某水库除险加固设计初步设计报告

1、xx水库工程特性表序号指标名称单位原设计加固前加固后备注一水文1控制集雨面积km20.30.30.32干流长度km0.850.850.853干流平均坡降62.162.162.1二水库1水库水位1）校核洪水位m89.1089.1088.98p=0.33%2）设计洪水位m88.8088.8088.75p=3.33%3）正常蓄水位m88.4088.488.44）死水位m80.580.580.5 2库容1）总库容104m352.252.252.22）兴利库容104m343.843.843.83）正常库容104m344.244.244.24）死库容104m30.40.40.4三洪水1）设计洪峰流量m3

2、/s3.323.323.322）设计下泄流量m3 /s0.370.37 0.37 3）校核洪峰流量m3 /s4.784.784.784）校核下泄流量m3 /s0.650.650.65四坝1）型式均质土坝均质土坝均质土坝坝2）坝顶高程m90.1390.1390.503）最大坝高m121212.374）坝顶宽m5555）坝顶轴线长m878787五泄水建筑物1溢洪道1）堰顶高程m88.4088.4088.402）型式宽顶堰宽顶堰宽顶堰3）溢流堰宽度m1.21.21.2序号指标名称单位原设计加固前加固后备注4）消能方式消力池5）设计溢流流量m3 /s0.370.37 0.376）校核溢流流量m3 /s

3、0.650.650.65六输水建筑物涵管拆除重建1）型式砼圆管砼圆管箱涵卧管放水2）进口底板高程m80.50 80.5080.503）出口底板高程m80.2080.20 80.204）断面尺寸m直径0.5m直径0.5m0.8*1.25）涵洞长度m3737406）设计流量m3 /s0.20.20.2七工程效益1灌溉面积亩1500150015002保护人口人800800800808003距主要乡镇km距xx25km4距交通干线km距棠棠公路1.0km1 综合说明1.1 工程概况xx水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合利用的小（2）型水库，库址座落在xx市xx乡xx村境内，地理位置东经1114

4、838，北纬北纬292158，该库于1960年9月动工，1960年12月竣工。大坝防洪标准为：设计洪水30年一遇，校核洪水300年一遇。库区位于山区，植被覆盖良好。集雨面积0.3 km2, 坝址以上干流长0.85km，干流平均坡降62.1。多年平均降水量1274mm。总库容52.2万m3，正常库容44.2万m3，死库容0.4万m3；校核洪水位（p=0.33%）89.10m,设计洪水位（p=3.33%）88.80m，正常蓄水位88.40m,死水位80.50m。 该水库是以农田灌溉为主，兼有防洪、养殖任务等综合性小（ii）型水库。枢纽工程由大坝、溢洪道和灌溉放水涵组成。大坝坝型为均质土坝,最大坝高

5、为12.0m,坝顶高程为90.13m,坝顶长度87m,坝顶宽度5.0m,坝基防渗型式为截水槽。内坡坡比为1：1.75,外坡有两级平台，自上而下坡比分别为1：0.7、1：1.85、1：0.45。溢洪道位于大坝右岸，为开敞式宽顶堰，堰顶高程为88.40m, 堰顶宽1.5m,未护砌,最大下泄流量0.65 m3/s。放水洞型式为砼圆涵，断面尺寸500mm,进口底高程80.50m,最大放水流量0.2 m3/s。工程效益有效灌溉面积1500亩。该水库修建以来主要存在大坝单薄，外坡脚渗漏严重(在北端大坝与山体结合部位更为严重)。2003年冬对以上渗漏部位采用1：2：4三合泥进行处理，但没有达到理想效果。目前

6、该水库存在的主要问题有：1)大坝大坝单薄，外坡脚渗漏严重，尤其是北端大坝与山体结合部位渗漏更严重；2)溢洪道是土渠，过水断面不够，汛期出现塌方堵塞；3)输水洞瓦管现已老化，漏水严重；4)出口渠道没有衬砌，渗漏严重；1.2 水文 1.2.1 工程等级及洪水标准xx水库为小(二)型水库，根据gb50201-94防洪标准及sl252-2000水利水电工程等级划分及洪水标准的规定,工程等别属等工程，主要建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级。xx水库大坝安全认定报告书中采用的洪水标准为：设计洪水标准30年一遇，校核洪水标准300年一遇，溢洪道消能防冲标准10年一遇。此标准符合规范要求，本次仍采用上述标

7、准进行复核。1.2.2 洪水计算xx水库无实测降雨和流量资料，本设计利用湖南省暴雨洪水查算手册计算设计洪水。经计算，xx水库30年一遇设计洪水最大入库流量为3.32m3/s，300年一遇校核洪水最大入库流量为4.78m3/s。1.2.3 调洪演算根据xx水库的设计洪水过程线、库容曲线和除险加固后的溢洪道特性进行调洪演算。起调水位为水库的正常蓄水位88.40m，起调库容为正常库容44.2万m3，采用水量平衡法求得xx水库在设计和校核洪水时的库水位及下泄流量。 xx水库调洪演算成果表 洪水频率p（%）洪峰流量（m3/s）洪水位（m）相应库容v（万m3）下泄流量q（m3/s）0.334.7888.9

