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自力 水库 加固 工程设计

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自力水库除险加固工程设计,自力,水库,加固,工程设计

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湖南农业大学东方科技学院毕业论文（设计）开题论证审批表学生姓名陈君学号200841927222年级专业及班级2008级水利水电工程(二)班指导教师及职称潘景副 讲师开题时间2011年9月20 日毕业论文（设计）题目自力水库除险加固工程设计文献综述（选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等）（宋体五号，行间距单倍行距。）（一）、前沿 水库是国家和人民的宝贵财富.兴建水库可以调节利用水资源,除害兴利,促进国民经济发展和保障人民生命财产的安全.截止1993年底,我国兴建各类水库8.4万余座,其中,大型水库369座,中型水库2538座,小型水库8.1万余座,总库容4,680亿立方米.在防洪和兴利方面都发挥了巨大效益。我国的小型水库为数众多，据有关统计资料表明大约有81893座。这些水库主要是为农业生产提供灌溉水源，也为人民生活用水和工业用水提供水源，同时为防御洪水灾害也发挥了一定重要作用，近年来越来越受到养殖业的青睐，利用水库养殖业已成了一种热门行业。然而，由于各种原因，许多水库都不同程度存在一些病险问题，特别是上世纪六七十年代文革期间由民工投劳建成的水库问题较大较多，一直成为水利行业的工作重点之一。这类水库中，有的是防洪标准偏低，达不到有关规范，规定要求，有的是工程本身质量差，有的则是工程老化失修等问题。形成的这些大量病险水库，不仅造成水库不能正常运行，不能充分发挥其效益，而且还严重威胁到下游人民生命财产的安全。这些病险水库急需抓紧除险加固处理。欢欣岭水库正是5060年代修建的土石坝工程，由于当时特定的历史条件，存在严重的“三边”现象，防洪标准低，质量控制不严，尾工和隐患较多。欢欣岭水库枢纽工程没有达到防洪设计标准，是一座位于东辽河上游的险库。由于枢纽现存问题，极大地影响了水库防洪、灌溉、养鱼等综合效益的充分发挥，因此，尽快地实施该水库除险加固工程，对于充分发挥水库的综合效益具有极其重要的意义。 （二）、 国内外研究现状及发展趋势1. 土坝工程国内外发展现状、趋势土石坝泛指由当地土料、石料或混合料，经过抛填、辗压等方法堆筑成的挡水坝。当坝体材料以土和砂砾为主时，称土坝、以石渣、卵石、爆破石料为主时，称堆石坝；当两类当地材料均占相当比例时，称土石混合坝。土石坝是历史最为悠久的一种坝型。近代的土石坝筑坝技术自20世纪50年以后得到发展，并促成了一批高坝的建设。目前，土石坝是世界坝工建设中应用最为广泛和发展最快的一种坝型。土石坝按坝高可分为：低坝、中坝和高坝。土石坝按其施工方法可分为：碾压式土石坝；冲填式土石坝；水中填土坝和定向爆破堆石坝等。应用最为广泛的是碾压式土石坝。土石坝是土坝与堆石坝的总称。土石坝历史悠久，在国内外广泛采用。其优点是：就地取材；结构简单，便于维修和加高、扩建；对地质条件要求较低，能适应地基变形；施工技术较简单，工序少，便于组织机械化快速施工；有较丰富的修建经验。其主要缺点在于：坝身不能溢流，需另设溢洪道；施工导流不如混凝土坝方便；粘性土料的填筑受气候条件的影响大等。世界上已建成的最高土石坝是前苏联的努列克坝，坝高300m。塔吉克斯坦正在修建中的罗贡坝，坝高335m。据统计，至80年代末期，世界上兴建的百米以上高坝中，土石坝的比例已达到75%以上。同一时期，我国已建土石坝达八万余座，其中，百米以上高坝仅3座。我国高土石坝在坝工建设中所占比重较小，其主要原因是：现有高坝坝址河谷狭窄，洪水流量大，建土石坝时，为布置泄洪和施工导流所需的工程量较大，造价较高，而坝址地质条件又较好，建混凝土坝有一定的优越性；其次，过去对防渗体土料的选择，主要局限于粘性较大的细粒土，且施工要求严格，单价较高；第三，缺乏大容量高功效的施工机械，国产机械无论在质量还是性能方面，与世界先进水平相比，均有差距，现场的维护保养和施工组织管理水平也不高。且随着我国能源和水利建设事业的发展，大型水利水电工程将日益增多，而水力资源丰富的黄河上游，长江中上游干支流，红水河的建坝地点，大豆处于交通不便，地质条件复杂的地区，自然条件相对恶劣，施工困难多，修建土石坝具有更强的适应性。因此，我国十分重视因地制宜，积极推广和发展高土石坝的建设。2. 除险加固工程国内发展现状、趋势 “十一五”期间，国家开展了建国以来最大规模的病险水库除险加固建设。至2004年底，中央累计投资198.8亿元，共安排各类病险水库除险加固项目1571座，其中安排规划一期中央补助项目1204座，占一期规划总数的90。规划一期项目完成后，可恢复防洪库容60亿立方米，恢复兴利库容75亿立方米；恢复年供水能力50亿立方米，恢复灌溉面积1949万亩；恢复年发电量10.5亿度；保护1.44亿亩耕地和保障1.59亿人口的防洪安全，综合效益明显。目前，规划一期项目已完成，总体进展顺利，规划二期项目正在全面启动。（三） 参考资料a）土坝设计，水利电力出版社，1987年；b）水工设计手册水利电力出版社，1984年；c）水工设计的理论和方法，中国水利水电出版社，2000年；d）中国堤坝防渗加固新技术，中国水利水电出版社，2001年；e）水力学，华东水利学院，1985年；研究目的：通过对水利水电工程坝体的设计，了解水利水电工程坝体加固除险方法和施工技术以及对于坝体的安全检测。内容：1、 熟悉制件的相关要求，收集设计相关规定文件和资料；2、 结构方案，数据计算；3、 绘制相关设计图4、 说明书；方法：1、接受任务书；2、收集、分析、消化原始资料；3、确定成型方法，选择成型设备；4、确定具体结构方案；5、绘制相关设计图；6、编写设计说明书。 预期成果：完成课题内容时间进程安排（各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度等）（宋体五号，行间距单倍行距）1、2012/1/102012/3/10 准备资料2、2012/3/112012/4/8 确定具体结构方案3、2012/4/92012/5/18 数据计算、绘制图纸绘制设计图4、2012/5/192012/5/24 设计说明书5、2012/5/252012/5/30 总结、毕业设计答辩开题论证小组意见 组长签名： 年 月 日专业委员会意见专业教研室主任签名： 年 月 日注：此表意见栏必须由相应责任人亲笔填写。