江西省某水庫除險加固工程初步設(shè)計

1、1綜合說明1.1水庫基本概況1.1.1工程概況xx市xx水庫座落在xx市xx鎮(zhèn)xx村，距xx市城區(qū)約12.5km。地理位置為東經(jīng)117 235.53，北緯29 221.63，壩址以上控制集雨面積0.66km2，水庫正常蓄水位為42.4m（黃海高程，下同），設(shè)計洪水位（p=5%）44.45m，校核洪水位(p=0.5%)44.95m，水庫總庫容67.86萬m3（本次復(fù)核）。設(shè)計灌溉耕地面積1000畝，灌溉面積500畝，保護人口3000人，是一座以灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)殖等綜合效益的小（二）型水庫。xx水庫地理位置非常重要，下游正對著xx鎮(zhèn)xx村，一旦發(fā)生險情，將對xx村構(gòu)成巨大威脅。大壩一旦失事，

2、將給下游人民生命財產(chǎn)及重要設(shè)施造成災(zāi)難性損失。xx水庫校核洪水位為44.95m，相應(yīng)庫容為67.26萬m3。根據(jù)水庫等能劃分，該水庫樞紐工程屬等，樞紐永久性建筑物等級為5級，校核洪水位為200年一遇。水庫樞紐工程主要建筑物有大壩、溢洪道、灌溉輸水涵管等（工程特性見附表1）。本區(qū)域為樂安河支流潘溪水，本區(qū)出露有前震旦系板溪群和第四系全新統(tǒng)地層。前震旦系板溪群巖性有：灰綠色綠泥絹云千枚巖，墨綠、深灰色千枚狀白云絹云石英板巖，條帶狀絹云母板巖夾薄中層細、中粒長石砂巖及變質(zhì)凝灰質(zhì)砂巖，中基性變質(zhì)火山巖等，主要分布于壩址區(qū)。第四系松散堆積物主要為殘坡積層低液限粘（粉）土、含礫（砂）低液限粘（粉）土，主要

3、分布于壩址和庫區(qū)一帶。本區(qū)所處大地構(gòu)造單元為揚子準地臺，江南下古臺隆，武功山官帽山臺拱眾埠街斷凹，加里東期贛東北深斷裂西北側(cè)，自古生代以來加里東及燕山早期構(gòu)造運動十分強烈，受其影響區(qū)內(nèi)北東向、北西向的構(gòu)造發(fā)育，挽近時期以來地殼運動趨于穩(wěn)定，表現(xiàn)為緩慢的上升運動，區(qū)域穩(wěn)定。xx水庫屬江西省的多雨地區(qū)，暴雨的主要成因受季風(fēng)影響。根據(jù)xx市氣象局實測資料統(tǒng)計，多年平均降雨量為1716.7mm，最大年降雨量為2448.1mm（1983年），最小年降雨量為1236.0mm（1979年），實測最大日降雨量達203.0mm（1967年6月19日），實測最大三日降雨量達478.6mm（1967年6月17日6月

4、19日）。每年的46月多為鋒面雨，雨量較集中，形成洪水季節(jié)，可占全年降雨量的40%60%，最多可達65%，7月可能遭受臺風(fēng)影響，也曾出現(xiàn)過洪水。但一般在7月中、下旬即轉(zhuǎn)入旱季。810月降雨甚少，只占全年降雨量的15%，最少僅為3.5%。1.1.1 工程建設(shè)及加固過程工程于1957年冬破土動工、1959年10月竣工。當時的施工條件差，屬“三邊”工程，施工時對清基只做了簡單處理，筑壩土料為庫區(qū)內(nèi)表層土，為人工挑筑，人工碾壓。根據(jù)原施工人員回憶，限于當時的條件，整個大壩土料全部靠農(nóng)民勞務(wù)投工。大壩始建前，壩基為農(nóng)田，興建大壩清基時壩基中部沿壩軸線清除了表面雜草、松土及谷底的沖積覆蓋層，清基不徹底。兩

5、壩肩及上下游壩基只將表層樹根、雜草、松土清除。且由于材料缺乏，大壩壩體填筑土料均來自大壩附近山坡上的小顆粒風(fēng)化料。后續(xù)加固對大壩進行過加高加固處理達到現(xiàn)有規(guī)模。由于大壩碾壓不足，填筑質(zhì)量差，導(dǎo)致大壩滲水嚴重，對大壩安全埋下重大隱患。因此，必須徹底進行除險加固。1.2除險加固的必要性1.2.1水庫存在的主要問題xx水庫經(jīng)過49年來的運行，存在以下主要問題：（一）大壩（1）大壩壩體填筑質(zhì)量差，土層較松散，壩體透水性較大，大壩清基不徹底，存在壩體滲漏和接觸滲漏?，F(xiàn)狀大壩滲漏嚴重。（2）上游壩坡無護坡，坡比為1:2.5；下游壩坡為雜草坡面，不平整，無坡面排水系統(tǒng)。內(nèi)外坡較陡.，坡面不平整，雨水沖刷嚴重

6、，有明顯的散浸及集中滲水點。（二）溢洪道溢洪道位于大壩左壩頭，為人工開挖明渠開敞式溢洪道，全長約27m，進水口底板高程為43.32m。底板為砼襯護，兩側(cè)邊坡底部為漿砌石襯護，襯砌高度約1m，質(zhì)量較好（2010年新建），兩側(cè)邊坡上部未襯。溢洪道開挖邊坡較低矮，坡高一般為1.52m，開挖坡角一般為4550，主要為土質(zhì)邊坡，未見坍塌現(xiàn)象，邊坡較穩(wěn)定。溢洪道無消能設(shè)施，泄槽出口直接出水渠。（三）灌溉輸水涵管壩下灌溉涵管位于大壩右壩端，由斜涵和平涵組成，斜涵為混凝土結(jié)構(gòu)，砼老化剝蝕，漏水嚴重。平涵為園形砼預(yù)制管，管徑0.3m，涵管長約30m。管身砼老化剝蝕，質(zhì)量較差，漏水較嚴重，危及大壩安全。涵管出口無

