水庫(kù)初步設(shè)計(jì)報(bào)告(改)

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1工程概況-1-1.1工程根本情況-1-1.2大壩平安鑒定結(jié)論-2-1.3水文、氣象-2-1.4工程地質(zhì)-3-1.5除險(xiǎn)加固的必要性及工程整治任務(wù)-4-1.6工程管理-5-1.7施工組織設(shè)計(jì)-5-1.8***水庫(kù)工程主要特性表-6-1.9工程投資概算-8-2．水文-10-2.1概述-10-2.2根本資料復(fù)核-12-2.3設(shè)計(jì)洪水計(jì)算復(fù)核-13-2.4壩頂高程復(fù)核-20-2.5整治后壩頂高程計(jì)算-26-3．工程地質(zhì)-32-3.1工程地質(zhì)概述-32-3.2主要建筑物工程地質(zhì)評(píng)價(jià)-34-3.3壩體病險(xiǎn)與主要工程問(wèn)題及整治建議-36-3.4天然建筑材料-37-4．主要建筑物除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)-38-4.1工程等級(jí)和洪水標(biāo)準(zhǔn)-38-4.2設(shè)計(jì)依據(jù)-38-4.3樞紐工程除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)-39-4.4大壩整治加固后的滲流及壩坡穩(wěn)定計(jì)算-49-4.5工程觀測(cè)設(shè)計(jì)-64-4.6附屬設(shè)施設(shè)計(jì)-65-5．電氣和金屬結(jié)構(gòu)-67-5.1電氣-67-5.2金屬結(jié)構(gòu)-67-6．工程管理-68-6.1管理機(jī)構(gòu)及管理方法-68-6.2工程管理范圍和保護(hù)范圍-69-6.3工程管理設(shè)施-70-6.4水庫(kù)平安管理方法-71-7．施工組織設(shè)計(jì)-73-7.1施工條件-73-7.2施工導(dǎo)流-73-7.3料場(chǎng)的選擇與開(kāi)采-74-7.4主體工程施工-75-7.5施工總布置-78-7.6施工總進(jìn)度-79-8．工程征占地-82-8.1水庫(kù)淹沒(méi)處理范圍-82-8.2工程占地-82-8.3安置規(guī)劃-82-8.4工程占地補(bǔ)償投資概算-82-9．水土保持及環(huán)境保護(hù)-87-9.1環(huán)境現(xiàn)狀及影響-87-9.2環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)-89-9.3水土保持-90-10．工程投資概算-93-10.1工程概算指標(biāo)-93-10.2概算編制原那么及依據(jù)-93-11．效益分析-98-11.1工程概況-98-11.2國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)-98-11.3財(cái)務(wù)分析-103-11.4綜合評(píng)價(jià)-103-附圖：附圖1***水庫(kù)平面布置圖〔BSSK-CB-001〕；附圖2大壩最大斷面圖〔BSSK-CB-002〕；附圖3大壩迎水面護(hù)坡大樣圖〔BSSK-CB-003〕；附圖4大壩背水坡細(xì)部圖〔BSSK-CB-004〕；附圖5溢洪道縱橫斷面圖〔BSSK-CB-005〕；附圖6放水臥管結(jié)構(gòu)圖〔BSSK-CB-006〕；附圖7灌漿平面布置圖〔BSSK-CB-007〕；附圖8大壩灌漿孔位孔深圖〔BSSK-CB-008〕；附圖9防汛公路設(shè)計(jì)圖〔BSSK-CB-009〕；附圖10管理房布置圖〔BSSK-CB-010〕；附圖11監(jiān)測(cè)設(shè)施平面布置圖〔BSSK-CB-011〕；附圖12監(jiān)測(cè)設(shè)施大樣圖〔BSSK-CB-012〕；附圖13施工組織設(shè)計(jì)平面布置圖〔BSSK-CB-013〕；1工程概況1.1工程根本情況***水庫(kù)位于***縣大興鎮(zhèn)茅萊村境內(nèi),水庫(kù)所在河流屬長(zhǎng)江一級(jí)支流綦江支流上游,水庫(kù)壩址以上集雨面積0.5km2,主河道長(zhǎng)1.148km,河道平均比降23.49‰，河流屬丘陵地區(qū)，庫(kù)區(qū)人類活動(dòng)頻繁。***水庫(kù)于1973年9月開(kāi)工修建，1975年5月竣工。1.2大壩平安鑒定結(jié)論***水庫(kù)目前存在多項(xiàng)病害。對(duì)此，2012年06月***縣水務(wù)局大壩平安鑒定專家組對(duì)***水庫(kù)工程主要建筑物進(jìn)行了平安鑒定。《***縣***水庫(kù)大壩平安鑒定報(bào)告書(shū)》結(jié)論是:1〕工程質(zhì)量評(píng)價(jià)：?jiǎn)雾?xiàng)綜合評(píng)價(jià)為不合格。2〕運(yùn)行管理評(píng)價(jià)：?jiǎn)雾?xiàng)綜合評(píng)價(jià)為差。3〕防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核：經(jīng)復(fù)核，***水庫(kù)大壩現(xiàn)有防洪能力不滿足《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》〔SL252－2000〕及《水利樞紐工程除險(xiǎn)加固近期非常運(yùn)用洪水標(biāo)準(zhǔn)的意見(jiàn)》〔水規(guī)[1989]21號(hào)〕要求。單項(xiàng)綜合評(píng)定為C級(jí)。4〕結(jié)構(gòu)平安評(píng)價(jià)：根據(jù)《水庫(kù)大壩平安評(píng)價(jià)導(dǎo)那么》〔SL258-2000〕，綜合評(píng)定***水庫(kù)大壩結(jié)構(gòu)平安定為B級(jí)。5〕滲流平安評(píng)價(jià)：根據(jù)《水庫(kù)大壩平安評(píng)價(jià)導(dǎo)那么》〔SL258-2000〕,大壩的滲流性態(tài)平安，單項(xiàng)綜合評(píng)定為B級(jí)。6〕根據(jù)《水庫(kù)大壩平安評(píng)價(jià)導(dǎo)那么》(SL258-2000)，該水庫(kù)大壩的抗震平安性評(píng)定為A級(jí)7〕根據(jù)《水庫(kù)大壩平安評(píng)價(jià)導(dǎo)那么》(SL258-2000)，故該工程金屬結(jié)構(gòu)平安性評(píng)定為A級(jí)。按照《水庫(kù)大壩平安評(píng)價(jià)導(dǎo)那么》〔SL258-2000〕規(guī)定的平安性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及平安分類原那么，綜合評(píng)定***水庫(kù)大壩為三類壩，屬病險(xiǎn)水庫(kù)。1.3水文、氣象***水庫(kù)位于***縣大興鎮(zhèn)茅萊村境內(nèi),水庫(kù)所在河流屬長(zhǎng)江水系壁南河支流，水庫(kù)壩址以上集雨面積0.5km2,主河道長(zhǎng)1.148km,河道平均比降23.49***縣地處亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，氣候濕潤(rùn)，雨量充分，四季清楚。具有春旱、夏熱、秋遲、冬暖、無(wú)霜期長(zhǎng)以及風(fēng)速小、濕度大、日照少、云霧綿雨多的特點(diǎn)。年平均氣溫18.3℃，極端最高氣溫39.7℃，極端最低氣溫2.3℃；年平均降雨量1231.2mm；年平均日照時(shí)數(shù)911.5小時(shí)；年平均風(fēng)速1.6米/秒，多年平均最大風(fēng)速1.4工程地質(zhì)工程區(qū)位于四川盆地東部邊緣，區(qū)域地形以狹長(zhǎng)條帶狀低山與寬緩丘陵相間分布為主要特征〔俗稱“平行嶺谷”區(qū)〕，山頂一般高程600～800m；丘陵區(qū)地形呈串珠狀圓頂淺丘，一般高程200～400m。工程區(qū)所處大地構(gòu)造部位屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)〔Ⅰ級(jí)〕***臺(tái)坳〔Ⅱ級(jí)〕***褶皺束〔Ⅲ級(jí)〕華鎣山穹褶束〔Ⅳ級(jí)〕，構(gòu)造形跡為定型于燕山運(yùn)動(dòng)末期的北東—南西向褶皺，斷裂構(gòu)造不發(fā)育；本工程主要涉及構(gòu)造為溫塘峽背斜和***向斜。區(qū)域地層主要為三疊系、侏羅系及第四系地層，巖性為灰?guī)r、泥灰?guī)r、砂巖及泥巖。水文地質(zhì)條件較簡(jiǎn)單，地下水類型主要為碳酸鹽巖巖溶裂隙水、碳酸鹽巖巖溶溶洞水、碎屑巖基巖裂隙水和第四系松散堆積層孔隙水，工程區(qū)主要為碎屑巖基巖裂隙水。不良地質(zhì)現(xiàn)象主要為小體積的崩塌、滑坡。按地震部門劃分，工程區(qū)屬華鎣——綦江地震帶，深部構(gòu)造背景與華鎣山基底斷裂相關(guān)。該地震帶中小地震活動(dòng)較頻繁。2008年發(fā)生的四川汶川8.0級(jí)地震對(duì)工程區(qū)的影響烈度亦小于Ⅵ度。2001年版《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》〔1：400萬(wàn)〕劃定的工程區(qū)超越概率10％的地震動(dòng)峰值加速度為0.05g。因此，工程區(qū)構(gòu)造穩(wěn)定性良好。1.5除險(xiǎn)加固的必要性及工程整治任務(wù)除險(xiǎn)加固的必要性***水庫(kù)是一座以灌溉為主，兼有防洪、水產(chǎn)等綜合利用的小〔二〕型水庫(kù)。***水庫(kù)灌溉大興鎮(zhèn)茅萊村、槽房村、張家村、均田村等，灌溉面積515畝。大壩一旦潰壩，將對(duì)大壩下游人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)巨大損失和不良的社會(huì)影響。整治***水庫(kù)是除險(xiǎn)加固、防洪保安和農(nóng)田灌溉的需要，也是當(dāng)?shù)厣鐣?huì)穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)持續(xù)、健康、快速開(kāi)展的需要，因此，***水庫(kù)病害整治工程勢(shì)在必行。工程整治任務(wù)針對(duì)《***水庫(kù)大壩平安鑒定報(bào)告書(shū)》中的病害問(wèn)題，提出的工程整治任務(wù)為：1、對(duì)大壩上、下游護(hù)坡；2、壩基防滲處理；3、改建溢洪道；4、新建排水棱體；5、新建放水設(shè)施的臥管和涵管；6、增設(shè)位移、滲流觀測(cè)設(shè)施、水位標(biāo)尺和水庫(kù)監(jiān)控設(shè)備設(shè)施；7、新建管理房100.80㎡；8、新建防汛公路長(zhǎng)約500m。1.6工程管理***縣***水庫(kù)工程是以灌溉為主，兼有防洪等綜合利用的水利工程。除險(xiǎn)加固后水庫(kù)總庫(kù)容13.82萬(wàn)m3，屬Ⅴ等工程；灌面515畝。為了充分發(fā)揮工程效益，保證水庫(kù)工程正常運(yùn)行，根據(jù)水利部發(fā)布的《水庫(kù)工程管理設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》SL106-96的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合本工程實(shí)際情況，確定***水庫(kù)的管理機(jī)構(gòu)。