水利工程规划旧水库(土石坝)除险加固规划设计报告毕业论文.doc

毕业论文 设计 毕业论文 设计 县旧水库除险加固工程县旧水库除险加固工程 规划设计规划设计 目目 录录 摘摘 要要 1 1 关键词关键词 1 1 1 1 综合说明综合说明 3 3 1 1 序言 3 1 1 1 工程概况 3 1 1 2 大坝现状 3 1 2 目前地质状况 4 1 2 1 坝址区 4 1 2 2 溢洪道 5 1 3 工程任务和作用 5 1 4 除险加固主要建筑物工程布置 5 2 2 水文水文 6 6 2 1 流域概况 6 2 1 1 地理位置 6 2 1 2 流域特征 6 2 1 3 气象 6 2 1 4 基本资料 6 2 1 5 基本资料综合评价 7 2 2 历史洪水和暴雨的调查 考证与应用 9 2 3 设计暴雨推求 9 2 3 1 设计洪水推求 9 2 3 2 成果合理性检查 12 2 4 水库现有泄洪能力复核 13 2 4 1 水库正常蓄水位 13 2 4 2 防洪标准 13 2 4 3 调洪演算及结果 13 3 3 工程地质工程地质 2121 3 1 区域地质概况 21 3 1 1 地形地貌特征 21 3 1 2 地层岩性 21 3 1 3 地质构造 21 3 1 4 新构造运动及地震 22 3 2 区域水文地质条件 22 3 3 库区工程地质条件 22 3 3 1 库区渗漏 22 3 3 2 库岸稳定 23 3 3 3 水库淤积及浸没 23 3 4 坝址区工程地质条件 23 3 5 溢洪道工程地质条件 23 3 6 天然建筑材料 23 3 7 结论 24 3 7 1 区域稳定及地震基本烈度 24 3 7 2 库区 24 3 7 3 坝址区 24 3 7 4 天然建筑材料 25 4 4 工程任务和规模工程任务和规模 2525 4 1 地区社会经济发展概况 25 4 2 水库特征水位 25 4 3 工程规模 25 4 4 工程任务 26 4 5 水库运行方式 26 5 5 工程设计工程设计 2626 5 1 设计依据 26 5 1 1 工程等别及建筑物级别和标准 26 5 1 2 设计基本资料 26 5 2 工程总体布置 现状 27 5 3 坝顶高程 27 5 3 1 基本资料 27 5 3 4 结论 28 5 4 除险加固设计 28 5 4 1 拦河坝除险加固设计 28 5 4 1 1 病害分析 28 5 4 1 2 坝体加固设计 30 5 4 1 3 防渗设计 30 5 4 1 4 坝体渗透稳定计算 31 5 4 2 溢洪道除险加固设计 31 5 4 2 1 病害分析 31 5 4 2 2 溢洪道设计 31 5 4 2 3 泄流能力计算 32 5 4 3 低涵除险加固设计 32 5 4 3 1 病害分析 32 5 4 3 2 除险加固措施 33 5 5 金属结构 33 6 6 施工组织设计施工组织设计 3333 6 1 施工条件 33 6 2 料场选择与开采 33 6 3 主体工程施工 34 6 3 1 施工方案 34 6 3 2 施工程序 34 6 3 3 施工工期 34 6 3 4 施工方法 34 6 4 施工交通运输 35 6 4 1 交通运输 35 6 4 2 材料供应 36 6 4 3 施工辅助设施 36 6 5 施工总布置 36 6 5 1 施工布置原则 36 6 5 2 施工布置方案 36 6 5 3 工程占地及施工临时占地 36 6 6 施工总进度 36 6 6 1 施工进度安排原则及依据 36 6 6 2 施工进度计划安排 37 6 6 3 施工组织机构 37 7 7 环境保护及库区淹没环境保护及库区淹没 3737 7 1 水库淹没处理 37 7 2 工程永久占地 38 7 3 环境保护及文明施工措施 38 8 8 工程管理工程管理 3939 8 1 管理机构 39 8 2 工程运行管理 39 8 3 工程管理范围和保护范围 39 8 4 水情测报及大坝安全监测 39 摘摘 要要 总结目前小型土石坝病险水库除险加固采用的主要技术 结合云南大理地 区的南水库 玉华 海西等水库安全鉴定 除险加固设计情况 阐述大理地区 小型土石坝病险水库的主要特点和采取的主要加固措施 为漾濞县小春菁旧水 库除险加固工作和病险水库加固后运行提供技术支持 关键词关键词 病险水库 除险加固 土石坝 1 1 综合说明综合说明 1 11 1 序言序言 1 1 11 1 1 工程概况工程概况 小春菁旧水库位于漾濞县中和营镇响水村委会小春菁旧上寨 坝址地理坐标为东经 103 36 33 北纬 23 48 51 水库所在河流为中和营河左岸支流 为珠江流域南 盘江水系的次级小支流 水库距中和营镇政府约 9km 距漾濞县区约 65km 有简易公路直 达坝顶 小春菁旧水库于 1956 年动工兴建 1959 年竣工 完成水库现状的主体工程建设 最 大坝高 15 8m 坝顶长度 77 5m 坝顶高程 1466 80 1467 00 目前 小春菁旧水库枢纽 区主要建筑物有大坝 输水涵管 溢洪道等 库区海拔高程为 1640 1478m 坝址以上主 河长 2 4km 平均坡降 12 7 多年平均降雨量 1153mm 坝址以上控制径流面积 2 16km2 水库总库容 21 52 万 m3 兴利库容 10 08 万 m3 调洪库容 8 57 万 m3 小春菁旧 水库设计灌溉面积 