5-10万山平塘设计报告

1、重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 1目目 录录1 1 综合说明综合说明.41.11.1 工程概述工程概述.41.21.2 工程存在的主要问题及大坝安全鉴定结论工程存在的主要问题及大坝安全鉴定结论.41.31.3 除险加固的必要性除险加固的必要性 .51.41.4 主要建设内容和规模主要建设内容和规模 .71.51.5 除险加固工程投资除险加固工程投资 .81.61.6 施工工期施工工期 .91.71.7 结论与建议结论与建议 .92 2 水水 文文 .112.12.1 流域概况流域概况 .112.22.2 气象气象 .112.32.3 水文水文 .112.42.4

2、调洪计算调洪计算.143 3 工程地质工程地质 .193.13.1 工程地质概述工程地质概述.193.23.2 主要建筑物工程地质评价主要建筑物工程地质评价.203.33.3 天然建筑材料天然建筑材料 .214 4 工程规模及除险加固工程设计工程规模及除险加固工程设计 .234.14.1 工程规模工程规模.234.24.2 除险加固工程设计除险加固工程设计.244.34.3 大坝除险加固大坝除险加固.254.44.4 溢洪道加固溢洪道加固 .274.54.5 放水涵卧管除险加固放水涵卧管除险加固.334.64.6 附属设施设计附属设施设计 .335 5 电气和金属结构电气和金属结构.34重庆市

3、江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 26 6 工程管理工程管理 .356.16.1 工程管理机构工程管理机构.356.26.2 工程管理设施工程管理设施.356.36.3 工程管理范围及保护范围工程管理范围及保护范围.356.46.4 工程运行管理工程运行管理.357 7 施工组织设计施工组织设计 .397.17.1 施工条件施工条件.397.27.2 施工导流施工导流.407.37.3 料场的选择与开采料场的选择与开采 .417.47.4 主体工程施工主体工程施工 .427.57.5 施工总布置施工总布置 .437.67.6 施工总进度施工总进度 .457.77.7 劳动

4、安全与工业卫生劳动安全与工业卫生 .468 8 工程占地工程占地 .488.18.1 工程占地范围工程占地范围.488.28.2 占地实物指标占地实物指标 .489 9 环境保护及水土保持设计环境保护及水土保持设计 .499.19.1 环境保护设计环境保护设计 .499.29.2 水土保持水土保持.511010 工程投资概算工程投资概算.5210.110.1 工程概况工程概况 .5210.210.2 编制原则和依据编制原则和依据 .5210.310.3 工程投资概算工程投资概算.541111 效益分析效益分析.5511.111.1 工程概况工程概况 .5511.211.2 国民经济评价国民经济

5、评价 .55重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 3附图：附图：附附 图图 目目 录录序号图 名图 号1现状平面图白沙-大丘坎-初设-012平面布置图白沙-大丘坎-初设-023施工平面布置图白沙-大丘坎-初设-034大坝加固典型横剖面图白沙-大丘坎-初设-045溢洪道结构图白沙-大丘坎-初设-056放水涵卧管结构图白沙-大丘坎-初设-067安全警示牌大样图白沙-大丘坎-初设-078山坪塘整治栏杆设计图白沙-大丘坎-初设-089山坪塘整治栏杆配筋图白沙-大丘坎-初设-09重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 41 1 综合说明综合说明1.11.1

6、工程概述工程概述大丘坎大山坪塘整治工程位于江津区白沙镇东山社区，距白沙镇 2km，距江津区41km。是一座以灌溉，兼有防洪、养殖的小型水利工程。山坪塘坝址以上集雨面积 0.16km，主河道长 0.41km，河道平均比降为 26.7。设计流域亚热带湿润季风气候区，气候温和，四季分明，雨量充沛。大丘坎总库容 8.21 万 m，洪水标准按 20 年一遇（P=5%）洪水设计， 200 年一遇（P=0.5%）洪水校核，正常库容 6.44 万 m，死库容 1.81 万 m。根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000 及防洪标准GB50201-2014 规定，确定为小（二）型水库系等枢纽工程，主要

7、建筑物为 5 级，次要建筑物为 5 级。工程主要建筑物设计洪水标准按 20 年一遇设计，相应洪峰流量为 4.14m/s，下泄流量为 1.55 m/s；200 年一遇校核, 相应洪峰流量为 6.20m/s，下泄流量为 2.59m/s。大丘坎大山坪塘整治工程由大坝、溢洪道、放水设施组成。1.21.2 工程存在的主要问题及大坝安全鉴定结论工程存在的主要问题及大坝安全鉴定结论1.2.11.2.1 已成工程现状已成工程现状枢纽工程由大坝、 溢洪道、放水设施组成。大丘坎现状大坝为土石混合坝，最大坝高 5.0m，坝顶高程 331.50m，坝顶宽约 4.0m，坝顶轴线长 60m。大坝上游坝坡正常蓄水位以上未护

8、坡，正常蓄水位以下为浆砌条石护坡， 上游坝坡坡比从上到下为 1:1.75 和 1:0.01；大坝下游为农田 ，坝坡未见变形、开裂、沉陷和滑移失稳等病险情况，不存在渗漏问题 ；大坝坝体无浸水现象。溢洪道布置在大坝坝顶右坝肩位置，采用坝顶宽顶堰溢流 。溢洪道现已被填埋，严重影响泄洪，后无消能设施。放水设施位于大坝右坝 肩位置，由放水涵管及卧管组成。经现场检查及相关工程管理人员介绍，由于放水设施年久失修，放水卧管已报废，放水涵管道也已破损，堵塞，放水功能丧失。重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 51.2.21.2.2 工程存在的问题工程存在的问题根据现场检查及内业计算，大丘