专业名称必须是全称，例如“会计学专业”，班序号用阿拉伯数字“1”、“2”标注。此表如不够填写，可另加页。 湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计自力水库除险加固工程设计DESIGN OF DANGER ELIMINATUM AND REINFORCEMENTFOR ZILI RESERUOIR学生姓名：陈 君学 号：200841927222年级专业及班级：2008级水利水电工程（2）班指导老师及职称：潘景副 讲师学 部：理工学部湖南长沙 提交日期：2012年05月湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时，本设计的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 年 月 日目 录摘要3关键词31 前言32 综合说明42.1 概述42.2 工程地质72.3 工程任务及规模72.4 除险加固设计内容83 水文93.1 基本情况93.2 气象情况93.3 设计暴雨93.4 设计洪水103.5 调洪演算143.6 水库抗洪能力复核163.7 防洪标准复核结论184 大坝除险加固设计194.1 坝体渗漏处理方案选择194.2 大坝防渗墙加固设计194.3 坝基及两岸坝肩绕坝渗漏除险加固设计214.4 溢洪道除险加固设计274.5 输水涵洞除险加固设计325 结论35参考文献36致谢36附录37 自力水库除险加固工程设计 学 生：陈 君 指导老师：潘景副(湖南农业大学东方科技学院，长沙 410128) 摘 要：自力水库，位于宁乡县，是一座以灌溉为主，结合防洪、养殖等综合效益的小（）型水利工程。由于水库施工质量较差，加上年久失修，该水库存在坝体、坝基渗漏，坝坡冲刷损毁严重，输水底涵裂缝漏水，溢洪道垮塌於塞等问题。本次加固除险设计包括大坝护坡排水、坝身、坝基防渗、封堵废除原底涵、新建一输水底涵、整修溢洪道等工作。关键词：水库；大坝；溢洪道；底涵；防渗Design Of Danger Eliminatum And Reinforcement For Zili ReseruoirStudent: Chen JunTutor: Pan Jingfu(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract: Zili reservoir, is located in Ningxiang county.It is a small () of conservancy projects of a mainly to irrigating,combined flood control,fishing . Due to poor quality, coupled with disrepair, the reservoir has some problems, such as dam and the foundation leakage,slope erosion serious damage, cracks in the culvert water leakage,and spillway meltdown.The reinforcement design,include the dam slope and drainage,dam body and impervious foundation,sealing the old abolition of the culvert,construction a new water culverts, and refurbishment of the spillway.Key words: Reservoir; Dam; Spillway; Ulvert; Impermeable1 前言 本设计是对自力水库的挡水建筑物进行除险加固的施工设计，解决水库大坝的渗漏、溢洪道底板及侧墙开裂、输水涵洞渗漏等问题。主要涉及了大坝坝顶高程加高、坝基帷幕灌浆、大坝清基不彻底、坝体填筑质量不均匀。由于大坝筑坝时清基不彻底，沿基面渗透性较强,在设计中采用了混凝土防渗墙做防渗处理。 我国是一个水资源非常丰富的国家，新中国成立后，大大加快了开发水资源的步伐，水电成为了我国经济发展的主要能源。随着时间的增长，许多水利设施都出现了不同程度的问题，有的甚至发展成“高危工程”，不仅影响了水利的正常使用，更是威胁到当地人们的生命财产的安全。自力水库始建于1959年冬，由当地政府组织群众投劳的形式动工兴建。当年加高19.2m，坝顶高程达到226.0m，水库开始蓄水。蓄水运行后存在的主要问题有：坝体散浸、坝体与坝基接触界面散浸、坝基渗漏、右岸坝肩绕坝渗漏、溢洪道为天然垭口不成型、输水涵渗漏。当达正常蓄水位运行时散浸与渗漏问题加大。多年来大坝一直带病工作，影响工程效益的正常发挥，工程运行状况较差。大坝自建成以来未进行过较大的维修加固处理。 自力水库防洪效益涉及其下游200公顷农田、1200人，同时保护下游宁涟公路等交通干线安全。因此，该水库大坝必须尽快进行除险加固。2 综合说明2.1 概述2.1.1 水库工程位置自力水库位于宁乡县西北部，属湘江流域沩江小支流。大坝位于巷子口镇联花村，地理位置为东经1120157，北纬280634，坝址上游距巷子口镇8.8km，距宁涟公路2km，地理位置十分重要。2.1.2 主要效益自力水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养鱼等综合效益的小（）型水利工程。水库设计灌溉面积23公顷，实际灌溉面积23公顷。2.1.3 枢纽主要建筑物及特性参数自力水库枢纽工程由大坝、溢洪道、输水涵洞等永久建筑物组成。（1）工程等级与洪水标准自力水库总库容18.3万m，根据水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）确定该水库为小（）型水库，枢纽工程为等工程，其主要建筑物为5级建筑物，次要建筑物为5级建筑物。根据湖南省小型水库除险加固工程初步设计报告编制提纲，拟定本次初步设计阶段设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为200年一遇。