古佐水库初步设计报告

11综合说明11概述111工程概况古佐水库于1966年3月建成。水库位于武宣县通挽镇古佐村黔江支流武赖河上，地理位置为东经10932,北纬2324，距离武宣县县城约41KM,距通挽镇8KM。该水库是一个以灌溉为主，兼有其他效益的综合利用水利工程。水库于1965年8月开工兴建,1966年3月建成发挥灌溉效益。水库坝址以上控制集雨面积215KM2，正常蓄水位11340M,总库容618万M3，属小（2）型水库工程。古佐水库工程主要建筑物有大坝、溢洪道、输水设施和上坝公路等。古佐水库有效灌溉面积650亩，最大实灌面积800亩。下游防洪保护古佐水库溃坝对下游影响的范围面积05KM2，受影响的村有古佐、高椅等村，影响人口1200人，耕地04万亩。112工程存在的主要问题及安全评价结论和意见古佐水库大坝安全评价报告于2008年12月完成。2008年12月广西来宾市水利局组织专家对广西壮族自治区来宾市武宣县古佐水库大坝安全评价报告进行审查，并提出鉴定意见，同意古佐水库为三类坝的鉴定结论。一、工程存在的主要问题如下1、大坝沉陷稳定，无大的异常变形和裂缝，但存在着大坝填土密实度不均匀现象。内、外有局部小沉陷发生。贴坡式反滤体结构不够完善，内坡干砌块石护坡松动、脱落严重。内外坡均无排水沟。以上问题对坝体的稳定造成严重威胁。2、溢洪道底部及两侧没有衬砌防护。泄洪时冲刷两岸，危及主坝安全。3、放水涵管斜管浆砌石风化严重，砌石多处松动，砂浆老化脱落，漏水严重。坝内直管为灰浆砌石底与边墙，料石盖板涵管，砂浆老化，以致输水涵管周围漏水严重，外壁与坝体填土间存在渗流通道，直管出口周围存在漏水现象；出口无消能设施，直管基础淘蚀严重，对坝体的稳定造成严重威胁。4、水库无水文、水工观测设施，无管理房及管理设施，运行管理经费严重缺乏，平时无人看守，上下游坝坡杂草灌木丛生。5、古佐水库无上坝公路，从古佐村至坝上，只能通过水库放水渠道岸边宽约051米的小道徒步行走，道路弯弯曲曲，雨天难以步行，对防洪抢险非常不利。26、水库安全管理手段不完善，管理制度不健全。大坝可供鉴定的资料相当缺乏，使大坝的管理处于盲目状态。二、安全评价结论及鉴定意见1、大坝沉陷稳定，无大的异常变形和裂缝，但存在着大坝填土密实度不均匀现象。内、外有局部小沉陷发生。贴坡式反滤体结构不够完善，内坡干砌块石护坡松动、脱落严重。内外坡均无排水沟。以上问题对坝体的稳定造成严重威胁。2、溢洪道底部及两侧没有衬砌防护。泄洪时冲刷两岸，危及主坝安全。3、放水涵管斜管浆砌石风化严重，砌石多处松动，砂浆老化脱落，漏水严重。坝内直管为灰浆砌石底与边墙，料石盖板涵管，砂浆老化，以致输水涵管周围漏水严重，外壁与坝体填土间存在渗流通道，直管出口周围存在漏水现象；出口无消能设施，直管基础淘蚀严重，对坝体的稳定造成严重威胁。4、水库无水文、水工观测设施，无管理房及管理设施，运行管理经费严重缺乏，平时无人看守，上下游坝坡杂草灌木丛生。5、古佐水库无上坝公路，从古佐村至坝上，只能通过水库放水渠道岸边宽约051米的小道徒步行走，道路弯弯曲曲，雨天难以步行，对防洪抢险非常不利。6、水库安全管理手段不完善，管理制度不健全。大坝可供鉴定的资料相当缺乏，使大坝的管理处于盲目状态。鉴定防洪标准为30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。综上所述，根据水利部颁水库大坝安全鉴定办法及水库大坝安全评价导则（SL2582000）的规定，地有水库大坝鉴定为三类坝。113工程除险加固设计项目和内容根据大坝安全鉴定的意见，本次除险加固设计的主要项目有水文复核，大坝加固设计，溢洪道设计，输水系统设计，防汛抢险道路设计，工程管理房及观测、管理设施配套设计等。12水文121流域概况古佐水库于1966年3月建成。水库位于武宣县通挽镇古佐村黔江支流武赖河上，地理位置为东经10932,北纬2324，距离武宣县县城约41KM,距通挽镇8KM。古佐水库位于黔江支流武赖河上游。古佐水库坝址控制流域集雨面积215KM2，坝址以上主河流长度21KM，河流平均坡降235。3古佐水库流域河流属于丘陵性小河，河床坡降较缓，库区周边和河流沿岸植被一般，多为经济农作物和矮灌木丛，土壤类型主要为红壤。由于流域地表植被一般，地表泥沙侵蚀不强，根据广西壮族自治区地表水资源中的多年平均输沙量模数等值线图，查得水库流域的年平均输沙量模数约150T/KM2，在广西属于轻侵蚀级和重侵蚀级的过度地带。122水文气象特性古佐水库位于武宣县境内，属亚热带气候区，气候温和。根据武宣县气象站多年实测资料统计，其多年平均气温为215，年际变化较大，月平均最低气温为1月115，月平均最高气温为7月289，极端最高气温为403，极端最低气温为15，日照条件充足，年平均日照时数是1850H。水库地处内陆，距南海较远，风向季节变化明显，冬季多吹偏北风，夏季多吹偏南风，春秋两季为北风与南风交替，年平均风速为23M/S，相对湿度为759。多年平均降雨量为1397MM，年内分配不均匀，主要集中在5月8月，年际变化也较大，多年平均蒸发量为1928MM。13工程地质131地形地貌测区地形总体趋势为西高北东低，山顶绝对标高为180220M，相对高差为40M，地貌成因类型为构造剥蚀和溶蚀两大类型，地貌上为丘陵地貌和峰林谷地地貌。丘陵地貌，由碎屑岩类构成；峰林谷地地貌由碳酸盐岩构成。