井玉沟水库初步设计报告

目录1综合说明111绪言112水文及水利计算成果复核213工程地质314工程任务和规模415工程设计416工程施工617环境保护和水土保持设计618工程管理设计719设计概算72工程概况921枢纽工程概况922工程运行状况923管理机构及设施概况103水文1131流域概况1132气象概况1133降雨1134径流1335洪水1436泥沙1737蒸发与渗漏174工程地质1941地质概况1942库区工程地质2043坝址区工程地质2144天然建筑材料225工程任务和规模2451水库存在的主要问题及建设的必要性2452用水分析2453径流调节2654洪水调节2755水库特征值286工程设计2961工程等别及标准2962大坝2963溢洪道3464输水洞3865其它工程387施工组织设计4171施工条件4172施工导流4273施工队伍及施工方法4374主体工程施工4375施工总布置4576施工总进度468环境保护和水土保持设计4781编制依据4782环境保护设计4783水土保持4984结论509工程管理设计5191管理机构5192管理及保护区范围5193水库管理站设施5110设计概算52101编制说明52102工程概算表53附山西省小型水库除险加固项目三类坝鉴定成果核查意见表意见附图01总体平面布置图02大坝横断图03大坝细部结构图04溢洪道平面图、纵剖图05溢洪道横断面图06溢洪道细部结构图07进水卧管平面图08输水洞结构图09施工组织平面布置图1综合说明11绪言111水库概况井玉沟水库位于海河流域南运河水系清漳东源张翼河支流上，地处和顺县义兴镇井玉沟村北，控制流域面积26KM2。水库于1974年9月建成，总库容15万M3。是一座以防洪为主兼顾兴利的小（2）型水库。水库枢纽工程由大坝、溢洪道和输水洞组成。水库担负着下游1个村庄，1200口人，1000亩耕地，2500间房屋，2KM蔡紫公路等的防洪任务。112工程存在的主要问题1、水库防洪能力达不到规范要求。2、大坝上游坝坡干砌石护坡有多处塌陷，坝顶未硬化，下游坝坡稳定安全系数不满足规范要求；排水沟损坏，坝脚无排水设施。坝体渗透坡降接近允许比降，存在渗透稳定安全隐患。3、溢洪道局部衬砌，出口无消能设施。4、输水洞老化失修，进口渗漏。5、无管理房及观测设施。113大坝安全鉴定结论2012年1月完成和顺县井玉沟水库大坝安全鉴定报告，并通过专家组鉴定，鉴定结论如下（1）防洪安全性为C级。（2）结构安全性为C级。（3）渗流安全性为C级。（4）大坝抗震安全性为C级。（5）无管理房及观测设施。综合评定为三类坝。受和顺县水利局的委托，我院在编制井玉沟水库安全鉴定报告的基础上，进行水库除险加固初步设计报告的编制工作。12水文及水利计算成果复核井玉沟水库位于海河流域南运河水系清漳东源张翼河支流上，地处和顺县义兴镇井玉沟村北，控制流域面积26KM2。整个流域下垫面为砂页岩灌丛山地，流域主河道长25KM,流域平均比降为5。流域属温带大陆性气候，春季干燥多风、春寒如冬，夏季干燥多风、无盛署，秋季凉爽、阴雨较多，初冬飞雪，冬季漫长而寒冷。多年平均气温62，极端最高气温为344，最低气温为3214，封冻日期平均为147天，无霜期一般为119天，最大冻土深度108M。全年主导风向为西南风，冬季多西风，极端最大风速达18M/S。121降雨量井玉沟水库控制流域内无水文测站，无任何实测资料。在和顺县城附近设有蔡家庄水文站，有19592006年的实测降雨系列，由于水库控制流域距该水文站较近，采用蔡家庄水文站的降雨资料作为水库控制流域的面降雨量进行分析计算。该流域年雨量均值为5456MM。122年径流依据山西省水文计算手册,本流域年径流均值为1768万M3。123洪水设计洪水采用山西省水文计算手册（2011年）进行计算。计算成果见表11。表11洪水计算成果表频率流程历时小时上涨历时小时洪峰M3/S最大一日洪量万M35725152821240510255229266124泥沙泥沙年均淤积量540M3。13工程地质131工程地质及水文地质条件评价水库在区域地质构造上位于沁水块坳之沾尚武乡阳城北北东向褶带的北部东缘。区内地貌属低中山区，库坝出露的地层主要为中生界二叠系下统基岩及第四系中、上更新统、全新统松散堆积物。据中国地震动参数区划图（GB183062001），区内地震动反应谱特征周期为040S，地震动峰值加速度为010G，依据地震动峰值加速度确定的本区地震基本烈度属度区。132坝址区工程地质问题大坝坝基、左坝肩及右坝肩下部均与基岩相接。坝两岸稳定性较好。水库在蓄水运行中，坝基及两坝肩未发现有渗水现象。坝体填筑土岩性为浅黄色、褐黄色、棕红色等杂色低液限粘土。