谭家山水库初步设计报告书(省厅审查修改稿)

11综合说明11工程概况谭家山水库位于湖北省嘉鱼县高铁镇的临江村境内，距高铁镇约75KM，距嘉鱼县城约300KM。本次复核水库承雨面积12KM2，水库总库容1018万M3，设计灌溉面积1500亩，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小（一）型水库。谭家山水库大坝枢纽工程始建于1965年9月，1966年10月建成，形成目前布置型式。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）的规定，工程等别为等，主要建筑物级别为4级。本次复核设计洪水标准为20年一遇，相应下泄流量28M3/S,相应水位4603M；校核洪水标准为100年一遇，相应下泄流量43M3/S,相应水位4636M。水库正常蓄水位450M，死水位4050M。谭家山水库枢纽工程由主坝、副坝、溢洪道、输水管等主要建筑物组成。1主坝坝顶高程4730M，最大坝高103M，坝顶长2400M，坝顶宽60M，坝底宽660M。迎水坡没有马道，坡比为1242和1201；背水坡设有一级马道，宽度为50M，背水坡一级坡比为1233，二级坡坡比为1581，河床高程370M。2副坝位于主坝左侧山凹，坝顶高程4750M，最大坝高54M，坝顶长725M。迎水坡坡比为1205，背水坡坡比为1185，坝脚为耕田，坝底高程为421M。3溢洪道溢洪道设在副坝左坝肩。分溢洪洞和溢洪管。溢洪洞溢洪洞宽20M，全长110M。进口高程450M，出口高程为447M。溢洪洞后与良田直接相接，良田高程为4176M。溢洪管溢洪管紧靠溢洪洞，在溢洪洞的右边，管径10M，全长110M，进口高程454M，出口高程453M。溢洪管后与良田直接相接，良田高程为4176M。4输水管设有东输水管和西输水管。东输水管东输水管安设在主坝右坝肩，为斜卧管型式，输水管通过主坝坝底，为坝内埋管。管长350M，纵坡1500，进口端高410M，出口端高402M。西输水管西输水管安设在副坝右坝肩，为斜卧管型式，输水管通过副坝坝底，为坝内埋管。管长200M，进口端高程405M，出口端高程4029M，管径04M，设计最大引用流量为037M3/S。212水文121流域概况嘉鱼县谭家山水库位于距离嘉鱼县城300KM的临江村境内。大坝拦截山冲来水。水库区处于鄂东南长江中下游区，地处扬子准台的下扬子台凹大冶褶皱带。水库位于的嘉鱼高铁镇临江村属丘陵地区，山体起伏较平缓，两岸山顶高程一般在50100M，相对高差3080M，山坡地形坡度200600，局部达800的。河谷宽展，区内山脉、河流及主要构造线均作NENEE向展布。地势南高北低，主要表现为低山、丘陵区。流域植被较好，水土流失不算严重。本流域自然灾害主要有倒春寒、夏涝、秋旱以及局部性的洪灾。122水文气象谭家山水库所在的嘉鱼县属亚热带海洋季风气候区，温暖湿润，雨量充沛，四季分明，日照充足。据嘉鱼县气象站实测资料统计多年平均气温17，最冷月1月平均54，最热月7月平均381。年平均无霜期300天。降水量较充沛，多年平均降水量1450MM。但降水年内分配不均，主要集中在510月。本流域所处地区一般5月进入汛期，10月份结束。123设计洪水复核谭家山水库为小（一）型水库，因水库位置的重要性，本次加固设计按20年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核。根据水文资料和复核的要求，设计洪水可采用由流量资料推求或由暴雨资料推求。由于谭家山水库承雨面积仅为12KM2，并缺乏流量实测资料，只能由暴雨资料推算设计洪水。又由于本流域无雨量站，无实测暴雨资料，因此本次洪水复核计算拟采用湖北省暴雨径流查算图表（以下简称图表）上的三湖连江水库雨量观测站设计暴雨参数，作为本次设计洪水计算的依据。洪水复核成果见表11。表11谭家山水库洪水设计成果比较表313工程地质131地质概况谭家山水库区处于鄂东南长江中下游区，地处扬子准台的下扬子台凹大冶褶皱带。水库位于的嘉鱼高铁镇临江村属丘陵地区，山体起伏较平缓，两岸山顶高程一般在50100M，相对高差3080M，山坡地形坡度200600，局部达800的。河谷宽展，区内山脉、河流及主要构造线均作NENEE向展布。河谷两岸零星分布有一级阶地和小型漫滩，一级阶地一般被开垦为田地。两岸谷坡冲沟较发育，河谷多为“U”型谷。库区两岸局部有基岩出露，主要以碳酸岩风化剥蚀山地及河溪水流下切沟谷为主要地貌形态，在河流及沟谷两岸局部存有重力堆积地貌。库区位于扬子准地台下扬子台凹大冶褶皱束中的四级构造单元沔阳凹陷与汉川隆起带之间。控制本区的构造形迹主要为北东南西向的一组洪湖嘉鱼的金口断裂和隔水库约5KM以西的高铁小断裂。坝址区未发现大的断裂构造，但受区域性断裂的影响，岩体节理裂隙及片理化构造极发育。坝区的主要构造形迹为规模不大的褶皱及裂隙。本区区内构造相对稳定。根据中国地震动参数区划图，本地区取地震动峰值加速度为005G，地震动反应谱特征参数周期为035S，相应的地震基本烈度为度。132坝体填筑土组成及特征根据大坝现场钻孔和室内土工试验成果可见，大坝填筑土和坝底残坡积土组成无差异，均为粘土、粉质粘土夹少量小砾石、风化碎石为主，砾石、风化碎石含量为535。土质均一性差。主坝填筑土填筑密实程度不均匀。