正常运行情况下坝顶安全超高为0.5m，非常运行情况下为0.3m，溢洪道消能防冲工程设计标准为10年一遇。（2）水库水位与库容水库正常蓄水位224.28m（黄海高程系统，下同），相应库容16.5万m3；水库设计洪水位224.72m（P=5%），相应库容17.82万m3；水库校核洪水位224.88m（P=0.5%），相应库容18.3万m3，死水位216.67m，相应库容1.4万m3，为年调节水库。（3）大坝水库大坝为均质土坝，坝址控制流域面积为0.46km2，坝顶高程226.0m，最大坝高19.2m，坝顶轴线长68m，坝顶宽4m。上游坝坡坡比为1:2，下游坝坡坡比也为1:2。下游坡面采用草皮护坡，坝体下游无排水设施和排水沟。（4）溢洪道溢洪道位于大坝右岸，为正槽开敞式溢洪道，溢流堰为宽顶堰，溢洪道全长52m，堰顶宽3m，堰顶高程224.28m；陡坡段为40.5m，纵坡为21%。溢洪道侧墙由浆砌石砌筑，底板砼衬砌，消能方式为底流消能。（5）输水涵洞输水涵洞为浆砌条石箱涵，位于大坝左侧坝体内，宽0.6m，高1m，进口高程为217.0m，出口高程为215.56m。全长44m，底坡降为1/152；设计流量为0.05m3/s，进口采用插板式闸门控制。2.1.4 工程的简要建设过程自力水库工程于1966年12开工，由原宁乡县巷子口人民公社组织成立自力水库建设工程指挥部，宁乡县水利局负责勘测设计及技术指导工作，群众投工投劳建设而成，工程于1967年竣工并投入运行。由于当时机械设备缺乏，再加上人力、物力有限，导致工程质量难以控制，施工质量差。2.1.5 目前水库存在的主要问题（1）大坝大坝为均质土坝，注水试验测定其填筑土的渗透系数平均值12.4610-5cm/s，推荐使用值为4.410-4cm/s，不满足均质土坝填筑土碾压后的渗透系数应小于或等于1104cm/s的质量要求。大坝填筑土的干密度为1.391.58g/cm3，也未达到设计规范要求。大坝施工夯实设备简陋，夯实欠密实，填筑质量差，导致坝体存在散浸问题。经调查，正常蓄水位运行时坝体外坡216m以下散浸面积约120m2。由于基岩表层风化严重，两岸坡岩层节理裂隙发育，大坝清基时对全风化岩土及强风化节理裂隙密集带未进行防渗处理，导致大坝基础漏水和两岸绕坝渗流，经调查，距外坡坝脚315m存在集中渗漏点3处，正常蓄水位时单处渗漏量达0.30.6L/s。大坝坝基及岸坡处理未达到设计规范要求。（2）溢洪道本次调洪复核结论表明，自力水库溢洪道控制段的顶部高程不得低于225.78m，因溢洪道紧临大坝坝肩，因此溢洪道控制段的顶部高程应与坝顶高程协调一致，即不得低于坝顶高程226.00m，现有溢洪道控制段顶高程为226.60m，满足规范要求。溢洪道侧墙破裂、底板冲刷破损严重，下游无消力池。（3）输水涵洞输水涵洞为浆砌条石箱涵，建于1966年，因原砌筑质量差，加之运行年久，结构破损，漏水严重，启闭闸门及拉杆锈蚀、老化严重，启闭困难。（4）其它问题 无防汛公路通达大坝坝顶，严重影响防汛抢险工作。 无管理用房。2.1.7 除险加固的必要性自力水库防洪效益涉及其下游200公顷农田、1200人，同时保护下游宁涟公路等交通干线安全。因此，该水库大坝必须尽快进行除险加固。2.2 水文及调洪演算自力水库所在的沩江支流上没有水文站，建库以后也没有开展水文、气象观测，因此，洪水复核依照湖南省暴雨洪水查算手册（1984年）进行计算。调洪演算成果见下表1：表1 自力水库调洪成果汇总表Tab1 The summary form of flood for zili reservoir项目0.5%5%224.28最高洪水位(m)224.88224.72入库洪峰(m3/s)8.945.45最大泄流量(m3/s)2.151.35最大库容(万m3)18.317.82自力水库位于湖南省宁乡县巷子口镇联花村境内，本区域洪水变化与暴雨情况一致，易涨易落。49月为汛期，大洪水主要发生在48月。多年平均气温16.7，历年最高气温39.7 （1971年7月21日），历年最低气温-10.8（1991年12月29日），多年平均降水量1405mm，汛期多年平均风速14.6m/s，最大风速19 m/s，风向N。该水库为小（）型水利工程，没有实测水文资料，按照有关规程规范要求，可采用小汇水面积洪水计算方法计算洪水，采用湖南省暴雨洪水查算手册暴雨参数查算。经本次调洪复核，20年一遇设计洪水位为224.72m，最大下泄流量为1.35m3/s；200年一遇校核洪水位为224.88m，最大下泄流量为2.15m3/s。经本次调洪复核后重新确定水库的设计洪水位为224.72m，校核洪水位为224.88m；相应库容分别为17.82万m3、18.3万m3。2.3 工程地质自力水库位于沩水支流上游，流域总的趋势是南高北低，属丘陵低岗地貌单元区，两岸山顶高程230m250m，相对切割深20m90m。库盆区岸坡角1025，植被发育良好，自然状态下岸坡稳定状态良好，无不良地质问题。坝区两岸地形较对称，地形较平坦开阔，坝址区为较宽阔的“U”型谷，河床高程206m207m，两岸坡角1015，两岸山顶高程230235m。坝区出露地层由老至新分述如下：泥盆系岳麓山组（Dyl）灰白色中厚层石英砂岩，厚度大于800m。为坝区建筑物地基主要持力层。燕山早期（51）灰白色细至中粒二长花岗岩，出露于水库内与坝前。第四系地层：全新统冲积堆积（Q4al）：上部灰褐色粉质粘土，厚13m，可塑状态。下部含泥砂砾石，厚23m，分布于坝基下游。人工堆积（Qs）:黄褐色低液限粘土，可至硬塑状，结构松散至稍密，最大厚度17m，分布于坝体。区内新构造运动表现为间歇性的升降运动，据区域地质资料，区内无大的区域断裂通过，按照2001年版1:400万中国地震动参数区划图(GB18306-2001)；地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，所对应的地震基本烈度为度。2.4 工程任务及规模自力水库防洪效益涉及其下游200公顷农田、1200人口，同时保护下游宁涟公路等交通干线安全。因此，必须尽快对该水库进行除险加固改造，以确保工程安全运行。根据水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）确定该水库为小（）型水库，枢纽工程为等工程，其主要建筑物和次要建筑物均为5级建筑物。本次初步设计拟定设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为200年一遇。