清淤工程实施方案

1、1 综合说明1.1 绪言东干渠是宁夏青铜峡河东灌区四条干渠之一，承担着宁夏吴忠利 通区、青铜峡市和银川灵武市 13个乡镇、 7 个大中型国营农林场的农 业灌溉，同时担负着盐环定扬水、扁担沟扬水等大中型扬水的供水任 务。在牛首山山麓有 14 条较大山洪沟，每当汛期，沟道洪水严重威 胁东干渠的安全。为了减轻和消除洪水危害，保护东干渠的安全，自 1971 年 1979 年期间，先后在扁担沟、黄羊沟、涝池子、小洪沟和 双吉沟上建成了 5 座拦洪库，其防洪标准均按照平原海滨区标准确定， 校核洪水标准为 30 年一遇。近些年来， 随着经济社会的快速发展， 库区下游修建了多条公路， 进驻了许多企业，拦洪库保

2、护对象增加，拦洪库的重要性更加突出。 但拦洪库防洪标准较低，一旦发生超标准洪水，将会对下游防护对象 造成很大损失。 因此，为了下游防护对象的安全， 对拦洪库进行清淤， 增大库容，抵御超标准洪水，是非常必要的。2013年 8月受秦汉渠管理处的委托， 我院开始编制扁担沟、 涝池 子和小洪沟 3 座拦洪库清淤工程实施方案，参照相关规范、规程，于 2013年 9月完成实施方案编制任务。 2013年 10月 29日，水利厅组 织相关专家对该实施方案进行了审查，并提出了修改意见，根据修改 意见，我院对实施方案进行了修改， 最后形成了本次上报的实施方案。1.2 水文 河东灌区深居内陆，属干旱与半干旱气候过渡

3、带，大陆性气候特征明显，干旱少雨，蒸发强烈，风大沙多。年均降水量 205mm,多集 中在 7、8、9 三个月（约占全年降水量的 65%）。年均蒸发量 1283mm， 相当于降水量的六倍，以5、6、7三个月蒸发量最大。干旱指数4.8 8.5,是典型的没有灌溉就没有农业生产的地区。年均气温8.9C, 月份平均气温-8.3C,七月份平均气温23.8C, 最高气温414C（ 1953年7月8日），最低气温-28 （1954年12月28 日）。灌区气候干燥，多年平均相对湿度51 56%，年内以四月份最小，八月份最大，并呈现冬春干燥，夏秋稍湿的趋势。土壤冻结期在120天以上，冻土深度5090cm,最深11

4、2cm（ 1968年），无霜期150170 天，日照年 3000 小时左右。1.3 地质该地区属牛首山东麓山前洪积冲积地貌区。在干旱、半干旱的 气候条件下,暂时水流在牛首山前堆积了大量的洪积物,这些洪积物 和山坡上面流所携带下来的坡积物汇合起来,形成了宽广平坦的山前 倾斜平原。由于山前倾斜平原是由无数个大小不一的洪积扇所组成, 因而形成高低起伏的波状地形。地形南高北低、东高西低,地势由东 南向西北倾斜，地面高程1120m-1259m场地范围主要为耕地及丘陵 残丘。该地区地层以第四系上更新统及全新统为主，岩性如下：(1) 第三系(E3q)砂岩，砂质泥岩。主要出露在黄河东侧残积丘陵上。 强风化，

5、棕褐色，中密密实， 水平层理发育，坚硬。(2) 第四系上更新统( Q3apl )主要出露在 110 国道附近至贺兰山东麓之间。 岩性以壤土、粗砂、 角砾、碎石等为主。属冲洪积物。(3)第四系全新统( Q41al) 主要出露在黄河阶地中。岩性以壤土、粉质粘土、粉细砂等为主。 属河湖相沉积。1.4 工程任务和规模本工程位于青铜峡市峡口镇南侧的牛首山洪积扇上扁担沟水库、 小洪沟水库、涝池子水库。主要任务为三座水库清淤，确保水库安全 运行，保护该工程范围内的耕地及公路。本工程从各水库上游延伸至 库区，结合水库两岸地形现状，进行清淤。清淤土方暂时堆放在水库 下游台地处作为河道整治等工程的备用土方。1.6

6、 工程布置 本次清淤的各中心线基本沿原有库区中心线进行布置，局部进行 调整，工程终点均为水库大坝坡脚外 200m处，桩号为0+200,扁担沟 水库、涝池子水库、小洪沟水库起始点桩号分别为0+725、0+540、0+600。清淤比降及边坡坡比的确定主要考虑两个因素：一是尽量贴 近原库区比降,不改变水库天然特性,同时使施工开挖回填工程量最 小；二是根据实际地形现状设计清淤比降。具体布置见清淤工程平面 布置图。1.7 工程管理 工程建成后,由秦汉渠管理处管理与维护,维护人员由秦汉渠管理处内部调剂解决。工程管理范围包括工程和设施的建筑场地和管理用地。1.8 施工组织设计 本工程位于青铜峡市峡口镇南侧的

