XX水库大坝建设工程设计方案.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除1 综合说明1.1 简述XX水库位于XX省XX市XXXX镇XX村，该水库座落地属低山丘陵区，背靠横山山脉，集水区无工业和生活污染源，水质较好；水库泄出的洪水经薛丹撇洪渠最终汇流至姑溪河。大坝始建于1965年10月，1966年10月完工，是一座以灌溉为主的小（2）型水库。水库位置图见1.1-1。XX水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水涵等组成。水库集水面积0.355平方公里，总库容11.5万立方米，调洪库容10.5万立方米，设计蓄水位72.0米（相对高程，下同），防洪限制水位71.5米，设计洪水位73.0米，校核洪水位73.8米，大坝为均质土坝，坝长105米、坝顶高程74米。2012年8月由XX水利局组织专家对XX水库进行了安全复核，确定水库防洪标准为二十年一遇洪水设计、两百年一遇洪水校核。本次除险加固，二十年一遇设计水位72.1米，两百年一遇的校核水位为72.5米。坝体、泄洪设施及管理设施等存在一定的安全隐患，主要是：（1）大坝始建于上世纪60年代，为均质土坝，主要由人工挑筑而成。由于当时施工条件、技术落后，大坝清基不彻底，大坝施工质量均达不到现行规范及设计要求，输、泄建筑物现状均存在一定的安全隐患，放水涵洞及溢洪道等工程质量差；放水涵洞破损严重；启闭机房与启闭机已损坏。下游消能防冲设施已损坏。（2）坝身出现渗漏现象，影响大坝安全运行，需进行截渗处理。（3）溢洪道为山体石质溢洪道，宽度不满足泄洪需求，需进行拓宽或新建。考虑对水系的影响，需对溢洪道进行拓宽。（4）大坝迎水面现无护坡，需采用混凝土护坡；背水面杂草丛生，需采用生态护坡。（5）大坝背水坡无排水系统，大坝无反滤排水设施，并且缺少必要的大坝安全监测设施，防汛通讯及管理设施不完善。综上所述，XX水库大坝存在较严重的病险，主要包括工程质量差、渗流不满足要求；溢洪道、放水涵洞存在严重安全隐患，以无法正常工作；缺少必要的大坝安全监测设施等，应属“三类坝”，必须尽快除险加固。图1.1-1XX水库工程位置图 图1.1-2 XX水库大坝上游护坡现状图1.1-3 XX水库大坝下游护坡现状图1.1-4 XX水库溢洪道图1.1-5 XX水库放水涵图1.1-6 XX水库启闭机房1.2 水文XX水库位于XX省XX市XXXX镇XX村，该水库座落地属低山丘陵区，背靠横山山脉。大坝始建于1965年10月，1966年10月完工，是一座以灌溉为主的小（2）型水库。XX水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水涵等组成。水库集水面积0.355平方公里，总库容11.5万立方米，调洪库容10.5万立方米，设计蓄水位72.0米，防洪限制水位71.5米，设计洪水位73.0米，校核洪水位73.8米。水库流域内降水季节性强，时空分布不均，5-9月份降雨，约占全年降雨量70%左右。据太平口水文站多年资料分析，本地区多年平均降雨量1127.3mm，最大年降雨量1955mm（1991年），最小年降雨量463mm（1978年）。该地区年际变化很大。每年6月中旬至7月下旬，因受梅雨季节的影响时常有强降雨发生。水库地区属亚热带季风气候，四季分明，温暖湿润，年平均气温16.7，平均初霜期在11月16日，平均无霜期243天。冬季多北风，夏季多南风，全年平均风速3.3米/秒。XX水库坝址无实测洪水资料，来水面积较小，考虑流域气候与自然地理条件、地区洪水特性等，本次按 “84年办法”计算设计洪水过程线，推求设计洪水。经分析计算，计算得水库20年一遇设计洪峰流量7.85m3/s，200年一遇校核洪峰流量为14.7m3/s。根据施工组织设计需要，分析XX水库施工期10月次年3月、11月次年4月、11月次年3月入库洪峰流量进行分析。通过用面积比法分析10年一遇、5年一遇及3年一遇入库洪峰流量成果见表1.2。表1.2 XX水库施工期洪峰流量频率计算成果 单位: m3/s项目重现期（年）施工时段10月次年3月11月次年4月11月次年3月流量（m3/s）100.080.100.0850.070.080.0530.030.030.031.3 工程地质1.3.1 坝身工程地质条件XX水库大坝为均质土坝，XX水库大坝长105m，坝顶高程74m，顶宽4m，最大坝高8.0m，迎水面坡比1：2.0，背水面坡比1：2.5。XX水库大坝坝身为人工填土（Q4ml），工程地质剖面图上标识为层填土。现描述如下：层填土，粘土及壤土（Q4ml）：层厚0.504.50米，层底标高90.1097.09米（相对测量高程）。