2.5 除险加固设计内容2.5.1 除险加固工程项目1）大坝除险加固：坝基及两岸坝肩帷幕灌浆、坝体旋挖回填、上游坡采用干砌石护坡、下游坡脚增设排水棱体、下游坝坡面草皮护坡，完善坡面排水系统。2）溢洪道除险加固：对溢洪道底板及侧墙拆除重建，新建下游消力池。3）输水涵洞除险加固：将原输水涵洞拆除重建，涵身采用预应力钢筋砼承插管。4）新修防汛公路0.5km。2.5.2 大坝除险加固设计（1）坝体冲抓套井回填防渗加固设计由于大坝施工为当地村组完成，受施工条件限制，施工夯压设备简陋，夯压欠密实，填筑质量差，导致坝体存在散浸问题。注水试验测定其填筑土的渗透系数平均值为12.4610-5cm/s，推荐使用值为4.410-4cm/s，不满足设计规范要求。根据碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）并参照湖南省小型病险水库除险加固技术培训班讲义，大坝坝体防渗选用坝体旋挖回填防渗墙的处理方案。（2）坝基、两岸坝肩与坝基接触面渗漏除险加固设计大坝坝基浅部主要为强风化花岗岩，岩石节理裂隙发育，大坝清基时对全风化岩土及强风化节理裂隙密集带未进行防渗处理，导致大坝基础漏水和两岸绕坝渗流。根据碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）并参照湖南省小型病险水库除险加固技术培训班讲义，对坝基存在严重渗漏，影响大坝安全的可采用帷幕灌浆处理，因此，本次设计对坝基及两岸坝肩绕坝渗漏问题采用帷幕灌浆处理。（3）上游坡护坡除险加固设计水库大坝上游坡未进行护坡，经过三十多年的运行，风浪淘刷十分严重，为保证大坝运行安全，本次设计计划对坝体上游坡面采用干砌石护坡。根据碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）要求，护坡覆盖范围上部自校核洪水位加安全超高起，护至死水位。（4）大坝下游坝脚排水设施设计原坝体无排水设施，下游坝坡浸润线逸出点高，对大坝安全运行不利，根据本坝具体情况，排水设施采用排水棱体。根据小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则（SL189-96）第6.6.5条，排水棱体顶部高程应高于坝体浸润线逸出点高度大于冻结深度。根据以上要求，棱体高度取2m，顶宽取1m，迎水面边坡坡比1:1，外坡坡比1:1.5，砂卵石反滤层分两层，厚0.5m，外侧设浆砌石排水沟，深0.5m，宽0.5m。2.5.3 溢洪道除险加固 溢洪道位于大坝右岸山坡上，为正槽开敞式溢洪道，长52m，堰顶高程224.28m，堰顶宽3m，无消能设施，侧墙为浆砌块石结构，底板为砼衬砌，由于运行年久及施工质量问题，现溢洪道侧墙风化、破裂，底板冲刷破损严重，下游无消力池。本次除险加固设计决定对溢洪道侧墙及底板进行拆除重建，并新建消力池。溢洪道除险加固具体处理措施如下：拆除重建进口控制段长6m，侧墙高1.72m，侧墙为浆砌石结构，底板为砼结构；陡坡段长40m，侧墙高1.1m，侧墙为砼结构，底板为钢筋砼结构；消力池段长6m，池深2m，侧墙为浆砌石结构，底板为钢筋砼结构。2.5.4 输水涵洞除险加固设计原输水涵洞为0.61m条石箱涵，进口高程为216.67m，全长44m，设计流量为0.05m3/s。经长时间运行后，浆砌石涵身严重渗漏，影响大坝安全。本次设计拟对其进行拆除重建，涵身采用1000预应力钢筋砼承插管，纵坡采用1/152，进口高程215.85m，出口底板高程215.56m，涵身总长44m。涵洞进口设消力井消能，消力井长2.2m，宽1.5m，深3 m。3 水文3.1 基本情况自力水库位于湖南省宁乡县巷子口镇联花村境内，所在流域为沩水河支流上游。自力水库控制流域面积0.46km2，坝址以上干流长度0.876km，干流平均坡降7.8%。3.2 气象情况本区域洪水变化与暴雨情况一致，易涨易落。49月为汛期，大洪水主要发生在48月。多年平均降雨量1405mm，年内降雨主要集中在47月份，多年平均790mm，约占全年雨量的50%，而89月份仅为145mm，多年平均径流深800mm，多年平均气温16.2，历年最高气温40.6，历年最低气温-12。汛期多年平均最大风速14.6m/s。3.3 设计暴雨自力水库所在的沩江小支流上没有水文站，建库以后也没有开展水文、气象观测，因此，洪水复核依照湖南省暴雨洪水查算手册（1984年）进行计算。根据自力水库的地理位置（东经1120157，北纬280634，属湖南省暴雨区第7区，产流分区第区）和集雨面积0.46km2，查湖南省暴雨洪水查算手册，设计暴雨采用值和主要计算参数如表2所示。 表2 自力水库设计暴雨参数及成果表（推理公式） Tab 2 self-reliance reservoir parameters and results design storm watch (reasoning model)P%50.5备注Kp2.13.34F=0.46km2L=0.876kmJ=7.8%H24点均=110mmCv=0.55Cs=3.5CvI0=27mm=1H24点(mm)110110H24面(mm)230.54366.67n20.5950.66n30.6920.721H185.15155.79H3123.71180.68H6156.59239.24H12190.00296.18R总220.54336.67R上140.4252.53.3 设计洪水（1）用推理公式求设计洪水、校核洪水求净雨、历时根据： （1）m=0.1450.0489=0.227列表计算Rt/t分别根据设计净雨过程R上tt，自最大时段净雨开始，向前相邻时段连续累加，并除以相应的历时，计算Rt/t值。设计成果见表4、5。计算洪峰流量Qm和泄流时间。参照查算手册，采用全汇流公式： （2）试算得：Q5%=5.45m3/s 5% =1.64hQ0.5%=8.94m3/s 0.5%=1.45h经计算自力水库各设计频率洪水成果见表3。