填筑土为粘土、含少量砾粉质粘土、含少量砾粘土，从室内试验结果看，其成分较均一，但其密实程度变化较大，土体含水量最本次复核成果（6小时）推理公式法瞬时单位线法频率洪峰M3/S洪量万M3洪峰M3/S洪量万M3P5340205307191P14832784092574大有320，最小只有206，孔隙比最大为0914，最小为0662，干容重142161KN/M3，压缩系数为03120722MPA1，压缩模量为451905MPA，属中压缩土层，该土层进行原位标准贯入试验13段次，最大击数有60击，最小只有40击，平均击数为46击。副坝填筑土与主坝略同，土体含水量最大有301，最小只有230，孔隙比最大为0960，最小为0570，干容重144157KN/M3，压缩系数为03600478MPA1，压缩模量为448747MPA，属中压缩土层，该土层进行原位标准贯入试验4段次，最大击数有70击，最小只有50击，平均击数为58击。密实性较差。钻探揭露，坝基在修建时未进行清基处理，大坝填筑土下卧有一层残坡积土。该层在主坝分布厚度为039M，在副坝分布厚度有2944M。根据室内结果，残坡积土成分与填筑土无较大差异，其含水量一般在250331，孔隙比05570830，干容重148162KN/M3，压缩系数为02390522MPA1，压缩模量为535820MPA，属中压缩土层，透水性为120106420105，平均为511106，防渗性相对较好。133溢洪道工程地质溢洪管坐落在副坝左山体斜坡的残坡积土上，从副坝钻孔分析，该层土厚度有40M，土体以含砾粉质粘土，夹有较多的风化碎石。下伏基岩为强弱风化灰岩，岩体裂隙较发育，裂隙一般呈张开性，充填有泥质物,岩石岩性、产状似副坝。溢洪洞下卧为填筑土，其性质见副坝坝体。134天然建筑材料坝址区石料场可选在大坝下游临江村产石场，石料场距大坝不到30KM，运输方便，储量充足，岩体呈微风化状，岩石坚硬，质量满足规范要求。坝址区土料料场在水库下游山体，该料场距大坝10KM左右，该料场004M为耕植层，土中含有较多的植物根系，呈可塑状态，0565M为含少量砾粘土，呈可塑至硬塑状，土质较好，除去土层表部004M无用层，用平均厚度法计算所选料场储量为5万M3，基本上满足了设计的用料要求。混凝土用砂需外购,建议利用陆水河河砂。14工程任务和规模141主要险情和存在的问题5根据谭家山水库安全检测报告及水库安全鉴定结果，枢纽工程目前存在的主要问题1、主、副坝坝顶高程欠高。2、坝基岩石透水性较大，未作防渗处理。主、副坝脚有漏水现象，下游坝坡渗流出逸点偏高。3、主、副坝上下游坝坡表面凸凹不平。4、大坝施工质量差，填筑不密实。5、溢洪道无消能设施和尾水渠，结构不完善。6、东、西输水管漏水严重。7、金属盖板已大部损失，且已超过折旧年限。8、大坝无监测设施、无通讯设施、无管理用房，管理经费未落实到位，运行管理落后。142除险加固的必要性谭家山水库建成后，为高铁镇的综合利用起到了重要的作用。不仅减轻了高铁镇临江村的防洪压力，同时使下游015万亩农田的灌溉得到了保证。谭家山水库下游是村庄，乡村公路从主坝和副坝经过，谭家山水库一旦失事，将造成下游重大损失。该水库以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益。但由于工程存在诸多险情，影响水库正常蓄水，水库效益未能充分发挥。综合上述，对水库进行除险加固是非常必要的，同时也是迫切的。143工程规模1431工程等别本次复核谭家山水库总库容1018万M3，属小（一）型水库。水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）的规定，水库防洪标准为等，主要建筑物为4级。1432地震基本烈度库区地震烈度小于度，根据规范，可不进行抗震设计。1433工程任务及规模水库大坝枢纽工程始建于1965年9月，1966年10月建成，运行至今存在诸多重大险情。本次除险加固涉及到大坝坝基防渗加固、上下游坝坡加固、溢洪道整治、输水管加固及有关金属结构更新、溢洪道交通桥新建等。加固主要工程量土方开挖69610M3，石方开挖75M3，土方填筑8985M3,干砌块石1299M3,浆砌块石270M3,砂石垫层988M3,砼459M3,灌浆总进尺1180M，草皮护坡6089M2,钢筋392T。施工总工期为一年。15水工建筑物加固设计151工程等别及防洪标准谭家山水库枢纽工程由大坝、溢洪道、输水建筑物等组成。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）的规定,谭家山水库为小（一）型水库,工程等别为等,主要建筑物级别为4级。根据安全鉴定报告及批复意见，防洪标准为20年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核。根据中国地震参数区划图（2001年），工程区地震动峰加速度为005G，确定本区地震基本烈度为度。152加固设计主要内容根据谭家山水库枢纽安全检测报告的检测分析结果及谭家山水库枢纽建筑物安全鉴定结果，针对谭家山水库枢纽工程目前存在的问题，按照有关规程规范的要求，对水工建筑物进行加固设计的主要内容如下（一）挡水建筑物加固项目1）主、副坝上、下游坝坡整治；2）主坝坝基防渗处理；3）主、副坝坝体下游新建贴坡反滤设施；4）主、副坝新建防浪墙。