建德市洞山水库除险加固工程初步设计报告

1综合说明11水库基本情况111工程自然地理、社会经济情况洞山水库位于建德市大同镇黄垅村，地理位置为东经11905，北纬2920。大同镇位于建德市西南部，距市政府新安江253公里，23省道自东向西穿境而过。该镇历史悠久，文化源远流长，是三国时新昌县治所在地，历来是建德西部重镇，商品集散地，是大同地区经济、文化、交通中心。改革开放以来，大同镇经历三次合并，1992年撤消原大同镇、溪口乡，设立新的大同镇；2001年撤消大同、劳村2镇，设立新的大同镇；2005年4月撤消大同镇、上马乡，设立新的大同镇。全镇行政面积163平方公里，辖34个行政村，3个居民区，总人口53554人，总户数16420户，2010年全镇工农业总产值1977亿元，财政总收入3345万元，农民人均纯收入7458元。洞山水库位于新安江支流寿昌江的支流交溪上。寿昌江俗称艾溪，系新安江一级支流。寿昌江位于建德市西南部，发源于千里岗山李家镇的大坑源。流域总面积6923KM2，其中建德市境内67569KM2，干流长度635KM。由西南流向东北，经李家镇长林村、上马、大同与劳村溪汇合，经航头、寿昌、更楼于罗桐埠汇入新安江。112工程建设过程本工程于1971年9月开工，并于1976年1月竣工，期间停建、续建情况不详。本工程于1971年9月编制寿昌江综合治理工程洞山水库工程技术设计书。同年以（71）建革生字第244号“关于报批十二座蓄水量百万方以上水库工程技术设计的报告”上报杭州市革命委员会，1972年12月28日，杭州市革命委员会以杭革生农（72）第451号“关于同意兴建胜利等十二座水库的批复”批复同意兴建。本工程按设计施工，但未达到设计规模。设计坝高21M，正常库容168万M3，竣工实际坝高18M，相应正常库容调整为120万M3。修改设计规模的原因为为了开发黄土丘陵，搞人造小平原，把左岸山顶削去2M，导致左岸山体高程不够；水库本身的集雨面积13KM2（按十万分之一地形图量算），水源不足，设计时考虑跨小流域引水，但是引水工程土石方量很大，一时难以完成。此外，溢洪道原设计按200年一遇校核洪水标准确定进口宽15M、溢洪水深为1M，施工期间，根据新出台的洪水标准，按500年一遇校核洪水标准重新计算确定进口宽6M、溢洪水深为16M。由于配套渠系没有兴建，高位输水涵埋设后没有建设放水控制设施，故现状出流方式为无闸控制。113工程现状概况洞山水库位于建德市大同镇黄垅村。坝址以上集雨面积157KM2，主流长度2KM，总库容144万M3，属小（一）型水库。本工程的主要任务是灌溉，结合防洪、养殖等综合利用，现灌溉农田面积1500余亩，坝址下游防洪保护人口2000人，防洪保护耕地1200亩。洞山水库原设计洪水标准设计洪水重现期为50年，校核洪水重现期为500年。洞山水库正常水位11480M（采用1985国家高程基准，下同，1985国家高程基准原设计假定高程基准8970），正常库容120万M3，校核水位11640M，总库容144万M3。本工程枢纽建筑物主要由主坝、副坝、溢洪道和放水设施等三部分组成。主坝坝型为均质土坝。根据本次设计实测地形图，坝顶最低高程为11634M，最大坝高约为18M，坝顶宽度平均约为50M，坝顶长为92M；迎水坡大致可分二级，由上至下坡比分别为1251、1370，常水位位置局部出现陡坎；背水坡较规则，未见明显分级，坡比为12251237，坝脚设排水棱体，顶宽约3M，高约72M，排水棱体外坡约为114。副坝原设计坝型为均质土坝，根据本次设计实测地形图，坝顶高程11766M，最大坝高约4M，坝顶宽度53M，总长约26M；上游面设有干砌石挡墙；坝趾未见堆石棱体。溢洪道位于水库右岸，为河岸开敞式正槽溢洪道；原设计控制堰型式为宽顶堰，堰顶高程1148M，宽度6M。根据本次设计实测地形图，溢洪道建设极不完善，未见消力池、进水渠等设施，而且溢洪道土质底面及两侧土质边坡均未护面，洪道尾部与村道相接，未与排洪渠衔接。现状的溢洪道被占用作为进寺庙的道路，溢洪道控制段被改变，现状进口高程为11563M，接近坝顶最低高程11634M。放水设施输水涵管分高低两条，同时设于主坝右坝头。低位输水涵为140砼圆涵，采用壁厚6CM预制砼管外包11CM现浇砼制作而成，管径04M，进口底高程1006M，管长89M，原设计输水能力039M3/S；现状闸门型式为高压插板式，直径03M；启闭机型式为手动斜拉螺杆式。高位输水涵为140砼圆涵，采用壁厚6CM预制砼管外包7CM现浇砼制作而成，管径04M，进口底高程11027M，现状出流方式为无闸控制。12除险加固的必要性121安全技术认定结论2009年2月，受建德市水利水电局的委托，我院承担了洞山水库安全技术认定工作，并于2009年3月编制完成了浙江省建德市大同镇洞山水库安全技术认定综合评价报告。安全技术认定报告认定大坝为三类坝。大坝存在以下主要问题（1）主、副坝坝顶高程不够，防洪能力不能满足规范规定要求。（2）主坝上、下游坝坡未设护坡，坡面不平整，局部凹陷，上游坝面因为无护坡，受风浪冲刷出现陡坎。（3）溢洪道土质底面及两侧土质边坡均未护面，溢洪道未与下游承泄河道衔接，溢洪道被用作上山的道路，影响泄洪安全，存在安全隐患。