某山塘加固设计报告

1、设计证书号：A144001143设计证书等级：乙级南雄市云峰山生态旅游景区下青草围水库工程可行性研究可行性研究设设 计计 报报 告告 书书四会市水利水电勘测设计院二一六年五月设计证书号：A144001143设计证书等级：乙级南雄市云峰山生态旅游景区下青草围水库工程可行性研究设 计 报 告 书目目 录录1 综合说明综合说明.11.1 工程概况工程概况.11.2 水文水文.11.3 工程地质工程地质.21.4 工程任务和规模工程任务和规模.51.5 工程布置及建筑物工程布置及建筑物.51.6 工程管理工程管理.61.7 施工组织设计施工组织设计.61.8 环境保护设计环境保护设计.91.9 工程占

2、地工程占地.91.10 水土保持设计水土保持设计.91.11 工程设计估算工程设计估算.102 水文水文.132.1 流域概况流域概况.132.2 水文气象水文气象.132.3 洪水计算洪水计算.132.4 水库调洪演算水库调洪演算.152.5 泥沙泥沙.163 工程地质工程地质.173.1 概述概述.173.2 区域地质区域地质.173.3 岩土物理力学性质岩土物理力学性质.183.4 天然建筑材料天然建筑材料.193.5 结论与建议结论与建议.194 工程任务和规模工程任务和规模.214.1 工程建设的必要性工程建设的必要性.214.2 工程任务和规模工程任务和规模.214.3 工程枢纽布

3、置工程枢纽布置.214.4 坝顶高程坝顶高程.215 工程布置及建筑物工程布置及建筑物 .235.1 设计依据设计依据.235.2 工程枢纽总体布置工程枢纽总体布置.245.3 工程建筑物工程建筑物.245.4 大坝渗流稳定分析和坝坡稳定计算大坝渗流稳定分析和坝坡稳定计算.255.5 溢洪道设计有关计算溢洪道设计有关计算.276 工程管理工程管理.296.1 管理机构管理机构.296.2 管理设施管理设施.296.3 工程管理运用工程管理运用.297 施工组织设计施工组织设计.317.1 施工条件施工条件.317.2 施工导流施工导流.337.3 料场的选择与开采料场的选择与开采.337.4

4、主体工程施工主体工程施工.347.5 施工交通运输施工交通运输.357.6 施工工厂设施施工工厂设施.357.7 施工总布置施工总布置.367.8 施工总进度施工总进度.378 工程占地工程占地.389 环境保护设计环境保护设计.399.1 环境影响保护设计依据环境影响保护设计依据.399.2 环境保护设计环境保护设计.409.3 环境保护管理与监测计划环境保护管理与监测计划.449.4 环境保护投资估算环境保护投资估算.459.5 存在问题及建议存在问题及建议.4510 水土保持设计水土保持设计.4610.1 工程概况工程概况.4610.2 水土流失防治责任范围水土流失防治责任范围.4610

5、.3 水土流失预测水土流失预测.4610.4 水土流失治理方案水土流失治理方案.4610.5 水土保持防治措施水土保持防治措施.4610.6 水土保持投资估算水土保持投资估算.4611 工程投资估算工程投资估算.4711.1 工程概况工程概况.4711.2 投资主要经济指标投资主要经济指标.4711.3 编制依据编制依据.47附件：附件：1、大坝浸润线计算书、大坝浸润线计算书2、大坝稳定计算书、大坝稳定计算书3、溢洪道陡坡水面线计算书、溢洪道陡坡水面线计算书4、溢洪道侧墙稳定与应力计算书、溢洪道侧墙稳定与应力计算书5、溢洪道消能计算书、溢洪道消能计算书6、工程量计算书、工程量计算书7、设计图纸

6、、设计图纸01 综合说明1.1 工程概况1.1.1 工程地理位置下青草围水库位于韶关市南雄市江头镇武岭村，南雄市位于大庾岭南麓，东经 11355301144438，北纬 245659252520，东连江西省信丰县，东南界江西省全南县，西南比邻始兴县，西北与仁化县接壤。四周群山环抱，中为丘陵。东西极限 84 公里，南北极限 52 公里。全市面积 2316.4 平方公里。1.2 水文1.2.1 流域概况水库所在河流属珠江流域北江支流，库区范围属剥蚀丘陵区和“V”字型沟谷地貌，海拔高程在 710740m 之间。主要山脉、水系大致呈北北东方向分布。沟谷狭小，近似呈“V”型谷，两岸山坡较陡，岩石风化程度

7、较深，覆盖层厚度大。区内植被发育，零散分部有居民点。1.2.2 径流本流域径流年际变化较大，年内分配极不均匀，以 4 月9 月为汛期，约占年径流量的 70%80%，最小径流量为 1 月，只占年径流量的 2%左右。1.2.3 设计洪水 设计洪水计算范围根据相关规范和标准，本次设计洪水计算范围为：10 年一遇设计洪水（P=10%）；50 年一遇校核洪水（P=2%）；5 年一遇施工洪水（P=20%），施工导流洪水标准； 计算方法洪水计算按广东省水文总局 2003 年编制的广东省暴雨径流查算图表中提供的推理公式法和综合单位线法，依据上述参数，利用“广东水文水利设计计算软件平台”中的“暴雨洪水设计计算”

8、软件，采用综合单位法进行计算，计算成果见表 1.2-2；计算过程见后。1表 1.2-1 暴暴雨雨统统计计参参数数表表T(小时）项目10min1h6h24h72hHt184265100140Cvt0.300.350.370.380.40At(坝址）1.01.01.01.01.0P=10%时 Kp1.4021.4691.4961.5091.535P=2%时 Kp1.7691.9231.9872.022.08 计算成果根据计算，各频率设计洪水计算成果如下表 1.2-2。表 1.2-2 各频率下洪水总量计算成果表各频率下洪水总量计算成果表 频率方法10%2%综合单位线法3.154.101.3 工程地质

