四川省xx水库枢纽除险加固工程初步设计说明

目录1综合说明111工程概述112本次设计概述913工程主要特性表92水文1221概述1222水文资料1223气象概况1224设计洪水1325分期设计洪水163工程地质1931概述1932除险加固勘察目的及任务1933水库区工程地质条件2034病险工程地质条件及评价2135天然建筑材料2436结论254大坝安全鉴定情况2741鉴定过程及主要工作2742工程等级及设计标准2743工程质量评价2844工程运行管理评价2845防洪标准复核2946洪水计算复核2947大坝渗流安全评价3048结构安全评价3149抗震安全评价31410大坝安全综合评价31411结论315工程除险加固任务3351工程整治的必要性和紧迫性3352目前已探明的工程病险3353工程除险加固任务346水库工程除险加固设计3561设计依据3562工程病害情况3763大坝除险加固设计3764溢洪道整治4865放水设施除险加固设计5066管理房整治设计5167大坝观测设计517施工组织设计5371主要工程量5372施工前期准备5473主体工程施工5674施工辅助设施及总布置5875施工进度计划5976主要技术供应计划598环境保护及水土保持设计6181环境影响状况及预测分析6182环境影响综合评价6383水土保持649工程管理6691管理机构及管理办法6692主要管理设施6693运行管理6894施工期工程管理7010设计概算71101工程概况71102工程技术经济指标71103编制依据和原则72104基础资料7211经济评价75111国民经济评价75112综合评价791综合说明11工程概述XX水库是XX市XX区XX镇镜内的一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用的小（二）型水库，工程等别为五等工程，主要建筑物为五级。水库坝址距XX镇政府5KM，距XX城区8KM，乡村道路从大坝坝顶通过，通电，通电话。水库大坝位于XX镇XX园艺社，水库所在河流系沱江水系支河上游。水库坝址以上集雨面积02KM2，主河道长09KM，河道平均坡降为34，流域内植被一般，水土流失为轻度。库所在地区多年平均降雨量10277MM，多年平均径流深3098MM。大坝坝型为均质土坝，坝顶高程为34171M，坝顶宽40M，最大坝高80M。校核洪水位为34078M，相应库容（总库容）1125万M3，设计洪水位为34056M，相应库容1080万M3，正常蓄水位33998M，相应库容为95万M3，死水位335M，相应库容为12万M3，有效灌溉面积160亩。（三查三定资料）XX水库枢纽工程于1973年3月动工修建，1973年8月竣工，当时国家基建程序尚不完善，国家对水利水电基建工程的管理处于比较混乱的状态，受当时设计及当地群众性施工队伍技术水平的限制，工程建设只注重大干快上而忽略科学性。该水库目前无任何施工记录、设计图纸资料。施工阶段未对材料、工艺进行质量控制，整个坝坡面凹凸不平，局部有明显冲刷、不均匀沉降现象，下游坝坡无排水体。111工程概况1、大坝大坝坝型为均质土坝，坝顶高程为34171M，顶长87M，顶宽40M，底宽2651M，最大坝高80M。上游坝坡坡比为116、112。下游坝坡坡比为122、1M马道、11。乡镇村公路从大坝坝顶通过。整个坝坡面树草繁茂，内坡上游边坡有明显冲刷和不均匀沉降现象，现场发现内坡有10多米长的垮塌带，外坝坝脚下部无排水体。据四川XX市水利农机局1994年检查发现，大坝外坡坡面发现多处白蚁危害迹象。2、溢洪道根据地形条件，溢洪道布置在大坝右岸，为开敞式正堰，堰顶高程为33998M，堰顶净宽32M（实测宽度），最大泄量为32M3/S。溢洪道进口淤塞严重，影响泄洪能力，溢洪道前段虽已衬砌，但风化严重，局部滑坡损坏，下游端未衬砌，已严重垮塌，无消力池。3、放水设施放水设备为竖井放水，建在大坝左端，采用竖井取水，直径为2M，内设150闸阀，竖井底坎高程3360M，最大放水流量011M3/S，涵洞断面形式为矩形，断面尺寸为0504M，足可供最大流量011M3/S。经现场踏勘和实地检查，由于该竖井渗漏、闸阀锈蚀严重，放水施设已无法正常运行。112水文1、概况XX水库属沱江水系支河上游。水库坝址以上集雨面积02KM2，主河道长09KM，河道平均坡降为34，流域内植被一般，水土流失轻度。多年平均降雨量10277MM，多年平均径流深3098MM，降雨多集中在510月份。XX水库工程区内无实测水文资料，附近小流域也无水文资料。本次设计采用四川省中小流域暴雨洪水计算手册成果作为计算依据。计算成果为设计情况（P50）洪峰流量250M3/S，洪水总量2993万M3，洪水下泄流量158M3/S；校核情况（P05）洪峰流量421M3/S，洪水总量4741万M3，洪水下泄流量283M3/S。2、成果由于本水库集雨面积内无任何水文、降雨测站，属无资料地区。本次洪水计算采用四川省中小流域暴雨洪水计算手册（以下简称手册）载入的推理公式进行，以手册的暴雨参数为依据，得到最终洪水成果。