板桥水库除险加固初设报告(评审后)

板桥水库除险加固初设报告1综合说明1工程概况板桥水库位于大足县三驱镇板桥村，属沱江水系源溪河支流，水库距三驱场镇约10km,有乡村公路相通。坝址以上集雨面积0.67km；多年平均径流总量22.3万水库正常蓄水位398.35m,正常库容23.1万n?,总库容31.05万m3,死水位388.82万m：!；有效灌面950亩，该水库是一座以灌溉为主，兼鱼业养殖综合利用的小（二）型水库。板桥水库水库始建于1978年10月，1979年5月竣工。水库枢纽主要由大坝、溢洪道、放水设施等建筑物组成。水库大坝有两座，主副坝为均质土坝。根据2010年12月实测地形图，主坝最大坝高约11.75m,实测坝顶高程为399.96m〜400.05m（黄海高程，下同），坝顶轴线长139.5m,坝顶宽3.15m,最大坝底宽62.0m。大坝上游坡偏缓，最大断面从上至下坡比依次为：1：2.73、1：3.43、变坡点高程394.20m；下游坡比1：2.64,坝脚无排水设施。副坝最大坝高约9.13m,实测坝顶高程为400.00m,坝顶轴线长68.0m,坝顶宽2.4m,最大坝底宽48.5m。大坝上下游坡较缓，上游坝坡坡比1：3.61、下游坡比1：2.35。大坝上游侧为六棱预制块护坡，坡面较完整，下游坝面杂草茂盛，坡脚有渗漏水溢出，无截排水沟。水库溢洪道设置在主副坝之间靠主坝右坝肩，为开敞式正堰，堰顶高程398.35m,溢流净宽3.2m,后接泄槽，全长60.6m,无消能设施，最大泄洪流量为11.73m：7s。溢洪道基础基岩岩性主要为强风化的粉砂质泥岩，岩体完整性较差，受风化影响，溢洪道边墙上部岩土体松散。溢洪道进行了简单的衬砌，单根条石结构，侧墙高1.79〜0.63m,前段高后段低。水库放水设施为两处石质涵卧管，分别位于主坝左、右坝肩。左卧管为单排放水孔，放水孔孔径0.2X0.2m,卧管断面为方形，断面尺寸0.4X0.4m；涵管断面为矩形，断面尺寸1.2X0.8m（高X宽），涵拱为半园拱，涵洞进水口底板高程为391.785m,最大放水流量0.07m：'/s。右卧管为单排放水孔，放水孔孔径0.2X0.2m,卧管断面为方形，断面尺寸0.4X0.4m；涵管断面为方形，断面尺寸0.4X0.4m,涵管进水口底板高程388.82m,为该库死水位高程，最大放水流量0.07m7so2010年12月，受委托，我院承担了该水库大坝安全分析评价的任务，同年底，该大坝安全评价报告报送大足县水务局；按《水库大坝安全鉴定办法》的有关规定和程序，鉴定大坝安全类别为三类坝；并经市水利局相关部门复核，同意按三类坝进行除险加固。2011年3月我院按业主提供的设计任务书、安全鉴定报告书及有关规程规范，在安全评价分析报告的基础上进一步收集了工程所涉及的基础性资料，进行除险加固方案初步设计工作，并参照DL5021-93《水利水电工程初步设计报告编制规程》的要求，编制形成了《板桥水库大坝除险加固工程初步设计报告》。在工作期间，得到了大足县水务局、县水利工程管理站等部门的大力支持，在此表示感谢。水文板桥水库位于大足县三驱镇板桥村，大坝枢纽所在河流属沱江水系漱溪河支流，水库距板桥场镇10km,坝址以上集雨面积0.67km?,库区属深丘地貌，植被较好，水土流失不严重，坝址以上无大、中型水利工程。大足县属亚热带湿润季风气候区，其气候特征为：四季分明，春季回暖较早，初夏雨量丰沛，盛夏炎热，秋多绵雨，冬无严寒，无霜期长，云雾较多。根据大足县实测气象资料统计：多年平均降雨量1006mm,降雨年际变化大，年内分布不均，降雨多集中在汛期4〜10月，多年平均径流深343.4mm,属于重庆市域范围内径流深低值区。多年平均气温16.5C,气温的年际变化不大，但年内气温变化较大，7〜9月最高，1月最低。多年平均蒸发量1212.6mm,多年年均相对湿度85%,多年平均最大风速12m/s,平均无霜期323天，多年平均日照时数1144小时，为全国日照最少地区之一。本地区洪水由暴雨产生，一般5月份进入汛期，10月份结束，大暴雨多发生在5〜8月份，受山区地形地貌影响，易发生强度大而历时短的灾害性暴雨。本地区洪水特性和暴雨特性相似，受暴雨特性及流域特性的影响，流域洪水具有陡涨陡落、峰高量大而历时较短的山区小河流的洪水特性，其洪水过程尖瘦，洪量主要集中在24小时内。本阶段，坝址设计洪水计算分别根据《手册》等值线图查算暴雨成果和大足气象站暴雨成果，采用《手册》中推理公式法进行计算。设计采用由《手册》等值线图查算暴雨计算设计洪水成果，成果见下表1.2-1。表1.27 板桥水库坝址设计洪水计算成果表 m7s计算方法P%0.5110《手册》暴雨洪峰(n?/s)24.5116.113.f计算成果洪量（万m'）15.89.S8.1大足气象站暴雨洪峰(m7s)17.6112.510.€计算成果洪量（万n?）10.57.36.4工程地质工程区位于沱江一级支流漱溪河上游，地貌类型属构造剥蚀侵蚀浅丘地貌。河床高程一般389m〜395m,山顶高程一般430nl〜450m。工程区出露地层主要为第四系堆积物（Q）和侏罗系上统遂宁组（J3s）紫红色、鲜红色钙质、砂质泥岩为主夹多层紫灰、灰绿色或白色薄至厚层状泥质钙质砂岩。强风化层一般厚0.5m〜5m。地质勘察表明，坝基岩体为侏罗系上统隧宁组粉砂质泥岩。左、右坝肩均为粉砂质泥岩夹薄层砂岩，岩层微倾向上游，倾角平缓，层间结合紧密，稳定性好。坝基上部强风化岩体厚L0m〜2.5m,节理裂隙发育，岩体破碎，做压水试验时无法加压，透水率2100LU,呈强透水性；下部弱风化岩体完整性稍好，根据钻孔压水试验成果，透水率在6.29LU〜20.76Lu之间，分布不均匀，为弱透水性〜中等透水性，岩体透水性总体较差。大坝为均质土坝，勘察查明最大坝高IL75m。坝体土以粉质粘土为主，未发现软弱土层及不利大坝稳定的软弱接触带等，坝体土局部夹有少量细砂，但坝体碾压不密实、防渗性能较差，大坝上下游边坡偏都，存在局部失稳的风险，坝基及两坝肩渗漏隐患较突出。水库病险及加固措施根据《板桥水库大坝安全分析评价报告》及《大足县板桥水库大坝安全鉴定报告砂，水库存在以下安全问题，具体是：(1)坝顶高程不够，坝顶较窄不满足今后防洪抢修要求(2)坝基未作防渗处理，渗漏量较大；(3)溢洪道泄洪不足，底板淤积、局部衬砌破损，影响溢洪道正常运行；(4)放水设施年久失修，进水孔道关闭不严，渗漏较明显；(5)无大坝安全监测设施和水库管理房。按《水库大坝安全评价导则》综合评价该坝为三类坝。针对水库病险特点，拟采取如下相应措施除险、加固：1)结合溢洪道拓宽相应加大下泄能力，坝顶增设防浪墙等措施来满足防洪要求；副坝坝顶加宽相应培厚下游，上下游坝坡护坡；2)坝基及两坝肩帷幕灌浆防渗，坝体充填灌浆；3)溢洪道前段拓宽、清淤，新建溢流堰及消力池，并完善溢洪道衬砌；4)整改水库右岸坡放水设施；5)完善大坝安全监测设施，新建水库管理房。大坝加固方案及主要建筑物板桥水库正常蓄水位398.35m,相应库容万22.6m、，总库容31.5万根据《防洪标准》(GB50201-94)和《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000),第等别为V等，相应的设计洪水重现期为20~30年。经复核，枢纽工程防洪标准按20年一遇设计，200年一遇校核；溢洪道消能防冲按10年一遇设计。大坝上游坡面预制块护坡翻新，采用预制砂厚10cm护坡，坡比不变，自上而下分别为1：2.73,1：3.43,变坡点高程为394.20m,在护坡底部高程393.20m处设抗滑齿墙。坝顶下游侧采用M7.5浆砌条石砌筑，坝顶加宽至4m。下游坡面坡比不变，下游坡自上而下坡比为1：2.64,清理坡面，采用格构草皮护坡。在坝体中部设置M7.5浆砌条石梯步，净宽3.0m。新建大坝下游岸坡截水沟，其尺寸为0.4X0.5m(bXh),为浆砌条石衬砌。副坝上游清理坡面虚土、夯压整平，对上游高程395.00m以上坡坡段用预制碎厚10cm护坡，预制块采用M7.5水泥砂浆勾缝，并每间隔2.0m预留一道泄水缝，缝宽1〜2cm。佐预制块施工前，应采用20cm厚级配碎石找平原坡面，碎石垫层应夯压至密。