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1、福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 工程特性表 乘风水库工程特性表乘风水库工程特性表 序号及名称单位加固前加固后备注 一、水文 所在河流木兰溪支流木兰溪支流 集雨面积 km20.230.23 河道长度 m0.710.71 河道比降 87.887.8 24 小时最大暴雨(P=5.0%) mm295295 24 小时最大暴雨(P=0.5%) mm453453 设计洪峰流量(P=5.0%) m/s3.813.81 校核洪峰流量(P=0.5%) m/s5.855.85 二、水库 校核洪水位(P=0.5%) m73.2073.20 设计洪水位(P=5.0%) m72.8572.85 正常蓄水
2、位 m72.1072.10 死水位 m63.3565.35 总库容万 m 22.922.9 正常库容万 m 19.9519.95 死库容万 m 1.73.6 三、工程效益 保护人口万人 0.40.4 灌溉面积亩 800800 四、主要建筑物及设备 1.主坝 坝型粘土心墙坝粘土心墙坝 坝顶高程 m73.6073.85 最大坝高 m17.317.3 坝顶长度 m132132 坝顶宽度 m2.13.0 防浪墙高程 m 粘土心墙坝粘土心墙坝 2.泄水建筑物（溢流堰、溢洪道、隧洞、底孔、闸孔等） 型式 明渠式 明渠式 堰顶高程 m72.1572.15 溢流段长度（或泄洪洞尺寸及 条数、闸孔尺寸及孔数）
3、m149.2 149.2 最大过水深 m 1.1 1.1 最大泄量 m/s4.124.12 3.放水系统 型式石砌箱涵隧洞 闸门型式 转动门盖 塔式进水口 设计流量 m/s0.08 0.08 长度 m6060 断面尺寸 m0.60.40.81.2 福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 1 综合说明 0 1 综合说明 1.1 工程概况 乘风水库位于福建省仙游县盖尾镇东井宫村境内，距盖尾镇 3.7km，水库座落在木兰溪支流上。根据 1/万地形图重新量测，水库 坝址以上集雨面积 0.23km2，主河道长度 0.71km，平均坡降 87.8。 乘风水库是一座集灌溉、防洪等综合利用的小（二）型
4、水库。 乘风水库于 1966 年 12 月动工，1969 年 1 月竣工，保坝时总库容 23.5 万 m3。水库枢纽工程由大坝、溢洪道、输水涵洞等建筑物组成。 根据本次复核：水库总库容 22.9 万 m3，其中正常库容 19.95 万 m3， 死库容 1.7 万 m3，正常蓄水位 72.1m，死水位 63.35m，因水库新建输 水隧洞，死水位提高到 65.35m，死库容为 3.6 万 m3。 大坝坝型为粘土心墙坝，坝顶高程 73.6m，坝顶长 132.0m，最 大坝高 17.3m，坝顶宽度 2.1m，防浪墙高度 0.70m，心墙高度 16m， 心墙宽度 2.0m，心墙上游坡比 1：0.5，心墙
5、下游坡比 1：0.5。上游 坝坡为干砌块石护坡，坡比从上到下分别为 1:2.5、1:2.5，在高程 63.20m 设 1.5m 宽的马道一条;下游坝坡为草皮护坡，坡比从上到下 分别为 1:2.3、1:0.5、1：1.0，在高程 65.6m 设 4.0m 宽的马道一条， 并在排水棱体高程 63.10m 设过坝渠道一条，排水棱体顶宽 3.0m，高 6.8m，过坝渠道尺寸为 0.6m（高）0.4m（宽） 。 现状溢洪道位于大坝右岸，为明渠式溢洪道，总长 149.2m，溢洪 道分为进水明渠段、平顶段、泄槽 1 段、跌水一处、泄槽 2 段、跌水 二处，缓坡明渠段和出口段。进口段高程 72.15m，净宽
6、2.10m。桩号 0-013.80+000.0 段为进口明渠段，底宽由 3.90m 渐变为 2.10m，底 坡坡率为 1：17；桩号 0+000.00+015.1 段为平顶段，底宽为 2.1m，底坡坡率为 1：19；桩号 0+015.10+028.5 段为泄槽 1 段，底 宽由 2.1m 渐变为 2.0m，底坡坡率为 1：4，并在 0+028.5 处设跌水一 福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 1 综合说明 1 处，跌水高度为 1.5m；桩号 0+029.50+040.0 段为泄槽 2 段，底宽 由 2.0m 渐变为 2.4m，底坡坡率为 1：7，并在 0+040.0 处设跌水一处
7、， 跌水高度为 1.0m；桩号 0+040.00+149.2 段为缓坡明渠段，底坡坡 率为 1：12，桩号 0+044.7 处为折点，底宽由 2.4m 渐变为 3.4m，桩 号 0+044.70+103.6 段底宽为 3.4m，桩号 0+103.60+137.1 段底宽 由 3.4m 渐变为 2.4m，桩号 0+137.10+ 149.2 段底宽为 2.4m，桩号 0+149.2 后接出水渠道。 放水系统位于大坝左岸，由引水口、放水涵洞、引水渠组成。涵 洞为 0.6(高)0.4（宽）石砌箱涵，长 60m，比降 1/100，最大流量 为 0.08 m/s，闸门形式为转动门盖（=150mm） ，启