（二）泄水建筑物加固项目1）溢洪道现有建筑拆除重建；2）新建消能设施。（三）输水建筑物加固项目原斜卧管拆除，新建预制钢筋砼方涵、新建进口闸室,分别安设1台100KN手电两动螺杆启闭机。东西输水管分别新建工作桥,由钢筋砼排架桥支承。153大坝加固71531上、下游坝坡加固1主坝上游为部分浆砌石护坡，因风浪侵蚀及坝体局部不均匀沉陷，现已凹凸不平，应进行整治。整治范围是从死水位4050M高程到坝顶，整治方案为对产生沉陷的部位进行修整，填平。2主坝下游为草皮护坡，坝面凹凸不平，杂草丛生，应进行整治。主坝下游坝坡整治范围是从坝脚至坝顶，整治方案将下游坝坡清基整平，进行草皮护坡。3副坝上游为草皮护坡，坝面凹凸不平，杂草丛生，应进行整治。副坝上游坝坡整治范围是从坝脚至坝顶，整治方案将下游坝坡清基整平后30CM干砌块石护砌。4副坝下游坝坡坡比为1185，本次加固对下游坝坡进行缓坡，坝坡由1185放缓为120，整平后进行草皮护坡。1532坝基防渗本着措施安全、技术可行和投资合理的原则，综合比选，推荐单排帷幕灌浆方案为大坝坝基防渗除险加固处理措施。坝基防渗采用单排帷幕灌浆，帷幕轴线布置在心墙轴线上，向左岸延伸10M，右岸延伸10M，孔距20M，帷幕深度按透水率小于10LU和坝高06倍控制。分三序孔布置，按分序加密的原则，自上而下分段进行灌浆，灌浆材料采用425普通硅酸盐水泥。主、副坝坝脚表面清除整理厚05M，新建贴坡反滤，坡比为1233，反滤体顶宽25M，顶部高程分别为3980M、430M。154输水管加固谭家山水库东、西输水管结构强度及抗裂均满足要求。但施工质量差，管头接缝止水失效，漏水严重。此次加固方案采用新建输水管及排架，方案为新建输水管及进口闸室，新建启闭房和排架。155溢洪道加固溢洪道设施不完备，施工质量差，工程严重老化，无法正常泄洪，应予重建。具体方案为溢洪道全部改造为C20砼结构，其进口堰顶高程450M，底宽20M，控制段长80M；陡坡坡比130，长120M；消力池长80M，深05M。16金属结构81）东西输水管分别新增铸铁工作闸门各一扇。2）输水管进口设QL100SD型100KN手电两用螺杆启闭机各1台。17施工组织设计171施工条件谭家山水库位于嘉鱼县高铁镇的临江村境内，距嘉鱼县城区300KM。谭家山水库所在的嘉鱼县属亚热带海洋季风气候区，温暖湿润，雨量充沛，四季分明，日照充足。据嘉鱼县气象站实测资料统计多年平均气温17，最冷月1月平均54，最热月7月平均381。年平均无霜期300天。降水量较充沛，多年平均降水量1450MM。根据地勘报告，坝址区石料场可选在大坝下游临江村产石场，石料场距大坝不到30KM，运输方便，储量充足，质量满足规范要求。坝址区土料料场在水库下游山体，该料场距大坝10KM左右，土质较好，基本上满足了设计的用料要求。混凝土用砂需外购,建议利用陆水河河砂。172施工导流输水管工程加固施工作业面低，需要围堰保护。大坝及溢洪道加固常年施工，必须控制水库运行水位。173料源规划钢筋、钢材、水泥、油料、砼骨料由市场采购。174施工方法与机械（1）帷幕灌浆施工帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆，分三序布置，按分序加密的原则进行施工。施工机械为150型地质钻机、BW200型水泥浆泵，WJG801型泥浆搅拌罐。（2）土石方工程土方开挖采用05M3和10M3反铲挖掘机挖装，59KW推土机集土，配5T自卸汽车运输；土方回填采用5T自卸汽车运输卸料，59KW推土机推平，振动碾碾压，局部采用蛙式打夯机夯实；石方采用钻孔爆破法施工，59KW推土机集土，10M3反铲挖掘机挖装，5T自卸汽车运输。（3）砼施工9在溢洪道进口、出口及主坝左岸各布置一台08M3砼搅拌机供料，配35T自卸汽车水平运输，10T汽车吊罐入仓，插入式振捣器振捣。175施工总布置在主坝左侧有场地可供利用，布置基础处理基地、砼系统、综合加工厂、备料场等，办公生活区利用主坝左岸现有房屋；弃渣场选在副坝下游。176施工总进度总工期12个月，其中大坝加固工程11个月，溢洪道加固工程5个月，输水管加固工程4个月。18工程占地及拆迁本加固工程施工临时占地20亩,无房屋拆迁和人口迁移。19环境保护及水土保持土石方工程、砼工程、机械设备冲洗过程及施工人员生活污水对水质产生一定影响，但由于量小且分散，不会对水库水质产生明显影响。开挖和弃土可能会引起水土流失，需采取一定的防护措施。施工期将产生一定的扬尘和废气，但因库区扩散条件好，不会对大气质量产生显著影响。施工期须预防疾病传染，严格控制爆破规模，确保居民生命财产安全。公路改扩建可能引起交通不便，但对公路运输影响不大。施工过程中应加强环境管理和环境监测,定期编制施工期环境质量报告。环境保护投资120万元，水土保持投资186万元，共计306万元。110工程管理1101管理机构及人员编制设谭家山水库管理站，由高铁镇代管，编制定员4人，其中生产人员2人，管理人员2人。1102管理范围及保护范围10（1）工程管理范围工程区管理范围包括大坝、输水管、溢洪道、水文及工程观测设施、通讯及交通设施和水库征用线以内的库区。上游从坝轴线向上100M（不含工程占地、库区征地重复部分），下游从坝轴线向下150M，上、下游均与坝头管理范围端线相衔接，大坝两端向外150M。溢洪道管理范围为两侧轮廓线向外30M，消力池以下100M。