某水库除险加固工程方案可行性报告.doc

目目 录录 第一章第一章 综合说明综合说明 .7 7 第一节 绪言 .7 第二节 水文及水库特征水位 .10 第三节 工程地质 .10 第四节 震损情况 .11 第五节 枢纽工程除险加固设计 .12 6.1 大坝工程整治设计.12 6.2 溢洪道工程整治设计.13 6.3 放水设施工程.14 6.4 防洪公路工程.14 6.5 大坝观测设施及设备.14 6.6 管理房设施.15 第六节 施工组织设计 .15 第七节 工程管理 .16 第八节 环境影响及水土保持 .17 第九节 工程投资 .17 第十节 经济评价 .17 第二章第二章 水文及水库特征水位水文及水库特征水位 .1919 第一节 流域概况 .19 1.1 流域自然地理概况.19 1.2 气象.19 1.3 径流.20 第二节 基本资料的收集、复核 .20 第三节 洪水 .22 3.1 工程等级及洪水标准 .22 3.2 设计洪水复核计算 .22 3.3 泥沙 .25 3.4 水库洪水调节计算.25 3.5 坝顶高程复核.27 3.6 水雨情观测和通讯设备.28 第三章第三章 工程地质工程地质 .2929 第一节 区域地质概况 .29 第二节 区域工程地质条件 .29 2.1 水文地质条件.30 2.2 工程地质条件.30 第三节 天然建筑材料 .31 第四节 结论和建议 .32 第四章第四章 除险加固工程设计除险加固工程设计 .3434 第一节 工程现状及存在的问题 .34 1.1 枢纽大坝工程.34 1.2 溢洪道工程.35 1.3 放水设施 .35 1.4 防洪公路.36 1.5 管理设施及其他工程.36 第二节 设计依据 .36 2.1 工程等别.36 2.2 洪水标准.36 2.3 采用的规范.36 第三节 总体设计 .37 第四节 挡水建筑物 .37 4.1 大坝工程整治设计.37 4.2 大坝渗流复核计算 .38 4.3 坝坡稳定复核.39 第五节 溢洪道工程整治设计 .42 第六节 放水设施 .43 第七节 防洪公路工程 .43 第八节 大坝观测设施及设备 .43 第九节 管理房工程 .44 第十节 建筑工程量统计 .44 第五章第五章 施工组织设计施工组织设计 .4545 第一节 工程施工条件 .45 1.1 工程条件.45 1.2 自然条件 .47 第二节 施工导流 .47 第三节 施工交通运输 .47 3.1 场外交通运输.47 3.2 场内交通运输.47 第四节 主体工程施工 .48 4.1 大坝整治工程施工 .48 4.2 溢洪道工程施工.49 第五节 施工总布置 .50 5.1 布置原则.50 5.2 施工交通运输.50 5.3 施工辅助企业.50 第六节 施工总进度 .51 6.1 设计依据.51 6.2 前期准备工作.51 6.3 主体工程施工期安排.52 6.4 工程完建期.52 第七节 质量控制及验收 .52 7.1 施工测量.52 7.2 材料.52 7.3 开挖.53 7.4 土石方填筑 .53 7.5 砌筑 .53 7.6 混凝土浇筑 .54 第六章第六章 工程管理设计工程管理设计 .5555 第一节 工程管理现状 .55 第二节 工程管理设计 .55 第七章第七章 环境影响及水土保持设计环境影响及水土保持设计 .5757 第一节 环境保护设计 .57 第二节 水土保持设计 .58 第三节 环境保护及水土保持设计经费 .59 第八章第八章 工程概算工程概算 .6060 第一节 编制说明 .60 1.1 编制依据.60 1.2 基础单价 .60 第二节 工程量及投资概算 .61 第九章第九章 经济评价经济评价 .6363 第一节 工程概况 .63 第二节 评价的方法和依据 .63 第三节 国民经济评价 .63 3.1 评价主要参数.63 3.2 工程费用.64 3.3 综合效益计算.65 3.4 国民经济评价指标.66 第四节 敏感性分析 .66 第五节 综合经济评价 .66 第一章 综合说明 第一节 绪言 XX 水库位于广元市元坝区射箭乡 XX 村五社境内的侍郎坟， 坝址地理坐标为东径 10545，北纬 3220，工程距元坝城镇 68km，距广元城区 45km。