該工程的管理體制為實(shí)行逐層管理、分級(jí)負(fù)責(zé)的管理體制。即在***縣水務(wù)局下設(shè)梁健龍鎮(zhèn)水利工程管理站。***水庫(kù)管理所為本工程業(yè)主單位。該工程業(yè)主主要負(fù)責(zé)該工程的建設(shè)組織實(shí)施和工程建成后的管理、維護(hù)工作。***縣水務(wù)局為業(yè)務(wù)主管部門。根據(jù)《***市水利工程管理?xiàng)l例》及《水庫(kù)工程管理設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔SL106--96〕的有關(guān)規(guī)定。管理所根據(jù)劃定的管理范圍和保護(hù)范圍內(nèi)實(shí)施，嚴(yán)格管護(hù)和經(jīng)營(yíng)管理，實(shí)行企業(yè)化管理，獨(dú)立核算，自負(fù)盈虧，接受***縣水務(wù)局的管理監(jiān)督考核。工程維修養(yǎng)護(hù)、運(yùn)行管理費(fèi)來(lái)源于工程水費(fèi)征收等綜合收入。1.7施工組織設(shè)計(jì)***水庫(kù)是一個(gè)以灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的小〔二〕型水庫(kù)。水庫(kù)樞紐由大壩、放水設(shè)備、溢洪道組成。水庫(kù)壩址以上集雨面積0.5km2,主河道長(zhǎng)1.148km,河道平均比降23.49***水庫(kù)位于***縣大興鎮(zhèn)茅萊村，對(duì)外交通運(yùn)輸條件不方便，鄉(xiāng)村路沒(méi)有通向水庫(kù)的道路，無(wú)法通車，難以到達(dá)防汛的要求。施工用水可直接在水庫(kù)取水，能滿足施工用水要求。施工期用電可直接從當(dāng)?shù)匾延芯€路就近搭接，比較方便。進(jìn)度安排原那么及依據(jù)為：遵循國(guó)家政策、法令和有關(guān)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)；嚴(yán)格執(zhí)行根本建設(shè)程序，力求縮短工程建設(shè)周期；各工程施工程序前后兼顧、銜接合理、干擾少、施工均衡；采用平均先進(jìn)指標(biāo)；在保證工程質(zhì)量與施工總工期的前提下，充分發(fā)揮投資效益。根據(jù)水庫(kù)主管部門對(duì)整個(gè)工程的安排，結(jié)合本工程合理工期需要，方案施工總工期為6個(gè)月，即第一年10月初～第二年3月底。1.8***水庫(kù)工程主要特性表***水庫(kù)工程主要特性見(jiàn)表1-1：表1-1***水庫(kù)工程特性表序號(hào)項(xiàng)目名稱單位主要指標(biāo)除險(xiǎn)加固前除險(xiǎn)加固后一流域特性1集雨面積Km20.500.502主河槽長(zhǎng)度Km1.1481.1483主河槽比降‰23.4923.494多年平均降水量mm1231.21231.25設(shè)計(jì)洪峰流量m3/s9.889.886設(shè)計(jì)洪水總量萬(wàn)m36.556.557校核洪峰流量m3/s15.3315.338校核洪水總量萬(wàn)m39.859.85二水庫(kù)特性1死水位m——382.502正常蓄水位m384.12384.123設(shè)計(jì)洪水位m385.33385.093校核洪水位m385.87385.514死庫(kù)容萬(wàn)m3——6.805正常庫(kù)容萬(wàn)m39.939.936總庫(kù)容萬(wàn)m314.6913.82續(xù)表1-1***水庫(kù)工程特性表序號(hào)項(xiàng)目名稱單位主要指標(biāo)除險(xiǎn)加固前除險(xiǎn)加固后三樞紐特性〔一〕大壩1壩型均質(zhì)土壩均質(zhì)土壩2壩頂高程m385.52385.523最大壩高m15.0015.004壩頂長(zhǎng)度m92.7092.705壩頂寬度m3.603.60〔二〕泄洪建筑物1溢洪道型式正槽開(kāi)敞式正槽開(kāi)敞式2堰頂寬度m3.205.003最大下泄流量m3/s10.4011.704堰頂高程m384.12384.12〔三〕放水設(shè)施1放水建筑物型式臥管臥管臥管涵管2長(zhǎng)度m————2.8081.843斷面尺寸〔寬×高〕m————直徑2Ф3004最低取水高程m——382.505最大放水流量m3/s————四工程效益1設(shè)計(jì)灌溉面積畝5155152水庫(kù)對(duì)下游影響515畝田地和下游村莊注:本次復(fù)核工作中利用1：500實(shí)測(cè)地形圖，高程系統(tǒng)采用假定高程系統(tǒng)，坐標(biāo)系采用獨(dú)立坐標(biāo)系。1.9工程投資概算本次工程投資指標(biāo)如下：工程總投資為180.99萬(wàn)元，其中建筑工程費(fèi)102.79萬(wàn)元，臨時(shí)工程費(fèi)10.23萬(wàn)元，獨(dú)立費(fèi)42.46元，預(yù)備費(fèi)8.38萬(wàn)元，機(jī)電設(shè)備購(gòu)置費(fèi)12.12萬(wàn)元，水土保持費(fèi)3萬(wàn)元，環(huán)境保護(hù)費(fèi)2萬(wàn)元。2．水文2.1概述2.1.1流域概述***水庫(kù)位于***縣大興鎮(zhèn)茅萊村境內(nèi),水庫(kù)所在河流屬長(zhǎng)江水系碑亭子河支流,水庫(kù)壩址以上集雨面積0.5km2,主河道長(zhǎng)1.148km,河道平均比降23.49***縣地處亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，氣候濕潤(rùn)，雨量充分，四季清楚。具有春旱、夏熱、秋遲、冬暖、無(wú)霜期長(zhǎng)以及風(fēng)速小、濕度大、日照少、云霧綿雨多的特點(diǎn)。年平均氣溫18.3℃，極端最高氣溫39.7℃，極端最低氣溫2.3℃；年平均降雨量1231.2mm；年平均日照時(shí)數(shù)911.5小時(shí)；年平均風(fēng)速1.6米/秒，多年平均最大風(fēng)速12m/s；年平均相對(duì)濕度80%；年平均無(wú)霜期337天。根據(jù)《***水庫(kù)工程復(fù)查說(shuō)明書(shū)》〔“三查三定”報(bào)告〕，***水庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水設(shè)計(jì)，200年一遇洪水校核。結(jié)合水庫(kù)的實(shí)際情況，本次將水庫(kù)的防洪標(biāo)準(zhǔn)定為20年一遇洪水設(shè)計(jì)，200年一遇洪水校核。本次洪水復(fù)核是依據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》〔SL252-2000〕、《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》〔SL44-2006〕和《防洪標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50201-94〕等規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行的。2.1.3根本資料的收集、整理與復(fù)核⑴流域洪水復(fù)核資料本工程流域內(nèi)無(wú)水文站和雨量站，屬無(wú)實(shí)測(cè)資料地區(qū)。因此采用暴雨途徑計(jì)算設(shè)計(jì)流量。按照小流域推理公式法和瞬時(shí)單位線法兩種方法計(jì)算，并進(jìn)行成果合理性分析取值。本次根據(jù)流域1/10000地形圖，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，核實(shí)流域分水嶺，量算流域面積、河長(zhǎng)及河道平均比降，量算結(jié)果與***水庫(kù)“三查三定”報(bào)告根本一致，為：F=0.50km2，L=1.148km，J=23.49⑵水庫(kù)工程資料1〕水庫(kù)庫(kù)容曲線水位～庫(kù)容曲線采用“三查三定”復(fù)核成果，見(jiàn)表2-1。2〕水庫(kù)面積曲線水位～面積曲線采用“三查三定”復(fù)核成果，見(jiàn)表2-2。表2-1***水庫(kù)庫(kù)容曲線高程〔m〕庫(kù)容〔萬(wàn)m3〕高程〔m〕庫(kù)容〔萬(wàn)m3〕37203803.313730.063814.573740.163825.953750.353837.643760.613849.763771.0338512.53781.5838615.023792.28————表2-2***水庫(kù)水位——面積曲線高程〔m〕面積〔萬(wàn)m2〕高程〔m〕面積〔萬(wàn)m2〕37203801.113730.073811.33740.133821.513750.243831.743760.353842.133770.483853.33780.653863.513790.87————3〕水庫(kù)泄洪設(shè)施該庫(kù)現(xiàn)有泄洪設(shè)施為左岸溢洪道，堰頂寬度為3.20米，進(jìn)口高程384.12m，出口高程4〕壩頂高程根據(jù)“三查三定”報(bào)告，均質(zhì)土壩頂高程385.52m，庫(kù)區(qū)多年平均最大風(fēng)速12.0以上資料，經(jīng)核實(shí)根本資料無(wú)誤。2.2根本資料復(fù)核本工程流域內(nèi)無(wú)水文站和雨量站，屬無(wú)實(shí)測(cè)資料地區(qū)。因此采用暴雨途徑計(jì)算設(shè)計(jì)流量。按照小流域推理公式法和瞬時(shí)單位線法兩種方法計(jì)算，并進(jìn)行成果合理性分析取值。本次根據(jù)流域1/10000地形圖，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，核實(shí)流域分水嶺，量算流域面積、河長(zhǎng)及河道平均比降，量算結(jié)果與***水庫(kù)“三查三定”報(bào)告根本一致，為：F=0.50km2，L=1.148km，J=23.492.3設(shè)計(jì)洪水計(jì)算復(fù)核2.3.1暴雨特征流域處在亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候濕潤(rùn)多雨，常出現(xiàn)大雨或暴雨，暴雨出現(xiàn)時(shí)間為4～10月，其中以6月和7月出現(xiàn)頻率最高，強(qiáng)度最大。與之相對(duì)應(yīng)，年最大洪峰流量發(fā)生在4～9月，多發(fā)生在6～7月。2.3.2洪水特征工程區(qū)地形屬于深丘區(qū)，河谷狹窄，匯流較快，河槽調(diào)蓄能力小，因此，洪水具有陡漲陡落的特點(diǎn)，洪水多為單峰型，一次洪水過(guò)程約持續(xù)一天左右。通過(guò)該河流域洪水過(guò)程線分析，P=5%洪水漲退全過(guò)程為11.00h，形成洪峰時(shí)間為1.73h，峰型多為單峰。2.3.3設(shè)計(jì)暴雨采用《四川省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)》中最大1/6h、1h、6h、24h暴雨均值及變差系數(shù)等值線圖的查值成果。