水库除险加固设计报告

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1、水库除险加固设计报告1综合说明11绪言广丰县石弄水库位于丰溪河支流下溪溪，坝址距县城约7km，水库坝 址地理位置为东经1182224”，北纬282552”。坝址以上控制集雨面积 2.16km2，主河道长3.075km，加权平均比降5.3%。复核后水库总库容 226.94x104m3，石弄水库枢纽的主要建筑物由大坝、溢洪道、灌溉输水 隧洞等组成。是一座以灌溉为主，结合防洪、养殖等综合利用的小（一） 型水库工程。原设计灌溉面积0.70x104亩，实际灌溉面积0.4x104亩， 下游失事影响范围包括永丰镇（县城）、下溪镇的13万余人口、5.6万余 亩耕地面积，县政府所在地以及芦林工业园区、学校、医院

2、和县直企业事 业单位等。石弄水库1957年10月动工兴建，经过4次的续年加高加固，于 1970年大坝建成，达到最终规模，开始发挥效益，坝高为29.8m，设计 总库容为235.7x104m3，坝顶高程为166.8m （黄海高程，下同），基本满 足了下游农田的灌溉要求。该工程的建设，是典型边勘测、边设计、边施工的“三边”工程，工程 施工依靠大规模的群众运动完成，由于施工盲目抢进度、抢速度，使得工 程的施工质量难以控制，以致使枢纽工程主要建筑物挡水大坝、灌溉输水 涵管，溢洪道等施工质量较差，虽先后进行了多处局部加固处理，但工程 仍有不少质量隐患，有的甚至危及大坝安全，故工程一直带病运行，被限 制蓄水

3、，三次降低洪道底板，严重影响了工程应有效益的正常发挥。为了摸清石弄水库的运行现状，上饶市水利电力勘测设计院于2005 年对石弄水库大坝结构稳定、渗流稳定以及运行情况等方面进行了综合评 价，并提出了石弄水库大坝安全鉴定论证报告。2005年9月30日，由上 饶市水利局组织上饶市水利电力勘测设计院、上饶市水利科学研究所等部 门专家参加的大坝安全鉴定会议，提出了石弄水库大坝安全鉴定报告书。 根据“水库大坝安全鉴定办法”第十一六条大坝安全分类标准，石弄水库属 三类坝，并对大坝的维修加固提出了意见和建议。本次初步设计在上述资料基础上，对石弄水库枢纽工程作进一步分析 论证并进行除险加固设计。12水文石弄水库

4、位于赣东北暴雨地带，南方暖气流与北方冷气团相遇时切变 线的南北徘徊，是本流域出现暴雨的主要成因，有时西南或西北低涡切变 线东移，加大了暴雨的强度，暴雨活动以57月最为频繁，历年最大暴 雨以6月份出现次数最多，暴雨移动的方向大多都由西到东或西北向东南 移动，有时出现静止锋，形成暴雨中心稳定少动的现象。根据广丰水位站 实测资料统计，多年平均降雨量为1661.6mm，最大年降雨量为 2435.1mm（1975），最小年降雨量为923.7 mm（1971年），实测最大24 小时降雨量达194.7mm（1995年6月25日）。该区域的降雨在年际间变 化较大，实测年最大降雨量是实测最小年份的2.64倍，另

5、外降雨量在年 内分配也很不均匀，雨季集中在上半年，并以每年46月份最为集中， 占多年平均降雨量的48.2%，降雨强度大，时间集中。据广丰县气象站实 测资料统计分析，流域内多年平均最大风速16m/s，最高气温40.5C。，最 低气温零下-9.1C。历年平均气温17.5C。石弄水库座落在丰溪河支流下溪水的上游，该水流发源于下溪水上的 黄尖山，整个流域地形变化较大，属中低山区。洪水常因暴雨直接产生， 因此，洪峰的大小具有随着暴雨大小变化的特性，最大洪水常发生在每年 的46月，6月份发生洪水最多，因该流域河床坡降陡，坝址的洪水且有 汇流时间短、洪峰尖高、易涨易落，冲刷破坏力大的特点，洪峰的大小与 暴雨

6、强度密切相关，常呈单峰状，一次洪水过程多为1天左右。本次除险加固初步设计洪水复核中，暴雨和洪水计算采用江西省暴 雨洪水查算手册中介绍的推理公式法进行，计算得P=0.2%校核洪水洪 峰为46.6m3/s，洪水总量62.62x104m3； P=3.33%设计洪水洪峰为 28.2m3/s，洪水总量36.28x104m3。水库正常蓄水位162.5m，相应库容 196.8x104m3；死水位为141.4m，相应库容6.2x104m3。根据石弄水库 现有泄洪设施，溢洪道为开敞式无闸控制的溢洪道，经调洪演算， P=3.33%设计洪水位163.5m，相应最大下泄流量10.77m3/s，P=0.2%校核 洪水位