（2）工程保护范围工程保护范围为工程管理范围边界线外延，大坝、输水管、溢洪道外延200M，其他建筑物向外延50M。水库保护范围为坝址以上，库区两岸土地征用线以上至第一道分水岭之间的陆地。1103水库调度与工程管理谭家山水库加固后，正常水位450M，死水位405M，水库调度原则不变。1104工程运行管理费用年运行费包括工程运行期内各年所支出的燃料动力费、工程维护费、管理费、工资及福利费及其它直接费用。根据水利部1995年颁布的水利工程年运行标准（水财1995281号文）的规定，考虑工程实际情况，并参照类似工程资料，经分析计算本工程年运行费为2485万元。111投资概算1111编制概况（1）鄂水利发20053号文颁布的湖北省水利水电工程设计概估算编制办法；（2）水利部水总2002116号文发布的水利水电建筑工程概算定额；（3）水利部水建管1999523号文发布的水利水电设备安装工程概算定额；（4）水利部水总2002116号文发布的水利水电工程施工机械台班费定额；（5）水利部水总200367号文颁发的水土保持工程概算编制规定和定额；11（6）计价格200210号文颁发的工程勘察设计收费标准；（7）发改价格2007670号文印发的建设工程监理与相关服务收费管理规定。1112基础价格（1）人工预算价格工长683元/工时高级工634元/工时中级工535元/工时初级工292元/工时（2）施工风、水、电施工用风015元/M3施工用水048元/M3施工用电091元/M31113总投资按2008年第三季度价格水平计算，工程部分投资30530万元,其中建筑工程20056万元、机电设备及安装工程0万元、金属结构设备及安装工程1361万元、施工临时工程2322万元、独立费用5902万元,基本预备费889万元，环境及水保专项费用306万元，工程总投资30836万元。112经济评价谭家山水库整险加固工程实施后，具有较好的经济效益，多年平均减少洪灾损失5045万元。本项目内部收益率为1217，大于社会折现率12；经济净现值48万元，大于零；经济效益费用比113，大于1，各项评价指标均达到国家规定的标准值，实施该项目在经济上合理可行的。本工程的社会效益和环境效益十分显著。工程实施后，由于水库防洪标准的提高，能减免洪灾造成人员伤亡和财产损失，有效地防止洪灾引起的疾病流行和环境污染等问题，为本区工农业生产和人民生产提供可靠保障，增加了社会安全感，改善了生存环境和投资环境，为防洪保护区的社会、经济、环境的可持续发展创造了有利条件。122水文21流域概况嘉鱼县谭家山水库位于距离嘉鱼县300KM临江村境内。大坝拦截山冲来水。水库位于的嘉鱼高铁镇临江村属丘陵地区，山体起伏较平缓，两岸山顶高程一般在50100M，相对高差3080M，山坡地形坡度200600，局部达800的。河谷宽展，区内山脉、河流及主要构造线均作NENEE向展布。22水文气象谭家山水库所在的嘉鱼县属亚热带海洋季风气候区，温暖湿润，雨量充沛，四季分明，日照充足。据嘉鱼县气象站实测资料统计多年平均气温17，最冷月1月平均54，最热月7月平均381。年平均无霜期300天。降水量较充沛，多年平均降水量1450MM。本流域所处地区一般5月进入汛期，10月份结束。23洪水复核标准谭家山水库原洪水标准为20年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核，本次复核总库容1018万M3。根据水利水电枢纽划分及洪水标准（SL2522000）规定，谭家山水库属小（1）型水库，大坝及主要水工建筑物为等4级，次要建筑物为5级，该库大坝为粘土均质坝，最大坝高103M。水库防洪标准复核为20年一遇洪水标准设计，100年一遇洪水标准校核。消能防冲设计洪水标准为20年一遇。24基本资料241洪水复核雨量资料根据水文资料和复核的要求，设计洪水可采用由流量资料推求或由暴雨资料推求。由于谭家山水库承雨面积仅为12KM2，并缺乏流量实测资料，只能由暴雨资料推算设计洪水。又由于本流域无雨量站，无实测暴雨资料，根据水利水电工程设计洪水计算规范（SL4493），采用湖北省水文水资源局短历时暴雨等值线图相关资料作为该库设计暴雨依据。13242洪水复核流域参数谭家山水库设计洪水复核流域参数如下水库承雨面积F12KM2；坝址以上干流长度L12KM；坝址以上干流平均比降J28。25设计暴雨复核据查短历时暴雨等值线图查算，水库设计暴雨成果表见表21。设计点雨量采用CS35CV皮曲线KP值计算，公式为HP点。PKH设计面雨量公式为HT面THT点,T点面系数，流域面积小于是100KM2，故T不需作流域形状改正。根据谭家山水库承雨面积查得点面系数，计算得各频率设计面雨量成果，详表21。设计面暴雨递减指数N010558LN，N110558LN，面0面面61HN210721LN，雨力SH1面面面246H表21谭家山水库设计面雨量成果表暴雨参数设计面雨量（MM）时段MHCVCS/CV1510165027352992481H450423510768196H90045352268169224H12020503532932392据此计算得P1时，N0029，N1058，N2073；P5时，N0045，N1048，N2081。1426设计洪水推求本次谭家山水库洪水复核运用根据水利水电工程设计洪水计算规范（SL4493）规定,作为计算设计洪水的依据，分别采用推理公式和瞬时单位线两种方法推求设计洪水。