暴雨資料統(tǒng)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2-3表2-3***水庫(kù)區(qū)域暴雨參數(shù)表利用資料時(shí)段〔h〕均值〔mm〕CvCs查手冊(cè)1/617.30.353.5Cv1430.433.5Cv6780.483.5Cv241040.53.5Cv2.3.4設(shè)計(jì)洪水2.3.4.1洪水計(jì)算方法及標(biāo)準(zhǔn)〔1〕計(jì)算方案***水庫(kù)河道流域范圍內(nèi)無(wú)實(shí)測(cè)洪水資料,按照暴雨途徑計(jì)算設(shè)計(jì)流量。本次根據(jù)SL44-2006《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》，查《四川省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)》〔以下簡(jiǎn)稱《手冊(cè)》〕中的暴雨資料，采用推理公式法及綜合瞬時(shí)單位線法計(jì)算壩址設(shè)計(jì)洪水，并進(jìn)行成果合理性分析?！?〕洪水計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)水利部頒發(fā)的《水利水電工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔SL252-2000〕的有關(guān)規(guī)定，***水庫(kù)為小〔2〕型水庫(kù)，工程等別為Ⅴ等，永久性主要水工建筑物級(jí)別為5級(jí)，本次采用設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)P＝5%，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)P＝0.5%。2.3.4.2設(shè)計(jì)洪峰流量成果復(fù)核及合理性分析〔1〕推理公式計(jì)算洪水1〕暴雨參數(shù)：設(shè)計(jì)雨力Sp及暴雨公式指數(shù)n，參數(shù)n在不同暴雨歷時(shí)范圍內(nèi),其取值不同。***水庫(kù)暴雨歷時(shí)t在1～6h范圍內(nèi)，故按暴雨歷時(shí)t=1～6h范圍內(nèi)的相應(yīng)公式計(jì)算設(shè)計(jì)雨力Sp及暴雨公式指數(shù)n。2〕產(chǎn)流參數(shù)μ：根據(jù)***水庫(kù)所在的地理位置、地質(zhì)概況、植被較差；墾植度大、水土保持能力較弱，采用《手冊(cè)》中表3-1盆地丘陵區(qū)的μ值統(tǒng)計(jì)系數(shù)公式：μ=4.8F-0.19、CV=0.18、Cs=3.5CV計(jì)算各設(shè)計(jì)μ值。3〕匯流參數(shù)m：根據(jù)《手冊(cè)》中表3-2的m值綜合成果表，盆地丘陵區(qū)的m值計(jì)算公式：當(dāng)θ=1～30時(shí)，m=0.40θ0.204。成果見(jiàn)表2-3。〔2〕瞬時(shí)單位線計(jì)算洪水1〕產(chǎn)流參數(shù)：查《四川省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)》中綜合分區(qū)圖，屬Ⅳ區(qū)，流域平均暴雨損失量If取25mm，流域平均穩(wěn)定入滲率fact取0.9mm。2〕匯流參數(shù)：根據(jù)設(shè)計(jì)流域地理位置結(jié)合流域?qū)嶋H情況，查《四川省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)》綜合瞬時(shí)單位線匯流參數(shù)分區(qū)圖④區(qū)，C=10.1686。3〕暴雨點(diǎn)面折減系數(shù)分區(qū)為Ⅴ1。4〕設(shè)計(jì)雨型在《四川省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)》設(shè)計(jì)雨型逐時(shí)分配比值表中為Ⅴ1區(qū)。此雨型主雨峰處于中偏后時(shí)段，且次峰靠近主雨峰。根據(jù)上述參數(shù)采用《四川省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)》中綜合瞬時(shí)單位線計(jì)算公式推求設(shè)計(jì)洪水，成果見(jiàn)表2-4。表2-4洪峰流量計(jì)算成果表方法P=5%洪峰流量〔m3/s〕P=0.5%洪峰流量〔m3/s〕手冊(cè)推理公式8.9314.50瞬時(shí)單位線3.204.7“三查三定”成果9.8815.33從表2-4分析比較，瞬時(shí)單位線法計(jì)算成果與推理公式法及“三查三定”成果差值略大，綜合瞬時(shí)單位線法推求設(shè)計(jì)洪水，綜合的因素較多，參數(shù)確定較困難，計(jì)算誤差較大，且計(jì)算成果較小偏于不平安，因此不推薦瞬時(shí)單位線法計(jì)算成果；出于工程平安的考慮，本次設(shè)計(jì)采用“三查三定”計(jì)算的設(shè)計(jì)洪水成果作為***水庫(kù)本次大壩平安鑒定洪水成果。即P=0.5%時(shí)，洪峰流量為15.33m3/s，P=5%時(shí)，洪峰流量為9.88m表2-5***水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水成果表頻率P〔％〕50.5洪峰流量Q〔m3/s)9.8815.33洪水總量W〔萬(wàn)m3〕6.559.852.3該河流為山溪性河流，洪水過(guò)程具有陡漲陡落的特點(diǎn)，峰型為單峰尖瘦型，校核、設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線見(jiàn)表2-6。表2-6***水庫(kù)校核、設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線序號(hào)P＝0.5％P=5%時(shí)程(h)流量(m3)時(shí)程(h)流量(m3)1000020.1990.7240.2010.44630.2591.450.2610.89340.3582.890.3621.7950.4585.790.4633.5760.5588.680.5635.3670.65711.60.6647.1480.71713.70.7248.4890.79715.330.8049.88100.97613.70.9858.48111.19511.61.2077.14121.5538.681.5695.36132.1315.792.1523.57143.5842.893.621.79155.1781.455.2280.893166.3720.7246.4350.446177.76607.8430圖2-1***水庫(kù)校核、設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線圖2.3工程河流地處亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)。洪水由暴雨形成，洪水發(fā)生時(shí)間與暴雨一致。每年4月開(kāi)始進(jìn)入汛期,5～9月是本流域暴雨多發(fā)季節(jié)，特大暴雨、洪水常發(fā)生在此時(shí)期。本地區(qū)洪水有明顯的季節(jié)變化規(guī)律。每年3月下旬開(kāi)始，隨著氣溫的上升和降雨量增多，流量逐漸加大，4月為汛前過(guò)渡期，5～9月為主汛期，暴雨頻繁，洪水也大，年最大流量主要發(fā)生在該期。10月為汛后過(guò)渡期，隨著降雨減少，洪水量級(jí)隨之減小。11月到翌年2月是枯水期。根據(jù)洪枯水變化規(guī)律進(jìn)行施工安排。由于本流域無(wú)實(shí)測(cè)洪水資料，且流域面積較小，豐水期洪水計(jì)算已采用《手冊(cè)》中推理公式法和綜合瞬時(shí)單位線法推求設(shè)計(jì)洪水，然后根據(jù)流域?qū)嶋H情況選擇適合本流域計(jì)算方法的洪水成果。但枯水季節(jié)施工期洪水計(jì)算采用此法計(jì)算流量偏大，故借鑒鄰近流域和規(guī)模相近的水文站的水文分析資料，按照水文面積比較法計(jì)算是可行的，對(duì)小型水庫(kù)工程而言，只要參證流域應(yīng)具有長(zhǎng)期觀測(cè)資料，氣候條件、天氣系統(tǒng)、地質(zhì)地形條件和植被等下墊面相似，計(jì)算成果能滿足工程要求?！?〕參證站選擇***市北碚區(qū)中洞水文站，集雨面積55km2，觀測(cè)資料有降雨、水位、流量。水位和降雨資料都為1960年6月至1992年，流量資料為1961年6月至1992年。該站資料經(jīng)整編、審查、刊印，故資料成果可靠。***縣***水庫(kù)集雨面積0.5km2，主河道長(zhǎng)1.148km，主河道平均比降為118.59‰。流域范圍內(nèi)屬丘陵地區(qū)。施工洪水計(jì)算采用水文比較法推算，按照面積比指數(shù)0.67計(jì)算，〔2〕參證站中洞水文站枯季洪水計(jì)算成果，見(jiàn)表2-7。〔3〕分期設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果通過(guò)以上分析，本水庫(kù)分期洪水計(jì)算擬用水文比較法計(jì)算，即計(jì)算公式為：Q本=Q參證×〔F本/F參〕n，面積比指數(shù)n***地區(qū)取0.67。分期洪水計(jì)算成果，見(jiàn)表2-8。表2-7中洞水文站施工期洪水計(jì)算成果表月份各頻率設(shè)計(jì)值(m3/s)P=5.0%P=10%P=20%33.30%P=50%1月3.852.791.731.060.662月1.991.591.060.800.533月9.025.713.051.460.804月34.2424.0214.738.764.9110月47.6431.7118.0510.306.2911月22.5615.399.025.182.7912月5.313.582.121.190.6612月～次年1月7.034.642.521.330.6611月～次年3月25.6118.7112.217.834.7810月～次年4月57.1942.7328.7919.2412.19表2-8施工期洪水計(jì)算成果月份各頻率設(shè)計(jì)值(m3/s)P=5.0%P=10%P=20%33.30%P=50%1月0.380.280.170.110.072月0.200.160.110.080.053月0.900.570.300.150.084月3.412.391.470.870.4910月4.753.161.801.030.6311月2.251.530.900.520.2812月0.530.360.210.120.0712月～次年1月0.700.460.250.130.0711月～次年3月2.551.861.220.780.4810月～次年4月5.704.262.871.921.222.4壩頂高程復(fù)核整治前調(diào)洪演算⑴水庫(kù)工程資料1〕水庫(kù)庫(kù)容曲線水位～庫(kù)容曲線采用“三查三定”復(fù)核成果，見(jiàn)表2-9。2〕水庫(kù)面積曲線水位～面積曲線采用“三查三定”復(fù)核成果，見(jiàn)表2-10。表2-9***水庫(kù)水位——庫(kù)容曲線高程〔m〕庫(kù)容〔萬(wàn)m3〕高程〔m〕庫(kù)容〔萬(wàn)m3〕37203803.313730.063814.573740.163825.953750.353837.643760.613849.763771.0338512.53781.5838615.023792.28————表2-10***水庫(kù)水位——面積曲線高程〔m〕面積〔萬(wàn)m2〕高程〔m〕面積〔萬(wàn)m2〕37203801.113730.073811.33740.133821.513750.243831.743760.353842.133770.483853.33780.653863.513790.87————⑵水庫(kù)泄流能力曲線***水庫(kù)正常蓄水位為384.12m，相應(yīng)正常庫(kù)容9.93萬(wàn)m3。