7、164.01m，相应最大下泄流量18.72m3/s，总库容228.11x104m3。1-3工程地质石弄水库工程自兴建以来未做任何地质勘察工作。2004年6月，上 饶市水电设计院受广丰县水电局的委托，承担安全鉴定和初设阶段的工程 地质勘察工作，2004年7月末结束外业。完成了大坝、溢洪道、灌溉输 水涵管等工程地质勘察工作，共施工钻孔10个，总进尺211.9m，压（注） 水试验16段，取原状土 41组，库区环境水质试验1组。一、区内挽近时期以来构造运动趋于稳定，区域稳定性较好，地震动 峰值加速度小于0.05g，建筑物可不需进行抗震安全复核。二、水库区属构造剥蚀丘陵地貌，在正常蓄水位范围内，地形封闭

8、， 岩石透水性较弱，山坡较平缓，植被较发育，自然边坡稳定，水库周边无 村庄、农田、厂矿、交通等重要设施，水库不存在永久性渗漏、浸没、库 岸再造及固体径流等问题。三、坝址区属丘陵地貌，出露的地层岩性主要为中生界侏罗系上统鹅 湖岭组溶结凝灰岩和第四系全新统松散堆积物等。表部岩石呈强弱风 化，裂隙较发育，上部岩体透水性较强，相对不透水层（qWlOLu）埋藏 较浅，坝基及两坝肩上部岩石存在渗漏和绕坝渗漏问题。四、大坝原设计为心墙土坝，心、墙土主要为第四系残坡积粘土质砂和 粉土质砂，粘粒含量及塑性指数低，不满足规范要求，土料质量差；密实 程度不均一，多属中等压缩性土，部分为高压缩性土；透水性较大，属中

9、等透水层，不满足K 1x10-5cm/s规范要求，起不到心墙防渗体作用。上游坝壳料为粉土质砂和少量含砾低液限粘土，性状与心墙基本相 同；下游坝壳料主要为碎块石，夹少量砂土，呈松散状，透水性强。坝体 整体渗透系数大值平均值为K=6.3x10-4cm/s，不能满足均质土坝防渗要 求，故大坝需进行防渗处理。大坝为块石贴坡排水，未施工砂卵砾石反滤层，不能起到反滤作用， 应翻修重建。五、溢洪道是由人工沿山体爆破开挖而成，为开敞自由泄流式溢洪道。渠身均为弱风化基岩，抗冲刷能力较好。溢洪道为岩质边坡，坡角较 陡，裂隙发育，岩体较破碎，性状较差，溢洪道存在边坡稳定问题，建议进行削坡处 理。六、灌溉隧洞为无压隧

10、洞，进出口洞脸边坡较稳定。洞室埋藏较浅， 围岩除进出口段局部有强风化岩体外，其余均为弱微新凝灰岩，属| IV类围岩，其中进出口段围岩稳定性较差，中间段围岩稳定条件相对较 好。隧洞衬砌质量较差，拱顶衬砌体与围岩间空隙较大，建议对隧洞进行 回填灌浆处理。七、土料、堆石料质量较好，储量丰富，均能满足设计要求。砂砾石 料本流域内缺乏，需要到弋阳县潭石信江大桥料场购买，储量丰富，质量 良好。1-4工程任务和规模石弄水库枢纽工程主要建筑物有大坝、灌溉输水隧洞、开敞式溢洪道 所组成。水库大坝原设计为心、墙坝，实为均质坝，坝顶高程166.8167.49m，最大坝高29.8m，坝顶宽度6.6(6.17.6m)，

11、坝顶长109.3m。内坡设置一级马道，高程为159.09m，马道宽1.5m，上游坝坡自下而上 坡比分别为1:2.42、1:1.91。下游设置三级马道，高程自下而上为 151.37m、156.05m、161.84m，马道宽1.5m,下游坝坡自下而上坡比分别 为1:2.56、1:1.9、1： 1.6、1:1.47。大坝下游设贴坡排水。顶宽1.5m，高 3.0m，内坡 1： 1，外坡 1： 1.5。溢洪道随大坝逐年加高而设置，最终溢洪道布置在大坝左坝头，是沿 山体爆破开挖而成，为开敞自由泄流式溢洪道，右侧中间尚有45m缺 口（目前乡村公路通行口），溢洪道进口底板高程为162.50m，出口底板 高程为

12、130.69m，底宽3.66.6m，全长约167.2m。溢洪道两边边坡开挖 较陡，边坡角一般为6080，局部直立，坡高618m，为岩质边坡， 边坡开挖不平顺，槽身不平直，洪道底板和导水墙交接处漏水，导水墙部 分开裂，出口未设消能能设施。原灌溉输水涵管于1957年11月动工兴建，以后随着大坝的逐次增 高，灌溉引水涵管内外加长,涵管进口高程141.4m,管长136m,坡降1/100。 涵管座落在0.2m厚的砼垫层上，管身为圆形断面，管径0.3m，自涵管 投入运行后，平涵管漏水量逐年增大。到1975年3月进管检查时，发现 管身断裂，漏水现象严重。针对上述问题，于77年下半年，新开挖隧洞 方案实施，开

