大山水库加固初步设计

1、江西省 婺源县大山水库除险加固工程扩大初步设计报告婺源县水利水电勘察设计建设公司二一五年六月江西省 婺源县大山水库除险加固工程扩大初步设计报告婺源县水利水电勘察设计建设公司设计证号：水利行业丙级A236004865二一五年六月批准：张永志核定：吕礼元李建新项目负责人：王永伟报告编写人员：王永伟邱汉欣程淦泉报告编制单位的:目录1 综合说明11.1 水库基本概况11.2 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 水文62.1 基本资料62.2 设计暴雨72.3 设计洪水82.4 水、雨情观测设施123 工程地质133.1 概述133.2 工程地质条件及评价143.3 天

2、然建筑材料173.4 结论和建议184 加固设计204.1 工程任务和规模204.2 主要加固项目214.3 设计依据234.4 总体布置254.5 加固设计264.6 对外交通315 工程概算325.1 编制说明325.2 概算表346 附件及附图436.1 报告附件436.2 报告附图4351 综合说明1.1 水库基本概况大山水库位于乐安河赋春水支流上，座落在镇头镇张村委会，距婺源县城约50.0km，地理位置为东经117°3220，北纬29°1454，水库坝址以上控制集雨面积0.43km2，水库总库容为10.16万m3，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小（2

3、）型水库。根据防洪标准（GB5020194）规定，本枢纽工程等别为等，永久性主要建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级。死水位为92.40m（黄海高程，下同），水库正常蓄水位为96.30m，相应库容为7.2万m3；10年一遇设计洪水位为96.91m，相应库容为9.29万m3，50年一遇校核洪水位为97.14m，相应库容为10.16万m3，枢纽工程主要建筑物由大坝、开敝式溢洪道、灌溉涵管组成（详见水库枢纽现状平面布置图）。大坝为粘土心墙土坝，坝顶高程97.8498.10，最大坝高6.6m，坝顶宽11.111.7m，坝顶长55.3m，上游坝坡无衬护，坡比1:3.62，下游为土质杂草坡面，坡比1:2

4、.42，坝体排水设施失效。溢洪道在大坝右侧天然山中开挖而成，为开敞式溢洪道，由进水渠、溢流堰和泄槽段组成，全段无衬护，出口无消能设施。全长68.0m，现状堰顶高程95.80m，堰宽2.22m。灌溉涵管布置在大坝左侧，由放水斜管和水平输水管组成。斜管为斜面分层取水，斜管长15.0m，结构形式为砼管，水平输水管长50.0m，结构形式为瓦管平涵，0.2m。大山水库建于1958年。当年限于无专业技术人员设计，其施工设计是原则性的，粗线条的，很难指导施工，加上当时特定历史条件原因，无专业队伍施工，还限于当时建筑材料匮乏，无施工设备，施工过程中，只追求施工进度，忽略工程施工质量，大坝填筑质量较差。据施工人

5、员回忆，大坝为粘土心墙土坝，大坝清基时仅清除表面腐殖土，填筑土料取自两岸山坡土，该土料为含有大量风化石的混合土，上坝土料采用人工挑运，仅采用人工夯实方法进行粗略的夯击。施工质量差，粘土心墙土料达不到防渗指标，坝下游坡脚未设反滤体。坝内涵管是用瓦管安装而成。溢洪道全段无衬护，右岸边坡较陡，出口无消能设施，灌溉涵管断裂漏水。限于资金不足，未对坝坡渗漏及灌溉涵管、溢洪道边坡等问题进行技术施工处理，至使该水库带病运行到现在。1.2 除险加固的必要性大山水库于1957年兴建，1958年投入运行。水库枢纽主要由大坝、开敞式溢洪道及灌溉涵管组成。由于多方面的原因，工程建设质量较差。存在的主要问题有：坝顶泥质

6、路面，凹凸不平，上、下游坝坡均无护坡，不平整，无坡面排水系统，下游无排水体；大坝为粘土心墙土坝，心墙填筑质量差，防渗性能不满足要求；坝基清基不彻底，存在坝体及坝基接触渗漏；溢洪道在大坝右岸天然山凹中开挖而成，进口段为残坡积土，未衬护；泄槽段为强风化千枚岩，左岸边坡高陡，未衬护；无消能设施；灌溉涵管位于大坝右坝段，坐落在强风化千枚岩上，取水斜涵砼老化，局部基础淘空，断裂，漏水；平涵为砼预制管外包砼，断裂，漏水。无水雨情观测设施和大坝安全监测设施，进库公路路况差，无上坝公路，无管理房，无通讯、电力设施，管理机构为赋春镇水管站，只有1名兼职安全员。2014年3月，上饶市水利局组织有关专家对大山水库进

7、行安全评估，根据江西省小（2）型水库大坝安全评估办法的规定，认定该水库大坝安全类别为三类，为了确保下游农田的灌溉用水和下游居民的生命财产安全，应尽快对大山水库进行除险加固，除险加固估算总投资为60万元。1、大坝填筑质量差，防渗性能不满足要求，坝基清基不彻底，存在坝身及坝基接触渗漏，下游无坡面排水系统和坝体排水设施；2、溢洪道全段为为强风化千枚岩，未衬护；无消能设施，天然冲坑抗冲能力差，未衬护；无排洪渠。3、斜涵老化、局部基础淘空、断裂、漏水；平涵断裂、漏水。4、无进库、上坝公路，无水雨情观测设施，无管理房。水库设计灌溉面积350亩，实际灌溉面积260亩。水库地埋位置重要（详见工程位置及流域水系

