三元桥水库初步设计

目录TOC\o"1-2"\h\z\u1综合说明 11.1工程概况 11.2水文 21.3地质 31.4工程除险加固必要性及重要内容 41.5除险加固设计 61.6施工组织设计 81.7工程占地及投资补偿 91.8环境保护设计 91.9水土保持设计 101.10安全专篇 111.11工程管理 131.12设计概算 131.13经济评价 131.14工程特性表 142水文 162.1流域概况 162.2气象 162.3水文基本资料 172.4洪水 172.5调洪演算 233工程地质 253.1区域地质概况及地震 253.2水库区工程地质条件 263.3枢纽工程地质条件其病害因素分析 283.4坝枢存在重要病险评述 353.5天然建筑材料 373.6结论及建议 384工程除险加固必要性及重要内容 404.1工程现状及大坝安全鉴定结论 404.2工程除险加固必要性 424.3工程除险加固重要内容 435除险加固设计 445.1设计依据 445.2除险加固方案 455.3枢纽工程设计 466施工组织设计 736.1施工条件 736.2施工导流 746.3料场的选择和开采 776.4主体工程施工 786.5施工交通运送 836.6施工总布置 836.7施工总进度 867工程占地及补偿投资 917.1重要原则和依据 917.2工程占地及投资补偿 918环境保护 938.1设计依据 938.2编制总则 948.3环境质量现状 958.4工程建设对环境影响评价 968.5环境保护设计 988.6环境管理与监测 1018.7环境保护投资概算 1028.8环境影响初步评价结论 1049水土保持 1059.1设计依据 1059.2工程区水土流失现状 1079.3水土流失预测及危害初步分析 1089.4水土流失防治目的 1119.5水土流失防治责任范围 1129.6设计水平年 1129.7水土流失防治措施 1139.8水土保持监测 1169.9水土保持监理和管理 1179.10投资概算 11910安全专篇 12110.1编制依据 12110.2建设项目概况 12110.3重要危险因素分析 12410.4工程安全设计 13010.5工程施工期安全 14210.6投资 14711工程管理设计 14911.1工程建设管理 14911.2工程运营管理 15112设计概算 15512.1工程概算指标 15512.2概算编制原则及依据 15513经济评价 15813.1概述 15813.2国民经济评价 15913.3效益计算 16113.4国民经济评价指标 16213.5财务分析 10213.6综合评价 103附概算表附除险加固设计图

1综合说明1.1工程概况三元桥水库系涪江水系小安溪支流长远河，枢纽工程位于铜梁县福果镇林宇村，距福果场镇1km，距铜梁县城20km，有0.4km不通公路，是一座以灌溉为主，兼供水、防洪于一体的小（一）型骨干水利工程。水库为U型河谷，经本次复核，大坝建基面高程为276.63m(黄海高程，下同)，坝址以上集雨面积35.1km2，数年平均径流深451.6mm，正常水位286.23m，正常库容75.00万m3，总库容161.71万m3，死水位283.85m，死库容33.38万m3，设计灌面10509亩。水库枢纽工程由大坝、右岸放水设施及左岸放水渠道组成，采用坝顶全断面溢流。水库大坝于1977年8月动工，1979年8月竣工。坝型为倾斜式浆砌条石连拱坝，由2个中墩2个边墩，3个拱圈构成。最大坝高9.6m，坝顶高程286.23m。拱圈顶厚1.15m，底厚1.95m，单拱长12.0m，拱筒倾斜角590，拱中心角1800；中墩横断面为梯形，上底宽3.0m，下底宽11m，高9.6m，坝顶轴线长51.3m。左岸取水渠道：渠首设立在左坝肩，在砂岩中开凿而成，渠顶高程为284.80m，堰宽3.0m。渠首现未设立闸门控制下泄水量，水库水位只能维持在高程284.80m，水库效益未能充足发挥。右岸放水设施：水库右岸放水设施原设计为平板闸门取水，现闸门损坏，不能继续使用。放水闸门位于右侧大坝底部，孔底高程283.85m，断面尺寸为1.4×1.0m,最大放水流量0.69m3/s。1.2水文三元桥水库系涪江水系小安溪支流长远河，枢纽工程位于铜梁县福果镇林宇村。该水库处在盆地腹部丘陵区的中部，气候温和，四季分明，雨量充沛。数年平均气温18℃，最高极端气温42℃，最低极端气温-2.5℃。无霜期长，数年平均无霜期324天，平均年日照1332h，数年平均降雨量1065mm，数年平均蒸发量1047mm，最大年降雨量1487mm，最小年降雨量710mm，雨量分派不均，多集中在6-9月。水库为U型河谷，坝址以上集雨面积35.1km2，数年平均径流深451.6mm，正常水位286.23m，正常库容75.00万m3，总库容161.71万m3，死水位283.85m，死库容33.38万m3。按规范《SL252－2023》、《GB50202－94》标准，水库枢纽工程为Ⅳ等，重要建筑物为4级，次要建筑物为5级，洪水标准按30年一遇洪水设计，32023一遇洪水校核。本次复核据1/10000航测图量算坝址以上集雨面积为35.1km2，库区内主河道长11.41km，河槽平均坡降为10.682‰。因该库无实测资料，水文计算时由暴雨资料推求设计洪水。参考SL44－2023《水利水电工程设计洪水计算规范》、《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》，采用水科院推理公式进行洪峰流量推算，采用《手册》推荐的径流系数法计算洪水总量。通过计算，设计洪峰流量为341.99m3/s，设计洪水总量为627.85万m3，校核洪峰流量为537.65m3/s，洪水总量为944.98万m3。1.3地质三元桥水库系涪江水系小安溪支流长远河，枢纽工程位于铜梁县福果镇林宇村。库区地处侵蚀、剥蚀浅丘地貌区。河谷呈宽缓的“U”型谷，该段河流流向东南。河床高程约为276m，右岸为原始地貌，右岸坡度15°～20°，左岸坡度20°～30°，岩层产状110～130°，倾角25-30°左右。库区出露地层为第四系全新统残坡积土层和侏罗系中统上沙溪庙组地层。库区岩性为紫红色泥岩夹泥质砂岩及砂泥岩互层，岩层产状平缓，断裂裂隙不发育，泥岩风化强度较高。库区岩体风化特性重要表现为浅部风化，由于岩性、地形地貌不同，风化限度有明显的差异。强风化带厚2.00～4.00m，弱风化带厚4.00～7.00m。弱风化的砂岩，节理面具有浅变色，沿节理裂隙面见次生风化物，岩体致密坚硬，岩石强度较高。据大坝区4个钻孔对坝基做压水实验15段，有11段透水率大于5.0Lu，占实验段的73.3%，透水率多在12.7～25.42Lu之间，属中档透水带，其中有3段因基岩破碎，压水不起压，流量达35～45L/min，属强透水，透水段高程约为266.21m以上。坝基266.21m以下透水率小于5.00Lu，透水率在0.64～4.8Lu之间，为坝基相对隔水层。1.4工程除险加固必要性及重要内容1.4.1工程现状及大坝安全鉴定结论我院于2023年12月完毕了三元桥水库大坝安全评价报告，对工程现状做出大坝安全鉴定结论为：1、大坝全断面泄洪，坝后无消能防冲措施，泄洪时库水直接冲刷下游坝脚，1号拱圈下已经形成冲坑，对坝基稳定导致严重威胁，不能安全泄洪，抗洪性能评估为B级。2、大坝支墩（2、3号）抗滑稳定不满足规范规定，存在安全隐患，大坝结构稳定安全评估为C级。3、大坝坝体、坝基及坝肩均渗漏严重，放水设施漏水严重，大坝渗流稳定安全评估为C级。4、无防洪公路，无水库管理房，大坝无任何观测设施，不利于防洪抢险及水库安全运营管理。综合大坝各单项工程性状和安全级别，综合评估三元桥水库大坝安全性能为三类坝。三元桥水库安全鉴定主管单位及审定部门铜梁县水务局作出的批示为：批准该水库大坝安全分析评价报告，其分析评价客观、科学、合理。批准对水库大坝鉴定为三类坝。