（4）低位输水涵位于大坝右坝头，未经妥善处理；闸门已不能正常运行，启闭机露天放置，没有启闭机室；涵管建设年代较远，砼结构老化严重，存在管身漏水可能性。（5）高位输水涵管位于大坝右坝头，未经妥善处理；而且没有控制闸门与配套的启闭设备，长期自由出流。（6）大坝背水坡未设排水系统，雨水易形成集中冲刷，造成坝坡局部水土流失。122除险加固的必要性工程建成运行30多年来，有力地促进了当地的农业生产和经济建设。但由于受当时的建设标准和施工水平限制，设计、施工均存在一些问题，且随着时间的推移，工程自身也暴露出不少的问题。目前水库存在着较大的安全隐患，影响水库的正常运行，工程效益不能充分发挥。水库的安全不仅关系工程本身安危，更关系到水库下游千家万户生命财产的安危，关系到当地社会经济的可持续发展。为积极贯彻浙江省水利厅千库保安工程的精神，保障当地群众的生命财产安全，消除水库安全隐患，使水库充分发挥其功能和效益，对水库进行全面彻底的除险加固是十分必要的，也是相当迫切的。13除险加固的主要内容本次除险加固工程主要是针对水库目前存在的问题，采取相应的一系列工程措施，消除水库安全隐患，确保工程安全，发挥水库原有的设计功能和效益。工程除险加固内容主要包括大坝主坝增设防浪墙，对大坝上下游坝坡进行修整，并对坝面进行护坡，同时在下游坝面设置排水系统；副坝上游干砌石挡墙增设砼防渗面板，下游坝坡进行修整，并进行护坡，同时在下游坝面设置排水系统。溢洪道对原溢洪道予以改建，进行护砌。放水设施对原高、低输水涵管进行封堵，新设输水隧洞。14工程特性工程特性表项目名称单位加固前加固后备注坝址以上集雨面积KM2157157设计洪峰流量M3/S405P249P2水文校核洪峰流量M3/S557P0269P02校核洪水位M11640P0211646P02设计洪水位M11608P2011605P20正常蓄水位M1148011480正常库容万M3120120水库总库容万M3144145加固后总库容未考虑由于淤积而减少的库容部分保护人口人20002000工程效益灌溉面积亩15001500坝型均质土坝均质土坝坝顶高程M1163411680最大坝高M17651811坝顶长度M104104溢洪道型式正槽溢洪道正槽溢洪道堰顶高程M1148011480堰体长度M610设计泄洪流量M314322消能方式未设消能未设消能放空设施预制砼圆涵隧洞控制构筑物插板式闸门插板式闸门放水涵管可利用的最低库水位M10061015水库现状淤积高程1008M，故抬高放水设施进口高程至10150M主要建筑物涵管直径MMDN400DN400土石方开挖万M3116土方回填万M3029主要工程量及材料钢筋/水泥T/T22/798总工期月9工程静态总投资万元5719经济指标工程总投资万元57192水文21流域概况洞山水库位于新安江支流寿昌江的支流交溪的支流上，属寿昌江流域。寿昌江俗称艾溪，系新安江一级支流。寿昌江位于建德市西南部，发源于千里岗山李家镇的大坑源。由西南流向东北，经李家镇长林村、上马、大同与劳村溪汇合成干流。经航头、寿昌、更楼于罗桐埠汇入新安江。流域总面积6923KM2，其中市境内67569KM2，干流长度635KM。干流上共有大同、劳村、童家、乌龙、小江、南浦、翠坑等七条较大支流汇入。洞山水库位于交溪上游，坝址以上集雨面积157KM2。坝址至河源河长L河源2KM；坝址至河源河道平均比降J河源133。22气象及降水特征设计流域附近有建德气象站。建德气象站位于建德市新安江镇普山山顶，北纬2929，东经11916，观测场海拔高度889M，观测项目有气压、气温、湿度、降水、积雪、积冰、日照、蒸发、地温、风、云等。据建德气象站观测资料统计，多年平均气温167，极端最低气温为85，极端最高气温为429，出现在1971年7月31日。建德多年平均降雨量15037MM，主要由春雨、梅雨、台风雨组成。降雨量年内分配呈单峰型，1月份开始降水量逐渐递增，6月份到达峰值，多年平均降雨量为2499MM，而后降雨量逐月回落，12月份为最枯月，多年平均降雨量为453MM。最大一日降雨量2694MM，出现在1972年8月3日。建德多年平均风速15M/S，最大风速180M/S，相应风向为NW。建德站气象特征值详见表21。表21建德气象站特征值表月份一二三四五六七八九十十一十二全年平均气温（）48591021632124428428323818312669167极端最高气温272287339366376383429425402365309248429极端最低气温858290741231821621042388285平均水汽压HPA6674991461972529728423316411576167平均相对温度76797979808378768078787578平均蒸发量MM464487734103412931334199120591399103769452513052平均降雨量MM621078143917341953249914541162127179258245315037最大一日降雨量MM349492589775131315021127269411227657513892694平均风速M/S17171716141213151615141515最大风速（M/S）110177180163163160163173150110133130180最大风速相应风向WNWWNWNWWNWWNWWNWWNWWNWWNWNEWNWWNWNW最大风速发生年份198719811979197919851972197119711986197819821985197923洪水标准根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000），其建筑物级别和洪水标准摘录见表22和23。