su水库震损除险加固水库初步设计

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1、XX县XX水库震损除险加固初 步 设 计XX水利电力勘测设计队二八年八月批 准 核 定 审 查校 核汇 编编写、计算目 录前言1第一章综合说明31 水库枢纽工程概况32水文及水库特征水位33 工程地质44 安全鉴定55 震损情况56 应急抢险情况57 枢纽工程除险加固68 施工组织设计89 工程管理89 环境影响及水土保持910 投资概算10第二章水文及水库特征水位14第一节流域概况14第二节基本资料的收集、复核14第三节洪水15第四节水库洪水调节计算16第五节坝顶高程复核19第六节防洪标准复核结论20第三章工程地质24第一节区域地质概况24第二节库区工程地质条件26第三节大坝工程地质条件26

2、第四节溢洪道工程地质条件及评价28第五节天然建筑材料28第六节结论及建议29第四章安全鉴定30第一节安全鉴定情况30第二节安全鉴定综合评价36第五章应急抢险补充设计37第一节工程震损情况37第二节震损应急设计38第三节应急抢险工程完成情况38第六章除险加固工程设计39第一节工程现状及存在的问题39第二节设计依据40第三节总体设计方案42第四节水库枢纽病险整治设计43第七章施工组织设计48第一节施工条件48第二节施工水流控制49第三节整治工程施工49第四节施工总布置及总进度安排51第八章工程管理设计56第一节管理机构、人员与设施56第二节工程管护范围56第三节水库管理区规划56第四节工程管理运用

3、56第五节工程监测57第六节现行水价及收取方法58第七节综合经营管理58第九章环境保护及水土保持设计59第一节环境保护设计59第二节水土保持设计65第十章投资概算73第一节编制说明73第二节工程概算表79第三节 概算附表86前 言XX水库位于XX县马鹿乡XX村境内，属嘉陵江右岸支流清江河学堂沟上游，枢纽距XX县城73km。坝址以上集雨面积1.4km2，总库容11.09万m3，兴利库容6.53万m3，死库容3.32万m3；水库正常蓄水位679.80m；设计灌溉面积0.15万亩，有效灌溉面积0.12万亩，是一座以农田灌溉为主，兼顾防洪、水产养殖等综合效益的小（二）型水利枢纽工程。枢纽工程由大坝、溢

4、洪道、放水设施组成。该水库已经运行50多年，由于工程建设期资料收集工作未较好完成，基础资料缺乏，建设期内施工技术落后，机械化程度低，加之工程建成后运行时间较长，运行维护不够充分，造成工程病害较多，水库在运行过程中出现坝脚及坝体渗漏、溢洪道控制段阻碍泄洪，放水设施运行困难等问题。2008年“5.12”汶川大地震造成大坝坝顶防浪墙出现横向裂缝，上游护坡多处裂缝及放水卧管裂隙漏水等现象。2008年67月，XX县水利农机局组织勘察设计、试验等有关单位专家对水库进行现场踏勘，对大坝、溢洪道、放水设施等工程震损情况与存在的问题进行了认真分析和广泛深入的讨论。在2007年广元市元坝区水利水电勘测设计队完成枢

5、纽工程安全评价的基础上，我队根据本次勘察与试验的成果，完成了该水库补充安全评价工作,对水库震损与仍存在的病险进行评价：水库防洪标准不满足规范要求；水库上下游坝坡稳定性能不足，地震造成坝顶防浪墙开裂；坝体及坝基渗漏量加大；溢洪道控制段泄洪能力不足；放水设施震损开裂漏水，且使用困难。上述病情危及大坝安全，根据省、市水行政主管部门的要求，XX县人民政府决定对XX震损病险水库进行除险加固。2008年7月，受XX县水利农机局的委托，由我队承担XX水库震损除险加固地勘与设计工作。根据元坝水电设计队2007年3月完成XX水库枢纽病害整治工程初步设计报告与本次有关地勘与试验的成果，在国土资源部成都矿产资源监督

6、检测中心完成工程现场踏勘、钻孔勘探、土工试验的基础上，结合运行中曾出现的问题以及工程现状，设计人员完成洪水复核，并对大坝渗流及稳定分析计算，分析震损与病险原因针对该枢纽工程大坝震损与运行中存在的主要问题，提出相应的除险加固方案，根据四川省水利厅（川水函2008620号）四川省震损水库除险加固工程设计报告编制大纲的要求，于2008年8月编制完成了XX县XX水库震损除险加固工程初步设计报告。第一章综合说明1 水库枢纽工程概况XX水库位于XX县马鹿乡XX村境内，属嘉陵江右岸支流清江河响水沟下游，枢纽地理座标为东经1051935，北纬321806。属大巴山暴雨区，坝址以上集雨面积1.40km2，总库容

7、11.09万m3，兴利库容6.53万m3，死库容3.32万m3，设计灌溉面积0.15万亩，有效灌溉面积0.12万亩，是一座以农田灌溉为主，兼有防洪、水产养殖等综合效益的小（二）型水利枢纽工程。XX水库于1954年由广元县水电局组织技术人员勘测设计，1957年12月动工修建，1958年10月大坝及放水涵卧管工程基本完工,溢洪道仅完成开挖,1996年完成基建扫尾工程,1997年完成初步验收。枢纽工程由大坝、溢洪道、放水设施组成。1.1大坝工程大坝为均质土坝。坝顶高程680.15m，防浪墙顶高程681.20 m,坝高21.65mm，坝顶宽10.84m，坝顶长51m，上游坝坡比为1:1.06、1:1.