8、850.760.653.333.3288.7548.080.371.2.4水库抗洪能力的复核根据坝址处的水文气象条件和水库特征值，采用官厅水库公式计算波浪爬高和风浪雍高并及入安全超高后，xx水库大坝的最低高程应不低于89.85m，大坝整治后高程90.50m满足要求。溢洪道控制段的顶部高程不得低于校核洪水位加安全超高，为89.85m，重新修建的溢洪道控制段导墙顶高程为90.50m，满足规范要求。1.3 工程地质1.3.1 地形地貌xx水库位于澧水尾闾右岸的丘陵区，大坝及库区周边最高点高程在140m左右，最低点位于坝体下游，地面高程75m左右，山体呈长形山体或浑圆状山包，坡度1030左右，坝体两侧

9、山坡较陡，约45左右，呈”u”字型南北向展布，沟谷宽100200m，地形较平坦，沟谷为水田，山坡部分为旱地，水系不发育，自然状态下岸坡稳定状态较好。1.3.2 地层岩性根据实地地质调查及钻孔揭露，库坝区分布的地层有第四系人工填筑土（qs）残积层及冲积层（qal），寒武系下统牛蹄塘组（1n），现从新至老分述如下：(1)坝体人工填筑土（qs）本层土主要为人工填筑土，为暗黄色、紫黄色、绿黄色含砾粉质粘土，砾石含量20%左右，厚度012m。(2)残积层及冲积层（qal）本层分布在库区、坝区内外，残积层分布在坝址两侧山坡，冲积层分布在库区及沟底较平区，根据钻探资料及实地观测，厚度15m。(3)寒武系下统

10、牛蹄塘组本层岩石只在坝体两侧很小范围内出露，系由人工将覆盖层剥去或库水冲刷而出露地面，为灰黄色、灰黑色、紫红色薄-中层状板岩，较致密，中等风化到较强风化，风化后呈灰白色，较软，呈片状，岩层呈单一倾向岩层，倾向es80-100，倾角60左右，根据资料，本层厚度大于200m。分布于库区及坝体上下游。为深灰色、灰黑色含砾粉质粘土，呈可塑状，根据附近资料显示，厚度右达10-30m。1.3.3地质构造和地震区内属于华夏系武陵山余脉向洞庭湖沉降带过度地带，第四系以来地层活动较频繁，洞庭湖沉降带第三纪-第四纪沉降区近代仍在下降。该区有一系列隐伏的区域断裂，有的近期仍在活动，烽火山断层，大致走向为n65w；烽

11、火山-拱背桥断层大致沿n30e展布；两断层距离水库约10km。另外南部有毛里湖断层分布，被第四系覆盖层覆盖。根据1:400万中国地震动峰值加速度区划图（gb18306-2001）和中国地震反应谱特征周期区划图，本工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，对应地震基本烈度为级。1.3.4 水文地质坝区地下水类型分为冲积层松散土体孔隙水与基岩孔隙裂隙水。松散土体的孔隙水主要赋存于第四系人工堆积土层中及冲残积层土体中，主要补给源为大气降水与库水补给。勘探期间坝体地下水埋深6.5m左右，低于库水位3m左右，此类水随季节变化而变化。根据工程区附近资料，地下水化学类型主要为hc

12、o3-ca-mg型，ph值7.6-8.2，附近无污染源，地表水、地下水对砼无腐蚀性。1.3.5天然建筑材料xx水库除险加固所需天然建筑材料主要为土料、块石料、砂、砾石。土料场位于大坝左侧坝体外侧的山坡边及下游，在此取土，一是运距近，在1km以内，二是土质较好。工程所需块石料、砂砾石料均要外地购置，块石可到xx新洲镇块石料场购买，运距约35km，砂、砾石主要从岳阳、汩罗船运至料场，运输方便，运距25km。其材质能满足工程建设需要。1.3.6坝基、坝肩工程地质条件评价根据现场实地勘查与钻探，坝基主要为厚度16.7m厚的高液限粉土，室内土工试验结果表明：天然含水量34.6-28.1，均值为31.4；

13、干密度1.52-1.37g/cm3，均值为1.44g/cm3；孔隙比0.787-0.997，均值为0.91；上述指标表明：此层土具高压缩性，结构中密，含水量差异大，干密度偏低，透水率8.610-5，通过以上情况分析，坝基土属弱透水层。坝肩两侧为较强风化的板岩，较破碎，层理，节理发育，压水试验透水率(lu)大于10，属较强透水层，厚度大于5m，但基岩上面覆盖有一层16.7m厚的弱透水层，只要不破坏该层，通过基岩渗漏的可能性较小，但在坝体两侧的坝肩部位覆盖层相对薄一点，易形成绕坝渗漏和接触面渗漏。1.3.7 溢洪道工程地质条件评价溢洪道位于坝体右侧，由山体开凿而成，岩土层为残积层，没有进行任何防渗

