大蓬水庫除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)報(bào)告

11綜合說明1.1.1地理位置、流域水系以及建設(shè)過程大蓬水庫位于江西省玉山縣下塘鄉(xiāng)下塘村，所在水系為玉山水黃家溪支流；距玉山縣城28km,地理座標(biāo)為東經(jīng)118°3′12”,北緯28°38′1”。水庫壩址控制流域面積.3Km2,主河道長1Km,河道加權(quán)平均坡降16.5%。水庫正常蓄水位為113.6,設(shè)計(jì)灌溉面積4畝，實(shí)際灌溉農(nóng)田約3畝，是一座以灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)殖等綜合效益的小(2)型水庫。大蓬水庫于1958年9月動(dòng)工興建，1959年12月主體工程完工并開始初步1.1.2工程樞紐現(xiàn)狀現(xiàn)狀樞紐建筑物主要由大壩、溢洪道、灌溉涵洞等組成，樞紐工程各主要大壩為粘土心墻壩，現(xiàn)狀壩頂高程113.55～115.55m,最大壩高1m,壩頂寬度14～16m,壩頂長度16m。上游壩坡為雜草，正常水位到壩頂坡比約為1:3,正常水位以下坡比為1:2;下游壩坡為雜草坡面，坡比約為1:2.75,1:2。溢洪道在大壩左岸山體中開挖而成。由進(jìn)口段、控制段，泄槽段等部分組成。進(jìn)口段，控制段長約6m,和4m底寬2.7m,未襯護(hù)，兩岸為巖石邊坡；泄槽段長53.m,未襯護(hù)，底坡.65;出口無消能設(shè)施。灌溉涵管位于大壩右岸，斜涵控制放水，平涵為孔徑為.25×.25m,長59m,出口段均為強(qiáng)～弱風(fēng)化巖石，未襯護(hù)。平涵出口高程16.5m。。1.1.3工程任務(wù)和規(guī)模大蓬水庫的興建是按水利開發(fā)規(guī)劃的要求，以服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務(wù)為中心，滿足4畝農(nóng)田用水的要求，后期在滿足實(shí)際灌溉3畝農(nóng)田的基礎(chǔ)上，利用水庫庫面發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖。本工程的任務(wù)是以灌溉為主，結(jié)合防洪、養(yǎng)殖等綜2洪標(biāo)準(zhǔn)》GB521—94的規(guī)定，本工程等別為V等，主要建筑物按山區(qū)、丘陵區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為1年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇。針對(duì)現(xiàn)狀泄洪設(shè)施，經(jīng)調(diào)洪演算，水庫設(shè)計(jì)洪水位114.m(P=1%),相應(yīng)庫容為15.5萬m3,相應(yīng)最大下泄流量1m3/s;校核洪水位為114.2m(P=2%),總庫容為16.8萬m2,相應(yīng)最大下泄流量1.6m/s。215年3月，江西省玉山縣水利局組織召開了大蓬水庫大壩安全評(píng)估會(huì)議，并提出了大蓬水庫大壩安全評(píng)估報(bào)告。安全評(píng)估主要結(jié)論如下：1、經(jīng)復(fù)核，水庫按1年一遇洪水設(shè)計(jì)，5年一遇洪水校核，大壩壩頂高程不滿足規(guī)范要求。溢洪道出口無消能防沖設(shè)施，不能滿足洪水下泄要求。地震動(dòng)峰值加速度小于.5g,地震烈度小于VI度，建筑物可不進(jìn)行抗震安全3、壩址處低山丘陵區(qū)，近壩庫岸穩(wěn)定。4、壩頂高低不平；上游壩坡沖刷嚴(yán)重。下游壩坡為雜草坡面，無坡面排水系統(tǒng)。存在涵管與壩身接觸滲漏隱患，危及大壩安全。5、溢洪道：沿線為殘坡積土，未襯護(hù)，存在岸坡失穩(wěn)，堵塞洪道，影響安全泄洪；出口無消能設(shè)施，沖刷嚴(yán)重；出口無出水渠。6、灌溉斜涵及平涵：涵管漏水；灌溉斜涵進(jìn)水口砼質(zhì)量差，斷裂漏水。7、水庫無水、雨情觀測(cè)設(shè)施，也無大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)施；無上壩公路；無管綜上所述，根據(jù)“水庫大壩安全鑒定辦法”第六條大壩安全狀況分類標(biāo)準(zhǔn)，大壩安全類別評(píng)定：三類壩水庫地理位置非常重要，下游有下塘鄉(xiāng)下塘村等村人口.8萬人。由于大蓬水庫存在諸多危及大壩安全的因素，影響了工程的應(yīng)有效益正常發(fā)揮，給國家造成經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)大蓬水庫工程進(jìn)行除險(xiǎn)加固，不僅是對(duì)水庫本身產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，而且也有社會(huì)效益，同時(shí)解除了洪水對(duì)下游的威脅，人民群眾更能安居樂業(yè)，對(duì)社會(huì)穩(wěn)定大有好處。