水库除险加固工程初步设计报告

水库除险加固工程初步设计报告1综合说明兼有防洪等综合效益的重点小(一)型蓄水工程。大坝下游150大坝为粘土均质坝，1964年10月兴建，1983年扩建完根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)，水库枢纽工程等级为Ⅳ等，主要永久性建筑为4级建筑物，次要建筑物属5级。水库正常高水位为并未按水库的挡水副坝设计施工，大坝加高及蓄水位升高后，该段渠道才成为××堤坝基础上进行加高，由老坝向库内加宽20余米，向外加宽30余米。同时建设无工时，人工对基础清基，但不彻底，结合部位没有刨松，而后填土筑坝，用一台东方红机械碾压。当时施工只顾抢进度，大量民工同时施工、培土，质量难以控制，2003年6月，基本上完成了80m长渗漏处的砂卵石反滤层处理。由于××水库主要建筑物大坝、坝下涵管、副坝等均存在安全隐患并先后出现了险情，迫使水库一直限制水位运行，不能正常蓄水。2004年6水库大坝为三类坝。考虑到水库下游有昌九高速公路、京九铁路等重要基础设施，为了对××水库枢纽进行除险加固，受××县水利局委托域杜头支流水系，大坝两侧山峰都高出坝顶20-30m，整个流域范围内山青水绿，上本次设计对水位库容、面积关系进行了复核，设计采用复核后的水位～库容~本工程区属亚热带东南季风气候区，夏季湿热多雨，冬季风冷天寒，全年四季洪水季节有明显的规律性，一般6月份中旬进入汛期，到8月下旬结束。此后汛期推理公式法计算，经比较选用查手册推理公式法计算成果，其洪峰流量成果为：校库区属修河流域，为冲剥蚀形成的低丘岗地貌，库盆为冲蚀作用形成，库左岸为红黄色粘性土组成的低丘岗地；右岸为砾岩裸露的低矮山头。库区最大高程约第四系全新统冲洪积层（al+plQ4分布主坝上、下游，为河床相冲洪积粉质相应地震烈度为VI度。水库区属长江流域修河水系，区内地下水主要为基岩裂隙水和少量第四系松散堆积层内上层滞水。上层滞水主要来源大气降水补给，其动态变化与气候、隔水透镜体厚度及分布范围有关；基岩裂隙水其来源雨水渗透或河流渗入，同时也由于蒸水库左岸低矮丘陵，由红褐色粉质壤土够成，根据试验，其防渗性能满足大坝加固防渗休填筑要求，储量约20×104m3。通过对水库大坝施工、运行期及现状质量检查分析，得出大坝现状质量评价如性中等，尤其是在坝底接触带，渗透性更大，在外坝坡常年渗水；副坝坝身填土未能碾压密实，空隙较大，干密度较小，具高压缩性，透水性中等，尤其是在坝底接触面，渗水严重，在外坝脚常年不干；两坝体填土的压实度和渗透性不能满足《碾压式土石坝设计规范》之填筑要求，说明填土水作用。上游坝坡块石护坡不满足设计要求，未设垫层，有松动现象。下游坝坡杂行观测、地质勘探、大坝安全鉴定及本次安全复核成果，目前工程存在的主要问题(1)主坝填筑质量差，导致坝体渗漏。库水位32.5m以上时，主坝下游坡马道(2)副坝清基及填土质量差，造成基础渗漏(3)主坝外坝脚紧靠水塘，排水棱体不合设计(5)放水涵管正向闸门启闭机锈蚀严重，木闸门已腐烂变形无法正常启闭，进(6)水库无溢洪道，目前仅靠放水斜管泄洪，运行不可靠；坝下涵管为素砼结(8)进库公路路面高低不平，宽度较窄，特别是泄洪时路面浸水无法通行，给本次设计对水库大坝的防洪标准、渗流安全、大坝经批准后委托××市水利水电规划设计院承担了××水库大坝安全鉴定分析论证和主持召开了××水库大坝安全鉴定会，根据大坝安全论证报告及专家审查意见，提（1）经复核，水库按30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核，相应库水位不满足规范要求。坝脚砌石体无反滤层不能起反滤排水作用，坝脚水塘对大坝渗流1983年建成以来为地方国民经济发展发挥了重要作用。但大坝运行过程中一直存在较多安全隐患，使工程不仅不能发挥设计规模效益，而且对其下游人民的生命和财根据××水库设计标准及存在的问题，拟定的××水加固大坝及副坝，加固或改建坝下涵管，完善工程运行、管理及防汛设施，提高水库蓄水和防洪能力，确保水库大坝安全，并使工程加固后根据水库综合利用要别为四等，永久性主要建筑物为4级。工程设计洪水标准为三十年一遇，校核洪水根据管理单位的要求，为了满足××经济开发区的用水量需求，需增加水库的-2000）的规定，确定本工程为四等小（一）型工程，永久建筑物级别为4级，设通条件，修建扩宽现有防讯公路4.5km；改善办公、生活条件，增加通讯、交通工程大坝为均质坝，根据渗流分析结果，大坝的浸润线逸出点较高，如用导渗的方案采用贴坡排水或棱体排水工程量都太大，且不能有效解决渗漏问题。而本工程基础条件较好，坝基不透水覆盖层较厚，采用截渗方案只需在坝体进行截渗即可，工程量不大，因此本设计推荐采用截渗方案进行防渗处理，同时根据需要在下游坝坡设防渗处理设计：对大坝拟定三个防渗处理方案进行比较：①粘土斜墙②高喷心数满足要求。上游坝坡采用干砌石护坡，下游坝坡采用草皮护坡，坝顶设泥结石路面，顶高程为36.8m，根据坝顶高程要排水棱体整治：排水棱体因反滤层不合设计要求，不能起保护坝体的作用，需根据安全鉴定成果及本阶段安全复核，坝下涵管存在诸多质量及安全问题，是大坝的一大安全隐患。因涵管为无筋砼结构，且管径过小，无法进行加固处理，因此本阶段设计采用封堵重建输泄水设施的方案。封堵采用C15砼进行全线封堵。根据地形和地质条件以及与下游河道的衔接条件，隧洞洞线选定在右岸。同时为了便于施工以及根据右岸的地形，将隧洞洞线选择为直线，与大坝主轴线基本垂××水库大坝目前无安全监测设施，不满足安全运行管理及规范要求。