乐平市临港镇杨村水库除险加固工程扩大初步设计报告

乐平市临港镇杨村水库除险加固工程扩大初步设计报告（修订稿）景德镇市赣皖土木工程规划设计有限责任公司工程设计证号丙级A2360051992015年6月批准：孙曲萍审查：刘波峰编写：邓少伟 李晚华TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1综合说明 1\o"CurrentDocument"1.1水库基本概况 1\o"CurrentDocument"L2工程除险加固的必要性 2\o"CurrentDocument"3工程除险加固的主要内容 31.4工程特性表 4\o"CurrentDocument"2水文 7\o"CurrentDocument"1流域概况 7\o"CurrentDocument"2.2气象 7\o"CurrentDocument"2.3设计洪水 8\o"CurrentDocument"3工程地质 15\o"CurrentDocument"1工程地质概况 15\o"CurrentDocument"2工程地质条件及评价 16\o"CurrentDocument"3天然建筑材料 18\o"CurrentDocument"3.4结论与建议 19\o"CurrentDocument"4工程除险加固设计 20\o"CurrentDocument"1工程任务和规模 20\o"CurrentDocument"2主要加固项目 29\o"CurrentDocument"3设计依据 30\o"CurrentDocument"4工程总体布置 33\o"CurrentDocument"5建筑物除险加固设计 33\o"CurrentDocument"5设计概算 47\o"CurrentDocument"1编制说明 47\o"CurrentDocument"2概算表 50\o"CurrentDocument"1安全鉴定报告 100\o"CurrentDocument"2工程扩大初步设计附图 1001综合说明水库基本概况工程地理位置、水系及水文气象杨村水库位于乐平市临港镇杨村，距乐平市区30km,属乐安河支流车溪水。坝址地理位置为东经117。24'00〃，北纬29°04'48"。水库正常蓄水位67.11m（黄海高程，下同），设计洪水位68.16m（P=5%）,校核洪水位68.55m（P=0.5%）.杨村水库保护下游人口6500人及军事设备，灌溉面积300亩，以及公路、电讯等基础设施，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小（二）型水库。本流域属亚热带季风气候，气候温和，雨量充沛，四季更替明显，日照夏长冬短，三、四月份冷空气频繁交替，届时气温突降，是为春寒。多年平均降雨量1715.25mm,多年平均蒸发量为1034.2mm,流域内冬季受东北季风的影响，夏季东南台风盛行，最大风力7级以上，最大风速15m/s,全年无霜期约260天左右。1.1.2工程建设过程杨村水库于1964年8月动工兴建，同年12月竣工，工程基本达到现有规模，并于次年3月开始蓄水发挥效益。施工是由当地乡、村两级百姓挑筑而成;坝型为心墙土坝，填土为粘土夹风化料，碾压不实，坝身土质情况较差，坝基清基不彻底。溢洪道位于大坝右岸，为2009年“四加一”项目，碎底板，进口段、控制段为碎边墙，陡槽段为浆砌石边墙。涵管为碎预制无压圆管，涵管基础为佐垫层。现状工程主要建筑物有：大坝、溢洪道及坝下涵管等。2009年“四加一”应急项目已对溢洪道进行了加固衬护，但溢洪道末端被淘空，交通桥不满足要求。1.1.3工程任务及规模杨村水库保护下游人口6500人及军事设备，灌溉面积300亩，以及公路、电讯等基础设施，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小（二）型水库。水库正常蓄水位67.Um(黄海高程,下同)，设计洪水位68.16m(P=5%),校核洪水位68.55m(P=0.5%)。杨村水库总库容为13.02万,根据《水利水电工程等别划分及洪水标准》(SL252-2000),是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合效益的小(2)型水库。工程等别为V等，永久性主要建筑物为5级，次要建筑物属5级。水库设计洪水标准为20年-遇，校核洪水标准为200年--遇。4现状主要建筑物(1)大坝现状大坝为心墙土坝，坝顶高程69.18m〜69.42m,最大坝高5.2m,坝顶轴线长76m,坝顶宽1.9m〜3.5m；上游坡坡比1:1.7〜1:2.2,坡面较陡，坡面凹凸不平，干砌块石护坡隆起脱落；下游坡凹凸不平，坡比为1:2.5〜1:3.1。(2)溢洪道溢洪道位于大坝右岸，由山体开挖而成，为2009年“四加一”项目。控制段为开敞式宽顶堰、底宽3.5m、底高程67.Um,底板及两侧边墙均为碎衬护，交通桥不满足要求，溢洪道陡槽段末端底板被水淘空。(3)坝下涵管现状坝下涵管位于大坝左坝端，为0300预制碎无压圆管，进出口高程分别为64.40m、64.10m,长27.0m,纵坡约1=1/100。1)坝下涵管管身老化、局部断裂，存在渗漏问题；出口无消能防冲设施。2)进口斜涵存在裂缝，且磨损老化，冲刷严重。1.2工程除险加固的必要性杨村水库保护下游人口6500人及军事设备，灌溉面积300亩，以及公路、电讯等基础设施，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小(二)型水库。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000),工程等别为V等，永久性主要建筑物为5级，次要建筑物属5级。设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为200年一遇。现状大坝清基不彻底，碾压密实度不满足要求，坝体、坝基存在渗漏问题,2007年3月景德镇市水务局组织有关专家对杨村水库进行了大坝安全综合评估，评估结果如下：1、能满足20年一遇设计洪水防洪要求、满足200年一遇洪水校核防洪要求；2、水库近坝库岸基本稳定；3、坝体、坝肩、坝基具中等透水性，大坝渗漏严重，危及大坝安全；4、溢洪道无衬护，无消能设施，溢洪道宽度不够，洪水不能安全下泄；5、涵管管身施工质量差，多处断裂，存在坝体与涵管的接触渗漏隐患；6、水库无水，雨情及安全监测设施，无通讯、交通工具；无管理设施；根据《江西省小(2)型水库大坝安全评估技术规定(试行)》水库大坝安全状况分类标准，江西省乐平市临港镇杨村水库大坝属三类坝。由于大坝安全存在较多隐患，不仅工程未能发挥设计规模效益，而且对其下游人民的生命和财产安全威胁很大，因此对该水库进行除险加固是非常必要的。1.3工程除险加固的主要内容3.1工程等别和洪水标准杨村水库总库容13.02万in?,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000),工程等别为V等，永久性主要建筑物为5级，次要建筑物属5级。设计洪水标准为20年--遇，校核洪水标准为200年一遇。2工程存在的主要问题根据大坝安全评估报告及本阶段地勘成果，并对历年加固处理资料及运行情况进行分析后认为，工程存在以下主要问题：(1)大坝存在的主要问题①大坝清基不彻底，碾压密实度不满足要求；②下游左坝端存在绕坝渗漏问题，左坝脚有集中渗漏点；③坝顶宽窄不一，坝面杂草丛生，上游干砌块石隆起脱落严重，下游无护坡；④坝后无排水反滤设施。(2)溢洪道存在的主要问题。①控制段交通桥0.8m,通行管理存在安全隐患；②溢洪道末端底板被水淘空。(3)坝下涵管存在的主要问题。①坝下涵管位于大坝左坝端，为力300预制碎圆管，管身老化、磨损、冲刷严重；出口无消能防冲设施；②斜涵存在裂缝，碎老化，漏水严重。(4)管理设施①水库无水、雨情及安全检测设施；②无管理设施，无防汛公路等。3大坝除险加固设计坝顶设2.5m宽砂路面；上游碎预制块护坡；下游采用草皮护坡；大坝采用粘土斜墙结合截水槽对坝体坝基进行防渗处理；下游坝坡新建贴坡反滤。1.3.4溢洪道除险加固设计溢洪道位于大坝右坝端，为2009年“四加一”项目，佐底板，进口段、控制段为佐边墙，陡槽段为浆砌石边墙。控制段底板高程为67.11,净宽为3.5m。对溢洪道控制段及交通桥拆除重建，陡槽段末端拆除重建。1.3.5坝下涵管除险加固设计坝下涵管位于大坝左坝端，为0300预制碎无压圆管，进出口高程分别为64.40m、64.10m,长27.0m,纵坡约1=1/100。对原涵管进行拆除重建，新建进口斜卧管。1.3.6其他在水库内合适位置安置水位刻度尺，以观测工程水位运行状况。增设管理房、进库公路。1.4 工 程 特 性 表