褐黄色为主，褐、黄、灰等色。结构松散，湿。该层由大坝人工填土及耕土两部分组成。大坝填土主要位于大坝坝基以上，以壤土及粘土为主要成分，颜色较为杂乱，呈松散稍密状态，湿。耕土主要分布于大坝填土与坝基之间以及大坝以外范围，主要由壤土组成，灰色，松散状态，湿。含大量植物根茎等杂物，局部夹少量碎石。此层土属高压缩性土。坝身填土的物理力学性质详见土工试验报告及物理力学性质指标统计表。1.3.2 坝基工程地质条件（1）坝基工程地质条件概况XX水库大坝主要座落于第四系上更新统（Q3al+pl）沉积冲积地层。（2）坝基岩土层分述XX水库大坝坝基岩土层在本次勘探范围揭露为上更新统（Q3al+pl）。现叙述如下：层粉质粘土 (Q4al+pl)：此层未钻穿，最大钻遇厚度14.60米。黄褐、灰黄色，可塑硬塑状态，湿。中等韧性，切面较光滑，干强度中等，摇振无反应。含大量条带状高岭土及灰黑色铁锰氧化物浸染斑块。此层土属中等偏高压缩性土。以上各地层分布详见工程地质剖面图。各岩土层的物理力学性质详见土工试验报告及分层物理力学性质统计表。1.3.3 水文地质条件综述勘探区内第四系上更新统及第四系全新统地层广泛分布，地下水主要分布为类型主要为上更新统粘土（Q3al+pl）中的孔隙潜水，受大气降水和库水补给。地下水位的动态明显受大气降水、库水及蒸发影响。根据区域地质资料和库区附近的水质分析资料，XX水库大坝的水对混凝土无腐蚀性。1.4 工程任务与规模根据2012年安全复核，XX水库总库容11.5立方米，属小（2）型水库，工程等级为五等，大坝及主要水工建筑物为5级。大坝为均质土坝，原设计标准为20年一遇设计，200年一遇校核。本次根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）的有关规定，结合XX省小水库除险加固设计指导意见的精神，复核洪水标准仍采用20年一遇设计，200年一遇校核。本次水库除险加固，以不改变水库设计正常蓄水位和汛限水位，不改变水库以灌溉为主兼有防洪与供水等综合功能，不降低水库工程效益，不增加库区淹没范围为原则。XX水库本次洪水复核仅考虑溢洪道泄洪，现状溢洪道为开敞式宽顶堰，进口底板高程为72.0m，底宽2m。加固改造后的XX水库正常溢洪道水位、泄量关系分别列于表1.4-1。表1.4-1 XX水库洪水调节计算成果表库水位（m）7171.57272.57373.5泄量 (m3/s)0004.241222本次调洪演算的起调水位采用71.0m，泄洪设施为溢洪道，当库水位超过71.0m，水库自由泄洪。调洪演算成果见表1.4-2。表1.4-2 XX水库洪水调节计算成果表频率P（%）0.505洪峰流量（m3/s）14.77.85最高洪水位（m）72.9872.60相应总库容（万m3）10.59.70相应滞洪库容（万m3）3.732.93最大下泄流量（m3/s）11.75.8根据安全评估结论，结合工程现状，本次水库除险加固，以不改变水库设计正常蓄水位和汛限水位，不改变水库以灌溉为主兼有防洪与养殖等综合功能，不降低水库工程效益，不增加库区淹没范围为原则。加固任务主要有：（1）大坝防渗加固，完善其它坝面结构；（2）加固完善溢洪道、放水涵洞；（3）建立大坝的观测设备及观测仪器，新建管理房、设施及道路；1.5 加固工程设计根据现场检查报告、安全评估报告，XX水库存在渗流等安全问题，其主要加固内容有：截渗、上游护坡、放水涵与启闭机房拆除重建、溢洪道拓宽加固、增加消能设施等。根据现场检查报告、安全评估报告，XX水库存在渗流等安全问题，其主要加固内容有：截渗、放水涵与启闭机房拆除重建、溢洪道拓宽加固、增加消能设施等。1.5.1 大坝加固设计大坝为均质土坝，坝顶高程74米，最大坝高8m，坝长105m，坝顶宽约3m，坝上游坡约12.0，下游坡比为1:2.5。据大坝坝顶超高及坝顶高程计算结果，现状条件下计算坝顶高程为73.61 m，现有坝顶高程74m左右。现有坝顶高程满足防洪要求。a)坝顶路面为完善坝顶交通，设计于大坝坝顶铺设路面。采用C25混凝土路面，路长105m，宽3.0m。路面结构为：上层为厚0.18mC25混凝土路面，下层为厚0.20m级配碎石。路面设置下游侧3%的横坡，以利排水。b) 大坝防渗加固设计鉴于土坝填筑质量差，高水位时坝脚渗漏严重，防渗不满足要求，需进行防渗处理，以防止大坝产生渗透破坏，并降低坝体浸润线，减小渗流量，提高大坝稳定性。大坝截渗采用多头小直径水泥土防渗墙。防渗墙厚度根据其允许渗透坡降J=60，结合施工可能产生的垂直偏差，选用桩径为400mm，桩间距225mm，垂直度不大于1%，搭接处理论成墙厚度最大260mm，最小150mm，可满足防渗墙厚度的要求。墙顶高程取校核洪水位为72.98m，截渗墙深入坝基中风化岩中0.50m。