小型水库除险加固毕业设计论文

1、-. z.目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc359017471第一章综合说明 PAGEREF _Toc359017471 h 1HYPERLINK l _Toc3590174721.1 绪言 PAGEREF _Toc359017472 h 1HYPERLINK l _Toc3590174731.2除险加固的必要性 PAGEREF _Toc359017473 h 1HYPERLINK l _Toc359017474现场检查存在的问题 PAGEREF _Toc359017474 h 1HYPERLINK l _Toc359017475除险加固的必要性 PAGER

2、EF _Toc359017475 h 2HYPERLINK l _Toc3590174761.3设计依据及任务 PAGEREF _Toc359017476 h 2HYPERLINK l _Toc359017477设计依据 PAGEREF _Toc359017477 h 2HYPERLINK l _Toc359017478设计任务 PAGEREF _Toc359017478 h 3HYPERLINK l _Toc3590174791.4 水文 PAGEREF _Toc359017479 h 3HYPERLINK l _Toc3590174801.5工程地质 PAGEREF _Toc3590174

3、80 h 4HYPERLINK l _Toc3590174811.6工程设计 PAGEREF _Toc359017481 h 5HYPERLINK l _Toc359017482第二章水文 PAGEREF _Toc359017482 h 8HYPERLINK l _Toc3590174832.1流域概况 PAGEREF _Toc359017483 h 8HYPERLINK l _Toc3590174842.2气象特性 PAGEREF _Toc359017484 h 8HYPERLINK l _Toc3590174852.3水文根本资料 PAGEREF _Toc359017485 h 8HYPE

4、RLINK l _Toc359017486水文站网根本情况 PAGEREF _Toc359017486 h 8HYPERLINK l _Toc359017487其它有关资料整编 PAGEREF _Toc359017487 h 8HYPERLINK l _Toc359017488根本资料的收集、整理及复核 PAGEREF _Toc359017488 h 8HYPERLINK l _Toc3590174892.4设计洪水 PAGEREF _Toc359017489 h 8HYPERLINK l _Toc359017490计算方法 PAGEREF _Toc359017490 h 8HYPERLINK

5、 l _Toc359017491洪峰面积相关法 PAGEREF _Toc359017491 h 8HYPERLINK l _Toc359017492综合参数法 PAGEREF _Toc359017492 h 9HYPERLINK l _Toc359017493推理公式法 PAGEREF _Toc359017493 h 9HYPERLINK l _Toc359017494设计洪水成果 PAGEREF _Toc359017494 h 14HYPERLINK l _Toc359017495成果合理分析性 PAGEREF _Toc359017495 h 14HYPERLINK l _Toc359017

6、496与平安鉴定报告成果比拟 PAGEREF _Toc359017496 h 14HYPERLINK l _Toc359017497设计洪水过程线 PAGEREF _Toc359017497 h 15HYPERLINK l _Toc359017498第三章工程地质 PAGEREF _Toc359017498 h 17HYPERLINK l _Toc3590174993.1区域地质概况 PAGEREF _Toc359017499 h 17HYPERLINK l _Toc3590175003.2坝址区工程地质条件 PAGEREF _Toc359017500 h 17HYPERLINK l _Toc

7、3590175013.3坝体填筑土质量评价 PAGEREF _Toc359017501 h 17HYPERLINK l _Toc3590175023.4溢洪道场地工程地质条件 PAGEREF _Toc359017502 h 18HYPERLINK l _Toc3590175033.5天然建筑材料 PAGEREF _Toc359017503 h 18HYPERLINK l _Toc359017504第四章工程任务和规模 PAGEREF _Toc359017504 h 19HYPERLINK l _Toc3590175054.1 工程概况 PAGEREF _Toc359017505 h 19HYP

8、ERLINK l _Toc3590175064.2 工程加固任务 PAGEREF _Toc359017506 h 19HYPERLINK l _Toc3590175074.3 设计标准 PAGEREF _Toc359017507 h 19HYPERLINK l _Toc3590175084.4水库规模确定 PAGEREF _Toc359017508 h 19HYPERLINK l _Toc3590175094.5调洪计算 PAGEREF _Toc359017509 h 20HYPERLINK l _Toc359017510库容曲线 PAGEREF _Toc359017510 h 20HYPER

9、LINK l _Toc3590175114.5.2泄洪设施 PAGEREF _Toc359017511 h 21HYPERLINK l _Toc359017512泄洪能力 PAGEREF _Toc359017512 h 22HYPERLINK l _Toc3590175134.5.4调洪计算 PAGEREF _Toc359017513 h 24HYPERLINK l _Toc3590175144.6坝顶高程复核 PAGEREF _Toc359017514 h 27HYPERLINK l _Toc359017515波浪爬高计算 PAGEREF _Toc359017515 h 28HYPERLIN

10、K l _Toc359017516风壅水面高度计算 PAGEREF _Toc359017516 h 29HYPERLINK l _Toc359017517平安超高 PAGEREF _Toc359017517 h 30HYPERLINK l _Toc359017518坝顶高程复核 PAGEREF _Toc359017518 h 30HYPERLINK l _Toc359017519第五章工程布置及建筑物 PAGEREF _Toc359017519 h 31HYPERLINK l _Toc3590175205.1 设计依据 PAGEREF _Toc359017520 h 31HYPERLINK l