表3 水库设计洪水参数及成果表Tab 3 reservoir parameters and results of design flood watchp(%)0.55备注Qm(m3/s)8.95.5F=0.46km2(h)1.6351.449L=0.876kmQi(m3/s)31.8217.78J=7.8%Qm/Qi0.290.29=2.503Q地m(m3/s)0.240.34m=0.227Q地m(m3/s)0.0170.025W(万m3)15.19表4 自力水库20年一遇净雨历时表Tab 4 Zili reservoir 20 years in a net rainfall lasted table时段1 2 3 4 5 6 7 8 R上59.6 13.5 13.5 9.0 8.5 5.5 5.3 4.1 Rt59.61 73.10 86.60 95.64 104.16 109.61 114.95 119.02 Rt/t59.61 36.55 28.87 23.91 20.83 18.27 16.42 14.88 时段9 10 11 12 13 14 15 R上4.0 3.5 3.4 4.2 3.1 2.2 0.9 Rt122.97 126.50 129.91 134.14 137.23 139.47 140.38 Rt/t13.66 12.65 11.81 11.18 10.56 9.96 9.36 表5 自力水库200年一遇净雨历时表Tab 5 Zili reservoir in 200 in a net rain lasted table时段1 2 3 4 5 6 7 8 R上86.85 24.33 24.33 17.26 16.25 10.41 9.74 7.43 Rt86.85 111.18 135.51 152.77 169.02 179.43 189.17 196.60 Rt/t86.85 55.545.17 38.19 33.80 29.91 27.02 24.57 时段9 10 11 12 13 14 15 16 R上7.22 6.45 6.23 5.64 9.73 8.58 7.88 4.18 Rt203.81 210.26 216.50 222.13 231.86 240.45 248.32 252.50 Rt/t22.65 21.03 19.68 18.51 17.84 17.17 16.55 15.78 续表1（2）推求洪水过程线按照查算手册介绍的方法：地面径流过程按径流分配系数法推求，地下径流按等腰三角形法推求，洪水过程线即地面地下径流同时相加。各频率洪水过程线如表6所示：表6 水库设计洪水过程线计算表Tab6 Reservoir design flood process line calculate table设计洪水过程线推求(5%)设计洪水过程线推求(0.5%)t(1小时）Qi/QiQiQ0Q0+Qit(1小时）Qi/QiQiQ0Q0+Qi0.00 0.00 0.00 0.02 0.02 0.00 0.00 0.00 0.02 0.02 1.00 0.20 3.50 0.03 3.53 1.00 0.19 6.19 0.05 6.24 2.00 0.29 5.18 0.05 5.23 2.00 0.29 9.25 0.07 9.33 3.00 0.15 2.64 0.07 2.71 3.00 0.15 4.72 0.10 4.82 4.00 0.09 1.68 0.09 1.76 4.00 0.09 3.00 0.12 3.12 5.00 0.07 1.30 0.10 1.41 5.00 0.07 2.33 0.15 2.48 6.00 0.06 1.00 0.12 1.12 6.00 0.06 1.85 0.17 2.02 7.00 0.05 0.82 0.14 0.96 7.00 0.05 1.50 0.20 1.70 8.00 0.04 0.62 0.15 0.78 8.00 0.04 1.15 0.22 1.37 9.00 0.03 0.45 0.17 0.62 9.00 0.02 0.73 0.25 0.98 10.00 0.02 0.32 0.19 0.51 10.00 0.02 0.61 0.27 0.88 11.00 0.01 0.21 0.20 0.42 11.00 0.01 0.38 0.29 0.68 12.00 0.00 0.05 0.22 0.28 12.00 0.00 0.10 0.32 0.41 13.00 0.00 0.00 0.24 0.24 13.00 0.00 0.00 0.34 0.34 14.00 0.22 0.22 14.00 0.32 0.32 15.00 0.20 0.20 15.00 0.29 0.29 16.00 0.19 0.19 16.00 0.27 0.27 17.00 0.17 0.17 17.00 0.25 0.25 18.00 0.15 0.15 18.00 0.22 0.22 19.00 0.14 0.14 19.00 0.20 0.20 20.00 0.12 0.12 20.00 0.17 0.17 21.00 0.10 0.10 21.00 0.15 0.15 22.00 0.09 0.09 22.00 续表10.12 0.12 23.00 0.07 0.07 23.00 0.10 0.10 24.00 0.05 0.05 24.00 0.07 0.07 25.00 0.05 0.05 25.00 0.07 0.07 合计17.78 3.40 21.18 合计31.82 4.88 36.69 （3） 入库洪水总量公式： Wmp=R总PF1000 （3）P=5% Wm=200.540.461000/10000=9.0万m3 P=0.5% Wm=336.670.461000/10000=15.1万m3 3.4.2 设计洪水成果的合理性检查自力水库周边有自力、宋家仑等小型水库，他们的下垫面基本相似，洪峰模数有一定的地理规律性，即面积大的模数小，反之则大。此次洪水复核的结果遵循这一规律，具体见设计洪水成果比较表7，此次洪水复核是依据湖南省水利水电厅1984年编制的湖南省暴雨查算手册进行计算的，湖南省水利水电厅1984年编制的湖南省暴雨查算手册是湖南省无资料地区目前进行设计洪水计算较为可靠的一种方法，因此本次设计复核成果可作为水库除险加固设计和运行管理的依据。表7 设计洪水成果表 Tab 7 Design flood results table设计频率0.5% 5%水库名称自力自力宋家仑自力自力宋家仑集雨面积（km2）0.380.460.270.380.460.27洪峰流量（m3/s）7.58.96.14.55.53.9洪峰模数（m3/s. km2）2019.3522.5912.1111.9614.443.4.3 施工分期洪水水库施工枯水期根据历年降雨量的统计资料，按第一年9月至次年3月，第一年11月至次年2月，第一年12月至次年1月，计算施工洪水标准下的设计日降雨推算其产水量和相应水位，计算结果如表8。