7、消能設(shè)施。（四）其它（1）水庫進庫公路及上壩公路標準低，路況差?，F(xiàn)狀公路為簡易小路，長約0.7km，路面凹凸不平。（2）水庫無管理設(shè)施、通信設(shè)施。（3）水庫無水、雨情觀測和大壩安全監(jiān)測設(shè)施，不能監(jiān)測水庫的正常運行。1.2.2水庫安全評估結(jié)論及建議（一）安全評估結(jié)論根據(jù)水庫大壩安全評價導(dǎo)則（sl258-2000）將各專項的復(fù)核評價結(jié)果對照相應(yīng)的安全性分級表及標準或準則，確定大壩安全性級別，詳見表1-1。表1-1大壩安全類別評定等級成果表評價專項評價結(jié)果級別評價綜合評價防洪評價準復(fù)核大壩不能抗御設(shè)計洪水。c安全性級別中有一項以上是c級，即為三類壩病險水庫。工程質(zhì)量綜合評價大壩壩基清基不徹底，填筑土

8、較為松散，上下游護坡及排水質(zhì)量差；涵管及溢洪道在工程運行中已暴露出較嚴重質(zhì)量問題。c大壩運行管理評價大壩無安全監(jiān)測設(shè)施；通訊、管理設(shè)施簡陋；防汛公路簡陋。差結(jié)構(gòu)安全評價大壩變形分析 b綜合評價為c級大壩抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)c輸水涵管及溢洪道不能正常運行要求。c滲流安全評價大壩浸潤線及出逸點較高，存在集中滲漏。c鑒于以上所述，目前大壩不能按設(shè)計要求安全運行，xx水庫屬三類壩，建議盡快進行除險加固。（二）安全評估建議（1）對大壩進行加固，輸水涵管及溢洪道重建。（2）增設(shè)工程管理設(shè)施，增設(shè)水雨情預(yù)報、通訊、大壩監(jiān)測設(shè)施。（3）在未進行加固處理前，加強監(jiān)測，科學(xué)調(diào)度，確保水庫安全運行。1.2.3除險加固的

9、必要性xx水庫是一座以灌溉為主、兼顧養(yǎng)殖等綜合利用的小（二）水庫。水庫地理位置非常重要，下游有小胡村等3個村，保護人口3000人，耕地3000畝，水庫一旦失事，將給下游人民生命財產(chǎn)和國家基礎(chǔ)設(shè)施造成重大損失。因此，水庫正常安全運行十分重要，由于工程存在大壩滲漏，無反濾層，涵管裂縫、蜂窩麻面，漏水嚴重，溢洪道無襯砌長度、高度不夠、沖刷嚴重等工程安全隱患，水庫已不能安全運行。經(jīng)江西省xx市水利局組織有關(guān)專家對水庫進行了安全評估，評估該水庫大壩為三類壩，需進行維修加固。受xx市水務(wù)局的委托，我院承擔xx水庫除險加固工程初步設(shè)計階段勘測設(shè)計工作。按有關(guān)規(guī)程規(guī)范要求，并根據(jù)安全評估結(jié)論及本階段地質(zhì)勘測資

10、料，經(jīng)進一步復(fù)核和調(diào)查分析編制完成本報告。1.3除險加固的主要內(nèi)容1.3.1擋水建筑物（大壩）本工程大壩加固包括：壩頂、上下游壩坡、粘土防滲斜墻及貼坡反濾等內(nèi)容。（1）壩頂：壩頂高程為45.85m、壩頂長度110m、壩頂寬度為4.5m，壩頂路面采用砼結(jié)構(gòu)路面，寬度為4.5m，設(shè)計結(jié)構(gòu)為基層為碎石穩(wěn)墊層厚0.20m，路面為0.20m厚c25砼路面，路面向上、下游側(cè)各設(shè)2%的橫坡；（2）上下游壩坡：大壩上游坡比為1:2.7，上游壩坡采用砼六角預(yù)制塊護坡，壩腳設(shè)1.0m0.8m固腳，下游壩坡設(shè)草皮護坡，四周設(shè)砼排水溝；（3）下游貼坡反濾：下游壩坡坡腳處設(shè)貼坡反濾排水體，排水體頂高程為41.20m，底

11、高程為35.72m，反濾排水體的結(jié)構(gòu)從下至上依次為粗砂反濾厚0.20m、卵礫石反濾厚0.20m、干砌塊石厚0.40m；（4）粘土防滲斜墻：斜墻頂高程為45.85m，校核水位處厚度為1.0m，底厚度為3.0m，截水槽底高程深入基巖0.5m，底寬度為3.0m。1.3.2泄水建筑物（溢洪道）溢洪道由進水渠、控制段、陡坡段、消力池、出水渠五部分組成。進水渠順水流方向長8m，進口寬10m，出口寬3.5m；控制段采用開敞式無閘寬頂堰型式，堰頂高程43.85m，順水流方向長6m，溢流堰寬3.5m；泄槽布置根據(jù)地形確定，采用等寬式，邊墻采用直立式漿砌石襯砌，水平長度24m，縱坡比為0.21；消力池長6.0m,

12、池深0.5m；出水渠設(shè)計為矩形斷面。1.3.3輸水建筑物（壩下涵管）壩下涵管加固設(shè)計為拆除原涵管，并在原址新建箱涵，進口為斜涵控制。箱涵進口底板高程35.75m，出口底板高程35.21m，涵管的斷面采用矩形鋼筋砼箱涵型式，高1.2m，寬1m，管身設(shè)分縫及銅片止水，分縫間距為9m，箱涵上游布設(shè)一道截水環(huán)。1.4工程特性表（見表1-2）表1-2 xx水庫樞紐工程特性表一水文單位原設(shè)計（假設(shè)高程）本次復(fù)核（黃海高程）備注1集雨面積km20.660.662設(shè)計洪水（1）校核洪峰流量m3/s8.39(p=0.5%)（2）設(shè)計洪峰流量m3/s5.34 (p=5%)二水庫1水庫水位（1）校核洪水位m44.9

