千顷塘水库保安初步设计报告

1、1.综合说明1.1绪论千顷塘水库位于临安市大峡谷镇童玉村，座落在昌化溪支流昌北溪支流柘林坑溪源头上，坝址处海拨高程约为1100m,水库位于“浙西天池”风景区，是景区的主要组成部分。水库距大峡谷镇镇府16km,距临安锦城90km。该水库坝址以上集雨面积2.33kmz,引水入库集雨面积LZIkm?,总库容390万正常库容330万有。水库建成后，历年来下游建有千顷塘水电站和桃花溪一级四级水电站，总装机3160kw,年发电1088kw-h。千顷塘水库是一座以灌溉为主，兼有发电、供水、滞蓄洪水功能的小（一）型水库，下游灌溉面积2100余亩，保护下游两个村，人口250余人，保护农田面积800亩。千顷塘水库

2、于1973年12月动工兴建，由当时的龙井桥公社童玉、西坑、九园、龙井桥、杨岭、亭子、兰平生产大队共同建设，靠群众投工投劳和国家少量资金补助建成，1978年7月完工投入运行，至今已经运行近30年。坝高17.0米，为粘土心墙土坝，坝顶长180m、宽7.0m。由于建库时施工条件及技术水平等因素，以及历经了近30年的运行，已存在一定的安全隐患，经有关部门的检查认定，离千库保安工程的“安全、高效、美丽”的总体目标差距很大。根据临安市千顷塘水库大坝安全技术认定综合评价报告，大坝安全技术认定类别评定千顷塘水库大坝为二类坝，主要存在以下问题：（1）大坝背水坡偏陡。迎、背水坡护坡块石存在塌坑、淘刷、风化、损坏等

3、情况。坝体存在白蚁危害。（2）溢洪道人行木桥结构简陋，耐久性较差，与大坝整体不协调。溢洪道末端缺少消能措施。（3）大坝未设置必要的位移、沉降及渗流等监测设施，无供电线路、管理房等管理设施，对防汛管理很不利。（4）大坝整体外观陈旧，不够美观，与景区环境不相协调。这些问题的存在，影响了水库的的安全运行，必须尽快开展对该水库进行保安工程建设。自2002年12月省水利厅部署实施干库保安工程开始，我市配备了相应人力、财力，实施干库保安工程建设，并分年度逐步使我市的水库安全达标。针对水库存在的问题，市水电局和大峡谷镇政府及当地村都相当重视，几次报告要求尽快对该水库实施保安工程。受大峡谷镇人民政府委托，我院

4、组织有关工程技术人员数次去现场踏勘、收集资料，于2007年8月完成临安市千顷塘水库保安工程初步设计送审稿。1.2工程水文2.1流域情况千顷塘水库坝址上游主流长1.54km,集雨面积2.33km:引水入库集雨面积1.21km）流域内植被覆盖好，雨量充沛。2气象流域多年平均气温15.9,最高月平均气温28（7月），最低月平均气温3.5C（1月），极端最高气温41.2,极端最低气温T3.5C,多年平均相对湿度81%,平均风速1.8m/s,实测最大风速20m/s,相应风向N、Wo本流域属亚热带温湿型季风气候，夏热冬冷，雨量充沛。降雨在时间、空间上分配不均，各年之间及年内各月之间降水量差异较大。流域性暴

5、雨多为4至7月上旬的梅季雨和7月中旬至9月的台风暴雨。1.2.3水文设计流域内无水文站和雨量站，附近有桃花村雨量站，下游有青山殿水文站。直接采用桃花村的降雨资料，并参照相邻区域青山殿水文站的资料，分析得到该地区多年平均径流深与多年平均流量。该地区多年平均降雨量1707.9多年平均径流深1024.7mm,多年平均流量0.115m3/s,年径流总量361.7X10m1.2.4设计洪水水库设计洪水（入库洪峰流量）根据水利水电工程设计洪水计算规范（SL44-93）推荐的小流域推理公式，采用浙江省水电勘测设计院制作的推理公式计算表计算得到：Qp-2%=70.0m3/s,Qp，o.2%=1O3.2m3/s

6、o3工程地质流域地势总体趋势为北高、南低，地势微向南倾斜。地貌形态为侵入岩、火山岩断块低山地貌，在高程1000米左右剥夷面上见山地沼泽、湿地。物理地质现象以小型滑坡为主，无其它不良现象出现。测区内未发现较大断层分布。地震动峰加速度为0.05g,相应地震基本烈度小于VI度，可不设防。库区工程地质良好，坝址工程地质条件较好。本工程所需的土料就近开采运至工地；侏罗系下统劳村组凝灰岩、凝灰质砂岩较坚硬，可作块石料，花岗闪长斑岩可作条石料；砂石料由市场采购。工程任务与规模地区社会经济概况大峡谷镇地处临安市的西北端，与安徽省交界，国家4A级景区一一浙西大峡谷位于境内。辖地40个行政村，总面积157.4km

7、2o2005年底全镇总人口1.15万人，工业销售产值1.78亿元，农业总产值0.94万元，农民人均生产性纯收入6018元。2005年，该镇被浙江省政府授予“浙江省生态乡镇”、“浙江省教育强镇”称号。水库所在地童玉村为临安市都市农业专业村，蔬菜基地375亩。工程任务千顷塘水库总库容390万一,正常库容330万nA设计灌溉面积2100亩，保护下游250余人，保护农田面积800亩。由于水库年久失修，水库存在病险隐患：坝坡偏陡、坡面不规则，部分坝坡存在块石护坡风化、塌陷、损坏等现象；溢洪道上简易交通木板桥存在安全隐患,出口无消能设施危及下游坝脚；大坝整体外观陈旧，与周边环境不和谐。为彻底消除千顷塘水库

8、的安全隐患，同时配套、完善监测与管理设施，强化水库安全管理，以达到“安全、高效、美丽”的水库标准，充分发挥该水库的功能，为社会的可持续发展与全面建设小康社会服务，必须进行全面的保安工程建设。3工程规模千顷塘水库大坝设计为粘土心墙坝，保安工程后坝型不变，坝顶高程U14.50m（1985国家高程,下同），最大坝高17.0m,总库容390万m正常库容330万m3,灌溉面积为2100亩。是一座以灌溉为主，兼有供水、滞蓄洪水功能的小（一）型工程，童玉村集体共同所有的水利基础设施。工程布置及主要建筑物L5.1工程布置本工程主要由拦水坝、放水系统、溢洪道、管理设施等组成。工程等级为IV等，工程规模为小（一）