8、图），下游有500人，耕地350亩，一旦工程失事，将给下游人民生命财产安全造成严重损失。为了确保大坝和下游人民生命财产的安全，尽快对水库进行除险加固，受镇头镇人民政府的委托，我公司对该大坝进行全面的安全论证并进行除险加固设计。1.3 除险加固的主要内容根据工程存在的问题，安全评估的结论及有关工程设计标准和规范规程，拟定的大山水库枢纽建筑物除险加固的主要内容是：一、 大坝除险加固设计内容1、 对坝体进行防渗处理，采用单排冲抓套井粘土心墙方案，孔距0.7m，有效墙厚0.71m，墙顶高程97.60m，墙体伸入基岩0.5 m。2、 大坝坝顶设计宽度为11.50m，坝顶设计高程98.50m。3、 上游坝

9、坡设计坡比13.50，C15砼预制块护坡。4、 下游坝坡采用草皮护坡；5、 新建贴坡排水，顶高程94.00m；二、溢洪道除险加固设计内容溢洪道为开敞式，位于大坝右侧山体中，全长55.5m，进水渠(0-012.50+000)长12.5m，宽主度为7.23.0m，底板基础为千枚岩，根据地质勘测建议，根按照设计要求对进口段拓宽，整修；控制段(0+0000+004)采用宽顶堰，净宽3.0m，堰顶高程为96.30m，采用C25砼，齿墙伸入基岩0.5m。泄槽段(0+0040+043.0)全长39.0m, 进行拓挖、整修，以利溢洪。三、引水工程除险加固设计内容原址拆除重建灌溉平涵，平涵长51.8m，进口底板

10、高程92.40m，出口底板高程91.90m，底坡0.01；内空尺寸600mm混凝土管外包钢筋混凝土平涵，箱涵每15.0m设一道伸缩缝，伸缩缝缝宽20mm，内填沥青砂浆，分缝采用止水铜片止水。根据本工程实际情况考虑，与现状放水一样采用卧管式放水。斜卧管为C25混凝土结构，沿左岸山坡成阶梯状布置，孔口为铸铁盖板控制，断面尺寸300。四、交通工程1、完善上坝公路1.4 工程特性表工程特性表序号名称单位加固前加固后备注一水文1集雨面积km20.430.432多年平均年降雨量mm197119713设计洪水标准及流量P（%）2%m3/s3.524校核洪水标准及流量P（%）10%m3/s2.2二水库1校核洪

11、水位m97.17P=2%2设计洪水位m96.91P=10%3正常蓄水位m96.3096.304死水位m92.4092.405总库容(校核洪水位以下库容)万m310.166正常库容万m37.27.27死库容（死水位以下）万m30.050.05三工程效益1保护人口人5005002保护耕地亩3503503灌溉面积亩260260四主要建筑物及设备(一)主坝及副坝1坝型心墙土坝心墙土坝2坝顶高程m98.1098.503最大坝高m6.67.04坝顶长度m55.355.05坝顶宽度m11.111.711.50(二)溢洪道1型式明渠明渠2堰顶高程m96.3096.303溢流净宽m2.223.04设计泄洪流量m

12、3/s1.845校核泄洪流量m3/s2.90(三)输水建筑物1平涵管型式瓦管砼管外包钢筋砼2总长度m50.051.83斜涵管型式砼台阶150砼台阶2004总长度m15.015.52 水文2.1 基本资料2.1.1 流域概况大山水库位于乐安河赋春水支流上，属山溪性河流，整个流域地形变化不大，属中低山区，流域内森林茂密，植被良好，河道清水长流，为轻度水土流失区。本次防洪复核在万分之一航测图上对坝址控制集雨面积、主河道长度和主河道加权平均坡降进行复核。经复核计算，坝址以上控制集雨面积为0.43km2，大山水库特征参数数据如下：水库坝址控制集雨面积：F=0.43km2；主河道长度：L=1.34km；主

13、河道加权平均坡降：J=17.28；2.1.2 气象本流域属亚热带季风气候区，气候湿润，雨量充沛，四季分明，具有春夏季多雨，秋冬少雨之特点，是赣东北多雨区之一。流域内无气象测站，只在下游乐安河干流婺源县城附近建有婺源气象站，主要观测气温、湿度、蒸发量、风向与风速、降水量等。本流域气象资料，系沿用婺源气象站实测气象资料统计，其主要气象要素为：气温：流域内多年平均气温16.7，以一月份平均气温4.6为最低，七月份平均气温28为最高，历年极端最高气温41（1976年8月28日），极端最低气温为-11（1967年元月16日）。湿度：流域内多年平均相对湿度82.6%。蒸发：流域内多年平均蒸发量为970mm