11、 _Toc359017521设计依据 PAGEREF _Toc359017521 h 31HYPERLINK l _Toc3590175225.1.2 工程等别和建筑物级别 PAGEREF _Toc359017522 h 31HYPERLINK l _Toc359017523洪水标准 PAGEREF _Toc359017523 h 31HYPERLINK l _Toc3590175245.1.4 设计根本资料 PAGEREF _Toc359017524 h 31HYPERLINK l _Toc3590175255.2 工程布置 PAGEREF _Toc359017525 h 32HYPERLI

12、NK l _Toc3590175265.3大坝加固工程设计 PAGEREF _Toc359017526 h 32HYPERLINK l _Toc3590175275.3.1 工程现状及存在的问题 PAGEREF _Toc359017527 h 32HYPERLINK l _Toc359017528大坝稳定渗流复核计算 PAGEREF _Toc359017528 h 33HYPERLINK l _Toc359017529坝体培厚加固设计 PAGEREF _Toc359017529 h 36HYPERLINK l _Toc359017530大坝稳定复核计算 PAGEREF _Toc35901753

13、0 h 37HYPERLINK l _Toc359017531坝顶 PAGEREF _Toc359017531 h 39HYPERLINK l _Toc359017532上游护坡设计 PAGEREF _Toc359017532 h 39HYPERLINK l _Toc3590175335.4 溢洪道加固设计 PAGEREF _Toc359017533 h 39HYPERLINK l _Toc359017534溢洪道存在的问题 PAGEREF _Toc359017534 h 39HYPERLINK l _Toc3590175355.4.2 构造计算 PAGEREF _Toc359017535 h

14、 39HYPERLINK l _Toc359017536溢洪道设计 PAGEREF _Toc359017536 h 41HYPERLINK l _Toc359017537溢洪道水力计算 PAGEREF _Toc359017537 h42HYPERLINK l _Toc3590175385.5放水设施加固处理 PAGEREF _Toc359017538 h 44HYPERLINK l _Toc359017539放水设施现状 PAGEREF _Toc359017539 h 44HYPERLINK l _Toc359017540放水设施存在的问题 PAGEREF _Toc359017540 h 44

15、HYPERLINK l _Toc359017541放水设施设计 PAGEREF _Toc359017541 h 44HYPERLINK l _Toc3590175425.6观测设计 PAGEREF _Toc359017542 h 45HYPERLINK l _Toc359017543参考文献 PAGEREF _Toc359017543 h 46HYPERLINK l _Toc359017544附录 PAGEREF _Toc359017544 h 47HYPERLINK l _Toc359017545致 PAGEREF _Toc359017545 h 51汉滨区家沟水库除险加固设计学生： 指导教

16、师：摘 要：家沟水库枢纽位于市汉滨区五里镇营村境，月河右岸一级支流家沟下游。水库枢纽工程由大坝、放水设施、左岸溢洪道等主要建筑物组成。家沟水库是一座以供水，灌溉为主，并兼有养殖等综合效益的V等小2型工程。大坝目前主要存在问题有：1大坝局部：坝顶为自然土路面，降雨不能通行；上游坝坡没进展护面处理，坝坡面不规整；背水面右侧有较大面积的土体产生了变形、塌陷和滑动。下游坝坡抗滑稳定平安系数不满足规要求。2溢洪道局部：堰体砌石局部裂缝、脱浆，漏水严重，堰后侧槽底板衬砌厚度不够。3引水设施虽经2003年处理，但在2007年7月因柴头堵塞，无常放水。4水库无水位尺，无雨量观测设施；大坝无渗漏、位移变形等观测

17、设施；大坝无管理房及抗洪设施。本次设计根据工程现状和安检意见，综合分析工程情况，确定除险加固设计方案，并进展坝体加固和泄放水建筑物的改造设计。要求完成水库设计方案，确定合理坝高。坝体要进展渗流分析和坝体加高方案确定，完成坝体的渗流和稳定分析，并完成坝体构造设计。关 键 词：坝体；渗流；稳定；洪水位；溢洪道The Design of Reinforcement for Lijiagou ReserviorAbstract: Lijiagou reservoirlocats in the town of Liu Ying, Ankang City, the right bank of Lijiag

18、ou downstream. This project constitute the dams itself, drainage facilities, the spillway on the left bank and other major buildings. The main dusk of this reservoir are water supply and irrigation, with other prehensive benefits like farming. At present the main problems e*istingin the dams are: (1

19、) the dam sections: the materials of the crest pavement is natural soil and it is unable to pass when rains; the upstream slope with no surface treatment and the surface is irregular; the dorsal surface of the right side has a large area with problems of soil deformation, collapse and slide.The stab

20、ility safety factor of downstream slope sliding does not meet the regulatory requirements. (2) spillway parts: the weir body e*its the problems of crack, desizing and severe water leakage , the thickness of the weir rear slot backplane lining is not enough. (3)while the water treatment are repaired