表11设计暴雨参数成果表查手册资料参数1/6H1H6H24H均值1854880110CV036040050055CS35CV表12设计洪峰流量QP及设计洪量推算成果表P（）设计洪峰流量M3/S设计洪量万M3502572993054214741表13XX水库洪水过程线表P05P50序号时程（H）流量（M3/S）时程（H）流量（M3/S）10000000000203420210035401283046604210482025740622084106430513507621680788103609792521013154712433371286205815394001592244918654211929257102176400225124411253333726212051230622523167154133839168397110314509808415273051315652804216753025716802002108296012817119680123800113工程地质库区属红色中丘地形，地势南高北低，库岸山头多为台阶状和台桌状，呈条带状山脊景观，沟谷较狭窄，呈“U”型谷，山坡较陡，丘谷相对高差4060M。工程区位于川中褶皱带边缘，威远穹隆构造和安岳鞍坡之间的较稳定区，地质构造简单，未发现次生断层和褶皱，岩层产状平缓，区域构造稳定。114大坝安全鉴定情况1、鉴定过程及主要工作2009年12月初，由重庆精佳工程设计咨询有限公司、湖南省娄底市水利水电勘测设计院、XX市XX区水利农机局、乡镇政府和水库管理处等有关单位的专家和工程技术人员对XX水库枢纽各建筑物进行了现场检查和座谈，并于2009年12月下旬由重庆精佳工程设计咨询有限公司、湖南省娄底市水利水电勘测设计院完成并提交了四川省XX市XX区XX水库大坝安全分析评价报告（以下简称安全评价）。2、结论安全评价结论如下坝高不足，严重影响蓄水及防洪，坝体不满足防洪要求。即不满足20年一遇设计洪水和200年一遇校核洪水标准要求，大坝不安全。大坝抗洪安全性评价为C级。大坝外坡在设定工况下其抗滑稳定安全系数满足规范要求，但内坡在设计工况下不满足规范要求；同时，大坝上游坝坡较陡，坝面无任何保护措施，土体受水侵蚀，局部已出现剥落，存在安全隐患。综合分析确定该工程结构安全性性为C级。坝体渗流量较小，属于正常范围；坝后土体经判断不会发生渗流破坏；但据资料调查，坝体施工质量粗糙，碾压层土存在粒径相差大、级配不合理等现象，存在接触冲刷、接触流失隐患。渗流性态安全性评定为B级。大坝外坡有蚁害。115工程除险加固任务本次除险加固初步设计是依据重庆精佳工程设计咨询有限公司、湖南省娄底市水利水电勘测设计院四川省XX市XX区XX水库大坝安全分析评价报告，并参考XX市XX区水利农机局、乡镇政府和水库管理处等有关技术人员对水库整治的意见进行。XX水库枢纽除险加固任务为增设防浪墙，硬化坝顶；修整坝体边坡，规整坝顶，增设护坡对上下游坝面进行保护；对坝体进行白蚁治理；按规范要求整治或改建溢洪道，增设消能设施；对放水设施进行整治，拆除闸阀，重新修建取水卧管；增设大坝观测设施；按规范要求维修管理房；116大坝除险加固设计1、工程等别及建筑物级别XX水库位于XX市XX区XX镇，水库坝址距XX镇政府5KM，距XX城区8KM。水库总库容1125万M3，正常库容库容95万M3，按水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）规定，本工程规模为小（二）型水库，大坝工程为等，主要建筑物为5级，次要建筑物为5级。2、除险加固设计大坝大坝内坡用砼预制块护坡，修整坝体下游边坡，规整坝顶；对坝体进行白蚁治理。溢洪道对溢洪道首段进行整修，延伸陡槽段及新建消力池，完善溢洪道。放水设施对取水卧管进行拆除重建为钢筋砼卧管大坝观测设计新增大坝变形、位移及渗漏等观测设施。其他维修管理房。117施工组织设计XX水库有乡村公路直到大坝左坝肩，施工材料可运至管理房及左坝肩。水库有电力设施能满足施工需要，水库有电话、电台能保证通讯，施工用水主要从库内抽水。XX水库整治工程只有大坝上游坝坡防渗护面时需降库水位，由于水库选定在枯水期完成主要工程量，死水位以上由放水设备放水来满足施工导流及供水要求。由于整治工程的工程总量较小，因此，工程土石方施工主要采用人工施工。坝体护坡、坝体土方挖运只能人工施工，采用蛙式打夯机夯实。浆砌体、砼砌块施工采用机械拌和，人工胶轮车转运。各段各分项工程施工互不干扰，可同时动工，工作面多。水泥可租用水库管理站或库区边民房堆放，沙、碎石可堆放在管理站内空坝上，民工用房可租用管理房和民房。施工拌和场可根据情况，分别考虑大坝，放水设备施工时，在就近的地方简单平场就可作施工拌和场。118环境保护及水土保持设计1、环境保护设计库区环境保护A、按水源地一级保护标准要求，库区内不得新建排污口。B、库区内沿岸不得堆放废碴，不得设立化学药品仓库，禁止有可能污染水域水质的活动。施工期环境保护A、对工程临时施工占地，在施工结束后，非耕地清障平整，耕地复耕。B、施工XX废水应经排水沟，沉沙池澄清降油后排放；生活区布置管理处附近，便于管理，减少污染。C、工区道路要经常洒水清扫、减少扬尘。D、按照施工期噪声控制标准，合理安排高噪声机械作业时间，避免夜间施工；高噪声施工人员应轮班作业，并配备噪声防护用具。E、加强工区过往行人的管理和保护，规划必要的人行通道，防止安全事故的发生。2、水土流失防治方案虽然本次除险加固工程对水土流失不会产生太大的影响，但为了确保流域水土保持现状不被进一步破坏，采取合理防治方案尽可能减少植被损坏，妥善解决弃渣，恢复地面植被，从而达到预防和治理水土流失，具体措施如下工程措施根据整治工程内容、地点、本着合理、经济的原则，采取就地修建拦渣墙堆积弃渣，建筑材料尽可能利用开挖材料，减少异地开采。