為此，應(yīng)盡快進(jìn)行工程的除險(xiǎn)加固實(shí)施，以保3證工程安全運(yùn)行，充分利用水資源，發(fā)揮工程的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。根據(jù)《江西省重點(diǎn)小(2)型病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)及審批導(dǎo)則》,本次設(shè)計(jì)的方針針對(duì)重點(diǎn)病險(xiǎn)問題進(jìn)行除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)。確定大壩除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的(一)大壩1、壩頂加固處理：現(xiàn)狀壩頂高程不滿足設(shè)計(jì)要求，寬度偏寬，在運(yùn)行過程中，大壩多年的固結(jié)沉降，致使壩頂不平整。本次設(shè)計(jì)中先對(duì)壩頂進(jìn)行整平至115.4m高程，壩頂寬4.m。壩頂高程加固后經(jīng)計(jì)算設(shè)計(jì)為115.4m。2、上游護(hù)坡設(shè)計(jì)：上游壩坡坡比設(shè)計(jì)為1:2。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將現(xiàn)狀上游坡清理表層，待清理完成并修整后先鋪筑8cm厚度的粗砂墊層，再在其上采用1cm厚的C15砼預(yù)制塊護(hù)坡至114.12m高程，以上采用草皮護(hù)坡至壩頂。為了節(jié)省外運(yùn)的費(fèi)用并平衡清理出來的不可利用的風(fēng)化料，上游壩坡利用上部整修的清除料清理出來的塊石堆于護(hù)坡底部。上游壩坡于+5樁號(hào)設(shè)置寬2m的臺(tái)4、下游護(hù)坡設(shè)計(jì)：下游面整修后采用草皮護(hù)坡，坡比1:4到達(dá)113.4后為4.9m平臺(tái)，平臺(tái)以下為1;2.75草皮護(hù)坡至高程19.4m,高程19.4m以下為貼坡排水體。下游壩坡于+5樁號(hào)設(shè)置寬2m的臺(tái)階。為防止下游壩坡雨水集中沖刷而形成雨淋溝，在下游壩面設(shè)置縱向排水溝和岸坡排水溝。縱向排水溝布置在排水體平臺(tái)內(nèi)側(cè)和4.9m平臺(tái)內(nèi)側(cè)。排水溝采用C15砼現(xiàn)澆而成?？v向排水溝斷面尺寸為.3m×.3m;岸坡排水溝斷面尺5、大壩下游壩腳新建貼坡排水體設(shè)計(jì)：現(xiàn)狀大壩下游無反濾排水設(shè)施，本次新建貼坡排水體，排水體頂長92m,頂寬為2.m,根據(jù)校核水位下壩體浸潤線出逸點(diǎn)高程，確定排水體頂高程為19.4m,坡比1:2.75,反濾層由砂礫料綜合組成，反濾層由一2cm厚的砂墊層，一層2cm厚卵礫石墊層，最后為4cm厚干砌石體。在大壩貼坡排水體頂設(shè)縱向排水溝，排水溝底寬.3m,排水溝底板用C15砼現(xiàn)澆，邊墻采用M7.5漿砌C15砼預(yù)制塊襯砌；另在排水體腳4(二)溢洪道溢洪道除險(xiǎn)加固內(nèi)容包括進(jìn)口段、控制段、泄槽段、消力池段等部分，現(xiàn)將溢洪道各部分建筑物結(jié)構(gòu)布置及設(shè)計(jì)計(jì)算分述如下：進(jìn)口段(+~~一61.5樁號(hào))長6.5m,為直線段，進(jìn)口底寬3.m,墻為C2砼重力式結(jié)構(gòu)邊墻，內(nèi)邊坡為1:.4,墻高為1.1m~1.2m后接控制段。底板與邊墻間設(shè)置縱向縫，縫中用瀝青杉板填縫并用橡膠止水。控制段(+～+4樁號(hào))長4.m,采用無閘控制折線型實(shí)用堰，斷面為矩形，堰面長4.m,堰頂高程113.6m,溢流凈寬3.m,與水庫正滑齒槽，堰體兩側(cè)邊墻為C2砼結(jié)構(gòu)邊墻，內(nèi)邊坡為1:.4,砼堰體與上、下游段及邊墻均設(shè)置伸縮縫，瀝青杉板分縫，縫寬2m并采用橡膠止水，止水帶泄槽段(+4～+57.8樁號(hào))長53.8m,其中一級(jí)泄槽段(樁號(hào)+4～+37.9):底板均采用3cm厚的C25砼襯護(hù)，邊墻采用C2砼二級(jí)泄槽段(樁號(hào)+37.9～+57.8):底坡為.167,級(jí)泄槽段(樁號(hào)+4～+37.9):底板均采用3cm厚的C25砼襯護(hù)，邊墻采用底寬為砼堰體與上、下游段及邊墻均設(shè)置伸縮縫，瀝青杉板分縫，縫寬2m并采用橡消能段(樁號(hào)+57.8～+62.8):底寬為3m,底板采用.5m1.2m,內(nèi)邊坡為1:.4。底板設(shè)排水孔，間距1.2m,梅花形布置。(三)輸水建筑物加固5大蓬水庫輸水建筑物為灌溉涵管。針對(duì)輸水建筑物存在的主要問題，本次(1)輸水涵管加固設(shè)計(jì)斜涵基礎(chǔ)座落在右岸山坡上，底板下設(shè)C1砼墊層。斜涵級(jí)高.4m,斜涵底坡1:3;斜涵消力井內(nèi)寬1.m,長2.m,高1.9m,井深.5m,底孔高程11.15m。斜涵放水孔直徑.2m,孔內(nèi)設(shè)置φ1鋼筋網(wǎng)攔污柵，設(shè)置一混凝土塞子；斜涵消力池放空孔前預(yù)留混凝土閘槽，設(shè)置1mm厚鋼板閘門，閘門頂部設(shè)置φ14鋼筋拉環(huán)。