21、2003, but in July 2007 it blocked because of thewood and can not drain properly. (4) reservoir with no water level gauge, no rainfall observation facilities and the dam with no leakage and deformation observation facilities; the dams with no management room and no flood control facilities. This desi

22、gn of the project considers the status and security advice with prehensive analysis of the project, determines the reinforcement design and conducts the dam reinforcement and the renovation of buildings designed to vent drain. This paper requires to plete the reservoir design and determine a reasona

23、ble dam height. The dam need the seepage analysis and carry out a project of adding height, plete dam seepage and stability analysis, and plete the structural design of the dam.Keywords: Dam; seepage; stability; flood level; spillway-. z.第一章 综合说明1.1 绪言家沟水库枢纽位于市汉滨区五里镇营村境，月河右岸一级支流家沟下游。水库枢纽距五里镇约5km，有简易

24、公路通到右坝肩山梁上。水库枢纽工程由大坝、放水设施、左岸溢洪道等主要建筑物组成。水库坝体为粘土均质坝，最大坝高17.56m，坝顶长152.545m，坝顶宽4.6m，坝顶高程500.0m相对高程。坝址以上控制流域面积3.6km2，总库容20.4万m3，河道长5.0km，河道平均比降95.44%。家沟水库是一座以供水，灌溉为主，并兼有养殖等综合效益的V等小2型工程。溢洪道位于左坝肩，由寒武系薄层灰岩夹千枚岩强弱风化岩体开挖而成，为侧堰溢洪道，堰顶高程497.20m。放水设施位于右坝肩，由卧管和放水涵洞构成。家沟水库工程于1954年2月由群众自建，为万方大堰，于1958年加坝升级为水库，投入使用。1

25、965年因漏水，坝体滑动后进展整修，同时将坝再次加高2.5m。1977年7月因上游堰塘跨坝，导致家沟水库漫坝，坝体形成深槽，同年进展溢洪道及坝体进展加固处理。由于当时水库设计不规，施工方法简陋落后，加之水库运行后主要建筑物老化失修，水库多年来一直带病运行，效益不能发挥。2007年4月市防汛办、汉滨区防汛办组织有关专家对家沟水库进展了平安鉴定，鉴定结论是：家沟水库大坝属三类坝，建议尽快进展除险加固处理1.2除险加固的必要性1.2.1现场检查存在的问题由于受当时历史条件制约，水库施工质量差，竣工运行以来出现多处病害，长期带病运行。本次设计根据水库除险加固工程设计导则要求。通过检查大坝、溢洪道及放水

26、设施等主要建筑物存在的平安问题，结论如下：大坝局部坝顶：坝顶为自然土路面，降雨不能通行，对大坝维修及汛期防汛不利。上游坝坡:上游坝坡没进展护面处理，坝坡面不规整，冲刷侵蚀严重。下游坝坡：背水面右侧有较大面积的土体产生了变形、塌陷和滑动，结合钻孔资料，土体最深滑移面达4m。下游坝坡抗滑稳定平安系数不满足规要求；且坝面杂草、树木从生，无坝面排水系统；坝趾排水棱体局部已被掩埋，且有局部坍塌，从现状出露的排水棱体外表看，排水体不规整且排水不畅。溢洪道评价：溢洪道设计虽满足泄洪能力需要。但现状溢洪道折线堰为宽1.2m，高4.6m的浆砌石构造，堰体砌石局部裂缝、脱浆，漏水严重，堰后侧槽底板衬砌厚度不够，现

27、状冲刷破坏严重，已形成深0.5m冲坑；泄槽左侧为约8m高边坡，侧槽边墙砌筑高约2m砌石，溢洪道泄洪时，水位高于侧墙，冲刷边坡，对溢洪道泄洪带来平安隐患，一旦边坡坍塌，将淤塞溢洪道。引水设施局部：引水设施虽经2003年处理，但在2007年7月因柴头堵塞，无常放水。其它设施：水库无水位尺，无雨量观测设施；大坝无渗漏、位移变形等观测设施；大坝无管理房及抗洪设施；1.2.2除险加固的必要性水库运行50多年以来，为工程所在的营村及附近村庄的农业和农村经济开展发挥了巨大的作用。1958年3月完工，1965年因漏水，坝体滑动后进展整修，1977年7月因上游堰塘跨坝，导致家沟水库漫坝，坝体形成深槽，淹没下游家

28、营村，冲毁大量房物及农田，后回填坍塌坝体，烣复水库局部功能，施工时均为人工填筑，也未对坝体加宽，平安难以保障，且不能发挥正常效益。水库下游居民人口较集中，营村、石天高速公路均在水库下游，一旦水库失事，将会造成较大的灾害损失。因此，家沟水库除险加固对该地区至关重要，应从速立项以除后患。1.3设计依据及任务1.3.1设计依据(1)水电枢纽工程等级划分及洪水标准SL252-2000；(2)防洪标准GB50201-94；(3)水工混凝土构造设计规DL/T 5057-1996；(4)溢洪道设计规SL253-2000； (5)碾压式土石坝设计规(SL274-2001)；(6)水利水电工程工程量计算规定(D

