夹马槽水库除险加固实施方案

1、综合说明1.1 基本情况1.1.1 水库基本情况 夹马槽水库座落在青衣江水系马村河支流朝阳沟上 游，位于夹江县甘霖镇朝阳村境内。水库始建于 1957 年 3 月，坝址以上有集雨面积 F=1.22 平方公里，水库总库 容 22.2 万立米，为小（二）型水库工程。大坝为均质土 坝，坝高 10.0 米，坝顶宽 3.0 米,顶长 149 米 ,坝顶高程432.71 米;总库容 22.2 万方, 水库死库容 0.22 万方 ,正常 库容 12.71 万方， 兴利库容 12.49 万方。 水库设计灌面为 1000 亩，现有效灌面为 785 亩。水库大坝枢纽由均质土 坝， 溢洪道， 放水卧管等三大件组成。 溢洪道位于右坝肩 , 进口堰顶宽度 8.43 米 ,堰顶高程 430.25 米。放水设施由 原涵卧管改为埋于溢洪道底的$20cm 铸铁管,出口为$15cm的阀门控制，设计放水流量为0.08m 3/s。“512 ”地震中,坝内坡砼面板出现多条纵横向裂缝，近400平方米面板松动塌陷，使该水库成为震损水库。夹马槽水库工程主要物特性如下表序号名称单位特性1集雨面积Km1.222多年平均降雨量mm13753设计重现期年204校核重现期年2005实际防洪能力年2006总库容万m22.27调洪库容万m9.498兴利库容万m12.499死库容万m0.2210校核洪水位m432.0811设计洪水位m431.6112汛期限制水位m430.2513正常畜水位m430.2514死水位m425.015坝型均质土坝16取大坝咼m10.017坝顶高程m432.71（防浪墙顶 433.21）18坝顶长度m14919坝顶宽度m3.020坝基防渗型式21溢洪道型式开敞式宽顶堰22溢洪道进口底咼程m430.2523堰顶宽度m8.4324溢洪道最大泄量mi/s31.225放水设施 0.20cm铸铁管26放水孔尺寸m 0.15cm 闸阀27最大放水流量m?s0.0828有效灌面亩10001.1.2工程现状1.121大坝防洪标准达标1、夹马槽水库为小(二)型水库，根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL525-2000)，属五等工程，采用的洪水标准为 20年一遇洪水设计， 200年一遇洪水校 核。通过本次洪水复核得：设计洪峰流量为25.5m 3/s，设计洪水位为431.608m ;校核洪峰流量38.2m 3/s，校核洪水位为 432.076m。2、 坝顶高程复核：正常情况下计算高程为433.205 m ，非常情况下计算咼程为433.037m ，水库现有防浪墙顶咼程 433.21m ，校核洪水位 432.076 m 大于现有坝顶高程432.71 m ，水库满足防洪要求。3、根据水库大坝安全评价导则 ( SL258-2000 )分级 标准，夹马槽水库大坝防洪安全性为 A 级。1.1.2.2 大坡后坡排水设施不完善 水库大坝后坡凹凸不平 ,杂草丛生， 坝体表面无排水设施， 长期雨水冲涮， 已使坝体表面变形。 右坝肩及坝顶未硬化。1.1.2.3 溢洪道水毁严重溢洪道位于右坝肩， 为正槽开敞式溢洪道， 前段有衬 砌 ,边墙采用浆砌卵石衬砌 , 底板为混凝土 ; 溢洪道进口为 一浆砌卵石六孔人行桥，已老化严重，人行不安全，后段 消力池已冲毁；排洪沟多段边坡垮塌，淤塞严重。溢洪道 进口底板高程为 430.25 米 ,溢流宽度为 8.43 米。1.1.2.4 放水设施老化失灵水库放水设施为埋于溢洪道底的$20cm铸铁管，出口为$15cm 的金属闸阀，已启闭失灵，进口岩体时常垮塌 ，影 响进水。1 1 2 5 白蚁危害2009 年 2 月湖北罗田县白蚁防治研究所到夹马槽水 库现场进行了大坝和四周的白蚁普查 ,发现有建巢危害。1 1 2 6 其他 目前该水库的震损内坡和管理设施及上坝道路,已经安排震损应急资金进行了修复。1.1.3 大坝安全鉴定情况 根椐水利部关于发布（水库大坝安全鉴定办法）的 通知 （水管 199586 号 ）和乐山市小型水库大坝安全鉴 定初步意见精神，夹江县水利局2008 年 12 月委托乐 山市水利电力勘察设计研究院，组织技术人员现场检查， 收集运行期间病害资料， 编写了 夹江县夹马槽水库大坝 安全评价报告 ，并经夹江县水利局大坝安全鉴定专家组 对夹马槽水库安全进行鉴定，评定大坝安全类别为二类 坝，并对大坝加固整治提出建议。2、水库基本情况2.1 水库概况夹马槽水 库座 落在青衣 江水 系马村河 支流 朝阳沟上 游，位于夹江县甘霖镇朝阳村境内。水库始建于 1957 年 3 月，坝址以上有集雨面积 F=1.22 平方公里，水库总库 容 22.2 万立米，为小（二）型水库工程。