13、5（p=0.5%)（2）設(shè)計洪水位m44.35(p=5%)（3）正常蓄水位m56.6542.40（4）死水位m5035.752水庫庫容（1）總庫容萬m367.26（2）有效庫容萬m327（3）死庫容萬m30三大壩（1）大壩型式型式均質(zhì)土壩粘土斜墻壩（2）壩頂高程m59.559.7645.85（3）壩頂長m110110（4）壩頂寬m3.23.34.5（5）最大壩高m10.110.1（6）上游邊坡1：2.51：2.7（7）下游邊坡1：2.51：2.7四泄、引水建筑物1溢洪道（1）溢流堰型式型式無寬頂堰（2）堰頂寬m3.5（3）堰頂高程m43.852灌溉輸水涵管（1）涵管型式型式預(yù)制砼管砼箱涵（2）

14、進口底高程m35.75（3）涵管長m3054（4）涵管尺寸m0.311.2五工程效益（1）灌溉面積萬畝0.040.04（2）保護農(nóng)田萬畝0.30.3（3）保護人口萬人0.30.3（4）影響重要區(qū)域小xx、義方小xx、義方六進庫公路（1）長度km0.70.7（2）寬度m5（3）路面狀況差泥結(jié)石2水文2.1基本資料xx市xx水庫位于潘溪水，座落在xx市xx鎮(zhèn)小胡村，壩址以上控制流域面積0.66km2。水庫壩址地理位置位于東經(jīng)1172711，北緯290059。水庫流域?qū)俚蜕角鹆陞^(qū)，植被良好，水土流失較小，水庫下游為丘陵平原地區(qū)。本次設(shè)計用萬分之一航測圖對水庫流域面積等基本數(shù)據(jù)進行了復(fù)核，經(jīng)量算，其成

15、果與原設(shè)計成果數(shù)據(jù)基本一致，其有關(guān)特征數(shù)據(jù)如下表2-1所示：表2-1 xx水庫流域特征參數(shù)表項目流域面積f（km2）主河道長度l（km）主河道比降i（）備 注原設(shè)計0.66本次復(fù)核0.661.0252由上表復(fù)核結(jié)果可以看出，本次復(fù)核成果與原設(shè)計成果基本一致，因此本次設(shè)計采用本次復(fù)核流域特征參數(shù)。由于原設(shè)計成果因歷史原因，多已散失，無從考證，因此本次對水庫庫容進行了重新測量。采用本次復(fù)核資料，xx水庫水位 庫容成果見表2-2。 表2-2 xx水庫水位庫容面積成果表庫水位（m）35.6437.6438.6439.6442.4043.8544.95庫容（萬m3）0.005.6212.1821.453

16、4.3149.9067.26面積（萬m2）0.005.627.5111.0414.6616.5318.192.2設(shè)計暴雨本流域洪水由暴雨形成，由于控制流域面積比較小，因此暴雨匯流時間比較短。洪水季節(jié)有明顯的規(guī)律性，一般6月份中旬進入汛期，到8月下旬結(jié)束。此后汛期基本結(jié)束進入枯水期。本次設(shè)計洪水采用推理公式法推求設(shè)計洪水，設(shè)計雨型采用江西省暴雨洪水查算手冊確定的以1小時為時段分配的區(qū)域性綜合成果，設(shè)計暴雨選用地區(qū)綜合成果，經(jīng)與周圍單站短歷時暴雨成果比較后，選用的暴雨成果對工程的安全有保證，無須對其進行修正，由此推求的洪水是合理的。且得出下面結(jié)論：壩頂高程在現(xiàn)狀情況下兩種水位情況時均能滿足現(xiàn)行規(guī)范

17、的防洪要求，現(xiàn)狀大壩防洪安全性為c級。大壩現(xiàn)狀可安全運行的洪水頻率為20年一遇。現(xiàn)狀溢洪道斷面能完全滿足過流要求.2.2.1設(shè)計暴雨計算2.2.1.1復(fù)核依據(jù)（1）防洪標準（gb50201-94）（2）水利工程水利計算規(guī)范（sl104-95）（3）水利水電工程設(shè)計洪水計算規(guī)范（sl44-2006）（4）碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范（sl274-2001）（5）水庫大壩安全評價導(dǎo)則（sl258-2000）2.2.1.2大壩等級與洪水標準根據(jù)國家防洪標準(gb50201-94)及水利水電工程等級劃分及洪水標準(sl252-2000)，xx水庫總庫容67.26m3，屬?。ǘ┬退畮欤こ痰燃墳関等，永久性主

18、要水工建筑物為5級，次要建筑物為5級，復(fù)核設(shè)計洪水標準，正常設(shè)計洪水采用20年一遇 (p=5%)， 校核洪水采用200年一遇(p=0.5%)。2.2.1.3暴雨成因、洪水特征水庫洪水主要由暴雨形成，洪水出現(xiàn)時間與暴雨相應(yīng)。流域雨季一般在39月，46月為主汛期，該時期流域內(nèi)暴雨頻繁，極易形成大洪水，79月流域受到臺風(fēng)影響，多出現(xiàn)臺風(fēng)雨，虎山站實測最大1小時降雨80.8mm(1998年)。最大6小時降雨167.8mm(1998年)，最大24小時降雨268.0mm(1969年)。本流域洪水期一般從4月份開始，至8月結(jié)束，洪峰多出現(xiàn)在6、7月。本流域因面積小，洪水匯流迅速，具有明顯的山溪性洪水特征，洪