c)上游护坡图1.1-2为大坝上游护坡现状图，现状大坝上游无护坡，风浪对大坝严重冲淘，坝坡不平，杂草丛生，不利于大坝管理，也不利于防汛查险。因此，本次设计对大坝坝坡护砌。新建护坡采用12cm厚C20混凝土预制干砌块结构，下部设0.10m厚碎石层。护砌高程为从67.5m高程护砌至74m高程。于护砌顶、底各设一道M10浆砌块石齿墙，断面尺寸0.400.6m（宽高），每30m设置一道垂直坝轴线的齿墙，断面尺寸0.400.60m（宽高）。d)下游护坡下游坡采用框格草皮护坡。混凝土框格面积5000x5000。格埂为C20现浇混凝土，断面400x400。框格中填种植土并植草皮。e)下游坝脚设排水沟与排水棱体在坝下建排水棱体和0.5米宽的排水沟，排水沟与下游水塘连接。f) 白蚁防治该水库在下游坝坡存在白蚁，因蚁害时间长，蚁穴深，严重影响大坝安全。由于白蚁活动隐蔽，危害隐蔽，繁殖力强，且有分飞移殖等生物学特点。若不及时有效地灭杀大坝及周围环境中白蚁，大坝上白蚁危害随时可能更加发展壮大，这对水库安全运行构成很大隐患。本次加固设计，根据“以防为主”的原则，确定大坝下游坡为白蚁防治的重点，采取下列综合防蚁措施：（1）检查并清除坝体内原有白蚁巢。在工程开工前，对大坝进行全面白蚁检查，对水库大坝蚁害点进行挖巢处理。（2）由于白蚁的活动期和分飞期是在每年的46月和911月，活动范围在100m之内，因此，在坝坡和大坝周边100m范围之内布设诱杀坑，诱杀坑间距10m，梅花型布置，坑内放置带药的毒诱饵条，每年的46月和911月放置一次，连续诱杀23年，直至蚁巢内白蚁全部消灭干净。1.5.2 溢洪道工程加固设计根据调洪计算结果，现有的溢洪道宽2.0m，不能满足防洪要求，本次设计对现状溢洪道拓宽到8米，并就破损部分进行修复。1.5.3 放水涵工程加固设计本次设计拟对涵洞进行拆除，在原放水涵位置重建。新建涵洞过流能力不小于现有涵洞，同时为了施工、检修方便，防止放水期间杂物堵塞涵洞，洞身采用钢筋砼箱型涵洞，涵洞底高程与现有放水涵底高程相同，设置进口高程68.5m，洞身断面为1.01.2m（宽高）。涵洞出口侧消能设施设挖深式消力池，池深0.5m，长5.0m，为钢筋混凝土结构。消力池末端与新建排水渠相接。涵洞进口翼墙平面上布置成八字型，水平扩散角约为30o，水平投影长为5.0m；出口翼墙平面上布置成八字型，水平扩散角约为14o，水平投影长为5m。墙身为M10浆砌石重力式挡土墙，底板为C15砼。设计涵洞断面在相应正常蓄水位闸门全开的工况下涵洞过流能力为Q=10.0m3/s。按闸孔出流流量计算公式，设计灌溉流量0.15m3/s，闸门开度小于0.1m。1.5.4 观察设计水库现状无观测设施，为了解坝身截渗效果，验证理论计算的合理性，以及为工程管理、防汛抢险提供决策依据，在坝身埋设2组测压管。第一组测压管布置在最大坝高处，第二组测压管布置在坝左侧，与第一组相距40m。每组测压管布置3根，防渗墙后下游坡中间一根，坡脚一根，测压管底高程为坝基(基岩)下2m，测压管顶露出坝坡，管顶用C20混凝土做0.3m宽0.3m长0.3m深方形井保护，井壁、底厚度0.2m，井顶设混凝土盖板。1.6 金属结构XX水库枢纽工程涉及的项目的有放水涵洞。金属结构设计内容为新增防洪控制闸门1扇，配套启闭机2套。主闸门为1.01.2m成品铸铁闸门，闸门设计水头5.5m，配套手动螺杆式启闭机QLS-50kN，启门高度3.0m。1.7 施工组织设计XX水库位于XX市XXXX镇百峰村境内，坝址坐落于长江流域石臼湖水系XX河上游支流上。现有进库公路通至坝顶。XX水库除险加固工程主要建设内容：大坝截渗、上下游护坡、防汛道路，白蚁防治，放水涵拆除重建、溢洪道加固、增加消能设施等。本工程所需水泥、钢筋、柴油、木材、黄砂等均从XX镇物资市场购进，运距约10km；碎石、块石从附近石料场采购，运距约5km。施工生产用水可就近抽取水库水，生活用水从附近居民生活用水水源取用或打井解决。施工用电可直接从附近10kVA线路“T”接，在施工区范围内架设临时供电线路。本工程施工时受水库水位影响的主要为放水涵拆除重建工程。9月底以前通过放水涵调节库水位至53m高程，开始填筑放水涵进口围堰并进行放水涵的拆除重建工作，其间水库来水均蓄在库内。本工程施工总工期共7个月，即从第1年10-12月到第二年4月。主体工程施工期5个月。自第一年10月初至第二年2月底，完成大坝、溢洪道、放水涵洞等所有加固工程的施工。即第2年4月，完成工程竣工总验收。本工程施工总工日0.31万个，施工期平均上工人数15人，高峰上工人数40人。本工程施工征地主要为施工工厂及管理生活用房占地，占地面积3亩，按临时征用1年考虑。