大坝为均质土 坝，坝高 10.0 米，坝顶宽 3.0 米,顶长 149 米 ,坝顶高程432.71 米;总库容 22.2 万方 , 水库死库容 0.22 万方 ,正常库容 12.71 万方， 兴利库容 12.49 万方。 水库设计灌面为1000 亩，现有效灌面为 785 亩。水库大坝枢纽由均质土 坝，溢洪道，放水卧管等三大件组成, 该库是一座以灌溉为主兼以防洪养殖的综合利用水库。大坝坝高 10.0 米，坝顶长 149 米，坝顶宽 3.0 米， 坝顶高程 432.71 米，校核洪水位 （ P=0.5% ）432.076 米， 相应库容 22.2 万立米； 设计洪水位 （ P=5% ）431.608 米， 相应库容 19.5 万立米； 正常蓄水位 430.25 米， 相应库容12.71 万立米，死水位 425.0 米，相应库容 0.22 万立米。溢洪道位于大坝右端，正槽开敞式，净宽 8.43 米， 溢流底坎高程 430.25 米，最大溢洪水深 1.83 米， 最大下 泄流量 31.2m 3/s ；溢洪道前段有衬砌 ,边墙采用浆砌卵石 衬砌 , 底板为混凝土 ; 溢洪道进口为一浆砌卵石六孔人行 桥，已老化严重，人行不安全，后段消力池 已冲毁；排洪 沟多段边坡垮塌，淤塞严重 。水库放水设施为埋于溢洪道底的$20cm铸铁管，出口为$15cm 的金属闸阀，已启闭失灵，进口岩体时常垮塌，影响进水。2.2 工程现状夹马槽水库枢纽工程于 1957 年 3 月建成蓄水 , 大坝为 均质土坝，水库建设期间，由于缺乏正规设计，属典型的 “三边工程”。 在土坝筑料过程中，大坝由于修建时建筑标准低， 且技术力量和施工机具达不到要求，故坝体填筑质量较差， 大坝外坡建设时未建排水反滤设施，仅用大卵石在大坝外坡脚表面沿坝坡堆砌一层堆石体。大坝外坡脚未建排水沟。溢洪道前段有衬砌,边墙采用浆砌卵石衬砌,底板为混凝土 ; 溢洪道进口为一浆砌卵石六孔人行桥，已老化严重，人行不安全，后段消力池已冲毁；排洪沟多段边坡垮 塌，淤塞严重 。2.2.1 、大坝防洪标准达标2009 年 2 月大坝安全鉴定对大坝洪水标准进行复 核，复核结果正常情况下计算高程为 433.205 m ，非常情 况 下 计 算 高 程 为 433.037m ， 水 库 现 有 防 浪 墙 顶 高 程 433.21m ，水库满足防洪标准 ( GB5021-94 )的防洪 要求。2.2.2 、放水设施老化失灵水库放水设施为埋于溢洪道底的$20cm铸铁管，出口为$15cm 的金属闸阀，已启闭失灵，进口岩体时常垮塌 ，影 响进水。2.2.3 、白蚁情况2009 年 2 月湖北省罗田县白蚁防治所派人到夹马槽水库现场进行了大坝和四周的白蚁普查,经检查发现有白蚁在坝体建巢，四周发现缦延危害，应尽快治理。2.3 大坝安全鉴定情况根椐水利部水建管 2003271 号文件关于发布（水 库大坝安全鉴定办法） 的通知 ，夹江县水利局 2009 年 1 月委托乐山市水利电力勘察设计研究院， 组织技术人员现 场检查，收集运行期间病害资料，编写了夹江县夹马槽 水库大坝安全评价报告 ，并经夹江县水利局大坝安全鉴 定专家组对夹马槽水库安全进行鉴定， 评定大坝安全类别 为二类坝， 并对大坝加固整治提出建议： 一是坝体外坡加 固， 完善表面排水设施； 二是对溢洪道进口及垮塌段进行 治理 ,保证汛期能够正常溢洪；三是为防止白蚁筑巢穿透坝体，引发溃坝，应及时进行白蚁防治；四是完善管理和 观测设施。此外，在实施除险加固治理前，应加强对大坝监测，尽可能合理调度汛期洪水，防止病害加剧。 大坝安全鉴定报告书列于附件中。3、水 文3.1 流域概况夹马槽水库座落在青衣江水系马村河支流朝阳沟上 游，位于夹江县甘霖镇朝阳村境内。坝址以上集水面积1.22km 2，主河道长度1.79km，河床坡降19.43 %。流域海拔高程在 459422m ，以丘陵地貌为主，流域 内冲沟发育呈不规则扇型，植被条件一般，多为灌木，次 为乔木，水土流失现象较重。库区属四川盆地中亚热带湿润气候区， 具有气候温和，四季变化分明，雨量较丰的特点。多年平均气温17.2 C,最高气温36.6 C,最低气温-4.2 C,年平均蒸发量约 1100mm ，无霜期 311 天，年日照时数约 1156.3hr 。多 年平均降水量 1375mm 。该流域径流主要由降雨形成，径流的年内分配、年际 变化和降雨的年内、年际变化基本一致 多年平均径流深 570 mm 。全年主导风向为偏北，最大风速 13.0m/s ，出现方向 为 NNE 。3.2 洪水计算3.2.1 洪水标准夹马槽水库总库容 22.2 万 m 3，大坝为均质土坝。设 计灌面 1000 亩，实际灌面 1000 亩。按照水利水电工 程等级划分及防洪标准 （ SL252 2000 ），夹马槽水库 工程等别为 V 等工程，主要建筑物级别为 5 级，设计洪水标准采用 20年一遇（P = 5% ）,校核洪水采用200年一遇（P = 0.5% ）。