小二型水库设计文.doc

1综合说明1.1水库基本概况1.1.1工程地理位置、水系及水文气象大麦冲水库位于都昌县土塘镇辉煌村，水库所在流域属鄱阳湖土塘河支流；距都昌县城52km。本次复核水库坝址控制流域面积0.91km2，水库正常高水位为90.40m（黄海高程、下同），设计洪水位91.82m，校核洪水位92.30m，总库容11.3万m3。设计灌溉面积300亩，保护下游农田1500亩、人口1800人以及公路、电讯等基础设施等，是一座以灌溉为主，兼有防洪等综合效益的小（二）型水库。大麦冲水库于1956年冬开工， 1957年春竣工并开始蓄水运行，当时由化民乡水利员设计并负责技术指导，大队组织村民挑土筑坝，人工夯实。该坝为粘土心墙坝，实施时边设计边施工，坝基清理较好，但心墙夯压不密实，坝体有渗漏隐患。 1.1.2工程建设过程及险情情况大麦冲水库于1956年冬开工， 1957年春竣工并开始蓄水运行，当时由化民乡水利员设计并负责技术指导，大队组织村民挑土筑坝，人工夯实。该坝为粘土心墙坝，实施时边设计边施工，坝基清理较好，但心墙夯压不密实，坝体有渗漏隐患，溢洪道在坝体右岸与山体相连；坝下涵管位于坝体左侧，为斜拉闸。枢纽工程主要建筑物有：大坝、溢洪道、涵管等。1.1.3工程任务及规模大麦冲水库的兴建是按水利开发规划的要求，以服务农业生产任务为中心，设计灌溉面积300亩，保护下游农田1500亩、人口1800人以及公路、电讯等基础设施等免受冲毁，本工程的任务是以灌溉为主，兼有防洪等综合效益。本工程从江西省小（二）型水库基本情况汇编中得知水库总库容11.3万m3。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）的规定，本工程为重点小（二）型水库。1.1.4现状主要建筑物大坝：大坝为均质坝，坝壳为碎石土填筑，最大坝高13m，坝顶高程91.2693.09m，坝顶轴线长63.6m，坝顶宽0.81.97m。上游坝坡坡比1:2.361:2.91，下游坝坡坡比1:2.551:5.76，上游无护坡，坝顶无护面，下游无排水沟；坝脚无反滤排水设施。溢洪道位于右坝肩的山体上，控制段为开敞式宽顶堰，净宽约4m，堰顶高程90.40m，底板为砼衬护,两侧混凝土边墙。 灌溉涵管位于大坝左坝段，涵管进口底高程81.23m，出口底高程80.74m。内径为30cm砼预制管，进口为斜拉闸，拉杆锈蚀，支墩砼老化剥落，局部破损，平管存在渗漏。1.2工程除险加固的必要性大麦冲水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合效益的小（2）型水利工程。水库下游有土塘镇辉煌村，人口1800余人、耕地1500亩。工程存在的主要问题有：（1）、大坝：坝顶宽0.81.97m，坝顶宽度不规则，高低不平，内、外坡比分别为1:2.361:2.91、1:2.551:5.76；上游坡未护砌，；下游坝坡坡面为杂草坡面；大坝由人工填筑，碾压不密实，填筑质量差；当水库蓄水时，左、右坝肩与山体结合处存在漏水；坝脚存在散渗，无排水体。（2）溢洪道在坝体右侧山体开挖，存在安全隐患，（3）、涵管：坝下灌溉输水涵管位于大坝左侧，与大坝同期兴建，为内径30cm素砼管，进口为斜拉闸，结构强度低，拉杆锈蚀严重，支墩砼老化，铸铁闸门锈蚀；平管砼老化，有裂缝，漏水严重，不能满足灌溉要求，水库效益得不得发挥。（4）、管理设施：水库无水雨情观测设施、无管理房，无上坝公路，不能满足通行要求。大麦冲水库已经运行50多年，为国民经济发展发挥了重要作用。由于种种原因，水库隐患较多，效益不能得到充分发挥。根据水库大坝安全鉴定办法第六条大坝安全分类标准，都昌县大麦冲水库大坝属三类坝。水库地理位置重要，设计灌溉面积300亩，保护下游1800名人民生命财产安全，保护下游1500亩农田、道路、电讯等基础设施。