7000 亩 主要受益区为响水村委会及小春菁旧中寨 水库为下游村民增 收增产 脱贫致富 改善生活条件等提供了有利条件 水库的安全运行将有利的促进社会 的发展和进步 另外水库担负着小春菁旧中寨 500 人 8000 亩耕地等的防洪安全任务 1 1 21 1 2 大坝现状大坝现状 小春菁旧水库拦河坝经过近 50 年的运行 主要存在以下病险问题 1 工程质量不合格 2 运行管理为差 3 大坝现状防洪能为不能满足不能满足二百年一遇 P 0 5 的校核洪水 二十 年一遇 P 5 的设计洪水洪水要求 仅能满足二年一遇的洪水要求 水库防洪标准为 C 级 4 大坝存在坝体渗漏 坝基渗漏 绕坝渗漏及结合部渗漏问题 在正常蓄水位条 件下 下游坝坡出逸点实际水力坡降为 0 57 均大于坝土的允许水力坡降 0 5 坝基 出逸点实际水力坡降为 0 53 均大于坝基冲积层的允许水力坡降 0 498 坝土及坝基 均产生流土形式的渗透变形现象 渗流性态不安全 大坝渗流安全等级为 C 级 5 坝体压实度差碾压不密实 结构松散 大坝上 下游坝坡均存在抗滑稳定安全 系数小于现行规范值的工况 有滑动失稳的可能性 水库大坝安全结构等级为 C 级 6 大坝坝基表部的冲积物及下伏全 强风化岩体不属液化地层 输水涵管及溢洪 道地基均不属液化地层 在 7 度地震条件下 大坝上游坝坡的最小抗震稳定安全系数为 1 225 大于现行规范值 1 10 下游坝坡最小抗震稳定安全系数为 1 093 小于现行规范 值 1 10 水库大坝下游坝坡在 7 度地震条件下 下游坝坡存在滑动失稳的可能性 水 库抗震稳定性较差 安全等级评定为 C 级 7 输水涵管属坝下涵管 出口设置 DN150 凡尔闸 无事故检修闸 闸阀漏水较为 严重 可明显听到漏水响声 采用手动启闭 无启闭房 启闭设施呈暴露状态 锈蚀深度 3 6mm 无法正常启闭 溢洪道无闸门 启闭房及启闭设施 金属结构安全等级为 C 级 8 溢洪道现状最大下泄流量 5 53m3 s 小于水库所需的最大下泄流量 16 18m3 s 不能满足泄流要求 小春菁旧水库大坝工程质量不合格 运行管理差 防洪安全等级 渗流安全等级 结 构安全等级 抗震安全等级及金属结构安全等级均为 C 级 达不到现行规范要求 水库大 坝不能正常运行 急需除险加固处理 评定小春菁旧水库大坝安全类别为三类坝 针对小春菁旧水库大坝存在的主要病险问题和大坝安全鉴定结论 提出以下加固意见 和建议 1 对大坝坝体 坝基及坝肩进行整体防渗处理 2 对大坝上下游坝坡进行加高 培厚 增设上游护坡设施 翻修下游排水体 3 对输水涵管出口启闭设施进行改建 4 对溢洪道进行改建 5 新建管理所用房 完善交通 通讯等设施 6 增设水平位移 沉陷位移及渗漏量 渗漏压力 测压管等观测设施 建立水情测 报系统 本次防洪标准复核起调水位确定为溢洪道底板高程 1465 06m 正常蓄水位 相应库 容 18 07m3 采用列表试算法进行调洪演算 结果见下表 1 21 2 目前地质状况目前地质状况 1 2 11 2 1 坝址区坝址区 坝体土 坝体结构松散 填筑压实度差 碾压不密实 透水性强 坝后贴坡排水体高度 1 0m 而且砌筑时未按规范要求设置相应的反滤层 排水效果差 坝体浸润线位置较高 渗透水 流直接在坝坡出逸 在现状库水位 1464 80m 时 下游坝坡出逸高程为 1461 35m 高于排 水体顶 4 05m 坝土料质量相对较差 抗渗透稳定性较差 使得坝坡的整体稳定性及局 部稳定性均较差 坝基 坝址区所在河谷呈 SN 走向 河谷横断面为 U 型谷 左岸地形自然坡度为 10 左右 右岸地形自然坡度为 11 左右 坝顶处河谷宽 80m 河床较为平缓 坝址区各种物理地质现象不发育 主要表现为风化 坝址区岩石风化深度随地形变化 山坡地带强风化深度 7 16m 河床部分强风化深 5 16m 大坝坝基岩体中无断层构造线通过 虽节理裂隙发育 但岩层连续性好 未形成连续 的软弱带和切割面 大坝下游无切割深槽等临空面存在 坝基岩 土 体深层抗滑稳定性 好 但河床坝基表部覆盖的冲积物承载力较低 对坝坡的稳定性影响较大 同时坝基表部 覆盖的河床冲洪积层由于渗透系数较大 加之现状坝基底部无防渗心墙及截水槽等防渗设 施 存在坝基渗漏问题 1 2 21 2 2 溢洪道溢洪道 溢洪道全部座落于三叠系中统法郎组薄 中厚层状粉砂岩 粉砂质页岩层上 且岩层呈 强风化状态 由于强风化层承载力均能满足溢洪道及泄水时的压力要求 溢洪道沿线不存 在差异沉降变形 地基稳定性好 但地基沿线岩体透水率较大 属中等透水层 易沿溢洪 道基础底部产生接触渗漏 1 31 3 工程任务和作用工程任务和作用 本次除险加固的主要任务是 坝体加固培厚 增设防浪墙 坝体 坝基 坝肩防渗处 理 扩建溢洪道 1 41 4 除险加固主要建筑物工程布置除险加固主要建筑物工程布置 一 拦河坝 小春菁旧水库拦河坝为粘土均质坝 坝轴线与老坝轴线一致 坝轴线布置成 L 型 根据调洪演算结果 坝顶高程为 1469 23m 比原坝高 2 23m 坝顶宽 4m 最大坝高为 18 03m 由于坝顶加高 上下游坝坡也作相应的的调整 上游坝坡维持现有坡比不变 为 1 2 5 采用干砌毛条石护坡 厚 0 30m 护坡底线高程为 1457 00m 干砌毛条石护坡下 设碎石垫层和砂垫层 厚度均为 0 20m 坝顶为泥结石路面 