白芒林场可研报告(15m)

1、第一章 综合说明1.1 绪言白芒山塘位于博罗县中部，象头山北麓，距柏塘镇约8公里，白芒洞水属柏塘河二级支流，发源于象头山之上嶂，该山塘上游集雨面积1.52km2，河流长1.89km，总库容为9.9万m3。山塘的任务以生活用水灌溉为主，主要受益区为白芒林场，受益人口800人，灌溉面积350亩。该地区田高河低，泉源缺乏，白芒山塘仅仅拥有一个3m高的破旧水陂。长期以来一年四季各种农作物的耕作都是等靠老天下雨，这350亩水田均是标准的“望天田”，收成极低，缺乏保障。为解决林场老百姓灌溉生活用水问题，特别需要对该山塘进行安全加固来保障下游灌溉和生活供水需求。山塘上游河道河床狭窄，地基表露是坚硬岩石，适合

2、建坝，坝前地势平坦、峡长，库容比较理想。本工程集雨面积为1.52 km2，大坝溢流段最大坝高12m（非溢流段最大坝高15m），坝顶高程为422m，坝顶长度88m，溢流堰顶高程为419m，宽度为8m，正常蓄水库容为7万m3。主要建筑物有：浆砌石坝、放水涵闸和溢流归河渠等。2008年9月，受惠州市博罗县白芒林场的委托，本设计室承担了白芒山塘安全加固工程可行性研究报告的编制任务。本设计室抽调精干人员在惠州市水电工程地质勘测公司于2008年9月中旬完成的地质勘探报告基础上于2008年10月上旬完成该工程的可行性研究报告设计任务。白芒山塘安全加固工程可行性研究报告参照中华人民共和国水利水电工程可行性研究

3、报告编制规程进行编写。1.2 水文、气象白芒洞水发源于象头山，上游处山高林密，雨量充沛，水土保持良好，气候宜人，多年平均降雨量2354毫米，多年平均径流深1648毫米，平均气温21.6。1.3 工程地质本区位于惠州盆地东北边沿，工程区域位于罗浮山山脉之东南部的象头山。工程区岩性主要由花岗岩、片麻岩、石英砂岩等硬质岩构成，岩石抗风化剥蚀能力强，地势较高峻，分水岭两侧陡峻，山脊型状及走向不规则，山脊线坡度起伏大。沿断裂发育及延伸的河谷总体上呈平直状，局部迂回弯曲，河流下切作用明显，局部地段出现跌水瀑布。坝址区为低山沟谷地貌，位于沟谷上游,河谷呈不对称的U型状，左岸坡度3040度左右，右岸坡度203

4、0度，河床高程一般约为410m，河床宽约35m，左岸谷坡上部植被发育，为坡积土层所覆盖，左岸谷坡中、下部为基岩不规则状裸露，右岸植被发育，为坡积土层所覆盖。根据地表出露及钻孔揭露，坝址区的地层岩性单一，河床及两侧为第四系冲洪积层(Qal+pl)、坡积层(Qdl)、残积层(Qel)，基岩为燕山期中粗粒花岗岩。工程区位于相对稳定区域，区域性断裂活动微弱，区域稳定性良好，坝址区工程地质条件较好，不存在不良的地形地貌及地质现象，坝基及坝肩有良好的承载力及抗滑稳定性。1.4 工程规模和规模本工程任务是为下游提供灌溉生活用水，大坝溢流段最大坝高12m（非溢流段最大坝高13m），正常蓄水位为419m，相应库

5、容为7万m3，放水涵管底高程为407.5m，相应死库容为0.5万m3；设计洪水位为421.05m，相应库容为9.2万m3；校核洪水位为421.6m，相应库容为9.9万m3。1.5 工程布置及主要建筑物山塘坝址选在上游河床峡谷，主要建筑物有大坝、放水涵闸和溢流归河渠道等。根据国家标准防洪标准（GB50201-94）及水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）的规定，确定白芒山塘为小（）型山塘，V等工程，枢纽建筑物为5级。山塘防洪标准按山区、丘陵考虑，取：设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为200年一遇，消能工的洪水标准为10年一遇。1.6 工程管理本工程任务是为下游提供灌溉生活用水

6、，根据工程的任务和特点，拟定山塘管理人员2名，财务等方面的管理由建设单位兼管。1.7 施工本工程位于象头山北麓，距柏塘镇约8公里，已有道路可通汽10以上的汽车，可直至坝址（但道路仅为3.5m宽左右，会车有困难），为工程交通运输提供了有利条件。本工程计划扩宽下游元音古寺至坝址的已有运输道路，长500米，路面宽5米，用于工程的施工运输和管理，待工程完工后铺设混凝土路面。计划水泥、钢材由博罗县城购买，块石、碎石在柏塘镇购买，河沙在泰美镇沙场购买。计划施工工期90天，2008年11月初动工，2008年12月下旬基本完成放水涵管以下工程；2009年2月上旬前，主体工程完工及山塘蓄水，2月下旬春节前工程竣