8、闭设备采用手摇 卷扬机启闭机，启闭房设在大坝左岸与坝顶交界处。灌溉面积 800 亩。 1.2 水文 水库所在地区属于南亚热带海洋性季风气候，温暖湿润，气候温 和，夏长冬短。造成本流域降雨的主要天气有梅雨和台风雨两种类型。 本地区四季分明，气候温和，常年平均气温为 19.419.9， 年最高气温达 35.238.4，年最低气温为 0.7。年平均风速为 2.2m/s，多年平均最大风速 18m/s，极端最大风速可达 40m/s。 1.3 工程地质 （1）乘风水库所在区域属地质构造基本稳定区。水库区无大规 模断裂及隐伏构造穿越，地震动峰值加速度为 0.1g，相应的地震烈度 为 7 度，地震动反应谱特征
9、周期值为 0.40s，地震分组为第二组。工 程区区域稳定性较好。 福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 1 综合说明 2 （2）勘测区出露的主要为燕山晚期的（O53（1）a）石英闪长 岩，大坝左右岸、坝肩及古河床底部出露有强、弱风化石英闪长岩， 工程地质分类为和 III 类；坝基稳定性良好，承载力满足工程要求。 根据压水及注水试验成果，并经估算，坝基段及坝肩绕坝渗漏量 为 78.27m3/d，大坝坝基存在渗漏及绕坝渗漏。 （3）根据勘察结果，乘风水库存在以下主要隐患：水库坝体 填筑材料选材和碾压质量不佳，大坝背水坡存在 3 处渗湿点。上游 护坡下部碎石垫层淘刷流失，块石护坡部分地段出
10、现缺失、塌陷等损 坏。放水涵洞进水口转动门盖、拉杆线严重老化，启闭设备机体老 旧，坝后坡脚未设置排水渠，形成小面积沼泽湿地。溢洪道入口段 边墙及底板未作护砌，缓坡明渠段右侧山体滑塌，土石方堆积在溢洪 道内，且大部分地段杂草丛生。进库道路后段土路路面条件简陋， 末端违章搭建致使车辆无法到达坝顶。库区内无相应水位量测标尺、 建筑物位移、变形等监测设施。管理房简陋。 （4）坝体填土中易溶盐含量76.756.93不合格 本次勘察分别在坝体背水坡坡面采取 3 组土样，对坝体土进行击实试 验，最大干密度为 1.851.88g/cm3；按压实系数 0.97 计算，坝体干密度应 为 1.791.82g/cm3
11、，从取样测试结果看，现状坝体填土的干密度为 1.371.48g/cm3，均未达到现行规范标准值，压实度仅为 0.78。分析隐患产 生的原因有以下几点。 福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 3 工程地质 22 建库初期施工条件所限，采用人工碾压方式，处理效果和质量欠佳。 局部地段填土中夹杂有少量碎石，增大了孔隙性，降低了坝体填土 的密实度，造成局部坝体填土的渗透性增大。 坝后坡脚设有堆石排水棱体，由于缺失有效排水设施，致使渗流水 无法正常排泄，坝后形成小面积沼泽湿地，导致坝体浸润线水位抬高，坝体 填土固结效果不佳。 综合评价：坝体质量整体欠密实，达不到现有规范要求。浸润线水位变 幅带
12、附近及坝体局部地段（粗颗粒较集中部位），土体较疏松，孔隙较大，透 水性相对较强。 3.3.3 坝体渗漏及渗透稳定性分析 3.3.3.13.3.3.1 坝体填土渗透性坝体填土渗透性 本次勘察，针对坝体填土层上的部分钻孔，采取常水头注水试验，以取 得各层位标高处的渗透性指标。试验结果见下表表 3： 坝坝体填土体填土现场试验现场试验成果表成果表 表表 3 试段深度注水试验 室内渗透试验 (平均值) 渗透等级 位置孔号 （m） 试段岩性 （cm/s）（cm/s） ZK14.009.007.23105弱透水 ZK27.2012.202.38105弱透水坝体 ZK36.5011.50 素填土（心墙部位）
13、6.35105 4.08105 弱透水 根据室内土工试验统计成果、现场注水试验结果及已有工程经验，水 库坝体素填土（坝体填土）的渗透性属于弱透水层，结合 ZK1 号钻孔的局 部漏浆，说明素填土（坝体填土）填筑质量差异较大，不均匀，局部渗透性 大。 3.3.3.23.3.3.2 坝体渗透稳定分析坝体渗透稳定分析 水库坝体渗透变形主要为流土、管涌、接触冲刷和接触流失四种类型。 福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 3 工程地质 23 根据土的细颗粒含量采用下列公式判别： 、流土：P35% 、过渡型：25%P0.50 0.500. 25 0.250. 075 0.0750.0 5 0.05
14、0.01 0.010.00 5 0.005 ZK1-16.17.416.230.366.363.9629.62 ZK1-25.38.017.635.433.460.1830.02 ZK2-16.47.814.031.016.494.0430.25 ZK2-28.88.612.630.015.63.2231.16 ZK3-17.86.916.030.695.473.229.94 ZK3-27.76.417.430.166.213.1129.03 心心墙墙填土填土 平均平均值值7.027.5215.6331.28 5.602.9530.00 ZK1- J1 9.1 13.811.210.3 26.