下设 0 25m 厚的丙种石垫层 考虑防洪安全要求 设置高为 0 60m 宽为 0 40m 的防浪墙 下游坝坡坡比为 1 2 30 整个坝坡采用草皮护坡 考虑整体景观的布置要求 采用 C15 砼预制块划分为 5 0m 8 0m 的网格 在网格内植草护坡 排水体为棱体排水 对已失效的棱体进行拆除 新建排水棱体 排水棱体顶部高程为 1457 00m 顶宽 1 0m 靠近坝坡侧设置坝坡排水沟一条 棱体外坡比 1 1 0 设置碎石垫 层和砂垫层 上 下游坝坡均在里程 0 050m 处设置踏步一道 宽度为 1 5m 采用 M7 5 浆砌粗料石 支砌 上游坝坡设 M7 5 浆砌石护岸挡墙 下游设置 M7 5 浆砌石护岸挡墙及岸坡排水沟 并在坝脚处设三角量水堰一座 以利坝体渗流观测 拦河坝坝体 坝基及坝肩均采用帷幕灌浆防渗 灌浆顶界高程为 1468 00m 比设计洪 水位 1467 64m 高 0 36m 左 右岸帷幕灌浆延伸至正常蓄水位与相对不透水层在两岸的交 点附近 防渗帷幕线全长 127 26m 帷幕灌浆上排孔布置于坝轴线上 下排孔布置在坝轴 线下游 1 5m 处 其中坝体部分为双排孔布置 孔距 2 0m 两坝肩单排孔布置 孔距 1 5m 灌浆段总长度 2058 53m 灌浆材料 基岩采用纯水泥浆灌注 覆盖层及坝体土采用水泥粘土浆灌注 防渗设计 标准 5Lu 二 溢洪道 溢洪道位于大坝左坝肩 为开敞式 由进口段 控制段 消力池段组成 平面呈弯曲 状 进口底板高程 1465 06m 现状型式为矩形断面 尺寸为 1 4m 高 1 6m 宽 底 板及边墙均为浆砌块石砌筑 底板冲刷 边墙倒塌现象较为严重 出口消力池段采用跌坎 消能 坎高 10 30cm 扩建溢洪道长为 59 00m 扩建后的溢洪道与坝轴线交角 86 28 18 设计洪水位时 下泄流量为 9 98m3 s 校核洪水位时下泄流量为 16 18 m3 s 溢洪道由进水渠段 控制段 泄槽段 出口段组成 另在溢洪道出口处新建引洪沟长 150m 2 2 水文水文 2 12 1 流域概况流域概况 2 1 12 1 1 地理位置地理位置 小春菁旧水库位于漾濞县中和营镇响水村委会小春菁旧上寨 坝址地理坐标为东经 103 37 北纬 23 49 水库所在河流为中和营河左岸支流 为珠江流域南盘江水系 的次级小支流 大坝距中和营镇政府约 9km 距漾濞县区约 65km 有简易公路直达坝顶 2 1 22 1 2 流域特征流域特征 小春菁旧水库位于南盘江上游 水库控制径流面积 2 16km 主河长 2 4Km 平均坡降 12 7 2 1 32 1 3 气象气象 流域地处南盘江上游 属滇东高原 地形起伏不大 气候属于北温带 具有夏秋多雨 温暖 冬春少雨干旱的特点 多年平均降水量 1153mm 汛期降水占全年降水的 85 8 枯 季降水仅占全年降水的 14 2 一般雨季开始于 5 月中旬 结束于 10 月中旬 形成干湿 暖冷分明的气候特点 2 1 42 1 4 基本资料基本资料 小春菁旧水库无实测水位流量资料 附近的流域也没有水文站 因此本次设计采用暴 雨洪水途径推求设计洪水 开远气象站离小春菁旧水库 20km 处 具有 1954 2007 年共 53 年的短历时暴雨资料 设计选用雨量站及资料情况见表 2 1 表表 2 12 1 水库基本资料一览表水库基本资料一览表 资料类别 站名站别资料年限 年雨量最大一日短历时暴雨 开远气象站 1957 2007 该气象站的资料经过整编 审查和刊印 精度可靠 能满足本次水库大坝防洪标准复 核的要求 2 1 52 1 5 基本资料综合评价基本资料综合评价 1 可靠性分析 从可靠性来看 该站为国家基本气象站点 降雨资料均由有关专业人员观测 观测场地 固定 四周开阔 仪器设备性能良好 降雨过程观测控制完整 每年的气象观测资料均通 过漾濞县气象局及云南省气象局的整编 校核 审查 刊印 是合理可靠的 因此 降雨 资料 含暴雨资料 可靠 2 一致性分析 对降雨系列而言 在相对地质年代很短的时期内 影响降雨的主要因素 如气候成因 地形 地貌 不会因受人类活动的加剧明显改变 而是基本处于相对稳定状态 也即历年 降雨资料 含暴雨资料 成因前后具有较高一致性 因此 在具有相同成因条件下 历年 降雨样本系列前后段具有较高的一致性 3 代表性分析 根据目前理论研究水平 当用统计推断的方法推求某一指定频率的暴雨时 为了减小 计算的抽样误差 一般要求其样本系列应充分长 但从数理统计角度看 再长的实测系列 也仅为总体的一个样本 鉴于此 现行 水利水电工程设计洪水计算规范 SL44 2006 规定 实测或插补的暴雨样本系列长度至少应在 30 年以上 从大理气象站实测暴雨系列情 况看 实测最大一日降雨量系列连续达到 53 年 且在 53 年的时期内已随机地分布大暴雨 日降雨量 100mm 暴雨 日降雨量在 50 100mm 之间 和一般暴雨 日降雨量 50mm 说明该站系列中已包含有大 中 小暴雨量 系列长度满足计算要求 具有代 表性 对大理气象站的年雨量资料逆时序进行累进均值 Cv 及差积曲线计算分析 从 2006 年到 1965 年均值 Cv 值趋于稳定 但差积曲线正半周期明显 负半周期较弱 雨量资料 具有一定的代表性 对雨量资料进行 PIII 型频率曲线适线分析 统计参数见表 2 2 表表 2 22 