设计暴雨根据水库承雨面积，参照原水利电力部（83）号文批准使用的湖北省暴雨径流查算图表（以下简称图表）上的表21之选取建议，采用最大6小时暴雨。261推理公式法推求设计洪水2611设计地面洪峰流量及洪水参数计算1设计地面洪峰流量设计地面洪峰流量公式为QMK1（UFKSK432式中F水库承雨面积，KM2；与流域持性有关的经验参数L/J（L主干流长度，KM，J主河道平均比降）31M与汇流有关的经验参数，根据H24点值和流域所在分区有关，选用公式M050021。S雨力，相当于最大1小时降雨量，即SH1面（MM）；U平均损失率，U00384R，（R24为一次洪水24小时总径流深，R24H24面756024225）K1、K2、K3、K4为暴雨递减指数的函数，设6,则改用N2查算洪峰流量QM2其它洪水计算参数洪水形状系CR数计算CRTHF63式中H设计净雨总量，HRTCUTCTC为设计净雨历时，设计净雨历时采用615小时，RTC为等于TC历时的面雨量。T地面径流历时（小时），T046F0535TC峰现时间TPT/4,小时计算得的洪峰流量及其有关参数列于表22。表22谭家山水库设计地面洪峰流量及其参数成果表频率P5P1F1212L1212J00280028395395M067067S8191076H2423923293U224291K105470553K207060679K311761170K403310329QM334476068063HTC16922268TC66H15582093T6565TP163163CR024023以上各洪水频率的都小于6小时，原假设采用N1正确，不必改用N2计算16QM。2612设计洪水推求设计洪水过程线由设计地面洪水过程线加入起始流量叠加而成。设计地面过程线推求方法为先求各频率洪水的洪水形状系数CR和峰现时间TP，然后根据CR查出各值相对应的值，再以TP乘以、QM乘以即得TI时PITMIQPITI刻地面洪水过程线QI。起始流量按公式Q0022U092F计算。各设计频率的设计地面洪水过程线QI加上对应频率洪水的起始流量Q0即为所求频率的设计洪水过程线QI（总）。按照以上所述方法及公式推算P5、P1设计洪水过程线，洪水过程线详见表23、24。17推理公式法20年一遇洪水过程线表23TP163小时T033HTI/LTQI/QPTIHQIM3/SQ0M3/SQI总M3/S00000000006060200020330706120400070652306290600270989006960800731302440625010010016333406340120078195261062661400552281840618916003926013006136180030293100061062000213257006762200163585406592400113903706422600084232706322800064552006263000054881706223200045211306193400035531006163600025860706123800016180306094000651000606洪205万M318推理公式法100年一遇洪水过程线表24TP163小时T033HTI/LTQI/QPTIHQIM3/SQ0M3/SQI总M3/S00000000007070200020331007170400050652407310600230981100711708007213034307350100100163476074831200771953670737414005222824807255160037260176071831800282931330714020002032595071022200153587107782400103904807552600074233307402800054552407313000044881907263200045211907263400035531407213600025861007173800016180507124000651000707洪278万M3262瞬时单位线法推求设计洪水2621雨型选择谭家山水库区间承雨面积12KM2，根据图表规定，采用最大6H历时面均暴19雨推求设计洪水，设计雨型采用图表成果，见表25。表25最大6H暴雨设计雨型（T05H）时段123456789101112占小时3862占（H3H1）217355266162占（H6H3）161718201514注表中H1、H3、H6为1、3、6H雨量。各时段面雨量由下式推算0101NTTHHT面面16T面面2212424NTTT面面P5和P1和的各历时面雨量计算结果及其按设计雨型排序后见表26。2622设计净雨根据查算图表，采用最大6H雨量可不扣初损，各时段雨量扣减稳损后即可得到设计净雨。稳损F0按公式FC00615R计算，61024式中R24H24面225（MM）经产流计算，净雨过程及设计净雨成果表分别见表26。