9、坎存在以下问题：一、大坝大坝上游杂草丛生，经过长年的风浪淘刷和雨水冲蚀作用局部已经变形且存在外鼓、塌陷现象 。二、溢洪道现状溢洪道现已被填埋，不能正常泄洪；无消能防冲设施 。三、放水设施放水设施年久失修，放水卧管已报废，放水涵管道也已破损，堵塞 ，放水功能丧失。具体针对大坝工程特性而编制的各专项安全性的定级如表1-1。表 11 大坝安全综合评价表序号内容安全分级备注1抗洪性能C坝顶高程不满足防洪要求2结构性态B现状溢洪道现已被填埋，不能正常泄洪；无消能防冲设施；3渗流性态A未发现渗流4抗震性态A地震基本烈度 VI 度5金结性态无金属结构按水建管2003271 号大坝安全鉴定办法 第十六条大坝安

10、全分类标准及水库大坝安全评价导则 SL258-2000 中的第 9.2、9.3 节评价标准，确定为三类坝。1.31.3 除险加固的必要性除险加固的必要性（1）地区经济可持续发展的需要东山社区主要是农业和旅游业为主，农业生产和农村经济的发展在整个国民经济的发展中有十分重要的战略地位。该地区目前是改变传统农业生产模式，加大农重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 6村经济产业结构调整力度，加快高效、特色农业带的建设，推动经济持续发展，大丘坎灌区耕地面积占蔡家镇耕地的比例大，且部分常住人口生活和乡镇企业用水靠大丘坎调节提供。因此，加快 本工程建设，为项目区经济可持续发展提供可靠

11、的水资源保障，显得十分必要和紧迫。（2）农业灌溉，确保粮食生产安全的需要大丘坎目前主要承担有效灌面 300 亩,主要承担东山社区的耕地灌溉用水，据气象资料和灾情统计，灌区基本是年年遇不同程度的干旱，旱象的发生往往具有夏伏连旱和连续二至三年及冬干接春旱的特点。干旱造成溪沟断流、山塘干枯，人、畜饮水相当困难，粮食减产约 54.8%。农谚说：“春旱续夏旱，秋旱接冬干，十年就有九年旱，最怕伏旱连秋旱 ”。旱灾已成为农业生产可持续发展的严重制约因素。（3）治病除险、保护人民生命财产安全的需要大丘坎由于工程建设过程处在特定的历史时期，以当地民工队伍群众性施工为主，土料填筑部分为人力带石滚平碾碾压，整个施工

12、过程中缺乏必要的不同高程不同部位碾压取样的检测、试验资料，因此，施工中难于控制、改进土坝施工质量。大丘坎防洪不满足要求，评价为不安全的三类坝，属病险大坝，而 大坝下游有乡村，溃坝后将会对下游造成重大损失。因此，必须对 大丘坎病险进行工程整治，治病除险，以保护人民生命财产安全的需要。（4）缓解供需矛盾、充分发挥工程效益的需要大丘坎由于大坝安全性低，每年汛期需限制水位运行，减少了蓄水量，难于充分发挥蓄水功能，工程供水能力低下，一有干旱，特别是伏旱，往往产生农业灌溉供需水间难以协调平衡的矛盾，争水、抢水等水事纠纷不断，影响生产、工作、学习和社会稳定。综上所述，为了给 大丘坎灌区创造良好的水利基础条件

13、，抗预旱灾，保障粮食生产安全，增强农业综合生产能力和综合效益。保证大坝的整体稳定和防洪安全，从而确保下游人民生命财产安全，更好地发挥 大丘坎蓄水兴利功能，充分利用水资源，增加灌溉、 养殖效益，对大丘坎进行整治是非常必要和迫切的。重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 71.41.4 主要建设内容和规模主要建设内容和规模（1）工程建设内容一、大坝1、坝顶硬化，上游坡面正常蓄水位以上采用预制块护坡 ，正常蓄水位以下 浇筑 C20 砼防渗墙；坝顶上游侧设施 C25 砼栏杆。（1）上游坝坡整治设计上游坡面清理虚土、夯压整平并对上游高程 329.20m 以上坝坡段用预制砼厚10cm

14、 护坡，预制块采用 M10 水泥砂浆勾缝，并每间隔 2.0m 预留一道泄水缝，缝宽12cm。砼预制块施工前，应采用 10cm 厚级配碎石找平原坡面，碎石垫层应夯压至密，碎石上铺设 10cm 厚粗砂垫层。设计在护坡底部高程 469.20m 处设抗滑齿墙，采用 C20 砼结构；高程 329.20m 以下设计浇筑 C20 砼防渗墙，顶宽 0.5m，面坡 1:0.3，背坡1:0.0，防渗墙高 3m。加固后，上游坡自下而上坡比分别为 1：1.75、1：0.3。（2）下游坝坡整治设计现状大坝下游为农田，未见变形、开裂、沉陷和滑移失稳等病险情况，不存在渗漏问题，本次对坝坡做清表、规整。（3）坝顶构造设计现状

