水库除险加固工程初步设计报告2

1、江西省重点小（2）型病险水库规划项目xx市xx 水库除险加固工程初步设计报告（送审稿）xx 市水利电力勘测设计院二 o 一一年九月目目 录录1 1 综合说明综合说明 .1 11.1 水库基本概况.11.2 水库除险加固的必要性.21.3 除险加固的主要内容.31.4 工程特性表 .42 2水水 文文 .6 62.1基本资料.62.2设计暴雨.92.3设计洪水.103 3 工程地质工程地质 .15153.1 坝址区工程地质条件及评价.153.2 坝址区工程地质评价.173.3 坝体质量及评价.183.4 溢洪道工程地质条件及评价.213.5 坝下涵管工程地质条件及评价.213.6 天然建筑材料.

2、223.7 结论及建议.224 4 加固设计加固设计 .24244.1 工程任务和规模.244.2 主要加固项目.254.3 设计依据.264.4 工程总体布置.294.5 加固设计.304.6 上坝道路.544.7 安全监测设计.555 5 施工组织设计施工组织设计 .56565.1 施工条件.565.2 主体工程施工.565.3 施工总进度.585.4 施工度汛与施工安全.596 6 工程管理设计工程管理设计 .60606.1 原管理机构.606.2 管理机构及制度.606.3 管理范围和保护范围.617 7 水土保持与环境保护设计水土保持与环境保护设计 .62627.1 水土保持设计.6

3、27.2 环境保护设计.628 8 设计概算设计概算 .63638.1 编制说明.638.2 概算表.658.3 附件.739 9附件一：附件一：xxxx 水库大坝现场安全检查报告水库大坝现场安全检查报告1010附件二：附件二：xxxx 水库现场访谈记录报告水库现场访谈记录报告1111附件三：附件三：xxxx 水库大坝安全综合评估报告水库大坝安全综合评估报告1212 xxxx 市市 xxxx 水库除险加固工程初步设计报告水库除险加固工程初步设计报告审查意见审查意见1313附图附图 图图 纸目录纸目录图图号号图图名名图幅图幅xx 水库-初设-水文-01xx 地理位置及流域水系图a3xx 水库-初

4、设-水文-02p=5.0%洪水过程线及 p=0.5%洪水过程线图a3xx 水库-初设-水文-03xx 水库水位面积库容曲线图a3xx 水库-初设-水文-04xx 水库溢洪道水位泄流能力曲线图a3xx 水库-初设-水工-01xx 水库枢纽现状平面布置及险情分布图a3xx 水库-初设-水工-02xx 水库枢纽加固平面布置图a3xx 水库-初设-大坝-01xx 水库大坝加固平面布置图a3xx 水库-初设-大坝-02大坝典型断面图a3xx 水库-初设-溢洪道-01溢洪道加固平面布置图a3xx 水库-初设-溢洪道-02溢洪道加固纵剖面图a3xx 水库-初设-溢洪道-03溢洪道典型横断面图a3xx 水库-

5、初设-涵管-01xx 水库溢洪道加固平面布置图a3xx 水库-初设-涵管-02涵管加固纵剖面布置图（推荐方案）a3xx 水库-初设-涵管-03涵管加固纵剖面布置图（比较方案）a3xx 水库-初设-施工-01xx 水库施工总平面布置图a31 综合说明1.1 水库基本概况1.1.1 自然社会概况xx水库位于xx市xx乡xx村，距xx村约2.3km（直线距离） ，距xx市xx乡约4.0km（直线距离） ，地理位置为东经1171625，北纬283325，该水库坝址以上控制集雨面积3.07km2，水库总库容39.16万m3，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小（2）型水利工程，原设计灌溉面积1

6、210亩。xx乡位于江西省xx市（城）以北三十五公里，东北部与xx县xx乡接壤，东南与xx镇相邻，西南与xx镇相交，西北紧依xx镇xx乡。乡管辖9个村委会，共2万余人，乡域总面积88.5平方公里，山地总面积65.3平方公里，耕地总面积13.2平方公里，道路与村庄5.6平方公里，水域面积为4.4平方公里。属丘陵山区农业乡镇之一。xx乡年均气温17.9度，无霜期约257天（3月上旬至11月下旬） ，年平均降雨量为900-1800毫米。1998年为历史以来最大降水年份年降雨量2572毫米，属典型的南方气象气候。1.1.2 水库建设过程xx水库于1970年9月动工兴建，1971年10月竣工并投入运行，

7、至今已运行40年，期间未对枢纽部分进行除险加固，2010年对溢洪道进口控制段进行简易的除险加固处理至此达现有规模。1.1.3 工程现状特征xx 水库工程等别为等，工程规模为小（2）型，主要建筑物级别为 5 级，次要建筑物为 5 级。水库正常蓄水位 60.54m，兴利库容 25.33 万 m3。水库大坝为均质土坝，最大坝高23.54m。坝顶高程63.2963.84m（假设高程，下同） ，坝顶长81m，宽约4.5m。大坝迎水坡坡度为1:2.5，现状块石护坡；背水坡坡度为1:2.2，现状为草皮护坡，高程46.60m左右以下为贴坡排水。现状溢洪道布置在大坝左岸的山体上，为天然山体开挖而成。2010年根