9、型，主要建筑物级别为4级。1.5.2主要建筑物挡水坝本次保安设计，挡水坝仍为粘土心墙坝，最大坝17.0m,坝顶高程1114.50m,坝顶长180.0m,坝顶宽为7.0m。迎水面分两级坡，第一级坝坡坡度1:2,第二级坝坡坡度1:2.25,两级坡之间1110.50m高程处设1.5m宽马道；第一级坝坡上部1.5m高部分采用草皮护坡，第一级坝坡下部分和第二级坝坡采用干砌块石护坡。背水坡分两级坡，第一级马道高程为1107.50m,第一级坝坡坡度1:2,第二级坝坡坡度1:2.25,两级坡之间1107.50m高程处设1.5m宽马道；两级坡均采用草皮护坡，第一级马道中部设置“千顷塘水库”五个库名文字，每个文字

10、面积为4mX4m（高X宽），300厚M10浆砌块石底，150厚C20碎面,面上刷油漆。第二级马道下为排水棱体，排水棱体顶高程为1101.50m,顶宽2.0m,排水棱体坝坡坡度1：1.5,以堆砌石为主，迎水面设从细到粗三层反滤层，每层厚度0.50m。溢洪道溢洪道仍为正槽式，溢流堰为宽顶堰。跨溢洪道木质便桥过于简陋，存在安全隐患，本次设计考虑拆除木桥，重新修建钢筋位平板桥。溢洪道进口溢0+000.0溢0+014.3段挡墙和底板拆除进行加固处理，重新浇筑溢流堰，进口底宽17.5m,进口底板高程1111.70m。溢洪道全长为158.6m,分为进口水平段、渐变段、泄槽段和消力池四部分。进口水平段长14.

11、3m重新砌筑，底宽为18.8m17.5mo渐变段长19.0m,底宽17.5m10.0m,底纵坡i=4.2%。泄槽段长112.8m,底宽为10.0m,分三段，从上到下，溢0+033.3溢0+067.6段底纵坡i=7.现、溢0+067.3溢0+136.1段底纵坡i=2.9%、溢0+136.1溢0+146.1段底纵坡i=50%溢洪道全程为碎底板，两侧为浆砌块石直立挡墙，用碎压顶，底板及挡墙外观较完好。泄槽末端与消力池连接，消力池采用底流消能方式，为钢筋佐结构；长12m,宽10m。放水设施水库采用坝底砂底涵放水，插板闸门放水，启闭机控制取水。进口底高程1097.9m,出口底高程1097.2m。原闸门拉

12、杆陈旧且锈蚀，本次设计考虑更新。50圆钢拉杆，全长为60m。进口底高程1097.9m,出口底高程1097.2m。观测设施设置必要的大坝水位观测设施、和雨情观测设施。在大坝排水棱体后设置集水沟，安装量水堰，观察大坝坝体渗漏量。管理设施为便于水库防洪和运行管理，新建上坝道路600m；架设1.0km的输电线路;安装一部程控电话：建造水库生产管理用房50m2。1.6金属结构主要金属结构有：启闭机拉杆。7施工组织设计1施工条件水库位于大峡谷镇童玉村，距大峡谷镇16km,距临安市锦城90km。本流域属亚热带温湿型季风气候，气温适中，日照充足，雨量充沛，四季分明。工程所需的水泥、钢材、木材从市场采购，从现有

13、乡村道路和上坝公路可直接到达施工现场。施工用电考虑从水库原有供电线路搭接动力线至工区，并为以后大坝管理用。施工用水考虑从水库中抽取。土料、石料从附近料场开挖，部分原坝坡块石可重新加工利用，测区附近缺砂石料，采用商品料代替。1.7.2主体工程施工挡水坝施工挡水坝为粘土心墙坝，上游坝坡采用机械整坡，人工回填砂砾石垫层，干砌块石护坡。下游坝坡采用机械整坡、夯实，复盖黄土，种植草皮；坝顶砌筑宽2.0m的条石小路、底部200厚C20碎基础，两侧采用草皮；坝踵的齿墙与坝趾的排水棱体，人工砌筑。马道和台阶人工砌筑。溢洪道溢洪道施工主要是对溢洪道进口段底板、侧墙进行修整。底板采用C20位浇筑；侧墙采用M10浆

14、砌块石挡墙砌筑，墙高2.7m左右。砌石工程、碎与钢筋碎工程、石方开挖工程应严格按相应施工规范规程进行施工。溢洪道上新建钢筋位平板桥一座。放水设施启闭机拉杆原来的已经陈旧锈蚀，本次设计作换新处理。管理设施管理设施建设主要有水、雨情观测设施，委托专业水文观测部门建设；供电、通讯委托相关部门建设；管理房，可由承担保安工程土建施工的企业施工，应严格按相应的房屋建筑施工规范规程进行施工。上坝道路本工程原上坝道路为块石路面，且路面狭窄，不利于水库防汛抢险通行。本次设计拆除原块石路面，新建4.5m宽沥青路面道路，全长600m。1.7.3施工总布置本工程建筑物分布较为集中，施工场地集中布置。在坝脚有较宽阔场地

15、，坝上游100m处左侧山坡平整后用于建造管理房，均可供布置碎拌和系统、临时工棚等,生活用房和仓库可租用当地民房。.4施工总进度本工程总工期10个月。水库淹没处理及工程永久占地本保安工程没有扩建增容任务，水库淹没区没有增加。仅因大坝整坡与管理房建设要占用少量山坡杂地，其中：主体工程新占用林地2.1亩；上坝公路因拓宽原道路占林地0.9亩。临时用地L5亩（林地）。工程总永久占地：林地3.0亩，临时占地（林地）1.5亩。环境保护本工程建设对环境无大的不利影响，但应严格控制施工“三废”处理，同时注意施工对周围村民居住环境的影响，对水土流失应采取有效措施，做到水土流失防治与工程建设“三同时”。以减小施工过