322设计洪水计算夹马槽水库流域内无实测水文资料，按水库大坝安全评价导则（SL258 - 2000 ）要求，可由雨量资料推求 洪水。采用四川省中小流域暴雨洪水计算手册（以下简称手册）推荐的推理公式法进行。1、设计点雨量从手册附图查得夹马槽水库流域中心处不同历时的多年平均暴雨量及其Cv值见表3-1。夹马槽水库不同历时的多年平均暴雨量及其Cv值表表3-1不同历时的暴雨量（mn)CvCs历时（小 时）符号雨量M J丿1/6Hl/6200.323.5 Cv1H600.353.5 Cv6105.00.483.5 Cv24H24145.00.553.5 Cv2、设计洪峰流量采用手册推荐的推理公式法推求设计洪峰流量。推理公式中有关参数确定如下：(1) 流域特征参数：在1/10000 航测图上量算 F=1.22km2, L=1.79km , J=19.43 %o。(2) 产流参数卩值：本流域属浅丘区，地形相对较平缓，植被覆盖率较低。经分析确定采用盆地丘陵区公式，多年平均值为卩=4.8 XF-0-19 , Cv=0.18 , Cs=3.5Cv。(3) 汇流参数m值：由于本流域地处盆地丘陵区，暴 雨强度集中，开垦度较大，洪峰涨落较快。参照手册采用盆地丘陵区公式：当 e=1 30 , m=0.40 e0-204当 e30 , m=0.092 e0-636e=L/(j 1/3 f 1/4)o经计算得 e =6.34 , m=0.58经分析计算，各频率设计洪峰流量计算成果见表3-2 o夹马槽水库指定频率设计洪峰流量计算成果表峰流量计算成果表表3-2频率P(%)暴雨指数n产流 参数umm/h雨力Sp mm/h产流 历时t c h试取QP m?s汇流 历时Th洪峰 流量QP m7s0.50.5487.26137.450.2438.21.2838.250.60126.15100.222.4825.41.4225.53、设计洪水总量及设计洪水过程线设计洪水总量由设计暴雨量按综合分区的暴雨径流关系计算。根据本流域面积较小、河床坡度较大、洪水陡涨陡落等特点，洪水过程按单峰考虑。各频率设计洪水总量见表3-3，设计洪水成果见表3-4。夹马槽水库洪水总量计算表表3-3频率P(%)单峰洪水 历时T=12.8F 1/4小时暴雨指 数N3雨力Sp (mm/h)设计暴 雨量Hp（mm）洪水总量WP（万立米）0.513.450.675172.44401.345513.450.7137122.45257.730夹马槽水库设计洪水成果表表3-4项目P=0.5%P=5%备注设计洪峰流量（m/s）38.225.5设计洪水总量（万m）4530设计洪水过程线采用暴雨洪水手册中典型洪水放 大推求，其中典型洪水选用我省东部地区概化洪水过程线 单峰模型（2），设计洪水过程线成果见表4-5。夹马槽水库设计洪水过程线表表3-5设计洪水（P=5%）校核洪水（P=0.5%）T ( h)Q (m3/s)t ( h)Q(m3/s)00000.361.2750.361.910.492.550.493.820.655.10.657.640.810.20.815.281.0315.31.0322.921.3120.41.3130 561.6224.2251.6236.291962551963822.2924.2252.2936.292.6720.42.6730.563.2215.33.2322.924.0410.24.0415.285.365.15.377.646.872.556.883.828.441.2758.451.9112.59012.610323夹马槽水库调洪计算1、 水库设计洪水过程线见表4-5。2、水库库容曲线夹马槽水库调洪演算时采用水库库容曲线为“三査三定”复查实测计算而得，经复核认为基本可靠，本次直接 采用。详见附图3、溢洪道参数夹马槽水库溢洪道位于大坝枢纽主坝右岸。溢洪道为岸边开敞式宽顶堰，进口净宽8.43m，溢流堰堰顶高程430.25m。溢流堰流量系数及侧收缩系数按规范和水力学 有关公式计算。即溢洪道泄流量Q=MBH 3/2，流量系数M=1.5。经推求 夹马 槽水 库溢洪道 水位 和泄量关 系见 表3-6。夹马槽水库水位泄量关系表表3-6库水位(m)430.25430.35430.45430.55430.65430.75430.85430.95本次泄量(m3/s)00.41.132.083.204.475.887.41库水位(m)431.05431.15431.25431.35431.45431.55431.65431.75本次泄量(m3/s)9.0510.8012.6514.5916.6218.7420.9523.23库水位(m)431.85431.95432.05432.15432.25本次泄量(m3/s)25.5928.03 05433.1235.77调节计算中不考虑洪水预报，洪水来临时，水库水位为溢流堰顶高程430.25m，自由泄流。