关键工程任务与规模

1、4工程任务与规模4.1地区社会经济发展概况朱家洼水库位于湖北省安陆市烟店镇黄榨村境内，距烟店镇5km,距 安陆市城关15km，水库拦蓄府河流域日勺一条小支流，水库承雨面积 2.62km2 ,总库容130.36万m3，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等 综合效益勺小型水库。水库灌区有效灌溉面积2150亩，实际最大灌溉 面积3000亩。水库保护烟店镇及府河西付坝勺防洪安全，波及人口 0.645 万，耕地0.795万亩，保护区内有安陆至白店公路，防洪地位较为重要。4.2工程任务朱家洼水库由安陆市水利局设计，1957年10月批准兴建，安陆市水 利局负责施工，1972年12月建成蓄水，既有坝顶高程54.

2、14m （黄海高 程，下同），顶宽4m左右，最大坝高10.8m，坝长376m。水库原设计采 用勺设计洪水原则为50年一遇（？=2%）校核洪水原则为5遇（P=0.2%）, 校核洪水位为53.11m ,设计洪水位为52.78m，正常蓄水位为51.87m , 死水位为45m，总库容为187万m3，调洪库容为51万m3,兴利库容为 130万m3，死库容6万m3。根据水利水电工程级别划分及洪水原则(SL252-),水库枢纽工程等 别为W等，重要建筑物为4级建筑物。设计防洪原则采用一遇设计，1 一 遇校核。4.3工程现状和除险加固的必要性4.3.1工程现状按水利水电工程级别划分及洪水原则(SL252 -)

3、规定，朱家洼水 库枢纽工程日勺规模为小型，水库枢纽级别为W等，重要建筑物级别为4 级。安全鉴定阶段采用日勺防洪原则为一遇设计，1 一遇校核，经计算校核 洪水位为53.14米，设计洪水位52.85米，正常蓄水位51.78米，死水位 45.00m，总库容130.6万m3，兴利库容95万m3 ,死库谷1万m3。枢纽工程重要由大坝、溢洪道及输水涵管构成。大坝为粘土心墙代料坝，坝顶高程54.14m，最大坝高10.8m，坝顶长376m，坝顶宽约4m ;心墙顶高程52.04m，顶宽2.0m ,|内外边坡均 为1:0.3。上游坝坡为1:3 ,下游坝坡为1:2.5 ;上游坡51.87m高程如下至 46m高程为砼

4、块护砌，下游坡为草皮护坡，坡脚修建有1m高简易反滤坝。溢洪道位于坝体右侧，为无闸开敞式宽顶堰，堰顶宽度15m，顺水向 长约7m，堰顶高程54.14m，最大泄量32.91m3/s。堰后接陡坡段，陡槽 为矩形断面，底板为混凝土构造、两侧边墙为浆砌石重挡土墙，底板砼已 经开始剥落，底板分缝止水失效、有错台，侧墙砼表面受水流冲刷，凹凸不平。下游尾水明渠有淤积现象。进口控制段建有交通桥，桥面宽度5m, 桥面高程为54.14m，为钢筋混凝土板桥、2跨布置。灌溉输水管大坝中部，坝下埋管式预制圆形钢筋混凝土涵管，管内径为 0.80m，进口底部高程为45.0m，设计灌溉流量1.2ma/s。进水竖井内设 工作闸门

5、1扇，为平面钢质闸门，采用1台1x50kN手动螺杆启闭机控制； 启闭室破损、无工作桥。4.3.2工程存在构重要问题5月湖北省孝感市水利局主持召开了朱家洼水库大坝安全鉴定评审会， 根据孝感市水利勘测设计院编制日勺朱家洼水库安全鉴定报告,专家组提 出了大坝安全鉴定报告书，觉得朱家洼水库存在工程质量问题，安全隐 患多，不能按设计规定运营，按水库大坝安全鉴定措施和水库大坝 安全评价导则（SL258-）勺规定，评价朱家洼水库为三类坝。工程存在勺重 要问题如下：大坝大坝坝顶和防渗体欠高大坝复核坝顶高程为54.65m。水库实际坝顶高程54.14m ,大坝欠高 0.51m。大坝防渗体为心墙，心墙顶高程为52.

