丰收水库洪灾整治设计说明.doc

仪陇县思德乡丰收水库 枢纽洪灾除险加固工程 初初 步步 设设 计计 四川省仪陇县水利水电勘测设计队 二 00 八年七月 1 批准 批准 刘海军刘海军 审定 审定 郑守生郑守生 审查 审查 刘忠辉刘忠辉 校核 校核 祝高元祝高元 编写 编写 王大顺王大顺 何继双何继双 唐唐 刚刚 刘春梅刘春梅 代代 泽泽 罗文攀罗文攀 2 目 录 前前 言言 3 第一章第一章 综合说明综合说明 4 第三节 综合评价 11 第二章第二章 水文及水库特征水位水文及水库特征水位 12 第一节 流域概况 12 第二节 基本资料的收集 复核 12 第三节 洪水 15 第三章第三章 工程地质工程地质 24 第一节 区域地质概况 24 第二节 坝址工程地质条件 25 第三节 天然建筑材料评价 31 第四节 结论和建议 32 第四章第四章 安全鉴定安全鉴定 32 第一节 安全鉴定情况 33 第二节 安全鉴定综合评价 33 第五章第五章 应急抢险补充设计应急抢险补充设计 35 第六章第六章 除险加固工程设计除险加固工程设计 35 第一节 工程现状及存在的问题 35 第二节 设计的依据 36 第三节 总体设计方案 37 第四节 挡水建筑物 37 第五节 泄水建筑物 39 第六节 放水建筑物 41 第七节 工程观测设施 41 第七章第七章 施工组织设计施工组织设计 42 第一节 施工条件 42 第二节 主体工程施工 43 第三节 施工总布置 44 第八章第八章 工程管理设计工程管理设计 44 第一节 工程管理范围与保护范围 44 第二节 增加工程管理设施 45 3 第九章第九章 工程占地及拆迁工程占地及拆迁 45 第一节 工程占地 45 第二节 拆迁安置 45 第二节 工程占地补偿 45 第十章第十章 环境保护与水土保持设计环境保护与水土保持设计 46 第一节 水土保持设计 46 第二节 环境保护设计 48 第十一章第十一章 工程概算工程概算 56 第一节 编制说明 56 第二节 独立费用 58 第三节 预备费 58 第四节 概算成果 59 第十二章第十二章 附图附图 59 附件 总概算及概算有关表 大坝安全鉴定报告书 前 言 2010 年洪涝灾害后 我们对全县所有的水库作了全面检查 对有洪灾和 有影响的水库 县水务局派工程技术人员进行了现场核查 随后由县大坝 安全鉴定组对各水库作了大坝安全鉴定 根据大坝安全鉴定和 三查三定 4 资料 我们于 9 月 对该库进行了实地勘测 根据省水行政主管部门的要 求 仪陇县人民政府决定对所有洪灾水库进行了安全鉴定和整治的初步设 计 受仪陇县水务局的委托 由我队承担丰收水库整治设计工作 2010 年 9 月 我队组织人员对丰收水库认真进行了现场调查 勘察 由于该小型水库基础资料积累不全 经多方搜集资料并座谈了解 研究枢 纽工程的病况 结合运行中曾出现的问题以及工程现状 分析病因 在大 坝安全鉴定的基础上 补做了大坝渗流及稳定分析计算 并对洪水标准等 鉴定资料 再次进行复核 针对该枢纽工程大坝安全鉴定中存在的主要问 题 于 2010 年 9 月编制完成了 仪陇县丰收水库病险整治工程初步设计报 告 由于时间紧任务重 在编制中难免出现一些问题 敬请专家和领导斧 正 第一章 综合说明 1 1 枢纽工程现状枢纽工程现状 丰收水库位于仪陇县思德乡丰收村第四组的吴家湾 属渠江水系龙桥 河支流 工程由县水利局于一九五六年元月设计 该工程于一九五六年三 月动工修建 一九五七年八月竣工 集雨面积为 0 2 平方公里 有效库容 为 12 55 万立方米 死库容 0 15 万立方米 总库容 16 2 万立方米 坝高 10 99 米 坝型为粘土心墙坝 溢洪道设在大坝右端为开敞式 进口堰宽 6 8 米 放水设备形式为函卧管式 修建在大坝的左端 设计灌面 383 亩 实 际灌面 210 亩 下游有耕地 850 亩 人口 260 余人 学校及部分交通通讯设施 水库枢纽现由大坝 溢洪道 放水设施三部分组成 溢洪道在大坝的右岸 防水设施布置在大坝的左端 属涵卧管放水 5 具体位置详见枢纽布置图 一 大坝 大坝坝型为粘土心墙坝 坝顶高程 420 0 假设高程 最大坝高 10 99m 坝顶宽 1 8m 底宽 57 16m 上游坝坡平均坡降 1 2 45 下游坝坡 平均坡降 1 2 1 二 溢洪道 现有溢洪道为正堰式 由进口段 正槽段 收缩段组成 总长 74 5m 进口堰宽 6 8 米 进口底高程 418 146m 边墙采用条石衬砌 底板未砌筑 三 放水设备 该水库放水设备为浆砌条石涵卧管放水 放水涵管修建在大坝的左端 卧管孔径为 0 18 米 孔距为 0 5 米 涵管为有压方涵 断面尺寸 0 6 0 8 米 最大下泄流量为 0 11m3 s 卧管与底板成交错状 预留分层进水孔 浆条石砌筑 2 2 水文及水库特征水位水文及水库特征水位 该区植被较好 覆盖率 30 左右 但上游水利化程度极低 邻近的气 象台站以仪陇和阆中为主 无完善资料 该库采用 四川省水文手册 本 流域气候温和 雨量较为充沛 年降雨量多在 1000mm 以上 多年平均降雨 量为 1100 8mm 多年平均水面蒸发量为 1106 7mm 多年平均最大风速 15 0m s 根据 三查三定 复查资料 该库的特征水位及相应库容是 水库特征水位与相应库容 水库特征水位与相应库容 6 