14、加固处理，就是一条土渠，因而形状极不规则，冲坑，冲槽到处可见，加上过水断面不够，汛期还经常出现垮塌而堵塞溢洪道，对大坝造成严重威胁，工程地质条件较差，一是土体不密实，二是土质差，因而造成险象。1.3.8输水涵洞工程地质条件评价输水涵管是座落在人工回填土体中，由于施工中未对地基进行任何加固与防渗处理，且为0.5m的钢筋砼，导致涵管沉陷不均，部分破损，造成渗漏，渗漏时还带出坝体中的细颗粒，造成坝体外部变形、渗漏。输水涵管渗漏的主要原因：坝体内的散浸水向管内渗入；管身与人工填土接触面未进行防渗，库水和坝体内水沿刚性界面渗入管内。1.3.9结论及建议结论：(1)场地地震基本烈度值为度，设计施工中必须按

15、度对大坝和建筑物进行抗震复核。(2)库、坝区属丘陵地貌单元，坝区无断层通过。地下水为松散层的孔隙水与基岩裂隙孔隙水，且附近无污染源，地下水对砼无腐蚀性。(3)坝体的填筑土料和施工质量较差，坝体渗漏严重，防渗性能差，达不到防渗指标要求，坝体存在散浸问题。(4)坝体与坝基在施工中清淤不彻底，没有进行完全清除与防渗处理，存在渗透问题。(5)溢洪道未进行加固防渗处理，造成损坏严重，可造成冲毁。(6)输水涵管破坏严重，造成管身破裂，漏水严重危及坝体。(7)绕坝渗漏较严重。工程处理措施建议：(1)对大坝坝体和坝基进行防渗处理，基岩部分的防渗处理应深入至弱透水带。坝肩部位的防渗处理应向山体伸入3050m，加

16、密钻孔。(2)溢洪道部分应进行砼或浆砌石处理，底板和侧墙应进行防渗，加固处理。(3)输水涵管翻修重建，建议为钢筋砼涵管。(4)整修加固坝体，使其外观成型。(5)坝体迎水面进行砼护坡，背水面采用生物护坡。(6)新建排水棱体。(7)坝区迎水面两侧沿山体100m应进行防渗铺盖，建议用粘土铺盖，厚度不小于1m。1.4 除险加固设计1.4.1设计依据、原则和任务除险加固设计的主要依据是xx水库大坝安全评价报告、安全认定报告、安全核查报告等前期工作结论和国家现行的规程规范。设计的主要原则是：尽量不增加坝高，不大削大填现有坝坡，通过坝基和坝身防渗进一步增加大坝的稳定性。不降低溢洪道现有的泄洪能力，通过续建加

17、固等措施进一步提高其泄流量，护砌加固溢洪道提高其运行的可靠程度。尽量减少穿坝建筑物（涵管）的数量，新建或改建的涵管、隧洞等地下建筑物的横断面尺寸要能满足进人检查、维修的要求。所有建筑物尽量满足运行可靠、经久耐用、管理简单、维修方便的要求。工程设计的主要任务是彻底消除工程隐患，完善各项工程设施，恢复并长期保持水库的各项功能，充分发挥水库的社会和经济效益。 1.4.2大坝防渗加固设计采用冲抓套井回填粘土的办法解决渗漏问题，在坝顶布置1排套井，直线错位相套，开孔直径1.1m，孔距0.78m，终孔深度至基岩以下1m。死水位以下采用抛石压脚；死水位至正常蓄水位的上游坝坡采用预制混凝土六方块护，先削高填低

18、、平整夯实，再铺0.1m的砂石垫层，护砌后的上游坝坡为1：1.7。正常蓄水位以上至坝顶高程采用草皮护坡。下游坝坡与两边山体接触处设排水沟，坝坡设有上坝踏步，坝脚设贴坡排水棱体，坡面采用草皮护坡。坝顶设置泥结石硬化，宽5m，厚0.2m，下设0.2m厚砂砾石垫层，两侧设c20混凝土路缘石。1.4.3 溢洪道设计溢洪道由进口段、控制段、泄槽段和消能段组成。控制段进口底板高程85.50，宽1.2m，长8.147m。泄槽段纵坡1：4.594;，长34.0m，消力池宽1.2m，深1.0m，长5.4m，底板高程81.00m。均采用钢筋混凝土，混凝土标号为c20，每10m设一条伸缩缝，沥青杉板嵌缝。1.4.4