本次设整个除险加固工程的主要施工项目有：大坝及副坝土方回填工程，大坝冲抓回填粘土心墙工程，大坝排水棱体改造工程，输泄水隧洞工程、坝下涵管封堵工程、施工采用原坝下涵管及隧洞导流。第一期施工为输泄水隧洞施工，采用坝下涵位定岗标准》规定，定员设单位负责岗位1人，技术管理岗位2人，财务与资产管辆和办公设备、计算机等，为水库防汛、工程管理方便，将现有的防汛公路进行加环境保护设计主要包括水质保护、环境空气保护、噪声防治及施工期人群健康保护。水质保护主要是对砂石料加工冲洗废水、混凝土拌制产生的废水进行处理。环境空气保护主要是对混凝土拌合系统采取降尘措施，注噪声防治可通过调整施工时段及对直接受噪声影响严重措施解决。人群健康保护措施主要有施工区卫生清水土保持设计主要措施包括土料场水保弃渣场水保措施。土料场取料完成⑺材料价格采用2004年第二季度市场价格。(1)××水库总库容247×104m3，是一座以供水、灌溉为主，兼顾防洪等综合效益的小（一）型水库，除险加固后工程各项经济指标较好。水库地理位置重要，下游有昌九高速公路、京九铁路等重要基础设施，由于大坝存在诸多安全隐患，严重威胁下游人民的生命财产安全。建议尽快开展水库除险加固建设，更好地发挥水1年23456%78m3/s94m3%m3/s4m3%5m3/s%m3/s512m4m33m4m34m4m35m4m36m74m384m31设计洪水最大下泄流量m3/s2校核洪水最大下泄流量m3/s14亩24亩3104m3/年41mmm291.8mm665m2m9090m0.40.4m25.225.2m24.624.61.0×0.83mmmmmm4mmmmmm3/s1年12383031470444115m28606609191t5742t233791397.552%21.732732水文域杜头支流水系，大坝两侧山峰都高出坝顶20-30m，整个流域范围内山青水绿，上本次安全鉴定根据万分之一的航测图对流域面积、主河道长度、主河道比降进洪水季节有明显的规律性，一般6月份中旬进入汛期，到8月下旬结束。此后汛期 ××水库所在的流域范围内没有水文站和雨量站，缺少入库实测洪峰流量及本推算，其设计暴雨采用查手册法及根据××县气象站年最大短历时降雨资料进行计算，并对两种方法计算的洪水成果进行比较，取其较不0036.534.532.530.528.526.524.536.534.532.530.528.526.5量由涵管排泄，汛期洪水位在34.3-34.8m，汛后枯水期由××灌区11分干补水至××水库为小(一)型水库，大坝为均质土坝。根据《水利水电工程等级划分及级别：永久性主要建筑物为4级，永久性次要建××水库所在流域区无实测的流量资料及实测暴雨资料，邻近流域内也无合适求库区设计洪水，根据××省水利厅“赣水建管字[2004]26号文”下发的大坝安全评价技术规定，对集雨面积小于30km2流域，一般采用推理公式计算设计洪水。×气象站暴雨资料统计计算法来推求，并对两者推算的洪水进行比较，取其较不利的洪水作为计算成果。先推求设计及校核洪水，如水库防洪标准不够再补充计算近期表2.2.5.15Kp24hKp6hKp1h表2.2.5.2手册推52.2.5.2库区附近气象站实测资料统计雨资料，且县气象站距离××水库较近，气候条件相同，故采用县气象站作参证站由以上参数可计算各时段各设计频率的短历时点、面雨量见表2.2.5.7，表中点1428344285676859397814年份8914328432874355869740839783754151606214122690合1428314455678839967428123545678798946231值5将查手册法和实测资料法计算结果列入表2.2.5.8进行比较，从表中可知，查手因此判断由查手册法暴雨计算的设计洪水对水库安全更为不利，所以采用查手册法表2.2.5.8查手册法0.33%5123456789项目123456789合计H4.24.24.24.24.24.20.00.00.08.38.38.320.220.231.778.521.27.57.56.74.24.22.9264.94.28.421.025.225.225.225.225.233.541.850.160.280.4100.6132.3210.8231.9239.4246.9253.6257.8262.0264.974.278.482.686.891.095.295.295.295.2103.5111.8120.1130.2150.4170.6202.3280.8301.9309.4316.9323.6327.8332.0334.9总3.65.57.49.520.125.532.550.470.6102.3180.8201.9209.4216.9223.6227.8232.0234.9R总2.12.10.00.00.04.24.35.47.020.231.778.521.27.57.56.74.24.22.9234.9R下（fc·t）2.12.10.00.00.02.22.22.22.22.22.22.22.22.22.22.22.22.22.22.244.6h24(3.33%)0.00.00.00.00.00.00.00.00.02.02.13.24.829.576.35.35.34.52.02.00.7190.3项目123456789合计H总R总R下（fc·t）h24(0.33%)项目123456789合计H3.83.83.83.83.83.80.00.00.07.67.67.68.