8、据江西省水利厅制定的江西省小（2）型病险水库应急除险实施方案及小（2）型病险水库应急除险定型设计图已经对溢洪道由进口段、控制段及泄槽段前30m进行了简易除险加固。溢洪道进口段现状底宽9.37m，边墙为浆砌块石挡墙，溢洪道进口控制段及包括泄槽段前30m范围内底板均下挖了1m，进口控制段底板高程为59.54m，分三孔，闸墩设闸槽，非汛期采用叠梁闸门挡水，使水位保证在正常蓄水位60.54m，底板泄流总净宽5.13m，桥墩堰上设人形桥，边墙为浆砌石结构；泄槽段底宽3.04.7m，边坡1:0.51:1，底板与边墙均为砼结构，底板和边墙现状冲刷严重，存在裂缝，现状溢洪道无消能设施。灌溉涵管建于 1970

9、年，涵管位于大坝右坝肩，为坝下埋管，涵洞长约 66m，进口底高程 50.00m，出口高程 48.46m，管身结构为砼方涵，方涵尺寸为 0.50.4m。涵管进口形式为斜卧管，采用木塞控制。1.2 水库除险加固的必要性1.2.1 水库安全运行的需要根据 xx 市水利局编制的江西省 xx 市 xx 水库大坝安全综合报告中指出，水库存在以下问题：（1）大坝现有防洪能力满足规范要求；迎水坡局部块石护坡局部存在凹陷现象；背水坡草皮护坡，局部不平整。（2）大坝坝基清基不彻底，大坝下游水田大面积沼泽化，存在严重的坝基渗漏。（3）溢洪道泄槽段为山体开挖而成，进口段及泄槽段底板、边墙均冲刷严重，有裂缝、剥蚀现象。

10、（4）灌溉涵管为砼方涵，管身存在裂缝、冲刷、渗漏现象，进口为斜卧管，采用木塞控制，存在砼剥落、漏水现象。（5）大坝无水雨情观测设施和大坝安全观测设施，无供电线路、管理房等管理设施，对防汛管理很不利。根据水库大坝安全鉴定办法（水建管（2003）271 号）和水库大坝安全评价导则（sl258-2000）的规定，xx 水库大坝为三类坝。为消除水库各种安全隐患，确保工程安全以及保障水库下游广大人民群众生命财产的安全，充分发挥水库效益，保证当地社会经济持续、快速发展，xx 水库的除险加固十分必要。1.3 除险加固的主要内容1.3.1 编制依据本报告的编制依据主要有：（1） 江西省小（2）型水库大坝安全评

11、价技术规定 （试行） ；（2） 江西省小（2）型水库大坝现场安全检查报告 （xx 市 xx 水库） ；（3） 江西省小（2）型水库现场访谈记录报告 （xx 市 xx 水库） ；（4） 江西省小（2）型水库大坝安全综合评估报告 （xx 市 xx 水库） ；（5） 江西省重点小（2）型水库除险加固初步设计及审批导则 （试行） ；（6）xx 市水利局 xx 水库工程设计委托合同文件；（7）其他有关规程规范。1.3.2 工程加固的主要内容根据江西省 xx 市 xx 水库大坝安全综合报告提出的对维修加固的意见和建议，确定本次设计的主要加固项目为：(1)对对坝顶路面进行硬化，对下游坝脚处重建排水体； (2

12、)对溢洪道进行重建进口段、控制段、泄槽段及消力池；(3)封堵原灌溉涵管，重建虹吸管，设进水口、管身、出口消力池及下游渠道出口连接段。(4)大坝布置必要的水位观测设施,为水库管理提供依据。(5)新建水库管理房，并架设供电线路，满足水库防汛调度及管理要求。(6)对现状上坝公路进行拓宽，并设泥结碎石路面。1.4 工程特性表表1.1xx水库工程特性表数 量备 注序号及名称单位加固前（1996 年三查三定资料）加固后一、水文1、坝址以上集雨面积km23.073.072、河流坡降/0.07103、代表性流量p(%)55.0设计洪水标准及流量m3/s53.6451.1p(%)0.50.5校核洪水标准及流量m

13、3/s80.7184.1二、水库1、水库水位 校核洪水位m62.5462.59假设高程（下同）设计洪水位m61.9462.03 正常蓄水位m60.5460.54死水位m50.0050.002、水库库容 总库容万 m339.7039.16正常库容万 m335.2928.63 死库容万 m30.093.3三、工程效益指标保护人口万人0.050.05保护耕地亩12101210灌溉面积亩12101210四、主要建筑物1、大坝坝型土石坝土石坝坝顶高程m63.2963.8463.54最大坝高m23.5423.54序号及名称单位数 量备 注加固前（1996 年三查三定资料）加固后坝顶长度m81.081.0坝

14、顶宽度m4.55.02、溢洪道型式明渠wes 实用堰堰顶高程m60.5460.54泄流段长度m83.4109.11溢流堰净宽m3.512.0设计泄洪流量m3/s/46.11（p=5%）校核泄洪流量m3/s/74.08（p=0.5%）闸门型式3、输水涵管型式素砼方涵虹吸管长度m7578.4断面尺寸m0.50.4=500mm五、工期和投资工期月12工程总投资万元248.02建筑工程万元182.34机电设备及安装工程万元5.0金属结构设备及安装工程万元19.22临时工程万元5.80独立费用万元25.49基本预备费万元2.38工程占地投资万元4.8水土保持及环境保护万元2.992水 文2.1基本资料2

15、.1.1流域概况xx水库位于xx市xx乡xx村，距xx村约2.3km（直线距离） ，距xx市xx乡约4.0km（直线距离） ，地理位置为东经1171625，北纬283325，是信江河北岸北乡小河上的一座小（2）型水库。xx水库坝址以上控制集雨面积3.07km2，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小（2）型水利工程，原设计灌溉面积1200亩。本次初设对坝址控制的流域面积在万分之一航测图上进行复核，复核的结果为3.09km2，主河道长度为3.1km，加权平均坡降为71.0。1970年的原设计资料缺失，仅在1996年的“三查三定”资料中记录流域面积为3.07km2，无主河道长度和平均坡降记

