某水库设计说明书.doc

11 绪言 广丰县黄尖山水库位于丰溪河支流红洋水的上游，坝址距县城约 8km，水 库坝址地理位置为东经 1180851，北纬 282905。坝址以上控制集 雨面积 1.92km2。是一座以灌溉为主，兼有防洪、旅游、养殖等综合效益的小 （一）型水库。设计灌溉面积 0.192 万亩。主河道长度 2.98km，河道加权平均 比降 112.7%。 黄尖山水库 1953 年 10 月 5 日动工兴建，永丰人民公社副书记刘海亲自坐 阵指挥，县水库局祝哲诚驻地施工，经过 4 次的续年加高加固，于 1978 年大坝 建成，达到最终规模。开始发挥效益，此时坝高为 31.3m，设计总库容为 177.52104m3，坝顶高程为 223.9m（黄海高程，下同） ，满足了下游农田的灌 溉要求。库区内无蓄水工程，也不受人类活动的影响。 12 水文 黄尖山水库位于赣东北暴雨地带，南方暖气流与北方冷气团相遇时切变线 的南北徘徊，是本流域出现暴雨的主要成因，有时西南或西北低涡切变线东移， 加大了暴雨的强度，暴雨活动以 57 月最为频繁，历年最大暴雨以 6 月份出现 次数最多，暴雨移动的方向大多都由西到东或西北向东南移动，有时出现静止 锋，形成暴雨中心稳定少动的现象。根据广丰水位站实测资料统计，多年平均 降雨量为 1661.6mm，最大年降雨量为 2435.1mm（1975） ，最小年降雨量为 923.7 mm（1971 年） ，实测最大 24 小时降雨量达 194.7mm（1995 年 6 月 25 日） 。该区域的降雨在年际间变化较大，实测年最大降雨量是实测最小年份的 2.64 倍，另外降雨量在年内分配也很不均匀，雨季集中在上半年，并以每年 46 月 份最为集中，占多年平均降雨量的 48.2%，降雨强度大，时间集中。据广丰县 气象站实测资料统计分析，流域内多年平均最大风速 16m/s，最高气温 40.5， 最低气温零下-9.1。历年平均气温 17.5。 黄尖山水库座落在丰溪河红洋水的上游，该水流发源于红洋水支流上的黄 尖山顶，整个流域地形变化较大，属中低山区。洪水常因暴雨直接产生，因此， 洪峰的大小具有随着暴雨大小变化的特性，最大洪水常发生在每年的 46 月， 6 月份发生洪水最多，因该流域河床坡降陡，坝址的洪水且有汇流时间短、洪 峰尖高、易涨易落，冲刷破坏力大的特点，洪峰的大小与暴雨强度密切相关， 常呈单峰状，一次洪水过程多为 1 天左右。 本次除险加固设计洪水复核，暴雨和洪水计算采用江西省暴雨洪水查算 手册中介绍的推理公式法进行，计算得 P=0.2%校核洪水洪峰为 49.2m3/s，洪 水总量 55.3104m3；P=3.33%设计洪水洪峰为 29.6m3/s，洪水总量 31.7104m3。水库正常蓄水位 220.0 m，相应库容 152.5104m3；死水位为 202.4m，相应库容 16.8104m3。根据黄尖山水库现有泄洪设施，溢洪道为开敞 式无闸控制的溢洪道，经调洪演算，P=3.33%设计洪水位 221.30m，相应最大下 泄流量 12.3m3/s，P=0.2%校核洪水位 221.95m，相应最大下泄流量 25.6m3/s，总 库容 177.52104m3。 13 工程地质 黄尖山水库工程自兴建以来未做任何地质勘察工作。2004 年 5 月初，我 院受广丰县水电局的委托，承担本阶段的工程地质勘察工作，2004 年 5 月末结 束外业。完成了大坝、溢洪道、灌溉输水涵管等工程地质勘察工作，共施工钻 孔 9 个，总进 192.45m(其中土层 133.1m，岩石 59.35m)，压(注)水试验 10 段， 取原状土 62 组，室内土工试验 62 组。 一、区内挽近时期以来构造运动趋于稳定，区域稳定性较好。本区地震动 峰值加速度小于 0.05g，建筑物结构计算可不进行抗震复核。 二、库区属构造剥蚀丘陵地貌，在正常蓄水位范围内地形封闭。组成库盘 及库岸的地层岩性主要为新生界下第三系凝灰岩和砂砾岩，微新岩石透水性较 弱,库区分水岭厚，地下水位高于水库正常高水位。库区未见有大的导水断层带 连通库外，水库不存在永久性渗漏问题，库区山坡多为岩质边坡，边坡稳定， 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、坝址区出露的地层岩性主要为新生界下第三系(E)凝灰岩、砂砾岩和第 四系松散堆积物等，表部岩石呈强风化，裂隙较发育，上部岩体透水性较强， 相对不透水层（q10Lu）埋藏较浅，坝基及两坝肩均存在渗漏问题。 四、大坝为心墙加斜墙坝型，其中斜墙土主要为含砂低液限粘土组成，土 料质量良好；结构较疏松，密实性较差，属高压缩性土；为中等弱透水层， 渗透系数不满足 K110-5cm/s 规范要求。 心墙填筑低矮，低于正常高水位约 10.5m，主要为粘土质砂和粉土质砂组 成，属中等压缩高压缩性土，中等透水弱透水土体。坝壳土与心墙土料基 本相同，物理力学性质及渗透系数也基本一致。 五、溢洪道是由人工沿山坡爆破开挖而成，为开敞式溢洪道,无消能设施。 溢洪道底板及两侧边坡岩石一般为强风化，坡角较陡，岩体裂隙发育，性状较 差，岩体较破碎，溢洪道边坡局部见有坍塌及掉块现象，边坡稳定性较差，建 议进行削坡处理。 