29、L/T5088-1999)；(7)小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则SL189-96；(8)省中小型水库工程险除加固初步设计报告编制规程(9)市汉滨区家沟水库大坝平安鉴定报告。1.3.2设计任务针对水库目前存在的主要问题，确定除险加固工程初步设计的主要任务为：坝体：对坝体上、下游坝坡进展护坡加固处理，增设踏步，坝顶路面硬化；背水坡设置排水系统；清理坝直坡积物，加固排水棱体。加厚下游坝体，使其抗滑满足规规定要求。2对现状溢洪道工程进展复核、加固水毁段，保证行洪平安通畅；3加固改建引水设施，对其进展翻修加固；4增设管理房；5完善水库工程监测设施。 1.4水文1水文气象概况家沟水库枢纽位于市汉滨区

30、五里镇营村境，月河右岸支沟家沟下游，水库枢纽距市约10km。坝址以上流域面积3.6km2，河道长度5.0km，平均比降95.44。汉滨区属于北亚热带大陆湿润性季风气候区。气候温和，雨量充分，四季清楚，无霜期长。年平均气温15.7。无霜期263天。流域年均降水量850mm，60%集中在7、8、9月，最低值540.3mm(1966年) ，最大值为1109.2mm(1983年) 相差568.9mm。工程控制流域仅为0.98km2，为特小流域，流域无水文站。本设计水文计算按照无资料地区，依据地区水文手册采用多种方法计算，进展合理性分析。2设计洪水依据地区水文手册，按照无资料地区计算家沟水库设计洪水，采

31、用洪峰面积相关法、综合参数法、推理公式法进展多方案分析计算。不同方法计算的洪峰流量列入表1.4-1。表1.4-1:洪峰面积相关法计算成果表频率洪峰面积相关法综合参数法推理公式法采用值P=5.047.2 55.4 40.2 55.4 P=0.576.1 94.7 64.1 94.7 从表1.4-1可以看出，三种方法计算出的设计洪水成果值均有差异。本工程控制面积3.6km2，属于特小流域。洪峰面积相关法为单因素的经历公式，忽略了河长、坡度等地形特征值的影响以及植被损失等下垫面和汇流过程等重要因素，仅以综合参数Kn表现。对于特小流域，不能准确反映各流域的特殊性，其结果仅供参考。综合参数法也忽略了植被

32、损失等下垫面和汇流过程等重要因素，同样不使用于特小流域洪水计算。对特小流域暴雨洪水，无论是暴雨的时空分布或流域汇流特性，推理公式更能适应其概化条件。但是其参数为统计经历值，与实际存在一定的差异。本工程为特小流域，一旦发生特大暴雨，汇流时间极短，为平安起见，洪水采用前三种方法推求的最大值，设计洪水为Q=55.4m3/s20年一遇，校核洪水Q=94.7m3/s200年一遇。设计洪水过程本工程为无资料的特小流域，洪水过程线采用三角形概化过程线法推求。结果见表1.4-2。表1.4-2: 洪水过程线成果表P(%)0.55历时(h)流量(m3/s)历时(h)流量(m3/s)00.0 000.46 94.7

33、 0.54 55.42.11 0.0 2.47 01.5工程地质1区域地质概况家沟水库枢纽位于月河一级支流家沟下游，流域呈狭长带状。地势北高南低，坝址上游两岸地形陡峻，坡度4560之间，峰谷高差50200m，为侵蚀中低山地貌。水库枢纽区位于巴山脉之间，构造位于南岭东西向构造带中段南部，属月河断陷盆地。盆地南为凤凰山复式背斜，北为牛背山复式背斜，中部为月河复式向斜。2坝址区工程地质条件家沟水库坝址区河谷底宽35m，呈不对称U型河谷，河床高程482.93m，沟谷高差50100m，属侵蚀中低山峡谷地貌。左坝肩坝岸坡为岩质边坡，高出坝顶10多m，坡角约为2535。右坝肩为土质边坡，坡顶低于坝顶35m。

34、两坝肩边坡根本稳定。坝址出露地层主要淤泥质土Q4L、残坡积土Q4dl+el、粉砂质粘土Q4s、粉质粘土Q3al、砂砾石Q4al+pl、砂砾石Q3al、寒武系薄层灰岩夹千枚岩，坝址处岩层走向110120，倾向SW，倾角3545。坝址处岩层走向与岸坡大角度相交，倾向下游。3坝体填筑土质量评价家沟水库坝体整体表现为不规则弧形，大坝建立经历了建坝、加坝和水毁恢复三次建立过程，根据勘察资料，分析坝体填筑土渗透系数为渗透系数为5.04*10-69.60*10-6cm/s，符合设计要求和规标准；压实度P=87.8，压实度未到达设计要求和规标准，碾压质量较差。应对大坝进展稳定性复核。野外地质勘查说明，虽然坝体