14、（采用直径20cm蒸发器），以8月份147.8毫米为最大，79月份多年平均蒸发量为402.5mm，占全年的41.5%，一月份蒸发量最小，多年平均仅为34.5mm。日照小时，多年平均日照小时数为1825小时。雨日：多年平均雨日163天（日降雨量大于1mm）。无霜期：多年平均无霜期约250天，上游山区约少15天左右，当年11月底至次年2月常为冰霜期。风向与风速：以北北东风向最多，多年平均最大风速12.6m/s。降水：多年平均降雨量为1971mm。实测年最大降雨量3029.4mm(1954年)，最小年降雨量1073.1mm(1978年)，从统计资料分析，区域内降雨量在时空上分布不均，四至七月份降雨量

15、占全年降雨量的61.6%左右，洪涝灾害也多发生在三至七月。九月以后到次年二月一般月雨量不足100mm，是本地区的枯水期。2.1.3 水位库容曲线大山水库建于1959年，当时无设计资料，现有记录在册的库容数据是根据80年代现场估算而来，一直沿用到现在。现在利用枯水期库内存水较少，对正常水位以下高程进行了实地测量复核。对以上高程采用万分之一航测图上进行了复核，结果与在册库容数据资料有出入，总库容为在册库容83.5%，本次设计以复核成果为准。成果见表21。表21大山水库水位面积库容关系表水位(m）面积(万m2)库容(万m3)水位(m)面积(万m2)库容(万m3)92.400.000.0096.001

16、.546.1793.000.180.2497.002.039.5894.000.631.5298.002.5313.7895.001.083.4999.003.0718.812.2 设计暴雨2.2.1 设计暴雨分析大山水库缺乏完整的水文、气象观测资料，此次洪水计算的有关资料按江西省水文局2010年编制的江西省暴雨洪水查算手册（以下简称查算手册)进行查算，是为我省水文资料短缺的地区，作为中、小型水利水电工程进行设计洪水计算的依据。主要步骤为：设计暴雨的查算设计净雨过程的计算用推理公式求各频率的洪水。2.2.2 设计暴雨的计算根据手册提供的暴雨等值线图，可查算各时段的设计暴雨，其成果见表22。表2

17、2大山水库设计暴雨计算成果计算方法暴雨时段均值(mm)CvCs/Cv2%10%按手册推算最大l小时440.353.592.3064.64最大6小时850.43.5178.88130.48最大24小时1400.423.5301.00218.402.3 设计洪水2.3.1 设计洪水推求大山水库于1957年开工兴建，1958年建成开始受益，虽然水库运行已有五十多年，但由于没有水库的水位和相应的泄水过程记录，无法采用水库库水位观测资料进行入库还原洪峰流量的计算。因此本次设计坝址设计洪水根据暴雨资料计算。本工程坝址控制流域面积只有0.43Km2，故本次设计采用推理公式法计算设计洪水。设计洪水计算中，暴雨

18、设计历时取24小时，设计前期雨量为70mm。1、设计暴雨24小时的时程分配根据手册附表21，查得以1小时为时段的雨型分配，其分配表见表23。2、设计频率24小时暴雨过程根据前面求得的流域中心设计1小时、6小时和24小时点暴雨量，可求得相应设计3小时的点暴雨量；然后按流域面积与暴雨历时的关系图可查得各时段的暴雨点面折减系数；从而求得1小时、3小时、6小时和24小时的设计面暴雨量；最后根据雨型分配表求得设计24小时暴雨过程。表23以1小时为时段的雨型分配表时段(小时)控制时段面雨量(mm)占控制时段雨量的百分数(%)123456789101112H1H3-H1H6-H3H24-H655555500

19、0101010时段(小时)控制时段面雨量(mm)占控制时段雨量的百分数(%)131415161718192021222324H1100H3-H16040H6-H3204040H24-H69985543、设计24小时净雨过程的计算根据工程所在位置查产流分区图，大山水库地点在产流的第区；按照上面求得的相应设计24小时暴雨过程计算各时段累积雨量，再将各时段累积雨量与设计前期雨量相加，查手册中的附表32，得相应各时段累积径流和各时段径流；再根据设计24小时平均暴雨强度和相应的设计历时可查得稳渗强度fc，从而求得设计24小时净雨过程。4、地面洪峰流量和相应的汇流时间计算根据求得的24小时净雨过程，联解下

20、列方程组：Q=0.278hFt=0.278LJ13Q14=L/J1/35.28<10m=0.1000.417=0.20式中：F坝址控制的流域面积，F=0.43Km2；ht计算时段以前总净雨量，mm；t计算时段以前总时间，小时；L坝址以上主河道长度，L=1.34Km；J坝址以上主河道加权平均坡降，J=16.2；Qt、Q地面洪峰流量，m3/s；汇流时间，小时。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。5、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24。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

21、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T=9.67WQm'h式中：W为洪水总量，由下式计算W=0.1h*F万m3式中：h为设计净雨总量。由此可求得各设计洪水的地面过程线，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25，洪水过程线见表26。表25由暴雨资料推求的设计洪水成果表频率(%)项目210净雨量h24(mm)301.00218.40洪峰流量(m3s)3.662.34洪水总量(&#