330.572.620.36.86.86.13.83.83.0240.73.87.622.722.722.722.730.337.945.553.870.487.0117.5190.1210.4217.2224.0230.1233.9237.7240.773.877.681.485.289.092.792.7100.3107.9115.5123.8140.4157.0187.5260.1280.4287.2294.0300.1303.9307.7310.7总3.24.96.68.522.328.140.857.087.5160.1180.4187.2194.0200.1203.9207.7210.7R总0.00.00.03.83.84.35.830.572.620.36.86.86.13.83.83.0211.7R下（fc·t）0.00.00.02.12.12.12.12.12.12.12.12.12.12.12.12.12.12.142.2h24(0.33%)0.00.00.00.00.00.02.228.44.74.70.9根据《手册》的计算采用下式2-3:据上式和各时段净雨可求不同频率的Qt～t关系曲线。见下表序号123456789Ht176.329.55.35.34.84.53.22.1276.3105.8124.7142.8158.5163.8169.1173.9178.4181.6183.7376.352.941.635.731.727.324.221.7Qt(m3/s)422.39.38.07.16.35.85.34.9序号合计Ht12.02.02.00.7190.32185.7187.7189.7190.33Qt(m3/s)44.54.24.03.7序号123456789Ht1104.646.430.129.829.88.78.78.17.46.22104.6151.0181.1210.9240.7254.3263.0271.7279.8287.2293.43104.675.560.452.748.142.437.634.031.128.726.7Qt(m3/s)430.522.09.99.18.47.8序号合计Ht15.13.83.82.20.70.70.70.50.40.2311.52298.5302.3306.1308.3309.0309.7310.4310.9311.3311.5324.923.321.920.6Qt(m3/s)47.36.86.46.05.65.35.04.84.54.3序号123456789Ht170.528.44.74.73.93.72.2270.598.9117.1131.2141.8146.5151.2155.1158.8161.0162.7370.549.539.032.828.424.421.6Qt(m3/s)420.69.68.36.34.74.3序号合计Ht10.9168.92164.4166.1167.8168.73Qt(m3/s)44.0查《手册》附图4-2推理公式分区图知，××水库流域位于第Ⅶ区。根据θ=L/J1/3=1.25/0.004881/3=7.37<60,按第0.265=0.31584=[6.4874//s)/s)点绘Qt～t及Qτ~τ关系曲线得不同频率地面洪峰流量如下:..t~t50采用概化五点折腰多边形过程推求地面洪水过程线,然后对地下径流进行回加P根据地面汇流时间T和概化五点折腰多边形计算系数可得不同频率的洪水过123450.86789100002345678911000223344556677889986420%%%~t~~t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面积F洪峰模数（Q/F2/3）从上表可知，由于本流域面积小，平均比降也很小，因此洪峰模数也较小，与小岭涧水库的洪峰模数则很接近，可认为本本工程部分水下工程有施工导流要求，因此需推算组织设计，主要水下施工项目为涵管封堵和隧洞进对于隧洞进口施工，采用坝下涵管作为施工期导流物，其过流能力见表2.2.8.2，起隧洞进口施工期最高水位为26.61m，取此时隧洞进口施工所需围堰顶部高程为27.5m。对于涵管封堵施工，采用隧洞导流，底部高程26m，经调洪演算，结果求得最大泄流能力为0.41m3/s，对应涵123456789000容，其水源主要依靠××灌渠十一分干补水。十一分干进水库最大引用流量为为了及时准确地掌握流域内雨洪信息，拟设置一个雨量观测站，雨量站设置在取水泵房旁的空地上，面积不小于4×4m，周围设栅栏保护。四周障碍物与仪器的上游观测水尺可用油漆直接在隧洞启闭台上标示。下游观测设备为木质直立水3工程地质与工程质量基础上进行加高，由老坝向库内加宽20余米，向外加宽30余米。同时建设无筋砼人工对基础清基，但不彻底，结合部位没有刨松，而后填土筑坝，用一台东方红机械碾压。当时施工只顾抢进度，大量民工同时施工、培土，质量难以控制，碾压厚计划建设并已开挖的铁路路基上填筑而成。副坝当时是作为该段灌渠的填方渠道设计和施工的，并未按水库的挡水副坝设计施工，因而清基和填筑不满足土坝设计施加高水库主坝，施工过程如上述。大坝加高及蓄水水库于1964年冬开工，施工时未做地质勘察工作，也找不到施工清基资料。库区属修河流域，为冲剥蚀形成的低丘岗地貌，库盆为冲蚀作用形成，库左岸为红黄色粘性土组成的低丘岗地；右岸为砾岩裸露的低矮山头。