9、1.3.1 区域地质库区范围属剥蚀丘陵区和“V”字型沟谷地貌，海拔高程在 710740m 之间。主要山脉、水系大致呈北北东方向分布。沟谷狭小，近似呈“V”型谷，两岸山坡较陡，岩石风化程度较深，覆盖层厚度大。区内植被发育，零散分部有居民点。根据 120 万区域地质图及区域地质构造分析，区内构造较简单，为一套倾向为SW 的单斜构造，走向 310330，倾角 4576。区内未见断裂构造通过。根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），本区地震基本烈度为度，地震动锋值加速度为 0.05g，地震动反应谱特征周期为 0.35S,库区内无发震地质构造，无现代活动性断裂，库区有古老构造带穿过，不存在

10、水库诱发地震的问题，区域稳定性好。1.3.2 库区工程地质条件库区地貌为丘陵地貌，山体连绵，库区山体相对高差大，附近分水岭雄厚，库周无低矮垭口，库区地表一般被弱透水的第四系坡残积土层所覆盖，基岩为震旦系变质花岗岩，库区内未见区域性断裂构造及全新活动断裂构造通过的迹象，右坝肩见有较厚的填土，库区存在一定的渗漏问题。据现场地质踏勘，库区岸坡较陡峻，表层主要为第四系残坡积粉质粘土和人工填2土土质岸坡，植被发育，区内尚未发现崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害。土质岸坡在水位变动带内由于长期受水浸泡，土质各项主要物理性能降低，易产生局部塌岸现象。1.3.3 枢纽区工程地质条件坝址区范围内出露的地层主

11、要有第四系（Q）地层和震旦系基岩（Z），根据 5个孔钻孔揭露的地质情况，现将拟建坝址区的地层分述如下：第四系人工填土层（Qml）-素填土 层序号褐黄、灰黄等色，稍湿，松散稍压实，以粘性土、砂砾、碎石及块石等组成，成份稍复杂，不均匀。第四系坡积层（Qdl）-粉质粘土 层序号褐黄、褐红等色，稍湿，可塑，粘性一般，干强度中等，韧性中等，含少量砂砾。第四系残积层（Qel）- 粉质粘土 层序号褐红、褐黄、暗红等色，稍湿湿，可硬塑，由变质花岗岩风化残积而成，稍具粘性，岩芯呈土柱状，遇水易软化。震旦系基岩（Z）- 变质花岗岩 层序号钻探深度内按岩石的风化程度划分为全风化岩、强风化岩和弱风化岩三个岩带，分述如

12、下:1 全风化变质花岗岩: 褐黄、暗红等色，岩石结构已基本破坏，但尚可辨认，岩芯呈坚硬土状，遇水易软化。2 强风化变质花岗岩: 褐红、褐黄、黄灰等色，岩石结构大部分破坏，矿物成份已显著变化，风化裂隙发育，岩芯呈半岩半土状、土夹岩块状或碎块状，手压易碎，遇水软化崩解，风化不均匀，偶夹弱风化岩块。3 弱风化变质花岗岩: 褐黄、黄灰、浅灰等色，变余砂质结构，层状构造，裂隙较发育，岩芯较破碎，块状为主，夹碎块状或短柱状，锤击声较脆，岩质较硬。各岩土层主要物理力学性质指标见岩、土工试验报告及土层主要物理力学性质指标统计表、标准贯入试验统计表。1.3.4 水文地质3根据资料，下青草围水库坝址主要含水层为全

13、强风化变质花岗岩中孔隙潜水和弱风化变质花岗岩中裂隙潜水，上部粉质粘土含水性弱、透水性较弱。地下水动态受气候季节的影响明显，主要受大气降雨补给，由两岸向沟谷处径流。下伏基岩为弱风化变质花岗岩，岩体为裂隙切割，赋存裂隙潜水，岩石透水性与风化程度、岩体完整性密切相关，明显规律为随深度减弱。1.3.5 岩土力学物理性质参照类似工程经验，同时结合同区域已建水库地质资料，下青草围水库坝址各层岩土、岩石层物理力学指标见下表 1.3-1、1.3-2。表 1.3-1 各岩土层物理力学指标建议值表 层序号岩土名称状态或风化程度压缩系数 av（MPa-1）压缩模量ES(MPa)允许承载力R(kPa)摩擦系数凝聚力C

14、(kPa)内摩擦角(度)素填土松散稍压实0.404.601000.209.5013.00粉质粘土可塑0.394.701700.2518.0019.00粉质粘土可塑硬塑0.384.902000.2819.0020.001变质花岗岩全风化0.325.503000.3520.5023.502变质花岗岩强风化/5000.50/3变质花岗岩弱风化/1800/表 1.3-2 岩石物理力学指标地质建议值1.3.6 天然建筑材料下青草围水库需大量土料和砂石料等天然建筑材料，因项目处于可行性研究阶段，尚未进行详细设计，天然建筑材料数量等尚未确定。库区及周边有丰富的土料储量，建议土料从当地直接开挖，砂料和石料统一

15、从市场直接购买。1.3.7 结论与建议部位混凝土与基岩接触面岩体坝基抗剪断抗剪抗剪断抗剪岩体变形模量岩性岩体分类fC(MPa)ffC(MPa)fE(GPa)弱风化变质花岗岩1.101.100.651.201.500.701041、本区地震基本烈度为 6 度区，设计基本地震加速度为 0.05g，设计特征周期为0.35s，不存在水库诱发地震的问题。库区区域稳定性较好，库区内未见有区域性断裂构造及全新活动断裂构造通过的迹象，工程地质条件较简单，场地稳定性较好。2、根据工程地质条件，建议初拟坝型为土坝，建议以粉质粘土或全（强）风化变质花岗岩作为坝基持力层。坝基设计时宜加大基础底面尺寸及埋深，以满足坝基

16、的沉降、变形及抗滑要求。拟建坝基岩土层中的人工填土为中等透水层，残坡积粉质粘土与全风化变质花岗岩为弱透水层,下伏强风化变质花岗岩为中等透水，弱风化变质花岗岩为弱透水，应做好坝基的防渗处理。3、拟建库盆范围较狭小，两岸山体雄厚，两岸地下水补给沟水；库盆不存在向邻谷渗漏问题。4、水库建成后，库水的流速、流态发生剧变，原不稳定的岸边的冲刷减弱但应注意蓄水后长期受浪蚀或冲刷的岸坡稳定性，尤其是水库防洪预泄造成水位骤降时的岸坡稳定，其排水条件直接控制着边坡的稳定性。5、水库蓄水后，库区两岸水位发生明显变化，可能引起的其它环境地质问题，如水质变化，土质变化等应引起足够的重视。1.4 工程任务和规模1.4.