15、0 5.2 3.4 21.0 ZK2- J2 10.5 16.5 14.59.819.0 3.82.5 23.6 ZK3- J3 9.411.512.710.524.42.93.125.5 坝坝壳填土壳填土 平均平均值值9.713.912.810.223.14.02.923.4 坝坝体填土渗透体填土渗透变变形形类类型判定表型判定表 表表 5 代表断 面岩 性 d70 （mm） d10 （mm） d （mm） P （%） 判别式 渗透变 形类型 备注 素填土（粘土心墙）0.07680.003610.016734.225%P35%过渡型 22 砂壤土（上下游坝壳料）0.36410.003920.0
16、37728.525%P35%过渡型 坝体 福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 3 工程地质 24 100.0 90.0 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 1001010.10.010.001 分分分分分分分分分分分 d10d30d60d70 分分分分 分分分分分分分分分 通过上述计算结果,根据水利水电工程地质勘察规范GB50487-2008 附录 G 标准进行渗透变形判别结果，乘风水库坝体填土中心墙填土和坝壳 填土可能发生过渡型的渗透变形。 （ （2） ）坝坝体渗透体渗透稳稳定定计计算算 根据水库坝体浸润线的形成条件和出逸状况，
17、在坝轴线上选择具有 代表性的22断面为坝体渗流稳定分析断面，分析工况为稳定渗流期正常 蓄水位 72.1m，此种工况能够形成坝体浸润线。计算参数及结果详见表表 6。 。 计算依据 公式: J实=H/L H最高（正常）蓄水位与其相应浸润线出逸点之间的水位高差(m)； L最高（正常）蓄水位与坝坡交点同其相应浸润线出逸点之间水平距离 (m)。 福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 3 工程地质 25 大大坝坝渗流渗流计计算参数及算参数及计计算成果表算成果表 表表 6 计算工况正常水位 72.1m 计算断面 22 土坝总高 Hm17.5 水位与浸润线Hm15.8 渗径Lm36.64 坝体 J实
18、m0.43 水库坝体渗透稳定计算 渗透变形类型为过渡型，临界水力比降采用下式计算： Jcr =2.2(GS-1)(1n)2d5/d20 式中：Jcr土的临界水力比降； GS土粒比重；n土的孔隙率（）； d5、d20分别为小于该粒径的含量占总量中的 5%和 20%的颗粒粒径 （mm）； 坝体填土允许水力比降 J允=Jcr/m m安全系数，取 2.0 坝坝体填土体填土层临层临界水力比降界水力比降计计算表算表 表表 7 代表坝段岩性GS n（%） Jcr安全系数J允备注 素填土（粘土 心墙） 2.6646.90.8442.00.42 22 砂壤土（上下 游坝壳料） 2.6749.70.8362.00
19、.42 主坝段 通过以上分析计算，在正常蓄水位下计算断面的坝体渗流比降,水库的 实际渗流比降（J实）大于坝体土允许水力比降（J允），表明在正常蓄水位下时 水库坝体渗透是不稳定的，可能会产生渗透变形破坏。 3.3.4 坝坡稳定性 根据现场勘察，迎水坡采用干砌块石护坡，坡比为 1:2.5,块石粒径大小 不均，厚度不大，一般厚度 0.20.3m，下铺设有碎石、角砾垫层。块石多呈 强风化或弱风化状，为石英闪长岩。部分地段排列空隙较大，受水库风浪冲 福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 3 工程地质 26 刷，多数地段有缺失、塌陷变形现象。接近坝顶地带，多为茂密杂草遮蔽。 背水坡采用草皮护坡，
20、目前杂草丛生。坡比自上而下为 1:2.3、1:0.5、1:1.0，并在 65.6m 高程处设一条宽 4m 的马道。坝脚设置堆石 排水棱体，排水棱体顶宽 3.0m，高 6.8m。在排水棱体高程 63.1m 设过坝渠 道一条，过坝渠道尺寸为 0.6m（高）0.4m（宽）。排水棱体表观良好，过坝渠 道淤积较严重，周围杂草丛生。 经现场调查，坝后坡未发现有明显沉陷、凸起、裂缝等破坏现象。坝后 坡及左右坝肩边坡地带，整体表观结构尚好，未发现凹陷、开裂等现象。据 管理人员介绍，水库在高库水位时，背水坡（高程 67.0m 及 66.1m，详见库 区工程地质平面图）会出现 3 处渗湿点，总面积约 4m2。结合