下游居住人口 1300 多人，保护耕地 2600 亩，是一座以农田灌溉为主，兼顾防洪、水产养殖等综合效 益为一体的小（二）型水利枢纽工程。 1967 年 5 月，广元县水电局组织技术人员开始进行 XX 水库 的勘测设计。同年 9 月，开始动工修建，工程于 1968 年 4 月完工。 XX 水库枢纽工程由大坝、涵卧管、溢洪道组成，等别属五等 工程，主要建筑物为五级，正常运行和非常运行防洪标准为 20 年 一遇洪水设计 200 年一遇洪水校核，相应下泄流量分别为 1.2m3/s 和 4.53m3/s。 XX 水库工程大坝为均质土坝，设计大坝高 15.8m，坝顶宽 1.6m，坝顶长 101m，实测坝顶高程 802.5m，坝址以上集雨面积 为 0.36km2，总库容为 10.14 万 m3，有效库容 8.85 万 m3，死库容 0.39 万 m3，工程设计灌溉面积 0.042 万亩，实际灌面 0.036 万亩， 其工程特性详见表。 XX 水库是在六十年代特定的历史背景中施工修建的，工程 施工质量控制较差，坝体碾压存在不密实问题，外坝脚未设堆石 体，外坝脚段滑坡。坝顶宽度不够，内坡未进行护坡处理，风浪 XX 水库整治前后工程特征表水库整治前后工程特征表 表 1 序号名称单位整治前的规模整治后的规模备注 一一水文气象水文气象 1集雨面积Km20.360.36 2年平均降雨量mm10831083 3最高气温 38.9038.90 4最低气温 -8.2-8.2 5年平均径流深mm513513 6设计洪峰流量m3/s8.858.85p=5% 7校核洪峰流量m3/s14.9214.92p=0.5% 8 设计洪水下泄流 量 m3/s1.21.2p=5% 9 校核洪水下泄流 量 m3/s4.534.53p=0.5% 二二水库特征水库特征 1正常水位M801.00801.00 2设计洪水位M801.40801.40p=5% 3校核洪水位M801.82801.82p=0.5% 4死水位M789.30789.30 5回水长度公里0.180.18 6水库总库容万 m310.1410.14 7有效库容万 m38.858.85 8死库容万 m30.390.39 9水库调节性能年调节水库年调节水库 10径流调节系数0.550.55 三三工程特征工程特征 大坝大坝 坝型均质土坝均质土坝 最大坝高M15.815.8 坝顶长度M101101 坝顶宽度M1.63.0 坝顶高程M802.5802.66 坝底宽度M70.3071.29 1 坝底高程M786.70786.70 溢洪道溢洪道 型式宽顶堰宽顶堰 堰顶高程801.00801.00 宽度M3.04.0 长度M6565 最大泄洪量m3/s4.534.53 2 消能形式无 放水设备放水设备 型式涵卧管涵卧管4 设计放水流量m3/s0.150.15 淘涮严重。溢洪道右边墙被余震震垮，底板未浆砌。放水卧管震 损管壁漏水严重。无防汛进库公路，无管理房工程设施。 第二节 水文及水库特征水位 XX 水库控制集雨面积 0.36km2，库区内植被良好，其海拔高 程在 8001000m 之间，主河道长 0.89km，河床平均比降 179.07。出露岩层多为砂、页岩，土质为黄土和红色亚粘土等。 农田中水田沿河分布较广，有利于水田用水。 水库流域属亚热带湿润季风气候区，具有气候温和、四季分 明、雨量充沛、日照充足、湿度大等特点。最大年降水量 1613mm，最小年降水量 560.5mm。暴雨多发生在 68 月，一次 大暴雨过程多为 12 天，其中 80%左右的水量集中在 24 小时以 内，实测 24 小时内最大暴雨量为 420mm。多年平均气温 13.1， 历年极端气温最高值 34.2，最低-8.8，多年平均日照数 1220 小时，多年平均蒸发量为 1285.4mm，无霜期 240 天，多年平均相 对湿度 69%，平均风速 15m/s，最大风速 20m/s。相应风向 NNE。 洪水复核标准：设计洪水标准为 20 年一遇，相应设计洪水位: 801.40m;校核洪水标准为 200 年一遇,相应校核洪水位:801.82m。 