总岗山水库病害整治说明书.doc

四川大学本科毕业设计总岗山水库枢纽病害整治工程设计目录摘要3关键词31 基本情况41.1水库枢纽工程概况41.1.1 主坝41.1.2 副坝41.1.3溢洪道51.1.4放水设施51.2现场勘查发现的主要问题81.2.1主坝存在的主要问题81.2.2副坝存在的主要问题101.2.2溢洪道存在的主要问题111.2.3放水设施存在的主要问题122水库洪水复核142.1基本资料的收集与复核142.1.1设计洪水标准复核142.1.2基本资料的收集和整理142.2水库调洪演算162.2.2调洪演算172.3主坝坝顶高程复核192.3.1计算正常运用情况下的坝顶超高：202.3.2计算非常运用情况下的坝顶超高212.3.3主坝坝顶高程复核212.3.4副坝坝顶高程复核223枢纽除险加固工程设计233.1整治的必要性233.2主坝整治设计233.2.1主坝工程地质条件及评价233.2.2主坝坝体渗流分析263.2.3主坝坝坡稳定计算分析283.2.4坝坡整治方案303.2.5整治方案渗流计算323.2.6整治方案稳定计算323.2.7主坝坝顶和上、下游坝坡衬砌保护整治设计333.2.8坝坡整治方案比选333.3汉王副坝整治设计343.3.1汉王副坝工程地质条件及评价343.3.2副坝坝体渗流分析363.3.3副坝坝坡稳定计算分析393.3.4副坝坝顶和上、下游坝坡衬砌保护整治设计403.3.5副坝整治工程量403.4溢洪道整治设计413.4.1 溢洪道工程地质条件及评价413.4.2溢洪道水力计算423.4.3溢洪道结构设计433.4.4溢洪道整治工程量454.施工组织设计464.1施工条件464.1.1整治工程项目464.1.2总岗山水库整治工程的工程量474.2 主体工程施工484.2.1 主坝整治工程484.2.2副坝设施整治工程494.2.3 溢洪道整治工程494.3施工安排494.3.1施工依据494.3.2施工进度504.3.3施工中注意的问题50参考文献51致谢51总岗山水库枢纽病害整治工程设计摘要总岗山水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养鱼等综合效益的中型骨干水利工程，设计灌面7.03万亩，有效灌面6.35万亩，实际灌面3.65万亩。由于修建年数较长、施工质量较差，整个枢纽工程存在一些问题及安全隐患，不能发挥其应有的作用，因此要对其进行整治设计。设计的主要内容：（1）利用基础资料进行水文计算，对防洪能力进行复核。（2）对主坝、副坝的渗流、稳定进行复核，并分析溢洪道和放水设施存在的问题。（3）对枢纽工程存在的问题，通过多方案比较，进行整治设计（主要包括：主坝、副坝的加固整治设计，溢洪道整治设计和放水设施整治设计等）。（4）施工组织设计。通过整治提高水库各方面的效益，更好的造福当地人民。关键词：整治 防洪标准 稳定计算 渗流分析Abstract：Kong Mountain Reservoir is a main irrigation, both the comprehensive benefits of flood control, fish and other medium-sized key water conservancy projects, the design of irrigation surface of 7.03 million mu, 6.35 million mu of effective irrigation surface, the actual 3.65 million mu of irrigated surface. There are some problems and safety hazards due to the construction of longer number of years, the poor quality of construction, the entire Project, you can not play its due role, and therefore their treatment design. The design of the main elements: (1) basic data for hydrological calculation, to review the flood control capacity. (2) of the main dam and auxiliary dam