6、04m ,根据现行规范，防渗 体顶高程应不低于校核洪水静水位53.13m ,且不低于设计洪水位加超高 0.3mm，即53.14m，大t贝心墙顶既有高程52.04m，欠高1.1m。坝体心墙填土普遍碾压欠密实，心墙渗入系数过大，上、下游代料 松散。渗流计算成果显示：坝体内浸润线偏高，出溢点高出反滤坝，坝壳 代料渗入坡降不满足规定。在高水位运营下背水坡存在多处散浸、管涌等 渗漏险情，并导致坝脚多处塌陷、坡面不平整；迎水面坝坡沉陷、坝坡潜 在不稳；坝体填土与基岩或碎石层之间存在接触带局部渗漏变形隐患。大 坝集中管漏点隐患未根除.从大坝坝坡稳定计算成果来看，在水库正常蓄水工况下，坝坡稳定 满足现行规范规

7、定，坝坡基本稳定。但在设计洪水工况下，大坝下游坝坡 安全系数只有1.13，校核洪水工况下，下游坝坡安全系数只有1.03、均不 不小于规范容许日勺最小安全系数。既有大坝构造不安全安全。大坝白蚁危害严重。溢洪道通过多次泄洪冲蚀，底板表面砼已经开始剥落，凹凸不平， 陡槽底板分缝止水失效、有错台；两侧浆砌石边墙表面受水流冲刷剥落； 下游明渠淤积严重，下泄洪水回流淘刷主坝坝脚，危及大坝安全。溢洪道 基本存在渗流安全隐患。输水管老损输水管启闭室破损、无工作桥，竖井砼不同限度碳化，强度减少，局部露筋；工作闸门锈蚀严重、止水失效、闸门漏水严重，启闭机超过使用 年限，启闭不灵。大坝无安全监测设施水库大坝无位移、

8、沉陷、渗入观测设施，急待完善。水库管理落后水库无固定日勺管理场合，无通电和通讯设施，上坝公路路面狭窄，崎 岖不平，不能满足安全度汛需要。4.3.3除险加固的必要性如前所述，朱家洼水库工程各建筑物存在诸多问题，已严重影响水库 勺安全运营，水库长期处在带病状态，使水库不能发挥应有勺综合运用效 益，应尽早进行除险加固。除险加固是保证水库安全运营勺需要朱家洼水库枢纽部分由大坝、溢洪道、输水管等构成。水库自1957年 投入运营五十近年以来虽未发生垮坝等重大事故，但枢纽工程各建筑物存 在勺问题诸多，如心墙渗入系数不满足规范规定，坝体常年散浸；坝体变 形大，坝面凌乱，下游坝坡无排水和反滤设施；溢洪道底板护砌

9、差、浮现 多处裂缝，导流侧墙断裂、损坏严重，不能安全泄洪；输水管启闭台破损， 无工作桥，闸门锈蚀，漏水严重，启闭机不能启闭；大坝无安全监测设施, 水库管理落后，进库公路路况差，无报汛设施。这一系列勺工程质量问题， 使水库不能正常安全运用，朱家洼水库大坝已鉴定为三类坝，为保证水库 安全运营对朱家洼水库除险加固十分必要。除险加固是地区经济和社会发展勺规定朱家洼水库位于湖北省安陆市烟店镇黄榨村境内，距烟店镇5km,距 安陆市城关15km，水库拦蓄府河流域勺一条小支流，水库承雨面积 2.62km2 ,总库容130.36万m3，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等 综合效益勺小型水库。水库灌区有效灌溉面积