正常高水位 418 146m 相应库容 14 05 万 m3 校核洪水位 419 223m 相应库容 17 38 万 m3 设计洪水位 418 86m 相应库容 16 2 万 m3 死水位 408 88m 相应库容 1 5 万 m3 滞洪库容 Vp 5 2 15 万 m3 Vp 0 5 3 33 万 m3 3 3 工程地质工程地质 区内第四系覆盖层主要为坡洪积层 dl plQ4 和坡残积层 dl elQ4 基岩为侏罗系上统蓬莱镇组地层 J3P 坡洪积层分布于大坝坝基和上 下游河沟及侧向冲沟地带 主要为粉 质粘土 红褐色 可塑 软塑状 土质不均 下部含岩石碎屑 其表层 0 5m 左右为耕作土 含大量植物根系和有机质 该层厚度 2 0 5 0m 坡残积层分布于河沟两岸台地及山顶平缓地带 主要为粉质粘土 紫 褐色 可塑一硬塑 厚 0 2 1 5m 多为耕作土 基岩为侏罗系上统蓬莱镇组地层 在枢纽区岩性主要为粉砂质粘土岩 砂岩 4 4 安全鉴定情况安全鉴定情况 该水库大坝安全鉴定组于 2010 年 9 月对大坝进行了现场检查 检查时 库水位比正常水位低 2 3 米 4 4 1 1 存在问题 存在问题 一 大坝 大坝外坡脚中间部位出现集中渗漏点 采用集水称重法测得渗漏量为 0 0017m3 s 大坝外坡中部马道位置有大面积散漏现象 内坡被水掏蚀现 7 象严重 外坡坑洼不平 外坡脚无排水棱体 二 溢洪道 该水库溢洪道采用条石砌筑边墙至陡槽段 形式不规范 未砌筑底板 无消力池及尾水渠 下游与河槽相连土沟淤积堵塞严重 以至洪水直接冲 毁农田 三 放水设备 老放水设备出现严重渗漏 当地村民几经整治均效果不佳 现已将之 堵塞不用 旁边重新设置了一个函卧管 砌筑方式不合理 人工操作放水 难度大 且放水位置较高 大大的影响了水库灌溉效益 四 管理及观测设施 该水库无任何管理及大坝观测设施 五 防洪公路 该水库有一条村道路通至距大坝 160 米村小学处 土路基 质量较差 防洪物质运输不方便 4 4 2 2 安全鉴定结论 安全鉴定结论 丰收水库大坝安全鉴定专家组根据现场查看及调查和大坝安全鉴定论 证报告等有关资料对水库大坝的安全进行了分析论证 按部水管 1995 86 号文规定 该坝应属第三类坝 4 4 3 3 专家意见专家意见 1 对大坝基脚渗漏进行灌浆处理 采用砼硬化坝顶 对大坝内坡被 掏蚀段回填夯实 减缓坡度 然后进行进行全面护坡 增设排水 8 棱体 2 修整溢洪道边墙 清淤后砌筑底板 新建消力池及尾水渠道连接 河槽 3 拆除放水卧管重新砌筑密实 4 尽快恢复观测设施 作好记录 以利于水库安全运行 5 整治防洪抢险公路 新建连接大坝段防洪公路方便防洪 6 6 应急抢险情况应急抢险情况 洪涝灾害来临时 洪水冲刷导致水库坝坡产生松动等不利因素 情况 万分危急 灾情发生后 县水务局及水库管理所相关单位立即组织人员对 水库采取应急抢险措施 在大坝顶内边加设浆条石作为栏杆使用以保障行 人安全 立即组织人员对溢洪道堵塞进行疏通 并在溢洪道上架设溢洪道 安全桥保障行人安全 7 7 枢纽工程除险加固设计枢纽工程除险加固设计 根据 三查三定 的洪水复核计算 首先我们对水库的特征水位重新 定位 以坝顶为准 减去风浪爬高和超高 就是校核和设计洪水位 对大 坝渗漏采用灌浆止漏 对大坝迎水面 采用翻挖回填夯实坝体并整平 该水 库内坡较陡对施工产生不便 可采取围堰 抽水等方式将施工部位积水排 干 对大坝内坡全部采用 C20砼护面 外坡整平并种草美化 外坝脚增设条 石排水陵体 修复整治溢洪道 新建溢洪道公路桥 建设消能设施及尾水渠 道 更换放水涵卧管 增设大坝观测设施及开通防洪抢险公路 8 8 施工组织设计施工组织设计 9 建立以水库管理站为基础的建设单位 在县水务局的统一领导下 对 人力 物资 资金统筹安排和使用 积极争取当地政府机关的支持和协助 以便在最短的时间内 完成施工任务 9 9 工程管理工程管理 该库现由人民村管理 无专门管理人员 由村长代管 岗位目标责任 明确 日常巡视检查工作基本到位 因无观测设施 大坝安全监测工作没有完全按规定开展 只能进行日 常检查 1010 工程占地补偿工程占地补偿 丰收水库坝顶面积不够宽阔 为减少占地 临时拌合站 各类物资仓 库 水电及通讯系统全部布置在左侧空坝上 新建溢洪道公路桥 消能设 施 尾水渠道需要占地 其占地 1 亩 1111 环境影响及水土保持综合防治评价环境影响及水土保持综合防治评价 1 水库整治加固工程的实施可确保下游人民的生命 耕地和通讯交 通等设施的安全 可充分利用当地可贵的水资源 使该水利工程在灌溉 供水 水产养殖等方面获得显著的经济效益 社会效益和环境效益 施工 期对环境的不利影响是暂时的 加之该工程实施中无放射性物资和对人畜 有害物资 所以对当地的环境影响极小 只要采取相应的环保对策措施即 可解决 2 工程所在地的民众对工程整治持积极态度 认为工程的实施对改 善当地的环境质量具有推动作用 因此 本工程的实施意见具有良好的群 众基础 3 水土保持治理工程的实施 具有对当地水保工作起带头示范作用 10 4 丰收水库枢纽整治加固工程的实施 所带来的综合效益是显著的 长期的和深远的 环评中的不利影响 只要通过采取相应的环保措施 其 区域的环境质量和水土保持将进一步得到改善 因此从改善水土保持和保 护环境角度出发 工程的实施是可行的 