seepage, stability, for review and analysis of the spillway and drainage facilities exist. (3) the problems of the Project, through a multi-program, remediation design (including: Reinforcement design of the main dam and auxiliary dams spillway renovation design and drainage facilities, remediation design). (4) construction design. Remediation to improve the effectiveness of all aspects of the reservoir, the better the benefit of local people.Key words: regulation of flood control standard stability calculation seepage analysis1基本情况1.1水库枢纽工程概况总岗山水库位于洪雅县城西总岗山山脉南麓汉王乡境内，青衣江左岸支流香樟河上游，距县城约30km。总岗山水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养鱼等综合效益的中型骨干水利工程，设计灌面7.03万亩，有效灌面6.35万亩，实际灌面3.65万亩。总岗山水库坝址以上控制河道长度20km，集雨面积28km2，水库正常蓄水位689.70m，设计洪水位为691.65m，校核洪水位为692.54m，总库容3266.41万m。总岗山水库是一座不完全多年调节水库。总岗山水库枢纽由主坝、副坝、溢洪道及放水设施组成。1.1.1主坝主坝为均质土坝，1958年动工修建至1959年停建，完成坝高11.8m，1969年开始续建至1971年6月完成现有规模：坝高34.2m，轴线长290m，坝顶宽5.6m。大坝上游坝坡从上至下1:1.80、1:3.00、1:3.20，上游坝坡在高程685.20m处有一马道，马道宽2.00m，高程676.80m处，有一平台，此平台为上游坝坡抛石压脚形成的平台；下游坝坡从上至下坡比分别为1:1.75、1:2.20、1:1.2.50、1:1.1.50（排水棱体外坡），排水棱体顶宽为2.40m，下游坝坡在高程684.70m和高程673.90m分别设置马道，马道宽度均为2.00m。目前大坝上下游均已护坡，上游坝坡高程685.20m至坝顶采用C15砼预制块护坡，高程685.20m至高程676.80m采用干砌条石护坡；下游坝坡排水棱体以上整体采用C15砼预制块护坡。1.1.2 副坝1.1.2.1汉王副坝汉王副坝为均质土坝，于1971年与主坝同时建成，刚建成时，坝顶宽度为3.0m，坝轴线长121m。1985年对副坝进行了工程整治，整治完成后，副坝坝顶宽3.4m，坝轴线长124m。汉王副坝上游坝坡坡比从上至下分别为：2.50、1：2.50、1：3.50、1：5.61，上游坝坡在高程685.34m处设有一马道，马道宽1.20m，高程683.27m和高程679.72m分别为两个转坡点；下游坝坡从上至下坡比分别为：1:2.25、1:2.28、1:0.30(排水体外坡)，排水体顶宽8.20m，实为1985年对汉王副坝加固处理时的干砌条石镇脚平台，下游坝坡在高程685.05m处设置一马道，马道宽2.70m。目前上下游坝坡均采用干砌条石护坡。1.1.2.2长埝山副坝长埝山副坝于1969年9月动工，1971年与主坝同期完成，均质土坝高6.6m，轴线长32m，坝顶宽8.6m，并兼作进库公路。同时，该工程作为水库防洪抢险预案中采取保坝措施的非常溢洪道，必要时，可爆破。1.1.3溢洪道溢洪道位于大坝右侧500m的石塔湾自然垭口处，进口堰型设计为宽顶堰（实际为明渠进口），堰顶高程为689.70m，进口净宽35m。溢洪道分为引渠段、控制段及陡槽段，陡槽段后未设置消力池，直接接入河道。目前，控制段部分边墙及陡槽段部分采用了浆砌条石衬砌，未衬砌段边墙段杂草丛生，同时陡槽段后形成了冲坑，冲坑深度2.30m左右。冲坑后有500m未与原河道相通。1.1.4放水设施1.1.4.1备战堰放水设施备战堰放水设施位于主坝左岸岸坡上，备战堰放水设施由卧管和隧洞组成，卧管为浆砌条石石质卧管，卧管过水断面为0.6m0.6m，隧洞为城门洞型，过水断面为1.2m1.5m（宽高）。