22、215;104m3)12.949.39表26大山水库坝址洪水过程线表210时间流量(m3/s)时间流量(m3/s)0.000.000.000.002.460.382.600.256.163.666.492.3412.310.8412.980.5424.620.2325.950.1649.240.0051.900.012.3.2 设计洪水成果合理性分析用手册推求设计洪水在我省是普遍采用的，因此本次设计洪水成果推荐手册的计算的洪水成果。为了进一步检验设计洪水成果的合理性，将本次复核的洪水成果与邻近地区其他己建或已经审批水库的设计洪水成果进行比较(见表27)，从表中可以看出，在流域特征值相当的情况下

23、，大山水库洪峰模数与邻近的山溪水库洪峰模数较为接近，故大山水库设计洪水采用手册成果是合理的。表27设计洪水成果比较表水库名称F(Km2)J()洪峰流量Q(m3/s)洪峰模数QF23P=2P=5P=10P=2P=5P=10上山亭水库1.448.512.1110.319.688.24大山水库0.43 16.20 3.662.792.346.424.894.112.3.3 分期(施工)洪水为了进行施工组织设计和合理安排施工进度，设计中对施工设计洪水进行了分析计算。由于大山水库无库水位观测资料。大山水库流域又缺乏枯水期流量观测资料和降水量观测资料，因此，大山水库施工期设计洪水则根据荷塘水文站实测流量进

24、行计算。通过对荷塘水文站施工期来水统计分析，工程施工期划分成9次年2月、9次年3月、10次年2月、10次年3月等四个不同时段来进行洪水计算。先对荷塘水文站逐年各施工时段最大流量排频、适线、定线，得出荷塘站各分期设计洪水，再按面积比的2/3次方比拟至大山水库，其成果见表28。表28大山水库坝址分期设计洪水成果表频率%施工期lO%洪峰(m3/s)2O%洪峰(m3/s)9月次年2月1.281.139月次年3月1.391.2510月次年2月1.181.0310月次年3月1.371.232.4 水、雨情观测设施大山水库大坝安全鉴定报告对大坝安全监测的安全鉴定结论为：水库无大坝安全监测设施，无水、雨情观测

25、设施。为及时掌握水情、雨情，更好的为大山水库安全运行和水库优化调度服务。根据土石坝安全监测技术规范（SL60-94)的要求，结合该工程的实际情况，对大坝设置以下安全监测项目渗漏量观测坝后（量水堰)、降雨量和库水位观测（水位标尺)。3 工程地质3.1 概述3.1.1 区域地质概况婺源县大山水库位于镇头镇张村村委会，座落在乐安河支流赋春水一小溪上。本流域属低山丘陵地貌，山体较雄厚，山顶高程一般352.0455.0m，山坡较缓，坡角一般2531°。除局部见有小型坍塌体外，区内地表森林茂密，植被良好，未发现有滑坡、崩塌、泥石流等不良物理地质现象。本区出露地层主要为元古界前震旦双桥山群(Pts

26、h)变质岩系和及第四系全新统(Q4)堆积物。元古界前震旦系双桥山群(Ptsh),岩性主要为黑绿色、灰色中一厚层千枚状绢云石英板岩夹薄一中层长石质砂岩、凝灰质粉砂岩等，广泛出露于本流域。第四系全新统(Q4)堆积物,主要为残坡积黄色、褐黄色含砾低液限粘土和低液限粘土及冲洪积褐灰色黄灰色高液限粘土及含细粒土砾，主要分布于地势低缓的山坡、河床及两岸阶地。本区地处江南下古台隆，系淮阳山字型构造前弧之东南缘，属华夏系构造体系。车田风凰山NE向II级断裂从区内西北部通过，受其影响，NE向断层较发育。坝址区地层中未见有大断裂通过，挽近期地壳运动平稳，构造活动微弱，区域稳定性好。根据中国地震动参数区划图（GB1

27、8306-2001），本区地震动峰值加速度小于0.05g，对应地震基本烈度小于度，建筑物可不进行抗震安全复核。区内地表水主要有河水和溪沟水，地下水类型主要为第四系孔隙潜水和基岩裂隙潜水。孔隙潜水主要赋存于砂、砂卵砾石层中，埋藏较浅，水量丰富。基岩裂隙潜水赋存于基岩裂隙之中，水量较贫乏。地下水主要受大气降水补给，排泄于河谷。地下水动态类型属降雨径流型。3.1.2 勘察工作量简介该工程兴建时未做过任何的地质勘探工作，历史资料缺乏，也没有任何地质成果。本次工程地质勘察工作，完成坝址区工程地质平面测绘0.35Km2，工程地质剖面测绘约275m，对天然建筑材料进行了17Km2的调查。3.2 工程地质条件

28、及评价3.2.1 主要建筑物的工程质量评价1、坝基清基质量评价大山水库于1957年9月动工兴建，1958年4月竣工，当时由镇头公社张村大队组织劳力挑担土方和人工夯实，大坝施工时只是将坝基表部杂草及表层松散土体进行了清挖。根据本次勘察成果，坝基上部有厚度1.03.0m第四系全新统残坡积褐色、褐红色粘土质砂，贯穿大坝上下游，透水性较强，属中等透水土体，因此坝基清基质量较差。2、大坝坝体质量评价大坝为心墙土坝，现状坝顶高程97.8498.10m，泥质路面，凹凸不平，最大坝高6.6m，坝顶宽度11.111.7m，坝顶长度58.0m。上游坝坡无护坡，下游坝坡为杂草坡面，无坡面排水系统，下游无排水体。大坝