水庫(kù)調(diào)洪設(shè)計(jì)、校核洪水采用壩址設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為P=5%，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為P=0.5%，水庫(kù)無(wú)防洪限制水位，調(diào)洪按靜庫(kù)容水量平衡法從水庫(kù)正常水位384.12起調(diào)。溢流進(jìn)口寬度3.20表2-11***水庫(kù)水位——泄流曲線高程〔m〕流量〔m3/s〕高程〔m〕流量〔m3/s〕384.200.06385.608.16384.300.22385.709.00384.400.46385.809.87384.501.06385.9010.77384.601.51386.0011.69384.702.00386.1012.63384.802.54386.2013.60384.903.12386.3014.59385.003.74386.4015.61385.104.40386.5016.65385.205.09386.6017.71385.305.81386.7018.79385.406.57386.8019.89385.507.35386.9021.01⑶調(diào)洪成果***水庫(kù)正常蓄水位為384.12m。水庫(kù)調(diào)洪設(shè)計(jì)、校核洪水采用壩址設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為P=5.0%，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為P=0.5%，水庫(kù)無(wú)防洪限制水位，下游無(wú)限制泄量要求，調(diào)洪按靜庫(kù)容水量平衡法，溢洪道自由下泄進(jìn)行計(jì)算，其調(diào)洪成果見(jiàn)表2-12表2-12***水庫(kù)調(diào)洪演算結(jié)果洪水頻率〔%〕0.5%5.0%起調(diào)水位〔m〕384.12384.12洪峰流量〔m3/s〕15.339.88最高洪水位〔m〕385.33385.87最大庫(kù)容〔萬(wàn)m3〕13.3514.69最大泄流量〔m3/s〕6.0110.40由表2-12可知：調(diào)算結(jié)果水庫(kù)校核、設(shè)計(jì)洪水位分別為385.87m和385.33m，最大下泄流量分別為10.40m3/s和6.01m3/s，相應(yīng)庫(kù)容分別為14.69萬(wàn)m2.4.2復(fù)核整治前壩頂高程按《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔SL274-2001〕要求，壩頂超高〔指壩頂高于正常運(yùn)用或非常運(yùn)用情況時(shí)靜水位的高度〕按公式計(jì)算確定為：設(shè)計(jì)洪水位〔P=5%〕385.33m，校核洪水位(P=0.5%)385.87m。***水庫(kù)大壩為均質(zhì)土壩。溢流超高按下式確定：y＝R＋e＋A式中：y——壩頂超高，m；R——最大波浪在壩坡上的爬高，m；e——最大風(fēng)壅水面高度，m；A——平安加高，m。波浪的波高和平均波長(zhǎng)采用官?gòu)d水庫(kù)公式：；式中：h——當(dāng)gD/W2=20-250時(shí)，為累積頻率為5%的波高h(yuǎn)5%〔m〕；當(dāng)gD/W2=250-1000時(shí)，為累積頻率為10%的波高h(yuǎn)10%〔m〕；W——計(jì)算風(fēng)速〔m/s〕。正常運(yùn)用情況下取W=1.5V；非常運(yùn)用情況下取W=V。V為多年平均最大風(fēng)速，V=12m/s。D——風(fēng)作用于水域的長(zhǎng)度〔km〕，在此取D＝0.36Lm——平均波長(zhǎng)〔m〕。由該公式求得hw。風(fēng)雍水面高度計(jì)算公式如下：式中：e——計(jì)算點(diǎn)處的風(fēng)雍水面高度〔m〕；D——風(fēng)作用于水域的長(zhǎng)度〔km〕，在此取D＝0.36K——綜合摩阻系數(shù)，取3.6×10-6；——計(jì)算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角〔°〕；Hm——水域平均水深〔m〕；平均波浪爬高計(jì)算公式如下：式中：Rm——平均波浪爬高〔m〕；m——單坡的坡度系數(shù)；——斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)坡面類型確定，笨工程為砼護(hù)坡，取=0.9；——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；hm——平均波高〔m〕；經(jīng)計(jì)算，壩高復(fù)核成果見(jiàn)表2-13：表2-13***水庫(kù)壩高復(fù)核成果表項(xiàng)目水庫(kù)水位(m)R(m)e(m)A(m)壩頂高程設(shè)計(jì)情況385.330.720.000.5386.55校核情況385.870.470.000.3386.64從表中可以看出現(xiàn)狀壩頂高程小于復(fù)核壩頂高程，故水庫(kù)現(xiàn)狀的泄洪和大壩的防洪能力不滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。但是校核洪水位高于壩頂高程，所以可以采用拓寬溢洪道，以保證大壩平安運(yùn)行，既可以滿足設(shè)計(jì)要求。2.5整治后壩頂高程計(jì)算整治后調(diào)洪演算⑴水庫(kù)工程資料1〕水庫(kù)庫(kù)容曲線水位～庫(kù)容曲線采用“三查三定”復(fù)核成果，見(jiàn)表2-14。2〕水庫(kù)面積曲線水位～面積曲線采用“三查三定”復(fù)核成果，見(jiàn)表2-15。表2-14***水庫(kù)水位——庫(kù)容曲線高程〔m〕庫(kù)容〔萬(wàn)m3〕高程〔m〕庫(kù)容〔萬(wàn)m3〕37203803.313730.063814.573740.163825.953750.353837.643760.613849.763771.0338512.53781.5838615.023792.28————表2-15***水庫(kù)水位——面積曲線高程〔m〕面積〔萬(wàn)m2〕高程〔m〕面積〔萬(wàn)m2〕37203801.113730.073811.33740.133821.513750.243831.743760.353842.133770.483853.33780.653863.513790.87————⑵水庫(kù)泄流能力曲線***水庫(kù)正常蓄水位為384.12m，相應(yīng)正常庫(kù)容9.93萬(wàn)m3。水庫(kù)調(diào)洪設(shè)計(jì)、校核洪水采用壩址設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為P=5%，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為P=0.5%，水庫(kù)無(wú)防洪限制水位，調(diào)洪按靜庫(kù)容水量平衡法從水庫(kù)正常水位384.12起調(diào)。溢流進(jìn)口寬度5.00表2-16***水庫(kù)水位——泄流曲線高程〔m〕流量〔m3/s〕高程〔m〕流量〔m3/s〕384.200.092385.6012.754384.300.347385.7014.068384.400.707385.8015.425384.501.659385.9016.822384.602.356386.0018.259384.703.129386.1019.735384.803.972386.2021.249384.904.88386.3022.8385.005.848386.4024.387385.106.872386.5026.008385.207.95386.6027.665385.309.08386.7029.355385.4010.258386.8031.078385.5011.483386.9032.833⑶調(diào)洪成果***水庫(kù)正常蓄水位為384.12m表2-17***水庫(kù)調(diào)洪演算結(jié)果洪水頻率〔%〕0.5%5.0%起調(diào)水位〔m〕384.12384.12洪峰流量〔m3/s〕15.339.88最高洪水位〔m〕385.51385.09最大庫(kù)容〔萬(wàn)m3〕13.8212.75最大泄流量〔m3/s〕11.706.80由表2-17可知：調(diào)算結(jié)果水庫(kù)校核、設(shè)計(jì)洪水位分別為385.51m和385.09m，最大下泄流量分別為11.70m3/s和6.80m3/s，相應(yīng)庫(kù)容分別為13.28萬(wàn)m3和12.75萬(wàn)m3。整治后壩頂高程計(jì)算按《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔SL274-2001〕要求，壩頂超高〔指壩頂高于正常運(yùn)用或非常運(yùn)用情況時(shí)靜水位的高度〕按公式計(jì)算確定為：設(shè)計(jì)洪水位〔P=5%〕385.09m，校核洪水位(P=0.5%)385.51m。***水庫(kù)大壩為均質(zhì)土壩。溢流超高按下式確定：y＝R＋e＋A式中：y——壩頂超高，m；R——最大波浪在壩坡上的爬高，m；e——最大風(fēng)壅水面高度，m；A——平安加高，m。波浪的波高和平均波長(zhǎng)采用官?gòu)d水庫(kù)公式：；式中：h——當(dāng)gD/W2=20-250時(shí)，為累積頻率為5%的波高h(yuǎn)5%〔m〕；當(dāng)gD/W2=250-1000時(shí)，為累積頻率為10%的波高h(yuǎn)10%〔m〕；W——計(jì)算風(fēng)速〔m/s〕。正常運(yùn)用情況下取W=1.5V；非常運(yùn)用情況下取W=V。V為多年平均最大風(fēng)速，V=12m/s。D——風(fēng)作用于水域的長(zhǎng)度〔km〕，在此取D＝0.36Lm——平均波長(zhǎng)〔m〕。由該公式求得hw。風(fēng)雍水面高度計(jì)算公式如下：式中：e——計(jì)算點(diǎn)處的風(fēng)雍水面高度〔m〕；D——風(fēng)作用于水域的長(zhǎng)度〔km〕，在此取D＝0.36K——綜合摩阻系數(shù)，取3.6×10-6；——計(jì)算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角〔°〕；Hm——水域平均水深〔m〕；平均波浪爬高計(jì)算公式如下：式中：Rm——平均波浪爬高〔m〕；m——單坡的坡度系數(shù)；——斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)坡面類型確定，笨工程為砼護(hù)坡，取=0.9；——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；hm——平均波高〔m〕；經(jīng)計(jì)算，壩高復(fù)核成果見(jiàn)表2-18：表2-18***水庫(kù)壩高復(fù)核成果表項(xiàng)目水庫(kù)水位(m)R(m)e(m)A(m)壩頂高程設(shè)計(jì)情況385.090.720.000.5386.31校核情況385.510.470.000.3386.28從表2-13中可以看出現(xiàn)狀壩頂高程小于復(fù)核壩頂高程，故水庫(kù)現(xiàn)狀的泄洪和大壩的防洪能力不滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。