表22水库大坝等级标准（部分）工程等别工程规模水库总库容（M3）主要建筑物级别小（1）型100万1000万4小（2）型10万100万5表23洪水标准水工建筑物级别洪水标准（重现期）345设计洪水5010030502030校核洪水土石坝100020003001000200300根据上述表格，洞山水库正常库容120万M3，总库容145万M3，属小（1）型水库，工程等别为等，相应的主要建筑物级别4级。按山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准，4级土石坝设计标准为5030年一遇，校核标准为1000300年一遇。水库安全技术认定时按最低洪水标准复核，本次除险加固根据建德市社会经济发展水平及浙江省千库保安工程建设管理有关办法和规定汇编，确定设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为500年一遇。24水文计算241设计暴雨本流域没有实测的雨量资料，本次设计以“浙江省短历时暴雨图集”（以下简称图集）资料为基础推求设计暴雨。根据图集规定，设计流域集水面积小于10KM2，可以点雨量代表面雨量。根据“图集”查得设计暴雨参数，求得不同频率年最大设计暴雨成果见表24。表24洞山水库年最大设计暴雨各频率（）设计值（MM）时段HCVCS/CV020330512335102024H1150535399373351315278251229191152三日1550535538502473424374338308257205设计暴雨日程分配将最大24小时雨量置于第2天，第1天及第3天分别为三日雨量减去24小时雨量之差的60和40。设计暴雨时程分配暴雨衰减指数NP根据查图并参考本流域及相近流域有关设计资料后综合确定。时段雨量计算公式如下/24241HMBKHINPKKIHPK241NPNPKKB11式中为单位时段（以H计）；为时段数K选用暴雨衰减指数值如下重现期N100年，NP063；重现期N100年，NP065。243设计洪水（1）产流计算产流计算采用蓄满产流的简易扣损法。流域平均最大蓄水量为100MM，降雨起始时蓄水量为75MM，则初损为25MM。最大一日后损为1MM/H，其余各日后损05MM/H。（2）汇流计算本次设计根据2003年版万分之一地形图复核汇流计算参数，量得坝址以上集雨面积F157KM2，主流长度L2KM，河道平均比降J133洞山水库集雨面积157KM2，远小于50KM2，流域汇流计算采用浙江省推理公式法。洞山水库设计洪水成果见表25。表25洞山水库年最大设计洪水成果表各频率（）设计值项目单位02033051233351020QMM3/S696459524943393123QM/FM3/S/KM2438405378332309274245197149W三104M3746964574943393123由上表可知洞山水库50年一遇设计洪峰流量49M3/S，500年一遇校核洪峰流量69M3/S。243设计洪水成果比较本次设计洪水与原“三查三定”成果比较见表26。表26洞山水库洪峰流量成果比较表各频率（）设计值阶段项目单位02033051233510洪峰流量M3/S6964595249433931本次洪水复核洪峰模数M3/S/KM2438405378332309274245197洪峰流量M3/S557/405/“三查三定”洪峰模数M3/S/KM2355/258/本次设计与“三查三定”成果比较，“三查三定”洪水成果小于本次洪水复核成果，设计洪水成果的差异是由于设计暴雨成果、产流计算方法、汇流计算方法和汇流参数等不同而导致。本次设计采用最新的万分之一地形图及浙江省短历时暴雨图集，按照推理公式法推求设计洪水，比较而言更符合工程现状实际情况，设计洪水成果较为可靠。3工程地质31概况本次初步设计工程地质勘察工作由建设单位委托浙江省工程物探勘察院完成，并提交成果建德市大同镇洞山水库除险加固工程初步设计阶段工程地质勘察报告，以下成果均由该报告摘录。本次勘察的主要目的是调查区域地质构造和地震活动情况，对工程区的区域构造稳定性进行评价。根据国家及行业有关规程规范的要求查明大坝、溢洪道的水文地质及工程地质条件，查明大坝坝体及坝内涵管地基填筑质量，为大坝除险加固设计提供地质资料和建议。本次工程勘察工作主要依据的规程规范有1、岩土工程勘察规范（GB500212001、2009修改版）；2、水利水电工程地质勘察规范（GB504872008）；3、中小型水利水电工程地质勘察规范（SL552005）；4、水利水电工程钻探规程（SL2912003）；4、水利水电工程钻孔压水试验规程（SL312003）；5、水利水电工程岩石试验规程（SL2642000）；6、水利水电工程天然建筑材料勘察规程（SL2512000）。