根据上述基本资料和调节方式，按照水量平衡方程，采用试算法逐时段计算溢流堰下泄流量过程，并据以确定最大下泄流量和最高库水位。调洪计算中， 未计动库作用，洪水调节方法采用列表试算法，计算时段采用厶t=1小时。调洪计算方法采用瞬态法，其公式如下：Q-q =(Qi+Q2)/2-(q i+q2)/2=(V 2-V1)/ 二/ 式中：Qi, Q2 计算时段初、末入库流量，qi, q2 计算时段初、末溢洪道下泄流量，Vi, V2 计算时段初、末的库容，计算时段。水库下泄流量和库存水量是库水位的函数:q= f i（HR）V=f2（HR）调洪计算结果见表3-7水库调洪计算成果表表3-7频率堰顶净堰顶咼起调水最大泄最高库总库容（%宽（m程（m位（m量（m/s ）水位（m）（万m0.58.43430.25430.2531.2432.07622.258.43430.25430.2520.0431.60819.5由表4-5可知，夹马槽水库校核洪水位为432.076m ，相应下泄流量31.2m 3/s，设计洪水位为431.608m ，相应下泄流量19.5 m 3/s。总库容 22.2万m3夹马槽水库大坝防洪安全计算大坝高程计算：计算坝顶高程 =Z 风浪爬高 hB 安全超高 AZ: 设计、校核洪水位（ m）hB ：风 浪 爬 高 ， 采 用 安 得 杨 诺 公 式 ：hB=0.06656K1/mV 5/4 D1/3m: 大坝内坡坡比 m=2.0K: 迎水坡面粗糙系数 K=0.9V ： 库 面 以 上 10 米 高 处 风 速 。 正 常 运 用 情 况V=14.7m/s ，非常运用情况： Vm=22.05m/s 。D ：水库有效吹程， D=0.45Km 。A ：安全超高工程为V等工程，大坝为5级建筑物。根据碾压式土石坝设计规范 （ SL274 2001 ），正常运用安全加高0.50m ，非常运用安全加高0.30m水库大坝为均质土坝，现有坝顶最低点咼程为432.71m，防浪墙顶咼程 433.21 m。坝顶高程计算成果见表3-8。坝顶高程计算成果表表3-8名称正常运用非常运用备注洪水位Z（ m）431.608432.076有效吹程D（ m）450450多年平均最大风速Vmax（m/s）14.714.7计算风速W（m/s）22.0514.7安全加高A（m）0.50.3波浪爬高R（m）1.0970.661坝顶超咼y（m）1.5970.961复核要求坝顶咼程 （m）433.205433.037现有坝顶咼程（m432.71432.71最低处现有防浪墙咼程（m433.21433.21尚差（m+0.005+0.173由上表可知，在正常运用（设计）情况下要求坝顶高程433.205m，非常运用（校 核）情况下要 求坝顶高程433.037m ，现有防浪墙顶高程 433.21m ，水库校核洪水 位 432.076 m 大于现有坝顶高程 432.71 m ，水库满足防 洪要求。3.2.5. 洪水计算结论1、夹马槽水库为小(二)型水库，根据水利水电 工程等级划分及洪水标准(SL525-2000) ，属五等工程，采用的洪水标准为 20 年一遇洪水设计， 200 年一遇洪水 校核。通过本次洪水复核得：设计洪峰流量为25.5m 3/s ，设计洪水位为 431.608m ；校核洪峰流量 38.2m 3/s ，校核 洪水位为 432.076m 。2 、坝顶高程复核：正常情况下计算高程为433.205m ，非常情况下计算高程为433.037m ，水库现有防浪墙 顶高程 433.21m ，校核洪水位 432.076 m 大于现有坝顶高程432.71 m，水库满足防洪要求。3、根据水库大坝安全评价导则(SL258-2000 )分级标准，夹马槽水库大 坝防洪安全性为A级。4工程地质4.1勘测工作简介2009年2月，受业主委托，我院承担了夹江县爱国水库枢纽工程治理项目的勘案设计工作。工程地质人员采用地表工程地质测绘为主，辅以少量人工露头的方法，初步查明了项目工程地质条件，完成地勘工作量详见表项 目工作内容比例单位完成工作量地 质 测 绘平面区域地质(调绘)1:100000Km130夹马槽水库区1 : 1000姑5剖面大坝地质横剖面图1:200m/条40/1大坝地质纵剖面图1:200m/条120/10勘探vm!个10/14.2区域地质条件地形地貌工程区地处四川盆地西南边缘，向峨眉山中山区的过渡地带。地貌形态相对较复杂，主要由四种地貌单元构成：西部为低山区，这里山峦起伏，谷壑纵横；中部为青衣江 冲积平坝，地势开阔、地形平坦；东部为台地和丘陵并存 的地貌形态， 这里总体地势舒缓。地势呈北西高南东低之趋势。地层及岩性区内侏罗纪至第三纪末，由于地壳不断上升，由海相环境变为陆相环境，沉积了一套陆相红色泥、页岩、碎屑岩构造，主要分布于西部低山以及东北部的深丘区第四系以来，以冲积、洪积、冰水堆积的松散物为主，主要分 布于青衣江冲积平坝和东部台、丘，广大地区，见区域地 质图。