7、工。本工程需要的施工机械设备主要有2m3单斗液压掘土机一台，风钻2台，5吨自卸汽车4辆，自卸农用运输车2辆，搅拌机2台，电焊机2台，振捣器4台，以及一批小型施工机械设备。1.8 山塘淹没处理和工程永久占地山塘水面面积4.3万平米，淹没范围内有少量旱地，目前已种有林果和竹木，没有文物古迹和居民，淹没补偿较小。工程永久占地主要是大坝和山塘淹没，业主已与当地政府和村民签订了工程占地及其附着物的补偿协议。1.9 环境影响评价本工程建设期对区内环境有一定的不利影响，主要是造成局部水土流失，但只要做好水土保持工程和生物防治措施，是不会对环境造成破坏。工程建成后，由于山塘起到了调洪剥峰的作用，减轻了洪水对下

8、游河床冲刷，对下游生态环境起到了一定的保护作用。1.10 工程估算工程估算总投资462.56万元，其中建安工程费412.68万元，设备购置费5.4万元，独立费用23.25万元。工程特性表序号项目单位数量备注一、水文1、集雨面积km21.522、灌溉面积亩3503、供水人口人8004、设计洪水标准p(%)55、设计洪水流量m3/s58.16、校核洪水标准p(%)0.57、校核洪水流量m3/s79.1二、山塘1、校核洪水位m421.62、设计洪水位m421.053、正常蓄水位m4194、死水位m407.5 5、校核洪水位相应库容104m39.96、设计洪水位相应库容104m39.27、正常蓄水位相

9、应库容104m378、死库容104m30.5三、下泄流量1、校核洪水位下泄流量m3/s66.12、设计洪水位下泄流量m3/s48.5四、主要建筑物挡水建筑物1、型式浆砌石重力坝2、坝顶高程 非溢流段m4223、最大坝高 溢流段m419最大坝高 非溢流段m154、坝顶宽度m15.15、坝顶长度m88输水建筑物1、型式预应力砼管2、断面尺寸mm12003、长度m304、闸门型式升降闸门泄水建筑物1、型式实用堰2、堰顶高程m4193、过水净宽m8第二章 水文水力计算2.1 流域概况白芒山塘位于博罗柏塘镇白芒林场境内，位于象头山北麓，与博罗抽水蓄能电站紧紧相连，属柏塘河白芒洞水水资源开发工程之一。白芒

10、洞水属柏塘河二级支流，发源于象头山之别有洞天，集雨面积1.52km2，河流长1.89km，河床比降为0.165。2.2 洪水标准白芒山塘计划坝高为15m，总库容为9.9万m3。山塘下游有元音古寺及林场下洞村。根据国家防洪标准（GB50201-94）和水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）的工程等级划分标准确定白芒山塘为小（）型山塘、等工程，枢纽建筑物为5级。山塘防洪标准按山区、丘陵区考虑，设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为200年一遇，消能工洪水标准为10年一遇。2.3 洪水计算 1. 计算方法因山塘没有径流观测资料和实测降雨资料，故洪水计算按广东省暴雨径流查算图表查算，

11、其中暴雨参数采用广东省水文局2003年编制的广东省暴雨参数等值线图。白芒山塘集雨区域位于东江中下游右岸，为4号区，主要暴雨参数列表如下：区域主要暴雨参数表 表2.3-1 历时(h)项目10分钟162472备注Ht(mm)2060110160220=1.89/J1/3 =1.89/0.1651/3 =3.44查图表m=0.93Cvt0.30.340.460.460.5t11111Ktp(p=10%)1.4021.4561.6111.6111.661Ktp(p=5%)1.5661.6491.9031.9031.988Ktp(p=0.5%)2.062.242.842.843.052. 计算过程采用电

12、算程序“TL-1A”进行计算，计算的过程和相关参数详见附件(一)白芒山塘洪水计算稿。3. 计算成果按推理公式进行洪水计算，计算成果见表2.3-2。设计洪水计算成果表表2.3-2重现期N（年）1020200备注频率P（）1050.5洪峰Q（m3/s）50.158.179.1洪水总量（万m3）3745762.4 调洪演算1、调洪原则初定白芒山塘大坝采用浆砌石重力坝，山塘泄流设施设在大坝中央，为开敞式无闸控制自由泄流渠道型式，在山塘调洪演算时亦按无限泄要求的方式，起调水位按最不利情况（库水位平溢洪道堰顶）考虑。2、基础资料溢流堰宽8m，采用驼峰堰型式，查得流量系数M=0.45。从图2-1中得以下水位

13、库容关系曲线表。水位库容关系曲线表表2.4-1水位 （m）414416418419420421422相应库容（万m3）3.54.86.277.8910.4洪水过程线直接取用以上设计洪水计算成果的洪水过程线,详见附件(二) 白芒山塘调洪演算稿。3、调洪演算结果调洪演算采用广东省水利厅推广使用的调洪演算 TH3GD微机程序，分别计算山塘20年一遇和200年一遇设计洪水的调洪演算，计算过程详见附件(二) 白芒山塘调洪演算。计算成果列于表2.4-2。调洪演算成果表表2.4-2项目工况洪水重现期（年）最高水位 （m）相应库容 （104m3）最大泄量 （m3/s）10420.93941.2设计20421.