10、2150亩，实际最大灌溉 面积3000亩，年供水能力80万m3,年均养鱼产量2.1万公斤，社会经 济效益明显。水库保护烟店镇及府河西付坝日勺防洪安全，波及人口 0.645 万，耕地0.795万亩，保护区内有安陆至白店公路，防洪地位较为重要。综上所述，为使朱家洼水库安全运营，工程综合运用效益按设计规定 充足发挥，朱家洼水库除险加固非常必要和十分急切。4.4洪水调节4.4.1洪水调节和防洪特性水位的选择枢纽防洪原则本次初设根据水利水电工程级别划分及洪水原则(SL252 -)、碾 压式土石坝设计规范(SL274)、水库大坝安全评价导则等规范，朱家 洼水库级别定为小型，水库枢纽级别为W等，重要建筑物级

11、别为4级。 因最大坝高10.8m ,上下游水头差不不小于10m,因此按平原滨湖区标精 拟定设计洪水原则为一遇，校核洪水原则为1 一遇，消能防冲洪水原则一 遇。库容曲线根据朱家洼水库现场勘查，水库上游入库洪水泥沙含量较少，对水库 淤积影响不大。因此，本次调洪演算时，仍采用原设计时勺库容曲线，见 表 2-15。朱家洼水库水位库容曲线表 2-15水位皿)51.87052.0053.0054.0055.00库容(万m3)95.84100.00125.00165.00210.00调洪计算方案根据该水库实际状况，溢洪道位于坝体右侧，为无闸开敞式宽顶堰， 堰顶宽度15m，顺水向长约7m，堰顶高程51.87m

12、。本次初步设计维持水库正常运用，采用宽顶堰控制溢洪道泄量进行调 洪演算，结合大坝坝顶高程复核以检查大坝与否欠高。宽顶堰基本参数为: 堰顶高程51.87m，堰净宽15m。溢洪道泄流曲线宽顶堰泄流量按下列公式计算：Q = cms。2g.H3/28 = 1 - 0.2&式中：B 一溢洪道净宽，15mb 一溢洪道单孔宽，15mn 一孔数，1孔g重力加速度，H 0 堰上总水头m 一流量系数c 上游堰坡影响系数，18 一闸墩侧收缩系数&0 中墩形状系数0.45，& k一边墩形状系数，1.08，一沉没系数1.0溢洪道泄流曲线见表2-16。表2-16溢洪道泄流曲线水库容总水堰流侧向沉没下泄流量51.95.84

13、0.000.000.000.000.0052.100.000.130.331.001.001.0353.125.001.130.350.981.0027.6354.165.002.130.360.961.0072.1455.210.003.130.370.941.00127.83洪水调节计算措施与成果洪水调节计算采用本次分析B勺瞬时单位线法推求B勺设计洪水成果，水库洪水调节采用水量平衡措施，采用列表试算法进行计算。AVAt公式为:1Q + Q)- 1J *)= Q - =空2 122 12Ar式中：、Q2 一计算时段初、末勺入库流量(m3/s)q、q2 计算时段初、末勺下泄流量(m3/s)Q、

14、q 一计算时段中勺平均入库和下泄流量(m3/s)O匕一计算时段初、末水库勺库存水量(万m3)At 计算时段，取0.5小时。由于已知水库入库洪水过程线，Q、Q2及Q均已知，匕、qi是计算时 段&开始时勺起始条件，在这里，q1=0 , V1=95.84万方。根据试算公式求 出V2、q2，试算得出勺最高水位即是该频率洪水勺最高洪水位，相应勺库 容是最大库容。经计算，调洪演算成果见表2-172-19 :朱家洼水库调洪演算成果表(5%)表 2-18时段;m)入库流B(m/s)下泄流量川民)相应水位:m)相应库容(X10m3)0.00.090.0051.87095.840.57.990.1851.8996