由于溢洪道是沿自然山坡自流消能，泄洪时直冲山坡脚，危及溢洪道出口 山坡的稳定，建议溢洪道出口做挑流设施。 六、灌溉隧洞为无压隧洞，进出口洞脸边坡较稳定。隧洞围岩为新生界下 第三系(E)凝灰岩、砂砾岩，一般呈强至弱风化，为类围岩，稳定性较差。 洞室埋藏较浅，隧洞距左坝头较近，侧向围岩较单薄，围岩裂隙发育，岩体较 破碎，透水性较强，在水库高水头的长期作用下，隧洞围岩漏水严重将危及大 坝安全。因此，有必要对隧洞进行工程处理。 七、老涵管结构为石灰三合土浆砌石，砌体质量差，涵管结构已遭破坏， 上游坝坡出现“跌窝” 。虽已废堵，但封堵质量差，漏水严重，并见有泥土带出， 危及大坝安全；此外也不排除涵管外壁与坝体接触部位存在渗漏通道。因此建 议必须进行工程加固处理，确保大坝安全运行。 八、本工程土料、砂砾石料、块石料储量较丰富，可以满足工程用量，料 场均有公路相通，但无上坝公路。土料、砂砾石料及块石料质量均较好，各项 指标均满足或基本满足规范要求。 14 工程任务和规模 黄尖山水库枢纽工程主要建筑物有大坝一座、灌溉输水涵管一条、开敞式 溢洪道一座等。 水库大坝原为心、斜墙坝，坝顶高程 223.9m，最大坝高 31.3m，坝顶宽 6.0m,坝顶长 136.0m；上游坝坡为块石护坡，坡比 1：2.35，1：2.41，1：2.7； 下游坝坡为草皮护坡，坡比 1：2.15，1：2.27，1：2.33；下游坝脚无排水棱体。 开敞式溢洪道位于大坝左端约 4.8m 的山坡处，于 1978 年兴建，全长 128.08m。溢洪道出口设挑流坎，长 8.1m,底坡 I=0.02，溢洪道为在山体中开挖 而成，泄槽边墙未完全衬砌，下游未设消能设施。 灌溉输水隧洞位于大坝的左坝肩的坝体内，灌溉输水隧洞由斜涵和隧洞组 成,斜涵顶高程 220.6m，斜管坡度 1:2，分级高度（级差）为 0.65m，外形尺寸 121.0m，放水孔径 0.425m，卧管为方形断面，尺寸为 0.50.5m，消力池长 4m，深度 2.3m，宽度 1m。输水隧洞开挖断面为 1.2m1.8m，城门洞形；其中 进口段 30m，出口段 20m 采用厚 0.3m 的 75#浆砌石卷砌，衬砌后断面为 0.6m1.2m；隧洞进口底板高程 202.4m，出口底板高程 201.0m，洞长 175m。 根据 1979 年 9 月广丰县水电局以（79）广水字第 54 号文上报广丰县黄 尖山水库除险加固工程初步设计书及江西省上饶地区重点水利工程概况 ， 水库按河南型暴雨设计，设计洪水位为 221.8m，相应库容为 174.9104m3，校 核洪水位 222.0m，相应库容为 180.24104m3，坝顶高程为 223.9m；该水库为 多年调节水库，原设计灌溉面积 0.45 万亩。 本次除险加固设计按防洪标准GB5020194 和水利水电工程等级划 分及洪水标准SL2522000 的有关规定，经复核该工程仍为小（一）型水库， 水库按三十年一遇洪水标准设计，五百年一遇洪水标准校核。水库设计正常蓄 水位 220.0m，相应库容 152.5104m3；死水位 202.4m，相应库容 16.8104m3；设计洪水位 221.37 m，相应库容 169.2104m3， ；校核洪水位 222.15m，相应库容 179.18104m3。设计灌溉面积 0.192 万亩。 该工程的建设，是典型边勘测、边设计、边施工的“三边”工程，工程施 工依靠大规模的群众运动完成，由于施工盲目抢进度、抢速度，使得工程的施 工质量难以控制，以致使枢纽工程主要建筑物挡水大坝、灌溉输水涵管，溢洪 道等施工质量较差，虽先后进行了多处局部加固处理，但工程仍有不少质量隐 患，有的甚至危及大坝安全，故工程一直带病运行，被限制蓄水，三次降低洪 道底板，严重影响了工程应有效益的正常发挥。 为了摸清黄尖山水库的运行现状，上饶市水利电力勘测设计院于 2005 年对 黄尖山水库大坝结构稳定、渗流稳定以及运行情况等方面进行了综合评价，并 提出了黄尖山水库大坝安全鉴定论证报告。2005 年 7 月 2 日，由上饶市水利局 组织上饶市水利电力勘测设计院、上饶市水利科学研究所等部门专家参加的大 坝安全鉴定会议，提出了黄尖山水库大坝安全鉴定报告书。根据“水库大坝安 全鉴定办法” ，将黄尖山水库大坝安全类别评定为三类，并对大坝的维修加固提 出了意见和建议。 本次初步设计在上述资料及工作成果基础上，对黄尖山水库枢纽工程作进 一步分析论证并进行除险加固设计。 根据实际运用中出现的情况，现场察看及试验检测暴露出黄尖山水库目前 存在以下主要问题： 1、大坝施工经过多次加高加宽而成，特别是坝体心墙几次施工错位，后 又改斜墙。 2、大坝背水坡位于右坝肩高程 194.72（死水位以下）处有集中漏水现象， 坝脚无反滤设施； 3、坝内坡护坡块石有风化石存在，块径小。坝外坡零乱，坝顶凹凸不平， 有积水坑； 4、坝迎水坡在 212.6m 高程，老涵顶处有沉陷现象； 5、有蚁窝迹象； 6、溢洪道水平段较长，左边开挖边坡陡，岩石风化严重，未衬砌，陡坡 为自然山坡，出口未设导水墙和消力池； 7、灌溉输水隧洞进出口岩石破碎，且洞顶较薄，未衬护，洞壁渗水点较 多，洞顶有塌落现象； 8、斜涵、隧洞进口位于左坝肩山坡上，基础岩石破碎，涵管有裂缝，漏 水严重； 9、原灌溉涵管虽然已用砼封堵进口段（长 7m） ，且做砼截水环，但未进 行全管废堵，在出口处仍然存在小量漏水现象，不利于大坝安全运行； 10、没有上坝公路，不能满足防汛抢险要求； 11、大坝无变形观测设施，无水、雨情测报系统，通讯设备简单单一，影 响大坝安全运行管理； 12、无管理房，给水库日常管理带来不便。 