17、1 工程任务本工程的主要任务是防洪、灌溉。1.4.2 工程规模 正常蓄水位根据水库地形地势规划建设，下青草围水库正常蓄水位为 720.51m；此时水库库容为 2.89 万 m3。 死水位水库上游植被繁茂，水土保持良好，基本不存在水土流失现象，但河床坡降较陡，经综合考虑后，将死水位确定为 714.51m，此时水库库容为 0.21 万 m3。1.4.3 总体布置方案根据地形地势、拟在下青草围水库河岸较窄处新建一座挡水坝（详见工程总体布置图），坝体内建一直径为600mm 输水涵管，进口底高程为 719.53m，引水至下游河道，补充下游农田用水，以满足不同高程段农田灌溉用水需求。由梯级斜涵放水，5输水

18、斜涵管径为 0.4m；挡水坝左岸靠近坝肩位置设置一开敞式溢洪道。1.5 工程布置及建筑物下青草围水库主要建筑物包括：大坝、溢洪道及输水涵管等。1.5.1 大坝挡水坝为均质土坝形式，坝顶高程 723.01m，坝基高程为 714.01m，最大断面坝体高度为 9.0m，上下游坝坡坡比均为 1:2.5，坝顶宽度 5.0m，上游坝坡采用 C20 砼护坡，下游坝坡采用草皮护坡，同时下游坝坡设置贴坡排水反滤体。1.5.2 溢洪道挡水坝左岸靠近坝肩位置设置一开敞式溢洪道，溢洪道底板高程 720.51m，行洪宽度 2.0m，溢洪道分为引水段、控制段、陡槽段与消能段四部分，总长度为 45.50m。溢洪道消能采用消

19、力池底流消能方式消能。1.5.3 输水涵管输水底涵采用预制钢筋砼管，管径 600mm，进水口高程 719.53mm，由梯级斜涵放水，输水斜涵管径为 0.4m。当下游农田需要灌溉用水时，采用输水斜涵控制放水。同时施工时也可以作为临时导流设施。1.6 工程管理 管理机构及人员下青草围水库工程由南雄市江头镇政府负责管理。 管理范围 凡属水库范围内均属本工程管理区范围。 水库正常蓄水位以下的土地为水库管理区范围，正常蓄水位以上工程集雨面积内的土地为水库保护区范围。 挡水坝下游 1.5km 内。 当水库组织运行实施期间，将进一步调整核实库区保护范围。 水库的管理及保护区凡属工程建设范围内均属水库管理区。

20、在工程、水库保护范围内，土地上附着物的所有权及使用权维持现状不变，但严禁破坏水土保持，防碍库区正常运行，危害建筑物安全和水质污染等的一切活动。61.7 施工组织设计1.7.1 施工条件 工程条件下青草围水库工程主要由大坝、溢洪道及输水涵管等工程组成。 自然条件本流域内雨量充沛，但年内分配不均匀，其中 49 月为雨季，降雨量约占全年降雨量的 70%；10 月至翌年 3 月为旱季，降雨量约占全年降雨量的 30%，46 月降雨多为峰面雨，710 月降雨多为台风雨。库区范围属剥蚀丘陵区和“V”字型沟谷地貌，海拔高程在 710740m 之间。主要山脉、水系大致呈北北东方向分布。沟谷狭小，近似呈“V”型谷

21、，两岸山坡较陡，岩石风化程度较深，覆盖层厚度大。区内植被发育，零散分部有居民点。库区地表一般被弱透水的第四系坡残积土层所覆盖，基岩为震旦系变质花岗岩，库区内未见区域性断裂构造及全新活动断裂构造通过的迹象，右坝肩见有较厚的填土，库区存在一定的渗漏问题。 交通条件下青草围水库工程对外交通较便利，下青草围水库位于江头镇武岭村，距南雄市市区约 35km。本工程施工场面小，都集中在大坝周围，各施工点可根据场内实际开几条临时场内施工道路进行施工。1.7.2 施工导流结合本工程的特点及工程施工进度安排，导流设计洪水标准为 5 年一遇施工洪水，即 Q=2.70m/s。本工程导流采用输水涵管兼做导流管，底涵采用

22、预制钢筋砼管，管径 600mm，进水口高程 719.53mm，由梯级斜涵放水，输水斜涵管径为 0.4m，完全能满足施工期导流要求。1.7.3 主要建筑物施工方法本工程的主要项目有：大坝工程、输水涵管工程及溢洪道工程等。本工程的主要施工项目有：土石方开挖、土方填筑、草皮护坡、混凝土浇筑等。 土石方开挖土方开挖采用 1 m3的挖掘机开挖，8t 自卸汽车运输挖料至大坝下游的弃渣场。7石方开挖采用风钻钻孔，小药量装药爆破，1 m3的挖掘机开挖、装车，8t 自卸汽车运输挖料至大坝下游的弃渣场。 土方填筑大坝的土方填筑主要是对坝体进行粘土填筑，填筑前先对坝址草皮、树根等进行清理，待基面和接触面整理符合设计

