湖北省某水库除险加固工程初步设计报告

11综合说明11绪言111工程概况XX水库位于湖北省XX县XX镇XX村，拦截XX支流XX河。地理位置东经11520，北纬3018，坝址以上承雨面积27KM2,总库容3563万M3,于1963年11月动工兴建，1965年4月竣工投入运行。该水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小（一）型水利枢纽工程。枢纽工程主要建筑物包括主坝、副坝、溢洪道和灌溉输水管。主坝为粘土心墙坝，最大坝高225M，坝顶高程4795M（黄海高程，下同），坝顶长138M，宽5M。心墙顶高程4625M，顶宽2M，两侧坡比102，心墙轴线距坝顶上游15M。大坝由上至下临水面坡比为140和1315,平台高程和宽度分别3620M和1080M，背水面坡比为121和124，平台高程和宽度分别3895M和14M。反滤坝顶高程3385M，高70M，长928M，内外坡比分别为11和121。反滤坝顶有过坝对外交通公路，主坝迎水坡面设有03M厚的干砌块石护坡，背水面为草皮护坡。钢筋砼结构过坝渠位于主坝背水坡高程3500M处，断面BH1010M，全长90M，进口渠底高程3550M，过流能力06M3/S，纵坡降1/1000。其边墙和底板厚度均为02M。副坝位于库尾的三合铺，为粘土心墙坝，最大坝高537M，坝顶高程4745M，坝顶长166M，宽40M。副坝临水面和背水面坡比均为120左右，心墙顶高程4745M，顶宽1M，坡比1015，轴线与坝顶轴线重合。迎水坡未护砌，背水面坡脚无反滤坝，两侧坝坡灌木丛生，形状极不规则。开敞式溢洪道位于主坝左端约220M处山坳中，未护砌。溢流堰型式为宽顶堰，宽度28M，堰顶高程4583M；其后陡坡段开挖未完成，尾水无出路，。输水管位于主坝左坝端，内径10M，管壁厚03M，为圆形钢筋混凝土坝下埋管，设计最大泄量50M3/S，进口高程3607M，全长5950M，纵坡1/200。输水管进口设有排架柱式启闭塔，内置工作闸门和检修闸门各一扇，配套15T手摇螺杆启闭机1台，启闭台与坝顶同高，高程为4795M，启闭室3636M，工作闸门为700圆筒活塞铸铁闸门，检修闸门为11M铸铁平板闸门。2XX水库原设计灌溉面积07万亩，保护区人口20万人。保护耕地18万亩。12水文XX流域地处亚热带季风气候区，气候温和，雨量充沛。流域多年平均降水量1410MM，年内分布不均匀，主要集中在4月10月。根据气象部门提供的资料，水库正常运用情况下设计风速为225M/S，非常运用情况下校核风速为15M/S。根据水利水电工程等级划分及洪水标准，本次初步设计确定的洪水标准为50年一遇洪水设计、500年一遇洪水校核。XX水库为小型水库，无实测降雨量资料。因此，本次初步设计洪水计算采用直接查算湖北省暴雨径流查算图表和湖北省可能最大暴雨图集（以下简称图表和图集）中瞬时单位线法的方法推求各种频率的暴雨，进而推求各种频率的洪水，成果为P02时入库最大洪峰885M3/S，最大下泄流量748M3/S，库水位4661M；P2时入库最大洪峰6580M3/S，最大下泄流量283M3/S，库水位4636M。13地质131地形地貌水库区地貌属大别山南部丘陵区，坝址位于蕲河二级支流余河港的上游，地貌上呈缓坡U形河谷地貌特征。坝址段余河巷自南西流向北东，河道宽约34M。坝址区为构造剥蚀丘陵地形，山顶一般呈浑圆状，高程约在62M，左岸地形较为平坦，右岸地形较陡，约在30左右。坝区周围库岸较平缓，库岸稳定，无滑坡、崩塌等物理现象。132地层岩性根据中华人民共和国区域地质调查报告（XX幅120万）区域地质资料和实地查勘，坝址区出露地层为大别晋宁期侵入岩；片麻状花岗岩（R12），岩石遭受比较强烈的区域变质作用，岩石的蚀变，主要为高岭石化、绿泥石化较强烈。岩性主要为片麻状花岗岩。3133地质构造与地震本区在大地构造上为秦岭东西向构造带，淮阳山字型构造及中国东部新华夏系构造第二窿起带等三大构造体系相交汇之部位，是一个相当活动的构造区。XX水库位于大别晋宁期侵入岩余凉亭岩体北东部。岩体侵入福主庙向斜北翼的飞虎山组的片麻岩中，与围岩呈侵入接触，东南部为白垩第三纪所覆盖。现场调查，坝址区主要表现为节理较发育，未见有区域断裂通过。依据中国地震动参数区划图（GB183062001），工程区所在地地震动峰值加速度为005G，对应的地震基本烈度为度。134水文地质条件坝址区含水层根据其埋藏条件和含水层的性质可划分为孔隙含水层、裂隙含水层和孔隙裂隙混合含水层三种类型。孔隙含水层主要分布于第四系松散堆积层，河流冲积层、大坝两岸低山至坡脚处，厚度数米。孔隙裂隙含水层主要分布于基岩强风化岩体上，主坝、坝基厚度约0520M；副坝坝基强化风岩体未钻穿，分析最大厚度约1020M。基岩裂隙含水层分布在上述强风化以外的基岩中，其含水量主要受节理裂隙的发育程度控制，一般含水量较少，水力联系差，局部节理裂隙密集带含水量较大。微风化与新鲜较完整岩体为相对隔水层，仅部分节理裂隙破坏其局部的隔水性能。地下水的补给方式主要为大气降水，次为地表水向下入渗补给。地下水向低洼地带径流排泄。135主、副坝坝基及坝肩岩体结构特征及透水性主坝坝基（肩）出露地层为大别晋宁期侵入岩，主要岩性为片麻状花岗岩。