21、 ZK1 号钻孔 在 3.13.8m、6.37.1m 钻进过程中有明显漏浆现象，说明该段坝体因心 墙部位填土中夹杂有少量碎石，增大了孔隙性，降低了坝体填土的密实度， 造成局部坝体填土的渗透性增大，形成渗湿通道。 近坝岸坡未发现滑坡、泥石流等不良物理地质现象存在，现水库近坝 库岸稳定。 3.3.5、坝体土易溶盐分析 本次勘察在坝体不同深度范围内，采取了 3 组化学分析土样，根据分 析成果资料，坝体土中易溶盐含量为 0.190.21，其含量随深度变化不 大，易溶盐含量符合碾压土石坝设计规范（SL2742001）不大于 3%的要 求。 根据岩土化学分析判定,在类环境条件下，按环境类型判定，坝体岩 土
22、对混凝土结构具微腐蚀性，按地层渗透性判定，岩土对对混凝土结构具 微腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性。 3.3.6、环境水质分析及评价 福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 3 工程地质 27 乘风水库环境水分库内、坝体水二类，本次勘察共采集水样 2 组，即库 内水样一组 1 个，坝体水样一组 1 个（钻孔内水样），分别做简分析及侵蚀 性 CO2分析。 （1）水质评价 环境水按 PH 值分类，库内、坝体水均为中性水。按矿化度分类，库内 水矿化度 164mg/L 为淡水，钻孔内（坝体）水矿化度 154mg/L，为淡水。按水 化学组成分类，库内水和钻孔内水（坝
23、体）均为 So42-Cl-Na+Ca2+型水。 （2）环境水对混凝土腐蚀性评价 根据水利水电工程地质勘察规范(GB504872008) 环境水对混凝土 腐蚀性评价标准，对乘风水库水质腐蚀性评价如下。 库内水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性， 对钢结构具弱腐蚀性。 钻孔内（坝体）水对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢 筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。 3.3.7、坝体加固措施建议 根据勘察结果，结合坝体岩土性状、试验成果、大坝运行情况等综合因 素，确定坝体加固措施建议如下： （1）由于坝体填土层压实质量不佳，局部欠密实，局部透水性较强（在 坝体左侧 ZK1 钻孔附
24、近），建议用旋喷灌浆或劈裂灌浆法（素砼浆）构建大 坝防渗帷幕。 （2）建议对水库上游坝坡块石护坡破损、塌陷处进行拆除后重新铺砌， 下游坝坡亦采用块石结构进行护面处理，以确保坝体的稳定与安全。并对 上、下游坝坡上杂草定期进行全面清除。 3.4、水库工程地质条件 福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 3 工程地质 28 3.4.1、库区地形地貌 乘风水库库区地形地貌形态主要为构造侵蚀剥蚀丘陵地貌类型，次 级地貌为侵蚀凹陷的冲洪积成因溪流河谷。 水库位于盖尾镇北侧一处山坳内，为木兰溪的一条支流河谷发育形成， 库区北、东、南侧为低山丘陵环绕，西侧为溪流冲沟，是水库排放库水的主 要通道。库区地
25、形主要受剥蚀作用影响，总体地形由东北向西南倾斜，形成 半环状山区盆地地貌。未见可溶性岩层存在，未见张性断裂穿越或通向库 外。库区周边未发现有低于正常蓄水位的垭口 3.4.2、地层岩性 库区周围出露的地层主要为燕山晚期的（O53（1）a）石英闪长岩绝大部分 地段均有分布；第四系全新统残坡积层（Q4edl），岩性为褐黄、灰黄色砂质粘 性土，少量分布于库区周边丘陵、台地坡面、坡脚地带，分布厚度 0.52.0m；全新统冲洪积层（Q4pal），为粉质粘土，褐黄、灰黄色，厚度 0.51.0m 左右，分布范围较小，主要集中在溪流河床底面和河流堆积阶地 上。 库盘内分布的地层主要为第四系全新统冲洪积（Q4pa