133溢洪道工程地质溢洪道进出口段坐在二叠系下统下石盒子组（P1X）黄绿色厚层中粗粒砂岩夹杏黄、黄绿色砂质泥岩上，中段左侧基础为中更新统洪积（Q2PL）灰黄、棕红色低液限粘土。134输水洞工程地质输水洞座在二叠系下统下石盒子组（P1X）黄绿色厚层中粗粒砂岩中，现洞进口有渗漏现象。135天然建筑材料水库除险加固需要的主要天然建筑材料为块石、碎石、砂。工程所用石料（块石、碎石）从和顺县城附近的灰岩区料场就近选用，砂从河北邢台购进。14工程任务和规模141径流调节调节成果见表12。表12径流调节成果表频率正常蓄水位M兴利库容（万M3）来水量（万M3）灌溉总用水量（万M3）灌溉面积（万亩）5012843462690405003142调洪成果结果如表13。表13洪水调节计算成果表单位M,M3/S,万M3频率堰宽起调水位最高洪水位最大泄量溢洪道进口底高程P05128591344P5101280612849893812843415工程设计151大坝除险加固改造设计1511坝顶现状坝顶宽度为35M。为满足防汛抢险需要以及对坝体的保护，现状坝顶需硬化，采用20CM厚泥结石路面，路面向下游侧设置2单向坡。坝顶上游侧增设防浪墙，防浪墙为M75浆砌石挡土墙型式，墙顶高程128736M,顶宽50CM，坝顶以上高11M，基础深06M。坝顶下游侧设C15砼路肩石。1512上、下游坝坡改造将现状上游坝坡塌陷的干砌石等清理并夯实后，铺设复合土工膜，复合土工膜铺好后，上覆厚40CM的碎石垫层，垫层上面砌筑40CM厚的干砌石护坡。下游坝坡进行清坡，边坡为1225，并种植草皮进行护坡，高程127524M以下增设贴坡排水，贴坡排水采用干砌石护坡，干砌石厚40CM，边坡为1225，干砌石与坝体之间设一层反滤土工布紧贴坝体和一层过渡层，反滤土工布规格为200G，过渡层厚40CM。下游坝脚设排水沟。下游坝坡增设两岸坡排水沟。排水沟为M75浆砌石结构，断面尺寸为30CM30CM，和下游坝脚排水沟互相连通。152溢洪道改造改造后的溢洪道水平投影全长635M，进口底高程128434M。溢洪道从桩号0000至桩号0010为控制段，且为弯道段，轴线弯道半径25M；0010至00605为陡坡段，其中00100052底纵坡为I1/50，005200605M底纵坡为I1/5；0060500635M段为挑流消能段。153输水洞改造将输水洞前30M及进口卧管拆除重修。新建输水洞部分仍采用原断面尺寸，即断面为城门洞型，底宽06M，直墙高05M,拱高025M，M75浆砌石结构。洞身每8M设一道伸缩缝，并在伸缩缝下游侧2M处设截水环一道。进口卧管顶高程128434M，底高程1276M，共16级，M75浆砌石结构，每级长2M，宽12M，高05M。并增设C30盖板。154其它工程水库现状无管理房，此次设计新建50M2的管理房。并整修硬化15KM的防汛道路。路面宽4M，20CM厚泥结碎石路面。16工程施工水库坝址附近有县乡公道路通过，对外交通比较方便。为方便施工，在施工场地修建临时施工道路1KM，主要用于建材及施工机械运输等。大坝上游改造、溢洪道改造及输水洞进口等施工要求在非汛期施工，考虑到有基流，修建施工围堰。围堰为土石围堰，顶宽3M，上、下游边坡为12，高3M。主体工程施工要求土工膜铺设土工膜铺设前，首先按设计将坝坡整平，土工膜铺设时，将土工膜与坝面台阶贴紧，不留空隙。另外，严禁穿钉子鞋在土工膜上行走。土工膜铺好后，将土工膜两端固定好，然后上覆滤料进行保护。施工期1年。17环境保护和水土保持设计井玉沟水库除险加固工程对环境的不利影响主要表现在施工期，但是这些影响都是短期的且经过相应的措施处理后基本可以避免。运行期对周边环境是有利的，水库的安全性增强，风险性减少，能更好地发挥经济、社会、环境效益。从环境角度看，本工程是可行的。本工程可能造成的水土破坏主要集中于施工临建区。对施工临时建筑拆除的场地，进行废物清理和土地平整，栽植树木、草类，恢复植被。18工程管理设计本工程为除险加固工程，宜采用现行实际管理及保护区范围。水库管理站需修建房屋50M2，并整修硬化15KM的防汛道路。19设计概算191编制依据1、水总【2002】116号文（关于发布水利建筑工程预算定额、水利建筑工程概算定额、水利工程施工机械台时费定额及水利工程设计概（估）算编制规定的通知）；2、晋水规计（2003）716号文关于发布山西省水利水电工程设计概（估）算编制规定的通知；3、晋水规计（2009）891号文关于山西省水利水电工程设计概（估）算编制规定补充调整的通知；4、发改价格2007670号文国家发展改革委、建设部关于印发的通知；5、水利建筑工程概算定额（2002）；6、水利工程概预算补充定额（2005）；7、水利工程施工机械台时费定额（2002）；8、概算采用晋中建设工程造价管理信息的价格水平20114；9、山西省水利厅晋水办规计201170号文关于转发水利部、财政部小（2）型病险水库除险加固工程初步设计指导意见的通知。