校核洪水位高于壩頂高程，所以可以采用拓寬溢洪道至5米，以保證大壩平安運(yùn)行，既可以滿足設(shè)計(jì)要求。3．工程地質(zhì)3.1工程概況***水庫(kù)位于***縣大興鎮(zhèn)茅萊村境內(nèi),水庫(kù)所在河流屬長(zhǎng)江水系碑亭子河支流,水庫(kù)壩址以上集雨面積0.5km2,主河道長(zhǎng)1.148km,河道平均比降23.49‰，河流屬丘陵地區(qū)，庫(kù)區(qū)人類活動(dòng)頻繁。水庫(kù)附近無(wú)公路相通，交通較差。根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》〔SL252-2000〕的規(guī)定，該水庫(kù)為Ⅴ等小〔2〕型水利工程，其主要建筑物工程等級(jí)為Ⅴ級(jí)，次要建筑物等級(jí)為5級(jí)，臨時(shí)性水工建筑物為5級(jí)。受業(yè)主委托，我院于2014年6月10-15日進(jìn)場(chǎng)開(kāi)展外業(yè)地質(zhì)工作，同時(shí)開(kāi)展室內(nèi)資料整理及報(bào)告編寫工作，并于2014年7月下旬提交全部勘察成果。本次完成主要工作量見(jiàn)表1-1。本報(bào)告主要采用的標(biāo)準(zhǔn)為《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察標(biāo)準(zhǔn)》〔SL55－2005〕中病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程勘察的有關(guān)規(guī)定。表3-1工作量表工作工程比例尺單位工作量備注壩址區(qū)1/200km20.026地質(zhì)剖面1/500m/條310/3室內(nèi)土工試驗(yàn)組6引用水質(zhì)簡(jiǎn)分析組23.2工程地質(zhì)概述區(qū)域地質(zhì)水庫(kù)屬長(zhǎng)江水系梅江河支流上。工程區(qū)地處四川盆地東部，總體上為華鎣山低山～淺丘地形，山脈走向根本與構(gòu)造線方向一致，工程區(qū)西側(cè)為縉云山山脈，山頂高程一般600～1000m，東側(cè)為嘉陵江支流梁灘河谷地，河谷高程235m。***水庫(kù)座落在縉云山山脈西側(cè)的坡腳地帶。工程區(qū)主要出露三疊系至侏羅系地層，巖性為碎屑巖〔砂巖、泥巖〕與碳酸鹽巖〔灰?guī)r、白云巖〕相間分布，地層總厚度大于4000m工程區(qū)大地構(gòu)造單元屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)〔Ⅰ〕***臺(tái)坳〔Ⅱ〕之***陷褶束〔Ⅲ〕的華鎣山穹褶束〔Ⅳ〕。本工程涉及的主要構(gòu)造自西向東為溫塘斜背斜、北碚向斜、中梁山背斜〔觀音峽背斜〕。工程區(qū)主要涉及侏羅系地層，工程區(qū)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。工程區(qū)不良地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育，僅見(jiàn)零星小體積崩塌及土體滑坡。區(qū)內(nèi)巖體以較軟～極軟巖為主，少量砂巖屬中硬巖，巖體抗壓、抗滑、抗變形及抗風(fēng)化性能差。巖體強(qiáng)風(fēng)化帶一般厚1～3m工程區(qū)屬華鎣山—綦江地震帶，外圍雖有弱～中強(qiáng)地震發(fā)生，但對(duì)工程區(qū)的影響烈度均小于Ⅵ度。根據(jù)2001年版《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》〔1:400萬(wàn)〕劃定的工程區(qū)超越概率10％的地震動(dòng)峰值加速度為0.05g〔相應(yīng)地震根本烈度為Ⅵ度〕，3.2.2庫(kù)區(qū)地質(zhì)概況庫(kù)區(qū)河谷多呈“V”型，為橫向谷，谷底寬10～20m不等，屬侵蝕、剝蝕低山丘陵地貌，岸坡地形坡角10°～30°。出露地層為侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組〔J2s〕砂巖夾泥巖，第四系主要為殘坡積層，覆蓋層厚度一般小于3.0m。庫(kù)區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)斷層通過(guò)。庫(kù)區(qū)裂隙主要發(fā)育走向SW及NW兩組，傾角69～86°3.2.3壩區(qū)地質(zhì)概況3.2.壩址區(qū)屬侵蝕、剝蝕低山丘陵地貌，巖層傾向上游，為橫向谷。壩址以上原河床淺而寬，底寬10～30m，原谷底高程370.0～375.0m，兩岸地形坡度10～25°，河床及兩岸大多被第四系覆蓋，兩岸坡高程390m以上大多基巖出露，鄉(xiāng)村公路不能到達(dá)大壩，距大壩直線距離約500m。3.2.壩址區(qū)地層主要為第四系人工堆積層〔Q4s〕、殘坡積層〔Q4el+dl〕和侏羅系中統(tǒng)新田溝組〔J2x〕，現(xiàn)由新到老分述如下：人工堆積層〔Q4s〕：為壩體組成物，主要為褐黃色粘土，局部含碎石，可～軟塑狀，上部稍濕～濕，下部濕～飽和，中密～密實(shí)，背坡地表夾有植物根莖，鉆孔揭示最大厚度15.殘坡積層〔Q4el+dl〕：紫紅及紫褐色粘土，可塑狀，結(jié)構(gòu)較緊密，厚1～3m，主要分布于壩址兩岸岸坡。侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組〔J2s〕：主要為黃色長(zhǎng)石砂巖、泥巖，厚度大于200m3.2.壩址位于瀝鼻峽背斜南東翼，巖層產(chǎn)狀125°∠8°，區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)斷層存在。工程地質(zhì)測(cè)繪說(shuō)明，除層面裂隙外，壩址區(qū)主要見(jiàn)二組節(jié)理，其產(chǎn)狀分別為：①30～55°∠60～75°，②182～210°∠41～58°。節(jié)理淺層多微張～張開(kāi)，附泥膜，向深部逐漸趨于閉合，延伸長(zhǎng)度2～3m，間距1～3m。工程區(qū)屬華瑩山—綦江地震帶，地震帶內(nèi)有歷史記載的震級(jí)如南川陳家場(chǎng)5.5級(jí)地震、***渝北區(qū)統(tǒng)景5.4級(jí)地震、榮昌縣5.3級(jí)地震由于距離水庫(kù)區(qū)較遠(yuǎn)，對(duì)礦廠溝水庫(kù)影響烈度均小于Ⅵ度。根據(jù)2001年版《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》〔1:400萬(wàn)〕劃定的工程區(qū)超越概率10％的地震動(dòng)峰值加速度為0.05g〔相應(yīng)地震根本烈度為Ⅵ3.2.壩區(qū)水文地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單，地下水主要有第四系孔隙水和基巖裂隙水。1〕壩區(qū)水質(zhì)類型引水附近水庫(kù)的水樣資料，河水、地下水水質(zhì)類型主要為HCO3-Ca型水。2〕水質(zhì)特征本次地表水、地下水水樣試驗(yàn)成果〔引用〕見(jiàn)表1-2。從表中可見(jiàn)水質(zhì)類型均為HCO3－-SO4-Ca型水，水樣中均無(wú)侵蝕性CO2存在。表1-2水質(zhì)簡(jiǎn)分析成果表編號(hào)離子含量〔mg/L〕總硬度(mg/L)總堿度(mg/L)游離CO2(mg/L)PH水質(zhì)類型Ca2+Mg2+k++Na+Cl－SO42－HCO3－地下水59.797.6512.638.3178.53127.42180.80104.493.717.40HCO3-Ca河水56.168.9611.149.2070.30122.11177.13100.142.627.78HCO3-Ca3〕地下水對(duì)混凝土的腐蝕性評(píng)價(jià)根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察標(biāo)準(zhǔn)》附錄L的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，河水及兩岸地下水對(duì)普通硅酸鹽水泥混凝土無(wú)腐蝕性。第四系孔隙水主要分布于大壩壩體土及第四系殘坡積層的孔隙中。本次勘察對(duì)大壩回填土坑槽內(nèi)做了注水試驗(yàn)，其成果見(jiàn)表1-3。由表中可以看出：粘土滲透系數(shù)(K)在4.56×10-5～2.71×10-8cm/s，為表1-3注水試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表鉆孔編號(hào)孔深〔m〕土層名稱滲透系數(shù)〔cm/s〕TK11.7粘土4.36×10-5TK22.2粘土4.56×10-5TK32.3粘土6.37×10-6TK42.3粘土2.38×10-8TK52.1粘土2.71×10-8基巖裂隙水主要分布于壩基、壩肩淺部砂巖裂隙中，強(qiáng)風(fēng)化巖石由于裂隙發(fā)育，完整性較差，其透水性較大，屬中等透水層，弱風(fēng)化巖石完整性較好，其透水性較小，屬弱透水層。3.2.巖體風(fēng)化主要為物理風(fēng)化，形式以碎塊狀風(fēng)化為主，多呈帶狀分布，經(jīng)測(cè)繪揭示強(qiáng)風(fēng)化帶厚度1～3.0m。3.2.壩址區(qū)未發(fā)現(xiàn)滑坡、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。3.2.本階段主要對(duì)壩體土取樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，試驗(yàn)工程有：顆分、物理性質(zhì)及抗剪強(qiáng)度，其成果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1-4、1-5。