26、l）层，岩性主要为 粉质粘土；灰黄色；饱和；可塑。 3.4.3、水文地质条件 乘风水库库区在区域水文地质单元上属于山涧季节性溪流的中上游， 地下水入渗径流带。水库蓄水水源主要来自库区周边山体集雨面积内的大 气降水及地下出露的泉水，地下水类型主要以基岩裂隙水为主，属地下潜 水，其形成和补给来源主要为大气降水补给。由于库区及其周边广泛发育 的为石英闪长岩，其富水性差，地下水主要赋存于第四系覆盖层和基岩裂 隙中，主要以泉水及地下径流方式排泄。地下水水量及水位变化受蒸发，季 福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 3 工程地质 29 节变化影响较大，年内变化幅度为 1.02.5m 左右。地下水
27、化学类型为 So42-Cl-Na+Ca2+型水，属中性水。 3.4.4、坝基工程地质条件 （1 1） 、地形地貌、地形地貌 乘风水库属小（2）型水库，在坝址段地形相对较宽，呈漏斗型，库区形 态大致呈方形。地形呈北、东、南向西倾斜。坝后地貌形态已被人为改造， 建有放水渠等水工建筑物，左坝肩为开挖山体边坡形成进库道路，右坝肩 山坡及坝后被开垦为果林及农田。多数地带灌木和杂草丛生。 （2 2） 、地层岩性及工程特性、地层岩性及工程特性 在勘探深度内，坝基地层岩性主要以风化岩为主。各岩土层地质特征 及测试结果如下： 粉粉质质粘土粘土（ （Q4pal）：）：灰黄、灰白色；可塑，饱和；成分以粘性土为主，局
28、 部包含有少量碎石，呈棱角状，粒径 24cm。切面稍有光泽，韧性中等，干 强度高，无摇震反应。揭露厚度 1.52.4m,层顶高程 56.1059.24m。标贯 击数 9.0012.00 击，修正后击数 6.78.6 击。属弱透水性地层。 弱弱风风化石英化石英闪长闪长岩岩（ （O53（ （1） ）a）：）：深灰色；成分主要由斜长石、石英、镁 铁质矿物组成。岩芯呈短柱状,TCR=40%70%,RQD=2040,锤击声清脆, 有回弹,震手,较难击碎,岩石节理裂隙呈高角度发育，局部不发育,沿裂隙面 风化程度相对强烈,完整程度为较完整,坚硬程度为较硬岩,基本质量等级为 类。揭露厚度 5.86.9m,层顶
29、高程 54.6057.44m，据现场压水试验测试 结果：透水率为 4.97.1（Lu），属弱透水性地层。 各岩土层工程特性和设计参数见下表表 8，及附表“物理力学指标统计表” 、 “土工试验综合成果表”。 岩土岩土层试验层试验成果及成果及设计设计参数建参数建议值议值表表 表表 8 福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 3 工程地质 30 抗剪强度指标 天然 重度 承载 力特 征值 压缩 模量 变形 模量 快剪饱和快剪慢剪 基底 摩擦 系数 允许 水力 坡降 渗透系数 fakEs0. 0.E0 cccKk 指 标 项 目 岩 土 名称及 代号 (kN/m3) (kpa)（ Mpa） (
30、Mpa)(kpa)(度)(kpa)(度)(kpa)(度)（cm/s） 素 填 土 18.51405818.812.416.111.521.514.30.200.424.5010-5 粉 质 粘 土 19.0160610 0.250.407.5010-5* 弱风 化 石 英 闪 长 岩 22.0* 2200 不 考 虑 0.656.9010-5 备 注 带“*“为经验值 3.4.5、坝基岩土体的工程特性及渗透性 水库坝基下伏风化基岩为石英闪长岩，受构造裂隙及差异风化作用影 响，风化岩体一般呈厚层块状结构。其透水性主要受构造断裂发育程度，充 填情况及岩石风化程度的控制。由于坝区构造断裂不发育，风化