1.8 水库淹没处理及工程占地XX水库除险加固工程实施后，不抬高水库各标准洪水位，因此不增加淹没损失，不存在增加移民和淹没赔偿问题。本工程新增取土区临时征地3亩，为耕地。按照国务院颁布的471号令及省内有关标准结合现行实行的有关方针、政策、规程、规范，结合当地的实际情况，本工程征地拆迁补偿总投资为2.16万元。1.9 环境保护与水土保持设计本工程对环境带来的不利影响主要是施工中会产生废水、噪声、粉尘以及弃碴等，会对施工区的水环境、声环境、大气环境以及植被等带来短时的不利影响，这种危害是局部的，有限的，不存在制约工程实施的环境因素。有利影响是主要的，加固工程实施完成后可以确保水库大坝防洪安全，对保护下游群众的生命财产安全有着重要作用，对促进地区经济发展、保护经济成果有着重要意义。施工期环境影响如交通噪声、施工废水等对环境的影响一般是短期的。在邻近居民区施工时应注意控制噪声，施工时应避开人们的休息时间。施工废水中主要污染物是悬浮物，在砼搅拌站建一个生产废水沉淀池，将生产废水经沉淀后排放。生活污水需经集中到污水池适当处理后排放。严禁将生产废水与生活污水排入库区。施工中应注意水土保持工作，工程开挖时应尽量保留表层土壤，用于取土后覆土，并尽快恢复植被或改造成其它可利用的土地。应注意在汛期取土和弃土的保护，避免产生严重的水土流失，尽量不占用和破坏绿地。坝坡防护和取土料场是水土流失防治的重点，应及时修建挡土墙和护坡工程，并尽快采取措施恢复植被。施工弃碴应合理堆置在坝脚线下游附近低洼地，但需堆放平整并应保持堆渣体稳定，表面用细石与泥土进行平整处理，种上树木。施工结束后，应尽快拆除临时生产、生活建筑物、清理施工区废弃的砂石料，工程区应采用较美观的草种、树种进行绿化，恢复植被以保持水土，美化环境。本工程环保措施和水保措施施工简单，范围小，工程量少。参考类似工程进行估算，本除险加固工程环保与水保投资5万元，其中环保投资1.5万元，水保投资3.5万元。1.10 工程管理设计水库管理隶属XXXX镇XX村，无专业管理人员。日常管理由百峰村负责维修、防洪、灌溉等工作；水库坝顶坑洼不平，汛期道路泥泞；白蚁活动普遍；同时无管理房。按水库工程管理设计规范（SL106-96）的要求，同时结合工程实际情况，确定管理范围按大坝外缘线以外20m考虑，工程保护范围按大坝外缘线以外50m考虑，迎水侧及库区均为工程保护范围，在工程保护范围内，禁止从事危及大坝工程安全的活动。XX水库现无管理设施，根据水库工程管理设计规范（SL106-96）和水利部水计199113号文关于新建水利工程有关管理编制、经费、用房等问题的通知中的有关规定，需配置必要管理设施。1.11 设计概算（1）工程概况XX水库位于XXXX镇，是一座以灌溉为主，结合防洪的小（2）型水库。本次除险加固工程主要建设内容：大坝加固、上下游面护坡、溢洪道拓宽加固、放水涵拆除重建、坝顶防汛道路等。主要工程量：土方开挖3079m3，土方回填1800m3，堆砌石483m3，砼及钢筋砼673m3，多头小直径截渗墙890m2。主要材料量为：水泥351t，钢筋20.2t，碎石1118m3，块石624m3，黄砂562m3 ，汽油1.2 t,柴油7t。根据施工组织设计安排，本工程施工工期为6个月，主体工程所需人工0.31万工日。（2）工程投资本工程初步设计概算静态总投资：166.11万元，其中：工程投资161.11万元（基本预备费为7.67万元），水土保持和环境保护工程5万元。（3）编制依据和原则本工程概算根据水利部水总2002116号文的有关规定编制，主要依据有：a) 水利部水总（2002）116号文颁发的水利工程设计概（估）算编制规定（以下简称“116号文”）。b) 建筑工程定额主要采用2002年水利部116号文颁发的水利建筑工程概算定额，缺项子目参照其他相关定额。c) 施工机械台时费定额采用2002年水利部116号文颁发的水利工程施工机械台时费定额，其中第一类费用按台时定额所列费用计入；第二类费用根据本工程所采用的人工、燃料等预算单价按实计算。d)国家、省、地方其他有关规定和标准以及设计工程量和图纸等。1.12 经济评价本次除险加固工程总投资为166.11万元，新增工程年运行费用为6.64万元，年均效益为300万元。计算期取26年，正常运行期取25年。经过国民经济评价指标计算，经济内部收益率EIRR为15.37%，当社会折现率为8%时，经济净现值为416万元，经济效益费用比EBCR为1.8，各项经济评价指标均能满足规范要求，具有较显著的经济效益。