植物措施将弃渣场表面进行整平，部分临时工程拆除后一并进行植树造林。施工中严格实行封山保护，不得集中砍伐。其他措施对不能绿化、复耕的料场进行人工块石护坡，避免水土流失。经初步估算，工程的环保及水土保持措施需费用5万元。119工程管理水库除险加固完成后由XX区水利工程管理站委托XX水库管理站负责管理，参照水库工程管理设计规范、水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准、水利工程管理单位编制定员试行标准等规定，管理站设管理人员3人，其中领导1人，日常管理工作实行站长负责制。管理站具体负责水库的工程管理、调度、防洪度汛、多种经营等。由于工程年久失修，病害严重，水库长期限制蓄水，难以充分发挥工程效益，给水库管理带来很大的困难。工程经整治恢复正常运行后，应加强技术管理人员的培训，完善管理制度，充分发挥工程效益。1110设计概算本工程静态总投资为14079万元，其中建筑安装工程10598万元，机电设备及安装工程036万元，临时工程631万元，独立费用1573万元，环境保护和水土保持费50万元，征地移民10万元，基本预备费642万元。1111经济评价根据XX水库枢纽除险加固工程国民经济评价及其敏感性分析结果可知，该工程的经济内部收益率大于社会折现率时，经济净现值均大于零，经济效益费用比亦大于1，故本工程国民经济评价可行，具有一定的抗风险能力，在经济上是合理的，只要工程完建后，就能充分发挥XX水库的经济效益及社会效益。12本次设计概述按照XX市XX区水利农机局、乡镇政府和水库管理处专家们的鉴定审查意见，并综合分析比较，推荐整治设计方案为坝顶硬化；大坝内坡用砼块护坡；修整坝体下游边坡；坝脚新增堆石排水体；对坝体进行白蚁治理；对溢洪道进行整修，增加公路桥、加高边墙，延伸陡槽段及新建消力池；对取水闸阀进行拆除，新建取水卧管；应增设和健全渗流、变形等观测设施，开展好此项工作。完善管理设施，维修管理房。要完成上述整治工程项目，需工期6个月，预计从10月中旬开始，到次年4月中旬，工程整治结束。工程静态总投资为14079万元，其中建筑安装工程10598万元，机电设备及安装工程036万元，临时工程631万元，独立费用1573万元，环境保护和水土保持费5万元，征地移民1万元，基本预备费625万元。完成上述整治项目，主要工程量为土石方开挖23786M3，土石方填筑134182M3，砼34804M3。13工程主要特性表表14工程主要特性表单位数量序号名称除险加固前除险加固后备注一、水文1坝址以上控制集雨面积KM202022多年平均降雨量MM10277102773多年平均最大风速M/S165165序号名称单位数量备注除险加固前除险加固后4多年平均径流深MM309830985多年平均径流总量万M3116211626多年平均气温1771777河道长度KM09098河道比降34349设计洪峰流量P50M3/S25725710校核洪峰流量P05M3/S421421二、水库1设计洪水位M3404634045设计下泻流量M3/S1581612校核洪水位M3406934067校核下泻流量M3/S2832883正常蓄水位M33998339984死水位M3353355总库容万M3110711036正常库容万M395957死库容万M312128设计灌面亩160160三、坝枢工程（一）大坝1坝型均质土坝均质土坝2坝顶高程M34171341803最大坝高M808094坝顶轴线长度M87845坝顶宽度M40406上游坝坡11216120257下游坝坡1102211518（二）溢洪道1堰型开敞式正堰宽顶堰2堰顶高程M33998339983堰顶宽度M32324消能方式/消力池5溢洪道长度M2632M（三）放水设施1型式竖井涵洞涵卧管2宽高/内径M05X04/206X06序号名称单位数量备注除险加固前除险加固后3最大放水流量M3/S01111四、灌区特性1设计灌面亩1601602有效灌面亩160160五、主要工程量1土石方开挖M3237862土石方填筑M31341823砼浇筑M334804六、总工期月6七、总投资万元140792水文21概述XX水库属沱江水系支河上游。水库坝址以上集雨面积02KM2，主河道长09KM，河道比降为34。流域内植被一般，水土流失轻度。多年平均降雨量10277MM，多年平均径流深3098MM，降雨多集中在510月份。22水文资料由于本水库集雨面积内无任何水文测站，属无资料地区。本次洪水计算采用四川省中小流域暴雨洪水计算手册（以下简称手册）载入的推理公式进行，以手册的暴雨参数和流域周围的雨量站实测的暴雨统计参数分别计算，然后对成果进行对比分析得到最终洪水成果。23气象概况水库地处亚热带湿润季风气候区，春、夏、秋、冬四季分明，气候温和，雨量充沛，具有冬暖春旱、夏热、湿度大、云雾多、无霜期长、秋多绵雨、冬短夏长，盛夏连晴、高温多伏旱等气候特点。据邻近的XX市气象局多年实测气象资料统计，多年平均气温177，极端最高气温411（1952722），极端最低气温30（1975111）。多年平均相对湿度80，绝对湿度173毫巴。多年平均风速165M/S，最大风速320M/S。多年平均蒸发量11361MM。无霜期318天。多年平均降水量10277MM。