19、 涵卧管设计涵管位于大坝右端，断面尺寸500mm，进口底板高程80.50m，用卧式启闭机闸门控制。目前涵管老化，漏水严重，影响大坝安全。输水设施改造可从两方面来考虑：一是废除现有输水设施，在大坝左岸坝体内新开一条涵洞；一是对现有输水设施进行加固。根据现有输水涵洞实际情况，涵洞存在问题较多，渗漏问题严重，如对其再进行处理加固，也不能从整体上保障其安全性。本次除险加固拟对原卧管及涵管拆除重建，重建卧管每1m高差设一放水孔，放水孔内径为0.3m，用铸铁翻盖闸门控制。重建涵管采用采用现浇净尺寸0.8m1.2m（宽高）钢筋混凝土涵管，涵管壁厚0.3m。1.5 施工组织设计xx属中亚热带北缘内陆季风气候区

20、。据xx、澧县、王家厂、莲花堰、东门等雨量站实测资料统计：全县多年平均降水量1330.9毫米，降水比较丰沛但时空分布不均匀，降雨多集中在汛期410月。多年平均气温为16.5，气温的年际变化不大，但年内气温变化较大，1月最低为4.2，7月最高。历年极端最高气温40.5（1972年8月27日），历年极端最低气温-13.5（1977年1月30日）。多年平均无霜期264天。多年平均风速2.3m/s，最大风速20.0m/s。大坝距xx县城25km，对外交通方便。 土料场位于大坝左侧坝体外侧的山坡边及下游，在此取土，一是运距近，在1km以内，二是土质较好。土场厚度平均3.5m，面积1万m2左右，土料3.5

21、万m3。料场内地形开阔、平坦，开采运输条件较好，按照均质土坝的质量要求对土料的有关指标进行对比评价，土中的粘粒含量较大和含水量偏小，渗透系数小，各项指标均符合要求。施工用电在附近农网搭接，施工用水直接用水泵从库内抽取，生活用水可利用附近居民的用水设施。最有利施工期为9月至次年3月完工。1.5.1 施工组织管理工程施工实行项目法人制、招标投标制、建设监理制。选择施工机械设备先进、技术力量雄厚、有一定声誉、有类似工程经验的施工单位施工。1.5.2 主体工程施工本水库枢纽除险加固工程主要施工项目为土方开挖、土方回填、冲抓回填、混凝土、砌石工程和钢筋制安等。1.5.3 施工工厂设施木料加工：主要制作模

22、板，配有小圆锯2台，带锯机1台，压刨、平刨机各1台和圆锯盘修理间，占地80m2。钢材加工：主要制作钢筋等，占地为80 m2，配有切断机，弯曲机和对焊机等。1.5.4 施工总布置施工总布置的方案，遵循因地制宜，有利生产，方便生活，便于管理，安全经济的原则进行，主要考虑以下几个方面：根据各分项工程相互干扰因素较大，宜实行小范围、小规模联合作业的特点，生产生活设施分区结合布置。本工程主要辅助施工设施：砼拌和站，钢材加工厂，木材加工厂，仓库、施工机械停放场，保养场，土料，块石开采堆放以及供水供电设施和生活营区等。1.5.5 施工总进度自第1年10月至第2年3月为主体工程施工期，在此期间需完成大坝防渗、

23、大坝护坡、边坡处理、溢洪道整治等项目的施工。主体工程以大坝防渗处理施工为关键项目。工程形象进度分项目描述如下：大坝截渗墙施工从第1年10月上旬开始，12月底完成；大坝护坡从12月3月上旬。溢洪道加固自第1年10月1日开工，3月20日完工。1.6 工程管理1.6.1 管理现状及存在问题水库在乡水管站的指导下由主要受益村负责管理，现有兼职管理人员2人，负责水库工程管理和维护，制定度汛方案和水库调度计划，进行水工水文观测，负责水库的灌溉和供水等管理工作。水库一直带病运行，工程效益未能很好发挥，生产、生活投入甚少，大坝等主体工程缺乏必要的观测设施，生活办公设施及交通通信设施不能满足工作需要，工程管理条

24、件十分落后，急待改善。1.6.2 管理机构xx水库工程一直没有建立完整的管理机构，除险加固达标后，必须尽快建立起完善的生产管理机构，以适应现代化生产建设管理的需要，发挥工程效益，维护工程安全。参照部颁水利工程管理单位定岗标准（试点），结合水库生产管理、防洪抢险、后勤保障服务等实际情况，本着精简、高效的原则，完善管理机构。1.6.3管理范围xx水库工程管理范围包括工程区和生产区，上游从坝轴线向上不少于100m，下游从坝脚线向下150m，大坝两端以建筑边缘向外延伸50m为界。库周边以正常高水位边线至第一道分水岭脊线之间的陆地为水库保护范围。1.6.4 工程运用管理水库的运行管理要按照中华人民共和国