序号及名称单位加固前加固后备注一、水文集雨面积km21.331.33多年平均年降雨量mm1715.251715.25设计洪水标准及流量P(%)5.0m3/s9.86校核洪水标准及流量P(%)0.5m3/s15.94二、水库校核洪水位m68.55设计洪水位m68.16正常蓄水位m67.1167.11死水位m64.4064.40总库容万m313.0213.02正常库容万m35.25.2死库容万nf0.50.5三、工程效益保护人口人65006500保护耕地亩300300灌溉面积、-HI300300四、主要建筑物及设备1、大坝坝型心墙坝斜墙坝坝顶高程m69.18-69.4269.40最大坝高m5.25.8坝顶长度m7676坝顶宽度m1.9-3.54上游坡比1:1.9—1:2.21:2.25

下游坡比1:2.5—1:3.11:2.5排水型式无贴坡反滤大坝防渗加固措施粘土斜墙+截水槽2、泄水建筑物溢洪道型式开敞式宽顶堰开敞式宽顶堰堰顶高程m67.1167.11溢流底宽m3.53.5溢洪道长度m3030设计泄洪流量m3/s9.67校核泄洪流量m3/s5.97消能泄洪流量m3/s/4.73闸门型式无无加固措施控制段、交通桥及陡槽段末端拆除重建3、输水建筑物坝下涵管进口底高程m64.4064.40控制型式斜涵斜涵设计灌溉流量m3/s0.030.03出口底高程m64.0364.10涵管长度m2727涵管结构型式预制彼管钢筋佐方涵管内断面尺寸cm63080X120管壁厚度m0.100.25加固措施原址开挖重建五、总工期月6六、总投资万元57.032水文2.1流域概况杨村水库位于乐平市临港镇杨村，距乐平市区30km,属乐安河支流车溪水。坝址地理位置为东经117°24'00〃，北纬29°04'48〃。杨村水库保护下游人口6500人及军事设备，灌溉面积300亩，以及公路、电讯等基础设施，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小（二）型水库。杨村水库于1965年3月蓄水开始投入使用。为准确界定流域特征参数本阶段防洪参数在万分之一的航测图上圈定流域面积、主河道长度、比降、水位与库容并结合现存的部分原始设计资料进行了复核。复核结果如下：坝址以上控制集雨面积：F=1.33km\主河道长度：L=l.58km,主河道平均比降：J=45.5%。。水位与库容关系根据1982年“三查三定”实测1/600地形图上进行复核，本次流域特征参数复核结果与“三查三定”基本一致，因此初设阶段采用本次复核流域特征参数。坝址以上控制集雨面积：F=l.33km2；主河道长度：L=l.58km；主河道平均比降：J=45.5%0o2.2气象本流域属亚热带季风气候，气候温和，雨量充沛，四季更替明显，日照夏长冬短，三、四月份冷空气频繁交替，届时气温突降，是为春寒。据乐平气象站1960-2014年降雨量资料统计，多年平均降雨量1715.25mm,最大年降雨量2505mm（1999年），最小年降雨量1252.4mm（11212年）。降雨量年际变化较大，年内分配也不均匀，4-6月份雨量占全年雨量的46.3%,9-2月份枯水季仅占24.7机流域内多年平均温度17℃,北部山区低于南部平原地区。年中以7、8月份气温最高，极端最高气温为41.3℃,最低气温多在12-1月份，极端最低气温为-9.6C。流域内多年平均相对湿度在80%—84%之间，地区变化大致与气温变化一致，最高月平均相对湿度85%,多出现在5—6月，是为霉季。最低月平均相对湿度为80%,出现在7—9月，则为旱季。各月平均相对湿度相差较小，最高最低月平均相对湿度相差6对10机流域内冬季受东北季风的影响，夏季东南台风盛行，最大风力7级以上，最大风速15m/so蒸发受气温与湿度的影响，与气温的变化规律相似。多年平均蒸发量为1034.2mm,年内以7—9月蒸发量475.1mm最大。占全年蒸发量的44.2%,易生旱象。全年无霜期约260天左右，初霜在11月中旬，终霜可延至3月底，积雪甚微，河床一般无冰冻现象。3设计洪水3.1本次复核依据及洪水标准杨村水库为小(二)型水库，根据国家《防洪标准》(GB50201-2014)及《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000),水库防洪安全复核的洪水标准按山区、丘陵区洪水标准确定，工程等级为V等，永久性主要水工建筑物为5级，次要建筑物为5级，复核设计洪水标准：设计洪水采用20年--遇(P=0.5%),校核洪水采用200年•-遇(P=5%)o3.2设计洪水推求流域内无水文站，邻近流域内也无降雨成因、产汇流条件相似的水文测站作为参证站。故本次洪水标准复核以降雨资料推求设计洪水。故本次设计采用《江西省暴雨洪水查算手册》查算时段设计暴雨量。《江西省暴雨洪水查算手册》(2010.10江西省水文局)(以下简称《手册》)，是为我省水文资料短缺的地区，作为中小型水利水电工程安全复核及新工程设计洪水计算的依据。又按照《手册》使用规定及《水库大坝安全评价导则》规定，集水面积小于30kitf的流域，一般采用推理公式法计算设计洪水。根据《手册》进行查算，查算得杨村水库所在区域年最大24小时、6小时、1小时暴雨均值H、Cv,Cs=3.5C根据《手册》查得Kp值，求得各种历时各频率暴雨，3小时面暴雨根据以下公式推求：H3p=H60minp*3"l-n2=l.285•IgGVkJ故求得各种历时各设计频率暴雨量，结果见表2-3。查附图5-1得lh、3h、6h、24h暴雨点面系数a分别为：

ai=0.9995,a3=0.9996,Q6=0.9996,a24=0.9999o根据点、面系数得杨村水库lh、3h、6h、24h各频率的点、面暴雨量，详见表2.3-2。表2.3-2 杨村水库24、6、3、lh点、面雨量表项目 时段H,h3h6H“H4485132Cv0.390.500.42kp0.50%2.483.062.635%1.751.991.8210%1.521.661.56点暴雨设计值(mm)0.50%109.12185.86260.1347.165%77124.75169.15240.2410%66.88105.70141.1205.92点面折算系数a0.99950.99960.99960.9999面暴雨设计值(mm)0.50%109.07185.79260.00347.135%76.96124.70169.08240.2210%66.85105.66141.04205.9024h的暴雨分配，采用控制时段At=lh,按《手册》所提供的暴雨时段分配比例，求得各频率下的时段暴雨量，结果详见表2.3-3。