水库存在诸多安全隐患，不但严重影响工程效益的发挥，而且威胁着下游人民群众生命财产及国家重要基础设施的安全。为了充分利用水资源，发挥工程的经济效益，促进当地社会经济快速发展，保障下游人民群众生命财产及国家重要基础设施的安全。对水库工程进行除险加固是十分必要的。1.3工程除险加固的主要内容1.3.1工程等别和洪水标准大麦冲水库总库容11.3104m3，根据水利水电工程等别划分及洪水标准（SL252-2000），工程等别为等，永久性主要建筑物为5级，次要建筑物属5级。设计洪水标准为10年一遇，校核洪水标准为50年一遇。1.3.2工程存在的主要问题根据大坝安全鉴定结论及本阶段现场踏勘结果，并对历年加固处理资料及运行情况进行分析，工程存在主要问题：大坝上、下游坡不规则，坝坡陡，坝坡杂草丛生，坝肩左右与山体结合处存在渗漏通道；上游坝坡未护坡，下游无坡面排水沟系，下游坝脚无反滤排水设施；溢洪道未衬护，已剥落破坏；坝下涵管为素砼圆涵管，进口为斜拉闸控制，拉杆锈蚀，支墩砼老化剥落，已破损，结构强度低，涵管存在渗漏；水库无水、雨情观测设施，无管理房和上坝道路。1.3.3大坝除险加固设计（1）大坝防渗设计：大坝采用粘土斜墙防渗，墙顶高程91.82m，顶宽3m，底厚2.04m。渗透系数小于110-5cm/s。（2）坝顶加固：整修坝顶，坝顶高程加高至93.10m，宽4.0m，长65m。设3m宽15cm厚C20砼路面，下设10cm厚碎石垫层。（3）上游护坡设计：上游坡1:2.75，采用C15砼预制块护坡，护坡高程从固脚顶82.80m至设计洪水位90.70m。砼预制块为厚度10cm，边长30cm正六边形，下设10cm厚砂卵石混合料垫层。护坡顶为C15砼压顶，尺寸0.3m0.2m（bh），压顶至坝顶采用草皮护坡。（4）下游护坡设计：下游整坡后坡比为1:2.50，贴坡反滤顶以上采用草皮护坡。大坝下游坡面与两岸交线处及贴坡反滤顶部各设一条排水沟，断面尺寸为0.3m0.3m，采用水泥砖砌，底板设15cm厚C15砼垫层，纵、横排水沟相互连通成为整体。（5）大坝下游坝脚新建贴坡反滤设计：鉴于原下游坝脚无反滤层，本次加固在坝下游设贴坡反滤排水体，其顶高程84.60m，底高程81.80m，外坡1:2.5，排水体块石层厚40cm，以下分别设20cm厚碎石和20cm厚中粗砂反滤层，在反滤体脚设纵向排水沟，尺寸0.5m0.5m，采用C15现浇砼。1.3.4溢洪道加固设计本次对溢洪道底板及边墙进行砼衬护，衬护长度10m，进口控制段底高程为90.40m，进口段底宽5m控制段底宽4m。1.3.5灌溉涵管加固设计灌溉涵管位于大坝左侧，本次设计进行原址拆除重建斜拉闸和平管，斜管进口为60cm50cm铸铁闸门，平管为50cm现浇钢筋砼圆管。1.3.6大坝安全监测 水库新建管理房和上坝公路，设水、雨情测报系统，以观测水位运行状况。1.4工程特性表序号及名称单位加固前加固后备注一、水文集雨面积km20.400.91设计洪水标准及流量P(%)5m3/s12.1校核洪水标准及流量P(%)0.5m3/s18.10二、水库校核洪水位m92.30设计洪水位m91.82正常高水位m90.4090.40死水位m81.2381.23总库容万m311.30正常库容万m310.110.1死库容万m30.060.06兴利库容万m37.487.48三、工程效益保护人口人18001800保护耕地亩15001500灌溉面积亩300300四、主要建筑物及设备1、大坝坝型均质坝 