8、2、1:1.3，下游坝坡比为1:1.49、1:1.4，上游坝脚有顶宽1.5m，高4m的抗滑堆石体，下游坝脚有顶宽1.33m，高13.8m的堆石排水棱体,坝基高程658.50 m。正常蓄水位679.80m，设计洪水位680.59m，校核洪水位680.89m。1.2溢洪道工程溢洪道位于大坝左坝肩，为一明渠,宽11.2 m,深1.05 m,长36 m。堰顶高程679.80m，堰口宽1.5m，最大下泄流量2.67m3/s。设有进口段、控制段、陡槽段。1.3放水设施放水涵卧管位于大坝左端，为砌石涵卧管，卧管长21 m,净断面宽0.4 m,高0.5 m。涵管长46m，宽0.50m，高0.70m。设计最大放

9、水流量0.12m3/s，最低取水高程为671.50m，无闸门控制。2水文及水库特征水位XX水库位于XX县马鹿乡XX村境内，嘉陵江水系右岸支流清江河上游，属大巴山暴雨区，流域形状呈树叶形，属深丘低山地形，植被较好。坝址以上控制流域面积1.40km2，主河床长0.8km，平均比降j=211.2。据全国气候区划，XX县属亚热带湿润季风气候区，热量丰富，雨水充沛，无霜期长，气候温和，四季分明，有“ 高山寒未尽，谷底春意浓”的气候特征。水库流域内气候温和，多年平均气温15.1；流域内雨量丰沛，多年平均降雨量1200mm。水库总库容11.09万m3，坝高21.65m，属小（二）型水利工程。设计洪水标准为2

10、0年一遇，校核洪水标准为200年一遇。设计洪水采用推理公式计算的成果：Q5%=3.07m3/s，Q0.5%=4.6m3/s。水库调洪演算的成果见表1-1：表1-1XX水库调洪演算成果表频率（%）堰顶净宽起调水位最大泄流量最高库水位相应库容单位mmm3/sm万m30.51.5679.802.67680.8911.0951.5679.801.63680.5910.733 工程地质XX水库位于四川盆地西缘龙门山山区前山，东经1051935 ，北纬321806。地势自北向南逐渐降低，逆掩断层发育，组成迭瓦状地貌。区内最高山脊海拔高程8501350m，相对高差350700m。大坝位于河谷相对狭窄地段，轴

11、线沟谷横断面呈”U”字形，两岸略为对称，岩层基本对称，河床纵比降相对较小，大坝所处河段建坝地形条件较好。区内物理地质现象以风化剥蚀、坡地重力崩塌为主，坡脚形成大面积崩塌堆积体，其厚度达数米。区内出露地层主要为白垩系下统城墙岩群（K）地层和侏罗系上统（J3P）地层，岩层以砂岩为主、夹砂质泥岩薄层和透镜体，山坡及沟谷内广布第四系全新统坡残积层（Q4dl+el）及坡洪积层（Q4dl+pl）砾质粉砂土。XX水库大地构造属四川东部地台区龙门山褶断带巨型华夏构造体系。库区为该褶断带东部边缘，紧靠四川中台拗川北台陷。库区内地质构造较为复杂，褶皱、断裂发育，构造形迹呈NE向展布，延伸数十公里，地层单斜产出，其

12、产状为：走向NW，倾向NE，倾角40。70。，坝区内发育两组构造裂隙，组：N65。WNE70。80。，裂面较粗糙，泥质碎屑物填充，间距35米远，延伸长度1015米。该组裂隙是左、右坝肩绕坝渗漏的主要通道；组：N75750850。裂面粗糙，铁质碎屑物充填，间距24米远，伸长710米，该组是坝基、坝肩渗漏的主要通道之一。大坝存在坝基(左肩)和绕坝渗漏，外坝排水棱体下游一带有散漏面积达140m2；大坝外坡脚有一集中渗漏点，其渗漏量为6.0L/s。据水库管理人员介绍，以上各处的渗漏随库水位的升高而加大，且在“512”地震后增大明显，三天内渗水浑浊。水库在上年10月至次年3月发生的渗漏，使库内水位下降1

13、.5m左右，年渗漏量达5.15万m3。区内无发震构造存在，輓近期构造运动主要受龙门山构造地震的波及影响。 2008年5月12日汶川地震后，按照国家地震局新的（GB 183062001中国地震动参数区划图国家标准第1号修改单）查得，XX水库地震动峰值加速度为0.15g，对应的地震基本烈度为度。4 安全鉴定XX水库已经运行50多年，水库在运行过程中出现大坝上游坡局部垮塌、坝外坡散浸、坝基集中渗漏、溢洪道控制段阻碍泄洪，放水设施运行困难等问题。2008年“5.12”汶川大地震造成右坝坝顶出现长10米横向裂缝，大坝内坡砼护坡多处裂缝,放水卧管裂缝漏水等现象。2008年67月，XX县水利农机局组织设计、

14、勘察、试验等有关单位专家对水库进行现场踏勘，对大坝、溢洪道、放水设施等工程震损情况与存在的问题进行了认真分析和广泛深入的讨论。结合2007年安全鉴定结论与本次补充安全评价复核如下：表12XX水库大坝安全综合评价表序号内容安全分析备 注1抗洪性能C大坝抗洪能力不能达到国家防洪标准，溢洪道过流能力不足。2结构性态C大坝上游坝坡抗滑稳定能力不满足规范要求。3渗流性态C大坝坝体、坝基渗流量较大；放水设施渗漏严重。4抗震性能C大坝抗震能力未满足规范要求。5金属结构性能5 震损情况2008年“5.12”地震后，现场查看地震受损情况，经分析认定水库枢纽出现不同程度的地震损害，主要表现在：大坝右坝坝顶及防浪墙

15、出横向裂缝，长10m，缝宽34mm，深约0.81.0m，上游护坡出现多处裂缝；溢洪道浆砌条石边墙出现震损裂隙；放水卧管裂隙，渗漏量加大；水库已不能正常使用。6 应急抢险情况2008年6月，由天津水利电力勘察设计研究院组织有关设计人员完成XX县XX水库震损应急除险方案，提出水库应急除险方案：（1）加强观测，严格管理人员职责，专人负责。设置量水堰，随时注意渗流流量及水质的变化，水库空库运行，对大坝的沉降、位移进行观测，出现异常及时上报并作处理；（2）对坝顶横向裂缝开挖回填夯实，防止降雨沿裂缝渗入坝内；（3）新建排洪渠，将汛期洪水排开；（4）购置防洪抢险设备、材料及大坝观测设施。该方案已由广元市水利