表8 施工分期洪水估算结果表Tab8 Construction stages the estimation results flood watch分期9月至次年3月11月至次年2月12月至次年1月统计参数H24均(mm)55.837.222.8CV0.510.470.43CS/CV3.533一日雨量（mm)10年一遇94.3 60.6 续表135.8 5年一遇73.7 49.8 29.6 3年一遇48.0 33.1 20.3 一日洪量（104m3)10年一遇1.87 1.20.715年一遇1.460.990.593年一遇0.950.660.4库水位（m)10年一遇224.63224.58224.525年一遇224.54224.49224.433年一遇224.46224.42224.39说明1、起调水位为死水位216.67m，相应库容1.4万m32、径流系数采用0.5233、为安全起见，水位按洪水全部留在水库内考虑。3.5 调洪演算3.5.1 基本资料集雨面积：经复查F=0.46km2；干流长度：L=0.876km；干流坡降：J=7.8%；坝前吹程：D=0.23km；汛期多年平均最大风速：V=14.6m/s；水位库容关系曲线：采用原设计资料，如下图1。 图1 库容曲线Figure1 capacity curve 泄流曲线计算：根据公式 （4）式中Q-泄洪流量，Qm0.5%=8.94m3/s-侧收缩系数 =1m-流量系数，取m=0.365经计算，Qm0.5%=8.94m3/s时，Ho=1.50m因控制段相对长度L/H=6/1.50=410属于宽顶堰范围，泄流量依照溢洪道设计规范推荐的公式： （5）计算。经计算，水库泄流曲线如下图2 图2 水库泄流曲线Figure2 reservoir discharge curve3.5.2 调洪演算原则调洪演算原则为：（1）水库起调水位为溢洪道堰顶高程224.28m（即正常蓄水位），相应库容为16.5万m3。（2）由于溢洪道无闸门控制，当水位超过溢洪道堰顶时，来水自动溢泄，水库水位随入库流量增大而上涨，当入库流量与下泄流量相等时，库水位不再上涨，达到设计和校核洪水位，其下泄流量也相应达到设计和校核流量。3.5.3 调洪演算的基本方法调洪演算的基本方法采用分时段调洪法，根据洪水过程中各时段进库、出库流量与调洪库容之间的水量平衡关系，采用公式： （6） 进行计算3.5.4 调洪演算结果根据以上计算，得出设计及校核洪水位及最大下泄流量。堰顶水位（起调水位224.28m），相应库容为16.5万m3，则调洪复核结果为：见下表9。表9 自力水库调洪演算结果Tab 9 Zili reservoir flood regulating calculation resultsP最高水位Z(m)相应库容V(万m3)相应泄量q(m3/s)起调水位(m)0.5%224.8818.32.15224.285%224.7217.821.35经复核后应重新确定自力水库的设计洪水位为224.72m，校核洪水位为224.88m；相应库容分别为17.82万m3、18.3万m3。3.6 水库抗洪能力复核根据水库大坝安全评价导则（SL258-2000）的有关规定，抗洪能力复核主要是对水库大坝坝顶高程和溢洪道控制段顶部高程等挡水建筑物进行复核。3.6.1 水库大坝坝顶高程复核根据碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）规定，水库大坝的顶部高程等于水库不同运用情况下的静水位与相应的超高之和。 静水位以上的超高参照碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）附录A执行。具体计算公式如下：Z=Z0+Rp+e+A (7)式中：Z水库大坝顶部高程（m）； Z0水库静水位（m）； Rp波浪爬高，； KP系数，按规范附表A.1.13确定；Rm波浪平均爬高，； 糙率渗透系数，按规范附表A.1.12-1确定为0.8； KW经验系数，按规范附表A.1.12-2确定为1.05(P=5%)、1.01(P=0.5%)； hm平均波高（m），按官厅公式计算； W计算风速，设计取1.514.6m/s，校核取14.6m/s； D风区长度，取360m； Lm平均波长（m），按官厅公式计算； m坝坡系数，取为2.1； e风壅水面高（m）； A安全超高，正常运用取0.50m，非常运用取0.30m。 坝顶高程复核计算成果见表10。表10 坝顶高程计算表 单位：mTab 10 Top elevation calculate table m序号项 目正常运用非常运用一波浪爬高计算 R0.330.42计算风速W (m/s)21.914.6水域平均水深 Hm9.079.15平均波周期Tm1.861.50平均波高 0.1760.115平均波长 Lm5.43.5糙率及渗透性系数K0.80.8W/(gH)1/21.641.08经验系数Kw1.031平均波浪爬高 Rm0.360.23设计波浪爬高 R5%0.660.42二风壅水面高 e0.0020.001三安全加高 A0.50.3四坝顶超高合计 y1.160.72五所需坝顶高程225.88225.6最后取值（取两者较大值）225.88经水库大坝坝顶高程复核计算，确定水库在正常运用情况下，坝顶高程需达到225.88m，在非常运用情况下，坝顶高程需达到225.6m，两者取大值后确定水库坝顶所需高程为225.88m。水库现有坝顶高程226.0m，较所需高程高0.12m，根据防洪标准（GB50201-1994）规定，水库大坝坝顶高程能满足防洪标准（GB50201-1994）规定洪水的挡洪要求。3.6.2 溢洪道控制段顶部高程复核根据溢洪道设计规范第2.3.7条的规定，控制段的岸墙顶部高程，在渲泄校核洪水时，应不低于校核洪水位加安全超高值；挡水时应不低于设计洪水位或正常蓄水位加波浪的计算高度和安全超高值。安全超高值挡水时取0.4m，泄水时取0.3m。因此，自力水库溢洪道控制段侧墙顶部高程取挡水和泄水时最大值，即不得低于225.78m。因溢洪道紧临大坝坝肩，因此溢洪道控制段的顶部高程应与坝顶高程协调一致，即不得低于坝顶高程226.0m，现有溢洪道控制段侧墙顶部高程为226.0m，满足规范要求。3.6.3 泄洪安全分析根据水库大坝安全评价导则（SL258-2000）的有关规定，泄洪安全分析包括复核在设计和校核洪水时，泄洪建筑物能否安全下泄最大流量以及泄洪建筑物本身和水库大坝的安全性；评估宣泄设计和校核洪水时，下游人民生命财产和社会经济损失；评估垮坝可能造成人民生命财产和社会经济损失等等。