粘土斜墙坝坝项高程m91.2693.0993.10最大坝高m1313坝顶长度m6365坝顶宽度m0.81.974.0上游坡比1:2.361:2.961:2.75下游坡比1:2.551:5.761:2.50排水型式无贴坡反滤式2、泄水建筑物溢洪道型式开敞式/宽顶堰堰顶高程m90.4090.40溢流净宽m44溢洪道长度m4040设计泄洪流量m3/s10.5校核泄洪流量m3/s16.3消能型式无无主要加固方式砼贴坡衬护3、输水建筑物建筑物类型钢筋砼灌溉涵管进口型式无进口底高程m81.2381.23出口底高程m80.7480.74管长m4960内径m0.30.5主要加固方式新建斜拉闸及平管五、总工期月6六、总投资万元84.732水文2.1基本资料2.1.1流域及水文资料大麦冲水库位于都昌县土塘镇辉煌村，座落于鄱阳湖水系土塘水支流。水库流域内无实测降雨资料，邻近有都昌县气象站。该站具有1952年至2012年共61年实测短历时最大降雨资料。2.1.2水库流域特征参数本次大麦冲水库除险加固工程搜集到大麦冲水库大坝注册登记表（2006年5月），“三查三定”流域参数值见表2.2.1。本次复核采用万分之一的航测图对流域面积、主河道长度、主河道比降进行了复核，见表2.2.1所示。水库流域面积较原设计值小，考虑“三查三定”资料来源不明，因此本次除险加固采用复核参数值。表2.1.1 大麦冲水库流域特征参数项 目三查三定本次复核采用值流域面积(km2)0.400.910.91主河道长度(km)1.331.33主河道比降0.05380.05382.1.3库容曲线本次大麦冲水库除险加固工程未搜集到库容曲线相关资料。本次除险加固设计采用1：10000地形图进行部分高程面积圈梁，后根据公式推算其它高程库容。后采用A = （A1+A2+ ）/3计算两高程线间的平均面积，由此求得水库ZV关系，大麦冲水库高程面积容积（ZAV）关系见表2.1.2。库区库底高程约为80m，以其为0库容点。表2.1.2 大麦冲水库水位面积、库容关系表水位(m)面积(103m2)库容(104m3)水位(m)面积(103m2)库容(104m3)800.0087.59.133.1581.50.420.068912.55.03830.170.3190.516.37.4884.53.640.869220.410.5866.151.789538.319.72.2设计暴雨2.2.1实测资料法计算设计暴雨大麦冲水库流域内无实测降雨资料，邻近有都昌县气象站。该站具有1952年至2012年共61年实测短历时最大降雨资料，气候条件相近，故采用都昌县气象站实测降雨资料推求大麦冲水库设计暴雨。都昌县气象站历年最大1小时、3小时、6小时、24小时降雨量及统计，分别对历年数据进行频率分析，采用P-型曲线适线法可确定不同时段历年最大降雨的频率曲线统计参数如下，频率曲线见图2-12-4：24小时：H24=116.1mm， Cv=0.46， Cs/Cv=3.56小时：H6=84.9mm， Cv=0.46， Cs/Cv=3.53小时：H3=45.2mm， Cv=0.50， Cs/Cv=3.51小时：H1=18.0mm， Cv=0.68， Cs/Cv=3.5图2-1 都昌气象站历年最大24小时降雨频率曲线图2-2 都昌气象站历年最大6小时降雨频率曲线图2-3 都昌气象站历年最大3小时降雨频率曲线 图2-4 都昌气象站历年最大1小时降雨频率曲线各时段设计暴雨量见下表2.2.1，考虑流域面积小，折减系数取1。