29、下游坡存在大面积散浸及渗水点。坝体土体呈可塑状，结构较疏松，粘粒含量较低，土料质量差，填筑不密实，具中等压缩性，透水性较强，属中等透水土体，防渗性能较差，渗透系数不满足强制性规范要求，存在坝体渗漏问题。3、大坝排水体质量评价大坝下游坝脚无排水体。4、大坝下游坝脚漏水点形成原因分析大坝下游坝坡存在多处漏水点，根据本次野外地质勘察成果，分析认为漏水点主要是坝体与坝基接触渗漏造成的，以及坝基残坡积土体存在渗漏。5、溢洪道质量评价溢洪道右岸山谷中，进口高程95.8m，进口宽2.2m，由山体开挖而成，为开敞式明渠，通过地段为前震旦系板溪群四段全强风化绿泥绢云母千枚岩与千枚状绿泥绢云母粉砂质板岩等，未衬护

30、，开挖边坡陡，出口无消能设施。6、输水涵管质量评价灌溉涵管位于大坝右坝段坝下，斜涵取水，斜涵为浆砌石外包砼，平涵为瓦管，内径0.30m，管长48.0m，进口底高程92.40m，出口高程91.60m。进口斜管砂浆脱落、裂缝；平涵断裂，漏水严重，影响大坝安全。3.2.2 主要建筑物的工程地质条件和评价1、坝址工程地质条件及评价一、地形地貌及物理地质现象坝址区属构造剥蚀丘陵地貌，两岸山坡较对称，山头高程225.3328.5，河谷呈“U”字型，山坡角2533°，山体表部全强风化千枚岩裸露，植被较好，坝址区自然山坡稳定，未发现滑坡、崩塌等不良物理地质现象。二、地层岩性坝址区为前震旦系双桥山群四

31、段(Ptsh4)绿泥绢云母千枚岩与千枚状绿泥绢云母粉砂质板岩互层，山麓及山坡地带分布有第四系残坡积层（Q4edl），下游溪沟见有第四系冲积层（Q4al）。（1）前震旦系双桥山群四段(Ptsh4)绿泥绢云母千枚岩：青灰色，风化后呈棕黄、黄灰色，矿物成分主要为绿泥石、绢云母、石英、长石等，变余碎屑显微鳞片状结构，千枚岩状构造，岩性软弱，岩石挠曲和褶皱常见，片理极为发育。千枚状绿泥绢云母粉砂质板岩：青灰色，风化后呈灰黄、浅黄色，矿物成分主要为长石、石英及岩屑，有轻微变质，变余粉砂状结构，板状构造，岩石褶皱常见，岩性较软弱。绿泥绢云母千枚岩与千枚状绿泥绢云母粉砂质板岩呈互层状产出，广泛出露于坝址区，岩

32、层产状为NW2643°，SW3149°。（2）第四系残坡积层（Q4edl）： 主要为砾质粉质壤土，棕红色，颗粒成份有砾、砂、粉粒和粘粒，厚度0.53.0m不等，该土层上部0.30.4m含植物根须和有机质，结构较为疏松，下部土体结构较为密实。分布于大坝下游冲沟及平缓山坡。（3）第四系冲积层（Q4al）：主要为含有机质砾质粉质粘土，灰褐、深灰色，颗粒成份主要为粉粒和粘粒，次为砂粒和小砾石，砾石成份主要为石英和硅质粉砂岩，粒径一般0.26cm，多呈弱风化，扁平状，砂的成份主要为石英和岩屑，该土层含有机质，呈可塑软塑状，厚度23m，分布于坝址左侧老河道。三、地质构造坝址区构造较为复

33、杂，其构造形迹主要表现为裂隙。裂隙：坝址区岩体层面裂隙极为发育，岩石呈片状或板状，裂面扭曲光滑，表部微张。构造裂隙也较为发育，其中左岸构造裂隙发育方向主要为NE向，见有以下两组裂隙。第一组为NW向：产状N35º45º W，SW29º45º，裂面平整，扭曲，表面张开（张口12mm），见Fe、Mn质浸染，延伸较短，裂隙间距510 cm。第二组为NE向：产状N3045°E，SE30º42落实。裂隙延伸平直，表面微张，裂面见Fe、Mn质浸染，延伸较长，裂隙间距1015 cm。卸荷裂隙：坝址区山坡左岸较陡，右岸平缓，局部存在浅层卸荷裂隙，其产状

34、一般顺坡倾向河床，倾角较陡，大于山坡坡角，裂隙面多呈凹凸面或锯齿状，张口0.20.3Cm，见有次生泥砂充填，卸荷松动圈厚一般0.51m。四、岩石风化坝址区岩石风化特征主要表现为沿地表的均匀风化和沿构造的风化加深：在河床部位由于长期受水流冲刷，岩石风化相对较浅，表部强风化岩石较薄，其厚度为12.5m，下部弱风化岩石厚1.53m，以下为微新岩石。两岸山坡岩石一般风化较深，其中左岸上部全强风化岩石厚度一般为58m，下部弱风化岩石厚45.5m，以下为微新岩石；右岸上部全强风化岩石厚79m，下部弱风化岩石厚67.5m，以下为微新岩石。五、坝基岩土体透水性及渗漏评价根据施工回忆，大坝施工时只是将坝基表部杂