本次勘察外业工作从2010年10月5日进场，于2010年10月18日结束，历时14天。完成工程地质测绘019KM2；机械钻孔5个，总进尺15350M，最大孔深3350M；重型圆锥动力触探试验12段次，压、注水试验33段次，其中压水试验共10段次、注水试验23段次；取原状土样16个，岩石抗压样品4组（12段）；水质化学分析样2件。完成勘探工作量见表31。表31完成勘探工作量统计表项目单位工作量工程地质测绘（1500）KM2019孔数个5总进尺M15350水文地质试验段次33（压、注水）取土样件16钻探重型圆锥动力触探试验段次12室内岩石试验组4室内水质分析试验组2室内土工试验组1632区域地质概况321地形地貌场区位于华埠新登复向斜中段的南东翼，受区域寿昌断陷构造盆地的控制；属侵蚀丘陵地貌。库区内群山环抱，为呈北东向展布的山脊和沟谷。库区两侧山体及岸坡稳定，两侧山体高程在1102312732M，中沟谷高程在97629852M。两岸坝肩地形坡度其中左肩山体地形坡度缓，地形坡度为13，山体坡麓残坡积土层厚度大，地表局部有基岩出露；右坝肩山体为呈北西向展布的山脊，地形坡度为1520，山体坡麓残坡积土层厚度薄，山体斜坡基岩露头良好。322地层岩性场区位于钱塘台褶带华埠新登陷褶带上。场地内出露地层为侏罗系上统劳村组（J3L）。区域上断裂构造较发育，以北东、北西向断裂构造为主；燕山晚期侵入岩不发育。区内出露地层仅为侏罗系上统劳村组和第四系，其岩性特征由老至新分述如下1）前第四纪地层前第四系区内仅出露侏罗系上统劳村组（J3L）库区内山体均布。岩性为紫红色中薄层状粉砂岩、泥岩，层薄质软。地层产状3253302438。2）第四纪地层第四纪地层在场区的的北西沟谷地带较发育，主要分布场区北西向沟中。第四系冲洪积层主要分布沟谷河床，河床宽6080M；另外分布于山体斜坡及坡麓地带的残坡积层。（1）第四系坡洪积（DLPLQ4）主要分布建场区的北西向沟谷中。岩性上部为含砾粉质粘土，灰色，饱和，可塑。下部岩性为碎、砾石混粘土，灰黄色，碎、砾石成分主要为砂岩、粉砂岩，粒径2080MM不等，含量3040，主要呈浑圆状，磨圆度中等，分选性差；其余为粘性土。（2）第四系残坡积（ELDLQ4）分布于山体斜坡及坡麓地带。山体斜坡及坡麓地带岩性主要为含碎石粉质粘土；库区内山体斜坡坡脚地带残坡积土厚度较大，厚度达090670M。碎石成分为粉砂岩，粒径2060MM，含量1015，以棱角状为主。323地质构造与地震3231地质构造库区位于华南褶皱系（2）的扬子准地台（3）的南西端。扬子准地台形成于晚元古代晋宁旋回，以元古代地层组成基底，自震旦系至下三叠统为地台盖层沉积，厚度大，分布广泛。印支期阶段，构造活动相对稳定，为缓慢的长期隆起剥蚀区，在局部低洼地区有堆积。印支运动以后，构造格局发生了很大的变化，地台活动性急剧增大，形成了特殊的陆缘活动性沉积建造及岩浆岩系列，构造运动以断块造盆运动为特色。库区在区域上断裂构造较发育，受北东向球川萧山、常山漓渚二条深大断裂构造的控制，造成库区两岸岩体中节理裂隙发育，本次野外调查在右岸主要发育二组（北东向和北西向）剪切节理，其中J1产状4078，节理裂隙地表出露长约15M，呈北西向分布，裂隙面呈舒缓波状，张裂1MM2MM，密度34条/M；J2产状33081，节理裂隙地表出露长约8M，呈北东向展布，裂隙面平直，张裂1MM3MM，密度35条/M。3232库区基底及岸坡的稳定性库区基底为晚侏罗纪地层，沟谷表面覆盖层厚度较薄。岩体岩性以紫红色中厚层状粉砂岩、泥岩。经现场调查库区断裂构造不发育。上述岩土体特征，说明场区内水工建筑物基底稳定性较好。库区内为丘陵地貌，山体表部覆盖层（残坡积）厚度较薄，局部地段较厚，坡顶一般030M100M，坡脚一般200M300M，最大厚度约670M；库区岸坡大多数地段基岩裸露，地层产状倾向库区上游，坝址区左岸坡岩层产状与地形线基本直交；右岸坡岩层产状与地形线斜交，山体植被发育。坝址区内岩体中节理裂隙构造较发育，但岩体完整性较好，岩层单层厚030050M，呈中至厚状构造。从以上分析判断，库区岸坡与坝肩稳定性较好。3233地震第四系以来本地区新构造运动主要以缓慢的区域性升降运动为主，历史上地震活动较弱，地震强度不大，频率不高，多为微震。因此，本区区域构造稳定，按中国地震动峰值加速度区划图（1/400万）（GB183062001），工程库区设防水准为50年超越概率10的地震动参数地震动峰值加速度小于005G，相应地震基本烈度度，地震动反应谱特征周期为025S。324水文地质条件场区地下水类型主要有基岩裂隙水和第四系松散层的孔隙性潜水，主要接受大气降雨的补给。基岩裂隙水主要受断裂构造、节理裂隙及基岩风化裂隙的控制，深部基岩一般为不透水层。孔隙潜水主要埋藏于第四系松散堆积层中，透水性大。勘察期间，经过地质调查和钻探施工揭露，未见明显的渗漏异常，这与坝体施工质量和岩体中节理裂隙不发育、岩体相对较完整相吻合。