16、录。本次复核的流域面积为3.09 km2，与“三查三定”资料中记录的流域面积（3.07km2）相差仅为0.02 km2，十分接近，属量取误差，本次设计流域面积采用1996年的“三查三定”资料中记录的流域面积。原设计主河道长度和河道平均坡降记录不详，本次复核成果无法与原设计形成对比，考虑到本次在万分之一航测图上进行复核，精度较高，因此，主河道参数和河道平均坡降采用本次设计复核成果值。本次设计采用的流域参数值详见表2.1。表2.1 xx水库流域特征参数比较表参数名称原设计（1959 年）“三查三定”（1996 年）本次复核本次设计采用流域面积（f）= km23.073.073.093.07主河道长

17、度（l）= km/3.13.1河道加权平均坡降（j）=/0.07100.0710流域平均宽度（b）= f/l= km/1.000.99流域形状系数（kf）= b/l =/0.360.32水库库区为高山地貌，山顶高程多在140650m之间，地形高差变化较大。坝址两岸山顶高程约为240m，地势西北高、东南低，未见大的滑坡和坍塌等不良物理地质现象，岸坡稳定。库区内森林茂密，无较大的固体径流策源地，水土流失较轻。库区内无人为改造现象，自然状态良好。xx水库大坝下游有xx乡xx村村委会管辖的老xx汪家、丁家、新xx、xx等共110户，500余人口，农田1210亩，以及县级公路。大坝一旦失事，将给下游人民

18、生命财产造成巨大损失，并将给下游沿河两岸的防洪工程带来灾难性的破坏。2.1.2流域内邻近流域水文测站的分布xx水库所在的北乡小河流域内无一水文测站，相邻流域有信江水系白塔河支流上的柏泉水文站、圳上水文站、耙石水文站，信江水系葛溪水支流上的龙潭桥水文站，铅山河铁路坪水文站、项源水文站和信江干流xx水文站。这几个水文站均进行流量观测，都属国家基本水文站，相对面积较小的有项源和龙潭桥两个水文站。xx水库所在的北乡小河流域内没有设置雨量测站，邻近流域距离xx水库最近的雨量站点为周坊雨量站、xx雨量站以及xx气象站。2.1.3主要水文站基本资料1、铁路坪水文站铁路坪水文站属于国家基本水文站，位于杨村水中

19、游，地理坐标为东经11740，北纬2808，控制集雨面积311km2，该站观测项目有水位、流量、降雨量等。水位观测原采用直立木水尺人工观测，现改为自记式水位仪，该站流量测验采用缆道速仪，高程系统采用假设系统。该站于1958年7月设站，1962年停测，1963年又恢复对水位、流量、降雨的观测，实测资料系列至今已有39多年。该站测验河段顺直，两岸为高山，控制条件尚好，该站历年的水位流量关系均为单一曲线，其观测资料均已按规范要求整编，精度满足设计要求。2、项源水文站项源水文站1969年1月建站，属小河流水文测站点，当时只观测降雨量，同年5月加测水位、流量。1980年4月加测蒸发量。该站于铅山河杨村水

20、的一条小支流上，地理位置为东经11741.5，北纬286.4，控制集雨面积41.9km2，流量观测采用缆道流速仪，水位观测采用自记式水位计，高程系统为假设，其与黄海高程系统的换算关系为：黄海高程假设高程52.140。该站测验河道顺直，河床由砂卵石组成，两岸均为稻田，一般洪水河宽为2030m，当水位在81.5m以上时，左岸漫滩，河宽增加到60m。测流断面上游200m有一条小溪汇入，下游100m处有一座石拱桥，断面下游10m左右有群众来往的过河石，对枯水测流有影响。1982年已将过河石全部搬到断面上游15m处。该站自建立以来，其观测资料均已按规范要求整编刊印，资料精度较好，可满足设计要求，该站建立

21、已于1994年撤除。3、龙潭桥水文站龙潭桥水文站位于信江水系葛溪河中游，横峰县青坂乡龙潭桥村，地理位置为：东经11732，北纬2832，集雨面积209km2，观测项目有水位、流量、降雨，资料已按规范要求整编刊印，精度可靠。该站于1958年8月建立，1959年开始测流，1979年因受水利工程的影响而停止观测。水位观测设备为自记式水位计，测流设备为缆道流速仪。高程系统为假设，其于黄海高程系统的换算关系为：黄海高程假设高程20.364。2.1.4水库水位库容关系曲线xx 水库兴建于二十世纪七十年代初，在 1970 年的原设计中无库容曲线记录，本次设计水位面积曲线采用实测数据，见表 2.2。水位库容曲

22、线计算方法为：按水库面积曲线中的水位分层，然后自库底向上逐层计算各相邻高程间的容积v，v 采用下列公式 2.1 计算。水位库容曲线计算成果见表 2.2，水位面积库容关系曲线见附图。公式 2.13/ )(下下上上ffffzv式中：v相邻高程间的容积，m3；z两水面的高层差，m；f上、f下分别为相邻两水位所对应的上、下水面面积，m2；表2.2 xx水库水位面积库容曲线（假设高程）水位(m)42.043.044.045.046.047.048.049.050.051.052.0面积(万 m2)0.060.110.170.240.340.460.610.780.971.181.41库容(万 m3)0.