23、及规程规范要求后，进行坝体土方的填筑施工。坝体土方填筑采用进占流水作业法进行施工，土料开挖采用 1 m3的挖掘机开挖，1m3装载机上料，8t 自卸汽车配合运输上坝。坝上工作区依次按铺土、平土、压土流水作业。铺土、平土使用 1m3装载机和 74kw 的推土机配合进行，压土使用 13.5t 的振动碾和 8t 羊足碾联合进行压实。分层压实面使用拉毛机拉毛，根据拉毛面湿度情况，人工洒水湿润，进行下一层的铺土。边角面用人工夯击密实。 混凝土浇筑本工程项目混凝土的制备采用在混凝土搅拌场集中制取。将制备好的混凝土用手扶拖拉机运送到浇筑现场，仓面位置较低的搭设溜槽配合人工运送至浇筑工作面，直捣式震荡器和震荡板

24、震荡密实，浇筑尽量采用平浇法，少用台阶法浇筑。模板使用钢制模板。 输水涵管本工程底涵采用600mm 的预制钢筋砼管进行施工，输水斜涵采用 400PVC 管施工。1.7.4 施工总体布置本工程根据现场施工条件和工程施工项目分布、施工现场地形地貌，施工总布置的规划原则，本工程分水库片和下游河道片布置。将本工程所有项目划分为三个区，一是施工区，二是施工工厂区，三是生活区。施工区为工程施工各场点，位于大坝周边；大坝施工区为主体工程施工现场，主要是大坝。充分利用大坝的地形地势，进行本水库工程施工项目的现场加工、安装工作，一些临时简易的施工设施可就近布置在各施工项目点的附近。施工工厂区可布置在大坝下游迁建

25、工程项目平整后的场地上。主要有混凝土搅拌8系统、砂石料堆放场、木材加工厂和钢筋加工场，生活区可设在迁建工程项目生活区为临时生活办公场所。1.7.5 施工进度本工程施工按工程筹建准备期、主体工程施工期、工程完建期阶段进行。根据 6个月工期的要求，结合工程项目任务，工程宜分在二个年度进行。工程准备期宜在第1 年度枯水期开始，用 1 个月完成；主体工程施工期在第 2 年 1 月至第 2 年 4 月底完成，用 4 个月完成；工程完建期用 1 个月完成任务。1.8 环境保护设计根据国家法律法规关于环境保护的标准与规程规范，对本新建工程的环境保护进行设计。环境保护的主要内容是：自然环境中的水质保护、社会环

26、境中移民安置区环境保护和人群健康保护以及施工期间主体工程施工区的环境保护等。水质保护采取的主要措施有：施工期将产生较多的生产废水和生活污水，需对其进行处理达标后排放，但这是暂时的，对水质不会造成永久性的影响，将随着工程的竣工而消除，严格控制污染源并加强监测。环境保护措施的重点是：防治区域内水土流失；限制或制止对资源的不合理利用；控制农药的污染及其它污染源的产生等。人群健康保护则要搞好环境卫生、清除疾病传播孳生地、加强群众自我保健意识、建立健全的卫生保健机构、完善疫情管理等。施工期间主体工程施工区的环境保护主要措施是：防治责任范围区内的水土流失；处理好“三废”问题；设法减轻工程施工对工作人员的不

27、利影响，恢复并改善施工迹地景观等。从总体上分析，工程的实施对自然环境和社会环境的有利影响是主要和长远的；无大的、严重的不利影响，所产生的不利影响是次要的和短暂的，均可采取简单的措施来予以控制解决。因此，从环境角度评价，本工程是切实可行的。1.9 工程占地本工程在南雄市江头镇武岭村云峰山生态旅游景区管理范围内对水库进行新建工程施工，不涉及工程征地拆迁。91.10 水土保持设计 水土保持防治措施 合理组织施工，土方回填尽量利用土方开挖料，土方回填后的余料运至低洼的地方，在取土及弃渣后的扰动面积进行植草皮。 工程产生的弃渣量为 2.0 万 m3。 水土保持投资估算本水土保持方案的估算总投资为 6.0

28、 万元。1.11 工程设计估算 编制依据（1）广东省水利厅关于发布广东省水利水电工程概（预）算补充定额（试行）的通知（2012 年 11 月）；（2）广东省水利厅关于公布我省水利水电工程概预算部分定额调整的通知（广东省水利厅建设管理处，2013 年 5 月）（3）广东省水利厅文件粤水建管2009462 号文关于调整我省地方水利工程部分费用标准及砌石工程等概估算定额（试行）的通知。 （4）规范水利工程设计工作研讨班材料（广东省水利水电技术中心）（2009 年 10 月）（以下简称研讨班材料）；（5）广东省水利厅粤水基20062 号文发布的广东省水利工程设计概（估）算编制规定（试行）（以下简称编制

29、规定）及其配套定额（V8.5 版最新定额）；（6）水利水电工程设计工程量计算规定（SL328-2005）；（7）设计报告及图纸；（8）其他直接费用、现场经费、间接费、企业利润、税金：按编制规定规定的费率计算，现场经费、间接费取中小值；（9）缺项定额采用水利部水总2002116 号、水建管1999523 号及相关行业主管部门颁发的现行定额。 工程估算总投资工程项目总投资估算为 153.43 万元。其中建安工程费 116.51 万元，独立费 27.81万元，设备购置费 1.8 万元，基本预备费 7.31 万元。10下青草围水库工程特性表序号及名称单位数量备注一、水文1、流域面积水库控制集雨面积km

30、20.1772、洪峰流量P=20%洪峰流量m3/s2.70P=10%洪峰流量m3/s3.15P=2%洪峰流量m3/s4.10二、水库1、水位校核洪水位(P=2%)m721.82设计洪水位(P=10%)m721.62正常蓄水位m720.51死水位m714.512、容积校核洪水位库容万 m37.22设计洪水位库容万 m36.56正常蓄水位库容万 m32.89三、排洪流量设计水位最大泄量m3/s3.15校核水位最大泄量m3/s4.10四、主要建筑物及设备1、大坝坝顶高程m723.01最大坝高m9.0坝顶宽度m5.0 2、溢洪道进口高程m720.51溢洪道长度m45.50泄洪宽度m2最大泄洪量m3/s