根据岩体风化带划分标准，坝基（肩）岩体风化带可划分为强风化带、弱风化带和微风化带，各风化带厚度及分布具明显的差异特征。左坝肩对应（0033）强风化岩体厚度070M，下限高程320；河床段对应（0066）强风化岩体厚度045M，下限高程250M；右坝肩对应（0096）强风化岩体厚度18M，下限高程2941M。副坝主要岩性为片麻状花岗岩，左坝肩对应（0041），揭露强风化岩体厚度144M，坝基对应（0068），揭露强风化岩体厚度1483M，右坝肩对应（0120），揭露强风化岩体厚度754M。4从压水试验可以看出主坝坝基、左右坝肩强弱风化岩体具中等透水性，副坝坝基、左右坝肩强弱风化岩体具中等透水性。137主、副坝坝体心墙料的物质组成及透水性从勘察资料可以看出主坝心墙填料的物质成分不均一，以中壤土为主，部分为重粉质壤土，局部为重壤土，棕黄棕褐色。心墙土体中夹有单层厚度510CM不等的风化岩屑或风化岩碎块，主要分布在心墙土体的上部。心墙室内颗分砾含量均值18，砂粒含量均值419，粉粒含量均值367，粘粒含量均值196，心墙粘性土料符合防渗体质量要求。室内击实试验，心墙的最大干密度178G/CM3，最优含水量16，室内心墙试验的干密度153179G/CM，均值166G/CM，平均压实度932，最小压实度86。心墙压实度未达到碾压式土石坝设计规范（SL2742001）要求。从室内试验结果看出，主坝心墙的渗透系数310104185105CM/S,平均值136104CM/S。钻孔注水试验渗透系数275104715104CM/S,平均值508104CM/S。心墙具104CM/S量级，其渗透系数不满足碾压式土石坝设计规范（SL2742001）规定的心墙防渗体不大于1105CM/S的要求。副坝心墙填筑料主要为重粉质壤土。砂粒含量均值423，粉粒含量均值364，粘粒含量均值233，心墙粘性土料符合填筑防渗体质量要求。室内击实试验，心墙料的最大干密度178G/CM3，最优含水量159。室内试验心墙的干密度132171G/CM3，平均值151G/CM3，平均压实度848，最小压实度742。心墙压实度未达到碾压式土石坝设计规范（SL2742001）的要求。心墙室内试验渗透系数114104171104CM/S,平均值142104CM/S。钻孔注水试验渗透系数589104736104CM/S,平均值671104CM/S。心墙具104CM/S量级，其渗透系数不满足碾压式土石坝设计规范（SL2742001）规定的心墙防渗体不大于1105CM/S的要求。138主、副坝坝壳代料层的工程性状和透水性主坝坝壳代料（粗粒料）为主，砾含量均值537，砂粒含量均值446，小于0075，细粒含量均值17，代料（粗粒料）符合心墙坝坝壳质量要求。坝壳代料（壤土）砾含量均值14，砂粒含量均值484，粉粒含量均值308，粘粒含量均5值194，代料（壤土）不符合心墙坝坝壳质量要求。坝壳代料（粗粒料）标准贯入试验锤击数720击，呈松散中密状态，按碾压式土石坝设计规范（SL2742001），坝壳砂土的相对密度DR070，呈密实状态，坝壳料压实度不满足规范要求。主坝坝壳代料（粗粒料），钻孔注水试验K3810387103CM/S，均值625103CM/S,具中等透水性，渗透系数符合规范要求，坝壳代料的渗透系数大于1103CM/S的要求。代料壤土，室内试验渗透系数为231104233104CM/S,平均值232104CM/S，不符合规范要求。副坝坝壳代料为良好级配砾，分析良好级配砾，代料符合心墙坝坝壳填料质量要求。坝壳代料的标准贯入试验锤击数为3击，呈松散状态，按碾压式土石坝设计规范（SL2742001），坝壳砂土的相对密度DR070，呈密实状态，坝壳料的压实度不满足规范要求。副坝坝壳代料良好级配砾分析其渗透系数为103CM/S量级，符合心墙坝壳料质量指标。139溢洪道工程地质条件及评价经地质测绘调查，溢洪道的地基为片麻状花岗岩，为强风化岩体，岩质边坡亦为强风化岩体，左右边坡较稳定。左岸边坡坡度约30,岸坡高约32M；右岸边坡坡度约2025，岸坡高约25M。出口尾水渠与灌溉西干渠斜交流入河道，溢洪时将冲刷下游农田和西干渠。溢洪道处无大断裂构造，发育于如下三组节理（1）走向NW335354，倾向SW或NW，倾角6583；（2）走向NE2025，倾向SE或NW，倾角7585；（3）走向NW315，倾向NE，倾角67。上述节理迹长35M，强风化岩体中充填泥砂物。1310输水管工程地质条件及评价输水管地基为片麻状花岗岩，岩体为强风化，地基均匀，不存在不均一沉降不良地质现象。61311天然建筑材料经调查和取样，天然建筑材料粘土料场位于在场区上游的县城关以北的长岭岗，运距25KM；砂料场位于县城以西的西河驿的XX中，运距15KM；块石料场位于县城以南，运距20KM；碎石料场位于武穴和XX交界处的艮山，运距60KM，交通方便。砂料场一般为中砂，其质量经当地有关部门检测，主要矿物成分为石英与长石，砂质量较好，储量丰富。块石料岩性为石料为花岗岩，质地较新鲜坚硬，抗压强度一般大于60MPA，料场在开采，储量丰富。碎石料可直接采购，料场岩性为灰岩，质地较新鲜坚硬，数量与质量均可满足要求。料场位于副坝右端库内的山丘上，为片麻状花岗岩的风化粗砂，储量丰富。14工程任务与规模141历年出现的险情1964年7月4日已完工的输水管检查情况13节与14节交界处两处小眼泉水，8节靠山边1处1M长、03M宽、03M厚的砼脱落，未处理。