23、030.100.230.450.751.181.742.443.304.345.62水位(m)53.054.055.056.057.058.059.060.061.062.063.0面积(万 m2)1.641.872.132.452.813.193.644.214.925.606.64库容(万 m3)7.158.9110.9113.2015.8318.8422.3126.2930.8536.1142.222.2设计暴雨2.2.1设计暴雨的分析方法、计算参数及计算成果设计暴雨可根据实测暴雨推算，也可根据江西省暴雨洪水查算手册中的等值线图查算。1、由实测暴雨推算坝址以上流域中心的设计暴雨xx水库所

24、在的北乡小河流域没有设置雨量测站，邻近流域距离xx水库最近的雨量站点为周坊雨量站、xx雨量站、xx气象站。周坊雨量站距离xx水库流域中心的直线距离约为14.6km，且同属信江干流北岸。周坊雨量站为国家基本雨量站点，有1958年1994年（1962年缺测，1960年、1963年和1965年三年观测资料不完整，1995年停测）共36年的实测降雨资料，观测资料已通过整编民警杜满足设计要求。xx雨量站距离xx水库流域中心的直线距离约为3.9km，且同属信江干流北岸。xx雨量站为国家基本雨量站点，有19652006年共42年的实测降雨资料，观测资料已通过整编，精度满足设计要求。xx气象站位于信江干流南岸

25、，距离xx水库流域中心的直线距离约为28.5km，xx气象站设立于1952年至今，保存有1953年至今的降雨资料。考虑到周坊雨量站虽然与xx水库距离较近，但观测资料不完整，因此不宜采用；xx雨量站距离xx水库最近，观测资料均比较完整，且xx雨量站与xx水库同属信江北岸，怀玉山脉南麓，降雨同受怀玉山脉影响，可以作为xx水库设计暴雨参政站；而xx气象站与xx水库分居信江南北两侧，xx气象站位于信江南岸，武夷山的北麓，降雨受武夷山脉的影响较多， 不宜作为xx水库设计暴雨参政站。通过上述分析，本次设计选用xx雨量站为代表站。xx雨量站有19652006年最大一日暴雨资料，而无短历时暴雨资料，根据邻近x

26、x雨量站同期24小时暴雨和一日暴雨的关系分析，得改地区一日暴雨与24小时暴雨的换算系数为1.124，本次设计xx雨量站24小时暴雨采用最大一日暴雨乘以1.13求得。根据求得的24小时暴雨系列排频统计、p-型理论适线、定线，求得各频率的24小时暴雨，成果见表2.4。2、由江西省暴雨洪水查算手册推算坝址以上流域中心的设计暴雨根据原水电部1978年下达编制短历时暴雨参数等值线图、径流查算图标的要求，在江西省水利厅直接领导下，以江西省水文总局为主，编制了江西省暴雨洪水查算手册（以下简称手册），并经原水电部1983年（83）水电水建字第28号和（83）水电水规字第7号文件批准使用。本手册是为我省水文资料

27、短缺的地区，作为中、小型水利水电工程（一般用于集雨面积在1000km2以下的山丘区）进行安全复核及新建工程设计洪水计算的依据。根据手册中暴雨等值线图和偏差系数图可查得水库流域中心点各时段暴雨参数见表2.3。由此可计算得坝址上流域中心点的设计暴雨，其成果见表2.4。表2.3xx水库设计暴雨的计算参数表24 小时暴雨6 小时暴雨1 小时暴雨h24=130mmh6=90mmh1=45mmcv=0.52cv=0.55cv=0.45表2.4xx水库设计暴雨计算成果表 频 率（）项 目0.10.20.5123.33510416386364316285262243210实测暴雨24 小时h24=137mm，

28、cv=0.40，cs=3.5cv513 469 411368 322 291 264 218 24 小时h24=130mm，cv=0.52，cs=3.5cv377 343 299 266 233 209 188 155 6 小时h6=90mm，cv=0.55，cs=3.5cv153 141 125113 101 92.1 84.5 71.9 手册查算暴雨1 小时h1=45mm，cv=0.45，cs=3.5cv3、设计暴雨的选用从上述两种方法求得的最大 24 小时设计频率暴雨可以看出，xx 雨量站实测降雨计算成果与手册相差在 43.1%16.9%，考虑到实测系列没有特大暴雨资料，计算出的 cv值

29、较小，而手册综合考虑了流域特征，成果较可靠，对无资料地区的设计暴雨计算有较高的精度；根据小型水力发站水文计算规范(sl7794)4.1.4 条规定，同时参照水利水电水文计算规范(sl2782002)的规定，本次设计采用手册查算的成果作为设计暴雨成果。2.3设计洪水2.3.1 坝址设计洪水计算方法及计算结果xx 水库所在河流内无水文测站，邻近流域内控制集雨面积相对较小的水文站有龙潭桥、项源两个，龙潭桥水文站控制流域面积为 xx 水库的 68.1 倍，流域面积相差太大；项源水文站控制流域面积为 xx 的 13.6 倍，流域面积相差较小，但本水库与项源站分别位于信江的北岸和南岸，暴雨同期性较差，同时

30、项源站实测流量系列偏短（只有 24 年） ，故均不适宜选为参证站来推求坝址设计洪水。xx水库1971年建成并投入使用发挥效益，无任何类型观测资料。故本次设计既无法用水位、出库流量资料来推求设计洪水，也无法根据流量资料来推求设计洪水，而只能根据暴雨资料来推求坝址设计洪水。设计暴雨采用前节计算的成果。根据手册使用方法和适用的范围，流域的设计洪水按可用瞬时单位线法和推求公式法两种方法进行计算，其中集雨面积大于50km2的流域，一般采用瞬时单位线法计算设计洪水；面积小于30 km2的流域，一般采用推求公式法计算设计洪水；面积在3050 km2之间的，一般采用推求公式法计算设计洪水。本工程集雨面积3.0