19、水歷時一般23天，退水歷時為漲水歷時45倍。2.2.1.4設(shè)計洪水推求方法xx水庫流域內(nèi)未設(shè)、水文測站和雨量站，但在水庫附近有虎山等國家站網(wǎng)的雨量站，各雨量站資料系列都較長，資料精度也較好。本次洪水標準復(fù)核，采用虎山雨量站作為參證站，虎山雨量站有1966至2007年實測最大1、3、6、24小時時段降雨量資料。現(xiàn)將虎山站19662007年實測最大時段降雨量資料系列，經(jīng)頻率計算，由p一型曲線適線，求得其統(tǒng)計參數(shù)及設(shè)計暴雨量。2.2.1.5用暴雨資料推求設(shè)計暴雨由手冊附圖查得xx水庫壩址各歷年時暴雨參數(shù)如下：h24=135mm， cv=0.48， cs=3.5cv， =0.9998h6=90mm，

20、cv=0.45， cs=3.5cv， =0.9996 h1=42.5mm， cv=0.43， cs=3.5cv， =0.9994表2-3 xx水庫各頻率設(shè)計點暴雨量成果表站名時段cvcs/cv均值頻率（%）0.55手冊查算值10.433.542.5113.978.23180.4123.960.453.590251.1169.2240.483.5135396.9263.3虎山站實測值 10.3633786.5862.5360.35396193.58160.32240.53129.6391.84257.90由以上兩種途經(jīng)推算出的年最大時段暴雨量成果進行比較反映出，虎山站實測值排頻求得各頻率設(shè)計暴雨

21、量成果大多是查手冊法較小，故本次水庫防洪標準安全復(fù)核的設(shè)計洪水分析，采用手冊法查算出的暴雨量成果。2.2.1.6設(shè)計暴雨及時段凈雨量計算根據(jù)手冊查得kp值，求得各種歷時各頻率暴雨，3小時面暴雨根據(jù)以下公式推求：h2p=h1p3 (1-n2)1-n2=1.2851g(h6/h1)故求得各種歷時各設(shè)計頻率暴雨值，結(jié)果見表2-4。表2-4 xx水庫各時段設(shè)計暴雨值時 段h1h3h6h24均 值42.590135cv0.430.480.48cs/cv3.503.503.50kp0.50%2.682.792.945%1.841.881.95點暴雨設(shè)計值(mm)0.50%113.9180.4251.139

22、6.95%78.2123.9169.2263.3點面折算系數(shù)0.99940.99950.99960.9998面暴雨設(shè)計值(mm)0.5%113.8180.3251.0396.85%78.2123.8169.1263.2由江西省暴雨洪水查算手冊附圖3-1產(chǎn)流分區(qū)知，小xx水庫在產(chǎn)流第區(qū)，查附表3-2可知im110mm，設(shè)計前期雨量pa=70.0mm。采用江西省統(tǒng)一的暴雨時程分配，時段取t=1小時，計算暴雨時程分配，由時段毛雨量計算各段累積雨量，將各時段累積雨量與設(shè)計前期雨量（該區(qū)為70mm）相加，查附表3-2()得相應(yīng)各時段累積逕流量r總，再計算各時段逕流量r總。由24小時平均暴雨強度p=24p

23、/24，查江西省暴雨洪水查算手冊附表3-3（區(qū)）可得各頻率下的下滲率，查算成果見表2-4；扣除穩(wěn)滲求時段設(shè)計凈凈雨，各時段設(shè)計凈雨計算成果見表2-52-7。表2-5 各頻率下滲率計算結(jié)果表p0.5%5.00%h24p396.8263.2ip16.5310.97fc2.32.1表2-6 xx水庫流域24小時暴雨時段暴雨量表時段(3h)頻率123456789101112131415161718192021222324h24 (p=0.5%)7.37.37.37.37.37.300014.614.614.614.128.328.339.9113.826.613.113.111.77.37.35.8h

24、24 (p=5.0%)4.74.74.74.74.74.70009.49.49.49.118.118.127.478.218.38.58.57.54.74.73.8表2-7 xx水庫流域24小時凈雨量表 時 段(3h) 頻率12345678910111213141516171819202122232424 (p=0.5%)0.0 0.3 0.70.60.71.00 0 0 5.37.610.711.8262637.6111.524.310.810.89.45.05.03.524 (p=5.0%)0000000001.82.32.73.712.316.125.376.016.26.36.45.4

25、1.92.12.12.3設(shè)計洪水推求由手冊附圖4-2江西省推理公式分區(qū)圖查得xx水庫位置屬第區(qū)。根據(jù)下列公式計算地面洪峰流量和匯流歷時：q=0.278h/f式中： rt凈雨累積值（mm）；,t時間（h）；f流域面積（km2）；q流量（m3/s）；j河道平均比降；m匯流參數(shù)。（1）計算值：先按前后相鄰大小排列凈雨并計算累積凈雨，后計算，由公式計算各時段相應(yīng)流量，成果見表2-8。表2-8 qtt關(guān)系曲線表時間t(t=1h)0.5%5.00%qt(m3/s)qt(m3/s)116.111210.87.338.45.747.34.856.54.265.73.775.13.384.73.094.32.7

26、104.02.5113.82.3123.52.1133.32.0143.11.9152.91.7162.81.6172.61.5182.51.5192.31.4202.21.3212.11.2（2）列表試算值q：10查區(qū)計算式： 表2-9 q關(guān)系曲線表（小時）22.533.544.555.56q（m3/s）46.6619.119.224.982.921.821.190.820.58（3）點繪q與qtt曲線，兩曲線的交點即為所求的地面設(shè)計洪峰流量與匯流時間，結(jié)果如下表2-10。表2-10 地面設(shè)計洪峰流量與匯流時間表頻率p=0.5%p=5.0%qm地面(m3/s)8.35.25(h)3083.4