2 大理气象站短历时暴雨统计参数成果表 实测资料法 大理气象站短历时暴雨统计参数成果表 实测资料法 站名最大 1 小时最大 6 小时最大 24 小时 统计参数均值 mm CvCs Cv均值 mm CvCs Cv 均值 mm CvCs Cv 大理气象站 35 00 373 551 00 423 5700 433 5 图图 2 12 1 大理气象站年最大大理气象站年最大 1 1 小时降水量累进值图小时降水量累进值图 图图 2 22 2 大理气象站年最大大理气象站年最大 6 6 小时降水量累进值图小时降水量累进值图 图图 2 32 3 大理气象站年最大大理气象站年最大 2424 小时降水量累进值图小时降水量累进值图 图图 2 42 4 气象站最大气象站最大 1 1 6 6 2424 小时暴雨频率综合曲线小时暴雨频率综合曲线 2 22 2 历史洪水和暴雨的调查 考证与应用历史洪水和暴雨的调查 考证与应用 水库集水面积较小 史志中没有大洪水及受灾记录 本次复核没有调查考证的历史资 料 2 32 3 设计暴雨推求设计暴雨推求 水库无实测短历时降水量资料 本次设计直接移用大理气象站 1954 2007 年短历时降 水量资料推求设计暴雨 从安全角度考虑 同时利用水利部水文 2005 100 号文正式批准 的 云南省暴雨统计参数图集 中的暴雨参数推求设计暴雨 比较两种方法计算的设计暴 雨 取最不利的情况作为本次评价的设计暴雨 用大理气象站的 1 6 24 小时时段暴雨系列资料作频率计算 采用 P 型曲线进行适 线 统计参数见表 2 2 成果见表 2 3 表表 2 32 3 小春菁旧水库小春菁旧水库 1 1 6 6 2424 小时设计点暴雨成果 实测资料法 小时设计点暴雨成果 实测资料法 单位 单位 mmmm 频率 项目 P 0 5 P 1 P 5 10 0 20 0 H1h83 44 76 54 59 92 52 34 44 32 H6h134 22 121 96 92 71 79 58 65 89 H24h187 80 170 33 128 74 110 13 90 76 从 云南省暴雨统计参数图集 中可以查到小春菁旧水库的短历时暴雨统计参数 从 而计算出相应频率的设计值 见表 2 4 表 2 5 表表 2 42 4 小春菁旧水库暴雨统计参数表 查图法 小春菁旧水库暴雨统计参数表 查图法 站名最大 1 小时最大 6 小时最大 24 小时 统计参数 均值 mm CvCs Cv均值 mm CvCs Cv 均值 mm CvCs Cv 大理气象站 360 33 5530 373 5730 413 5 表表 2 52 5 小春菁旧水库小春菁旧水库 1 1 6 6 2424 小时设计点暴雨成果 查图法 小时设计点暴雨成果 查图法 单位 单位 mmmm 频率 项目 P 0 5 P 1 5 0 10 0 20 0 H1h96 5987 6066 2156 6446 68 H6h142 20128 9797 4783 3868 72 H24h211 13190 12140 48118 5295 93 比较实测暴雨统计参数和 云南省暴雨统计参数图集 中的参数 可以看出 使用云 南统计参数图籍得出的暴雨参数要大于实测暴雨统计参数 相应的设计暴雨也大于使用实 测暴雨资料计算出的设计暴雨值 由于水库所在流域平均海拔比大理气象站海拔高出 700m 左右 而降雨量有随海拔升高升高的特点 使用低海拔的降雨量可能会使计算结果偏低 为安全起见 最终的设计暴雨值采用了经水利部审查批准的 云南省暴雨统计参数图集 的参数计算出来的成果 水库流域中心位于云南省暴雨区划第 11 区 概化雨型及时深 面深关系按 云南省暴 雨径流查算图表 中 11 区有关参数确定 据相关规定可求出设计面暴雨过程 2 3 12 3 1 设计洪水推求设计洪水推求 查 云南省暴雨洪水查算图表 流域中心位于云南省产流区划第 2 区 汇流区划第 2 区 产流参数包括前期土壤最大含水量 Wm 洪水前期土壤含水量 Wt 稳定下渗率 fc 流域 不平衡水量 R 汇流参数包括径流面积 F 河道平均比降 J 河长 L 流域形状系数 B 及 汇流系数 Cm Cn 详见表 2 6 根据设计面暴雨过程及产流参数按相关规定推求设计净雨 过程及主净雨强度 按汇流参数及主净雨强度由经验公式转换求纳希瞬时单位线无因次参 数 继而推出u t 按流域面积再转换为时段单位线q t 由时段净雨过程和时段单位 线进行汇流计算 得到地表设计洪水过程 地下径流量按概化三角形方法计算过程 地表 地下及基流三部分之和即为所求出口断面设计洪水过程 成果见图 2 5 表 2 7 表表 2 62 6 流域特征及产 汇流参数表流域特征及产 汇流参数表 FLJBWmWt km2km mmmm 2 162 421 90 37510078 Fc RCnCm mmmm 暴雨分区产 汇流分区 2 5100 800 40112 图图 2 52 5 小春菁旧水库入库设计洪水过程线小春菁旧水库入库设计洪水过程线 0 5 10 15 20 25 012345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 时段 h 流量 m3 s P 2 P 10 p 20 表表 2 72 7 设计洪水过程线成果表设计洪水过程线成果表 设计频率 