设计洪水成果：设计洪水标准洪峰流量为 8.85m3/s，最大下泄流量 为 1.2m3/s，校核洪水标准洪峰流量为 14.92 m3/s，最大下泄流量 为 4.53 m3/s。 第三节 工程地质 XX 水库位于广元市元坝区射箭乡 XX 村五社境内的侍郎坟， 坝址地理坐标为东径 10545，北纬 3220，坝区附近属高山深沟， 地形切割较深。河床为“V”型河谷，两岸陡坡地段多基岩裸露，属 幼年期河床特征。 库区内出露地层主要为百垩纪下统城墙岩群地层，其次是第 四系地层，另有侏罗上统地层出现和继侏罗系沉积之后又一大套 河湖相红色碎屑岩构成，砾岩、砂岩、泥岩呈互层产出，厚度在 1300m 左右，岩相岩性变化较大。区内构造较缓，岩层倾角多在 68以下，岩性以泥岩与砂岩、砾岩软硬相间为主，厚层砂岩形 成陡岩和鸡爪梁状，泥岩形成缓坡圆丘和平坦边沟等低山地貌状 态。 库区物理地质现象主要为风化剥蚀及崩塌，物理风化作用皆 由粘土、泥质粉砂土等形成的缓坡坪台和由砂页岩互层风化形成 的陡崖，坡脚斜坡处有节理裂隙切割坠落的零星块石出现。风化 剥蚀以泥岩为主，极易风化，表层呈碎屑或粘土状，在坡面水的 冲刷下成为库区淤积的主要来源。 据GB 183062001中国地震动参数区划图国家标准第 1 号修改 单, 四川、甘肃、陕西部分地区地震动峰值加速度区划图及四 川、甘肃、陕西部分地区地震动反应谱特征周期区划图查得，工程区 地震动峰值加速度为 0.1g，动反应谱特征周期为 0.4S，对应地震 基本烈度为 VII 度。因此需对水库工程进行抗震复核计算，抗震 计算标准为丁级。 第四节 震损情况 2008 年 5 月 12 日，四川汶川发生 8 级地震，大地震过后广元 区域内又出现了 6.4 级以上的强余震 1 次，多次余震导致溢洪道 右边墙垮塌，放水卧管震损漏水严重。 第五节 枢纽工程除险加固设计 6.1 大大坝坝工程整治工程整治设计设计 1、大坝坝顶整治设计：拓宽原坝顶宽度 1.6 米至 3.0m，同时 加高大坝高度 16cm，坝顶路面采用 15cm 厚泥结石铺筑，其下铺 设 20cm 厚砂砾石垫层，坝顶路面两端设 30*30 cm 路边石，水库 整治后坝顶高程为 802.66 米,详见大坝整治横断面图。 2 大坝内坡整治设计：对内坡进行整形护坡，自内坡高程 794.00m 以上至 799.00m 以上采用 20cm 厚干砌块石护面，下部 采用 20cm 厚砂砾石垫层作反滤料, 799.00m 以上至坝顶采用 C15 砼预制块进行护坡处理, 预制块边长 30cm 厚 8cm，下部采用 20cm 厚砂砾石垫层作反滤料。护坡框格采用 C20 砼矩形结构，边 长为长宽=15m8m,C20 砼框格断面尺寸宽深=30cm30cm。 3、大坝外坡整治设计：结合坝顶拓宽,从马道 800.45m 采用 1:2.0 坡度培厚外坝坡至坝顶使坝顶宽度达到 3.0m，同时加高大 坝 0.16m，使大坝高度达到 802.66m。对外坝 795.32m 以下滑坡体 进行清除，并应保证全部清除滑坡体，为确保新旧土料的良好接 触，清除采用阶梯状，阶高不小于 30cm，台宽为不小于 60cm 为 宜,并采用硬岩石渣料对坝坡进行回填压实至原坡比。在外坝脚增 建堆石体，堆石体顶高程为 788.70 米，堆石体顶宽 2.0m,内坡比 1:1.0,外坡比为 1:1.5。 坝肩两侧设顺坡向排水沟,同时以防人畜肆意进入坝坡内，排 水沟边墙为 M7.5 砌石矩形结构，宽深=0.40.4m，边墙厚 20cm，底板采用 8cm 厚 C20 砼浇筑，其下铺设 20cm 厚砂砾石垫 层。对外坝坡堆石体以上部分采用 C20 砼棱形框格进行草皮绿化 护坡，以防雨水冲涮，棱形框格边长 10m10m，C20 砼框格断面 尺寸宽深=30cm30cm。 6.2 溢洪道工程整治溢洪道工程整治设计设计 根据水文计算溢洪道最大泄洪能力应为 4.53m3/s,溢洪水深 为 0.82 米,堰顶宽度为 4 米,溢洪道堰顶高程为 801.00 米。而溢洪 道实际堰宽为 3.0m,需拓宽。溢洪道由进口断、宽顶堰、泄流槽段 组成。详见溢洪道设计断面图。 拓宽溢洪道堰顶宽度至 4.0m，堰进口底板下设 60cm 宽, 120cm 高 M7.5 浆砌条石截水墙,以防治水灌入底板。