平涵，本次設(shè)計(jì)將原涵管拆除，管身采用現(xiàn)澆C25鋼筋砼，襯后斷面為矩形1.×1.4m(寬×高);涵管長54m,9m分縫，分縫采用銅片止水。出口底板高程為16.56,與出水渠相接。灌溉出水渠，出水渠上9.25m外接2.3m長消力池。出水渠低寬1m,為3cm厚c25鋼筋砼襯砌，擋墻為3厚c2砼襯砌，高度為1.4m漸變到1m。消力池長2.3m高1m池深.5m,底板為3cm厚c25鋼筋砼襯砌擋墻為3厚1m(二)防汛公路工程大蓬水庫現(xiàn)有下塘村的鄉(xiāng)村砼公路位于大壩下游，為大蓬水庫對(duì)外交通的唯一通道，本水庫無上壩公路，本次設(shè)計(jì)新建225m上壩公路。(三)管理設(shè)施工程大蓬水庫除險(xiǎn)加固后，現(xiàn)狀管理設(shè)施已不能滿足工程運(yùn)行管理的要求，根據(jù)《導(dǎo)則》,該工程的管理設(shè)施應(yīng)在工程險(xiǎn)險(xiǎn)加固的同時(shí)進(jìn)行配套完善。由于水庫目前無任何監(jiān)測(cè)設(shè)施，水庫水位都只能靠目測(cè)，本次設(shè)計(jì)在水庫溢洪道側(cè)設(shè)置水位標(biāo)尺。6序號(hào)及名稱單位安檢階段加固后備注一、水文1.集雨面積2.多年平均年降雨量3.設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)及流量114.校核洪水標(biāo)準(zhǔn)及流量22二、水庫校核洪水位m設(shè)計(jì)洪水位m正常蓄水位m死水位m總庫容(校核洪水位以下庫容)正常庫容死庫容(死水位以下)三、工程效益保護(hù)人口萬人88保護(hù)耕地萬畝66灌溉面積萬畝44四、主要建筑物及設(shè)備1.主壩及副壩壩型粘土心墻壩粘土斜墻壩壩頂高程m最大壩高m11壩頂長度m壩頂寬度m2.泄水建筑物(溢洪道)型式寬頂堰寬頂堰堰頂高程m控制段長度m44設(shè)計(jì)泄洪流量1校核泄洪流量閘門型式3.輸水建筑物設(shè)計(jì)流量887長度m6斷面尺寸m寬×高大蓬水庫位于江西省玉山縣下塘鄉(xiāng)下塘村，壩址位于玉山水黃家溪支流上，距玉山縣城18Km,是一座以小(2)型規(guī)模運(yùn)行的水庫。黃家溪為信江上游的一條小支流，發(fā)源于懷玉山東西向支脈的南麓李家源處。流域大部分在玉山縣境內(nèi)，其地理坐標(biāo)為東經(jīng)117°57′～118°9′,北緯28°36′～28°46′。該流域的東、北面與玉琊溪以分水嶺相隔，西鄰饒北河，南抵信江干流。河流自源頭起由西北向東南流經(jīng)葉橋、占家、必姆鎮(zhèn)淤里、下壙鄉(xiāng)龍頭、曾家、王家、蓮墩，至溪口橋匯入玉山水。黃家溪流域面積195.7Km2,河道長36.7Km,平均坡降3.24‰。大蓬水庫安評(píng)階段對(duì)壩址控制的流域面積在萬分之一航測(cè)圖進(jìn)行了復(fù)核，復(fù)核的結(jié)果為.3Km2;在萬分之一航測(cè)圖上對(duì)壩址處的主河道長度、河道加權(quán)平均坡降進(jìn)行了復(fù)核，復(fù)核的結(jié)果為：壩址位置主河道長度1Km、河道加權(quán)平均坡降16.1%,安全評(píng)估階段采用的流域特征參數(shù)為：本次除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)對(duì)壩址斷面的流域特征參數(shù)再次進(jìn)行了復(fù)核，復(fù)核結(jié)果與安全評(píng)估的復(fù)核結(jié)果相同，故本次除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)采用的壩址斷面流域特征參數(shù)與安全評(píng)估相同，為：壩址控制流域面積.3Km2,主河道長1Km,河道加權(quán)平均坡降16.1%。大蓬水庫建于五十年代末期，目前實(shí)測(cè)的庫區(qū)地形圖已遺失，本次對(duì)其正常水位以上進(jìn)行復(fù)核。大蓬水庫高程～庫容曲線見表2—1。8表2-1大蓬水庫高程～庫容曲線表高程(m)庫容(萬m3)高程(m)庫容(萬m3)本工程所在的黃家溪流域內(nèi)距離水庫壩址18Km的玉山縣城設(shè)有玉山氣象站。玉山縣氣象臺(tái)站1955年設(shè)立并開始觀測(cè)各項(xiàng)氣象要素，至今已有連續(xù)的52年觀測(cè)資料，資料較長且完整，精度可靠，可作為工程設(shè)計(jì)各項(xiàng)氣象要素引二、主要?dú)庀笠乇竟こ趟趨^(qū)域?qū)僦衼啛釒駶櫦撅L(fēng)氣候區(qū)，其主要特點(diǎn)是：四季分明，氣候溫和，雨量充沛，日照充足，無霜期長。根據(jù)玉山縣氣象站實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)氣溫：多年平均氣溫18℃,月平均氣溫以7月份為最高，達(dá)29.7℃,歷年極端最低氣溫為一8.9℃(1967年1月16日),歷年極端最高氣溫為43.3℃(1953濕度：多年平均相對(duì)濕度為78%。蒸發(fā)皿),蒸發(fā)量以7月份169.2mm為最大，1月份36.5mm為最小，7～9月份多年平均月蒸發(fā)量為453.7mm。日照時(shí)數(shù)：多年平均日照小時(shí)數(shù)為1948小時(shí)。