4.2.3 构造及地震区域构造部位，位于扬子江准地台坳川西台陷之南部。 四川运动之后奠定了区内现代构造轮廓。西部以褶皱断裂为主要特征；中、东部为第四系沉积层向斜槽地；南 东部边缘为龙泉山褶束的北西部。 基本构造格架以北东向 为主。区域内无深大断裂， 新构造活动形迹不明显， 历史上 从未有过中、 强地震发生的记载， 本区只是外围强震的波 及区，见表所以为相对稳定区域。外围历史强震对测区影响情况表表 3-1震中时间震级地震测区影响情况境外1512年9月有震感境外1748年1月25日地微动境外1917年6月初地动七、八次，屋瓦几乎倾倒汉源1957年8月9日5有震感炉霍1973年2月6日7.9有震感雷波、永善1974年5月11日7.1有震感松潘、平武1976年8月6日23日7.2两次，地微动盐源1976年11月、12月6.9和6.8两次，地微动汶川2008年5月12日8有房屋、烟囱倒塌，强烈震感中国地震动及应谱特征周期区划图（1/400万）中查得，工程区地震动峰值加速度为0.1g，地震动反应谱特征周期为0.4s，相当于基本烈度叫度。水文地质条件据中国地震动峰值加速度区划图（1/400 万）和工程区内地下水受地形地貌、地质构造、岩性等因素隙潜水，基岩裂隙水两类1 、孔隙潜水：分布于松散岩类孔隙之中，主要含水层包括全新统冲洪积层，颗粒成分为砂、卵石、砾石和少量粉 粘土组成，含水量较丰富，为测区主要地下水。受大气降 水及河流补给，排泄入流，季节性特征较明显。2 、基岩裂隙水：赋存于基岩类隙之中，含水量小，并受 裂隙宽度、长度控制，季节性明显，分布于测区西北部基 岩区。无供水意义。工程区内所有地表水， 地下水， 化学类型为重碳酸钙、 镁型，对混凝土无腐蚀性。4.3 库区地质条件库区位于县境东部的丘陵，这里地势舒缓起伏，地形 坡度小，大面积覆盖雅安期的冰水沉积物，厚度约40 100m ，无基岩出露。库区无未见断层，也无深大的隐伏断裂，同样也无新构造活动形迹。库岸自然坡度小，林 草覆盖率高，岸坡基本稳定。区内无大的客流水汇入，无 大的固体流量入侵。库区无渗漏。4.4 枢纽区工程地质条件 大坝位于县东部丘陵区，这里地形起伏，自然坡度小， 多小于 45 度。大坝位于早期流水侵蚀形成的冲沟中。在“5.12 ”汶川大地震中大坝混凝土面板多处出现纵、横向裂缝，约 400m 2 混凝土面板出现松动、降起、塌陷等。 破坏只局限于表面的刚性材料， 而塑高的大坝整体是稳定 的。4.4.1 岩性水库枢纽位于第四系冰水沉积（Q2fgl ）及河流冲、洪积物（ Q4al+Q 4 pl ）之上。冰水沉积物（ Q2fgl ）：厚度约 40 100m 。颗粒无分选，卵砾石磨园度好，从颗粒级配分析(采用工程类比)的分类应以细粒土为主名砾质粘土。未扰动土，为超固结土，结构紧密，抗渗性强，工程特性较好。冲、洪积层(Q4al+Q4Pl):厚度约 0.5 1.5m。颗粒有一定的分选，含砂量增大，为含泥砂砾石层，该层结构松散，抗渗性差。由于工程规模小，没有作土工试验，依据其他工程经验，采用类比的办法，给出各土层的物性、力学指标，见枢纽区各土层物理、力学参数建议值表地层编号天然 密度 g/cm3比重渗透系 数(cm/s)允许比降力学参数内摩擦 角(。 )凝聚 力(MPa)承载力(MPaQfgl1.72.73 10-50.5210.010.35Qal +Qpl1. 910-30.353000.34.4.2 构造枢纽位于第四系沉积层向斜槽地， 即大庙向斜和峨眉 思蒙新生代槽地，测区无断层出露，无隐伏的深大断裂。 位于较稳定的地块之上。4.4.3 外动力地质作用枢纽区地势起伏， 地面坡度小于 45 。外动力地质作用 不明显，相对稳定。4.5 枢纽工程地质评价4.5.1 坝基和坝肩两坝肩自然坡度不大，土坡厚实，稳定性好。坝址地层自下而上共有三层：第一层为侏罗纪的泥页岩，下伏第四系松散层之下，埋藏深度约40 100m ，和冰水沉积物不整和接触， 该地层埋藏较深， 于本工程关系不大，；第二层冰水沉积物（Q2fgl ）为大坝的主要持 力层，该层工程特性好，抗渗漏、抗渗透变形及抗滑稳定性较好；第三层冲、洪积层(Q4al+Q4pl)厚度约 0.5 1.5m ，结构松散，为中等透水层，其抗渗透变形能力差。 各层的空间分布，参见大坝地质剖面图。坝肩边坡稳定，冰水沉积物结构紧密。在建坝期由于 对坝肩清理不彻底， 残留松散的冲积物、 冰水沉积物的卸 荷带，存在中等透水的夹层，有绕坝渗漏的条件。由于修筑大坝时，清基不彻底，余留部分结构松散， 渗透性强的冲、洪积层(Q4 al +Q 4 pl ) 。坝基渗漏问题较严重。据水库管理部门介绍： 2005 年 7 月 8 日。大坝左端 出现管涌。 