根据本次对ZK1钻孔水样和取库中水作水质分析资料，其中PH值为703705，总矿化度1950021000MG/L，总硬度为1191213814MG/L，游离CO2为8401008MG/L，侵蚀性CO2为681795MG/L，CA2为41134286MG/L、MG2为392758MG/L、HCO3为1543816048MG/L、SO42为20772405MG/L、CL为19063221MG/L。根据上述分析结果，场区地下水属中性软水。按水利水电工程地质勘察规范（GB504872008）附录L环境水腐蚀性评价，判定环境水分解类PH值对混凝土结构无腐蚀；碳酸型侵蚀性CO2对混凝土结构无腐蚀；分解类侵蚀性CO2无腐蚀。重碳酸型HCO3对混凝土结构无腐蚀；镁离子型（MG2）对混凝土结构无腐蚀；硫酸型（SO42）对混凝土结构无腐蚀。33枢纽建筑物工程地质条件与评价331大坝工程地质条件3311坝区通过本次对坝址区（坝轴线）工程钻探揭露，在3350M控制深度范围内，场地内各岩（土）层可分四大层和5个工程地质层，其特征分述如下粉质粘土MEQ主要分布于水库坝轴线坝体。呈灰黄、紫红色，干，稍至中密状。由大量粘性土和少量碎、砾石组成，碎、砾石成分为中风化粉砂岩，粒径220MM，含量35。其余为粘性土，层底标高942110914M，厚度7801880M。本层土为水库筑坝之人工填筑土。含砾粉质粘土（DLPLQ4）主要分布于建场区的北西向河床沟谷中。岩性上部为含砾粉质粘土，灰色色，饱和，可塑。下部岩性为碎、砾石混粘土，灰黄色，碎、砾石成分主要为砂岩、粉砂岩，粒径2080MM不等，含量3040，主要呈浑圆状，磨圆度中等，分选性差；其余为粘性土。含碎石粉质粘土（ELDLQ4）分布于库区两岸山体斜坡及坡麓地带。岩性主要为含碎石粉质粘土；碎石成分为粉砂岩，粒径2060MM，含量1010，以棱角状为主。库区内山体斜坡坡脚地带残坡积土，厚度一般在090300M，局部地段达670M。2强风化粉砂岩（J3L）紫红色，岩石风化较强，岩体破碎，但基本保留基原岩结构面貌，节理裂隙发育，锤击易碎，遇水易崩解。岩芯呈碎块状，块径在3050MM。3弱风化粉砂岩（J3L）已建水库大坝齿槽及左、右坝肩广泛分布。紫红色，粉砂结构，中至厚层状构造。岩体质地致密，较硬，锤击声脆。岩体中节理裂隙较发育，密度34条/M裂隙面上见铁锰质渲染，岩体完整性较好。岩芯以柱状、长柱状为主，柱长1030CM。RQD分别为4090，平均为6360。各岩土层物理力学性质见表32。表32地基土物理力学指标设计参数表渗透系数压缩固结快剪直接快剪岩石建议值天然含水量土粒比重天然孔隙比饱和度饱和容重液限塑限塑性指数液性指数固结系数前期固结压力KHV水平垂直压缩系数压缩模量内摩擦角凝聚力内摩擦角凝聚力天然抗压强度饱和抗压强度地基土承载力标准值层顶标高层顶深度层厚GSESRWLWPIPILCVPCA12ESCCRCRGFRK成因时代分层代号岩土名称MMMKN/M3KPACM/SMPA1MPAKPAKPAMPAMPAKPA354E05RQ4粉质粘土1137411694000780175024627150882755188322195129040422E050316331641614382180200DLPLQ3含砾粉质粘土1023410914020070020070200ELDLQ含碎石粉质粘土990410319132014700807702001全风化粉砂岩93419630183020200901002502强风化粉砂岩99041053413201470080770400J3L3弱风化粉砂岩9339981415602150控制最大厚度1250M4223411310003312坝体根据钻探及试验资料，坝体由粉质粘土组成；现将坝体填筑土层叙述如下粉质粘土紫红色，硬可塑状，成分以粉粒、粘粒为主，偶含少量砾石，砾石直径一般为20CM40CM，层厚7801880M。具中等压缩性。根据原状样土工试验成果，本层土粘粒含量高。本层土的主要物理力学指标如下（20402760），D（151175）G/CM3，E07760960；SR（6686），AV（021037）MPA1，ES（427894）MPA；KH（150600105）CM/S，KV（210560105）CM/S；C快29005300KPA，快1118；C固36004700KPA，固1517。本层土标准贯入击数N63510击16击（未经杆长修正）。根据现场注水试验成果，粉质粘土渗透系数一般为K（341105928104）CM/S，属中弱透水性。大坝填筑土物理力学性质（见表32），钻孔注水试验见表33。表33压水试验成果一览表地点岩性孔号深度（M）段长M渗透系数KCM/S000500500152104500100050043610410001450450317104145020806301411042088220012091310522002700500444105ZK127003210510451105000500500928104500100050011910510001500500125104150020005003411052000226026068610522602760500216104ZK22760326050083510500049049013110449090041044410490013104102001041310163032021910416302160530106104ZK3216026605208841050005305301261055301050520500105105015505001291041550188033074010518802370490587104ZK423702870500699105000530530167104530100047025010510001470470345105147020105402431052010216015087710521602660500761105洞山水库覆盖层至弱风化粉砂岩ZK5266031605005281053313工程地质评价（1）主坝坝体1）根据室内试验成果及现场判别分析，坝体分层填筑特征不明显，为均质坝。