 指导教师 二一三年六月三日 玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题 2 玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题 摘要：玉溪河百丈水库大坝建成于 1958 年，为均质土坝。由于修建时存在抢工期、技术理论不成熟、设备落后、边设计边施工等问题，所以大坝存在透水率低和碾压不密实等缺陷。自建成以来，裂缝滑坡、散浸、右坝肩绕渗、白蚁危害等时有发生。为了确保水库继续正常发挥功用，本次病险整治设计中包括坝顶安全超高复核、坝坡渗流稳定计算分析、方案比选、溢洪道交通桥设计、右坝肩灌浆处理等内容。经过公式法进行渗流计算，整治后能够满足渗流要求；经过毕肖普法和瑞典圆弧法进行坝坡稳定性计算，整治后能满足坝坡稳定性要求；同时白蚁整治和右坝肩绕渗处理都会起到良好的整治效果。该设计对于其他病险水库除险加固有值得借鉴之处。关键词：病险整治；渗流稳定；裂缝滑坡；百丈水库 the Treatment for Baizhang Reservoir of YuXi River and the Seepage Problem of D ams right Shoulder 玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题 3 major:Water conservancy and hydropower engineering Abstract：Baizhang reservoir was built in 1958,dams material is soil.when it was being built,because of the limite of time、technology、equipment,Cracks、landslides、seepage、termite damage are exist.in this article contains the review of elevation、Seepage analysis and stability analysis、desing of Spillway traffic bridge、the treatment of the dams right shoulder,and so on.Through the theoretical calculation and analysis,there is no doult that these treatments are very useful.by the same,some ways can be referenced to others Treatments.Key words：symptoms and risk，Seepage analysis and stability analysis,treatment，Baizhang reservoir 目录 1 综合说明.1 玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题 4 1.1工程概况.1 1.2水文.2 1.2.1水库流域基本情况.2 1.2.2水位库容曲线.3 1.2.3水库流域气象资料.3 1.2.4设计洪水.3 1.3工程地质及水文地质.4 1.3.1工程地质概况.4 1.3.2水文地质概况.6 1.4大坝基础处理.6 1.5地震烈度.6 1.6建筑材料及特性.7 1.6.1土体、砌石的物理力学指标.7 1.6.2天然建材.8 1.7金属结构.9 1.8水库病险及整治的必要性.10 1.8.1水库运行中出现的问题及处理情况.10 1.8.2工程目前存在的主要问题.13 1.8.3工程整治的必要性.13 1.9本次百丈水库大坝病险整治及右坝肩绕渗问题的内容.14 1.9.1设计参考资料.14 1.9.2大坝坝坡整治加固设计.14 1.9.3白蚁整治.18 1.9.4右岸绕坝渗流.19 1.9.5溢洪道交通桥.19 1.10施工.20 1.10.1交通.20 1.10.2电力.20 1.10.3土石方挖填.20 2 洪水复核及分析.21 2.1概述.21 2.2基本资料的收集整理与复核.21 2.2.1水库流域基本情况.21 2.2.2水位库容曲线.21 2.2.3溢洪道有关参数.22 2.2.4水库流域气象资料.22 2.3百丈水库洪水复合.22 2.3.1红光水库洪水复核.22 2.4百丈水库洪水复核.23 2.4.1洪水计算.23 2.4.2调洪演算.25 2.5计算成果合理性分析.28 2.5.1红光水库设计暴雨计算.28 2.5.2百丈水库设计暴雨计算.28 玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题 5 2.6结论.28 3.