15、坝顶宽约 4m，无车辆通行要求， 坝顶路面采用 C20 混凝土硬化，宽 2m；路面结构为：10cm 厚 C20 砼面层+10cm 厚碎石垫层，道路两侧设 C20 砼预制路缘，宽 0.25m，高 0.3m。沿坝顶上游侧设置 C25 砼栏杆，高 1.2m。二、溢洪道针对本工程溢洪道存在的主要问题，拟采取如下措施：溢洪道全面整治，新建溢洪道进口段、控制段以及泄槽；新建消力池及尾水渠，以衔接下游天然河沟。（1）新建溢洪道进口段、控制段以及泄槽原溢洪道现已被填埋，本次拟在原溢洪道位置恢复重建开敞式宽顶堰溢洪道；进口段：桩号溢 Y0-004m溢 Y0+000.0m 段，宽度 2.0m，高 02.15m，设

16、计底坡为 i=0.01；控制段：桩号溢 Y0+000.0m溢 Y0+004.0m 段，宽度 2.0m，高 2.15m；重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 8泄槽段：桩号溢 Y0+004.0m溢 Y0+010.0m 段，宽度 2.0m，高 1.232.15m，设计底坡为 i=0.117。进口段、控制段及 泄槽段底板均采用现浇 C25 钢筋混凝土结构，厚 0.3m，侧墙采用 M7.5 浆砌条石结构，控制段墙高 2.6m，顶宽 0.5m，背坡1：0.45，底宽 1.54m，泄槽段墙高 1.532.3 m，顶宽 0.5m，背坡 1：0.45，底宽1.051.41 mm，墙背采

17、用土石填筑夯压密实。（2） 新建消力池及尾水渠新建消力池：桩号溢 Y0+010.0m溢 Y0+015.0 段，底宽 2.0，高 1.23m，底板采用现浇 C25 钢筋混凝土结构，底板厚 0.3m，其末端消能坎为 C25 钢筋混凝土结构高 0.3m。基础设 50 排水孔，孔距 2.5m，梅花型分布。侧墙采用 M7.5 浆砌条石结构，墙高 1.53m，顶宽 0.5m，背坡 1：0.45，底宽 1.05m。墙背采用土石填筑夯压密实。新建尾水渠：桩号溢 Y0+015.0m溢 Y0+020.0m 段，底宽 2.0，高 0.93m，底板采用现浇 C25 钢筋混凝土结构，底板厚 0.3m。基础设 50 排水

18、孔，孔距 2.5m，梅花型分布。侧墙采用 M7.5 浆砌条石结构，墙高 1.23m，顶宽 0.5m，背坡1：0.45，底宽 0.92m。墙背采用土石填筑夯压密实。三、放水设施原址重建放水设施；卧管采用 C25 钢筋混凝土现浇，为单排放水孔，放水孔孔径 0.3m，孔距高差为 0.4m，卧管净空断面为 0.500.50m（宽高），坡度 i=0.5,全长 6.71m(斜长)；涵管采用 300 钢筋混凝土涵管，进口底板高程为 326.45m，坡度 i=0.003,全长约 33m，设计放水流量为 0.16 m/s。（2）水库规模根据水利水电工程等级划分及洪水标准 SL252-2000 的规定，规模以总库

19、容确定，大丘坎整治后总库容为 8.21 万 m。1.51.5 除险加固工程投资除险加固工程投资经计算，白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘工程概算总投资 24.54 万元，其中建筑工程投资 19.66 万元，临时工程 0.49 万元，独立费用 3.22 万元，基本预备费1.17 万元。重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 91.61.6 施工工期施工工期大丘坎大山坪塘整治工程分为施工准备期、主体工程施工期和工程完建期三个阶段，工程进度安排为 4 个月，从第一年 11 月至次年 2 月底全部施工完成。施工包括大坝护坡、坝顶 硬化、新建溢洪道、新建放水 设施、增设栏杆等工作。1.7

20、1.7 结论与建议结论与建议表 1-2 主主 要要 工工 程程 特特 性性 表表数量指标名称单位加固前加固后备注集雨面积km20.160.16河道长度km0.410.41河道比降26.726.7设计洪峰流量m3/s4.144.14P=5.0%洪水校核洪峰流量m3/s6.206.20P=0.5%校核洪水位m330.253330.253设计洪水位m329.947329.947正常蓄水位m329.20329.20死水位m326.45326.45总库容万 m38.218.21正常库容万 m36.446.44特征水位及库容死库容万 m31.811.81坝型-均质土坝最大坝高m55坝顶轴线长m6060坝顶

21、宽m44大坝坝顶高程m331.50331.50堰型-宽顶堰宽顶堰堰净宽m1.02堰顶高程m329.20329.20校核下泄流量m3/s1.162.59溢洪道设计下泄流量m3/s0.981.55结构型式m砌石结构钢筋混凝土卧管横断面m0.50.50.50.5涵管横断面m300 涵管300 涵管涵管进口高程m326.45326.45放水设施最大取水流量m3/s0.160.16下游保护人口人200200重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 10农田亩300300对象城镇无重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 112 2 水水 文文2.12.1 流域概况

22、流域概况大丘坎大山坪塘整治工程 坝址位于位于江津区白沙镇东山社区。坝址以上集雨面积0.16km，主河道长0.41km，河道平均比降为 26.7。工程流域属亚热带湿润季风气候区，气候温和，四季分明，雨量充沛，湿度较大，无霜期长，春季气温回升较早但常受寒潮影响出现倒春寒，初夏雨量丰沛，盛夏炎热多伏旱，秋多绵雨，冬无严寒，云雾较多。江津属亚热带湿润季风气候区，四季分明，气候温和，具有冬暖、春旱、夏热、湿度大、云雾多、日照少、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。据江津气象局 1955年2008年观测资料统计，多年平均气温为18.3，极端最高气温41.3，最低为-2.3。江津