工程管理单位应根据大坝鉴定结论和建议，积极筹备除险加固工作。1.4.2工程除险加固必要性根据水库“三查三定”资料、大坝安全分析评价报告、大坝安全鉴定报告书及现场检查情况，均充足说明三元桥水库枢纽工程存在较为严重的安全隐患。三元桥水库是一座以灌溉为主兼供水、防洪于一体的小（一）型骨干水利工程，大坝下游有重要交通要道、场镇、村舍、千多户农房，约5000人口及近万亩农田。水库大坝一旦失事将给下游沿岸居民及良田导致毁灭性劫难，导致较大的经济损失和社会影响，因此，为保证大坝安全运营，消除隐患，充足发挥水库的效益，保证国家和人民生命财产不遭受损失，及时对三元桥水库枢纽进行除险加固是十分必要的，且迫在眉睫。1.4.3工程除险加固重要内容根据水库的病险情况，拟定的除险加固方案为：1、对大坝下游拱圈采用C15埋石砼填筑（变拱坝为重力坝），堰面采用WES曲线，下游设立消力池，解决大坝渗漏、支墩稳定及下游消能问题。2、对大坝坝基及坝肩帷幕灌浆防渗。3、对1号拱圈下游冲坑采用C20钢筋砼回填解决，进行加固解决。4、对左岸放水渠道渠首封堵并增设闸阀控制。5、拆除更换现右岸放水闸门。6、坝顶新建人行桥，并增设防护栏杆。7、对左右坝肩进行护岸解决。8、新建防洪公路0.4km，新建水库管理房300m2，埋设大坝位移、水位等观测、监测设施，便于防洪抢险及水库安全运营管理。1.5除险加固设计1、大坝针对大坝面板渗漏及拱坝支墩稳定问题，采用C15埋石砼回填拱圈下游（变拱坝为重力坝），靠近拱圈面板侧1.0m范围内采用C15砼。施工中先对接触面浆砌条石进行凿毛解决，并清洗干净；靠近拱圈面板侧1.0m范围内砼添加3%-6%膨胀剂，防渗等级为W4；坝顶拆除一轮条石（厚25cm），采用C20砼置换，保持现坝高不变。大坝灌浆涉及:大坝坝基、坝肩帷幕灌浆。灌浆材料为纯水泥浆，灌浆所用的水泥标号不应低于425号，灌浆浆液水灰比不稀于1:1。大坝帷幕灌浆孔沿原拱圈上游侧布置，帷幕灌浆孔间距2m，灌浆孔向左坝肩延伸10m，向右坝肩延伸10m，分二序施工。2、溢流面及消力池溢流堰为WES实用堰，采用底流消能，WES曲线由上游曲线段、中间直线段、下游反弧段组成。溢流面采用钢筋混凝土面板防渗(混凝土强度等级为C25、防渗等级为W6)，面板厚0.5m。溢流面设Φ10@150钢筋网，双层双向布置，并设Φ25@1500（L=2.0m）锚筋。消能防冲方式为底流消能，消能防冲设计标准按2023一遇洪水设计，相应洪水位和下泄流量分别为为288.26m和289.00m3/s。经计算，消力池长20.0m、深1.5m，池底高程276.63m，消力坎高1.5m；因坝体下游为巨厚层砂岩，消力池底板运用现有砂岩底板，只是对一号拱圈下游冲坑采用C20钢筋砼回填解决；水库下游左岸为砂岩，边墙可以运用现有砂岩作为消力池边墙；水库下游右岸为土体边坡，并且屡遭洪水冲刷，对大坝右岸稳定导致威胁，本次设计边墙采用M7.5浆砌条石重力式边墙，顶宽0.8m，背坡坡比为1:0.5，最大墙高4.6m，最低墙高4.0m，高度呈线性变化；洪水通过消力池后直接排入下游河道。3、放水设施（1）、左放水渠道左岸渠道在左岸砂岩中开凿而成，由于渠道没有设立闸阀控制，水位只能维持在渠首顶部高程284.80m，水位不能到达设计正常水位286.23m，离正常水位还差1.43m，本次设计采用C20砼封堵左岸放水渠道渠首，根据计算下游用水量计算，设立DN500放水管可以满足放水规定，并设立闸阀控制。（2）右岸放水设施拆除更换右岸现有放水平板闸门，设立启闭机房并配备启闭机。4、坝顶人行桥人行桥桥板底高程为289.97m，桥板为C25钢筋混凝土现浇板桥，桥长54.0m，桥面宽2.5m，由五跨构成。最大净跨11m，采用在四个支墩上增设桥墩，墩高3.54m，墩宽1m，墩长2.5m；桥面由两根主梁受力，主梁尺寸为0.3×0.45m，面板采用现浇C25钢筋砼构成，面板厚0.1m。人行桥两边设立防护栏杆，采用钢栏杆。1.6施工组织设计枢纽工程位于铜梁县福果镇林宇村，距福果场镇1km，距铜梁县城20km，有0.4km不通公路，本工程所需条（块）石料，碎石料位于大足县六一料场购买。该工程所用土料不多，可取第四系残坡积土，去除表面根植层，运距0.5km。工程所需砂料考虑从砂料场购买，运距约20.0km。工程施工所需的其它重要材料（如水泥、炸药、木材、钢材、油料等）均考虑在本城内向有关生产厂家购买解决。施工生产用水在三元桥水库围堰内取水，该水库水量、水质满足用水规定。施工用电可考虑从附近变电站接线至各施工点。本工程中大坝除险加固、帷幕灌浆技术规定高，故该项目施工采用三级以上水利水电施工公司施工。根据有关规定及结合本工程实际情况，本工程计划总工期为6个月，即第一年12月至次年5月。总工期按阶段分三阶段，即工程准备期、工程施工期、工程完建期。本工程准备期从第一年12月～第一年12月，开始施工场地征用，对外通讯、输电线路架设，公路贯通和临时施工便道建设，工程招投标，选定施工单位。本工程施工期从次年1月～次年5月底结束，各单项工程和构筑物采用分先后开工，陆续竣工为原则，计划考虑：坝枢工程于第一年11月开工，次年3月主体工程竣工，并完毕单项工程验收。工程完建期为次年5月，完毕各工程扫尾，即环境绿化，竣工资料整理、完善，工程竣工验收。1.7工程占地及投资补偿该水库除险加固工程，由于现左岸放水渠道未设立闸门，渠道顶部高程为284.80m，本次增设闸门后正常蓄水位为286.23m（原设计正常水位），由于数年正常水位未达成286.23m，库区存在少数土地在正常水位以下，通过铜梁县水务局相关人员现场调查，新增水库土地淹没耕地为8.5亩。水库除险加固工程总布置、工程施工规划及工程管理机构规划布置永久占地为3.0亩，施工临时占地为2亩。故水库永久占地为11.5亩，施工临时占地为2亩，经计算工程占地及移民补偿投资81.88万元。1.8环境保护设计环境保护设计及重要为维护工程区域生态系统的完整性、稳定性以及工程水域水生生物的多样性；维护水库现有水域功能，工程运营期满足《地表水环境质量标准》（GB3838-2023）Ⅱ类水域标准；维护施工区及其周边区域的环境空气质量，使周边居民区环境空气达成《环境空气质量标准》（GB3095—1996）二级标准；维护施工区及其周边区域的环境噪音质量，使周边居民区环境噪音达成《声环境质量标准》（GB3096—2023）1类标准。本工程运营后社会效益和经济效益显著，其不利影响重要是工程施工对水环境、空气质量和区域内动植物的影响。在采用相应的环境保护措施后，各种不利影响均可得到一定限度的减免。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，认真贯彻工程环境监理，就可使工程建设对周边环境的影响得到有效控制。三元桥水库整治完毕投入使用后只要认真贯彻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重要的，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。经估算，环境保护投资4.95万元。1.9水土保持设计工程区水土流失防治目的如下：（1）通过对工程扰动范围内的土地进行整治，使工程区在设计水平年扰动土地的整治率达成90%。（2）工程建设竣工后，工程区水土流失防治责任范围内，除永久建筑物占地、水域面积和道路硬化路面外，其余防治责任范围基本得到治理，使工程区水土流失总治理度在设计水平年达成85%。（3）结合本地的自然条件、水土保持规划及水土流失治理经验，采用适应工程区水土流失特点的工程措施、植物措施及耕作措施，使工程建设新增的水土流失得到有效控制，在设计水平年土壤流失控制比为1.0（工程区水土流失强度允许值500t/km2·a）。（4）综合运用工程开挖的土石方，以减少弃渣量，并采用有效的拦挡措施，使工程区拦渣率在设计水平年达成95%。（5）采用植物措施，工程区可绿化面积所有实行绿化，使工程区林草植被恢复率在设计水平年达成97%。