31、4.10校核洪水3、输水涵管进口高程m719.53出口高程m714.01底涵管长m51.4600 预制钢筋砼管输水斜涵管长m17.6400PVC 管11序号及名称单位数量备注五、施工1、主要工程量土方明挖m3674.94土石方填筑m34560.06混凝土m3549.22六、经济指标 1、总投资万元153.43 建筑工程万元116.51 独立费万元27.81 基本预备费万元7.31122 水文2.1 流域概况下青草围水库位于韶关市南雄市江头镇武岭村，江头镇位于广东南雄市区的南侧，镇政府所在地距市区 13 公里。全镇区域面积 164 平方公里。有坪岗、涌溪、元埔、江头、渔仙、大汗、南埔、小竹、武岭

32、、小汗等 10 个村委会，97 个村民小组。总户数 2673 户，人口 11725 人。其中农业人口 11071 人。有山林面积 17 万多亩。耕地面积 14334 亩，其中水田面积 12000 多亩。水库所在河流属珠江流域，库区范围属剥蚀丘陵区和“V”字型沟谷地貌，海拔高程在 710740m 之间。主要山脉、水系大致呈北北东方向分布。沟谷狭小，近似呈“V”型谷，两岸山坡较陡，岩石风化程度较深，覆盖层厚度大。区内植被发育，零散分部有居民点。2.2 水文气象南雄市属亚热带季风气候,有明显的湿热和干冷季,具有夏秋季气温较高,雨量充沛的海洋性气候特征,又有冬春气候干燥,气温低的大陆性气候特点,四季分

33、明。凌江河流域内山峦重叠，树木茂盛，植被良好，流域地处中亚热带季风区、南岭山脉南麓，纬度较高，加上山地地形影响，全年温度较低。夏季雨水较多，湿度大；冬季雨水少，气候较干燥。根据南雄雨量站 1955 至 2009 年降雨资料的统计结果，流域内多年平均降雨量为 1519.8 毫米，年最大降雨量为 2234.8 毫米，最小降雨量为 1104.9 毫米。工程集雨流域多年平均气温在 19.5，最高气温 39.5，最低气温6.2, 最大风力 8 级,风速 20m/s，西南风向为主。平均有霜期 68 天，最长有霜期 119 天，最短有霜期 32 天。降雨年内分配不均，主要集中在 46 月，占全年降雨的 50

34、%。2.3 洪水计算因下青草围水库流域内无实测洪水资料，本次洪水复核采用设计暴雨推求法。考虑到广东省暴雨参数等值线图（2003 年版）是收集最新的暴雨资料编制而成的，因此利用该等值线图直接查取暴雨参数推算设计洪水。本工程属小（2）型工程，依据广东省暴雨径流查算图表使用手册的规定，因此采用综合单位法计算13水库洪水，并作为本次的设计洪水依据。2.3.1 洪水标准下青草围水库大坝最大坝高 9.0m，水库最大库容 3.03108m3，根据国家防洪标准（GB50201-2014）及水利部水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）规定：本工程属等工程，大坝、溢洪道及输水涵管建筑物等主要建筑物

35、为 5 级建筑物。因此确定水库防洪标准：设计洪水为 10 年一遇（P=10%），校核洪水为 50 年一遇（P=2%），施工期洪水为 5 年一遇（P=20%）；次要建筑物及其它临时建筑物为 5 级，溢洪道消能防冲设计按十年一遇(P=10%)。2.3.2 洪水计算的有关参数（1）、流域参数坝址以上集雨面积：F=0.177km2；坝址以上河流长度：L=0.228km；坝址以上河床平均比降：J=0.040；（2）洪水计算参数本工程集水区域位于广东省暴雨径流查算图表分区图的珠江流域北江支流，区内部分属低丘，土壤以壤土为主，透水性及植被情况属中等，所以应采用：设计雨型，暴雨低区的 ttF 关系图，内陆产流

36、参数，大陆地区推理公式（1988 年修订）汇流参数 m 关系。根据广东省暴雨参数等值线图（2003年版）及广东省暴雨径流查算图表使用手册（1991 年版）查取该工程有关暴雨参数。具体暴雨参数值见表 2-1。2.3.3 洪水计算洪水计算按广东省水文总局 2003 年编制的广东省暴雨径流查算图表中提供的推理公式法和综合单位线法，依据上述参数，利用“广东水文水利设计计算软件平台”中的“暴雨洪水设计计算”软件，采用综合单位法进行计算，计算成果见表 2-2；计算过程见后。 14 表 2-1 暴暴雨雨统统计计参参数数表表T(小时）项目10min1h6h24h72hHt184265100140Cvt0.30

37、0.350.370.380.40At(坝址）1.01.01.01.01.0P=10%时 Kp1.4021.4691.4961.5091.535P=2%时 Kp1.7691.9231.9872.022.08表 2-2 洪洪水水计计算算成成果果 频率 方法10%2%综合单位线法3.154.102.3.4 施工洪水由于本工程施工对象为大坝，为确保施工安全，确定施工洪水为 5 年一遇设计洪水，即 Q=2.70m/s。2.4 水库调洪演算2.4.1 水库调洪计算下青草围水库新建溢洪道位于大坝坝顶右侧，型式采用开敞式溢洪，堰型采用宽顶堰。溢洪堰宽度 B=2.0m，堰顶无闸门控制，溢流堰顶高程为 720.5