1212 工程投资工程投资 水库概算总投资 57 49 万元 该工程共需挖填土石方 2874m3 砌石方 763 5m3 砼及钢筋砼 661 5m3 水泥 75 3T 河砂 135 7m3 卵石 98 6m3 条拱石 725 4m3 需劳动工 日 3842 个 1313 经济评价经济评价 一 评价依据及资料 本工程的经济评价主要依据为水利部颁发的 水利建设项目经济评价 规范 SL72 94 国家计委编制的 建设项目经济评价方法与参数 基本资料有 南充市物价局 四川省仪陇县 农业区划报告 仪陇 县统计年鉴 及三查三定资料等 二 工程效益二 工程效益 2 1 灌溉效益 该库灌溉面积 383 亩 由于水库大坝放水设施老化及配套工程不完善 影响蓄水量 目前实际灌溉面积只能灌溉 210 亩左右 根据灌区多年经验 因缺水农业粮食作物及经济作物减产 农民年直接经济损失达 1 万左右 将严重制约农村经济的发展 因此水库除险加固后 可新增灌面 173 亩 11 每亩粮食增产 50kg 按 1 4 元 kg 计算 则年可增加灌溉效益 1 21 万元 同 时将大大改善灌区人畜饮水 加快农业产业结构的调整 2 2 水产养殖 在限蓄水位情况下 渔业生产几乎停止 仅此水库将损失 1 万元 职 工无法安排工作 水库经整治维修恢复蓄水后 渔业生产可增加收入 0 8 万元 同时可稳定职工队伍 2 3 防洪 该库属长期带病运行 一旦失事 将威胁下游将对下游耕地 人口及 交通设施 将造成不可估量的经济损失 2 5 省工效益 水库整治后 水源有了保障 农户不再找水浇灌 每 亩找水工日 3 个 每个工日按 10 元计算 每年可节省 519 个工日 节省 0 52 万元 2 6 对维护社会稳定起到积极作用 灌区内春旱 夏旱 伏旱交错出现 且极其频繁 给农业生产及人畜 饮水造成巨大的威胁 一遇中等干旱年景 人畜饮用水都成困难 水库整 治后 正常运行 争水 抢水等事件大为减少 保障了农业高产稳产 促 进了农村经济快速发展 增加农民收入 加快了脱贫致富步伐 维持农村 社会稳定 通过上述分析估算 水库除险加固后 每年可直接创收 2 53 万元 发 挥出较大的经济社会效益 12 第三节第三节 综合评价综合评价 水库除险加固整治后无疑将对灌区改变农业生产条件 新增粮食生产 能力 新增经济收入 农业产业结构调整等方面起到十分重要的作用 经 对项目的财务评价分析 各项指标均能满足国家和行业规定要求 灌区交通 通讯 能源 自然地理条件能保证工程建设所需 该项目对环境保护无影响 同时还可结合灌区实施山 水 田 林 路综合治理 通过对该水库病害工程的整治实施 将保障下游人民的生命财产 耕 地 公路交通及通讯设施的安全 并为灌区耕地提供可靠的水源 有力推 动当地社会经济的发展 解除安全隐患 第二章 水文及水库特征水位 第一节第一节 流域概况流域概况 丰收水库位于仪陇县思德乡丰收村第四组的吴家湾 属渠江水系龙桥 河支流 上游水利化程度较 无大型的水利设施 上游植被较好 覆盖率 30 左右 水土流失程度较小 邻近的气象台站以仪陇和巴中为主 无完 善观测记录资料 2010 年 8 月的暴雨 溢洪道最大溢洪深 1 5 米 洪水通 过溢洪道直接冲向下游农田 同时威胁到附近居民的生命安全 当地村民 自发组织力量挖出一条土沟泄洪 得以暂时保证安全 13 第二节第二节 基本资料的收集 复核基本资料的收集 复核 水库流域面积较小 无实测暴雨和洪水资料 因此本次复核水文分析 计算时 各短历时暴雨参数直接查取了 四川省中小流域暴雨洪水计算手 册 等值线图 本次水文复核搜集的基本资料有 1 仪陇县丰收水库 三查三定 资料 2 仪陇县丰收水库水库大坝安全评价报告 3 流域万分之一航测图 4 丰收水库 H V 关系曲线 5 四川省中小流域暴雨洪水计算手册 以下简称 省手册 流域特征参数见下表 水库水位 库容关系曲线见 2 3 设计洪水复核 丰收水库流域复核特征参数丰收水库流域复核特征参数 项目 F km2 L km J 备 注 安全评价参数 0 20 35325 1 10000 之一航测图 本次复核成果 0 20 35325 1 10000 之一航测图 根据 三查三定 和水库大坝安全鉴定等资料 将该库复核后的资料 列为以下 枢纽工程特性表 成果表 枢纽工程特性表枢纽工程特性表 项 目特征单位备注 工程所在水系渠江水系 所在河流龙桥河 积雨面积 0 2Km2 14 坝型粘土心墙坝 坝高 10 99m 坝顶长 145m 坝顶宽 1 8m 坝底宽 57 16m 内坡平均坡度比1 2 45 外坡平均坡度比1 2 1 坝顶高程 420 0m 假定 设计洪水位 418 86m 校核洪水位 419 223m 总库容 17 38 万 m3 正常水位 418 146m 正常库容 14 05 万 m3 有效库容 12 55 万 m3 死水位 408 88m 滞洪库容 Vp 5 2 15 Vp 0 5 3 33 万 m3 死库容 1 5 万 m3 设计洪水标准 20 年 校核洪水标准 200 年 设计洪水总量 2 75 万 m3 校核洪水总量 4 24 万 m3 15 设计洪峰流量 9 49m3 s 校核洪峰流量 15 17m3 s 设计洪水下泄流量 2 08m3 s 校核洪水下泄流量 3 25m3 s 溢洪道型式正槽溢洪道 溢洪道进口宽度 