设计在护坡底部高程395.00m处设抗滑齿墙，采用C20碎结构。加固后，上游坡保持同原现状一致，自上而下坡比为1：3.61o下游坡面表土清理，培厚加固，培厚粘土填筑应和老坝体结合紧密，夯压密实，填土压实度不低于96%。填筑完成后，坡面整体夯碾2〜3遍。在下游坝坡增设贴坡排水，顶部高程396.00m,保持下游坡面排水顺畅，降低坝体浸润线，从而提高下游坡面抗滑安全系数。加固后，下游坡自上而下坡比为1：2.25o新建下游岸坡截水沟，其尺寸为0.4X0.5m（bXh）,为浆砌条石衬砌。结合溢洪道改造，重新调洪演算，确定水库坝顶防洪高程400.21m,坝顶高程400m,宽4.0m。坝顶上游侧增设防浪墙，并兼作防护栏杆，能满足防洪要求，防浪墙底宽0.5m,墙底部高程399.50m。坝顶下游侧设路缘石，齐平路面，宽0.3m。根据地勘资料，坝基、坝肩浅层岩体属中透水岩体，存在坝基和绕坝渗漏（主要在左坝肩）。根据渗流稳定分析成果并结合同类工程经验，本次加固设计拟对透水率qNIOLu的坝基浅层岩体采用帷幕灌浆处理。沿坝顶轴线布置单排灌浆孔，并向右坝肩延伸25m、向左坝肩延伸15m同地下水位线或正常蓄水位线相交；灌浆终孔距2.5m,按三序加密原则施工。大坝为粉质粘土坝，受当时建设条件制约，坝体土碾压不密实,渗透系数偏大，防渗性不满足规范要求；本阶段拟利用坝基帷幕灌浆的钻孔对粘土体进行充填式灌浆处理，孔距2.5m,按2序孔施灌。针对本工程溢洪道存在的主要问题，并结合坝体整体防洪要求，拟采取如下措施:将溢洪道溢流堰由现有的3.2m宽拓宽至6.2m,相应调整进水渠和后部泄槽前段结构，保持溢流顺畅；新建溢洪道控制段（堰）、完善泄槽底板及侧墙衬砌；完善泄槽末端消力设施，新建消力池及尾水渠；大坝左岸坡放水涵卧管年久失修、破损严重，渗漏水量较大，拟采取竖井取水口整改方案。板桥是一座以灌溉兼养殖等综合利用的小（2）型水利工程，参照《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）的要求，板桥水库大坝的监测项目主要包括：坝体变形、渗流量和环境量等项目。施工组织设计该水库枢纽工程位于大足县三驱镇丁桥村，水库距天宝乡场镇8km,有村级公路至水库库区，交通及电力较方便。对外交通以公路运输为主，现状坝顶通车，可满足对外交通需求。本工程的施工外来物质均可由公路直接运抵工地。板桥水库大坝下游开阔，平坦，可提供较为集中的场地布置，在附近有居民楼可供作为施工营房。本工程加固设计所需天然建筑材料为土料、条石料和混凝土骨料，数量较小，工程区附近可就近开采取用，质量和数量能满足要求。工程区内缺混凝土骨料，拟考虑在大足县古龙镇的灰岩骨料场购买，骨料的储量和质量均满足设计要求，运距约55km。本工程施工总工期8个月，从第一年10月至第二年5月底全部施工完成，施工高峰约55人。工程占地该水库枢纽除险加固工程不改变原水库正常蓄水位，基本不涉及水库土地淹没和人口迁移安置问题，仅施工中存在临时占用地方土地。本次依据《重庆市水利工程管理条例》，并结合工程实际和水库除险加固建设方案,合理确定工程永久占用指标。经初步测算，大坝加固需征地约1.9亩，施工期间临时占地约2.5亩；经测算，大坝枢纽工程除险加固占地及房屋拆迁补偿共4.59万元。环境保护本工程运行后社会效益和经济效益显著，其不利影响主要是工程施工对水环境、空气质量和区域内动植物的影响。在采取相应的环境保护措施后，各种不利影响均可得到一定程度的减免。工程施工期出现的各种不利影响是暂时的，将随工程的竣工好转并消失，只要加强施工期各项环境保护措施，严格执行“三同时”制度，认真落实工程环境监理，就可使工程建设对周边环境的影响得到有效控制。板桥水库整治完成投入使用后只要认真落实本环评提出的各项生态保护和污染防治措施，就可将不利影响降至最低，环境可以接受。工程对环境的有利影响是主要的，从环境保护角度看，无制约工程建设的重大环境问题，拟建工程选址、设计方案合理、可行。经测算，环保投资约3.0万元。水土保持本工程对水土流失不会产生太大的影响，但仍采取措施尽可能减少植被损坏，妥善解决弃渣，恢复地面植被，从而达到预防和治理水土流失，具体措施包括：工程措施、植物措施和其他措施。经初步测算，该工程水土保持措施需费用9.41万元。10工程管理板桥是一座以灌溉兼养殖等综合利用的小（2）型水利工程，该工程的管理单位为大足县水利工程管理站，主管部门为大足县水务局。按《水利工程管理单位定岗标准（试点）》（水办发［2004］307号）规定，该水库定员分等标准属于五等。根据规范核定，板桥水库完成除险加固后，水库管理所可定编2人。应参照《水库工程管理设计规范》（SL106-96）和依据《重庆市水利工程管理条例》要求，划定工程管理范围和保护范围，实行勘界确权。设计概算依据重庆市水利局、重庆市发展和改革委员会渝水基（2005）56号文发布的《重庆市水利工程设计概（估）算编制规定》，建筑工程采用［2005］《重庆市水利水电建筑工程预算定额》，施工机械台班费采用［2005］《重庆市水利工程施工机械台时费定额》;按2011年4月底价格水平，本工程静态总投资为339.88万元，其中建筑工程234.20万元；临时工程8.97万元；独立费用67.2万元；基本预备费15.52万元；工程建设场地征用费4.59万元；水环保费9.41万元，详见表11.6-1。经济评价根据水库除险加固工程国民经济评价及其敏感性分析结果可知，该工程的经济内部收益率大于社会折现率i=12%和i=7%时，经济净现值均大于零，经济效益费用比亦大于1。故本工程国民经济评价可行，具有一定的抗风险能力。结论与建议板桥水库的除险加固不仅涉及到工程本身效益的提高，更重要的是涉及水库下游近数千的生命财产、近650多亩农田、三驱至天宝公路安全，保证板桥水库安全运行与充分发挥效益，针对水库的病情险况，采取相应的除险加固措施不仅非常必要，也很紧迫。由于板桥水库长期处于病险状态，工程未能发挥正常效益，县财政困难，且水库管理单位的直接收入，仅能维持管理人员的日常工作支出，难以偿还债务，因此，对板桥水库除险加固资金请求国家和上级部门给予大力支持。

工程特性表表1.14-1 板桥水库工程特性表（加固后）序号名 称单位指标备注一水文气象坝址以上集雨面积km20.67河道长度km1.207河道比将%。103.8多年平均径流量万/22.3设计洪峰流量（P=5.0%）m3/s15.94校核洪峰流量（P=0.5%）m3/s24.23多年平均风速m/s1.2多年平均最大风速m/s12二水库正常蓄水位m398.35相应库容23.1万设计洪水位（P=5.洪）m399.17校核洪水位（P=0.5%）m399.43相应库容27.67万m3死水位m388.82有效水域亩63正常蓄水位时三大坝枢纽主要建筑物1挡水建筑物型式均质土坝坝顶高程m400.00坝顶轴线长度m139.5最大坝高m11.75坝顶宽/坝底宽m35/62地基特性砂泥岩互层2泄洪建筑物型式右坝肩无闸溢流堰溢流净宽m6.2控制段堰顶高程m398.35最大泄洪量m3/s14.73P=0.5%消能型式底流3放水设施型式左右涵卧管进口底板高程m388.82391.785（左）设计放水流量m3/s0.14左右各0.07四工程效益设计灌面亩454有效灌面*-田400养殖水域田42保护人口人320防护农田亩6502水文1流域概况板桥水库位于大足县三驱镇板桥村，大坝枢纽所在河流属沱江水系源溪河的支流,水库距三驱场镇约10km,坝址以上集雨面积0.67km:库区属中丘地貌，耕地垦殖率高,植被较差，水土流失较严重，坝址以上无大、中型水利工程，工程流域水系图见附图lo2气候特性大足县属亚热带湿润季风气候区，其气候特征为：四季分明，春季回暖较早，初夏雨量丰沛，盛夏炎热，秋多绵雨，冬无严寒，无霜期长，云雾较多。根据大足县实测气象资料统计：多年平均降雨量1006nun,降雨年际变化大，年内分布不均，降雨多集中在汛期4〜10月，多年平均径流深343.4mm,属于重庆市域范围内径流深低值区。多年平均气温16.5C,气温的年际变化不大，但年内气温变化较大,7〜9月最高，1月最低。