1964年已施工过程中发现反滤坝发生沉陷，并有一小股渗流，外带黄泥，但是追挖，但未及源头，发现水是从心墙后部冒出来的。1968年雨季，坝脚两端发生大面积的散浸，散浸面2010M2，开导流沟滤水进行处理。1974年4月坝脚散浸严重，通过用石子导滤处理。1975年大水，大坝脚原河床部位发生严重渗漏，用石子滤水进行处理。1984年进输水管检查，管内漏水3处，漏红锈黄泥1处，未处理。1987年7月，发现大坝过坝渠断裂1处，漏水严重，当时用水泥修补，同时更换止水橡皮，另发现槽身1跨倾斜，长度为5M。1993年大洪水，水库溢洪，冲毁下游良田百余亩。2003年10月，大坝过坝渠断裂3处，采取环氧树脂化学补强4M2。2004年8月，大坝脚发现漏水2处。及时采用石子导滤处理。2005年8月，活塞闸门发生严重断裂10处，不能关水、启闭，采取钻孔焊接处7理，勉强维持运行。142存在的问题1、坝基、坝肩存在的问题主、副坝坝基地层为大别晋宁期侵入岩片麻状花岗岩，河床段、左右坝肩的强弱风化岩体具中等透水性，坝基和左右坝肩存在渗漏和绕坝渗漏问题。2、心墙问题主坝心墙钻孔注水试验渗透系数310104185105CM/S，均值136104CM/S。副坝心墙钻孔注水试验渗透系数114104171104CM/S，均值142104CM/S。心墙具104CM/S量级，其渗透系数不符合碾压式土石坝设计规范（SL2742001）规定的心墙防渗体不大于1105CM/S的要求。3、上游护坡问题主坝上游坝坡基本上是用乱石、风化石进行块石护坡的，块石下无垫层，松动严重，局部沉陷，高低不平，风浪淘刷严重。副坝上游未护坡，为草皮护坡，已被当地植树成林，坡面极不规则。4、反滤坝问题主坝反滤坝经挖探，发现上游坡未设反滤层，现反滤坝面成了上坝和对内交通的路面，存在沉陷。排水棱体局部排水不畅，无法起到排水棱体作用。副坝下游未设反滤坝。5、溢洪道问题溢洪道位于主坝左端山坳中，未护砌。进口无机耕桥，每遇泄洪，附近村庄交通中断；山体时有塌方；其后陡坡段开挖未完成，尾水无出路，为一未完建工程，不能满足洪水安全下泄。6、输水工程存在的问题现场检查发现输水管存在多处漏水、露筋等，止水橡皮严重破损，灌溉输水管多处裂缝，裂缝宽为0812MM，从检测报告中看出灌溉输水管砼碳化深度为812MM，蜂窝麻面较多，单块面积为14M2，整体输水管砼强度均不满足规范要求。输水管进口设有柱式塔，排架、工作桥质量差，混凝土脱落碳化严重，碳化深度为68MM，露筋处数多达24处，经检测，砼强度均不满足规范要求。从检测资料还看出灌溉输水管铸铁底孔闸阀，有3裂缝，不能操作；裂缝宽度8为0103MM，检修闸门卡死在门槽中不能移动；铸铁活塞式工作闸门有16条裂缝，裂缝宽度为012MM，操作很困难，最大变形为25MM；启闭杆轴向弯曲摆度30MM，关闭闸门时，不能完全关闭，启闭机过量关闭造成螺杆弯曲。启闭机机座锈蚀、机盖螺栓大部分丢失，机壳破裂且锈蚀严重。闸门开启困难，对建筑物防汛构成安全隐患。铸铁工作闸门与底孔截止铸铁阀门不能正常运行，根据水利水电工程金属结构报废标准（SL22698）规定，该水库输水管闸门及启闭设施都应作报废处理。7、基础设施存在的问题（1）观测设施大坝自建库以来，无渗流、沉陷、位移观测设施，无法对大坝进行监测。（2）防洪调度系统按综合利用水库调度通则要求，小（1）型水库应配备防洪调度系统，以满足开展水文预报工作的需要，提高水库调度水平，XX水库无雨量站，无水位观测尺。（3）交通设施XX水库无交通车。（4）生活、办公基础设施水库管理处至今在建库时建的三间土房内办公，办公设施极差，无程控电话。143险险加固必要性根据水库运行中暴露的问题,该水库一直带病运行,管理单位一直限制水库蓄水运行,不能正常地发挥水库的工程效益。为了确保下游2万人口的生命财产安全和18万亩耕地以及保护蕲太公路,确保下游07万亩农田灌溉,以及确保工程效益的正常发挥,对XX水库进行除险加固是十分必要的,也是十分迫切的。144工程任务针对水库枢纽工程存在的主要问题及历年发生的险情,本次加固工程主要措施有针对水库枢纽工程存在的主要问题及历年发生的险情,本次加固工程主要措施有（1）主坝坝基、坝体的处理，反滤坝加固整修，同时对主坝上游块石护坡进行局部翻修。（2）副坝坝基、坝体的处理，增设贴坡反滤，同时对副坝上游进行块石护坡。（3）溢洪道完建，新建堰体段、泄槽段、消能设施及尾水渠的开挖和局部护砌。9（4）原输水管采用钢管衬砌加固，拆除重建启闭机室、工作桥，并更换闸门及启闭设施。（4）坝顶新增泥结石路面。（5）增设水位观测设施及必要的办公设施等。水库建库以来，在灌溉、防洪、供水、水产养殖等方面发挥了较大效益，但由于水库存在多方面质量隐患，为三类病险水库，多年来一直限制水位运用，严重影响了灌溉兴利效益和防洪安全的发挥。145工程规模根据水库承雨面积27KM2，总库容为35440万M3,XX水库为四等工程,大坝防洪标准采用50年一遇洪水标准设计，500年一遇洪水标准校核。XX水库枢纽工程包括主副坝、溢洪道、输水系统和渠系工程。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）的有关规定，XX水库枢纽工程为等工程，大坝、溢洪道、输水管等建筑物为4级建筑物。