8 8m 溢洪道泄洪能力 12 33 万 m3 放水设备型式放水涵卧管 放水涵管尺寸 0 6 0 8m 最大放水流量 0 11m3 s 设计灌面 383 亩 实际灌面 210 亩 水库的特征水位及库容 正常高水位 418 146m 相应库容 14 05 万 m3 校核洪水位 419 223m 相应库容 17 38 万 m3 设计洪水位 418 86m 相应库容 16 2 万 m3 死水位 408 88m 相应库容 1 5 万 m3 滞洪库容 Vp 5 2 15 万 m3 Vp 0 5 3 33 万 m3 第三节第三节 洪水洪水 3 13 1 工程等级及洪水标准工程等级及洪水标准 16 根据 防洪标准 GB50201 94 山区 丘陵区 及 水利水电工程等 级划分及洪水标准 SL252 2000 规定 确定该工程等级为 级 采用 20 年一遇洪水设计 200 年一遇洪水校核 3 23 2 设计洪水复核计算 设计洪水复核计算 设计流域的洪水主要由暴雨产生 洪水与暴雨基本同步 本工程流域汇 水面积较小 无实测洪水资料 属无资料地区 因此本次洪水复核采用暴 雨资料用推理公式来推求设计洪水 丰收水库设计流域暴雨频率参数表丰收水库设计流域暴雨频率参数表 时段均值 CVCS 3 5 CV 1 6 小时 16 50 351 225 1 小时 40 50 41 4 6 小时 880 481 68 24 小时 115 50 501 75 采用 四川省中小流域暴雨洪水计算手册 推理公式 Q 0 278 n S F 计算洪峰流量 1 流域特征值 集雨面积 F 0 2km2 流域长度 L 0 35km 流域平均比降 J 325 2 汇流参数 m 值 流域特征系数 4 13 1 FJ L m 0 40 0 204 3 暴雨参数 S n 暴雨衰减指数 n 分历时确定 17 t 6 24h P P H H n 24 6 3 lg661 1 1 t 1 6h p p H H n 6 1 2 lg285 1 1 t 1 6 1h p p H H n 1 6 1 1 lg285 1 1 根据 手册 结合相关公式计算暴雨参数 S 4 产流参数 丰收水库地形地貌相对高差不大 采用盆地丘陵区公式 4 8F 0 19 计算平均产流参数 值及 CV 0 18 Cs 3 5CV 水库洪峰流量计算成果见下表 流域及附近均无暴雨洪水资料 采用推理公式计算设计 F S Q n 278 0 洪峰流量 计算参数根据 手册 有关公式计算确定 各特征值及计算成 果见下表 项 目FLJ J1 3F1 4 mH24pkpH24p 单位 km2 km mm mm 5 001 99219 90 0 503 06338 13 项 目n2pCvCs 3 5CvSp Sp1 4 0 383 m 0 0n2p 0 63ab0 501 7567 202 860 270 210 386 52 0 620 620 010 501 75100 103 160 240 190 366 52 项 目 0n Sp 1 4 n2p tcQmpm 0 040 961 010 218 579 490 38 0 020 981 010 1917 6815 170 38 洪洪 峰峰 流流 量量 计计 算算 表表 计算值 计算值 计算值0 20 760 380 35 判判断断汇汇流流情情况况 3250 69 暴雨公式指数 t tc c全全面面汇汇流流 t tc c全全面面汇汇流流 0 67110 5 从上表算得 Q5 9 47 m3 s Q0 5 15 17m3 s 3 2 13 2 1 调洪演算调洪演算 18 3 2 1 13 2 1 1 调洪基本资料调洪基本资料复核复核 1 水库水位 库容 H V 曲线 2 水库水位 泄量 H q 曲线 溢洪道堰顶高程为 418 146m 堰宽 6 8m 为无坎宽顶堰 汇流参数根据水力计算手册求得 m 0 37 按无 坎宽顶堰计算水位 泄量关系曲线 3 设计洪水过程线 见附图 洪水过程线表洪水过程线表 QttQtt 00 000 000 000 000 00 0 050 110 470 090 760 09 0 10 150 950 121 520 12 0 20 201 900 163 030 16 0 40 253 790 206 070 19 0 60 325 690 259 100 24 0 80 407 590 3212 130 31 0 950 509 010 4014 410 38 10 609 490 4815 170 47 0 950 709 010 5714 410 54 0 80 827 590 6612 130 63 0 60 995 690 809 100 77 0 41 243 791 006 070 96 0 21 641 901 323 031 27 0 12 100 951 701 521 63 0 052 580 472 080 762 00 03 850 003 110 002 99 yx P 5 P 0 5 3 2 23 2 2 洪水总量洪水总量 W W 3 2 2 13 2 2 1 计算参数计算参数 1 洪水过程线按 四川省中小流域暴雨洪水计算手册 东部地区 单峰 2 型概化过程线放大 基流很小可忽略不计 该区的 110 5mm 变差系数 CV 0 5 