25、水法、中华人民共和国防洪法、水库大坝安全管理条例和湖南省河道管理条例等法律法规进行，根据本工程实际制订规章制度。水库防汛服从上级主管部门和防汛调度部门统一指挥。要依法收取水费、积极开展多种经营，多方争取上级支持，保整水库正常运行所需费用落到实处。1.6.5 建设期的管理体制及实施办法由县人民政府或委托水行政主管部门组建项目法人，实行项目法人负责制，工程施工采用公开招标的方式选择施工队伍，委托有资质的单位对工程建设进行全过程的监理，质量监督部门跟踪进行质量监督。其他各有关部门各司其职，各尽其责，确保工程顺利实施。施工期间水库管理单位参与工程质量检查、监督和竣工验收。1.7 环境保护及水土保持1.

26、7.1环境影响分析本次除险加固工程施工对环境的不利影响是小范围和短期的，而对环境的有利作用则是广泛的、持久的。工程对环境的不利影响主要由工程施工造成。包括取土扰动地表、破坏植被、废水废气排放、施工机械噪声污染等。通过采取措施完全可以将其影响降到最低限度。工程环境保护投资主要包括施工区环保投资、施工期环境监测费用和人群健康保护费等，计列5.53万元。1.7.2水土流失影响分析本工程施工项目主要有冲抓回填、帷幕灌浆、大坝护坡、混凝土浇筑、砌石、临时建筑物的修建等。工程实施将在小范围内扰动原地貌，损坏土地和植被，造成一定程度的水土流失。由于工程本身考虑了草皮护坡等有利于水土保持的工程措施，主体工程范

27、围内不会造成大流失。对取土场等扰动地面幅度大地方拟采取建拦沙坝等措施防治，计列水土保持费8.30万元。1.8 工程概算工程总投资为354.93万元，其中：建筑工程投资231.21万元，机电设备及安装工程投资10.48万元，临时工程投资30.33万元，独立费用52.33万元，基本预备费16.25万元，水（环）保工程投资13.63万元。2 水文2.1 工程概况及气象情况xx水库位于xx乡xx村境内，大坝枢纽所在河流属澧水上游小支流，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用的小（二）型水利工程。坝址以上干流长度0.85km，控制集雨面积0.3km2，河道平均坡降62.1。库区内山高坡陡，植被较好，

28、水土流失较轻，坝址以上无大、中型水利工程。xx属中亚热带北缘内陆季风气候区。据xx、澧县、王家厂、莲花堰、东门等雨量站实测资料统计：全县多年平均降水量1330.9毫米，降水比较丰沛但时空分布不均匀，降雨多集中在汛期410月。多年平均气温为16.5，气温的年际变化不大，但年内气温变化较大，1月最低为4.2，7月最高。历年极端最高气温40.5（1972年8月27日），历年极端最低气温-13.5（1977年1月30日）。多年平均无霜期264天。多年平均风速2.3m/s，最大风速20.0m/s。2.2 工程等级及洪水标准xx水库为小(二)型水库，根据gb50201-94防洪标准及sl252-2000水

29、利水电工程等级划分及洪水标准的规定,工程等别属等工程，主要建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级。xx水库大坝安全认定报告书中采用的洪水标准为：设计洪水标准30年一遇，校核洪水标准300年一遇，溢洪道消能防冲标准10年一遇。此标准符合规范要求，本次仍采用上述标准进行复核。2.3 洪水复核xx水库没有水文气象观测资料，本次洪水复核的洪水计算根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，以下简称查算手册。2.3.1 设计暴雨xx水库控制流域面积f=0.3km2，河道长度l=0.85km，河道平均坡降j=62.1，xx水库属无实测暴雨资料工程，根据水库所在地理位置在湖南省暴雨洪水查

30、算手册(84版)查得24小时点暴雨均值h24点=107mm、变差系数cv=0.43、cs/cv=3.5。该查算暴雨成果经与邻近临澧县气象站实测暴雨统计成果对照，“手册”查算暴雨成果略大于气象站实测暴雨统计成果，本次设计暴雨成果直接采用“手册”查算成果。因该水库集雨面积仅0.3km2，故可视为设计点雨量已笼罩水库集雨面积，不必进行点面雨量的换算，将查算设计点雨量成果直接作为水库流域设计面暴雨量计算。利用湖南省暴雨洪水查算手册(84版)，水库位于暴雨径流一致区第6区，产流分区第2区，初损值i0=27mm，流域植被情况较好，r上/r总的比例系数值不同频率下分别取0.75、0.7、0.7，计算参数及计

31、算成果详见表2.3-1。表2.3-1 水库设计暴雨参数及成果表p（）0.333.335备注kp2.83 1.99 1.84 f=0.3km2h24点(mm)303 213 197 l=0.85kmh24面(mm)303 213 197 j=0.0621n20.613 0.636 0.641 =107mmn30.735 0.773 0.780 cv=0.43h1（mm）105 81.0 76.2 cs=3.5cvh3（mm）160 121 113 io=27mmh6（mm）210 156 145 =1h12（mm）252 182 169 r总（ mm）276 186 1700.750.70.7r