35、草及表层松散土体进行了清挖。根据本次勘察成果，坝基上部有厚度1.03.0m第四系全新统残坡积砾质粉质壤土，贯穿大坝上下游，透水性较强，属中等透水土体，因此坝基存在坝基与坝体接触渗漏及坝基土体渗漏问题。坝基及坝肩岩石为一套绿泥绢云母千枚岩与千枚状绿泥绢云母粉砂质板岩互层，上部岩体呈强风化，裂隙发育，一般呈张口或微张状，岩石破碎，透水性较强，下部岩体裂隙逐渐闭合，透水性也逐渐减弱。坝基及坝肩上部相对透水层厚7.08.0m，属中等透水岩体。六、近坝库岸稳定性评价近坝库岸为岩质边坡，主要由强风化绿泥绢云母千枚岩与千枚状绿泥绢云母粉砂质板岩组成，山坡较陡峻，岩体较完整，近坝库岸稳定性较好。2、溢洪道工程

36、地质条件及评价溢洪道位于库尾右岸山谷中，通过地段山体低矮，山坡平缓，岩石裸露，未见有滑坡、崩塌等不良物理地质现象，自然边坡稳定。溢洪道出露的地层岩性主要为前震旦系双桥山群四段绿泥绢云母千枚岩与千枚状绿泥绢云母粉砂质板岩，岩石呈全强风化，岩性较松散、软弱。溢洪道底板和两侧边坡均末衬护，抗冲刷能力弱，开挖边坡偏陡，但低矮，边坡稳定性较差。 综上所述，两岸边坡低矮，稳定性较好；抗冲刷能力弱，存在抗冲刷问题。建议强风化千枚岩与板岩允许抗冲刷流速为1.21.4m/s（水深1.0m）、1.41.6m/s（水深2.0m），强风化岩石与砼：f=0.400.45；C=0.200.25Mpa；强风化岩石开挖边坡(

37、坡高小于5m)：1:0.51:0.75。3、输水涵管工程地质条件及评价灌溉涵管位于大坝右坝段坝下，斜涵和平涵基础座落在为前震旦系双桥山群四段绿泥绢云母千枚岩与千枚状绿泥绢云母粉砂质板岩上，强风化岩石允许承载力为400450Kpa，可满足涵管基础要求。斜涵为浆砌石外包砼，平涵为砼预制管，斜涵砼老化、裂缝，平涵断裂，漏水严重，存在涵管与坝体接触渗漏问题，影响大坝安全。3.3 天然建筑材料3.3.1 土料工程区防渗土料较缺乏，经比选，推荐采用镇头镇冷水亭村土料场，有简易便道到料场，路况差，交通条件差，平均运距11km。冷水亭土料场位于婺源县镇头镇冷水亭村的茶山。料场地形为低矮山包，地形开阔平坦。料场

38、出露的地层岩性为第四系残坡积棕红色低液限粉土，表部有0.30.5m厚的土层含植物根系，为无用层；下部为为有用层，厚度11.5m。该料场面积约1.2千m2，据勘察，有效开采土层厚度2.53.5m，储量约0.40.6万m3。3.3.2 砂砾石料本工程所需砂砾石料需到下游乐安河许村镇中洲村大港洲砂场进行商业购买，大港洲砂场砂砾石料储量丰富，质量较好，能满足工程需求。运距42Km。交通十分便利。3.3.3 块石料坝址区广泛分布为前震旦系双桥山群四段(Ptsh4)绿泥绢云母千枚岩与千枚状绿泥绢云母粉砂质板岩，岩石风化深，岩性软弱，力学强度低，块石料缺乏。故本阶段在距坝址约15km有灰岩出露的赋春镇附近的

39、石灰厂块石料场调查。该块石料场交通十分便利。该料场现已有石灰厂在开采块石料，从料场现有开采的断面来看，地表覆盖有0.3m1m厚的残坡积砾质壤土。下伏基岩为二迭系灰岩，上部岩石呈强至弱风化，厚度约25m，以下为微新岩石，其岩性致密坚硬，力学强度较高，抗冲刷和抗风化能力强，块石料质量良好。该料场块石料储量丰富，满足工程需求。3.4 结论和建议一、本区近期构造运动趋于稳定，地震动峰值加速度小于0.05g，建筑物可不设防。二、库区地形封闭，水库分水岭雄厚，山坡稳定，植被良好。组成库岸和库盘的岩石主要为绿泥绢云母千枚岩和板岩。在水库正常蓄水位以下的深部岩石透水性微弱，为相对不透水岩石，故水库库区不存在永

40、久渗漏、岸边再造、固体径流和浸没等工程地质问题，近坝库岸稳定。三、坝址区左岸为绿泥绢云母千枚岩和千枚状绿泥绢云母粉砂质板岩，呈互层状产出，右岸为灰岩，。坝址区构造主要表现为层面裂隙发育。在河床部位岩石风化相对较浅，表部强风化岩石较薄，其厚度为1.03.0m，两岸山坡岩石风化较深，表部全强风化岩石厚度一般5.08.0m。坝基及两坝肩上部有约5.08.0m厚的相对透水岩体，为中等透水岩石。坝基清基不彻底，老河床段仍分布有0.52.5m厚的冲积含有机质砾质粉质粘土，属中等透水层，不能满足坝基防渗要求。因此坝基存在渗漏问题，需进行防渗处理。四、坝体心墙和坝壳均由砾质粉质粘（壤）土、风化料填筑而成，其颗