库区最大高程约第四系全新统冲洪积层（al+plQ4分布主坝上、下游，为河床相冲洪积粉质查《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001水库区地震动峰值加速度为主坝右坝肩地貌上为风化剥蚀的岩质低矮山岗，左坝肩及副坝两肩均为浑圆状积层（al+dlQ2）及下第三系新余群，现①第四系全新统冲洪积层（al＋plQ4灰褐色夹灰白色，含水量高，土层呈可②第四系中更新统残坡积层（el-dlQ2黄红色、塑状，发育浅色斑点和少量铁锰质膜，土层中含少量砾石、底部明显增加，砾石成③砾岩（E1＋2xn本次揭露至中风化，但大部分为全风化和强风化状，全风化砾岩呈红褐色、灰白色，砾石成分为石英岩、泥质板岩和少量灰岩，次棱角状，粒径一般为0.5-3.0cm；钙质和泥砂质胶结。岩心呈密实碎石土状，岩石强度低，手捏水库区属长江流域修河水系，区内地下水主要为基岩裂隙水和少量第四系松散堆积层内上层滞水。上层滞水主要来源大气降水补给，其动态变化与气候、隔水透镜体厚度及分布范围有关；基岩裂隙水其来源雨水渗透或河流渗入，同时也由于蒸主坝坝体填土未能碾压密实，空隙较大，干密度较小，具高压缩性，透等，尤其是在坝底接触面，渗透性更大；副坝坝身填土未能碾压密实，空隙较大，干密度较小，具高压缩性，透水性中等，尤其是在坝底接触面，渗水严重，在外坝脚常年流水不干；两坝体填土的渗透性不能满足《碾压式土石坝设计规范》之填筑主坝右坝肩岩体稳定性好，但裂隙发育、破碎，存在绕坝肩渗漏隐患，主坝左坝肩及副坝的左右两左坝肩均由第四系中更新统残坡积粉质壤土层组成的低矮丘陵土层之上，由于地下水的浸润及压缩变形，加上涵管修筑质量差，管身未配筋、分缝止水构造情况不详，初步判断可能已产生裂缝、断裂等现象，严重威胁大坝的安坝身填土由黄红色、红褐色粉质壤土组成，含水量较高，可塑状，密实度差，表3.5.1颗粒组成（粒径mm）许渗透坡降砾砂粉粒粘粒制粒径d60有效粒径d10均匀系数Cu粗中细粗中细60~2020~55～22~0.50.5~0.250.25~0.0750.075~0.005<0.0050.071.8422.270.0180.00286.430.38摩擦角Φ=140，室内垂直渗透系数K=1.11×10-5cm/s，野外钻孔注水渗透系数根据大坝填筑土颗粒分析统计可知，坝体的渗透变形破坏为流土型，计算得坝坝体填土未能碾压密实，空隙较大，干密度较小，具高压缩性，透水性中等，尤其是在坝底接触面，渗透性更大。坝体填土的渗透性和密实度不能满足《碾压式松散状。据管理人员说，该处原先是开挖形成，准备修建铁路的，后废弃。建成后颗粒组成（粒径mm）许渗透坡降砾砂粉粒粘粒制粒径d60有效粒径d10均匀系数Cu粗中细粗中细60~2020~55～22~0.50.5~0.250.25~0.0750.075~0.005<0.0050.0160.00266.150.385K=1.70E-3cm/s，地质建议渗透系数为1.13E-3cm/s。土料场相同土质击根据大坝填筑土颗粒分析统计可知：土的细粒含量×100=46.2%＞由流土型的临界水力坡降Jcr=(Gs-1)(1-n)计算得坝壳土的临界水力坡降为副坝坝身填土未能碾压密实，空隙较大，干密度较小，具高压缩性，透水性中等，尤其是在坝底接触面，渗水严重，在外坝脚常年流水不干，坝体填土的渗透性表3.5.3颗粒组成（粒径mm）许渗透坡降砾砂粉粒粘粒制粒径d60有效粒径d10均匀系数Cu粗中细粗中细60~2020~55～22~0.50.5~0.250.25~0.0750.075~0.005<0.00575.824.20.0150.0027.50.398摩擦角Φ=120，室内垂直渗透系数K=1.27×10-6cm/s，野外钻孔注水渗透系数根据大坝填筑土颗粒分析统计可知土体的渗透变形破坏为流土型，临界水力坡坝址区原先为丘陵地貌，流水侵蚀作用小，仅在主坝的轴线内外见少量的冲积层，分布范围小，层厚薄，已基本得到固结，其工程地质条件较填土层好些，由于该层为基岩覆盖层，遍布工程区，构成库盆底座，对坝基残积层粉质壤土进行取原状样进行室内土工试验、标准贯入试验、钻颗粒组成（粒径mm）许渗透坡降卵砾砂粉粒粘粒制粒径d60有效粒径d10均匀系数Cu中细粗中细200~6020~55～22~0.50.5～0.250.25～0.0750.075～0.005＜0.0050.398摩擦角Φ=200，室内垂直渗透系数K=1.22×10-5cm/s，野外钻孔注水渗透系数K=1.256×10-4cm/s，地质建议渗根据大坝填筑土颗粒分析统计可知土体的渗透变形破坏为流土型。土的临界水该土层为残积层，空隙比小，密实，干密度大，中等压缩性，力学性能较好，③下第三系武宁群砾岩（E1+2xn全风化砾岩已风化成土，手可捏碎，往下为强－中风化，一般呈红色，泥钙质胶结，岩芯呈短柱状，岩石强度低，孔壁不光华，压水试验胶塞压水不住，改注水于风化的原因，为中等－弱透水性，右坝肩由于裂隙发育，渗透性更强，为强透水力学指标室内试验值为：强－中等风化岩块单轴饱和抗压强度21.00Mpa，单轴烘干主坝右坝肩岩体稳定性好，但裂隙发育、破碎，存在绕坝肩渗漏隐患。主坝左坝肩及副坝的左右两左坝肩均由第四系中更新统残坡积粉质壤土层组成的低矮丘陵主副坝的近坝库岸为平缓的山丘和岗地，未见坝后堆石体尺寸偏小且未设反滤层(现场检查时已予以开挖)，不能起到降低浸坝脚排水沟后即为池塘。坝脚出渗情况不易观测，于地下水的浸润及压缩变形，加上涵管修筑质量差，已产生裂缝、断裂等现象，引起渗漏，形成渗漏通道，严重威胁大坝的安全。进口明渠段长11.70m，出口明渠段长14m，表层残坡积层含砾粉质壤土厚度小分位于强风化岩体中。