14、059.248.5校核200421.69.966.1第三章 工程地质3.1 概述工程地质钻探由惠州市水电工程地质勘测公司承担，本次勘察工作于2008年9月2日开始，9月11日结束，共计完成钻孔5个，总进尺114.6m，压水试验14段，注水试验2段，完成的各项工作量如下表3.1-1。完 成 实 物 工 作 量 表表3.1-1钻孔数量(个)进 尺(m)压水试验(段次)压水试验(段次)孔口高程测量(个)5114.61425通过本次勘察，基本查明了坝址场地的工程地质与水文地质条件，达到了预期目的。3.2 区域地质本区位于惠州盆地东北边沿，工程区域位于罗浮山山脉之东南部的象头山。地形陡峻，地貌形态复杂。

15、各时期地质构造运动均波及本区，并留有岩体及各种变质作用下的变质岩。3.2.1 地形地貌工程区属低山地貌，以中低山为主，高程一般为40O1000m，最高为1073m，外围低山高程一般为300500m，沟谷及沟谷盆地高程为100200m。地貌构成以构造为主，受长期强烈剥蚀作用，地形陡峻，地貌形态复杂。工程区岩性主要由花岗岩、片麻岩、石英砂岩等硬质岩构成，岩石抗风化剥蚀能力强，地势较高峻，分水岭两侧陡峻，山脊型状及走向不规则，山脊线坡度起伏大。沿断裂发育及延伸的河谷总体上呈平直状，局部迂回弯曲，河流下切作用明显，局部地段出现跌水瀑布。3.2.2 地层岩性本区域内分布地层有沉积岩、岩浆岩、变质岩。沉积

16、岩包括自震旦系至第四系地层，岩浆岩包括加里东、印支和燕山期的侵入岩及次火山岩，变质岩包括各时期侵入作用和构造作用下的变质岩。1 沉积岩：区内分布的沉积岩地层包括元古界震旦系(Z)、下古生界寒武奥陶系(O1)、上古生界泥盆石炭系(D1-2C1)、中生界三迭系侏罗系(T3-J)、新生界(EQ)，地层由老至新分述如下:(1) 元古界震旦系(Z)：系浅海相类复理石建造的一套深变质岩，主要岩性为石英片岩、片麻石英岩、云母片岩。(2) 下古生界寒武奥陶系( O23)：包括寒武系八村群(bc)及奥陶系上中统(O2+3),由滨海浅海相浅变质的变质细粒石英砂岩、变质石英粉砂岩和绢云母页岩等组成。1) 寒武系八村

17、群( bc)：为灰绿色浅变质细粒石英砂岩、变质石英粉砂岩及灰绿色页岩与千枚岩互层。2) 奥陶系下黄坑组(O1xh)：浅变质的变质细粒石英砂岩、变质石英粉砂岩及灰色千枚状绢云母页岩。3) 奥陶系上中统(O2+3)：细粒石英砂岩、石英粉砂岩及灰色千枚状绢云母页岩。(3) 上古生界泥盆系石炭系(D1-2C1)：由滨浅海相陆源碎屑岩建造、内源碳酸盐岩建造组成，沉积地层有泥盆系中下统桂头群(D1-2gt)、鼎湖山群(Dadh)、泥盆系中统老虎坳组（D2l）、帽子峰组(D3m)。 1) 泥盆系中统桂头群(D2gt)：包括桂头群下亚群(D1-2gta)及桂头群上亚群(D1-2gtb)。其中下亚群(D1-2g

18、ta)岩性为紫红色、浅棕红色砾岩、含砾粗砂岩、中细粒石英砂岩；上亚群(D2gtb)为灰绿、灰白色细粒石英砂岩、细砂岩，靠下层夹多层石英砾岩或含砾粗砂岩，靠上层稍含钙质绢云母粉砂岩，含页岩夹层增多。2) 泥盆系中统鼎湖山群(D2dh)：为石英砾岩、石英砂岩。3) 泥盆系中统老虎坳组（D2l）：灰白色石英质砂岩，石英砂岩。4) 泥盆系上统帽子峰组(D3m)：为浅海相碎屑岩建造，岩性以紫红色页岩、粉砂岩、灰绿色石英砂岩为主。(4) 中生界三迭系侏罗系(T3J)：由滨海、浅海相碎屑岩建造和陆相碎屑岩、火山碎屑岩建造组成，主要地层有三迭系下统良口组(T3gn):保罗系下统金鸡组(J1j)、上统高基坪群(

19、J3g)。1) 三叠系下统良口组(T3gn)：底砾岩、石英砂岩、页岩夹透镜状煤层。2) 侏罗系下统金鸡组(J1j)：为不等粒砂岩及泥质页岩、含砾石英砂岩、石英砂岩。 3) 侏罗系上统高基坪群(J3g)：出露上统高基坪群上亚群(J3gb)，为陆相碎屑岩、火山碎屑岩建造组成，主要岩性为凝灰熔岩、石英霏细斑岩、凝灰岩、流纹岩及泥质页岩夹层。该岩组厚度巨大，沿断裂带呈串珠状分布，岩体整体抗压强度较高，抗风化能力较强，呈较突出地形产出。 2.岩浆岩区内岩浆岩主要为侵入岩，其次为极少量次火山岩。侵入岩极为发育，可划分为加里东、印支和燕山等三个侵入旋回。(1) 加里东期侵入岩(Pr3)：为该期侵入岩受区域变