表2.3-3 杨村水库24h暴雨时段分配表时间 频率P=0.5%P=5%P=10%14.353.553.2424.353.553.2434.353.553.2444.353.553.2454.353.553.2464.353.553.24700080009000108.717.116.48118.717.116.48128.717.116.481314.848.877.071429.6817.7514.151529.6817.7514.151646.0228.6323.2817109.0676.9666.841830.6819.0915.52197.846.45.83207.846.45.83216.965.695.18224.353.553.24234.353.553.24243.482.842.59合计347.01240.11205.8由附图3-1产流分区可知，杨村水库在产流第VII区，查附表3-2可知,Im=l10mm,Pa=70mmo根据24h平均暴雨强度1=必/24,查附表3-3可得：fc(0.5%)=2.23mm/h,fc(5%)=2.08mm/h,fc(10%)=2.OOmm/h扣除初损和下渗，再计算出各频率的24h净雨过程，结果详见表2.3-4。

表2.3-4 杨村水库24h时段净雨量表时间 频率P=0.5%P=5%P=10%100020003000400050006000700080009000101.2470.7650.591111.7490.7980.554122.0931.1670.863136.7992.2891.2841424.2898.8435.6031527.45113.1827.9381643.79426.55919.94517106.83674.88464.8461828.45117.01213.52195.6074.3213.834205.6074.3213.834214.7363.613.185222.1221.4761.24232.1221.4761.24241.2510.7650.591合计264.15161.47129.07杨村水库在推理公式分区图中属于VU区，根据下列公式计算断面洪峰流量:Q.=0.278h/t・Fr=0.2781/(nz-J5Q7)设B=LI",即Qr=(0.278。/mr)4,式中：h——各时段对应的总净雨量；T、t 时间；F-一^域面积；Q——流量；L——主河道长；J——河道平均坡降；M——汇流参数。点绘Qt〜t与Qt〜t曲线，两曲线的交点即为所求的地面设计洪峰流量。地面与汇流时间T。地面流量过程线由概化五点折腰多边形过程线推求，各转折点的值由相应的百分数确定。地下径流峰值按Q,应F=R卜・F/3.6T计算，Q-为地面径流终止点，地下径流过程采用以①地卜为顶点的等腰三角形，底宽为二倍的地面径流过程时间。其中R卜为地下径流深，T为地面径流过程底宽，F为流域面积。地下径流计算自Q，地卜开始向前减少一个时段、向后增加一个时段流量均随之减少一个△Qn地F（AQ^k=Z\t/T・Q.地卜），得地下流量过程。地面径流过程和地下径流过程相加得设计洪水过程，结果见表2.3-5,洪水过程线见图2.3-5。