2）坝体主要由粉质粘土组成，土体的均质性较好。3）施工均质坝时，粉质粘土能满足水利水电工程天然建筑材料规程（SL2512000）关于均质坝土料的粘粒含量要求。4）层干密度D（151175）G/CM3，最大干密度DMAX175G/CM3，其压实度094096之间，土层压实度基本能满足现行碾压式土石坝设计规范（SL2742001）要求。5）层天然含水量为20402760，根据类似水库土样击实试验最优含水量为1950，有100的土样含水量大于最优含水量。6）层孔隙比E07760960，压缩系数AV（021037）MPA1；组成坝体土层均为中等压缩性土。7）根据现场注水试验成果，层土具中弱透水性，在11段坝体土注水试验成果中，有6段试验成果大于1104CM/S，不能满足现行碾压式土石坝设计规范（SL2742001）对均质坝防渗土料的防渗要求。8）迎水面坝坡与下坝坡均未做护坡处理。（2）坝基根据钻孔资料，坝基清槽不彻底，齿槽中尚存坡洪积土层及全、强风化岩层。坝体与基岩接触段属中弱透水性；两坝肩基岩属中弱透水性；河床段基岩表部属弱透水性，深部属微弱透水性。基岩相对隔水层埋深（Q10LU）左岸350M850M（基岩面以下铅直深度，下同）；河床250M400M；右岸150M200M。左岸坝肩岩性为侏罗系沉积粉砂岩和泥岩，岩体中节理裂隙较发育，走向为NE，倾向SE，倾角为4060居多，岩体风化较强烈，上部主要以全、强风化为主，全风化层厚为380M，强风化层厚度为370M，弱风化层厚度为1130M，下部为微风化岩石，岩体本身的力学强度一般，属软质岩。但全、强风化岩体承载力能满足大坝对地基的要求。岩体中未发现对大坝稳定不利的结构面，坝基稳定。据钻孔压注水试验（表2），上部全、强风化层的渗透系数K444219104M/S，属中等透水岩体，弱风化岩体渗透系数为106104126105CM/S，属弱透水岩体，相对透水层厚度为420M，相对不透水层总体向河床倾斜，透水层厚度较均匀。因此左岸存在坝基及绕坝渗漏可能。右岸坝肩基岩岩性主要为粉砂岩，节理裂隙较发育，强风化层厚度为150M，弱风化层厚度为970M，具有较高的承载力，坝基岩体中未发现大的不利结构面，坝基稳定。据钻孔压注水试验，强风化岩体的渗透系数K913105CM/S，属弱透水岩体，弱风化岩体的的渗透系数为444451105CM/S，属弱透水岩体。相对透水层厚度一般为380M，相对不透水顶板线总体向河床倾斜。右岸坝基岩体的层间裂隙不发育。且大部分呈闭合状，其走向与坝轴线基本上呈60角，倾向上游。因此右岸坝基岩体不存在坝基渗漏和绕坝渗漏现象。3314坝体渗漏分析1）在勘探期间，水库一直维持低水位运行，坝体未见到有渗漏现象。2）从层土的颗粒组成及渗透性能的变化可推断，坝体填筑土的均质性及填筑质量均较好，但防渗性能较差。3315工程处理建议1）坝体填筑土渗透性指标不能完全满足均质土坝防渗土体要求，建议进行处理。2）左岸坝基上部全、强风化层属中等透水岩体，建议进行防渗处理。3）迎水面坝坡与背水坡均未做护坡处理，存在凹凸不平现象，建议进行整修。4）建议参数弱风化岩承载力标准值FK100MPA120MPA，变形模量E0300GPA400GPA，抗剪断参数弱风化岩/岩F060，C050060MPA；坝体（含砾砂粉质粘土）/弱风化岩F040045；允许渗透坡降层水平段J允020，出口段J允045050。332放水涵管的工程地质条件及质量评价放水涵管位于大坝右侧，为坝下涵管，结构形式为素砼涵管，出口底高程为10125M，涵管基础为坡洪积相含砾粉质粘土，涵管的施工质量较好，该管出口处及附近坝体无渗漏现象。333溢洪道工程地质条件及质量评价3331地质概况现状溢洪道位于大坝右岸距离约240M小垭口处，经人工开挖形成，山坡平缓，约为1525，表部残坡积土层厚度薄，大部分地段为全、强风化基岩出露，岩体中节理裂隙发育。原溢洪道现已改为上坝及进香道路，槽底高低起伏不，两侧边坡未作衬砌，坡面颜色发暗，其构筑物建设不规范，即没进、出水渠，也没消力池，也不与下游河道相衔接。溢洪道先为近东西向后转北东向，岩层产状3203303840，层间裂隙不发育，主要见两组节理，一组产状8046，一般23条/M，另一组为29057，密度一般为12条/M，受其影响，岩体较破碎。溢洪道区域地下水类型主要有第四系覆盖层中的孔隙潜水水和基岩裂隙潜中，含水量较贫乏，靠大气降水补给，部分由孔隙水补给，排泄于沟谷中或低洼处。