降雨量年内分配不均，510月雨量占年雨量的842，其中7、8两月占年雨量的388，是大雨和暴雨发生的主要时期；114月雨量较少，仅占年雨量的158，其中122月降雨量少，仅占年雨量的49，降雨量年际变化大，丰水年雨量约为枯水年雨量的23倍。24设计洪水241设计洪水标准XX水库坝体为均质土坝，总库容为1125万M3（三查三定）。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）的规定，XX水库为小（二）型水库，工程等级为等工程，其永久性水工建筑物为5级。结合水库现状及下游场镇及农田情况，本次整治设计洪水标准确定为20年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核，相应洪水频率为P50和P05。242设计洪水推求由于本水库集雨面积内无任何水文、降雨测站，属无资料地区。本次洪水计算采用四川省中小流域暴雨洪水计算手册（以下简称手册）载入的推理公式进行，以手册的暴雨参数和流域周围的雨量站实测暴雨统计参数进行对比分析后选用较大值推求设计洪水。流域内无实测暴雨资料，根据临近流域雨量站网分布及资料情况，确定距水库约8KM的XX站（气象站）为XX水库设计暴雨计算的主要参证站。XX站是气象系统设立的基本站，收集到该站19591998年共40年实测年最大1H、6H和24H雨量资料，雨量观测和资料整理均按规范进行，观测精度较高，资料可靠。利用XX站实测最大雨量系列（19591998）进行频率计算。用数学期望公式分别计算系列各项的经验频率，以矩法计算统计参数的初值，采用P型曲线适线，确定统计参数和设计值。为验证成果的合理性，又采用手册查“等值线图”的方法计算设计暴雨，两种方法成果较接近，据以分别进行设计洪水计算，手册设计暴雨值计算设计洪水成果略大。从工程安全考虑，故推荐采用手册成果。故将上述年平均暴雨参数与手册所载暴雨参数对比于下表表21暴雨参数对比表暴雨手册参数雨历（H）项目HTMMCVCS手册参数18503635CS1/6XX站参数14803235CS手册参数48004035CS1XX站参数45403435CS手册参数80005035CS6XX站参数88104735CS手册参数110005535CS24XX站参数111505535CS由表可见，手册所载暴雨特征值仍比XX水文站实测值大，为安全起见，故本次洪水复核计算参数采用手册中所查取数据（见表22），并以手册计算方法进行计算。又因本流域集雨面积很小，故忽略暴雨点、面的不均匀性，以点雨量代替面雨量推求计算成果见表23。表22设计暴雨计算参数比较表暴雨手册参数雨历（H）HTMMCVCS1/618503635CS148004035CS680005035CS24110005535CS表23设计暴雨计算成果表统计参数设计值24（MM）HCVCSP50MMP05MM11005535CV22934278由于本水库集雨面积内无水文站，属无资料地区。本次洪水计算采用四川省中小流域暴雨洪水计算手册（以下简称手册）载入的推理公式进行，以手册的暴雨参数和流域周围的雨量站实测的暴雨统计参数分别计算，然后对成果进行对比分析得到最终洪水成果。243设计洪峰流量的推算参考SL4493水利水电工程设计洪水计算规范、四川省中小流域暴雨洪水计算手册等，认定暴雨和洪水同频率，采用水科院水文研究所推理公式计算设计洪峰流量。1推理公式分析法推理公式中各参数的定量采用不同途径。参考四川省短历时暴雨指数等直线图本库区片值及邻近水库值；又据四川省小流域M值及值综合成果，采用L/J1/3F1/4及M040204推求汇流参数值为057，采用48F019、CV05、CS35CV推求设计和校核情况下的损失参数；再据核实的流域特征参数F、L、J用水文研究所推理公式Q0278（S/N）F计算得XX水库坝址处的设计洪峰流量见表24。表24设计洪峰流量QP推算成果表P（）推理公式分析法M3/S采用成果M3/S50257257054214212、设计洪水总量计算根据各频率的设计暴雨，采用单峰洪水计算T128F1/4，因T小于24小时，用HTPSPT1N2（S为设计暴雨雨力，N2为短历时设计暴雨指数）计算短历时设计暴雨，采用手则推荐的径流系数法公式W01HTPF（104M3）计算求得控制断面洪水总量见表25表25设计洪量推算成果表位置频率P设计洪量万M3坝址5029930547413、设计洪水过程线的推求根据上述推求的设计洪峰流量QP及设计洪水总量WP，计算设计洪水过程概化复式历时TP278WP/QP，参考手册中小流域典型洪水概化过程线综合成果，选取常出现的单峰概化洪水过程线模型（2）之X、Y值，由Q，TYQP和QTQTQ0及TXTP计算QT、T，即得区间洪水流量过程线，见下表。表26XX水库洪水过程线表P05P50序号时程（H）流量（M3/S）时程（H）流量（M3/S）1000000000020342021003540128304660421048202574062208410643051350762168078810360979252101315471243337128620581539400159224491865421192925710217640022512441125333372621205123062252316715413383916839711031450980841527305131565280421675302571680200210829601281711968012380025分期设计洪水根据施工组织设计要求，需要提供XX水库非汛期分期设计洪水。