7、牛首山洪积扇上,三座水库均有乡级道路通过, 主要材料设备可由公路运输, 交通便利, 施工用水、 用电可由附近解决。1.9 环境影响评价 施工期主要环境影响因素有：废气、噪声、固体废物、废水。从总体来看,工程建成后对环境无不利影响。本工程的环境影响结论是 利大弊小,有利影响将长期发挥作用,不利影响主要是施工期的暂时 问题，通过施工控制，采取必要的措施，完全可以减免。1.10 水土保持项目建设过程中将损坏地表植被，扰动表土结构，产生部分临时 弃土，可能造成一定的水土流失。编制本水土保持设计的目的，针对 建设期产生水土流失的主要部位和时段，因害设防，采取各种预防和 治理措施，预防、控制和减少水土流失

8、，保护项目区生态环境，保障 项目建设的安全。施工期产生的弃渣和粉尘、噪音对附近居民产生不利影响。因此 采用设备尽量减少噪音，对施工场地洒水减少粉尘，做到文明施工， 并将废土及弃渣运送至指定区域，杜绝随意堆放。1.11 投资概算扁担沟清淤工程总投资 235.56 万元。其中：建筑工程 193.81 万 元；临时工程 2.91 万元；独立费用 29.72 万元。涝池子清淤工程总投资 102.69 万元。其中：建筑工程 84.49 万 元；临时工程 1.27 万元；独立费用 12.96 万元。小洪沟清淤工程总投资 163.33 万元。其中：建筑工程 134.38 万 元；临时工程 2.02 万元；独

9、立费用 20.61 万元。2 水文2.1 区域概况2.1.1 地理位置扁担沟、涝池子和小洪沟三座水库位于青铜峡市峡口镇南侧的牛首山洪积扇上，属牛首山麓山前洪积冲积地貌区。扁担沟拦洪库地理坐标北纬37 46 05.32东经106 09 10.86，位于101省道 东侧，距离101省道2.5km,地面高程为1230.00m,距离东干渠直线 距离5.9km。涝池子拦洪库地理坐标北纬 37 48 04.29东经10605 45.75 ,坝址距离东干渠5.85km ,地面高程1120.00m 1259.00m。小洪沟拦洪库地理坐标北纬37 48 26.70东经10605 11.03 ,坝址距离东干渠 5

10、.85km ,地面高程1120.00m 1259.00m。2.1.2 气象、水文项目区深居内陆，属干旱与半干旱气候过渡带，大陆性气候特征 明显，干旱少雨，蒸发强烈，风大沙多。年均降水量 205mm,多集中 在 7、8、9 三个月（约占全年降水量的 65%）。年均蒸发量 1283mm， 相当于降水量的六倍,以 5、6、7 三个月蒸发量最大。年均气温8.9C, 月份平均气温-8.3C,七月份平均气温23.8C, 最高气温414C（ 1953年7月8 日）,最低气温-28 （1954年12月28 日）土壤冻结期在120天以上，冻土深度5090cm,最深105cm（1968 年），无霜期 150 17

11、0 天。2.2 工程水文2.2.1 洪水特征 产流洪水特性与暴雨特性相应，即年际变化大，有明显的季节性、地 区性。产流方式以超渗产流为主。由于地处干旱区，土壤经常处于干 旱状态，一次降水使流域达到饱和的机率极少，当雨强超过损失率， 超过部分即可变为地面径流汇成洪水。工程所在地区的山洪沟道，属 中低土石山，年平均雨量仅有200mm,降水除去径流，不够树林蒸腾, 降雨入渗损失率大，产流形式同黄土丘陵区。 汇流产流区属于牛头山东麓缓坡丘陵区和鄂尔多斯台地缓坡丘陵 区,土质疏散,下渗量较大,地面坡度 1/301/1000,水土侵蚀严 重,产流方式以超渗产流为主。 产流后即泻, 汇流快, 造峰历时短,

12、洪水陡涨陡落,过程较短。 洪峰 一般洪峰为单峰,复式峰较少。与产流面积小、暴雨集中、历时 短有关,峰型尖瘦, 陡张陡落, 一般从开始起涨到峰落约 6 小时左右。 流域面积较大的沟道洪水历时可达 10 小时左右。洪峰流量随流域面 积增大而缓慢增加,反映出干旱地区暴雨洪水不均匀的特性。据秦汉渠管理处志记载,东干渠自 1975 年建成以来,全线 范围内因牛首山山洪而使东干渠发生决口的事件共有 16 起,其中主 要分别是：1976年 8月 12日,扁担沟的山洪与双吉沟的山洪一起冲毁东干渠南堤,造成干渠决口 8 处1978 年 7 月 27 日，牛首山的山洪和庙梁子沟山洪将东干渠材机厂桥（桩号 43+1