41、粒组成、物理力学指标及渗透指标相近。坝体填筑土一般属中等压缩性土，局部为高压缩性土，其防渗性能不能满足均质土坝的防渗要求，心墙土体更不能满足心墙坝的防渗要求。在下游坝坡渗漏较为严重。五、溢洪道布设在大坝右岸，由进水明渠、陡槽段和泄洪渠组成。底板及边墙衬护局部被冲涮破坏，无消能设施。泄洪渠出口淤积严重，两岸杂草丛生，需进行整治完善。六、灌溉底涵埋设在坝基全强风化岩石内，砼预制管大多已破裂损坏，管周边回填土未能夯实，使得其周边土体冲刷破坏，渗漏严重。因此涵管应重新进行封堵处理。七、工程所需天然建筑材料有土料、砂砾石料和块石料。土料场为冷水亭村土料场的土料储量满足工程需求，土质较好，运距11Km。砂

42、砾料须到许村镇中洲村大港洲砂场购买，有公路连通坝址，运距42Km。坝址区块石料缺乏，建议选用距坝址约15km的石灰厂料场开采块石料，该料场开采运输条件良好，为二迭系灰岩,岩石坚硬,储量丰富,可满足工程要求。 4 加固设计4.1 工程任务和规模4.1.1 工程任务和规模大山水库工程的任务以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用。水库总库容10.16万m3，防洪直接保护人口500人，直接保护耕地350亩，灌溉面积为260亩。工程等别为V等，死水位为92.4m，水库正常蓄水位为96.30m，相应库容为7.2万m3；10年一遇设计洪水位为96.91m，相应库容为9.29万m3，50年一遇校核洪水位为97.

43、14m，相应库容为10.16万m3。4.1.2 4.1.2调洪计算4.1.2.1溢洪道泄流溢洪道位于右侧山坡上，为开敞式溢洪道，由进水渠、宽顶折线实用堰、陡槽段和消能段组成。堰顶高程96.30m，堰顶宽3.0m，当库水位超过96.30m时，溢洪道开始自由泄洪。溢洪道的水位泄量计算成果见表41。（1)折线型实用堰按下式计算：Q=mB2gH032式中：m梯形断面堰流量系数，查水力设计手册取m0.358；B堰顶前缘长度，取3.0；H0堰上水头。侧收系数，=1-0.2p+n-1nH0b计算得=0.978。经计算，溢流堰的水位流量关系见下表：表41大山水库水位泄量关系表库水位（m)水头（m)泄量（m3/

44、s)库水位（m)水头（m)泄量（m3/s)96.300.000.0096.900.601.7896.400.100.1297.000.702.2396.500.200.3597.100.802.7196.600.300.6497.200.903.2196.700.400.9897.301.003.7496.800.501.3697.401.104.294.1.2.2起调水位和水库洪水调节原则起调水位：按上级主管部门批准，水库的正常蓄水位为96.30m。水库的起调水位与正常蓄水位一致为96.30m。水库洪水调节原则：大山水库溢洪道为开敞式无闸控制溢洪道，当库水位超过溢洪道堰顶高程96.30m时，

45、溢流堰开始泄流，洪水经溢洪道自由下泄。4.1.2.3水库调洪计算根据水量平衡原理，即在某一时段t内，进入水库的水量与水库下泄水量之差，应等于该时段内水库蓄水量的变化值，并与水库下泄量与蓄水位的函数关系进行联解。联解关系式为：Q1-Q22-q1-q22=V1-V2tq=f(V)=f(Z)式中：Q1、q2-时段初入库、出库流量(m3/s)；Q2、q2-时段末入库、出库流量(m3/s)；V1、V2-时段初、末水库蓄水量(m3)；t-计算时段(s)。根据上述联解方程，逐时段进行水库调洪演算，可求得溢洪道各设计频率的最大下泄量、最高水位和相应库容。大山水库的调洪成果见表42。表42大山水库洪水调节计算成

46、果表频率项目2%10%设计洪峰(m3/s)3.52 2.20 最高洪水位(m)97.14 96.91 相应水库库容（104m3)10.16 9.29 最大下泄量(m3/s)2.90 1.84 4.2 主要加固项目4.2.1 存在的问题2015年3月，由上饶市水利局会同婺源县水利局、镇头镇水管站的有关领导和工程技术人员组成现场安全检查小组，对大山水库进行了现场检查。2015年3月，由上饶市水利局会同婺源县水利局参加组成评估组对大山水库进行安全综合评价。安全综合评价发现的主要问题如下：1、防洪能力设计洪水标准10年一遇，校核洪水标准50年一遇，坝顶高程满足设计要求。2、大坝结构坝址处于丘陵区，近坝