此文档仅供学习与交流附表1 XX水库除险加固工程特性表序 号名 称单 位数 量备 注一水文1控制流域面积km20.3552水文气象特征多年平均气温16.7多年平均降雨量mm1127.6多年平均最大风速m/s24.33代表性流量正常运用（设计）洪水标准P(%)5设计洪峰流量m3/s7.85非常运用（校核）洪水标准P(%)0.5校核洪峰流量m3/s14.7二水库1水库水位校核洪水位(0.5%)m72.60设计洪水位(5%)m72.98正常蓄水位m72.0汛期限制水位m71.0死水位m67.52正常蓄水位时水库面积万m23水库容积总库容万m311.5正常蓄水位下库容万m37.8死库容万m30.7三主要建筑物1大坝工程坝型均质土坝地震基本烈度/设防烈度度7地震动峰值加速度g0.10坝顶高程m74.0坝顶宽度m3.0最大坝高m8坝顶长度m105上游坝坡坡比1:2下游坝坡比1:2.52溢洪道工程设计下泄流量(P=5%)m3/s5.8校核下泄流量(P=0.5%)m3/s11.7消能防冲洪水标准%10消能型式斜坡护坦地基特性重粉质壤土侧墙结构型式浆砌块石侧墙底板结构型式浆砌块石护砌(1)控制段堰流型式宽顶堰堰顶高程m72.0堰顶宽度m8(2)陡坡段长度m宽度m底坡坡比3放水涵座1设计流量m3/s10涵底高程m68.5涵洞长度m46.0涵洞型式箱涵孔径m宽1m，高1.2m主闸门铸铁闸门启闭机台数台套1手电动螺杆式四加固处理措施大坝截渗、下游护坡、坝顶防汛道路，白蚁防治，放水涵拆除重建、溢洪道拓宽加固、增加消能设施。五工程占地与拆迁1永久占地亩2临时占地亩33拆迁房屋m204其他六工程投资万元166.11其中预备费7.67万2 水文2.1 流域概况XX水库是一座以灌溉为主的小（二）型水库。位于XXXX镇XX村，集水面积0.355平方公里，总库容11.5万m3。大坝始建于1965年10月，1966年10月完工，其管理单位XX镇是我县通往苏浙地区的重要门户， 314省道穿境而过，经济和商贸发达，该镇是全县重要的边贸、农业经济大镇。该水库座落地属低山丘陵区，背靠横山山脉，横山最高峰海拔458米；集水区植被和森林覆盖率较高，无明显水土流失现象，库内淤积较轻；集水区无工业和生活污染源，水质较好；水库泄出的洪水经薛丹撇洪渠最终汇流至姑溪河。该地区属亚热带季风气候，四季分明，温暖湿润，年平均气温16.7，平均初霜期在11月16日，平均无霜期243天。冬季多北风，夏季多南风，全年平均风速3.3米/秒，6月中旬至7月下旬，因受梅雨季节的影响时常有强降雨发生。由于该库附近无气象水文站，因此水文资料引用太平口水文站资料；据太平口水文站多年资料分析，本地区多年平均降雨量1127.3mm，最大年降雨量1955mm（1991年），最小年降雨量463mm（1978年），年际变化很大；降雨量在年内分布也很不均匀，主要集中在5-9月份，约占全年降雨量70%。2.2 历次设计洪水计算方法与成果XX水库设计洪水无过去详细设计资料，其历次设计洪水计算方法与成果为无。2.3 本次设计洪水复核计算XX水库坝址无实测洪水资料，邻近流域也无实测洪水资料，根据现行的水利水电工程设计洪水计算规范（SL44-93）、小型水力发电站水文计算规范（SL77-94）等规定，考虑流域气候与自然地理条件、地区洪水特性等，按无资料地区设计洪水计算办法由设计暴雨间接推求设计洪水。本次采用由原水电部规划总院验收，水电部批准颁发使用的XX省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法（以下简称“84年办法”）进行水库设计洪水计算。根据分析，XX水库所在流域的洪水主要由暴雨形成，暴雨历时一般13天。根据该流域的暴雨及洪水特性，考虑本水库的来水面积较小，本次以最大1h、24h的设计暴雨量进行设计洪水的峰、量控制。由于本水库流域内无雨量测站，周边相近流域也无完整不同时段降雨资料，本次设计暴雨采用暴雨等值线图推求。1995年3月XX省水利设计院编制了XX省长短历时年最大暴雨统计参数等值线图，该图包含了最大24h、3d等暴雨均值及Cv等值线，采用的暴雨系列较长，并进行了面上平衡，参数进行了必要的调整、修正，能反映短历时暴雨统计参数地区分布规律，可以满足规划设计要求。由“84年办法”及XX省长短历时年最大暴雨统计参数等值线图可查得本水库所在位置年最大1h、24h点雨量均值分别为45mm、110mm，相应Cv值分别为0.50、0.60。考虑到等值线图上参数经过面上平衡，能反映短历时暴雨统计参数地区分布规律，偏安全考虑，XX水库年最大1h、24h点雨量均值采用值分别为45mm、110mm。水库控制面积小于10km2，不计折扣系数，XX水库面雨量均值也分别为45mm、110mm。（1） 点、面设计暴雨点暴雨量根据“84年办法”降雨量等值线图查得流域中心处的、Cv24、Cv1，并根据P-型曲线模比系数KP值求出各种频率的点暴雨量H24、H1。计算成果见表2-1。