192主要工程量及材料消耗量主要工程量土石方开挖10096M3土石方填筑3021M3混凝土337M3模板266M2钢筋制安12T主要材料消耗量水泥178T柴油969T碎石2142M3砂36739M3块石73912M3193主要概算指标总投资18983万元。2工程概况井玉沟水库位于海河流域南运河水系清漳东源张翼河支流上，地处和顺县义兴镇井玉沟村北，控制流域面积26KM2。水库于1974年9月建成，总库容15万M3。是一座以防洪为主兼顾兴利的小（2）型水库。21枢纽工程概况水库枢纽工程由大坝、溢洪道和输水洞组成。211大坝大坝为均质土坝，坝顶高程128626M假设高程，最大坝高15M，坝顶长30M，坝顶宽35M，无防浪墙；大坝上游坝坡125，为干砌石护坡，下游坝坡1225。下游坝脚无排水设施。坝基坐落在基岩上。212溢洪道溢洪道位于大坝左岸，主要开挖于基岩中，为开敞式，进口宽67M，底板高程128434M，全长663M,无消能设施。复核设计最大泄量27M3/S。213输水洞输水洞位于大坝右端的基岩上，为浆砌石结构，进口设卧管控制，出口底高程12754M，断面为城门洞型，底宽06M，直墙高05M,拱高02M。22工程运行状况水库自1974年建成蓄水以来，在运行过程中，枢纽主要建筑物暴露出一些问题。大坝上游坝坡干砌石护坡有多处塌陷；坝顶无防浪墙,坝顶未硬化；下游坝坡排水沟损坏，下游坝脚无排水设施。溢洪道溢洪道左侧为岩石山体，左侧墙和底板未衬砌，右侧墙采用浆砌石衬砌，出口无消能设施。输水洞输水洞进口渗漏。23管理机构及设施概况井玉沟水库现由义兴镇井玉沟村委会管理。水库无管理房，上坝道路未进行硬化，一遇下雨，泥泞不平。3水文31流域概况井玉沟水库位于海河流域南运河水系清漳东源张翼河支流上，地处和顺县义兴镇井玉沟村北，控制流域面积26KM2。水库于1974年9月建成，总库容15万M3。是一座以防洪为主兼顾兴利的小（2）型水库。32气象概况和顺县属温带大陆性气候，春季干燥多风、春寒如冬，夏季干燥多风、无盛署，秋季凉爽、阴雨较多，初冬飞雪，冬季漫长而寒冷。据和顺县气象站资料统计分析，多年平均气温62，极端最高气温为344，最低气温为3214，一年中以一月份最冷，月均气温92，七月份最热，月均气温198。日均气温在0以下的日数一般为125天左右，占全年天数的34；封冻日期平均为147天，无霜期一般为119天，最长年为152天，最短年仅95天。年平均日照时数为2634HR，最大冻土深度108M。全年主导风向为西南风，冬季多西风，年平均出现8级以上大风的日数在18天以上，多出现在春季；极端最大风速达18M/S。33降雨井玉沟水库控制流域内无水文测站，无任何实测资料。在和顺县城附近设有蔡家庄水文站，有19592006年的实测降雨系列，由于水库控制流域距该水文站较近，采用蔡家庄水文站的降雨资料作为水库控制流域的面降雨量进行分析计算。蔡家庄水文站逐年降雨量见表31。表31蔡家庄水文站降雨量表单位MM年份降雨量年份降雨量年份降雨量年份降雨量1959669197235919855951998509196053819737741986326199934019615681974407198754520005191962562197549219886482001417219631144197663219894922002630519647381977573199062120036494196538219784941991485200444411966651197944819924122005527719677571980406199343620065782196857919814731994486196956619824911995611197054819835791996642平均5456197160819844861997350由此可以计算平均降雨量为5456MM，最大年降雨量为1963年的1144MM，最小降雨量为1986年的326MM，降雨年内和年际变化大。降雨频率计算结果见表32和图31。表32年降雨量频率计算结果表年降雨深（MM）选定系列（19592006）不同保证率降雨量代表年均值54562064531988极值比3506计算02405053641960最大值/年1144/1963CV适线0237545851979最小值/年326/1986CS/CV209536051972图31降雨量频率分析图34径流井玉沟水库无任何水文资料，属无资料地区。