根据调洪演 算进口段堰宽 4.0m,溢洪水深为 0.82m,考虑掺气水深和安全超高 0.7m,进口溢流堰段边墙高为 1.5m。溢洪道泄流槽段按陡坡水力 计算，泄槽宽 3.0m,坡比为 1:67，则相应溢洪水深为 0.8m, 考虑掺 气水深和安全超高 0.7m，泄槽段边墙高为 1.5m。泄流陡槽段按陡 坡水力计算公式进行复核计算，泄流槽宽为 3.0m，溢洪水深为 0.3m，考虑掺气水深和安全超高 0.7m，泄槽段边墙高为 1.0m。溢 洪道边墙断面均采用 M7.5 砌条石梯形断面，顶宽 30cm，底宽 60cm，墙身应梅花状预留 50mm 排水孔，并应做好排水孔后的 反滤过渡结构，边墙纵向间隔 15m 留伸缩缝。溢洪道底板采用 M7.5 砌条石结构,底板厚 30cm，下面采用 20cm 厚砂砾石垫层， 并做好底板下的排水暗沟。陡槽段由于底板位于砂页岩基础上， 底板整体结构较好，可满足直接泄洪需要，本次不做陡槽段底板 设计。 溢洪道末端位于砂页岩基础上，且远离大坝脚，下游为砂页 岩冲沟，亦无农田保护，故未做消能设计。 6.3 放水放水设设施工程施工程 对震损放水卧段管进行撤除，重新采用 M7.5 砌条石进行浆 砌整治。 6.4 防洪公路工程防洪公路工程 防汛公路路面宽设计为 4.0m，按泥结石路面施工，路基利用 原天然土层，其压实度不小于 95%，结构底层采用 20-30cm 厚砂 砾石垫层，表层采用 20cm 厚泥结碎石，路面由中心向两侧做成 5%坡 度，以利于排水。公路两侧各设置一道排水沟，排水沟梯形结构， 底宽 30cm，顶宽 60cm，沟深 20cm，排水沟采用 M7.5 砌条石结 构，详见防汛公路设计横断面图。 6.5 大大坝观测设坝观测设施及施及设备设备 1、大坝沉陷位移观测 在大坝两岸每一纵排测点的延长线上各布设一个工作基点 和校准点，各种基点均布设在两岸岩石和坚实土基上，共需增设 观测点 6 个。 2、大坝渗透观测 在原河床最大断面处进行浸润线观测点的布设，共布设三排， 每个横断面布置四根测压管，同时在 XX 水库原量水堰处增设 RJ 型量水堰渗流仪进行大坝渗流观测。 3、水文观测 针对水库降雨量、水位及水温的观测，本次在水库布设高程 水位标尺，同时增设自计雨量计、自动水位计及电阻温度计各一 套，用于水库水文的观测。 4、观测设备 根据工程管理需要，配置水准仪一台、除草机一台。 6.6 管理房管理房设设施施 本次不设计建设管理房工程。 第六节 施工组织设计 XX 水库属五等工程，枢纽主要建筑物为 5 级，次要建筑物 为 5 级，水库除险加固工程包括大坝加固整治、溢洪道加固整治、 放水设施整治、白蚁防治、增添观测设施和兴建管理房等。主要 工程量为开挖土石方 2291.57m3，土石回填方 2085.58m3，砌石方 903.38m3，砼 441.08m3。主要建筑材料：水泥 57.65T，河砂 211.76m3，石子 149.25m3，高峰人数 80 人。施工总投劳 3.27 万工 日。 工程所需天然建筑材料主要为块石、条石、碎石等，均可在 距大坝 2km 范围内取用；建筑土料就近范围内取用；所需的砂石 料在嘉陵江河道开采运输；钢材、汽油、柴油等主要材料由广元城 区市场供应，水泥和炸药也由广元城区市场供应。 施工用水利用库水和管理站的供水设施来满足生产生活用 水；施工用电利用管理站电力资源或从附近电网架设。 大坝回填碾压和边坡削坡，采用人工回填碾压，机械土料运 输，砼作用采用普通人工作业，人工胶轮车运输，人工平仓， 2.2kw 插入式振捣器振捣。 施工总体布置遵循因地制宜，有利生产、生活，易于管理，少 占耕地，经济合理，安全可靠的原则。根据工程的布置特点和施 工场地条件，进行水、电及砼拌和站和施工辅助企业布设。由于 本工程施工较集中，故采用一个施工区。生活区布置在大坝左岸， 施工辅助企业布置在大坝两端。 本工程计划总工期 4 个月，主体工程工期为 3 个月，即 2009 年 3 月上旬至 2009 年的 6 月下旬，工程准备期半月，工程完建期 半月。 第七节 工程管理 本工程的管理人员现为 1 人，无管理房工程设施。