13、23）附近的渠堤冲毁，造成决口 2 处，淤平渠道 4.4km。1978 年 8 月 7 日，牛首山的山洪和庙梁子沟山洪将东干渠 42 号 口（桩号 42+500）附近的渠堤冲毁，造成决口 2 处，42 号口被冲走， 淤平渠道 300m。1989年 7 月 16 日，牛首山的山洪和庙梁子沟山洪将桩号 45+500 附近的渠堤冲毁，造成决口 4 处，淤平渠道 3.9km。2002 年 6 月 8 日，牛首山的山洪将 126涵洞（桩号 24+530）附 近的渠堤冲毁，造成决口 2 处，冲毁 126 涵洞。2006 年 7 月 14 日，长流水沟 （青 ）洪水将长流水沟溢流堰（桩号 5+450）处冲毁

14、，造成渠道漫堤 3 处，淤积 5km。2.2.2 暴雨特点项目区属缓坡丘陵地貌，具有干旱区降雨的一般特性，降雨一 般集中在每年的69月。降雨一般为短历时暴雨，而且笼罩面积 不大，点面折减快。项目区的山洪主要集中在东干渠右岸的牛首山和鄂尔多斯台地 的山洪沟上，具有干旱、半干旱暴雨洪水的一般特点： 年际变化：各年发生暴雨次数不等，最多一年 4 次，最少 0 次，多年平均50mm暴雨每年发生1次， 100暴雨每年0.4次。 季节特点：暴雨一般集中在每年的 69 月，但主要集中在 7、 8两月，出450mn暴雨7、8两月发生次数占全年的80.5%, H24100mm 暴雨 7、8 两月发生次数占全年的

15、 82.3%。 暴雨分布：暴雨中心分布情况,牛首山各山洪沟道出山口处（海拔12001500m）,占60%，距山脊线不远，高程在 2000m以上 可占 40。次暴雨时空特征 暴雨历时不长，大强度暴雨持续时间短 笼罩面积不大，点面折减快。223设计洪水223.1计算方法拦洪库所在区域的洪水特性与暴雨特性相应，即年际变化大，有 明显的季节性、地区性。产流方式以超渗产流为主。由于地处干旱区， 土壤经常处于干旱状态，一次降水使流域达到饱和的机率极少，当雨 强超过损失率，超过部分即可变为地面径流汇成洪水。暴雨多为短历 时暴雨，暴雨笼罩面积不大，点面折减较快。由于项目区属无实测资料地区，本次设计洪水计算依据

16、宁夏暴 雨洪水图集和重新修订的宁夏不同历时暴雨参数等值线图，采用设 计暴雨资料推求设计洪水。集水面积小于50km2的沟道，根据宁夏干旱半干旱区小流域暴雨 洪水泥沙研究（宁夏水文局编）计算设计洪水，产流汇流历时采用 1 小时。（1）产流计算工程区所在流域洪水多为超渗产流，历时短，洪峰高。根据该区 暴雨特性及下垫面条件采用扣损法计算产流过程。产流公式： R = H. - f.i i i式中：R 产流期某时段净雨（mm）;H i 产流期某时段面雨量(mm);fi -产流期某时段损失水量(mm);根据宁夏暴雨洪水图集产流分区，工程区以上流域属于黄土 丘陵H1区，平均损失率fi公式如下：fi =41tc

17、32(1-e022t 严叫)本次计算考虑到工程区所属流域属风沙干旱区，损失率更大一 点，适当将扣损增大一部分。(2) 汇流计算汇流计算是根据推求的设计净雨过程Ri推求流域出口断面的洪水流量过程，该计算区内暴雨强度大、洪水历时短，故采用纳希瞬时 单位线法推求。按瞬时单位线原理，就是净雨历时趋于零的极小时段 内产生的一个单位净雨(1mm净雨深)在出口处所形成的流量过程线， 其公式为：n_le_L/Ku(t)=式中：t时段变量;u(t)为t时的瞬时单位线的纵坐标; n，k为瞬时单位线形状参数； r (n)玛函数。根据上式可导出时段单位线方程式为：q( t 10(丄)亠细_0 K】(n) Kn _i:

18、KtF) edJ式中：q( t 面积为F的流域上，t时段内净雨量为1mm的单 位线在t时段的纵坐标，以m3/s计； t 算时段长(h);01 ()n4e4/Kdt 纳希瞬时单位的累积曲线，又称 S(t)曲线；0 K - (n) Kn _1 1 (I 1) eOK)dt 形同S(t)曲线，唯在时间坐标上错后 At0 K (n) K时，用S(t- A t表示。S(t)- S(t-A t)简写为A S(t)称为A小时无因次时段t时的纵高。一般 以K At t)表示。经过详细计算，采用地区均衡法进行分析比较得到不同设计保证率的 洪水过程线。(3) 计算参数在计算瞬时单位线，进行洪水演进时，须求得参数n