31、7km2，故采用推理公式法计算设计洪水。根据江西省产流分区图、推理公式分区图以及本工程的地理位置图得，本工程地点位于产流分区的第区，相应设计前期影响雨量为75mm；推理公式法计算分区为第区。设计洪水计算中暴雨历时取24小时。1、推理公式法计算设计洪水（1）地面洪峰流量和相应的汇流时间计算首先计算最大24小时净雨过程，然后联解下列方程组：4)/278. 0(/278. 0mqthfqtt由于=l/j1/38.7830故m=0.2470.265=0.44式中：f坝址控制的流域面积，f=3.07km2；ht计算时段以前总净雨量，mm；t计算时段以前总时间，h；l坝址以上主河道长度，l=3.1km；j

32、坝址以上主河道加权平均坡降，j=71.0；qt、q地面洪峰流量，m3/s； 汇流时间，h。经联解，可求得各设计标准下的地面洪峰流量和相应的汇流时间。（2）设计洪水过程线推求根据手册中的概化五点折腰多边形过程线推求地面流量过程线。各转折点的座标见表2.5。表2.5五点概化多边形各转折点座标座标起涨点起涨段转折点洪峰位置退水段转折点终止点流量(m3/s)00.1qm地面qm地面0.2qm地面0时间00.1t0.25t0.5tt表中：t为过程线底宽，由下式计算 (小时)地面mqwt/76. 9式中：w为洪水总量，由下式计算 (万立方米)fhw1 . 0式中：h为设计净雨总量。由此可求得各设计洪水的地

33、面过程线，并以地面流量过程线终止点为地下流量峰顶位置，然后逐时段向前或向后减少地下径流过程，求得地下流量过程，并与地面流量过程叠加，就可求得所需的设计洪水过程线。其洪水成果见表2.6，设计洪水过程线见表2.7。表2.6xx水库推理公式法设计洪水计算成果表 频率(%)参数0.10.20.5123.33510一小时面暴雨(mm)153141125113101928572三小时面暴雨(mm)266244214191169152138115六小时面暴雨(mm)377344299266233209188155廿四小时面暴雨(mm)514469411368322291264218设计净雨(mm)42338

34、0323282238208182139 频率(%)参数0.10.20.5123.33510洪水总量（万m3）129.8116.699.386.673.164.055.942.7推理公式法洪峰流量（m3/s)10797.184.174.264.557.351.140.9表2.7xx水库坝址设计洪水过程线成果表（推理公式法）p0.1p0.2p0.5p1p2p3.3p5p10序号时间(h)流量(m3/s)时间(h)流量(m3/s)时间(h)流量(m3/s)时间(h)流量(m3/s)时间(h)流量(m3/s)时间(h)流量(m3/s)时间(h)流量(m3/s)时间(h)流量(m3/s)00 0 0 0

35、 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 11.2 10.9 1.2 9.96 1.28.641.1 7.65 1.1 6.67 1.1 5.95 1.1 5.33 1.0 4.30 23.0 107 2.9 97.1 2.984.12.9 74.2 2.8 64.5 2.7 57.3 2.7 51.1 2.6 40.9 35.9 22.9 5.9 20.9 5.818.25.7 16.2 5.6 14.2 5.5 12.8 5.4 11.5 5.1 9.46 411.8 3.27 11.7 3.23 11.53.1311.4 3.05 11.1 3.00 10.9 2.94 10.7

36、 2.91 10.3 2.85 513.7 2.75 13.7 2.67 12.03.0013.6 2.46 13.4 2.37 13.2 2.32 13.0 2.29 12.6 2.20 614.7 2.47 14.7 2.40 13.02.7314.6 2.20 14.4 2.10 14.2 2.05 14.0 2.02 13.6 1.92 715.7 2.19 15.7 2.12 14.02.4615.6 1.93 15.4 1.83 15.2 1.78 15.0 1.75 14.6 1.64 816.7 1.92 16.7 1.85 15.02.1916.6 1.66 16.4 1.5

37、6 16.2 1.52 16.0 1.48 15.6 1.36 917.7 1.64 17.7 1.57 16.01.9217.6 1.39 17.4 1.29 17.2 1.25 17.0 1.20 16.6 1.08 1018.7 1.36 18.7 1.29 17.01.6418.6 1.13 18.4 1.02 18.2 0.978 18.0 0.933 17.6 0.805 1119.7 1.09 19.7 1.02 18.01.3719.6 0.859 19.4 0.753 19.2 0.708 19.0 0.663 18.6 0.528 1220.7 0.810 20.7 0.7

38、41 19.01.1020.6 0.593 20.4 0.483 20.2 0.439 20.0 0.392 19.6 0.250 1321.7 0.533 21.7 0.465 20.00.8321.6 0.325 21.4 0.213 21.2 0.170 21.0 0.121 20.5 0 1422.7 0.257 23.4 0 21.00.5622.6 0.057 22.2 021.9 0 21.5 0 1523.7 0 22.00.2922.8 0 23.002.3.2 设计洪水成果合理性分析一、与水库“三查三定”洪水成果的比较与分析xx 水库于 1970 年设计上报，同年 12 月