16、程中对附近环境产生的不良影响。工程管理设计本工程管理机构管理人员宜定7人，负责水库的日常管理。工程管理范围按中华人民共和国水法和浙江省实施中华人民共和国水法办法规定划定，要求能满足工程管理需要。管理工作必须根据中华人民共和国防洪法、中华人民共和国河道管理条例等法律、法规及规划设计要求，确保大坝安全、高效，发挥功能。设计概算本工程总投资83.42万元,静态总投资83.42万元,工程部分静态投资73.46万元。其中：建筑工程40.33万元，金属结构设备及安装工程7.37万元，临时工程5.11万元，独立费用15.21万元，其中:征地和环境部份静态总投资9.96万元.第二部分建设及施工场地征用费4.0

17、5万元，水土保持工程及补偿费4.00万元，环境保护补偿费L00万元，二部份基本预备费合计6.35元万。12经济评价从国民经济评价指标看，本工程的国民经济内部收益率为13.8%,大于社会折现率12%,说明本项目从国家整体利益角度看是经济合理的。工程特性表序号项目名称单位数量备注-水文1坝址以上集雨面积kn?2.33引水集雨面积km21.212坝址多年平均降雨量mm1707.9多年平均径流深mm1024.73多年平均径流深m3/s0.1154设计洪水标准%25设计洪峰流量m3/s706校核洪水标准%0.27校核洪峰流量m3/s103.28坝址多年平均来水量101m361.7二水库1水位校核洪水位m

18、1112.93设计洪水位m1112.62正常蓄水位m1110.702水库容积总库容万/390正常库容万H?330三程效益指标1实际灌溉面积亩3002供水人口人300四工程永久占地1永久占地、田3.5新建工程占用2临时占地亩1.0新建工程借用五主要建筑物及设备1挡水建筑物坝型粘土心墙坝坝顶高程m156.00最大坝高m10.00坝顶长度m53.22溢洪道工程特性表序号项目名称单位数量备注型式宽浅式堰顶高程m153.50堰顶宽度m6泄槽长度m52.6含山沟自然泄槽最大泄流量m3/s12.83DYH虹吸管放水设备套14金属结构325/6虹吸钢管m50六施工1主体工程数量土石方开挖3m1818土石方填筑

19、3m1243砌石3m877混凝土3m2232主要建筑材料木材3m20水泥T160钢筋T203总工期月6七经济指标1静态总投资万元83.422综合利用经济指标经济内部收益率13.8%2.工程水文1流域情况千顷塘水库位临安市大峡谷镇朱下童玉村。地处天目溪支流浪山溪支流上，坝址以上集雨面积2.5km2,主源长1.54km。该小流域为低山丘陵区，流域内林木植被较好，雨量充沛。气象该小流域无气象站。据临安市水利志中有关气象资料统计，本流域多年平均气温15.9C,最高月平均气温28C（7月），最低月平均气温3.5C（1月），极端最高气温41.2C,极端最低气温-13.5C,多年平均相对湿度81%,多年平均

20、水面蒸发量733.1mm,平均风速1.8m/s,实测最大风速20m/s,相应风向N、Wo本流域属亚热带温湿型季风气候，夏热冬冷，雨量充沛。流域多年平均降水量1553.6mm。但时间、空间上分配不均，各年之间及年内各月之间降水量差异较大。流域性暴雨多为4至7月上旬的梅季雨和7月中旬至9月台风暴雨。水文水库所在流域内无实测径流资料，附近青山殿水文站具有较长年份的径流实测资料，以青山殿水文站（集雨面积1443km2）作为参证站推求径流参数，青山殿雨量站实测多年平均点雨量为1553.6mmo青山殿水文站实测多年平均面雨量为1666.3mm,实测多年平均流量45.89m7so采用水文比拟法，得到千顷塘水

21、库年平均降雨量为1553.6mm,多年平均径流深为938mm,多年平均流量为0.011m7s,年径流总量为34.8万n?02.4设计洪水本工程设计洪水根据水利水电工程设计洪水计算规范（SL4493）推荐的小流域推理公式进行计算。基本公式:Q=0. 278Fh/ tt=0.278L/（mj1/3Q,/4m）式中：Qm一洪峰流量，m7sF一流域面积，km2L一主流长度（分水岭至计算断面），kmj一沿程平均比降，T-汇流历时，小时h一最大净雨，mmm一汇流参数。参考0=L/j，值，查规范提供的附表得到。本次设计采用浙江省水利水电勘测设计院根据上述公式制作的洪水计算表进行计算。洪水标准：设计洪水标准为

22、P=2%（五十年一遇），校核洪水为P=0.2%（五百年一遇）。原统计资料水库集雨面积为2.5km：引水入库集雨面积F=O.5km?。本次设计在万分之一地形图上电脑量取水库集雨面积F=2.33km2,引水入库集雨面积F=1.21km2,主流的长度L=l.54km,并在万分之一地形图上电脑分段量取主源长度与计算分段坡降，得到主源平均坡降j=10.4%o在浙江省暴雨等值线图上查取该小流域的24小时暴雨量（H21=110mm,及相应的G、Cs值）。利用计算表查得中间计算参数1、A、离均系数中0、m值等，在图解表中查得两曲线的交点数值，即为洪峰流量。Qm2%=70.OmVsQmo.2%=102.3m/s

23、3.工程地质水库区工程地质条件1.1地形地貌域内地形总趋势为东北高、西南低，地貌形态多为砂岩为主的褶皱低山、高丘地貌。河床以侧蚀为主，河谷形状呈“U”字型。漫滩不发育。1.2地层岩性测区分布岩性主要为奥陶系上统砂岩、粉砂岩。第四系全新统风化坡积物(el-dlQ4),由粉质粘土夹碎块组成，厚度一般0.5-2.0米。1.3地质构造与地震本区位于万市桥复向斜东南侧，未见新构造运动痕迹，第四系发育且稳定，属于基本稳定区。根据国家地震局编制的中国地震动峰加速度区划图(2001年版)，本区地震动峰加速度为0.05g。物理地质现象以小型土质滑坡为主，无其它不良现象出现。1.4水文地质地下水为孔隙水和基岩裂隙