原大坝的渗流计算及坝坡稳定计算分析.29 3.1渗流计算.29 3.1.1 目的.29 3.1.3 渗透系数.29 3.1.4采用水力学法进行渗流计算.29 3.1.5计算成果及分析.29 3.2坝坡稳定计算分析.30 3.2.1坝坡稳定计算.30 3.2.3结论与建议.34 4 坝坡整治设计.35 4.1坝坡稳定整治方案.35 4.1.1工程概况.35 4.1.2滑坡的原因分析.36 4.1.3滑坡处理.37 4.1.4设计方案.37 4.1.5方案比选.44 4.1.6结语.46 5 白蚁整治.47 5.1白蚁危害的情况介绍及以前的处理方式.47 5.2白蚁整治的具体措施.47 5.3白蚁整治坝坡断面图.48 5.4白蚁整治的工程量.49 5.4.1上游坡砂垫层和预制砼块的工程量计算.49 5.4.2下游坡砂垫层和预制砼块的工程量计算.49 5.5白蚁整治的经费预算.49 6 大坝右岸坝肩绕渗处理.50 6.1渗透比降.50 6.1.1渗流计算边界及计算工况.50 6.1.2渗流计算理论及计算程序.50 6.1.3 渗透坡降计算.51 6.1.4渗流量及渗流水深计算.51 6.1.5计算成果分析.51 6.2右坝肩绕渗情况.52 6.3对右岸绕坝渗流的处理.52 6.4右坝肩绕渗的工程量及经费计算.53 6.4.1帷幕灌浆.53 6.4.2帷幕灌浆（检查孔）.53 6.4.3右坝肩绕渗整治费用.53 7 左岸溢洪道交通桥.54 7.1溢洪道交通桥设计的必要性.54 玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题 6 7.2交通桥设计的具体说明.54 7.3溢洪道交通桥整治设计的工程量及经费预算.54 7.3.1交通桥面板.54 7.3.2交通桥桥墩.54 7.3.3左岸溢洪道交通桥总费用.54 8 主要工程量统计.55 参考文献.56 致谢.57 玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题 1 1 综合说明 1.1工程概况 百丈水库位于名山县百丈镇上游 1.7km的临溪河上，其地理位置：东经 103 14，北纬 30 11.5。临溪河系浦江河支流，属岷江水系。水库坝址以上集雨面积 52.82km，水库总库容 2080 万3m，有效库容 1960 万3m。水库以灌溉为主，兼有发电、养殖、旅游等综合效用，水库设计灌面 14.63 万亩。1978 年玉溪河引水灌溉工程主干渠建成通水后，主干渠末端水量泄入百丈水库。水库以下有效灌面 37.78 万亩，是一座中型水利工程。工程级三级，主要建筑物按 3 级设计。水库枢纽布置示意图见图 1-1。图 11 百丈水库枢纽布置示意图 水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水洞及百丈水库电站四部分组成。大坝为均质土坝。1957 年 11 月动工，1958 年 7 月建成。坝顶长 507m，高 28m，坝顶宽 5.5m，坝顶高程 697.060m。溢洪道位于大坝左岸，为有闸控制的开敞式溢洪道。总净宽 42m，设计有 8 扇平面钢闸门，8 台手电两用卷扬机式启闭机启闭。溢洪道堰顶形状为驼峰实用堰，堰顶高程 691.86m，相应库容 1420 万立方米。按 100 年一遇洪水标准设计，1000 年一遇洪水校核。相应于 P=0.1%的校核下泄流量 556m/s.放水洞桩号 0+387，钢筋混凝土涵管和竖井组成，平板闸门控制，进水口地板高程676.560m.最大放水流量18m/s.百丈水库电站于1991 年 5 月建成，装机21.1MW，从百丈水库取水发电，取水管道桩号 0+474，进口地板高程686.000m，设计取水流量14m/s。玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题 2 表 11 水库工程特性表 序号 名称 单位 特性 备注 一 河流特性 由 1/50000 航测图算得（包括红光水库 112km 1 坝址以上流域面积 2km 52.8 2 多年平均径流深 mm 902 3 水文气象特征 （1）多年平均气温 15.4 （2）多年平均降雨量 mm 1327 二 灌区特征 1 设计灌溉面积 万亩 44.05 2 实际灌溉面积 万亩 37.78 3 灌溉时间 月 38 4 灌溉保证率%85 5 左干渠长 km 15 6 右干渠长 km 23 三 特征水位及库容 1 设计洪水位 m 694.640 P=1%（原“三查三定”）2 校核洪水位 m 695.460 P=0.1%（原“三查三定”）3 正常水位 m 695.060 4 死水位 m 676.560 5 汛期限制水位 m 691.860 6 总库容 万 m 2080 7 有效库容 万 m 1960 8 死库容 万 m 40 9 调节特性 年调节 10 水库水面积 2km 2 正常水位 695.060m 四 土坝工程 1 坝型 均 质 土坝 2 坝顶总长 m 507.0 3 最大坝高 m 28.0 4 坝底宽 m 203.0 5 坝顶宽 m 5.5 6 坝顶高程 m 697.060 1.2水文 1.2.1 水库流域基本情况 百丈水库控制临溪河流域面积 52.8km，包括上游红光水库11km。临溪河发源于名山县北部、万古乡与城东乡交界的分水岭，最高点海拔 906.700m。河流流经名山县万古、玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题 3 新店、中峰、百丈、黑竹及浦江县的甘溪、大塘、复兴、西崃、敦厚、五星等乡、镇，在五星乡汇入浦江河，全长 57km。水库流域位于四川盆地边缘，属浅丘与山区的过渡带。流域内地势起伏不大，平均山坡坡度 5%。河槽两岸台地为水稻田，山坡植被良好，对暴雨洪水有一定的滞蓄作用。河系形状为不对称羽毛形。1.2.2 水位库容曲线 采用水库一直沿用的成果，该成果由当时的1:5000 实测库区地形图算得：表 12 百丈水库水位库容关系表 库水位（m）686.000 687.000 688.000 689.000 690.000 691.000 692.000 693.000 694.000 695.000 695.860 库容（万 m）652 764 882 1012 1149 1292 1441 1605 1792 1988 2180 图 12 百丈水库水位库容关系曲线 1.2.3 水库流域气象资料 临溪河流域属亚热带湿润气候。受季风气候影响，多年平均气温 15.5，最高月平均气温 30.7，多年最高气温 36.5，最低气温-3.2。流域属青衣江暴雨区边缘过渡带，流域内降雨分布不均匀。流域内年降雨量的幅度较大，年降雨量年内分配极不均匀。临溪河流域降雨量充沛，年平均降雨量 1327mm。69 月降雨量占全年降水量 80%以上，大暴雨多出现在 7、8 月份。流域内洪水由暴雨形成，主要集中在 24h 内，具有峰高量大的特点。水库多年实测最大风速 27/ms，相应的最多风向为东北风。多年平均最大风速 17/ms。吹程为 1.8Km。1.2.4 设计洪水 水库曾进行过 1983 年的“三查三定”洪水计算，以及 1986 年水库调度运行计划编制的洪水计算，两次计算均采用以点带面的方法计算设计暴雨。2002 年洪水计算利用了流域内及流域边缘八个雨量站，最长 38 年的实测降雨量资料，采用泰森多边形法则计算其面雨量，然后采用推理公式0.278sFn推求设计洪水，结合四川省水文手册的步骤玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题 4 进行计算，库区不同频率的设计洪峰流量见表 13。表 13 洪峰流量推算成果表 P(%)2 1 0.1 0.05 洪峰流量（/s）294 337 463 535 设计暴雨历时：1/412.834.5()1.44()TFhrd，为长历时暴雨，暴雨公式为24mPTPHHT，lgpmabp，查四川省水文手册，a=0.27,b=0.01,设计洪水总量：30.1()pTPWaHF万m，a 为暴雨径流系数，洪水总量见表14.表 14 百丈水库洪水总量表 频率 P 设计暴雨历时 T(d)24PH(mm)pm TPH（mm）a pW(万3m)PPPWTQ 0.1%1.44 365 0.260 401 0.92 1948 11.7 1%1.44 277 0.270 306 0.90 1454 12.0 2%1.44 250 0.273 276 0.90 1312 12.4 0.05%1.44 412 0.257 452 0.93 2219 11.5 根据上述推求的设计洪峰流量pQ及设计洪水总量pW，计算设计洪水过程概化矩形历时PPPWTQ，由四川省水文手册表 58 查得 X、Y 值，由tPQYQ 及 t=XTp,计算tQ、t，再加入基流量0.795300.2456/QFms，即得设计洪水流量过程线，如同13 所示，表 15 中列出三种频率时的洪水流量值。