多年平均蒸发量1212.6mm,多年年均相对湿度85%,多年平均最大风速12m/s,平均无霜期323天，多年平均日照时数1144小时，为全国日照最少地区之一。3水文基本资料3.1大足气象站工程项目区邻近有大足气象站，属大足县气象局管辖，地理位置为E105°46'、N29°32',1957年12月设立，测站高程为377.6m,观测主要气象要素有气温、湿度、风向、风速、降水、蒸发等。大足站多年平均年降水量为1006mm。该站有1980年至今的短历时暴雨资料可资利用。3.2双石桥水文站工程临近流域小安溪干流上有双石桥水文站，该站集雨面积246km:地理位置为东经105°51'；北纬29°24'o该站设立于1972年1月，开始观测水位、雨量，于1973年开始观测流量。该站资料经刊查，资料可靠，可用于工程设计。本次收集了该站1973〜2000年实测历年逐月最大流量系列资料，作为分析板桥水库施工分期设计洪水的参照资料。2.4设计洪水2.4.1暴雨洪水特性本地区洪水由暴雨产生，一般5月份进入汛期，10月份结束，大暴雨多发生在5〜8月份，受山区地形地貌影响，易发生强度大而历时短的灾害性暴雨。本地区洪水特性和暴雨特性相似，受暴雨特性及流域特性的影响，流域洪水具有陡涨陡落、峰高量大而历时较短的山区小河流的洪水特性，其洪水过程尖瘦，洪量主要集中在24小时内。2.4.2设计洪水标准板桥水库为小（2）型水库，水库原设计洪水标准为：设计20年一遇，校核200年一遇。根据GB50201-94《防洪标准》及SL252-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》的规定，本次确定板桥水库洪水标准按20年一遇设计，200年一遇校核。2.4.3设计洪水复核2.4.3.1流域特征值经复核，板桥水库坝址以上集水面积0.67km）河长1.207km,河道平均坡度103.8%oo2.4.3.2设计暴雨计算板桥水库坝址及下游无实测短历时暴雨资料，此次根据大足气象站1980〜2007年实测短历时暴雨资料和《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》（以下简称《手册》）等值线图两种方法确定，成果见表2.4-1。大足气象站短历时暴雨频率曲线见附图2〜附图5O

表2.47 设计暴雨成果表 单位：mm计算方法历时均值Cvcs/CVp(%)0.5510《手册》Hl/6h17.50.353.540.129.225.7Hih45.00.423.5118.481.870.2H6h82.00.503.5250.4163.1136.2Hzih91.20.503.5278.5181.2151.4大足气象站Hl/6h16.10.283.533.025.523.0Hih41.10.323.588.366.058.7H6h66.10.353.5151.3110.497.1I124h87.90.403.5222.4156.0134.82.4.3.3设计洪水计算本次坝址设计洪水计算，拟分别根据《手册》等值线图查算暴雨成果和大足气象站暴雨成果，采用《手册》中推理公式法进行计算。计算中,流域特征参数。=L/（J&F勺计;产流参数u=4.8*F019、Cv=0.18、C/Cv=3.5；当0=1〜30时，汇流参数m=0.4*0。㈤。洪峰流量按《手册》中的推理公式Q=0.278*w*（S/t"）*F计算；洪水总量按径流系数法公式W=0.1*a 计算。其计算板桥水库设计洪水成果见下表2.4-21,因板桥水库坝址集雨面积与双石桥水文站控制集水面积相差较大，本次板桥水库坝址设计洪水未由双石桥水文站设计洪水按水文比拟法进行推求。表2.4-2 板桥水库坝址设计洪水计算成果表P(%)计算方法0.5510《手册》暴雨洪峰(//s)24.516.113.5计算成果洪量（万一）15.89.98.1大足气象站暴雨洪峰(m7s)17.612.510.9计算成果洪量（万m"）10.57.36.4从上述设计洪水计算成果可以看出：采用《手册》等值线图查算暴雨计算的设计洪水比根据大足气象站暴雨计算的成果大，为偏安全考虑，本阶段推荐采用由《手册》等值线图查算暴雨计算设计洪水成果。2.4.3.4设计洪水过程线根据已推求的洪峰流量Q,及洪水总量Wp，计算洪水过程概化矩形历时T『2.78W/Q”参考《手册》中小流域典型洪水概化过程线综合成果，选取常出现的单峰概化洪水过程线模型(2)之X、丫值，由Qt=Y*Qp及t=X*Tp计算Qto本次推求板桥水库坝址各频率设计洪水过程线如下表2.4-3。坝址设计洪水过程线图见附图6o表2.4-3 板桥水库坝址设计洪水过程线 单位:n^/s序号P=0.5%P=5%P=10%时段T(h)Q(m4.4分期设计洪水由于坝址无实测流量资料，工程分期设计洪水根据临近流域小安溪干流上双石桥4.4分期设计洪水由于坝址无实测流量资料，工程分期设计洪水根据临近流域小安溪干流上双石桥时段T(h)Q(m7s)时段T(h)Q(m：7s)100000020.201.230.190.810.180.6830.272.450.261.610.251.3540.364.90.343.230.332.7050.449.80.426.50.415.460.5614.70.549.70.538.170.7119.60.6812.90.6710.880.8823.30.8415.30.8312.891.0724.51.0216.11.0013.5101.2523.31.1915.31.1712.8111.4619.61.3912.91.3610.8121.7614.71.689.71.658.1132.219.82.106.52.065.4142.934.92.793.232.742.70153.752.453.571.613.511.35164.611.234.390.814.310.68176.8806.550.006.440.00

水文站实测资料，结合本地区洪水季节性变化的规律和工程施工设计的要求，划定各个分期，采用不跨期独立选样原则计算水文站各分期设计洪水，然后按面积比的2/3次方换算成板桥水库坝址分期设计洪水，而主汛期洪水采用坝址全年相应频率成果。双石桥水文站分期设计洪水计算成果见表2.4-4。表2.4-4 双石桥水文站分期设计洪水成果表 单位:m'/s分期P%R»+的23.3351020501月15.112.310.36.941.22月9.37.96.95.23.51.53月24.21915.19.24.414月70.558.749.434.520.96.810月94.877.864.743.725.27.411月7960.847.427.111.72.512月9.48.27.35.74.22.111月-3月8970.957.135.517.22.111月-4月12299.982.955.430.86.212月-3月22.618.916.111.47.12.5板桥水库坝址分期设计洪水计算成果见表2.4-5：表2.4-5 板桥水库坝址分期设计洪水成果表 单位:m7s分期Rd*田P%23.3351020501月0.290.240.200.130.080.022月0.180.150.130.100.070.033月0.470.370.290.180.090.024月1.371.140.960.670.410.1310月1.851.521.260.850.490.1411月1.541.190.920.530.230.0512月0.180.160.140.110.080.0411月-3月1.741.381.110.690.340.0411月-4月2.381.951.621.080.600.1212月-3月0.440.370.310.220.140.05