（6）通过采用植物措施，为工程区生态环境的恢复发明条件，使工程区的生态环境得到改善，工程区林草覆盖率达成20%以上。经估算，水土保持投资6.75万元。1.10安全专篇2023年6月29日，中华人民共和国第70号主席令颁布了《中华人民共和国安全生产法》。其中第十条规定:国务院有关部门应当按照保障安全生产的规定，依法及时制定有关的国家标准或者行业标准，并根据科技进步和经济发展适时修订。生产经营单位必须执行依法制定的保障安全生产的国家标准或者行业标准。第24条规定:生产经营单位新建、改建、扩建工程项目的安全设施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。安全设施投资应当纳入建设项目概算。实践证明，安全评价不仅能有效地提高公司和生产设备的本质安全度，并且还可认为各级安全生产监督管理部门的决策和监督检查提供有力的技术支撑。“安全第一、防止为主”是我们党和国家始终不渝的安全生产方针，开展安全评价正是这一方针在安全生产工作上的具体体现。近年来，我国安全生产状况虽有所好转，但形势仍十分严峻，重大伤亡事故时有发生，党和政府及社会各界都十分关注。党中央、国务院有关领导同志指出:“坚持标本兼治，综合治理，把安全生产工作纳入法制化、规范化轨道”。安全评价则是消除隐患、防范事故的一项治本之策。本次安全专篇根据《重庆市水利局关于实行重点水利工程安全生产“三同时”制度有关问题的告知》（渝水基〔2023〕41号）文献，对三元桥水库工程做出安全生产预评价。根据渝水基〔2023〕28号文献重庆市水利局、重庆市财政局、重庆市发展和改革委员会、重庆市安全生产监督管理局《关于贯彻水利工程建设安全生产费用及使用管理问题的告知》，水利水电工程安全生产费用按建安工程造价的1.5%计取，计算得安全生产费为4.4万元。1.11工程管理按照水利部《水利建设项目实行项目法人责任制的若干意见》（水建[1995]129号文）和国家计委《关于实行建设项目法人责任制的暂行规定》（计建投[1996]673号）文献规定，三元桥水库险加固工程也将实行项目业主负责制、招标投标制、项目监理制，以控制好工程投资，保证工程质量、工程建设，使除险加固工程建设能顺利完毕。三元桥水库自建成投入运营以后，虽成立了三元桥水库管理所，肩负整个枢纽及灌区的管理工作，但由于水库长期带病运营，管理力度小，险加固工程结束恢复正常运营后，要加强管理，并根据有关法律、法规，结合三元桥实际情况，制定出《三元桥水库工程安全管理制度》、《三元桥水库灌区用水管理办法》等一系列制度，保证工程安全正常运营。1.12设计概算本次工程投资指标如下：本次工程投资指标如下：建筑工程262.1万元；机电设备及安装工程27.41万元；金属结构及安装工程0.81万元；临时工程15.48万元；独立费用67.9万元；基本预备费18.86万元；移民环境投资93.58万元；总投资486.1万元。1.13经济评价根据三元桥水库除险加固工程国民经济评价及其敏感性分析和对水库管理单位的财务收支平衡分析结果可知，本工程不仅国民经济评价可行，具有较强的抗风险能力。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，从国民经济评价的角度看，本项目在经济上是合理的。该工程国民经济评价指标较为合理，可见本工程的经济抗风险能力较强，三元桥水库除险加固工程的年财务支出小于财务收入，可以实现良性运营。1.14工程特性表根据《重庆市铜梁县三元桥水库安全分析评价报告》及本次三元桥水库枢纽除险加固后，三元桥水库枢纽工程运营特性表见下表1-1。三元桥水库工程特性表表1-1指标名称单位数量备注除险加固前除险加固后洪水数年径流深mm350.0451.6集雨面积Km235.135.1河道长度Km11.4111.41河道比降‰10.68210.682设计洪峰流量m3/s341.99341.99P=3.3%校核洪峰流量m3/s537.65537.65P=0.33%特性水位及库容校核洪水位m288.67289.26P=0.33%设计洪水位m288.03288.46P=3.3%正常蓄水位m286.23286.23死水位m283.85283.85总库容m3148.59161.71设计库容m3134.30143.86正常库容m375.0075.00死库容m338.3833.38大坝坝型-浆砌条石连拱坝（倾斜式3拱）最大坝高m9.69.6坝顶轴线长m51.351.3最大坝顶宽m3.03.0坝顶高程m286.23286.23堰型-坝顶全断面溢流溢流堰宽m75（弧长）46.5（净宽）校核下泄流量m3/s/527.30设计下泄流量m3/s/332.70右岸放水设施结构型式m闸门式孔底高程m283.85283.85最大取水流量m3/s0.690.69左岸放水设施渠顶高程m284.80284.80渠顶宽m3.03.0结构形式-\闸阀下游保护对象人口人/5000人农田亩/近万亩城乡福果镇

2水文2.1流域概况流域内主河槽呈长条形，地势北高南低，属浅丘地形，河谷较宽，土地垦植率高，农耕发达，重要种植水稻、小麦、玉米、红苕等粮食作物。由于降雨分布不均，流域内4－9月降雨量占全年降雨量的77.4%，10月至次年3月降雨量占22.6%。由于河道短，集雨面积小，三元桥水库坝址以上流域洪水由暴雨形成，大暴雨重要集中在七、八月，历时一般一天左右，以一日暴雨强度最大。由于降雨年内分派不均，洪水发生季节与暴雨相适应，且水库流域地处丘陵区，故洪水陡涨陡落，过程线呈尖瘦形，具有山溪洪水特点。2.2气象三元桥水库系涪江水系小安溪支流长远河，枢纽工程位于铜梁县福果镇林宇村。该水库处在盆地腹部丘陵区的中部，气候温和，四季分明，雨量充沛。数年平均气温18℃，最高极端气温42℃，最低极端气温-2.5℃。无霜期长，数年平均无霜期324天，平均年日照1332h，数年平均降雨量1065mm，数年平均蒸发量1047mm，最大年降雨量1487mm（1968），最小年降雨量710mm（1958年），雨量分派不均，多集中在6-9月。2.3水文基本资料本水库流域无暴雨、径流实测资料。邻近流域有铜梁县气象站，暴雨资料系列为1975-2023年共33年。该站与设计流域处在同一气候区，形成大暴雨的天气系统相同，一般大暴雨几乎同时发生。因此选用该站的暴雨资料与《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》（以下简称《手册》）中的暴雨参数作为设计流域代表站推求设计洪水成果进行比较。将该站最大10分钟，1小时、6小时、24小时暴雨，按年最大值独立选样法，记录各时段暴雨，采用皮尔逊Ⅲ型曲线进行频率分析。2.4洪水2.4.1暴雨洪水特性水库流域位于东南亚副热带季风区，由于地势向东南微斜敞开，西南季风和东南季风均可长驱直入，成为季风频繁活动的区域，故流域内气候温和，雨量充沛，空气湿润。雨季集中在5～10月，降水量约占全年的70～90%，暴雨出现的时间一般晚于中下游。铜梁县属于中亚热带湿润季风气候，降雨量充沛，但时空分布不均，数年平均降水量约1082.3mm，5～10月降水量占75～80%，但常为大雨和暴雨集中降落。2.4.2洪水设计标准三元桥水库原洪水标准为：30年一遇设计，32023一遇校核。根据GB50201－94《防洪标准》，三元桥水库枢纽工程等级为Ⅳ等，重要建筑物为4级，本阶段设计洪水标准为30年一遇洪水设计，32023一遇洪水校核。2.4.3设计洪水推求综合考虑本水库的具体情况，本次设计采用由设计暴雨推求设计洪水的推理公式法。（1）设计暴雨本水库流域无暴雨、径流实测资料。邻近流域有铜梁县气象站，暴雨资料系列为1975-2023年共33年。该站与设计流域处在同一气候区，形成大暴雨的天气系统相同，一般大暴雨几乎同时发生。因此选用该站的暴雨资料与《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》（以下简称《手册》）中的暴雨参数作为设计流域代表站推求设计洪水成果进行比较。