24、水两种。孔隙水赋存于第四系松散堆积层中，基岩裂隙水赋存于基岩裂隙中。河流径流由大气降水和地下径流补给。5库区工程地质条件及评价1、水库渗漏与浸没水库周边山体较厚，两侧分水岭高程在170-200米，均为相对隔水岩体，未见和邻谷贯穿的渗漏地层分布，不存在渗漏通道。水库回水线附近没有城镇、工矿企业和大片农田，不存在浸没问题。2、库岸稳定水库区基本为岩质库岸，稳定性良好，局部崩积-坡积层较厚地段在长期库水浸泡及水库水位的变动影响下，局部可能发生小规模的滑坡与坍岸，不会影响大坝运行安全。3.2放水隧洞工程地质条件及评价2.1地层岩性洞身围岩主要为奥陶系上统砂岩、粉砂岩。第四系全新统风化坡积物(el-dl

25、Q4),由粉质粘土夹块岩组成，厚度0.5-1.5米。2.2地质构造未发现断层分布。岩石风化强烈，强风化厚度1-3米，节理发育。3.3挡水坝工程地质条件及评价河谷成“U”，两岸山体第四系覆盖层厚度0.5T.5米，岸坡稳定。坝址处地基为奥陶系上统砂岩、粉砂岩，大坝左岸岩体强风化厚度较大，节理发育，易成渗漏通道。坝址工程地质条件一般。4天然建筑材料坝址下游河道开阔，地势平缓，局部土层较厚，塑性指数10T2,不能满足心墙土料设计要求，采用附近其它地区土料。砂石料、块石采用商品料。4.工程任务与规模1工程重要性千顷塘水库是一座小（一）型水库，位于大峡谷镇的童玉村，距大峡谷镇16公里，临安市区约90公里。

26、水库于1973年动工修建，由大峡谷镇童玉村干部、群众投工投劳和国家少量补助建成，于1978年建成并投入运行至今已有30年。童玉村现有人口300余人，全村有耕地760亩，其中水田560亩，千顷塘水库原设计灌溉面积250余亩，现实际灌溉农田300亩；同时为童玉村及下游农村的生活、生产、生态用水提供水源。水库大坝下游为童玉村的自然村，所以千顷塘水库是一座以灌溉为主，兼有供水、滞蓄洪水功能的小（一）型水库。水库的安全运行，不仅关系到灌溉、供水功能的正常发挥，而且，还关系到下游人民群众的生命财产安全；随着水资源的日趋紧缺，农民生活水平的提高，用水量也日趋增加，如何使这座老水库安全运行、并更多地发挥作用，

27、不仅摆上了各级政府的议事日程，而且也成为当地群众的迫切愿望。2002年起浙江省水利厅在全省范围内开展了千库保安工程，对已投入运行的水库逐一进行全面的修整，使其达到“安全、高效、美丽”目的。我市使本工程列入了2007年度的干库保安工程实施计划内。2工程建设的必要性千顷塘水库始建于1973年，完工于1978年。限于当时的经济技术条件和社会环境，工程为大众化施工，工程标准偏低，施工质量难以控制，工程设施先天不足。加上工程已运行了近30年，工程运行与维护养护经费来源不足，管理粗放，设施老化，隐患严重。在历次安全普查中虽没有发现危及大坝安全的严重问题，但坝坡变形、放水设施漏水、底涵隐患、溢洪道不规则、管

28、理设施缺乏等问题一直未能彻底处理。2007年6月，市水电局组织专家对该水库大坝及相关的运行设施进行了安全认定，认定意见指出，本水库存在以下问题，必须进行保安工程建设。（1）大坝背水坡偏陡。迎、背水坡护坡块石存在塌坑、淘刷、风化、损坏等情况。坝体存在白蚁危害。(2)溢洪道人行木桥结构简陋，耐久性较差，与大坝整体不协调。溢洪道末端缺少消能措施。(3)大坝未设置必要的位移、沉降及渗流等监测设施，无供电线路、管理房等管理设施，对防汛管理很不利。(4)大坝整体外观陈旧，不够美观，与景区环境不相协调。千顷塘水库大坝安全技术认定报告书根据浙江省中型水库大坝安全鉴定及小型水库大坝安全技术认定大纲和浙江省小型水

29、库大坝安全技术认定办法，认定千顷塘水库大坝防洪标准安全性为A级，大坝渗流稳定和结构稳定安全等级为B级。安全认定书还提出了需采取以下保安工程措施：(1)修整放缓大坝背坡，同时进行坝坡防护。重新修整理砌迎水坡扩坡块石。对大坝进行白蚁防治。(2)改建溢洪道桥。增设溢洪道消能防冲措施。(3)完善供电、管理房等管理设施，配备沉降、位移、渗流等必要的观、监测设施。(4)从坝坡护砌材料入手，全面修整美化大坝整体外观，达到水库“安全、高效、美丽”的目标。3工程建设迫切性根据浙江省省委、省政府关于开展干库保安工作的要求，为积极推进水库除险加固的标准化建设，规范工程建设管理，全面提高水库安全度，充分发挥水库综合功

30、能，临安市水利水电局上报省水利厅将千顷塘水库列入2007年度实施计划内。大峡谷镇政府对该工程十分重视，水库的安全不仅关系到受益村的利益，而且还关系到童玉村的防洪安全。当地村民也迫切要求对水库修整，村支两委会多次开会讨论，要求镇政府组织对水库进行保安建设。所在地的童玉村的广大村民、干部，对水库保安建设呼声迫切，愿为工程的顺利进行给予全力支持，一致要求通过保安工程彻底消除渗漏等隐患，使水库更好地为当地经济发展服务，同时要求省市各级政府给予大力支持。所以，千顷塘水库的保安工程建设，是当地干部、群众的一致愿望，现在启动此项工程也是最好的时机。4工程任务与规模千顷塘水库总库容390万疗，正常库容330万