岩体裂隙较发育，呈大块状，洞顶裂隙缝不多，裂缝为主要渗水路径，渗水呈线流状，在隧洞施工过程中需采取排水措施。依据围岩的岩石强隧洞围岩为Ⅲ类，局部稳定性差，建议喷混凝土强风化砾岩：坚固系数f=0，弹性抗力系数K0=200MN/m3,强风化砾岩：坚固系数f=3，弹性抗力系数K0=800MN/m3.水库左岸低矮丘陵，由红褐色粉质壤土够成，颗粒组成为：粉粒76.5%，粘粒通过对水库大坝施工、运行期及现状质量检查分析，得出大坝现状质量评价如性中等，尤其是在坝底接触带，渗透性更大，在外坝坡常年渗水；副坝坝身填土未能碾压密实，空隙较大，干密度较小，具高压缩性，透水性中等，尤其是在坝底接触面，渗水严重，在外坝脚常年不干；两坝体填土的压实度和渗透性不能满足《碾压式土石坝设计规范》之填筑要求，说明填土水作用。上游坝坡块石护坡不满足设计要求，未设垫层，有松动现象。下游坝坡杂天然含水量土粒比重塑性指数液性指数渗透系数干凝聚力凝聚力wρdeC’CφKf%%%%。。-34工程安全复核2R)1/2进口=0.2C=R1/6/n=0.11/6/0.017=40.1L=90mht=25mi=(25.2-24.6) 2g 0+iL-ht)1/2=0.2877*0.126*4.43*(H0+0.6-25)13/s)0.190.240.290.340.390.440.490.54流量Q（m3/s）（H-35）1/2]02—计算时段初、末溢洪道下泄流量，m3/s;V12—计算时段初、末的库容，104m3;V=f2(Z)（3—3）123456789表4.3.4.2三十年一123456789来水过程线 泄水过程线/表4.3.4.3××水库水库正常蓄水位34.5m，经调洪计算，水库校核洪水位（P=0.33%）为W——计算风速，m/s，本水库为4级坝，正常运用条件下风速为多年平均β——计算风向与坝轴线法线夹角，0oKΔ——斜坡的糙率渗透性系数，0.75；a.设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高；b校核洪水位35.04根据水库下游河道的现状情况，泄洪能力较差，涵管出口为2.7×4.4m的矩形消②建议修筑进坝公路，在库区设立水文测报系统及气象观测设施，以便随时掌握③对水文气象资料及水库运行状况做好观测、记录、整理、分析、存档工作，建(1)主坝、副坝的上游坝坡冲刷损坏较严重。主坝护坡块石部分风化较剧烈，凹凸个渗透区，各分区土层物理力学性质参数均采用地勘报在近期地勘（2004年4月）成果的基础上采用《水利水电工程地质勘察规范》h1=0=h(x,z,0)边界条件：水头边界是：h1=t1=h(x,z,t)流量边界t2=-q本次渗流计算分析采用北京理正软件设计研究院编制的土石坝二维渗流计算程序水库运行中出现的不利条件，本次渗流计算位为正常蓄水位34.5m、设计洪水位35.04m、校核洪水位35及等势线图见附图6，各种工况下大坝浸润线坐标见表4.2.2.4.1至表4.2.2.4.3。各算浸润线与地勘钻孔实测相应坝体浸润线进行比较，见图4.2.降(m3/d)表4.2.4.2.1表4.2.4.2.2设计表4.2.4.2.1大坝坝体渗透系数为1.39×10-3c关于均质坝渗透系数不大于1×10-4cm/s的要求。大坝坝体中部填土质量不均，因坝坝体的防渗性能不能满足要求。现场检查显示，大坝坝体在坝右侧下游坡公路(高程各种计算工况下的稳定渗流中，坝体内计算的渗透坡降值和渗漏量见表4.2.2.4.0，从表中可知，大坝坝体出逸坡降及坝基土层的水平坡降和出口坡降的最大值均分别大于土体破坏允许坡降，因此坝体及坝基的土体均长度40m，位于涵管上部左右侧，已危及大坝安全。路路基结合处清基不彻底所致。该渗漏点曾在1998年作过处理，采取的措施是在内坝通过对××水库大坝渗流状况的现场检查和计因大坝无渗流安全监测设施，在除险加固之前，需加强安全检查巡视工作，确保(4)尽快按规范要求对大坝设置安全监测设施，及时对大坝的安全运行进行科学管(5)大坝除险加固前因应特别注意在高水位期的期渗流状况的变化，加强大坝的渗②大坝坝体填土未能碾压密实，具有高可塑性，透水性中等。根据渗流计算，坝③主坝下游坡脚的堆石体不能满足下游坝坡的排水要求，未设反滤层，上游坡块④副坝坝顶为灌溉渠道，坝体及基础渗漏严裂缝。没有发现明显的水平位移现象，也没现期采用设计洪水标准为30年一遇，校核洪水标准为300年一遇，根据此标准，本次坝坡稳定复核计算的目的是验证大坝在坝体自重以及各种工况下的孔隙压力作用①上游水位为正常蓄水位(34.50m)时形成稳②上游水位为设计洪水位(35.04m)时形成稳定③上游水位为校核洪水位(35.31m)形成稳定因副坝高度仅5m左右，坝体较宽，因此本次安全鉴定不作稳定计算，以下稳定计②凝聚力C和内摩擦角Ф的确定：根据坝体断面材料分区的不同，选择不同的C0)本次坝坡稳定复核计算采用北京理正软件设计研究院编制的土石坝坝坡稳定分析软件3.5版，该程序可用毕肖普法算出园弧滑裂面安全稳定渗流期有效应力法(BISHOP法)计算公式:式中:WZ——坝坡外水位高出条块底面中点的距离；u——稳定渗流期或水库水位降落期坝体或地基中的孔隙压力；ui——水库水位降落前坝体中的孔隙压力，按渗透系数小值平均值计算；β——条块的重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角。