综上所述，黄尖山水库存在严重工程质量问题，水库已不能正常安全运行， 根据“水库大坝安全鉴定办法”第十六条大坝安全分类标准，黄尖山水库属三 类坝。 15 工程建筑物除险加固设计 广丰县黄尖山水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合利用的小 （1）型水利工程。本次设计根据水利水电工程等级划分及洪水标准 SL2522000，以及国家技术监督局、中华人民共和国建设部联合发布的防 洪标准GB5020194 的有关规定，经复核该工程规模仍为小（一）型水库， 工程等别为等，主要建筑物级别为 4 级，次要建筑物级别为 5 级，临时建筑 物级别为 5 级。 151 大坝除险加固大坝除险加固 一、大坝现状情况分析复核 从本次地勘及土工实验成果分析，大坝坝体土填筑质量差，防渗体系不完 善，坝体土体渗透系数 k 大于 1.010-4cm/s，不满足国家现行的土坝设计规范 强制性条文要求，坝基、坝肩岩体破碎，裂隙发育，透水性大，大坝存在坝身、 坝基和坝肩渗漏问题。大坝下游无排水设施。 本次设计渗流计算选取的大坝典型断面为地质勘探中提供的断面，坝后漏 水点亦位于此断面下游坝脚，分析认为，采用此断面进行计算可反映整个大坝 实际的渗流状况。 大坝现状渗流稳定复核计算水位组合分正常情况、设计情况和校核情况三 种工况。根据现状渗流复核计算，高水位下坝体浸润线在下游坝坡较高位置逸 出，出口无保护，逸出坡降大于经验允许渗透坡降值，渗流不安全。 按照碾压式土石坝设计规范SL2742001 的规定，本次现状坝坡抗滑 稳定计算方法采用规范推荐的瑞典圆弧法和简化毕肖普法。计算工况分正常运 用和非常运用两种情况。从现状大坝坝坡抗滑稳定计算成果看，各种计算工况 下，大坝上游坝坡的整体抗滑稳定最小安全系数均大于规范允许值，大坝上游 坝坡均满足抗滑稳定要求；但大坝下游坝坡在正常蓄水位时整体抗滑稳定最小 安全系数为 1.247（毕肖普） ，小于规范允许值，大坝下游坝坡不满足抗滑稳定 要求。 二、大坝除险加固设计 针对黄尖山水库大坝现状存在的主要问题，确定大坝除险加固设计的主要 内容如下： 1、大坝坝身防渗处理设计； 2、大坝坝顶设计； 3、上游坝坡及护坡重建设计； 4、下游坝坡护坡及坝面排水设计； 5、下游贴坡排水设计； 6、大坝白蚁防治处理； 7、大坝监测设计; 8、防汛公路设计。 针对黄尖山水库大坝现状存在的问题，本次除险加固设计着重解决大坝坝 体、坝基问题，并对大坝坝顶、坝坡、排水设施及观测设施进行全面系统的加 固设计。按照以上原则，本次除险加固设计对大坝防渗主要考虑进行堵漏，即 对坝身、坝基渗漏通道进行截渗，并对存在问题的坝坡进行加固。 （一） 、大坝防渗除险加固方案 本次设计大坝坝身防渗除险加固选择了薄壁抓斗塑性砼心墙及冲击钻造孔 塑性砼心墙防渗方案两个防渗处理方案进行比较。 经过工程地形及地质条件、工程施工条件及难易程度、工程除险加固后安 全度及工程投资方面综合分析比较，本次设计大坝坝身防渗除险加固推荐冲击 钻造孔塑性砼心墙防渗方案。 （二） 、大坝除险加固工程设计布置 冲击钻成槽塑性砼心墙防渗方案 该方案是在坝体防渗加固，采用在坝顶轴线处实施塑性砼心墙进行坝体防 渗加固。砼墙厚 0.6m。 其他部位除险加固设计 大坝坝顶宽度 6.0m，坝顶高程 223.9m，坝顶采用泥结石路面，并在坝顶上 游侧间隔 50m 布置一排防汛照明灯。 上游坝坡加固经对干砌块石护坡方案与 C15砼预制块方案比较选择 C15砼预 制块护坡方案。根据现状坝坡情况，本次设计上游坝坡坡比为 1：2.75、1：2.75、1：3。 新建的贴坡排水长 60m，设计贴坡顶宽 2.53m，顶高程 202.6m，外边坡 1：3，贴坡体及截渗沟衬砌用块石干砌。 本次设计下游坡比从上至下依次为：1：2、1：3,采用草皮护坡，干砌块石 护坡范围为反滤排水体高程以下的下游坝面。在下游坝面设置纵横向排水沟和 岸坡排水沟。 （三） 、大坝除险加固后渗透稳定和坝坡抗滑稳定计算 黄尖山水库大坝经过塑性砼心墙防渗方案加固处理后，渗流状况将发生改 变。大坝加固后渗流复核计算按平面渗流问题考虑，采用有限元计算方法对大 坝渗流作计算分析。经计算，大坝加固后在渗流方面得到很大改善，坝体、心 墙及坝基不会发生渗透变形破坏，大坝加固处理后渗流稳定满足规范要求。 大坝除险加固后在正常运用和非常运用情况下，典型计算断面的上游坝坡 和下游坝坡最小抗滑稳定安全系数均满足规范要求。加固后大坝的坝坡抗滑稳 定系数满足规范要求。 152 溢洪道除险加固溢洪道除险加固 针对溢洪道现状存在的问题，确定溢洪道除险加固处理的主要项目如下： 修整进口段及新建导墙及底板衬护加固；陡槽底板及边墙衬护；陡槽出口新建 挑流坎。 