27、6（4）設(shè)計地面洪水過程線推求洪水總量w=0.1h24f洪水歷時t=9.67w/qm地面設(shè)計地面洪水總量和洪水歷時見成果表2-11。表2-11 xx水庫設(shè)計地面洪水總量和洪水歷時成果表設(shè)計頻率p（%）0.50%5%推理公式法設(shè)計凈雨h24308.6181.4w（萬m3）169.43t（h）18.717.4概化五點折腰多邊形過程線見成果表2-12。表2-12 xx水庫地面洪水流量過程線表頻率p座標a點b點c點d點e點0.50%qt(m3/s)00.838.31.660t(h)01.874.6749.34818.75.00%qt(m3/s)005255.251.050t(h)01.73744.34

28、48.68717.37（5）地下徑流回加計算設(shè)計洪水地下徑流峰值按 計算，qm地下為地面徑流終點。地下徑流過程采用以 qm地下為頂點的等腰三角形，底寬為二倍的地面徑流過程時間。t=9.67w/qm地面小時，w=0.1h24f。自qm地下開始向前減少一個時段、向后增加一個時段流量均隨之減少一個qm地下，（），即得地下徑流過程。地下洪水流量成果見表2-13。表2-13 不同頻率的地下洪水流量成果表頻率p0.5%5%r下48.241.8t18.717.4qm地下（m3/s）0.370.35qm地下（m3/s）0.020.03地面地下洪水流量回加計算設(shè)計洪水，設(shè)計洪水過程線成果見表2-14。表2-14

29、 xx水庫洪水過程線匯總表序號頻率p=0.5%頻率p=5%時間t(h)qt(m3/s)時間t(h)qt(m3/s)1000021.870.871.740.5634.678.394.345.3449.351.858.691.22518.70.3717.40.35619.70.3518.40.33720.70.3319.40.31821.70.3120.40.29922.70.2921.40.271023.70.2722.40.251124.70.2523.40.231225.70.2324.40.211326.70.2125.40.191427.70.1926.40.171528.70.1727

30、.40.151629.70.1528.40.131730.70.1329.40.111831.70.1130.40.091932.70.0931.40.072033.70.0732.40.052100002.3.1設(shè)計洪水成果分析為了進一步檢驗成果的合理性，將表2-11計算結(jié)果與本地區(qū)相鄰的其它水庫設(shè)計洪水成果進行比較，結(jié)果見表2-15。表2-15 設(shè)計洪水成果比較表水庫名稱集水面積(km2)設(shè)計洪峰(m3/s)洪峰模系數(shù)p=0.5%p=5%p=05%p5%xx水庫0.668.235.213.068.25大塢廟水庫1.7729.2819.2820 13.20龍?zhí)了畮?.5137.9025.38

31、20.4813.72表2-15中看出，推理公式法推求的設(shè)計洪水成果與附近工程成果比較，洪峰模數(shù)接近，成果基本合理，本次鑒定采用由手冊查出的流域暴雨特征值，用推理公式法所算出的設(shè)計洪水成果。3 工程地質(zhì)1.2 3.1 概述1.2.1 3.1.1 區(qū)域地質(zhì)概況本區(qū)域為樂安河支流潘溪水，屬丘陵崗埠地貌，山頂高程一般為80120m，山頭分布零亂，多為緩坡園頂狀，山坡較平緩，山坡坡角一般2555，沖溝發(fā)育，植被良好。區(qū)內(nèi)未見有規(guī)模較大的滑坡、崩塌、泥石流等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象，自然山坡較穩(wěn)定。本區(qū)出露有前震旦系板溪群和第四系全新統(tǒng)地層。前震旦系板溪群巖性有：灰綠色綠泥絹云千枚巖，墨綠、深灰色千枚狀白云絹云石

32、英板巖，條帶狀絹云母板巖夾薄中層細、中粒長石砂巖及變質(zhì)凝灰質(zhì)砂巖，中基性變質(zhì)火山巖等，主要分布于壩址區(qū)。第四系松散堆積物主要為殘坡積層低液限粘（粉）土、含礫（砂）低液限粘（粉）土，主要分布于壩址和庫區(qū)一帶。本區(qū)所處大地構(gòu)造單元為揚子準地臺，江南下古臺隆，武功山官帽山臺拱眾埠街斷凹，加里東期贛東北深斷裂西北側(cè)，自古生代以來加里東及燕山早期構(gòu)造運動十分強烈，受其影響區(qū)內(nèi)北東向、北西向的構(gòu)造發(fā)育，挽近時期以來地殼運動趨于穩(wěn)定，表現(xiàn)為緩慢的上升運動，區(qū)域穩(wěn)定。根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（gb18306-2001），本區(qū)地震動峰值加速度小于0.05g，對應(yīng)地震基本烈度小于度，區(qū)域穩(wěn)定性較好。建筑物可不進行

33、抗震安全復(fù)核。區(qū)內(nèi)地表水主要有河水和溪溝水，地下水主要有第四系孔隙潛水和基巖裂隙潛水。第四系孔隙潛水埋藏于河漫灘沖積堆積層和山麓殘坡積層中，主要受大氣降水補給，排泄于溝谷及河流，地下水位埋藏較淺，水量較豐富?；鶐r裂隙潛水埋藏于地表裂隙發(fā)育且連通性較好的風(fēng)化帶巖體中，主要受大氣降水補給，在溝谷或低洼處主要以泉水排于地表，地下水位相對埋藏較深，水量較貧乏。地下水動態(tài)類型屬降雨逕流型。1.2.2 3.1.2 勘察工作量簡介該工程興建時未做過任何的地質(zhì)勘探工作，歷史資料缺乏，也沒有任何地質(zhì)成果。本次工程地質(zhì)勘察工作，完成壩址區(qū)工程地質(zhì)平面測繪0.01km2，工程地質(zhì)剖面測繪約255m，對天然建筑材料進