C'—土体的有效凝聚力；ai—土条滑动面与水平方向的夹角成稳定渗流期时，大坝下游坝坡的抗滑稳定降至23.50应力法总应力法裂缝的可能性不大，现大坝上游坝坡的护坡块石扰动较大②由于浸润线过高，库水位为设计洪水位和正常蓄水位形成稳定渗流期的大坝下口处相连，斜管为砼结构方涵，斜长49.6m，过水断面尺寸0.4m×0.3m，共31级，每坝下涵管位于第四系中更新统残坡积粉质壤土层上，由于地下水的浸润及压缩变老化破损后，土石块被吸入斜管，堵死进水涵管1/23/s)坝下输水涵管为园形砼涵管，总长L=90m，进口底板高程25.24m，出口底板高程顶护管砼厚0.20m，管侧护管砼厚0.25m，底板砼厚0.3m，最大填土高度10.考虑到放水平管在闸门修理后可继续使用，其运行工况较目前仅靠斜管泄水更不1----管顶填土湿容重，r1=1.91T/D----园管外径与管顶护管厚度之和，DH0----涵管中心以上填土高度，H0=0s②特殊荷载组合：垂直土压力+侧土压力+自重+按上述计算结果，坝下放水涵管单长需配环向钢筋56.7mm2，由于目前涵管未进行(1)经对××水库坝下放水涵管进行过水能力和结构安全复核，其过水能力能满足十一分干进水闸为××水库进水的控制闸，闸室底板高程37.0m，闸孔尺寸变形，启闭操作困难。右岸岸坡上放水斜管无任何启闭设施5工程任务和规模矿产资源：县内己发现20余种矿产资源，己探明储量的有钒矿、锑矿、沙锡矿、理职能，经过去10年的建设，开发区完成了“三通一平”及生活服务设施建设材、农林牧等产业，产品达400余种，拥有69家企业，生产规模5亿余元。开发区远旦水库失事，则其溃坝洪水冲击波将对下游5000人口及昌九高速公路、京九铁路等交约5m。1983年7月，为解决××地区工农业及居民生活用水的需要，在原有的小基础上对水库大坝进行加高，由老坝向库内加宽20余m，向外加宽30余m。同时建设无筋砼放水涵管一座，管径40cm，护管底板和顶板厚20cm，侧墙厚25cm。工程开始施滤处理，并加设了砌石护脚，但效果不佳，成为成以来为地方国民经济发展发挥了重要作用。但大坝运行过程中一直存在较多安全隐系数大于1.0×10-4cm/s，不满足规范要求，主副坝坝体及基础渗漏严重；坝后堆石体未按反滤要求施工，坝脚有水塘；大坝下游坝坡抗滑稳定安全系数口5000人，一旦失事将造成重大经济损失和社会影响，因此，对××水库进行除险加本次设计考虑了水库管理单位的要求，在不大量增加大坝除险加固工程量的基础加固后达到和提高供水及灌溉能力，充分发挥本××水库是以供水、灌溉为主的水库，其中供水用水量占了水库兴利库容蓄水的按日供水2万吨的规模，四个月的总需水量为240万m3，即需要兴利库容为240经实地调查及咨询管理单位，正常水位抬高1.5m不增加库区耕地及其它实物的淹程序集V3.0》中的《C-2水库调洪演算数解值51-------2-------3-------4-------5-------6789表5.4.3P=3.31-------2-------3-------4-------5-------6-------789表5.4.41-------2-------3-------4-------5-------6-------789----------------------------------------------------------------------库水位曲线来水曲线泄水曲线 库水位曲线/来水曲线\泄水曲线库水位曲线来水曲线泄水曲线坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，b.校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高。本工程水库总库容247万m3，设计灌溉面积为0.1万亩，供水重要性一般，工程规模为小一型，根据《水利水电工程等别及洪水标准》（SL252—2000）及《防洪标准》（GB50201-94确定本工程等别Ⅳ水利工程，根据本工程等别，确定永久现期50～30年，校核洪水标准为重现期1000～300年,根据本工程实际情况选用30年6建筑物除险加固设计不断恶化，危及到大坝的安全，如：在库水位32.5m以上时，下游马道出有80m长的××水库是一座以灌溉为主，兼顾养殖、防洪等综合效益的小（一）型水利枢纽本工程水库总库容247万m3，设计灌溉面积为444555校核洪水位（P=0.333%）设计洪水位（P=3.33%）校核洪水位时最大下泄流量（P=0.333%）设计洪水位时最大下泄流量（P=3.33%）消能防冲最大泄流量（P=5%）库区属修河流域，为冲剥蚀形成的低丘岗地貌，库盆为冲蚀作用形成，右坝肩为砾岩裸露的低矮山岗;左坝肩及副坝两肩均为浑圆状土质丘陵，风化作用较流水冲蚀更b.水文地质水库区属长江流域修河水系，区内地下水主要为基岩裂隙水和少量第四系松散堆经本阶段勘探调查，左右坝侧蓄水位高程以上山坡土料场，土质为含砾或砾质粉质壤土，储量约20×104m3，满足设计要求，击实试验成果表明，质量满足设计要求。b设计技术规范及依据溉为主、兼有防洪等综合效益的重点小(一)型蓄水工程。大坝下游150m处有昌九高速公路南北穿过。大坝为粘土均质坝，1964工程效益，形成现有规模。工程主要建筑物有：主进行加高，由老坝向库内加宽20余m，向外加宽30余m。同时建设无筋砼放水涵管一滤处理，并加设了砌石护脚，但效果不佳，成为目前大坝除渗漏险情比较严重外，其它安全问题还有：大坝无专用泄洪设施，仅大坝上游坡原为干砌石护坡，根据现场开挖检查情况，护坡块石粒径偏小，厚度不足，只有20～25cm，不满足抗风浪要求，仅进行修补达不到效果。