一、进口段除险加固设计 进口段现状上游直接与库内连接，本次设计拟对进口段进行修整并新建导 墙，导墙为浆砌石护坡，边坡 1：0.5，浆砌石厚度 0.5m，迎水面有 0.1m 厚的 砼面板，高 2.0m，长 30m，底板采用厚 0.3m 的 C20砼衬护（清除原风化的 0.1m 厚老砼） ，底板与边墙间设置纵向缝，横缝每 10.0m 设置一道缝宽 20mm，缝中用沥青杉板填缝。 二、陡槽段除险加固设计 采用不同断面的二段陡槽，紧接进口明渠的第一段陡槽水平长度 110m，i=0.02，第二段陡槽水平长度 8.1m，坡度 i=0.02，其中紧接第一段陡槽 末端布置长 10m 的陡坡渐变段，底宽从 4.8m 渐变至 4.0m，断面由梯形渐变成 矩形。 陡槽 1、陡槽 2 均采用顺直布置，陡槽 1 采用梯形断面，底宽 4.8m,边坡 1:0.5，边墙高 2.0m，边墙为浆砌石结构，浆砌石厚度 0.5m，迎水面采用 10cm 厚的 C20砼护面。陡槽 2 采用矩形断面，底宽 4.0m,边墙为浆砌石结构，迎水面 采用厚 10cm 的 C20砼护面，顶宽 0.6m，底宽 1.6m，高 2.5m，迎水面铅直，背 水面 1:0.5。底板采用采用 30cm 厚的 C25钢筋砼衬砌。底板设置纵横分缝，纵 缝 2 条，位于两边墙脚处，横缝间距为 10m，采用沥青杉板填缝，缝内设止水 铜片，缝宽 20mm。在陡槽底板中间设一道 3030cm 的纵向排水沟，每隔 10m 设一道 2020cm 的横向排水沟；两侧边墙梅花形布置直径 10cmPVC 排水管， 间距均为 2m，墙后设土工布（5050cm）反滤；在底板加设锚筋，使钢筋砼 与岩体之间连接牢固，锚筋采用直径为 22mm，每根长 1.5m，纵横间距均为 1.5m。 三、消能段新建除险加固设计 采用挑流式消能，挑坎高程 217.68m，反弧半径 4.0m，挑角 20。挑坎宽 4.0m，采用 C25钢筋砼结构，边墙采用 M7.5浆砌石挡墙，迎水面采用 0.2m 厚 C25钢筋砼护面，墙内设有直径为 10cm 的 PVC 排水管，墙后设土工布反滤。 挑坎与边墙间设置纵向缝，与陡槽间设一横缝，纵横缝内采用沥青杉板填缝， 横缝内设止水铜片止水。 为防止洪水冲刷山坡面，保证挑坎能正常运行，在修建挑坎时，应对挑坎 217.68m 高程以下、209.0m 高程以上的山坡面采用 0.5m 厚钢筋砼衬护，护坡内 设有直径 10cm 的 PVC 排水管，墙后设土工布反滤。在山坡面应埋设锚筋，使 钢筋砼与岩体之间连接牢固，锚筋采用直径为 22，每根长 2.5m，纵横间距均 为 1.0m。 153 灌溉输水建筑物除险加固设计灌溉输水建筑物除险加固设计 针对灌溉输水建筑物现状存在的问题，确定灌溉输水建筑物加固处理的主 要项目有：废除斜涵,新建隧洞塔式进水口；对隧洞进口 30m 浆砌石卷砌进行拆 除，然后对 155m 长隧洞洞身进行砼衬护处理；对坝内老涵进行封堵处理。 一、隧洞进口建筑物 隧洞进口建筑物由喇叭口、闸室、闸后渐变段、通气孔、拦污栅、框架、 启闭机房、工作桥等组成。闸室底板高程 202.4m，孔口尺寸 0.6m0.9m，框架 高 21.6m；启闭台高程 224.4m，启闭机房尺寸 2.9m2.3m；工作桥长 20m、宽 2.2m，工作桥面高程 224.4m，工作桥排架高 10.8m。 二、隧洞 隧洞全长 175m，开挖断面为 1.2m1.8m，城门洞形，其中进口段 30m， 出口段 20m 采用厚 0.3m 的 75#浆砌石卷砌，衬砌后断面为 0.6m1.2m，本次 设计拟对进口 30m 浆砌石卷砌进行拆除，然后对 155m 长隧洞进行钢筋砼衬砌 加固处理。钢筋砼衬砌厚度采用 30cm，单层配筋，采取内层环向钢筋 12200。 三、老涵废堵 1、在大坝砼心墙上游坝顶涵管位置采用钻机钻孔直至老涵管，通过灌注水 泥砂浆达到封堵老涵管的目的。2、在涵管出口进行导渗处理，在涵管出口往上 游挖除原有涵管长 8.5m，然后回填 1.5m 长块石，1.5m 长中砂，1.5m 长卵石， 4.0m 厚块石，最后回填石碴直至原状。 154 安全监测设计的主要内容安全监测设计的主要内容 根据土石坝安全监测技术规范 （SL6094）的要求，结合该项目前安全 监测的实际情况，建立包括大坝坝面变形、坝体、坝基渗透压力观测、渗流量 观测；溢洪道边坡稳定观测、上下游水位观测、坝区降水量及气温观测在内的 大坝实时安全监测体系。 155 白蚁防治白蚁防治 黄尖山水库大坝蚁害经过实地地检查，该坝坝体及两岸山头 50m 范围内的 白蚁危害非常严重。从外坡左岸 0+050 桩号发现黑翅白蚁分群孔，证实坝体内 潜伏许多大、小蚁巢、蚁道，而且是多年的成年巢，该坝潜伏蚁穴多、危害范 围广、隐患时间长、坝体内的蚁穴、蚁道路路相通，特别是大量的蚁道（主干 道、支干道）纵横交错、星罗棋布，形成四通八达的地下交通网络，已穿过坝 体，形成漏水隐患。 根据水利部堤坝白蚁防治技术规范要求堤坝工程扩建或除险加固时，必须 对原堤坝工程内的白蚁隐患进行全面检查和彻底处理，结合黄尖山水库大坝蚁 害实际情况，决定采用大坝内外坡、坝面及两岸 50m 范围内山体灭治，坝身灌 浆的综合治理方案。 大坝坝体蚁穴灌浆毒杀合计：5470m，白蚁诱杀面积合计：63900m2。 156 防汛公路设计防汛公路设计 黄尖山水库距离广丰县城有 8km,现状有一条永丰镇政府所在地到井顶村的 公路长 4km，而井顶村到黄尖山水库 4km 只有一条人行小道，路面宽不足 2m。