频率 时段P 0 5 P 5 P 20 10 28 18 63 11 35 20 67 10 90 5 51 31 00 6 62 3 06 41 25 3 82 1 86 51 48 2 28 1 40 628 72 1 70 1 30 717 43 1 60 1 20 811 15 1 50 1 10 97 31 1 40 1 10 104 94 1 40 1 01 113 71 1 30 1 00 122 37 1 30 1 00 131 64 1 17 0 80 141 22 1 20 0 80 150 95 1 10 0 70 160 90 1 00 0 70 170 90 0 90 0 69 180 90 0 70 0 59 190 90 0 70 0 50 200 90 0 60 0 40 210 80 0 60 0 30 220 80 0 50 0 21 230 80 0 50 0 11 240 80 0 55 0 01 洪峰流量 28 72 18 6311 35 一日洪量 万 m 32 9222 2113 21 采用水科院的推理公式法对设计洪水进行检验 设计洪峰用下列 tc 时的这 组公式迭代计算 F S Q n p pm 278 0 4 1 3 1 278 0 pm QmJ L n p S ntc 1 1 式中 F 径流面积 km L 主河长 km J 河道平均坡降 Sp h24 p 24n 1 h24 p 为相应频率设计暴雨量 n 为暴雨衰减指数 计 算取 0 76 流域损失参数 计算取 2 5mm h m 流域汇流参数 取 0 8 流域汇流时间 tc 产流历时 24 小时洪量采用公式 W24 0 1 h24 p 净 F 经计算 产流历时大于汇流历时 选用公式合理 设计值见下表 2 8 表表 2 82 8 水科院法设计洪峰流量计算结果水科院法设计洪峰流量计算结果 洪水频率 0 5520 设计洪峰流量 m s 28 318 5111 31 设计 24 小时洪量 104m 33 1 22 4013 26 2 3 22 3 2 成果合理性检查成果合理性检查 1 方法检验 将暴雨推求设计洪水 推理公式法推求设计洪水成果进行对比 见表 2 9 表表 2 92 9 两种方法计算洪峰洪量比较表两种方法计算洪峰洪量比较表 暴雨洪水推理公式差值百分比 时段洪峰洪量洪峰洪量洪峰洪量 P 0 5 28 7232 9228 3033 10 01 0 01 P 5 18 6322 2118 5122 400 01 0 01 P 20 11 3513 2111 3113 260 35 0 38 从表中可以看出两种方法计算出的设计值相差不大 洪峰相对误差在 0 35 以内 洪 量相对误差在 0 38 以内 采用瞬时单位线计算设计洪水成果合理 可供使用 2 地区合理性检查 把由单位线计算出的 P 0 5 的设计洪峰点绘在 大理州小 二 型水库 300 年一遇 Qm F 关系图 上 如图所示 点子与关系线配合较好 符合大理州的 Qm F 关系分布 设计洪峰计算合理 把由单位线计算出的 P 0 5 的设计 24 小时洪量点绘在 大理州小 二 型水库 50 年一遇 W24 F 关系图 上 如图所示 点子与关系线配合较好 符合大 理州的 W24 F 关系分布 设计洪量计算合理 选用单位线计算值作为设计值 2 42 4 水库现有泄洪能力复核水库现有泄洪能力复核 大坝坝型为均质土坝 坝顶长 77 5m 坝底宽度 65 63m 坝顶宽 3m 现状最大坝高 15 8m 坝顶高程 1466 80 1467 00m 坝底高程 1451 20m 溢洪道位于大坝左坝肩 为开敞式 由进口段 控制段 消力池段组成 进口底板高 程 1465 06m 型式为矩形断面 尺寸为 1 4m 高 1 6m 宽 出口消力池段采用跌坎 消能 坎高 10 30cm 溢洪道泄流计算公式为 2 3 2 HgmbQ 式中 m 0 34 b 1 6m 计算结果见表 2 8 表表 2 102 10 水库现有溢洪道泄流量表水库现有溢洪道泄流量表 高程 m 水深 m 流量 m s 高程 m 水深 m 流量 m s 1465 0600 00 14660 942 19 1465 20 140 13 1466 21 142 93 1465 40 340 48 1466 41 343 74 1465 60 540 96 1466 61 544 60 1465 80 741 53 1466 81 745 53 经复核 小春菁旧水库现状最大下泄流量为 5 53m s 小于本次复核调洪演算得到的 水库最大下泄流量 16 18m s 因此水库不能满足泄流要求 2 4 12 4 1 水库正常蓄水位水库正常蓄水位 水库正常蓄水位 1465 06m 相应库容 12 95 万 m3 除险加固后 正常蓄水位仍维持 1465 06m 不变 2 4 22 4 2 防洪标准防洪标准 小春菁旧水库为小 二 型水利工程 坝型为均质坝 坝高 18 03m 根据 防洪标准 GB50201 94 山区 丘陵部分 水库防洪标准为二十年一遇 P 5 设计 二百年一遇 P 0 5 校核 2 4 32 4 3 调洪演算及结果调洪演算及结果 小春菁旧水库以正常蓄水位 1465 06m 为起调水位 相应库容 12 95 万 m3 根据入库洪 水过程 水位 