将该站最大10分钟，1小时、6小时、24小时暴雨，按年最大值独立选样法，记录各时段暴雨，采用皮尔逊Ⅲ型曲线进行频率分析，成果见表2-1。此外将《手册》中该地区的暴雨参数列于表2-1进行比较。暴雨参数登记表表2-1雨历（h）暴雨手册参数气象局资料参数Ht(mm)CvCsHt(mm)CvCs1/617.20.351.2318.20.361.26143.50.431.5143.50.421.476860.501.75860.51.7524900.511.79920.51.75（2）计算公式根据《手册》中的推理公式Q＝0.278ψ(s/τn)F计算洪峰流量和径流系数法公式：W＝0.1αHtpF计算洪水总量。（3）公式参数集雨面积F、河长L：根据1：1万航测图查算并结合铜梁县河道普查资料所得；河流平均比降J：采用(‰)公式计算，式中hi，li采用1：1万航测图查算所而得。流域形状系数θ：θ=产流参数μP：盆缘丘陵区计算公式μP==KP4.85F-0.19计算，式中KP由Cv=0.18，Cs=3.5Cv查P-III型曲线KP值表而得。汇流参数m：采用盆地丘陵区综合公式：当1＜θ＜30时，m=0.40θ0.204；当θ＞30时，m=0.092θ0.636。雨力Sp：采用手册推荐公式Sp=进行计算。洪峰系数ψ：ψ=1-1.1汇流时间，：=，=（4）设计洪水计算将以上两种暴雨参数资料用推理公式法计算该水库的设计洪水。本次洪水计算流域特性值采用复核后数据，即集雨面积35.1km2，干流长度11.41km，河槽平均比降10.682‰。坝址处设计洪水推算成果表2-2资料频率洪峰流量洪水总量手册P=3.33%341.99627.85P=0.33%537.65944.98气象站P=3.33%323.00622.31P=0.33%522.00949.312.4.4洪水的合理性分析及采用从表2-2分析比较：根据《手册》计算得到的洪峰值大于通过气象站资料计算所得值，加之根据规范《水利水电工程洪水计算规范》SL44-2023，该水库流域面积较大，加之各种历时暴雨量系列短缺。采用《手册》计算的出的洪水峰值较大，偏于安全。因此，本工程的设计洪水成果采用根据《手册》推求的设计洪水成果。综上所述，本次设计采用推理公式洪水成果，洪水成果为：Qp=3.33%=341.99m3/s，Wp=3.33%=627.85万m3；Qp=0.33%=537.65m3/s，Wp=0.33%=944.98万m3。2.4.5洪水过程线的推求根据上述推求的设计洪峰流量Qp及设计洪水总量Wp，计算设计洪水过程概化矩形历时Tp=2.78Wp/Qp，参照四川省小流域典型洪水概化过程综合成果，选取常出现的单峰概化洪水过程线模型（2）之X、Y值，由Q't=YQp及t=XTp计算Q't、t，即得设计洪水过程线见表2-3。设计洪水过程线表2－3p=5%p=3.3%p=0.33%时间t(h)流量Q(m3/s)时间t(h)流量Q(m3/s)时间t(h)流量Q(m3/s)0.000.4640.000.4640.000.4641.0315.2831.0217.5400.9827.3241.3430.1031.3334.6171.2754.1831.7659.7411.7468.7691.66107.9022.07119.0182.04137.0751.96215.3402.59178.2962.56205.3802.45322.7783.21237.5733.17273.6853.03430.2163.88282.0313.83324.9143.67510.7944.65296.8504.60341.9904.40537.6545.07282.0315.01324.9144.79510.7945.64237.5735.57273.6855.33430.2166.41178.2966.34205.3806.06322.7787.45119.0187.36137.0757.04215.3409.2659.7419.1568.7698.75107.90210.8630.10310.7334.61710.2754.18312.3115.28312.1617.54011.6427.32416.030.46415.840.46415.160.4642.4.6施工分期设计洪水根据双石桥水文站的实测资料，分析洪水季节性变化的一般规律，并结合施工设计规定，将年内分为四期，即汛期前过渡期(4月)，汛后过渡期(10月)，主汛期(5—9月)，枯水期(11月—3月)。主汛期洪水直接采用设计暴雨推求的设计洪水成果。汛前、汛后过渡期及枯水期，根据双石桥站实测流量资料按年最大值不跨期独立选样法，得到各分期时段洪峰流量系列，经频率分析计算，用面积比推算到三元桥水库，面积比指数枯水期n=0.67，汛期、汛后过渡期n=0.67。由此计算出三元桥水库分期设计洪水成果如下表2-4。三元桥水库分期设计洪水成果表表2-4P%分期25102050备注双石桥站4月70.5049.4034.5020.906.481、分期洪水按面积比拟法移用，面积比指数枯水期n=0.67，汛前、汛后过渡期n=0.67。2、主汛期采用暴雨推求的洪水成果。10月94.8064.7043.7025.207.4111—3月89.0057.1035.5017.202.07三元桥水库4月10.067.054.922.980.9710月25.7217.5511.866.842.0111—3月12.78.155.072.450.3012-3月3.222.301.631.010.362.5调洪演算水库的库容面积曲线经本次复核后如下表2-5所示。水库库容(面积)曲线表表2—5高程h(m)面积S(km2)库容V(万m3)277.030.000.00278.030.780.26279.031.911.57280.033.464.21281.035.408.60282.037.5115.03283.039.9323.72284.0312.8835.09285.0316.7749.88286.0323.0269.69287.0331.9497.05288.0341.35133.60289.0347.75178.11溢流堰型为：水库采用坝顶全断面溢流，堰顶高程为坝顶高程286.23m，坝顶溢流长46.5m（扣除坝顶桥墩及柱宽），由于0.67<δ/H<2.5故堰型为实用堰堰流流量计算：Q=m·ε·σm·B··H03/2式中：Q——流量，（m3/s）；m——流量系数，本次取0.51；ε——侧收缩系数，本次取0.95；σm——淹没系数，本次取1.0；；B——堰净宽，46.50m；H0——堰上水头，（m）。泄流能力曲线表2－6水位（m）286.23286.43286.63286.83287.03287.23流量(m3/s)0.008.9325.2546.3871.4199.79水位（m）287.43287.63288.83289.03289.23289.43流量(m3/s)131.18165.31201.97240.99282.25325.63水库调洪演算，以水量平衡方程和泄流方程联解为依据，根据水库面积曲线及设计和校核洪水流量过程线，求得洪水流量过程退水段，入流与出流过程线交点的最大下泄流量Q，进而求得最高洪水位Z0和相应库容V于表2－7。水库调洪计算成果表表2－7工况频率最高库水位库容下泄流量削蜂流量校核P=0.33%289.26161.71527.3010.36设计P=3.33%288.46143.86332.709.30消能防冲P=5.0%288.26139.41289.007.84通过调洪演算可知：除险加固后三元桥水库设计水位为288.46m，校核水位为289.26m。大坝实际坝顶高程为286.23m，水库采用全断面溢流,符合水库设计运营规定。