19、, k,滞时M , 计算公式如下：黄土丘陵区：n=1.22 L0.231, K=MMn, M1i=0.148L0.9i-0.093式中：i产流区平均净雨强度(mm/h);L概化长度(km)。滞时M表示从暴雨中心发生时间到洪水中心发生时间的时间间 隔，与流域概化长度L、降雨强度i有关；汇流参数n表示线性水库 调节的次数，与流域概化长度 L有关；汇流参数k表示线性水库调节 的能力，与滞时M、n有关。概化长度L由地形图量算求得，即计算 断面到流域起始端最远点的直线距离。汇流参数n、K按黄土丘陵区计算公式求得。2232主要参数采用宁夏暴雨洪水图集及重新修订的宁夏不同历时暴雨参数等值线图进行计算。根据宁

20、夏水文水资源勘测局最新修订的多年平均点雨量等值线图查得，涝池子流域1小时、6小时各保证率设计点 雨量见表2-2.2，依点面折减系数计算得各保证率设计面雨量见表2-2.3。表 2-2.3单位：mm历时点雨量均值CvCs/ Cv频率（%）（h）（mm）1053.3210.50.330.21170.723.532.341.747.354.464.374.180.187.26270.703.550.765.173.484.299.4114.2123.1134.2各保证率设计面雨量单位：mm历时点雨量 均值CvCs/ Cv频率（%）（h）（mm）1053.3210.50.330.21170.723.53

21、0.739.644.951.761.069.874.578.50.950.950.950.950.950.940.930.906270.703.548.762.570.580.995.4108.5117.0126.10.960.960.960.960.960.950.950.942243计算成果扁担沟拦洪库坝址以上流域计算面积48.4km2,概化长度14.0km,清浑比取0.83。根据以上参数计算得扁担沟不同保证率洪峰流量、洪 水总量、设计洪水过程线分别见表 2.2-4、2.2-5。表2.2-4扁担沟拦洪库各保证率设计洪峰流量、洪水总量表频率洪峰流量（m3/s）3洪水总量（万m ）10%46.

22、532.75%82.257.73.30%10775.22%14199.11%199136.50.5%252173.20.33%284194.80.2%311213.4表2.2-5扁担沟拦洪库各保证率设计洪水过程线表频率时段 t =0.5小时12345678910111213141510%011.537.346.535.522.613.17.223.771.920.980.470.290.1105%020.46682.262.84023.212.86.673.41.730.830.510.1903.30%026.68610781.852.130.316.68.694.432.261.090.67

23、0.2502%03511314110868.639.921.911.55.842.971.430.880.3301%061.618119913982.946.425.212.16.062.881.210.760.4500.50%078.123025217610558.931.915.47.73.661.540.960.5800.33%087.925928419811866.235.917.38.664.111.731.080.6500.20%096.328331121713072.639.4199.494.511.91.190.710涝池子沟水库以上流域计算面积16.18km2，概化河长6.8

24、km，清 浑比取0.83。根据以上参数计算得两沟不同保证率洪峰流量、洪水总 量、设计洪水过程线分别见表 2-2.6、2-2.7。表2-2.6涝池子拦洪库设计洪峰流量、洪水总量表频率洪峰流量（m3/s）洪水总量（万m3）10%48.521.85%76.132.73.30%92.439.82%11549.51%15563.70.5%18977.80.33%21287.30.2%23697.5表2-2.7涝池子拦洪库设计洪水过程线表频率时段 t =0.5h1234567891010%022.648.528.512.85.392.180.850.340.125%036.876.140.417.27.0

25、22.771.090.400.113.3%044.792.449.020.98.533.361.330.490.132%055.711561.026.110.624.181.650.610.171%077.515573.329.811.764.601.770.570.210.5%094.518989.436.414.35.622.160.690.260.33%010621210040.916.16.312.430.780.290.2%011823611245.618.07.042.710.870.32小洪沟水库以上流域计算面积 8.12km2,概化河长4.9km,清浑比 取0.83。根据以上参

26、数计算得不同频率洪峰流量、洪水总量、设计洪 水过程线分别见表2-2.8、2-2.9。表2-2.8小洪沟水库各保证率设计洪峰流量、洪水总量表频率洪峰流量（m3/s）洪水总量（万m3）10%28.411.05%42.616.43.30%53.520.02%66.624.81%88.132.00.5%10939.60.33%12244.40.2%13950.4表2-2.9小洪沟水库各保证率设计洪水过程线表频率时段AtOh1234567891010%014.628.412.04.031.280.400.130.0405%021.942.618.06.041.920.600.200.0503.3%028