由于XX水库无实测流量资料，分期设计洪水根据站网分布及资料情况，选择威远河兴隆站（F920KM2）为本工程分期设计洪水的参证站。1、洪水分期依据兴隆站19711987年历年各月最大流量和发生日期，点绘各月最大流量散布图。年最大洪水发生在69月，为主汛期；45月和1011月暴雨量级较小，流量起伏不大，属过渡期；12月至次年3月流量起伏小，属枯水期。经本流域暴雨洪水特性分析，结合施工设计要求，将年内洪水划分为四个期，即汛前过渡期45月、主汛期69月，汛后过渡期1011月及枯水期123月。2、分期设计洪峰流量（1）兴隆站分期洪峰流量根据上述分期，各时段洪水按各分期最大流量独立选样，得各时段最大流量系列，采用数学期望公式计算系列各项的经验频率，以矩法计算统计参数的初值，采用P型曲线适线，确定各分期洪水的统计参数及设计值，成果见表27。（2）XX水库分期设计洪峰流量根据上述分期，XX水库45月、1011月、123月分期设计洪水按面积比移用兴隆站相应频率分期洪水成果，经分析，面积指数N值，123月取1，45月和1011月取075，详见表28。表27兴隆站分期设计洪水成果表设计最大流量（M3/S）洪水分期均值（M3/S）CVCS/CVP5P10P2045月1861113005964182591011月802125300275185108123月110083300294224157表28XX水库分期设计洪水成果表设计最大流量（M3/S）洪水分期P5P10P2045月0560390241011月02601701123月000600050003建议汛前提前10天，汛后错后10天使用各分期设计洪水成果，以保证施工安全。3工程地质31概述XX水库属红色中丘地形，地势南高北低，在地质构造上处于川中褶皱带边缘，威远穹隆构造和安岳鞍坡之间的较稳定区，区内出露的地层主要为第四系堆积层和侏罗系基岩。地质构造简单，未发现次生断层和褶皱，岩层产状平缓，工程区构造稳定性良好。工程区属弱震地质环境，地震活动水平较低，根据中国地震动参数区划图（GB183062001）和1/400万中国地震烈度区划图，工程区地震动峰值加速度值为005G，水库坝址区地震基本烈度为度。32除险加固勘察目的及任务受XX市XX区水利农机局的委托，重庆精佳工程设计咨询有限公司承担XX水库枢纽除险加固工程地质勘察调查工作。勘察工作中执行规范为中华人民共和国水利行业标准中小型水利水电工程地质勘察规范（SL552005）、水利水电工程天然建筑材料勘察规程（SL2512000）、水利水电工程钻孔压水试验规程（SL2592）等。勘察主要任务是（1）进一步调查、分析土坝坝体病害的分布情况、类型及成因，评价其危害程度，提供坝体渗透和抗剪力学参数。（2）查明地质病害和隐患的部位、范围和类型，分析其产生的原因，为除险加固设计提供地质资料与建议。（3）查明溢洪道工程地质条件及地质病害和隐患的分布情况、类型及成因，并评价其危害程度。33水库区工程地质条件331地形地貌库区属红色中丘地形，地势南高北低，库岸山头多为台阶状和台桌状，呈条带状山脊景观，沟谷较狭窄，呈“U”型谷，山坡较陡，丘谷相对高差4060M。332地层岩性工程区出露地层主要有第四系堆积层和侏罗系基岩。现由新至老分述如下1、第四系地层（Q4）主要有冲洪积层，残坡积层、崩坡堆积层、坡洪积层及人工堆积层等。（1）第四系人工堆积层（Q4ML）一种为棕褐色粘土，细腻密实，切面光滑，局部夹有粉砂质粉砂质泥岩小碎块及钙质颗粒，为人工填土，主要用于作坝体填筑。一种为粘土夹块碎石，粘土为砖红棕褐色，较密实，局部含粉砂较重，块碎石由砂岩、粉砂质粉砂质泥岩及钙质团块组成，可起到防渗作用。另外还有一种为砂岩与粘土岩碎块及碎屑，主要分布于坝体。（2）第四系残坡积（Q4ELDL）上部一般为厚0507M的粘土夹碎石，粘土为褐色，有较多植物根，碎石多为砂岩，少量卵石及钙质结核，粒径一般3050MM，下部为厚25M的粘土，棕红色，分布于基岩表面，该层在工程区分布较广，结构松散，自稳能力差，工程地质性质不良。（3）第四系冲洪积层（Q4ALPL）主要由卵砾石夹粉土，砂土组成，卵砾石成分主要为砂岩、砾岩等，成次磨园状，一般表层为厚1020M的粉土、砂土及砂质粘土，下部卵砾石含量增多，厚3040M，主要分布于河床及阶地。2、侏罗系中统沙溪庙上亚组（J2S2）根据岩性特征将其划分为二段上段为黄灰、灰白、灰紫色砂岩与灰紫、紫红色砂质泥岩不等厚互层，主要分布于坝址区两岸上部，工程区内未见顶。该层裂隙相对发育。下段为灰白、灰紫色厚巨厚层长石石英砂岩夹灰紫、紫红色砂质泥岩，该层在工程区内未见底，主要分布于河床。揭露可知砂质泥岩层一般厚163247M，该层岩体裂隙不甚发育，完整性较好。333地质构造A地质构造工程区位于四川盆地南部地台区的四川沉降带内，次一级构造则位于荣县威远大断裂南侧，威远辐射状构造南南东翼，自流井背斜北西翼。工程区内距断裂较远，受影响较小，因而大的节理裂隙不发育，局部见有一些微裂隙发育。B区域稳定性工程区属弱震地质环境，地震活动水平较低，根据中国地震动参数区划图（GB183062001）和1/400万中国地震烈度区划图，工程区地震动峰值加速度值为005G，水库坝址区地震基本烈度为度。34病险工程地质条件及评价341地质概况（1）地形地貌库区属红色中丘地形，库岸山头多为台阶状和台桌状，呈条带状山脊景观，沟谷较狭窄，呈“U”型谷，山坡较陡。