23、南北高差大，立体气候明显，气温随海拔高程升高而递减，南部山区较北部丘陵区年均气温偏低 3至5；多年平均降水量为1013.4mm，年际年内分配不均，最大年降水量为 1267.2mm，最少年降水量为663.8mm，年内各季降水量分配为：春季占 26%，夏季占43%，秋季占25%，冬季占6%，全年降水主要集中于 5至9月，占69%；多年平均蒸发量为 1094.1mm；多年平均风速2.9m/s，多年平均最大风速 12m/s。2.22.2 气象气象工程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，具有冬暖春早、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

24、旱等气候特点。2.32.3 水文水文2.3.12.3.1 洪水洪水本工程洪水计算主要根据 水利水电工程设计洪水计算规范 （SL 4493），采用经过水电部审批的 四川省中小流域暴雨洪水计算手册 (1984年版)中的公式进行计算，主要参数也根据 洪水计算手册和万分之一航测图量算得。2.3.22.3.2 洪水特性洪水特性根据水利水电工程等级划分及洪水标准 SL2522000，大丘坎总库容6.81重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 12万m，属山坪塘工程，按 等工程进行设计，主要建筑物为 5级，次要建筑物为 5级，拦水坝设计洪水重现期 20年，校核洪水重现期 200年。因本

25、工程所在区域地震基本烈度为度，设计时不考虑地震的影响。大丘坎所处流域洪水主要由暴雨形成，其洪水发生时间与暴雨一致，洪水频率与产生洪水的暴雨同频率。该工程的集雨面积较小，属小流域，洪水主要为坡面洪水，且具有汇集快，洪水过程陡涨陡落，峰形尖瘦，峰顶持续时间短的特点，洪水历时一般在24小时左右，所以本次计算主要以一日暴雨值为主。2.3.32.3.3 设计洪峰流量计算设计洪峰流量计算根据SL44-2006水利水电工程设计洪水计算规范 和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，因此采用水科院水文研究所推理公式计算设计洪峰流量，计算成果见表 21表23。表 21 流流 域域 特特 征征 值

26、值 计计 算算 成成 果果 表表断 面F (km2)L (km)J ()大丘坎0.1600.41026.7002.1690.46844122 流域暴雨频率参数表流域暴雨频率参数表时 段均 值CvCs/Cv备注1/6 小时17.50.353.501 小时45.00.423.506 小时75.00.453.5024 小时95.00.503.50 表 23 各频率洪峰流量计算成果表各频率洪峰流量计算成果表( (推理公式法推理公式法) )P()h24p。Qp0.50290.10.41672113.90.505410.66610.92890.515896.200.468445.00188.90.4387

27、279.90.55609.00660.91190.570554.140.4684410.00157.70.4485569.10.57838.42690.90330.595093.500.46844重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 132.3.42.3.4 设计洪水总量计算设计洪水总量计算根据各频率的设计暴雨 ,用HtpSpt1-n3 (t为单峰洪水设计暴雨短历时， 1-n3为短历时设计暴雨指数 )计算短历时设计暴雨，采用 四川省中小流域暴雨洪水计算手册推荐的径流系数法公式：WP0.1HtPF（万m）计算得大丘坎大山坪塘整治工程 各设计洪水总量见表 2-4，其中值参考

28、“四川省小流域暴雨径流综合成果 ”本片区值选用。表 2-4 设计洪水总量设计洪水总量 WPWP 计算成果表计算成果表工程名称频率 P（%）径流系数法（万m3）采用成果（万 m3）0.53.5733.57352.3342.334大丘坎大山坪塘101.9481.948经分析，径流系数法之 值与工程实际情况接近，故采用径流系数法成果。2.3.52.3.5 设计洪水过程线的推求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矩形历时TP2.78WP/QP，参考四川省小流域典型洪水概化过程综合成果，选取概化洪水过程线单峰模型之Y、X值，由QYQP及tXTP计算Q

29、、t，即得设计洪水流量过程线见下表。表 2-5 各频率洪水过程线计算成果表各频率洪水过程线计算成果表p=0.5%p=5%p=10%T(hr)Q(m3/s)T(hr)Q(m3/s)T(hr)Q(m3/s)0.00000.00000.00000.1590.3100.1550.2070.1530.1750.2620.6200.2560.4140.2530.3500.4131.240.4040.8290.3980.7000.7622.480.7451.660.7361.400.8422.600.8231.740.8121.470.9212.480.9001.660.8891.401.3341.241.

30、3040.8291.2870.7001.5880.8061.5520.5391.5320.4551.7470.6201.7070.4141.6860.350重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 14p=0.5%p=5%p=10%1.9051.241.8620.8291.8390.7002.0802.482.0331.662.0081.402.1523.722.1032.492.0762.102.2394.962.1883.322.1612.802.3585.892.3053.942.2763.332.4616.202.4064.142.3753.502.6045.892

31、.5453.942.5133.332.7074.962.6463.322.6132.802.8503.722.7862.492.7512.103.1122.483.0421.663.0041.403.6601.243.5770.8293.5320.7004.3110.6204.2140.4144.1610.3505.0100.3104.8970.2074.8350.1757.38407.21707.12606.20(m3/s)4.14(m3/s)3.50(m3/s)3.573(万 m3)2.334(万 m3)1.948(万 m3)2.42.4 调洪计算调洪计算2.4.12.4.1 起调水位起调