汛期16.113.510.86.982.5洪水调节计算2.5.1基础资料2.5.1.1设计洪水板桥水库工程为V等小(2)型，主要建筑物和次要建筑物均为5级。洪水调节计算中设计洪水采用本次复核的P=0.5%、5%、10%三个频率设计洪水成果。2.5.1.2库容曲线经复核，板桥水库原“三查三定”库容曲线成果是准确的，本次设计库容曲线仍采用板桥水库原“三查三定”成果，库容曲线成果见下表2.5-1。表2.5-1 板桥水库库容曲线成果表水位(m)库容(万一)水位加)库容(万一)387.5250.00394.52510.19388.5250.247395.52513.08389.5250.922396.52516.29390.5252.04397.52519.88391.5253.56398.52523.84392.5255.41399.52528.07393.5257.61400.52533.002.5.1.3泄流曲线板桥水库溢洪道设置在大坝右端，溢流堰为开敞式宽顶堰，堰顶高程398.350m,除险加固整治后溢流净宽6.2m,溢洪道泄流曲线成果见下表2.5-2o表2.5-2 板桥水库溢洪道泄流曲线水位(m)下泄流量(mVs)水位(m)下泄流量(m3/s)398.350.00399.8524.66398.450.32400.1532.19398.651.78400.3537.53398.854.16400.8551.83399.108.07401.3567.31399.3512.94399.5517.352.5.2起调水位板桥水库溢洪道堰顶高程398.35m,该高程也是水库正常蓄水位，调洪计算起调水位为398.35m。2.5.3调洪方式调洪计算方法采用水量平衡法，BP（Q,+Q2）Xdt/2-（q,+q2）XJt/2=V2-V,；式中，Qi>Ql—时段/t始、末的入库流量，m7s；qi、Qz 时段/t始、末的出库流量，m3/s；“、V2一一时段/t始、末的水库蓄水量，m3；/t 计算时段，s；根据上述计算原则和水库起调水位，当库水位上升至超出堰顶高程398.35m时，水库开始自由泄流，水库水位逐步上涨，最终高度取决于入库洪水大小。2.5.4洪水调节计算成果根据上面所述基础数据和调度方式，应用我院编制的水库洪水调节计算程序，对板桥水库溢洪道整治后情况进行了洪水调节计算，计算成果如下表2.5-3表2.5-3 板桥水库洪水调节成果表（整治后）项目单位频率（％）0.5510洪峰流量m3/s24.516.113.5坝前最高水位m399.43399.17399.07相应最大库容万m：'27.6726.5626.13最大下泄流量m3/s14.79.467.583工程地质概述工程概况板桥水库系涪江水系塘坝河支流，枢纽工程位于大足县三驱镇板桥村，是一座以灌溉兼养殖综合利用的小（二）型水利工程，水库距三驱场镇10km,现有公路通达，交通较为方便。水库坝址处河床底部高程389.250m,坝址以上集雨面积0.671^2,多年平均径流总量23万总库容27.67万小,正常库容23.1万死库容1.5万设计灌溉面积454亩，实际灌溉面积400亩。枢纽工程由大坝、副坝、溢洪道和放水设施组成。主要病险情况受大足县水务局委托，我院承担了板桥水库大坝安全分析评价任务。以现场安全检查、原始资料为基础，为初步查明大坝现状情况，辅助地质查勘手段，编制了《大足县板桥水库大坝安全评价报告》，并通过了主管部门的评审，评审认定水库病险主要包括以下几个方面：1）大坝坝基岩体存在渗漏问题；2）大坝坝体填筑质量较差，渗透性较大；3）坝体外坡外观较差；4）溢洪道正堰前无导流翼墙，重点部位无衬砌，内侧边坡较陡，泄洪通道被堆积物堵塞。除险加固任务和要求根据'《中小型水利水电工程地质勘察规范》关于病险水库除险加固工程勘察的一般规定，结合板桥水库除险加固工程的特点及初步设计要求，本阶段勘察的主要任务是：1）进一步查明坝基渗漏和绕坝渗漏的部位，范围和类型，分析其产生的原因，为除险加固设计提供地质资料与建议。2）进一步查明坝体病害的分布情况、类型及成因，评价其危害程度，提供坝体渗透和抗剪力学参数。3）查明溢洪道和放水设施的工程地质条件，提出治理措施方案的建议。4）进行天然建筑材料详查。1.4采用的规程规范1）《中小型水利水电工程地质勘察规范》SL55-20052）《水利水电工程钻探规程》DL/T5013-20053）《碾压式土石坝设计规范》SL274-20014）《水工建筑物荷载设计规范》DL5077-19975）《水工建筑物抗震设计规范》DL5073-20006）《水库大坝安全评价导则》SL258—20007）《土工试验方法标准》GB/T50123-19998）《土工试验规程》SL237-1999.5勘察工作布置与工程量2011年1月上旬，受大足县水务局再次委托，我方承担了板桥水库除险加固工程的初步设计阶段的勘察设计任务。同月2日，我方迅速组织了勘察人员和机械进场，于1月6日完成野外作业，完成勘察工作量如表37。表3-1 勘察工作量统计表工作项目单位工作量地质测绘大坝平面测绘（1/500）km20.040大坝和副坝纵、横剖面（1/500）m/条408/4坝体地质钻探m/孔69.10/3试验钻孔注水试验段/孔8/3钻孔压水试验段/孔8/3土样组6岩样组2区域地质概况本区位于沱江一级支流漱溪河上游，地貌类型属构造剥蚀侵蚀浅丘地貌。区域出露的地层岩性主要为第四系堆积物（Q）、侏罗系上统蓬莱镇组（J：,p）和遂宁组（J：is）o本区位于永川条形褶皱带宽缓向斜南西翼，构造线展布方向主要为东西向、南北向、北东向和北西向。挽近期构造运动特点以大面积较弱的间歇性上升为主，上升幅度较小，属相对稳定区。岩层产状近水平。无断层。根据中国地震局出版的《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306-2001）,本区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s（相应地震基本烈度为VI度），属相对稳定弱震环境。3.3工程区地质条件与评价3.3.1工程区地质条件3.3.1.1地形地貌工程区位于沱江一级支流瀚溪河上游，地貌类型属构造剥蚀侵蚀浅丘地貌。河床高程一般389m〜395m,山顶高程一般430m〜450m。3.3.1.2地层岩性工程区出露地层主要为第四系堆积物（Q）和侏罗系上统遂宁组（工1紫红色、鲜红色钙质、砂质泥岩为主夹多层紫灰、灰绿色或白色薄至厚层状泥质钙质砂岩。强风化层一般厚0.5m〜5m。3.3.1.3地质构造本区位于永川条形褶皱带宽缓向斜南西翼，岩层产状N60°〜80°W,NEZ50〜10°,平缓。主要发育2组裂隙，J1：135°Z40°,裂面不平，微张，间距1m〜3m,延伸2m〜5m,无充填，结合差；J2：310°Z650,裂开1cm〜2cm,间距1m〜3m,延伸约2m〜3m,结合差。上述两组裂隙均属硬性结构面，场地构造裂隙不发育。地质构造简单，未发现断层。3.3.1.4水文地质条件本区地下水类型按其分布及埋臧条件，可分为为孔隙潜水和基岩裂隙水两类。孔隙潜水，主要分布于第四系堆积物的孔隙中，接受大气降水的补给，补给下部基岩裂隙水或直接排泄于地表低处。基岩裂隙水，主要埋藏于基岩上部的构造裂隙和风化裂隙中，接受孔隙潜水和大气降水的补给，以泉的形式排泄于低处。根据邻近工程地质经验，地表水和地下水对混凝土结构无腐蚀性。3.3.2水库区地质条件评价3.3.2.1水库渗漏问题水库两岸由岩层产状近于水平的侏罗系上统隧宁组地层组成，岩性以砖红色厚层状泥岩和粉砂质泥岩为主，多为良好的隔水层。库区未见断层，且山体雄厚，地表分水岭为430m〜450nb分别比正常蓄水位高出32m〜52m,在正常高水位以上见上升泉，说明地下水位较高，不存在岭谷渗漏问题。3.3.2.2库岸稳定问题水库两岸山坡地形坡度一般为15°〜35。，地形较缓，两岸岩体风化深度总体较浅，第四系覆盖层厚度0〜3m,厚度总体较薄。水库两岸山坡岩体总体较稳定，不存在较大规模岸坡失稳问题。水库蓄水后，对于山坡上的第四系覆盖层崩坡积物、残坡积物有一定的浸泡作用，局部地方可能引起小规模的崩塌等，但对水库正常运行无大的影响。3.3.2.3水库淤积水库两岸岸坡及水库上游残坡积物广布，水库经多年蓄水后，库岸地表残坡积物局部存在水土流失现象，在一定程度上造成水库的淤积，但淤积范围不大，未对水库的正常运行造成严重影响。3.3.2.4水库诱发地震邻近地区地震活动微弱。库区无断层，地层主要为泥岩夹砂岩，大坝最大高度仅11.0m,水库蓄水后，水体荷载较小，对深部地应力影响亦很小。