偏差系数 CS 3 5CV 设计洪水过程线见 24H 19 附图 2 由皮尔逊 型曲线查得 模比系数 KP 5 0 1 99 KP 0 50 3 06 由式p KP 得 24H24H 5 1 99 110 5 219 9 24H 0 5 3 06 110 5 338 13 24H 3 该水库积雨面积按单峰流量计算 设计暴雨历时 T 12 8F1 4 12 8 0 2 1 4 8 56 小时 24 小时 属短历时汇流 则 Htp Sp t1 2np式中 n2p a2 b2logp Sp H24p 241 2np 查省水文手册图 4 8 9 得 a2 0 63 b2 0 01 n2p 5 0 62 0 01 lOg5 0 63 n2p 0 5 0 62 0 01 lOg0 5 0 62 Sp 5 219 9 241 0 63 67 2mm 小时 Sp 0 5 338 131 241 0 62 100 1mm 小时 Htp 5 67 2 8 451 0 63 149 69mm Htp 0 5 100 1 8 451 0 62 227 82mm 3 2 2 23 2 2 2 洪水总量 洪水总量 由公式 WP 0 1 PHtpF 查手册表 5 7 得 该区的暴雨径流系数 P P 5 0 92 P 0 5 0 93 所以洪水总量 W 为 W W设 0 1 0 92 149 69 0 3 2 75 万 m3 20 W W校 0 1 0 93 227 82 0 3 4 24 万 m3 3 2 33 2 3 计算下泄流量计算下泄流量 q q 本次调洪按静库容法 根据水库库容曲线 泄量曲线和本次的洪水过 程线 依水量平衡原理 进行洪水调节计算 计 1 VV t 2 qq t 2 QQ 2 2121 算时段长 0 5 小时 应用高切林公式 q Qp 1 VP WP 得 q设 9 49 1 2 15 2 7 2 08m3 s q校 15 17 1 2 3 4 24 3 25m3 s 经过本次用推理公式复核洪水计算成果 我们发现水库的洪峰流量 洪水总量及洪水最大泄量等值均比三查三定资料小 3 33 3 分期设计洪水分期设计洪水 该水库为小二型水库 主汛期的分期设计洪水可采用安全鉴定中设计 洪水计算成果 成果详见下表 洪水复核成果表洪水复核成果表 频率 P 洪 峰 流 量 m3 s 最 高 洪水位 相 应 库容 V 万 m3 最大下 泄流量 Q m3 s 计算坝 顶高程 Z坝 m 现坝顶 高 程 m 差值 m 结 论 59 49418 8616 22 08419 724200 28 满足 0 515 17419 22317 383 25419 9834200 017 满足 21 3 43 4 泥沙 死水位复核泥沙 死水位复核 该库上游植被较好 泥沙入库量少 且死库容相对较大 次此可不作 泥沙计算复核 3 53 5 水位流量关系曲线水位流量关系曲线 由于该水库为小二型水库 根据水工设计需要 可作一个简要的溢洪 道水位流量关系曲线推算表 公式采用曼宁公式推求 并确定采用相应的 高程系统及造率等值的选取 详见下表 水位流量关系曲线表水位流量关系曲线表 H0HmBq 0 00418 150 3696 80 00 0 71418 860 3696 86 70 1 08419 220 3696 812 42 1 85420 000 3696 828 04 泄流曲线数据 3 63 6 死水位复核死水位复核 该水库上游植被较好 淤积情况较轻 并未涉及输水洞堵塞情况 本 次可不必再次对死水位进行复核 3 73 7 水库洪水调节计算及坝顶高程复核水库洪水调节计算及坝顶高程复核 3 7 1 水库洪水调节计算 该水库洪水调节过程根据已复核的各项洪水位资料计算 1 水库水位 库容 H V 曲线 2 水库水位 泄量 H q 曲线 溢洪道堰顶高程为 418 146m 22 堰宽 6 8m 为无坎宽顶堰 汇流参数根据水力计算手册求得 m 0 37 按无 坎宽顶堰计算水位 泄量关系曲线 3 设计洪水过程线 各项曲线成果详见附图表 3 7 2 坝顶高程复核 经 1983 年 12 月 丰收水库 三查三定 时实测丰收水库坝顶高程 为 420m 此次核查溢洪道堰顶高程为 418 146m 溢洪道控制断面过水宽度 为 5 0m 从库容地形图上量得最大吹程 D 0 25km 设计与校核情况的风力定 为 7 级 取风速 VS 17m s 大坝内坡基本造率系数取 K 0 8 设计情况下坝的安全超高值 0 5m 无底坎的宽顶堰流量系数 m 0 36 详见陕西省水电校主编 水力 学 根据 碾压式土石坝设计规范 SL274 2001 规定 大坝坝顶在静水位 以上的超高按下式计算 Y R A e 式 1 式中 Y 坝顶超高 m R 最大波浪在坝坡上的爬高 m e 最大风壅水面高度 m A 安全加高 正常运用条件下取 A 0 5m 非常运用条 件下取 A 0 3m 23 2 最大波浪在坝坡上的爬高 最大波浪在坝坡上的爬高按莆田试验站公式计算 R KW K h 1 2 1 m2 1 2 式 2 式中 R 风浪平均波浪爬高 m KW 斜坡的糙率渗透系数 取 0 9 K 经验系数 取 1 02 m 斜坡坡率 h 平均波高 m 平均波长 m 式 2 中 h 按官厅 鹤地公式计算 h 0 0166 W5 4 D1 3 式 