（2）地层岩性工程区出露地层主要有第四系堆积层和侏罗系基岩。第四系地层（Q4）主要有冲洪积层，残坡积层、崩坡堆积层、坡洪积层及人工堆积层等。人工堆积层为一种为棕褐色粘土，坡残积为残破层和中短途搬运成的风化层，冲洪积为洪水在山口、沟底在堆积物，主要为紫红色粘土和砂质粘土。侏罗系中统沙溪庙上亚组（J2S2）灰紫红色、紫红色砂岩与紫红色砂质泥岩不等厚互层，风化发育成灰棕紫泥和紫红泥。（3）地质构造坝区位于川中褶皱带边缘，威远穹隆构造和安岳鞍坡之间的较稳定区。地质构造简单，未发现次生断层和褶皱，岩层产状平缓，属倾向NNE的单斜地层，没有大的断裂构造，裂隙发育一般。（4）不良物理地质现象坝址区勘察范围内未见滑坡、崩塌、泥石流等不良物理地质现象。（5）水文地质区内地下水可分为第四系松散堆积层中的孔隙性潜水和基岩裂隙水两大类。第四系松散地层孔隙水主要埋藏于冲洪积、坡洪积、残坡积层中。其透水性及富水程度受岩性和地貌单元的不同，差异性较大，主要受大气降水补给，排泄于沟谷。基岩裂隙水主要埋藏于砂岩的裂隙中，其构造裂隙、风化裂隙、卸荷裂隙成为地下水运动的主要通道。主要受大气降水的补给，以下降泉的形式排泄于冲沟或河流。据地区经验，环境水对砼无无腐蚀性。342病险工程地质评价通过本次勘察调查工作，现已查明大坝存在的主要病险工程地质问题。（1）坝基的工程地质条件及评价大坝于1972年动工，当时大坝未做大面积清基，未开挖截流槽，下部覆盖土层及强风化层没有清除。对于坝基和边坡存在的破碎带、裂缝、未做处理，未做防渗帷幕。坝基残留覆盖层厚度较大，坝基土粉质粘土经多年固结，工程性质良好，渗透系数满足防渗要求。坝基下伏基岩为侏罗系上沙溪庙长石砂岩，强风化层节理裂隙较发育，岩体破碎，属中等透水带，基本不存在坝基渗漏问题。（2）坝肩的工程地质条件及评价坝肩岩体中发育二组构造裂隙，一组产状为倾向南东，倾角7780，另一组产状为倾向南西，倾角7885，构造裂隙张开0530CM，无充填物，裂隙间距1020M。据调查，坝肩不存在明显渗漏问题。（3）坝体大坝为粘土均质坝，坝顶高程为34171M，顶长87M，顶宽40M，底宽2651M，最大坝高80M。上游坝坡坡比为116、112。下游坝坡坡比为122、1M马道、11。整个坝坡面凹凸不平，内坡上游边坡有明显冲刷和不均匀沉降现象，现场发现内坡已形成10M左右的带状塌陷，外坝坝脚下部无排水体。据调查，大坝填筑时，筑坝的土料为粉质粘土，从该土体透水性勘察，属相对不透水。选择这种土料来作土坝，基本上满足均质坝的防渗要求。但局部填料复杂，含基岩个体、腐植土、砂土等，碾压质量差，坝体填筑质量不良。据调查，大坝受白蚁危害较严重，未作防治措施。坝体防渗粘性土，填筑不均匀，层间结合不好，局部不满足规程规范要求。因此建议设计上应校核其稳定性。（4）溢洪道根据地质现场检查发现溢洪道进口淤塞严重，虽对部分边墙进行了衬砌，但衬砌质量差，条石风化严重，基础有部分放置在强风化砂岩上，抗风化能力弱。后段未衬砌且垮塌严重，尾端树草繁多。无消力池，不能满足防洪要求。（5）放水设备据地质调查显示放水设施无法正常运行，闸阀已锈蚀损坏。35天然建筑材料通过对天然建材中的土料、石料、砂卵石料调查，结果显示水库周边除土料、石料外，无天然砂卵石料分布。（1）土料及料场评价土料主要是利用大坝内外边坡开挖的土料进行重复利用，若施工所需土料不够的话，可选择位于大坝附近山坡上的料场，运距约6KM，有乡村公路相连，开采和运输都较为方便。根据取样试验成果显示，该料场土料全料比重GS274，塑性指数126142，粘粒含量352406，粉粒含量441487，砂粒含量153175，有机质含量087102，可溶盐含量328511。说明该料场土料基本满足技术要求。（2）条（块）石料料场位于XX区XX镇附近采石场，现民营企业正在开采，交通方便，平均运距为12M。根据平均厚度法进行计算其总储量为45万M3，满足本工程设计需用量。料场条块石以长石砂岩为主，饱和抗压强度RW241MPA，烘干抗压强度RS463MPA，软化系数KR052。质量满足规程规范要求。（3）砂卵石料工程区范围内为洪层地区，岩体质量指标低，不宜选作砂砾石料场，因此砂、砾石料贫乏，主要选取料场为沱江河小河口，平均运距约10KM。根据试验成果料场砂砾石中粗骨料主要试验指标符合质量技术要求；细骨料堆积密度139G/CM3偏低，孔隙率487偏大，细度模数为168170、平均粒径026030MM均偏小，属特细砂类。36结论（1）工程区位于四川盆地东部地台区的四川沉降带内，次一级构造则位于威远辐射状构造南东翼。区域内地质构造简单，岩性单一，地层变化不大。枢纽区及库区无大的不良地质现象，据中国地震动参数区划图（GB183062001）1/400万，工程区地震动峰值加速度为005G，动反应谱特征周期为035S，对应地震基本烈度为度，区域构造稳定性好，属相对稳定区。（2）由于大坝坝体填料不均，碾压质量差，上游坝坡较陡，变形严重，因此建议设计上应校核其边坡稳定性。（3）左右坝肩为侏罗系中统上沙溪庙组灰白色砂岩，坝肩岩体节理裂隙发育，岩体破碎。左、右坝肩局部岩石透水率较大，属中等透水。所以存在左右坝肩基本不存在明显的渗漏。（4）据白蚁资料显示，大坝外坡坡面发现多处白蚁危害迹象，因此为防止白蚁危害，建议在大坝表层药剂处理，并对坝坡进行坝面封闭处理，同时清除坝两端已成林的竹、草。