13、挖断面为1.4mx1.6m，隧洞进口高程为141.4m，出口 140.67m，隧洞洞身长180m。隧洞包括进口段、竖井洞身段、出口段、 进口渐变段进口 3m，出口 14m，竖井孔口直径为0.7m，由于施工质量问题，闸门槽两边不对称，止水橡皮经常被损坏，2001 年更换了止水橡皮。83年，广丰县水利局以广水电（83）30号文上报 石弄水库除险加固工程初步设计书，84年元月30日上饶地区水电局 以饶文字（84）20号文件予以批复，84年上半年对原输水涵管进行废 堵，在平涵进口处用砼封堵，长2.5m，在出口段按反滤层设计回填砂石 料。同年对隧洞进口段钢筋砼浇筑长30m，厚为0.2m，衬砌后隧洞断面

14、为 0.8mx1.0m。本次除险加固设计按防洪标准GB_94和水利水电工程等级 划分及洪水标准SL2522000的有关规定，经复核该工程仍为小（一） 型水库，水库按三十年一遇洪水标准设计，五百年一遇洪水标准校核。水 库设计正常蓄水位162.5m，相应库容196.8x104m3 ；死水位141.4m，相 应库容6.2x104m3；设计洪水位163.5m，相应库容216.59x104m3,；校 核洪水位164m，相应库容228.11x104m3。设计灌溉面积0.21万亩。该工程的建设，是典型边勘测、边设计、边施工的“三边”工程，工程 施工依靠大规模的群众运动完成，由于施工盲目抢进度、抢速度，使得工

15、 程的施工质量难以控制，以致使枢纽工程主要建筑物挡水大坝、灌溉输水 涵管，溢洪道等施工质量较差，虽先后进行了多处局部加固处理，但工程 仍有不少质量隐患，有的甚至危及大坝安全，故工程一直带病运行，被限 制蓄水，严重影响了工程应有效益的正常发挥。根据实际运用中出现的情况，现场察看及试验检测暴露出石弄水库目 前存在以下主要问题：1、大坝坝顶凹凸不平，高差达0.69m。2、上游迎水坡块石风化严重，粒径偏小，高程161.52m以上未护 坡，局部坝坡较陡。3、坝外坡较陡，坝外坡坑坑洼洼，现有公路绕大坝外坡至洪道右侧 墙进入库区。靠左坝肩高程141.7m左右处有局部塌方。4、坝脚排水为贴坡排水，经现场开挖，

16、反滤棱体未按设计要求施 工。5、大坝外坡漏水严重。漏水区位于桩号0+109.170+104.2，高程 138.6m左右处，漏水量严重。6、封堵老涵管出口仍漏水。7、坝外坡有乡村公路通过。8、坝体有蚁害现象。9、溢洪道开敞自由泄流，未设控制闸，洪道两边边坡陡，局部直 立。存在稳定问题。10、洪道出口未设消力池，急陡坡段未衬护。出口挑流直冲下游河 床。11、溢洪道导水墙部分开裂，导水墙底部有裂隙。12、溢洪道靠右侧留有45米缺口，库区公路从中间通过。13、灌溉输水隧洞进口设有闸门，闸门部分锈蚀，闸门槽不对称，难 以启动，闸门止水橡皮老化、漏水。14、灌溉输水隧洞洞身砼衬砌段（进口段30m左右）砼老

17、化，蜂窝 麻面、露筋锈蚀较严重，隧洞未进行回填灌浆处理。大部分未衬砌存在围 岩稳定问题，易坍方堵塞，影响正常供水。15、无管理房，不能满足管理要求。16、从最近的下溪镇至水库3.0km公路路面狭窄，等级低，抢险物 资上不了坝顶，横跨溢洪道的交通桥未建，不能满足防汛抢险要求。17、大坝无水情、雨情观测设施和安全监测设施，无交通通讯设施、 电力设施。为了进一步摸清石弄水库的运行现状，上饶市水利电力勘测设计院于2005年对石弄水库大坝结构稳定、渗流稳定以及运行情况等方面进行了综合评价，并提出了石弄水库大坝安全鉴定论证报告。2005年9月30日，由上饶市水利局组织上饶市水利电力勘测设计院、上饶市水利科学研 究所等部门专家参加的大坝安全鉴定会议，提出了石弄水库大坝安全鉴定 报告书。其大坝安全鉴定评价结论：1、水库按30年一遇洪水标准设计，500年一遇洪水标准校核，大坝 坝顶高程满足规范要求。2、据中国地震参数区划图(GB_2001)，坝址区地震动峰值加 速度小于0.05g，可不进行抗震安全复核。3、大坝上游、坝坡的整体抗滑不稳定满足规范要求。下游坡计算断 面稳定不满足要求。大坝贴坡排水体，反滤未按设计要求施工，反滤基本 淤堵失效。上游迎水坡块石风化严重，粒径偏小，高程161.52m以上未 护坡，局部坝坡较陡，