3工程地质 本次勘察重要采用地面工程测量、地质调查和钻探工程相结合，对库区及枢纽工程区均进行了工程地质填图，对枢纽工程进行了钻探勘察。钻孔布于支墩及边墩上（布置了4个勘探孔），对大坝坝体和基岩进行地面调查、工程测量和钻探相结合的勘察手段进行具体勘察，并进行压水实验，压水实验试段长为5m左右，对左、右岸坡进行了工程测量和地质调查，并对钻孔按规范取岩（土）样进行室内土工实验，完毕进尺约84m。3.1区域地质概况及地震1、区域地质环境三元桥水库位于川中丘陵区南东边沿，受区域构造控制，区域地貌重要为侵蚀剥蚀丘陵区，背斜部分地段为褶皱抬升低山，向斜处多呈侵蚀槽（洼）地。区内为北北东走向的条形高背斜山地与宽缓向斜丘陵相间排列，地面高程多为200-500m，其中高程200－300m多为河流低阶地带；高程300－400m为丘陵，河流高阶地和长江支流的溪谷平坝；400m以上则为低山及深丘，区内河谷开阔，多呈“U”形，河曲发育。本区出露地层重要为中生界三叠系飞仙关组、嘉陵江组、须家河组，侏罗系珍珠冲组、自流井组、新田沟组、下沙溪庙组、上沙溪庙组、遂宁组，为一套碎屑岩沉积建造。第四系为冲积、残坡积、崩坡积及人工堆积等。工程区所处大地构造位置属扬子准地台（Ⅰ1级）；重庆台坳（Ⅱ1级）；重庆陷褶束（Ⅲ1级）；华莹山穹褶束（Ⅳ2级），为一系列北东—南西背、向斜构造，基本上无断裂构造。三元桥水库位于蒲吕场向斜北西翼，岩层产状110°～130°∠25°～30°。蒲吕场向斜：南西起于永川市双石镇北西5Km，北东延至合川市蒲吕镇，全长60Km，两翼基本对称，轴部地层为侏罗系中统沙溪庙组。两翼地层为侏罗系中统新田沟组、上统自流井组。区内地下水重要有：基岩裂隙水和第四系孔隙水两种类型。基岩裂隙水赋存于砂岩、砂质泥岩及砂泥岩互层层间裂隙中，重要受大气降水的补给，局部存在河水补给现象，水量不丰，重要沿砂泥岩分界处流出。孔隙水埋藏于第四系冲洪积层与残坡积层中，其中冲洪积层中水量较丰富，透水性强，受大气降水及上游河水补给，残坡积层地下水量不丰，透水性也小。2、地震本区内断层均未见活动痕迹，根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2023），工程区地震动反映谱特性周期调整系数为0.35s，根据《建筑抗震设计规范》(GB5001-2023)，本区地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈度为Ⅵ度，属于相对稳定弱震环境，工程区所在区域稳定性较好。3.2水库区工程地质条件三元桥水库系涪江水系小安溪支流长远河，库区地处侵蚀、剥蚀浅丘地貌区。河谷呈宽缓的“U”型谷，该段河流流向东南。河床高程约为276m，右岸为原始地貌，右岸坡度15°～20°，左岸坡度20°～30°，岩层产状110～130°，倾角25-30°左右。库区出露地层为第四系全新统残坡积土层和侏罗系中统上沙溪庙组地层。库区岩性为紫红色泥岩夹泥质砂岩及砂泥岩互层，岩层产状平缓，断裂裂隙不发育，泥岩风化强度较高。库区岩体风化特性重要 表现为浅部风化，由于岩性、地形地貌不同，风化限度有明显的差异。强风化带厚2.00～4.00m，弱风化带厚4.00～7.00m。弱风化的砂岩，节理面具有浅变色，沿节理裂隙面见次生风化物，岩体致密坚硬，岩石强度较高。1、库区渗漏库区出露地层有砂岩、砂质泥岩及粉砂岩等，水库区地质构造不复杂，库盆坐落于单斜岩层浅丘地貌。库周浅丘高程多在320m左右，水库区两岸浅丘地下水分水岭高程均高于水库正常蓄水位（286.23m），并向库区排汇。不存在向邻丘渗漏的条件。2、库岸稳定库区位于蒲吕场向斜倾末段，为单斜地层，地质构造单一，无区域性断裂，库区河流方向与岩层走向斜交，岩层产状大体为110～130°∠25～30°，倾向库右岸，由于岩层倾角较陡，岩层倾角大于坡脚，不存在坍塌、滑坡，工程地质条件较好。3、库区淤积水库周边植被覆盖较好，农垦度不高，水土流失不严重；固体径流重要来源于近库岸耕植区和水库水位变幅带，该带的第四系覆盖层在库水往复浸泡下被带入库内淤积，现状库内淤积不严重。3.3枢纽工程地质条件其病害因素分析1、地形地貌三元桥水库位于铜梁县福果镇林宇村，涪江水系小安溪支流长远河。枢纽工程区地处侵蚀、剥蚀浅丘地貌区。原河谷呈宽缓的“U”字型。河床高程为275.00ｍ左右。2、地层岩性枢纽工程区出露地层为侏罗系中统沙溪庙组（J2s）地层。基岩表面分布有厚度较薄的第四系全新统残坡积土层（Q4el+dl）。据本次现场地质调查踏勘，坝区侏罗系中统上沙溪庙组（J2s）地层分布于坝区左右两岸，由上到下依次为：1）残坡积土（Q4el+dl）：重要分布于坝区左、右两岸的斜坡上，为紫红色粘土，粘性不强，可塑状态，厚度一般在0.10～1.00m。2）砂岩：岩性为紫红色砂质泥岩．泥岩与灰紫色长石砂岩不等厚互层，上部和底部砂岩发育。重要分布于坝区左右两岸。砂岩矿物成份以长石为主，次为石英、云母片，含少量暗色矿物及岩屑。中～细粒砂状结构，中厚层～块层状构造，钙质胶结，新鲜岩质硬，强度中档，偶见水平裂隙。在地表层浅部全～强风化。砂岩为大坝坝基的重要持力层。3、地质构造枢纽工程区位于蒲吕场向斜北西翼,岩层产状大体为110～130°∠25～30°，为单斜岩层。枢纽区无大的断裂构造发育，构造重要以裂隙为主，重要有二组：①110°∠83°～85°，裂隙延伸长度2.0～2.5m，裂隙间距2.0-3.0m，裂面平直，多为泥质充填；②260°∠45°，裂隙间距1.5-2.0m，裂隙宽度0.2～0.3cm，裂面顺直光滑，闭合，无充填，延伸长5～15m，切割深0.3～0.7m。裂隙不发育。4、枢纽工程区水文地质枢纽工程区基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J2s）泥岩、砂岩不等厚互层。水文地质条件简朴，由于组成枢纽工程区的岩石由不易溶解砂、泥岩、砂质泥岩组成，地下水的类型重要有第四系松散层中孔隙水和基岩裂隙水两类。a、孔隙水埋藏于河流的冲、洪积层和残坡积层孔隙水，由大气降水补给，随季节变化，水位埋深一般为0.8－1.5m。其中冲洪积层中水量较丰富，透水性强，受大气降水及上游河水补给，残坡积层含水层厚度及面积均有限，地下水量不丰，透水性也小。b、裂隙潜水重要赋存于基岩风化裂隙及层间裂隙中。因裂隙不发育，其富水性和连通性均较差。水位线随季节性变化，并与地形基本一致，埋深一般在2.60～5.40m。基岩裂隙水赋存于岩体风化裂隙及砂岩、泥岩构造层间裂隙内，受大气降水与地表水体补给，通常在沟谷或地形低洼处以小滴水的形式溢出地表，水量受季节影响明显且较小。大坝压水成果一览表表3-1孔号位置压水部位透水率（Lu）评价ZK1左坝肩280.08～283.28不起压，流量约35L/min强透水277.08～280.08q=20.70中档透水271.88～277.08q=4.20弱透水267.28～271.88q=3.60弱透水ZK2坝中271.73～276.73q=17.26中档透水268.23～271.73q=4.50弱透水264.23～268.23q=4.80弱透水ZK3坝中272.61～276.51q=24.5中档透水269.41～272.61不起压，流量40L/min强透水265.71～269.41q=4.9弱透水261.21～265.71q=0.64微透水ZK4右坝肩282.50～285.50不起压，流量45L/min强透水278.11～282.50q=25.42中档透水274.60～278.11q=12.7中档透水267.50～274.60q=3.35弱透水②大坝岩、土体透水性据大坝区4个钻孔对坝基做压水实验15段，有8段透水率大于5.0Lu，占实验段的53.3%，透水率多在12.7～25.42Lu之间，属中档透水带，其中有3段因基岩破碎，压水不起压，流量达35～45L/min，属强透水，透水段高程约为269.41m以上。