20、质和混合岩化作用形成的一套片麻岩，具体可分为黑云母花岗片麻岩、黑云母花岗闪长片麻岩和黑云母斜长花岗片麻岩，三者构成岩体中心至边缘相，但在空间上无明显界线，为逐渐过渡关系。(2) 燕山期侵入岩：燕山期岩浆活动最为强烈，区内主要分布燕山三期(52(3)和燕山四期(53(1)侵入的花岗岩。其中燕山三期侵入岩体(52(3)主要由粗、中粒黑云母花岗岩、细粒斑状花岗岩及中粒斑状角闪石黑云母花岗岩等组成，侵入于加里东期花岗片麻岩(Pr3)和震旦系石英片岩(Z)中。燕山四期侵入岩体(53(1)由早期的细粒、中细粒、粗粒花岗岩，中期的细粒斑状花岗岩、花岗斑岩以及晚期的纳长石化细粒花岗岩等组成。燕山期侵入岩体以整

21、体块状构造产出，抗风化能力强，地貌上多呈岭脊形式，岩石节理不发育。3.2.3 地质构造本区在大地构造上地处增城凸起的东南边缘，增城凸起以博罗大断裂为界，东部为横沥凸起，东南部为紫(金)惠(州)凹陷，属IV级构造单元。区内地质构造以断裂为主，表现为一系列北东走向的断裂和褶皱，次为东西向和北西向及北北西向的断裂。北东向断裂规模宏伟，地表形迹明显；东西向断裂地表形迹不如北东向断裂明显，但在深部构造上反映清晰；而北西北北西向断裂规模较小，生成时代相对较晚，是一组挽近期有明显活动的年轻构造。这三组断裂和同向的褶皱一起共同构成了全区构造的基本骨架。1.区域性断裂工程区位于粤中坳陷带的紫金惠阳凹褶断束的西北

22、侧，本区构造以北东向断裂为主，主要区域性大断裂有北东向博罗大断裂、莲花山断裂带五华深圳断裂，分述如下：（1）博罗大断裂：博罗大断裂是紫金博罗断裂带的主干断裂。紫金博罗断裂带北自五华，往南西经紫金、博罗，穿越珠江至台山、广海湾延入南海。大陆部分长达360km，宽约30km，断裂带总体走向呈NE，倾向SE，倾角4070°。沿断裂带角砾岩、糜稜岩化岩石发育，普遍见强烈硅化、片理化、片麻理化构造，宽达数十米。断裂旁侧派生构造显示南东盘向NE扭动，并为NW向断裂所横切。博罗断裂北自三洲，往SW方向经小金附近延到博罗县城附近，再往龙溪、铁岗方向延伸。在小金口附近，博罗断裂在平面上形成一个向SE凸

23、出的弧形。西段呈近EW向，东段呈NEENE向。前者以汤泉附近的广惠高速公路断面出露最清晰，断层面产状为N80°E/SE80°，构造破碎带宽30m以上；后者以小金附近出露明显，断层面沿着山坡展布。上述两处均未发现博罗断裂切割错动上覆的第四系残坡积层，博罗断裂在全新世期间无明显的活动。 (2) 五华深圳断裂：总体走向N5070oE，倾向NW为主，局部倾SE，倾角7080o，断裂主破碎带宽50100m，由糜棱岩带、片理化带和断层角砾岩带组成。两侧有宽度数百米的动力变质带，为构造碎裂岩、构造硅化岩等。2、区域稳定性评价(1) 新构造运动特征本区新构造运动特征总体表现为幅度不大的差异

24、性抬升，断块山地以较大幅度抬升，抬升幅度一般300400m。工程区位横沥凸起地块中部，新构造运动幅度小于30Om，块断活动微弱，抬升幅度不大，进入剥蚀萎缩发育阶段。 (2) 主要断裂活动性评价工程区位于博罗大断裂之东南与莲花山断裂之间，距离博罗大断裂2040km。据有关资料表明，整个东南沿海地区活动断裂的现代活动量普遍较小，一般小于1mm/a，例如河源活动断裂的垂直和水平运动速率均为0.05mm/a，政和海丰活动断裂的垂直运动速为0.010.12mm/a，属于四级活动断裂(即平均年速率V<0.lmm/a)。由此可以认为：夹持于上述两条深断裂带之内的本区活动断裂，其活动速率应该较小，现代活

25、动量应不大。(3) 地震据地震资料，1970年以前，本区只在惠州附近发生震级ML为4.04.9的地震一次，自19701992年，震级ML3级的地震没有发生。根据中国地震烈度区划分图(1:400万)，本区地震基本烈度为6度。根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001)，场区地震动峰值加速度为0.05g。根据水工建筑物抗震设计规范SL203-97及建筑抗震设计规范（GB50011），工程区(坝址、库区等)场地覆盖土层属于坚硬场地土，类场地。3.3 坝址工程地质条件3.3.1坝址地形地貌坝址区为低山沟谷地貌，位于沟谷上游,河谷呈不对称的U型状，左岸坡度3040度左右，右岸坡度2030度，河床