水库 具有综合利用效益，管理项目以大坝为主，为给工程管理提 供必要的条件，满足工程监测、经常性维护（修），运行调度、 资料管理、交通、通信及办公自动化等需要，按有关规范拟设 置以下主要管理设施： 水工建筑物监测维护设施 水情、工情信息及数据处理设施 通信设施 交通设施 办公及生活用房 第八节 环境影响及水土保持 XX 水库枢纽除险加固工程的整治，具有灌溉、防洪、多种经 营及防止库外耕地浸没影响等多方面效益，防止了水事纠纷，具 有重要的经济和政治意义。 工程施工过程中带来的噪声、粉土、油污等不利影响，而这 些都是暂时的，可以采用措施来避免或减少到最小程度。 根据水土保技术规范规定的“谁造成新的水土流失，谁治理” 原则，确定本工程水土保持责任范围为项目建设区和直接影响区。 工程施工完后，对于施工临时占用的耕地应尽快平整复耕，非耕 地和料场平整后进行绿化。 第九节 工程投资 本工程投资概算组成和编制规程执行四川省水利水电 工程概预算定额上、下册（2007 年），广元市建筑材料价格 （2009）和元坝区物价局出具的材料价格信息及XX 水库设计 报告。 XX 水库除险工程包括大坝整治工程、溢洪道整治工程、放 水设施整治、新建防汛公路、兴建管理房、增设大坝观测设施及 相关工程。工程总投资 56.73 万元，其中建筑工程投资 43.81 万元， 机电设备安装工程 2.2 万元，临时工程费 1.62 万元，独立费用 5.16 万元，基本预备费 2.38 万元，工程总投劳 3.27 万工日。 第十节 经济评价 XX 水库在经济上合理可行。国民经济指标表明经济内部收 益率为 14.7%，大于社会折现率 7%，经济净现值为 21.53 万元， 大于 0，效益费用比为 1.52，大于 1。这说明本次整治 XX 水库大 坝内坡滑坡工程在经济上是可行的，并且在灌溉、防洪、水产养 殖及其它方面的效益上是非常显著的，工程整治后将对该地区经 济和社会发展起到积极促进作用,建议尽快立项施工建设。 第二章 水文及水库特征水位 第一节 流域概况 1.1 流域自然地理概况流域自然地理概况 XX 水库位于广元市元坝区射箭乡 XX 村五社境内的侍郎坟， 坝址地理坐标为东径 10545，北纬 3220，工程距元坝城镇 68km，距广元城区 45km。大坝下游下游居住人口 1300 多人，保 护耕地 2600 亩，地理位置重要，防洪效益显著，是元坝区境内的 一座小（二）型水库。 工程流域地处四川盆地北部边缘，为深丘、中山地貌，地势 东高西低，高差较大，河道坡度较陡，水流湍急，但流域内植被较 好。 1.2 气象气象 水库流域属亚热带湿润季风气候区，具有气候温和、四季分 明、雨量充沛、日照充足、湿度大，冬季寒冷少雨且多寒潮；春季 温和、风高物燥、多干旱；夏季炎热、雨量集中、夏旱突出、春旱连 夏旱、或伏旱连秋旱等灾害常有发生；秋季多雨、湿度大，常发生 秋绵雨及秋洪。降雨年内分配极不均匀，雨季从 5 月到 10 月中旬， 降水占年降水量的 75%，而 12 月至次年 3 月降水量仅占年降水 量的 10%，降水年际变化较大，最大年降水量 1613mm，最小年降 水量 560.5mm。暴雨多发生在 68 月，一次大暴雨过程多为 1 2 天，其中 80%左右的水量集中在 24 小时以内，实测 24 小时内 最大暴雨量为 420mm。多年平均气温 13.1，历年极端气温最高 值 34.2，最低-8.8，多年平均日照数 1220 小时，多年平均蒸发 量为 1285.4mm，无霜期 240 天，多年平均相对湿度 69%，平均风 速 15m/s，最大风速 20m/s。相应风向 NNE。 1.3 径流径流 根据四川省中小流域暴雨洪水计算手册和广元县水文手 册查算分析，多年平均年径流深 513mm，地下径流深 13.8mm， 则地表径流深 497.2mm。年径流变差系数 CV0.45，偏差系数采 用 CS2CV。由此算得丰水年（P20%）年径流深 591.7mm，平水 年（P20%）年径流深为 487.26mm，枯水年（P80%）年径流深 为 417.65mm。故各设计频率年径流量分别为 86.39 万 m3、71.14 万 m3、60.98 万 m3，各设计年平均流量分别为 0.027m3/s、0.023m3/s、0.019m3/s。 