表2-1 设计点、面暴雨量计算成果表 单位:mm暴雨历时设计参数频率P（%）均值CvCs/Cv0.330.50251h450.503.51461381099024h1100.603.5425398304242面暴雨量根据流域面积查暴雨量点面关系折算系数24=1=1.0，面暴雨量按下式计算： 式中：24、1分别为24h、1h暴雨点面折算系数；H24、H1分别为24h、1h设计点暴雨； P24、P1分别为24h、1h设计面暴雨。计算成果见表2-1。（3）面净雨量面净雨量即地面径流，为面暴雨量扣除损失量和地下水。查“84年办法”，皖南山区，重现期50年一遇产流部分总损失量为50mm，重现期20年一遇产流部分总损失量为70mm，30年一遇产流部分总损失量为60mm。经扣损后，计算出各种频率面净雨量R24，再根据值计算n和R3，见表2-2。表2-2 n、K值计算过程及成果表 频率（%）内容0.505P1(mm)13890P24(mm)398242P1/P240.350.37R3/R240.500.52R24(mm)338162R3(mm)16984(F/J)0.160.5170.5170.55(F/J)-0.050.680.68 K0.110.18n0.670.69（2）设计洪水设计洪水过程线按“84年办法”设计洪水流量模过程线进行推算。通过以上水库流域净雨量的计算，根据水库流域特征参数进行洪水计算，计算得水库20年一遇设计洪峰流量7.85m3/s，200年一遇校核洪峰流量为14.7m3/s。汇流计算根据“84年办法”，采用纳希线性瞬时单位线模型进行汇流计算，分析并综合出计算出瞬时单位线参数m1值的地区经验公式如下。皖南地区：采用概化公式，当N采用3.0时m1=nk式中：m1瞬时单位线参数，h； F流域面积，km2； J主河道平均坡降，； R3最大3小时设计净雨量，mm。各种频率n、K值计算过程及成果见表2-2。设计洪水过程线因流域形状系数f=B2/F=2.21.4，故洪峰流量需要修正。修正系数1.15。根据n、K值，查“84办法”中“表9”得不同频率洪峰流量模qm。再根据n值和qm查“表9”中洪峰流量模接近qm的过程，并将洪峰流量模差值在下一时段中消除，然后逐项乘以，即得地表径流设计洪水过程线。地下径流设计洪水过程的总量不大，绝大部分的水量在地表径流的峰后泄出，它对设计洪水的峰值或调洪演算来讲，影响很小，故将地下径流略去不计。设计洪水过程线计算成果见表2-3。表2-3 XX水库各种频率设计洪水过程线 单位:m3/s时段T=1h频 率P（%）50.510.25 0.53 20.28 0.59 30.28 0.59 40.37 0.78 50.38 0.80 60.38 0.80 70.64 1.33 80.67 1.40 90.67 1.40 101.57 3.12 117.85 14.72 121.04 2.08 130.41 0.88 140.46 0.96 150.46 0.96 160.32 0.67 170.31 0.65 180.31 0.64 190.24 0.49 200.23 0.48 210.23 0.48 220.23 0.48 230.23 0.48 240.23 0.48 250.02 0.05 Qmax（m3/s）7.85 14.7 2.4 成果合理性分析根据我省多年来已做工程采用不同方法计算设计洪水成果的经验比较，认为采用“84年办法”计算的洪水，对于山丘区水库的洪水计算成果是偏安全的。2.5 施工期洪水根据施工组织设计需要，需对XX水库施工期10月次年3月、11月次年4月、11月次年3月入库水量及洪峰流量进行分析。通过用面积比法分析本工程的施工期时段的入库水量与洪峰流量，其中洪峰流量按指数法进行比拟，经计算，10年一遇、5年一遇及3年一遇入库洪峰流量成果见表2-4。表2-4 XX水库施工期洪峰流量频率计算成果 单位: m3/s项目重现期（年）施工时段10月次年3月11月次年4月11月次年3月流量（m3/s）100.080.100.0850.070.080.0530.030.030.033 工程地质3.1 勘察工作量我院接受任务后，依据XX水库大坝除险加固工程勘测任务书要求结合坝区的具体情况有针对性地对坝身和坝基进行了勘察工作，检测与勘察人员及有关设备于2012年9月20日进入现场开展工作，于2012年9月21日完成外业工作，室内试验同步开展，累计完成工作量见下表。XX水库大坝工程地质勘察工作量一览表项 目单位工作量备 注地形图测量km20.10钻探m/孔92.00/6取原状土样件12常规土工试验组12颗粒分析试验组渗透试验组123.2 区域地质环境概况3.2.1 区域地质库区地处XX断陷盆地的中南部，上覆地层为第四系松散岩，厚度约20m，下伏地层（局部有出露）为中代侏罗系巨厚层碎屑岩。在库区北部见有太古界霍邱群变质岩出露。