15加固工程设计151工程等别与标准XX水库总库容为35440万M3，按照水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）的规定，水库为小（一）型水库，枢纽工程为等工程，主要建筑物为4级建筑物，据此确定主副坝、溢洪道、输水管为4级建筑物。地震基本烈度为VI度。152加固设计根据XX水库存在的主要问题，依据碾压式土石坝设计规范（SL2742001）、水库工程管理设计规范等标准、规范、报告和批文，确定如下除险加固内容主副坝加固设计；溢洪道整修；加固输水管等设计。主要设计方案（1）主坝，主要解决坝基、坝肩渗漏问题和增强坝身的压实度。推荐的方案为对坝基、坝肩进行帷幕灌浆，坝体心墙进行粘土灌浆，下游反滤坝加固整修，增建坝顶泥结石路面；（2）副坝，主要解决坝基、坝肩渗漏问题和增强坝身的压实度。推荐的方案为对坝基、坝肩进行帷幕灌浆，坝体心墙进行粘土灌浆，增设上游干砌块石护坡及下游10贴坡反滤，增建坝顶泥结石路面；（3）溢洪道局部完建；（4）维修输水管及配套必要的管理设施等。1521坝体加固设计为了解决坝体稳定、坝体填筑不密实等问题，本阶段采取了将主、副坝体心墙粘土灌浆、主坝上游干砌石拆除重建、反滤坝加固整修，副坝增设上游干砌块石护坡，增设下游反滤设施等措施。1、主、副坝坝体加固措施从坝顶高程复核可知，主坝坝顶满足要求，但心墙顶不满足要求；副坝坝顶不满足要求，但心墙顶满足要求；又由地质资料可知主坝心墙料主要由含有少量碎石的粘土或粉质粘土组成。心墙料的压实度为086，小于规范要求，心墙碾压不密实。副坝心墙料的压实度仅为0742，小于规范要求，心墙碾压不密实。于是可采用粘土灌浆来提高心墙的密实度，从而满足心墙的要求。粘土灌浆是将钻孔内的浆液在灌浆压力作用下，直径较小颗粒组成的浆液渗透到土体大颗粒的空隙内。其渗透程度随压力而增加，由于在渗透过程中能量消耗大，影响范围小，灌浆压力对地层的挤压作用也很有限，如果适当地增大灌浆压力，当其在孔壁上引起的切向拉应力大于地层的小主应力与土壤的抗拉强度之和时，应会使土体发生劈裂，浆液沿裂缝流动，能量消耗小，浸入范围大，当灌浆停止时，压力减小，土体回弹压缩浆液，促使浆体排水固结，进而提高浆体密度，根据XX水库大坝心墙的实际情况，由于心墙存在回填质量差等问题，为浆液的渗透创造了条件，可以达到挤压劈裂的效果。综上所述，XX水库主、副坝心墙加固设计采用粘土灌浆处理的方案是较符合实际的。2、主、副坝粘土灌浆设计为了提高心墙的抗渗性，针对主、副坝心墙压实不密实等问题，对主、副坝心墙处理措施为粘土灌浆。粘土灌浆技术参数如下表。表11粘土灌浆技术参数表项目或参数指标项目或参数指标粘粒3050单孔最大压力KPA75150粉粒4060制浆方法湿法制浆土料成分（）砂粒1020钻进方法泥浆循环钻进泥浆密度G/CM31316灌注方法全孔灌注法泥浆浓度1051145灌注顺序自下而上11泥浆粘度S20200复灌时间初灌5天后泥浆稳定性G/CM300101复灌次数5次起始压力KPA50100灌浆原则稀浆开路，浓浆灌注，分序施灌，先疏后密，少灌多复，控制浆量。心墙灌浆轴线及范围确定心墙灌浆采用单排，孔距10M，布置范围为坝体心墙段。心墙灌浆深度确定心墙灌浆孔深以达到心墙底面为准。灌浆方式因坝体较松软，为使孔壁固结和密实上层土体，防止孔壁塌落，使用较大压力灌注深层缝穴，不致冒浆、串浆，采用自下而上分段灌浆，每孔段长57M。灌浆材料粘土是灌浆的主要材料，其物理性质指标范围按下表选用。粘土灌浆浆液的配制，掺合料的选用根据现场实验确定。表12粘土物理性质选择范围表颗粒组成比重流性限度塑性限度塑性指数2005MM0050005MMT时,QTQGETT式中QT地下径流T时段流量Q00021FC114FQGFCTCF/36T/21/Q0/T/21/38FC稳损值计算到QTQ0即可。地下径流过程计算成果见表222。表222地下径流计算成果表P（）105202DH111144TH1651659595FCMM144164188242Q0M3/S009010012016QGM3/S036041062080QTQTQT00090100120160500901101401910100120170221501101302002620120140220292501301502503230140160270363501401703003940150180330434501601903504650170190380495501802004105360190210430566502002204605970200230490637502502405106680220250540708502302605707390240270590769502502806208010025029048061105026030045058110270310430551150280320410531202903303905012503003403704713030035035045135031036034043140320370320411450330380300391503403902903715503504002703516036041026033396、设计洪水将各时段的地表径流加上相应时段的地下径流，即为洪水过程，具体见表223。