38、1m。 Q=MB2/302 Hg 式中：B溢洪道净宽 B=2.0m H0堰顶水头，取 H0=H M综合流量系数 M=m0 m0流量系数，根据 H0/Hd查图计算，取 m0=0.340 侧收缩系数，取 0.905经计算，水库水位泄流量关系如下表：15水库水位泄流量关系表水位(m)720.51732.54732.74721.82733.14721.82733.54733.74泄流量(m3/s)00.2440.6891.2661.9492.7243.5814.513根据推求出来的水位泄流量关系曲线来推求该坝设计洪水位及校核洪水位，复核成果如下表：调洪计算成果统计表P(%)设计洪水(P=10%)校核洪

39、水(P=2%)最高水位(m)相应库容(104m3)最高水位(m)相应库容(104m3)水库水位及库容721.626.56721.827.22最大下泄流量(m3/s)3.154.102.5 泥沙因本工程流域内无实测泥沙资料，流域悬移质多年平均输砂量的计算，可由广东省水文总站编写的广东省水文图集，查“多年平均年输砂模数等值线图”，得工程所在流域中心处悬移质输砂模数为 100200t/km，由于本流域植被较好，取输砂模数为 144t/km,则本工程坝址以上流域悬移质多年平均输砂量合计约为 0.0035 万 t。163 工程地质3.1 概述下青草围水库位于韶关市南雄市江头镇武岭村，江头镇位于广东南雄市

40、，镇政府所在地距南雄市市区 35 公里。下青草围水库是一宗集防洪、灌溉一体的水库枢纽工程，工程主要建筑物为大坝、溢洪道及输水涵管等。受业主的委托，四会市水利水电勘测设计院于 2016 年 3 月对本工程进行了工程前期现场巡查与测量工作。3.2 区域地质3.2.1 地形地貌库区范围属剥蚀丘陵区和“V”字型沟谷地貌，海拔高程在 710740m 之间。主要山脉、水系大致呈北北东方向分布。沟谷狭小，近似呈“V”型谷，两岸山坡较陡，岩石风化程度较深，覆盖层厚度大。区内植被发育，零散分部有居民点。3.2.2 地层岩性坝址区范围内出露的地层主要有第四系（Q）地层和震旦系基岩（Z），根据 5个孔钻孔揭露的地质

41、情况，现将拟建坝址区的地层分述如下：第四系人工填土层（Qml）-素填土 层序号褐黄、灰黄等色，稍湿，松散稍压实，以粘性土、砂砾、碎石及块石等组成，成份稍复杂，不均匀。第四系坡积层（Qdl）-粉质粘土 层序号褐黄、褐红等色，稍湿，可塑，粘性一般，干强度中等，韧性中等，含少量砂砾。第四系残积层（Qel）- 粉质粘土 层序号褐红、褐黄、暗红等色，稍湿湿，可硬塑，由变质花岗岩风化残积而成，稍具粘性，岩芯呈土柱状，遇水易软化。震旦系基岩（Z）- 变质花岗岩 层序号钻探深度内按岩石的风化程度划分为全风化岩、强风化岩和弱风化岩三个岩带17，分述如下:1全风化变质花岗岩: 褐黄、暗红等色，岩石结构已基本破坏，

42、但尚可辨认，岩芯呈坚硬土状，遇水易软化。2强风化变质花岗岩: 褐红、褐黄、黄灰等色，岩石结构大部分破坏，矿物成份已显著变化，风化裂隙发育，岩芯呈半岩半土状、土夹岩块状或碎块状，手压易碎，遇水软化崩解，风化不均匀，偶夹弱风化岩块。3弱风化变质花岗岩: 褐黄、黄灰、浅灰等色，变余砂质结构，层状构造，裂隙较发育，岩芯较破碎，块状为主，夹碎块状或短柱状，锤击声较脆，岩质较硬。各岩土层主要物理力学性质指标见岩、土工试验报告及土层主要物理力学性质指标统计表、标准贯入试验统计表。3.2.3 地质构造及区域构造稳定性根据 120 万区域地质图及区域地质构造分析，区内构造较简单，为一套倾向为 SW 的单斜构造，

43、走向 310330，倾角 4576。区内未见断裂构造通过。根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），本区地震基本烈度为度，地震动锋值加速度为 0.05g，地震动反应谱特征周期为 0.35S，库区内无发震地质构造，无现代活动性断裂，库区有古老构造带穿过，不存在水库诱发地震的问题，区域稳定性好。3.2.4 水文地质根据资料，下青草围水库坝址主要含水层为全强风化变质花岗岩中孔隙潜水和弱风化变质花岗岩中裂隙潜水，上部粉质粘土含水性弱、透水性较弱。地下水动态受气候季节的影响明显，主要受大气降雨补给，由两岸向沟谷处径流。下伏基岩为弱风化变质花岗岩，岩体为裂隙切割，赋存裂隙潜水，岩石透水性与风化

44、程度、岩体完整性密切相关，明显规律为随深度减弱。钻孔压水试验查明，弱风化岩石表层的裂隙较发育，属中等透水层。3.3 岩土物理力学性质参照类似工程经验，同时结合同区域已建水库地质资料，下青草围水库坝址各层岩土、岩石层物理力学指标见下表 1.3-1、1.3-2。 18 表表 3-1 各岩土层物理力学指标建议值表各岩土层物理力学指标建议值表 层序号岩土名称状态或风化程度压缩系数 av（MPa-1）压缩模量ES(MPa)允许承载力R(kPa)摩擦系数凝聚力C(kPa)内摩擦角(度)素填土松散稍压实0.404.601000.209.5013.00粉质粘土可塑0.394.701700.2518.0019.