31、n?,实际灌溉面积2100亩，解决下游250余人的生活用水，还是下游村庄、企业的生产与环境用水的重要水源。本次保安工程的目的：通过必要的工程措施，彻底消除千顷塘水库的安全隐患，配套、完善监测与管理设施，强化水库安全、管理，以达到“安全、高效、美丽”的标准水库，充分发挥该水库的功能，为社会的可持续发展，为全面建设小康社会服务。保安工程的主要任务是大坝修整及防渗处理；新建放水设施；修整溢洪设施;完善水库观测、管理设施等。保安工程的规模是：本工程是灌溉为主，兼有供水、滞蓄洪水功能的小（一）型水利工程。保安建设后的千顷塘水库仍是童玉村集体共同所有的水利基础设施。5.工程布置及主要建筑物工程等级与标准千

32、顷塘水库保安工程实施后总库容仍为390万最大坝高17.0m,是一座小(一)型水库。根据水利水电工程等级划分和洪水标准(SL252-2000),确定本工程级别为W等，主要建筑物拦水坝、放水系统、溢洪道均为4级建筑物,次要建筑物及临时建筑物级别为5级建筑物。根据水利水电工程等级划分和洪水标准(SL252-2000)、防洪标准(GB50201-94)规定，考虑水库就在童玉村的上游，各建筑物洪水标准取下限值。见表5-1表5-1项目名称建筑物级别滞洪标准(年)设计校核永久建筑物拦水坝450500溢洪道450500据中国地震动峰值加速度区划图和中国地震动反应谱特征周期区划图,本地区地震动峰值加速度0.05

33、g,地震动反应谱特征周期为0.05,地震基本烈度小于VI度。2设计依据水利水电工程初步设计报告编制规程(DL5021-93)；防洪标准(GB50201-94)；水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)：水利水电工程设计洪水计算规范(SL44-93)；小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则(SL189-96)；碾压式土石坝设计规范(SL274-2001)；溢洪道设计规范(SL253-2000)；千顷塘水库大坝安全技术认定报告书；临安市千顷塘水库大坝安全技术认定综合评价报告；浙江省千库保安工程建设管理有关办法和规定汇编；千顷塘水库保安工程设计委托合同文件；大峡谷镇关于水库保安工程建设的

34、意见与要求等。5.3大坝防洪安全复核5.3.1设计(校核)洪水位计算千顷塘水库溢洪道为宽浅式开敞溢洪道，溢流堰设计采用宽顶堰，原溢洪道堰顶高程1111.70m,溢洪道进口净宽6m。本次保安工程将修整原破败的溢流堰,堰顶高程、进口宽度不变。参照有关规范，对小型水库调洪计算可采用高切林公式：入(1-SW/SQ.)式中：Q.出：经过调蓄后出库洪峰流量m/s；QM入：某一频率入库的洪峰流量m/s；SW：水库的调蓄库容万nf；SQm：某一频率时24小时洪水总量万m3。本次洪水复核计算，从偏安全考虑，不考虑其调洪库容，即：Qm产Q.入对开敞式自由溢流的溢流水深采用堰流公式计算。Qm(fl=MBHo3/2H

35、o=(Qn/BM)2/3式中：M：大流量系数。M=m(2g)05,m：流量系数。有底坎45度斜角的流量系数,查水力计算手册相关表格为0.3500.385,取0.35；oc：侧收缩系数，小型水库正槽式溢洪道可忽略不计，取1.00；计算得M=L55。Ho：包括行近流速水头的某一设计频率时的堰前水头，Ho=hp+vo72g,对小型水库，不计行近流速(vo=O),即：Ho=hp计算结果如下：设计P=2%Q70.Om7s上、=0.92m校核P=0.2%Q102.3m7sH，=1.23m水库溢流堰顶高程为1111.70m,得到设计洪水位为1112.62m高程，校核洪水位为1112.93m高程。5.3.2风

36、浪爬高、风雍高计算根据小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则(SL189-96)与碾压式土石坝设计规范(SL274-2001),采用官厅公式计算设计、校核时的波浪爬高(R5.3.33%、Ro.5%)及风雍高(eo,6)O风浪爬高计算：采用以下公式：R.=K4K,(h.L.)1/2/(1+102)1/2(m=L55.0时)式中：Rn：平均波浪爬高。它与设计频率时的波浪爬高(R2、Ro.2.)关系为：4、5等工程，取5%时累积频率时/&比值换算，换算系数从规范表中查得。Ka；斜坡糙率系数，查表得：砌石面为：0.750.8；本工程取Ka=0.8。K,：经验系数，从规范表中查得，本工程取Ky5x=L04

37、；K.o.5%=1.00om：坡度系数。取本保安工程实施后的坡度m=2。hm：平均波高。通过它与累积频率波高的关系求得。通过公式gh/W2=0.0076(gD/)i/3求得h(即频率波高)：波高。式中：D为吹程m。从万分之一地形图中量得，本工程为850m；W为风速(m/s)。本工程设计取19.5m/s,校核取13.0m/s(设计为校核的1.5倍)。计算得hs=O.64m,ho,5、=0.39mo通过查不同频率下的波高与平均波高比值表得到累积频率系数，h/hm=l.95,计算得1t0.33nb脸二。.20m。Lm：平均波长。从官厅水库公式gL/W2-0.331旷“zi5(gD/w2)i/476中

38、求得。Ls、=7.34m,1=4.89m。采用上述参数，计算得到平均波浪爬高R心=0.58m,%.2%=0.36m。从规范表中查得累积频率系数取1.84,计算得到：设计、校核洪水时风浪爬高为：Ro%=1.07m,Ro.5%=0.66mo风雍高计算，采用以下公式:式中e计算点处的风壅水面高度，m；K综合摩阻系数，取K=3.6X10%W计算风速，设计风速W=20m/s,校核风速W=13.5m/s；Hm水域平均水深，取6m；B计算风向与坝轴线法线的夹角，取6=10。经计算得：e,5=0.002me校=0.001m5.3.3确定安全超高(A)根据碾压式土石坝设计规范(SL274-2001),查规范表5