坝基269.41mm以下透水率小于5.00Lu，透水率在0.64～4.9Lu之间，为坝基相对隔水层。5、岩体风化特性水库枢纽区岩体风化特性重要表现为浅部风化。强风化砂岩砂岩：颜色多呈灰紫色，岩心呈碎块状、及短柱状、质软，锤击声哑。中档风化砂岩：颜色呈紫灰～紫红色，岩心呈短柱状、长柱状，岩质较硬，断面较新鲜，锤击声脆，不易击碎。6、岩、土物理力学性质及参数建议值因本工程坝型特殊（倾斜式浆砌条石连拱坝，拱圈倾斜角59°），在拱圈上无法布钻孔，因此钻孔布于支墩及边墩上（布置了4个勘探孔），地勘的大坝条石物理力学指标是支墩、边墩条石的数据，坝基岩石物理力学指标、渗透系数亦是支墩、边墩下基础的数据。根据重庆市渝永岩土检测有限责任公司提供的三元桥水库土工检测报告见表3-2～4三元桥水库大坝条石材料物理实验成果表表3－2送样编号天然块体密度g/cm³干块体密度g/cm³饱和块体密度(g/cm³)颗粒密度天然含水率(%)吸水率(%)饱水率(%)孔隙度(%)ZK2-12.442.332.482.744.726.016.4414.96ZK3-12.442.332.482.744.726.086.4414.96最大值2.442.332.482.744.726.086.4414.96最小值2.442.332.482.744.726.016.4414.96平均值2.442.332.482.744.726.056.4414.96三元桥水库大坝坝基岩土物理实验成果表表3－3送样编号天然块体密度g/cm³干块体密度g/cm³饱和块体密度g/cm³颗粒密度天然含水率(%)吸水率(%)饱水率(%)孔隙度(%)ZK1-12.452.352.492.734.265.505.9613.92ZK2-22.422.302.462.745.226.556.9616.06ZK3-22.462.352.492.734.685.675.9613.93ZK4-12.442.332.482.744.725.956.4414.96ZK4-22.452.352.492.734.265.535.9613.29记录个数55555555最大值2.462.352.492.745.226.556.9616.06最小值2.422.302.462.734.265.505.9613.29平均值2.442.342.482.734.635.846.2614.43三元桥水库大坝条石材料力学实验成果表表3－4样品编号天然抗压强度单值（Mpa）饱和抗压强度单值（Mpa）软化系数饱和抗拉强度（Mpa）饱和抗剪断强度变性模量(MPa)弹性模量(MPa)泊松比内摩擦角φoC(MPa)ZK2-130.5023.90.770.6239.291.85612.206183.600.1733.7025.10.795006.905439.400.2027.4021.80.746075.206521.200.18ZK3-127.1020.60.750.6939.61.584731.605174.300.2029.5021.80.626095.306590.500.1730.4023.20.75601.706033.900.19记录数662622666最大值33.7025.10.770.7939.61.86095.306590.500.37最小值27.1020.60.750.6239.291.584731.605174.300.27平均值29.7722.70.760.6939.451.695520.485990.480.32三元桥水库大坝坝基岩土力学实验成果表表3－5样品编号天然抗压强度单值（Mpa）饱和抗压强度单值（Mpa）软化系数饱和抗拉强度饱和抗剪断强度变性模量(MPa)弹性模量(MPa)泊松比内摩擦角φoC(MPa)ZK1-128.9022.50.780.7538.411.415492.906016.400.1932.7025.10.776607.107279.600.1726.3020.70.75126.105530.800.20ZK2-126.9019.70.770.6439.241.334753.905124.800.1928.3022.00.625831.006274.400.1829.6023.50.684973.505371.200.19ZK3-234.3026.10.80.7440.121.824921.505342.800.1830.5024.50.694158.204572.900.2033.8027.90.745547.705980.100.18ZK4-128.4021.40.770.6137.951.255529.106071.500.1725.5019.70.576190.906788.300.1527.1021.10.655215.405742.000.18ZK4-231.4024.30.780.7239.271.576518.007055.200.1627.9020.90.616043.206451.800.1733.0026.40.756427.506890.100.16记录数151551555151515最大值34.3027.90.80.7740.121.826607.107279.600.20最小值25.5019.70.770.5737.951.254158.204572.900.15平均值29.6423.10.780.68391.485555.736032.790.18结合岩土样扰动并考虑一定的不利影响因素作适当折减后提出枢纽工程区岩土物理力学指标推荐值如表3-6～8(取值说明：抗剪断强度建议值，粘聚力由实验算术平均值乘以0.2的折减系数，岩石内摩擦角由实验算术平均值乘以0.9的折减系数得来；变形模量及弹性模量由实验平均值乘以0.67的折减系数得来；岩体抗拉强度建议值由实验的算术平均值乘以0.2的折减系数得来；岩石泊松比平均值视为其强度建议值）三元桥水库大坝坝体、坝基岩土物理力学指标建议值表3－6名称容重抗剪断强度指标抗压强度指标软化系数力学指标天然容重（KN/m3）浮容重（KN/m3）凝聚力（kPa）内摩擦角（°）天然抗压强度（MPa）饱和抗压强度（MPa）坝体（条石砂岩）24.4014.80338.0035.5129.7722.700.76坝基（砂岩）24.4014.80296.0035.1029.6423.100.78表3－7部位泊松比弹性模量E（MPa）变形模量E（MPa）线膨胀系数抗弯强度（MPa）抗拉强度（MPa）摩擦系数坝体条石砂岩0.323698.724013.620.0000101.200.1380.50坝基（砂岩）0.183722.344041.97——0.1360.52三元桥水库大坝岩土体渗透系数建议值表3－8部位小值大值坝体(条石砂岩)4.5×10-4（cm/s）5.6×10-4（cm/s）坝基(砂岩)12.7(Lu)25.42Lu)备注：坝体(条石砂岩)渗透系数根据可现场观测估算，大坝蓄水位以下后坝面湿润、散浸，局部有小股水流集中渗漏。坝体渗漏水量估计约0.10L/s，属中档透水。3.4坝枢存在重要病险评述该库涉及工程地质的病害因素重要是根据钻探勘察结合地面地质调查及经验分析。(1)历史病害：工程于1977年8月动工，1979年4月右岸第一拱未挖到硬基岩上而返工，在1979年8月竣工。竣工运营后坝体、坝基及坝肩与基岩接触带长期出现渗漏；大坝溢洪采用坝顶全断面泄洪，右坝段一号支墩下游存在冲坑，没有消能设施，不能安全下泄洪水。大坝在运营过程中一号支墩由于不稳定1988年垮塌，后通过修复加固，运营至今。(2)现场检查：三元桥水库大坝为条石连拱坝，最大坝高9.6m，坝顶高程286.23m，正常蓄水位286.23m，现场检查蓄水位在渠首顶部高程284.80m。大坝坝体为水泥砂浆砌条石结构，砌筑砂浆标号低，结构疏松，砌石浆缝未填满。坝体砌石为砂岩，中档风化，强度较低。大坝蓄水位以下后坝面湿润、散浸，局部有小股水流集中渗漏。大坝坝体与岸坡、坝基接触带湿润、散浸，局部有小股水流集中渗漏。