32、水位根据本工程水量平衡计算和 大丘坎的实际情况拟定， 大丘坎正常水位为329.20m，溢流堰顶高程为 329.20m（宽顶堰）溢洪方式为：开敞式自由溢洪，本次起调水位为329.20m。2.4.22.4.2 调洪运用方式调洪运用方式大丘坎大山坪塘工程的初步设计不考虑防洪限制水位，调洪运用方式为自由溢流方式。2.4.32.4.3 水位库容曲线水位库容曲线水位库容曲线采用由业主提供的实测 1/500库区地形图的成果计算推求的水位库容曲线和水位面积曲线，其成果见 大丘坎水位库容关系曲线，见下表 :表 2-6 大丘坎水位库容曲线表大丘坎水位库容曲线表序号123456789高程（m）32432532632

33、7328329330331332重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 15库容（万m3）0.26 0.88 1.75 2.96 4.47 6.11 7.79 9.52 11.30 2.4.42.4.4 水位泄流曲线水位泄流曲线泄流曲线按堰流公式进行计算：； HQgmnbC2/302式中：溢流堰宽b=2.0m1闸孔孔数n=1（包括行进流速水头的堰前水头）V0行进流速m自由溢流的流量系数 m=0.385侧收缩系数，此处为 1。c计算结果见大丘坎水位泄流曲线下表。表 2-7 大丘坎水位泄流曲线表大丘坎水位泄流曲线表水位 Z(m)329.2329.4329.6329.83303

34、30.2330.4330.6330.8331331.2331.4水深 H(m)00.20.40.60.811.21.41.61.822.2流量 q(m3/s)00.21 0.61 1.12 1.72 2.40 3.15 3.98 4.86 5.80 6.79 7.83 2.4.52.4.5 调洪计算调洪计算大丘坎调洪计算均采用以水量平衡方程和溢洪道泄流方程联解为依据的半图解法进行。计算中参考武汉水利电力学院编写，水利水电出版社出版的 水力计算手册，根据堰顶水头出流进行调节计算，利用泄流量公式及水位库容曲线，以0.1小时为调洪时段，绘制 qv+1/2qt和Hv+1/2qt曲线。以设计和校核洪水过

35、程线为依据，分别从堰顶高程起调，按初步设计要求，求得设计和校核洪水过程退水段，入流与出流过程线交点的最大下泄流量 q，进而求得最高洪水 Z洪和堰顶水头H洪见下表。表 2-8 大丘坎调洪计算成果表大丘坎调洪计算成果表频率洪峰流量（m3/s）最大下泄量（m3/s）相应上游水位（m）相应库容（万m3）P=10.0%3.501.24329.8427.523gHVH200重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 16P=5.0%4.141.55329.9477.700P=0.5%6.202.59330.2538.2232.4.62.4.6 坝顶高程计算坝顶高程计算根据碾压式土石坝设计

36、规范 SL2742001、小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范SL189-2013，水利水电工程等级划分及洪水标准 SL2522000规定，大丘坎位于属于丘陵地区，且 W26.5m/s、D7500m，波浪的波高和平均波长采用鹤地水库公式、风壅水面高度公式和平均波浪爬高公式 :gh2%/W2=0.00625W1/6(gD/w2)1/3g Lm /W2=0.0386(gD/W2)1/2；e=KW2Dcos/(2gHm)Rm= KKW(hmLm)1/2/(1+m2)1/2 式中：W计算风速，m/s； D风区长度，m； Lm平均波长，m； g重力加速度，取9.81m/s2； h累积概率的波高， m；

37、e计算点处的风壅水面高度， m/s；K综合摩阻系数，取 3.610-6；计算风向与坝轴线法线的夹角，度。水库库区所在地基本风速为： 12m/s。设计风速取基本风速的 1.5倍，校核风速取基本风速的 1.0倍。大坝设计工况水域的平均水深 Hm=5.0m, 校核工况水域的平均水深 Hm=5.2m，风向与坝轴线的夹角 0,风区长度D=250m，上游坝坡坡度系数 m=0.57，大坝内坡正常蓄水位以上为混凝土护坡，蓄水位以下为浆砌条石护坡， 斜坡的糙率及渗透性系数K0.90。参考碾压土石坝设计规范 SL274-2001，根据小型水利水电工程碾压式土重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计

38、报告 17石坝设计规范SL189-2013的规定，坝顶在水库静止水位以上的超高按下式确定：y=R+e+A式中：y坝顶超高，m；R波浪爬高，m；e风壅水面高度，m；A坝顶安全超高，设计洪水情况下安全超高 0.5m，校核洪水情况下取0.3m。参考碾压土石坝设计规范 SL274-2001，根据小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范SL189-2013的规定，坝顶高程应等于水库静水位与坝顶超高之和，应按以下运用条件计算，取其最大值：1 设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高。2 校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高。坝顶高程计算成果见表 2-9。表2-9 坝顶高程计算成果表坝顶高程计算成果表P（%）洪水位（m

39、）R（m）e（m）A（m）计算坝顶高程（m）实际坝顶高程（m）5329.9470.450.0010.5330.898大丘坎大坝0.5330.2530.260.0010.3330.814331.50取正常运用和非常运用下的较大值作为坝顶高程的计算成果，即：大坝所需坝顶高程为330.898，而实际坝顶高程为 331.50m，满足防洪要求。重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 183 3 工程地质工程地质3.13.1 工程地质概述工程地质概述3.1.13.1.1 地形地貌地形地貌库区属构造剥蚀丘陵地貌，由侏罗系上统遂宁组（ J3Sn）砂泥岩组成，库周丘陵形态为平缓状砂、泥岩互

