铁岭市sshl水库大坝除险加固处理

铁岭市sshl水库大坝除险加固处理

榛子岭水库位于辽宁省铁岭市树冠山市榛子岭村。该项目于1975年3月和1976年11月竣工。水库总库容2.1亿m3。枢纽主要水工建筑物有拦河坝、溢洪道、非常溢洪道、输水洞、电站等。工程运行30年来，先后在不同工程部位出现不同程度的渗漏、坝体滑坡等不良地质现象，严重影响了正常运行和坝体安全。水库拦河坝为粘土心墙砂砾坝，最大坝高36.18m，大坝上游迎水面为干砌石护坡，护坡块石大小不一，砌筑粗糙，坡面凹凸不平，部分石料风化严重。下游背水面碎石护坡长有大量茅草和灌木，且有鼠洞。在坝体填料中坝壳填筑料为砾砂，心墙填筑料为低液性粘土。据记载，1995年7月大强度降雨导致下游背水坡滑坡，滑坡体最宽处达13.5m，从坝顶滑至175m高程，坝顶滑坡深度4m，露出心墙，最深处达6.5m，滑坡体积约3200m3。1坝体次坝体检测主要依据前期设计、坝体检测、地勘报告、竣工报告、灌浆报告及安全鉴定报告，对水库现行地质情况进行综合调查、分析和评价，并结合本次坝体检测的补充勘察，进一步分析和评价拦河坝坝体的组成、质量及稳定性。本次检测主要采用坑探和现场及室内土工试验等方法。因本次检测主要是针对坝体下游背水坡的滑坡问题，所以工作量全部布置在下游背水坡。在坝体下游沿坝轴线不同高程布置3排探坑，每排4个探坑。坑间距80m左右，坑深1.0～1.5m，每个探坑各安排1组现场密度试验和1组渗透试验，并取1～2组试样进行室内土工试验。2坝底砂粒含量拦河坝背水坡表层护坡为碎石护坡，粒径为5～10cm，垂直厚度为0.25m左右。综合分析，从1975年施工复查的土工试验成果、2003年安全评价报告及本次现场试验成果，大坝坝壳料均为砾砂，无成层规律，随机性较大，多数土样粉粘粒含量较少，含砂量较大。砂料组成中粉粘粒含量平均值为6.2%，大部分小于规范规定的8%,个别偏大,如L4探坑粘粒含量达到14.9%，砂粒含量在50%左右，砾料含量在40%左右。颗粒不均匀,不均匀系数平均值为20.9。3单环渗透系数k根据对坝体下游坝壳料的勘察，将各项主要物理力学指标进行统计，其结果详见表1。根据前期资料，给出坝壳砾砂的凝聚力为0，内摩擦角水上、水下分别为31°和29°。表1中渗透系数的确定是根据现场单环渗水试验、室内土工试验及有关经验公式计算的基础上综合分析给出的。其经验公式如下：式中K—渗透系数m/d;d10—颗粒的有效粒径，mm;t—渗透水的温度℃,此工程取10℃；C—常数，粘土质砂为500～700，纯砂为700～1000，此工程取600。4坝体填筑料理化性质坝壳的填筑料为砾砂，在施工中设计控制干密度值为1.847g/cm3，施工中全坝取土样282个，合格率达86%，填料不均匀系数较大，存在漏夯漏压的地段，总体来看，填筑质量一般。施工中在0+160与0+260两个固定断面复查坝壳砂料的力学性质，在上下游共取样14组，试验成果表明，坝壳砂料大于5mm的粗粒含量一般在12.8%～43.2%，含泥量为1.66%～17.55%。经过本次对背水坡坝体填筑料的取样统计和分析，含水率、天然密度及干密度等指标均比前期资料偏小，渗透系数比前期资料偏大。分析原因，取样的深度距坝壳表面较浅，为0.5～1.5m，所以与坝壳体内部填筑料的物理力学性质有些差异，并进一步说明了坝壳体表面的压实程度不如坝壳体内部好。从表1中可见，天然干密度平均值为1.79g/cm3，与设计要求的干密度相比，合格率仅为42%，其中最小值为1.52g/cm3，说明坝体筑坝期间有明显的漏夯漏压现象。含泥量为3.3%～15%，按规范要求的8%相比，合格率为91%，个别地段含泥量较大。渗透系数建议值给出2.4×10-2cm/s，属强透水，比前期资料给出的渗透系数值明显偏大，说明坝壳体表面与坝壳体内部的渗透性能差异性较大。从以上各项指标分析，总结如下：坝壳体内部填筑料基本达到设计要求，仅局部存在一定的质量问题；坝体下游坡坝壳表层填筑料质量较差，如坝壳表层填筑料压实程度不好，个别段含泥量较大，坝壳体表面与坝壳体内部的渗透性差异性较大。5坝壳表层砂料施工期间土体不稳定1995年7月29日大强度降雨导致背水坡滑坡，从地质角度分析其原因如下：(1）从坝体下游背水坡表层填筑料的干密度普遍偏小来看，施工期间坝壳体表面夯实不好，且该段为合龙口坝段，施工时漏夯严重。(2）有个别段含泥量较大,而且无分布规律,在有水条件下，容易造成土体不稳定。(3）坝壳体表面与坝壳体内部的渗透性能差异性较大，大量雨水进入坝壳表层后，排泄受阻，可能会使坝壳表层砂料处于瞬间的饱和状态。(4）坝体表面年久失修，排水通道破损严重。6坝体质量管理问题(1）坝壳填筑料为砾砂，颗粒不均匀,无成层规律，随机性较大。(2）坝壳体内部填筑料基本达到设计要求，仅局部存在一定的质量问题。(3）坝体背水坡坝壳表层填筑料压实程度不好，筑坝期间有明显的漏夯漏压现象；坝壳表层填筑料有个别段