表2.2.1 大麦冲水库实测短历时暴雨设计雨量表 频率（%）项目5.00.524小时暴雨均值（mm）116.1(点面折减系数a=1)24小时点暴雨量（mm）264.7371.924小时面暴雨量（mm）264.7371.96小时暴雨均值（mm）84.96小时点暴雨量（mm）193.7272.16小时面暴雨量（mm）193.7272.13小时暴雨45.23小时点暴雨量（mm）109.3157.13小时面暴雨量（mm）109.3157.11小时暴雨均值（mm）18.01小时点暴雨量（mm）55.086.71小时面暴雨量（mm）55.086.72.2.2 地区综合法计算设计暴雨大麦冲水库位于东经1162143，北纬29266，查2010版江西省暴雨洪水查算手册, 可得水库各个时段的最大暴雨量均值及Cv、Cs值为：24小时：H24=121.5mm Cv=0.53 Cs=3.5Cv6小时： H6=81.0mm Cv= 0.54 Cs=3.5Cv1小时： H1=45.5mm Cv= 0.40 Cs=3.5Cv3小时点暴雨设计值按H3p=H1p.31-n2计算，式中1-n2=1.285lg(H6p/H1p)。由手册可查得各时段的模比系数Kp见表2.2.2，从而求得各时段点暴雨量，再由点面折算系数，将点暴雨量转化成整个流域的面暴雨量，结果见表2.2.3。表2.2.2 Kp值查算结果表 频率（%）Kp5.00.5Kp24h2.053.22Kp6h2.073.28Kp1h1.782.53表2.2.3 大麦冲水库地区综合法暴雨设计雨量表 频率（%）项目5.00.524小时暴雨均值（mm）121.5(点面折减系数a=1)24小时点暴雨量（mm）249.1391.224小时面暴雨量（mm）249.1391.26小时暴雨均值（mm）81.06小时点暴雨量（mm）167.7265.76小时面暴雨量（mm）167.7265.73小时暴雨3小时点暴雨量（mm）126.0191.43小时面暴雨量（mm）126.0191.41小时暴雨均值（mm）45.01小时点暴雨量（mm）80.0113.91小时面暴雨量（mm）80.0113.92.2.3暴雨计算结果比较根据地区综合法和实测资料法计算得出各种频率下各种时段的设计降雨量详见表2.3.4。通过地区综合法及实测资料统计法计算结果比较可知，两种方法计算各时段设计雨量相差不大，综合考虑，本次设计地区综合法计算的设计暴雨结果进行洪水推求。其主要原因为有：（1）实测资料统计法计算成果为在单站实测暴雨资料的基础上进行统计的结果；而地区综合法则考虑到暴雨的地区平衡。所以从计算结果可以看出，地区综合法的CV值均大于实测资料统计法的CV值，从这一点分析，地区综合法的计算成果应该更具合理性。（2）实测资料年限具有局限性，且短历时暴雨对设计洪水的峰值影响非常明显。所以短历时设计暴雨的统计成果偏小导致了设计洪峰流量的减少，使运行时工程安全偏不安全；地区综合法的各种历时设计暴雨在实测的基础上均作了修正，计算成果也更具合理性。表2.2.4 计算暴雨计算结果比较计算方法项目P=5.0%P=0.5%实测资料法24小时面暴雨量（mm）264.7371.96小时面暴雨量（mm）193.7272.13小时面暴雨量（mm）109.3157.11小时面暴雨量（mm）55.086.7地区综合法24小时面暴雨量（mm）249.1391.26小时面暴雨量（mm）167.7265.73小时面暴雨量（mm）126.0191.41小时面暴雨量（mm）80.0113.92.3设计洪水2.3.1洪水计算成果设计暴雨按手册中的暴雨时程分配雨型表进行分配，时段取1小时，各时段的分配系数见手册附表46，得24小时暴雨时程分配表。设计净雨计算(产流计算)查手册附图3-1产流分区图知，该工程地点在产流第区。根据不同频率的24小时暴雨时程分配，查手册附表3-2（），可得到相应各时段的累积径流总量，再根据24小时平均雨强查手册附表3-3可得稳渗强度fc，将各时段径流深R总减去地下径流深R下。由手册附图4-2推理公式计算分区图可知，该水库地点在第区，根据3.5335%，故坝身填土的渗透变形破坏为流土型。由流土型的临界水力坡降Jcr=(Gs-1)(1-n)计算得下部填土的临界水力坡降为0.94。由于流土破坏为整体性破坏，对大坝的危害较大，渗流安全系数（取值范围2.0-2.5）取2.3，即允许渗透坡降为：I允I临I=0.94/2.3=0.41。