雨日：多年平均雨日149天(日降雨大于1mm)。無霜期：無霜期約27天。每年的1～2月多出現(xiàn)冰凍現(xiàn)象，但每次冰凍時(shí)間短，一般僅有十多小時(shí)，冰凍時(shí)間在2天以上機(jī)會(huì)很?。幻磕甑?～2月會(huì)出現(xiàn)降雪，但降雪量不大，形成積雪時(shí)間很短。風(fēng)向與風(fēng)速：多年平均風(fēng)速為2.6m/s,多年平均最大風(fēng)速12.2m/s,春夏9盛行東南風(fēng)，秋季多西北風(fēng)，冬季多東北風(fēng)。降水：黃家溪流域內(nèi)距離水庫較近的雨量站有沙溪雨量站。根據(jù)沙溪雨量站1964～26年共43年的實(shí)測(cè)降雨系列資料統(tǒng)計(jì)分析，壩址以上多年平均降水量為1761.2mm,實(shí)測(cè)最大年降雨2599.1mm(1998年),實(shí)測(cè)最小年降水量為1121.7mm(1996年),降雨量年際間變化較大，同樣降水量在年內(nèi)分配也很不均勻，雨季主要集中在上半年，并以4～6月最為集中，占多年平均降水量的48.7%;實(shí)測(cè)最大24h暴雨量29.8mm,5～6月份是大雨或暴雨多發(fā)季節(jié)，2.1.3水文基本資料一、流域內(nèi)及鄰近流域水文測(cè)站的分布大蓬水庫所在的流域內(nèi)無水文測(cè)站，相鄰流域有信江水系玉山水玉琊溪上的峽口水文站、上流水文站，鉛山河楊村水項(xiàng)源水文站。這三個(gè)水文站均進(jìn)行二、水文站基本資料1、峽口水文站峽口水文站位于玉山水玉琊溪中游，地理位置為東經(jīng)118°8′,北緯28°43′,控制集雨面積352Km2,觀測(cè)項(xiàng)目有水位、流量和降雨量。該站設(shè)立于1958年12月，59年開始觀測(cè)，1961年底中斷所有的觀測(cè)，于1979年初恢復(fù)所有的觀測(cè)，1991年底因建峽口水庫而撤消，積有不連續(xù)的16年資料。峽口水文站水位觀測(cè)采用直立式搪瓷水尺及岸式自記水位計(jì)，高程系統(tǒng)為假定，流量測(cè)驗(yàn)采用纜道流速儀，降水量采用2cm雨量計(jì)。該測(cè)站河道順直，控制條件尚好，其觀測(cè)資料已按規(guī)范要求整編刊印，精度滿足設(shè)計(jì)要求。2、上流水文站上流水文站于1992年底設(shè)立在玉山縣南山鄉(xiāng)上流村，地理位置為東經(jīng)118°8′,北緯28°43′,控制流域面積171Km2,從1993年開始觀測(cè)水位、流量和降雨量，至今有11年連續(xù)的實(shí)測(cè)資料。上流水文站水位觀測(cè)采用直立式搪瓷水尺及岸式自記水位計(jì)，高程系統(tǒng)為假定，流量測(cè)驗(yàn)采用纜道流速儀，降水量采用2cm雨量計(jì)。該測(cè)站河道順直，控制條件尚好，其觀測(cè)資料已按規(guī)范要求整編刊印，精度滿足設(shè)計(jì)要求。項(xiàng)源水文站建立為1969年1月，屬小河流水文測(cè)站點(diǎn)，當(dāng)時(shí)只觀測(cè)降雨量，同年5月加測(cè)水位、流量。198年4月加測(cè)蒸發(fā)量。該站位于鉛山河楊村水的一條小支流上，地理位置為東經(jīng)117°41.5',北緯28°6.4′,控制集雨面積41.9Km2,流量測(cè)驗(yàn)采用纜道流速儀，水位觀測(cè)采用自記式水位計(jì)，高程系統(tǒng)為假設(shè)，其與黃海高程系統(tǒng)的換算關(guān)系為：黃海高程=假設(shè)高程+52.14。2～3m,當(dāng)水位在81.5m以上時(shí)，左岸漫灘，河寬增加到6m。測(cè)流斷面上游2m有一條小溪匯入，下游1m處有一座石拱橋，斷面下游1m左右有群眾來往的過河石，對(duì)枯水測(cè)流有影響。1982年已將過河石全部搬到斷面上游51m處。該站自建立以來，其觀測(cè)資料均已按規(guī)范要求整編刊印，資料精度較好，可滿足設(shè)計(jì)要求，該站已于1994年撤銷。本工程所在區(qū)域內(nèi)的洪水均由暴雨產(chǎn)生，因此洪水多發(fā)生在產(chǎn)生暴雨天氣的4～6月份，尤以6月份發(fā)生最為頻繁，又黃家溪屬山溪性河流，河道縱坡較陡，因此洪水發(fā)生時(shí)具有歷時(shí)短、匯流快、洪峰高的特點(diǎn)，從暴雨發(fā)生到洪水根據(jù)查閱歷史文獻(xiàn)，該流域內(nèi)沒有歷史洪水和歷史暴雨的記載內(nèi)容，因此該流域內(nèi)缺少歷史調(diào)查的水文資料。本次設(shè)計(jì)采用《江西省暴雨洪水查算手冊(cè)》中的暴雨參數(shù)和計(jì)算方法(推理公式法)對(duì)洪水進(jìn)行推求?！督魇”┯旰樗樗闶謨?cè)》是經(jīng)水電部1983年(83)水電水建字第28號(hào)和(83)水電水規(guī)字第7號(hào)文件批準(zhǔn)使用的，是為我省水文資料短缺的地區(qū)，作為中、小型水利水電工程進(jìn)行洪水設(shè)計(jì)的依據(jù)。根據(jù)《手冊(cè)》提供的暴雨等值線圖，可查得各時(shí)段的設(shè)計(jì)暴雨，其成果見表2-2。