132大坝填土特征坝体填筑土料都来源于坝址附近的残坡积土层，为黄色含砂砾粘土及粘土。大坝填筑土属弱透水性，满足规范要求；大坝填筑土的压实度不满足规范要求；坝填土塑性指数不满足规范要求，液限也不满足规范要求。133地质构造及地震库区位于来宾断褶带东北部与大瑶山复式背斜构造西侧的过渡地段。地质构造线呈北东向，褶皱构造比较发育，常见有次一级褶曲构造。本区区域地质稳定性较好。按中国地震动参数区划图（GB183062001）的划分，本区的地震动峰值加速度为005G，相应的地震基本烈度为6度区。14工程任务及规模141地区社会经济概况通挽镇位于武宣县南部，距离武宣县县城约33KM，2007年通挽镇总人口251万人，4耕地总面积2532公顷，全镇财政收入28万元，农民人均纯收入2137元。通挽镇是一个以农业为主的乡镇，主要种植作物为糖料蔗、水稻，2006年粮食总产量073万吨，糖料蔗总量1103万吨，水果产量4225吨，肉类产量3057吨，水产品产量262吨。142除险加固的必要性古佐水库建于1966年3月建成投入蓄水灌溉，至今已运行43年，由于种种原因水库存在许多安全隐患，威胁到水库下游地区人民生命财产的安全，妨碍了工程效益的发挥。根据2008年12月大坝安全鉴定报告及审查意见，古佐水库被鉴定为三类坝。为确保大坝安全，充分发挥工程效果，满足地方社会经济的发展，建设和谐安全的社会，对古佐水库除险加固是十分必要的。143综合利用要求古佐水库有效灌溉面积650亩，最大实灌面积800亩。下游防洪保护古佐水库溃坝对下游影响的范围面积05KM2，受影响的村有古佐、高椅等村，影响人口1200人，耕地04万亩。水库主要的效益是灌溉效益,灌区以种植水稻为主，其次是甘蔗、玉米和冬种作物。15工程布置及主要建筑物151工程等级及建筑物级别古佐水库总库容为618万3，根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000规定，工程等别为等，工程规模属于小（2）型水库，主要建筑物有大坝、溢洪道、放水设施，为5级建筑物，防汛抢险道路按四级公路设计。山区、丘陵区土石坝洪水标准（重现期）为3020年设计；300200年校核。本次水文复核采用30年一遇（P33）设计，300年一遇（P033）校核。152工程总体布置古佐水库枢纽建筑物主要由大坝、输水建筑物、溢洪道等建筑物组成。由于是除险加固工程，除新改建输水建筑物外，其它枢纽建筑物的总体布置与原总体布置基本一致。本次除除险加固设计枢纽主要建筑物情况如下（1）大坝坝型为均质土坝，总长93M，坝顶宽38M，最大坝高140M，坝顶高程11700M，重新铺筑泥结石路面，路面由中心向两侧放坡15；设置C15砼路缘石，宽03M；内坡坡比为122，采用100MM厚C15砼护坡，砼护坡下垫150MM后碎石垫层，坡脚沿线设一道C15砼护勒；外坡坡比为1215，采用草皮护坡；新建坡脚反滤5排水棱体和浆砌石排水沟，反滤排水棱体顶高程为10600M，对其外表面破损处做修缮，除掉其上的杂草。（2）溢洪道原溢洪道位于大坝侧的一处岸坡溢口，溢流堰为开敞式宽顶堰，原堰顶高程为11340M，宽1100M，由进口段、溢流段和泄槽段组成，无任何衬砌。本次设计现浇C20混凝土进行底板衬砌，两侧采用M75浆砌石护坡和挡墙衬砌；溢洪道下游新建消力池，池长70M，宽90M，池深10M。消力池后开挖至高程11150M，并采用干砌块石为海幔，使洪水安全平顺下泄。（3）输水系统新建输水系统布置于大坝右侧，由进口段、放水塔、输水暗涵及出口段组成，出水口与原灌溉渠道衔接，放水塔进口底板高程10400M，塔内设置工作闸及检修闸各1扇；暗涵进水口高程为10400M，出水口高程10390M，暗涵长5120M，其中进出口设矩形C20钢筋砼箱涵总长20M，断面尺寸12M16M，壁厚200MM；其余为C20钢筋砼圆管长4920M，直径1000MM，壁厚120MM，采用顶管施工方法挖土顶进。暗涵出口新建明渠与原渠道连接。对原输水浆砌石涵管进行前后封堵，中间以M5水泥砂浆灌浆封堵处理。（4）防汛抢险公路大坝坝首至古佐村有1KM的距离，为人行便道，不能通行，路面坑坑洼洼，根本不能满足防汛抢险车辆通行。本次修复加固设计在新开上坎公路1KM，按四级公路进行修整。本次设计为4米宽的泥结石路，以满足防汛抢险要求。16金属结构及电工161金属结构古佐水库主要建筑物有大坝、输水设施、溢洪道和防汛抢险道路等，为小（2）型水库，工程级别为等。根据工程总体布置方案，金属结构设置在输水设施新建放水塔，共设置2扇闸门、2孔门槽及2台套启闭设备。162电工水库工程为管理房配置一套生活用电照明设备及放水塔闸门启闭用电线路，从大坝下游的村庄引电线接入。17施工组织设计171施工条件1711对外交通古佐水库坝址于武宣县通挽镇古佐村附近，距县城约41KM，距通挽镇8KM。坝首与村委无路相连，只能新开四级上坎公路1KM。61712建筑材料来源及水电条件本工程所需的钢材、水泥、木材等主要材料到县城购买，运距41KM。施工生产及生活用水，水库作为提供水源，承包方自行架设引水管路。施工用电从村委现有电源通过架线送至施工区。172施工方法及施工机械1721施工总布置该次修复加固工程主要建筑物有主坝及防水涵管封堵、新建放水涵洞等，建筑物间距离较近，相对较集中，施工管理方便，且整个工程的工作量不大，因此，工程只考虑设一个施工区。