（2）中元古界双桥群上亚群（Pt22）：坝址区出露岩性为板岩为主，土黄色，岩石抗风化能力差，板状构造，全强风化带厚35m。基岩裂隙发育，表层约4m属强风化，渗透性较强，存在渗漏问题。坝基覆盖层为砾质壤土，下伏强风化板岩，均具中等透水性。3.2.3坝肩及近坝库岸工程地质条件及评价两坝肩为强风化板岩，具中等透水性；近坝库岸未见不良地质现象。3.2.4溢洪道场址工程地质条件及评价本次对溢洪道底板及边墙进行砼衬护，衬护长度10m，进口控制段底高程为90.40m，进口段底宽5m控制段底宽4m。溢洪道地基为强风化板岩，承载力满足要求。3.2.5 输水建筑物工程地质条件及评价灌溉涵管位于大坝左坝段，为现浇砼管，内径为0.30m，长65m，进口底高程81.23m，出口底高程80.74m，进口为斜拉闸控制。涵管管基持力层为强风化板岩，承载能力满足要求。3.3天然建筑材料3.3.1土料本次勘查所选粘性土料场位于水库库区内，植被一般；平均运距2km，可开采量约5万m3，土质为黄褐色含砾粉质壤土，含水量低，硬可塑，所调查的土料场贮量完全满足要求。料场土颗粒分析成果：砾石（2mm）2.0.5%、砂粒（0.075mm）16.4%、粉粒（0.0750.005mm）55.6%、粘粒（0.005mm）25.8%；击实试验成果：最优含水量为20.3%、最大干密度为1.61g/cm；击实后土样力学指标：压缩系数0.19Mpa-1、压缩模量8.3Mpa、凝聚力29.3kpa、内摩擦角18.6；室内渗透系数K=4.75E-6cm/s。土料颗粒组成（粒径mm）卵石砾砂粉粒粘粒粗中细粗中细2006060202055220.50.50.250.250.0750.0750.0050.0052.63.42.34.84.75.360.816.13.3.2块碎石料库区无块石料，块石到县城购买，岩性为花岗岩，质地坚硬，质量满足要求，贮量丰富，运距约52km。3.3.3砂料工程区内无砂、卵石料，可到县城购买，质量满足要求，运距52km。3.4 结论与建议工程区地质构造单元位于扬子准地台、江南台隆、九岭高台山（八字脑）台拱、鄱阳凹陷区内。工程区地震动峰值加速度为0.05g，相应地震烈度为度，地震动反应谱特征周期为0.35s。区域稳定性较好。库区位于鄱阳湖土塘河支流，为低矮丘陵地貌，物理地质作用表现为强烈的风化剥蚀，岸坡多为裸露基岩，第四系覆盖层较发育，在山脚冲沟、河谷内见有厚度不等的松散堆积物。坝壳由人工堆填，未压密，填筑质量差，具强透水性。上下游坡未护坡，坡面高低不平。坝基冲洪积砾质壤土，具有中等渗透性。溢洪道及坝下涵管地基土均为强风化板岩，承载能力较好。工程所需天然建筑材料主要是粘性土料，粘性土料在库区附近有产地，运距2km，质量满足设计要求，开采运输方便；块石、砂、卵石到县城购买，运距约52km。524工程除险加固设计4.1工程任务和规模4.1.1水库综合利用要求本工程综合利用要求主要有：（1）灌溉：设计灌溉面积为300亩。目前实际仅灌溉200亩，需利用水库设计兴利库容蓄水达到设计灌溉面积。（2）防洪：水库下游村庄有1800人、1500亩耕地，及3个自然村，水库一旦失事，将给下游人民生命财产造成巨大的损失，因此要求对水库进行除险加固工程建设，确保防洪安全。（3）养鱼：大麦冲水库养鱼条件好，正常蓄水位有40亩水面，但由于水库建成后大部分时间内均限制水位运行，养鱼产量低。水库加固后可使养鱼业恢复正常。4.1.2洪水标准大麦冲水库于1956年冬开工， 1957年春竣工并开始蓄水运行。是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合效益的小（2）型水库。