39、.3.1得到安全超高：As.o%=0.5m；Ao.5%=0.3iDo5.3.4大坝防洪安全复核坝顶高程应达到：Z2Z正常+hP+Rp+ep+Ap按坝等级和运用情况，在设计水位条件下取A=0.50m,校核水位条件下取A=0.30m设计水位条件下：Y=R+e+A=l.07+0.002+0.5=1.57m校核水位条件下：Y=R+e+A=0.66+0.001+0.3=0.96m设计水位条件下坝顶高程：设+Y校=1112.62+1.57=1114.19m校核水位条件下坝顶高程：校+Y校=1112.93+0.96=1113.89m大坝顶高程为1114.50m,符合防洪要求。原大坝坝顶高程为1114.50m

40、,保安工程后大坝坝顶高程1114.50m,符合防洪要求。查千顷塘水库的设计资料，大坝心墙底厚17.8m,根据碾压土石坝设计原则,大坝高度不大于心墙底厚的4倍，保安工程将实施套井回填施工，使心墙顶至坝顶，心墙底厚度与顶高度均能满足防洪要求。5.4保安工程主要内容及总体布置千顷塘水库保安工程主要有以下内容：大坝加固，坝顶加宽，坝坡修整；坝体防渗加固及设排水棱体建设；放水设施改造，即新建虹吸放水系统；修整溢洪道；完善交通、通讯、管理房等管理设施，完善水情观测、监测设备。工程总体布置：千顷塘水库保安工程枢纽整体布置不变，由挡水坝、溢洪道、放水设施、大塘堤坝等组成。综合地形、地质条件及施工、工期、投入等

41、因素，确定工程总布置如下：大坝轴线、坝型不变，仅进行坝体上下游坝坡修整；溢洪道仍采用正槽式布置于右岸；改变原涵管放水系统为虹吸放水系统。为运行管理方便，上下游坝坡设踏步。管理房布置于大坝左岸山坡上，道路、电力线分别通到管理房与坝顶，电话安装在管理房内；水位观测设备由市水文站统一规划布置。5.5大坝保安设计5.5.1原工程概况千顷塘水库是一座小（一）型水库，它动工建设于1973年，完成于1978年。水库集雨面积2.5km?,引水入库集雨面积0.5km:最大坝高17.0m,坝顶长度为180.0m,迎水坡从上到下分别为1：2,背水坡中部设1.0m宽马道，坡度从上到下分别为1：1.7、1：1.64o坝

42、顶宽7.0m,大坝为粘土心墙坝；心墙上下游为砾质填料坝体。溢洪建筑物为正槽式溢洪道，溢流堰为宽顶堰，布置于大坝左岸。原溢流堰进口宽度17.5m,堰顶高程1111.70m。末端为深切岩石跌坎，形成两级天然消力池。放水建筑物为坝底涵管。根据当时的施工技术条件，采用的是毛竹技术浇筑的黑笼素碎管。涵管进口高程1097.90m,出口高程1097.20m,长度73.5m,直径0.6m,原为卧管塘桩放水，现已改为螺杆式启闭机控制放水。千顷塘水库管理较原始，没有水雨情观测设备，没有管理房，电力、通讯、交通等基本管理条件均不具备。水库建库运行近30年，大坝结构基本稳定。水库总库容390万酒，正常库容330万k,

43、水库建造过程中遭受三次洪水灾害的冲毁。1999年“三查三定”资料反映，水库建成后就发现右坝端有渗漏情况，随着运行时间的推移，渗漏量逐年增加；且库水位接近正常水位时，背水坡出现较大面积渗漏，一直未作彻底处理。5.5.2大坝防洪安全设计根据大坝防洪安全复核，该水库大坝高度达到防洪安全。设计考虑本次保安工程，通过防渗处理，坝坡修整、放水设施改造等工程措施，以进一步提高水库大坝的防洪安全度。根据大峡谷镇政府关于要求开展水库保安工程的报告，考虑到水库库容相对较大结合今后下游水资源的需求，确定大坝建筑物各特征参数，进行大坝及相应建筑物的防洪保安设计。保安工程后水库仍采用原溢流设施进行泄洪，设计按原水库库容

44、要求，对溢洪设施进行全面加固修整。保安工程防渗设计针对接近正常水位时，坝体出现大面积渗漏、右坝头接触渗漏情况，采取对坝体进行心墙套并回填，消除坝体渗漏，并将心墙顶提高到坝顶；对大坝采取接触防渗灌浆，并在下游坝脚增设排水梭体，以提高大坝的安全度。保安工程考虑原坝顶较窄，不符合规范要求，根据设计与校核洪水时的坝顶高程要求，本保安工程设计结合坝体整坡与套井回填施工，达到既满足防洪要求,又符合坝顶宽度之目的。保安工程实施后水库正常水位1110.50m,设计洪水位：1112.62m,校核洪水位：1112.93m；总库容:390万一,正常库容：330万/；水库大坝坝顶高程1114.50m,坝顶长度180.

45、0m。5.5.3大坝结构稳定设计原坝体结构不甚规则，本次保安工程，对坝体进行修整。修整后大坝高17.0m,坝顶宽度7.0m。坝顶中间布置宽为2m的浆砌条石小路，两边各为宽2.35m的草皮，上下游侧坝肩设置净宽0.15m的青条石：上游侧安装6盏路灯。上游坝坡采用1：2,15cm厚砂砾石垫层和30cm厚干砌块石护坡。考虑运行观测方便，坝踵设碎齿墙。在坝轴线桩号0+20.00m处设宽1.5m,台阶尺寸300mmX150mm的踏步。虹吸操作房布置于踏步的左侧。下游坝坡设两级马道，马道以上坝坡坡度为1：L77,以下坝坡坡度为1：1.64,第二级马道也是坝坡排水棱体的顶部，排水棱体坝坡坡度1：1.5,草皮

46、护坡坝趾设排水梭体；坝轴线桩号0+20.00m处，设宽1.5m,台阶尺寸300mm义150nlm的踏步；坝坡与两岸山坡交接处设净宽0.4m,深0.2m的浆砌石排水沟。对保安工程确定后的大坝断面进行结构稳定分析，先确定坝体及坝基渗透流量与浸润线位置，进行渗流分析与计算，根据坝轴线剖面地质、地形等情况，以最大河谷断面为例，分别计算在稳定渗流期（正常蓄水位和校核洪水位时）的渗流量及浸润线方程，为坝坡稳定计算提供依据，为今后运行期坝脚渗流量分析提供参数。计算方法采用水力学法一一不透水地上的心墙坝进行计算确定。计算公式采22用裘皮尔公式：q=K凡二兄一2Lq：渗流量m7s.mk：土壤渗透系数H1；上游水