表223设计洪水过程单位M3/S洪水过程时段P10P5P2P0200090100120160519725859898412923827801281153654778871454244257610101652255687281236194838691104196330523518592188390753404323037406585885045201423852892414651500179016382419551176141911151726696511768831406656638013014647495597149222753814540901288295355068093852302770620829185222061079951491780620801012114410510212111084100115073087120630741250560661305406213504705414043050145039045150360421550360411603604140为了验证坝址洪水的合理性，本次还采用了推理公式计算坝址洪水，并将推理公式法与瞬时单位线法计算成果进行比较。1、洪峰流量32M14QKKSF1/34078LJ式中洪峰流量；MQK1、K2、K3、K4暴雨递减指数N的函数，可查表取值；雨力，与暴雨递减指数N和汇流历时有关；S与流域长度和比降有关3/1JL2、暴雨递减指数N和雨力S的计算面递减指数按照下式计算1T6小时N110558LN16T24小时N210721LN2式中1H1面/H6面2H6面/H24面雨力S按照下式计算1T6小时采用N1,SS1H1面6T24小时采用N2,SS2H6面6N213、汇流参数M的计算M0560214、损失参数U的计算U00384R2407565、设计洪水过程线引进洪水形状系数TQHFCRM63式中设计净雨总量（MM）H流域面积KM2F洪峰流量M3/SMQ41地面径流历时HT地面径流历时T与流域特性和净雨历时有关T046F0535TCHRTCUTCRTC为产流历时的总径流深等于TC历时的面雨量表224洪峰流量计算成果比较计算方法P5202洪峰流量（M3/S）374658885瞬时单位线法洪水总量（万M3）467692洪峰流量（M3/S）404494705推理公式法洪水总量（万M3）387579由表225可知，瞬时单位线法与推理公式法相比较，瞬时单位线法计算的坝址洪水当校核洪水位时洪峰流量大255，洪水总量大195；当设计洪水位时洪峰流量大33，洪水总量大20。由于图表中说明瞬时单位线是采用全省15站的汇流资料，是分析了71个站482场洪水；而推理公式法只采用全省7站的汇流资料，只分析了37个站231场洪水；这说明采用瞬时单位线法计算成果较为详细合理。因此，本次设计洪水成果认为采用瞬时单位线法计算成果较合理、安全。23施工洪水XX水库枢纽工程为等工程，大坝、溢洪道、输水管等主要建筑物为4级，导流建筑物为5级。依据水利水电工程施工组织设计规范（试行）（SDJ33889），导流标准按枯水期5年一遇洪水标准设计。根据施工设计，本工程施工期安排在第1年10月第2年9月，施工时输水管工程选择在第1年11月第2年1月进行。为保证施工安全，需筑围堰拦截该期间的水库来水。利用水库附近雨量张林冲站第一年11月第二年3月降雨资料（1970年2000年31年的11次年3月份月降雨量），据此进行排频适线，具体见表225、表226。42表225XX水库施工期历年月降雨量频率计算表单位MM施工期月降雨量MM年份十一月十二月一月合计序号由大到小排列M模比系数KIPM/N110019705323451159921268720431319711612791756152244418662519721129303237166932270173938197318044454674217816612501974525758862214552145163156319752986532231174620561561875197630625326982871918146218819775697733991741818341402500197847110942110019174113228131979146344345835101669127312519802503364993211141810834381981115750711191812141310837501982112532256141313133110140631983314362358103414117408943751984297134141820561511640894688198543732612588816116208850001986545459158116217107408253131987432005249561810340795625198800031421451910170775938198912114048292444201001076625019901210483485217821992075656319911733625391074229560736875199231744340411642393207171881993102622058818342488806875001994