16、农机局批准实施。7 枢纽工程除险加固本次除险加固工程主要完成以下工程项目：加高大坝增设防浪墙，坝体、坝基渗漏整治，大坝上游稳定整治、下游坝坡整治，改造与衬砌溢洪道及尾水渠，改建放水设备，完善大坝观测设施，完善运行管理设施，整治防洪抢险公路等。XX水库总库容10.96万m3(整治后)，最大坝高23m。该工程为小（二）型属V等工程，其主要建筑物大坝、溢洪道、放水建筑物为5级建筑物。本工程除险加固设计主要参照以下规范进行：水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)；小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则（SL189-96）；溢洪道设计规范（SL253-2000）；碾压式土石坝设计规范(SL

17、274-2001)；其他相关规范。7.1 大坝稳定与坝坡整治设计大坝上游坝坡采取上部削坡减载下部培厚的方式。原坝顶高程680.15m加高至681.50m,坝顶至高程672.30m坝坡为1:2.2，增设马道宽1.5m,高程672.30m至666.50m坝坡为1:2.4,培厚部分为粘土回填碾压夯实,马道宽1.5m,以下为碾压堆石体,高7 m,坡度1:2;坝顶宽度为4.5m,原坝轴线下移1.62m，坝顶内沿设置砼防浪墙，高1.0m,厚0.3m,同时硬化坝顶路面,外沿设置安全墩,尺寸0.25*0.35*0.5 m,间距2 m。下游坝坡培厚并规整坝坡。上部坝坡为1:1.8，并在高程672.30m处设宽为

18、2.6m的马道。相应底部排水棱体干砌条石加宽，坡度1：1.5。上游坝坡护坡高程672.30m至坝顶采用C15砼板护面厚0.15m，下设5cm厚M5砂浆找平及0.15m厚砂卵石垫层，下游坝坡高程672.30m以上设置5*5mC15砼框格草皮护坡,断面2525cm。在大坝下游坡与两岸联接处及坝后马道，设置宽30cm，深30cm的C15排水沟。经计算分析，上下游坝坡在各种工况下，其抗滑稳定最小安全系数均大于规范允许值，防洪标准也达到了规范的要求，因此，本次对大坝采取的除险加固措施是合理的、也是可行的。7.2 坝体、坝基渗漏整治工程设计本次设计坝体灌浆轴线与原坝轴线重合，灌浆孔布置为单排，初步拟定孔距

19、2.0m，两岸伸入坝肩810m；灌浆深度根据地勘渗透剖面确定，深入相对不透水层10Lu 以下2m。参考类似工程经验，灌浆分三序进行，逐渐加密。帷幕灌浆孔孔数为38个，造孔总进尺1000m，总帷幕灌浆长度367m，坝体劈裂灌浆长度560 m,帷幕灌浆采用分段灌注的方法，由下至上套管分段灌注。7.3溢洪道整治工程设计完成溢洪道底部开挖，开挖宽度为34m。成型后采用厚20cm砼衬砌底板，边墙下部及底板设排水孔，拆除浆砌条石边墙，并重新C20砼衬砌。进口前沿设计为八字圆弧型，口宽7.7m，堰顶高程为679.80m，控制段宽2m，堰厚2m,坡降为0.1，边墙净高1.7m；桩号0+006.5以后陡槽宽1.

20、2 m,边墙高1.81.2 m,根据地形放坡为0.2及0.57，末端设置消力池长3 m,深2.3 m,尾水渠与放水渠道相接,尺寸扩建为1.2*1.3 m,C15砼衬砌,长300 m。溢洪道上部防洪抢险桥宽4.5 m,设计荷载10吨。7.4放水设施整治工程设计水库放水设施改建为螺杆斜插板闸门放水，并新增涵管长度21 m,C20钢筋砼结构,断面尺寸0.5*0.7 m。7.5 完善工程观测、管理设施设置大坝竖向位移观测桩；下游增设三角形量水堰，对坝体渗漏进行观测；沿放水卧管边沿设立水标尺，人工读数观测库水位。原水库进库公路通行条件差，未建设管理房，给水库的运行管理带来诸多不便。工程整治进库公路4km

21、，新建管理用房20m2。8 施工组织设计工程所用钢材、水泥、木材、炸药、汽油、柴油从XX县城购买，石料与石渣在水库附近12.8km以内的料场开采，砂卵石料在马鹿乡清江河边采购。施工生产用水在库内抽取作为水源。施工队伍：大坝整治工程、溢洪道整治、大坝防渗处理工程项目采用三级及以上的水利水电施工企业。其余工程项目采用三级以下的水利水电施工企业，观测设施拟委托有证单位专业人员负责实施。在库区修建临时工棚及仓库共计150m2。施工方法以人工和机械施工相结合的方式进行。砌石施工以人工为主，砌筑砂浆采用机械拌合；砼施工主要采用双胶轮车运输入仓，机械拌合及振捣。大坝上游坡护面砼板采用现浇，人工安装橡胶止水、

22、分缝沥青杉板及排水孔。本工程10月为施工筹建准备期，施工筹建准备期内建设单位需完成以下工作：a.工程规划范围内的征地；b.临时道路的修建与整修；c.临时工棚的修建和租用民房的落实。根据以上条件及工程量的大小，初步拟定如下施工进度计划：工期安排在枯水期，从今年的10月次年的6月完成；主体工程施工期：主体工程施工为6个月，主要完成内外坝坡开挖、回填，基础灌浆，坝面护坡，溢洪道、放水设施施工等。其中上、下游坝坡开挖与清理安排在2008年11月上旬开始，月底结束随即开始内、外坡填筑，于1月底结束；大坝帷幕灌浆施工2009年1月上旬开始，2月底结束；并开始路面砼施工，并完成砼防浪墙、砼护坡、排水沟等，5