3 0 0389 W D1 3 式 4 式中 W 风速 m s 正常运用条件下 采用多年平均最 大风速的 1 5 倍 非常运用条件下采用多年平均 最大风速 根据仪陇气象站实测 仪陇最大持续 10 分钟的风速为 18 7m 历年最大风速在 10 18 7m s 之间 D 吹程 km 3 最大风壅水面高度 e K W2 D 2 g H cos 式 5 式中 e 计算点处的风壅水面高度 m K 综合摩阻系数 取 K 3 6 10 6 24 W 水面上 10m 处的风速 取 W 14m s D 从计算点作水域中线 或坝轴线 的平行线与对 岸的交点到计算点的距离 取 D 250m g 重力加速度 取 g 9 8m s2 H 水域的平均水深 取 H 11m 风向与水域中线的夹角 取 45 4 坝顶高程复核 按规范要求 设计坝顶高程应分别按以下情况计算后 取其最大值 1 设计洪水位加正常运用条件下的坝顶超高 2 校核洪水位加非常运用条件下的坝顶超高 综上分别进行坝顶高程的复核计算 其计算成果见下表 水库原坝坝顶高程复核计算表水库原坝坝顶高程复核计算表 频率 PZ洪 RAY Z坝顶 m m m m m 原坝顶 高程 备 注 5418 860 36 0 50 86419 72 20 年一 遇 0 5419 2230 46 0 30 76 419 983 420 0 200 年一 遇 由上表可见 现有大坝坝顶高程 420 0m 按照 碾压土石坝设计规范 SL274 2001 要求确定 现坝顶的高程值均能满足规范要求 25 3 83 8 水雨量观测和通讯设备水雨量观测和通讯设备 该水库为小二型水库 库容较小 集水面积相对较小 可在坝址处简 单增设雨量设施及水位观测设备 由于当前电话及手机等通讯设施的普及 使得通讯方面比较方便 第三章 工程地质 第一节第一节 区域地质区域地质概况概况 枢纽区位于四川沉降带川中旋纽构造体系之思德乡背斜东南翼 地层 平缓 近于水平 岩层倾向 N50 E 倾角 1 2 枢纽区未见断裂构造 砂岩中偶见裂隙 主要为两组 X 剪切构造裂隙 一组裂隙走向 5 倾 向 95 倾角 80 88 另一组裂隙走向 100 倾向 10 倾角 75 86 该 X 裂隙微张 面平直 延伸 6 15m 裂隙间距 2 6m 临岸地带由于 卸荷 张开度 0 1 2 0cm 裂隙一般在砂岩中延伸较远 较长 是坝基 坝肩岩体渗漏的主要通道 砂质粘土岩中裂隙一般开张小 尖灭或闭合 第二节第二节 坝址工程地质条件坝址工程地质条件 2 12 1 大坝工程地质条件评价大坝工程地质条件评价 2 1 1 拦河坝工程地质条件 大坝枢纽段位于河谷顺直段 该段河谷呈较宽缓的 V 字型 河谷沟 底宽 30 45m 较平坦 两岸基本对称 呈台阶状斜坡 坡度 30 60 度 大坝所处河段建坝地形条件好 坝址区工程地质条件简单 坝基岩石为强风化泥质砂岩 修建时基本 清除沟中土层 但坝基强度完全能满足大坝的承载力及抗滑稳定要求 坝 26 肩为砂质粘土岩夹砂岩薄层 岩坡基本稳定 修建本工程类型的土石坝是 适宜的 2 1 2 地层岩性 区内第四系覆盖层主要为坡洪积层 dl plQ4 和坡残积层 dl elQ4 基岩为侏罗系上统蓬莱镇组地层 J3P 坡洪积层分布于大坝坝基和上 下游河沟及侧向冲沟地带 主要为粉 质粘土 红褐色 可塑 软塑状 土质不均 下部含岩石碎屑 其表层 0 5m 左右为耕作土 含大量植物根系和有机质 该层厚度 2 0 5 0m 坡残积层分布于河沟两岸台地及山顶平缓地带 主要为粉质粘土 紫 褐色 可塑一硬塑 厚 0 2 1 5m 多为耕作土 基岩为侏罗系上统蓬莱镇组地层 在枢纽区岩性主要为粉砂质粘土岩 砂岩 砂质粘土岩 呈紫褐色 粉砂泥质结构 层状构造 矿物成份以粘土 矿物为主 次为长石 云母等 层理发育 岩性不均 夹泥质粉砂岩薄层 或透镜体 岩性软弱 抗风化 抗冲刷能力低 具遇水软化 脱水开裂特 征 分布于高程 445m 高程 409m 之间地带 砂岩 呈灰白色 粉 细粒结构 钙泥质胶结 泥质较重 层理发育 主要成份分为长石 石英 次为云母及岩屑及暗色矿物组成 厚度为 10 40m 分布于高程 445m 以上地带及高程 490m 之间地带 同时分布于坝 基高程 409 0m 以下地带 2 1 3 地质构造 区内无发震构造存在 挽近期构造运动微弱 但属地震波及区 据 中国地震动参数区划图 GB18306 2001 1 400 万 查得 工程区地震 动峰值加速度为 0 05g 动反应谱特征周期为 0 35S 对应地震基本烈度为 VI 度 区域构造稳定性好 27 2 1 4 水文地质条件 区内水文地质条件简单 地下水主要为松散堆积层中的孔隙型潜水和 基岩中的裂隙型潜水 接受大气降水与库水的补给 其动态变化受季节影 响明显 孔隙型潜水主要赋存于沟底松散土层中 水量一般丰富 地下水位高 裂隙型潜水主要赋存于基岩内各种裂隙中 一般以泉的形式排泄 砂岩层 中局部裂隙较发育 特别是风化带中 风化裂隙发育 其连通性较好 充 填差 透水性较强 据区域水文地质资料 地下水类型属重碳酸钙型低矿化度水 该区地 表水 地下水适于饮用 灌溉 对混凝土不具侵蚀性 2 22 2 坝体条件 坝体条件 2 2 12 2 1 结构安全评价的目的结构安全评价的目的 按照国家现行规范复核枢纽各建筑物目前的变形及稳定是否满足规范 