（5）坝体由于填料不均、碾压质量差，坝体局部部位坝面散浸；坝基下伏基岩为砂岩，岩石透水率吕荣值不大。（6）本工程所需天然建筑材料主要有土料、条（块）石料及砼粗、细骨料。土料主要是重复利用原大坝内外边坡开挖土料，若所需土料不够的话，可选择位于大坝上游山头的土料场，运距60KM，出露地层为侏罗系中统上沙溪庙组灰白色砂岩，可开采有用层总储量25万M3；条（块）石料场，运距约12KM，开采和运输均方便，可开采有用层总储量45万M3；工程所需混凝土粗、细骨料取料场为沱江河小河口，平均运距约10KM，有公路相连，运输十分方便。4大坝安全鉴定情况41鉴定过程及主要工作2009年12月初，由重庆精佳工程设计咨询有限公司、湖南省娄底市水利水电勘测设计院、XX市XX区水利农机局、乡镇政府和水库管理处等有关单位的专家和工程技术人员对XX水库枢纽各建筑物进行了现场检查和座谈，并于2009年12月下旬由重庆精佳工程设计咨询有限公司、湖南省娄底市水利水电勘测设计院完成并提交了四川省XX市XX区XX水库大坝安全分析评价报告（以下简称安全评价）。42工程等级及设计标准大坝安全综合评价是依据大坝安全鉴定各专项报告复核评价结果及国家现行的有关规范的规定，进行综合分析，并遵照水库大坝安全评价导则（SL2582000）的大坝安全分类标准，评定大坝安全类别。大坝安全综合评价包含抗洪能力、结构稳定、渗流稳定。依据国家现行规范标准对大坝安全进行综合评价。421工程等级安全评价中XX水库总库容为1107万M3（复核后），为小（二）型水库，按水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）规定，大坝枢纽工程为等，主要建筑物为5级。422设计标准按水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）、防洪标准（GB5020194）和碾压式土石坝设计规范（SL2742001）标准执行。一、洪水标准枢纽永久建筑物设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为200年一遇。二、坝顶安全加高大坝安全加高在正常运用情况下为05M，非常运用情况下为03M。三、大坝坝坡抗滑稳定安全系数大坝坝坡抗滑稳定最小安全系数按碾压式土石坝设计规范SL2742001规范及补充规定，大坝坝坡抗滑稳定的最小安全系数，正常运用情况为115，非常运用情况为105。四、地震烈度根据中国地震动参数区划图（GB183062001）和1/400万中国地震烈度区划图，XX水库坝址区地震基本烈度为度，可不进行抗震计算。43工程质量评价XX水库施工时间早，距今已达三十余年，既无施工记录，又无竣工报告。1筑坝的土料为粉质粘土，从该土体透水性勘察，属相对不透水。选择这种土料来作土坝，基本上满足均质坝的防渗要求。2溢洪道尾段未衬护，氨坡严重垮塌，无消能设施。3由于历史条件的限制，本工程无反滤设施及观测设施，未进行施工质量控制和质量检测。44工程运行管理评价大坝的运行、维护和监测未按规定项目、内容和要求及有关规范（程）的规定运行。相应的规章、制度不健全。坝体局部地方出现不均匀沉降、渗漏，严重影响水库蓄水和防洪。综上所述，大坝运行管理大部分未按相关规范（规程）执行，因此，XX水库大坝运行情况综合评价为差。45防洪标准复核XX水库坝体为均质土坝，总库容为1107万M3。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）的规定，XX水库为小（2）型水库，工程等级为等工程，其永久性水工建筑物为5级。结合水库现状及下游场镇及农田情况，本次整治设计洪水标准确定为20年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核，相应洪水频率为P50和P05。46洪水计算复核安全评价对水库洪水进行了复核，得出如下成果表41设计暴雨计算参数表24H暴雨6H暴雨1H暴雨1/6H暴雨参数HTMMHTMMHTMMHTMM均值1108048185CV055050040036CS/CV35353535表42设计洪峰流量QP推算成果表P（）推理公式分析法M3/S采用成果M3/S5025725705421421表43设计洪量推算成果表位置频率P设计洪量万M3502993坝址054741表44水库调洪计算成果表频率PQM3/SHMV万M3Q泄M3/S5015834046304831059805283340692071211071表45坝顶高程计算成果表项目正常运用非常运用计算风速V（M/S）2475165吹程D（KM）0101平均波浪爬高R（M）10060风雍水面高度E（M）002001安全超高A（M）0503坝顶超高Y（M）152091水库静水位（M）3404634069计算坝顶高程（M）3419834160根据上述结果，安全评价得出结论计算最大坝顶高程由校核洪水情况确定，其计算最大坝顶高程为34198M，而本工程实际坝顶高程为34171M，水库大坝安全超高不符合规范SDJ21884要求。并且内坡存在局部冲刷、滑坡等现象，变形严重；外坝坡不规则，草木繁茂，白蚁危害，大坝不安全。根据水库大坝安全评价导则（SL2582000），该水库大坝现状抗洪安全性评为C级。