备战堰卧管最低放水高程674.620m，放水流量为0.6m/s。1.1.4.2骑山庙老放水设施骑山庙老放水设施位于总岗山水库库区骑山庙附近，骑山庙老放水设施为竖井塔式底层放水，放水塔进水口高程为665.30m，放水塔接隧洞，放水流量为4.0m3/s。放水进口由工作闸阀及检修闸阀组成，工作闸阀及检修闸阀均为50年代生产。1.1.4.3 骑山庙分层放水设施骑山庙分层放水设施位于总岗山水库库区骑山庙附近。骑山庙放水设施于1971年建成为底层放水，由放水竖井和隧洞组成，由于工作水深达23m，底层水温低，竖井漏水严重等问题，于1980年改建为分层放水竖井，但因分层放水平板闸无法开启，仍采用原竖井放水。竖井底板高程为669.23m，最大放水流量为6m/s。1.1.4.4 汉王副坝放水设施汉王副坝放水设施位于汉王副坝右侧岸坡上，由卧管及涵管组成，卧管过水断面为0.6m0.6m，涵管前段为矩形，过水断面为0.6m0.6m，后段为埋管。卧管最低放水高程为685.05m，最大放水流量为0.5m/s。1.1.4.5 施工导流底涵施工导流底涵位于主坝下，进口高程为660.00m，过水断面为0.7m0.6m的方形涵洞。1974年曾因漏水导致坝面塌坑而被封堵。总岗山水库枢纽工程运行特性见表1.1。表1.1 枢纽工程特性表序号名 称特性备注一河流特性1坝址以上流域面积28km22多年平均径流深1123mm3水文气象特征（1）多年平均气温16.7（2）多年平均降雨1435.5mm（3）设计洪峰流量574m3/sp=1%二灌区特性1设计灌溉总面积7.03万亩2有效灌溉总面积6.35万亩3实灌面积3.65万亩4灌溉时期27月5灌溉保证率80%6总干渠长2.5Km7左干渠长12.7Km8右干渠长49Km三特性水位及库容1设计洪水位691.65mp=1%2校核洪水位692.54mp=0.05%3正常水位689.70m4死水位666.70m5正常水深23.0m6总库容3266.41万m37有效库容2554万m38死库容40万m39调节特性不完全多年调节10水库水面积2.11km2正常水位689.70米时四主坝工程1坝型均质土坝2坝顶总长290m3最大坝高34.2m4坝底宽221.66m5坝顶宽5.6m6坝顶高程694.20m7防浪墙高程695.00m五汉王付坝工程1坝型均质土坝2坝顶长124m3最大坝高15m4坝顶宽3.4m5坝顶高程693.66m六长埝山付坝工程1坝型土坝2坝长32m3坝高6.6m4坝顶宽8.6m水库抢险公路经坝顶通过5坝顶高程694.58m七溢洪道1进口型式宽顶堰2堰顶宽35m3堰顶高程689.70m4最大下泄量240.85m3/s5防洪标准100年一遇设计2000年一遇校核八放水设备（一）骑山庙老式塔式放水放底层水1进水形式深式进水2闸阀650mm3最大放水流量4m3/s4放水孔底板高程665.30m5输水隧洞170m6隧洞比降1/4007隧洞断面2m1.5m（高宽）（二）骑山庙分层放水塔1放水型式闸阀2800mm2最大放水流量6m3/s3放水底高程669.23m4输水隧洞307m5隧洞比降1/2006隧洞断面2.11.6m（高宽）（三）大坝备站隧洞放水1放水孔直径300mm2最大放水流量0.6m3/s3最低放水高程674.62m4输水隧洞154.2m5隧洞断面1.51.2m6比降1/500（四）汉王副坝卧管放水1放水孔直径230mm2最大放水流量0.5m3/s放两孔3卧管长71m4卧管断面0.6m0.6m浆砌条石5底坎高程685.05m1.2现场勘查发现的主要问题1.2.1主坝存在的主要问题现场检查发现发现，大坝存在以下问题：（1）“5.12”地震后，主坝坝顶出现纵向裂缝，由于坝顶采用砼硬化，主要表现在坝顶下游侧路边石与坝顶砼路面交界部位开裂，最大开裂宽度为5cm。（见照片1）（2）大坝上下游存在一定的变形，主要表现为：大坝上游坝坡一级马道有一定的下倾，最大倾斜量有15cm左右，水面线与上游坝坡交线成弧形。下游坝坡上产生15条纵向裂缝，长325m，裂缝最大宽45mm，下游坝坡排水沟内侧倾角约为75度，说明坝坡向下游变形。（见照片2、3）（3）大坝下游坝坡为C15砼预制块护坡，现场检查发现，砼预制块护坡下出现大面积的塌陷，最大塌陷深度达60cm，说明坝体存在一定的渗漏。（见照片 4）照片1照片2照片3照片41.2.2副坝存在的主要问题现场检查发现，汉王副坝存在以下问题：（1）“5.12”地震后，经现场实际测量，坝顶高度比震前沉降25cm。