26、高程一般约为410m，河床宽约35m，左岸谷坡上部植被发育，为坡积土层所覆盖，左岸谷坡中、下部为基岩不规则状裸露，右岸植被发育，为坡积土层所覆盖。3.3.2 坝址地层岩性根据地表出露及钻孔揭露，坝址区的地层岩性单一，河床及两侧为第四系冲洪积层(Qal+pl)、坡积层(Qdl)、残积层(Qel)，基岩为燕山期中粗粒花岗岩。冲洪积层(Qal+pl)：（编号1-1）卵石（土），灰黄色、黄褐色，主要由卵砾石、块石和飘石组成，飘石粒径粗大，一般为3050cm，磨园度不均，分选性差，其母岩为花岗岩，风化浅，多呈弱风化状。主要分布在河床，冲积层厚度约为1.11.2m。坡积层(Qdl)：（编号2-1）粉质粘土

27、，灰黄色、黄鹤色，由粉粒和粘粒组成，含少量植物残根。主要分布在右岸谷坡上游，坡积层厚度约为0.6m。残积层(Qel)：（编号3-1）砂质粘土，灰黄色、黄鹤色，硬塑，花岗岩残积土，由粉粒和粘粒组成，含少量砾砂、砾石和未完全风化的块石。主要分布在右岸谷坡，残积层厚度约为1.52.1m。基岩为燕山期中粗粒花岗岩，岩层呈巨厚层状。在钻探深度范围内，基岩风化分带分为强风化带、弱风化带、微风化带，分述如下：强风化带：（编号4-1）强风化中粗粒花岗岩，灰色、灰黄色，岩石矿物主要成分为石英，含少量黑云母，风化深，岩石矿物风化变质、变色、次生，岩石结构有破坏，风化裂隙发育，岩芯破碎，岩芯呈块状、碎块。整个场地都

28、有分布，厚度约为0.61.6m。弱风化带：（编号4-2）弱风化中粗粒花岗岩，灰色、灰白色。岩石矿物主要成分为石英,含少量黑云母，风化浅，只沿裂面矿物有较明显的风化变质、变色现象，其它部分普遍无明显的风化现象，裂面有铁锰质不同程度的渲染呈黄褐色，岩芯呈中、短柱状、碎块状。整个场地都有分布，厚度为11.9m16.1m。微风化带：（编号2-3）微风化中粗粒花岗岩，灰色、灰白色。岩石矿物主要成分为石英，含少量黑云母，风化很浅，除局部裂隙面有不明显的风化迹象外，其它部位无风化迹象，颜色新鲜。大部分裂面呈闭合、无充填和渲染状，裂面颜色新鲜，少部分裂面有铁锰质不同程度渲染呈黄褐色，岩芯呈中、长柱状。主要分布

29、在基岩下部，钻探时未揭穿该层。3.3.3 坝址区地质构造坝址区在钻探过程中未发现有断层存在。3.3.4 坝址水文地质条件坝址区地下水类型以潜水为主，存储于卵石（土）、基岩裂隙，受大气降水补给，潜水水位主要受地形控制，地下水活动较强烈。坝址区卵石(土)层为强透水层，渗透系数大于1×102cm/s。坝址区坡积层和残积层为中等透水层，渗透系数0.721.61×103 cm/s。坝址区基岩的透水性主要由其裂隙发育及破碎程度所决定，由于基岩的构造发育程度不同，其透水性变化幅度较大。强风化带压水试验透水率q5.610.4Lu，为弱中等透水性。弱风化带基岩压水试验透水率一般为q3.14.

30、9Lu，为弱透水性。微风化带基岩压水试验透水率一般为q1.42.3Lu，为弱透水性。一般基岩压水试验P-Q曲线类型为B型(紊流型)。各岩层的透水率q统计见表3.3.1。表3.3.1 岩层的透水率q统计表统计项目统计个数(个)最大值(Lu)最小值(Lu)平均值(Lu)标准差变异系数建议值(Lu)4-1强风化带510.45.67.0/7.04-2弱风化带106.13.14.21.1360.2684.24-3微风化带62.31.41.90.3440.181.9根据环境水文地质条件判断和坝址区的地形地貌、地层岩性、地下水的存储及活动条件分析，场地环境水对混凝土无弱腐蚀性。3.4 坝址工程地质条件评价3

31、.4.1岩土工程参数根据各岩土层的成因、性质、状态，工程经验及工程类比，各岩土层的工程参数见表3.4.1、表3.4.2和表3.4.3。对于基岩，其岩性为花岗岩，强度较高，破碎带及裂隙对基岩的整体工程性质起较大的控制作用。各岩土层建议承载力标准值、开挖边坡值表 3.4.1 各岩土层建议承载力标准值、开挖边坡值岩土层性质 状态承载力标准值kPa建议开挖边坡(临时/永久)水上水下冲洪积层/1002001.0:1.5/1.0:2.01.0:2.0/1.0:2.5残积层/2003001.0:1.0/1.0:1.21.0:1.2/1.0:1.5强风化带强风化100015001.0:0.5/1.0:0.71