本区处在华北地台子与扬子准台两个地史发展特点迥然不同的二个地块的交接部位。燕山旋回以前，两地块分别经历各自的相对活动和相对稳定的发展过程，燕山旋回以来，逐渐趋于一致，共同进入以断块活动为特征的新的地史发展阶段，从而构成了本区复杂的地质构造格局。本次进行XX水库大坝工程地质测绘和工程地质钻探工作中，没有发现大坝（包括两端坝肩）位置有断层发育现象。3.2.2 地形地貌XX水库大坝处地貌单元为江淮丘陵地貌，表现为冲沟与剥蚀残丘相间地形。XX水库大坝长105m，坝顶高程74m，顶宽4m，最大坝高8.0m，迎水面坡比1：2.0，背水面坡比1：2.5，位置合理。由于大坝两端和迎、背水坡坡度较小，一般坡度角在23左右，故库区和坝肩均未见坍岸、滑坡等不良的地质现象，坝区的低洼地带及大坝南北两侧多为第四系冲洪积性重粉质壤土覆盖。3.3 地震根据防洪标准（GB5020194）及水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）的有关规定，工程等别为5类，主要建筑物等级为5级。根据建筑抗震设计规范（GB500112010）及中国地震动参数区划图（GB183062001）（XX省部分1：400万）等规范的有关规定，复核库区场地地动参数如下：抗震设防烈度为7度，设计地震基本加速度值为0.10g，设计分组为第一组，地震动反应谱特征周期0.35s。库区基岩以上覆盖层属中软土，综合覆盖层性质及厚度判定库区内覆盖层厚度大于20.00米，为II类场地。库区属抗震稳定性好地段。3.4 水文地质与工程地质条件综述3.4.1 工程地质条件综述1、坝身工程地质条件概况（1）坝身工程地质条件概述XX水库大坝为均质土坝，XX水库大坝长105m，坝顶高程74m，顶宽4m，最大坝高8.0m，迎水面坡比1：2.0，背水面坡比1：2.5。（2）坝身土层XX水库大坝坝身为人工填土（Q4ml），工程地质剖面图上标识为层填土。现描述如下：层填土，粘土及壤土（Q4ml）：层厚0.504.50米，层底标高96.1097.09米（相对测量高程）。褐黄色为主，褐、黄、灰等色。结构松散，湿。该层由大坝人工填土及耕土两部分组成。大坝填土主要位于大坝坝基以上，以壤土及粘土为主要成分，颜色较为杂乱，呈松散稍密状态，湿。耕土主要分布于大坝填土与坝基之间以及大坝以外范围，主要由壤土组成，灰色，松散状态，湿。含大量植物根茎等杂物，局部夹少量碎石。此层土属高压缩性土。坝身填土的物理力学性质详见土工试验报告及物理力学性质指标统计表。2、坝基工程地质条件概况（1）坝基工程地质条件概况XX水库大坝主要座落于第四系上更新统（Q3al+pl）沉积冲积地层。（2）坝基岩土层分述XX水库大坝坝基岩土层在本次勘探范围揭露为上更新统（Q3al+pl）。现叙述如下：层粉质粘土 (Q4al+pl)：此层未钻穿，最大钻遇厚度14.60米。黄褐、灰黄色，可塑硬塑状态，湿。中等韧性，切面较光滑，干强度中等，摇振无反应。含大量条带状高岭土及灰黑色铁锰氧化物浸染斑块。此层土属中等偏高压缩性土。以上各地层分布详见工程地质剖面图。各岩土层的物理力学性质详见土工试验报告及分层物理力学性质统计表。此略。3.4.2 水文地质条件综述勘探区内第四系上更新统及第四系全新统地层广泛分布，地下水主要分布为类型主要为上更新统粘土（Q3al+pl）中的孔隙潜水，受大气降水和库水补给。地下水位的动态明显受大气降水、库水及蒸发影响。根据区域地质资料和库区附近的水质分析资料，XX水库大坝的水对混凝土无腐蚀性。1、勘区内各孔地下水水位本次勘察工作结束后，统一对各勘探孔进行了地下水水位的量测，现列表如下: 孔号埋深（m）钻孔孔口高程（m）备注坝顶上游下游坝脚ZK13.40100.60ZK23.30100.42ZK33.95101.49XX水库大坝勘探孔地下水位埋深及高程一览表 由于勘探期间受各种因素的影响，钻孔内的地下水位不能代表土坝的实际浸润线。2、坝身填土渗透性本次勘察除对坝身土各原状土进行了垂直及水平两种渗透系数的室内试验。现状试验结果分述如下：坝身土室内渗透试验成果见下表：坝身土室内渗透试验成果表岩土层室内渗透试验渗透性垂直渗透系数cm/s水平渗透系数cm/s层平均值6.25E-55.65E-5弱透水层3.5工程地质条件综合评价XX水库大坝地形地貌单元属江淮丘陵，工程地质条件较为简单，未出现滑坡、沉陷及开裂不良地质现象。现分段评述如下;3.5.1 坝身工程地质评价层填土，主要由重粉质壤土夹粘土及粉质壤土（Q4ml）组成，颜色杂乱，分布不均匀，状态较差，物理力学性质不均一，孔隙比在0.6801.070之间，压缩模量在4.558.05MPa之间，平均为6.48MPa，压缩系数平均为0.32，为中等压缩性土。