本次计算采用山西省水文计算手册中设计年径流计算方法进行计算。手册中地表年径流均值计算有三种方法等值线法、幂函数模型法和双曲正切模型法，本次计算采用后两种方法。两种基流计算方法水文比拟法和模型法，由于本流域及附近没有清泉调查资料，故采用模型法。根据山西省水文计算手册中各附图并配合1979年航摄的1/5万地形图，经量算，水库流域特征值见表33，计算结果见表34。表33流域特征值项目单位数量流域面积KM226流域长度KM25流域纵坡50流域面雨量MM5456流域雨量变差系数023产流地类分区砂页岩灌丛山地KM226汇流地类分区灌丛山地KM226表34年径流统计参数成果单位万M3计算方法地表年径流均值基流均值年径流均值变差系数偏态系数双曲正切模型法15152531768126266幂函数法14872531740127289由上表可知这两种计算方法得出的结论基本一致。此次设计选用双曲正切模型法计算的结果进行不同保证率的年径流量及月分配计算（月分配选用蔡家庄水文站资料）。结果见表35。表35年径流量月分配单位万M3保证率项目1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年参证站比例1013442914071443752290573210020设计径流量0304120804024010145251609277参证站比例53455854475913825710478644410050设计径流量05040505040512230907060490参证站比例02171139417104864037864200410075设计径流量00010403010403140302010036参证站比例3322282231224834010772578510095设计径流量0100010001001001020201022135洪水351洪水计算原则水库控制流域内没有水文站，且建库以来，没有洪水实测值，所以无法采用实测值进行分析计算，设计洪水采用山西省水文计算手册（2011年，以下简称手册）进行计算。352洪水计算标准根据水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准（SL2522000），井玉沟水库属小（2）型水库，工程等级为等，永久性建筑物的主要建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级。水库防洪标准为20年一遇设计洪水200年一遇校核洪水。353流域特征值根据手册中“山西省水文下垫面产流地类图”和1974年版“山西省地质分布图”等,对水库的流域特征值进行了进一步的分析计算,流域特征采用值为表36。表36流域特征值面积（KM2）砂页岩灌丛山地（KM2）流域长度（KM）流域宽度（KM）流域纵坡（）26262510450354设计洪水计算采用手册中的流域模型法进行洪水计算。（1）设计暴雨水库控制流域面积以上区域的暴雨分区由附图1查得为东区，由附图15附图24查得流域形心点不同历时的暴雨均值HOT及CV值如表37。表37暴雨均值表时段10分钟1小时6小时24小时72小时暴雨均值MM1327395975V值051055053053048不同频率的暴雨成果如表38。表38不同频率暴雨计算成果折减系数P点设计暴雨MM面设计暴雨MM频率50550550510分钟093093261404253861小时094093566904867636小时097097801256834131324小时09809812111901151179772小时0990991459220914452184（2）产汇流计算工程控制流域范围查附图1属“中区”，产流地类查附图2为“变质岩灌丛山地”，汇流地类查附图4为“灌丛山地和森林山地”。设计、校核标准洪水特征如表39，其洪水过程线如表310、表311、图32。表39洪水特征值表频率流程历时小时上涨历时小时洪峰M3/S最大一日洪量万M35725152821240510255229266表310P5洪水过程线表单位HM3/S时程11251150117512001225125012751300流量00006313722433460128202698时程13251350137514001425145014751500时程11251150117512001225125012751300流量214215191057724487326217145时程15251550157516001625165016751700流量096064042028019012008005时程172517501