32、.0:0.7/1.0:1.0弱风化带弱风化5000100001.0:0.2/1.0:0.31.0:0.3/1.0:0.4微风化带微风0:0.1/1.0:0.21.0:0.2/1.0:0.3说明： 当开挖边坡高度大于5.0米时，应分级开挖。坝基础底面与地基土之间摩擦系数建议值表3.4.2 坝基础底面与地基土之间摩擦系数建议值表代号土层名称状态摩擦系数(f)1-1卵石（土）松散0.452-1粉质粘土松散0.353-1砂质粘土硬塑0.44花岗岩/0.58坝基岩体力学参数表3.4.3 坝基岩体力学参数分 带岩体分类混凝土与岩体岩体(与岩体)变形模量fC (MPa)FC (MP

33、a)E0(GPa)强风化带III0.700.800.600.7068弱风化带0.900.900.800.901215微风化带1.001.100.901.001518说明：f、 C为坝基岩体抗剪断强度系数。3.4.2坝基工程地质条件评价坝址河谷狭窄，岩性为中粗粒花岗岩，为坚硬岩。谷坡直接出露弱风化岩，岩体完整性较好，坝基覆盖层薄，坝基及坝肩稳定性较好，坝基为良好的混凝土或砌石坝坝基。坝址区在钻探过程中未发现有断层存在,但基岩裂隙较发育，对坝基的稳定影响小，根据钻进时回水观察及钻孔压水试验成果，基岩渗透性为中等弱透水性，山塘蓄水后会形成一定的渗漏。3.5 结论及建议本阶段地质勘察工作是根据有关规程

34、规范的要求及结合本工程的具体情况进行，主要对坝址进行了勘察。通过本阶段的勘察工作，查明了坝址的工程地质质条件，达到了勘察目的，总结如下：(1) 工程区位于相对稳定区域，区域性断裂活动微弱，区域稳定性良好。(2)场区地震基本烈度为6度，地震动峰值加速度为0.05g，设计地震分组为第一组，特征周期值Tg为0.35s，场地覆盖土层属于坚硬场地土，场地为类场地。(3) 坝址工程地质条件较好，不存在不良的地形地貌及地质现象。(4)坝基及坝肩有良好的承载力及抗滑稳定性。(5) 根据坝址地形地貌条件、工程地质条件，建议坝型采用混凝土坝或浆砌石重力坝。持力层为花岗岩弱风化带。第四章 工程任务和规模4.1 工程

35、任务本工程任务是为下游提供灌溉生活用水。4.1.1 产水量计算从广东省博罗县江河流域综合规划报告书，查得该流域多年平均径流深1120mm，丰水年（10%）径流深1832mm，枯水年（90%）径流深860mm。径流总量W按以下公式计算：W=KhFW年径流总量，万m3；K单位换算系数，取1；h径流深，mm；F流域面积，km2。枯水年(P=90%)径流总量为：W=KhF=1×860×1.52×1000/10000=130.72万m3。按月分配见表4.1-1。 白芒山塘枯水年(P=90%)年产水量分配表 单位：万m3项目 月 份合计456789101112123月分配(%

36、)5.918.116.813.19.27.77.39.34.43.92.12.2100W总7.7123.72217.11210.19.5412.25.755.12.752.876130.724.1.2 需水量计算山塘灌溉面积为350亩，兼顾下游供水人口800人。（1）灌溉需水量。该地区灌溉定额采用水稻泡整田时的灌溉定额。查广东省用水定额（2007年1月试行）中广东省一年二熟灌溉定额，白芒山塘灌区属于第6农业区-海陆惠博滨海台农业区，粘壤土在枯水年（90）需水量为493m3/亩.年。查广东省一年三熟灌溉定额“附表16-1：一年两熟灌溉定额Cvm等直线图（粘壤土）”，查“附图8：得Cvm0.37”

37、；由此算得灌溉保证率在90的Kp1.494，则毛灌定额为493×1.494736.5 m3/亩.年，则一年的需水量为350×736.525.78万m3，在渠道利用系数为0.7的情况下反应到对山塘的需水量为36.83万m3。（2）饮用需水量。下游800人需要的供水规模为800×140（L/d）/1000=112m3/d，月用水量为112×30/1.3(日变差系数)=0.258万m3，年用水量为3.1万m3。（3）损失水量。山塘水量损失包括蒸发损失和渗漏损失两部分蒸发损失蒸发损失采用下面公式进行计算：W蒸（h水-h陆）×（F库-f）式中：F库平均山

38、塘面积；取3.8万m2。 f建库前原有的天然河道水面面积，可忽略不计。 h水库区水面蒸发深度； h陆库区陆地蒸发深度，等于多年平均降雨深H与多年平均径流深h之差。经计算，W蒸2.65万m3，按多年平均蒸发量分配至各月，见表4.1-1。 白芒山塘蒸发损失成果表 单位：万方 表4.1-1项目 月 份合计456789101112123月分配(%)7.269.019.5811.9411.1210.29.857.726.295.775.096.18100多年平均蒸发深度（mm）101.6126.1134.1167.2155.7142.8137.9108.188.180.871.386.51400蒸发损失