表2.3-5 杨村水库坝址设计洪水过程线表频率序号P=0.5%P=5%P=10%时间（t）流ftCm3/s)时间（t）流量(nf/s)时间（t）流量(nf/s)100000021.491.641.481.031.490.8233.7215.943.79.863.747.8247.453.527.42.277.481.84514.910.7314.810.6614.970.62615.910.6815.810.6215.970.58716.910.6316.810.5716.970.54817.910.5817.810.5317.970.5918.910.5318.810.4818.970.461019.910.4819.810.4419.970.411120.910.4420.810.3920.970.371221.910.3921.810.3521.970.331322.910.3422.810.322.970.291423.910.2923.810.2623.970.251524.910.2424.810.2124.970.21625.910.1925.810.1725.970.161726.910.1426.810.1226.970.121827.910.0927.810.0827.970.081928.910.0428.810.0328.970.042029.82029.62029.940图2.3-5 杨村水库坝址设计洪水过程线图20O864208642020O8642086420--11--11--(S/E)厢想2.3.3设计洪水选择及合理性分析为进一步从地区上检验成果的合理性，将上述计算结果与本地区的其它水库设计洪水成果进行比较，基本情况如下：表2.3-6杨村水库洪水成果比较表水库名称地点集水面积设计洪峰(m3/s)洪峰模系数(Q/F2”)(km2)P=0.5%P=5%P=0.5%P=5%杨村水库乐平市临港镇1.3315.949.8613.188.15杨家井水库乐平市临港镇0.426.173.64116.49棺材丘水库乐平市临港镇0.566.083.378.954.96表2.3-6中看出，推理公式法推求的设计洪水成果与附近工程成果比较，洪峰模数接近，成果基本合理，本次复核采用由《手册》查出的流域暴雨特征值，用推理公式法所算出的设计洪水成果。3工程地质3.1工程地质概况(1)地形地貌及物理地质现象本区属构造剥蚀丘陵地貌，山顶高程一般在50〜90m,相对高差约20〜40m,山头多为缓坡园顶状，自然山坡稳定，冲沟发育，切割不深，树木茂盛，未见有滑坡、崩塌等不良物理地质现象。(2)地层岩性本区广泛分布有二迭系上统龙潭组(P21)页岩：白垩系下统石溪组(Kis)碎屑岩，其岩性主要紫红色泥岩、粉砂岩、砂岩等。平缓山坡及沟谷等部位表部分布有第四系全新统残坡积(含砾)低液限粘土，厚度一般1〜4m不等。(3)地质构造与地震本区所处大地构造单元为扬子准地台，江南下古台隆，武功山——官帽山台拱众埠街断凹，加里东期赣东北深断裂西北侧，自古生代以来加里东及燕山早期构造运动十分强烈，受其影响区内北东向、北西向的构造发育，中生代时期地壳强烈上升，加里东时期形成的构造形迹被中生代晚期白垩系时期沉积的一套红层建造所覆盖，挽近时期以来地壳运动趋于稳定，表现为缓慢的上升运动，区域稳定。根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),本区地震动峰值加速度小于0.05g,相应地震基本烈度小于VI度，区域稳定性好。(4)水文地质本区属亚热带多雨气候,水量丰富，为地表水迳流和地下水补给提供了良好的条件。区内地下水类型主要有孔隙潜水和裂隙潜水，孔隙潜水埋藏于第四系山麓残坡积层中，主要受大气降水补给，排泄于沟谷，水量较贫乏，地下水位埋藏较浅。裂隙潜水埋藏于裂隙发育且连通性好的岩体中，主要受大气降水补给，在沟谷或低洼处主要以泉水排于地表，水量贫乏，地下水位相对埋臧较深。地下水动态类型呈降雨一径流型。3.2工程地质条件及评价.2.1主要建筑物的工程质量评价一、大坝(1)坝基清基质量评价根据施工回忆，大坝施工清基时未按要求进行,坝基残留有第四系全新统冲积棕黄、棕红色低液限粘土层，厚度约1.5〜2.0m,层位较稳定，贯穿大坝上、下游。上部土体为耕作土,结构较疏松，透水性较强，属中等〜强透水体，下部土体较密实，透水性较弱，属弱透水体，因此坝基上部土体存在渗漏问题。(2)大坝坝体质量评价大坝原设计为心墙土坝，坝顶高程69.18〜69.42m,最大坝高5.2m,坝顶轴线长76m,坝顶宽1.9〜3.5m。通过现场踏勘，发现坝面平整度差、杂草丛生，大坝上游坡面较陡，坡面凹凸不平，干砌石隆起脱落严重；大坝下游面杂草丛生，下游坝脚有集中渗漏点，渗流出口无保护，对大坝渗透稳定不利，坝体填筑土含风化料。二、溢洪道质量评价溢洪道位于大坝右坝端，为开敞式宽顶堰，出露地层为双桥山群(Ptsh)粉砂质干枚岩，出露岩体为弱风化状态，呈灰黄色〜褐红色。该地段未发现断层构造，构造形迹表现为裂隙。溢洪道为2009年加固，其进口段、控制段底板及两侧边墙均为碎衬护，陡槽段为碎底板，浆砌石边墙。三、输水涵管质量评价坝下灌溉涵管位于大坝左坝端，由斜涵和平涵组成，斜涵为混凝土结构，斜涵存在裂缝，碎老化，漏水严重。平涵为中300预制佐圆管，涵管长约27m,涵管管身老化、磨损、冲刷严重；出口无消能防冲设施。管道沿线出露地层岩性与坝基相同。沿线未发现断层构造，构造形迹为发育的裂隙。涵管基础为含砾低液限粘土，其承载能力较好，满足本涵管对基础承载力的要求。.2.2主要建筑物的工程地质条件和评价一、坝址工程地质条件及评价(1)地形地貌及物理地质现象库区属构造剥蚀丘陵地貌，山坡较缓，自然山坡稳定，未见有滑坡、坍塌等不良物理地质现象。库区植被较好。（2）地层岩性坝址区出露地层岩性主要为前震旦系双桥山群（Ptsh）粉砂质千枚岩，以及第四系（Q4edl）残坡积层、冲积层（Q4al）„1）、双桥山群（Ptsh）粉砂质千枚岩：岩层产状N15°E/SEN74。。岩质软，抗风化能力弱。未风化时呈青灰色，全〜强风化状态时呈灰黄色〜褐红色。2）、第四系残坡积层（Q4edl）、冲积层（Q4al）o残坡积层（Q4edl）：为灰褐红色粘土质砾，砾含量随土体部位、厚度的变化而变化。主要分布在坝址区平缓〜低洼地段，以及山坡部位，厚度0.5〜3.0m。冲积层（Q4al）：分布于坝基老河床部位，厚度1.0〜1.3m。为褐灰色含砾低液限粘土，可见腐烂植物根系，底部0.20〜0.40m细砂（夹粉砂）含量高。（3）地质构造坝址区未发现断层构造和褶皱，构造形迹主要为较发育的层间裂隙和不甚发育的构造裂隙。（4）岩石风化特征坝址区岩体风化特征，总体表现为均匀风化，但各部位岩体风化厚度存在•定的差异。沿坝轴线方向，左坝头强风化层较厚，下伏弱风化岩石；坝基老河床处和右坝头强风化层相对较薄，下伏弱风化岩石。（5）水文地质条件坝址区地下水类型为第四系孔隙潜水与基岩裂隙水，无承压水。第四系孔隙潜水主要赋存于第四系冲积层中，次为残坡积层。基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中，以大气降水和库水补给为主，随季节和库水位的变化而变化,其动态类型为大气降水一径流型。对硅具分解溶出型中等腐蚀性，无其它类型腐蚀。（6）坝基岩土体透水性及渗漏评价根据施工回忆，大坝施工清基时未按要求进行,坝基残留有第四系全新统冲积棕黄、棕红色低液限粘土层，厚度约1.5〜2.0m,层位较稳定，贯穿大坝上、下游。上部土体为耕作土,结构较疏松，透水性较强，属中等〜强透水体，下部土体较密实，透水性较弱，属弱透水体，因此坝基上部土体存在渗漏问题。二、溢洪道工程地质条件及评价溢洪道位于大坝右岸，为开敞式宽顶堰，控制段净宽3.5m。溢洪道通过地段未见有滑坡、崩塌等不良物理地质现象，自然边坡稳定。溢洪道沿线出露的岩性表部为第四系全新统残坡积（含砾）低液限粘土，下伏二迭系页岩，承载力满足要求。溢洪道为2009年新建的“四加一”项目，其底板为混凝土结构，溢洪道陡槽段末端底板被水淘空。其进口段、控制段两侧均为混凝土边墙，陡槽段为浆砌石边墙。三、输水涵管工程地质条件及评价灌溉涵管平涵和斜涵基础均座落在二迭系上统龙潭组强风化页岩上，允许承载力fk=400-450Kpa,满足涵管的地基要求，不存在不均匀沉陷问题。3天然建筑材料3.1土料本工程粘土料场位于库区附近处，料场距大坝运距约0.5Km。料场上部有约0.5厚的土层含植物根须和腐植质，为无用层，下部有厚约3.0m的棕红色低液限粘土，为有用层。该土层层位较稳定，土体呈硬可塑状。土料场面积大，储量丰富，满足工程需要。据土工试验成果，料场土的砾石含量16.6%,砂粒含量7.1%,粉粒含量58.41%,粘粒含量17.89%,塑性指数为15.0,土料最大干容重1.69g/cn）3,最优含水量为20.1%,压实度为0.89时（干容重为1.5g/cm3）,土料对应的渗透系数为L8Xl（Tcm/s；压实度为0.92时（干容重为1.56g/cm3）,土料对应的渗透系数为8.7X10%./$。综上所述，土料储量较丰富，质量较好，满足工程需求。3.2砂砾料本工程砂砾石料可至临港镇砂砾石料场购买，该料场为商业购买点，有公路和简易公路相通大坝，交通较便利，距大坝运距约12Km。3.3块石料经调查，本工程块石料可到中堡块石料场购买。中堡块石料场位于临港镇中堡村附近，距大坝约2km,有公路和简易公路连通坝址，交通运输较便利。料场块石岩性为石炭系灰岩，主要为弱风化，裂隙不发育，岩体较完整，成材率较高。根据室内试验成果，弱风化灰岩饱和抗压强度为41.3~47.4MPa,软化系数为0.651〜0.666,天然容重为2.68g/cm3,属中等坚硬岩石。块石料场现为商业购开采，储量丰富，块石质量良好，能满足工程需要。3.4结论与建议・、区内挽近时期以来构造运动趋于稳定，区域稳定性好。本区地震动峰值加速度小于0.05go二、库区属构造、剥蚀丘陵地貌，水库不存在永久性渗漏问题，库区山坡不存在岸坡再造、淹没和浸没等问题。库区植被较好，固体迳流甚微。三、坝址区表部覆盖第四系全新统残坡积（含砾）低液限粘土为弱透水土体，坝址区为第四系残坡积土属中等偏高压缩性土，为2.6〜3.7m,可作为天然防渗铺盖。四、溢洪道沿线出露的岩性表部为第四系全新统残坡积（含砾）低液限粘土，下伏二迭系页岩。溢洪道为2009年“四加•”项目新建，承载力满足要求，抗冲刷性能好。五、灌溉涵管平涵和斜涵基础均座落在强风化基岩上，承载力满足涵管的地基要求，不存在不均匀沉陷问题。六、本工程土料选定库区土料场，土料储量丰富，质量较好，满足工程需求，料场离坝址约0.5Km。砂砾石料选定临港砂砾石购买点，砂砾石料质量和储量满足工程需求，有公路和简易公路相通坝址，交通较便利，运距约12Km。块石料选定中堡块石料场，块石为灰岩，储量丰富，块石质量良好，能满足工程需要，有公路和简易公路连通坝址，运距约2km。4工程除险加固设计工程任务和规模工程任务(1)灌溉：设计灌溉面积为300亩，目前实际灌溉面积300亩，需利用水库设计兴利库容蓄水达到设计灌溉面积。(2)防洪：水库下游有公路及乡镇等重要基础设施，保护人口6500人，耕地300亩。水库一旦失事，将给下游人民生命财产造成巨大的损失，因此要求对水库进行除险加固工程建设，确保防洪安全。(3)本次除险加固项目：1)大坝：坝顶设2.5m宽碎路面；上游碎预制块护坡；下游采用草皮护坡；大坝采用粘土斜墙结合截水槽对坝体坝基进行防渗处理；下游坝坡新建贴坡反滤。2)坝下涵管：对原涵管进行拆除重建，新建进口斜卧管。3)溢洪道：溢洪道为2009年“四加一”项目新建，控制段及交通桥进行拆除重建，陡槽段末端进行拆除重建。4)管理设施：增设水位尺等观测设施，增设管理房、进库公路。4.1.2工程规模1.2.1基本资料(1)、库容曲线杨村水库建于1965年,水位与库容关系根据1982年“三查三定”实测1/2000地形图上进行复核，复核结果与“三查三定”基本一致，因此初设阶段采用本次复核水位与库容关系曲线。水库水位〜库容(面积)曲线表见表4.1T,关系图见图表4.1-1。