39、开工兴建，并在 1971 年 4 月建成受益。1996 年的“三查三定”中洪水计算结果，设计标准 20 年一遇，校核标准 200 年一遇。1970 年原设计资料缺失，因此本次设计洪水的计算与 1970 年原设计洪水计算成果无法比较。1996 年的“三查三定”资料中无洪峰流量计算成果，只有洪水调节成果，故本次设计洪水成果与“三查三定”中洪水计算成果也无法比较。二、与周边水库设计洪水成果的比较与分析总的情况看，本次复核洪水成果与附近已通过审查的小（1）型水库工程如童家山水库、刘家垅水库的设计洪水成果相比较，流域特征的变化引起洪峰流量、洪峰模数成有规律的变化（详见表 2.8） 。所以本水库复核洪水采

40、用暴雨查算手册推理公式法计算的成果基本合理，结果详见表 2.8。表 2.8 设计洪水成果比较表频率（%）洪峰流量（m3/s）洪峰模数 m3/s.km2 项 目水库名称流域面积（km2）加权平均坡降0.525100.52510xx3.070.071084.1064.4751.1040.9039.0830.5224.1919.36童家山2.230.0110/37.029.223.4/21.6817.1113.71刘家垅6.900.0550/123.597.875.9/34.0726.9820.943 工程地质xx 水库建设前未进行专门的工程地质勘察工作。赣东北地质工程勘察院承担该水库除险加固（初步

41、设计阶段）工程地质勘察工作。本次勘察遵照中小型水利水电工程地质勘察规范 （sl55-2005） 、 水利水电工程地质勘察规范 （gb50487-2008） 、 碾压土石坝设计规范 （sl274-2001） 、 水利水电工程注水试验规程 （sl345-2007） 、水利水电工程坑探规程 （dl/t 50502010） 、 水利水电工程天然建筑材料勘察规程（sl251-2000）等相关规程规范要求进行。外业工作于 2011 年 4 月初完成，完成主要勘察工作项目及工作量见表 3.1。表 3.1 主要勘察工作量汇总表工作内容单位精度数量坝址区平面地质测绘km21:10000.08横剖面地质测绘1:2

42、002工程地质测绘纵剖面地质测绘条1:200工程地质钻探m/孔98.1/5钻孔注水试验段17钻孔压水试验段3原状土样试验组10各类试验水质分析组13.1 坝址区工程地质条件及评价3.1.1 地形地貌及物理地质现象xx 水库位于 xx 市 xx 乡 xx 村，属丘岗地貌，库区植被较发育，水土保持良好，库岸边坡稳定。坝址处地形狭窄，河谷呈“v”形，左、右两岸山体高程分别为 68m 和 85m，山体边坡稍陡，坡角在 2040之间，大坝左侧为溢洪道，右侧为灌溉涵管，下游为农田和村庄。3.1.2 地层岩性根据钻探揭露及岩土层物理力学性质特征，可将坝址区场地岩土层分为 3 个工程地质单元层，自上而下依次为

43、：（1）素填土；（2）含砾低液限粉土；（3）-1 强风化石英云母片岩；（3）-2 弱风化石英云母片岩，分述如下：（1）层 素填土（q4r）：以含砾低液限粘土为主，局部为粘土质砾，呈褐红色、稍湿湿，稍密中密，可塑，主要由粉砂、粘土及风化千枚岩碎块等组成，为人工堆积夯实而成。 （2）层 含砾低液限粉土（q4）：暗红色，可塑，饱和、主要由粘粒、粉粒组成，局部含少量砾石，为第四系冲洪积、残坡积形成。 （3）-1 层 强风化石英云母片岩：浅灰色、灰黑色，片状结构，层状构造，主要成分为石英和云母，岩石中节理裂隙发育，岩芯呈碎块状、砂状，敲击易碎。左、右肩均揭露该层，揭穿厚度 1.34.3m，大坝两侧山体浅

44、表部位均有分布。（3）-2 层 弱风化石英云母片岩：浅灰色、灰黑色，片状结构，层状构造，主要成分为石英和云母，岩石中节理裂隙较发育，岩芯呈短柱状、碎块状，锤击声脆，较坚硬，分布于坝基及两坝肩，该层未揭穿，最大控制厚度 3.00m。3.1.3 地质构造坝址区地层较简单、构造较稳定，经地表地质调查及钻探揭露，双桥山群石英云母片岩岩质较坚硬，未发现大规模滑塌等不良地质现象。但地表残坡积层及强风化层厚度较大，人工开挖切坡较易引起表层滑坡。在勘察范围未见活动断裂、溶洞、采空等不良地质作用及其他破坏性地质构造。根据中国地震动参数区划图(gb183062001)，该区抗震设防烈度属小于度区，基本地震加速度值

45、小于 0.05g，区域稳定性较好。3.1.4 水文地质地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙潜水和下伏基岩裂隙水。第四系松散岩类孔隙潜水，主要赋存于上部冲积层及残、坡积层中，水量相对较丰富，孔隙水主要受大气降水和地表水入渗补给，水量受季节性影响较大。基岩裂隙水水量较小，受大气降水入渗补给、第四系孔隙水垂向补给及周围岩层横向补充，向河谷及沟谷中排泄。本次勘察采取 1 组库水样进行水的腐蚀性分析，根据水质分析结果，按照水利水电工程地质勘察规范 （gb504872008）地勘报告附表 l.0.2、附表 l.0.3 和附表l.0.4 分别就环境水对混凝土腐蚀性判别标准、环境水对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性