（2）汉王副坝上下游坝坡变形，主要表现为：汉王副坝上游坝坡与水面线交接部位呈弧形，垂直沉陷量达0.2m左右。下游坝脚682.60m平台干砌条石发生位移，位移最大值102mm。（见照片6）照片61.2.2溢洪道存在的主要问题溢洪道位于大坝右侧500m的石塔湾自然垭口处，进口堰型设计为宽顶堰（实际为明渠进口），堰顶高程为689.70m，进口净宽35m。溢洪道分为引渠段、控制段及陡槽段，陡槽段后未设置消力池，直接接入河道。目前，溢洪道边墙及底板大部分未衬护，未衬砌段边墙段杂草丛生，未设置消力池。溢洪道边墙垮塌严重，底板未衬护部分冲毁严重，已经形成冲坑，冲坑深度达2.3m左右。各段具体存在问题如下：进口段（桩号0+000+69.5m）：底板高程689.70m，宽为3545m，左侧边墙为浆砌条石衬砌，衬砌高度约4.0m，右侧及底板均未衬护。泄水槽段（桩号0+69.50+159.5m）：为阶梯状斜坡，第一级阶坎高约3.0m，第二级阶坎高差约5.2m，泄水槽底面坡角约6。目前该段溢洪道边墙已跨塌。桩号0+069.50+114m段，底板为浆砌条石护面，桩号0+114m以后底板未作保护，底板岩性为粉砂质泥岩，表层堆积有0.5m左右的粉质粘土。溢洪道泄槽段左右两侧边墙条石衬砌高约2.0m，边坡上部未衬砌，边坡上部为坡残积粉质粘土或强风化粉砂质泥岩，坡度较陡，坡角约40左右，由于粉砂质泥岩遇水易软化崩解，抗风化能力低，粉砂质泥岩有风化剥落现象，表层的坡残积粉质粘土有部分跨入溢洪道内，对溢洪道造成一定堵塞。消能段（桩号0+159.5m0+205m）：消力池为天然冲坑，位于冲沟内，地形相对平坦，消力池四周岩性为块碎石夹粉质粘土，底板为粉砂质泥岩，其边墙及底板均未衬护，泄洪时易产生逆向掏刷，影响溢洪道泄槽段边坡稳定性。消能段后有500m未与主原河道连通。1.2.3放水设施存在的主要问题（1）备战堰放水设施备战堰放水设施位于主坝左岸岸坡上，备战堰放水设施由卧管和隧洞组成，卧管为浆砌条石石质卧管，卧管过水断面为0.6m0.6m，隧洞为城门洞型，过水断面为1.2m1.5m（宽高）。备战堰卧管最低放水高程674.620m，放水流量为0.6m/s。现场检查发现，从隧洞出口处存在漏水。由于放水设施年久失修，卧管砂浆脱落，条石风化严重，且隧洞大多未衬砌，顶拱及边墙漏水较为严重。（2）骑山庙老放水设施骑山庙老放水设施位于总岗山水库库区骑山庙附近，骑山庙老放水设施为竖井塔式底层放水，放水塔进口高程为665.30m，放水塔后接隧洞，放水流量为4.0m3/s。放水进口由工作闸阀及检修闸阀组成，工作闸阀及检修闸阀均为50年代生产。现场检查发现：（1）旧竖井为方型结构，中间有数道“十字梁”，工作人员上下困难，竖井边壁存在漏水。（2）老竖井工作闸阀及检修闸阀锈蚀严重，操作困难，同时漏水严重。（3）隧洞穿越岩层为粉砂质泥岩，风化严重、承载力差、地质条件较差，隧洞除进出口处衬砌外，中间大部分未衬砌。（3）骑山庙分层放水设施骑山庙分层放水设施位于总岗山水库库区骑山庙附近。骑山庙放水设施于1971年建成为底层放水，由放水竖井和隧洞组成，由于工作水深达23m，底层水温低，竖井漏水严重等问题，于1980年改建为分层放水竖井，但因分层放水平板闸门无法开启，仍采用原竖井放水。竖井底板高程为669.23m，最大放水流量为6m/s。现场检查发现骑山庙分层放水设施存在以下问题：1）竖井渗漏严重，经实测总渗漏量为53.4L/S（水位：684.02m时）。2）竖井原设计放表层水的平板闸门无法开启，已失去放表层水的作用。3）竖井启闭机无法启闭，现已闲置。4）竖井顶部无任何遮盖设施，对机电设备保护较差。5）隧洞穿越岩层为粉砂质泥岩，风化严重、承载力差、地质条件较差，隧洞除进出口处衬砌外，中间大部分未衬砌。6）骑山庙放水设施对外交通不便，距博汉路有1500m的土基路（当地农民投工修建），由于坡陡路窄路面未硬化而通车困难。（4）汉王副坝放水设施汉王副坝放水设施位于汉王副坝右侧岸坡上，由卧管及涵管组成，卧管过水断面为0.6m0.6m，涵管涵管前段为矩形，过水断面为0.6m0.6m，后段为埋管。卧管底板进口高程为685.05m，最大放水流量为0.5m/s。现场检查，卧管由于砂浆脱落，存在漏水，漏水量约2.8L/S。（5）施工导流底涵施工导流底涵位于主坝下部，进口底板高程为660.00m，断面为0.7m0.6m的方形涵洞。1974年曾因漏水导致坝面塌坑而被堵塞。2水库洪水复核2.1基本资料的收集与复核2.1.1设计洪水标准复核总岗山水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖和生活供水等综合利用的中型水库。