1.3工程地质及水文地质 1.3.1 工程地质概况 百丈水库坝址位于邛崃山脉之名山向斜南东翼，构造简单，岩层产状接近水平出现，倾角 35，为单斜地层。土坝坝基靠近右岸河床宽约30m，全为卵砾石夹砂，覆盖于岩基上后 1.03.0m，中部一级台地宽 100m，上部为褐色或灰白色粘土厚 20m，下为砂类卵砾石厚 1m 左右，以下为岩基。第二级阶地宽 120m，上部有 1.3m 的粘土夹卵石，下面全为残积物，最深 5.8m，下为岩基。放水洞和溢洪道均放在岩基上，岩层为新生界第三系名山群，含钙质粉砂质泥岩及泥质钙结泥质粉砂岩（水利院 80 年 11 月钻孔岩石磨片鉴定报告）。工程地质情况较好。玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题 5 图 13 百丈水库设计入库洪水过程线 表 15 百丈水库设计入库洪水过程线表 川西南地区 1%2%01%y x t tQ t tQ t tQ 0 0 0 6 0 6 0 6 0.05 0.10 1.20 23 1.24 21 1.17 29 0.10 0.13 1.56 40 1.61 35 1.52 52 0.20 0.18 2.16 73 2.23 65 2.11 99 0.40 0.23 2.76 141 2.85 124 2.69 191 0.60 0.28 3.36 208 3.47 180 3.28 284 0.80 0.33 3.96 276 4.1 241 3.86 376 0.95 0.36 4.32 326 4.47 285 4.21 446 1.00 0.40 4.80 343 4.96 300 4.68 469 0.95 0.49 5.88 326 6.08 285 5.73 446 0.80 0.60 7.20 276 7.45 241 7.02 376 0.60 0.78 9.35 208 9.68 180 9.13 284 0.40 1.07 12.8 141 13.3 124 12.5 191 0.20 1.80 21.60 73 22.3 65 21.1 99 0.10 2.60 31.2 40 32.3 35 30.4 52 0.05 3.20 38.3 23 39.7 21 37.4 29 0 3.90 46.8 6 48.4 6 45.6 6 玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题 6 坝址和溢洪道基岩多为红色砖红色钙质砂岩、页岩，在砂岩中分泥质砂岩和砂岩两种，又以泥质砂岩较多及细质结核，而受水侵蚀呈圆形状溶洞（约在 0.20.4cm）、复矿物质有石英、长石、云母，硬度约在 34 度，钻进快慢不均，节理裂隙发育。岩心破碎，采样率低，难以从岩心推论和判断节理裂隙方向和发育情况。沿着坝址和溢洪道所钻的孔，井深在 1015m 以上岩心都较破碎，采样率不高，裂隙甚多，而在河床 KN2 号也从井深 18.3622.76m 都有裂隙，从岩心上都发现有含铁质的沉积物。在 KN3 号从井深 8.7927.3m 处岩心上有裂隙三段，并有含铁的沉积物。1.3.2 水文地质概况 坝址水文地质结构较简单，含水层是岩石节理裂隙层，其来源主要由降水补给，该区河床两个钻孔有涌水现象，涌水井深是 813m，水量约 5060L/min。两孔涌水相同，说明两孔的裂隙层面有相连的可能性，致使地面流量较大，渗漏流量较大，渗透系数 K 一般均在 0.3m/d。由于收集资料较少，地面观测结果只发现岩层面节理裂隙侵水的痕迹，其它并无特殊现象存在。坝址工程地质问题不大，而水文地质不太理想。1.4大坝基础处理 沿坝轴线，根据地形地质情况，分为六个标准断面，一断面为临溪河河床，二断面为淤积台地（高程 672.000m），整个坝基除一、二断面重要而又比较复杂外，三、四、五、六断面（放水洞除外），无复杂地质问题。根据设计，离坝轴线向内 8.75m（中中）33.75m（中中）有两道截流流槽，8.75m处设计为 5m 宽，33.75 处设计为 4m 宽均挖至岩石，并嵌入岩层 0.5m 后回填。河床部分一般将砂砾表面普遍深挖 1.0m，其高程内坡部分为 669.560m，中间部分为 668.560m，反滤层则清至岩石高程 665.560667.260m 之间（因河底不是水平）。除此之外，部分沙砾层保留坝中，坝身填筑从此开始。