根据水利水电工程等别划分及洪水标准（SL252-2000），工程等别为等，永久性主要建筑物为5级，次要建筑物属5级。根据防洪标准（GB50201-94）规范，本工程设计洪水标准为10年一遇，校核洪水标准为50年一遇。4.1.3洪水调度方式水库起调水位为溢洪道宽顶堰顶高程90.40m，泄洪调度方式是：汛前水位控制在90.40m，低于90.40m水库不泄洪；库水位高于90.4m时，溢洪道为开敞式，无闸门控制，按泄洪能力自由泄洪；最高库水位出现后，来水流量小于泄流能力，库水位下降，当库水位降到正常蓄水位90.40m，溢洪道停止泄洪，水库维持正常蓄水位运行。4.1.4洪水调节成果根据大麦冲水库设计洪水过程、水库库容曲线、加固后溢洪道的泄流曲线等基本资料，依照洪水调度方式，利用水量平衡原理，采用试算法进行洪水调节计算。经计算，大麦冲水库设计（P=5.0%）洪水位为91.82m，相应库容为10.1104m3，最大下泄流量为10.5m3/s；校核(P=0.5%)洪水位为92.30m，相应库容为11.3104m3，最大下泄流量为16.3m3/s；调洪库容为4.0104m3，最大下泄流量为7.46m3/s。表4.1.1 大麦冲水库洪水调节计算成果表项目单位P=5.0%P=0.5%洪峰流量m3/s12.118.1最大下泄流量m3/s10.516.3设计水位m91.8292.30相应库容104m310.111.34.5.2.4泄流能力计算溢洪道堰顶高程为90.40m，底宽为4.0m，溢流堰为自由出流宽顶堰，溢洪道无引水渠段，只设引水口，列水库进水口1-1与堰顶2-2断面能量方程，推求其泄流能力计算公式： 式中：B溢洪道底板宽度，m； H0溢洪道进水口水头，H0H+V2/2g，由于1-1断面在库内，水域宽阔，流速水头近似为零； m流量系数，无坎宽顶堰，查表； 侧收缩系数，流量系数中一并考虑； b过水断面净宽，为4.0m；计算得溢洪道库水位泄流量关系，见表4.5.6。表4.5.6 库水位溢洪道泄流量关系表库水位Z（m）90.490.690.891.291.69292.292.693.0流量Q(m3/s)00.551.574.438.1512.5414.9720.2225.98根据上述溢洪道库水位泄流关系曲线，经水文调洪演算，确定水库校核洪水位（P=0.5%）为90.30m，相应溢洪道下泄流量16.1m3/s；设计洪水位（P=5.0%）为91.82m，相应溢洪道下泄流量10.5m3/s。4.2主要加固项目4.2.1工程存在的主要问题大麦冲水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合效益的小（2）型水库；大麦冲水库于1956年冬开工， 1957年春竣工并开始蓄水运行。枢纽工程主要建筑物有：大坝、溢洪道、灌溉涵管等。（1）大坝大坝上、下游坡不规则，坝坡陡，坝坡杂草丛生，左、右坝肩与山体结合处存在渗漏通道，上游坝坡未护坡，下游无坡面排水沟系，下游坝脚无反滤排水设施，坝顶无护面。（2）溢洪道溢洪道为位于坝体右侧，混凝土衬护，已剥落破损，长10m进口控制段底高程为90.40m。 （3）灌溉涵管灌溉涵管位于大坝左坝肩，为内径,30cm素砼管，结构强度低，斜拉闸控制，进口砼老化，拉杆支墩破损严重，平管存在渗漏，水库效益得不到发挥。（4）工程管理设施管理设施：设水、雨情测报系统，新建管理用房和上坝公路。4.2.2工程主要加固项目及内容根据工程现状存在的问题，本次加固设计拟针对性提出加固方案。大坝：加固大坝，上、下游坝坡整坡，上游增设粘土斜墙和预制块护坡，下游设贴坡反滤等，使工程能达到规范要求，安全运行。溢洪道：对底板及边墙采用砼衬护，衬护长度10m。灌溉涵管：对平管进行原址拆除重建，新建斜拉闸，内径60cm，进口采用20cm铸铁拍门。管理设施：设水位标尺，新建管理用房和上坝公路。