20表26各种频率净雨过程计算表P5P1时程雨量扣损净雨量雨量扣损净雨量16615519119722701555971977375155910219834831568114199451001584135191166163151482211920273111529640919390850815492667196489122151071661914710741559101198211621547851966125815438019602623瞬时单位线计算本流域位于查算图表中水文分区第一片1、2、4区，地区综合瞬时单位线（10MM/H）参数按下式计算M1138F027L0216J0185N034F035J01对50年一遇及以上洪水的M1进行非线性改正，改正后的公式为M1IM102150/IP式中IPHTR/TR为造峰面降雨强度。TR为造峰雨历时，根据流域形状选用公式。由于J2815和FF/L208304，故区间流域按山丘区扇形流域计算，TR035F052038H。10TR1H所以按HTRH1面T计算HTR0NR当IP50MM/小时时,2根据J、F分别查得1、2，代入非线性改正公式计算M1I。根据（JJ1/3F1/4）M1或M1I计算K值KM1/N（不需非线性改正时）KM1I/N（非线性改正后）瞬时单位线参数成果见表27。表27瞬时单位线参数计算成果表频率P5P1M1081081N0505TR038038HTR433544IP11261413J290290106406420303M1I023021K0450422624地表径流过程计算地表径流由净雨程及瞬时单位线参数推算。根据各频率的综合瞬时单位线N和K，计算出相应的无因次时段单位线，再以QF/36T乘以无因次时段单位线，计算各频率下的05小时10MM时段单位线。按查算图表介绍的方法，将各频率时段单位线结果（T，T）与相应频率T时段的净雨相乘，错时段相加，即可求得各频率下的地表径流过程。计算过程省略，各频率下的地表径流过程成果分别见表28、表29。2625地下径流计算和设计洪水过程线计算地下径流过程计算式当TT时，QTQ0（QGQ0）T/T当TT时，QTQGE（TT）22QGFCTCF/36T/21/Q0/T/21/式中F12KM2，T05小时，TC6小时，D5小时FC00615R（稳损，设计净雨中已计算两种频率FC）61040133F0280126退水指数TTCDT6505105（地面径流过程线底宽）Q00021FC114F（按净雨过种计算的三种频率的FC计算）将式中各参数代入QG计算式，计算QG，然后根据Q0、QG、T、T计算出各频率洪水地下径流QT，将地下径流QT与相应频率同时段的地表径流相加即得设计洪水过程线，结果详见表28、29。2626设计洪水计算结果将各频率下的地面径流与地下径流同时段相加，即可求得各频率下的洪水。计算汇流成果见表28、29。23表28瞬时单位线法20年一遇洪水过程线时段地表径流地下径流设计洪水过程备注00000400Q0004M3/S12900530QG024M3/S23500636012633900739T105小时44400845FC153MM55400955TC6小时69201093718201118383060123079101013102105101453113601537123001632130401606140101703150001802160001902170002002180002102190002202200002302210002402220002302230002102V洪191万M324表29瞬时单位线法100年一遇洪水过程线时段地表径流地下径流设计洪水过程备注00000501Q0005M3/S14200743QG03M3/S25000851012635400955T105小时46201063FC193MM57501176TC6小时6127012129724301424484070154099132016134106801769114801850124202044130502108140102203150002303160002403170002603180002703190002803200002903210003003220002903230002703V洪257万M325263洪水设计成果比较及核定将推理公式法和瞬时单位线法推求的区间洪水设计成果一并列于表210。表210谭家山水库洪水设计成果比较表本次洪水复核成果是依据洪水设计规范允许采用的图表的规定，根据水库承雨面积12KM2，选择6小时暴雨进行复核而得，因此本次复核符合规范要求。比较本次两种方法复核的成果，推理公式法推求的洪峰流量和洪水总量均较大。从加固安全角度考虑，本次设计采用推理公式法计算的洪水成果。27施工洪水设计谭家山水库施工洪水设计主要是确定水库加固工程的施工导流洪水，根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）和水利水电工程施工组织设计规范（SDJ33889），谭家山水库施工导流建筑物属5级建筑物，施工导流洪水按枯水期5年一遇洪水标准设计。具体任务为计算枯水期102月份月平均来水量和5年一遇日降雨量的相应来水量。271枯水期102月份各月水库降雨量根据收集到的与该库处于同一暴雨区的水文站嘉鱼站1977年2002年历年枯水期102月月降水量，计算得嘉鱼站25年枯水期102月份各月平均降水量，如表215表215嘉鱼站19772002年枯水期102月份各月平均降水量月份10111212降水量H月MM）703635438491763本次复核成果（6小时）推理公式法瞬时单位线法频率洪峰M3/S洪量万M3洪峰M3/S洪量万M3P5340205307191P148327840925726272枯水期施工挡水期5年一遇来水量根据嘉鱼站枯水期102月多平平均各月降雨分布情况，考虑谭家山水库施工导流安排，确定101月为水库施工围堰挡水期，共计4个月。