表2-2暴雨量、變差系數(shù)比較表歷時(shí)平均暴雨(mm)設(shè)計(jì)暴雨(mm)%24小時(shí)46小時(shí)521小時(shí)49水庫1959年動(dòng)工興建并于196年基本建成蓄水運(yùn)行以來，缺乏入庫洪水觀測(cè)資料，無法進(jìn)行入庫洪水還原計(jì)算，故本次防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核無法采用此途徑推求設(shè)計(jì)洪水。本流域內(nèi)無水文測(cè)站，鄰近流域有峽口水文站、上流水文站，項(xiàng)源水文站，但各水文站所在的流域與大蓬水庫均不同源，各水文站流域面積與大蓬水庫相差較大，且沒有歷史洪水調(diào)查資料，僅能由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪2.3.1由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水根據(jù)《江西省暴雨洪水查算手冊(cè)》使用說明，大蓬水庫流域集水面積.25km2,屬小(2)型水庫，本次采用推理公式法推求設(shè)計(jì)洪水。根據(jù)大蓬水庫流域位置，查《手冊(cè)》附圖得水庫流域中心年最大24小時(shí)暴C=.45,C=3.5Cy;年最大1小時(shí)暴雨均值H=4mm,C=.45,C?=3.5Cy;3小時(shí)點(diǎn)暴雨設(shè)計(jì)值按Ha=H·31-計(jì)算，式中1-n?=1.2851g(H?p/H)。各時(shí)段設(shè)計(jì)點(diǎn)暴雨乘以點(diǎn)面折算系數(shù)得各時(shí)段設(shè)計(jì)面暴雨值，結(jié)果見表2-3。表2-3各時(shí)段暴雨特征值H?暴雨均值(mm)4面暴雨設(shè)計(jì)值(mm)24小時(shí)的暴雨時(shí)程分配，推理公式法采用控制時(shí)段△t=1小時(shí)，按《江西省暴雨洪水查算手冊(cè)》中提供的暴雨時(shí)段分配比例，求得各頻率下的時(shí)段暴雨分配量。(1)產(chǎn)流計(jì)算由產(chǎn)流分區(qū)圖可知，該工程在第Ⅱ區(qū)。查《江西省暴雨洪水查算手冊(cè)》附表3-2可知，流域最大蓄水量I=12mm,前期土壤含水量Pa=75.mm。24小時(shí)平均暴雨強(qiáng)度1=H?4/24,再查《手冊(cè)》附表3-3可得各頻率下的下滲值，計(jì)算及查表結(jié)果見表2-4。表2-424小時(shí)平均暴雨強(qiáng)度及下滲值I扣除初損和穩(wěn)滲，再計(jì)算出各頻率下的24小時(shí)凈雨過程。(2)匯流計(jì)算大蓬水庫在推理公式分區(qū)圖中屬于V區(qū)，根據(jù)下列公式計(jì)算斷面洪峰流量：設(shè),即Qr=(0.2780/mt)?,式中h—各時(shí)段對(duì)應(yīng)的總凈雨量，F(xiàn)—流域面積，L—主河道長，m—匯流參數(shù)。點(diǎn)繪Qr～T與Qt~t曲線，兩曲線的交點(diǎn)即為所求的地面設(shè)計(jì)洪峰流量Qm面與匯流時(shí)間r。地面流量過程線由概化五點(diǎn)折腰多邊形過程線推求，各轉(zhuǎn)折點(diǎn)的值由相應(yīng)的百分?jǐn)?shù)確定。流過程采用以Qm地下為頂點(diǎn)的等腰三角形，底寬為2倍的地面徑流過程時(shí)間。地下開始向前減少一個(gè)時(shí)段、向后增加一個(gè)時(shí)段流量均隨之減少一個(gè)△Qm地下(AQ地下=△t/T·Qm下),即得地下徑流過程。地面流量過程和地下徑流過程相加得設(shè)計(jì)洪水過程，其結(jié)果見表2-5。表2-5推理公式法推求設(shè)計(jì)洪水過程頻率序號(hào)時(shí)間(t)流量(m3/s)時(shí)間(t)流量(m3/s)123456789197692.3.2設(shè)計(jì)洪水合理性分析為進(jìn)一步檢驗(yàn)成果的合理性，將本次計(jì)算成果與附近地區(qū)其它水庫的設(shè)計(jì)洪水成果比較，見表2-6。表2-6大蓬水庫與鄰近水庫洪水成果比較表水庫集雨主河道加洪峰流量Q(m3/s)系數(shù)Q/F2/3名稱權(quán)平均坡降%%%%%%%扶竺塢大蓬4從表2-6比較成果可見，大蓬水庫比附近的扶竺塢水庫的系數(shù)Q/F23小，分析認(rèn)為是住河道坡降積比扶竺塢小很多的原因。從雙對(duì)數(shù)紙上點(diǎn)繪的洪峰流量與其集雨面積關(guān)系圖上，本工程與其他同流域已建水利工程設(shè)計(jì)洪峰流量與其集雨面積的關(guān)系呈線性關(guān)系，本水庫的點(diǎn)據(jù)基本分布在關(guān)系線附近，通過對(duì)比分析可見，本次大蓬水庫設(shè)計(jì)洪峰模系數(shù)在面上是平衡的，故認(rèn)為本次復(fù)核采用推理公式線法推求的設(shè)計(jì)洪水成果是合理的。3工程地質(zhì)采用人工石夯進(jìn)行夯實(shí)，對(duì)壩體填筑質(zhì)。1959年大壩建成并開始蓄水。這次建設(shè)當(dāng)中，溢洪道建在左岸與大壩相鄰，溢洪道溢流底寬2m,進(jìn)口高程113.6m;該工程興建時(shí)未做過任何的地質(zhì)勘察工作，也未做過地質(zhì)安全鑒定：受玉山縣水利局的委托，我單位承擔(dān)了大蓬水庫樞紐工程安全鑒定的地質(zhì)勘察工作。