施工区生产系统主要有简易拌和站、材料堆放场、仓库、预制场、加工厂等。根据周围地形条件，施工区场地选择位于坝的左岸缓坡地上布置。1722施工导流标准、导流方式本次修复加固工程主要建筑物有大坝加固、新建放水设施、封堵旧涵管和防汛抢险道路等，新建的放水涵洞进水口及大坝内侧坝踵开挖高程均在10440M以下，施工前利用原放水涵管把库内的水放空，施工期间利用旧放水涵管导流，旧涵管的底部高程为10440M，库水位最低只能放至10440M，因此，新建的放水设施进水口及大坝内侧坝脚的施工均需要设挡水围堰保护，于新建放水塔进口及大坝前各修一道挡水围堰，大坝前的围堰内埋D400涵管与旧放水涵管相接，利用旧放水涵管导流。围堰施工，土围堰主要施工方法是采用挖掘机挖土料，自卸汽车运输抛填，推土机摊平，打夯机夯实。1723施工机械主要的施工机械，采用挖掘机、推土机、自卸汽车、拖拉机、中压灌浆机、砼搅拌机、打夯机、双胶轮机、振捣器等，根据施工要求分别选用不同的类型。173施工计划安排工程计划工期8个月，第一年9月份开始准备工作，第二年4月份完工。库区内侧的建筑物在2月底完成，其余项目在计划工期的时间内完成。18水库淹没处理及工程占地由于该工程是除险加固工程，水库的防洪特征水位基本不变，故不存在淹没处理问题。7根据水工设计提供的工程布置及建筑物，工程永久占地及施工临时占地均为原库区管理范围内用地。因此该工程不再计算水库淹没处理及工程占地补偿费用。19环境保护设计主要不利影响。仅在工程施工时局部小范围的植被和绿化会遭到暂时性的破坏。主要有利影响。除险加固工程建成后，恢复和扩大了灌溉面积，促进了灌区土地资源的开发和农业经济的迅速发展，从而带动各行业的发展，人民生活得以改善，对促进社会经济发展起着重要的推动作用。110水土保持1101水土流失防治责任范围本次修复加固工程的设计内容主要是对大坝进行加固改造，并将放水涵管改为放水隧洞。由于施工场地均为原水库管理范围，因此水土流失防治责任范围的确定以本工程新增的范围为主，即土料场和弃碴场。通过分析主体工程设计资料，结合实地调查，确定本项目水土流失防治责任范围面积为071HM2，其中土料场为038HM2，弃碴场为033HM2。1102水土保持措施设计根据古佐水库修复加固工程施工特点、水土流失产生的类型和强度、工程完工后的利用方向，将本项目水土流失防治分区划分为土料场、弃碴场2个防治小区进行防治。111工程管理1111管理机构及生产管理用房古佐水库隶属武宣县水利局管理，主要负责大坝、溢洪道、输水系统、库区和灌区的管理。按现行相关标准，本工程管理机构定员级别为5级，管理所配置人员3人，其中站长1人，运行值班人员2人。本次除险加固将兴建管理房，结合本工程的实际情况，参照有关规定，工程管理办公用房及文化福利房屋按职工总人数3人，人均17M2考虑，面积为50M2。1112工程观测设施古佐水库没有观测设施，本次设计新配观测设施有水位观测尺及量水堰。112设计概算本工程概算主要依据广西水电厅2007年颁发的广西壮族自治区水利水电建筑工程概算定额及有关文件编制。8工程总投资19022万元，其中建筑工程11867万元，机电设备及安装工程25万元，金属结构设备及安装工程1230万元，临时工程821万元，独立费用3662万元，预备费892万元，移民与环境部分300万元（其中环境影响费150万元，水土保持费150万元）。92水文21流域概况古佐水库于1966年3月建成。水库位于武宣县通挽镇古佐村黔江支流武赖河上，地理位置为东经10932,北纬2324，距离武宣县县城约41KM,距通挽镇8KM。古佐水库位于黔江支流武赖河上游。武赖河发源于武宣县通挽镇尚黄村猫头山旁，自西南向东北流经通挽镇、江龙村、新龙村、大同村、桐岭镇、祥龙村、四安村后，在马步乡雅村东侧汇入黔江。武赖河总集雨面积209KM2，主河道长度395KM，平均坡降473。其中古佐水库坝址控制流域集雨面积215KM2，坝址以上主河流长度21KM，河流平均坡降235。古佐水库流域河流属于丘陵性小河，河床坡降较缓，库区周边和河流沿岸植被一般，多为经济农作物和矮灌木丛，土壤类型主要为红壤。由于流域地表植被一般，地表泥沙侵蚀不强，根据广西壮族自治区地表水资源中的多年平均输沙量模数等值线图，查得水库流域的年平均输沙量模数约150T/KM2，在广西属于轻侵蚀级和重侵蚀级的过度地带。22气象古佐水库位于武宣县境内，属亚热带气候区，气候温和。根据武宣县气象站多年实测资料统计，其多年平均气温为215，年际变化较大，月平均最低气温为1月115，月平均最高气温为7月289，极端最高气温为403，极端最低气温为15，日照条件充足，年平均日照时数是1850H。水库地处内陆，距南海较远，风向季节变化明显，冬季多吹偏北风，夏季多吹偏南风，春秋两季为北风与南风交替，年平均风速为23M/S，相对湿度为759。多年平均降雨量为1397MM，年内分配不均匀，主要集中在5月8月，年际变化也较大，多年平均蒸发量为1928MM。23基本资料收集整理231流域特征参数的复核古佐水库于1966年3月建成。本次复核集雨面积、河流长度及河流坡降均在110000地图上进行水库坝址以上控制流域集雨面积为215KM2，主河流长度21KM，河流平均坡降235。