32、上（mm）207 130 119 2.3.2 用推理公式推求设计洪水a) 产、汇流参数及设计洪水成果参照湖南省暴雨洪水查算手册(84版)，地面径流洪峰流量采用手册介绍的推理公式法中的试算法推求，地面径流过程用径流分配系数法推求，地下径流过程及峰值采用等腰三角形法推求，xx水库设计洪水参数及成果见表2.3-2，各频率设计洪水过程线如表2.3-3。表2.3-2 水库设计洪水参数及成果表(推理公式法)p（）0.333.335备注q上m(m3/s)4.70 3.25 2.92 f=0.3km2(h)1.66 1.82 1.87 l=0.85kmqi（m3/s）17.2 10.9 9.9 j=0.062

33、1q上m/qi0.273 0.300 0.295 =2.90q下m(m3/s)0.41 0.33 0.30 m=0.244q下m(m3/s)0.03 0.02 0.02 w(万m3)8.3 5.6 5.1 表2.3-3 xx水库设计洪水过程线成果(推理公式法) （单位：m3/s）p（%）0.333.335p（%）0.333.335t（h）t（h）00.030.020.02140.380.310.2813.332.171.96150.350.280.2624.783.322.98160.320.260.2432.691.681.51170.290.240.2241.831.121.04180.2

34、60.210.1951.500.910.85190.230.190.1761.240.770.73200.210.170.1571.080.690.64210.180.140.1380.920.590.55220.150.120.1190.780.510.47230.120.090.09100.670.460.43240.090.070.06110.590.420.38250.060.050.04120.450.340.31260.030.020.02130.410.330.3027000各频率设计洪水过程线图如下图1。水库设计洪水计算成果汇总表见表2.3-4:竹壁堰水库坝址设计洪水过程线图0

35、.01.02.03.04.05.06.003691215182124时段t(h)流量q(m3/s)图1p=0.33%p=3.33%p=5%表2.3-4 xx水库设计洪水成果汇总表设计频率洪峰（m3/s）洪量w（万m3）p=0.33%4.788.3p=3.3%3.325.6p=5%2.985.12.3.3合理性分析本次水库坝址以上流域特征值在万分之一地形图上进行了复核量算，精度满足设计要求。设计暴雨成果进行了工程流域邻近的临澧县气象站、84版手册对比分析，从工程安全角度考虑选其大者采用84版手册查算暴雨成果。洪水计算过程中产、汇流参数是按手册中规定选取的。设计洪水计算成果经与周边下垫面情况基本相

36、似水库设计洪水对照分析知：在同频率条件下，符合洪峰模数随流域面积增大而减小的一般规律，故可认为xx水库设计洪水的复核成果是合理的，可以作为调洪演算的依据。2.3.4施工期洪水xx水库流域9月份至第二年的3月份为枯水期，根据该工程工期安排，施工围堰期拟定为11月至次年的3月。依据sl252-2000水利水电工程等级划分及洪水标准和sl303-2004水利水电工程施工组织设计规范，施工分期洪水标准按5年一遇重现期确定。由于枯水期xx水库无任何实测水文资料，施工洪水计算选择临近流域类似工程已有分期洪水成果，按面积比的1次方移植到xx水库。经分析计算，求得xx水库11月至次年3月多年平均1日入库洪水总

37、量0.72万m3,由此得出水库11月至次年3月期间5年一遇的洪水位为81.4m（起调水位为水库死水位80.5m，相应死库容0.4万m3）。表2.3-5 分期洪水估算结果项目重现期11月至次年3月一日洪量5年一遇0.72万m3库水位(m)5年一遇81.4m说明1.起调水位为水库死水位80.5m，死库容0.4万m3。2.为安全起见，水位按洪水全部留在水库内考虑2.4 调洪演算2.4.1 调洪演算的基本原则为了水库安全起见，根据xx的具体情况，调洪演算遵循以下三条原则：第一，除溢洪道以外，其它输水设施（如灌溉涵）均不参与泄洪；第二，起调水位（正常蓄水位88.40m）以上，以溢洪道的最大溢流能力泄洪。

38、2.4.2 调洪演算的基本方程调洪计算方法采用水量平衡法，即(q1+q2)t/2-(q1+q2) t/2=v2-v1；式中，q1、q2时段t始、末的入库流量，m3/s；q1、q2时段t始、末的出库流量，m3/s；v1、v2时段t始、末的水库蓄水量，m3；t计算时段，s；根据上述计算原则和水库起调水位，当库水位上升至超出堰顶高程88.4m时，水库开始自由泄流，水库水位逐步上涨，最终高度取决于入库洪水大小。2.4.3 调洪演算的基本资料及来源.入库流量过程线xx水库没有进行入库流量观测，故入库流量过程线利用查算手册求得，详见2.3节。.库容曲线和泄流曲线xx水库的库容曲线由水库管理所提供的实测资料