35、土渗透系数符合设计要求和规标准，但坝体仍存在渗漏现象，主要原因是坝体经过三次建立，存在三次填筑结合面，造成渗水通道；坝体背水面右侧有较大面积的土体产生了变形、塌陷和滑动，结合钻孔资料，土体最深滑移面达4m，因此建议，对大坝整体进展防渗处理。对坝体背水面右侧滑移面上部土体全部去除，再进展加固处理。溢洪道场地工程地质条件 溢流堰堰底和左侧侧墙主要由薄层灰岩夹千枚岩强风化岩体组成，岩石裂隙发育，但整体边坡根本稳定。强风化岩体根本质量级别为级，属类工程岩体，其承载力特征值的建议值fak=400kpa，变形模量E0的建议值为1.0*103Mpa，冲坑系数k为1.8。5天然建筑材料库区坝址下游月河二级阶地

36、区粉质粘土分布较广，无论储量还是质量均能满足水库除险加固工程的筑坝用料要求。水库所需砼用砂石料可在五里镇月河口石场采运，月河口石场砂石料质地坚硬，为市区建筑工程主要石料来源，储量丰富，交通方便，运距约5km。1.6工程设计家沟水库枢纽工程大坝为均质土坝，通过查阅资料可知，水库现状大坝最大坝高17.56m，顶宽度4.6m，坝轴线长约152.545m，坝顶高程在500m500.10相对高程之间。上游坡比1:2.0，下游坡比1:1.8。排水棱体顶宽度1.5m，高程484m，外侧坡比1:0.3，侧坡比1:1.5。家沟水库枢纽位于市汉滨区五里镇营村境。水库枢纽建在月河一级支流的家沟中游。枢纽工程由大坝、

37、溢洪道、放水设施等建筑物组成，设计总库容20.4万m3，水库灌溉面积850亩，是一座以蓄水灌溉为主的V等小2型水利枢纽工程。1下游坝体培厚根据计算，坝体抗滑不满足规系数要求坝面主要是下坝面，本次设计时主要考虑从下游坝面培厚加固。坝顶宽度4.6m，满足设计顶宽要求，本次培厚加固拟主要培厚497.50m高程以下坝体。设计培厚坝坡时，在高程497.50m设置马道，马道宽1.5m，坝坡坡比1:2.5，至高程484.00m排水棱体顶部，排水棱体顶宽1.5m，下游坡1:1.5，上游坡1:1。下游坝体培厚时，原设计上坝公路结合坝体填筑设计布置，沿原高程平移，公路侧采用浆砌石挡墙挡护公路以上填筑体，挡墙高1m

38、，顶宽0.4，外侧直立，侧坡比1:0.35。排水棱体顶宽1.5m，外侧坡比1:1.5，侧坡比1:1。排水棱体侧和底局部别设计反滤层，反滤层分上、下两层，上层为20cm砂砾石垫层d5d20，下层为10cm厚粗砂垫层5mm。培厚坝坡为防止坝面土体流失，在坝坡面设置干砌石格构，格构边长10m的菱形网格，浆砌石外表抹2cm厚M7.5砂浆，垂直于上游坡面，格构宽0.3m，高0.3m。格构间回填砂砾土，平整坝坡后种植草皮。本次设计考虑增设五道排水沟，分别在坝体497.5m高程设置一道纵向排水沟，排水棱体底部设贴坡排水沟，左右坝肩沿坝体两侧山体结合部位各设置一道岸坡排水沟。右岸上坝公路侧设置一道排水沟。岸坡

39、排水沟采用M7.5砂浆砌筑，M10砂浆抹面，比降为自然山体与坝坡结合处的坡比，排水沟断面为底宽30cm、顶宽30cm，深40cm的梯形断面，M7.5砂浆砌筑，M10砂浆抹面；公路侧排水沟为20cm矩形断面，纵向排水沟与岸坡排水沟连接，最后排入坝下游河道。为方便上下坝体，坝后中部由坝顶至坝基设置台阶，台阶宽120cm，M7.5砂浆砌筑，M10砂浆抹面。2坝顶坝顶高程500.00m，坝顶长152.545m，坝顶宽4.6m。现状坝顶为土路面，考虑坝体多年运行情况，本次设计坝顶上、下游侧设置路缘石，铺筑泥结石路面。坝顶泥结石路面分两层，上层泥结石路厚30cm，下层碎石厚15cm。路面施工前，将坝顶草皮

40、及杂物清理，平整辗压坝体至300m高程，为便于坝顶排水，设2横坡倾向两侧。3上游护坡设计上游护坡从现状分析、主要是坡面无防护民，且存在脱坡、坝面不平整，必须先进展坝面修整，以保持平整。根据平次大坝稳定复核，坝坡稳定计算满足规要求，故对坝坡不作大的修改。主要容为：对坝坡外表腐质土进展清基、夯实；对坝面树根、草皮挖除，表层回填并夯实，坝面清基厚度控制在0.30.5m。上游坡处理从淤积面以下1m，即处理从490.00m高程以上采用干砌块石护坡，干砌石护坡下设反滤层。干砌块石厚度30cm，反滤层分上、下两层，上层为20cm砂砾石垫层d5d20，下层为10cm厚粗砂垫层5mm。为加强干砌石护坡的整体性和