库容和下泄流量曲线关系 采用列表试算法 根据公式 Q1 Q2 2 q1 q2 2 t V2 V1 进行调洪演算 鉴于小春菁旧水库建库至今 已经有 50 余年 库区内已经有较多的泥沙淤积 原高 程 库容曲线已不能反映实际情况 故本次采用实测水位 库容曲线数据 详见表 2 11 表表 2 112 11 水库水位 库容关系水库水位 库容关系 水位 m 库容 万 m 水位 m 库容 万 m 1452 000 001463 009 29 1453 000 321464 0011 00 1454 000 671465 0012 83 1455 001 111465 5013 76 1456 001 601466 0014 69 1457 002 131466 5015 67 1458 002 741467 0016 71 1459 003 461467 5017 98 1460 004 361468 0019 44 1461 005 791468 5021 06 1462 007 661469 0022 94 当入库洪水到来时 根据相应的调洪原则 按水量平衡方程逐时段演算 求得各标准 洪水的特征水位 其相应的最高库水位即为设计或校核库水位 结果见图 2 6 2 7 2 8 2 9 及表 2 12 2 13 2 14 2 15 2 16 表表 2 122 12 小春菁旧水库汛期洪水调洪计算成果表小春菁旧水库汛期洪水调洪计算成果表 项 目 P 0 5 P 5 P 20 P 50 起调水位 1465 061465 061465 061465 06 最高洪水位 1468 621467 641466 801465 70 相应最高水位库容 万 m 21 5218 0716 2914 14 相应最大下泄流量 16 189 985 511 24 备 注校核设计 0 5 10 15 20 25 30 35 012345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 时段 h 流量 m3 s 入库洪水 下泄流量 图图 2 62 6 P 2 P 2 调洪过程线图调洪过程线图 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 012345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 时段 h 流量 m3 s 入库洪水 下泄流量 图图 2 72 7 P 10 P 10 调洪过程线图调洪过程线图 0 2 4 6 8 10 12 0123456789101112131415161718192021222324 时段 小时 流量 m3 s 入库洪水 下泻流量 图图 2 82 8 P 20 P 20 调洪过程线图调洪过程线图 0 1 1 2 2 3 3 4 0123456789101112131415161718192021222324 时段 小时 流量 m3 s 入库洪水 下泻流量 图图 2 92 9 P 50 P 50 调洪过程线图调洪过程线图 表表 2 132 13 小春菁旧水库小春菁旧水库 P 0 5 P 0 5 洪水调节计算成果线洪水调节计算成果线 t h Q m s Q均 m s 平均入库水量 万 m q m s Z m V 万 m 00 00 0 00 1465 06 12 95 10 28 0 14 0 05 0 01 1465 09 13 00 20 67 0 47 0 17 0 09 1465 17 13 15 31 00 0 84 0 30 0 27 1465 30 13 39 41 25 1 13 0 41 0 55 1465 44 13 65 51 48 1 37 0 49 0 86 1465 56 13 88 628 72 15 10 5 44 8 44 1467 37 17 65 717 43 23 08 8 31 16 18 1468 62 21 52 811 15 14 29 5 14 15 24 1468 48 21 01 97 31 9 23 3 32 12 08 1467 99 19 42 104 94 6 13 2 21 8 88 1467 45 17 85 113 71 4 33 1 56 6 37 1466 98 16 66 122 37 3 04 1 09 4 44 1466 57 15 81 131 64 2 00 0 72 3 10 1466 25 15 17 141 22 1 43 0 52 2 25 1466 02 14 73 150 95 1 09 0 39 1 68 1465 85 14 41 160 90 0 93 0 33 1 33 1465 74 14 20 170 90 0 90 0 32 1 14 1465 67 14 08 180 90 0 90 0 32 1 04 1465 63 14 01 190 90 0 90 0 32 0 98 1465 61 13 97 200 90 0 90 0 32 0 95 1465 60 13 95 210 80 0 85 0 31 0 91 1465 58 13 92 220 80 0 80 0 29 0 86 1465 57 13 89 230 80 0 80 0 29 0 84 1465 56 