775180018251850流量004002002001001000表311P05洪水过程线表单位HM3/S时程10251050107511001125115011751200流量000003009018029280507720时程12251250127513001325135013751400流量9481434522948963858276019841452时程14251450147515001525155015751600流量1086832653523427354297251时程16251650167517001725175017751800流量213180152128106069045028图32洪水过程线0102030405060111213141516171819时间T流量M3/SP05Q23M/SP5Q28M3/S36泥沙井玉沟水库没有来沙实测资料，水库附近也没有可以借鉴的泥沙实测资料。水库于1974年蓄水以来，在运行的37年间，根据2011年11月实测地形图，坝前淤积高程为12798M,共淤积库容20万M3，所以泥沙年均淤积量为540M3。37蒸发与渗漏371蒸发水库没有水面蒸发的实测资料，故选用和顺气象站历年各月的蒸发资料进行计算。水库蒸发损失按下式计算。EKE水POYOF水面EF水面式中E蒸发损失量万M3,E水水库附近测得的水面蒸发量MM,和顺气象站采用20CM蒸发器,共有1959年至2008年50年的逐月蒸发量资料值,其多年平均蒸发量为1616MM。K由蒸发器测得的蒸发量换算为大面积蒸发量的换算系数。根据山西省第二次水资源评价成果，海河南系20CM蒸发皿非冰期（410月）折算系数K064，冰期（113月）折算系数K061。PO水库流域的多年平均降水量，PO5456MM，YO水库多年平均径流深，水库多年平均径流量为1768万M3，换算成为多年平均径流深为YO68MM，F水面水库的水面积。则有KE水1024MM,陆面蒸发POYO5456684776MM,EKE水POYO102447765464MM。由以上计算的水库蒸发量，按照和顺气象站各月实测蒸发量的分配比例即可求得水库各月的蒸发量。见表312。表312井玉沟水库逐月蒸发量计算表单位MM月份123456789101112全年和顺气象站20CM蒸发皿506111319126824418415212411069501616折算系数061061061064064064064064064064061061水面蒸发量30376912217215611897807042301024月分配比例3036671201671521159578684130100水库计算蒸发量1641973666569128316285194263722241645464372渗漏此次除险加固根据水库的地质资料及实际运行情况，库区渗漏损失按当月末库容的05计。4工程地质41地质概况井玉沟水库位于海河流域南运河水系清漳东源张翼河的支流上，和顺县义兴镇井玉沟村村北。水库控制流域面积26KM2，总库容15万M3。是一座以防洪为主兼顾兴利的小（）型水库。水库于1974年9月竣工。枢纽工程由大坝、溢洪道、输水洞三部分组成。其中，大坝为均质土坝，坝顶高程128626M，最大坝高15M，坝顶长30M、宽35M。溢洪道位于左岸，为开敞式，进口宽67M，进口底高程128434M。输水洞位于右岸，为浆砌石结构，进口设卧管控制，出口底高程12754M。水库在区域地质构造上位于沁水块坳之沾尚武乡阳城北北东向褶带的北部东缘。区内地貌属低中山区，库坝出露的地层主要为中生界二叠系下统基岩及第四系中、上更新统、全新统松散堆积物。由老至新叙述如下中生界二叠系下统下石盒子组（P1X）黄绿色厚层中粗粒砂岩夹杏黄、黄绿色砂质泥岩。区内广泛出露。第四系（Q）中更新统（Q2）洪积（Q2PL）灰黄、棕红色低液限粘土，局部夹卵石混合土透镜体。其中低液限粘土质地均匀，结构较密实，垂直节理发育，具大孔隙。在区内大面积分布。上更新统（Q3）坡积（Q3DL）浅黄、浅灰黄色低液限粘土。质地均匀，结构疏松，垂直节理发育，具大孔隙，孔中常有植物根系遗留体。在区内黄土山顶、坡面大面积分布。厚度大于30M。全新统（Q4）洪积（Q4PL）卵石混合土。与下伏基岩呈角度不整合接触。构成厚度不大的河床松散覆盖层。湖积（Q4L）浅黄、褐黄色、黄褐色低液限粘土，为水库淤积层。坝前淤积厚度约8M。人工堆积（QS）浅黄、浅灰黄色、灰黄、棕红等杂色低液限粘土。为坝体填筑土。最大厚度15M。坝址区二叠系下统下石盒子组基岩，砂岩质地相对较硬，一般强风化厚度58M；泥质砂岩、泥岩质地较弱，抗风化能力较差，地表呈全风化小碎块状，一般强风化厚度大于10M。