39、整理而得。（xx水库水位库容曲线图、表2.4-1）。表2.4-1 xx水库水位库容曲线表水位（m)80.5828588.488.889.10库容(万m3）0.42.312.544.248.752.2竹壁堰水库库容曲线图80.082.084.086.088.090.00.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.0060.00库容v(万m3)水位h(m)图2.泄流曲线xx水库溢流堰的型式为宽顶堰，泄流量依照溢洪道设计规范推荐的公式（）计算，其中b为堰宽(b=1.2m)，是流量系数，h0是水头，结果见表2.4-2。表2.4-2 xx

40、水库溢洪道泄流曲线水位(m)88.4088.5088.7088.9089.1589.40水头(m)0.000.100.300.500.751.00流量(m3/s)00.060.320.671.201.79水位(m)89.6089.9090.2090.4090.9091.40水头(m)1.201.501.802.002.503.00流量(m3/s)2.303.083.874.405.706.88xx水库溢洪道泄流曲线图见图3：竹壁堰水库溢洪道泄流曲线图88.088.589.089.590.090.591.091.50.001.002.003.004.005.006.007.008.00库容v(万

41、m3)水位h(m)图32.4.4 调洪演算结果根据上面所述基础数据和调度方式，应用我院编制的水库洪水调节计算程序，对xx水库整治后情况进行了洪水调节计算，计算成果如下表2.4-3表2.4-3 xx水库洪水调节计算成果表项 目单 位频率()0.333.335洪峰流量m3/s4.783.322.98坝前最高水位m88.9888.7588.72相应最大库容万m350.7648.0847.82最大下泄流量m3/s0.650.370.33本次调洪演算成果设计洪水位、库容以及校核洪水位、总库容与原xx水库大坝安全评价报告中的结果比较接近，故可认为本次调洪计算成果是比较合理的。2.5水库抗洪能力的复核根据水

42、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。2.5.1 水库大坝顶部高程复核根据碾压式土石坝设计规范sl274-2001（以下简称规范），设有防浪墙的水库大坝的顶部不得低于不同运行情况下的静水位，防浪墙顶部的高程应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 高参照水利水电工程等级划分及洪水标准sl252-2000执行，具体计算式如下：z1z0 ； z2z0+rp+e+a 。式中：z1水库大坝顶部高程（m）； z2水库大坝防浪墙顶部高程（m）； z0水库静水位（m）； rp波浪爬高，；

43、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； kw经验系数，按规范附表a.1.12-2确定； hm平均浪高（m），按莆田公式计算； w计算风速，设计取1.520m/s，校核取20m/s； d风区长度； lm平均波长（m），按莆田公式计算； m坝坡系数； 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。经计算，xx水库大坝顶部高程按规范要求不得小于89.85m，xx水库大坝现有高90.13m，满足规范要求。表2-7 xx水库大坝顶部所需最低高程 单位：m运用情况z0rpeaz正常运用88.980.3700.

44、0070.589.85非常运用88.750.1650.0020.389.222.5.2 溢洪道控制段顶部高程复核xx水库溢洪道无闸门控制,根据溢洪道设计规范（sl253-2000）第2.3.7条规定，控制段的顶部高程不得低于校核洪水位加安全超高(xx水库可参照3级建筑物取0.3m)。因此，xx水库溢洪道控制段的顶部高程不得低于89.28(88.98+0.30)m。加固后溢洪道控制段挡墙顶部高程为90.50m，满足规范要求。3 工程地质3.1概述xx水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合利用的小（2）型水库，库址座落在xx市xx乡xx村境内，地理位置东经1114838，北纬292158，该库

45、于1960年9月动工，1960年12月竣工。大坝控制集雨面积0.3平方公里，总库容52.2万立方米，大坝为均质土坝，坝顶高程90.13米，最大坝高12米，坝顶长度87米，坝顶宽度5米，坝内输水涵管为0.5米瓦管，底板进口高程80.50米，闸门为卧式启闭机闸，溢洪道为土渠，进口底板高程为80.50米，堰顶宽度为2米。根据水库基本情况，按水利水电工程等级划分及洪水标准（sl252-2000）第3.1.2条，其洪水标准按防洪标准（gb50201-94）山丘区标准确定，本工程的工程等级为级。3.2 地勘工作大坝施工前未进行过任何地质勘察工作，也未见有施工地质记录。2011年2月，我院受xx水务局、xx