4.3设计依据4.3.1工程等别与建筑物级别大麦冲水库总库容11.3104m3，根据水利水电工程等别划分及洪水标准（SL252-2000），工程等别为等，永久性主要建筑物为5级，次要建筑物属5级。设计洪水标准为10年一遇，校核洪水标准为50年一遇。4.3.2设计基本资料4.3.2.1特征水位及流量经本阶段复核，特征水位及流量如下：校核洪水位（P=0.5%） 92.30m设计洪水位（P=5%） 91.82m正常蓄水位 90.40m死水位 81.23m校核洪水位时最大下泄流量（P=0.5%） 16.3m3/s设计洪水位时最大下泄流量（P=5%） 10.5m3/s4.3.2.2主要水文及气象参数本工程属亚热带东南季风气候区，夏季湿热多雨，冬季风寒天冷。年平均气温为18.1，最高气温40.5,最低气温-12.1。年平均相对湿度79%。年平均蒸发量为1700mm。多年平均最大风速15.0m/s，风向多为北风和偏北风。多年平均降水量为1490mm, 降雨年内分配不均，降雨年际变化也较大。年日照时数约1912小时，年无霜期227300天。4.3.2.3地形地貌库区位于鄱阳湖北侧滨湖丘陵地区，库区内高程43-200m，为低矮丘陵岗丘地貌。工程区内山体岩石主要表现为强烈的风化剥蚀，山体大多呈圆丘缓坡状，坡度一般小于30，区内植被较发育，岸坡多为残坡积地层覆盖，库岸偶有基岩裸露。坝肩厚实，稳定性好；近坝库岸低矮坡缓，整体较稳定。4.3.2.4地震根据中国地震动峰值参数区划图（GB18306-2001），坝址地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，区域稳定性好。4.3.2.5天然建材本次勘查所选粘性土料场位于水库下游坡地，平均运距2km，储量约5万m3；库区无块石料无、砂、卵石料，可到县城购买，岩性为花岗岩，质地坚硬，质量满足要求，贮量丰富，运距约52km；4.3.2.7本次设计参考资料（一）现阶段已搜集到的资料如下：（1）都昌县大麦冲水库安全评估报告（二）主要设计技术规范及依据本次设计依据的主要技术标准及规程规范有：1.防洪标准GB5020194；2.水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000；3.水利水电工程设计洪水计算规范SL442006；4.碾压式土石坝设计规范SL2742001；5.碾压式土石坝施工规范DL/T51292001；6.溢洪道设计规范DLT 5166 2002；7.水工砼结构设计规范SL/T1912008；8.水工砼施工规范DL/T51442001； 9.水电水利工程模板施工规范DLT 5110 2001；10.水工混凝土钢筋施工规范 DLT 5169 2002；11、江西省水利厅转发宜春市水利局、财政局关于印发宜春市一般小（2）型病险水库除险加固工程初步设计及审批导则的通知（赣水建管函201327号）4.4工程总体布置大麦冲水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪养殖等综合效益的小（2）型水库。工程主要建筑物有：大坝、溢洪道、灌溉涵管等。经本次除险加固后工程总体布置及各建筑物基本参数如下。大坝：坝顶高程93.10m，顶宽4.0m，最大坝高13，坝顶长65m，设C20砼路面。大坝上游坡坡比1:2.75，下游坡比1:2.5，上游坡设计水位以下采用C15砼预制块护坡，高程90.70m以上采用草皮护坡，下游坝坡采用草皮护坡，下游坝面设排水系统，坡脚设贴坡排水反滤。溢洪道：本次对溢洪道底板及边墙进行砼衬护，衬护长度10m，进口控制段底高程为90.40m，进口段底宽5m控制段底宽4m。