10232水文基本资料古佐水库于1966年3月建成，属小（2）型水库，至今已运行43年。由于水库集雨面积较小，流域内无任何水文测站，因此本次设计洪水复核采用雨量资料推求，雨量资料采用水库测站实测观测资料。流域附近的雨量站主要有北堂水库、达开水库测站、武宣水文站、石牙雨量站，各测站基本情况见表231。古佐水库流域附近测站情况表表231站名观测项目项目观测年限所在河流北堂水库测站雨量1960现在武赖河达开水库测站水位、流量、雨量等1962年现在马来江武宣水文站水位、流量、泥沙、雨量等1935今黔江石牙雨量站雨量1978今蒙村河北堂水库测站1960年设立并开始观测降雨量，到目前为止共有1966年2006年共41年连续的降雨量观测资料。由于北堂水库测站资料系列较长，整编比较规范，且北堂水库与古佐水库直线距离约56KM，其测站可作为古佐水库水文计算的主要依据站。达开水库测站、武宣水文站、石牙雨量站距离古佐水库较远，代表性不及北堂水库测站，故仅做参考。232“三性”分析（1）代表性分析样本系列代表性一般从长短系列统计参数稳定性方面分析比较。北堂水文站实测洪水资料系列长度超过30年满足要求，系列基本具有一定的代表性。（2）可靠性分析此次分析计算所依据的北堂水文站等基本资料均为多年实测值，从测验条件看，测站观测断面固定，规整，测验河段顺直，两岸稳定，测验河段无冲淤等明显变化。从测验情况看，水准点高程按三等水准要求控制测量，水尺零点高程每年进行考证，水位采用人工与自记相结合的方式进行互校；水位逐时变化过程控制完整，从历年的整编成果及上下游对照检查上看，历年水位过程相应较好，成果合理可靠。（3）一致性分析11资料的一致性表现在流域气候条件和下垫面条件的稳定性上。北堂水文站自建站至今流域内气候条件和下垫面条件基本稳定，从北堂水文站历年实测大断面图上看，基本断面处，河床由砂砾石组成，不易冲刷，说明北堂水文站资料系列具有较好的一致性。24径流古佐水库流域内没有径流观测资料，只能采用间接方法推求径流。本次设计只对地表水进行径流计算。242径流计算古佐水库流域内没有测站，故本次古佐水库的径流采用降雨量资料推求。根据广西区水利电力厅出版的广西壮族自治区地表水资源查等值线图得古佐水库流域多年平均年径流系数为055。由于距离较近，本次设计直接采用北堂水库测站的雨量资料进行径流计算,成果见表241。表241北堂水库的年降雨量成果表单位MM年份年降水量年份年降水量年份年降水量19661323219801281319941802619671432819811149619951361219681423119821500319961117219691333719831634519971974197018154198411159199818211971140331985124751999151291972132291986121182000106111973167761987124692001203131974138711988102912002170819751464319899034200311871197614111199011176200412017197715232199112043200511085197810855199213956200616704197913559199317249多年平均HJ1397MM根据北堂水库测站1966年2006年实测雨量资料，得到古佐水库流域多年平均年降雨量1397MM，多年平均径流深为7684MM，进一步计算得，古佐水库坝址处多年平均地表流量为0052M3/S，多年平均径流量1652万M3；再从广西壮族自治区地表水资源查得古佐水库流域多年年径流变差系数CV030，CS2CV，由此求得古佐水库集12雨面积内各种频率年平均流量，成果见表242。表242古佐水库集雨面积内径流成果表频率P及相应平均流量M3/SQM3/SCVCS510152050808590950052032CV08000727068006450504038603620333029325洪水251洪水标准古佐水库于1966年3月建成。本次设计计算，水库的总库容618万M3，根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000的规定，工程等别为等，工程规模属于小（2）型水库，水库永久建筑物级别为5级。设计洪水标准为20年30年一遇洪水，校核洪水标准为200300年一遇洪水。本次设计按规范规定，按30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核，消能防冲按10年一遇洪水设计。252设计洪水2521洪水成因与特性古佐水库洪水主要由暴雨径流形成，坝址以上流域植被一般，河流两岸为丘陵区，每年48月为洪水发生季节。由于水库没有实测洪水资料，故本次设计采用设计暴雨间接推求洪水。2522设计暴雨由暴雨引起的洪水，一般都是暴雨核心部分即短历时（小于一天）暴雨参加形成设计洪峰的，而且对于中小型水库，设计洪峰对水库设计影响较大，洪水过程线形状的影响相对较小，因此小流域设计洪水计算方法可以着重于设计洪峰的计算。古佐水库的集雨面积215KM2，本次采用年最大24小时暴雨作为设计依据。古佐水库附近的北堂水库测站1960年设立并开始观测降雨量，到目前为止共有1966年2006年共41年连续的降雨量观测资料。