41、稳定性，防止干砌石大面积滑落，在大坝坡面增设浆砌石格构，格构为边长8m的菱形网格，采用M7.5浆砌石砌筑，垂直于上游坡面，格构宽0.3m，高0.6m。为方便上下坝体，坝前中部由坝顶至库设置台阶，台阶宽120cm，M7.5砂浆砌筑，M10砂浆抹面。4放水卧管主要采用如下方案：考虑卧管2003处修复，现状构造满足规要求，只因2007年柴草堵塞。本次卧管处理针对堵塞部位进展撤除，去除堵塞物，再按原构造恢复。改造卧管在原位置槽挖后，回填垫层砼，再浇筑C20砼。卧管底坡坡比与坝体坡比一样为1：2，卧管构造尺寸保持原构造尺寸不变，为6060cm，台阶宽80cm，高60cm，平台设置直径为20cm圆形放水孔

42、。对涵管因坝体加厚，需相应将涵管加长，修建至坝外。外延涵管布置在原引水渠位置上，涵管设计为5050cm浆砌石矩形断面。5溢洪道改造折线堰设计结合现场地形、地质条件，本次堰体加固设计拟在原浆砌石堰体迎水面及堰顶采用钢筋混凝土构造加厚处理。迎水面加厚构造开挖至新鲜根底面，浆砌石面清理干净后浇筑钢筋混凝土，混凝土厚0.2m，布置双层12钢筋网，钢筋间距15cm，保护层5cm。堰顶加厚砼为原堰顶高程497.20m不变，加固时拟撤除原堰顶50cm浆砌石，再浇筑混凝土构造。混凝土与浆砌石构造缝面设置锚杆锚固，锚杆为18钢筋，间距1m，梅花型布置，入浆砌石堰体0.5m，外露0.35m ,呈L型。加厚混凝土分

43、槰与原浆砌石堰体分缝一致，缝面设置橡胶止水。堰后侧槽加固侧槽底板加固拟撤除原侧槽底板混凝土构造，采用钢筋混凝土至原底板高程。钢筋混凝土底板厚0.5m，布设双层钢筋网，上层为16钢筋，下层为14钢筋，钢筋间距15cm，保护层5cm。混凝土浇筑前需清理根底至基岩面，底板分槰不得大于10m，缝间设置橡胶止水。泄槽左边墙加固根据水力学计算，泄槽左侧墙高度不满足要求，需进展加高处理。本次设计拟在原浆砌石的根底上加高2m。侧墙加高采用M7.5浆砌石砌筑，加高浆砌石顶宽0.3m，为贴坡式构造，浆砌石分槰与原边墙分槰线一至。第二章 水 文2.1流域概况家沟水库位于汉滨区五里镇营村，枢纽工程位于月河右岸支流家沟

44、下游。家沟发源于凤凰端大掌梁，于五里镇营村汇入月河，坝址以上流域面积3.6km2，河道长度5.0km，平均比降95.44。流域中上游山高坡陡，人烟稀少，属封山育林区，植被较好；下游大局部为耕地，杂以小块林地，整个流域水土流失轻微。2.2气象特性汉滨区属于北亚热带大陆湿润性季风气候区。气候温和，雨量充分，四季清楚，无霜期长。年平均气温15.7。无霜期263天。流域年均降水量850mm，60%集中在7、8、9月，最低值540.3mm(1966年) ，最大值为1109.2mm(1983年) 相差568.9mm。2.3水文根本资料2.3.1水文站网根本情况工程控制流域仅为3.6km2，为特小流域，流域

45、无水文站。2.3.2其它有关资料整编本次还收集了地区实用水文手册。2.3.3根本资料的收集、整理及复核本工程水文计算按照无资料地区，依据地区水文手册采用多种方法计算，进展合理性分析。2.4设计洪水2.4.1计算方法依据地区水文手册，按照无资料地区计算家沟水库设计洪水，采用洪峰面积相关法、综合参数法、推理公式法进展多方案分析计算。2.4.2洪峰面积相关法地区实用水文手册公式： (2-1)式中：QN一重现期为N的设计洪峰流量(m3/s)；F一流域面积(km2)；KN,n一经历关系式参指数。本工程属于江北区，水文手册上江北区适用围为21000km2。而本工程流域面积为3.6km2，在适用围之，洪水计

46、算结果见表2.4-1。表2.4-1: 洪峰面积相关法计算成果表P() NK值n值F(km2)Q(m3/s)52021.70.6063.647.20.520035.00.6063.676.1 2.4.3综合参数法 (2-2) (2-3)式中： QP设计频率为P的洪峰流量m3/s；F设计流域面积Km2；J主河道平均比降千分率的分子值；H6P设计频率为的P六小时点暴雨量mm；K6P设计频率为的P六小时暴雨模比系数；、分区综合的经历性指数。Ht设计历时的暴雨均值，由手册图5-4查得，H6=50mm；计算结果见表2.4-2表2.4-2: 综合参数法计算成果表P()NKPH6pQ(m3/s)5202.01