黄尖山水库没有上坝公路，不能满足防汛抢险要求，需要改造。本次设计 上坝公路计划从左坝肩上，长 4km（井顶村至黄尖山水库坝顶） 。修建防汛公路 总长 4km，路面宽度为 3.5m，路肩 0.5m，泥结碎石路面。 16 金属结构 黄尖山水库除险加固工程金属结构主要有灌溉输水隧洞进水口等建筑物的 闸门、拦污栅及其启闭设备。金属结构按照水利水电工程钢闸门设计规范 （SL7495）等有关规范进行。 灌溉隧洞闸门为平板闸门，尺寸为 1.1m0.9m，闸门重 0.8t，埋件重 0.4t，采用手电两用螺杆式启闭机，型号为 QPL300。隧洞进水口设置钢质拦 污栅，拦污栅重 0.5t，栅槽埋件重 0.2t。通气孔 150 钢筋重 0.5t，埋件重 0.1t。闸门、拦污栅制作在机械加工厂成型，现场吊装。 17 施工组织设计 本次除险加固工程主要项目有：大坝、溢洪道、灌溉隧洞，废堵老平涵等。 主体工程主要工程量有：土石方开挖 72301m3，土石方填筑 1865 m3，混 凝土浇筑 1508 m3，砌石工程 1243 m3。 工程主要材料用量：水泥 358t，钢筋 21 t，砂 6275 m3，卵石 5814 m3 ， 块石 2288 m3。 主体工程（含临时工程）施工总工日：7.40 日，总施工期 12 个月。 根据水利电力部水利水电工程等级划分及洪水标准 （SL2522000） 、 国家技术监督局、中华人民共和国建设部联合发布的防洪标准 （GB50201 94） 、水利部水利水电工程施工组织设计规范 （SDJ33889）的规定，本工 程临时性水工建筑物级别为 5 级，结合工程实际情况本工程采用 5 年一遇洪水 标准，相应洪峰流量 4.9m3/s。 本次除险加固大坝、灌溉输水涵隧洞施工可利用开挖断面进行临时施工导 流，施工时无导流建筑物，施工期的来水全部存放在水库中。 本工程为除险加固工程，工程位置已定，建筑物分布集中，其中大坝为本 次除险加固最重要、控制性工程，项目多，工期短，施工难度较大。施工布置 总的原则是：仓库、堆料场、加工厂相对集中布置并尽量设在公路旁，砼拌和 系统及风动设备就近布置。 按照江西省水利厅赣水管字（1998）034 号文关于进一步加快病险水库 除险加固步伐的通知 、江西省水利厅江西省病险水库、水闸除险加固专项规 划报告文件精神及黄尖山水库存在问题的严重性、紧迫性，黄尖山水库除险 加固工程应尽早实施，以解除工程忧患，发挥更大经济效益。本次除险加固工 程施工难度较大，大坝防渗处理需要放空水库施工，灌溉输水涵管施工需建围 堰，且分二期导流，工期短时间紧，故需要建设单位和施工单位精心筹划、合 理安排，力争按时完成项目建设。工期为 2005 年 10 月至 2006 年 10 月，总共 1 年。 18 环境保护与水土保持 本工程施工期间，会给当地的工农业生产带来一定的负面作用：废水、废 气、及机械噪声会对周围环境造成一定的污染，施工和料场开挖会破坏现有植 被，加重水土流失；施工对附近的交通状况也会有所影响。但该工程对环境的 不利影响主要体现在工程建设期，工程建成后对环境的不利影响较小。但水库 除险加固后，对环境的发展将产生积极影响。首先是工程的建设将促进该区域 的经济发展，解除了病险水库工程给人们心理带来的压力；其次工程安全运行 后，一方面下游人民的生命财产免受洪水侵害，人民生活安宁，社会稳定；另 一方面工程有利于工程效益的提高，为社会发展作出贡献。工程所采取的绿化 措施，可增加植被覆盖率，降低噪声和大气污染，涵养水土，对该库区周围的 生态环境起到良性促进作用。 本工程施工期间，主要造成植被被破坏的有：块石料场和土料场，防汛公 路改造扩建等。施工过程中取弃土石要综合考虑，填挖土石应相互利用，减少 施工中的弃土石渣量。施工完成后，应对破坏的植被进行植草植木处理。水土 流失治理应采取工程措施和生物防治措施相结合，全面规划、综合治理。水土 保持工程的实施，应与工程施工同步进行，特别是工程措施，必须在施工同时 进行，避免施工过程中的水土流失。生物防治措施则应在工程完成后立即进行， 以营造一个良好的生态环境。 本工程水土保持的概算静态总投资为 10.01 万元，其中水土保持投资为 5.11 万元，其他费用为 0.56 万元，基本预备费 0.34 万元。总投资 10.01 万元。 19 工程管理 根据本工程特点，并参照水利部有关工程管理的规定，对水库、灌溉等项 工程实行统一管理，其管理单位仍为“广丰县永丰镇水管站” ，属事业编制，行 政上隶属永丰镇，业务上受广丰县水电局领导，水管站内部实行企业化管理。 永丰镇水管站按五等定员，下设二办一股，即站长办、行政办公室、工程 管理股，各类人员的定员标准参照规范并结合本工程的实际情况，其中生产人 员 5 人，管理人员 1 人，并按规定技术人员不应少于 1 人。 水库工程管理结合当地自然地理条件和实际情况，按水库工程管理设计 规范 （SL10696）的有关规定划定工程管理范围和保护范围。 根据水库工程管理设计规范 （SL10696）的有关规定，该工程的管理 设施应在工程除险加固的同时进行配套完善。其主要设施有：水、雨情观测设 施；管理单位用房；交通设施；防汛公路；通讯设备；图书情报管理设施。 