由于北堂水库测站资料系列较长，整编比较规范，且北堂水库与古佐水库直线距离约56KM，故本次直接采用北堂水库测站资料计算。北堂水库测站年最大24H雨量资料仅有19721980年共9年的连续系列，但日雨量系列较为完整且年限较长，有19662006年共41年日雨量系列。对武宣片主要雨量站13（武宣、通挽、象州、大樟、王田、新村、金田、达开水库、奇石、大藤峡、石牙、石龙、三利水库等雨量站）降雨资料进行的分析，得出该片区的年最大24H雨量和年最大日雨量的关系。经计算分析，推得年最大24H雨量约为最大日雨量的116倍，因此北堂水库年最大24H降雨量与年最大日降雨量的比值取116，由年最大日降雨量系列按其比值计算得北堂水库年最大24H降雨量系列，其成果见表251。北堂水库年最大24小时降雨量成果表表251年份H24（MM）年份H24（MM）1966102819879151967135319889301968867198984219691168199053219701507199112301971309819921140197210061993191619731489199421471974123419951075197570419967891976887199710821977954199818101978843199999319799862000914198010552001165419819352002189319829642003189219831216200411771984931200587019856842006140219861239由表251年最大24小时雨量系列计算得，北堂水库多年平均年最大24H降雨量H24122MM，变差系数CV0391。后经P型频率曲线适线，采用多年平均年最大24H降雨量H24125MM，变差系数V047，偏态系数S35V。古佐水库直接采用北堂水库的年最大24小时暴雨成果。古佐水库设计暴雨成果见14表252，其频率曲线见图21。15古佐水库年最大24H设计暴雨成果表表252年最大24H设计暴雨（MM）均值（MM）CVCS/CVP033P0512504735383262根据2010年三月广西壮族自治区水文水资源局编写的广西壮族自治区暴雨统计参数等值线图集中短历时降雨量等值线图，查得北堂水库流域年最大24H设计暴雨均值在120130MM左右，CV值为04505，与计算成果基本吻合。因此本次设计采用成果是合理的。169999999998995999800100501020512510203040506070809095020406080100120140160180200220240260280300320340360380400420440均值125，CV047，CS/CV3517根据水库所在地点从2010年广西壮族自治区暴雨统计参数等值线图集中查10分钟、1小时、6小时的H0、CV等值线图，得各历时均值和CV值，24小时雨量均值和CV值采用本次复核的设计暴雨成果，再查模比系数KP表计算各历时频率的降雨量，成果见下表253。古佐水库各历时降雨量表表253年最大24H设计暴雨（MM）时段（MM）CVCS/CVP033P33310分钟2003354293311小时5003835128936小时800453523616424小时125047353832622523洪水计算本次设计采用广西水文水资源局编写的广西暴雨径流查算图表中的瞬时单位线法与推理公式法。计算过程如下古佐水库计算洪水采用的流域参数为集雨面积F215KM2，主河流长度L21KM，河流平均坡降为J235。在广西暴雨径流查算图表中查古佐水库流域中心所在各分区图产流分区为第2区；汇流分区为三区；雨型分区为第2区；由此计算得古佐水库流域平均最大蓄水量为WM120MM，初损I036MM。根据古佐水库流域特征及下垫面情况，查编制说明表八，产流期平均下渗率F取8MM/H，稳定入渗率取3MM/H。古佐水库控制流域集雨面积为215KM2，小于100KM2，且没有暴雨中心出现，故不进行点面雨量折减。由瞬时单位线法及推理公式法推求的设计、校核洪水成果见下表254。古佐水库洪水计算成果比较表表254瞬时单位线法推荐采用推理公式频率洪峰流量（M3/S）洪水总量（万M3）洪峰流量（M3/S）洪水总量（万M3）校核P033645746602746设计P33346489402489从表254中的两种方法计算结果来看，瞬时单位线法比推理公式法推求的成果稍大，从偏于安全角度考虑，本次设计推荐采用瞬时单位线法的成果。古佐水库设计校核洪水过程线见表255。18古佐水库设计、校核洪水过程线表255洪峰流量（M3/S洪峰流量（M3/S校核设计校核设计时段小时（P033）（P333）时段小时（P033）（P333）0001251865250501301813128498102603613510749115039054149614652052072145889447250650891583342930781071557884113509112516620393413014316550437645171161174733585203179175467340552342021847232262652351854573046529827619444286733263819543126875369107204182508408423205405233854504602139221594952512153791979554412322366179101088162253531611051716802334014311586615235327125115645574243131071236554624530008919古佐水库洪水过程线0102030405060700510152025T（小时）QM3/S校核洪水（P033）设计洪水（P333）图2120254施工洪水根据施工要求和水库降雨径流特性，施工期划分为11月次年1月，施工洪水采用三年一遇或五年一遇设计标准。