表1-4壩體土顆分試驗(yàn)成果表土體名稱試驗(yàn)編號(hào)顆粒組成(%)塊碎石砂粒(mm)粉粒(mm)粘粒(mm)粗中細(xì)粗中細(xì)200～6060～2020～55～22～0.50.5～0.25<0.005粘土T14214421.51.98.841.746.1T14214431.01.48.946.142.6T14214441.51.39.041.946.3表1-5壩體土物理力學(xué)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表試樣編號(hào)物理性質(zhì)指標(biāo)抗剪強(qiáng)度土的壓縮性天然含水量%天然密度g/cm3比重孔隙比e液限%塑限%塑性指數(shù)液性指數(shù)天然固結(jié)快剪飽和固結(jié)快剪壓縮系數(shù)a1-2(MPa-1)壓縮模量Es(MPa)C(KPa)φ(°)C(KPa)φ(°)T142144225.41.962.730.74737.719.917.80.3142.316.832.513.60.345.12T142144327.61.942.740.80238.218.319.90.4742.316.634.111.20.424.24T142144422.32.022.720.64734.617.816.80.2750.315.435.7120.344.86T142144524.91.972.720.72538.219.2190.342.116.632.213.80.354.93T142144622.72.012.740.67339.317.921.40.2245.316.434.611.60.35.49T142144721.32.022.730.63935.717.518.20.2151.315.235.112.70.315.37子樣個(gè)數(shù)n66666666666666平均值μ024.01.992.730.7137.318.418.90.3045.616.234.012.50.35.00標(biāo)準(zhǔn)差σ2.3490.0340.0090.0641.7680.9291.6340.0944.2120.6861.4111.0670.0420.446變異系數(shù)δ0.0980.0170.0030.0900.0470.0500.0870.3170.0920.0420.0410.0850.1230.089修正系數(shù)γs0.9190.9860.9970.9250.9610.9580.9280.7380.9240.9650.9660.9290.8980.926標(biāo)準(zhǔn)值μk22.11.962.720.6535.817.717.50.2242.1215.632.911.60.34.63最小值21.31.942.720.63934.617.516.80.242.1015.232.211.20.34.24最大值27.62.022.740.80239.319.921.40.4751.3016.835.713.80.425.49〔1〕顆粒組成由表1-4可以看出，粘土顆粒組成以＜0.005的粘粒為主，含量在42.6～46.3%；其次為0.075～0.005mm的粉粒，含量在41.7～46.1%；0.075～2.0mm砂粒含量均較少?！?〕土的物理性質(zhì)從表1-5可以看出，粘土物理性質(zhì)指標(biāo)天然含水量在21.3～27.6％之間，天然密度在1.94～2.02g/m3之間，孔隙比在0.64～0.80之間，液限在17.5～19.9％之間，塑性指數(shù)在IP=16.8～21.4之間，平均值19.1，為粘土，液性指數(shù)在IL=0.21～0.47之間，呈可～硬塑狀。〔3〕土的力學(xué)性質(zhì)從表1-5可以看出，粘土的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)：壓縮系數(shù)a〔1-2〕在0.30～0.42之間，為中壓縮性土，壓縮模量ES=4.24～5.49MPa；天然固結(jié)快剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：內(nèi)聚力C=42.1kPa，內(nèi)摩擦角Φ=15.6°，飽和固結(jié)快剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：內(nèi)聚力C=32.9kPa，內(nèi)摩擦角Φ=11.6°。根據(jù)表1-5，類比相似工程經(jīng)驗(yàn)，提出土體物理力學(xué)指標(biāo)建議值見(jiàn)表1-6、1-7。表1-6壩體填料計(jì)算參數(shù)建議值表巖土名稱孔隙率重度(KN/m3)滲透系數(shù)〔cm/s〕天然固結(jié)快剪飽和固結(jié)快剪天然飽和C(Kpa)Φ(度)C(Kpa)Φ(度)壩體土〔粘土〕4219.920.24.36×10-529172313堆石棱體2522232×10-2032028表1-7壩基巖體計(jì)算參數(shù)建議值表巖石名稱透水率q〔Lu〕摩擦系數(shù)抗剪強(qiáng)度C’(Mpa)f強(qiáng)風(fēng)化砂巖250.300.100.40弱風(fēng)化砂巖120.550.750.603.3主要建筑物工程地質(zhì)評(píng)價(jià)3.3.1大壩大壩為均質(zhì)土壩〔根據(jù)“三查三定”資料〕，始建于1973年9月開(kāi)工修建，1975年5月完工建成現(xiàn)有規(guī)模。近年對(duì)水庫(kù)大壩壩頂局部硬化，并修建防浪墻。現(xiàn)壩底高程370.73m，壩頂高程385.73m〔黃海高程，下同〕，最大壩高15.0m；壩頂寬2.80m，最大壩底寬50.0m，壩頂長(zhǎng)95.0m。上游壩坡系數(shù)自上而下為1:1.13，384.16m高程以上雜草叢生，采用3.3.壩體填筑土為粘土，局部含碎石，其含量分布不均，團(tuán)塊間有架空現(xiàn)象。根據(jù)試驗(yàn)成果，壩體填料粘土壓縮系數(shù)a〔1-2〕在0.30～0.42之間，為中壓縮性土。3.3.〔1〕壩體滲漏評(píng)價(jià)壩體填料試驗(yàn)成果說(shuō)明：壩體主要由粘土組成，壩體土塑性指數(shù)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，天然含水率與塑限根本接近，但壩體土粘粒含量偏低〔41.7～46.3%〕，根據(jù)表1-3注水試驗(yàn)成果表可知，粘土室內(nèi)及野外滲透系數(shù)為6.37×10-6～4.36×10-5cm/s，屬微透水層，粘土土料質(zhì)量綜上所述：壩體填筑粘土質(zhì)量較好，其防滲性能滿足標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文〔均質(zhì)土壩滲透系數(shù)不大于1×10-4cm/s〕的要求〔2〕壩基滲漏評(píng)價(jià)根據(jù)三查三定及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪，修建時(shí)開(kāi)挖到基巖，但未對(duì)壩基作防滲處理，壩基強(qiáng)風(fēng)化巖石裂隙發(fā)育，完整性較差，其巖體透水率較大為20Lu，屬中等透水層，本次勘察在壩下游排水棱體見(jiàn)一泉水，流量5L/min。3.3.壩基及巖體無(wú)軟土層和其它軟弱夾層分布，不存在滑移面，在壩體自重和動(dòng)水水位形成的滲透空隙水壓力作用下，不會(huì)產(chǎn)生壩坡沿深層軟弱滑面滑動(dòng)，且水庫(kù)已經(jīng)平安運(yùn)行了30多年，因此大壩抗滑穩(wěn)定性較好。但因壩體局部質(zhì)量較差，建議設(shè)計(jì)根據(jù)各種荷載組合、不同的運(yùn)行工況進(jìn)行壩坡穩(wěn)定校核驗(yàn)算。3.3.2溢洪道溢洪道布置在大壩左岸，為正堰開(kāi)敞式溢洪道，堰頂高程384.12m，寬2.5～3.0m，全長(zhǎng)79.51m。溢洪道由進(jìn)口段、水平段、調(diào)整段、陡槽段組成，溢洪道全段底板坡度不一，斷面不規(guī)那么。溢洪道底板無(wú)砼，現(xiàn)狀為基巖，側(cè)墻采用漿砌條石襯砌。溢洪道末端直接沖刷壩腳堡坎，兩側(cè)擋墻受洪水沖刷掏空嚴(yán)重，底板基巖沖惻后外表不平整。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查溢洪道根底位于基巖上，為砂巖，強(qiáng)風(fēng)化帶厚0.9～2.0m。3.3.3放水建筑物本工程放水建筑物與溢洪道一起位于左壩肩，在溢洪道進(jìn)口內(nèi)側(cè)采用放水臥管梯步放水。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查放水臥管根本不起作用，建議在溢洪道底板基巖上重新埋放水涵洞。3.4壩體病險(xiǎn)3.4.1壩體及壩基滲漏壩體主要由粘土組成，屬微透水層，防滲性能滿足標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文〔均質(zhì)土壩滲透系數(shù)不大于1×10-4cm/s〕的要求；壩基強(qiáng)風(fēng)化巖石完整性較差，巖體透水率較大。根據(jù)水利水電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合本工程的大壩規(guī)模，大壩的防滲標(biāo)準(zhǔn)為采用透水率q＞10Lu以下巖體作為相對(duì)隔水層。本水庫(kù)強(qiáng)風(fēng)化至弱風(fēng)化巖層壓水試驗(yàn)透水率大于10Lu3.4.2壩坡穩(wěn)定由于壩體局部質(zhì)量較差，建議設(shè)計(jì)根據(jù)大壩穩(wěn)定性復(fù)核結(jié)果，必要時(shí)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，并對(duì)壩坡坡面進(jìn)行護(hù)坡處理。3.5天然建筑材料本工程所需天然建材包括粘土、塊石及混凝土骨料。庫(kù)尾附近有可供開(kāi)采的粘土料場(chǎng)，參考?jí)误w填料試驗(yàn)成果，粘土質(zhì)量較好，儲(chǔ)量大于5000m3，運(yùn)距0.5km。塊石在壁山縣大棚石廠購(gòu)置，運(yùn)距約15km，塊石料料源為侏羅系中統(tǒng)上沙廟組砂巖，微新砂巖飽和抗壓強(qiáng)度大于25Mpa，儲(chǔ)量大于5萬(wàn)m3，日開(kāi)采量約500m3/天。混凝土骨料中碎石在壁山縣葫蘆村購(gòu)置，運(yùn)距約25km，河沙在江津區(qū)長(zhǎng)江邊碼頭購(gòu)置天然河沙，運(yùn)距約50km。碎石及河沙的日產(chǎn)量約1000m33.6結(jié)論與建議〔1〕壩體主要由粘土組成，防滲性能滿足標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文的要求；壩基強(qiáng)風(fēng)化巖石透水率較大，應(yīng)對(duì)壩基作防滲處理?！?〕建議根據(jù)大壩穩(wěn)定性復(fù)核結(jié)果，必要時(shí)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，并對(duì)上游壩坡坡面損毀的四方塊進(jìn)行更換處理，下游壩坡作護(hù)坡處理。〔3〕無(wú)管理房及監(jiān)測(cè)設(shè)施。〔4〕溢洪道底板基巖裸露，不平整，兩側(cè)邊墻底部掏空嚴(yán)重，末端尾水直接沖壩腳堡坎，影響大壩平安，需改道。〔5〕需新建防汛公路，長(zhǎng)約500m。4．主要建筑物除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)4.1工程等級(jí)和洪水標(biāo)準(zhǔn)工程等別及建筑物級(jí)別***水庫(kù)是一個(gè)以灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的小〔二〕型水庫(kù)。水庫(kù)樞紐由大壩、放水設(shè)備、溢洪道組成。整治后正常蓄水位384.12m，相應(yīng)庫(kù)容9.93萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)洪水位385.09m，相應(yīng)庫(kù)容12.75萬(wàn)m3，校核洪水位385.51m，相應(yīng)庫(kù)容13.82萬(wàn)m3，有效灌溉面積515畝。根據(jù)水電部頒發(fā)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252－2000)規(guī)定，水庫(kù)為小〔二〕型，屬V等工程，主要建筑物為4.1.2設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)特征水位按《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201-94、《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行?！?