水库主坝为均质土坝，最大坝高34.2。水库正常水位689.70，死水位666.70；有效库容2554万。根据水利部SL252-2000水利水电工程等级划分及洪水标准的规定，水库属等枢纽工程，主要建筑物为3级，采用100年一遇洪水设计、2000年一遇洪水校核。2.1.2基本资料的收集和整理（1）流域特征参数根据110000航测图量算出设计流域面积（F）、河长（L）和沿河长的平均坡度（J），如表2.2.2-1。表2.1.2-1 总岗山水库流域特征值表F（Km2）L（km）J（）28205.3（2）库容曲线本次根据洪雅县水利局提供的库区1/2000的实测地形图，对总岗山水库的水位库容曲线进行了复核，总岗山水库的水位库容关系见表2.1.2-2和图2.1.2-1。表2.1.2-2 总岗山水库水位-库容关系表水位（m）680681682683684685686687688689690691692693694库容（万m3）95610861225136615201686186420502240244026602900314033803660图2.1.2-1 总岗山水库水位-库容曲线 (3)设计洪水过程线根据总岗山水库大坝安全评价报告，取推理公式法（手册查参）计算成果：表2.1.2-3 推理公式法推求的设计洪水过程线计算成果（手册查参数）序列P=0.05%P=0.1%P=1%P=2%历时（h）流量历时（h）流量历时（h）流量历时（h）流量103.4603.4603.4603.4620.85632.20.86529.60.916210.93718.231.11360.81.12555.71.1938.41.2183341.5411181.5581081.64873.41.68762.651.9692331.9912122.1061432.15612262.3973482.4233172.5642132.62418172.8254622.8564213.0222833.09324083.0825493.1165003.2973363.37428493.4245773.4625263.6633533.749299104.1955494.2415004.4873364.593284115.1374625.1934215.4942835.624240126.6783486.753177.1422137.311181139.162339.262129.79814310.0291221415.4111815.57810816.48373.416.87162.61522.25860.822.50255.723.80838.424.369331627.39532.227.69429.629.3022129.99318.21733.3883.4633.7523.4635.7123.4636.5543.46洪峰流量（）574522350296洪量（万）1825.81683.6712081051.68图2.1.2-2 推理公式法推求的设计洪水过程线（手册查参数）2.2水库调洪演算2.2.1推求泄流曲线总岗山水库溢洪道为正槽式宽顶堰控制放水，堰顶高程689.7m，堰顶现状净宽B=35m，参照水力计算手册（第二版，李炜主编），其流量系数m取为0.385，侧收缩系数取0.88。泄洪建筑物为无闸门表面溢洪道，求水库的泄流曲线以及蓄泄方程曲线： q溢=2gmBH32其中： B 溢洪道堰顶净宽；H 溢洪道堰上水头； m 流量系数。表2.2.1 蓄泄方程计算成果表水位(m)堰上水头(m)泄流量 q库容（万m3）689.70025886900.38.62726476911.377.81729126922.3183.12631396933.3314.72433826944.3468.1253662由上表绘制q泄V曲线如下图图2.2.1泄流曲线2.2.2调洪演算拟采用列表试算法，逐时段求解得出水库的下泄流量和蓄水量。具体计算步骤如下：列表试算法（1）根据库区地形资料，绘制ZV曲线，并根据既定的泄洪建筑物的尺寸和型式，由公式q溢=mB求的qV曲线。 （2）从第一时段开始调洪，由起调水位查ZV及qV关系曲线得到水量平衡方程中的V1 和q1；由入库洪水过程线Q（t）查的Q1 、Q2；然后假设一个q2值，根据水量平衡方程算的相应的V2值，由V2在qV曲线上查得q2，若二者相等，则q2即为所求；否则，应重设q2，重复上述计算过程，直到二者相等为止。（3）将上时段末的q2、V2值作为下一时段的起始条件，重复上述试算过程，最后即得到水库下泄流量过程线q（t）。