根据收集到的嘉鱼站1977年2002年历年枯水期内的10月1月4个月降水总量进行排频计算，求得挡水期101月5年一遇降水量挡为272MM。据此推求谭家山水库施工挡水期101月水库平均来水量挡。公式为W挡挡挡F式中挡枯水期日径流系数，根据该地区情况，取05；F水库承雨面积，12KM2。据此求得谭家山水库枯水期101月5年一遇来水量W163万M3。273工程地质谭家山水库枢纽由大坝、溢洪道、输水管等建筑物组成。水库于1965年9月动工兴建，1966年10月建成，形成目前布置型式。开工前未做地勘工作，坝体填筑之前，清基除障工作不彻底，大坝碾压设备落后，施工质量无控制措施。2004年7月咸宁市水利勘察设计院为配合水库大坝安全鉴定工作，做了相应的地勘工作，对坝体及各种险情，取得了一定地质资料。2006年5月受嘉鱼县水利局的委托，我院地质大队承担了该项目初步设计阶段地勘工作。主要完成勘探工作量如下表31谭家山水库初步设计地质勘探工作量统计表工作项目单位工作量实测钻孔/坑槽孔/坑8/3测量实测地形剖面KM/条12/3地质测绘比例11000KM206钻探M/孔1928/8坑槽探M/个135/3封孔回填M/孔1928/8原状样组29勘探扰动样组3室内土工试验组32标准贯入试验次31钻孔压水试验段24试验钻孔注水试验段32831区域地质概况谭家山水库区处于鄂东南长江中下游区，地处扬子准台的下扬子台凹大冶褶皱带。水库位于嘉鱼高铁镇临江村，属丘陵地区，山体起伏较平缓，两岸山顶高程一般在50100M，相对高差3080M，山坡地形坡度200600，局部达800的。河谷宽展，区内山脉、河流及主要构造线均作NENEE向展布。河谷两岸零星分布有一级阶地和小型漫滩，一级阶地一般被开垦为田地。两岸谷坡冲沟较发育，河谷多为“U”型谷。库区两岸局部有基岩出露，主要以碳酸岩风化剥蚀山地及河溪水流下切沟谷为主要地貌形态，在河流及沟谷两岸局部存有重力堆积地貌。库区位于扬子准地台下扬子台凹大冶褶皱束中的四级构造单元沔阳凹陷与汉川隆起带之间。控制本区的构造形迹主要为北东南西向的一组洪湖嘉鱼的金口断裂和隔水库约5KM以西的高铁小断裂。坝址区未发现大的断裂构造，但受区域性断裂的影响，岩体节理裂隙及片理化构造极发育。坝区的主要构造形迹为规模不大的褶皱及裂隙。本区区内构造相对稳定。根据中国地震动参数区划图，本地区取地震动峰值加速度为005G，地震动反应谱特征参数周期为035S，相应的地震基本烈度为度。32库区工程地质条件库段全长为18KM，两岸地层有志留系中统坟头群组泥质粉砂岩、志留系下统高家边组泥质粉砂岩、二叠系下统茅口组（P1M）灰色、深灰色中厚层状生物屑灰岩，偶包云质团块、厚巨厚层含燧石结核条带状灰岩及石炭系下统大埔组白云质灰岩。近坝库段表层风化剥蚀现象较发育，主要为剥蚀溶蚀构造，可见溶沟、溶槽等溶蚀现象，但未见落水洞、岩溶泉及地下河等，库区不存在低临谷分布。水库运行多年，未见有较大的库水外渗外，坝脚是常年见有库水呈散浸方式外渗。库岸岩层产状3003401030，较平缓，无不良构造组合，兴库后未发现大的崩岸现象，岩质边坡相对较稳定。33坝基工程地质条件及评价29331地质概况（1）地形地貌坝址区为丘陵地貌形态，两岸山顶高程50100M，地形起伏不大，相对高差约3050M，河谷呈“U”形谷，两岸山体平均坡度2030，局部较陡为5070，植被发育。侵蚀河谷高程约300M，宽约4050M，覆盖层厚1525M，河谷基本呈对称的“U”型谷，次一级的冲沟较发育，但切割较浅，主要为水库渗水及暂时性的地表降雨流水冲刷作用所形成。坝址左岸岩层倾向河谷，右岸岩层倾向山内侧，为单一的斜结构，为侵蚀溶蚀地貌。（2）地层岩性一）石炭系下统大埔组（C1D）中厚层状微晶云岩、白云质灰岩夹微晶云岩。结晶结构，层理块状构造。岩体强风化程度较浅，一般数0915M，弱风化带相对较深，有数米上十米深。地表多为强风化产物，疏松，易散，部分地表近为全风化状，岩石强烈风化成毫米级左右的片状小岩块，其产状为3003401030。二）第四系（Q4）1、残坡积层（Q4DEL）褐黄色、棕红色粉质粘土夹灰岩风化小碎块，主要分布于区内斜坡坡脚及由风化碎石组成的缓坡地带。厚度为35M，结构松散，易形成地表顺层变形。沟谷处残坡积较为密实，以灰褐色粘土为主。坝体下残留有残坡积地层，厚度为2536M，稍密中密状。2、崩积土（Q4）崩积物主要由砂岩岩块、碎石夹少量粘土组成，成分复杂，大多数分布于地形陡峭部位，厚度变化大，结构松散。3、冲积层（Q4AL）主要分布河床附近，现已多被辟为耕土。成分以灰褐色灰黄色粉质粘土为主，含有中粗砂土、砂砾石等，土质均一性差，分布厚度1535M。4、大坝填筑土（QS）主要来源于库区下游残坡积土，以棕黄色、黄褐色粉质粘土、粘性土为主，夹有少量小砾石，该层厚度最大的有113M，坝顶上部0305M为碎块石夹土，块石成分主要为风化岩，大小一般为513CM，少量达30CM，坝体表面未干砌。30（3）地质构造库区位于扬子准地台下扬子台凹大冶褶皱束中的四级构造单元沔阳凹陷与汉川隆起带之间。