8.75m 处根据设计一直伸向三、四、五、六断面，33.75m，则伸至 0+192m 处为止。三、四、五、六各断面均系较坚硬的土层，含水量不大，除将表面种植土、草皮、树根、瓦砾等清理干净以外未予深挖，一般清基深度 0.30.6m，三、四断面间有坟墓数十座，均拆除搬迁加以清理，然后再逐段填筑坝身。右岸接头处理：清除岩层表面风化层，选择粘性较大的硬土夯实衔接，渗水多的地方用较干的粘土拌合石灰将岩石水份排除后夯接。石灰和土料的比例为 1:10.1.5地震烈度 根据中国地震动参数区划图（2001 年），工程区地震峰值加速度 0.1g，地震基本烈度为度，地震反应普特征周期为 0.45s。玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题 7 1.6建筑材料及特性 1.6.1 土体、砌石的物理力学指标 2001 年四川大学水电学院取样所得坝体土料物理力学性质见表 16。表中可见，天然 含 水 量2 3.83 3，天 然 密 度31.82 1.92/g cm，天 然 干 密 度31.391.53/dg cm，压缩系数 0.200.53Mpa-1，属中高压缩性土。非饱和固结快剪(q 剪)c=17.126.0kPa,17.2 22.8.设计计算力学指标及容重建议值见表 17 和表 18。上游坝体渗透系数83 10/kcms，下游71.77 10/kcm s，排水棱体综合渗透系数取为0.01/kcms。表 16 坝料物理力学性质汇总表 土样编号 天然密度 饱水密度sat 天然含水量(%)最大干密度maxd 3(/)g cm 最优含水量op(%)颗粒比重 G 液限 L 塑限 p 塑性指标 pI 压缩系数(1 2)va 1()MPa 3(/)g cm(%)上 1 1.90 1.93 23.8 1.64 21.40 2.75 49.0 23.0 26.0 0.52 上 2 1.87 1.90 27.1 2.72 46.0 26.0 20.0 0.37 上 3 1.90 1.93 30.4 1.62 22.30 2.71 40.0 23.2 16.8 0.31 上 4 1.89 1.90 32.4 2.74 43.9 24.1 19.8 0.53 上 5 1.88 1.90 33.8 1.64 21.45 2.75 47.2 26.2 21.0 0.36 上 6 1.92 1.97 30.7 2.73 46.3 25.5 20.8 0.29 下 1 1.82 1.82 31.3 1.39 24.70 2.72 49.0 28.0 21.0 0.23 下 2 1.90 1.90 30.3 1.47 2.72 47.0 27.0 20.0 0.20 下 3 1.88 1.88 32.3 1.42 2.72 46.0 26.0 20.0 0.25 颗粒分配(%)（粒径：mm）土名 渗透系数 剪切试验 820(10k/)cms 非饱和固结快剪 饱和固结快剪 2-0.1 0.1-0.05 0.05-0.005 0.005 原状土 击实样(c k)Pa 0()(c k)Pa 0()玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题 8 12.6 3.4 40.8 43.2 低液 限粘 土 CL 2.35 6.32 17.4 24.0 17.0 19.6 15.3 4.4 37.5 42.8 4.57 26.0 22.9 22.5 22.8 10.0 11.7 43.3 35.0 1.77 26.0 20.6 25.2 20.4 20.0 5.7 39.7 34.6 1.92 18.3 18.0 22.6 17.0 20.5 21.4 9.0 35.3 34.3 1.87 18.1 23.6 17.0 19.3 13.7 6.4 42.4 37.5 5.55 21.5 17.6 19.9 15.0 19.8 16.3 6.7 35.0 42.0 8.97 15 20.0 20.4 19.5 20.2 14.7 8.3 33.0 44.0 15.5 25.0 23.6 24.7 23.2 12.8 9.0 36.0 42.2 17.7 27.0 17.4 26.0 17.2 表 17 材料的力学指标（计算建议值表）非饱和固结快剪 饱和固结快剪 ()c kPa()()c kPa()上游坝体 15.4 18.8 14.3 17.6 下游坝体 18.0 17.3 17.5 17.1 基岩 28.1 28.1 堆石 9.4 33.8 表 18 坝体土料容重（计算建议值）湿密度 饱和密度 干密度 浮密度 上游 1.89 1.92 1.44 0.92 下游 1.87 1.91 1.42 0.91 1.6.2 天然建材（1）砼粗细骨料 大坝周围 30km 范围内均为第四纪强风化泥岩及泥质砂岩覆盖层，溪沟支流河道中多数为泥质淤泥层。