本次地質(zhì)勘察工作現(xiàn)對(duì)工程各個(gè)項(xiàng)目逐一進(jìn)行勘察。根據(jù)一般小<二>型水庫地質(zhì)勘察不進(jìn)行工程地質(zhì)鉆探的意見，所以本次勘察工作，地質(zhì)人員、測(cè)量、設(shè)計(jì)人員到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地進(jìn)行地表勘察和資料的收集工作，并對(duì)天然建筑材料進(jìn)行了初步調(diào)查，收集了大壩縱橫剖各1張，壩址區(qū)工程地質(zhì)平面圖1張，溢洪道地質(zhì)縱剖面圖1張，天然建筑材料產(chǎn)地分布圖1張，地質(zhì)勘察工作小結(jié)1份，對(duì)樞紐工程地層巖性及建筑物較全面了解。本區(qū)屬丘陵地貌，地勢(shì)南高北低，山勢(shì)低矮，山坡平緩，坡角15°~2°氣候濕潤，雨量充沛，植被較發(fā)育。未發(fā)現(xiàn)古滑坡等較大的物理地質(zhì)現(xiàn)象。區(qū)內(nèi)出露的地層巖性為奧陶系上統(tǒng)長塢組(Q?C)黃綠色細(xì)砂巖、粉砂巖；文昌組(O?W)灰綠色～青灰色粉砂質(zhì)泥巖；第四系(Q?)殘坡積層和沖洪本區(qū)屬東鄉(xiāng)～龍游混雜巖亞帶，是華南中部中元古代造山帶的一部分。自元古代中期、晉寧運(yùn)動(dòng)以后，贛北即進(jìn)入地臺(tái)的發(fā)展階段，成為江南古陸的一部分，長期處于剝蝕狀態(tài)。直至中生代中期，本區(qū)才又接受陸相沉積。1),本區(qū)域地震動(dòng)峰值加4、水文地質(zhì)本區(qū)域水文地質(zhì)條件簡單，地下水類型主要表現(xiàn)為第四系孔隙潛水和基巖裂隙水?？紫稘撍x存于河床沖洪積層中和低洼處的坡積物中，本含水量??；區(qū)內(nèi)巖體裂隙發(fā)育，裂隙水豐富。地下水主要受大氣降水補(bǔ)給，排泄于河谷等低洼處。地下水動(dòng)態(tài)類型為降水—徑流型。1、地形地貌及物理地質(zhì)現(xiàn)象壩區(qū)為低山丘陵地貌，兩岸山體低矮，相對(duì)高差小于15m,坡角25~4°。壩區(qū)基巖多裸露，呈弱風(fēng)化至全風(fēng)化狀態(tài)。壩區(qū)第四系覆蓋層較薄，植被不發(fā)育。除右岸溢洪道的右側(cè)山體邊坡出現(xiàn)山體滑坡外，近壩區(qū)未見其它不良的物理地質(zhì)現(xiàn)象，也不存在岸邊再造問題，近壩庫岸穩(wěn)定。壩區(qū)出露的地層為奧陶系上統(tǒng)長塢組(Q?C)粉砂巖、泥巖和第四系(Q?edl)上奧陶系長塢組(Q?C):為青灰～灰綠色粉砂質(zhì)泥巖，偶夾泥質(zhì)粉砂巖，層理明顯，薄層狀(偶見千枚狀)構(gòu)造，局部含有泥礫，礫徑大于5cm。第四系堆積層：主要為殘、坡積物，多呈土狀，含砂巖碎塊少，層厚.1~壩區(qū)褶皺形態(tài)微弱，未發(fā)現(xiàn)斷層造構(gòu)。構(gòu)造形跡為小折曲和裂隙。其中，張開.2～1mm,沿裂隙有風(fēng)化加深現(xiàn)象，并有泥沙充填。第二組：產(chǎn)狀N5/SE∠45,裂隙短小，斷續(xù)延伸，微張。壩址區(qū)巖體風(fēng)化情況，主要受地形和構(gòu)造等因素影響，總體表現(xiàn)為表層的均勻風(fēng)化，但各部位巖體風(fēng)化厚度有一定的差異。鉆孔揭露表明，壩基的強(qiáng)風(fēng)壩址區(qū)地下水類型主要為基巖裂隙水，賦存于基巖裂隙中，主要受大氣降水補(bǔ)給，同時(shí)，又與庫水互補(bǔ)，排泄于低洼處。地下水位隨地形、季節(jié)和庫水位的變化而變化，其動(dòng)態(tài)類型為降雨—徑流型。二、主要工程地質(zhì)問題及評(píng)價(jià)1、壩基清基質(zhì)量評(píng)價(jià)大壩設(shè)計(jì)為粘土心墻壩。根據(jù)工程參建人員回憶整理，水庫于1959年2月動(dòng)工興建，由當(dāng)?shù)厝罕娡豆ね秳冢?959年12月完工蓄水。大壩為粘土心墻壩，當(dāng)時(shí)壩基清基時(shí)清除到巖石1.5m,徹底清除強(qiáng)風(fēng)化巖基，大壩雖然均采用2、壩基及壩肩滲漏穩(wěn)定分析大壩基地層巖性為上奧陶系長塢組(O?C)粉砂質(zhì)泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖，表部強(qiáng)風(fēng)化層厚度，深度變化不大，且初建時(shí)壩基清理達(dá)到要求。在現(xiàn)場(chǎng)勘察時(shí)發(fā)現(xiàn)，壩基巖體上部具有透水性較小。因此認(rèn)為，本壩不存在壩基滲漏問題和心墻體土料為淺黃色等的含礫低液限粘土，含礫量小，含水率較低，干密度偏高。心墻位于壩體中部，底部以“U”形截入壩基殘坡積層中。心墻土體中礫含量偏小，粘粒含量多，孔隙比下小，高壓縮性土；滲透系數(shù)偏小，滲透系數(shù)小于規(guī)范中對(duì)防滲土滲透系數(shù)的要求(1.×1-5cm/s)。心墻體土料整體較好，礫含量分布均勻。土體孔隙比和壓縮系數(shù)較小，表明當(dāng)年建壩施工時(shí)采用人工及機(jī)器夯擊，達(dá)到規(guī)范要求。