因此，水库蓄水诱发地震的可能性甚微。即使发生水库诱发地震，其地震烈度也不会大于本区地震基本烈度VI度。3.4坝基工程地质条件评价3.4.1坝基、坝肩稳定问题地质勘察表明，原大坝清基时，大部分部位都清基到了基岩面，仅河床左侧至左侧岸坡部位未清基到基岩面，而是清除了上部约L5m厚的覆盖层，对下部未清除的最大厚度约5.5m的冲洪积物（主要为粉质粘土）进行了压实，其压实后的性状接近于坝体填土，亦可视其为坝体填土。坝基下伏基岩为侏罗系上统隧宁组泥岩，根据地质钻探取样试验，其物理力学试验成果如表3-2。表3-2 坝基岩体物理力学试验成果表弱风化岩样密度(g/cm3)抗压强度（Mpa）抗剪强度天然饱和天然饱和tg6C(Mpa)泥岩2.482.504.42.70.670.99坝基岩体物理力学参数建议值见表3-3o表3-3 坝基岩体物理力学参数建议值表岩样密度(g/cm3)抗压强度（Mpa）抗剪强度承载力特征值天然饱和天然饱和tg<t>C(Mpa)fak(kPa)强风化泥岩一一一一一一一一0.250.1250弱风化泥岩2.482.504.42.70.450.2500根据岩体的物理和力学性质表明，坝基岩体的物理性质和力学强度均满足大坝荷载要求；坝基的岩体有利于坝体的抗滑稳定。坝基未发现断裂构造，岩层产状平缓，为22°Z7°,地质构造简单，裂隙发育一般，坝基不存在不利结构面和软弱夹层。建基面以下无洞穴，地基不存在塌陷问题及抗滑稳定问题，场区适应性较好。左坝肩主要为粉砂质泥岩夹砂岩，右坝肩以泥岩为主，岩层产状平缓，倾向上游偏左岸，层间结合紧密，稳定性好。4.2坝基、坝肩渗漏问题本次勘察在主坝轴线上布置了2个勘察钻孔，根据钻孔的6段压水试验成果统计，弱透水（lWqVIOLu）3段，占试验总段数的50%；中等透水（lOWqVIOOLu）2段，占试验总段数的33%。在河床偏右侧的ZK2孔的强风化泥岩层中做压水试验时，由于岩体破碎，裂隙发育贯通，漏水量很大，无法加压，致压水试验无法进行，本段属强透水，占试验总段数的17%。从以上统计数据看出，坝址区岩体透水性主要为弱透水〜中等透水性，局部强透水。为进行防渗帷幕设计，现对大坝轴线相对不透水层（以压水试验透水率q<10Lu的岩体为相对不透水层）顶板埋深统计，如表3-4。表3-4 坝基岩体相对不透水层顶板埋深与高程统计表钻孔编号（位置）相对•不透水层顶板埋深（m）相对不透水层顶板高程（m）ZK1（左侧岸坡）23.8（含坝高）375.7ZK2（河床）27.2（含坝高）372.3ZK3（右侧岸坡）14.6（含坝高）384.9根据统计成果，大坝坝基相对不透水层顶板埋深河床最深，左侧岸坡部位次之，右侧岸坡稍浅。大坝坝基和坝肩存在渗漏问题。3.4.3渗漏原因分析坝基渗漏的主要原因为大坝建基面清基不彻底，坝基大部置于强风化岩体上，部分置于冲洪积层上，坝基不均匀，且强风化岩体裂隙较发育，岩体较破碎，大坝施工时未对坝基进行固结处理，另外大坝建成后未对坝基进行防渗灌浆等处理。坝基渗漏给水库的正常运行造成了较大影响。3.4.4处理措施建议根据本次勘察进行的坝基渗透性试验成果，表明坝基属弱透水〜中等透水性，局部属强透水性。为了保证水库除险加固后能正常蓄水和正常运行，以充分发挥其效益，建议对坝基进行帷幕灌浆。建议重点对河床及左侧岸坡坝基进行灌浆，河床帷幕长55m,结合河床帷幕向两岸各延伸55口，总设计帷幕长约165m。因坝基相对不透水性顶界分布不均匀，因此建议灌浆帷幕深度以进入基岩体1倍坝高控制。3.5坝体质量评价3.5.1坝体填土的密实度根据地质勘察，本大坝坝体属均质土坝，最大坝高约IL0m,填土主要为褐黄色、浅黄色粉质粘土夹少量细砂砾组成，含水量较大，多属软〜可塑状态。本次勘察在坝体中采取了土样进行室内试验，试验成果如下表3-5。表3-5 坝体填土试验成果统计表取样位置试验组数天然含水量(%)干密度(g/cm5.25.2坝体填土的力学性质本次初设阶段勘察在大坝坝体中取土样6组，进行室内物理力学性质试验，其试范围值平均值范围值平均值大坝坝体621.9-30.025.81.47-1.661.56试验结果显示，干密度范围值L47~1.66g/cm3,平均值为1.56g/cm含水量范围值21.9%〜30.0%,平均值为25.8%o坝体填土的含水量和干密度的最大最小值差异较大，均一性较差。从钻孔取出的填筑土样观察，填土主要为褐黄色、浅黄色粉质粘土夹少量细砂砾组成，含水量较大，多属可塑〜软塑状。根据试验成果结合地质经验类比，大坝填土的最大干密度Pm,可取值L71g/cm:干密度平均值Pd为L56g/crA含水量3平均值为25.8%,大坝填土的压实度为91%,不符合《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)“3级中、低坝及3级以下的中坝压实度应为96%〜98%”的要求。

验成果统计见表3-6o表3-6 坝体填土的物理力学性质试验成果统计表试验项目试验范围值试验平均值物理性质天然含水量3(%)21.9-30.025.8天然密度P(g/cm5.35.3坝体填土的渗透性根据现场勘察，在大坝外坡近底部多处存在坡面湿润，有水散漏的现象，漏水量较小，约0.5L/h。故本次勘察在大坝填土体钻孔中进行了现场注水试验6次，其成果统计见表3-7。1.90〜2.021.96饱和密度Pw(g/cm：,)1.92—2.051.98干密度Pd(g/cm。)1.47-1.661.56比重2.73-2.742.74孔隙比e0.647-0.8650.757液限3l(%)37.5—47.142.2塑限3p(%)18.7—21.119.9液性指数I,.0.17-0.340.25塑性指数Ip18.8-26.022.1天然宜剪粘聚力c(kPa)24〜3429内摩擦角巾13.1°〜15.8°14.3压缩试验压缩系数ao.~.2(MPa')0.23-0.510.36压缩模量Eso.1-0.2(MPa)3.66-7.165.26坝体填土大部分属可塑状态，填土的稠度状态属中等，承载力特征值fak可取120kPa,建议坝体填土的饱和容重取20.2kN/m3,饱和抗剪强度6为11.6°、c为14.5kPa,压缩模量Eso」~o.2为5.26MPa。试验段号试验深度(m)渗透系数k(cm/s)平均值ZK1-10〜5.73.20X1014.58X10'ZK1-25.7—10.89.80X105.5下游坝坡5.5下游坝坡根据地质勘察，下游坝坡为填筑土坡，坡比为1：2.64O根据对大坝下游坝坡现状进行的地质调查，在坝坡下部，发现多处坡面湿润，存在散漏现象，漏水量较小，估ZK1-310.8—15.69.50X105ZK1-415.6—18.77.60X10-5ZK2-10〜6.82.00X10;|ZK2-26.8—11.01.60X101表3-7钻孔注水试验成果统计表另在坝体填土中取了6组土样进行室内渗透试验，渗透系数范围值为L6X1(Tcm/s~8.9X10hcm/s,平均值为4.9X10%m/s。从以上统计表数据看出，现场注水试验成果大于土样室内试验成果。经分析，主要是因取样精度所影响，取样方式为锤击法，相对原状土样而言，进行了一定的压实、压密作用，因此，室内渗透系数较现场钻孔注水试验渗透系数要小。而且现场注水试验段长较大，更能客观反映心墙的渗透性能，为此现场钻孔注水试验成果应更符合实际情况：大坝填土体的渗透系数范围值为7.60X10%m/s〜2.00X103cm/s,平均值为4.58X10cm/s,大于1X10,cm/s。大坝坝体填筑土的渗透系数不满足《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)对坝体的渗透系数的要求。5.4上游坝坡根据地质勘察，上游坝坡底部为填筑土层，表层采用C15预制混凝土块护坡，在394.20m高程上部坡比为1:2.73,下部坡比为1:3.43。根据地质调查，上游坝坡无沉陷、变形和滑移失稳等不良地质现象和病险情况。计约0.5L/h。未发现有变形、开裂、沉陷、滑坡等不良地质现象，但由于是土质坝坡,受风化影响，局部坝坡土体松散，经年杂草丛生；另受多年降雨影响，坝坡长期经受雨水冲刷。