表4.1-1杨村水库水位〜库容成果表（黄海高程系统）水位面积（万m，）库容（万相）64.400.310.5065.001.110.9365.501.411.5666.001.812.3766.502.613.4867.003.515.0167.504.517.0268.005.619.5568.506.8112.6669.008.1116.3969.509.6120.82图4.1T杨村水库水位~库容关系曲线图水位'面积〜库容关系曲线图 面积（万"）0.30 1.30 2.30 3.30 4.30 5.30 6.30 7.30 8.30 9.30（2）、溢洪道泄流曲线根据溢洪道现状情况，溢洪道为开敞式宽顶堰，堰顶高程67.11m,溢流净宽3.5m,其泄流能力计算公式如下：3Q=anBy[2gH2 《溢洪道设计规范》（SL253-2000）

式中：£一侧收缩系数，E=1-0.2XH/B;B—总净宽，B=2m；m—流量系数，0.36；Ho—堰上水头；经计算，库水位与溢洪道泄量的关系见下表4.1-2及附图4.1-2。表4.1-2杨村水库水位〜下泄流量关系表（黄海高程系统）序号堰上水头库水位下泄流量10.0067.10.0020.2067.30.5030.4067.51.4140.6067.72.5950.8067.93.9961.0068.15.5871.2068.37.3381.4068.59.2491.6068.711.29101.8068.9113.47112.0069.1115.78图4.1-2杨村水库水位〜下泄流量关系曲线图59.667.00.59.667.00.00 2.00 4.00 6.008.00 10.0012.00 14.00 16.0018.00流量（w'■2.2起调水位与洪水调度的原则现状水库起调水位为正常蓄水位67.Um,按无预报条件进行调洪，库水位超过67.11m,溢洪道开始自由泄洪，不考虑闸墩的影响，采用无闸门控制，同时不考虑灌溉输水涵管及放空涵管参与泄洪，进行洪水调节。2.3水库调洪计算调洪演算采用瞬态法计算，公式为：[(Q1+Q2)At/2]-[(qi+q2)At/2]=V2-V,

q=f,(H),V=f2(H)式中Q”Q2一计算时段初、末入库流量，q“q?一计算时段初、末溢洪道下泄流量，V„V2一计算时段初、末的库容，△t一计算时段。根据上述联解方程，可逐时段进行水库的调洪演算，各频率下的调洪演算过程见表4.1-3,4.1-4、4.1-5及图4.1-3、4.1-4、4.1-5。

表4.1-3杨村水库（P=0.5%）调洪演算过程表时间（h）入库流量（mVs）下泄流量（mVs）对应库容（万m3）库水位向）0005.4167.111.491.640.985.867.213.7215.946.310.4168.155.529.679.6713.0268.557.453.58.2612.3268.4510.61.534.438.6167.8314.910.731.235.6367.1715.910.680.855.8367.2216.910.630.685.9767.2617.910.580.636.0667.2818.910.530.586.0667.2819.910.480.536.0667.2820.910.440.486.0667.2821.910.390.446.0667.2822.910.340.396.0667.2823.910.290.346.0667.2824.910.240.296.0667.2825.910.190.246.0667.2826.910.140.195.9967.2627.910.090.145.9367.2428.910.040.095.8667.2329.8200.045.8667.23

表4.1-5杨村水库（P=5%）调洪演算过程表时间（h）入库流量（mVs）下泄流量（mVs）对应库容（万m3）库水位向）0005.4167.111.481.030.595.6567.183.79.863.398.6167.835.65.975.9710.4668.167.42.35.229.5868.0110.721.062.688.0267.7114.810.6615.9867.2615.810.620.756.0867.2816.810.570.626.0867.2817.810.530.576.0867.2818.810.480.536.0867.2819.810.440.486.0867.2820.810.390.446.0867.2821.810.350.396.0867.2822.810.30.356.0867.2823.810.260.36.0867.2824.810.210.266.0867.2825.810.170.216.0167.2726.810.120.175.9567.2527.810.080.125.9567.2528.810.030.085.8767.2329.6200.035.8767.23