46、判别标准和环境水对钢结构的腐蚀性判别标准进行评价。见表 3.2、表 3.3 和表 3.4。表 3.2 环境水对混凝土腐蚀性判别表项 目分析结果腐蚀程度评价hco3-1.47mmol/l 无腐蚀ph 值6.1弱腐蚀侵蚀性 co210.00mg/l无腐蚀mg2+3.46mg/l无腐蚀so42-14.25mg/l无腐蚀 表 3.3 环境水对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性判别表项目分析结果腐蚀程度评价cl-5.32 mg/l弱腐蚀表 3.4 环境水对钢结构的腐蚀性判别表项目分析结果腐蚀程度评价ph 值、 （cl-+so42-）含量ph 值 6.1、cl-+so42-=19.57mg/l弱腐蚀根据以上判定

47、，库水对砼构件具弱腐蚀，对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀，对钢结构具弱腐蚀。3.2 坝址区工程地质评价3.2.1 坝基处理经施工回忆及本次钻探查明，大坝施工时只做了清除表面杂草等简单处理，未挖截水槽，坝体直接座落在低液限粉土或强（弱）风化石英云母片岩。3.2.2 坝基变形问题坝基持力层主要为强（弱）风化石英云母片岩上，具一定的承载力，其抗剪指标均好于坝体填筑土，且经坝体自重压密多年，坝基不存在压缩变形及抗滑稳定问题。3.2.3 坝基、坝肩绕坝渗漏及渗透稳定问题根据钻探揭露，坝基覆盖层多为含砾低液限粉土，湿密度 =1.901.95g/cm3，干密度 d=1.421.53g/cm3，比重 gs=2

48、.702.74，孔隙比 e=0.7910.901，塑性指数ip=16%17%，压缩系数 av=0.400.49 mpa-1，压缩模量 es=3.844.48mpa，固结快剪值 c=6.019.4kpa，=20.927.0，渗透系数 k=1.910-67.210-6cm/s。具中等压缩性，属弱透水，不存在坝基渗漏问题。坝基下伏基岩为双桥山群石英云母片岩，岩质坚硬，承载力高，上部岩芯多呈砂土状，下部呈碎块状、短柱状，岩石中裂隙较发育，但多呈闭合状，透水率1.655.40lu，属弱透水，不存在渗漏问题。坝肩表层有厚约 23 米残坡积层及强风化层，山体地形坡度较陡，左坝肩（溢洪道左侧）有不同程度高约

49、1015 米的人工切坡，较易引起小规模滑坡；下伏基岩为双桥山群石英云母片岩，岩质坚硬，具弱透水性，不存在坝肩渗漏问题。3.3 坝体质量及评价3.3.1 大坝存在问题大坝为均质坝，xx 水库于 197 年 10 月建成，运行多年，现状大坝主要存在的问题有：大坝坝顶坑洼不平；上、下游坝坡局部隆起和凹陷，上游护坡块石局部严重风化、坍塌；下游坝坡无护坡，坡面排水系统块石风化，塌陷现象，排水效果差。大坝填筑质量差，碾压不均匀，致使下游汛期坝脚渗漏严重，坝身下游坡渗水，大坝存在坝体渗漏问题。3.3.2 坝体质量检查为了解坝体各部位土的物理力学特性及透水性，现据勘探测试验成果简述如下：一、土体渗透性根据大坝

50、现场注水试验及室内土工试验结果，结合水利水电工程地质勘察规范（gb50487-2008）附录 j“岩土渗透性分级表”确定土层渗透性等级。坝身填筑土注水试验渗透系数为 3.1110-58.2110-5，室内试验渗透系数为 1.310-69.110-5，均属弱透水。坝基土（覆盖层）注水试验的渗透系数为 1.2110-57.2410-5，室内试验渗透系数为 1.910-67.210-6，均属弱透水。各钻孔注水试验成果见表 3.5。表 3.5 大坝注水试验成果表 孔 号层号试段深度（m）试段标高（m）渗透系数（cm/s）渗透性等级10.504.8063.2958.998.2110-5弱透水zk124.

51、808.3058.9955.495.2310-5弱透水10.505.3063.2958.498.3810-5弱透水15.3010.2058.4953.596.3510-5弱透水110.2015.5053.5948.296.4510-5弱透水115.5020.5048.2943.295.2410-5弱透水zk2220.5022.8943.2940.902.0010-5弱透水10.505.6063.2958.194.7910-5弱透水15.6010.4058.1953.394.8810-5弱透水zk3210.4014.7053.3949.095.2410-5弱透水10.505.6055.3350.

52、236.2310-5弱透水15.6010.5050.2345.336.5510-5弱透水zk4210.5015.0045.3340.837.2410-5弱透水10.505.0059.0054.504.3310-5弱透水15.0010.0054.5049.503.4510-5弱透水110.0015.0049.5044.503.1110-5弱透水zk5215.0019.7044.5039.801.2110-5弱透水二、岩层透水性本次勘察施工在大坝纵勘探线上 3 个勘探孔进行了压水试验，压水采用自上而下分段压水方法进行，试段长度为 1.814.20m，主要试验步骤为：洗孔、隔离试段、观测水位、压水和

53、流量观测。试验设备主要有：单管柱塞、压力表、流量表、水位仪及供水泵等，钻孔压水试验按有关规范操作，压水压力为 1mpa。根据试验数据计算透水率及渗透系数，然后根据水利水电工程地质勘察规范（gb50487-2008）附录 j“岩土渗透性分级表”确定岩层渗透性等级。各钻孔压水试验成果见表 3.6。表 3.6 钻孔压水试验成果表孔号试段深度（m）试段标高（m）透水率（lu）渗透性等级zk18.3012.5055.4951.295.40弱透水zk222.9025.7040.8938.091.65弱透水zk318.9921.5044.8042.293.35弱透水从表 3.6 可以看出，zk1、zk2、z