由于古佐水库流域内没有实测流量资料，故仍采用设计暴雨间接推求施工洪水。根据广西暴雨径流查算图表中的推理公式法推求得洪水成果见表256。古佐水库施工洪水成果表256频率Q（11月次年1月）P333235P2035826泥沙古佐水库无泥沙实测资料，只能采用间接方法推求。经查广西水文图集中的多年平均输沙量模数等值线图，得流域重心处的年输沙模数为150T/KM2，则古佐水库坝址处年输沙量为323T。213工程地质与土工试验31前言311工程概况古佐水库位于来宾市武宣县通挽镇古佐村古佐屯，于1965年8月动工修建，1966年3月竣工，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖为一体的小2型水库，水库集雨面积为215KM2，正常畜水位11340M。原设计总库容为618万M3，最大灌溉面积800亩，实际灌溉面积为650亩。枢纽工程由大坝、溢洪道和输水设施等组成。大坝坝顶长930M，最大坝高为140M，坝顶宽25M。水库工程等级为等，主要建筑物级别为5级。312水库主要存在问题水库存在的主要病险及工程地质问题有大坝内外坡无护坡，外坡无护坡，杂草丛生，坝面凹凸不平；内坡无排水系统，外坡无排水棱体；近坝有200M长路段不能通车，其余泥路面，通车困难。放水设施穿坝涵管砌体老化严重，局部出现裂缝，漏水严重；放水平管渗漏严重，影响大坝结构安全。溢洪道溢洪道位于大坝右侧山坳，堰型为宽顶堰。两侧和底板无衬砌，出口无消能设施。313本次勘察依据和主要规范规程（1）宾阳县古佐水库除险加固工程地质勘察委托书；（2）中小型水利水电工程地质勘察规范（SL552005）（3）碾压式土石坝设计规范（SL2742001）。314地质勘察工作简述3141勘察目的及任务为了根除水库及大坝存在的安全隐患，受来宾市武宣县水利局委托，我公司承担该水库除险加固初步设计阶段的工程地质勘察任务。本次除险加固初步设计勘察是在安全22鉴定勘察的基础上，对大坝坝体及其他有关地质问题进行详细勘察。本次勘察工作的目的及主要任务是1调查区域地质条件，分析区域主要构造对工程区影响，进行区域地质构造稳定性评价。2查明库区的工程地质和水文地质条件，对水库渗漏问题作出评价。3分析坝体病害的分布情况、类型及成因，评价其危害程度。4查明坝址区及其附近地形地貌特征、地质构造、地层岩性、岩土工程特性、地下水埋藏条件以及不良地质现象的分布范围、形成原因、危害程度等。5提供岩土体物理力学性质参数的建议值，为除险加固设计提供地质资料与处理建议。6进行天然建筑材料详查。3142工作任务完成情况及工作量本次水库除险加固初步设计阶段工程地质勘察外业工作于2011年9月2日开始，至9月8日结束，历时7日。完成主要工作量列于下表3141。表3141工程地质勘察工作量一览表序号勘察工作项目单位数量备注1区域平面地质校测KM2451500002地质测绘坝区平面地质测绘KM2005415003勘探钻探M/孔662/44钻孔压水试验段次5现场试验钻孔注水试验段次106原状土样组117外业工作取样扰动土样件18大坝工程地质平面图幅19工程地质剖面图幅410绘制成果图表钻孔柱状图幅411内业工作工程地质勘察报告份132区域地质概况321所处构造位置测区位于广西山字型构造脊柱东侧转折部位，构造线呈南北方向，主要构造形迹有莲花山背斜。测区位于该背斜西翼。322地形地貌测区地形总体趋势为西高北东低，山顶绝对标高为180220M，相对高差为40M，地貌成因类型为构造剥蚀和溶蚀两大类型，地貌上为丘陵地貌和峰林谷地地貌。丘陵地23貌，由碎屑岩类构成；峰林谷地地貌由碳酸盐岩构成。323地层岩性据120万来宾幅区域地质图，测区出露的岩层为下石炭统大塘组C1D，岩性为灰岩；石炭系中统C2，岩性为灰岩夹白云岩；石炭系上统（C3），岩性为灰岩；二迭系下统栖霞组（P1Q），岩性为硅质灰岩；茅口组（P1M），岩性为灰岩夹硅质条带；二迭系上统大隆组（P2D），岩性为硅质岩、页岩夹砂岩；第四系残坡积层（QELDL），含砾粘土。324构造与地貌测区构造上位于华南淮地台广西一级构造单元的桂中凹陷二级中的莲花山至大瑶山隆起三级构造单元内，历经加里东、印支、燕山构造旋回，是一个多旋回构造区。区域内断层发育，主要为北西和北东走向两组，由于处于各种构造的交接部位，使本区构造较为复杂。根据中国地震动参数区划图（GB183062001），测区地震动峰值加速度为005G，地震动反应特征周期为035S。本区地震基本烈度为度。