心墻土的滲透系數(shù)能壩殼區(qū)填筑土料較雜，呈灰色～黃褐色，土質(zhì)為粘土質(zhì)礫～含礫低液限粘土，局部夾低液限粘土。土料不密實(shí)，可壓縮性較大。壩殼土料中礫含量較大；粘粒含量均值較?。煌馏w為高壓塑性；滲透系數(shù)偏大。四、壩體填筑土主要地質(zhì)參數(shù)建議值根據(jù)類似工程，壩體填筑土主要地質(zhì)參數(shù)見下表：工程地質(zhì)參數(shù)建議值PeCK33一]/壩體填筑土54×14壩基殘坡積土溢洪道地段出露的地層巖性為粉砂質(zhì)泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖，多呈全強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)，表層呈土狀，基巖較軟。沿線未發(fā)現(xiàn)明顯的斷層構(gòu)造，構(gòu)造形跡為發(fā)育的裂隙。溢洪道通過地段水文地質(zhì)條件和地下水類型同壩址區(qū)。溢洪道位于左壩頭，為開敞式，為人工開挖而成。本溢洪道由進(jìn)口段、陡槽段、出水渠段等3部分組成。進(jìn)口段斷面為矩形，兩側(cè)邊坡～底板為全強(qiáng)風(fēng)化邊坡，8～85°;均無襯護(hù)，抗沖刷能力差。陡槽段橫斷面為矩形，底板和兩側(cè)為弱風(fēng)化巖體，人工開挖邊坡邊坡與地板凹凸不平，不利于行洪。本溢洪根據(jù)溢洪道所處地段的工程地質(zhì)特性，提出有關(guān)地質(zhì)參數(shù)建議值如下：(1)、巖土體允許抗沖流速殘積土V允=1.m/s(水深1～2m)全風(fēng)化巖體允許抗沖流速：V允=1.～1.5m/s(水深1～2m)(2)、開挖邊坡建議值全風(fēng)化巖質(zhì)邊坡：1:13.2.3灌溉涵管工程地質(zhì)條件及質(zhì)量評(píng)價(jià)灌溉涵管位于當(dāng)時(shí)大壩右壩段，涵管出口處的管壁～壩體接觸部位漏水嚴(yán)新建涵管位于大壩右壩段，涵管區(qū)出露的地層與大壩區(qū)相同，為奧陶系上統(tǒng)長塢組(Q?C)粉砂巖第四系(Q?dl)殘坡積層。其中，粉砂質(zhì)為灰綠色，層理明顯，薄層狀(偶見千枚狀)構(gòu)造，局部含有泥礫，礫徑大于5cm。第四隧硐沿線未發(fā)現(xiàn)斷層破碎帶，構(gòu)造形跡為兩組裂隙，產(chǎn)狀與壩區(qū)一致，分張開.2～1mm,沿裂隙有風(fēng)化加深現(xiàn)象，并有泥沙充填。第二組：產(chǎn)狀N5/SE∠45,裂隙短小，斷續(xù)延伸，微張。地質(zhì)勘察表明，進(jìn)出口段巖體為強(qiáng)風(fēng)化帶，裂隙發(fā)育，圍巖穩(wěn)定性很差。硐身中段，山體相對(duì)較厚，圍巖較完性和穩(wěn)定性相對(duì)較好。本工程土料料場(chǎng)距大壩運(yùn)距約2.Km。料場(chǎng)為丘陵地貌，山坡平緩，地形開闊，上部有約.3~.5m厚的土層含植物根須和腐植質(zhì)，為無用層，下部有厚約2.~2.5m的棕紅色低液限粘土，為有用層。該土層層位較穩(wěn)定，土體呈硬塑狀，結(jié)構(gòu)較密實(shí)，開采條件較好，無公路與大壩相通，運(yùn)輸條件較差，建該土料場(chǎng)儲(chǔ)量較豐富，開采條件較好。建議施工前對(duì)該料場(chǎng)進(jìn)行取樣和土本工程需要的塊石料和礫石料到料場(chǎng)，運(yùn)距28km,塊石其巖性為淺紫紅色凝灰?guī)r，質(zhì)地堅(jiān)硬?？癸L(fēng)化性能好，力學(xué)強(qiáng)度高3.3.3砂、礫石料經(jīng)調(diào)查勘察，砂礫石料場(chǎng)選定在玉山縣城商業(yè)料場(chǎng)。砂——為中～中粗砂，主要成分為石英、硅質(zhì)巖和碎屑等。砂料表現(xiàn)密度2.52g/cm3,堆積密度1.5g/cm2,孔隙率39%,基本滿足規(guī)范要求；云母含量.42%,含泥量2.5%,無泥團(tuán)，滿足規(guī)范要求；硫酸鹽及硫化物含量小于.5%,滿足規(guī)范要求；輕物質(zhì)含量6%,滿足規(guī)范要求；有機(jī)質(zhì)含量淺于標(biāo)準(zhǔn)色，滿足規(guī)范要求；細(xì)度模數(shù)2.71,滿足規(guī)范要求。卵礫石——主要成分為石英、硅質(zhì)巖、花崗巖、千枚巖、砂巖等，直徑一般為1～6cm,呈次圓～渾圓狀，卵礫石一、區(qū)內(nèi)挽近時(shí)期以來構(gòu)造運(yùn)動(dòng)趨于穩(wěn)定，區(qū)域穩(wěn)定性較好，地震動(dòng)峰值加速度小于.5g,地震烈度小于VI度，建筑物可不進(jìn)行地震安全復(fù)核。二、水庫區(qū)屬構(gòu)造剝蝕丘陵地貌，在水庫正常蓄水位范圍內(nèi)，地形封閉，未發(fā)現(xiàn)通往庫外的導(dǎo)水?dāng)嗔哑扑閹В畮觳淮嬖谟谰眯詽B漏問題；山坡較平緩，植被較好，自然山坡穩(wěn)定，無庫岸再造問題，庫岸和近壩庫岸穩(wěn)定；庫區(qū)沒有三、為上奧陶系長塢組(O?C)粉砂質(zhì)泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖，表部強(qiáng)風(fēng)化層厚度，深度變化不大。