〕洪水標(biāo)準(zhǔn)水庫(kù)擋水壩壩型為均質(zhì)土壩，樞紐工程永久建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇。消能防沖設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇。〔2〕特征水位校核洪水〔P=0.5%〕時(shí)，最大下泄流量11.70m3/s，校核洪水位385.51m，設(shè)計(jì)洪水〔P=5.0%〕時(shí)，最大下泄流量6.80m4.2設(shè)計(jì)依據(jù)4.2.1根本資料〔1〕***市水利局、***市發(fā)改委等部門對(duì)工程的各項(xiàng)要求；〔2〕《***市***縣***水庫(kù)平安鑒定報(bào)告》；〔3〕***市***縣***水庫(kù)樞紐地質(zhì)勘察報(bào)告。4.2.2規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)〔1〕《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》(水利工程局部)；〔2〕《水利水電工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)程》〔DL5021-93〕；〔3〕《防洪標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50201-94〕；〔4〕《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》〔SL252－2000〕；〔5〕《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)那么》〔S1189-96〕；〔6〕《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔DL/T5395-2007〕；〔7〕《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)》〔SL44－2006〕；〔8〕《溢洪道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔SL253－2000〕；〔9〕《土石壩平安監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》〔SL60－94〕；〔10〕《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔SL203－97〕；〔11〕《水利水電工程地質(zhì)勘察標(biāo)準(zhǔn)》GB50487-2008；〔12〕《水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50199-94〕；〔13〕《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》〔SL62-94〕；〔14〕《土壩壩體灌漿技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》〔SD266-88〕;〔15〕《四川省暴雨洪水計(jì)算實(shí)用手冊(cè)》；〔16〕《水庫(kù)工程管理設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔SL106-96〕。4.3樞紐工程除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)***水庫(kù)現(xiàn)狀⑴大壩大壩：***水庫(kù)大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程385.52m，壩頂最小寬度3.60m，迎水面從低到頂坡比為：1：3.49和1：1.72，背水面從低到頂坡比依次為1：⑵溢洪道溢洪道控制段為寬頂堰型式，現(xiàn)場(chǎng)檢查堰寬度為3.20米，控制段邊坡為直立式，控制段高程為384.12。⑶防汛公路沒(méi)有防汛道路，無(wú)法通車，不能滿足防汛要求。***水庫(kù)主要整治任務(wù)本工程為水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程。依據(jù)《***水庫(kù)大壩平安鑒定報(bào)告書(shū)》的要求，對(duì)水庫(kù)現(xiàn)存在問(wèn)題進(jìn)行整治。主要整治任務(wù)如下：1、對(duì)大壩上、下游護(hù)坡；2、壩基防滲處理；3、改建溢洪道；4、新建排水棱體；5、新建放水設(shè)施的臥管和涵管；6、增設(shè)位移、滲流觀測(cè)設(shè)施、水位標(biāo)尺和水庫(kù)監(jiān)控設(shè)備設(shè)施；7、新建管理房100.80㎡；8、新建防汛公路長(zhǎng)約500m。4.3.4.3.3.1上游護(hù)坡表層用混凝土六棱塊護(hù)坡上游壩坡的六棱塊混凝土護(hù)坡有局部損壞，對(duì)局部損壞的壩坡進(jìn)行維修，將原六棱塊撤除，壩坡平整后鋪設(shè)10cm碎石后，鋪設(shè)六棱塊。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)具有明縫的砼護(hù)坡板，板在浮力作用下穩(wěn)定的面板厚度可按下式計(jì)算:式中：—系數(shù)，對(duì)整體式大塊護(hù)面板取1.0，對(duì)裝配式護(hù)面板取1.1；hp—累積頻率為1％的波高，m；b—沿壩坡向板長(zhǎng)，m；—板的容重，取24kN/m3。m—上游壩坡坡率，加固后根本維持現(xiàn)狀壩坡。預(yù)制塊計(jì)算其成果見(jiàn)表4-2。表4-2六邊形砼預(yù)制塊計(jì)算成果表序號(hào)順坡板長(zhǎng)(m)砼板厚度(m)邊長(zhǎng)(m)體積(m3)塊重(kg/塊)10.2600.1130.1500.00715.87620.3460.1020.2000.01125.37930.4330.0950.2500.01537.01940.5250.0890.3000.02150.984根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)選用C15厚100mm，邊長(zhǎng)300mm4.3.3.2下去除壩面雜草，下游壩坡維持原坡比，采用C20〔二級(jí)配〕鋼筋混凝土植草格護(hù)坡；按照下游壩坡坡比，在壩頂?shù)脚潘怏w設(shè)置C20混凝土踏步。4.3.4大壩壩基帷幕根據(jù)三查三定及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪，修建時(shí)開(kāi)挖到基巖，但未對(duì)壩基作防滲處理，壩基強(qiáng)風(fēng)化巖石裂隙發(fā)育，完整性較差，其巖體透水率較大為20Lu，屬中等透水層。因此，本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)在壩頂中心線上對(duì)壩基進(jìn)行帷幕灌漿，孔間距2.0m。本次設(shè)計(jì)帷幕灌漿共布置57孔，帷幕灌漿深度為入相對(duì)不透水層5.0米，帷幕灌漿總進(jìn)尺336.80m，鉆孔總深度為845.55米。a、設(shè)計(jì)參數(shù)選用由于大壩壩基滲漏，故采用帷幕灌漿處理。灌漿前必須先進(jìn)行地質(zhì)勘察，獲得較全面的地質(zhì)資料，以便詳細(xì)進(jìn)行壩基及繞壩滲漏灌漿設(shè)計(jì)。帷幕的深度應(yīng)根據(jù)基巖透水性〔q≤10lu〕要求確定。b、灌漿設(shè)計(jì)灌漿孔按照地勘報(bào)告中防滲線布孔，孔距為2.0m，灌漿分一、二、三序孔間隔布置，且應(yīng)通過(guò)先導(dǎo)孔壓水試驗(yàn)進(jìn)一步核實(shí)相對(duì)不透水層的界線。c、防滲帷幕的深度帷幕的深度應(yīng)根據(jù)基巖透水性及降低揚(yáng)壓力的要求確定，以10Lu控制防滲深度，根據(jù)勘探鉆孔壓水試驗(yàn)確定帷幕控制線，本工程帷幕入相對(duì)不透水層5.0米。帷幕厚度按下式計(jì)算得之：Jmax=βH/L＜[J]式中：β—水頭折減系數(shù)，取0.6H—壩上下游水頭差L—帷幕厚度，對(duì)于單排灌漿孔，帷幕厚度為孔距的0.7-0.8倍，此處取0.75倍。[J]—帷幕允許水力坡降，根據(jù)帷幕厚度確定：當(dāng)帷幕厚度L=1~2m時(shí)，[J]=18，當(dāng)帷幕厚度L=>2m時(shí)，[J]=25。d、灌漿孔的孔距和直徑灌漿孔的孔距取決于巖石的滲透性和大壩的作用水頭。本工程灌漿孔距取2.0m。灌漿孔擬采用硬質(zhì)合金鉆鉆進(jìn)，孔徑110mm。e、灌漿壓力灌漿壓力通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，在帷幕上部灌漿壓力不小于1.5倍壩前水頭，帷幕下部灌漿壓力不小于2-3倍壩前水頭。f、灌漿材料擬采用水泥漿,水泥為選用普通硅酸鹽425#水泥，其細(xì)度模數(shù)小于5%。水灰比須經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)確定。有關(guān)技術(shù)要求參見(jiàn)《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》〔DL/T5148-2001〕。g、工程量：帷幕灌漿共57孔，灌漿總長(zhǎng)度為336.80m，鉆孔總長(zhǎng)度為845.554.3.5由于***水庫(kù)沒(méi)有放水設(shè)施，根據(jù)運(yùn)行需要，此次新建放水設(shè)施。本次設(shè)計(jì)在382.50m高程處，新建C20混凝土放水臥管，便于水庫(kù)灌溉。輸水管采用Ф300雙壁波紋管，在溢洪道底板下挖1.6m，4.3.6在溢洪道上新建一座人行橋。橋的跨度為5米，寬度3.00米，橋面采用15cm厚的現(xiàn)澆C25鋼筋混凝土。4.34.3.7根據(jù)《***縣***水庫(kù)大壩平安鑒定報(bào)告》溢洪道結(jié)構(gòu)不滿足要求。由于原溢洪道擋墻為墻式擋墻，還有大多數(shù)擋墻根底以被掏空，擋墻薄弱和結(jié)構(gòu)不能滿足要求。本次設(shè)計(jì)將原溢洪道擋墻撤除，新建直立重力式M7.5漿砌塊石擋墻，頂寬0.4米，迎水坡坡比1：0.1，背水面坡比為1：0.4；溢洪道控制段人性橋下的擋墻頂寬0.6米，迎水面坡比1：0.1，背水面坡比為1：0.5。溢K0+000.00至溢K0+009.00為溢洪道控制段,墻高1.7m；溢K0+009.00至溢K0+079.51為溢流道漸陡槽段，自上而下坡比分別為i=0.53，i=0.29，i=0.05，i=0.38，i=0.12。溢K0+009.00到溢K0+056.11段墻高從1.7m漸變到1.6m；溢K0+056.11至溢K0+079.51段墻高從1.7m漸變到4.3.7.2按照《溢洪道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》SL253—2000，泄槽水面線由能量方程采用分段求和法推算，校核下泄流量按5.38m3/s計(jì)。