34、行了調(diào)查，在大壩壩體上開挖了探坑2個，壩基開挖了探坑2個，總開挖深度約5.5m，在野外通過用手搓土條法對土體進行初步定名。1.3 3.2 工程地質(zhì)條件及評價1.3.1 3.2.1 主要建筑物的工程質(zhì)量評價一、大壩1、壩基清基質(zhì)量評價根據(jù)施工回憶，大壩施工時只是將表部的雜草及松散土層進行了清除，開挖深度一般為0.30.5m，壩基部位仍存在第四系沖積低液限粘土層，貫穿大壩上下游，厚度1.53m，下部土層較密實，透水性較弱，屬弱透水體；上部土層較疏松，透水性較強，屬中等透水體強透水體，因此壩基清基質(zhì)量較差。2、壩體質(zhì)量評價大壩為均質(zhì)土壩，現(xiàn)狀壩頂高程45.4545.7m，最大壩高約9.9m，壩頂寬3

35、.74.7m，壩頂長約111m。上游壩坡正常水位以下為塊石護坡，塊石松散零亂，塊徑小，風(fēng)化嚴重；下游壩坡為雜草坡面，不平整，無坡面排水系統(tǒng)。根據(jù)本次探坑揭露，大壩填筑土主要為低液限粘土，棕紅、棕黃色，呈可塑狀。壩體土體結(jié)構(gòu)較疏松，屬中等壓縮性土，填筑質(zhì)量較差，屬中等透水土體，防滲性能較差，存在壩身滲漏的問題。大壩無排水體。二、溢洪道質(zhì)量評價溢洪道位于大壩左壩頭，為人工開挖明渠開敞式溢洪道，全長約27m，進水口底板高程為43.32m。底板為砼襯護，兩側(cè)邊坡底部為漿砌石襯護，襯砌高度約1m，質(zhì)量較好（2010年新建），兩側(cè)邊坡上部未襯。溢洪道開挖邊坡較低矮，坡高一般為1.52m，開挖坡角一般為45

36、50，主要為土質(zhì)邊坡，未見坍塌現(xiàn)象，邊坡較穩(wěn)定。溢洪道無消能設(shè)施，泄槽出口直接出水渠。三、輸水涵管質(zhì)量評價壩下灌溉涵管位于大壩右壩端，由斜涵和平涵組成，斜涵為混凝土結(jié)構(gòu)，砼老化剝蝕，漏水嚴重。平涵為園形砼預(yù)制管，管徑0.3m，涵管長約30m。管身砼老化剝蝕，質(zhì)量較差，漏水較嚴重，危及大壩安全。涵管出口無消能設(shè)施。1.3.2 3.2.2 主要建筑物的工程地質(zhì)條件和評價一、壩址工程地質(zhì)條件及評價1、地形地貌及物理地質(zhì)現(xiàn)象壩址區(qū)屬丘陵崗埠地貌，山體低矮，山頂呈緩坡園頂狀，植被較茂密，第四系殘坡積層覆蓋較厚，巖石零星出露。河谷較寬，河底寬約5055m。兩岸地形較對稱，山坡較平緩，山坡角約1015。壩址

37、區(qū)未發(fā)現(xiàn)有滑坡、崩塌等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象，自然邊坡穩(wěn)定。2、地層巖性壩址區(qū)廣泛分布前震旦系板溪群千枚巖和第四系松散堆積物?，F(xiàn)就其巖性特征自上而下闡述如下。第四系松散堆積物按其成因可分為人工堆積物、殘坡積物和河流沖積物。（1）人工堆積物(q4s)：主要是壩體填筑土，由棕紅、棕黃色低液限粘土組成。（2）河流沖積物(q4al)：主要由低液限粘土組成，呈可塑狀，結(jié)構(gòu)較疏松，厚1.53m，分布于河床部位。（3）殘坡積層（q4edl）：褐黃色、褐紅色，主要由低液限粘土組成，土體多呈可塑狀，結(jié)構(gòu)較密實，屬中等壓縮性土，厚度約1.53m，廣泛分布于壩址區(qū)。前震旦系板溪群 (ptbn) ：巖性主要為灰綠色綠泥絹云

38、千枚巖，間夾深灰色變質(zhì)砂巖。其中綠泥絹云千枚巖，呈灰綠色，風(fēng)化后呈灰黃色和淺紫紅色，主要成份為石英、絹云母、綠泥石。巖石為千枚狀構(gòu)造，顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu)，巖層產(chǎn)狀n17w，ne46。巖石較軟弱，巖石物理力學(xué)性能較差，遇水易軟化。變質(zhì)砂巖，呈青灰、深灰色，成份主要為石英、長石和云母。片狀構(gòu)造，變余砂狀結(jié)構(gòu)，巖石致密堅硬，巖石物理力學(xué)性能較好。3、地質(zhì)構(gòu)造壩址區(qū)構(gòu)造形跡主要表現(xiàn)裂隙：壩址發(fā)育有三組構(gòu)造裂隙，第一組層面裂隙，產(chǎn)狀n17w，ne46，裂面平整，扭曲，沿裂隙有風(fēng)化加深現(xiàn)象，裂隙微張或閉合，延伸長，極發(fā)育；第二組產(chǎn)狀n39w，sw60，裂面平整，扭曲，沿裂隙有風(fēng)化加深現(xiàn)象，裂隙張開或閉合，部

39、分裂隙有石英脈充填，局部有泥砂充填，延伸長，發(fā)育；第三組產(chǎn)狀n47e，se67，裂面較平整，沿裂隙有風(fēng)化加深現(xiàn)象，少部分裂隙有石英脈充填，局部有泥砂充填，延伸較長，較發(fā)育。4、巖石風(fēng)化壩址區(qū)巖石風(fēng)化特征主要表現(xiàn)為沿地表的均勻風(fēng)化。根據(jù)野外勘察，巖石表部一般為全強風(fēng)化，全強風(fēng)化帶巖石厚度68m，以下為弱風(fēng)化和微新巖石。5、水文地質(zhì)壩址區(qū)水文地質(zhì)條件較為簡單，地下水類型主要為第四系全新統(tǒng)孔隙潛水和基巖裂隙水，其中孔隙潛水主要賦存于第四系全新統(tǒng)松散堆積物中，水量較豐富?；鶐r裂隙水主要賦存于巖石裂隙之中，水量貧乏。地下水受大氣降水和庫水的補給，排泄于溝谷及河流，地下水動態(tài)類型屬降雨徑流型。6、壩基巖土