要求 2 2 22 2 2 大坝坝坡稳定分析大坝坝坡稳定分析 2 2 2 12 2 2 1 大坝坝坡稳定分析资料大坝坝坡稳定分析资料 1 大坝变形调查资料 2 大坝最大剖面图 3 大坝渗流分析成果 4 坝体土物理力学指标 5 水库库区及下游特征水位 2 2 2 22 2 2 2 大坝变形观测分析大坝变形观测分析 丰收水库大坝未设位移观测桩 无水库位移观测资料 大坝变形观测 28 分析仅能靠实地查看和调查作简要的分析 根据调查和实地查看 坝体内坡土质有些松动 有被水掏蚀产生滑坡 痕迹 据当地村民叙述为洪灾后现状 外坡脚没有排水陵体 坝顶不太平 整 2 2 2 32 2 2 3 大坝坝坡稳定计算大坝坝坡稳定计算 根据 水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准 SL252 2000 丰收 水库工程等级五等 主要建筑物为 5 级 根据 碾压式土石坝设计规范 SL274 2001 采用计及条块间作用力 的毕肖普法 坝坡容许抗滑稳定安全系数如下表 坝坡容许抗滑稳定安全系数表坝坡容许抗滑稳定安全系数表 项目正常运用情况非常运用情况 安全系数 1 251 15 2 2 2 3 12 2 2 3 1 土体的物理力学指标土体的物理力学指标 坝体土建议指标取值主要依据现场探坑及同类土坝坝体土试验资料 同时结合坝体土的不均匀性 并参照邻近水利工程 综合分析拟定 物理 性质指标采用平均值 力学性质指标采用小值平均值 渗透系数采用大值 平均值 丰收水库坝体土有关物理力学性质指标建议值表丰收水库坝体土有关物理力学性质指标建议值表 29 2 2 2 3 22 2 2 3 2 计算工况计算工况 1 1 上游坝坡 上游坝坡 1 工况一 正常水位 418 146m 时形成的稳定渗流期 2 工况二 正常水位 418 146m 降至死水位 445 0m 3 工况三 校核洪水位 419 223m 骤降至正常水位 418 146m 再降至死水位 411 94m 2 2 下游坝坡 下游坝坡 1 工况一 正常蓄水位 418 146m 时形成的稳定渗流期 2 工况二 设计洪水位 418 86m 时形成的稳定渗流期 3 工况三 校核洪水位 419 223m 时形成的稳定渗流期 项 目单 位坝体土心墙土 块石 棱体 抛石 天然密度 g cm31 961 98 饱和密度 fg cm31 982 00 浮密度 g cm30 971 01 度13 114 8 非饱 固快 CkPa26 225 2 度1211 5 饱固快 CkPa23 521 5 渗透系数 Kcm s4 71 10 5 4 81 10 6 临界水力比降 Jcr1 00 30 2 2 2 3 32 2 2 3 3 坝坡稳定分析计算成果坝坡稳定分析计算成果 坝坡稳定计算成果表坝坡稳定计算成果表 坝 坡工况计算 Kmin规范 K 是否满足要求 工况一 2 5811 25 是 工况二 1 7631 25 是 上 游 工况三 1 5141 15 是 工况一 1 9321 25 是 工况二 1 7311 25 是下 游 工况三 1 6191 15 是 从上表可以看出 大坝坝坡在各种工况下 坝坡稳定满足规范要求 2 32 3 坝基条件 坝基条件 1 计算工况 1 工况一 上游正常蓄水位 418 146m 下游 409 01m 2 工况二 上游设计洪水位 418 86m 下游 409 01m 3 工况三 上游校核洪水位 419 223m 下游 409 01m 2 渗透系数 坝体土渗透系数参照同类土坝取土工试验所得各组试样渗透系数的大 值平均值为 k坝体 4 71 10 5 cm s 3 计算方法 取大坝河床断面 最大断面 按不透水地基无排水棱体 利用北京 理正公司土坝稳定分析软件系统对大坝各种工况的渗漏进行渗流稳定分析 4 计算成果 31 计算结果见大坝在各种工况下的渗流稳定分析图 1 坝体渗流量 渗流量计算结果见下表 渗漏量计算成果表 工况渗 流 量单位 工况一 0 006785 m3 d m 工况二 0 007488 m3 d m 工况三 0 007853 m3 d m 从表中可以看出 大坝坝体在各种工况下渗漏量很小 故坝体渗漏满 足规范要求 2 渗透坡降 渗透比降计算成果表 工况平均渗透比降 工况一 0 811 工况二 1 130 工况三 1 162 由上表可知 大坝在工况一下最大平均渗透比降小于坝体土容许渗透 坡降 1 但是大坝在工况二和工况三下最大平均渗透比降均大于坝体土容许 渗透坡降 1 故大坝容易发生渗流破坏 2 42 4 坝肩条件 坝肩条件 该坝体与坝肩的接触部位是采用的人工打压夯填粘土衔接 牢固性差 32 2 52 5 剖面图 详见设计图 剖面图 详见设计图 2 62 6 溢洪道工程地质条件评价 溢洪道工程地质条件评价 溢洪道沿线地层岩性为紫灰色砂岩 层状构造 质地较硬 可不必另 外采用条石砌筑 溢洪道尾段正处于砂岩风化层上 风化层厚 2 5m 裂隙 较发育 特别是需建消力池和尾水渠段紧靠下游农田 土质较疏松 必须 衬砌 2 72 7 放水设备工程地质条件评价 放水设备工程地质条件评价 放水隧洞洞身围岩为侏罗系蓬莱镇组上部紫红色砂质粘土岩 岩层层 理发育 岩性较弱 强度低 易风化 抗冲能力低 应全面衬砌并密实 隧洞地质构造简单 无断层和褶皱构造 