砂岩岩层产状612，倾向上游偏右岸。主要发育有两组节理N290W/NE73，受卸荷影响，节理多呈微张张开，节理面平直光滑，延伸远，贯通性好，节理间距一般0511M，节理发育程度属较发育；N25E/SE7883，节理间距一般0715M，节理发育程度属较发育，受节理组限制，其它均同节理。据中国地震动参数区划图（GB183062001），区内地震动反应谱特征周期为040S，地震动峰值加速度为010G，依据地震动峰值加速度确定的本区地震基本烈度属度区。42库区工程地质据现场踏勘调查库区未发现有向库外邻谷的集中渗漏通道。库岸部分由第四系低液限粘土组成，存在库区塌岸的地质条件。水库建成蓄水已40多年，库岸已形成一定规模的稳定水上水下边坡，如蓄水位抬升，仍可能会有新的边坡再造，水库坝顶高程如仍维持现状不变，则设计蓄水位高程变化不大，相应的，基本不存在进一步的淹、浸没问题。另外，水库淤积较为严重，现坝前淤积高程12798M，淤积厚度约8M,淤积量为2万M3。43坝址区工程地质431坝体填筑土质量分析水库于1974年9月竣工。大坝为均质土坝，坝顶高程128626M，最大坝高15M，坝顶长30M、宽35M。上游坝坡125为片砌石护坡，下游坝坡1225，下游坝脚无排水设施。建成蓄水运行中，整个坝体未见异常。为了复核评价坝体土填筑质量，在大坝中部最大断面处的坝顶、下游坝坡中部分别布置2个深为4M的探井，每米人工取原状土样1组，并由山西省三水实验测试中心做了相关室内土工试验。土工试验成果统计见表41。坝体填筑土岩性为浅黄色、褐黄色、棕红色等杂色低液限粘土。由表41可知坝体填筑土粘粒含量183219；天然含水率119242；干密度D144174G/CM3，平均162G/CM3，小值平均值153G/CM3；天然压缩系数AV12018069MPA1，平均为030MPA1，具中等高压缩性；饱和压缩系数AV12014050MPA1,平均035MPA1，具中等高压缩性；湿陷系数S200001800858，具有轻微强烈湿陷性（湿陷性样品比例为375，）；自重湿陷系数ZS0000400411，（湿陷性样品比例为25，）；渗透系数水平方向平均值为KH120104CM/S，垂直方向平均值KV168104CM/S；饱和慢剪平均值C73KPA，207；小值平均值C53KPA，154。综合分析表明坝体土填筑质量尚可。432坝基渗漏、绕坝渗漏、及渗透稳定据2011年12月现场踏勘、调查和收集到的水库有关资料大坝坝基、左坝肩及右坝肩下部均与基岩相接。坝两岸稳定性较好。水库在蓄水运行中，坝基及两坝肩未发现有渗水现象。433溢洪道工程地质溢洪道位于左岸，为开敞式，本次除险加固设计进口底宽10M，进口底高程128434M，全长635M。溢洪道进出口段坐在二叠系下统下石盒子组（P1X）黄绿色厚层中粗粒砂岩夹杏黄、黄绿色砂质泥岩上，中段左侧基础为中更新统洪积（Q2PL）灰黄、棕红色低液限粘土。建议开挖边坡基岩为103；低液限粘土为1051075。434输水洞工程地质输水洞位于右岸，为浆砌石结构，进口设卧管控制，出口底高程12754M。输水洞座在二叠系下统下石盒子组（P1X）黄绿色厚层中粗粒砂岩中，现洞进口有渗漏现象。44天然建筑材料根据设计方案，本次水库除险加固需要的主要天然建筑材料为块石、碎石、砂。工程所用石料（块石、碎石）从和顺县城附近的灰岩区料场就近选用，砂从河北邢台购进。地质表5工程任务和规模51水库存在的主要问题及建设的必要性511水库存在的主要问题水库于2012年1月进行了安全鉴定，从防洪、稳定、变形、抗震等方面进行了分析。水库存在的主要问题1、水库防洪能力达不到规范要求。2、大坝上游坝坡干砌石护坡有多处塌陷，坝顶未硬化，下游坝坡稳定安全系数不满足规范要求；排水沟损坏，坝脚无排水设施。坝体渗透坡降接近允许比降，存在渗透稳定安全隐患。3、溢洪道局部衬砌，出口无消能设施。4、输水洞老化失修，进口渗漏。5、水库大坝无安全检查和监测设施。512工程建设的必要性水库担负着下游1个村庄，1200口人，1000亩耕地，2500间房屋，2KM蔡紫公路等的防洪任务。水库一旦失事，以上保护范围的安全将会受到严重影响。水库还可解决下游村庄城镇居民的生产生活用水问题，提高下游农田灌溉保证率，可提高区域内土地的承载能力，改善区域内的生态环境。利用井玉沟水库水源，还可促进当地小型企业（如加工、养殖业等）的发展。52用水分析521种植比例井玉沟水库的主要用水对象为农业灌溉。根据近年来水库灌区作物种植情况统计分析，拟定灌区作物种植比例如表51。表51灌区作物种植比例作物名称玉米谷子其它种植比例（）402040522灌溉制度结合灌区的自然条件与灌溉习惯，并参考恋思水库灌区的灌溉定额，确定灌区P50保证率下适时灌溉的各种作物的灌溉日期、灌水次数及灌水量等见表52。