40、层地层形成的环桌状山丘，斜坡较陡，丘顶平缓。斜坡坡角一般 3550，局部砂岩形成陡崖地形。谷底高程约 249250m，丘顶至谷底高差 7080m。 坝址位于一冲沟，冲沟宽 4555m，谷底高程 249250m。坝址下游为水田。左坝肩丘体高度约 70m，斜坡坡角 2545，溢洪道内侧因开挖形成陡崖；右坝肩丘体高约 85m，斜坡坡角 2845。大坝顶高程 275.12275.47m，距谷底高约 26m。3.1.23.1.2 地层岩性及地质构造地层岩性及地质构造坝址区第四系覆盖层除坝身人工填筑土外，还出露残坡积 （Q4el+dl）粉质粘土，基岩为侏罗系上统遂宁组（ J3sn）泥岩、砂岩。第四系残坡积

41、（Q4el+dl）粉质粘土：紫红色，湿 稍湿，可塑状，局部含有泥岩碎石及粉砂质。侏罗系上统遂宁组（ J3sn）泥岩：紫红色，泥质结构，中厚层状构造，主要矿物成份为粘土矿物。侏罗系上统遂宁组（ J3sn）砂岩：紫灰色，细粒结构，厚层状构造，矿物成份为长石、石英及云母。库区构造上位于壁山向斜东翼近核部，构造形迹近南北，受局部褶皱影响，库区岩层倾向 340350，倾角 47，无断裂构造。砂岩中构造裂隙较发育，主要发育如下两组裂隙。J1：产状 29289，裂面较粗糙，闭合 微张，无充填，发育间距1.83.2m，延伸长 48.5m；J2: 产状 24085，裂面较粗糙，张开 2045cm，发育间距 57

42、m，延伸长 1525m。本区属弱震区，据地震资料，历史上周边曾发生并对江津有影响的地震有三次记录，但其震感均低。根据 1990 年版中国地震烈度区划图 （1:400 万）将工程区地震烈度划定为 度；2001 年版中国地震动峰值加速度区划图 （1:400 万）重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 19划定的工程区超越概率 10的地震动峰值加速度为 0.05g。3.1.33.1.3 水文地质条件水文地质条件库区主要为碎屑岩类裂隙孔隙水，岩性以泥岩为主，为相对隔水层，补给条件差，富水程度不高，地下水含水性较差。坝址以上控制集雨面积0.16km，河道长度 0.41km，平均比降

43、 26.7。坝址区岩体的透水性受地形、岩性、裂隙发育程度 影响，岩体风化卸荷等因素的控制。岩体表层透水率在 5.317.8 吕荣之间，属弱至中等透水性 。据有关资料，地下水（库水）化学类型为 重碳酸钙镁型，根据当地建筑施工经验，该区地表、地下水对砼无侵蚀性 ，对钢筋不具侵蚀性。3.1.43.1.4 不良物理地质现象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。3.23.2 主要建筑物工程地质评价主要建筑物工程地质评价3.2.13.2.1 大坝大坝 大丘坎大坝为均质土坝，最大坝高 5.0m，坝体填土主要为褐黄色粉质粘土。根据地质勘察，坝体填土均匀性较好，多属可塑状硬塑

44、状，压实度较高。根据现场检查，大丘坎现状坝顶未硬化；上游坝坡未护坡，土体松散且杂草丛生；下游坝坡为土质坡， 坝坡稳定。建议对坝体进行培厚加固，对坝顶进行硬化处理；对上游坝坡进行护坡。坝体填土为粉质粘土，可塑硬塑状，稠度状态属中等偏上，承载力特征值fak 可取 250Kpa，坝体填土的饱和容重可取 20.2kN/m，饱和抗剪强度 为12，C 为 22Kpa。3.2.23.2.2 溢洪道溢洪道溢洪道布置在大坝 右岸，为正槽式进水，进口为宽顶堰，堰宽 1.0m，下接明渠槽。根据检查，由于大丘坎多年未进行过泄洪，溢洪道进口已被村民堆积的杂物堵塞，泄洪槽出口也被垃圾堆填，对水库大坝的安全和正常泄洪带来了

45、较大的安全隐患。另外，溢洪道尾端无消能防冲设施，若泄洪时，对下游坝坡和坝下田地将造成重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 20破坏性冲刷。建议建议新建溢洪道，并在尾端增设消能设施。3.2.33.2.3 放水建筑物放水建筑物放水设施为涵卧管，条石结构。涵管基础置于弱风化上部泥岩上，岩体完整性较好。根据检查，卧、涵管基础置于稳定基岩，基础较好 ，但由于涵卧管年久失修，淤积渗漏严重，建议 原址重建涵卧管。3.33.3 天然建筑材料天然建筑材料本工程所用土料较少，可就近在水库大坝下游左岸坡地开采，该处均为粉质粘土，呈可塑状，渗透系数一般 110-5（cm/s）满足防渗要求，储量

46、大于 2 万 m，质量和储量均满足设计要求，有土路相通，交通便利，平均运距100m。3.3.23.3.2 条（块）石料条（块）石料条块石料拟在江津区采石场购买，地层岩性为侏罗系自流井组中厚层状灰色砂岩，岩石完整，砂岩的饱和抗压强度在 3032MPa 之间。料场地形呈 2025缓坡，浅层厚约 2m 的强风化属无用盖层，有用层厚度大于 10m，可采储量 80 万m，日供量 300m。质量、储量均能够满足本工程所需，采取购买，有公路相通，平均运距 41km。3.3.33.3.3 砂卵石料砂卵石料（1）碎石料碎石采用江津长江边漂卵石机制而成，岩性多为灰岩及砂岩，饱和抗压强度在3040Mpa 以上，满足