23、月底结束。溢洪道工程11月上旬开始，2月底完成；放水设施工程根据施工要求安排在2009年3-4月。6月进行尾期工程施工与工程资料整理归档。9 工程管理该工程为水库除险加固，管理机构组成不变，完工后仍由XX水库管理站负责管理。为利于水库的管理和安全，结合库区自然地理条件，根据四川省水库管理条例(1998年8月30日四川省第九届人民代表大会常务委员会第四次会议通过)，XX水库库区征地线以下为库区管理范围，以上至分水岭集雨区为保护范围，大坝坝轴线以上150m，以下100m，左、右坝肩以外100m为管理范围，此范围以外200m为保护范围(坝肩以管理范围外至分水岭)，填方渠道坡脚及挖方渠道渠顶向外划定5

24、m为管理范围，此范围以外10m为保护范围，水库生产、生活区为管理范围。本工程整治加固后，专人负责定时对大坝进行变形、库区水位、渗透量和气象进行观测，并做好各项监测记录和资料整理。在汛期库区高水位期间，应每天查看大坝运行状态。整治加固后，加强对水库的运行调度，合理有效地利用水资源，确保灌区农田灌概的充足水源供应。在汛期，需加强对大坝的观测，做好防洪抢险准备，保证防洪通讯专线畅通及设备齐备，以便及时与上级主管部门互通信息。9 环境影响及水土保持9.1环境影响与保护设计水库水域及两侧陆地，其保护措施如下：施工中保持水质的清洁，废水经沉淀除油后排放到水库区以外，在工区应设置垃圾桶，定期清运垃圾到指定地

25、方，严禁将生产（生活）垃圾抛弃入水库中。机具维修所产生的废油应集中收集，尽量重复利用，不能利用的废油或残渣作燃烧处理。施工爆破后应及时洒水，以减少空气中的粉尘，多尘物料运输应密闭或适当湿润，减少扬尘，道路应定期洒水，清扫。合理安排高噪声机械作业地点和时间，尽量减少对周围的影响。高噪声施工人员配备噪声防护用具。施工车辆往来频繁地段及公路交汇点设立交通警戒标识，必要时应派专人指挥交通。施工期水库设临时防疫点，配备卫生员，负责施工人员的卫生防疫工作。环境监测设计内容及技术要求为：监测断面：对水库施工段水域进行监测。监测项目：SS、PH、BOD5、COD、总P、 NH3-N、石油类及大肠菌群。监测费用

26、：按环境监测收费标准计算，计入工程环保投资。在施工期增设兼职环保、水保人员一名，负责工程运行期环保水保日常事务，处理与工程相关的环境问题。根据目前四川省水利工程概算定额，结合当地的物价水平井结合己建工程类比，按2008年物价水平编制本工程环境保护费用投资概算，本工程用于降低和减免工程建设不利影响的环境保护费用总计投资7.4万元，其中环保投资2.5万元，水保投资4.9万元。9.2水土保持设计根据水土保持技术规范，“谁造成新的水土流失，谁治理”的原则，确定本工程水土保持责任范围为项目建设区和直接影晌区。根据本项目水土流失防治责任范围，工程区地形地貌、地质条件、气候和水土流失特征，结合工程总体布局、

27、施工时序、占地类型及占用方式，造成的水土流失类型、水土流失的重点区域及水土流失防治目标等工程建设特点和人为活动影响情况综合分析进行防治分区见表1-3。表13 水土流失防治分区及措施总体布局防治分区措施类型防治措施施工临时占地区工程措施挡土墙、护坡、排水导流措施植物措施植树、种草、复耕施工道路区工程措施护坡、排水、路面平整、路面硬化植物措施植树、种草、绿化弃渣（土）场区工程措施挡土墙、护坡、夯实、排水导流措施、土地整治临时措施平整、编织袋挡墙植物措施种草、复耕10 投资概算本工程设计概算主要按以下文件编制:（1）水利部水总(2002) 116号文关于发布水利工程设计概（估）算编制规定、水利建筑工

28、程概算定额、水利工程施工机械台时费定额；（2）安装工程采用水利部水建管(1999) 523号文关于发布水利水电设备安装工程概算定额；（3）初步设计的有关图纸和资料。工程主体工程量为：土方开挖3690m3，石方开挖835m3，土石方回填6520m3，混凝土浇筑1482.5m3，砌石4690m3，钢筋制安6.2t，灌浆1149m。本工程设计概算288.69万元。表1-2 XX水库枢纽整治工程综合特性表序号名 称单位数量备注加固前加固后一枢纽主要水文特征1控制集雨面积km21.41.4其中自流0.122主河道长度km0.80.83河道比降211.2211.24多年平均气温C15.115.15多年平均

29、降雨量mm12001200二水库特征（一）水库特征水位1校核洪水位m680.89680.782设计洪水位m680.59680.513正常蓄水位m679.80679.80（二）水库库容1总库容万m311.0910.962兴利库容万m36.536.533死库容万m33.323.32三已建枢纽工程主要建筑物（一）大坝1坝型均质土坝均质土坝2坝顶高程m680.15681.50不含防浪墙3坝顶长度m51534坝顶宽度m10.84.55最大坝高m21.6523不含防浪墙（二）溢洪道1堰型明渠无坎宽顶堰2型式开敞式开敞式3消能方式自然消力池4堰顶高程m679.80679.805堰顶宽度m1.52.0（三）放