39、月分配0.1920.2390.2540.3160.2950.270.2610.2050.1670.150.1350.1642.65渗漏损失考虑到本工程为新建山塘，地质条件较好，防渗措施得当，岸坡山体很厚，故本工程不考虑渗漏损失。故需水量统计见表4.1-2。 白芒山塘下游枯水年(P=90%)年用水量表 单位：万方 表4.1-2项目 月 份合计456789101112123月分配(%)18.531.45.36.68.915.214.100000100水稻灌区6.813611.5651.9522.4313.2785.59825.1930000036.83生活用水0.2580.2580.2580.25

40、80.2580.2580.2580.2580.2580.2580.2580.2583.096蒸发损失0.1920.2390.2540.3160.2950.270.2610.2050.1670.150.1350.1642.65合计7.263612.0622.4643.0053.8316.12625.7120.4630.4250.4080.3930.42242.5744.1.3 水量平衡计算白芒山塘径流调节采用最小流量限制的等流量调节，以3月次年2月为一水文年度，10月末山塘水位为死水位，至蓄水期末山塘水位抬高至正常蓄水位，进入供水期后山塘水位逐步降低，至供水期末山塘水位降低至死水位，蓄供期内最小

41、出库流量均不小于灌区需水量（含供水）。来水（径流）的年内逐月分配采用枯水年年内分配系数，年径流年内分配计算见下表4.1-3。由于资料较缺，本阶段按各典型年径流量的10%计，并按每月平均分配。 白茫山塘下游枯水年(P=90%)年水量平衡计算表 单位：万方 表4-1.3项目 月 份合计456789101112123来水量7.712523.6621.9617.1212.0310.0659.542612.165.7525.0982.7452.876130.72用水量7.263612.0622.4643.0053.8316.12625.7120.4630.4250.4080.3930.42242.574

42、弃水量0.448911.59919.514.128.1953.93933.830511.695.3274.692.3522.45488.146月末库容77777777777784从表4.1-3可知道，白芒山塘在特枯年（P90）上游年产水量为130.72万m3，大于年用水量42.574万m3，最枯水季节4月份来水量大于用水量，说明该山塘能满足下游的用水需求，无需进行调节计算。此外，多余的水可用来为下游元音古寺提供景观用水。4.2 工程特征水位经现场测量，坝址河床高程为407m（挖深3m），初定溢流坝顶高程为422m，正常蓄水位为419m，相应库容为7万m3；死水位为407.5m，相应死库容为0.

43、5万m3；设计洪水位为421.05m，相应库容为9.2万m3；校核洪水位为421.6m，相应库容为9.9万m3。第五章 工程总布置及主要建筑物5.1 工程等级和标准白芒山塘溢流坝高为12m，正常蓄水位为419m，相应库容为7万m3。山塘下游有元音古寺和林场下洞村。根据国家防洪标准（GB50201-94）和水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）的工程等级划分标准确定白芒山塘为小（）型山塘、等工程，枢纽建筑物为5级。山塘防洪标准按山区、丘陵区考虑，设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为200年一遇，消能工设计标准为10年一遇。5.2 工程选址经现场勘探比较，山塘坝址选在坝址上游峡

44、谷，坝址处河床0.63.5m下面是坚硬岩石，适合建坝；坝前地势平坦、峡长，库容比较理想。5.3 工程布置及主要建筑物型式山塘坝址河床表露是坚硬岩石，两岸没有适合的地形做溢洪道，因此初步选定浆砌石重力坝型式，坝中设开敝工溢洪道。主要建筑物有大坝和放水涵闸等。5.4 主要建筑物5.4.1 大坝5.4.1.1 大坝设计坝址河床高程410m，初定坝高15m（开挖后坝基高程407m计起，坝基持力层为弱风化花岗岩），溢流坝顶高程为419m，大坝采用浆砌石重力坝型式，溢流段坝顶宽16.15m，宽8m，采用驼峰堰流形式自由泄流，非溢流段坝顶宽15.1m，前坡1:0.2，后坡1:0.7，坝顶总长88m。经调洪演

45、算得出20年一遇设计洪水位为421.05m，200年一遇校核洪水位为421.60m，初定非溢段坝顶高程为422m，防浪墙顶高程为423m。5.4.1.2 大坝稳定计算1有关参数最大坝高H=15m，坝顶宽15.1m，坝底宽B=29.2 m，前坡m1=0.2，后坡m2=0.7（计算图见图5.4-1和图5.4-2），设计工况上游水深h设上=14.05m，校核工况上游水深h校上=14.60m，下游按无水处理，坝前淤沙高2m。根据本工程实际，参考已建工程和有关资料，选用以下参数：淤沙的内磨擦角=20°，淤沙的浮容重沙=1.0t/m3，坝基与混凝土的摩擦系数f=0.58，浆砌石容重浆=2.3t/