47、0100.555.40.52003.109155.594.72.4.4推理公式法1、设计暴雨历时根据水文手册中表5-1，流域面积小于20km2的流域，暴雨设计历时取36小时，暴雨计算时段取1/3小时，故该流域暴雨设计历时取3小时，暴雨计算时段取1/3小时。2、设计点暴雨量按水文手册计算1、3、6小时的点暴雨量。现将各参数取值及计算结果列入表2.4-3。 (2-4) (2-5)表2.4-3:设计点暴雨量计算T(h)Ht(mm)CvP()50.51310.52Kp2.033.16HtP63.098.13HtP83.9130.16500.51KP2.0103.11HtP100.5155.53、设计面

48、暴雨量根据水文手册，流域的1、3小时面平均暴雨量，计算公式如下： (2-6) (2-7)Ht面设计历时为t的流域平均面雨量(mm)；Ht设计历时为t的点暴雨量(mm)；t设计历时为t的暴雨点面系数。at、bt一线形拟合参数与指数，查手册中表5-4确定。1/3小时暴雨按照以下公式计算： (2-8) (2-9)Ht设计历时为t的暴雨量(mm)；H11小时设计暴雨量(mm)；t历时(以分钟计)；Kt历时为t的设计暴雨占一小时暴雨的百分数以小数计。表2.4-4:设计点暴雨量计算t(h)atbt点面系数aHtm(P=5)Htm(P=0.5)10.00510.3350.99462.697.530.0054

49、0.2720.99583.4129.41/332.250.2 4、设计暴雨的时程分配按水文手册中提供的方法进展暴雨时程分配，结果见表2.4-5：表2.4-5:三小时暴雨时程分配表th01/32/314/35/325/35/33合计Ht50 4.0 4.0 4.0 15.2 32.2 15.2 2.9 2.9 2.9 83.4 Ht0.50 6.2 6.2 6.2 23.7 50.2 23.7 4.5 4.5 4.5 129.45、产流计算查水文手册中表6-7，本工程属于产流区，本区的流域最大损失量Im=90.0mm，前期影响雨量按手册表6-9，得Ha=0.83Im=74.7mm(P=5)；Ha

50、=0.67Im =60.3mm (P=0.5)。则本流域不同频率三小时暴雨所产生的累计净雨量计算成果见下表：表2.4-6： 暴雨产流计算表(P=5)t(h)Ht(面HtHt+hahhtht1/34.0 4.0 78.7 11.7 11.723.12/34.0 8.0 82.7 13.1 1.437.524.0 12.1 86.8 14.8 1.749.24/315.2 27.3 102.0 22.1 7.356.55/332.2 59.4 134.1 45.2 23.159.5215.2 74.6 149.3 59.6 14.462.47/32.9 77.6 152.3 62.5 2.965.

51、38/32.9 80.5 155.2 65.4 2.967.032.9 83.4 158.1 68.4 368.4表2.4-7 暴雨产流计算表(P=0.5)t(h)Ht(面HtHt+hahhtht1/36.2 6.2 66.5 8.2 8.240.42/36.2 12.3 72.6 9.8 1.664.126.2 18.5 78.8 11.7 1.974.84/323.7 42.1 102.4 22.4 10.783.05/350.2 92.3 152.6 62.8 40.487.5223.7 116.0 176.3 86.5 23.792.07/34.5 120.5 180.8 91.0 4

52、.596.48/34.5 124.9 185.2 95.4 4.498.334.5 129.4 189.7 99.9 4.599.96、汇流计算： 汇流计算的根本公式如下： (2-10) (2-11)式中：Qt洪峰流量(m3/s)t流域汇流时间(小时)；,经历性指数，=1/3，=1/4；m经历性汇流参数，；，流域特征参数，；汇流时间。经计算得：=7.945；m=0.838。Qt-t、Q-计算值见下表：表2.4-8:Qt-t曲线计算表tP=5%P=0.5%ht Qmht Qm1/323.16940.41212/337.55664.196249.24974.8754/356.54283.0625/

53、359.53687.553262.43192.0467/365.32896.4418/367.02598.337368.42399.933表2.4-9:Q-曲线计算表Q设(m3/s)100908070605040302010(h)1.151.181.211.251.301.361.441.551.722.047、做暴雨径流关系曲线，见图2-1，采用图解法计算得到洪水成果及汇流时间，见表2.4-9： 图2.4-1 Qm 、Qmt 曲线表2.4-10:推理公式计算成果表P()NQ(m3/s)5.02040.21.440.520064.11.282.4.5设计洪水成果现将家沟水库坝址处采用不同方法计

54、算的洪峰流量列入下表。表2.4-1:洪峰流量计算成果表频率洪峰面积相关法综合参数法推理公式法采用值P=5.047.2 55.4 40.2 55.4 P=0.576.1 94.7 64.1 94.7 2.4.6成果合理分析性从表2.4-11中可以看出，三种方法计算出的设计洪水成果值有较大差异。本工程控制面积3.6km2，属于特小流域。洪峰面积相关法为单因素的经历公式，忽略了河长、坡度等地形特征值的影响以及植被损失等下垫面和汇流过程等重要因素，仅以综合参数Kn表现。对于特小流域，不能准确反映各流域的特殊性，其结果仅供参考。综合参数法也忽略了植被损失等下垫面和汇流过程等重要因素，同样不使用于特小流域