第二节 基本资料的收集、复核 由于水库流域及邻近类似区内无实测水文资料，水库坝 址河段又无历史洪水调查资料，在运行期间没有洪水过程出 流观测资料，且没有完整的，长系列的暴雨资料，因此不能用 频率分析方法及水文比拟法推求设计洪水，其设计洪水只能 由设计暴雨并按四川省中小流域暴雨洪水计算手册和广 元县水文手册中推理公式进行分析计算。设计暴雨按短历时 暴雨公式计算：Htp=Spt1-n。XX 水库流域内水文资料缺乏，无历 史记载，无实测水文数据。根据工程所在的位置及主要特性， 河道的基本特征值主要来源于万分之一航测图。 XX 水水库库河道特征河道特征值值表表 表 2-1 集雨面积（km2）主河道长度（km）河床比降（） 0.360.89179.02 XX 水库水位-面积、水位-容积复核如下表。 表 2-2 水库水位面积、水位容积曲线计算水库水位面积、水位容积曲线计算 水位水面面积平均面积高差分层库容累计库容 786.70 0 791296014804.363646364 7956980497041988026244 79911200909043636062604 8031464012920451680114284 水库水位容积曲线图 786 790 794 798 802 020000400006000080000100000120000 库容V Z(m) 第三节 洪水 3.1 工程等工程等级级及洪水及洪水标标准准 根据水利部水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252 2000）及国家防洪标准GB5020194之规定，该水库为小（二） 型水利枢纽工程，工程等别为五等水利枢纽工程，枢纽工程主要 建筑物为 5 级。相应水库洪水计算标准为:设计洪水标准按 20 年 一遇洪水(p=5%)计算，校核洪水标准按 200 年一遇洪水(p=0.5%) 计算。 3.2 设计设计洪水复核洪水复核计计算算 3.2.1 设计洪峰流量计算 XX 水库属无洪水水文资料地区，只有采用四川省中小流域 暴雨洪水计算手册中介绍的推理公式法推算设计洪水， 1、推理公式基本关系式： Q=0.0278(S/n)F 上式适用于全面汇流和部分汇流两种情况： 当在全面汇流条件下 tc =1-（/s）n 当在部分汇流条件下 tc =n(tc/)1-n tc=(1-n)s/1/n =0-1/4-n 0=0.02783/4-n/(mJ1/3/L)4/4-n(SF)1/4-n 式中：Q设计频率年最大洪峰流量（m3/s）; 洪峰径流系数；流域汇流时间（h）； S暴雨雨力，即最大 1 小时暴雨量（mm/h）； n暴雨公式指数；F集雨面积（km2）； 产流参数,即产流历时内流域平均入渗（mm/h）; m汇流参数；J主河道的平均坡降； L自出口断面沿主河道至分水岭的河流长度（km）； 0当 =1 时的流域汇流时间（h）；tc产流历时（h） 2、各参数确定 流域特征参数 F、L、J 据万分之一航测图量算得： F=0.36km2，L=0.89km，J=179.02。 产流参数 采用四川省中小流域暴雨洪水计算手册中盆地丘陵区经验公 式计算：采用盆缘山区公式 =3.6F-0.19计算平均产流参数 值为 4.371。 汇流参数 m 仍采用四川省中小流域暴雨洪水计算手册中盆地山区经 验公式计算： 当 为 130 时 m=0.3180.0204 流域特征参数 =L/（J1/3F1/4），经计算得 m=0.368 3、暴雨参数 S、n 根据手册结合相关公式计算暴雨衰减指数 n 和雨力参数 S。 XX 水库暴雨参数成果表 表 2-3 P%H24pSpn2P 5262.575.2850.607 0.5417.5115.9930.597 4、洪峰流量计算 由于流域面积较小，先采用 n2作试算，则计算成果如下表： XX 水库洪峰流量计算成果表 表 2-4 P(%)OOQPm 50.6784.3716.210.930.698.850.367 0.50.5984.3717.690.950.6114.920.367 由上述分析计算可知：流域汇流时间 价于 1-6 小时之间，说 明采用 n2计算合理，验算的汇流参数 m=m，则计算正确。 