46、m3，地基（弱风化层）承载力标准值为500010000kPa。2荷载组合(1)自重：等于每一米坝段的体积乘以浆砌石容重，W自=339.5×237808.5 KN；(2)静水压力： 上游水压力：设计工况P设上=水h2设上/2= 967KN,校核工况P校上=水h2校上/2=1044 KN；上游垂直水重:V设=206.5KN, V校=214.6KN。(3)扬压力： 渗透压力：渗透压力由上下游水位差形成,由一个三角形合成（见图5.4-1和图5.4-2），本工程只设排水，不作帷幕灌浆，计算得：设计工况W渗 =水h B /2=9.8×14.05×29.2×1/2=2

47、010.27KN,校核工况W渗=9.8×14.60×29.2×1/22089KN。 图5.4-1 大坝稳定计算草图（设计工况）图5.4-2 大坝稳定计算草图（校核工况）3坝体抗滑稳定计算KC=fW/P式中 KC抗滑安全系数；W作用于1米长坝段所有垂直力的总和，包括自重、水重、和扬压力等，向上为正，向下为负；P作用于1米长坝段所有水平压力的总和，包括上下游水平方向水压力和泥沙压力等，向下游为正，向上游为负；f磨擦系数，坝基与混凝土的摩擦系数取0.58。设计工况K设C=7.54> 1.05校核工况K校C=7.52 > 1.04坝基应力计算y=W/B

48、7;6M/B2W作用于1米长坝段所有垂直力的总和，经计算本工程为 经计算本工程为设计工况W设 =6005 KN，校核工况W校 =5934 KN；B坝底宽度，本工程B=29.2m；M所有荷载对于坝底截面形心的力矩之和，经计算本工程为设计工况M设 =-9019 KN。m，校核工况M校 =-9800 KN。m。则坝基上下游边缘应力：设计工况：坝基上游边缘应力上y=142.2KN/m2<500 KN/m2；坝基下游边缘应力下y=269 KN/m2<500 KN/m2。校核工况：坝基上游边缘应力上y=134.2KN/m2<500 KN/m2；坝基下游边缘应力下y=272.2KN/m2&

49、lt;500 KN/m2。大坝稳定计算成果表5.4-1工况抗滑稳定KC上游应力上y下游应力下y设计7.54 142.2269校核7.52 134.2272.25.4.1.3 溢洪道挑流计算溢洪道消能按10年一遇设计，经调洪演算得出，山塘洪水位为420.93m，溢流水深1.93m，山塘最大下泄流量为41.2m3/s。水流在鼻坎上的流速根据电算程序陡坡水面线计算DP-3(1993.9) GD计算得，挑流鼻坎上末端为15.6m/s,取1.1倍，得v为17.16m/s。则挑流射程L=v2/gsin2=39.2 m。式中挑射角，本工程为250。冲坑深度t=Kq0.5H10.25-h下=10.5m式中K取

50、1.4；q单宽流量，q=41.2/8=5.15m3/s.m；H1上下游水位差，H1=420.93-410=10.93 m；则L/t=39.2/10.5=3.73>2，对坝脚影响不大，基本安全。5.4.2 放水涵闸放水涵闸设置在坝右侧，采用20t手电两用螺旋启闭升降闸，放水涵管用1200预应力混凝土管，管底高程为407.5m，管顶高程为409.0m，启闭房为2.8m×3.2m砖结构房。5.4.2.1 拉杆强度校核计算涵管的新建放水设施为垂直升降闸门，闸门宽1.6m，高1.6m，闸门全闭时，闸门中点高程为408.4m，闸门启闭力计算工况按设计洪水位（421.05m）时启闭（属动水中

51、启闭）。采用近似公式估算（平面滑动闸门）：闭门力：Fw= nT（Tzd+Tzs）nGG+Pt 启门力：Ft=nT（Tzd+Tzs）+Ps+n'GG+Gj+Ws式中 nT磨擦阻力安全系数，取1.2； nG闭门力的闸门自重修正系数，取1.0； n'G启门力的闸门自重修正系数，取1.0；Ws 作用在闸门上的水柱重。 Ws=（421.05408.4）×0.18×1.6×9.8=35.7KN；Gj 加重块重量，取0；Pt 上托力，结合本闸门实际，近似取0； Ps 下吸力，取0；Tzd 支承摩阻力，滑动支承Tzd =f2P=0.3×（421.0540

52、8.4）×1.6×1.6×9.8=95.2KN；Tzs 止水摩阻力，Tzsf3Pzs0.65×（1.6×2+1.6×2）×0.03×12.65×9.8=15.5KN； G闸门自重，G=8KN。 由于上述公式和数据可计算得： 闭门力Fw=124.84KN； 启门力Ft =176.54KN。因此启闭机启闭力需选用20t手电两用启闭机，配套选用110mm螺杆，螺纹长度3m。5.4.2.2 消力池结构尺寸的选用白芒山塘设计灌溉田亩面积为350亩，按经验1万亩农田需要引用流量为1m3/s,即白芒山塘灌溉引水流量为0.035m3/s。考虑到灌区的渠道损失及结构的调整，涵管供水能力按加大30考虑，即涵管的正常供水流量为0.046m3/s。因流量较小,消力池尺寸按类似工程经验构造设置。消力池长7米，出口宽3米，深0.5米，采用C20砼边墙衬砌。第六章 工程管理6.1工程管理范围和保护范围根据山塘工程管理设计规范SL10696的有关规定