表4.1-5杨村水库（P=10%）调洪演算过程表时间（h）入库流量（mVs）下泄流量（nf/s）对应库容（万m3）库水位（m）0005.4167.111.490.820.385.6167.163.747.822.68.0267.715.554.734.739.5868.017.481.83.968.6167.83110.912.047.8767.5414.970.620.916.0367.2715.970.580.646.1167.2916.970.540.586.1167.2917.970.50.546.1167.2918.970.460.56.1167.2919.970.410.466.1167.2920.970.370.416.1167.2921.970.330.376.1167.2922.970.290.336.1167.2923.970.250.296.1167.2924.970.20.256.0567.2725.970.160.26.0567.2726.970.120.165.9767.2627.970.080.125.967.2428.970.040.085.8467.2229.9400.045.8467.22图4.1-3杨村水库（P=0.5%）调洪演算来水与下泄流量图图4.1-5杨村水库（P=5%）调洪演算来水与下泄流量图864«>53第2图4.1-5杨村水库（P=10%）调洪演算来水与下泄流量图98765432109876543210G5酬携根据以上各频率下调洪演算过程表，可得杨村水库调洪计算成果如下表4.1-6所示。表4.1-6杨村水库调洪计算成果表频率（重现期）洪峰最大泄量最大水位相应时间库容单位m3/sm3/smh10'4m3P=0.5%(200)15.949.6768.557.4513.0P=5%(20)9.865.9768.167.410.5P=10%(10)7.824.7368.017.489.6由上表可知：水库设计洪水位68.16m,相应库容10.5万m3,最大下泄流量5.97m3/s,校核洪水位68.55m,相应库容为13.0万m3,最大下泄流量9.67m③/so4.1.2.4工程规模杨村水库总库容13.0万m3,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）和《防洪标准》（GB50201-2014））规定,是一座以灌溉为主,兼顾防洪、养殖等综合效益的小（二）型水库。2主要加固项目2.1工程存在的主要问题及成因分析杨村水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合效益的小（二）型水库，水库于1964年8月动工兴建，至1965年3月首次蓄水，枢纽工程主要建筑物有：大坝、溢洪道及坝下涵管等。水库至今运行50多年，目前已出现多处隐患危及大坝安全，严重威胁着下游人民生命及财产安全。（1）大坝1）存在问题①大坝清基不彻底，碾压密实度不满足要求；②下游坝脚有集中渗漏点；③坝顶宽窄不一，坝面杂草丛生，上游块石护坡隆起脱落严重，下游未护坡；④坝后无排水反滤设施。2）成因分析：水库大坝由临港公社杨村大队乡、村两级百姓挑筑而成，属于典型的“三无”工程，大坝清基不彻底，坝体填筑质量差，虽经多年沉降密实，仍达不到规范要求，且为加快施工进度，尽快完工蓄水发挥效益，留下了渗漏隐患。（2）溢洪道1）存在问题①控制段交通桥0.8m,通行管理存在安全隐患；②溢洪道陡槽段末端底板被水淘空。2）成因分析由于溢洪道末端出露岩石岩性较好，未设置消力池，同时因为管理维护等方面的不完善，在溢洪道泄洪时水流较大，末端底板被水淘空。（3）坝下涵管1）存在问题①坝下涵管位于大坝左坝端，为6300预制碎圆管，管身老化、磨损、冲刷严重；出口无消能防冲设施；②斜涵存在裂缝，碎老化，漏水严重。2）成因分析由于受技术及施工队伍素质所限，涵管质量强度等级低，加之管理维护等方面不完善，使用多年后涵管已不能正常运行。（4）管理设施1）存在问题①水库无水、雨情及安全检测设施；②无管理设施，无防汛公路等。2）成因分析主要原因为资金、技术及管理所限。4.2.2工程主要加固项目及内容根据工程存在的问题、安全评估的结论、建议及有关工程设计标准和规范，本次工程采取以下措施进行除险加固：（1）大坝：坝顶设2.5m宽碎路面；上游佐预制块护坡；下游采用草皮护坡;大坝采用粘土斜墙结合栈水槽对坝体坝基进行防渗处理；下游坝坡新建贴坡反滤，使工程能达到规范要求并安全运行。（2）溢洪道：控制段及交通桥拆除重建，陡槽段末端拆除重建。（3）坝下涵管：对原涵管进行拆除重建，新建进口斜卧管。（4）管理设施：增设水位尺等观测设施，增设管理房、进库公路。3设计依据3.1工程等别与建筑物级别杨村水库保护下游人口6500人及军事设备，灌溉面积300亩，以及公路、电讯等基础设施。水库总库容为13.02万n?,根据《水利水电工程等别划分及洪水标准》（SL252-2000）,是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合效益的小（2）型水库。工程等别为V等，永久性主要建筑物为5级，次要建筑物属5级。水库设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为200年一遇。表4.3-1建筑物级别及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520200溢洪道520200消能防冲采用10年一遇洪水设计灌溉涵管5202004.3.2设计基本资料4.3.2.1特征水位及流量经本阶段复核，特征水位及流量如下：校核洪水位（P=0.50Q68.55m；设计洪水位（P=5.0%）68.16m；正常蓄水位67.11m；死水位64.40m；校核洪水位时最大下泄流量（P=0.5%）9.67m3/s；设计洪水位时最大下泄流量（P=5.0%）5.97m3/s；消能防冲最大泄流量（P=10%）4.73m3/s：4.3.2.2主要水文及气象参数本流域属亚热带季风气候，气候温和，雨量充沛，四季更替明显，日照夏长冬短，三、四月份冷空气频繁交替，届时气温突降，是为春寒。多年平均降雨量1715.25mm,多年平均蒸发量为1034.2mm,流域内冬季受东北季风的影响，夏季东南台风盛行，最大风力7级以上，最大风速15m/so全年无霜期约260天左右。4.3.2.3工程地质及水文地质主要参数（1）水文地质坝址区地下水类型为第四系孔隙潜水与基岩裂隙水，无承压水。第四系孔隙潜水主要赋存于第四系冲积层中，次为残坡积层。基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中，以大气降水和库水补给为主，随季节和库水位的变化而变化，其动态类型为大气降水一径流型。对碎具分解溶出型中等腐蚀性，无其它类型腐蚀。4.3.2.4地震据《中国地震动参数区划图》（GB18306-5001）之界定，工程区地震动峰值加速度为0.05g,相应地震烈度为VI度，地震动反应谱特征周期为0.35s。区域稳定性较好。3.2.5天然建材土料场位于库区附近处，料场距大坝运距约0.5Km,有简易公路通往坝址，开采运输条件较好。质量及储量均可满足要求。本工程选用的砂砾石料场为临港镇砂砾石料场，为商业开采砂砾石料场，水下开采。该料场有公路和简易公路与坝址相通，距坝址运距12Km,交通便利，运输条件较好。本工程块石料场位于临港镇中堡采石场，为商业开采块石料场，距大坝约2km,有公路和简易公路与大坝相通，运输、开采条件较好。3.2.6建筑物抗滑稳定安全系数表4.3-2建筑物抗滑稳定安全系数建筑物正常运用非常运用备 注：大坝1.251.15溢洪道边墙、泄槽底板1.01.0按抗剪强度公式计算4.3.2.7本次设计参考资料(一)现阶段已搜集到的资料如下：《江西省乐平市临港镇杨村水库大坝安全评估报告》(二)设计技术规范及依据本次设计依据的主要技术标准及规程规范有：①《防洪标准》(GB50201-2014)；②《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)；③《水利水电工程初步设计报告编制规程》(SL619-2013)；④《水工碎结构设计规范》SL/T191-2008；⑤《水工建筑物荷载设计规范》(DL5077T997)；⑥《水利水电工程进水口设计规范》(SL285-2003)；⑦《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)；⑧《碾压式土石坝施工规范》DL/T5129-2001；⑨江西省水利厅《转发宜春市水利局、财政局关于印发《宜春市一般小(2)型病险水库除险加固工程初步设计及审批导则》的通知》(赣水建管函[2013]27号)。4.4工程总体布置杨村水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合效益的小(二)型水库。工程主要建筑物有：大坝、溢洪道及坝下涵管等。经本次除险加固后工程总体布置及各建筑物基本参数如下。(1)、大坝：加固后为粘土斜墙坝，坝顶高程69.40m,顶宽4m,最大坝高5.8m,坝顶长76m。