47、深mH2：下游水深mL：排水设备起点至假设平面的距离m通过心墙的渗流量qi为：qi：心墙单宽渗流量m7s.mk0：土壤渗透系数：取ko=LOXl（Tm/sII.：上游水深，正常水位时7.5m,校核水位&75mh：心墙逸出点水深m6：截水槽底平均厚度3.Om下游坝壳和坝基段的渗流量比为:q2：坝体和坝基的单宽渗流量/s.mK：坝体土壤渗透系数，取K=1.0X105m/s；h：心墙逸出点水深mL：排水设备起至心墙假设平面的距离，23.5m。按连续性q】=q2=q,由以上两式求得：上游为正常洪水位，下游无水时，渗流量q正=0.91X1043/s；上游为校核洪水位，下游无水时，渗流量q=1.23X10

48、m7s；坝体浸润线方程按下近式计算：y正=J2.13-0.0907Xy校=J2.89-0.1230X为降低浸润线的位置，利于外坡稳定，在下游坡脚设置排水棱体。对保安工程确定后的大坝断面进行结构稳定分析，土坝结构稳定分析根据小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则（SL189-96）采用瑞典园弧法计算各危险滑动面的安全系数，得到最危险滑动面的最小安全系数，与土坝设计规范要求的安全系数进行比较，以确定设计断面的安全性。采用瑞典圆弧法计算时，坝坡抗滑稳定安全系数应不小于列表规定的数值。坝坡抗滑稳定最小安全系数表运用条件最小安全系数正常运用条件（正常蓄水位稳定渗流期）1.15非常运用条件（校核洪水位稳定渗

49、流期）1.05X叱cos为g?+ZG4计算公式为：K=Z叱sin丹式中K安全系数；W土条重量；(P一一土体的内摩擦角，取25；C土体凝聚力，取10kpa；/滑动面弧长。筑坝土料稳定计算物理性质指标材料名称土体比重含水量%湿容重kN/m3饱和容重kN/m3浮容重kN/m3凝聚力kpa内摩擦角。砂壤土2.65201819.349.341025注：表中参数比重、含水量、湿容重、凝聚力、内摩擦角根据现场坝体土质分析及相同工程类比设定，其他参数计算而得。(3)计算成果在正常蓄水位1110.50m的情况下，根据上述方法计算得最小稳定安全系数为：滑动半径R=16.3m时，K=1.291.15,符合稳定要求。

50、在校核洪水位1112.93m的情况下，根据上述方法计算得最小稳定安全系数为：滑动半径R=16.8m时，K=1.251.05,符合稳定要求。本工程复核经计算，大坝下游坡最小稳定系数正常运行条件、非正常运行条件时，均大于规范要求的正常情况、非正常情况的要求。5.5.4大坝渗透稳定设计千顷塘水库大坝运行数十年来，坝体一直存在高水位坝坡渗漏，根据当地群众介绍以及考察心墙粘土料场发现，心墙粘土料砂性较重，透水性强。另外，水库下游坝坡上输水渠道上有两处严重渗漏水现象。大坝下游右坝端发现接触渗漏现象，随着运行时间的延长，渗漏量有所增加，分析认为主要渗漏隐患为坝体渗水与右岸大坝与山体接触渗漏。保安设计采取以下

51、处理方法；在坝顶心墙轴线部位进行全坝套井回填防渗处理；对右坝头接触部位渗漏采取灌浆处理。套井回填布置在坝顶轴线位置进行。套井孔径1.2m,孔中心距0.85m,平均孔深8.5m。全坝总共布置61孔，长518.5m。坝体接触灌浆采取在坝顶布单排灌浆孔，分二序进行钻孔灌浆，终孔距为3m,孔深深入坝基5米，平均孔深约11.5米，共22孔；总孔深253米；其中基岩钻孔、灌浆110米，坝体部分套管固壁钻进143米（不灌浆，仅配合基础灌浆用）。采用钻机X级基岩造孔，基岩吸水率6-8L,自下而上灌水泥浆。灌浆施工应按土坝坝体灌浆技术规范（SD266-88）、水工建筑物水泥灌浆施工技术规范（SL62-94）进行

52、，在灌浆前进行灌浆试验，及时调整灌浆参数。宜先进行坝体套井回填施工，后进行钻孔灌浆施工。考虑降低大坝的浸润线，在外坝坡脚设置排水棱体。排水棱体尺寸如下：高4m,顶宽1.5m,上游坡1:1.5,下游坡1:1.5。排水体顶高程1101.50m。反滤层沿渗流方向分别由50cm厚粗砂50cm厚砂砾石，50cm厚砾石组成。本次保安工程，考虑彻底消除坝底蔑笼碎涵管的隐患，在实施隧洞虹吸放水设施后，应将原涵管封堵，设计考虑采用钻机在坝顶心墙部位向下造孔灌碎封堵处理。防治白蚁危害，彻底进行白蚁防治，截断白蚁通道。今后，每年施药防止白蚁在大坝上滋生，消除白蚁危害。5.6溢洪道保安设计千顷塘水库溢洪道原为正槽式，

53、进口底宽17.5m,由于长时间洪水侵蚀，溢洪道进口底板及边墙无衬砌材料，出口右侧无挡墙，影响行洪，危及下游坝脚。一旦有比较大的洪水来临，后果不堪设想。鉴于上述情况，设计认为原溢流堰堰体不能达到防洪要求，设计考虑重建溢流堰。溢洪道仍为正槽式，溢流堰为宽顶堰，对溢洪道进行加固处理，重新浇筑溢流堰，进口底宽17.5m,进口底板高程1111.70m。溢洪道全长为138.4m,分为进口水平段、渐变段、泄槽段三部分。进口水平段长15.0m,底宽为18.5m17.5m,渐变段长19.2m,底宽17.5m10.0m,底纵坡i=0.2,泄槽段长104.2m,底宽为10.0m,底纵坡i=0.17mo溢洪道全程为碎