岩层走向 NE80 倾向 92 倾角 2 5 岩性变化小 该区地震基本烈度 度 隧洞工程的稳定条件 不受区域地质构造的影响 沿洞水文地质条件简单 属基岩裂隙性潜水 在洞身沿裂隙有地下水 溢出 呈点滴或浸水状 股流很小 水量受季节性降水影响 一般水量不 大 对施工无影响 第三节第三节 天然建筑材料评价天然建筑材料评价 工程所需条拱石 分布在距枢纽 300m 高程 480m 范围内 产于 J3P 侏罗系蓬莱镇组上部灰色厚层状砂岩 岩石裸露 无用层薄 开采条件好 储量丰富 其湿抗压强度可达 20MPa 储量及强度均能满足工程需要 工程所需砂砾石 需到我县新政砂卵石料场采购 33 第四节第四节 结论和建议结论和建议 工程区地震动峰值加速度为 0 05g 动反应谱特征周期为 0 35S 相应 的地震基本烈度为 VI 度区域地质构造稳定性好 坝址区工程地质为砂岩 坝肩出露的地层泥质砂质岩 强度完全能满足大坝的承载要求 区域内无 构造断裂带贯穿水库 库区不存在暂时或永久渗漏问题 修建本工程类型 的土石坝是适宜的 建议消力池及后面部分完全采用条石衬砌稳固 顺利 接至下游天然河槽 第四章 安全鉴定 该库为小 二 型水库 该库集雨面积为 0 2 平方公里 总库容 16 2 万立方米 兴利库容 12 55 万立方米 死库容 0 15 万立方米 水库多年平 均每年能向灌区提供的有效水量 5 78 万立方米 该库原设计灌面 383 亩 现有水量灌溉 210 亩 下游有农田 850 亩 人口 260 人 涉及部分道路及通讯设施 水库大坝安全鉴定组于 2010 年 9 月对大坝进行了现场检查 检查时库 水位比正常水位低 2 3 米 一 大坝 大坝外坡脚中间部位出现集中渗漏点 采用集水称重法测得渗漏量为 0 0017m3 s 大坝外坡中部马道位置有大面积散漏现象 内坡被水掏蚀现 象严重 外坡坑洼不平 外坡脚无排水棱体 二 溢洪道 该水库溢洪道采用条石砌筑边墙至陡槽段 形式不规范 未砌筑底板 无消力池及尾水渠 下游与河槽相连土沟淤积堵塞严重 以至洪水直接冲 34 毁农田 三 放水设备 老放水设备出现严重渗漏 当地村民几经整治均效果不佳 现已将之 堵塞不用 旁边重新设置了一个函卧管 砌筑方式不合理 人工操作放水 难度大 且放水位置较高 大大的影响了水库灌溉效益 四 管理及观测设施 该水库无任何管理及大坝观测设施 五 防洪公路 该水库有一条村道路通至距大坝 160 米村小学处 土路基 质量较差 防洪物质运输不方便 第一节第一节 安全鉴定情况安全鉴定情况 该库安全鉴定 是仪陇县水务局 2010 年 9 月 聘请县内专家组 对 枢纽工程进行了现场察看 现场办工 调查了枢纽工程的设计 建设及运 行管理情况 结合 三查三定 资料 进行了洪水复核计算 根据 水库 大坝安全评定导则 SL258 2000 对该库作出的安全鉴定 第二节第二节 安全鉴定综合评价安全鉴定综合评价 2 12 1 安全鉴定结论 安全鉴定结论 1 大坝坝体出现渗漏及被水掏蚀现象 存在安全隐患 根据 水 库大坝安全评定导则 SL258 2000 水库大坝结构安全性评价为 C 级 2 溢洪道经砌筑不均匀 无消能设施及尾水渠 对防洪安全影响 35 极大 根据 水库大坝安全评定导则 SL258 2000 水库溢洪道结构安 全性评价为 C 级 3 水库放水设备设置不合理 有安全隐患 水库放水设施结构安 全性评价为 C 级 综上所述 根据 水库大坝安全评定导则 SL258 2000 该水库枢 纽工程结构安全性评价为 C 级 2 22 2 建议 建议 根据水库枢纽工程存在的病害情况 为确保工程安全 特提出下述建 议 1 对大坝基脚渗漏进行灌浆处理 采用砼硬化坝顶 对大坝内坡被 掏蚀段回填夯实 减缓坡度 然后进行进行全面护坡 增设排水 棱体 2 修整溢洪道边墙 清淤后砌筑底板 新建消力池及尾水渠道连接 河槽 3 拆除放水卧管重新砌筑密实 4 尽快恢复观测设施 作好记录 以利于水库安全运行 5 整治防洪抢险公路 新建连接大坝段防洪公路方便防洪 第五章 应急抢险补充设计 洪涝灾害来临时 洪水冲刷导致水库坝坡产生松动等不利因素 情况 万分危急 灾情发生后 县水务局及水库管理所相关单位立即组织人员对 36 水库采取应急抢险措施 在大坝顶内边加设浆条石作为栏杆使用以保障行 人安全 立即组织人员对溢洪道堵塞进行疏通 并在溢洪道上架设溢洪道 安全桥保障行人安全 第六章 除险加固工程设计 第一节第一节 工程现状及存在的问题工程现状及存在的问题 1 11 1 枢纽总布置情况及存在的问题枢纽总布置情况及存在的问题 1 1 1 枢纽布置情况 该水库枢纽工程有大坝 溢洪道 放水设施三大件 溢洪道在大坝的 右岸 防水设施布置在大坝的左端 属涵卧管放水 1 1 2 存在的主要问题 1 21 2 大坝及坝基大坝及坝基 大坝外坡脚中间部位出现集中渗漏点 采用集水称重法测得渗漏量为 0 0017m3 s 大坝外坡中部马道位置有大面积散漏现象 内坡被水掏蚀现 象严重 外坡坑洼不平 外坡脚无排水棱体 1 31 3 溢洪道溢洪道 该水库溢洪道采用条石砌筑边墙至陡槽段 形式不规范 未砌筑底板 无消力池及尾水渠 下游与河槽相连土沟淤积堵塞严重 以至洪水直接冲 毁农田 1 41 4 放水设施放水设施 老放水设备出现严重渗漏 当地村民几经整治均效果不佳 现已将之 37