（1）泄洪建筑物本身的安全复核经计算，水库溢洪道能够宣泄校核洪水位时的下泄流量2.15m3/s，消力池不能满足消能要求。因此，溢洪道是不安全的。（2）洪水风险分析水库下游为一开阔低丘区，一旦大坝溃决，近20万m3的库容将倾盆而下，将冲毁宁涟公路和淹没两岸农田近200公顷，毁坏房屋800间，受灾人口达1200人，初略估算直接经济损失在3000万元以上。3.7 防洪标准复核结论3.7.1 防洪标准自力水库位于山区，大坝为均质土坝，原设计总库容20.2万m3，通过此次洪水复核后，总库容为18.3万m3，采用20年一遇的设计洪水、200年一遇的校核洪水的防洪标准，符合国家有关规范的要求。3.7.2 水库大坝的实际防洪能力自力水库现有坝顶高程226.0m，较所需高程高0.12m，水库坝顶高程满足相关规范要求；溢洪道控制段侧墙顶部现有溢洪道控制段侧墙顶部高程为226.0m，较所需高程225.78m高0.22m，其防洪标准能满足规范要求。综上所述，水库大坝抗洪能力低于国家现行规范要求，水库抗洪能力等级评价为C级。3.7.3 泄洪能力溢洪道控制段宽度3m，基本满足现行规范要求，溢洪道控制段侧墙顶部现有高程为226.0m，较规范要求的最小高程225.78m高0.22m，溢洪道宽度和侧墙高度满足现行规范要求。4 大坝除险加固设计4.1 坝体渗漏处理方案选择大坝坝体防渗处理方案选定的原则是尽量做到简便易行、方案可靠。根据本水库实际情况及存在的问题，参考全省小型病险水库除险加固技术培训班讲义，可以采用上游铺设复合土工薄膜防渗、上游加做粘土斜墙、坝体冲抓套井回填防渗墙等几种处理方案。现就各处理方案特点比较如下：方案一：上游铺设复合土工薄膜防渗该方案防渗效果好，造价相对较低，但对坝坡坡比要求较高，复合土工薄膜面保护层稳定难以保证，施工技术含量较高，同时，由于本水库除坝体渗漏外，两岸绕坝渗漏也较严重，铺设复合土工薄膜难以保证坝体部分与两岸连接部分形成闭合的防渗圈。方案二：上游加作粘土斜墙因上游坝体长期处于水下，坝前淤泥较多，加作粘土斜墙需对上游坝脚清基，施工中需作全线围堰，围堰工程量大，淤泥清理难度也大，清基质量难以保证，同时，斜墙填筑需分层夯填，大型机械施工工作面窄，碾压难到位，小型机械施工进度慢，工期难以保证。该方案对上游坝坡稳定不利，造价相对较高。方案三：坝体旋挖钻孔套井回填防渗墙我省从1984年开始采用旋挖钻孔套井回填防渗墙进行土坝防渗处理，我县中型水库洞庭桥水库及部分小一、二型水库在近年也相继进行过坝体旋挖钻孔套井回填防渗墙防渗处理，从运行情况看，其防渗效果明显。该方案具有机械设备简单、施工方便、工程量小、质量易控制等优点，是处理土坝漏水的有效措施。综合比较以上三种防渗处理措施，结合本水库自身特点及存在的问题，本次设计采用坝体旋挖钻孔套井回填防渗墙的处理方案。4.2 大坝防渗墙加固设计一 旋挖回填1）旋挖钻孔套井原理旋挖钻孔套井回填处理土坝渗漏，是在漏水范围内利用旋挖机钻孔，然后用粘土进行分层回填，并利用钻机的动力和卷扬设备带动夯锤加以夯实，造成一个连续的截水墙，截断坝身或坝基中的渗流。2）旋挖套井防渗墙顶高程的确定根据碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）4.2.4条防渗墙顶部在静水位以上的超高，对正常运用情况，应为0.60.3m；对非常运用情况，防渗体顶部应不低于非常运用的静水位。对正常运用情况时，防渗墙顶部高程为225.22m，对非常运用情况，防渗墙最高为225.38m。大坝坝顶高程226.0m，旋挖套井在坝顶进行，由上而下进行钻孔后回填的，为解决心墙高程过低问题以及便于施工和保证质量，旋挖套井回填防渗墙顶高程与坝顶齐平，为226.0m。3）旋挖套井防渗墙平面布置及轴线位置确定大坝旋挖回填防渗墙的主要作用为加高加固大坝原有防渗体，旋挖回填防渗墙平面位置一定在大坝原有心墙之内，为减少下游坝体内的水压力，坝体防渗墙在满足防冻与保护层要求下尽量靠上游。因此，旋挖回填防渗墙布置在原有防渗体心墙中轴线上游，同时旋挖轴线应与基础灌浆帷幕轴线一至，以便形成一个封闭的防渗体系。套井防渗墙在平面上按主、套井相间布置，一主一套相接连成井墙，套井为整圆，主井被套井切割，呈对称蚀圆。排数和排距的确定：旋挖套井回填孔、排距和有效厚度的相互关系如下表：表11 孔距、排距和有效厚度的相互关系Tab 11 Pitch, the row spacing and the effective thickness of the mutual relationship钻孔排数最优值孔距L（m）排距Si(m)有效设计厚度Ti(m)145L1=2RcosT1=2R(sin)23834L2=2RcosS2=1+sinT2=R(1+3sin)330L3=2RcosS3=1+sinT3=R(1+4sin)旋挖套井回填防渗后浸润线计算：假定大坝采用单排孔，=45，则L1=0.78m，T1=0.78m。按照防渗墙的渗透系数和坝体渗透系数的比值折算成等效的坝身厚度来进行浸润线计算，根据渗流计算浸润线成果进行下游坝坡稳定计算，得稳定渗流期下游坝坡最小抗滑安全系数Kmin=1.171K=1.15，满足规范要求，故本次设计选用单排孔旋挖套井回填防渗墙，井孔直径110cm，孔距为78cm，搭接长度为32cm，形成防渗墙宽78cm。4）套井回填土料的选择套井回填土料暂拟在位于坝区东南面左岸2Km岗地取土，地表为山地，少量菜地与经济林。剥离层平均厚度0.5m，有用层厚度3m4m，有用层为黄褐色含少量砾的粉质粘土 ，呈硬塑状态。贮量足，其物理性质可以满足防渗墙土料要求，根据碾压式土石坝设计规范，防渗墙土料必须符合以下物理性质：回填土料为粘性土料，填土渗透系数要求K379、100.70.50.4表13 坝基接触面灌浆和试验压力表Tab13 Dam grouting and interface table and test pressure gauge坝高(m)h0，iik，故在陡槽段上发生b2型降水曲线。2）水面线的推求根据调洪演算校核下泄流量Q=2.15m3/s，控制段末端为控制断面，泄槽水面线根据能量方程，用分段求和法计算，计算公式如下： (10)式中：l1-2分段长度，m；h1，h2分段始、末断面水深，m；v1，v2分段始、末断面平均流速，m2/s；1，2流速分布平均匀系数，取1.05；泄槽底坡角度，（）；i泄槽底坡，i=tg；分段内平均摩阻坡降；n泄槽槽身糙率系数；分段平均流速，=（V1+V2）/2，m3/s；分段平均水力半径，=（R1+R2）/2，m。