31、壳普遍存 在，且构造断裂的充填情况又为风化程度所决定，因此，风化程度是控制地 区岩层透水性的主要因素。依据勘察结果，坝基下相对隔水层在位于坝体 填土层下部、左右岸坡及坝肩部位与弱风化岩交线处。 根据野外地质调查，水库左右坝肩处均出露强弱风化基岩，坝体直 接与风化岩衔接，下游两侧岸坡亦见强弱风化基岩。 本次勘察，对坝基下部岩土层采用压水试验方法。试验结果见表表 9： 坝坝基岩体基岩体压压水水试验试验成果表成果表 表表 9 试段深度试段长度压水试验渗透等级 位 置 孔号 （m）（m） 试段岩性 （m/d）(Lu) ZK 1 18.5023.505.000.0687.1弱透水 ZK 2 20.002
32、5.005.000.0595.8弱透水 坝基 ZK 3 16.8021.805.00 弱风化石英闪长岩 0.0534.9弱透水 福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 3 工程地质 31 3.4.6、坝基渗漏量计算 依据水库坝轴线剖面图进行估算（见 11坝址工程地质纵剖面图）， 以正常蓄水位线（72.1m）与底部相对隔水层交线为界，根据地形分左岸、右 岸、河床三个区。左、右岸及部分河床选用卡明斯基近似法，计算结果详见 表表 11。 坝坝基左、右岸坡地段渗漏量基左、右岸坡地段渗漏量计计算算 Mb H kBMQ 2 式中：k-渗透系数（m/d）； B-计算相对透水层长度（m）； M-透水层
33、厚度（取平均值）（m）； H-上下游水位差（上游取正常蓄水位 72.1m，下游取下游水位 56.3m）； 2b-设计坝底宽度（m）； （ （2） ）绕坝绕坝渗漏分析渗漏分析 大坝左右坝肩下伏基岩均为强风化岩，根据地区经验属于中等透水层， 因此左右坝肩均存在渗漏。水库两岸岸坡绕坝范围线取设计正常蓄水线与 隔水层顶板交线，按简单水文条件（层流）的渗流公式计算，结果见下表表 11： ： 选用公式： Q=KH（h1+h2） 式中： h1-上游边岸透水层厚度（m）； h2-下游边岸透水层厚度（m）。 福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 3 工程地质 32 坝坝基渗漏量基渗漏量计计算表算表 表
34、表 11 渗透 系数 透水 层厚 度 相对 透水 层长 度 上下 游水 位差 坝底 宽度 上游边 岸含水 层厚度 下游边 岸含水 层厚度 渗漏量 总渗 漏量 kMBH2bh1h2QQ 参数 类型 位置 地层岩性 m/dmmmmmmm3/dm3/d 左岸强 风 化 石 英 闪 长 岩0.403.15.415.877.04/1.32 河床 粉 质 粘 土 0.071.595.415.877.04/2.02坝基 右岸强 风 化 石 英 闪 长 岩0.403.510.515.877.04/2.88 6.22 左坝肩强 风 化 石 英 闪 长 岩0.40/15.8/3.22.234.13 绕坝 右坝肩强
35、 风 化 石 英 闪 长 岩0.40/15.8/3.62.437.92 72.05 备注强 风 化 石 英 闪 长 岩 为 左 右 坝 肩 及 坝 后 坡 脚 出 露 ， 根 据 出 露 情 况 估 算 厚 度 ， 其 渗 透 系 数 按 临 近 项 目 及 地 区 经 验 提 供 。 库库区渗漏分析区渗漏分析评评价价 通过以上分析计算，库区范围，包括坝基段左、右两岸、坝肩绕坝渗流 段，在正常蓄水位高程 72.1m 工况下，粗略计算渗漏总量为 78.27m3/d，渗 漏量相对较小。 3.4.7、坝基加固措施建议 依据对乘风水库坝体、坝基现场勘察，经取样试验、分析计算，坝基局 部地段存在中等透水
36、地层，以绕坝渗漏为主，建议结合坝体防渗处理措施， 对坝基部位做相应处理，建议采用旋喷灌浆或劈裂灌浆法（素砼浆）重建大 坝防渗系统。处理长度为左、右坝肩 10m 范围内，处理深度应进入强风化 石英闪长岩不少于 1.0m。 3.5、其它工程地质条件 3.5.1、溢洪道工程地质条件与评价 现状溢洪道位于大坝右岸，为明渠式溢洪道，总长 149.2m，溢洪道分 为进水明渠段、平顶段、泄槽 1 段、跌水一处、泄槽 2 段、跌水二处，缓坡明 福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 3 工程地质 33 渠段和出口段。桩号 0-013.80+000.0 段为进水明渠段，进口段高程 72.10m，净宽 2