40、體透水性及滲漏評價根據(jù)施工回憶，大壩施工清基時未按要求進行，壩基殘留有第四系全新統(tǒng)沖積棕黃、棕紅色低液限粘土層，厚度約1.53m，層位較穩(wěn)定，貫穿大壩上下游。上部土體結(jié)構(gòu)較疏松，透水性較強，屬中等強透水體，下部土體較密實，透水性較弱，屬弱透水體，因此壩基上部土體存在滲漏問題。壩基巖體主要為灰綠色綠泥絹云千枚巖，間夾深灰色變質(zhì)砂巖。表部巖石呈全強風(fēng)化，巖石裂隙發(fā)育，多呈微張，少為閉合狀，局部見有泥質(zhì)物充填，透水性較強，表部巖石一般為中等透水巖層，壩基表部巖體存在滲漏問題。二、溢洪道工程地質(zhì)條件及評價溢洪道位于大壩左壩頭，為人工開挖明渠開敞式溢洪道，全長約27m，進水口底板高程為43.32m。底板

41、為砼襯護，兩側(cè)邊坡底部為漿砌石襯護，上部未襯。溢洪道通過地段山體低矮，山坡平緩，未見有滑坡、崩塌等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象，自然邊坡穩(wěn)定。溢洪道出露的地層巖性上部為第四系殘坡積棕紅色低液限粘土，稍密狀，下伏為前震旦系板溪群 (ptbn)灰綠色綠泥絹云千枚巖，間夾深灰色變質(zhì)砂巖。表部巖石呈全強風(fēng)化，巖性軟弱，裂隙發(fā)育，多呈微張狀。溢洪道底板為砼襯護，兩側(cè)邊坡底部為漿砌石襯護，襯砌高度約1m，質(zhì)量較好（2010年新建），上部未襯。溢洪道開挖邊坡較低矮，坡高一般為1.52m，開挖坡角一般為4550，主要為土質(zhì)邊坡，未見有坍塌現(xiàn)象，邊坡較穩(wěn)定。溢洪道無消能設(shè)施，泄槽出口直接出水渠。綜上所述，溢洪道襯護質(zhì)量較好

42、，抗沖刷能力強。兩側(cè)邊坡較低矮，坡角較緩，主要為土質(zhì)邊坡，穩(wěn)定性較好。建議低液限粘土允許抗沖刷流速為0.91.1m/s（水深3.0m）。三、輸水涵管工程地質(zhì)條件及評價壩下灌溉涵管位于大壩左壩端，由斜涵和平涵組成，斜涵為混凝土結(jié)構(gòu)，平涵為園形砼預(yù)制管。斜涵和平涵管基均坐落在第四系殘坡積棕紅色低液限粘土層上，土體呈稍密狀，其允許承載力為120140kpa，可滿足涵管基礎(chǔ)要求。但涵管現(xiàn)存在滲漏問題，對壩體土存在滲漏沖刷問題，影響大壩安全，建議進行工程處理。四、巖土體主要物理力學(xué)參數(shù)地質(zhì)建議值大壩巖土體主要物理力學(xué)參數(shù)地質(zhì)建議值取值原則，主要是根據(jù)工程地質(zhì)類比取值，各巖土體地質(zhì)建議值詳見表31。 指標

43、部 位dec1-2ki允g/cm3g/cm3kpampa-1cm/s壩體土1.901.580.80022.020.00.403.510-40.35壩基土1.981.600.78023.021.00.403.010-40.35壩基強風(fēng)化巖石f=0.400.45；c=0.10.15mpa表3.1 各巖土體主要物理力學(xué)參數(shù)地質(zhì)建議值一覽表1.4 3.3 天然建筑材料1.4.1 3.3.1 土料本工程土料場位于xx鎮(zhèn)xx村，料場距大壩運距約2km。料場為崗埠地貌，山坡平緩，地形開闊。上部有約0.5厚的土層含植物根須和腐植質(zhì)，為無用層，下部有厚約2.0m的棕紅色低液限粘土，為有用層。根據(jù)室內(nèi)試驗成果該料

44、場土定為含砂低液限粘土，其中礫石含量2.9，砂粒含量27.85，粉粒含量47.56，粘粒含量21.69。該土層層位較穩(wěn)定，土體呈硬可塑狀，結(jié)構(gòu)較密實，開采條件較好，有公路與大壩相通，運輸條件較好。土料場面積約1萬m2，有用層厚度（平均厚度）約2.0m，土料儲量約2萬m3。據(jù)土工試驗成果，料場土土料的粘粒含量為21.69，塑性指數(shù)為17.0，有機質(zhì)含量微量，水溶鹽含量0.094，均滿足規(guī)范要求；ph5.78，小于規(guī)范值；sio2/（al2o3+fe2o3）含量比為4.62，滿足規(guī)范要求；土料最大干容重1.73g/cm3，最優(yōu)含水量為18.2%，壓實度為0.96時（干容重為1.66g/cm3），土

45、料對應(yīng)的滲透系數(shù)為6.810-6cm/s，土料的透水性滿足防滲土料的質(zhì)量要求。土料的凝聚力為10.5kpa，內(nèi)摩擦角為19.3，壓縮系數(shù)為0.21mpa-1，壓縮模量為7.47mpa。綜上所述，xx村土料場儲量較豐富，運輸條件和開采條件均較好。土料質(zhì)量較好，各項指標基本滿足規(guī)范要求。1.4.2 3.3.2 砂礫石料本工程選用的砂礫石料場位于xx市接渡采砂場，為商業(yè)開采砂礫石料場，水下開采。該料場有公路與壩址相通，距壩址運距約15km，交通便利，運輸條件較好。砂為中砂，主要成分為石英、長石和碎屑等；根據(jù)室內(nèi)試驗成果，砂的表觀密度2.56g/cm3，堆積密度1.468g/cm3，孔隙率43.1%，