54、底板，两侧为浆砌块石直立挡墙，用碎压顶，底板及挡墙外观较完好。溢洪道末端与水库下游河道连接。从上坝道路到坝顶需跨过溢洪道，现设一宽度约为L30m的简易木结构桥，桥面及栏杆均为木质结构，中间设两个木支架作为桥墩。经正槽式溢洪道溢流堰行洪能力计算，按宽顶堰计算公式进行复核，流量系数m=0.35,当校核洪水时，最大下泄流量为12.8nf/s,溢流水深为1.25m；当设计洪水时，最大下泄流量为7.0nf/s,溢流水深为0.85m。溢洪道仍布置于大坝左侧山坳，该处岩石裸露、覆盖层厚度0.5T.0米，岸坡稳定，花岗岩侵入地区，岩性坚硬，是布置溢洪道的理想位置。溢洪道由控制段、泄槽段、泄洪渠等组成。保安工程

55、对溢洪道全面修整主要包括控制段底板浇筑、两侧导水墙砌筑；泄槽段底板浇筑、两侧导水墙砌筑、排水孔设置等。控制段底板及上下游齿墙采用C20碎浇筑，两侧挡墙高2.5m左右，临水面直立，背水面1：0.3坡，墙体采用M10浆砌块石，顶宽0.8m,0.2m厚碎压顶。泄槽段两岸山体岩石裸露，仅对控制段后5m采取工程处理，以平稳连接，其他为原山体冲沟。泄槽段分两级坡，上部底坡长28.97m,底坡坡度6.90%,宽度为6m缩至4m；下部坡长14.60m,底坡坡度37.73%,宽度为4m。泄槽段浇筑碎底板；左侧靠大坝边全部砌M10浆砌块石挡墙，右侧考山体仅下部14.60m砌M10浆砌块石挡墙，墙高1.22.5m左

56、右，临水面直立，背水面1：0.3坡，顶宽0.8m,0.2m碎衬砌、压顶。泄槽段后山沟泄道陡坡与河道连接部位设置泄洪渠。5.7放水设施设计5.7.1原工程设施及选择条件原水库放水设施采用坝底黑笼素碎涵管放水，启闭机控制取水，不利于放水管理。由于建坝时施工条件的影响，运行时间又较长，启闭机拉杆、连接板、固定支架在正常水位以下有严重锈蚀，坝底素碎涵管成为土坝安全的隐患，根据浙江省千库保安要求与本水库安全技术认定意见，必须对该放水设施进行改造。放水设施改造必须考虑到以下制约条件：水库兴利库容不受影响；下游渠道灌溉条件不能改变。由于千顷塘水库坝高只有17.0米，根据节约投资成本的原则，本次设计放水设施考

57、虑采用虹吸管放水。5.7.2坝体虹吸放水系统设计虹吸放水系统布置在大坝0+013.40处，虹吸管埋设于坝体内，转弯处设位支墩，。虹吸管进水口高程147.00m,出口高程147.00m,驼峰水平段高程155.35m,进水管上来L5m水平段高程148.50m,采用管径325/6mm的钢管。虹吸管出口与渠道输水管相连，总长约73.5m。虹吸放水设备推荐采用获得国家专利，并被省水利厅推荐的大禹牌DYH350水库专用虹吸管放水设备。5.9水库运行、管理设施设计由于水库具有灌溉、供水等任务与防洪渡汛，在水库调度工作中，要及时、正确地掌握水情、汛情，搞好防洪调度工作。按照浙江省千库保安工程建设管理有关办法和

58、规定要求，小(二)型水库应该具备“三通”条件(通电、通路、通讯)，具有可靠的水位观测设施，应建设相应的管理设施，以便满足工程运行管理要求。水库运行设施(1)水情观测设施由于水库兼有防洪、灌溉等任务，要及时、正确地掌握水情、汛情第一手资料，是科学合理进行防洪调度工作的基础。因此建立水位观测标尺，以取得洪汛期实时的水位。(2)坝体观测设施在大坝排水棱体下游修建断面尺寸为300X300mm排水沟与400X400mm三角形堰，以测量渗漏量。水库管理设施新建上坝道路500m,从童玉村边村道到千顷塘水库管理房，路宽4.5m,路边采用泥石路面。为满足水库管理需要，必须架设L0km的输电线路，坝顶安装7只路灯

59、：安装一部程控电话。水库管理房建于大坝左侧的山坡上，在原启闭机房的上游侧。通过对山地的平整建房，场区高程157.00m总占地面积约150m）到坝顶、下游放水阀等均非常方便。建设水库生产管理用约50m2,内设办公室、值班室、卫生间等，供水库管理人员平常运行管理与防汛值班用。.金属结构本工程金属结构主要为放水设施部分的虹吸钢管、截水环、出口阀门、真空泵等。虹吸管放水设备应通过采购招标，由于本设计是按大禹牌设备参数进行工程布置设计的，故若需采用其他型号的虹吸设备，必须将其产品性能等参数通过设计复核，并符合本设计条件才允许投标采办。DYH350水库专用虹吸管放水设备包括虹吸钢管、充液阀、排气阀、截水环

60、、出口阀门由生产厂家配套供应，虹吸管内径300nm1,壁厚6nm1。.施工组织设计7.1施工条件1.1交通条件千顷塘水库位于临安市境内大峡谷镇童玉村，距临安市城约90km,距离大峡谷镇16km,从现有乡村道路可直接到达坝址，对外交通十分方便。2工程布置特点本工程枢纽建筑物由挡水坝、溢洪道、虹吸管、管理设施等组成。7.1.3场地条件水库靠近村庄，在大坝左侧山地与部分山坡地，可布置临时施工场地。7.1.4气候条件本流域属亚热带温湿型季风气候，雨量丰沛，夏热冬冷，四季变化明显。该区降水主要由春末夏初频繁的冷暖气流交替，秋季的台风侵入及冬季寒潮南袭所构成，也有因湿气流受高山阻挡形成的地形雨。多年平均降