45、00粉质粘土可塑硬塑0.384.902000.2819.0020.001变质花岗岩全风化0.325.503000.3520.5023.502变质花岗岩强风化/5000.50/3变质花岗岩弱风化/1800/ 表表 3-2 岩石物理力学指标地质建议值岩石物理力学指标地质建议值3.4 天然建筑材料下青草围水库需大量土料和砂石料等天然建筑材料，因项目处于可行性研究阶段，尚未进行详细设计，天然建筑材料数量等尚未确定。库区及周边有丰富的土料储量，建议土料从当地直接开挖，砂料和石料统一从市场直接购买。3.5 结论与建议1、本区地震基本烈度为 6 度区，设计基本地震加速度为 0.05g，设计特征周期为 0.3

46、5s，不存在水库诱发地震的问题。库区区域稳定性较好，库区内未见有区域性断裂构造及全新活动断裂构造通过的迹象，工程地质条件较简单，场地稳定性较好。2、根据工程地质条件，建议初拟坝型为土坝，建议以粉质粘土或全（强）风化部位混凝土与基岩接触面岩体坝基抗剪断抗剪抗剪断抗剪岩体变形模量岩性岩体分类fC(MPa)ffC(MPa)fE(GPa)弱风化变质花岗岩1.101.100.651.201.500.701019变质花岗岩作为坝基持力层。坝基设计时宜加大基础底面尺寸及埋深，以满足坝基的沉降、变形及抗滑要求。拟建坝基岩土层中的人工填土为中等透水层，残坡积粉质粘土与全风化变质花岗岩为弱透水层,下伏强风化变质花

47、岗岩为中等透水，弱风化变质花岗岩为弱透水，应做好坝基的防渗处理。3、拟建库盆范围较狭小，两岸山体雄厚，两岸地下水补给沟水；库盆不存在向邻谷渗漏问题。4、根据场地内环境水样水质分析的结果分析，场地内环境水对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性，场地环境类型为类。5、水库建成后，库水的流速、流态发生剧变，原不稳定的岸边的冲刷减弱但应注意蓄水后长期受浪蚀或冲刷的岸坡稳定性，尤其是水库防洪预泄造成水位骤降时的岸坡稳定，其排水条件直接控制着边坡的稳定性。6、水库蓄水后，库区两岸水位发生明显变化，可能引起的其它环境地质问题，如水质变化，土质变化等应引起足够的重视。204 工程任务和规

48、模4.1 工程建设的必要性下青草围水库位于江头镇武岭村云峰山生态旅游景区内，距离南雄市市区约 35公里。根据现场踏查情况，村民不断反映，在农业生产灌溉高峰期水量不足，有些地方甚至无水可灌，造成失收，已经严重的影响了武岭村的正常农业生产，为了武岭村农业经济的持续发展，经过村委会多次实地考察，村委会决定新建一座水库，水库名称定名为下青草围水库。下青草围水库的基本功能是防洪、灌溉一体。综上所述，下青草围水库建设是相当有必要的。4.2 工程任务和规模4.2.1 工程任务本工程的主要任务是防洪、灌溉。4.2.2 工程规模 根据水库地形地势，下青草围水库正常蓄水位为 720.51m；此时水库库容为 2.8

49、9 万 m3。水库上游植被繁茂，水土保持良好，基本不存在水土流失现象，但河床坡降较陡，经综合考虑后，将死水位确定为 714.51m，此时水库库容为 0.21 万 m3。根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000，本工程属于小（2）型水库，建筑物等级为 5 级，防洪标准为 10 年一遇洪水设计，50 年一遇洪水校核。4.3 工程枢纽布置根据地形地势、拟在下青草围水库冲河岸较窄处新建一座挡水坝（详见工程总体布置图），坝体内建一直径为 600mm 输水涵管，管底高程为 719.53m，引水至下游河道，补充下游用水，以满足不同高程段农田灌溉用水需求。由梯级斜涵放水，输水斜涵管径为 0.4m

50、；挡水坝右岸靠近坝肩位置设置一开敞式溢洪道。4.4 坝顶高程21下青草围水库设计正常蓄水库容 2.89 万 m3，工程等别为等，主要水工建筑物级别为 5 级。根据现行的水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）和小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范（SL 189-2013）的有关规定，坝顶高程的等于水库静水位与坝顶超高之和，按以下运用条件计算，取大值。第一种运用情况：设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高；第二种运用情况：校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高；坝顶超高（y）采用公式 yR+e+A 计算 式中：y坝顶超高，m； R最大波浪波浪爬高，m，根据平均波浪爬高 Rm 推算，平均波浪爬

51、高按公式计算；mmwmLhmKKR21 e风雍水面超出原库水位的高度（m），按式计算cos22mgHDKWe ； A安全超高，m。下青草围水库各种计算指标成果见表 5-2，坝顶高程计算值详见表 4-2、4-3。表表 4-2 坝顶超高值坝顶超高值 y 计算成果表计算成果表计算标准波浪爬高值R (m)风壅水面高度e (m)安全加高值A (m)坝顶超高y (m)设 计0.6810.00340.51.18校 核0.3790.00120.30.68表表 4-3 坝顶高程计算成果表坝顶高程计算成果表计算标准坝前水位 (m)坝顶超高 y (m)坝顶高程 (m)备 注设计洪水721.621.18722.807

52、23.01校核洪水721.820.68722.50723.01现初定坝顶高程为 723.01m，所以拟定坝顶高程满足要求。225 工程布置及建筑物5.1 设计依据5.1.1 工程等别及洪水标准根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000，本工程属于小（2）型水库，建筑物等级为 5 级，防洪标准为 10 年一遇洪水设计，50 年一遇洪水校核。5.1.2 设计基本资料 地震设防烈度根据中国地震动参数区划图（GB 18306-2001），本工程区的地震动峰值加速度为 0.05g，相应地震基本烈为度，根据韶关市地震危害性分析及地震影响小区综合研究报告，本工程地震设防烈度为度。根据水工建筑物抗

53、震设计规范（DL5073-1997）的规定，可不进行地震动力分析计算。 岩土物理力学指标本工程的岩土物理指标见表 5-1，5-2。 表表 5-1 各岩土层物理力学指标建议值表各岩土层物理力学指标建议值表 层序号岩土名称状态或风化程度压缩系数 av（MPa-1）压缩模量ES(MPa)允许承载力R(kPa)摩擦系数凝聚力C(kPa)内摩擦角(度)素填土松散稍压实0.404.601000.209.5013.00粉质粘土可塑0.394.701700.2518.0019.00粉质粘土可塑硬塑0.384.902000.2819.0020.001变质花岗岩全风化0.325.503000.3520.5023.