2007 年 7 月针对渗漏问题，进行了治理。整 治后， 渗漏得到了有效的控制， 大坝抗渗透变形性能有较 大的提高。冰水沉积层(Q2fgl)以及冲、洪积层(Q4al+Q 4P1), 由 于 砾 石 、 粘 土 含 量 高 ， 并 且 结 构 紧 密 ( Q2fgl )、(Q4al+Q4Pl )大坝盖重，在叫度强震情况下发生地震液化的可能性不大， 2008 年 5 月 12 日汶川大地震足以说 明：坝址场地地质地形条件较好。4.5.2 大坝夹马槽水库大坝为均质土坝， 坝高 10.6m ，顶宽 3m ， 顶长 149m ，内坡分为两级 , 坡比为 1:2.0, 外坡为零乱堆石 体平均坝坡为 1 ： 1.5 1：1.6 。大坝土料为当地冰水沉积土砾质粘土，该土料是比较理想的筑坝材料，既能作为防渗材料，又能填筑坝壳， 具有压缩性小、抗剪强度高、便于施工等特点。但是，由 于修筑大坝时， 基本无质量监控， 坝体土料的密度不均一， 从其他同类型大坝试验结果表明，碾压密度偏低， 该坝土 料同样存在相同的问题， 所以建成以来坝体渗漏是一个非常突出的问题。据 1998 年水库查定资料，大坝年渗漏量 可达 5 万立方。经过 2007 年 7 月的除险加固，渗漏得到 了有效的控制。填筑时，夯实质量差，大坝外坡边坡系数 1.5 ，相对 而言边坡系数较小，确保大坝的抗滑稳定性，建议：增大 边坡系数。夹马槽水库为小（二）型水库，大坝为 5 级建筑，本区地震基本烈度叫， 设计烈度同样也为叫度。大坝土料为砾质粘土， 砾石和粘粒含量较大， 砂、粉粒含量相对较小， 根据“水利 水电 相关 规范”判定 该大 坝土 料在 地震烈 度达叫度时，不可能发生液化。2008年5月12日汶川8级特大地震，是最有力的证明。“5.12 ”汶川大地震造成防浪混凝土面板多处破坏，是由于防浪面安砌不合理而造成因为安砌时加入了易液化的砂土垫层，而抗滑齿槽又少，在强震时砂土垫层液化，混 凝土面板部分丧失承载力而发生破坏。 其破坏只局限于表 层的刚性材料，而大坝整体是稳定的。大坝外坡脚无反滤排水体， 缺少抗渗透变形的安全设 施。4.5.3 溢洪道溢洪道建于冰水沉积层之上，边墙采用浆砌条石，底 板为混凝土，边墙和底板垮、塌严重。4.5.4 放水设施放水涵、卧管均建于冰水沉积层之上，置于坝体之中。 由于涵管淤塞且多处渗漏，有接触冲刷变形的潜在危险。4.6 天然建筑材料本工程所需天然建筑材料有：筑坝回填土料、卵砾石及河沙混凝土粗细骨料1、大坝土料坝址附近有广泛分布的（ Q2fgl ）砾质粘土，从颗粒级 配上分析，是比较理想的筑坝材料。控制好大粒径卵、砾 石含量。碾压时掌握好最佳含水量，认真压实，达到最大 干密度值。2、卵砾石及河沙混凝土粗细骨料虽然青衣江有沙砾石，但因上游先后建有 5 座拦水 坝和水电站，现开采量极少，且沙石质量较差，工程所需 卵砾石及河沙混凝土粗细骨料可到岷江汉阳坝料场和青 衣江料场两处购买， 汉阳坝料场卵砾石及河沙泥质含量较 低， 质量较好， 且运距短， 成本低， 建议选用汉阳坝料场。 该料场粗骨料岩性多为火成岩 （花岗岩、 玄武岩等） ，卵、 砾石强度高； 细骨料砂粒粒径为中， 其砂中石英含量相对 较高，含泥量低（ V 2% ），完全能满足该项目的质量要 求。4.7 结论1、项目区无活动性断裂分布，历史上无强震记录， 近期地震活动非常微弱，属相对稳定区。据中国地震动 峰值加速度区划图（ 1/400 万）和中国地震动反应谱 特征周期区划图（ 1/400 ）中查得：工程区地震动峰值 加速度为 0.1g ，地震动反应谱特征周期为 0.4s 。2、大坝结构基本稳定，建议：大坝坡度应作适当的调低； 大坝坡面作好排除地表水的排水沟。3、由于坝基、大坝土料有较强的渗透性，考虑到内坡防 渗失效时，确保大坝的安全，外坡脚必须作反滤排水体。4、溢洪道及卧管应作适当的处理。该枢纽工程级别 5 级，建筑物规模小，主要工程地质问题明朗。从工程技术和经济效益以及社会效益上分析，该枢纽改造治理是必要和合理的。5、病害原因分析及治理必要性5.1 病害原因分析5.1.1. 造成夹马槽水库大坝病害的主要原因是水库建 设期间，由于缺乏正规设计，属典型的“三边工程” 。 在土 坝筑料过程中， 大坝由于修建时建筑标准低， 且技术力量 和施工机具达不到要求， 故坝体填筑质量较差， 大坝外坡 建设时未建排水反滤设施， 仅用大卵石在大坝外坡脚表面 沿坝坡堆砌一层堆石体 ,长期受雨水冲涮，已缓慢变形。 大坝外坡脚未建排水沟。5.2 治理必要性“5。12 ”地震中, 坝内坡砼面板出现多条纵横向裂缝，近400 平方米面板松动塌陷 , 使该水库成为震损水库。溢洪道前段有衬砌 , 边墙采用浆砌卵石衬砌,底板为混凝土 ; 溢洪道进口为一浆砌卵石六孔人行桥， 已老化严重， 人行不 安全，后段消力池已冲毁；排洪沟多段边坡垮塌，淤塞严 重。水库有效灌面为 1000 亩。