13 87 240 80 0 80 0 29 0 82 1465 55 13 86 表表 2 142 14 小春菁旧水库小春菁旧水库 P 5 P 5 洪水调节计算成果线洪水调节计算成果线 t h Q m s Q均 m s 平均入库水量 万 m q m s Z m V 万 m 00 00 0 00 1465 06 12 95 118 63 9 32 3 35 3 97 1466 46 15 59 210 90 14 76 5 32 9 98 1467 64 18 39 36 62 8 76 3 15 9 34 1467 53 18 07 43 82 5 22 1 88 7 06 1467 11 16 99 52 28 3 05 1 10 4 77 1466 64 15 96 61 70 1 99 0 72 3 23 1466 28 15 24 71 60 1 65 0 59 2 41 1466 06 14 82 81 50 1 55 0 56 1 98 1465 94 14 58 91 40 1 45 0 52 1 72 1465 86 14 44 101 40 1 40 0 50 1 57 1465 81 14 35 111 30 1 35 0 49 1 47 1465 78 14 29 121 30 1 30 0 47 1 39 1465 76 14 24 131 17 1 23 0 44 1 32 1465 73 14 20 141 20 1 18 0 43 1 26 1465 71 14 16 151 10 1 15 0 41 1 21 1465 70 14 13 161 00 1 05 0 38 1 14 1465 67 14 08 170 90 0 95 0 34 1 06 1465 64 14 03 180 70 0 80 0 29 0 95 1465 60 13 95 190 70 0 70 0 25 0 85 1465 56 13 88 200 60 0 65 0 23 0 77 1465 53 13 82 210 60 0 60 0 22 0 71 1465 50 13 77 220 50 0 55 0 20 0 65 1465 48 13 73 230 50 0 50 0 18 0 59 1465 46 13 68 240 55 0 52 0 19 0 57 1465 44 13 66 表表 2 152 15 小春菁旧水库小春菁旧水库 P 20 P 20 洪水调节计算成果线洪水调节计算成果线 t h Q m s Q均 m s 平均入库水量 万 m q m s Z m V 万 m 00 00 0 00 1465 06 12 95 111 35 5 67 2 04 2 06 1465 96 14 62 25 51 8 43 3 03 5 51 1466 80 16 29 33 06 4 28 1 54 4 81 1466 65 15 98 41 86 2 46 0 88 3 50 1466 35 15 37 51 40 1 63 0 59 2 51 1466 09 14 87 61 30 1 35 0 49 1 94 1465 93 14 56 71 20 1 25 0 45 1 61 1465 83 14 37 81 10 1 15 0 41 1 40 1465 76 14 24 91 10 1 10 0 40 1 26 1465 71 14 16 101 01 1 06 0 38 1 17 1465 68 14 10 111 00 1 01 0 36 1 10 1465 66 14 05 121 00 1 00 0 36 1 06 1465 64 14 03 130 80 0 90 0 32 0 99 1465 62 13 98 140 80 0 80 0 29 0 91 1465 59 13 92 150 70 0 75 0 27 0 85 1465 56 13 88 160 70 0 70 0 25 0 79 1465 54 13 83 170 69 0 69 0 25 0 75 1465 52 13 81 180 59 0 64 0 23 0 71 1465 51 13 77 190 50 0 54 0 20 0 65 1465 48 13 73 200 40 0 45 0 16 0 57 1465 45 13 67 210 30 0 35 0 13 0 50 1465 41 13 60 220 21 0 25 0 09 0 42 1465 37 13 53 230 11 0 16 0 06 0 33 1465 33 13 45 240 01 0 06 0 02 0 25 1465 29 13 36 表表 2 162 16 小春菁旧水库小春菁旧水库 P 50 P 50 洪水调节计算成果线洪水调节计算成果线 t h Q m s Q均 m s 平均入库水量 万 m q m s Z m V 万 m 00 000 00 1465 06 12 95 13 27 1 64 0 59 0 36 1465 35 13 48 21 67 2 47 0 89 1 16 1465 68 14 09 31 02 1 34 0 48 1 24 1465 70 14 14 40 90 0 96 0 35 1 12 1465 66 14 