岩石埋藏1020m 深，且属泥质砂岩，因此不宜作为砼骨料。距大坝 50km 邛崃西河河道中砂卵石、距大坝 40km 雅安草坝周公河中砂卵石是良好的砼骨料。砂属净粗砂，粗骨料母岩为花岗岩、玄武岩等。因此，砼粗细料从该两地采购。（2）砂卵石料 百丈水库大坝为均质坝，坝料粘性土含水量高，渗透系数较小，作为防渗材料是良好的，但坝坡稳定性较差。透水性较强的材料，即砂卵石，弱风化或新鲜泥岩、泥质砂岩。砂卵石产自西河及周公河，储量丰富，质量良好。但运输要经 108（成雅高速公路）及 318国道，其余料场见表 19.玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题 9 横山子、金鸡关、石牛子 3 个泥质砂岩料场储量均能满足要求。坝区到横山子及石牛子是农村机耕道路，要新修数百米及修补扩建 1020km 运输道路，到金鸡关主要是 318国道。表 19 天然建材调查表 料场 材料性质 调查储量（万 m）运距（km）邛崃西河 砂卵石 65 50 雅安草坝 120 40 横山子 泥质砂岩 63 36 金鸡关 140 32 石牛子 泥岩 50 34 大塘 泥岩 160 27 横山子、石牛子泥质砂岩覆盖层 310m，植被良好，有部分农田。金鸡关料场在修建成雅高速公路时作为附近主要的填方料场，开采条件良好。大塘料场覆盖层厚 36m，有 3km 机耕道与 318 国道链接。泥质及泥质砂岩的干湿抗压强度都较低，但作为坝壳透水材料是较好的，碾压后其渗透系数可降至310/cms级。砂卵石料的设计计算指标见表 110，主要工程单价见表 111.表 110 砂卵石料的物力指标 密度（3/g cm）比重 C（aPK）(sat d sG 水上 水下 水上 水下 2.36 2.38 2.21 1.38 2.68 12 10 38 37 1.7金属结构 百丈水库工程的泄水建筑物有溢洪道水闸和塔式放水洞。溢洪道位于大坝左岸，共 8孔，净宽 42m，中间 2 孔宽 6m，边侧 6 孔宽 5m，由 8 扇露顶平面钢闸门控制，闸门启闭机为 8 台 10 吨级固定式卷扬启闭机。塔式放水洞位于大坝左侧，由无压式钢筋砼涵管和竖井组成，共 1 孔，孔径 1.4m。进水口地板高程 676.560m，布置检修闸门和工作闸门各一套，两扇闸门均为潜孔平面钢闸门，有 2 台 10 吨级手电两用螺杆式启闭机。溢洪道的露顶平面闸门高为 3.2m，与正常水位齐平。门叶材料为 A3 钢，挡水面板仅厚 6mm，面板锈蚀严重。门叶结构采用多主梁的普通式梁格型式，不设水平次梁，主梁全部采用槽钢。止水采用布置在上游侧的 P 型止水。行走支承为布置在边梁后侧的 3 对定轮。放水洞的检修闸门和工作闸门均为铸铁材质，设计水头 18m。检修门采用布置在上游侧的金属止水。工作门的挡水面板布置在下游侧，并在下游侧布置条形侧止水和顶止水。两扇闸门的行走支承均为 4 个简支滚轮。玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题 10 溢洪道和放水洞的闸门，自建成后，至今已使用 40 多年，闸门锈蚀严重，启闭机性能不良，所有闸门都存在漏水问题。放水洞工作闸门的门槽遭到破坏，工作闸门已经不能工作，暂时由检修闸门代替工作闸门工作。但由于检修闸门门框上的 8mm 厚的止水铜环脱落后，一直无法修补，闸门工作时，漏水十分严重。目前放水洞的泄露量达 600800L/s.1.8水库病险及整治的必要性 1.8.1 水库运行中出现的问题及处理情况 1.8.1.1 大坝坝坡 百丈水库大坝于 1958 年建成，均质土坝，最大坝高 28m。大坝的安全，不仅直接影响到水电站自身发、供电效益的发挥，并与下游人民的生命财产、国民经济建设命脉乃至生态环境密切相关 2；水库大坝设计及施工处于“大跃进”年代，坝料粉粘粒含量超过 80%，渗透系数710/kcm s左右，土料含水量高，天然含水量 30%以上，碾压不密实，施工碾压的压实系数max/0.85 0.90dddR，因此自 1958 年至 1964 年连续 7 次出现坝坡裂缝滑坡。1973 年和 1980 年出现较大裂缝滑坡后进行过较大规模整治，整治方法主要是放缓边坡和压脚，1980 年以后中下部坝坡已放缓至 1:5.0，但在 2001 年 5 月仍在上游坡出现裂缝滑坡。