47、规范质量要求。可采储量 100 万 m，日产量 500m以上，采取购买，有公路互通，交通便利，运距约 41km。 （2）砂料砂料采取购买，料场位于江津区砂料场，为长江细砂，紧密堆积密度1.521.68g/cm，表观密度 2.542.56g/cm，含泥量满足类砂指标，砂料储量约在 200 万 m3，质量和储量均满足要求，采取购买，有公路相通，运距约41Km。重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 214 4 工程规模及除险加固工程设计工程规模及除险加固工程设计4.4.1 1 工程规模工程规模4.1.14.1.1 水库防洪能力达标复核水库防洪能力达标复核根据库区多年平均最大风

48、速 W=15.0m/s，风区长度 D=500m，以及坝前平均水深H 等资料，参考部颁 SL2742001碾压式土石坝设计规范 附录 A 计算安全超高。非常应用情况下，按多年平均最大风速计，正常应用情况下， 5 级建筑物按多年平均最大风速的 1.5 倍计算。整治后大坝内坡为砼块护坡，参照规范要求，对于土石坝，坝顶超高按下式计算。 h=R+e+式中： e风雍水面高度，计算式为 e=KW2Dcos/(2gHm)Hm水域平均水深（m） W风速（m/s） D风区长度（m） K综合摩阻系数，取 3.610-6 计算风向与坝轴线法线的夹角（ ）R最大波浪爬高。按规范 SL2742001 规定，平均波浪爬高按

49、下列规定计算： (1) 对于丘陵地区水库，可采用鹤地水库公式计算波浪的波高hm 和平均坡长Lm (gh2%)/w2=0.00625w1/6(gD/w2)1/3 (gLm)/w2=0.0386 (gD/w2)1/2(2) 当 me=1.55.0 时 Rm= KKW(hmLm)1/2/(1+m2)1/2 重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 22式中：Rm 平均波浪爬高 m； m单坡的坡度系数； K斜坡的糙率渗透系数，根据护面类型由规范表查得0.90。安全超高，按规范选定 5 级建筑物正常运用情况下安全超高 =0.5m，非常运用情况下安全超高 =0.3m。由此，水库总的坝顶

50、高程为：Z 坝顶=Z 洪设+h 设Z 坝顶=Z 洪校+h 校经计算，坝顶高程计算成果见表 4-1。4-1 坝顶高程计算成果表坝顶高程计算成果表P（%）洪水位（m）R（m）e（m）A（m）计算坝顶高程（m）实际坝顶高程（m）5329.9470.450.0010.5330.898大丘坎大坝0.5330.2530.260.0010.3330.814331.50取正常运用和非常运用下的较大值作为坝顶高程的计算成果，即：大坝所需坝顶高程为330.898m，而实际坝顶高程为 331.50m，故满足防洪要求 。4.1.24.1.2 主要特征水位主要特征水位经防洪达标能力复核，大丘坎主要特征水位见表4-2。表

51、 4-2 大丘坎主要特征水位表大丘坎主要特征水位表序号特征水位名称水位（m）备注1正常蓄水位329.202设计洪水位329.947P=5%3校核洪水位330.253P=0.5%4死水位326.454.24.2 除险加固工程设计除险加固工程设计4.2.14.2.1 等级划分及洪水标准等级划分及洪水标准大丘坎正常蓄水位 329.20m，相应库容 6.44m，总库容 8.21 万 m，根据防洪标准（GB50201-94）和水利水电工程等级划分及洪水标准 （SL252-2000），重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 23工程等别为等，相应的设计洪水重现期为 2030 年。经复

52、核，枢纽工程防洪标准按 20 年一遇设计，200 年一遇校核；溢洪道消能防冲按 10 年一遇设计。主要建筑物：大坝、溢洪道和放水设施等为 5 级建筑物。次要建筑物及临时建筑物按 5 级建筑物设计。4.2.24.2.2 防洪达标方案防洪达标方案经计算，正常运用情况下，设计洪水位为 329.947m，计算坝顶高程为330.898m；非常运用情况下，校核洪水位为 330.253m，计算坝顶高程为330.814m。因此，现坝顶高程 331.50m，满足防洪要求。4.34.3 大坝除险加固大坝除险加固针对大坝存在的主要问题，拟采取如下加固措施：坝顶 硬化，上游坡面正常蓄水位以上采用预制块护坡，正常蓄水位

53、以下浇筑 C20 防渗墙；沿坝顶上游侧设置C25 砼栏杆。4.3.14.3.1 上游坝坡整治设计上游坝坡整治设计上游坡面清理虚土、夯压整平并对上游高程 329.20m 以上坝坡段用预制砼厚10cm 护坡，预制块采用 M10 水泥砂浆勾缝，并每间隔 2.0m 预留一道泄水缝，缝宽12cm。砼预制块施工前，应采用 10cm 厚级配碎石找平原坡面，碎石垫层应夯压至密，碎石上铺设 10cm 厚粗砂垫层。设计在护坡底部高程 469.20m 处设抗滑齿墙，采用 C20 砼结构；高程 329.20m 以下设计浇筑 C20 砼防渗墙，顶宽 0.5m，面坡 1:0.3，背坡1:0.0，防渗墙高 3m。加固后，上