27、.353.520.06.321.910.550.180.0702%035.366.624.97.872.370.690.220.0801%048.088.129.18.782.560.780.280.1100.5%059.410936.110.93.170.970.350.1300.33%066.612240.412.23.551.090.390.1500.2%075.613945.813.84.031.230.450.1703工程地质3.1地形地貌三座拦洪库库区属牛首山麓山前洪积冲积地貌区。在干旱、半 干旱的气候条件下，暂时水流在牛首山前堆积了大量的洪积物，这些 洪积物和山坡上面水流所携带下

28、来的坡积物汇合起来，形成了宽广平 坦的山前倾斜平原。由于山前倾斜平原是由无数个大小不一的洪积扇 所组成，因而形成高低起伏的波状地形。地形南高北低、东高西低，地势由东南向西北倾斜。3.2 地层岩性3.2.1 扁担沟拦洪库库区从上至下地层岩性依次为第四系 淤积土（ Q42al）、壤土（ Q42al） 和角砾及第三系泥质砂岩，分述如下。左右岸表层为第四系上更新统 洪积上更新统洪积壤土（ Q3pl），厚度0.3-1.0m。（1）第四系全新统（ Q4 ） ：淤积土、壤土、角砾。 淤积土（ Q42al）:为库区淤积层，层厚 1.2-5.8m，浅黄色，干- 稍湿，硬塑状态，局部含有少量砾石颗粒。 壤土（ Q

29、42al）：层厚0.31.0m,浅黄色，稍湿，硬塑状，夹粉质 粘土透镜体，局部含有少量砾石颗粒。其物理力学指标为：表 3.2-1淤积土物理力学指标统计表项目统计 个数最小值最大值平均值变异 系数统计 修正 系数地质 建议值含水量w ( %)616.218.117.20.0390.96717.2湿密度Y 0 (g/cm3)61.4691.5271.5090.0130.9881.509干密度y d (g/cm3)61.2491.3141.2870.0170.9851.287孔隙比e61.0691.1851.1160.0350.9711.116压缩系数a ! 2 ( MPa-1)60.30.70.5

30、80.2690.7770.58压缩模量Es (MPa)63.16.93.90.3810.6853.9渗透系数K(cm/s)61.97 X10-6-68.78X 106-63.51 X 106-63.51 X 106凝聚力C (kPa)613.522.017.30.1840.84715.0内摩擦角( )612.015.513.30.0910.92510.0液限Wl(%)639.045.041.00.0590.95141.0塑限Wp(%)620.223.521.60.0590.95123.5塑性指数Ip618.321.519.40.0620.94819.4允许承载力R ( kPa)100边坡比1:

31、 1.5角砾(Q42为：层厚2.64.3m杂色，次棱角状，中密-密实状态， 成分主要为泥岩、灰岩，壤土填充，最大粒径60mm, 一般粒径5-20mm, 大于2mm颗粒含量约占约占76.3-83.5%。(2)第三系中新统红柳沟组泥质砂岩(Nih):浅黄色-紫红色， 泥质胶结，层状构造，风化裂隙发育，岩芯呈长柱状。强分化层厚度 2 3.5m。3.2.2涝池子拦洪库库区左右坝肩表层为第四系上更新统洪积上更新统洪积碎石(Q3pl),厚度1.03.0m。下部为第三系中新统红柳沟组泥岩及砂质泥 岩(N1h),揭示深度 2.015.0m。河谷地段表层为壤土及粉质粘土(Q42al),层厚 1.205.4m;以

32、下为角砾、碎石(Q42al),层厚 1.82.6m;下部第三系中新统红柳沟组泥岩及砂质泥岩（Nih）,揭示深度2.015.0m。现分述如下：（1）第四系全新统（Q4）：淤积土、角砾。淤积土（ Q42为：壤土，为库区淤积层，层厚1.205.4m，浅黄 色，稍湿，硬塑状，夹粉质粘土透镜体。其物理力学指标为：淤积壤土物理力学指标统计表项目样本数量最大值最小值平均值标准差变异系数修正系数标准值建议值Wo ( %)718.5010.6014.603.200.221.1616.9714.60Y (g/cm3)72.131.611.940.190.101.072.081.94Y71.901.461.690.

33、160.091.071.811.69e70.850.430.620.150.241.180.730.62a1-2(Mpa-1)70.660.130.300.170.561.410.430.30Es (Mpa)711.002.706.412.520.391.298.286.40C (Kpa)724.08.5013.865.120.371.2717.6415.00 （。）717.5011.0014.792.270.151.1116.4623.00Wl ( %)733.3030.7031.831.330.041.0633.8431.80Wp (%)718.6017.2017.930.700.041.