由于水库建设和管理存在 一定问题 , 经大坝安全鉴定为二类坝，若不加以治理,病害将会发展 , 对大坝安全不利 , 因此，尽快对夹马槽水库进行 病害整治是必要的。6、整治工程设计6.1 工程规模及设计标准工程规模：夹马槽水 库 集雨面积 1.22km 2,总库容22.2 万 方 ， 按 水 利 水 电 工 程 等 级 划 分 及 洪 水 标 准 ( SL252-2000 )第 2.1.1 条规定，工程等别 V 等，工程 规模为小( 2 )型设计标准：依据规范 SL252 2000 第 2.2.1 条， 夹马槽水库永久性水建筑物中主要建筑物(主、副坝、放 水设施等)为 5 级，次要建筑物为 5 级。设计依据：1、水利水电工程等划分及洪水标准( SL252 2000 )；2、碾压或土石坝设计规范( SL274-2001 )；3、溢洪道设计规范 ( SL253-2000 )；4、水工混凝土结构设计规范( SL/T191-96 )5 、 水 利 水 电 工 程 工 程 量 计 算 规 定 ( DL/T5088-1999 )；6 、四川省水利厅关于印发震损水库除险加固编制大纲及若干技术问题的通知川水函 2008620 号)6.2 设计基本资料1）特征水位校洪水位（ P=0.5% ）432.08m设洪水位（ P=5% ）431.61m正常蓄水位430.25m死水位425.00m2）下泄流量校洪（ P=0.5% ）31.2m 3/s设洪（ P=5% ）20.0m 3/s（ 3 ）地震根据地质资料，库区地震动峰值加速度为 0.1g ，地震 动反应谱特征周期为 0.4 S ，地震基本烈度 VII 度。6.3 整治设计6.3.1 整治内容根据夹马槽水库大坝安全鉴定意见， 对水库大坝病害 的分析，夹马槽水库主要病害为（1 ）坝体外坡偏陡，表面排水设施不完善。（2）溢洪道进口人行桥老化，消力池冲毁。（3）放水设施的$ 15cm闸阀锈蚀失灵，进口库岸垮 塌,影响放水。 （ 4）坝体存在白蚁建巢危害。 （5） 观测设施 不完善。整治原则是按现有规范， 进行综合治理， 使水库大坝 能安全、正常运行。主要整治内容为：（ 1 ）溢洪道治理。对进口控制段采取拆除重建,将老化的人行桥改为钢筋混凝土简支桥,并设置护栏;对冲毁( 2 )外坡治理。针对外坝坡较陡现状，采取加固护 坡处理，并完善排水体系，拟采取现浇 C15 砼格栅加固 外坡。( 3 )对坝顶进行硬化处理，对右坝内坡未铺完防浪 板部份完善。(4 )放水设施治理。 对放水设施的$ 15cm闸阀更换 埋管进口段的库岸进行护坡整治,确保顺畅进水。( 5 )对大坝白蚁进行综合防治。治理主要方法包括开沟截路取巢，消除坝体隐患；清理沟壁，毒气熏蒸 主蚁道；设置毒土隔离墙，阻止周山的蔓延危害；在 开沟形成的封闭区域内表面打孔灌注杀蚁药剂； 在坝周 广投诱杀包，减少周山蔓延危害。( 6 )完善观测设施。大坝沿坝轴线设沉降和位移观测断面， 雨量观测采用 SJ-1 型自记雨量观测设施一台套，坝前水位设观测桩一处。635整治工程量根据水利水电工程量计算规定(DL/T5088-1999 )夹马槽水库枢纽病害整治工程的工程量见下表:夹马槽水库整治工程量表序部位项目名称单位工程量备注1坝外坡平整2 m22502外坡排水沟及梯步土方开3 m1703坝项C15砼3 m160厚度20cm4大坝外坡C15砼格栅护坡3 m360断面5外坝坡格栅内填土3 m8946C15砼检修梯步3 m70梯宽1.5米7C15砼坝坡排水沟3 m1268进口浆砌桥拆除(连基础)3 m459C15砼进口控制段底板3 m22.5厚度20cm10C15砼进口控制段边墙3 m1811C15砼消力池底板3 m10厚度30cm12溢洪道C15砼消力池边墙3 m1513C15砼排洪沟护坡3 m3014C15砼排洪沟底板3 m20厚度15cm15C20砼人行桥板3 m18厚度30cm16C20砼人行桥桥墩3 m2417人行桥钢筋t2.61850钢管人行桥护栏t0.61110m19放水15闸阀只1更换20设施C15砼埋管进口段库岸护3 m5021观测SJ-1自计雨量计套22设施水尺m1523大坝白蚁综合治理2 m3000综合治理7、水库管理设施7.1水库管理设施现状夹马槽水库是以灌溉为主兼以防洪和养殖的综合经 营的小（二）型交通战备水利工程，目前由甘霖镇人民政府管理，设夹马槽水库管理所，由甘霖镇人民政府农业服务中心派专人进行管理。7.2完善管理设施参照水库工程管理设计规范SL106 - 96的规定，改善夹马槽水库的管理设施生产及生活用房参照水库工程管理设计规范SL106 - 96的规定，按水库现有情况，采用应急抢险资金新建管理房40平方 米，改善了生产、生活用房条件。7.2.2 工程管理范围 按水利工程管理、保护条理。水利工程周边应划定一 定的保护范围。 