以上内因和外因对坝坡的外观和稳定性造成了影响。3.5.6病险原因分析坝体填筑质量不高，压实度较低，透水性偏大，下游坝坡外观和稳定性较差是因为受当时设计、施工及建设管理等建设条件限制，坝体施工无专业施工队伍（全由当地村民“大突击”修建而成）、坝基清基不彻底，筑坝土料含砂量较大，坝体土料采用人工拉石碾碾压，土料含水量高、夯压不密实，坝体均一性差。这些情况给大坝带来了较大的影响，给整个大坝枢纽的安全运行带来了隐患。3.5.7加固措施建议对大坝坝体填筑土密实度较低，渗透系数偏大，达不到规范要求等问题，参考目前多数水库除险加固的经验和施工方面的可行性等因素，建议对大坝填土体做粘土水泥浆锥探灌浆或劈裂灌浆，以加强防渗；建议下游坝坡培厚加固，并采用坡面砌石护坡。3.6副坝质量评价3.6.1副坝质量评价及病险情况水库副坝位于水库主坝西北侧两处山脊之间，河床高程392.50m,山脊高程406.50m。为均质土坝，坝高7.97m,坝顶高程399.50m,坝顶宽2m,坝顶轴线长65m,最大坝底宽45.9m,内坡无防浪层，外坡无排水体。根据地质勘察，副坝修建时清基到了基岩面，坝基岩性为侏罗系上统隧宁组强风化的紫红色泥岩，根据地质钻探揭露，强风化岩层厚2m〜3m,岩体完整性较差，裂隙较发育。根据岩体的物理和力学性质试验成果表明，坝基岩体的物理性质和力学强度均满足大坝荷载要求；坝基的岩体有利于坝体的抗滑稳定。坝基不存在塌陷问题及抗滑稳定问题，场区适应性较好。其左、右坝肩以泥岩为主，岩层产状平缓，层间结合紧密，稳定性好(注：副坝坝基岩体的物理和力学性质试验成果及建议值可参见本报告表3-2和表3-3)。本次勘察在副坝轴线布置了1个勘察孔ZK3,根据钻孔压水试验，坝基强〜弱风化岩体的透水率在19.3Lu-7.8Lu,坝基浅层岩体存在渗漏问题，其相对不透水顶板埋深在10m左右(以压水试验透水率qVlOLu的岩体为相对不透水层)。根据在本坝体钻孔ZK3中取土样进行的室内试验，副坝填土体的干密度平均值为1.58g/cnA含水量平均值为26.5%,根据试验成果结合地质经验类比，副坝填土的最大干密度Px可取值l/lg/cm：其压实度为92%,不满足《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)的相关要求。副坝坝体填土的注水试验成果表明，副坝填土体的透水率在L90X10-'cm/s~3.60X10“cm/s之间，平均值达2.75Xl(y'cm/s,也不满足《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)的相关要求。根据对副坝上、下游坝坡的地质调查，上、下游坝坡均为填筑土坡，上、下游坝坡坡比分别为1:3.61和1:2.35。上、下游坝坡均未发现有渗漏、开裂、沉陷、滑坡等不良地质现象，但上游坝坡无防浪层，存在浪蚀现象；下游坝坡无排水体，长期经受雨水冲刷，另局部坝坡土体松散，经年杂草丛生。3.6.2病险原因分析坝基和坝肩岩体完整性较差，透水性较大，主要原因为大坝建基面清基不彻底，坝基主要置于强风化岩体上，裂隙发育，岩体较破碎，副坝施工时未对坝基进行固结处理，另外副坝建成后未对坝基进行防渗灌浆等处理。坝基渗漏给水库的正常运行造成了影响。坝体填筑质量不高，压实度较低，透水性偏大，上游坝坡浪蚀严重，下游坝坡无排水体、外观和稳定性较差是因为受当时设计、施工及建设管理等建设条件限制，坝体施工无专业施工队伍、坝基清基不彻底，筑坝土料含砂量较大，含水量高、夯压不密实，坝体均…性差。这些情况给副坝带来了较大的影响，也给整个大坝枢纽的安全运行带来了隐患。3.6.3处理措施建议对于副坝坝基完整性较差、透水性较大的问题，建议对坝基进行帷幕灌浆。帷幕沿副坝轴线布置，再向两侧坝肩各延伸15m,即总设计帷幕长约95m。建议灌浆帷幕深度以进入坝基相对不透水层顶板埋深控制。对副坝坝体填筑土密实度较低，渗透系数偏大，达不到规范要求等问题，建议对副坝填土体做粘土水泥浆锥探灌浆或劈裂灌浆，以加强防渗；建议上、下游坝坡培厚加固，砌石护坡，且下游坝坡增设排水体。3.7溢洪道质量评价3.7.1溢洪道质量评价及病险情况水库溢洪道设置在主坝右端山坳处，为开敞式正堰，堰顶高程398.10m,溢流净宽2m,后接陡槽，全长29.67m,无消力池、尾水渠，最大泄洪流量为2.02m7s。根据地质勘察，溢洪道基础基岩岩性主要为强风化的粉砂质泥岩，岩体完整性较差，受风化影响，溢洪道边墙上部岩土体松散。现场检查溢洪道底板和边墙尚未衬砌，边墙上部土体垮塌，堵塞溢洪道，严重阻碍行洪；同时根据设计调查和验算，溢洪道位置偏高而窄，泄洪能力低；另外，溢洪道尾段无消能设施，泄洪时尾水排洪会冲刷农田。3.7.2处理措施建议建议降低溢洪道堰顶高程；对溢洪道底板和边境采用条石衬砌；对溢洪道内的松散堆积体和杂草进行清除；在溢洪道尾部设置消力池。3.8放水设施质量评价水库放水设施为两处石质涵卧管，分别位于主坝左、右坝肩。左卧管为单排放水孔，放水孔孔径0.2X0.2m,卧管断面为方形，断面尺寸0.4X0.4m；涵管断面为矩形，断面尺寸1.2X0.8m（高X宽），涵拱为半园拱，涵洞进水口底板高程为391.785m,最大放水流量0.07m3/s。右卧管为单排放水孔，放水孔孔径0.2X0.2m,卧管断面为方形，断面尺寸0.4x0.4m；涵管断面为方形，断面尺寸0.4X0.4m,涵管进水口底板高程388.82m,为该库死水位高程，最大放水流量0.07m'/s。根据地质勘察，涵卧管基础为弱风化上部泥岩，岩体完整性较好。现场检查，放水涵卧管未发现异常，无漏水现象，运行正常。3.9天然建筑材料本工程加固设计所需天然建筑材料为土料、条石料和混凝土骨料，其中土料设计用量约为1万耐，条石料设计用量约2000痛，混凝土骨料设计用量很少，约几十方。3.9.1土料土料主要用于大坝加固培厚，设计用量约为1万m9.3混凝土骨料大坝加固所需混凝土骨料设计用量只需几十方，用量很少。由于工程区所属地层9.3混凝土骨料大坝加固所需混凝土骨料设计用量只需几十方，用量很少。由于工程区所属地层为侏罗系红层，无工程所需的可用于混凝土骨料的砂砾石或灰岩碎石，建议采用外购骨料来解决。根据调查，在大足县古龙镇有多处规模较大的灰岩骨料场，其所采灰岩来自三叠系下统的嘉陵江组（T.J地层。根据了解，大足县内多地的工程建设所需的混凝土骨根据勘察，在大坝下游和两侧岸坡的田地或坡地大量分布有残坡积土层，主要由表层耕植层和下部粉质粘土层组成，厚0.5m〜3m,储量大于1万大坝前期填筑所用土料均选取于此，根据本次勘察，其物理和力学性质均满足设计要求，所以本次加固设计所需土料亦可就近开采（开采时须剥离表层耕植层），运距小于1km。3.9.2条石料大坝加固所需条石料设计用量约2000m）根据地质勘察，在大坝上、下游两侧岸坡出露有侏罗系上统隧宁组巨厚层岩屑砂岩，储量完全满足设计要求。根据大坝勘察所采相同地层岩屑砂岩样试验成果分析，该区砂岩的物理性质和力学强度满足设计要求。所以，大坝加固所需条石料亦可就近开采，运距小于1km。料均来源于此，质量满足工程要求。建议本工程所需混凝土骨料可在古龙镇的骨料场购买，骨料的储量和质量均满足设计要求，运距约60km。3.10结论及建议.1水库区位于永川条形褶皱带宽缓向斜南西翼，根据中国地震局出版的《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306-2001),本区50年基准期、超越概率10%的地震动峰值加速度为0.05g(相应地震基本烈度为VI度)，属相对稳定弱震环境。10.2水库两岸由侏罗系上统隧宁组地层组成，多为隔水层，未见断层，且山体雄厚，不存在岭谷渗漏问题。两岸山坡岩体总体较稳定，不存在较大规模岸坡失稳问题。工程区植被较好，在雨季水土流失较轻。水库工程地质条件较好。.3大坝和副坝坝基岩体的承载力和抗剪强度较高，坝基不存在压缩变形和抗滑稳定问题。4大坝和副坝坝基透水性较高，存在坝基和坝肩的渗漏问题。建议对坝基进行帷幕灌浆。5受历史因素影响，大坝坝体填筑质量不高，坝体压实度较低，坝体渗透性偏高，下游坝坡有水散漏、外观和稳定较差。