47、库岸稳定，大坝沉降及固结基本稳定；坝顶宽11.1m11.7m，高低不平，高程在97.8598.10m，长55.3m；上游坝坡坡比1:3.62，无衬护，风浪冲刷严重；下游坝坡坡比1:4.42，杂草坡面，坝体排水设施失效。3、大坝渗流大坝为粘土心墙坝，心墙填筑质量差，防渗性能不满足要求；坝基清基不彻底，存在坝体及坝基接触渗漏。4、输泄水建筑物开敝式溢洪道在大坝右侧天然山体中开挖而成，进口段为残坡积土，未衬护；泄槽段为强风化千枚岩，右岸边坡高陡，未衬护，不能满足安全要求，无消能设施。灌溉涵管位于右坝段，坐落在强风化千枚岩上，取水斜涵砼老化，局部基础淘空，漏水；平涵为砌石涵，漏水。斜、平涵断裂，漏水。

48、5、运行管理水库自1958年投入运行以来，曾于98年出现最高库水位为97.30m。无水雨情观测设施和大坝安全监测设施，无管理房，无上坝公路、管理房，无通讯、电力设施。管理机构为镇头镇水管站，水库有1名兼职安全员。安全评估结论如下：根据江西省小（2)型水库大坝安全评估办法的规定，认定该水库大坝安全类别为三类，为了确保下游农田的灌溉用水和下游居民的生命财产安全，应尽快对大山水库进行除险加固，除险加固估算总投资为60万元。4.2.2 工程安全复核1、大坝填筑质量差，防渗性能不满足要求，坝基清基不彻底，存在坝身及坝基接触渗漏，下游无坡面排水系统和坝体排水设施；2、溢洪道全段为为强风化千枚岩，未衬护；无

49、消能设施，天然冲坑抗冲能力差，未衬护；无排洪渠。3、斜涵老化、局部基础淘空、断裂、漏水；平涵断裂、漏水。4、上坝公路路况差，无水雨情观测设施，无管理房。4.2.3 除险加固项目根据大坝安全评价内容及工程安全复核，作如下除险加固设计内容：一、大坝除险加固设计内容1、 对坝体进行防渗处理，采用单排冲抓套井粘土心墙方案，孔距0.7m，有效墙厚0.71m，墙顶高程97.60m，墙体伸入基岩0.5 m。2、 大坝坝顶设计宽度为11.50m，坝顶设计高程98.50m。3、 上游坝坡设计坡比13.50，C15砼预制块护坡。4、 下游坝坡采用草皮护坡；5、 新建贴坡排水，顶高程94.00m；二、溢洪道除险加固

50、设计内容溢洪道为开敞式，位于大坝右侧山体中，全长55.5m，1、 进水渠(0-012.50+000)长12.5m，宽主度为7.23.0m，底板基础为千枚岩，根据地质勘测建议，根按照设计要求对进口段拓宽，整修；2、 控制段(0+0000+004)采用宽顶堰，净宽3.0m，堰顶高程为96.30m，采用C25砼，齿墙伸入基岩0.5m。3、 泄槽段(0+0040+043.0)全长39.0m, 进行拓挖、整修，以利溢洪。三、引水工程除险加固设计内容原址拆除重建灌溉平涵，平涵长51.8m，进口底板高程92.40m，出口底板高程91.90m，底坡0.01；内空尺寸600mm混凝土管外包钢筋混凝土平涵，箱涵每

51、15.0m设一道伸缩缝，伸缩缝缝宽20mm，内填沥青砂浆，分缝采用止水铜片止水。根据本工程实际情况考虑，与现状放水一样采用卧管式放水。斜卧管为C25混凝土结构，沿左岸山坡成阶梯状布置，孔口为铸铁盖板控制，断面尺寸300。四、交通工程1、 完善上坝公路4.3 设计依据4.3.1 工程等别与建筑物级别大山水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用的小（2)水库工程。本工程水库总库容10.16万m3，设计灌溉面积260亩，根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000)及防洪标准（GB502012014)，经复核本水库工程等别为等，主要建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级。本工程座落于

52、丘陵山区且为土石坝，当大坝挡水高度(4.74m)小于15m，且上、下游水头差(5.34m)小于10m时其防洪标准宜按平原区、海滨区的规定确定，即主要建筑物按10一遇洪水标准进行设计，按50年一遇洪水标准进入行校核。各建筑物级别及洪水标准见表43。表43建筑物运用洪水标准表建筑物级别洪水重现期（年)备注正常运用(设计)非常运用(校核)大坝51050溢洪道51050消能防冲采用10年一遇洪水设计灌溉涵管5104.3.2 设计基本资料4.3.2.1设计采用的技术规范和文件资料1、防洪标准GB502012014。2、水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000。3、水利水电工程设计洪水计算规范SL442006。4、碾压式土石坝设计规范SL2742001。5、溢洪道设计规范SL2532000。6、水工砼结构设计规范SLT19196。7、水库工程管理设计规范SLl0696。8、水利水电工程施工组织设计规范SL3032004。9、水利水电工程围堰设计导则DL50871999。10、水利水电工程初步设计报告编制规程DL502193。11、江西省小（2)型病险水库除险加固初步设计及审批导则（试行)试(江西省水利厅，20112)。12、江西省婺源县大山水库大坝安全评估报告(江西省上饶市水利电力利局，2012.3)。4.3.2.2特征水位及流量本阶段经复核，特征水位及流量如下：校核洪水位（P