同时上游坝坡在部的厚度，同时对常年风浪较大的33.70m以上部分的护坡重新护砌，拟按施工要求并参考一般护坡的做法取护坡的最小厚度30cm进行护砌，下设10cm砂石垫层。本次设计的正常蓄水位提高至36.0m，加上超高后坝顶高程需37.53纵向排水沟设置于马道及下游坡脚处，断面尺寸0.3×0.3m，横向排水沟垂直坝轴线方副坝位于主坝西北面，坝顶上为一条引水渠道，坝长156m，坝高5m，副坝防渗设根据坝顶高程的要求，将上游侧的渠顶连同斜墙一起加高到37.53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，填粘土心墙二种方案。初步拟定对这三种坝体防渗(3)冲抓套井回填粘土心墙方案：在坝轴线上造孔到不透水层下1m，回填粘土夯在大坝上游面清除淤泥和护坡砌体，加设防渗粘土斜墙，斜墙与原坡面设过渡保护层，斜墙底部清至砾岩面，清除表层的粉质壤斜墙采用粘土填筑，由于现有大坝为均质土坝，要求斜墙土料的渗透系数小于原坝土料渗透系数的百分之一以下。粘土斜墙顶部的水平宽度取为2m，斜墙底部厚度则先将上游坝坡的护坡拆除，清除原坝表层淤泥及护坡块石，并随着分层填土的同时，将原坡面分层耙松10～15cm，斜墙土料采用振动碾压实，使新筑斜墙与原坝填土墙顶部高度需36.69m,取斜墙顶高程为坝顶高程36.80m,斜墙上保护层，上设30cm干砌石护坡。粘土斜墙方案的主要优点是施工简单，不需大型机械设备及专业施工力量，缺点石护坡并恢复，增加了工程造价。因此本工程不推荐采用高喷心墙可采用旋喷、摆喷或定喷等几种形式，根据本工程坝高较小的特点，采验，设计墙厚为9cm，根据渗流计算结果，砼高喷墙最大渗透坡降Jm采用双喷嘴双管法，采用交叉折线形连接，又称“人”字形连接，此连接可靠，由于场地比较狭窄，应铺设专门的轨道，提高工效，加快施工钻机就位、钻孔、下置灌浆管、喷射提升、形冲抓套井回填粘土心墙目前被广泛应用，其技术日臻成熟，防渗效果能达到规定比较：从防渗效果看，心墙防渗体整体性好；从施工条件看，心墙施工工期短，序号方案项目斜墙方案高喷防渗心墙冲抓回填粘土心墙1施工方法开挖截水槽，坝体设置粘土斜墙，坝基及坝肩帷幕灌浆。地质钻机钻孔，高压定喷形成连续的折线形板墙。冲抓钻孔，回填粘土，孔桩孔桩连接，形成连续心墙。2主体工程量本方案斜墙底部粉质粘土层开挖2420m3，砂砾石开挖2013m3，粘土斜墙以及粘土截水槽填筑37237m3。高压定喷造心墙计土体造孔1120m，形成板墙面积为3438m2。冲抓造孔粘土回填2857。3建筑工程费54万元76万元58万元4工期5施工条件斜墙底部开挖量大，施工导流、排水困难时间长，斜墙填筑要求高，施工工期和施工质量难以保证。工期短，受气候影响小，水库放空时间短，施工导流及排水工作量小。工期较短，水库放空时间短，施工导流及排水工作量小。6工程效果及优缺点施工导流困难，工期长，气候影响大，粘土方量大，质量控制难。施工方便，整体性好，造价相对较高，施工技术要求也高。施工方便，整体性好，造价相对较低，技术比较成熟，工艺要求简单，推荐采用。工时先将坝顶清理平整，造孔分二序孔隔孔进行，孔中心间距为0.85m,防渗墙有效厚允许偏差为±3cm,,端孔的孔斜不得大于0.3%,单号孔和双号孔套接中心在任一深度的偏差，不得大于设计墙厚的1/3，对于造孔出现塌洞处进行二次造孔贴坡排水分为三层，从里向外分别为30cm砂卵石、30cm对坝脚水塘采用风化料回填，宽度8m，并将填塘部分用作新的上坝公路取代原下副坝位于主坝西北面，坝顶为灌溉渠道，坝长156m，坝高5m，由于清基以及填土按不同的工况组合进行计算，绘制各种工况下的渗 计算工况（库水位）心墙渗透坡降降贴坡排水出口坡降单宽渗流量（m3/d/m）正常水位36.0m4.360.23设计洪水位36.09m4.460.262.009校核洪水位36.74m5.060.272.1046.3.5.2加固后坝坡稳定计算.度00表6.3.5.2.2坝坡运行工况总应力法有效应力法规范允许下游坡用正常蓄水位运用设计洪水位运用校核洪水位上游坡运用正常水位降至死水位的非恒定流运用校核洪水位降至正常蓄水位的非恒定渗应力不能满足要求，涵管长为90m，断面直径φ40cm，进口底板高程25.2m，最流量0.5m3/s。涵管启闭设施为立式框架，配有8T手动螺杆式启闭机和0.8m×1.0m木坝下涵管位于第四系中更新统残坡积粉质壤土层上，由于地下水的浸润及压缩变老化破损后，土石块被吸入斜管，堵死进水涵管表6.4.2.1序号方案1：套钢衬加固老方案3：封堵老涵管+1对坝下涵管套钢衬处理，增加强度，另外满足防洪需要新建溢洪老涵管封堵，彻底解决老涵管强度和裂缝问题，另外满足防洪需要根据右坝肩的岩性，新建隧洞，既用来灌溉引水，也用来泄洪，对老2土方开挖753m3，土方回填154m3，溢洪道石方开挖量为251m3,土方开挖560m3,土方回34施工导流、排水困难时间长，施工难度大，工期较短，受气候影响较小，施工导流及排水5涵管进行钢衬施工相当困难，施工质量不能保证，且涵管开裂处不可能彻底的处理，隐患工程造价高，对坝体进行大量的开挖，破坏其整体稳定性，施工期长，施工受气候影响比较大，围堰工程量大，施工受气候影响小，泄流量大，围堰工程量小，工期短，推荐采用算得下游渠道正常水位为24.8m，有压隧洞纵向坡度采用1/100～1A=0.01EC-(1+μC)K00.01Ec+(1+μc)(1-2μc)K0μc——混凝土泊桑比s]——钢筋允许应力，Fa=pminbhc=500mm2在提高起调水位为36m后，设计洪水位36.09m,此时对应的流量为5.6m3/s,流速2T0－隧洞出口总水头，T0=h0++p=5d=σ'h"-ht-Δzht－下游水深，近似按明渠均匀流求对应流量的正常水深,计算得φ1－消力池出口的流速系数，取0.95水跃长度Lj=6.9(h"-h')=10.71m池长Lk=0.75L7金属结构及启闭设备本工程的金属结构及启闭设备包括输泄水隧洞的进口闸门及出口闸阀。