34、0618.9917.90I P714.7013.5013.900.690.051.0714.9413.90Il70.40-0.270.040.349.6415.500.550.04K10 (cm/s)77.37 X10575.0 X0756.48 X056.48 10R (kPa)130边坡比1： 1.25角砾（Q42al）：层厚1.03.0m,杂色，稍密状，壤土填充，次 棱角状，成分主要为石英砂岩；最大粒径80mm, 般粒径10-40mm, 约占60%，局部为细砂及角砾透镜体。K = 3.0X 10-2/cm/s,允许承载 力R=300kPa, 边坡比 1： 1.00。（2）泥岩及砂质泥岩（

35、N1h）：揭示深度2.015.0m。泥岩：紫红色，泥质胶结，层状构造，岩芯完整，裂隙不发育，失水收缩后易产生龟裂。S ef=73.580.0,具中膨胀潜势。砂质泥岩：浅黄色-紫红色，泥质胶结，层状构造，风化裂隙发育，岩芯呈长柱状。q=2.08.0Lu.允许承载力R=300kPa, 边坡比1: 0.50。强分化层厚度23m。3.2.3小洪沟拦洪库库区属牛首山麓山前洪积冲积地貌区，库区左右坝肩表层为第 四系上更新统洪积上更新统洪积碎石（Q3pl）,厚度1.03.0m。下部为 第三系中新统红柳沟组泥岩及砂质泥岩（Nih）,揭示深度2.015.0m。 河谷地段表层为壤土（ Q42al）,层厚1.205

36、.4m;以下为角砾（Q42al）, 层厚3.87.0m;下部第三系中新统红柳沟组泥岩及砂质泥岩（Nih）, 揭示深度2.015.0m。现分述如下：（1）第四系全新统（Q4）：淤积土、角砾。淤积土（ Q42al）:壤土、为库区淤积层，层厚1.205.8m，浅黄 色，稍湿，硬塑状，局部含有少量砾石颗粒。其物理力学指标为：壤土物理力学指标统计表项目样本数量最大值最小值平均值标准差变异系数修正系数标准值建议值Wo (%)322.6014.618.304.030.221.3324.3618.30Y (g/cm3)31.981.871.910.060.031.052.001.91Y31.731.531.6

37、10.100.061.101.771.61e30.770.570.680.100.151.220.830.68a1-2(Mpa-1)30.230.180.200.030.131.200.240.20Es (Mpa)39.506.808.531.500.181.2710.808.50C (Kpa)313.08.09.672.890.301.4514.0115.0 （。）320.015.017.672.5203141.2121.4523.0Wl (%)333.3030.7031.831.330.041.0633.8431.80Wp (%)318.6017.2017.930.700.041.0618

38、.9917.90I P314.7013.5013.900.690.051.0714.9413.90Il30.40-0.270.040.349.6415.500.550.04K10 (cm/s)357.82 X10-55.18 X0-56.5 X0-56.5 X0R (kPa)130边坡比1: 1.25角砾（Q42al）：层厚3.87.0m,杂色,次棱角状稍湿，中密状态, 成分主要为石英砂岩，壤土填充，最大粒径60mm,般粒径2-40mm,约 占 65%。K = 3.0xl0-2cm/s,允许承载力R=300kPa,边坡比 1:1.00。（2）泥岩及砂质泥岩（N1h）:揭示深度3.615.0m。

39、泥岩：紫红 色，泥质胶结，层状构造，岩芯完整，裂隙不发育，失水收缩后易产 生龟裂。S ef=73.580.0具中膨胀潜势。砂质泥岩：浅黄色-紫红色， 泥质胶结，层状构造，风化裂隙发育，岩芯呈长柱状。q=2.08.0Lu.允许承载力R=300kPa, 边坡比1: 0.50。强分化层厚度23.2m。3.3 地质构造工作区大地构造属牛首山 罗山断裂以东，北为中朝准地台的鄂尔 多斯台缘褶带和鄂尔多斯台坳的复合盆地。由于燕山运动的影响使该区 不断上升，遭受剥蚀，沉积形成了第四系覆盖层， 逐渐使盆地范围缩小。 主要影响该地区的地质构造。（1）牛罗断裂该断裂自南向北从甘肃境内延伸我区，经六盘山、罗山，总长5

40、80km。总的来看在区内，本断裂东盘地层产状较缓，为下降盘；西 盘较陡为上升盘，断面西倾，倾角较陡。由于属长期活动断裂，形成 古隆起区，东侧不断下陷， 使断裂两侧的地层沉积特征有明显的差异， 成为中朝准地台与祁连褶皱系分界线。（2）老古窑断裂 主体位于贺兰山东麓与山体走向平行展布，向南延伸至本区老古 窑以西 1km 处，惠安堡两侧在甜水堡一带。 与东道 阿色浪大断裂（幅 内称马柳断裂）相交，总长 230km。横跨本区中部，长约 90km。在 老古窑西可见出露长约16km，走向转为325 330度，倾向东，倾角 55度，断裂带宽10 20m，带内裂隙发育，断面粗糙，最大断距可达 2000m,以逆