37、.10m，底宽由 3.90m 渐变为 2.10m，底坡坡率为 1：17；桩号 0+000.00+015.1 段为平顶段，底宽为 2.1m，底坡坡率为 1：19；桩号 0+015.10+028.5 段为泄槽 1 段，底宽由 2.1m 渐变为 2.0m，底坡坡率为 1：4，并在 0+028.5 处设跌水一处，跌水高度为 1.5m；桩号 0+029.50+040.0 段为泄槽 2 段，底宽由 2.0m 渐变为 2.4m，底坡坡率为 1：7，并在 0+040.0 处设跌水一处，跌水高度为 1.0m；桩号 0+040.00+149.2 段为缓坡明渠段，底坡坡率为 1：12，桩号 0+044.7 处为 折
38、点，底宽由 2.4m 渐变为 3.4m，桩号 0+044.70+103.6 段底宽为 3.4m，桩 号 0+103.60+137.1 段底宽由 3.4m 渐变为 2.4m，桩号 0+137.10+ 149.2 段底宽为 2.4m，桩号 0+149.2 后接出水渠道。 溢洪道进口段有强风化石英闪长岩出露，两侧及底板未作护砌，由于 长期受雨水冲刷、风化剥蚀作用影响，裸露岩体风化严重，裂隙发育，出现 小面积坍塌，块石散落在进口段，直径 50160cm；平顶段末端右侧边坡滑 塌，土体淤积在溢洪道内。整个溢洪道内杂草、灌木丛生，两侧边墙（水泥抹 面）出露段未见明显开裂或破损，溢洪道侧壁及底板出露强弱风化
39、石英闪 长岩，部分地段岩体风化严重，风化剥落的岩体散落在溢洪道内。详见下图图 片片 5、 、6： 建议结合本次除险加固工程的实施，建议对溢洪道入口段两侧边墙及 底板进行浆砌块石护砌，对溢洪道内坍塌淤积物及杂草进行彻底清除，对 边墙风化剥落严重地段进行清除，并对裸露岩体进行混凝土喷浆护面处理， 确保溢洪道的行洪功效能够正常发挥作用。 福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 3 工程地质 34 溢洪道入口段溢洪道入口段 杂杂草草丛丛生生 图图片片 56 3.5.2、放水系、放水系统统工程地工程地质质条件与条件与评评价价 放水系统位于大坝左岸，由放水涵洞、放水渠及启闭设备组成。涵洞 为 DN
40、300 砼管，长 60m，比降 1/100，最大流量为 0.08 m/s，闸门形式为转 动门盖（=150mm），启闭设备采用手摇卷扬机启闭机，启闭房设在大坝左 岸与坝顶交界处。 根据本次现场勘察，放水涵洞进水口转动门盖、拉杆线严重老化，手 摇式卷扬启闭机机体老旧，转动门盖关闭不严，坝后放水涵洞出口处未见 塌陷、缺失等损害，未发现洞侧周边有漏水现象，仅有少量水流从涵洞内流 出（因转动门盖未完全闭合），运行情况较正常。放水渠为现浇混凝土护砌， 未发现破损，渠内部分地段淤积，渠侧及底部土层多为强风化石英闪长岩，周边 杂草丛生。坝后未设置排水渠，现状形成小面积的沼泽湿地。详见下图图片片 7、 、8：
41、福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 3 工程地质 35 放放水水 渠渠道道 沼沼 泽泽湿湿地地 图图片片 78 建议更换转动门盖、拉杆线及手摇绞车，增设坝后排水系统。 3.5.3 上上坝坝道路工程地道路工程地质质条件及条件及评评价价 由盖尾镇至库区，前段为一条长约 3.8km 的乡镇道路，为砼结构路面； 后段为土路，长约 100m，为人工开挖山体边坡形成，上坝入口处 15m 因违 章搭建导致路面宽度不足以通行车辆。建议拆除或搬迁临时建筑，并按照 山区道路的标准，重新整修上坝段道路。详见下图图片片 9： 进进库库道道 路路末末端端 图图 片片9 福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程
42、初步设计 3 工程地质 36 3.6、天然建筑材料 3.6.1、石料 根据本次现场勘察及工程建设需要，本次水库除险加固工程需对大坝 迎水坡干砌块石进行补强修砌，对下游坝坡采用块石结构进行加固处理。 所需石料经本次对库区周边地质调查，无适宜的石料开采地点，建议外购。 根据收集的资料，可选择盖尾镇聚仙村半山采石场的石料，为弱微风化 岩，岩石坚硬较完整，质地良好，单轴饱和抗压强度一般大于 60MPa，其质 量和数量可满足设计要求，距本工程场地约 2.5km。详见下图 3： 石料石料场场地理位置地理位置图图 图图 3 3.6.2、砂料 本工程砂料用量不大，建议外购解决。砂料可选择木兰溪中上游河段 砂场