55、洪水计算。对特小流域暴雨洪水，无论是暴雨的时空分布或流域汇流特性，推理公式更能适应其概化条件。但是其参数为统计经历值，与实际存在一定的差异。本工程为特小流域，一旦发生特大暴雨，汇流时间极短，为平安起见，洪水采用前三种方法推求的最大值，设计洪水为Q=55.4m3/s20年一遇，校核洪水Q=94.7m3/s200年一遇。2.4.7与平安鉴定报告成果比拟市汉滨区水利水电水保生态勘测所做的汉滨区家沟水库工程洪水标准与防洪平安复核报告，其设计洪水见表2.4-12。为Q=48m3/s20年一遇，校核洪水Q=78m3/s200年一遇。表2.4-12:洪峰流量计算成果表平安鉴定报告成果频率洪峰面积相关法综合参

56、数法推理公式法采用值P=5.047.2 54.741.5 48P=0.576.1 92.567.378 其成果与本次计算根本一致，因此本次计算成果是合理的。2.4.8设计洪水过程线本工程为无资料的特小流域，洪水过程线采用三角形概化过程线法推求。1、设计洪量 (2-12)洪水过程历时结果见表2.4-13，图2.4-2表2.4-13 ：洪水过程线成果表P(%)0.55历时(h)流量(m3/s)历时(h)流量(m3/s)00.0 000.46 94.7 0.54 55.42.11 0.0 2.47 0图2.4-2 设计洪水过程线图-. z.第三章 工程地质3.1区域地质概况家沟水库枢纽位于月河一级支

57、流家沟下游，流域呈狭长带状。地势北高南低，坝址上游两岸地形陡峻，坡度4560之间，峰谷高差50200m，为侵蚀中低山地貌。水库枢纽区位于巴山脉之间，构造位于南岭东西向构造带中段南部，属月河断陷盆地。盆地南为凤凰山复式背斜，北为牛背山复式背斜，中部为月河复式向斜。区断裂褶皱发育，断裂主要为NWW向，与区域构造线方向一致，属性长期活动的隐伏断裂；褶皱主要为NNE向，属压性构造的短轴褶皱。根据国家地震局2001年编制的1：400万中国地震动峰值加速度区划图GB183062001图A1和中国地震动反响谱特征周期区划图1：400万，本区地震动峰值加速度为0.10g，反响谱特征周期为0.35s，相应地震根

58、本烈度为7度。区地下水的流向与地形根本一致。基岩裂隙水流向随地形变化而变化，具有多样性和多向性，以泉水或渗流的形式向临近(沟)谷或坡脚地段排泄。第四系孔隙水径流方向由高向低运移，又由后缘向前缘运移，最终以地下潜流形式汇入主河流。3.2坝址区工程地质条件家沟水库坝址区河谷底宽35m，呈不对称U型河谷，河床高程482.93m，沟谷高差50100m，属侵蚀中低山峡谷地貌。左坝肩坝岸坡为岩质边坡，高出坝顶10多m，坡角约为2535。右坝肩为土质边坡，坡顶低于坝顶35m。两坝肩边坡根本稳定。坝址出露地层主要淤泥质土Q4L、残坡积土Q4dl+el、粉砂质粘土Q4s、粉质粘土Q3al、砂砾石Q4al+pl、

59、砂砾石Q3al、寒武系薄层灰岩夹千枚岩，坝址处岩层走向110120，倾向SW，倾角3545。坝址处岩层走向与岸坡大角度相交，倾向下游。坝址区无大断裂通过，构造较简单。坝址区左坝肩岩体中节理裂隙相对发育，主要以NWW向和EW向陡倾角为主。坝址处谷底坝基岩石呈强风化，强风化岩体垂直厚度13m；左坝肩为岩质边坡，基岩浅表为强风化，强风化岩体水平岸46m，边坡根本稳定。3.3坝体填筑土质量评价家沟水库坝体整体表现为不规则弧形，大坝建立经历了建坝、加坝和水毁恢复三次建立过程，根据勘察资料，分析坝体填筑土渗透系数为渗透系数为5.04*10-69.60*10-6cm/s，渗透系数符合设计要求和规标准；压实度

60、P=87.8，压实度未到达设计要求和规标准，碾压质量较差。应对大坝进展稳定性复核。野外地质勘查说明，虽然坝体土渗透系数符合设计要求和规标准，但坝体仍存在渗漏现象，主要原因是坝体经过三次建立，存在三次填筑结合面，造成渗水通道；坝体背水面右侧有较大面积的土体产生了变形、塌陷和滑动，结合钻孔资料，土体最深滑移面达4m，因此建议，对大坝整体进展防渗处理。对坝体背水面右侧滑移面上部土体全部去除，再进展加固处理。3.4溢洪道场地工程地质条件溢流堰堰底和左侧侧墙主要由薄层灰岩夹千枚岩强风化岩体组成，岩石裂隙发育，但整体边坡根本稳定。强风化岩体根本质量级别为级，属类工程岩体，其承载力特征值的建议值fak=40