325水文地质根据地层岩性，地下水存储空间及动力特征，地下水类型可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水三大类型，孔隙水赋存于第四系残坡积层（QELDL）含砾粘土孔隙中，透水性弱，富水性差，含水量贫乏；裂隙水主要赋存于碎屑岩风化、构造裂隙中，透水性中等，有一定储水空间，富水性中等，由于大部分泉水流量小于1L/S，故含水贫乏；岩溶水赋存于碳酸盐岩裂隙溶洞中，透水性强，富水性强，含水丰富。据现场调查，工程区地下水环境未受工业废水化学污染，水质良好。根据场地地质条件和勘察单位在该地区取水样分析结果表明，场地地下水和地表水对钢结构有弱腐蚀性，对混凝土结构、混凝土结构中钢筋均无腐蚀性。33库区地质概况331地形地貌库区由坝址至库尾，地形总体上北高南低，溪沟发育，沟谷切割较浅，呈“U”字型，地貌上为丘陵地貌。332地层岩性库区出露的地层主要有二迭系上统大隆组（P2D），岩性为砂岩、页岩；第四系残坡积层（QELDL），岩性为含砾粘土。333地质构造24库区位于莲花山背斜的西翼，构造走向为南北向，地质构造较为简单，为一单斜构造，岩层走向为南北向，倾向于西，倾角3045。岩层结构比较单一。据区域地质资料本次调查，未见有大断裂切过库内。334水文地质条件根据库区地层岩性，地下水赋存空间及水动力特征，坝区地下水类型主要为孔隙水、裂隙水两大类型；孔隙水赋存于含砾粉质粘土孔隙中，透水性弱，富水性弱，含水量贫乏；裂隙水赋存于二迭系上统大隆组（P2D）砂岩、页岩风化裂隙中，透水性中等，富水性弱，含水量贫乏。34工程区地质概况341地形地貌工程区地形总体上北高南低，溪沟发育，沟谷切割较浅，呈“U”字型，地貌上为丘陵地貌，地形坡度为2035，为斜坡地形。342地层岩性根据本次野外钻探揭露和区域地质资料，坝区出露的地层为二迭系上统大隆组（P2D），岩性为页岩；第四系残坡积层（QELDL）的粘土。第四系填筑土（QS）的含砾粘土。现按地层由新到老阐述如下1第四系Q1坝体填筑土（QS）层来源于工程区附近的残坡积土，主要由粘土含少量砾石组成，黄色，干燥稍湿，坚硬硬塑状态，底部为可塑状态，最大厚度为140M。2残坡积层（QELDL）层由粘土组成，黄色，硬塑可塑状态，手捻有砂感，刀切面光滑，粘性大，干强度高，韧性高，摇振五反应，透水性弱。据本次钻探揭露，厚度为大于50M。2二迭系上统大隆组（P2D）强风化页岩层呈紫红色，灰色，黄色，粘粒结构，片状构造，据本次调查，地表出露情况，岩体完整性较差，厚度5080M。343地质构造与地震根据区域地质资料及坝区地质测绘，工程区位于莲花山背斜的西翼，没有大断裂从坝区通过，地质构造简单，为单斜构造，岩层倾向于西，岩层结构单一。根据中国地震动参数区划图（GB183062001），地震动峰值加速度为005G，反应谱特征周期为035S。本区地震基本烈度为度。25344水文地质条件坝区的地下水类型主要为孔隙水、裂隙水两大类；孔隙水赋存于第四系残坡积层（QELDL）含砾粘土与大坝填筑土（QS）孔隙中，受季节性变化影响较大，含水量贫乏；裂隙水赋存于页岩裂隙中，富水性差，含水量贫乏。345岩体风化特征据本次调查，工程区的岩体为二迭系上统大隆组（P2D）的页岩，为软质岩，据地表出露情况，只见有强风化层出露。强风化层，裂隙比较发育，岩石完整性较差。346近坝库岸稳定性大坝近坝库岸，边坡比较缓，为含砾粉质粘土所覆盖，涵养水分，有利于植物生长，植被发育，未发现有严重崩塌、滑坡不良地质现象，近坝库岸稳定性较好。5大坝坝体填筑质量与评价351基本情况大坝原设计为均质土坝，坝顶长度为930M，坝顶高程为1170M，最大坝高为140M，坝顶宽25M，内、外坡均无护坡，目前杂草丛生，坝脚没设有反滤排水设施。352坝体填土分布特征与物质组成本次勘察采取扰动样作颗分试验，试验成果见表3521。表3521大坝填土颗粒分析成果统计表粗粒土0075MM细粒土0075MM砾粒砂粒粉粒粘粒土样编号取土位置2MM00752MM007500050005定名1大坝193436371含砾粘土备注填土颗粒分析统计是根据室内填土筛分结果统计后的平均值从以上各项试验结果看出，坝体填筑土为含砾粘土，各单元颗粒组含量差值较大，分布和级配不够均匀，粗、中、细搭配欠佳。353坝体填土物理力学性质本次勘察于大坝和坝基各取11组原状填土样进行室内试验。其土工试验统计结果见下表531。354坝体质量评价3541大坝填筑土的压缩性26从室内土工试验成果统计结果看，坝体填筑土的压缩系数范围值013032MPA1，平均值024MPA1，压缩模量ES平均值83MPA，属中等压缩性土。3542填土压实度评价本次勘察对大坝坝体填筑土采取扰动样和原状样分别作室内击实试验和干密度试验，经对试验成果进行数理统计后得出大坝坝体填筑土压密度指标下表3541。表3541大坝填土的压密性指标统计项目取样编号击实试验最大干密度G/CM3击实试验最优含水量干密度平均值G/CM3压实度干密度/最大干密度压实性评价1158203142902不满足规范要求由上表看出，坝填土的压实度不满足碾压式土石坝设计规范（SL2742001）规定的9597的要求。3543填筑土抗剪强度评价坝体填筑土的抗剪强度试验采用饱和固结慢剪进行，经对试验成果进行数理统计得上聚力C和内摩擦角平均值列于前表531。从表中看出，坝体有一定的抗剪强度，抗滑能力较好。