坝基、坝肩、坝体渗漏，具体渗漏位置见下表3-9，此外大坝右岸1号拱坝脚偏右侧有较大冲坑，该冲坑最大深度为2.0m，冲坑沿坝轴线方向长约5.0m，沿下游河道方向长约7.0m，且有逐渐加大加深的趋势，对右岸边坝脚的安全及稳定性导致影响。大坝现场调查渗漏情况登记表表3-9渗漏范围编号位置高程（m）面积（m2）流量（/s）备注W1大坝左段坝脚282.55.30.02复核时调查W2大坝中坝脚276.904.00.05复核时调查W3大坝右坝段278.55.50.03复核时调查左岸放水设施渠首设在大坝左坝肩，渠顶高程为284.80m，渠宽3.0m。渠首未设立闸阀，在厚层状砂岩中开挖而成，渠首底板及边墙均未衬砌，底板见裂隙110°∠83°～85°，裂隙延伸长度2.0～2.5m，裂隙间距0.5-0.8m，裂面平直，多为泥质充填。右岸放水设施为一拱涵，设立在大坝有岸，进口用木闸门控制，底坎高程为283.85m，原设计最大放水流量为0.69m3/s，现场检查闸门损坏，不能使用，闸门渗漏严重，漏水量约2L/s。基础置于侏罗系中统沙溪庙组灰褐色厚层状砂岩之上，砂岩体属中软岩，岩体较破碎，其中沿渠首25m渠道存在垮塌，岩体基本质量等级为Ⅳ类，边坡稳定，建设条件较好。（3）通过勘探对病险论证据大坝区4个钻孔对坝基做压水实验15段，有8段透水率大于5.0Lu，占实验段的53.3%，透水率多在12.7～25.42Lu之间，属中档透水带，其中有3段因基岩破碎，压水不起压，流量达35～45L/min，属强透水，透水段高程约为269.41m以上。坝基269.41mm以下透水率小于5.00Lu，透水率在0.64～4.9Lu之间，为坝基相对隔水层。大坝坝基及左、右坝肩存在渗漏。3.5天然建筑材料本工程初步设计方案混凝3650m3，砌石5480m3，料场选取采用就近取材、技术上可行、经济上合理的原则。交通运送方面至大坝有0.4km不通公路，交通较为不便。（1）碎石料碎石料位于大足县六一料场购买，料场岩性为西山背斜三叠系下统嘉陵江组灰岩，岩质坚硬，单轴饱和抗压强度约42MPa，岩石表观密度为2680kg/m3，含泥量0.06%，针片状颗粒含量约3%，压碎指标9.4%，最大粒径9.2mm，满足Ⅱ类碎石指标，可作为砼骨料。嘉陵江组灰岩为非活性骨料，可作为砼骨料。碎石料储量约在20万m3，能满足设计所需，运距约20Km。（2）砂料砂料场位于铜梁安居砂料场，砂料含砂率为26.5%，河砂堆积密度1.55g/cm3，表观密度2.64g/cm3，含泥量2.8％，有机质含量合格，粒度模数2.6，平均粒径0.38mm。满足技术规定，砂料储量约在5万m3，运距约45Km，采用购买。（3）条、块石料条、块石料拟在铜梁县福果镇赵之山料场购买，侏罗系沙溪庙组中厚层状灰色砂岩，岩石完整，砂岩的饱和抗压强度在33-35MPa之间。料场地形呈22°～25°缓坡，浅层厚约1.5m的强风化属无用盖层，有用层厚度大于6m，可采储量2.0万m3；储量均可以满足本工程建材所需，采用购买，平均运距2～3km。3.6结论及建议（1）区域地质构造稳定，地震动反映谱特性周期为0.35s，地震动峰值加速度为0.05g，地震烈度小于Ⅵ度，属相对稳定的弱震环境。（2）项目区内地质构造单一，无区域性断裂，库区河流方向与岩层走向基本一致，库区未发现坍塌、滑坡等不良地质现象，工程地质条件较好。（3）该水库大坝坝体为水泥砂浆砌条石结构，砌筑砂浆标号低，结构疏松，砌石浆缝未填满。大坝正常蓄水位以下后坝面湿润、散浸，局部有小股水流集中渗漏。据大坝区4个钻孔对坝基做压水实验15段，有8段透水率大于5.0Lu，占实验段的53.3%，透水率多在12.7～25.42Lu之间，属中档透水带，其中有3段因基岩破碎，压水不起压，流量达35～45L/min，属强透水，透水段高程约为269.41m以上。坝基269.41mm以下透水率小于5.00Lu，透水率在0.64～4.9Lu之间，为坝基相对隔水层。大坝坝基及左、右坝肩存在渗漏。建议采用工程措施对坝体、坝基、坝肩进行防渗整治。此外大坝右岸1号拱坝脚偏右侧有较大冲坑，该冲坑最大深度为2.0m，冲坑沿坝轴线方向长约5.0m，沿下游河道方向长约7.0m，且有逐渐加大加深的趋势，对右岸边坝脚的安全及稳定性导致影响，建议采用工程措施对其整治解决。（4）左岸放水设施渠首设在大坝左坝肩，渠顶高程为284.80m，渠宽3.0m。在厚层状砂岩中开挖而成，渠首底板及边墙均未衬砌，底板见裂隙110°∠83°～85°，裂隙延伸长度2.0～2.5m，裂隙间距0.5-0.8m，裂面平直，多为泥质充填。（5）右岸放水设施，设立在大坝右岸，进口用木闸门控制，底坎高程为283.85m，设计最大放水流量为0.69m3/s，现场检查闸门腐朽坏死，不能使用，闸门渗漏严重，漏水量约0.5L/s。基础置于侏罗系中统沙溪庙组灰褐色厚层状砂岩之上，砂岩体属中软岩，岩体较完整，岩体基本质量等级为Ⅲ类，建设条件较好。建议对其进行加固并防渗解决。（6）天然建筑材料碎石料位于大足县六一料场三叠系下统嘉陵江组灰岩料场，以购买方式解决；砂料场位于铜梁安居砂料场；条、块石料拟在铜梁县福果镇赵之山料场购买。

4工程除险加固必要性及重要内容4.1工程现状及大坝安全鉴定结论4.1.1工程现状本阶段对三元桥水库的病险情况进行了现场检查并做了具体地勘，具体情况介绍如下：1、大坝现状三元桥水库大坝为浆砌条石连拱坝，最大坝高9.6m，坝顶高程286.23m，正常蓄水位286.23m，现场检查蓄水位在渠首渠顶高程处，即高程284.80m。坝型为浆砌条石连拱坝，由2个中墩2个边墩，3个拱圈构成，拱圈顶厚1.15m，底厚1.95m，单拱长12.0m；中墩断面为梯形上底宽3.0m，下底宽11m，高9.6m，坝顶轴线长51.3m。详见附图。大坝坝体为水泥砂浆砌条石结构，砌筑砂浆标号低，结构疏松，砌石浆缝未填满。坝体砌石为砂岩，中档风化，强度较低，坝体下游风化严重。大坝正常蓄水位以下后坝面湿润、散浸，局部有小股水流集中渗漏；大坝坝体与岸坡、坝基接触带湿润、散浸，局部有小股水流集中渗漏；大坝1号拱圈下游偏右侧有较大冲坑，该冲坑最大深度为2.0m，冲坑沿坝轴线方向长约5.0m，沿下游河道方向长约7.0m，且有逐渐加大加深的趋势，此外大坝左右坝肩为土体边坡，遭受洪水冲刷严重。坝顶无人行桥，过往行人及管理人员直接从坝顶通行（顶宽1.15m，无防护栏），且为坝顶溢流，通行坝顶及不安全，不利于水库管理；左右坝肩为土体边坡，冲刷较为严重。临近坝体（2.5m）建有提水泵房，占用行洪宽度，水库下游存在鱼池，占用河道，不利于下游行洪。2、放水设施现状左岸放水渠道：渠首设立在左坝肩，在砂岩中开凿而成，渠顶高程为284.80m，堰宽3.0m。渠首现未设立闸门控制下泄水量，水库水位只能维持在高程284.80m，水库效益未能充足发挥。右岸放水设施：水库右岸放水设施原设计为平板闸门取水，现闸门损坏，不能继续使用。放水闸门位于右侧大坝底部，孔底高程283.85m，断面尺寸为1.4×1.0m，最大放水流量0.69m3/s。右岸渠首现有长度为25m的渠道垮塌。4.1.2大坝安全鉴定结论1、三元桥水库枢纽工程属Ⅳ等工程，重要建筑物为4级，次要建筑物为5级，设计洪水位30年一遇，校核洪水位32023一遇，下泄洪水中冲河床，冲刷严重，抗洪性能评估为B级。2、大坝2、3号支墩抗滑稳定不满足规范规定，存在安全隐患，大坝结构稳定安全评估为C级。3、大坝坝体、坝基及坝肩均渗漏严重，大坝渗流稳定安全评估为C级。综合大坝各单项工程性状和安全级别，综合评估三元桥水库大坝安全性能为三类坝。三元桥水库安全鉴定主管单位及审定部门铜梁县水务局作出的批示为：批准该水库大坝安全分析评价报告，其分析评价客观、科学、合理。批准对水库大坝鉴定为三类坝。工程管理单位应根据大坝鉴定结论和建议，积极筹备除险加固工作。4.2工程除险加固必要性根据水库“三查三定”资料、大坝安全分析评价报告、大坝安全鉴定报告书及现场检查情况，均充足说明三元桥水库枢纽工程存在较为严重的安全隐患。三元桥水库是一座以灌溉为主兼供水、防洪于一体的小（一）型骨干水利工程，大坝下游有重要交通要道、场镇、村舍、千多户农房，约5000人口及近万亩农田，水库大坝一旦失事将给下游沿岸居民及良田导致毁灭性劫难，导致较大的经济损失和社会影响，因此，为保证大坝安全运营，消除隐患，充足发挥水库的效益，保证国家和人民生命财产不遭受损失，及时对三元桥水库枢纽进行除险加固是十分必要的，且迫在眉睫。4.3工程除险加固重要内容根据水库的病险情况，拟定的除险加固重要内容为：1、对大坝进行渗漏整治、稳定加固。2、对大坝坝基及坝肩帷幕灌浆防渗。3、对1号拱圈下游冲坑采用C20钢筋砼回填解决，进行加固解决，并新建消力池。4、对左岸放水渠道渠首封堵并增设闸阀控制。5、拆除更换现右岸放水闸门。6、坝顶新建人行桥，并增设防护栏杆。7、对左右坝肩进行护岸解决。8、新建防洪公路0.4km，新建水库管理房300m2，埋设大坝位移、水位等观测、监测设施，便于防洪抢险及水库安全运营管理。