大坝上游坡坡比1:2.25,高程67.45m以下采用碎预制块护坡，以上采用草皮护坡；下游坡坡比1:2.5,采用草皮护坡。(2),溢洪道：控制段底板高程为67.11m,宽4m,中墩0.5m,重力式佐边墙，钢筋碎底板，底板厚30cm。交通桥为板梁式钢筋碎结构，桥面与坝顶路面平齐。陡槽段末端为重力式浆砌石边墙，顶宽50cm,钢筋位底板，底板厚30cm。(3)、坝下涵管：现状坝下涵管位于大坝左侧，为0300预制位无压圆管，本次设计对坝下涵管及其进口斜涵原址开挖后进行拆除重建，坝下涵管采用钢筋佐箱涵，过水断面净空尺寸0.8x1.2m,壁厚25cm,全长为27.0m,进口高程64.40m,出口高程64.10m。4.5建筑物除险加固设计4.5.1大坝加固设计4.5.1.1坝顶高程复核加固后大坝为斜墙坝，水库设计洪水标准为20年--遇，校核洪水标准为200年一遇。经调洪演算得水库正常蓄水位67.11m,设计洪水位68.16m,校核洪水位68.55m。根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)中的规定，分别计算所需要的坝顶超高。坝顶超高按下式计算：y=R+e+A式中：R一最大波浪在坝坡上的爬高(m),e一最大风壅水面高度，A一安全加高，正常运用情况0.5m,非常运用情况0.3m。(1)波浪平均波高和平均周期采用莆田实验站公式：T.=4.438h?式中：hm—平均波高，m；Tm一平均波周期，S；W一计算风速，m/s,校核情况下取15.0m/s、设计情况下取22.5m/s；D一等效风区长度，m；取305m；Hm—水域平均水深；G一重力加速度，取(2)平均波长公式：(3)风塞水面高度采用公式:KW-Dae= cosp2gHm了式中：e—计算点处的风壅水面高度，m；D一等效风区长度，m；取305nlK—综合摩阻系数，取3.6X1(T；夕一计算风向与坝轴线法线夹角，取0。。(4)平均波高在单坡上的平均波浪爬高公式:式中：灯一平均波浪爬高，m.Ka一斜坡的糙率渗透性系数，查规范表得0.9；K，"一经验系数，查规范表得取1.25。根据上述风浪爬高等的计算，确定坝顶高程，结果见下表。表4.5-1 大坝坝顶高程安全复核成果类别频率调洪静水位(m)开敞式需坝顶高程(m)RmeAy0.5%68.550.450.0020.30.7569.305.0%68.160.710.0040.51.2169.37备注加固前大坝坝顶高程为69.18-69.42m根据以上计算成果，结合现状坝顶高程，大坝坝顶设计高程取69.40m,满足要求。4.5.1.1大坝坝体防渗方案确定根据安全评估结论及本次安全复核，大坝施工质量差，其坝体填土渗透系数、压实度不满足规范要求；坝体及基础存在渗漏；在各种设计工况下大坝稳定渗流期，大坝填土最大渗透坡降、坝基覆盖层的最大水平坡及下游坝坡最大水平坡降均超过允许渗透坡降值；大坝渗流隐患已危及到大坝的安全。因此完善大坝的防渗体系是大坝除险加固处理的主要任务之一-为解决大坝渗透安全问题，总体上可考虑截渗和导渗两大方案进行处理，但本工程坝体渗漏较为严重，单纯采用排水措施不能从根本上解决大坝渗流安全问题的情况下，必须采用截渗的方法根治大坝的渗漏，确保大坝安全。根据本工程实际情况及我国现阶段土坝防渗加固处理方法及施工手段，坝体截渗加固措施加设斜墙。在大坝上游面削坡，按斜墙断面加设防渗粘土斜墙，斜墙底部设置粘土截水槽，穿透坝基覆盖层。(1)粘土斜墙布置：根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)和江西省水利厅《转发宜春市水利局、财政局关于印发《宜春市一般小(2)型病险水库除险加固工程初步设计及审批导则》的通知》(赣水建管函[2013]27号)规定，在正常运行条件下，斜墙顶部应高出正常蓄水位或设计洪水位以上0.6~0.8m,在非常运行情况下，均不低于校核洪水位。粘土斜墙顶高程取68.55m,底部嵌入相对不透水层0.5m0(2)粘土斜墙设计指标粘土斜墙设计指标：渗透系数：K^lXWWs,压实度按不小于96%,每层土回填厚度不大于0.3m；粘土斜墙顶部的水平宽度取为3.0m,斜墙底部厚度则根据土料允许渗透坡降而定。采用公式丁=11〃；式中：T一设计墙厚m；H一最大作用水头4.1m；J一防渗墙的允许比降，取6。计算得设计墙厚为L10m,《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)规定斜墙底部厚度不得小于水头的1/5,且自上而下斜墙逐渐加厚，同时结合培土加厚坝体断面，所以最后取斜墙底部厚度为1.8m,且根据渗流计算结果，粘土斜墙最大渗透坡降Jmax=2.28<[J]=6,墙厚满足设计要求。(3)施工工艺流程采用机械碾压，碾压次数、施工控制含水率、干密度均由现场试验确定。为保证填筑土层之间结合良好，铺土前清除料内杂物，并刨毛结合面，深2~3cm,结合面含水率偏低时将结合面洒水湿润。坝面清理后，原坝坡表面土层刨毛厚度不小于10cm。4.5.1.2坝顶结构设计现状大坝坝顶高程69.18〜69.42m,宽L9〜3.5m,设计拟根据大坝现状，将坝顶高程设计为69.40m,顶宽4m。设15cm厚C20佐路面，下设10cm厚碎石垫层，路面倾向上一侧设1%的横坡。4.5.1.3坝坡加固设计根据大坝上游坝坡现状、加固措施及工程量，本次设计拟定上游坝坡的整治及土方工程量的大小、坝坡稳定等，拟定上游边坡坡比为1:2.25：下游坝坡整坡，坡比1:2.5。4.5.1.4护坡设计现状上游为块石护坡，下游未护坡。为确保大坝安全并使大坝美观，本次加固设计对大坝上、下游坡进行护坡加固。为防止坝身受风浪淘刷及雨水冲刷，上游坡采用干砌块石护坡与碎预制块护坡进行择优选用，下游坡采用草皮护坡。上游护坡方案的选择：本次对大坝上游护坡拟采用干砌块石护坡和碎预制块护坡两种方案进行综合比较，择优选取。(1)干砌块石护坡(方案I)护坡块石粒径及护坡厚度按下列公式计算。D=1.018Ktp“J1+-(P*-Pw)m(m+2)式中：D一块石在最大局部波浪压力作用下所需的直径(m)；D5。一石块平均粒径(m)；长一随坡率变化的系数，由上游坡率根据规范取Kt=l.35；P”一水的密度，取P.=L0t/m3；Pk一石块的密度(t/m3),取Pk=2.St/nf；m—坡率，m=2.25；h.一累计频率为5%的波高，t—最大块石护坡厚度(m)；经计算得：t=0.275m。根据大坝上游护坡计算结果，按干砌块石护坡的构造要求及施工技术要求，取干砌块石护坡厚t=0.3m,块石平均粒径D=0.25m,又根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274—2001)要求，干砌块石护坡下设置0.10m厚砂砾石垫层。(2)碎预制块护坡(方案II)方案口为正六边形碎预制块护坡，碎强度为C15,边长0.26m,根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)，预制碎护坡板厚为：t=0.07nh„匹PrJm，+1Vbpc-Pwm式中：n一系数，装配式护面板，取k=li；b一沿护坡板向长度；P，一碎密度，取Yk=2.4t/m3；P”一水密度,取YLi.Ot/m3；hp—累计频率为1%的波高；葭一设计平均波长；m—护坡坡率，m=2.250经计算，正六边形碎预制块护坡板厚t=0.073m,取t=0.08m,板下设置0.08m厚的砂砾石垫层。（3）方案比较选择两方案工程量及造价比较结果列于表4.5-2o表4.5-2不同护坡方案单位面积造价比较表部位护坡型式碎预制块护坡干砌石护坡大坝上游坡护坡厚度（m）0.080.30工程量（n?）0.080.30单价（元/mD514.10148.40比较指标（元/in?）41.1344.52从表4.5-2中比较结果可知：干砌块护坡（方案I）单位护坡面积造价为44.52元，碎预制块护坡（方案H）单位护坡面积造价为41.13元，碎预制块护坡造价低于干砌块石护坡。由于碎预制块护坡方案投资小，且碎预制块护坡上具有施工速度快、美观、耐久性好的优点，适用于施工周期短的除险加固工程，本次设计选用碎预制块护坡。大坝上游整坡至1:2.25,高程67.45m以下采用碎预制块护坡，以上采用草皮护坡。4.5.1.5下游反滤排水体设计为防止在渗透力作用下对坝体产生渗透变形，下游坝坡新建贴坡排水反滤体，反滤层顶高程为65.60m。在其内坡及底面分别设置一层20cm厚的中粗砂和20cm厚的卵石垫层，最后为40cm干砌块石。在排水棱体脚下游布置一条纵向截渗排水沟，排水沟底宽0.4m,深0.5m,外侧采用干砌块石边墙。4.5.1.6坝坡排水设计为避免雨水漫流冲刷坝坡，在下游设置纵、横向排水沟。纵向排水沟设置于马道内侧断面尺寸0.3X0.3m。在坡面与两坝肩交线处各设一条横向排水沟，横向排水沟断面尺寸为0.3X0.3m,纵、横向排水沟相互连通，排水沟均为C15佐浇筑。上游仅在坡面与坝肩交线处各设一条横向排水沟，沟断面与下游沟断面相同，排水沟断面尺寸为0.30X0.30m。排水沟采用C15碎浇筑。