表52P50保证率灌溉制度表灌水起止时间作物种类种植比例生育阶段灌水次级起止灌水定额灌溉天数灌溉实额122/510/64520玉米40拔节灌浆222/710/850203815/515/54010谷子20拔节灌浆221/830/8401016122/510/64520220/630/64510其它40322/710/8452054523灌溉用水量根据制定的灌溉制度，万亩灌溉面积的用水量如表53。表53P50万亩用水量成果表各月灌溉用水量（万M3）作物种类全生育期4月5月6月7月8月玉米38991010谷子1688其它5492799净用水小计10826361927毛用水量80135325452375337553径流调节531原则与依据径流调节是确定各类型工程规模和受益区农业用水规模的关键。径流调节的原则与依据一是充分利用现有的水利工程，尽可能不改变其规模；二是充分考虑受益区内的发展，做到近期与远期相结合。532调节的基本资料和依据5321水位库容水位库容曲线由水库管理单位提供。见表54。表54水库水位、库容曲线表水位（M）库容（万M3）水位（M）库容（万M3）127980012845573612812610212851610112828231312856012291283805181286231598533径流调节5331死水位水库现状淤积高程为12798M，年淤积量为540M3，水库按10年运行期考虑，则总淤积量为054万M3，相应水位为12806M，死水位定为12806M。5332正常蓄水位水库溢洪道进口底高程为128434M，为开敞式，水库正常蓄水位定为128434M。根据前述确定的不同频率的典型年径流的月分配，结合来水、水量损失、水库水位等情况，采用典型年调节法。调节结果见表55、56。表55用水量汇总表单位万M3月份1月2月3月4月5月6月7月用水量097513507125月份8月9月10月11月12月全年用水量10125405表56径流调节计算成果频率正常蓄水位M兴利库容（万M3）来水量（万M3）灌溉总用水量（万M3）灌溉面积（万亩）501284346269040500354洪水调节541洪水标准根据水利工程等别划分及洪水标准（SL2522000），水库总库容15万M3，为小（2）型水库。确定防洪标准为20年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。542调洪原则调洪原则（1）不增加水库上游新的淹没；（2）泄洪设施主要为溢洪道，进口为开敞式。543起调水位水库现状淤积高程为12798M，按10年运行期考虑，水库死水位为12806M，起调水位定为12806M。544泄量计算此次除险加固改造拟定为溢洪道进口底宽扩宽至10M，进口底高程为128434M，泄量采用下式计算，即23HGMNBQ式中Q泄量，M3/S；侧收缩系数；M流量系数；B净宽，B10M；N孔数，N1；H水头水位泄量关系见表57。表57水位泄量关系单位M,M3/S水头128434128521285612862泄量0131932451944352545调洪结果依据前面确定的起调水位、泄量计算成果进行调洪计算。调洪成果见表58。表58洪水调节计算成果表单位M,M3/S,万M3频率堰宽起调水位最高洪水位最大泄量溢洪道进口底高程P05128591344P5101280612849893812843455水库特征值经过兴利调节和洪水调节计算，确定水库各种特征值表59。表59井玉沟水库特征指表名称单位特征值名称单位特征值总库容15正常蓄水位128434兴利库容626设计洪水位128498防洪库容1246校核洪水位128591死库容054死水位12806已淤库容万M32M6工程设计61工程等别及标准井玉沟水库为小（2）型水库，根据水利工程等级划分标准及洪水标准（SL2522000），井玉沟水库工程属五等工程，其主要建筑物为五级建筑物，次要建筑物为五级。设计洪水标准按20年一遇洪水设计，校核洪水标准按200年一遇洪水设计。62大坝621大坝除险加固改造设计6211坝顶高程的复核依据碾压式土石坝设计规范（SL2742001），坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，其数值按以下四种工况计算，取最大值。工况一设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高工况二正常蓄水位加正常运用情况的坝顶超高工况三校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高工况四正常蓄水位加非常运用情况的坝顶超高，再加地震安全加高10M。