3.2.2 洪水总量 根据该库各时段设计暴雨，采用暴雨洪水手册推荐公式， 按单峰洪水进行计算，径流系数 根据手册和相应雨量查得。 则设计暴雨历时 T=12.8F1/4=9.92 小时。 短历时设计暴雨量按 HTP=SPT1-n3计算， 设计洪水总量用 WP=0.1HTPF 公式计算，成果如下： 洪水总量计算成果表 表 2-5 P%Sp(mm)HTP(mm) WP(万 m3) 575.285185.50.9076.06 0.5115.993292.430.9289.77 3.3 泥沙泥沙 XX 水库流域泥沙主要来源于耕作、坡地和人工堆积。本 流域内森林植被较好，地质和地势走向平缓，流域内水土流 失不很严重，因此给河道带来的泥沙较轻，并主要集中于洪 水季节，69 月沙量占全年 90%以上。因此不需进行水库死 水位的重新复核。 3.4 水水库库洪水洪水调节计调节计算算 3.4.1 起调水位的确定 XX 水库起调水位定为正常蓄水位 801.00m，相应库容 8.85 万方。 2.4.2 水位库容曲线 2003 年实测绘制水位库容曲线，本次直接采用 2003 年绘制的 库容特性曲线，数值见表 2-6。 XX 水库水位 H库容 V 曲线表 表 2-6 水位 H（m） 786.7791795799803 库容 V（万 m3） 00.642.626.2611.43 3.4.3 水位泄量曲线 XX 水库溢洪道位于大坝左侧,为开敞式正堰，堰顶高程为 801.0m,堰 宽 4.0m，本次按宽顶堰公式 计算下泄流量 q,绘制 Hq 2 3 MBHq 泄 曲线,成果见表 27。 XX 水库溢洪道 Hq 曲线计算表 表 2-7 水位 H（m） 801.0801.4801.8802.2802.6803.00 下泄流量 q（m3/s） 01.574.448.1312.5517.54 3.4.4 调洪演算 按照水库大坝安全评价导则（SL2582000）第 4.4.2 条及 4.4.3 条的有关规定，结合本次设计洪水采用坝址洪水、汛期动库 容所占比重不大的情况，调洪计算方法为静库容法。 本次调洪演算根据四川省水文局 1979 年编制的水文手册 相关公式进行，采用四川省水文局编制的小型水库洪水计算程序 进行调洪计算，起调水位为溢洪道堰顶高程 801.00m,相应水库库 容为 8.85 万 m3。调洪演算结果如下表。 调洪演算成果表 表 2-8 频率 P （%） 最大下泄流 量 （m3/s） 溢洪道宽度 （m） 最大行洪水 深 h(m) 最高库水位 （m） 库容 （万 m3） 51.204.00.4 801.412(801.4 ) 9.52 0.54.534.00.82 801.845(801.8 2) 10.14 由上表可知：复核后的最高洪水位为 801.845m，大于原设计 校核洪水位 801.82m，故水库大坝防洪标准满足，复核后的溢洪 道下泄最大行洪水深为 0.82m，相应溢洪道堰顶宽度为 4.0m，而 实际溢洪道堰顶宽度为 3.0m，小于复核后的溢洪道堰宽度，故溢 洪道泄洪标准不够，需进行拓宽溢洪道。 从调洪演算分析可知，水库的总库容为 10.14 万 m3，而校核 情况水库的洪水总量为 9.77 万 m3，基本等于水库总蓄水量，故水 库属年调节水库，根据防洪需要，防洪限制库容设为 5.6 万 m3， 即汛期半库运行，相应防洪限制水位为 798.27m。 3.5 坝顶坝顶高程复核高程复核 根据当地气象部门提供的资料：该库地区多年平均最大风速 Vf=15m/s，吹程 D=0.18km，由此计算出风浪爬高为： 设计情况(P=5%),H设爬=0.588m 校核情况(P=0.5%),H校爬=0.355m 按有关规定安全超高取值为： 设计情况(P=5%),H设超=0.5m 校核情况(P=0.5%),H校超=0.3m 地震壅浪高度：H壅浪=1.0m 根据规范，土石坝波浪爬高和风壅高度以上为安全超高，在 正常运用条件下为 0.50m，在非常运用条件下为 0.30m。 