07 50 90 0 90 0 32 1 03 1465 63 14 00 60 80 0 85 0 31 0 95 1465 60 13 95 70 80 0 80 0 29 0 89 1465 58 13 91 80 80 0 80 0 29 0 85 1465 56 13 88 90 80 0 80 0 29 0 83 1465 56 13 87 100 70 0 75 0 27 0 80 1465 54 13 84 110 70 0 70 0 25 0 76 1465 53 13 81 120 60 0 65 0 23 0 72 1465 51 13 78 130 60 0 60 0 22 0 67 1465 49 13 75 140 60 0 60 0 22 0 65 1465 48 13 72 150 60 0 60 0 22 0 63 1465 47 13 71 160 60 0 60 0 22 0 62 1465 47 13 70 170 54 0 57 0 21 0 60 1465 46 13 69 180 47 0 51 0 18 0 57 1465 44 13 66 190 39 0 43 0 15 0 52 1465 42 13 62 200 32 0 35 0 13 0 46 1465 40 13 57 210 24 0 28 0 10 0 40 1465 37 13 51 220 16 0 20 0 07 0 34 1465 33 13 45 230 09 0 13 0 05 0 28 1465 30 13 39 240 01 0 05 0 02 0 21 1465 26 13 32 3 3 工程地质工程地质 3 13 1 区域地质概况区域地质概况 3 1 13 1 1 地形地貌特征地形地貌特征 库区位于漾濞县以东的侵蚀 剥蚀山地斜坡地带 总体标高 1815 1629m 地势总趋 势为南高北低 最高点为区域南东部马头坡 海拔 1815m 最低点为区域北东部的响水村 海拔 1629m 相对高差 186m 小春菁旧水库库盆座落于中和营河左岸支流上 库盆区周围无大的不良物理地质现象 径流区山脉呈南北走向 东南高 西北低 地势起伏 山坡自然坡度均在 5 35 受地 质构造运动影响 形成褶皱 断层 断陷盆地 溶岩山地相间和南盘江及其支流纵横深 切而成的中山峡谷等复杂地形 呈中等浅切割中山山地高原地貌 3 1 23 1 2 地层岩性地层岩性 区域内出露地层主要以三叠系地层为主 低洼处及河流沿线尚分布有新生界地层 各 地层岩性由老至新分述如下 石炭系上统 厚层 块状细晶 中晶灰岩 3 C 二迭系下统 厚层 块状隐晶 细晶灰岩 1 P 二迭系上统峨嵋山玄武岩组 玄武质火山碎屑岩夹玄武岩 硅质岩 2 P 二迭系上统龙潭组 粉砂岩 页岩夹煤层lP2 三叠系下统飞仙关组 岩性为粉砂质页岩 薄 厚层泥质灰岩 1 fT 三叠系下统永宁镇组 岩性为 薄层 厚层状微晶灰岩 泥质灰岩夹粉砂质页 1y T 岩 岩溶中等发育 含中等碳酸盐岩裂隙岩溶水 三叠系中统个旧组下段 岩性为中厚层 块状隐晶 细晶白云岩 底部夹页岩 1 2g T 泥灰岩 三叠系中统个旧组上段 岩性为块状灰岩 岩溶强烈发育 大型暗河伏流多见 2 2g T 三叠系中统法郎组 岩性为 薄 中厚层状粉砂岩 粉砂质页岩含大型锰矿 2f T 是坝址区出露的主要地层 三叠系上统鸟格组 岩性为中厚层状钙质粉细砂岩与钙质页岩互层 含贫乏风 3n T 化裂隙水 三叠系上统火把冲组 中厚层粉细砂岩与粉砂质页岩互层 hT3 新生界下第三系 钙质泥岩 细砂岩及厚层状砾岩 E 新生界上第三系 钙质泥岩 泥灰岩N 第四系 主要分布于库岸四周及河谷低洼地带 冲 洪积层 Qal pl 以灰色 灰Q 黄色砂质粘土 砂砾石 砂卵石为主 厚一般 2 5m 3 1 33 1 3 地质构造地质构造 区域位于青藏川滇 歹 字型构造 川滇径向构造体系及南岭纬向构造带的交接复合 部位 应力集中 地质构造发育 区域内的构造形迹以扭动构造体系为主 是大理 山 字型构造的东翼部分 大理 山 字型构造 是包容在云南 山 字型构造建水弧东翼的一个山字型构造 其特点是两 翼不对称 总体略向西偏斜 大理 山 字型构造的前弧位于三叠系地层中 弧顶在开远 县城和鸡街一线以西山区 为明显向南突出的弧形构造带 弧形顶端位于鸡街 石岩寨 地区 内弧在小龙潭盆地南缘 弧顶南北宽 20 余 km 由一系列弧形背向斜及压性断裂组 成 西翼主要由北西向的麻栗树断裂 扎营山向斜 汪家田背斜等平行排列的挤压带组成 构造受到建水弧东翼构造的影响 发育不正常 由北西转为南北向 东翼发育完整 主要 分布于朋普 大理一线之东南及鸡街 大庄 中和营一线之西北地区 由一系列挤压紧密 的背向斜 牛街向斜 白石岩向斜 百花草向斜大黑山背斜等 和不同规模的压性断裂 新坝村断裂 录柴冲断裂 清水塘断裂 洪石岩断裂 岩峰洞断裂 架吉断裂等 组成 由北东偏东转向北东向呈有规律的分布 3 1 43 1 4 新构造运动及地震新构造运动及地震 区域内属浅切割中山山地高原地貌 总体地势南高北低 区域内断裂构造形迹规模均 较小 无活动性断裂迹象存在 区域稳定性好 区域内新构造运动有所表现 但区域内断裂带的活动性较弱 地震活动不甚强烈 根 据 中国地震动参数区划图 GB18306 2001 该