計(jì)算公式：式中：hc—臨界水深；α—流速不均勻系數(shù)，取1.05；q—單寬流量；g—重力加速度；△l1-2—分段長(zhǎng)度；h1、h2—分段始、末端面水深；v1、v2—分段始、末斷面平均流速；α1、α2—流速分布不均勻系數(shù)；θ—泄槽底坡角度；i—泄槽底坡，i=tgθ；—分段內(nèi)平均摩阻坡降；n—泄槽槽身糙率系數(shù)；—分段平均流速，=〔v1+v2〕/2；—分段平均水力半徑，=〔R1+R2〕/2。摻氣水深按如下公式計(jì)算：式中：h—不摻氣水深，m；—摻氣后的水深，m；V—不摻氣情況下計(jì)算斷面的流速，m/s；ξ—修整系數(shù)，可取1.0—1.4s/m，流速大者取大值；本次取1.3s/m。按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，平安加高可取0.5～1.5m，因本水庫(kù)為小〔2〕型水庫(kù)，單寬下泄流量不大，下泄較高標(biāo)準(zhǔn)洪水頻率不高，平安加高取0.5m。水面線計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4-4。表4-4溢洪道泄槽水面線計(jì)算成果表距陡槽首端工程0+000.000+037.100+056.110+080.26流速V(m/s)1.304.633.594.27計(jì)算水深(m)0.830.580.750.63摻氣高(m)0.0380.0370.0370.037平安加高(m)0.500.500.50.5計(jì)算墻高(m)1.371.1171.2871.167設(shè)計(jì)墻高(m)1.401.301.301.20從表中可以看出，溢洪道經(jīng)整治后過(guò)流能力滿足要求，邊墻高度滿足《溢洪道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》要求。4.3.7.3計(jì)算公式：KC：按抗剪強(qiáng)度計(jì)算的抗滑穩(wěn)定平安系數(shù)；f：邊墻與基巖接觸面的抗剪摩擦系數(shù)；∑W：作用于邊墻上的全部荷載對(duì)計(jì)算滑動(dòng)面的法向分量；∑P：作用于邊墻上的全部荷載對(duì)計(jì)算滑動(dòng)面的切向分量。溢洪道結(jié)構(gòu)主要復(fù)核邊墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，分別選取墻高1.7m、1.6m、1.5m為典型計(jì)算斷面。計(jì)算按最不利情況考慮，即邊墻墻內(nèi)無(wú)水，墻外有土壓力及墻后地下水情況進(jìn)行溢洪道邊墻穩(wěn)定計(jì)算。計(jì)算參數(shù)依照相似條件的工程參數(shù)值取用：地基抗剪摩擦系數(shù)f=0.45,墻體容重23KN/m3；回填土料：c=0Kpa，φ=28°，表4-5溢洪道邊墻穩(wěn)定計(jì)算成果表計(jì)算斷面工程抗滑平安系數(shù)抗傾覆平安系數(shù)墻高1.71.2572.814墻高1.61.2842.946墻高1.5m1.3183.107計(jì)算結(jié)果說(shuō)明，新建溢洪道邊墻穩(wěn)定滿足要求。4.4大壩整治加固后的滲流及壩坡穩(wěn)定計(jì)算4.4壩頂高程385.52m，最大壩高15m，水庫(kù)正常蓄水位384.12m，庫(kù)容為9.93萬(wàn)m3；死水位382.50m，庫(kù)容為6.10萬(wàn)m3；校核洪水位385.51m〔P=0.5%〕，庫(kù)容為13.82萬(wàn)m3；設(shè)計(jì)洪水位385.09m〔P=5.0%〕根據(jù)地質(zhì)所提供的土工試驗(yàn)成果及工程經(jīng)驗(yàn)類比，建壩材料的物理力學(xué)性質(zhì)計(jì)算值見(jiàn)表4-3和表4-4。表4-3壩體填料計(jì)算參數(shù)建議值表巖土名稱孔隙率重度(KN/m3)滲透系數(shù)〔cm/s〕天然固結(jié)快剪飽和固結(jié)快剪天然飽和C(Kpa)Φ(度)C(Kpa)Φ(度)壩體土4219.920.24.36×10-529172313堆石棱體2522232×10-2032028表4-4壩基巖體計(jì)算參數(shù)建議值表巖石名稱透水率q〔Lu〕摩擦系數(shù)抗剪強(qiáng)度C’(Mpa)f強(qiáng)風(fēng)化砂巖250.300.100.40弱風(fēng)化砂巖120.550.750.604.4.2原壩體滲流復(fù)核計(jì)算取水庫(kù)大壩最大橫剖面，按照水力學(xué)達(dá)西定律進(jìn)行滲漏分析，滲漏分析采用北京理正軟件設(shè)計(jì)研究院開(kāi)發(fā)的理正巖土計(jì)算軟件，采用有限元法進(jìn)行滲漏計(jì)算分析。1、計(jì)算工況根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔SL274-2001〕第條之規(guī)定，進(jìn)行了以下4種水位組合工況的滲流計(jì)算?！?〕三分之一壩高與下游相應(yīng)的最低水位；〔2〕正常蓄水位與下游相應(yīng)的最低水位；〔3〕設(shè)計(jì)洪水位與下游相應(yīng)的水位；2、計(jì)算結(jié)果***水庫(kù)大壩滲流穩(wěn)定計(jì)算成果圖見(jiàn)圖4-1～圖4-3，滲透最大坡降計(jì)算見(jiàn)表4-5。表4-5大壩滲流穩(wěn)定計(jì)算成果表大壩名稱工況單寬滲流量〔m3/d·m〕滲透最大坡降J允許滲透坡降［J］***水庫(kù)三分之一壩高0.0300.00620.687正常蓄水位0.0390.00680.687設(shè)計(jì)洪水位0.0480.00720.687由上表可知，***水庫(kù)各種工況下壩體最大單寬滲流流量為0.21m3/d·＝41.25其中PC—土的細(xì)粒顆粒含量，以質(zhì)量百分率計(jì)〔%〕,本次計(jì)算取60%；n—土的孔隙率，采用n＝0.394；可知本工程壩體只會(huì)發(fā)生流土破壞，其允許滲透坡降計(jì)算公式如下：式中：—土粒比重，＝2.70；n—土的孔隙率，n＝0.394；KB—流土平安系數(shù)，此處采用1.5。土粒密度及孔隙率通過(guò)類似工程類比得知，大壩允許滲透坡降[J]=0.687。經(jīng)計(jì)算***水庫(kù)大壩最大滲透坡降J=0.0072＜[J]=0.687，所以***水庫(kù)滿足滲透穩(wěn)定要求。圖4-1三分之一壩高工況浸潤(rùn)線圖圖4-2正常蓄水位工況浸潤(rùn)線圖圖4-3設(shè)計(jì)洪水位工況浸潤(rùn)線圖4.4.3原壩坡穩(wěn)定根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》SL274-2001的規(guī)定，本工程應(yīng)進(jìn)行邊坡穩(wěn)定分析，計(jì)算程序采用北京理正分析軟件，計(jì)算方法采用了瑞典圓弧法和簡(jiǎn)單Bishop法。根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔SL274-2001〕第條之規(guī)定，***水庫(kù)大壩邊坡穩(wěn)定分析計(jì)算工況組合見(jiàn)表4-6～4-7，壩坡穩(wěn)定分析計(jì)算成果見(jiàn)表4-8,計(jì)算成果圖見(jiàn)圖4-4～4-10。〔1〕計(jì)算工況表4-6上游壩坡計(jì)算工況正常工況工況1：三分之一壩高上游壩坡的穩(wěn)定分析工況2：正常蓄水位上游壩坡的穩(wěn)定分析工況3：設(shè)計(jì)洪水位上游壩坡的穩(wěn)定分析表4-7下游壩坡計(jì)算工況正常工況工況1：三分之一壩高低游壩坡的穩(wěn)定分析工況2：正常蓄水位下游壩坡的穩(wěn)定分析工況3：設(shè)計(jì)洪水位下游壩坡的穩(wěn)定分析〔2〕計(jì)算結(jié)果***水庫(kù)壩坡穩(wěn)定分析計(jì)算按照《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔SL274-2001〕第條及8.3.10條規(guī)定及附錄D.1.2條規(guī)定：土體的抗剪強(qiáng)度計(jì)算穩(wěn)定滲流期時(shí)采用有效應(yīng)力法；***水庫(kù)壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果見(jiàn)表4-8。結(jié)果圖見(jiàn)圖4-4～圖4-9。表4-8***水庫(kù)壩坡平安系數(shù)計(jì)算結(jié)果計(jì)算工況計(jì)算最小平安系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)允許最小平安系數(shù)上游壩坡下游壩坡瑞典圓弧法簡(jiǎn)單Bishop法瑞典圓弧法簡(jiǎn)單Bishop法瑞典圓弧法簡(jiǎn)單Bishop法工況11.7841.9881.1991.2841.151.25工況21.7531.8041.2961.3381.151.25工況31.9632.2251.1811.2661.151.25工況42.1252.4361.1711.2511.151.25從表4-8可知：大壩只有設(shè)計(jì)洪水位下游壩坡抗滑穩(wěn)定平安系數(shù)均小于《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔SL274-2001〕規(guī)定的5級(jí)壩壩坡抗滑穩(wěn)定允許最小平安系數(shù)，其余在正常條件的壩坡抗滑穩(wěn)定平安系數(shù)均大于《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔SL274-2001〕規(guī)定的5級(jí)壩壩坡抗滑穩(wěn)定允許最小平安系數(shù)，水庫(kù)大壩未能到達(dá)整體穩(wěn)定平安。圖4-4三分之一壩高工況上游壩坡穩(wěn)定計(jì)算圖4-5正常蓄水位工況上游壩坡穩(wěn)定計(jì)算圖4-6設(shè)計(jì)洪水位工況上游壩坡穩(wěn)定計(jì)算圖4-7三分之一壩高工況下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算圖4-8正常蓄水位工況下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算圖4-9設(shè)計(jì)洪水位工況下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算設(shè)計(jì)后壩體滲流計(jì)算取水庫(kù)大壩最大橫剖面，按照水力學(xué)達(dá)西定律進(jìn)行滲漏分析，滲漏分析采用北京理正軟件設(shè)計(jì)研究院開(kāi)發(fā)的理正巖土計(jì)算軟件，采用有限元法進(jìn)行滲漏計(jì)算分析。1、計(jì)算工況根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔SL274-2001〕第8.1.2條之規(guī)定，進(jìn)行了以下5種水位組合工況的滲流計(jì)算。〔1〕死水位與下游相應(yīng)的最低水位；〔2〕三分之一壩高與下游相應(yīng)的最低水位；〔3〕正常蓄水位與下游相應(yīng)的最低水位；〔4〕設(shè)計(jì)洪水位與下游相應(yīng)的水位；2、計(jì)算結(jié)果***水庫(kù)大壩滲流穩(wěn)定計(jì)算成果圖見(jiàn)圖4-13～圖4-17，滲透最大坡降計(jì)算見(jiàn)表4-9。表4-9大壩滲流穩(wěn)定計(jì)算成果表大壩名稱工況單寬滲流量〔m3/d·m〕滲透最大坡