41、断层为主，局部表现为断层，倾角可达 80度。据有关资 料证实，该断裂在燕山期至今仍然在活动。该断裂是贺兰山台陷与银 川地堑的分界线。工作区内新构造运动发育，新构造运动受间歇性垂直升降活动的影 响，同一断块内部存在着局部上升或沉降的差异， 形成阶梯状地貌景观。 如牛首山东侧可见有皿级阶地，其中皿级阶地高出H级阶地 50m左右， H级阶地高出I级阶地75m左右，1级阶地高出前缘洪积平原130m左 右，而洪积平原又高出黄河河床10 15m左右，以上反映出牛首山一带 晚期以来的构造痕迹。第四系断陷盆地继承了第三系断陷盆地继续下沉， 构成含盐、芒硝的沉积现代湖盆或积水洼地。由于在北西向或近南北向 断裂的

42、活动，切割第三系的部分及第四系地层，并有泉水出露。新构造与地震活动关系十分密切，地震多发生在深大断裂，构造 盆地边缘及深凹陷地区。在吴忠地区地震多集中在河岸及东南至黄河 大断裂以西，震级在 4.95.5级之间的地震有 7 次。仅在 1970年至 1978年发生的 4.5级以下地震达 174次。说明该区弱震活动比较显著， 吴忠一带密集地震群显示本区地震频度大，震级小的特点。3.4 地震地震与新构造活动关系十分密切。地震多发生在大断层，构造盆 地边缘及深陷区。据历史记载，中卫、中宁、广武附近，地震次数频 繁，破坏性也较大，发生过强震九起，19561970年间弱震三起，大 部分震中分布与贺兰褶带及陇

43、西系构造活动有较密切联系，至今尚在 活动。在吴忠地震小区内，地震多集中黄河沿岸及吴忠东南至黄河大 断裂以西，显示出地震频度大，震级小的特点。银川断陷盆地是一个 晚近期仍在强烈活动的构造带，其活动断裂集中分布于盆地东西部的 银川、平罗一带以及西缘的贺兰山东麓断裂带，东缘灵武一带，走向 大多为北东向或近南北向，均为张性断层。由于上述活动断裂的存在 和作用，致使银川、灵武成为我国历史上多震的地区之一，近年中小 地震仍时有发生，不论从强度还是频度上看，都是地震活动极为活跃 的地带。根据中国地震动参数区划图 （1 ：400 万），地震动峰值加速度值0.20g,地震动反应谱特征周期0.40S,地震基本烈度

44、值忸度。3.5 水文地质勘探范围内未见地下水。4 工程规模4.1 拦洪库工程现状扁担沟、涝池子和小洪沟拦洪库均兴建于上世纪 70 年代，拦洪 库主要功能是防洪，保护东干渠安全。 2011 年对 3座水库进行了除险 加固，使其防洪标准达到 30 年一遇。三座拦洪库在汛期根据东干渠 防洪总体调度要求运行，拦洪库汛期为关闸运行，发生洪水时全部拦 蓄在库中，然后按照东干渠防洪调度要求以 5m3/s 的泄量向东干渠泄 水。4.1.1 扁担沟拦洪库扁担沟拦洪库总库容为177.35万m,工程由土坝和泄洪建筑物 两大件组成。土坝为均质土坝，坝顶宽 7m，坝长350m坝高12.6m。 泄水建筑物布置于坝中靠近左

45、坝肩位置， 由水塔、涵洞及消力池组成， 涵洞为矩形，孔口尺寸为 1.5x1.5m。4.1.2 涝池子拦洪库涝池子拦洪库总库容为58.8万m，工程由土坝和泄洪建筑物两 大件组成。土坝为均质土坝，坝顶宽 5m坝长856,坝高12m泄水 建筑物布置于坝中靠近右岸位置，由水塔、涵洞及消力池组成，涵洞 为矩形，孔口尺寸为 2.0x2.0m。4.1.3 小洪沟拦洪库小洪沟拦洪库总库容为29.3万m，工程由土坝和泄洪建筑物两 大件组成。土坝为均质土坝，坝顶宽 5m坝长400,坝高11.5m。泄 水建筑物布置于坝体右侧， 由水塔、涵洞及消力池组成， 涵洞为矩形， 孔口尺寸为 2.0x2.0m。4.2 库区清淤

46、的必要性（1）是保证下游防护对象安全的需要三座拦洪库起初主要是为了保护东干渠而建，近些年来，随着经 济社会的快速发展，库区下游修建了多条公路，进驻了许多企业，拦 洪库保护对象增加，拦洪库的重要性更加突出。但拦洪库防洪标准较 低，一旦发生超标准洪水，将会对下游防护对象造成很大损失。通过 库区清淤，增大库容，抵御超标准洪水，可保护或减轻超标准洪水对 下游防护对象的危害。（2）是实现洪水资源化的需要拦洪库区域降水稀少， 水资源珍贵， 每年的降水大多集中在汛期， 而拦洪库由于库容有限，为了防洪安全，汛期洪水大多都白白排掉。 通过库区清淤，增大库容，在保证防洪安全的情况下可蓄积洪水，从 而实现洪水资源化