544填土质量指标评价据坝体填筑土土工试验成果，塑性指数为187274，平均值227，液限为403596，平均值为488，塑性指数不满足碾压式土石坝设计规范（SL2742001）规定的关于中小型土坝防渗体填筑料塑性指数小于20的要求，而液限也不满足小于40的要求。355坝体渗透性3551坝体填土渗透性及评价本次勘察工作，在大坝填筑土分别做原状土样室内渗透试验和现场钻孔注水试验，其统计结果见表3551。表3551大坝填筑土渗透系数CM/S统计表项目室内试验水平钻孔注水试验统计个数59最大值217106890105最小值72110761210527平均值125106723105大值平均值810104小值平均值658106从上表可以看出，室内试验的渗透系数小于钻孔注水试验的渗透系数。推测原因是疏松的土样不容易取得，而取得的多数为密实的土样，钻孔注水试验的参数更能反映客观实际。因此，大坝填筑土取注水试验大值平均值723105CM/S作为建议值，属弱透水性，达到规范对均质土坝渗透系数的要求。3552大坝浸润线大坝未设有浸润线测压管，故大坝的浸润线位置主要根据本次勘察钻孔实测地下水水位来定，钻孔实测地下水水位具体见下表3552。表3552钻孔实测浸润线水位表钻孔编号钻孔位置埋深M高程M备注ZK2坝轴线941076ZK4外坡面501060注勘探期间水库水位基本稳定在1100M从表中看，坝轴线部位浸润线低于库水位24M，外坡浸润线水位低于库水位40M，浸润线未出现抬高上翘、渗出坝面的现象。3553坝体填土渗透变形评价根据土样颗粒分析成果，坝体填筑土中粘粒含量超过10，根据经验及其他工程初步判别，大坝填筑土可能出现的渗透变形形式为流土。坝填土比重GS为276，孔隙比为0941，按公式N计算得孔隙率N为048，据流土型临界水力比降公式JCRGS1E11N，计算得出产生流土临界水力比降为109，取安全系数为20，允许水力比降为J允许055。356大坝除险加固岩土物理力学参数指标建议值根据勘查结果及试验资料结合现场工程地质条件，综合考虑各方面因素，现将大坝除险加固岩土物理力学参数指标建议值列于下表3561。28表3561岩土体物理力学参数指标建议值地层单元物理力学指标填筑土粘土强风化页岩弱风化页岩含水量W264264湿密度G/CM3188189干密度DG/CM3149153孔隙比E085080饱和度SR8684物理性指标液性指数IL020020土粒比重GS275274液限WL438396塑限WP240219其它塑性指数IP198178粘聚力CKPA586356天然快剪内摩擦角211174压缩系数AV12MPA1021021压缩模量ES12MPA9490压缩性变形模量EOGPA1530渗透系数KCM/S810105268105渗透性透水率QLU11225CMP045A010040岩石/岩石F025035065CMPA015045砼/岩F045080抗剪强度饱和状态基底摩擦系数025030040100地基承载力FKKPA200180250400物理力学指标允许抗冲流速M/S按水深30M0801525357大坝存在的主要问题及处理建议3571大坝填筑土属弱透水性，满足规范要求；大坝填筑土的压实度不满足规范要求；坝填土塑性指数不满足规范要求，液限也不满足规范要求。3572大坝内坡无护坡，外坡无护坡，杂草众生，坝面凹凸不平。293573坝内坡无排水系统，外坡没设有排水棱体。3574大坝无任何安全监测设施和观测设备。3575抢险道路为泥路面，路面凹凸不平，尚有200M长路段不能通车，不能满足抗洪抢险的要求。建议1修整大坝内坡、外坡并进行护坡。2增设外坡脚排水棱体。3增设必要的大坝安全监测设施。4维修防汛抢险道路。358大坝坝基和坝肩工程地质条件与评价大坝坝基未发现有软弱夹层或断裂带通过，坝基处于稳定状态。据勘察了解和访问，大坝兴建时，清基较彻底，大坝坝基由含砾粘土组成，坝肩也由含砾粘土组成，该土层为弱透水性，相对隔水，总体上当年对坝基和坝肩的处理质量较好。大坝坝基及坝肩岩土层物理力学参数指标建议值见表3561。36溢洪道工程地质条件与评价溢洪道位于大坝右边，距大坝300M，为依山体开挖而成，进口为开敞式宽顶堰。两侧及底部为第四系残坡积层（QELDL），承载力满足要求，透水性弱，对放渗有利。现溢洪道两侧和底板未衬砌，存在较大的安全隐患，影响古佐水库的安全泄洪；出口无消能设施。建议全面加固溢洪道，溢洪道区岩土层物理力学参数指标建议值见表3561。37输水建筑物工程地质条件与评价水库输水设施位于大坝右侧，由梯级放水斜管和坝下放水平管组成，梯级放水斜管，每级一个放水孔，人工操作砼塞启闭，坝下放水平管为浆砌石无压管。进口底板高程1050M，输水建筑物基础置于含砾粘土层上，其强度可以满足建筑物要求。放水斜管放水孔启闭设备为人式启闭，采用人工填砼塞止水，密封性差，操作不方便；放水平管穿坝，结构老化、存在渗漏现象，影响大坝安全。设计拟拆除旧的梯级斜管，封堵输水平管，另建新放水塔及放水隧洞。放水箱涵进口底面高程约为1050M，出口底面高程约为1040M。根据场地地形地质条件，建议将拟建放水塔基础置于含砾粘土层上，土层强度较30高、透水性弱，相对隔水。对抗滑稳定、防渗较为有利。根据地质测绘，拟新建放水隧洞进、出口为粘土、强风化页岩，中间为弱风化页岩，轴线岩土层自上向下分别为填筑土、含砾粘土，无断裂构造或软弱夹层分布。38天然建筑材料381土料工程区为丘陵地貌,可到附近小山包上选取土料场，土料主要为残坡积粘性土，硬