30、水设施）1型式涵卧管式斜插板闸门及涵管2最大放水流量m3/s0.120.2第二章水文及水库特征水位第一节 流域概况自然地理特征XX水库位于XX县马鹿乡XX村境内，嘉陵江水系右岸支流清江河学堂沟上游，其地理座标为东经1051935，北纬321806。属大巴山暴雨区，流域形状呈树叶形，属深丘低山地形，植被较好。坝址以上控制集雨面积1.4km2(其中自流集雨面积0.12km2)，主河床长0.8km，平均比降j=211.2。水文气象特征 据全国气候区划，XX县属亚热带湿润季风气候区，热量丰富，雨水充沛，无霜期长，气候温和，四季分明，有“ 高山寒未尽，谷底春意浓”的气候特征。水库流域内气候温和，多年平均

31、气温15.1，极端最高气温37.3，极端最低气温-8.8，多年平均日照时间1250小时，无霜期240天，全年平均相对湿度69，多年平均最大风速15m/s。流域内雨量丰沛，多年平均降雨量1200mm，年最大降雨量1615mm，年最小降雨量560.5mm，因受季风环流的影响，流域内降雨量的年内分配不均，全年降雨量的75左右集中在510月，其间降雨多以暴雨的形成出现。流域径流主要由降雨形成，流域多年平均径流深513mm，其年径流和年降雨量的时空分布基本相同。由于受降雨时空分布规律的影响，其径流的年内分配很不均匀，68月的径流要占全年80左右。第二节 基本资料的收集、复核 流域特征根据1/25000的

32、地形图量算的流域面积（F）、主河道长(L)、主河道平均比降(J)见表2-1。集雨面积分为:自流集雨面积0.12 km2,引水面积1.28 km2。表2-1 XX水库流域特性表集雨面积F（km2）主河道长L (km)平均比降J ()1.40.8211.2雨量资料复核该水库大坝1956年10月建成，库区无实测暴雨和洪水资料，邻近类似区内无实测水文资料,在运行期间没有洪水过程出流观测资料,因此不能用频率分析方法及水文比拟法推求设计洪水,只能依据库区地形、地貌、气象等特征，按四川省水文手册查取相关数据,查得H24=130mm,变差系数Cv=0.52，偏态系数Cs=3.5Cv。第三节 洪水工程等级及洪水

33、标准XX水库总库容11.09万m3，坝高21.65m。根据水利部SL2522000水利水电工程等级划分及洪水标准的规定，XX水库属小（二）型水利工程，枢纽工程等级为等，主要建筑物级别为5级。水库洪水标准采用20年一遇设计，200年一遇校核。 设计暴雨根据以上分析，按四川省水文手册查取的暴雨资料基本上能代表该水库的暴雨特性，故以次作为本次计算暴雨的依据。经分析计算，采用H24=130mm，Cv=0.52，Cs=3.5Cv。XX水库集雨面积仅1.40km2，流域内暴雨时空变化相对较小，故以设计点暴雨量代替设计面暴雨量。表22 设计暴雨成果表时段均值(mm)CVCS/CV各频率设计值（mm）P=0.

34、5%P=5%24h1300.523.541082639 设计洪峰流量采用手册推荐的推理公式：推求设计洪峰流量，洪水总量下式：Wp=0.1HTpF推求。推理公式中有关参数确定如下。（1）流域特征参数：本次水库应急抢险设计有排洪渠,水库蓄满后可将引水渠洪水排开,因此洪水计算只计入自流集雨面积,并复核了主河床长度及平均坡度,即F=0.12km2，L=0.8km，J=211.2。（2）产流参数值：本流域地处盆缘山区，相对高差较大，地势较陡，间有零星丘陵。参照手册确定=3.6F-0.19=3.79，CV=0.23，CS /CV=3.5。（3）汇流参数m值：本流域地处盆缘山区，暴雨强度集中，洪峰涨落较快。

35、参照手册确定汇流参数m=0.3180.204=0.376。设计暴雨成果见表22，有关参数在手册中分析选取。经分析计算，各频率设计洪峰流量成果见表23。XX水库设计洪峰流量成果表表23F（km2）L（km）J（）24CvCsQ0.5%Q5%0.120.8211.21300.523.54.6 3.07 设计洪水总量及设计洪水过程线设计洪水总量Wp，由四川省水文手册推荐的公式进行计算，即Wp=0.1aHtpF。根据设计暴雨成果，按四川省水文手册中综合分区的暴雨径流系数关系查得a值，用上述公式计算XX水库设计洪水总量，成果见表24。XX水库设计洪水总量成果表表24P（%）T（h）n2pSp（mm/h）

36、Htp（mm）aWp（万m3）0.511.950.392126.6410.80.9423.59511.950.40188.8263.90.9232.282.3.5 设计洪水过程线的推求 依据 四川省水文手册提供的典型洪水概算过程线，并根据XX水库洪水特点，选取对工程不利的东部地区单峰洪水（）型为模型，按公式Qtp=y*Qp，t=x*Tp，Tp=2.78*Wp/Qp，求得地面过程线，就是所求设计洪水过程线。基流Qo=0.014F0.984=0.002m3/S很小，忽略不计。其成果见表25。XX水库设计洪水过程线计算表表25分配模型P=5%P=0.5%XYtQttQt0000000.110.050

37、.230.150.240.230.150.100.310.310.320.460.200.200.410.610.430.920.2450.400.501.230.531.840.3150.600.651.840.682.760.400.800.822.450.863.680.4950.951.012.911.064.370.601.001.233.071.294.600.700.951.432.911.514.370.8150.801.672.451.753.680.9850.602.021.842.122.761.2350.402.531.232.661.841.640.203.360.6

38、13.530.922.100.104.300.314.510.462.580.055.290.155.550.233.8507.8908.280第四节 水库洪水调节计算 防洪标准如前述，按照水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）标准，本水库设计洪水标准采用20年一遇（P=5%），校核洪水标准采用200年一遇（P=0.5%），消能防冲建筑物洪水标准采用10年一遇（P=10%）。 基础资料1水库设计洪水过程线见表25。2水库水位库容曲线成果见表26。表26 水位库容关系表 单位：m、万m3水位658.5662.5666.5668.5670.5672.5674.5676.5678.56