47大坝渗流安全评价经过对大坝的渗透分析计算，坝体渗流量较小，属于正常范围；坝后土体经判断不会发生渗流破坏；但据资料调查，坝体施工质量粗糙，碾压层土存在粒径相差大、级配不合理等现象，存在接触冲刷、接触流失隐患。根据水库大坝安全评价导则（SL2582000），大坝渗流安全评为B级。48结构安全评价本次坝坡稳定分析中，分别对大坝上、下游坝坡进行了各种工况条件下的稳定计算分析。大坝外坡在设定工况下其抗滑稳定安全系数满足规范要求；但内坡在设计工况下不满足规范要求，同时，大坝上下游坝坡多处出现土体崩塌、剥落现象，存在安全隐患。综合分析，大坝结构不稳定，不符合规范要求，根据水库大坝安全评价导则（SL2582000），大坝结构安全性评为C级。49抗震安全评价XX水库坝址区地震基本烈度为VI度以下，可不作抗震复核，视为满足抗震规范要求。该水库无金属结构，故不做评价。410大坝安全综合评价XX水库大坝抗洪安全性定为C级，结构安全性定为C级，渗流安全性定为B级，抗震安全性定为A级，根据中华人民共和国行业标准SL2582000水库大坝安全评价导则，安全性级别中有一项以上（含一项）是C级的，为三类坝。所以，XX水库大坝为三类坝。411结论安全评价结论如下该水库大坝坝顶高程不满足国颁防洪标准GB5020194，即不满足20年一遇设计洪水和200年一遇校核洪水标准要求，大坝不安全。大坝抗洪安全性评价为C级。大坝内坡在设定工况下其抗滑稳定安全系数均不满足规范要求。坝体结构不安全，评定该工程结构安全性为C级。坝体渗流量较小，属于正常范围；坝后土体经判断不会发生渗流破坏；但据资料调查，坝体施工质量粗糙，碾压层土存在粒径相差大、级配不合理等现象，存在接触冲刷、接触流失隐患。大坝渗流安全评为B级。大坝外坡有蚁害。5工程除险加固任务51工程整治的必要性和紧迫性（1）防洪的需要XX水库下游5KM有XX镇场镇，街道现有常住人口8000余人（含学生），另有大片良田和优质经济林，一旦出事，将给国家财产和人民生命财产带来不可估量的巨大损失，因此，水库的位置十分重要。根据“三查三定”资料和防洪标准（GB5020194）的规定，工程等别为五等工程，主要水工建筑物为5级。本次设计洪水标准为“20年一遇设计，200年一遇校核”。（2）灌溉的需要XX水库有效灌溉面积160亩，属沱江水系支河上游，该流域内土地利用程度较高，耕作发达，以水稻、红薯、玉米、甘蔗等粮经作物为主。水库来水量丰富，为该地区农业和其他经济的发展提供了重要的水资源保障。综上所述，整治XX水库工程，是除险加固、防洪保安、农田灌溉、人畜饮水的需要，也是当地社会稳定，经济持续、健康、快速发展的需要，因此，XX水库病害整治工程势在必行。52目前已探明的工程病险根据安全评价及我公司现场检查，XX水库工程存在的主要问题是坝体超高不足，严重影响防洪。大坝内坡较陡且变形严重，下游坝坡凹凸不平，上游边坡有明显冲刷、不均匀沉降现象，坝坡附近有白蚁建巢现象，整个坝坡面树草繁茂。溢洪道进口段淤塞严重，边墙风化脱落、滑坡损坏，后段严重垮塌淤塞，无消力池。竖井渗漏、闸阀锈蚀、堵塞严重。管理房有待维修，水库无变形、渗流等观测设施。53工程除险加固任务本次除险加固初步设计是依据安全评价和XX市XX区水利农机局、乡镇政府和水库管理处等有关技术人员对水库的介绍进行。XX水库枢纽除险加固任务为修整坝体边坡，规整坝顶，增设护坡对上下游坝面进行保护；增设防浪墙，硬化坝顶；对坝体进行白蚁治理；按规范要求整治或改建溢洪道，增设消能设施；对放水设施进行整治，拆除闸阀，重新修建取水卧管；增设大坝观测设施；按规范要求维修管理房；6水库工程除险加固设计61设计依据611工程等别及建筑物级别XX水库整治后，大坝仍为均质土坝，最大坝高80M，正常蓄水位33998M，总库容1107万M3，灌溉面积160亩（复核后）。根据防洪标准（GB5020194）和水电部颁发的水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）规定，水库为小（二）型，属五等工程，主要水工建筑物为5级。确定主要水工建筑物设计洪水标准为“20年一遇P50设计，200年一遇P05校核。”612设计标准和相应的特征水位按水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）、防洪标准（GB5020194）和碾压式土石坝设计规范（SL2742001）标准执行。1、洪水标准永久建筑物设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为200年一遇。2、坝顶安全加高大坝安全加高在正常运用情况下为05M，非常运用情况下为03M。3、大坝坝坡抗滑稳定安全系数大坝坝坡抗滑稳定最小安全系数按碾压式土石坝设计规范SL2742001规范及补充规定，大坝坝坡抗滑稳定的最小安全系数，正常运用情况为115，非常运用情况为105。4、特征水位本次设计结果校核洪水（P05）时，最大下泄流量288M3/S,校核洪水位34067M，设计洪水（P50）时，最大下泄流量161M3/S，设计洪水位34045M，水库正常蓄水位为33998M。613除险加固设计基本资料1、长江水利委员会、四川省水利厅、四川省发改委等部门对本工程的各项要求；2、重庆精佳工程设计咨询有限公司四川省XX市XX区XX水库大坝安全鉴定分析评价报告及图纸；3、四川省XX市XX区XX水库“三查三定”资料；4、四川省XX市XX区XX水库地质勘察资料。614除险加固设计执行的规程规