（4）将入库洪水Q（t）和q（t）两条曲线点绘在一张图上，若计算的最大下泄流量qm正好是二者的交点，说明计算的qm是正确的；否则，计算的qm有误差，应改变时段t重新进行试算，直到计算的qm正好是二者的交点为止。（5）由qm查qV曲线，得最高洪水位是的总库容Vm,从中减去堰顶高程以下的库容，得到调洪库容V调。由Vm查ZV曲线，得到最高洪水位Z洪本次调洪计算采用调洪演算程序进行计算，计算结果详见表表2.2.2-1P=0.1%调洪计算成果表t入库流量Q入库流量m3/s时段入库流量(万m3)下泄流量m3/s平均下泄流量m3/s时段下泄水量(万m3)时段内水库存水量(万m3)水位（m）1.1253.4629.5811.9800.7650.312588689.71.29855.71.53689.90.6933.7186.3587.14020.7659.72600690.20.346500408.5101.9504511.22677690.20.77952651363.97562.57.82767690.6500513143.910087.524.52823691.82942691.3图2.2.2-1 P=0.1%调洪计算成果同理，P=1%的调洪演算过程与上述过程类似，其计算结果如下：图2.2.2-2 P=1%调洪计算成果调洪计算结果如表：表2.2.2-2 总岗山水库调洪计算成果表洪水频率 %起调水位 (m)溢流堰宽 (m)最高水位 (m)相应库容 (万m3)滞洪库容(万m3)最大下泄流量（m3/s)0.1689.735692.543267.28675.75243.661689.735691.663058.80467.27139.16由表知，校核洪水位（P=0.1%）为692.54，洪水最大下泄流量为243.66m3/s；设计洪水位（P=1%）为691.66，最大下泄流量139.16m3/s。 2.3主坝坝顶高程复核为了保证库水位不超过或溅过坝顶，坝顶高程在水库正常运用和非常运用的静水位以上应有足够的超高。参考碾压式土石坝设计规范（SL2742001），按下式计算坝顶超高：式中：y为坝顶超高；R为波浪在坝顶上的设计爬高；为安全超高，按规定采用；e为最大风壅水面高度。波浪要素涉及以下几个因素：风速，吹程，坝前水深，风向与坝轴线法线方向的夹角，波高，上游面坡角，坝坡护面粗糙系数。坝顶高程要分别计算正常情况和非常情况，得出两个坝顶高程计算值后取大值。设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高；校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高。2.3.1计算正常运用情况下的坝顶超高：1) 计算波浪爬高R：波浪爬高按蒲田试验站公式计算。先计算平均爬高Rm,再计算设计爬高R。平均爬高按下式计算： 则本设计的评价爬高为： 由于hm=0.104m，H=34.2m，hm/H=0.00304，三级大坝采用累积频率为1%的爬高值，查表得R/Rm=2.23，所以得R=0.323m2) 计算风壅水面高度e：则本设计的最大风壅高度为：3) 安全超高hc：按III级坝和正常运用情况查表得hc=0.7m。综上所述，正常运用情况下的坝顶超高为 h=0.323+0.7+0.0000039=1.023m2.3.2计算非常运用情况下的坝顶超高非常运用情况下的坝顶超高计算公式与正常情况下一样，所不同的是风速采用多年平均最大风速v=1m/s，坝前水深H=692.54-660=32.54m 由于非常运用情况下波浪爬高R,风壅水面高度e的计算公式与正常运用情况下一样，在此就不一一赘述了，按III级坝和非常运用情况查表得hc=0.4m。综上所述，非常运用情况下的坝顶超高为h=0.2069+0.4+0.0000017=0.6069m2.3.3主坝坝顶高程复核坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，取最大值设计洪水位加正常运行条件下坝顶超高： 691.66+1.023=692.680m正常蓄水位加正常运行条件下坝顶超高： 689.70+1.023=690.723m校核洪水位加非常运行条件下坝顶超高： 692.54+0.6069=693.147m正常蓄水位加非常运行条件下坝顶超高： 689.70+0.6069=690.307m所以，所需坝顶高程取693.147m，小于主坝实际高程694.20m，坝顶高程符合国家防洪标准（GB50201-94）防洪要求，不需要再进行整治。