46、乡政府及乡水利水电管理站的委托，对大坝进行了初步设计阶段地质勘探工作。本次地质勘探工作依据水库大坝安全评价导则sl258-2000、中小型水利水电工程地质勘察规范（sl55-2005）和设计地勘任务书的要求进行，地勘工作主要采用地质测绘，现场调查、历史资料分析和钻孔勘探试验、室内原状土样试验等方法。本阶段地勘工作的主要任务是：初步查明坝区水文、工程地质条件；初步查明坝区与主要建筑物区的险情隐患，对存在的主要工程地质问题进行评价；对坝体填筑土料的质量、坝体及坝基岩土的渗透性进行评价，为大坝加固设计与综合评价提供符合工程实际的物理力学参数。地勘外业工作从2011年3月1日开始至2011年3月11日

47、结束。其完成的勘察工作量见表3.1-1。表3.1-1 水库大坝地质勘探工作量一览表序号工作内容单位数量备 注11：1000坝址区地形测量km20.32坝址地质剖面图m/条126/23钻 孔m/孔69.15/44水文地质压水试验段次/孔3/35注水试验段46稳定水位观测次/孔8/47取原状土样/试验土样组128坝址工程地质调查组/日3/19前期资料收集组/日3/110天然建筑材料调查点/处4/23.3 区域地质概况3.3.1 地形地貌xx水库位于澧水尾闾右岸的丘陵区，大坝及库区周边最高点高程在140m左右，最低点位于坝体下游，地面高程75m左右，山体呈长形山体或浑圆状山包，坡度1030左右，坝体

48、两侧山坡较陡，约45左右，呈”u”字型南北向展布，沟谷宽100200m，地形较平坦，沟谷为水田，山坡部分为旱地。植被发育，以乔木为主，库区内为灌木林，植被覆盖率在90%以上，水系不发育，自然状态下岸坡稳定状态较好。3.3.2 地层岩性根据实地地质调查及钻孔揭露，库坝区分布的地层有第四系人工填筑土（qs）残积层及冲积层（qal），寒武系下统牛蹄塘组（1n），现从新至老分述如下：(1)坝体人工填筑土（qs）本层土主要为人工填筑土，为暗黄色、紫黄色、绿黄色含砾粉质粘土，砾石含量20%左右，厚度012m。(2)残积层及冲积层（qal）本层分布在库区、坝区内外，残积层分布在坝址两侧山坡，冲积层分布在库区

49、及沟底较平区，根据钻探资料及实地观测，厚度15m。呈可塑状，含风化砾石，含量约20%左右。(3)寒武系下统牛蹄塘组本层岩石只在坝体两侧很小范围内出露，系由人工将覆盖层剥去或库水冲刷而出露地面，为灰黄色、灰黑色、紫红色薄-中层状板岩，较致密，中等风化到较强风化，风化后呈灰白色，较软，呈片状，岩层呈单一倾向岩层，倾向es80-100，倾角60左右，根据资料，本层厚度大于200m。3.3.3地质构造和地震区内属于华夏系武陵山余脉向洞庭湖沉降带过度地带，第四系以来地层活动较频繁，洞庭湖沉降带第三纪-第四纪沉降区近代仍在下降。该区有一系列隐伏的区域断裂，有的近期仍在活动，烽火山断层，大致走向为n65w；

50、烽火山-拱背桥断层大致沿n30e展布；两断层距离水库约10km。另外南部有毛里湖断层分布，被第四系覆盖层覆盖。根据1:400万中国地震动峰值加速度区划图（gb18306-2001）和中国地震反应谱特征周期区划图，本工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，对应地震基本烈度为级。3.3.4 水文地质(1)水文地质条件坝区地下水类型分为冲积层松散土体孔隙水与基岩孔隙裂隙水。松散土体的孔隙水主要赋存于第四系人工堆积土层中及冲残积层土体中，主要补给源为大气降水与库水补给。勘探期间坝体地下水埋深6.5m左右，低于库水位3m左右，此类水随季节变化而变化。地表水全部为大气降水，库

51、坝区排水条件较好，降雨停而地表水由地面或土体中的孔隙排泄至小溪沟内。根据工程区附近资料，地下水化学类型主要为hco3-ca-mg型，ph值7.6-8.2，附近无污染源，地表水、地下水对砼无腐蚀性。(2)水文气象 xx属中亚热带北缘内陆季风气候区。据xx、澧县、王家厂、莲花堰、闸口、洞市、张公庙、东门等雨量站38年（1956-1993年）资料分析，按多年平均降水等值线图，用面积加权法，量测出年平均降水量为1330.9毫米。多年平均气温为16.5，一月最低为4.2，七月最高为28.7。历年极端最高气温：40.5（1972年8月27日）；历年极端最低气温：-13.5（1977年1月30日）。无霜期长，多年平均有264天。多年平均降雨日为142天。降水比较丰沛，但时空分布不均匀和水利工程布局的差异，水、旱灾时有发生。降水量最多的是1954年，全年降水2235.4毫米，1980年为1963