坝顶超高由下式确定坝顶超高RE式中R最大波浪在坝坡上的爬高M，按规范附录A计算E最大风壅水面高度（M）。按规范附录A计算安全超高M，级建筑物正常运用情况取05M，非常运用情况取03M，（1）波浪的平均波高和平均波周期采用莆田试验站公式进行计算702457022138130WGHTHDTWGHTHGMMMHM平均波高（M）W计算风速D风区长度，200MHM水域平均水深，MG重力加速度，取981M/S2平均波周期TM4438HM052平均波长可按下式进行计算MMLHTHGT23）风壅水面高度按下式计算COS2MGDKWE式中E计算点处的风壅水面高度，MD风区长度，200MK综合摩阻系数，取36106计算风向与坝轴法线的夹角，4正向来波在带有马道的复坡上的平均波浪爬高，当M1550时按下式计算MMWMLHKR21RM平均波浪爬高，MM坡度系数，）下上21K斜坡的糙率渗透系数，根据护面类型由表A1121查得。KW经验系数，按表A1122查得。经计算，坝顶高程计算成果见表61。表61坝顶高程计算成果表计算工况水库静水位（M）计算风速（M/S）累积频率波浪爬高R（M）风雍高度E（M）安全加高（M）地震安全加高计算坝顶高程（M）工况一12849828506540007050128614工况二1284328506540007050128546工况三1285911904230003030128664工况四128431904220003031128603按碾压石土石坝设计规范（SL2742001）中的规定，当坝顶上游侧设防浪墙时，正常运用条件下，坝顶应高出静水位05M；非常运用条件下，坝顶应不低于静水位。根据调洪结果，改造溢洪道后现状坝顶高程满足静水位的要求，根据表61的计算结果，坝顶需增设防浪墙。6212坝顶现状坝顶宽度为35M。为满足防汛抢险需要以及对坝体的保护，现状坝顶需硬化，采用20CM厚泥结石路面，路面向下游侧设置2单向坡。坝顶上游侧增设防浪墙，防浪墙为M75浆砌石挡土墙型式，墙顶高程128736M,顶宽50CM，坝顶以上高11M，基础深06M。坝顶下游侧设C15砼路肩石。6213上游坝坡改造鉴于坝体存在渗透稳定安全隐患，上游坝坡干砌石护坡有多处塌陷等问题,需对坝体进行防渗处理并改造上游坝坡。设计将现状上游坝坡塌陷的干砌石等清理并夯实后，铺设复合土工膜，复合土工膜铺好后，上覆厚40CM的碎石垫层，垫层上面砌筑40CM厚的干砌石护坡。复合土工膜规格为SN2116400025。铺设土工膜时在高程1280M处设一键槽。6214下游坝坡改造下游坝坡进行清坡，边坡为1225，并种植草皮进行护坡，高程127524M以下增设贴坡排水，贴坡排水采用干砌石护坡，干砌石厚40CM，边坡为1225，干砌石与坝体之间设一层反滤土工布紧贴坝体和一层过渡层，反滤土工布规格为200G，过渡层厚40CM。下游坝脚设排水沟。下游坝坡增设两岸坡排水沟。排水沟为M75浆砌石结构，断面尺寸为30CM30CM，和下游坝脚排水沟互相连通。622大坝稳定分析6221大坝渗流稳定分析现状水库没有测压管设备，无观测资料，采用理论浸润线计算。计算采用北京理正软件设计研究所编制的渗流计算分析软件，计算方法为有限元法。依据碾压式土石坝设计规范（SL2742001），渗流计算应采用以下2种水位组合情况。A上游正常蓄水位128434M与下游相应的最低水位12724M；B库水位从128434M降至淤积水位12798M。基本界面的假设如下大坝为均质土坝，上游坝坡铺设复合土工膜，下游设贴坡排水；坝基为基岩。计算采用的渗透系数根据土工试验资料取用。坝体土水平向渗透系数KX255104CM/S，垂直向渗透系数KY366104CM/S。经计算坝体渗透稳定满足要求，浸润线计算结果见图6162。6222大坝稳定分析（1）稳定计算工作条件稳定计算的工作条件按碾压式土石坝设计规范（SL2742001）规定执行。计算分正常和非常运用两种工况，正常工况为1、上、下游坝坡在正常蓄水位（128434M）时的稳定性，2、上游坝坡在水库水位从正常蓄水位（128434M）降落至现状淤积水位12798M时的稳定性；非常工况为1、正常工况加地震情况。（2）稳定计算参数坝体土料指标见表62。表62计算用土料指标表项目指标值湿容重G/CM3比重G/CM3干容重G/CM3含水量凝聚力KPA内摩擦角（度）坝体土192701617353154（3）稳定计算分析计算采用简化毕肖普法方法计算，计算断面选取大坝最大断面，采用理正岩土软件进行计算。结果见表63及图6365。表6