控制本区的构造形迹主要为北东南西向的一组洪湖嘉鱼的金口断裂和隔水库约5公里以西的高铁小断裂。坝址区未发现大的断裂构造，但受区域性断裂的影响，岩体节理裂隙及片理化构造极发育。坝区的主要构造形迹为规模不大的褶皱及裂隙。1、褶皱坝区为单斜地层，无明显褶皱，在坝右肩山体基岩出露处，见有揉褶现象，以斜卧式展布，见侵蚀风化和卸荷作用形成的裂隙。2、裂隙第一组走向300340，倾角为1030，倾向东南，层面呈缓波状，以半张开状或闭合状为主，部分充填有泥质物。第二组走向90140，倾向南西，近似直立，裂隙面微起伏，无充填。第三组走向200230，倾角为5080，倾向北东，裂面较平直，附有泥膜。332坝址区主要工程地质条件3321坝基岩体风化特征及完整性由于该区属于亚热带温湿气候，四季分明，年降雨量充沛，岩石的物理化学风化作用极为明显，以化学风化作用为主。坝基下伏为石炭系下统大埔组中厚层状微晶云岩、白云质灰岩夹微晶云岩。结晶结构，层理块状构造。风化程度较深，强风化有0915M，弱风化带一般有数米上十米，而地表多为强风化产物，疏松，易散，部分地表近为全风化状，岩石强烈风化成毫米级左右的片状小岩块。根据地表调查及地质钻孔资料，可将坝址区地层分为强风化带、弱风化带及微风化带。1、强风化带岩石结构大部分破坏，风化裂隙发育，岩石呈碎片状，矿物成分变异大，岩石结构本身变得疏松，强度低，岩石内部尚保持原岩特征。坝区强风化灰岩呈灰黄色、灰色，连结性弱。钻孔岩心破碎，主要呈块状，产芯率低。2、弱风化带岩石沿裂隙、层面有明显风化现象，风化裂隙较发育，岩石强度降低，锤击有哑31声，岩石整体性一般。坝区弱风化灰岩呈灰状，钻探取芯多呈短柱状、柱状，少数呈长柱状，裂隙面粗糙，裂隙面上有红色铁质浸染，裂隙一般呈张开性，无充填物。3、微风化带岩石风化裂隙一般发育，裂隙面一般较新鲜，少量被铁质浸染，岩石强度大于小刀，锤击声清脆，岩石整体性较好。坝区微风化白云质呈灰色、灰白色状，钻探取芯多呈短柱状、柱状，少数呈长柱状。3322坝基岩体透水性为了解坝基及坝肩岩体的透水性，在本次勘察过程中对其进行了8段钻孔压水试验，从统计结果来看，坝基强风化带透水性较强，属中等透水层；弱风化带透水性相对减弱，其透水性以中等透水性为主导，占667以上（统计钻探结果），弱透水性次之，约占333。3323坝基岩土体强度特征坝基（坝肩）岩体岩性单一，呈中厚层状，强风化较深，坝基岩体工程地质分类为类层理块状结构岩体。室内岩石物理试验指标比重180235，容重220247KN/M3，饱和容重245260KN/M3。根据工程岩体实际受力方向及剪切强度平行层面小于垂直层面的特点，确定室内力学试验边界条件。试验结果表明，岩体应力应变曲线呈非线性变形类型，为软质岩，建议指标见表32、表33。表32岩石力学试验成果表抗剪强度样号层位岩性状态方向抗压强度（MPA）C（KPA）F弹模（GPA）泊桑比试验类型ZK31平行302125抗剪ZK32C1D灰岩干斜交56136025单向抗压表33岩体力学指标建议值抗剪强度层位岩性坝基允许承载力（MPA）C（KPA）F弹模（GPA）泊桑比S2FN粉砂岩501051161360253234坝体工程地质条件341坝体填料现状及质量评价根据大坝现场钻孔和室内土工试验成果，大坝填筑土和坝底残坡积土组成无差异，均为粘土、粉质粘土夹少量小砾石、风化碎石为主，砾石、风化碎石含量为535。土质均一性差。主坝填筑土填筑密实程度不均匀。填筑土为粘土、含少量砾粉质粘土、含少量砾粘土，从室内试验结果看，其成分较均一，但其密实程度变化较大，土体含水量最大有320，最小只有206，孔隙比最大为0914，最小为0662，干容重142161KN/M3，压缩系数为03120722MPA1，压缩模量为451905MPA，属中压缩土层，该土层进行原位标准贯入试验13段次，最大击数有60击，最小只有40击，平均击数为46击。分析其主要原因是填筑土碾压不均匀，如碾压质量好，土体密实，孔隙比较小，其防渗性较好，相对其含水量也较低；若土体碾压质量差，结构松散，颗粒见架空，为库水外渗提供通道，造成了大坝外脚大面积散侵，同时土体长期在饱水状态下，其力学性质指标相对减弱。根据现场调查，大坝两坝肩外脚均有散浸，坝中心外脚有散浸。副坝填筑土与主坝略同，土体含水量最大有301，最小只有230，孔隙比最大为0960，最小为0570，干容重144157KN/M3，压缩系数为03600478MPA1，压缩模量为448747MPA，属中压缩土层，该土层进行原位标准贯入试验4段次，最大击数有70击，最小只有50击，平均击数为58击。密实性较差。342质量评价（1）密实性评价室内击实试验表明填土最大干容重161KN/M3，最优含水量188。依据导则SL18996，粘性土的填筑密度以压实干容重为设计指标，并按压实度确定，压实度应为9597，故取压实度为096，以控制干容重1551KN/M3，对坝体填料进行质量评价。按导则SL18996要求，粘性填土的含水量应按最优含水量控制，允许偏差3。填土最优含水量平均值188，坝体填土最优含水量取控制值194。坝体粘土填料干容重平均值1515KN/M3，压实度仅094，未达到压实度096的33基本要求。天然含水量206320，平均含水量245，高于最优含水量控制值188，部分填筑土含水量不合格。（2）渗透性评价本次地质勘察为研究填土渗透性