54、502变质花岗岩强风化/5000.50/3变质花岗岩弱风化/1800/23表表 5-2 岩石物理力学指标地质建议值岩石物理力学指标地质建议值安全系数根据小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范SL189-2013，大坝稳定计算时，正常运用情况：Kmin最小允许值为 1.15（瑞典条分法）；非常运用情况 Kmin最小允许值为 1.05（瑞典条分法）。水文成果各频率下洪水量计算成果表各频率下洪水量计算成果表 频率 方法10%2%综合单位线法3.154.105.1.3 技术规范 水利水电工程初步设计报告编制规程（SL619-2013）水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000） 小型水利水电工

55、程碾压式土石坝设计规范（SL189-2013） 其它有关规程规范和地区性规定5.2 工程枢纽总体布置在下青草围水库冲河岸较窄处新建一座挡水坝（详见工程总体布置图），坝体内建一直径为 600mm 输水涵管，管底高程为 719.53m，引水至下游河道，补充下游用水，以满足不同高程段农田灌溉用水需求。由梯级斜涵放水，输水斜涵管径为 0.4m；挡水坝右岸靠近坝肩位置设置一开敞式溢洪道。5.3 工程建筑物部位混凝土与基岩接触面岩体坝基抗剪断抗剪抗剪断抗剪岩体变形模量岩性岩体分类fC(MPa)ffC(MPa)fE(GPa)弱风化变质花岗岩1.101.100.651.201.500.701024下青草围水库

56、主要建筑物包括：大坝、溢洪道及输水涵管。5.3.1 大坝大坝坝顶高程为 723.01m，最大坝高为 9.0m，坝顶宽 5.0m，坝顶长 55.70m，上下游坝坡坡比均为 1:2.5。大坝上游坝坡采用 C20 砼护坡，厚度为 0.12m，C20 砼下侧设置碎石垫层，垫层厚度 0.25m，下游坝坡采用草皮护坡。下游坝坡于下游坝脚设置贴坡排水反滤体，采用干砌块石型式，干砌块石下侧设置碎石砂反滤垫层，垫层厚度各为 0.10m，同时在排水体下游侧设置集水沟。5.3.2 溢洪道新建溢洪道总长 45.50m，共分为 4 段，分别为：引水段、控制段、陡槽段、消能段。进水段长 4.0m，进口行洪进口断面净宽 4

57、.667m，采用开敞式控制堰，堰型为宽顶堰，堰顶高程为 720.51m，控制段长 5.0m，进、出口宽 2.0m。陡槽段长 27.00m，宽 2.0m，坡降为 1：4。溢洪道消能采用消力池底流消能方式消能。溢洪道侧墙采用 C20 埋石砼浇筑，底板采用 C20 砼浇筑；侧墙墙体布置一排 50mmPVC 排水管，纵横间距 1.5m，排水孔应保持畅通无阻，排水管端头加包两层无纺土工合成织 200g/m2。5.3.3 输水涵管底涵采用预制钢筋砼管，管径 0.6m，输水涵管总长度为 51.4m，进水口高程 719.53m，出口高程 714.01m，由梯级斜涵放水，输水斜涵管径为 0.4m，当需进行水库清

58、於及放空时，可采用输水斜涵控制放空库容。同时施工时也可以作为监时导流设施。5.4 大坝渗流稳定分析和坝坡稳定计算 渗流分析计算 计算工况大坝渗流计算：水位处于设计洪水位的稳定渗流； 水位由校核洪水位骤降至正常蓄水位的非稳定渗流。 计算结果水库上游坝坡后浇筑了 C20 混凝土护坡，护坡渗透系数取为 210-5 cm/s。25水位处于设计洪水位的稳定渗流设计洪水位工况下大坝每天的渗流量 0.03620m3，平均比降 J 为 0.117。计算过程详见渗流稳定计算书。水位由校核洪水位骤降至正常蓄水位的非稳定渗流该工况下大坝每天的渗流量 0.03632m3，平均比降 J 为 0.111。计算过程详见渗流

59、稳定计算书。计算表明，坝体渗流出口渗透比降小于允许渗透坡降J=0.25，因此坝体不会产生渗透破坏。 坝坡稳定分析计算计算中的基本参数坝顶高程：723.01m； 设计洪水位：721.62m； 校核洪水位：721.82m；土坝坝体土料参数：凝聚力：坝体：C=12.8KPa，=24，干容重：1.8T/m3，湿容量：=1.89T/m3。坝基：C=15KPa，=23，干容重：6.56T/m3，湿容量：=1.93T/m3排水棱体干砌石块料参数：凝聚力：C=0KPa，=38，干容重：1.9T/m3，湿容量：=2.0T/m3。地震烈度为 6 度，按规范，坝坡稳定分析时，可不考虑地震荷载。根据小型水利水电工程碾

60、压式土石坝设计规范(SL189-2013)的规定，最小安全系数值：正常运用条件下：K=1.15（瑞典条分法）非正常运用条件下：K=1.05（瑞典条分法） 计算方法及结果分析根据小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范（SL189-2013）规定，计算工况划分为如下几种工况：（不存在施工期工况坝坡稳定及不考虑地震工况）a、设计洪水位稳定渗流期的背水坡；b、校核洪水位骤降至正常蓄水位的非稳定渗流期的临水坡。坝坡稳定计算采用理正岩土计算中的边坡稳定分析程序进行。计算成果见下表：26大坝坝坡稳定计算结果：最小安全系数计算工况上游坝坡下游坝坡设计洪水位稳定渗流期1.349校核洪水位骤降至正常蓄水位的非稳定渗