2.3.4副坝坝顶高程复核副坝坝前风区长度D400m，m=3.0，其他计算参数与主坝一致，参考部颁碾压式土石坝设计规范SL2742001计算坝顶超高。考虑风速时非常运用情况下按多年平均最大风速计，正常运用情况下3级建筑物按多年平均最大风速的1.5倍计算，设计情况和校核情况的安全超高据规范分别取0.7m、0.4m。坝顶高程复核计算结果见表2.3.4表2.3.4 副坝坝顶高程计算成果表P(%)Z洪(m)e(m)R(m)A(m)Y(m)所需（m）现Z坝顶（m）5.12地震沉降后高程（m）1.0691.661.41050.2740.70.974692.634693.66693.410.1692.546.11060.2010.40.601693.141由表2.3.4知，总岗山水库副坝现所需坝顶高程为693.141m，副坝实际坝顶高程为693.41m，满足国家防洪标准（GB50201-94）防洪要求。3枢纽除险加固工程设计3.1整治的必要性总岗山水库位于洪雅县城西总岗山山脉南麓汉王乡境内，青衣江左岸支流香樟河上游，距县城约30km。总岗山水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养鱼等综合效益的中型骨干水利工程，设计灌面7.03万亩，有效灌面6.35万亩，实际灌面3.65万亩。总岗山水库地理位置较高，其下游为洪雅县城，一旦失事，将会冲毁下游7万亩左右的农田，同时也将冲毁博汉公路，也将对下游人民的生命财产造成巨大的毁坏。因此，为确保大坝安全运行，充分发挥其综合效益，保护下游沿岸人民生命财产，促进当地生产和经济发展，对水库枢纽的病害进行整治是十分必要的。3.2主坝整治设计3.2.1主坝工程地质条件及评价主坝坝型为均质土坝，坝高34.2m，坝顶长290m，坝底宽175.50m，坝顶宽5.6m，坝顶高程694.20m，防浪墙顶高程695.00m。“5.12”地震后检查发现，大坝存在以下问题：坝顶、下游坝坡上产生15条纵向裂缝，长325m，裂缝最大宽45mm（详见主坝工程地质图），下游坝坡上排水沟内侧倾斜约75度。坝体产生水平位移和沉陷，经实测主坝最大位移量为250 mm（向下游），沉陷量最大达85 mm。右坝肩坝和坝脚施工导流底涵渗漏严重。库水位684.02m，导流底涵实测渗漏量为0.144L/S,此外，另有渗水点4处。大坝下游坡护坡砼预制板下坝坡面土潜蚀严重，出现大面积变形、沉陷，实测最大潜蚀深度达60cm，潜蚀带出的泥砂已将坝脚排洪沟严重堵塞。（1）坝址区基本地质条件主坝址区河流流向总体由北向南，沟床高程660670m，谷底较为狭窄，谷底宽约2030m，自然坡角3040，两岸不对称，右岸为一弧形山咀，坡高约50m，左岸为一鱼背形的低矮的山咀，筑坝时将两岸山咀包裹在坝体内，大坝建成后使左岸坝体与主坝轴线呈41的交角。坝址区出露地层主要为白垩系下统夹关组（K1j）及第四系全新统（Q4）松散堆积层。坝基沟床坝段，宽约6080m，大坝填筑在覆盖层之上，河床坝基覆盖层为洪积堆积 (Q4pl)粉质粘土，厚约2.23.8m，为褐黄色,塑状软塑状，下伏基岩为下伏基岩为K1j紫灰色长石石英砂岩。大坝左、右坝肩岸坡多为阶梯状斜坡，左坝肩下游侧局部为陡坡，坡高1020m，自然坡角1035不等，基岩裸露，均为K1j砂岩。岩体强、弱风化带厚度分别为35.5m和3.08.0m。岩层产状均较平缓，N2530E/SE35，总体倾左岸偏下游。（2）主坝坝体填筑土的质量特征填筑土物理特征试验成果表明，坝体填筑土液限含水量为21.634.3%，塑性指数为7.414.6，砂粒含量为20.2558.65%，粉粒含量为27.3857.98%，粘粒含量为13.1641.67%，按塑性图划分为低液限粘土，按塑性指数划分主要为粉土。其天然密度为1.841.95g/cm3，天然干密度为1.421.56g/cm3，天然含水量为21.430.2%。钻孔揭示，浸润线以上填筑土大多呈可塑状，浸润线以下多呈可塑，局部软塑状，且层中混有少量砂岩、泥岩碎块，局部含砂较重，分布不均。因此，大坝填筑土物理指标有一定的差异，大坝填筑不均一。填筑土力学特性 试验成果表明，填筑土压缩系数a0.1-0.2=0.2240.469MPa-1，属中等压缩土。饱和固结快剪强度平均值=22.13，C=13.8KPa，非饱和固结快剪强度平均值=24.81，C=18.9KPa。填筑土渗透特性试验成果表明，坝体土渗透系数K=3.0810-42.8710-7cm/s。现场钻孔注水试验，坝体土的渗透系数K一般6.610-47.010-5cm/s；现场试验的渗透系数略大于室内试验的渗透系数。