15、.551.010.560.5751.9498.151.512.121.0852.00100.052.013.823.1652.08102.002.515.785.1952.16103.913.024.167.7752.25106.343.537.3411.7952.40110.114.060.6118.2952.65116.224.531.8623.1752.83120.815.019.9723.6552.85121.265.515.0022.5752.81120.256.012.4321.0352.75118.806.54.5518.8352.67116.747.02.3016.1452.5

16、7114.207.51.3113.6452.47111.858.00.8411.4452.39109.798.50.619.5752.32108.039.00.517.9952.26106.559.50.466.6852.21105.3110.00.455.5952.17104.2910.50.454.6952.14103.4411.00.463.9552.11102.75最高洪水位：52.85m最大下泄流量：23.65m3/s最大库容：121.26x104m3洪峰流量：60.61m3/s洪水总量：49.26 x104m3朱家洼水库调洪演算成果表(1%)表 2-17时段(h)0.0入库充Km/

17、时0.11下泄流真0.00相应水M)51.87相应库容(X10m3)95.840.512.240.2751.9096.93山况它潘传m S7：T-E：T区弥笛ft驱乩山切昴理匝i山9庆习匝i山801 WffiW 山况竹 SWW i林V期Q不瑙到他澎穹/罩匝疏LUH) L 乂 CC (K :喜igrw课雄山。7 L8 :喜坚去11课匕lu*ULXU17 U匕 L ： &封暂、/山的仕.喜翌印lhL回71 .匹：砌膳曾go【69t9项0项【9 了 *0【LVZ9灾拓X)0H9 了 0【m99或090【LV9019 了芝Z6L或000【*6Z0【8f6WO项6【匚60【6厂芝9EHWO0,6乙$【L

18、VZI9l0803心【Lg6了 9【110,86ZLll69.芝V6l乙8【SZ沙0乙【8*00Z6ZOLPZPZIL61SZS9Z99项980LZls(m弭6乙心【(T9Z06ZI00VZ00旋灾OPOElP9IVSZONZ86ZI据667E9什StZSEZI6.芝L9Z乙忆【8ot06*9芝*6Z【06世俄98OH1/芝871Z9SOTSPLOl0*66,8沙溉叽ESPOl6【*LV980【乙07zrzoi8076Z成8【项【86686K88,0VV9101高程如下至46.0m为砼块护砌，下游坡为草皮护坡。心墙顶高程52.04m, 顶宽2.0m，内外边坡均为1:0.3。根据碾压式土石坝设计

19、规范(SL274-)对坝顶高程进行复核。坝顶高 程由下列两式计算，取其最大值：坝顶高程=设计洪水位+波浪爬高(R)+风壅高(e)+安全超高(A)坝顶高程=校核洪水位+波浪爬高(R)+风壅高(e)+安全超高(A)根据防洪原则(GB50201-94)，该水库大坝为IV级建筑物，坝顶设 计水位下安全加高为0.5m ,校核水位下安全加高为0.3m。朱家洼水库坝区 地震烈度为6度，按照水工建筑物抗震设计规范SDJ10-78(试行)，可不 考虑地震加高。平均浪高按莆田实验站公式计算：h = 0.13th 0.7四丫7阳Jth 0.0018蚩0.450.13th0.7( gHW 20.7其中：w 一校核工况按近年平均最大风速18m/s计算，设计工况按近 年平均最大风速B勺1.5倍，27m/s计算;d 一风吹程，D=1000m ； h 水域平均水深。周期：T = 4.438顶波长：X =性2兀波浪平均爬高：R = k七、K-Jh V1 + m 2其中： 一斜坡勺糙率渗入性系数，k广0.90K 一经验系数，由工决定，H为坝前水深，设计工况下K = 1.18 ,W顷0W校核工况下K = 1.05。Kp 折算系数，取 = cos(6 )=1m 斜坡坡度系数，m = 2.5。按照规范求出累积频率B勺波浪爬高：R