结合本工程情况， 大坝下游坡脚和坝肩外 50m 100m 、溢洪道飞沙线外 20m 划定为工程管护范围， 管护范围内不得进行建房、修建鱼池、耕作等。管护范围 以内和库区周边 100m 为保护范围， 保护范围内不得砍伐 树木、开山取石等。库区水面开发权属水库所有。8、水保持和环境保护8.1 编制依据根椐中华人民共和国水土保持法及相关法律、法规，对于开发建设项目，实行“谁开发，谁保护，谁造成的水土流失谁负责治理”的原则。通过对因工程建设引起 的新增水土流失量和水土流失危害进行分析和预测， 落实开发建设项目水土保持“三同时”制度，因地制宜地采取以 工程、 生物等为主的防护措施， 对因工程建设引起的新增 水土流失进行有效防治， 减少入库泥沙， 保障工程安全运 行，维护区域生态平衡和良性循环。对于夹马槽水库病害整治过程中造成水土 流失所采 取的防治措施应纳入工程建设中， 本次水土保持设计依据 有：1 、开发建设项目水土保持方案技术规范( SL204 98 )；2 、水土保持综合治理规划通则 GB/T15772 1995 ；3 、 水 土 保 持 综 合 治 理 技 术 规 范 ( GB/T16453.1 16453.6 1996 ) ;4 、土壤侵蚀分类标准 ；5 、夹江县水土保持总体规划 。8.2 建设项目区概况8.2.1 工程概况夹马槽水库位于夹江县甘霖镇朝阳村境内，水库所在河流为青依江水系马村河支流，坝址以上集雨面积 1.22 平方公里，水库总库容 22.2 万立米，正常库容 12.71 万 立米，死库容 0.22 万立米。设计灌溉面积 1000 亩，有 效灌面 1000 库。该库是一座以灌溉为主兼以防洪养殖的 综合利用水库。夹马槽水库大坝枢纽由均质土坝、 溢洪道和放水涵卧 管组成。8.2.2 自然环境概况 夹马槽水库所在地属四川盆地亚热带气候， 多年平均 气温17.2 C,多年平均相对温度80%，多年平均降雨量1375mm ，降水年内分配不均， 6-9 月降水量占全年降水 量的 60 70% 。夹马槽水库坝址以上地形以丘陵为主， 起伏小，相对高差 20-70m ，自然坡度一般小于 30 度。8.2.3 水土流失现状根椐最新的土壤侵蚀遥感资料， 夹江县共有水土流失 面积 182.29km 2 ，占幅员面积 749.0hm 2 的 24.34% ，其 中：轻度流失面积 87.79km 2，中度流失面积 88.33km 2 ， 强度流失面积 5.84m 2，平均土壤侵蚀模数3000 吨 /平方公里 .年。夹马槽水库处于中度和强度水土流失区域， 工程区水 土流失主要以水力侵蚀为主， 基本形式以面蚀、 沟蚀为主。8.2.4 破坏水土保持设施概况 夹马槽水库枢纽病害整治工程包括： 大坝、 溢洪道和 放水设施。 建设项目区较集中， 工程较零星， 工程量不大。根椐水土保持法规定， 工程区原地貌， 自然植被等凡 具有水土保持功能的均视为水土保持设施。 本工程建设共 破坏水土保持设施面积 1200m 2，其中： 工程无永久占地，施工临时占地 250 m 2，土石料场 200 m 2。8.3 水土保持措施8.3.1 、坝体夹马槽水库坝型为均质土坝，坝高 10.0 米。大坝下 游面由于受雨流侵蚀，将会产生水土流失。为此，在下游 面撒播草种植草护坡， 坝身和坝脚设排水沟。 该项工程投 资已计入主体工程。8.3.2 、溢洪道溢洪道位于大坝右侧， 可能造成水土流失的部位是在 施工中对山体边坡的破坏， 开挖部位不高， 采用现浇混凝 土砌筑溢洪道两侧挡墙， 这部分措施起到了防治水土流失 的功能。8.3.3 采料场1.砼粗细骨料工程区粗、 细骨料缺乏， 开采人工骨料无好的原材料， 可在夹江县城购买，运距 10km ，运输方便。粗、细骨料 为岷江边开采，骨料的质量和数量均能满足水库病害整 治要求。2.土料料场位于工程区的西方约 2km 的位置，该处地形相 对较低，起伏不大，据资料，储量约为 8000m 3 ，为泥岩、 粉砂质泥岩风化产物， 质量能满足筑坝要求， 有乡村级公 路通往工程区，运输较方便。8.4 环境保护本工程永久占地区有建筑物保护， 临时占地区完工后用坝面清理的草皮恢复植被，渣场占地区弃查堆积高仅1m 多，外坡采用干砌卵石护坡即可夹马槽水库系除险加固工程， 其造成新的水土流失主 要是发生于工程建设过程中， 而建成运行后不产生弃土弃 碴，无新增和占压土地，不会产生新的水土流失。对环境 没有大影响， 水库的种养殖业将带动周边群众形成种植果 园和养殖高潮。8.5 效益分析8.5.1 投资概算本工程采用的水土保持工程措施， 其中工程措施的投 资及生物措施中种植草皮 1200 m2 的投资，均未计入主 体工程投资中。此外，生物措施中还有种苗 200 株共， 水土流失监测费， 水土保持设施补偿费等， 共计 7000 元， 应纳入此次病险水库整治工程总投资中。8.5.2 效益分析