由于目前许多工程重建轻管，以至于工程建成后工程效益得不到有效发挥。 黄尖山水库经除险加固后，必须加强管理，使水库能安全运行，工程的运用应 根据水文预报，蓄水期应在符合防汛要求的前提下尽量多蓄水，并充分利用天 然来水进行灌溉。管理单位对工程各建筑物应经常性进行维护和检修，并且对 个建筑物和是设施的操作、维护和检修应严格按照有关的规程和技术规程进行。 尤其是对大坝等建筑物的观测项目要求，应严格按照有关观测进行，并及时整 编分析，一旦发现问题应及时查找原因，进行处理。 110 设计概算 本工程概算编制基本依据，执行水利部水利工程设计概（估）算编制规 定水总2002116 号（以下简称“116 号文”） 。 建筑工程、安装工程和机械台班费均采用水利部水利建筑工程概算定额 水总2002116 号。不足部分采用原水利部及江西省水利厅有关定额。 概算编制价格水平年：2004 年（6 月） 。 根据本工程概算编制基本依据和工程概算定额，经概算编制：工程静态总 投资 1018.15 万元，其中工程部分 1008.14 万元，环境部分 10.01 万元。物价指 数为零，不计价差预备费，基本预备费费率 5%。 111 经济评价 本工程的经济评价以国家计委、建设部一九九三年发布的建设项目经济 评价方法和参数以及水利部发布的水利建设项目经济评价规范和小水 电建设项目经济评价规程为依据，计算项目的效益、费用和评价指标。经计 算，黄尖山水库除险加固建设经济内部收益率 17.55%，经济净现值 512 万元； 黄尖山水库及灌溉渠系的全部收入每年 10.0 万元，年运行费为 12.072 万元，年 支出大于年收入。通过国民经济评价和财务收入支出分析，可知项目的国民经 济效益良好，财务收入能够维持工程运行。因此该项目在经济上是合理可行的。 112 结论与建议 黄尖山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 大坝下游 0.192 万亩农田和永丰镇等约 13.8 万人的生命财产安全。因此，为保 证黄尖山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，而且十分迫切。黄尖山水库除险加固工程实施完成 后，不仅使工程能恢复到正常运用，产生巨大的社会经济效益，能使下游灌区 得以配套，保障 0.192 万亩农田旱涝保收。更为重要的是，使下游 0.8 万亩农田 和永丰镇等 13.8 万人民群众长期受到的洪水威胁得以解除，其产生的社会效益 是难以计算的。 由于黄尖山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，对黄尖山水库除险加固资金请求国家和上级部门给予大力支持。 为确保灌区 0.192 万亩农田旱涝保收，建议今后陆续安排灌区续建配套工 程。 黄尖山水库工程特性表黄尖山水库工程特性表 数量 序号名称单位 1979 年 6 月 加固设计资料 现状复核本次设计备注 一水文 1流域面积 全流域Km26.256.256.25 坝址以上Km21.821.921.92 2主河道长度 全流域Km9.489.489.48 坝址以上Km3.152.982.98 3坝址以上主河道比降%1011.2711.27加权平均比降 4特征流量 设计洪峰流量m3/s3.5(P=2%)29.629.6P=3.33% 校核洪峰流量m3/s43(P=0.2%)49.249.2P=0.2% 二水库 1校核洪水位m222.23221.87221.95 设计洪水位m221.8221.12221.30 正常蓄水位m220219.8220 灌溉死水位m196.6202.4202.4 2水库容积 校核水位库容104m3180.24175.55177.52 设计水位库容104m3174.9166.11169.16 正常蓄水量库容104m3152.5150152.5 死库容104m33.6416.816.8 3调节特性年调节年调节年调节 三下泄流量 1设计洪水最大泄量m3/s2212.212.3 数量 序号名称单位 1979 年 6 月 加固设计资料 现状复核本次设计备注 2校核洪水最大泄量m3/s32.525.025.6 四工程效益指标 1灌溉面积万亩0.450.250.192 2水面养殖104m212.612.612.6 4保护人口万人4.613.613.6 5保护耕地万亩0.80.80.8 五主要建筑物 1大坝 坝型 心墙加斜墙混合 坝 心墙加斜墙混合 坝 塑性砼心墙 地基特性 上游坝坡 一级平台以上1;2.351:2.351:3 二级平台以上1;2.351:2.411:2.75 三级平台以上1;2.751;2.71:2.75 下游坝坡 一级平台以上1;2.11;2.151:2 二级平台以上1;2.381;2.271:3 三级平台以上1;2.41;2.331:3 坝顶宽度m666 坝顶长度m136136136 最大坝高m31.331.331.3 坝顶高程m223.9223.9223.9 下游排水型式无排水棱体无排水棱体贴坡排水 2灌溉隧洞 (1)灌溉洞弱风化岩石弱风化岩石弱风化岩石 断面型式城门洞形城门洞形城门洞形 数量 序号名称单位 1979 年 6 月加固 设计资料 现状复核本次设计备注 围岩特性 