3332溢洪道工程地质条件及质量评价现状溢洪道为河岸开敞式无闸控制自由泄流，位于大坝右岸，堰顶高程为11480M，溢洪段宽度600M。泄槽未作任何衬砌，高低起伏不平，两侧开挖边坡出露岩性为第四系残坡积土和全风化岩、强风化粉砂岩，开挖坡度陡，坡面未作任何衬砌保护处理，抗冲刷能力差，未与下游河道衔接，泄洪洪水由泄槽出来后直接冲刷道路，易引发水土流失，有危及旁边民房的可能。334新建输水隧洞工程地质评价新建输水隧洞建议设置在大坝左岸，其理由主要是大坝左岸无建筑物分布，右岸坡脚有3户村民住宅楼，隧洞施工爆破震动会对民房构成危害；从工程地质条件分析右岸优于左岸，现以ZK3钻孔资料结合地面地质调查资料对新建输水隧洞工程地质条件作评价。3341隧洞进出口段边坡稳定性评价1）进洞口边坡稳定性评价进洞口开挖洞口坡向310，地形坡度在2023，洞轴方位115，隧洞轴线与地形线呈大角度斜交。地表出露基岩为侏罗系上统劳村组2强风化粉砂岩，VP9001100M/S，厚度250300M；3弱风化粉砂岩，VP15002300M/S。岩体中的节理裂隙较发育，岩体呈中至薄层状碎裂结构。根据开挖坡向与节理裂隙产状等组合因素综合判定，本隧道进洞口段洞脸稳定性较好。隧洞穿越2强风化粉砂岩、3弱风化粉砂岩。地下水主要为基岩裂隙水，水量贫乏。隧洞进洞口段可采用明挖进洞，开挖状态下边坡易失稳，可采用临时支护处理。2）出洞口边坡稳定性评价出洞口位于坝址下游山体坡脚，开挖洞口坡向195，地形坡度在3638，隧道轴线与地形线呈大角度斜交。表部为含碎石亚粘土，结构松散，VP600900M/S，厚度在050080M；下伏基岩为侏罗系上统劳村组2强风化粉砂岩，VP8001000M/S，厚度230300M；3弱风化粉砂岩，VP19002300M/S。岩石中的节理裂隙发育，岩体呈碎裂结构。根据开挖坡向与节理裂隙产状等组合因素综合判定，本隧道出洞口段，开挖边坡基本稳定。隧洞穿越含碎石亚粘土、2强风化粉砂岩、3弱风化粉砂岩。地下水主要为松散岩类孔隙潜水和基岩裂隙水，水量贫乏。隧洞出洞口段需采用明挖，在地下水的作用下开挖状态下易失稳，应作适当的支护工作。3342隧洞围岩分级及稳定性评价由于对新建隧洞未作工程地质勘察工作，隧洞围岩分级和稳定性评价主要采用定性评价分述如下000015段级15M开挖洞口坡向310、地形坡度2023。地表2强风化粉砂岩，层厚250300M，VP9001100M/S。岩体中节理裂隙发育，岩体呈中至薄层状结构。隧洞主体穿越强风化粉砂岩，埋置浅，围岩稳定性一般，为级围岩。015030段级15M表部岩性为2强风化粉砂岩，层厚300350M，VP9001200M/S；3弱风化粉砂岩，层厚1000M，VP19002500M/S。岩石节理裂隙较发育。中至厚层状结构。隧洞主体穿越3弱风化粉砂岩，埋置较深，围岩稳定性较好，为级围岩。地下水类型主要为基岩裂隙水，水量贫乏。隧洞施工时无需支护。030103段级85M表部岩性为2强风化粉砂岩，层厚300350M，VP9001200M/S；3弱风化粉砂岩，层厚1000M，VP19002500M/S；4微风化粉砂岩，VP25003400M/S。岩石节理裂隙不发育。中至厚层状结构。隧洞主体穿越4微风化粉砂岩，埋置深，侧壁围岩稳定性好，为级围岩。地下水类型主要为基岩裂隙水，水量贫乏。隧洞施工时无需支护。103130段级27M表部岩性为2强风化粉砂岩，层厚260350M，VP9001200M/S；3弱风化粉砂岩，层厚500M，VP19002500M/S。岩石节理裂隙较发育。中至厚层状结构。隧洞主体穿越3弱风化粉砂岩，埋置较深，侧壁围岩稳定性较好，为级围岩。地下水类型主要为基岩裂隙水，水量贫乏。隧洞施工时无需支护。130148段级18M开挖洞口坡向195、地形坡度3538。地表2强风化粉砂岩，层厚250300M，VP9001100M/S。岩体中节理裂隙发育，岩体呈中至薄层状结构。隧洞主体穿越强风化粉砂岩，埋置浅，围岩稳定性一般，为级围岩。34天然建筑材料341人工料场分布本次野外调查主要针对防渗粘土料。粘土料场址位于大同镇洞山水库北侧库尾山体上，山体地形坡度缓，碎石含量少，粘粒含量高，呈可塑状，参考临近水库类似的粘性土体的击实试验成果资料（李家长林水库），其粉质粘土渗透系数水平26106CM/S，垂直35106CM/S（相当于透水率为026035LU），最大干密度156G/CM，最优含量为1950。可利用作土坝的心墙土或均质土坝料，运距约20KM。经初步估算其地质储量可达284314M3。342储量计算1、储量计算中的几点说明本次计算中所采用的地形图为15000地形底图放大；据料场区实际情况，共布设2条地质勘探线，其土料场采用钎探进行控制，块断断面划分在室内进行。2、储量计算中的几项参数的确定最低开采标高块岩料场根据料场区的侵蚀基准面，确定本料场的最低开采标高230M。储量计算方法土料根据料场区山体的地形坡度，采用垂直地平面的竖向断面法计算储量，储量为各断面储量之和。面积计算（M2）指在剖面图上垂直于地平面的断面面积，用CAD在计算机中直接求取。体积计算（M3）体积计算公式如下AVSHCOSS断面面积，H表土厚度，山体坡度。B、剥采比本料场地表覆盖层风化程度高，本次储量计算其剥采比中厚度（覆盖层风化层厚度）采用5M计算。