4.5.1.7大坝渗流及稳定性分析1、渗流计算：根据大坝加固后断面进行渗流稳定计算，斜墙土的渗透系数取lX10%m/s,计算结果见下表。表4.5-3 大坝加固后渗流稳定计算结果计算工况（库水位）斜墙土渗透坡降斜墙土允许坡降坝脚出口坡降单宽渗流量（m3/d.m）正常蓄水位67.Um3.716、80.050.204设计洪水位68.16m3.986〜80.090.278校核洪水位68.55m4.146〜80.130.387由渗流计算结果可知，大坝加固后浸润线也大幅降低，对大坝的渗流稳定及上、下游坝坡抗滑稳定都非常有利，且斜墙渗透坡降小于允许值。2、坝坡稳定计算稳定计算方法、计算参数、大坝坝体填筑土的物理力学指标及抗剪强度指标的确定以本次地勘资料为准。加固后的坝坡稳定计算及结果见下表，由于浸润线的降低，上、下游坝坡稳定安全系数在各种工况下均满足规范要求。表4.5-4 大坝抗滑稳定安全系数计算结果表计算断面上游水位（m）最小安全系数（M-P法）规范允许值备注地质勘探剖面正常蓄水位67.11m1.571.15下游坡设计洪水位68.16m1.55下游坡校核洪水位68.55m1.551.05下游坡由68.55m降至67.11m1.77上游坡（有效应力法）1.77上游坡（总应力法）由67.11m降至64.40m1.79上游坡（有效应力法）1.79上游坡（总应力法）4.5.2溢洪道加固设计4.5.2.1溢洪道现状溢洪道位于大坝右端，为开敞式宽顶堰，2009年进行了加固，对溢洪道控制段、泄槽缓坡段底板均用碎衬护，进口段、控制段边墙均用混凝土衬护，泄槽段边墙用浆砌石衬护，现状溢洪道已衬护长约30m。4.5.2.2溢洪道加固设计杨村水库溢洪道总体运行良好，为了消除安全隐患，本次加固对控制段及交通桥进行拆除重建，对泄槽段末端底板淘空部分按原尺寸进行拆除重建。(1)控制段控制段为桩号0+005〜0+010段，采用原宽顶堰，堰顶高程67.11m,两侧采用混凝土边墙。交通桥采用C20钢筋碎结构，净宽3.0m,总跨5.0m,中间设C20佐桥墩，采用梁板式结构。(2)泄槽段泄槽段末端拆除重建部分桩号0+025〜0+030,坡度i=0.066,采用原底宽，为4.0m,两侧采用浆砌石边墙，墙高1.0m,墙顶宽0.5m。底板采用钢筋碎结构,底板厚0.3mo4.5.2坝下涵管加固设计4.5.2.1工程概况及存在问题根据大坝安全评估结论及工程实际情况，现状坝下涵管位于大坝右坝端，为力300预制佐无压圆管，进出口高程分别为64.40m、64.10m,长27.0m,纵坡约1=1/100,管身老化、磨损、冲刷严重，出口无消能防冲设施，斜涵存在裂缝，碎老化，漏水严重。现有输水灌溉设施不满足安全运行要求。针对上述问题，拟对坝下涵管及进口斜涵进行原址拆除重建。4.5.2.2坝下涵管除险加固设计根据本工程的实际情况和坝下涵管加固处理常用方法，采用原坝下涵管开挖拆除重建。4.5.2.2.1重建涵管细部构造设计本次设计坝下涵管采用方截面，考虑到维护方便，过水断面净空尺寸0.8X1.2m,壁厚25cm。坝下涵管重建后全长为27.0m。新建涵管沿纵向每间隔9.1米设一道伸缩缝，伸缩缝采用沥青杉板填缝，伸缩缝内采用0.8mm紫铜片止水,两翼各伸入佐15cm。紫铜片要求采用退火纯铜卷材，其延伸率应大于20%,并用沥青膏或油浸麻绳填塞。本次涵管重建为方涵，基础清至基岩并采用C10碎垫层。4.5.2.2.2进口斜涵设计本次设计对原进口斜涵管进行拆除重建，与大坝上游贴坡布置，基础坐落于大坝坝体土上，斜涵采用C20钢筋碎结构，每阶台阶高差0.4m,每阶进水孔为圆形，直径0.2m,采用混凝土塞子控制取水，卧管管身每隔9.1m设置一道伸缩缝，采用0.8mm厚紫铜片止水，卧管底端设一消力箱，与现浇钢筋碎涵管相接。4.5.2.2.3出口消力池设计涵管出口底板高程64.10m,设碎消力池，消力池长3.0m,深0.3m,消力池后与现状灌溉渠道进行衔接处理，底板采用0.2m厚C20碎结构，两侧设C15碎边墙。4.5.2.2.4涵管水力计算1)涵管水力计算涵管为C20钢筋碎结构，进口底板高程64.40m,出口底板高程64.10m,全长27.0m,纵坡1/100。在保证设计灌溉流量情况下，计算涵管内水深。采用明渠均匀流公式计算：Q=AC尿 《水力学》式中：0-涵管设计流量(n?/s)；C=-R',(,C一谢才系数( 〃，其中糙率n=0.015)；A一过水面积(nf)；A=0.8XhR一水力半径(m)；i一涵管坡降，0.001o经计算当设计流量Q为0.05m3/s时，涵管内水深h为0.14m,因此本涵管为无压流。2)斜涵取水孔水力计算由于涵管取水由斜涵控制，故根据同时开启两个进水孔计算其不同水位下的斜涵进水能力。利用《水力学》薄壁小孔出流公式计算：Q=/LfA^2gH式中：u 流量系数取0.6；A 孔口断面积，m2；A=3.14*r*rH水头，m；计算结果见表4.5-6o表4.5-6灌溉斜涵进水流量〜水头关系表浅孔深孔浅孔深孔浅孔深孔浅孔深孔水头0.40.80.30.70.20.60.10.5流量（流/s）0.050.070.050.070.040.060.030.06合计(m3/s)0.120.120.100.09由上表可知，孔径为0.2m,斜涵级差0.4m,上、下两级取水孔组合运用过水流量均大于灌溉设计流量。故满足灌溉要求。3）结构计算荷载计算荷载设计工况按校核洪水位68.55m时为最不利情考虑，箱涵顶最大填土高度H=4.2m,由于该涵管为无压流，箱涵内水深只有0.14m,忽略不计涵管内水荷载，其荷载只计外荷载，即土压力和自重，其中外水压力计入土的饱和容重产生的压力中，浸润线以下土压力以本次钻孔资料提供的土体饱和容重计，浸润线以上土压力以土体湿容重计。

表4.5-7涵管荷载计算编号荷载计算数量单位1填土高度H4.2m2土方密度Y16.5KN/m33箱涵高度D1.7m4作用分项系数Yr1.15垂直土压力Fsk90.09KN/m6侧向土压力上/下23.79/31.087到侧墙顶面H14.33m8到侧墙底面H25.58m9l-sin28°0.4710作用于侧墙顶面Qi23.79KN/m11作用于侧墙底面Q?31.08KN/m12碎密度25KN/m313顶板自重力6.25KN/m14侧墙自而力18.12KN/m15作用于箱涵顶总均布荷载Q,96.34KN/m16作用于箱涵底部地基反力Qi113.60KN/m4）内力计算计算对象分为盖板、侧墙和底板三部分，其受力过程为：盖板直接承受垂直土压力和自重，再将荷载经两端传递给侧墙，同时侧墙还承受侧向土压力和自重荷载作用，侧墙所受荷载均作用于底板，由底板传递给地基，地基反力按均布荷载考虑。涵管按平面