54、游坡自下而上坡比分别为 1：1.75、1：0.3。4.3.24.3.2 下游坝坡整治设计下游坝坡整治设计现状大坝下游为农田，未见变形、开裂、沉陷和滑移失稳等病险情况，不存在渗漏问题，本次 对坝坡做清表、规整。4.3.34.3.3 坝顶构造设计坝顶构造设计现状坝顶宽约 4m，无车辆通行要求， 坝顶路面采用 C20 混凝土硬化，宽 2m；路面结构为：10cm 厚 C20 砼面层+10cm 厚碎石垫层，道路两侧设 C20 砼预制路缘，宽 0.25m，高 0.3m。沿坝顶上游侧设置 C25 砼栏杆，高 1.2m。重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 244.3.44.3.4 整

55、治后大坝稳定整治后大坝稳定计算计算(1) 计算方法稳定计算采用不计条块侧面上作用力的瑞典圆弧法，计算程序采用水利部天津院编“土石坝边坡稳定分析程序 K-1”进行计算。该程序按照 “碾压土石坝设计规范”、“水工建筑物抗震设计规范 ”编制，曾用于岳城土坝加固英布鲁土坝设计、册田坝加固工程及围堰工程设计等，均取得较满意的成果。因而该程序在全国水电工程实践中得到广泛应用。瑞典圆弧法确定安全系数的计算公式为：式中：ii 号土条底部重点切线的倾角；Wii 号土条的重量，Wi =hibi；Cs地震系数；ii 号土条的力臂；R圆弧半径。(2) 计算条件计算对象为大坝最大横剖面，计算工况有：1）大丘坎水位为正常

56、蓄水位 329.20m 稳定渗流期的下游坝坡 正常工作条件；2）大丘坎水位从正常蓄水位 329.20m 降落至死水位 326.45m 的上游坝坡正常工作条件；3）校核洪水位 330.898m 下有可能形成稳定渗流的下游坝坡 非常工作条件。据中国地震烈度区划图 （1990 年版），大丘坎所在地区地震基本烈度为度，坝坡稳定计算可不考虑地震影响。(3) 计算参数的确定大丘坎坝体材料物理力学指标见表 4-3。重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 25表 4-3 坝体材料物理力学指标表坝体材料物理力学指标表防渗土体断面浸润线以上、以下的土料分别采用湿容重和饱和容重。(4) 坝坡稳

57、定计算成果各种工况渗流条件下的上下游坝坡抗滑稳定计算成果见表4-4 及成果图，显然，大坝的上下游坝坡抗滑安全系数均大于规范所要求的1.15 或 1.05（正常工作条件或非常工作条件） ，坝坡满足稳定要求。表 4-4 坝坡抗滑稳定最小安全系数表坝坡抗滑稳定最小安全系数表水库工况正常蓄水位设计洪水位校核洪水位正常水位降至死水位抗滑安全系数1.3321.2351.2011.262加固后，上下游坝坡的稳定安全系数均能满足规范要求，坝坡稳定。4.44.4 溢洪道溢洪道加固加固针对本工程溢洪道存在的主要问题，拟采取如下措施：溢洪道全面整治，新建溢洪道进口段、控制段以及泄槽；新建消力池及尾水渠，以衔接下游天

58、然河沟。4.4.14.4.1 新建溢洪道进口段、控制段以及泄槽新建溢洪道进口段、控制段以及泄槽原溢洪道现已被填埋，本次拟在原溢洪道位置恢复重建开敞式宽顶堰溢洪道；进口段：桩号溢 Y0-004m溢 Y0+000.0m 段，宽度 2.0m，高 02.15m，设计底坡为 i=0.01；控制段：桩号溢 Y0+000.0m溢 Y0+004.0m 段，宽度 2.0m，高 2.15m；泄槽段：桩号溢 Y0+004.0m溢 Y0+010.0m 段，宽度 2.0m，高 1.232.15m，设计底坡为 i=0.117。进口段、控制段及 泄槽段底板均采用现浇 C25 钢筋混凝土结构，厚 0.3m，侧墙采用 M7.5

59、 浆砌条石结构，控制段墙高 2.6m，顶宽 0.5m，背坡计算参数非饱和土体饱和土体材料湿容重（KN/ m）饱和容重（KN/ m）浮容重（KN/ m）C(Kpa)(度)C(Kpa)(度)均质坝体土19.020.010.022.522.019.619堆石体18.120.210.23634重庆市江津区白沙镇东山社区大丘坎大山坪塘整治工程初步设计报告 261：0.45，底宽 1.54m，泄槽段墙高 1.532.3 m，顶宽 0.5m，背坡 1：0.45，底宽1.051.41 mm，墙背采用土石填筑夯压密实。4.4.24.4.2 新建消力池及尾水渠新建消力池及尾水渠新建消力池：桩号溢 Y0+010.0

60、m溢 Y0+015.0 段，底宽 2.0，高 1.23m，底板采用现浇 C25 钢筋混凝土结构，底板厚 0.3m，其末端消能坎为 C25 钢筋混凝土结构高 0.3m。基础设 50 排水孔，孔距 2.5m，梅花型分布。侧墙采用 M7.5 浆砌条石结构，墙高 1.53m，顶宽 0.5m，背坡 1：0.45，底宽 1.05m。墙背采用土石填筑夯压密实。新建尾水渠：桩号溢 Y0+015.0m溢 Y0+020.0m 段，底宽 2.0，高 0.93m，底板采用现浇 C25 钢筋混凝土结构，底板厚 0.3m。基础设 50 排水孔，孔距 2.5m，梅花型分布。侧墙采用 M7.5 浆砌条石结构，墙高 1.23m