C、土体比重按190KN/M3。D、土料场地址实测地形坡度为1826。343储量估算结果经估算建德市大同镇洞山水库土料场（粉质粘土），剔除表土储量，其储量为284314M3（换算地质储量为5400万吨）。其估算结果详见表34。表34坝体粘性土料（粉质粘土）地质储量估算表断面编号断面面积M2山体坡度度表土厚度M剖面间距M土体体积M3地质储量万吨S119161830037202266S2966263502782048合计28822843145400注计算公式VSHCOS，S断面面积，H表土厚度，山体坡度，D比重190T/M3。35结论与建议1）大同镇洞山水库库区区域构造稳定，地震动峰加速度为小于005G，地震基本烈度为小于6度区，地震动反应谱特征周期为025S。2）坝基区下部基岩岩体中节理裂隙不发育，岩体较完整，未见渗漏水异常。右坝肩基岩出露较好，岩石强度低，属软质岩，岩体完整性较好，压水试验透水率1Q10LU。3）大坝左、右坝肩山脊地势平缓，现场地质调查和钻探施工（压水试验成果）均未见渗漏异常，基本不存在渗漏或绕渗现象。4）坝体填筑土渗透性指标不能完全满足均质土坝防渗土体要求，建议进行处理；左岸坝基上部全、强风化层属中等透水岩体，建议进行防渗处理。5）经初步调查，天然建筑材料防渗粘土料场，位于库尾北侧山体坡脚，经踏勘，土体中粘粒含量高，碎石含量少，初步估算地质储量为284314M3（换算为地质储量为5400万吨），其土体质量能满足设计需要。砂料需向外地购买，砼粗骨建议采用轧石料（灰岩）替代。6）本次勘察基本查明了大同镇洞山水库坝址区及左、右坝肩、溢洪道和输水管道的工程地质条件，本报告可作为水库大坝除险加固初步设计和施工的工程地质依据。7）水库除险加固施工过程中如出现其他地质问题，建议做施工地质勘察。4加固设计41工程任务和规模411加固后的工程任务本工程除险加固的任务是针对水库存在的问题，通过一系列的工程措施，消除水库安全隐患，确保工程安全正常运行，发挥其设计功能，更好地为建德市大同镇社会经济的持续稳定发展服务。实施除险加固后，水库仍以灌溉为主，结合防洪、养殖等综合利用。412加固后的工程规模工程除险加固后，坝顶高程调整为11680M，防浪墙顶高程为11760M，正常蓄水位不变，仍为11480M，相应正常库容120万M3，水库总规模基本不变，为145万M3（未考虑由于水库淤积而减少的库容部分），本次除险加固设计洪水标准采用50年一遇，校核洪水标准为500年一遇，相应水位分别为11605M和11646M。413水库调洪计算4131计算原理与方法采用水库静库容调洪计算原理进行计算，即假定水库库容与库水位在DT时段内成直线变化，其水量平衡方程为DTVQI初末末初末初2式中I初、I末时段DT初、末的入库流量M3/S；Q初、Q末时段DT初、末的下泄量M3/S；V末、V初时段DT初、末水库蓄水量万M3。水库泄水量Q与坝前库水位Z坝有如下的关系坝ZFQ式中Q与Z坝的关系将随防洪调度中采用不同的泄洪设施而定。水库蓄水量V与坝前库水位Z坝根据库容曲线有如下的关系坝ZFV联解以上各式，即可求得各时段的坝前水位、水库泄水量及蓄水量。根据上述原理，采用试算法迭代求解，逐时段连续演算，即可完成整个洪水过程的调洪计算。4132泄洪设施及泄流能力水库泄洪设施为正槽式溢洪道，控制堰型为宽顶堰，堰顶高程11480M，现状堰顶宽度为6M，加固设计堰顶宽度为10M。溢洪道泄流公式如下QMB（ZZ堰）15式中M泄流系数，取16；Q溢流堰的下泄流量M3/S；B溢流堰的净宽M；Z溢流堰堰前水位M；Z堰溢流堰堰顶高程M。4133库水位容积关系本次计算以洞山水库原设计水位库容数据为基础，高程基准采用1985国家高程基准，得水位库容曲线见表411、图411。表411水位库容曲线水位M库容万M3水位M库容万M39970109756281007251107680101750111781010277811279451037120113710701047158711471197410572301148（正常水位）120（正常库容）10673001157134010773801167148510874651177168098100102104106108110112114116118120050100150200库容（万M3）水位（M）图411水位库容曲线图4134洪水调节原则洪水调节原则如下（1）起调水位11480M；（2）当库水位高于11480M时，溢洪道自由溢流。4135洪水调节成果根据上述调洪原则以及水位库容曲线，洞山水库现状洪水调节成果见表412，加固设计洪水调节成果见表413。表412洞山水库现状洪水调节成果表各频率设计值项目单位0203305123351020入库洪峰M3/S696459524943393123库水位M116801167111661116431163211617116051158411564相应库容104M3150149147145143141139136133最大泄流量M3/S27252320181513107由上表可知洞山水库现状复核30年一遇设计洪水位为11617M，300年一遇校核洪水位为11671M。表413洞山水库加固设计洪水调节