344289384101725844064781319950846790844268350648125199648590843141827828063843819971222774691268728615047875019982227110381331295010389063199920100300501304670369375200067020513952270311450119688总计1560110014151184073331407333143表226理论频率曲线计算表频率P第一次配线均值1314CV048CS2CV096第二次配线均值1314CV048CS35CV168第三次配线均值1314CV048CS4CV192013144129836247586378496210229438579334438993464548512443199926434729271355572221290292353083923631044519024925194255301952568110164215771632146616321378201331753713217324130170855009312158087114680861129275070926206585920668617900455972053700305673739503647490496408053700299022294504558750516645表227水库施工期降雨量和来水量统计成果表月份单位11月12月1月平均雨量MM503332304877平均来水量万M3747480724最大月平均降雨量MM89577087最大月平均来水量万M31330五年一遇总降雨量MM17324五年一遇总来水量万M32573注施工期及各月来水量径流系数采用流域综合径流系数055443工程地质31坝区工程地质条件311地形地貌水库区地貌属大别山南部丘陵区，坝址位于蕲河二级支流余河港的上游，地貌上呈缓坡U形河谷地貌特征。坝址段余河巷自南西流向北东，河道宽约34M。坝址区为构造剥蚀丘陵地形，山顶一般呈浑圆状，高程约在62M，左岸地形较为平坦，右岸地形较陡，约在30左右。坝区周围库岸较平缓，库岸稳定，无滑坡、崩塌等物理现象。312地层岩性根据中华人民共和国区域地质调查报告（XX幅120万）区域地质资料和实地查勘，坝址区出露地层为大别晋宁期侵入岩；片麻状花岗岩（R12），岩石遭受比较强烈的区域变质作用，岩石的蚀变，主要为高岭石化、绿泥石化较强烈。岩性主要为片麻状花岗岩。313地质构造与地震本区在大地构造上为秦岭东西向构造带，淮阳山字型构造及中国东部新华夏系构造第二窿起带等三大构造体系相交汇之部位，是一个相当活动的构造区。XX水库位于大别晋宁期侵入岩余凉亭岩体北东部。岩体侵入福主庙向斜北翼的飞虎山组的片麻岩中，与围岩呈侵入接触，东南部为白垩第三纪所覆盖。现场调查，坝址区主要表现为节理较发育，未见有区域断裂通过。依据中国地震动参数区划图（GB183062001），工程区所在地地震动峰值加速度为005G，对应的地震基本烈度为度。314水文地质条件坝址区含水层根据其埋藏条件和含水层的性质可划分为孔隙含水层、裂隙含水层和孔隙裂隙混合含水层三种类型。孔隙含水层主要分布于第四系松散堆积层，河流冲积层、大坝两岸低山至坡脚处，45厚度数米。孔隙裂隙含水层主要分布于基岩强风化岩体上，主坝、坝基厚度约0520M；副坝坝基强化风岩体未钻穿，分析最大厚度约1020M。基岩裂隙含水层分布在上述强风化以外的基岩中，其含水量主要受节理裂隙的发育程度控制，一般含水量较少，水力联系差，局部节理裂隙密集带含水量较大。微风化与新鲜较完整岩体为相对隔水层，仅部分节理裂隙破坏其局部的隔水性能。地下水的补给方式主要为大气降水，次为地表水向下入渗补给。地下水向低洼地带径流排泄。32坝基及坝肩岩土体工程地质特征及透水性321主、副坝坝基及坝肩岩体结构特征主坝坝基（肩）出露地层为大别晋宁期侵入岩，主要岩性为片麻状花岗岩。根据岩体风化带划分标准，坝基（肩）岩体风化带可划分为强风化带、弱风化带和微风化带，各风化带厚度及分布具明显的差异特征。左坝肩对应（0033）强风化岩体厚度070M，下限高程320，弱风化岩体厚度313M，下限高程2887M，微风化岩体揭露厚度240M。河床段对应（0066）强风化岩体厚度045M，下限高程250M，弱风化岩体厚度329M，下限高程2171M，微风化岩体揭露厚度高341M。右坝肩对应（0096）强风化岩体厚度18M，下限高程2941M，弱风化岩体揭露厚度675M。副坝坝基（肩）揭露地层为大别晋宁期侵入岩，主要岩性为片麻状花岗岩，根据岩体风化带划分标准，坝基（肩）岩体风化带划分为强风化带，弱风化带和微风化带。左坝肩对应（0041），揭露强风化岩体厚度144M，坝基对应（0068），揭露强风化岩体厚度1483M，右坝肩对应（0120），揭露强风化岩体厚度754M。322主、副坝基及坝肩岩体的透水性从压水试验可以看出主坝坝基河床段的强弱风化岩体的透水率1454LU，具中等透水性，强风化岩体残留厚度045M；左坝肩的强风化岩体的透水率110LU，具中等透水性；强风化岩体残留厚度070M；右坝肩强弱风化岩体的透水率3258LU，具中等透水性，强风化岩体残留厚度18M。