（1）1958 年 6 月工程尚未竣工，因连续降雨在桩号 0+1400+190 坝段之间，内坡高程686.560m，发生顺坝轴向裂隙，缝宽 45cm，686.560m691.560m 高程的坝坡由 1:2 滑为 1:2.3.外坡滑动桩号断面缝宽 78cm，深 1.0m，其中 0+160 处滑出 1.4m。当时立即请示水电厅，经研究，决定按以下办法处理，内坡加设马道，宽 2m，边坡放到 1:2.3 为准，飞砂固足，从687.560m 以下估计倾倒弃土 1500m，裂缝进行挖缝回填，挖深 1.5m，宽0.8m，填好立即碾压，以便连接坝身。（2）1959 年放水期，在 58 年裂缝段继续扩展至 0+380 放水洞处，严重情况与 58 年相同。59 年岁修时，内坡除进行挖缝回填外，继续放缓坝坡，抛石压足 4000m，外坡修复并加高反滤层，又在 0+200 断面处砌卵石压足。（3）1960 年防水漆，新出现右岸约 60m、左岸约 70m 长的滑坡，其余坝段情况与上年相同。尤以 0+2000+300 段最为严重，处理情况与上两年相同，外坡已基本处于稳定。（4）1961 年 5 月 1 日放水，到 5 月 18 日，库水位下降 1.9m，竖井以右开始裂缝，缝长300m，0+2200+300 段最为严重，缝宽最大 0.81.0m，最深 5.0m，坝顶位置上下错开最大达 5.0m。整治情况仍是往年的办法，在内坡新增加干钉卵石。但卵石钉砌质量较差。（5）1962 年 2 月 22 日开始放水，到 3 月 15 日，水位下降 2.0m，开始出现裂缝，因此停止放水。4 月 17 日至 4 月 30 日这段时间放水，水位下降 5.7m，裂缝发展很快，0+0600+397 之间，长达 340m，一般缝宽 0.30.4m，最宽为 1.5m，深 23m,最深 5.0m.其处理办法仍然是挖缝回填，放缓坝坡，飞砂固足，并重新翻砌内坡卵石护面。（6）1963 年 4 月 22 日开始放水。24 日在桩号 0+3000+380 段发现明显裂缝，至 6 月 5玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题 11 日，裂缝长达 340m，尤其是 0+2000+380 段较严重，缝宽 0.6m，最大缝深 5.0m，最大沉陷 3.0m，坝顶不能过人。经四川省水电厅农水局等派人实地调查，并取坝体原状土作土工试验，进一步对坝的滑坡进行分析。这次整治除挖缝回填外，抛块石固足 17000m，翻砌内坡卵石护坡。但仍未得到彻底的整治。（7）1964 年放水，随库水位的下降在原裂缝处又开始裂缝，立即进行不断的填塞处理，但裂缝随水位的下降而日趋严重。据 5 月 18 日26 日的观测记载，自桩号 0+0500+380裂缝已全部连通，8 天内在桩号 0+280 处最大位移 124cm，最大沉陷在 0+240 处为 280cm，裂缝宽 0.30.6m。这次处理是经省厅多方研究，分析 63 年的土工试验和坝坡稳定分析后提出的坝坡整治设计，其上游坝坡为 696.560691.560m，高程的防浪层做干砌卵石 1:1.75，以下依次为 1:3.75、1:4、1:4.5、1:5，并在死水位以上做干砌卵石压足。下游坡为 1:1.5、1:2.0、1:3.0，放缓坝坡将反滤层包于坝体内，新作砂垫层，增厚外坡后增宽 25m，这次整治较为彻底。共投资 48.6 万元。（8）1973 年 10 月 30 日，大坝外坡桩号 0+180、高程 692m 处发现 5 股冒水，渗水带有明显的砂粒和气泡声，形成管涌，给大坝安全带来威胁。当即厅、局有关领导和总工程师来到百丈水库，查看险情，研究对策，决定马上降水，经降低水位 1.9m 后，漏水大大减少。73 年冬至 74 年元月又进行了较大的整治。整治方案是：翻挖坝顶 5.0m，外坡放缓增厚，坡脚又加宽 18.0m，坝轴线外移 2m，并新做了 35m 高的反滤层，坝顶加宽为 6.0m，竣工后为 5.57.0m，内坡脚砌卵石 14000m，放水洞出口接长 20m，这次整治后，即为目前的坝坡。（9）2001 年 5 月 30 日，库水位从正常蓄水位下降 1112m，大坝内坡桩号 0+0600+210段向库内位移 10mm 多，0+120 断面最大水平位移 36.4mm，沉陷差 30.5mm，0+90 水平位移29.8mm，沉陷量 26.5mm。0+0511+143 在高程 694.700m 处有明显纵向裂缝，最大缝宽 2130mm。经研究，对滑坡后缘裂缝进行了开挖回填封闭。