43、的砂料购买。据类似工程对该类砂料的试验，其各项质量指标和颗粒 级配范围等均符合要求。运距约 48km。 3.7、结论及建议 3.7.2、结论 （1）乘风水库所在区域属地质构造基本稳定区。水库区无大规模断裂 福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 3 工程地质 37 及隐伏构造穿越，地震动峰值加速度为 0.1g，相应的地震烈度为 7 度，地震 动反应谱特征周期值为 0.40s，地震分组为第二组。工程区区域稳定性较好。 （2）勘测区出露的主要为燕山晚期的（O53（1）a）石英闪长岩，大坝左右岸、 坝肩及古河床底部出露有强、弱风化石英闪长岩，工程地质分类为和 III 类；坝基稳定性良好，承载
44、力满足工程要求。 根据压水及注水试验成果，并经估算，坝基段及坝肩绕坝渗漏量为 78.27m3/d，大坝坝基存在渗漏及绕坝渗漏。 （3）根据勘察结果，乘风水库存在以下主要隐患：水库坝体填筑材料 选材和碾压质量不佳，大坝背水坡存在 3 处渗湿点。上游护坡下部碎石 垫层淘刷流失，块石护坡部分地段出现缺失、塌陷等损坏。放水涵洞进水 口转动门盖、拉杆线严重老化，启闭设备机体老旧，坝后坡脚未设置排水渠， 形成小面积沼泽湿地。溢洪道入口段边墙及底板未作护砌，缓坡明渠段 右侧山体滑塌，土石方堆积在溢洪道内，且大部分地段杂草丛生。进库道 路后段土路路面条件简陋，末端违章搭建致使车辆无法到达坝顶。库区 内无相应水
45、位量测标尺、建筑物位移、变形等监测设施。管理房简陋。 （4）坝体填土中易溶盐含量 0.5m。 (7) 要经常检查孔位处的冒浆情况，并做好仔细分析。 福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 6 施工组织设计 68 (8) 相邻孔高喷注浆间隔时间宜7 天。 6.3.26.3.2 混凝土工程混凝土工程 1、混凝土施工方案选择应遵守的原则 （1）混凝土生产、运输、浇筑、养护和温度控制措施等各施工环节 衔接合理。 （2）施工工艺先进，设备配套合理，综合生产效率高。 （3）运输过程的中转环节少，运距短，温度控制措施简易、可靠。 （4）浇筑强度协调平衡。 （5）混凝土施工与金属结构、机电安装之间干扰
46、少。 2、 模板选择应遵守的原则 （1）模板类型应适合结构物外型轮廓，有利于机械化操作和提高周 转次数。宜多用钢模、少用木模。 （2）结构形式宜标准化、系列化；便于制作、安装、拆卸和提升， 条件适合时宜选用滑模或悬臂式、组合式钢模。 3、混凝土浇注 浇筑前，先进行扎筋、立模、搭设仓面脚手架和清仓工作。并经内部 三检合格后，提交监理工程师隐蔽前终检验收，合格后可以开始浇筑砼。 砼由 0.4m3 搅拌机供料，用人工推双胶轮车水平运输或通过滑槽入仓，砼 采用平仓浇筑法，浇筑时应保持连续性。砼采用平板振捣器振捣密实，混 凝土浇筑完毕，应及时进行收面。收面后，混凝土应密实，表面平整、光 滑、无砾石外露。
47、 4、埋石混凝土施工 埋石混凝土基本要求： 福建省仙游县盖尾镇乘风水库除险加固工程初步设计 6 施工组织设计 69 （1） 、埋石砼埋石率为 20%。施工时，应先铺一层砼放一层块石，再 振捣密实至块石沉入砼中，不得先摆石，再灌砼。 （2） 、埋石用块石尺寸不得大于一次浇筑砼块体最小尺寸的 1/3。要 求清洗干净，饱和抗压强度大于 300kg/2。 （3） 、块石应分布均匀，石块间距不小于 10 厘米，离开模板距离应 大于 15 厘米。 （4） 、每层浇筑砼厚度不大于 30 厘米，块石上下之间不得叠置，应 有 10 厘米以上的间距。最终层面，应有 10 厘米纯砼覆盖层。 （5） 、其他要求同普通砼。 5、C30 混凝土路面施工 场地清理工作以机械配合人工清理的方式施工，对路基范围内的垃圾、 有机物残渣及原地面以下至少 100300