副坝左坝肩强风化岩体的透水率为1031658LU，具中等透水性；坝基强风化岩体的透水率为296878LU，具中等透水性，右坝肩强风化体的透水率389LU，46具中等透水性。33主、副坝体心墙料的物质组成及透水性331主坝坝体心墙料的物质组成及透水性从勘察资料可以看出主坝心墙填料的物质成分不均一，以中壤土为主，部分为重粉质壤土，局部为重壤土，棕黄棕褐色。心墙土体中夹有单层厚度510CM不等的风化岩屑或风化岩碎块，主要分布在心墙土体的上部。心墙室内颗分砾含量均值18，砂粒含量均值419，粉粒含量均值367，粘粒含量均值196，心墙粘性土料符合防渗体质量要求。室内击实试验，心墙的最大干密度178G/CM3，最优含水量16，室内心墙试验的干密度153179G/CM，均值166G/CM，平均压实度932，最小压实度86。心墙压实度未达到碾压式土石坝设计规范（SL2742001）要求。从室内试验结果看出，主坝心墙的渗透系数310104185105CM/S,平均值136104CM/S。钻孔注水试验渗透系数275104715104CM/S,平均值508104CM/S。心墙具104CM/S量级，其渗透系数不满足碾压式土石坝设计规范（SL2742001）规定的心墙防渗体不大于1105CM/S的要求。332副坝坝体心墙料的物质组成及透水性从勘察资料可以看出副坝心墙填筑料主要为重粉质壤土。心墙粘性土颗粒分析，砂粒含量均值423，粉粒含量均值364，粘粒含量均值233，心墙粘性土料符合填筑防渗体质量要求。室内击实试验，心墙料的最大干密度178G/CM3，最优含水量159。室内试验心墙的干密度132171G/CM3，平均值151G/CM3，平均压实度848，最小压实度742。心墙压实度未达到碾压式土石坝设计规范（SL2742001）的要求。心墙室内试验渗透系数114104171104CM/S,平均值142104CM/S。钻孔注水试验渗透系数589104736104CM/S,平均值671104CM/S。心墙具104CM/S量级，其渗透系数不满足碾压式土石坝设计规范（SL2742001）规定的心墙防渗体不大于1105CM/S的要求。4734主、副坝坝壳代料层的工程性状和透水性341主坝坝壳代料层的工程性状和透水性主坝坝壳代料（粗粒料）为主，砾含量均值537，砂粒含量均值446，小于0075，细粒含量均值17，代料（粗粒料）符合心墙坝坝壳质量要求。坝壳代料（壤土）砾含量均值14，砂粒含量均值484，粉粒含量均值308，粘粒含量均值194，代料（壤土）不符合心墙坝坝壳质量要求。坝壳代料（粗粒料）标准贯入试验锤击数720击，呈松散中密状态，按碾压式土石坝设计规范（SL2742001），坝壳砂土的相对密度DR070，呈密实状态，坝壳料压实度不满足规范要求。主坝坝壳代料（粗粒料），钻孔注水试验K3810387103CM/S，均值625103CM/S,具中等透水性，渗透系数符合规范要求，坝壳代料的渗透系数大于1103CM/S的要求。代料壤土，室内试验渗透系数为231104233104CM/S,平均值232104CM/S，不符合规范要求。342副坝坝壳代料层的工程性状和透水性副坝坝壳代料为良好级配砾，分析良好级配砾，代料符合心墙坝坝壳填料质量要求。坝壳代料的标准贯入试验锤击数为3击，呈松散状态，按碾压式土石坝设计规范（SL2742001），坝壳砂土的相对密度DR070，呈密实状态，坝壳料的压实度不满足规范要求。副坝坝壳代料良好级配砾分析其渗透系数为103CM/S量级，符合心墙坝壳料质量指标。35溢洪道工程地质条件及评价经地质测绘调查，溢洪道的地基为片麻状花岗岩，为强风化岩体，岩质边坡亦为强风化岩体，左右边坡较稳定。左岸边坡坡度约30,岸坡高约32M；右岸边坡坡度约2025，岸坡高约25M。出口尾水渠与灌溉西干渠斜交流入河道，溢洪时将冲刷下游农田和西干渠。溢洪道处无大断裂构造，发育于如下三组节理48（1）走向NW335354，倾向SW或NW，倾角6583；（2）走向NE2025，倾向SE或NW，倾角7585；（3）走向NW315，倾向NE，倾角67。上述节理迹长35M，强风化岩体中充填泥砂物。建议强风化岩体与砼的摩擦系数F值为045，弱风化岩体与砼的摩擦系数F值为055060，砂壤土与砼的摩擦系数F值为025030。依据溢洪道的地形，地质条件，溢洪型式为底流消能。36输水管工程地质条件及评价输水管地基为片麻状花岗岩，岩体为强风化，地基均匀，不存在不均一沉降不良地质现象。37天然建筑材料经调查和取样，天然建筑材料粘土料场位于在场区上游的县城关以北的长岭岗，运距25KM；砂料场位于县城以西的西河驿的XX中，运距15KM；块石料场位于县城以南，运距20KM；碎石料场位于武穴和XX交界处的艮山，运距60KM，交通方便。砂料场一般为中砂，其质量经当地有关部门检测，主要矿物成分为石英与长石，砂质量较好，储量丰富。块石料岩性为石料为花岗岩，质地较新鲜坚硬，抗压强度一般大于60MPA，料场在开采，储量丰富。碎石料可直接采购，料场岩性为灰岩，质地较新鲜坚硬，数量与质量均可满足要求。料场位于副坝右端库内的山丘上，为片麻状花岗岩的风化粗砂，储量丰富。494工程任务和规模41工程存在的问题411历年出现的险情1964年7月4日已完工的输水管检查情况13节与14节交界处两处小眼泉水，8节靠山边1处1M长、03M宽、03M厚的砼脱落，未处理。