39、80.5682.5684.5库容00.211.081.792.743.895.206.728.5110.6313.1316.083大坝参数：大坝坝顶高程：680.15m,防浪墙顶高程681.20m。4溢洪道参数：溢洪道底高程679.80m，进口为宽顶正堰，溢流堰开口净宽1.5m，控制段宽1.5m，出流公式按自由出流公式 计算(查水力学计算手册，取m0.35)，溢洪道泄流曲线见表27。表27 溢洪道泄流曲线表水位（m）679.8680.0680.2680.4680.6680.8681.0泄量（m3/s）0.00 0.210.591.08 1.662.333.06 调节方式调节计算中不考虑洪水预报

40、，洪水来临时，水库水位为正常蓄水位即堰顶高程679.80m，自由泄流，不考虑灌溉放水设施参与调洪。 调洪计算根据上述基本资料和调节方式，按照水量平衡方程，采用试算法逐时段计算泄流堰下泄流量过程，并据以确定最大下泄流量和最高库水位。据水库洪水调节计算成果（见表28）。表28 水库调洪计算成果表频率（%）堰顶净宽起调水位最大泄流量最高库水位相应库容单位mmm3/sm万m30.51.5679.802.67680.8911.0951.5679.801.63680.5910.73第五节 坝顶高程复核 基本参数1洪水位：根据调洪计算成果，水库的设计洪水位为680.59m，校核洪水位为680.89m。2吹程

41、：水面吹程在万分之一航测图上量测测得D=0.13km。3最大风速：根据县气象局观测资料，多年平均最大风速Vmax=15m/s。4安全超高：本工程为等工程，大坝为5级建筑物。根据碾压式土石坝设计规范（SL2742001），正常运用安全加高0.50m，非常运用安全加高0.30m，非常运用安全加高1.5m。 计算公式坝顶或防浪墙高程=洪水位坝顶超高，坝顶超高：y=e+hB+Ae= Rm=式中：Z设计、校核洪水位（m）； e风壅高度（m）；R最大风浪在坝坡上的爬高（m）；A安全超高（m）；m边坡系数，砼面板护坡糙率取0.9；H坝前水深（m）；计算风速（m/s），正常运用取V=1.5倍多年平均年最大风速

42、，非常运行取多年平均年最大风速；D水库有效吹程（Km）。 计算结果根据上述公式和有关参数，按正常运用条件（设计）、非常运用条件（校核）和非常运用条件（正常+地震）分别对坝顶高程进行复核计算，成果见表29。表29 坝顶高程复核计算成果表名 称单位正常运用非常运用非常运用洪水位Z（m）680.59680.89679.80有效吹程D（Km）0.130.130.13边坡系数K0.90 0.90 0.90 多年平均最大风速V（m/s）15.00 15.00 15.00 计算风速（m/s）22.50 15.00 22.50 安全加高A（m）0.50.30 1.50 风浪壅高e（m）0.02 0.01 0.

43、02 最大风浪爬高R（m）0.690.43 0.78 坝顶超高y（m）1.210.742.30 复核要求坝顶高程（m）681.80681.63682.10现有坝顶高程（m）681.20 681.20681.20已 超（m）-0.60-0.43-0.90第六节 防洪标准复核结论据水库洪水调节计算成果（见表28），水库20年一遇设计洪水位为680.59m，溢洪道最大下泄流量1.63m3/s；200年一遇校核洪水位为680.89m，溢洪道最大下泄流量2.67m3/s。又据坝顶高程复核计算成果（见表29），在正常运用（设计）情况下要求坝顶高程681.80m，在非常运用条件、下要求坝顶高程681.63m

44、、682.10m，均高于现有坝顶高程(防浪墙)681.20m，可见坝顶高程和溢洪道泄洪能力不满足规范要求。图2-1：图2-2：图2-3：第三章 工程地质第一节 区域地质概况 地貌及物理地质现象XX水库位于XX县马鹿乡XX村境内，嘉陵江水系右岸支流清江河学堂上游，其地理座标为东经1051935，北纬321806。工程区位于四川盆地东北边缘地带，属盆地边缘低山地貌类型。区内地势北高南低，以构造剥蚀低山地形为主，山脊海拔高程一般8501350m，相对高差300700m。区内水系属嘉陵江水系，沟谷深切，纵横交错，呈树枝状分布，山体零碎，形态不一。沟谷断面以“V”字形为主的峡谷。 地层岩性区内出露地层主

45、要为白垩系下统地层，次为第四系地层，北部有零星侏罗系上统地层出露。1、第四系（Q4）：主要组成沿嘉陵江、东河等主要河流两岸断续分布的阶地，河床及漫滩坡积的砂砾卵石层和粘土、亚砂土层，以及广布全区的崩塌堆积、坡积的粘土夹岩石碎块、碎石层、厚度因环境而异，可达数米至十余米。2、白垩系下统（K1）：苍溪组（K1C）为一套河湖相红色碎屑岩建造，岩性以砂岩为主，次为粘土岩及泥质粉砂岩，厚101452米。白龙组（K1b）为一套河湖相红色碎屑岩建造，为砂岩与粘土岩韵律互层，厚300米左右。七曲寺组（K1q）为一套河湖相红色泥岩，砂岩沉积，岩性以粘土岩、粉砂岩为主，夹中一厚层砂岩，残留厚度大于473米。3、侏

46、罗系上统（J3P）：为一套河湖相红色砂、泥岩沉积，厚5501200米。 地质构造及地震本区构造上位于新华夏系四川沉降带内的川西褶皱带与川中褶皱带的交接部位。构造形迹主要为弧形褶皱，短轴褶皱等，断裂少见，单个褶皱延伸几公里至数十公里，轴线平面上常弯曲，岩层产状平缓，两翼倾角一般小于10度，本区属于九龙山背斜的东南翼。九龙山背斜：北东起于XX变兴场以北，经XX复兴场、三川寿、小淅河，向南西倾没于剑阁杨家山，全长37公里，轴向由南西端的北65度东渐变为北东端的北35度东，轴向呈南东突出的弧形，两翼不对称，北西翼较陡，倾角37度，南东翼较缓，倾角1度4度。核部两翼依次出露朱罗系上统蓬莱镇上段至白垩系下