大坝坝坡病险状况及整治处理见表 111：表 111 大坝病险状况及整治处理 序 发 生 时间 工程异常特征描述 备注 1 58 年 8月 9 日 0+1000+200 内坡一段滑动裂口宽 0.30.71m，外坡滑成阶梯形。裂口用土填平夯实 2 59 年 0+380 裂缝较严重 内坡抛石 4000 多 m 压脚，放缓坡度，外坡加高反滤层，0+200 处砌卵石压脚。3 60 年 0+0600+377 内坡滑坡，0+200 至 0+300 最为严重。填土夯实 4 61 年 5月 裂缝长 350m，0+2200+300 的裂缝宽 0.8 1.0m，深 5m，坝顶上下错开最大 5m.填土夯实.5 62年3-4月 0+0620+397 之间以 0+2400+340 一段最为严重，裂缝最宽 1.5m，深 5.0m,坝顶错开1.6m。一般口宽约 0.3 0.4m，深 23m。填土夯实 玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题 12 6 63 年 3月 春耕用水，库水位下降内坡发生大滑坡，内坡顶下沉 23m，长 340m。坝轴线外移，内坡消坡减载，外坡加厚20m，放缓上、下游坝坡，根据不同的断面用 1.7万 m 卵石压坝脚。死水位以下用1.1万 m 风化岩石压坝脚，在679.000m高程处砌一堆石埂增加阻滑力。7 73 年 10月 30 日 0+1880+200，高程 692.000m 处，发现 5股冒水，日渗漏量达 150m，施工中发现三条平行坝轴线裂缝，长达 400m，宽 0.50.1m，深 35m，且有 60 多个白蚁窝，最大直径 1m 左右。放缓内坡，坝轴线外移 1m，新做 5m 高的反滤层一个，外坡加厚 18m，内坡全部砌卵石护坡。8 大坝原漏水处，又发现漏水。在漏水处坝的左、右两端伸延共挖 80m 平行坝轴线，挖内坡顶 1.3m，搞铺盖层。9 坝体白蚁危害 火烧，药物诱杀，黑光灯诱杀，挖蚁坑等措施。10 2001 年5 月底 2001 年 5 月底，大坝内坡 0+0510+143 段发生滑动，高程 694.800m 处已形成明显纵向裂缝，缝宽 2030mm，大坝表面形成上下错距，最大错距 0.7m，缝宽 58mm。处理方法：采取挖缝回填临时措施，避免雨水侵入滑缝。内坡表面翻砌卵石，在卵石空隙及面上填充豆石及粗砂。1.8.1.2白蚁危害 百丈水库白蚁危害十分严重。1974 年整治大坝翻挖坝顶裂缝时，在桩号 0+0600+400范围内，挖出了 60 多个白蚁巢。当时采用汽油烧、农药和石灰杀蚁等措施进行治理，但不彻底。1976 年至 1989 年相继开展人工挖巢，埋设诱杀坑，安装黑光灯等白蚁防治措施。1997 年 7 月邀请重庆白蚁研究所对大坝 0+0600+180 的 100m 坝段进行了药物综合防治，挖出成熟巢一窝，幼龄巢三窝；主巢尺寸 1.2*0.7*0.6m，巢底距坝顶 1.9m。2001 年 12 月，据湖北罗田白蚁研究所对大坝进行复查，认为白蚁危害仍十分严重，对大坝安全威胁大。通过对坝体设置毒土隔沟、毒土网幕处理、坝表喷洒药物处理，达到一定防治白蚁的效果，但由于大坝处于丘陵，植被茂密，四周杂草丛生，是白蚁生长、繁殖、活动的环境。蚁道大致平行于大坝横剖面，直径几厘米至1020cm，下游坡出口为取食，上游坡出口为取水，对大坝安全构成威胁。因此需对百丈水库整个坝体进行白蚁综合防治，维护水库大坝安全。1.8.1.3 右坝肩绕渗 右坝肩绕渗出逸点（片）在下游岸坡680.000683.500m 之间，离坝体边缘 35m。1994 年观测最大渗流量 0.25L/S，对应高程 694.980m；最小渗流量 0.009L/S，对应高程682.190m。2001 年观测结果是 0.436L/S，对应高程 694.960m；0.01L/S，对应高程 682.040m。即绕渗流量随库水位降低而减少。估计在 682.000m 附近不再出现渗流。1.8.1.4金属结构（1）闸门门槽的尺寸误差较大 闸门止水橡皮与止水座发生脱离，在水压作用下，止水直接被挤压在粗糙的砼面上。止水玉溪河百丈水库病险整治设计及右坝肩绕渗问题 13 与门槽的目测间隙达几厘米，没有按规范规定预留压缩量。施工质量问题直接造成该工程的所有闸门止水不严，库水泄露十分严重。（2）不合理的止水型式（a）放水洞检修闸门在门叶和门框上分别安装了一个锲形金属圆环作为止水。由于金属弹性较低，止水性能不良，并且金属接触面的平整性和粗糙度对止水的效果影响很大。在闸门的门框上安装止水环，不便进行维护和检修。检修门门框上的止水环脱落后，一直没有