1964年已施工过程中发现反滤坝发生沉陷，并有一小股渗流，外带黄泥，但是追挖，但未及源头，发现水是从心墙后部冒出来的。1968年雨季，坝脚两端发生大面积的散浸，散浸面2010M2，开导流沟滤水进行处理。1974年4月坝脚散浸严重，通过用石子导滤处理。1975年大水，大坝脚原河床部位发生严重渗漏，用石子滤水进行处理。1984年进输水管检查，管内漏水3处，漏红锈黄泥1处，未处理。1987年7月，发现大坝过坝渠断裂1处，漏水严重，当时用水泥修补，同时更换止水橡皮，另发现槽身1跨倾斜，长度为5M。1993年大洪水，水库溢洪，冲毁下游良田百余亩。2003年10月，大坝过坝渠断裂3处，采取环氧树脂化学补强4M2。2004年8月，大坝脚发现漏水2处。及时采用石子导滤处理。2005年8月，活塞闸门发生严重断裂10处，不能关水、启闭，采取钻孔焊接处理，勉强维持运行。412主坝存在的问题1、坝肩、坝基存在的问题从地质资料看出主坝坝基地层为大别晋宁期侵入岩片麻状花岗岩，河床段、左右坝肩的强弱风化岩体具中等透水性，坝基和左右坝肩存在渗漏和绕坝渗漏问题。2、心墙问题从大坝心墙室内击实试验看出，心墙的最大干密度为178G/CM3，最优含水量为16。室内心墙的干密度153179G/CM，均值166G/CM，平均压实度为932，最小压实度为86，心墙的压实度未达到碾压式土石坝设计规范（SL2742001）要求。50坝壳代料的标贯试验锤击数720击，呈松散中密状态，坝壳代料的压实度不满足规范要求。心墙钻孔注水试验渗透系数310104185105CM/S，均值136104CM/S。心墙具104CM/S量级，其渗透系数不符合碾压式土石坝设计规范（SL2742001）规定的心墙防渗体不大于1105CM/S的要求。3、上游护坡问题主坝上游坝坡基本上是用乱石、风化石进行块石护坡的，块石下无垫层，松动严重，局部沉陷，高低不平，风浪淘刷严重。4、反滤坝问题反滤坝经挖探，发现上游坡未设反滤层，现反滤坝面成了上坝和对内交通的路面，存在沉陷。排水棱体局部排水不畅，无法起到排水棱体作用。5、过坝渠问题过坝渠通过下游坝坡、止水橡皮老化破损，过梁断裂等漏水严重，并向下游倾斜，威胁坝体的安全。从检测资料可以看出，槽身横向贯穿性裂缝多达16条，裂缝宽度为2050MM，漏水严重。413副坝存在的问题1、坝肩、坝基存在的问题从地质资料看出副坝坝基地层为大别晋宁期侵入岩片麻状花岗岩，副坝坝基、左右坝肩浅层强风化岩体具中等透水性，深层强风化岩体为弱透水性，坝基、坝肩存在渗漏和绕坝渗漏。2、心墙问题从大坝心墙室内击实试验看出，心墙的最大干密度为178G/CM3，最优含水量为159。室内心墙的干密度132171G/CM，均值151G/CM，平均压实度为848，最小压实度为742，心墙的压实度未达到碾压式土石坝设计规范（SL2742001）要求。坝壳代料的标准贯入试验锤击数为3击，呈松散状态，坝壳代料的压实度不满足规范要求。心墙钻孔注水试验渗透系数114104171104CM/S，均值14210514CM/S。心墙具104CM/S量级，其渗透系数不符合碾压式土石坝设计规范（SL2742001）规定的心墙防渗体不大于1105CM/S的要求。3、上游护坡问题副坝上游未护坡，为草皮护坡，已被当地植树成林，坡面极不规则。4、反滤坝问题下游未设反滤坝。414溢洪道存在的问题溢洪道位于主坝左端山坳中，未护砌。堰宽28M，堰顶高程4583M；进口无机耕桥，每遇泄洪，附近村庄交通中断；山体时有塌方；其后陡坡段开挖未完成，尾水无出路，为一未完建工程，不能满足洪水安全下泄。415输水工程存在的问题输水管位于主坝左坝端，内径10M，管壁厚03M，为圆形钢筋混凝土坝下埋管，设计最大泄量50M3/S，进口高程3607M，全长5950M，纵坡1/200。输水管进口设有排架柱式启闭塔，内置工作闸门和检修闸门各一扇，配套15T手摇螺杆启闭机1台，启闭台与坝顶同高，高程为4795M，启闭室3636M，工作闸门为700圆筒活塞铸铁闸门，检修闸门为11M铸铁平板闸门。现场检查发现输水管存在多处漏水、露筋等，止水橡皮严重破损，灌溉输水管多处裂缝，裂缝宽为0812MM，从检测报告中看出灌溉输水管砼碳化深度为812MM，蜂窝麻面较多，单块面积为14M2，整体输水管砼强度均不满足规范要求。输水管进口设有柱式塔，排架、工作桥质量差，混凝土脱落碳化严重，碳化深度为68MM，露筋处数多达24处，经检测，砼强度均不满足规范要求。从检测资料还看出灌溉输水管铸铁底孔闸阀，有3裂缝，不能操作；裂缝宽度为0103MM，检修闸门卡死在门槽中不能移动；铸铁活塞式工作闸门有16条裂缝，裂缝宽度为012MM，操作很困难，最大变形为25MM；启闭杆轴向弯曲摆度30MM，关闭闸门时，不能完全关闭，启闭机过量关闭造成螺杆弯曲。启闭机机座锈蚀、机盖螺栓大部分丢失，机壳破裂且锈蚀严重。闸门开启困难，对建筑物防汛构成安全隐患。铸铁工作闸门与底孔截止铸铁阀门不能正常运行，根据水利水电工程金属结构报废标准（SL22698）规定，该水库输水管闸门及启闭设施都应作报废处理。52415基础设施存在的问题（1）观测设施大坝自建库以来，无渗流、沉陷、位移观测设施，无法对大坝行监测。（2）防洪调度系统按综合利用水库调度通则要求，重要小（1）型水