54、k3 三个钻孔岩层透水率为 1.655.40lu，为弱透水。综合评价坝址区场地内岩层为弱透水。3.3.3 坝体护坡及下游排水体大坝上游坝坡在 63.79m 高程以下采用简易的干砌块石护坡，坡比 1:2.46；由千枚岩岩块平铺而成，厚 0.200.30m，千枚岩抗风化能力较差，在干湿交替条件下极易风化，在水中浸泡后易软化，部分块石风化较强烈。下游坝坡坡比为 1:2.29，草皮护坡，坡面平整，局部草皮覆盖较差。坝脚设块石贴坡排水体，顶部高程 46.51m，由千枚岩块干砌而成，坡面不平整，部分存在风化严重，坍塌，排水性较差。3.3.4 坝体质量评价从土工试验结果看，坝体填筑土呈可塑状，成分为含砾低液

55、限粉土，孔隙比偏大,中等压缩性，造成填筑土压缩性较高的原因主要是土质较差和填筑质量不高，造成土体干密度偏小。坝体填筑土为含砾低液限粉土。砂、砾含量不均，砾径 260mm 不等，土质均一性较差，稍湿湿，共采取原状土样 6 组，土工试验结果各指标范围为：湿密度 =1.771.85g/cm3，干密度 d=1.381.51g/cm3，比重 gs=2.642.72，孔隙比e=0.8080.957，塑性指数 ip=16.00%17.00%，压缩系数 av=0.420.52mpa-1，压缩模量 es=3.734.30 mpa，固快快剪值 c=10.017.0kpa，=20.026.7， 渗透系数 k=1.3

56、10-69.110-5。坝体填筑土渗透系数 k=1.310-69.110-5（含注水试验和室内试验结果） ，渗透系数变幅较大，说明坝体填筑土不均匀，填筑质量欠佳，综合评价坝体填筑土为弱透水。3.3.5 坝体填筑土主要地质参数建议值根据室内土工试验成果，坝址区岩土层主要物理力学性质参数建议值取值原则是：物理指标取算术平均值，考虑取样时间与试验时间相隔近一个月，根据经验类比进行适当修正，渗透系数采用大值平均值，其它指标根据工程类比法提供，主要地质参数建议值见表 3.7：表 3.7 岩土层主要物理力学性质参数建议值岩土名称参数名称含低液限粉土（大坝覆盖层）含砾低液限粉土（填筑土）含水量 %31.48

57、29湿密度 (g/cm3)1.931.85干密度 d(g/cm3)1.471.40孔隙比 e0.8480.903比重 gs2.722.70凝聚力 c(kpa)13.8513.4抗剪内摩擦角 ()24.0823.45渗透系数 k(cm/s)6.3e-64.5e-5备 注强弱风化石英云母片岩透水率:q=5.4lu3.4 溢洪道工程地质条件及评价溢洪道位于大坝左端，为山体开挖而成的明渠，长 94.87 米，进口底高程为59.70m，进口宽 14.86m，出口宽 4m；边墙无衬砌，底板为混凝土，末端有消力池。经实地调查，溢洪道两壁上部为残坡积层，厚约 13 米，下部为强风化石英云母片岩，抗冲刷能力差，

58、边坡稳定性差，易垮塌引起溢洪道堵塞，现场调查见垮塌痕迹；左侧山体由于人工切坡现状稳定性差，强降雨条件下极易发生滑坡。底板为混凝土，局部开裂。另外，溢洪道出口离坝脚较近，一旦前方出现堵塞，水流将冲刷坝脚，存在较大安全隐患。溢洪道地基为强风化石英云母片岩，承载力值取 fk280360kpa，摩擦系数值f0.500.60，边坡坡率取 0.50.75。3.5 坝下涵管工程地质条件及评价灌溉涵管为坝下埋管，布置在大坝右端，长约 66 米，进口为沿山斜管，底板高程50.00 米，管身为方形钢筋砼结构，高宽=5040cm2，出口底板高程 48.46m。坝下涵管管身地基为基岩风化层，其地基承载力满足要求，不会

59、产生不均匀沉降的问题。涵管出口标高较坝脚标高高出近 5 米，出口前方水渠排水能力较差，一旦堵塞，水流将冲刷坝脚，严重威胁大坝安全，加之管径小，无法维修检查，存在较大安全隐患。3.6 天然建筑材料据设计，本工程所需天然建筑材料为粘土、砂砾石料及块石料。本阶段对天然建筑材料进行了详查工作。土料取样 1 组，进行了室內试验。3.6.1 土料坝址区土料需到 xx 村附近山坡采取，有简易公路至坝址运距约 5km，储量约 0.3万方，储量可以满足规范要求。根据试验成果，料场土的塑性指数 ip= 19.4，渗透系数为 k= 5.010-6cm/s，最优含水量为 op=18.9%，最大干密度为 dmax= 1

60、.70g/cm3，室内定名为含砂低液限粘土。满足 sl251-2000 中规定的防渗料要求。3.6.2 砂料、砂砾石料工程区砂、砂砾石料可到河砂、砂砾石销售点购买，储量丰富，质量较好，均可满足设计要求，交通方便，至工地运距约 20km。砾（卵）石以石英为主，级配较好；砂以中粗砂为主，质量及储量可满足规范要求。3.6.3 块石料当地块石缺乏，块石料场需从采石场购买，岩性主要为石英砂岩，岩性致密坚硬，呈微风化新鲜状，属中等坚硬岩。目前大量开采，质量和储量均可满足设计要求，交通方便，至坝址运距约 40km。3.7 结论及建议1、工程区地处信江凹陷带北侧边缘，根据 2001 年颁布的中国地震动参数区划