最大下泄流量m3/s1.01.00.670 洞身长度m175175175 纵坡1/1251/1251/125 内径m1.21.8 1.21.8(未衬) 0.61.2(衬) 0.61.2 衬砌厚度m0.30.30.3 进口底高程m202.4202.4202.4 出口底高程m201.0201.0201.0 (2)进口控制段 控制段形式斜涵斜涵塔式进水口 进口底板高程m201.9201.9202.4 孔口尺寸m0.4250.4250.60.9 3溢洪道 消能形式底流消能底流消能挑流消能 总长度M158144.31140 地基特性风化砂岩风化砂岩风化砂岩 溢洪道宽度m6.04.84.0 进口高程m219.8219.8220 出口高程m217.16217.16217.68 边墙型式未护坡 左边为岩石边 坡,右边为石灰 浆砌石 浆砌石砼护面 纵坡%i=0 i=1:3i=0 i=0.019i=0 i=0.02 陡槽段长度m152128.1128.1 4灌溉老涵管1982 年封堵 型式 石灰三合土浆砌 石槽合盖涵 石灰三合土浆 砌石合盖涵 地基特性粉质壤土粉质壤土 进口高程m196.6196.6 数量 序号名称单位 1979 年 6 月加固 设计资料 现状复核本次设计备注 涵管长度m142150 内径m0.20.20.20.2 壁厚m0.3-0.450.3-0.45 六施工 1设计施工年限年1.0 2主体工程主要工程量 （1）土石方开挖m372301 （2）土石方填筑m31865 （3）混泥土填筑m31508 （4）砌石m31243 3主体工程主要材料 （1）水泥T358 （2）钢材T21 （3）砂m36275 （4）碎石m35814 （5）块石m32288 4施工工日万工日7.4 七工程投资万元1018.15 （1）工程部分投资万元1008.14 （2）环境部分投资万元10.01 八经济评价 1国民经济内部收益率%17.55 2国民经济净现值万元512 2 水文 21 流域概况 广丰县黄尖山水库位于广丰县永丰镇黄尖山地方，坝址位于丰溪河支流红 洋水上游，该水流发源于黄尖山，属山溪性河流；整个流域地形变化较大，属 中低山区。全流域面积为 6.25km2，河道长度 9.48km。水库地理位置为东经 1180851，北纬 282905，坝址距永丰镇 8km。 本次防洪复核在万分之一航测图上对坝址控制面积主河道长度和主河道加 权平均坡降进行复核。复核结果是坝址以上流域面积为 1.92 km2，原设计坝址 以上控制集雨面积 1.82 km2，误差 5.2%；主河道长为 2.98km，原设计主河道长 度 3.15km，误差 5.3%；主河道加权平均坡降为 11.27%，原设计平均比降 10%，误差 11.27%；本次防洪标准复核采用现复核的坝址流域特征参数，此特 征参数为： 水库坝址以上控制流域面积：F=1.92 km2 主河道长：L=2.98km 河道加权平均坡降:J=11.27% 库区以构造剥蚀低山地貌为主，流域内多为低高山区，均海拔高程在 200m-500m 之间，地形高差变化较大。坝址两岸高程约为 230m，地势北高南 低，坝址以上流域无大的人类活动和水利工程，水土保持状况较好，为轻度水 土流失区。 黄尖山水库灌区位于坝址下游的永丰镇，设计灌溉农田面积 0.45 万亩。 22 气象 本流域为亚热带季风气候区，气候温热，四季分明，光照充足，雨水充沛， 具有春季多雨、夏季炎热、秋季干旱、冬季寒冷的特点。 流域内无气象实测资料，本次设计采用流域人附近的广丰县气象站资料 19522003 年共 52 年观测资料统计分析，流域内主要气象要素为： 流域多年平均气温 17.5，以七月平均气温 29.5为全年最高，一月平均 气温 5.5为全年最低,极端最高气温 40.5，极端最低气温-9.1。 流域内多年平均相对湿度为 77.5.。 流域多年平均日照小时数为 1944 小时。 流域内多年平均无霜期为 265 天。 流域内多年平均蒸发量为 1513.5mm。 流域内多年平均风速 1.1m/s ,多年平均最大风速 16 m/s ,风向多为东北风。 流域降雨以位于流域附近的广丰县水位站进行统计，多年平均降雨量为 1661.6mm，降雨在年内很不均匀，主要发生在春夏季，其中 46 月份降雨量 为 839.6mm，占全年降雨量的 48.2。712 月进入旱季，降雨量为 461mm， 仅占全年的 26.5，降雨量的年际变化很大，实测年最大降雨量 2435.1mm，实 测年最小降雨量 923.7mm，两者相差 2.64 倍。本流域在 47 月份常有暴雨， 其中以 6 月份发生暴雨机率最大；多年平均最大 24 小时暴雨量为 110.9mm。相 应暴雨发生的同时也产生洪水。 23 水文基本资料 黄尖山水库工程在本流域内无径流测站，同时在丰溪河流域也无径流站， 只有一个广丰水位站和玉山水流域的上饶水文站，在邻近的流域上主要有铁路 坪水文站，其测站的基本情况如下： 231 上饶水文站上饶水文站 上饶水文站为国家基本水文站，控制集雨面积 2735km2，观测项目有水位、 流量、降雨量等。水位观测采用直立式搪瓷水尺，并有岸式自记水位仪一台， 起高程系统采用吴淞，流量观测采用缆道流速仪进行。 