坝身填土所选土料的土质较好，但填筑质量较差，压实不够密实。3.5.2 坝基工程地质评价根据本次勘察揭露，XX水库大坝坝基属单层结构，为粘性土类。其坝基土层从两侧到中部变化较大，所存在的工程地质问题也所不同，现对其分述如下：XX水库大坝的坝基及溢洪道主要座落于层上更新统（Q3al+pl）粘土上，坝堤分布范围地层为两残丘及其间冲洪积层。堤基工程地质条件分类为B类。硬可塑状态，属中软中硬土，属微弱透水层。3.5.3 坝区各地基土的地基基础设计参数根据本次勘察结果，结合我院岩土工程勘察工作经验，现提供有大坝及溢洪道地基土的地基础设计参数如下表：层序容许承载力(kPa)天然地基承载力特征值fak(kPa)压缩模量Es(MPa)层1601407.03.6 结论（1）水库大坝大坝自建成运行以来未出现大的安全事故，说明大坝总体是稳定安全的，但水库大坝坝区现状存在的主要工程地质问题为可能产生渗透破坏，应针对此问题采取有效的防治措施进行除险加固。（2）水库大坝坝区及近坝库区天然边坡未发生失稳现象XX水库土工试验成果表4 工程任务和规模4.1 工程概况XX水库位于XX省XX市XXXX镇XX村，该水库座落地属低山丘陵区，背靠横山山脉，集水区无工业和生活污染源，水质较好；水库泄出的洪水经薛丹撇洪渠最终汇流至姑溪河。大坝始建于1965年10月,1966年10月完工，是一座以灌溉为主的小（2）型水库。XX水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水涵等组成。水库集水面积0.355平方公里，总库容11.5万立方米，调洪库容10.5万立方米，设计蓄水位72.0米（相对高程，下同），防洪限制水位71.5米，设计洪水位73.0米，校核洪水位73.8米，大坝为均质土坝，坝长105米、坝顶高程74米。2012年8月由XX水利局组织专家对XX水库进行了安全复核，确定水库防洪标准为20年一遇洪水设计、200年一遇洪水校核。水库由XX镇XX村管理，无专业管理人员和管理设施。由于水库修建年代较长，加之受当时条件限制，坝基清除不彻底，土料混杂，土层暗缝多，碾压不均等原因，造成水库蓄水运行后存在较大隐患。大坝无观测设施，汛期只能凭借堰顶高程加滚流厚度推算水库水位。4.2 工程存在的主要问题大坝始建于上世纪60年代，是一座以灌溉为主，结合防洪与农村安全饮水的小(2)型水库。2012年进行了安全复核，确定水库防洪标准为二十年一遇洪水设计、两百年一遇洪水校核。根据本次除险加固设计进行洪水复核计算，20年一遇设计洪水位73.0m，200年一遇校核洪水位73.5m。现状坝顶高程74.0m，坝顶高程不达标，水库现状防洪标准不能满足200年一遇；大坝上、下游坡在正常及非常运用条件下的抗滑稳定安全均能满足规范要求；但坝体、泄洪设施及管理设施等存在一定的安全隐患。4.2.1 存在的主要问题水库建成运用以来，在防洪、灌溉以及库区养殖等方面发挥了较为明显的效益，但目前水库运行中存在一系列问题，不但危及工程自身及下游的防洪安全，而且也严重影响了水库综合效益的发挥。(1) 大坝 上游坝坡损坏,部分坝坡亏破严重大坝上游坝坡淘冲严重，局部已经出现亏破，如遇较大风雨，坝坡将会发生整体失稳现象，影响水库的安全和正常运行。 下游坝坡抗滑稳定安全系数不满足规范要求根据大坝安全鉴定成果，由于坝体下游无排水系统，致使坝体浸润线偏高，大坝上、下游抗滑稳定安全系数在各种工况下均不满足规范要求。本次初步设计采用本次勘探试验的坝体、坝基土物理力学性质指标对拦河坝坝坡抗滑稳定重新进行了复核，复核结果下游坝坡各种工况亦不满足规范要求。 坝体下游无排水系统本期现场勘探表明，拦河坝下游坝脚未发现排水设施，影响坝体渗流安全。（2）溢洪道溢洪道宽度不能满足泄洪需求，且无消能设施，目前无法有效保坝泄洪。（3）放水涵放水涵损坏严重，无法正常运行。（4）管理设施水库现状无管理房屋，水库管理设施不完善，缺乏水位、坝体渗流和位移等观测设施。4.2.2 除险加固的必要性XX水库存在的问题严重威胁工程自身安全和水库下游保护区的防洪安全，同时也影响了水库灌溉等综合效益的发挥。为彻底消除影响水库工程安全的隐患，充分发挥其在防洪、灌溉等方面的综合效益，需尽快实施水库的除险加固工程。（1）大坝施工质量均达不到现行规范及设计要求，输、泄建筑物现状存在一定的安全隐患，放水涵洞及溢洪道等工程质量差；溢洪道无消能设施；放水涵洞为圬工涵；放水涵洞出口控制阀使用多年，锈蚀老化严重，基本不能运行。（2）坝坡与两岸结合处及坝基需进行基础处理。（3）大坝存在异常渗流现象，渗透稳定性不满足要求。大坝下游坡出逸比降较大，坝体渗流稳定性不安全；放水涵损坏严重。（4）缺少必要的大坝安全监测设施，防汛防汛交通、通讯及管理设施不完善。综上所述，X