其布置型和《水电站机电设计手册》(金属结构)中的有关规定执行。并结合水工建筑物的型式，本工程校核洪水位(P=0.33%)36.74m，设计洪水位(P=3.3%)36.09m，正常蓄水位输泄水隧洞为一孔，其进口底板高程26.0m，启闭台高程36.5m，孔口尺寸为高）-水头m1门-1211212Φ1000-211218施工组织设计××水库位于亚热带东南季风气候区，夏季湿热多雨，冬季风寒天冷。年均降雨大坝上游坡采用抛石施工，副坝施工面均在30m高程以上，不需进行围堰导流，施工程序为：坝顶清理平整→布孔→安机→造孔→清理→回填夯实→质量检查。钻孔前要求放线定位，控制造孔的方向，保证造孔的质量；造孔应平整垂直，孔位允许偏差为±3cm,,端孔的孔斜不得大于0.3%,单号孔和双号孔套接中心在任一深度脚处围堰内排除积水后开挖至涵管施工工面，拆除3m涵管，再进行压力灌砼及灌浆。主要施工项目主要：土方开挖、石方开挖、浆手风钻钻孔，人工装药松动爆破，人工掀至坡脚，待围堰完成后，利用斜坡道出石方开挖包括石方明挖、石方洞挖两种，石方明挖采用手风钻配潜孔钻钻孔，人块石采自块石料场，自卸汽车运输至现场，砂浆由移动式拌和机组现场拌制。块砼粗细骨料在块石料场人筛选，自卸汽车运输至施工现场，砼由移动式拌和机现在预埋管中进行，采用风钻钻孔，自较低的一端开始，向较高的一端推进，灌浆有利生产、方便生活、易于管理、安全可靠、经8.7.1本工程项目集中，施工干扰大，运输困难，工期安排为1年，即2004年10表8.7.1台2台7台6台3辆5辆辆台3台4台2台2台3台1部位单位量123456789m隧洞及涵管9工程管理为保护范围，库周以正常高水位36m边线至第一道分水岭脊线之间的陆地为水库保护线2m为管理范围，对渠道建筑物以建筑物外边线10m为界划定管理范围，管理线外人11人22人11人33人77m2m2m2台11台11台11台11台11台21台21台11台11台11辆11艘11套11b.工程管理设施本水库具有综合利用效益，管理项目较多，难度较大，为给工程管理提供必要的渗流观测共设5个断面共12根测压管，总长100钢管外包土工布及反滤料的型式，孔口设铸铁盖板砼孔口保护箱并加锁。观测基点12充分利用现代通讯手段，加强通讯现代化建设，确保对外通讯联络快捷畅通，为自县级公路至工程管理区现有一条简易镇村公路，多年来由于水库经济效益差，未能进行维修保养，路面窄小，坑坑洼洼，每逢雨季，车辆难以通行，路面最窄处仅2m宽，不能会车，给大坝防洪和除险加固物资运输造成困难，急需进行修建库防汛及工程管理方便，按泥结石公路标准整治，在原公路的基础上，将路面拓宽至综合经营以供不、灌溉为主，兼顾养殖等经营项目，积极利用和开发旅游资源增结合××水库管理所及工程所在地的自然环境条件在建筑物周围空闲场地及道路下属各机构应严格按照制订的有关规程和条工程管理关系到工程的安危和效益的充分发挥，根据水库原设计文件并结合水库××水库采用隧洞控制泄流，汛期控制十一当库水位低于正常蓄水位时隧洞不泄流，当库水位涨至正常蓄水位36m以上时开闸泄道仍按泄流能力泄洪，库水位下降，直至库水位(2)检查观测：对工程进行全面、系统、经常性的施工期间水库管理单位参与工程质量检查、监督，并按照工程基本建设验收规程10环保设计与水土保持工程自1983年建成以来，出现了不同程度的工程质量问施投资概算。水，其中污染物以SS为主。废水量以砂石骨料加工及棱体水力充砂废水居多；较高等特点，采用间歇式自然沉淀的方式去除易沉淀的砂粒。冲洗废水pH值偏高，但广，其原因主要是化粪池具有低造价，低运行费用等优早、中、晚来回洒水，减少扬尘，缩短粉尘污染的影选用符合国家有关卫生标准的施工机械和运输工具，使其排放的废水达到有关标55dB(A)；环境噪声按照现状的调查结果执行GB3096-93《城市区域环境噪声标准》II①施工单位必须选用符合国家有关标准的施工机具，尽量选用低噪声的施工机械⑤为防止交通混乱造成的人为噪声污染，夜间应减少施工车流量，在工程坝址以⑥加强施工人员防护，施工单位除了对施工人员给予必要的防护设备和劳保补助③GB/T16453-1996《水土保持修建等。工程实施将不可避免扰动原地貌，损坏土地和考虑弃渣场采取植物措施和工程措施；临时道路、块石料场采取场地平整后进行绿工临时用房、施工场地经过必要的地措施后，对临15.2水土保持投资为水土流失防治费，根据《中华人民共和国水土保持法》第二十条：M7.5挡渣墙、沟0111工程概算×县城15km，是一座以供水、灌溉为主，兼有防洪等综合效益的重点小(一)型蓄水工本次除险加固工程建设主要施工项目有：大坝防渗冲抓套井粘土回填心墙工程、土方开挖工程(m3)土方回填工程(m3)混凝土工程(m3)砌石工程(m3)冲抓钻回填粘土心墙(m)352014704411.560912857人工(工日)水泥(t)砂(m3)碎石(m3)块石(m3)钢筋(t)汽油(t)柴油(t)25369.74573.82328.422796.927272.3512.240.3129.64⑺材料价格采用2004年第二季度市场价格。砂费率(%)程A费械B直ACAD费FF五部分一二一