建议对大坝填土体做粘土水泥浆锥探灌浆或劈裂灌浆，以加强防渗；建议下游坝坡培厚加固，并采用坡面砌石护坡。6副坝坝体填筑质量不高，压实度较低，透水性偏大，上游坝坡浪蚀严重，下游坝坡无排水体、外观和稳定性较差。建议对副坝填土体做粘土水泥浆锥探灌浆或劈裂灌浆，以加强防渗；建议上、下游坝坡培厚加固，砌石护坡，且下游坝坡增设排水体。7溢洪道的泄洪宽度不够，堰顶偏高，防洪能力低；底板和边墙未进行衬砌；溢洪道内淤积物多，杂草丛生，阻碍行洪；溢洪道尾段无消能设施。建议降低溢洪道堰顶高程，对溢洪道底板和边墙采用条石衬砌，对溢洪道内的松散堆积体和杂草进行清除，在溢洪道尾部设置消力池。8水库放水设施完好，运行正常。10.9水库大坝附近有合适的土料和条石料，运距均小于1km；但混凝土骨料需在大足县古龙镇外购，运距约60km。本工程加固所需土料、条石料和混凝土骨料的质量和储量均满足设计要求。3.10.10水库其他病险按照相应设计规范要求进行加固。4工程任务及除险加固必要性1水库存在的主要问题板桥水库建于上世纪70年，经过多年的带病运行，相继暴露了多处病险。根据大坝安全评价报告以及本阶段现场复查，水库枢纽建筑物存在的主要问题有：(1)坝顶高程不够，坝顶较窄不满足今后防洪抢修要求(2)坝基未作防渗处理，渗漏量较大；(3)溢洪道淤积、局部衬砌破损，影响溢洪道正常运行；(4)放水设施年久失修，放水孔道关闭不严，渗漏较明显；(5)无大坝安全监测设施和水库管理房。2水库安全鉴定结论针对大坝暴露出来的病险情况，受委托，我院于2011年2月完成了《大足县板桥水库大坝安全评价报告》，并报送大足县水务局；按《水库大坝安全鉴定办法》的有关规定和程序，鉴定大坝安全类别为三类坝；并经重庆市级相关部门备案，同意按三类坝进行除险加固，其主要鉴定意见如下：①经洪水复核，大坝坝顶高程不满足防洪要求。②坝脚长期湿润，局部有渗漏点，坝基浅层属中强透水层，未作任何防渗处理，坝基渗漏水。③溢洪道未衬砌，堆渣、淤积严重，泄流不畅。④放水设施年久失修、破损，长期渗漏水。⑤水库无安全监测设施，无管理房。4.3水库除险加固任务4.3.1设计指导原则本次大坝除险加固设计以不改变水库的原有功能和作用，不新增枢纽建筑物、不增加下游地区的防洪任务和灌溉、供水任务为原则。加固的工程项目以安全鉴定书所界定的问题作为主要依据，并结合水库现场多次检查的实际情况，消除工程的安全隐患，完善配套设施。3.2除险加固设计内容大坝枢纽工程不增加新修建筑物，仅对各建筑物存在的病险情况进行加固、除险,其工程除险项目及加固方案如下：1）结合溢洪道拓宽相应加大下泄能力，坝顶增设防浪墙等措施来满足防洪要求；2）坝基及两坝肩帷幕灌浆防渗，坝体充填灌浆；3）新建溢洪道控制端（溢流堰），溢洪道拓宽、清淤，完善溢洪道衬砌；4）整改水库左岸坡放水设施；5）完善大坝安全监测设施，新建水库管理房。4除险加固的必要性随着国民经济的快速发展，人民生活水平不断提高，人民群众迫切希望能得到一个安全舒适的环境，因此对水库的综合利用要求也越来越高，特别是下游的人民群众,对板桥水库工程的安全更为关注。同时，板桥水库工程进行除险加固，不仅是对该水库本身产生经济效益，而且也有明显地社会效益，能解除洪水对下游地区的威胁，人民群众更能安居乐业，对构建社会主义新农村、践行“三农建设”、实现城乡统筹规划也具有促进作用。为此，大足县委、县政府及各级有关部门也极为重视和关心，主要领导及县市水行政主管部门多次派人亲临工程现场察看，为确保工程安全运行，充分利用资源，发挥工程的经济效益和社会效益，尽快实施该水库工程除险加固是必要的。5工程布置及主要建筑物设计依据工程等别及建筑物级别板桥水库正常蓄水位398.35m,相应库容万23.liA总库容31.5万根据《防洪标准》(GB50201-94)和《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000),犀等别为V等，相应的设计洪水重现期为20-30年。经复核，枢纽工程防洪标准按20年一遇设计，200年一遇校核；溢洪道消能防冲按10年一遇设计。主要建筑物：大坝、副坝、溢洪道和放水设施等为5级建筑物。次要建筑物及临时建筑物按5级建筑物设计。1.2基本资料1)大足县水务局印发的《大足县板桥水库大坝大坝安全鉴定书》；2)我院编制完成的《大足县板桥水库大坝安全评价报告》3)大足县板桥水库的“三查三定”资料(1985年)；4)同业主签订的设计合同；5)业主提交的基础资料。5.1.3主要技术标准①《防洪标准》(GB50201-94)②《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)③《水利水电工程设计洪水计算嫩》(SL44-93)④《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)⑤《土石坝安全监测技术规范》(SL60-94)⑥《水库大坝安全评价导则》(SL258-2000)⑦《溢洪道设计规范》(SL253-2000)⑧《水工混凝土结构设计规范》(SL191-2008)⑨《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303-2004)⑩《水利水电工程初步设计报告编制规程》(DL5021-93)3大坝除险加固针对大坝存在的主要问题，拟采取如下加固措施：大坝坝顶加宽，上游预制块护坡翻新，下游坡面清理，采用草皮护坡；副坝上游预制混凝土块护坡，下游培厚，采用草皮护坡，增设贴坡排水以降低坝体浸润线；结合溢洪道拓宽、增大下泄流量方案来满足现状坝顶防洪要求，坝顶上游侧增设防浪墙兼作防护栏杆；坝基帷幕灌浆防渗，坝体充填灌浆加强防渗。5.3.1大坝坝顶加宽、下游护坡设计大坝上游坡面预制块护坡翻新，采用预制碎厚10cm护坡，坡比不变，自上而下分别为1：2.73,1：3.43,变坡点高程为394.20m,在护坡底部高程393.20m处设抗滑齿墙。坝顶下游侧采用M7.5浆砌条石砌筑，坝顶加宽至4m。下游坡面坡比不变，下游坡自上而下坡比为1：2.64,清理坡面，采用格构草皮护坡。在坝体中部设置M7.5浆砌条石梯步，净宽3.0m。新建大坝下游岸坡截水沟，其尺寸为0.4X0.5m(bXh),为浆砌条石衬砌。5.3.2副坝下游培厚、排水棱体及护坡设计副坝上游清理坡面虚土、夯压整平，对上游高程395.00m以上坡坡段用预制硅厚10cm护坡，预制块采用M7.5水泥砂浆勾缝，并每间隔2.0m预留一道泄水缝，缝宽1〜2cm。碎预制块施工前，应采用20cm厚级配碎石找平原坡面，碎石垫层应夯压至密。设计在护坡底部高程395.00m处设抗滑齿墙，采用C20碎结构。加固后，上游坡保持同原现状一致，自上而下坡比为1：3.61o下游坡面表土清理，培厚加固，培厚粘土填筑应和老坝体结合紧密，夯压密实，填土压实度不低于96%。填筑完成后，坡面整体夯碾2〜3遍。在下游坝坡增设贴坡排水，顶部高程396.00m,保持下游坡面排水顺畅，降低坝体浸润线，从而提高下游坡面抗滑安全系数。加固后，下游坡自上而下坡比为1：2.25o新建下游岸坡截水沟，其尺寸为0.4X0.5m（bXh）,为浆砌条石衬砌。5.3.3坝顶构造设计现状坝顶未通公路，坝顶高程400.00m,不满足防洪要求。经分析比较，拟通过适当拓宽溢流宽度、改变堰型等措施来增大下泄流量从而降低水库设计、校核洪水位，同时在坝顶上游侧增设防浪墙兼作防护栏杆，来满足防洪要求是最经济合理的方案。结合溢洪道改造，重新调洪演算，确定水库坝顶防洪高程400.21m,坝顶高程400.00m,主坝宽4.0m,副坝宽3.5m。坝顶上游侧增设防浪墙，并兼作防护栏杆，防浪墙底宽0.5m,墙底部高程399.50m。主坝坝顶下游侧采用砌筑M7.5浆砌条石挡墙，高出路面0.1m,顶部宽0.3m；副坝坝顶下游侧设路缘石，齐平路面，宽0.3m。坝顶路面C25混凝土厚0.2m,路基碎块石基层厚0.3m,每5m设横向伸缩缝一道,沿下游侧设3%横向排水坡度。5.3.4坝基（肩）基础防渗板桥水库大坝最大坝高约11.75m,坝轴线长约139.5m,副坝高约9.13m,坝轴线长约64m,总库容31.05万一,按51274-2001《碾压式土石坝设计规范》之规定，对于3级土石坝基岩的透水率应控制在5〜10Lu以下。