设计坝顶高程应为： (1)坝顶高程设计洪水位风浪爬高安全超高 (2)坝顶高程校核洪水位风浪爬高安全超高 (3)坝顶高程正常蓄水位校核情况风浪爬高校核情况 安全超高+地震壅浪高度 则要求坝顶高程为： 设计情况(P=5%),H坝顶=802.488m 校核情况(P=0.5%),H坝顶=802.475m 考虑地震情况, H坝顶=802.655m 坝顶高程取以上三种成果中最大值，即 802.655m，经复测， 现水库坝顶实际高程为 802.5m，故水库坝高不能满足要求。 3.6 水雨情水雨情观测观测和通和通讯设备讯设备 针对水库降雨量、水位的观测，本次增设自计雨量计、自动 水位计各一套，用于水库水文的观测。安置固定电话及传真机各 一部，配备手持移动电话一部。 第三章 工程地质 第一节 区域地质概况 XX 水库位于广元市元坝区射箭乡 XX 村五社境内的侍郎坟， 坝址地理坐标为东径 10545，北纬 3220，坝区附近属高山深沟， 地形切割较深。河床为“V”型河谷，两岸陡坡地段多基岩裸露，属 幼年期河床特征。 库区内出露地层主要为百垩纪下统城墙岩群地层，其次是第 四系地层，另有侏罗上统地层出现和继侏罗系沉积之后又一大套 河湖相红色碎屑岩构成，砾岩、砂岩、泥岩呈互层产出，厚度在 1300m 左右，岩相岩性变化较大。区内构造较缓，岩层倾角多在 68以下，岩性以泥岩与砂岩、砾岩软硬相间为主，厚层砂岩形 成陡岩和鸡爪梁状，泥岩形成缓坡圆丘和平坦边沟等低山地貌状 态。 据GB 183062001中国地震动参数区划图国家标准第 1 号修改 单, 四川、甘肃、陕西部分地区地震动峰值加速度区划图及四 川、甘肃、陕西部分地区地震动反应谱特征周期区划图查得，工程区 地震动峰值加速度为 0.1g，动反应谱特征周期为 0.4S，对应地震 基本烈度为 VII 度。因此需对水库工程进行抗震复核计算，抗震 计算标准为丁级。 第二节 区域工程地质条件 水库位于梓潼向斜北西翼，为平缓的单斜构造，岩层产状平 缓，倾向南东 30，倾角 3，未见大的断裂构造，岩层裂隙发育，多 为“X”剪切裂隙，次为风化裂隙。 “X”剪切裂隙多发育于砂岩层中，主 要有两组“X”剪切构造裂隙，一组裂隙走向 72，倾向 162，倾角 7987，另一组裂隙走向 340，倾向 70，倾角 7285。该“X”裂隙 微张，面平直，延伸 620 米，裂隙间距 1.52.1 米，临岸地带由于 卸荷，张开度 0.022.0 厘米。裂隙一般在砂岩中延伸较远较长， 是坝基、坝肩岩体渗漏的主要通道，砂质泥岩中裂隙一般开张小、 尖灭或闭合。 2.1 水文地水文地质质条件条件 区内水文地质条件简单。地下水主要为松散堆积层中的孔隙 型潜水和基岩中的脉状裂隙型潜水。接受大气降水与库水的补给， 动态变化的季节性明显。 孔隙型潜水主要赋存于沟底松散土层中，水量一般丰富，地 下水位高。裂隙型潜水主要赋存于基岩内各种裂隙中，一般以泉 的形式排泄。由于水库的修建抬升了水位，在水库下游地下水具 有弱承压性。砂岩裂隙发育，连通性好，充填差，透水性较强。 2.2 工程地工程地质质条件条件 本工程地质构造简单，岩层产状平缓，无大断裂构造存在。 地震动峰值加速度为 0.1g，动反应谱特征周期为 0.4S，对应地震 基本烈度为 VII 度。 坝址区工程地质条件简单，大坝坝基为强风化砂质泥岩，强 度能满足大坝的承载力要求和抗滑稳定要求。两坝左右坝肩为强 风化砂质泥岩夹薄层砂岩，岩坡基本稳定，修建本工程类型的土 石坝是适宜的。 为满足大坝整治设计需要，根据碾压式土石坝设计规范 SL2742001 的要求，并参照近邻何家坝水库工程，综合分析拟 定坝体土及块石有关物理力学性质建议指标值。供设计进行坝坡 抗滑稳定安全计算及整治初步设计使用。块石棱体、抛石指标采 用其它水利工程设计值，并考虑风化影响。见下表。 XX 水库大坝坝体土物理力学性质指标值表 表 31 第三节 天然建筑材料 条石：工程附近多石山，且质地坚硬，料场近，可就近开采。 砂、砾石料：工程附近无砂砾石料场，但嘉陵江河坝的砂砾石 料十分丰富，可以大量开采运输，且砂砾有机质和泥沙含量少， 质量好，完全能满足工程需要。 项 目单 位坝体土块石棱体 天然密度 g/cm31.861.84 饱和密度 f g/cm31.982.02 浮密度 g/cm30.981.02 度 18.836.0 非饱