47、。4.3 工程规模本工程对三座水库进行清淤，清淤深度平均为4m,清淤总土方68.28万m3。扁担沟清淤长度为525m,最大宽度为266m,清淤容积 33.64万m3;涝池子清淤长度为340m，最大宽度180m，清淤容积14.12 万m3;小洪沟清淤长度为400m，最大宽度为235m，清淤容积20.52 万m3。清淤后扁担沟、涝池子和小洪沟总库容分别增加至210.32万m3、71.86万 m3和、47.96 万 m3。5 清淤设计5.1 设计依据5.1.1 采用的主要技术规范(1) 水利水电工程等级划分及洪水标准 (SL252 2000)(2) 防洪标准(GB 50201 94)(3) 水利水电

48、工程初步设计报告编制规程 ( DL502193)(4) 水利工程水利计算规范 SL10495(5) 碾压式土石坝设计规范 (SL2742001)(6) 水利水电工程地质勘察规范 GB5028799(7) 水利水电工程水库库底清理设计规范5.1.2 其他设计依据(1) 扁担沟水库除险加固工程水文分析计算报告(2) 涝池子水库除险加固工程水文分析计算报告(3) 小洪沟水库除险加固工程水文分析计算报告5.2 清淤范围确定 库区淤泥下面为角砾，属强透水层，如开挖位置距坝坡较近，坝基有发生渗透破坏的可能性。 因此为了保证坝基渗透稳定， 坝前 200m 范围内淤泥不清除，作为天然防渗铺盖保留，淤泥开挖范围

49、为坝前200m至库尾。按照上述要求，扁担沟、涝池子和小洪沟清淤长度分别 为 525m、 340m 和 400m。5.3 开挖纵、横断面5.3.1 开挖纵向比降初步拟定开挖深度为4m开挖纵向比降与原库底相同，只在库尾 局部变陡。扁担沟、涝池子、小洪沟库底比降分别采用0.4%、0.4%、1.37%。5.3.2 横断面底坡线也基本维持原横断面底坡形状，只在靠近两岸位置局部调 整坡比，与两岸衔接。根据该工程的实际地形、现状宽度及周边建筑 物的影响，拟定扁担沟、涝池子和小洪沟的清淤边坡坡比分别为1：10、1：5 和 1 ：5。5.4 防渗设计根据地质资料， 3 座拦洪库库区淤积物下面为角砾和泥质砂岩，

50、角砾层和泥质砂岩强分化层均为强透水层。库区清淤后，角砾出露， 一方面坝基渗漏量会大大增加，拦洪库蓄不住水；另一方面会增加坝 基渗透破坏的可能性， 因此，为了保证坝基渗透稳定和减少坝基渗漏， 清淤后需进行防渗处理。5.4.1 防渗材料扁担沟和涝池子拦洪库库区淤积壤土渗透系数都小于1 x 10-5cm/s,小洪沟淤积壤土在压实度0.96时渗透系数接近1 x 10-5cm/s, 故 3 座拦洪库均可采用库区淤积土进行防渗。5.4.2 防渗方式 扁担沟、涝池子和小洪沟的坝前 200 处角砾层厚度分别为 3.0m、2.5m和5m其下泥质砂岩强分化层厚度分别为 2.5m、2.2m和2.0 , 由于总透水层

51、厚度小于10m故采取开挖截水槽然后回填库区淤积土 的方法进行防渗。5.4.3 截水槽设计截水槽为梯形断面，底宽为5m,上下游边坡均为1:2.0，开挖深 度以挖透砂岩强分化层为限，扁担沟、涝池子和小洪沟最大开挖深度 分别为5.5m、4.7m和7m截水槽要与两岸不透水层连接，根据 3座 拦洪库地质情况，扁担沟、涝池子和小洪沟截水槽开挖长度分别为 300m 210m和270m截水槽开挖完成后，用淤积壤土分层回填，填 筑压实度在 0.95 以上，土壤含水率保持在最优含水率的 2%范围内。 土体回填至槽顶高程后，自截水槽下游槽顶按照 1:5 的坡比向上游继 续填筑至库区淤淤泥面高程，和库区淤积物相衔接。5.4 坝基渗透稳定计算库区开挖断面的拟定在保证大坝安全稳定的前提下，应尽量减少动迁占地。根据地质报告，为透水地基，根据碾压式土石坝设计 规范(SL2742001 )渗流计算应包括以下水位组合情况： 上游正常蓄