46、不含云母及泥塊，含泥量1.46%，有機質(zhì)含量淺于標準色，細度模數(shù)2.63，平均粒徑0.44mm。砂料除堆積密度和孔隙率略低于規(guī)范要求外，其它各項指標均能滿足規(guī)范要求，砂料質(zhì)量較好。卵礫石主要成分為花崗巖、石英、硅質(zhì)巖、砂巖等，直徑一般為1060mm，多呈次圓渾圓狀，少量次棱角狀，磨圓度較好，礫石呈弱微風(fēng)化，力學(xué)性能較好。根據(jù)室內(nèi)試驗成果，礫石的表觀密度2.58g/cm3，堆積密度1.568g/cm3，孔隙率39.2%，吸水率1.15%，不含針片狀顆粒及泥質(zhì)，有機質(zhì)含量淺于標準色，粒度模數(shù)6.27。礫石料基本滿足規(guī)范要求，質(zhì)量較好。1.4.3 3.3.3 塊石料本工程塊石料場位于雙田鎮(zhèn)采石場，為

47、商業(yè)開采塊石料場，距大壩約20km，有簡易公路與大壩相通，運輸、開采條件較好。料場塊石巖性主要為石灰?guī)r，青灰色，厚層狀，巖性致密堅硬。根據(jù)試驗成果，微新灰?guī)r烘干容重為2.702.71g/cm3，飽和容重為2.712.72g/cm3，烘干抗壓強度為77.397.5mpa，飽和抗壓強度為65.379.9mpa，軟化系數(shù)為0.8190.865，滿足規(guī)范要求，塊石質(zhì)量較好。1.5 3.4 結(jié)論和建議一、挽近時期以來區(qū)內(nèi)構(gòu)造運動趨于穩(wěn)定，根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（gb18306-2001），工程區(qū)地震動峰值加速度小于0.05g，相應(yīng)地震烈度小于度，區(qū)域穩(wěn)定性較好。建筑物可不進行地震安全復(fù)核。二、壩址區(qū)屬

48、丘陵地貌，出露的地層巖性主要為元古界前震旦系板溪群（ptbn）綠泥絹云千枚巖和第四系全新統(tǒng)松散堆積物等。壩址區(qū)表層巖石呈全強風(fēng)化，巖石破碎，裂隙發(fā)育，多呈微張狀，部分裂隙有泥質(zhì)物充填，巖體透水性較強，表部巖石一般為中等透水巖層，因此，壩基表層巖體存在滲漏問題。三、根據(jù)大壩施工回憶資料，大壩施工清基時未按要求進行，壩基殘留有第四系全新統(tǒng)沖積低液限粘土，層位較穩(wěn)定，貫穿大壩上下游，上部土體透水性較強，壩基存在滲漏問題。四、大壩填筑土主要為棕紅、棕黃色低液限粘土組成，呈可塑狀，土質(zhì)較好，屬中等壓縮性土，填筑質(zhì)量較差，滲透系數(shù)偏大，防滲性能不滿足強制性規(guī)范要求，存在壩身滲漏問題。大壩無排水體。五、溢洪

49、道襯護質(zhì)量較好，抗沖刷能力強。兩側(cè)邊坡較低矮，主要為土質(zhì)邊坡，坡角較緩，穩(wěn)定性較好。六、斜涵和平涵管基均坐落在第四系殘坡積棕紅色低液限粘土層上，土體呈稍密狀，其允許承載力滿足涵管基礎(chǔ)要求。灌溉涵管管身砼老化剝蝕，漏水嚴重，影響大壩安全，建議進行工程處理。七、土料、砂料、礫石料和塊石料質(zhì)量較好，儲量豐富，運輸條件和開采條件較好，能滿足工程需要。八、由于本階段地質(zhì)工作僅限于地表勘察和坑探等工作，精度較低，對各建筑物的工程地質(zhì)條件及其評價有不足之處，建議下階段應(yīng)加強施工地質(zhì)工作。4加固設(shè)計4.1工程任務(wù)與規(guī)模4.1.1工程除險加固的必要性xx水庫興建于1957年10月， 1959年10月竣工投入使用

50、，大壩建成后經(jīng)過多次加固續(xù)建，對大壩進行了加高加固，達現(xiàn)有規(guī)模；水庫雖經(jīng)過多次加固續(xù)建工程還遺留的大壩滲漏、壩下涵管滲漏、斜涵老化等問題。xx水庫運行幾十多年來，為xx市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和經(jīng)濟建設(shè)了巨大貢獻，但由于大壩存在滲漏等嚴重的質(zhì)量問題，一直限制低水位運行，工程效益難以發(fā)揮，水庫地理位置十分重要，下游有景鷹高速公路連接線以及義方2個自然村0.0 3萬人，保護耕地0.1萬畝。水庫一旦失事，將給下游人民生命財產(chǎn)和國家基礎(chǔ)設(shè)施造成重大損失。4.1.2洪水標準根據(jù)國家防洪標準(gb50201-94)及水利水電工程等級劃分及洪水標準(sl252-2000)，xx水庫原設(shè)計總庫容67.26萬m3，屬?。ǘ┬退畮?，水庫大壩現(xiàn)狀最大壩高為10.1m，水庫防洪安全復(fù)核的洪水標準按山區(qū)、丘陵區(qū)洪水標準確定，水庫工程規(guī)模屬小（二）型，工程等級為v等，永久性主要水工建筑物為5級，次要建筑物為5級，復(fù)核設(shè)計洪水標準，正常設(shè)計洪水采用20年一遇 (p=5%)， 校核洪水采用200