47、统白龙组地层。 本区构造运动以间歇性缓慢上升为主，主要表现为河流的侵蚀下切能力较强，两侧形成多级堆积阶地。区内差异性活动微弱，断裂少见。地震活动不强烈，而且工程部位远高强震带，因此受其影响微弱，根据1/400万中国地震动参数区划图GB183062001，工程区地震动峰们加速以为0.05g，动反应谱特征期为0.35S，对应的地震基本烈度为VI度，区域构造稳定性好。 水文地质条件本区地下水上要分为：地表松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水两类。l、地表松散堆积层孔隙水：广布于区内河流冲积层、崩塌坡积松散层中，除嘉陵江等主要河流漫滩，级阶地砂砾石层富水性较好，水量中等外，其余地段富水性较差，并受大气降水和地

48、表水体的补给影响，季节性变化幅度较大，排泄厂沟谷或渗入卜伏基岩裂隙中。 2、基岩裂隙水：主要赋存于基岩裂隙中，分布普遍，受大气降水及上游松散堆积层渗透水补给的控制，富水性较差，常以下降泉的形式排泄于沟谷，泉水流量一般少于0.05L/S。 据区域水文地质资料，地表水化学类型为HC03Ca、Mg型，属弱碱性水或淡水，对混凝土无侵蚀性。 物理地质现象区内物理地质现象以风化剥蚀、崩塌为主。风化剥蚀：区内侏罗系、白垩系、泥岩、砂质泥岩广布，该类岩石极易风化，从而破坏岩体结构，使其物理力学性质下降，立至呈碎屑或小块状脱离母岩而剥落。一般强风化从厚24米，弱风化36米。崩塌：区内中厚层砂岩也有一定的分布，此

49、类岩石常裸露于地表后，易形成陡坡或陡岩，由于风化，卸荷及人为破坏，块体状砂岩极易崩塌，常在坡脚形成崩塌堆积体，其厚度达数米至十余米。第二节 库区工程地质条件 渗漏条件 构成库岸和库盆的岩层主要为中生界白垩系下统苍溪组(K1c)砂岩、泥质粉砂岩和粘土岩，岩层风化裂隙及层间裂隙较发育。砂岩、泥质粉砂岩和粘土岩强风化带以下裂隙不发育，透水性随深度增加而减弱。 水库左、右岸山体雄厚，虽然岩石风化裂隙较发育，但仅为浅表层分布。库岸透水途径较长，裂隙不连通，又无单薄分水岭，不会产生邻谷渗透。 库岸条件库内两岸斜坡自然坡度较陡，主要由砂岩、粘土岩和泥质粉砂岩及少量组第四系坡残积粘性土及少许粉质粘土岩组成，植

50、被分布良好，岩石较完整，未见大的滑坡及崩塌，库内岩石岸坡稳定性良好。第三节 大坝工程地质条件 坝址地质构造特征坝区属九龙山的背斜东南翼，地质构造简单，未见断裂构造，岩层产状平缓、走向北东3060度，倾向东南，倾角14度左右，岩性单一。因受构造应力影响，岩体节理、裂隙较发育。在坝区砂岩中，一组构造裂隙走向北西45度，倾向北东，倾角80度左右，裂隙宽110毫米，充填物为粘土及岩屑等碎屑物。另一组构造裂隙走向北东60度，倾向北西，倾角70度左右，此组裂隙垂直或斜交于沟心方向，两组裂隙切割岩体，使岩体呈菱形块体，破坏了岩体的完整性，也形成坝肩岩体渗漏的主要通道。 地层及岩性区内出露岩层为中生代白垩系苍

51、溪组（K1c）地层，覆盖层为新生代第四系全新统、坡残积层（Q4）。白垩系地层属于内陆河湖相沉积碎屑岩，岩相不稳定，纵横变化较大。坝址岩性为K1c层砂岩，灰白色，青灰色，厚层块状，致密坚硬，中至细粒结构，泥钙质胶结，巨厚层状块状。上部岩性软弱，此层夹有薄层黄褐色砾岩。下部层理发育，厚3060米。大坝坝体为人工填筑粘土，厚度不等，最厚处达28.7m，坝体土物理、力学指标建议值见附表3-1。3.3.3大坝渗漏及评价坝基基岩为砂岩，大坝基础开挖已清除覆盖土层及强风化岩石，截流齿槽已伸入较完整不透水岩层内，坝基基本上渗漏不大。两岸坡的截流槽开挖深度较小，开挖见裂隙纵横，极为发育，因此坝肩渗漏严重。水库坝

52、区共有发现四处漏水点，其中右坝右岸坡结合部一处，出水点高程618.4米；右坝基一处，出水点高程603.80米；右坝左岸坡结合部一处，出水点高程为615.76米。据观测4处渗漏点最大渗流量为10.8升/秒，最大日渗漏水量931立方米。根据坝址地形、地质情况、渗漏出逸点位置及渗漏流量观测分析，坝区4处漏水点均属岩层裂隙漏水。坝体土经室内试验，渗透系数K为1.67.810-6m/s，属微透水；坝基压水试验测得岩石透水率为58Lu，属弱透水层，截流齿槽伸入较完整的不水岩层内，因此坝基渗漏较小；钻孔压水试验表明，右库的两坝肩及左库的右坝肩在基岩深度1525m范围内，岩石透水率为4586Lu，属中强透水层