上饶水文站设立于 1956 年，当时只观测水位、流量、降雨量，1957 年增 测含砂量，1958 年增测水化，1959 年增测水温、岸温；1960 年断面下迁 709m，1968 年停测水化，1970 年停测水温、岸温；1973 年恢复测水温，1974 年恢复测水位；1977 年 1 月断面上迁 600m 左右至今。该站自建立以来，其观 测资料均已按规范要求整编刊印，精度达到设计要求。 232 广丰水位站广丰水位站 广丰水位站位于广丰县城，为丰溪河的中游控制站。站址控制集雨面积 1424 km2。该站设立于 1952 年 1 月，观测项目有水位、降雨量，同年 10 月停 止观测，1960 年元月恢复观测工作。 1961 年底又再次停止观测，1977 年元月再次恢复观测水位和降雨量，1978 年 1 月开始测流量，1982 年停测流量，只观测水位和降雨量两项直到现在。 该站采用直立式搪瓷水尺，高程系统为吴松、换算系统“吴淞1.382=黄 海” ，直立水尺设在左岸，测验河段顺直段长约 350m，控制条件尚好，河床为 卵石粗砂，局部基岩裸露，断面上游 460m 为广丰大桥，上游 300 m 是大石水 的入口处，下游约 250 m 右岸设水碓一座，下游 1810m 为下溪水的汇合口，汇 合口下游 500m 为芦林闸坝，此坝为低坝，对广丰水位站的观测水位无影响。 此外，广丰水位站还设有自动式雨量计一台，对降雨进行观测。该水位站 为国家基本水位站，实测资料均经过整编，精度可靠。 233 铁路坪水文站铁路坪水文站 铁路坪水文站属于国家基本水文站，位于杨村水中游，地理坐标为东经 11740，北纬 2808，控制集雨面积 311km2，该站观测项目有水位、流 量、降雨量等。水位观测原采用直立木水尺人工观测，现改为自记式水位仪， 该站流量测验采用缆道速仪，高程系统采用假设系统。 该站于 1958 年 7 月设站，1962 年停测，1963 年又恢复对水位、流量、降 雨的观测，实测资料系列至今已有 39 多年。该站测验河段顺直，两岸为高山， 控制条件尚好，该站历年的水位流量关系均为单一曲线，其观测资料均已按 规范要求整编，精度满足设计要求。 234 项源水文站项源水文站 项源水文站属于国家基本水文站，观测项目有水位、流量、降雨量等，该 站控制集雨面积 41.9 km2，水位观测原采用直立木水尺人工观测，现改为自记 式水位仪，其高程系统采用假设，流量测验采用缆道速仪进行。 项源水文站于 1969 年，其观测水位、流量、降雨实测资料系列至今已有 30 多年。该站测验河段顺直，两岸为山区，控制条件尚好，项源水系发源于武 夷山北麓，流域内人类活动影响不大，其观测资料均已按规范要求整编，精度 满足设计要求。 上述四站的基本情况见表 2-1 水文（位）站降雨测站基本情况表水文（位）站降雨测站基本情况表 表 2-1 地理坐标 站名河名 东径北纬 集雨 面积 (km2) 主河长 (km) 坡降 () 流域形 状系数 实测 年限 上饶玉山水1175028272735114.36.10.20941吴淞 广丰丰溪河142437吴松 铁路坪杨村水11740280831139假设 项源杨村水41.9假设 24 洪水 241 坝址洪水坝址洪水 一、暴雨成因及特性 红洋水是丰溪河的一条小支流，也是广丰县的多雨区之一，降雨主要受季 风影响，其水汽主要来自太平洋西部的南海和印度洋的孟加拉湾。一般在每年 的四月份前后起，雨量逐渐增加，五、六月份冷暖气流持续交绥于长江中下游 一带，冷暖空气的强烈幅合运动，形成大范围的暴雨，当锋面雨区进入该区域 时，常伴随着大暴雨的产生，因此锋面雨是该流域暴雨的主要天气系统。 二、洪水成因及特性 本流域属山区性河流，洪水均由暴雨产生，洪水发生时间与暴雨紧密相关。 根据暴雨特性，暴雨活动季节为每年 47 月份，尤以 56 月最为集中，发生 次数最多，也有极少数年份会在 89 月发生特大洪水，洪水涨落快，一次洪水 过程一般为 13 天，峰型与降水时间、强度有关，大多是单峰分布，一次洪水 总量主要集中在一天之内。 三、设计暴雨 1、实测暴雨分析 红洋水流域内在黄尖山水库附近有广丰水位站，邻近有沙溪镇的沙溪雨量 站,由于黄尖山水库坝址以上流域中心的距离与广丰县城较近，距离为 8km，且 属同一流域，因此水库坝址以上流域中心的点暴雨直接引用广丰水位站实测的 点暴雨。 广丰水位站，建立于 1952 年，实测的短历时最大暴雨 1 小时，最大 3 小时， 最大 6 小时，最大 24 小时暴雨有 19772003 年共 27 年的资料，因此根据现有 的资料进行分析，短历时暴雨分析采用 19772003 年共 27 年实测系列，因此 根据现有的资料进行分析，知历时暴雨分析采用 19772003 年共 27 年实测系 列，资料系列长度满足规范设计要求。经分析统计，广丰水位站实测暴雨情况 见表 2-2。 广丰水位站实测暴雨情况表广丰水位站实测暴雨情况表 表 22 最大 1 小时最大 3 小时最大 6 小时最大 24 小时 时段 分项 降雨量 (mm) 年月日降雨量 (mm) 年月日降雨量 (mm) 年月日降雨量 (mm) 年月日 第一位65.31981.06.2280.31988.06.15101.21995.05.20211.31998.06.20 第二位45.21978.09.1878.5