根据地勘资料，坝基、坝肩浅层岩体属中透水岩体，存在裂隙型渗漏问题，相对隔水层（qWlOLu）埋深15〜27m,存在坝基和绕坝渗漏（主要在右嵋）o根据渗流稳定分析成果并结合同类工程经验，本次加固设计拟对透水率q^lOLu的坝基浅层岩体采用帷幕灌浆处理。灌浆范围：沿整个坝基进行帷幕灌浆处理，主坝向左坝肩延伸20m、向右坝肩延伸30nl与溢洪道相交，副坝向左坝肩延伸10m,右坝肩延伸15m同地下水位线或正常蓄水位线相交。沿主副坝坝顶轴线布置1排灌浆孔，终孔距2.5m,按三序加密原则施工，I序孔、II序孔间距为10m,III序加密孔间距为5m,至上而下分段灌浆。孔伸入到相对不透水层以下3m,共布孔106个，钻孔总进尺2054m,帷幕灌浆1208m。帷幕灌浆钻孔可选用硬质合金钻头钻进，孔径675〜6110mm,灌浆材料选用纯水泥浆液，灌浆应力根据灌浆试验确定，一般不超过LOMPa,应防止灌浆压力过小无法灌进、压力过大引起坝体土上拱劈开。5.3.4坝体充填灌浆主副坝均为粉质粘土坝，受当时建设条件制约，坝体土碾压不密实，渗透系数偏大，防渗性不满足规范要求；本阶段拟对粘土体进行充填式灌浆处理。坝体充填灌浆按单排考虑，利用坝基帷幕灌浆的钻孔、不另造孔，孔距2.5m,按2序孔施灌；共布置灌浆孔83个，充填灌浆737m。因坝体质量不均一，灌浆实施时，可视每孔的吃浆量,将灌浆孔加密或分稀；若发现局部坝段充填灌浆孔吃浆量大、异常，应在其周围适当增加灌浆孔加强灌浆。灌浆材料为水泥黏土浆液，水泥掺量10%〜15%（占黏土重量）;灌浆压力应结合工程现场试验确定，一般孔底压力控制在O.lOMPa,孔口压力宜控制在0.05MPa以内。待灌浆结束后，钻孔用粘土泥球分层回填捣实。5.3.5坝顶高程复核根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定，板桥水库大坝按碾压土石坝进行坝顶高程复核。据“三查三定”资料及本次复核，板桥水库库区多年平均最大风速参照大足县气象站资料，取W为12m/s,风向为西南风，吹程D为300m。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）》和《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）,坝顶超高按下式计算：Y=R+e+A式中：Y——坝顶超高（m）R——风浪爬高（m）e——风浪壅高（m）A——安全加高（m）安全加高A值根据水库大坝的等级和运用条件分别取值：设计工况取0.5m,校核工况取0.3mo风浪要素采用莆田试验站公式计算：式中：hm——平均坡高，m；Lm——平均坡长，m；W——计算风速，m/s；D 风区长度，m；Hm 水域平均水深，moTOC\o"1-5"\h\zKW2D ce= cosp2gH H风壅水面高度e可按下式计算:式中：e 风壅水面高度（m）；K——综合摩阻系数，一般取K=3.6X102B——风向与水域中线的夹角（度），取B=0°。H——水域的平均水深（m）。设计工况下为8.0m,校核工况下为8.6m。风浪平均爬高计算采用下式计算:Rm=:+m2式中：Ka——斜坡的糙率渗透性系数，预制碎块护面取Ka=0.9；K,——与风速及坝前水深有关的系数，计算查表取1.05；m——坡度系数，m=2.73。设计爬高值按工程的等级确定，对本工程为5级土石坝，取累积概率P=5%的爬高值Rs%o坝顶高程为水库静水位与超高之和，应分别按以下两种运用情况取较大值：①设计洪水位加正常运用情况下的坝顶超高；②校核洪水位加非常运用情况下的坝顶超高。坝顶高程计算成果见表5.3-1。表5.3-1 坝顶高程计算成果表工况水位(m)设计爬高R(m)风壅水面高e(m)安全加高(m)坝顶高程(m)设计(P=5.0%)399.170.5350.0010.5400.206校核(P=0.5%)399.430.3260.0010.3400.057根据SL274-2001《碾压式土石坝设计规范》，坝顶防洪高程应不低于表5.3-1所确定的标高值400.21m,该水库坝顶高程400.00m低于校核洪水位，坝顶上游侧防洪墙挡水顶高程401.20m能满足大坝防洪的要求。5.3.6加固后大坝渗流及稳定复核(1)计算方法。设计采用二维渗流有限单元计算，选取大坝最大坝高代表断面(轴O+O3Om)进行3种工况的二维稳定渗流分析，其计算的程序采用北京理正软件。该程序可用于稳定渗流和非稳定渗流分析，并能适用于均质坝，心墙坝、斜墙坝以及不同排水形式的变化。(2)计算工况。根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)第8.1.2条规定，结合本工程具体情况，选择了以下5种工况的渗流计算：(1)正常水位稳定渗流期；(2)设计水位稳定渗流期；(3)校核水位非稳定渗流期；(4)校核水位快降至死水位；(5)正常蓄水位放空至死水位(3)计算参数。考虑到原中等透水岩体已经实施了帷幕灌浆，其渗透系数适当调整。大坝、坝基各种介质的渗透系数参照第3章节报告成果以及同类工程经验确定。(4)计算结果。经程序软件计算，分别得到不同计算条件下的浸润线和等势线、理论渗漏流量及渗透坡降等；稳定渗流计算成果见表5.3-2o

序号计算工况最大渗透比降溢出点高程M理论渗流量M7(S.M)1正常水位稳定渗流期0.40392.120.222设计水位稳定渗流期0.53393.350.273校核水位非稳定渗流期0.61394.600.314正常蓄水位放空至死水位0.34391.800.175校核洪水位骤降至死水位0.55——表5.3-2大坝稳定渗流计算成果表由上表知，最大断面在不同的计算工况下，各种渗透坡降已都在允许范围内。且渗流量由平均0.50m7d.m降至0.22m7d.m,降幅达56%,大坝整体防渗效果有明显的改善。对照安全评价阶段的计算条件，加固后的大坝，坝基透水岩体通过灌浆封堵了渗水通道，坝体防渗体性能满足规范的要求。(5)边坡稳定复核。大坝结构稳定分析选取大坝最大断面(桩号0+061m)进行3种组合工况下的计算。采用北京理正软件设计研究院编制的边坡稳定设计软件。上、下游边坡稳定计算采用瑞典园弧法，其计算的边坡稳定安全系数最小值见表5.3-3o表5.3-3 主坝坝坡稳定计算成果表序号设计工况上游坝坡下游坝坡规范要求值1正常蓄水位稳定渗流期1.251.221.152设计洪水位稳定渗流期1.261.21.153校核水位非稳定渗流期1.321.151.054正常蓄水位放空至死水位1.24一1.155校核洪水位快降至死水位1.17一1.05副坝结构稳定分析选取大坝最大断面(桩号0+035m)进行3种组合工况下的计算。采用北京理正软件设计研究院编制的边坡稳定设计软件。上、下游边坡稳定计算采用瑞典园弧法，其计算的边坡稳定安全系数最小值见表5.3-4。序号设计工况上游坝坡下游坝坡规范要求值1正常蓄水位稳定渗流期1.451.291.152设计洪水位稳定渗流期1.371.251.153校核水位非稳定渗流期1.361.221.054正常蓄水位放空至死水位1.42—1.155校核洪水位快降至死水位1.18一1.056大坝培厚施工期1.251.211.05表5.34副坝坝坡稳定计算成果表5.3溢洪道加固针对本工程溢洪道存在的主要问题，并结合坝体整体防洪要求，拟采取如下措施:将溢洪道溢流堰由现有的3.2m宽拓宽至6.2m,相应调整进水渠和后部泄槽前段结构，保持溢流顺畅；新建溢洪道控制段（堰）、完善泄槽底板及侧墙衬砌；完善泄槽末端消力设施，新建消力池及尾水渠；5.4.1拓展进水渠进水渠在原位置进行修建，平面上呈八字型，总长约6m,进口前缘宽7.31m,后部衔接溢流堰宽6.2m,侧墙高2.0〜2.85m,为重力式挡土墙结构，顶宽0.5m,背坡1：0.45,采用M7.5浆砌条石砌筑；底板采用C20位衬砌，厚0.3m。5.4.2新建溢流堰在原溢流宽顶堰处重建溢流堰。溢流堰采用WES实用堰，堰体顺水流方向长5.0m,溢流前缘宽6.2m,堰顶高程齐平正常蓄水位，为自由无闸出流。堰体基础高程为396.1