5除险加固设计5.1设计依据5.1.1工程等级及建筑物级别三元桥水库是一座以灌溉为主兼供水、防洪于一体的小（一）型骨干水利工程，除险加固后水库总库容161.71万m3。根据《水利水电枢纽工程等级划分设计标准》(SL252—2023)及《防洪标准》(GB50201—94)的规定，本工程为四等小(一)型工程，其永久性重要建筑物为4级，次要建筑物为5级，防洪标准为30年一遇洪水设计，32023一遇洪水校核。地震基本烈度为Ⅵ度，不设防。5.1.2设计基本资料(一)《铜梁县三元桥水库工程“三查三定”说明书》(铜梁县水电局1984年编制)。(二)《重庆市铜梁县三元桥水库安全分析评价报告》(重庆市渝西水利电力建筑勘测设计院编制)。(三)《重庆市铜梁县三元桥水库大坝安全鉴定报告书》(重庆市铜梁县水务局)。5.1.3设计依据规范、标准《工程建设标准强制性条文》(水利工程部分)《水库大坝安全管理条例》《水库大坝安全鉴定办法》（水管［1995］86号）《水库大坝安全评价导则》SL258-2023《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》GB50199-94《防洪标准》GB50201-94《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2023《砌石坝设计规范》（SL25－2023）；《混凝土拱坝设计规范》（SL282-2023）；《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44－2023）《土工实验方法标准》GB/T50123-1999《土工实验规程》SL237-1999《混凝土坝安全监测技术规范（试行）》(SDL336—89)《水工建筑物抗震设计规范》DL5073-2023《溢洪道设计规范》SL253—2023《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62－94）；《水库工程管理设计规范》（SL106-96）；《水利水电工程初步设计报告编制规程》（DL5021-93）。5.2除险加固方案根据水库的病险情况，拟定的除险加固方案为：1、对大坝下游拱圈采用C15埋石砼回填（变拱坝为重力坝），堰面采用WES曲线，下游设立消力池，解决大坝渗漏、支墩稳定及下游消能问题。2、对大坝坝基及坝肩帷幕灌浆防渗，解决坝基、坝肩渗漏问题。3、对1拱圈下游冲坑采用C20钢筋砼回填解决。4、对左岸放水渠道渠首封堵并增设闸阀控制。5、拆除更换现右岸放水闸门。6、坝顶新建人行桥，并增设防护栏杆。7、对左右坝肩进行护岸解决。8、新建防洪公路0.4km，新建水库管理房300m2，埋设大坝位移、水位等观测、监测设施，便于防洪抢险及水库安全运营管理。5.3枢纽工程设计5.3.1大坝（方案一）5.3.1.1大坝加固及防渗1、大坝防渗及加固针对大坝面板渗漏及拱坝支墩稳定问题，采用C15埋石砼填筑拱圈下游（变拱坝为重力坝），靠近拱圈侧1.0m范围内采用C15砼，并设立Φ16@1500（L=1.5m）锚杆。施工中先对接触面浆砌条石进行凿毛解决，并清洗干净；靠近拱圈侧1.0m范围内砼添加3%-6%膨胀剂，防渗等级为W4；埋石砼的埋石率为20%，坝顶拆除一轮条石（厚25cm），采用C20砼置换，保持现坝高不变；支墩下游面采用M10水泥砂浆开槽勾缝（详见图）。2、大坝加固后稳定验算大坝整治前为浆砌条石连拱坝，整治后为重力坝。根据《浆砌石坝设计规范》SL25-2023的规定，采用抗剪强度公式和抗剪断强度公式。抗剪强度公式按Ks=f(ΣW-U)/ΣP计算抗剪断强度公式按K`s=[f`(ΣW-U)+c`A]/ΣP计算式中：ΣW接触面以上的总铅直力；ΣP接触面以上的总水平力；U作用在接触上的扬压力；f接触面间的摩擦系数，取0.52；f`抗剪断摩擦系数，取0.70；c`抗剪断摩擦系数，取296Kpa。根据《水库大坝安全评价导则》SL258-2023相关规定，并结合本工程实际运营情况，计算工况如下：特殊荷载组合：（1）校核水位工况（荷载组合工况:1）；基本荷载组合：（2）设计水位工况（荷载组合工况:2）；（3）正常水位工况（荷载组合工况:3）；抗剪强度公式按Ks=f(ΣW-U)/ΣP计算抗剪断强度公式按K`s=[f`(ΣW-U)+c`A]/ΣP计算坝体稳定计算成果表表5-1计算工况抗剪安全系数抗剪断安全系数计算值规范值备注计算值规范值备注特殊1校核高水位稳定1.321.00满足4.262.50满足基本2设计高水位稳定1.241.05满足4.233.00满足3正常高水位稳定1.191.05满足4.193.00满足经计算，根据《水库大坝安全评价导则》SL258-2023相关规定，该水库大坝在正常水位、设计水位、校核水位三种工况下,大坝整治后在各水位时抗剪及抗剪断安全系数均满足规范规定。3、溢流面溢流堰为WES实用堰，采用底流消能，WES曲线由上游曲线段、中间直线段、下游反弧段组成。溢流面采用钢筋混凝土面板防渗(混凝土强度等级为C25、防渗等级为W6)，面板厚0.5m。溢流面设Φ10@150钢筋网，并设Φ25@1000（L=2.0m）锚杆。溢流面施工为二期混凝土，在埋石砼施工中，每级台阶0.5m高，0.5m宽，在每级台阶处布置锚杆，在二期砼浇筑前，需要对接触面进行凿毛解决。(1)堰面曲线计算根据《溢洪道设计规范》（SL253-2023），溢流堰堰面曲线拟定定型设计水头Hd=（0.75～0.95）Hmax，校核洪水289.26m时，选定的定型设计水头Hd见表5-2。定型设计水头Hd计算表表5-2堰顶高程(m)校核洪水位(m)堰顶最大水头Hmax(m)定型设计水头Hd(m)选定定型设计水头Hd(m)286.23289.263.032.28～2.892.5(2)堰面幂曲线在堰顶下游的堰面曲线采用幂曲线，其公式为：式中：k、n——与上游堰面的倾斜坡度有关的参数；k=2.0，n=1.85；x、y——为以溢流堰顶点为坐标原点的坐标，x以向下游为正，y以向下为正。通过计算堰面幂曲线方程为：y=0.229x1.85(3)三段圆弧曲线堰顶上游段堰面曲线按上游坝面为3:0时的三段圆弧曲线，其计算成果见表5-3。堰顶上游三段圆弧曲线计算表表5-3定型设计水头Hd(m)圆弧1(m)圆弧2(m)圆弧3(m)半径距堰顶水平长半径距堰顶水平长半径距堰顶水平长2.51.250.4380.50.6900.10.705按照规范取反弧段半径为3～6倍反弧段最低部最大水深，最低部最大水深为h=0.53m。初定为R=3m。5.3.1.2坝后下游消力池消能防冲方式为底流消能，消能防冲设计标准按2023一遇洪水设计，相应洪水位和下泄流量分别为为288.26m和289.00m3/s。经计算，消力池长20.0m、深1.5m，池底高程276.63m，消力池边墙顶高程281.