上述资料表明：坝体土局部仍存在中等透水性。（3）主坝体稳定性评价主坝坝体由于受当时施工条件的限制，坝体填筑标准较低，坝体内存在低密度、低强度的土层，碾压不够密实，目前坝体土大多处于饱和状态。本次地表地质测绘发现，上游坝体中部有顺坡面下沉变形现象，坝坡砼预制块水平接缝线呈弧形弯曲；中部与两侧沉陷差约0.2m。据总ZK5揭示，坝体土中未发现剪切面，尙无滑坡迹象。但表明坝坡存在一定的变形。鉴于大坝存在地震裂缝和坝体局部变形，建议复核坝体及上、下游坝坡在各种工况下的稳定性。坝体材料计算参数建议值见表3.2.1。表3.2.1坝体材料计算参数建议值土 层密 度饱和固结快剪非饱和固结快剪渗透系数天然干饱和CCg/cm3()KPa()KPacm/s粉土1.891.511.9819.99.722.313.22.53104坝基粉质粘土1.851.431.9018.69.620.312.56.6104抛石（夹粉土）2.262.052.31300.4320.53.5103（4）坝体、坝基及坝肩绕坝渗漏坝体渗漏：据土工试验和钻孔注水试验资料表明，局部坝体土的渗透系数K110-4cmS，不符合均质土坝防渗标准。现场调查目前仍有渗漏点，渗漏量为0.654Ls；综上所述，坝体仍存在渗漏问题，建议采取防渗处理措施，以利大坝安全。坝基渗漏：总岗山水库大坝 1981年蓄水达正常高水位时，曾发生18处渗漏，渗流量为8.595L/秒，经83年至85年实施坝肩基础灌浆和坝体帷幕灌浆后，有14处漏水点已得到根治停漏，尚有4处还在继续渗漏。据本次钻探揭示，坝基主要由洪积堆积 (Q4pl)粉质粘土和K1j砂岩组成，河床坝基粉质粘土厚3.565.5m，分布宽约80m。钻孔压（注）水试验表明，粉质粘土渗透系数K=6.610-4cm/s，属中等透水层；左右岸坝基为砂岩，分布宽约220m，岩体中主要发育二组构造裂隙：（1）N30W/ SW81，（2）N25E/SE80，延伸长度210m，平均间距12m，裂面宽度110mm。岩体强、弱风化带厚度分别为2.12.5m与2.33.5m，强、弱风化带岩体的以中等透水层为主，渗透系数一般K=(1.72.5)10-4cm/s。新鲜岩体吕荣值q=3.69.4Lu，为弱透水层。由1983年至1985年坝体曾进行了帷幕灌浆，灌后效果较明显，但坝后仍存在渗漏点，5.12”大地震后，坝后渗漏点的渗漏流量明显增大。本次钻探揭示，坝基风化带岩体以中等透水层为主，新鲜岩体的以弱透水层为主。因此，坝基岩体存在渗漏问题，需采取帷幕灌浆处理。另根据总ZK3号孔揭露，孔深32.8033.65m为原废弃的涵洞,钻进中并有掉钻现象，且渗透系数较大，说明该涵洞封堵不密实，目前在坝脚涵洞出口处渗水点的渗流量达0.34L/S。建议对涵洞进行灌浆封堵处理。坝肩渗漏：左、右坝肩均为斜坡，出露基岩为K1j砂岩，岩体强、弱风化带厚度分别为58m和610m。砂岩中主要发育（1）N30W/ SW81，（2）N25E/SE80，两组构造裂，个别延伸长度大于10m，岸坡附近沿平行边坡走向的裂隙产生卸荷，最大张开宽度510cm。由于砂岩中裂隙较发育，成为绕坝渗漏的主要通道，两岸坝肩岩体存在透水带，属弱中等透水层。从水库建成运行后不久至今，左坝肩一直存在较严重的绕坝渗漏，渗漏量可达0.92L/s，坝肩接头段也存在渗漏。右坝肩在高水位时也存在散浸状渗漏，但相对较左坝肩渗漏量要小。83年经过灌浆后，两坝肩渗漏量暂时减小。据观测资料，到2008年“5.12”大地震后，左坝肩P20、P21、P22渗漏量又开始增大，渗漏量增加50200，因此，左右坝肩均存在绕坝渗漏问题，建议采取有效的防渗处理措施。3.2.2主坝坝体渗流分析主坝为均质土坝，坝体土渗透系数采用地勘报告中的建议值，具体数值见表3.2.2表3.2.2主坝渗透系数表单位：cm/s部位渗透系数坝体土2.5310-4坝基土6.610-4抛石（夹粉土）3.510-33.2.2.1渗流分析的方法1）土石坝渗流计算的目的1、确定坝体浸润线及其下游出逸点；2、确定坝体与坝基的渗流量；3、确定坝坡出逸段与下游坝基表面的出逸坡降；4、确定水库水位降落时上下游坝坡内的浸润线位置；2）渗流计算的基本假定1、由于地基的渗透系数很小，所以可以视为不透水地基层；2、坝体为粘性土取其渗透系数K2.5310-4cm/s，可假定上游浸润线位置与水库相同，下游浸润线高度为h0。 3、下游设有棱体排水，且下游无水，因此可假设浸润线为以排水起点为焦点且通过水面与y轴交点的抛物线。4、土体中渗流流速不大且处于层流状态，