判别标准：当计算的L与给定的L相等时，则假设的末端水深即为所求水深。由此求得陡坡段水面曲线。3）溢洪道墙高根据溢洪道设计规范SL 253-2000.第3.4.8规定：泄槽段边墙高度应根据计入波动及掺气后的水面线,再加上0.51.5m的超高。故：墙高H=掺气水深hb+安全超高泄槽段水流掺气水深可按下式计算： (11)式中h,h b泄槽计算断面的水深及掺气后的水深，m；v不掺气情况下泄槽计算断面的流速，m/s；修正系数,可取1.1s/m。安全超高取0.8m。经计算，溢洪道泄槽最大墙高为1.1m。4)消力池计算消力池按10年一遇下泄流量进行设计，10年一遇溢洪道下泄流量为0.98m3/s，消力池为底流消能。根据溢洪道设计规范(SL25S-2000)等宽矩形断面下挖式消力池池深、池长可按下列公式计算： (12)Lk=0.8L L=6.9(h2-h1)式中：Fr1收缩断面弗劳德数h1收缩断面水深h1=0.03 mV1收缩断面的流速m/sd池深m水跌淹没度，=1.05h2-池中发生水跌后的水深，经计算h2=0.84mht消力池出口下游水深Z 消力池尾部出口水面跌落b消力池池宽，b=3mQ流量，Q=0.98m3/s消力池出口段，流速系数=0.95L自由水跌长度，经计算L=6.9(h2-h1)=5.59mLk=0.8L=0.85.59=4.85m取Lk=5m消力池深：d= 0.55m取消力池池深0.8m。4.4.3 溢洪道除险加固设计（1）溢洪道进口段及控制段本次调洪复核结论表明，溢洪道控制段顶部高程不得低于225.84m，而现有溢洪道控制段顶部高程为266.0m，满足规范要求。溢洪道控制段侧墙砌体开裂，底板质量差，毁损较严重，所以本次设计决定对底板及侧墙进行拆除重建。新建控制段长6m，宽3m，侧墙高1.72m。因砌筑质量差，墙体风化、开裂，底板未衬砌，本次设计将侧墙拆除重建，底板现浇砼衬砌，厚0.3m。具体见设计图。（2）溢洪道泄槽段1) 侧墙 溢洪道泄槽段侧墙开裂严重，部分已垮塌。本次设计对陡坡段拆除重建，新建侧墙高1.1m，采用C20砼结构，具体见设计图。2) 底板根据地勘报告成果及现场勘察检查情况，溢洪道泄槽底板冲刷破损十分严重，本次设计对其进行拆除重建，新建底板采用C20钢筋砼，厚0.2m。3)溢洪道消力池原溢洪道下游无消力池，本次设计新建消力池，经消能计算：所需消力池长度为5.0m，宽3.0m，深0.8m。消力池底板厚度计算如下：消力池底板厚度必须同时满足抗冲和抗浮的要求，抗冲和抗浮所需厚度分别按以下公式进行计算，并取大值。抗冲 (13)抗浮： 式中 t消力池底板始端厚度（m）H泄水时的上、下游水位差（m）K1消力池底板计算系数，采用0.150.20K2消力池底板安全系数，采用1.11.3u作用在消力池底板底面的扬压力（KPa）W作用在消力池底板顶面的水重（KPa）Pm作用在消力池底板上的脉动压力（KPa）rb消力池底板的饱和重度（KN/m3）经计算： t抗冲=0.28m， t抗浮=0.22m取消力池底板厚度为t=0.3m，采用C20钢筋砼结构。4）溢洪道边墙稳定复核根据实际情况，拆除原浆砌石侧墙，新建左、右两岸侧墙，采用浆砌石结构，基础为强风化花岗岩。进口段侧墙顶高程为226.0m，最大墙高为1.72m，墙顶宽0.5m，侧墙采用重力式，迎水面垂直，背水面坡比为1：0.3。稳定计算最不利工况为泄槽内无水时的工况。抗滑稳定计算公式采用抗剪强度公式计算： (14)式中：Kc按照抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数； f地基抗剪摩擦系数； W作用于边墙上的全部荷载对计算滑动面的法向分量；P作用于边墙上的全部荷载对计算滑动面的切向分量。墙后填土为风化岩弃碴料，湿容重rn=18KN/m3，内摩擦角=28。抗倾稳定计算公式： (15)式中：K0抗倾稳定安全系数，My作用于边墙上的全部荷载对墙前趾的稳定力矩，M0作用于边墙上的全部荷载对墙前趾的倾覆力矩。经计算，KC=1.191.15（规范规定值），K0=1.651.4（规范规定值），故挡土墙抗滑、抗倾满足规范要求。4.5 输水涵洞除险加固设计4.5.1 输水涵洞现状基本情况原输水涵洞为0.61m浆砌条石箱涵，进口高程为217m，全长44m，设计流量为0.05m3/s。由于涵洞砌筑质量差，加上运行年久，侧墙和顶渗漏严重。进口采用插板式闸门控制，拉杆变形、锈蚀严重，启闭不灵。4.5.2 设计方案的选定根据输水涵洞存在的问题及水库实际地形地质条件以及结合当地筑坝材料、施工经验，拟对涵洞处理采用以下两种方案进行比较：方案一：大开挖方案，将原涵洞开挖拆除，在原址重建输水涵。方案二：新开隧洞方案，对原涵洞进行封堵，在大坝左侧山体新开一处隧洞，隧洞进口设消力井及斜拉闸门控制放水灌溉流量。两种处理方案技术、经济对比如下：方案一：原涵处理彻底，效果好，不留隐患，运行可靠，但大坝开挖土方量大，要求机械设备多，施工受天气、场地限制，回填质量要求高，工期要求较长，投资较大。方案二：受地形、地势、地质条件影响较大，大坝左侧库内山体坡陡，消力井位置难确定，需对原涵洞进行封堵，原涵封堵处理难度大，但隧洞施工受天气影响较小，爆破工作量较多。通过以上比较分析，结合本水库自身特点，本次设计推荐方案一。4.5.3 重建输水涵洞设计（1）总体布置将原浆砌石涵洞拆除，重建涵洞位置仍位于原涵洞位置，即靠坝体左岸与左岸坡连接处，涵洞进口新建消力井，出口接原灌溉渠渠首。（2）重建涵洞设计根据近年来水库涵洞运行实践，本次设计重建涵洞洞身采用预应力砼承插管，根据灌溉需要，设计流量采用0.05m3/s，涵洞断面最小尺寸除满足运行要求外，还应结合考虑以后运行管理方便。因此初拟涵洞洞径1m，纵坡1/152，进口底板高程215.85m，出口底板高程仍采用原底板高程215.56m，预应力砼承插管11根，总长44m。管座采用C15砼垫层，消力井后每10m设置一道C20砼截水墙，共设两道。涵洞为无压长洞，洞身段过流能力按明渠均匀流公式计算： (16)式中：C谢才系数；A 过水断面面积，m2n糙率系数；R水力半径；I涵洞坡降。经计算，流量为0.05m3/s时，涵洞水深为0.13m，满足过流和涵顶净空面积的要求。（3）进水口消力井设计采用深水式消力井，设在涵洞进口前，在进水口安装斜拉铸铁闸门，对应进水口下端设消力井，水流经过消力井消能后，进入涵洞。采用公式： (17) 式中：管道流量系数，=0.65g重力加速度，g=9.8m/s