灌溉涵管：灌溉涵管位于大坝左侧，本次设计进行原址拆除重建平管，新建斜拉闸，进口为60cm50cm铸铁闸门，平管为50cm现浇钢筋砼圆管。4.5建筑物除险加固设计4.5.1大坝加固设计4.5.1.1坝顶高程复核加固后大坝为粘土斜墙坝，水库正常蓄水位90.40m，水库设计洪水位（P=5%）91.82m，校核洪水位（P=0.5%）92.30m。根据碾压式土石坝设计规范（SL2742001）中的规定，分别计算所需要的坝顶超高。坝顶超高按下式计算：y=R+e+A式中：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，m。正常运用情况取0.5m，非常运用情况取0.3m。（1）波浪平均波高和平均周期采用莆田实验站公式：Tm=4.438h式中：hm平均波高，m；Tm平均波周期，S；W计算风速，m/s，校核情况下取15.0m/s、设计情况下取22.5m/s；D等效风区长度，m；取130m；Hm水域平均水深；G重力加速度，取9.81m/s2。（2）平均波长公式：（3）风壅水面高度采用公式：式中：e计算点处的风壅水面高度，m；D等效风区长度，m；取200mK综合摩阻系数，取3.610-6；计算风向与坝轴线法线夹角，取0o。（4）平均波高在单坡上的平均波浪爬高公式：式中：平均波浪爬高，m；斜坡的糙率渗透性系数，查规范表得0.9；经验系数，查规范表，设计洪水取1.0，校核洪水取1.02。根据上述风浪爬高等的计算，确定坝顶高程，结果见表。表4.5.1 大坝坝顶高程安全复核成果表类别频率调洪静水位（m）开敞式需坝顶高程(m)ReAy0.5%92.300.390.0010.30.6992.995%91.820.530.0020.51.0392.85根据以上计算成果，最高需要坝顶高程为92.99m，现状大坝坝顶高程为91.2693.09m，坝顶高程满足防洪要求。本次设计整平坝顶高程为93.10m。4.5.1.2大坝坝坡、防渗、护坡等设计（1）坝坡加固设计上游整坡，坡比为1:2.75；下游整坡，坡比为1:2.50。（2）大坝防渗设计大坝采用粘土斜墙防渗，墙顶高程91.82m，斜墙顶部宽度3m，底厚2.04m，渗透系数小于110-5cm/s。（3）护坡设计上游护坡方案比较干砌块石护坡与砼预制块护坡两种方案，择优选用；下游坡采用草皮护坡。1）干砌块石护坡（方案I）护坡块石粒径及护坡厚度按下列公式计算。D =1.018Kt由，t= 式中：D块石在最大局部波浪压力作用下所需的直径（m）；D50石块平均粒径（m）；Kt随坡率变化的系数，查表；w水的密度，取w=1.0t/m3；k石块的密度（t/m3），取k=2.4t/m3；m坡率，m=2.5；hp累计频率为5%的波高； t最大块石护坡厚度（m）；经计算得：t=0.24m，取30cm。护坡下设10cm厚砂砾石垫层。2）砼预制块护坡（方案II）方案II为正六边形砼预制块护坡，砼强度为C15，边长0.3m，根据碾压式土石坝设计规范（SL2742001），预制砼护坡板厚为：t=0.07hp式中：系数，对装配式护坡面取1.1； b沿坝坡方向板长，0.6m； hp累积频率为0.5%的设计波浪高度； t 砼护坡厚度，m。经计算，正六边形砼预制块护坡板厚t=0.074m，取t=0.1m，板下设置0.10m厚的砂砾石垫层。3）方案比较选择两方案工程量及造价比较结果列于表4.5.3。表4.5.2 不同护坡方案单位面积造价比较表护坡型式砼预制块护坡干砌石护坡护坡厚度（m）0.100.30工程量（m3）84252单价（元/m3）605.19219.27合计（万元）5.085.53从表4.5.2中比较结果可知，干砌块石护坡比砼预制块护坡投资略高，且砼预制块护坡具有施工速度快、美观、耐久性好的优点，适用于施工周期短的除险加固工程，本次大麦冲水库除险加固选用砼预制块护坡。（4）坝顶结构