53、。因此绕坝渗漏是坝址的主要渗漏问题，同时绕坝渗漏会对坝端的坝体产生接触冲刷，带走土体的细小颗粒，形成流土，危及大坝的安全，建议采用帷幕灌浆处理。大坝稳定及评价XX水库大坝为均质土坝，坝顶高程680.15米，坝高21.65米，坝内坡：1:1.06、1：1.2、1:1.3，坝外坡：1:1.49、1：1.4。右坝1979年6月及1995年6月发生过严重内坡滑动，后经翻挖部分滑坡体，重新碾压回填、抛石压脚、放缓坝坡等措施进行整治，现基本稳定。经钻探查明，坝体土为紫褐色粘土、粉质粘土、很湿饱水，一般为硬塑状，局部为可塑状，土质不均，夹少量砂岩、粘土岩碎块。为满足病害整治设计，钻探中采取了坝体原状土样进行

54、室内物理力学性质试验。该水库左、右坝同时间施工，土料来源、施工方式一致，坝体土性质相近，因此试验成果一并参与统计。试验成果统计表3.5-1。 试验资料表明：坝体土塑料指数为14.918.8，砂粒为25.736.0%，粉粒为35.147.6%，粘粒为25.831.1%，液限32.438.0%，为含粗粒细粒土，属中液限粘土；液性指数0.220.38，为硬塑可塑状；压缩系数0.180.24Mpa-1，具中等压缩性；渗透系数1.67.810-6m/s，属微透水，透水性差；非饱和固结快剪=14.6，C=0.041pa，饱和固结块剪=12.7，C=0.0341pa，抗剪强度较低，力学性质差。据实测大坝横剖

55、面，按坝体土有关物理力学指标的取值，利用瑞典园弧法、毕肖普法进行了坝坡稳定计算，计算结果见水工部分。坝坡稳定计算表明右坝上、下游坡，右坝下游坡最小安全系数值都大于对应的规范允许最小值，坝坡是稳定的。右坝上游坡稳定最小安全系数小于规范值，坝坡不稳定，应进行整治处理。第四节 溢洪道工程地质条件及评价溢洪道位于大坝的左端，为开敞式正堰溢洪道，堰顶高程679.80m，堰宽1.5m，长36m，控制渠道坡降为0.03。溢洪道地基岩石为围岩为灰黄色、灰色砂岩、中细粒结构，泥钙质胶结，巨厚层块状，层理较发育，强风层厚23m，岩石一般较完整。由于多年运行，渠槽岩石风化严重，表面已风化剥落，凹凸不平，岩性变软，抗

56、冲刷能力差，底板、边墙应进行衬护处理。加一节输水洞工程地质评价第五节 天然建筑材料整治所需天然建筑材料均可就地取才解决，其质量、储量均可满足设计要求。1、盛家湾石料场位于XX河地乡红木村一社，石料岩性为致密坚硬长石英砂岩、厚层块状，覆盖层浮土厚0.5m，风化砂岩厚1m，有用层厚3m。饱和抗压强度：4060Mpa（类比），软化系数：大于0.70；储量：大于8000m3，公路运距：2000m。2、块石料场位于XX河地乡陈光村五社桅杆梁，岩性致密较坚硬长石英砂岩，厚层块状，覆盖层浮土厚0.5m，风化砂岩厚1m，有用层厚5m。饱和抗压强度：15-20Mpa（类比），软化系数：大于0.60；储量大于50

57、00 m3，运距800m。3、砂砾石料场位于XX东溪镇东河边，含泥量小于2%。储量100010000 m3，运距35km。第六节 结论及建议3.6.1 结论 水库岩层产状较缓，岩体较完整，地质构造简单，未见大的断裂构造，区域稳定。库岸稳定良好，无大的不良工程地质现象。 根据1/400万中国地震动峰值加速度区划图(GB18306-2001年)，水库坝址区地震动峰值加速度为0.05g，动反应谱特征期为0.35s，对应的地震基本烈度为6度。 构成库岸，库盆岩层主要是砂岩，泥质粉砂岩，粘土岩，岩层渗漏性较弱，库水向外渗漏不明显。但左、右坝肩岩石风化强烈，裂隙较发育，存在绕坝渗漏。工程区地表水、地下水化

58、学类型为HC03-Ca、Mg型，属弱碱性水或淡水，对混凝土无侵蚀性。3.6.2建议1、对大坝坝体及坝肩一定范围内岩石进行帷幕灌浆处理；2、左坝滑坡稳定整治，右坝内坡进行抛石压脚加固；3、对溢洪道的边墙、底板均应进行衬护处理；4、改造放水设施。第四章 安全鉴定第一节 安全鉴定情况XX水库1957年动工，1958年建成,已运行50余年，水库运行过程中大坝上游较陡垮塌严重，坝基与坝体渗漏，溢洪道不规范未衬砌阻水，放水设施老化运行困难等现象，2007年3月，广元市元坝区水利水电勘察设计队组织有关技术人员编制完成了XX县XX水库大坝安全评价论证报告；2008年6月，我队组织有关工程技术人员对水库进行现场

59、踏勘，补充完善该报告内容,并完成XX县XX水库大坝安全补充评价报告；根据目前工程的震损现状与地勘试验资料，进一步复核工程的稳定安全性，系统性对工程完成安全评价。现有大坝渗透计算1、计算的目的（1）确定坝体浸润线在各种工况下的位置和逸出点的高度，为复核坝坡稳定计算提供必需的资料。（2）计算坝体的渗流量。（3）计算坝体防渗粘土渗透坡降J，确定渗流稳定性态。2、渗透系数根据坝体原状土取样试验报告，按照碾压式土石坝设计规范（SL2742001）规定要求进行计算，坝体土渗透系数见表41。表41 坝体土渗透系数统计表项 目单 位取 值备 注坝体土cm/s4.8510-4据试验报告堆石体cm/s9.010-1本区类似工程参数基 岩Lu6.710-1地勘报告3、计算的工况本工程放水设计流量为0.2m3/s，正常水位距离死水位8.3m，库水位下降平均速度为0.34m/d，经计算：0.1k /V=37.560，因此库水位在降落界于缓降与急降之间，应按缓降过程计算偏于安全，故选择计算工况如