作為壩基基巖。基巖表部風(fēng)化較強(qiáng)烈，裂隙發(fā)育，導(dǎo)致表層基巖存在具有中等透水性的透水層。殘坡積層為低液限粘土。四、粘土心墻土料為礫質(zhì)粘土，含礫小且集中，含水率低，干密度大，滲透系數(shù)小于于規(guī)范中對(duì)防滲土滲透系數(shù)的要求(1.×1-5cm/s)。滿足防滲五、大壩壩體填筑土主要為為粘土質(zhì)礫～礫質(zhì)細(xì)粒土，局部夾低液限粘土。壩下游無塊石排水體反濾，建議新建，對(duì)上游壩坡新建預(yù)制塊護(hù)坡。大壩清基符合要求，壩基不存在中等透水性殘破積層，不存在滲漏問題。六、溢洪道地段出露的地層巖性為粉砂質(zhì)泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖，多呈全強(qiáng)風(fēng)化狀態(tài)，表層呈土狀，基巖較軟。進(jìn)口段與泄槽段均無襯護(hù)，出口無消能設(shè)施，漏隱患，危及大壩安全。八、新建涵管位于大壩左岸山體內(nèi)，涵管區(qū)出露的地層與大壩區(qū)相同，為奧陶系上統(tǒng)長塢組(Q?C)粉砂巖第四系(Q?e)殘坡積層。新建隧洞斜涵進(jìn)九、本工程土料、砂礫石料及塊石料質(zhì)量均較好，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足或基本滿足規(guī)范要求。土料、砂礫石料、塊石料儲(chǔ)量較豐富，可以滿足工程用量，料場(chǎng)無公路相通，土料運(yùn)距2km,砂石運(yùn)距28km,塊石運(yùn)距28km。所以須新建上4加固設(shè)計(jì)4.1工程任務(wù)和規(guī)模大蓬水庫的興建是按水利開發(fā)規(guī)劃的要求，以服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務(wù)為中心，滿足4畝農(nóng)田用水的要求，后期在滿足實(shí)際灌溉3畝農(nóng)田的基礎(chǔ)上，利用水庫庫面發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖。本工程的任務(wù)是以灌溉為主，結(jié)合防洪、養(yǎng)殖等綜合效益。由于本工程無原始資料，工程原設(shè)計(jì)規(guī)模無從考證，本次設(shè)計(jì)根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252—2和《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB521—94的規(guī)定，本工程等別為V等，主要建筑物按山區(qū)、丘陵區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為1年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為54年一遇，洪水采用壩址洪水。一、泄流曲線大蓬水庫采用溢洪道泄洪，后接泄槽及消能設(shè)施，同時(shí)不考慮灌溉涵管泄1、現(xiàn)狀溢洪道泄流曲線水庫采用溢洪道泄洪，后接泄槽，同時(shí)不考慮灌溉涵管(1)泄槽坡度判別臨界水深計(jì)算公式為：a一系數(shù)，取α=1.5;A一臨界斷面過水面積，矩形斷面A=bhx;B一水面寬度，矩形斷面B=b;經(jīng)計(jì)算，在不同流量下臨界水深成果見表4.1-2。表4.1-2臨界水深計(jì)算成果表流量(m3/s)臨界水深h(m)臨界底坡計(jì)算公式為：C-謝才系數(shù)B-水面寬度，a一系數(shù)，取α=1;表4.1-3臨界底坡計(jì)算成果表流量(m/s)臨界底坡i溢洪道泄槽底坡起始坡度i=.故堰為自由溢流。a)現(xiàn)狀溢洪道泄流曲線58,至計(jì)算截止斷面坡度均大于臨界底坡，臨界底坡計(jì)算公式為：C-謝才系數(shù)B-水面寬度，a一系數(shù)，取α=1.5經(jīng)計(jì)算的i=97<.58,故為自由溢流。大蓬水庫現(xiàn)狀有溢洪道泄洪設(shè)施，溢洪道泄流曲線采用水力學(xué)公式計(jì)算的水位流量關(guān)系曲線，計(jì)算成果見表4-1。表4-1堰前水位～泄量關(guān)系表(現(xiàn)狀)庫水位(m)泄流能力(m3/s)662、加固后溢洪道泄流曲線本次設(shè)計(jì)對(duì)溢洪道進(jìn)行加固；溢洪道加固后為寬頂洪道。溢流凈寬3m,堰型設(shè)計(jì)為寬頂堰，以改善泄流情況，堰的過流能力計(jì)算公式：b—溢流堰凈寬；H—計(jì)入行近流速水頭；n—閘孔數(shù)目，n=1;計(jì)算成果見表4-2。表4-2堰前水位～泄量關(guān)系表(加固后)水位(m)流量(m3/s)二、起調(diào)水位和水庫洪水調(diào)節(jié)原則起調(diào)水位：按上級(jí)主管部門批準(zhǔn)，水庫的設(shè)計(jì)正常蓄水位就是水庫的起調(diào)水位，即起調(diào)水位為113.6m。水庫洪水調(diào)節(jié)原則：大蓬水庫溢洪道為寬頂堰泄洪，當(dāng)水庫水位超過113.6m時(shí)，溢洪道開始泄洪，水庫水位繼續(xù)上漲，直至最高水位；由此求得該頻率洪水最大下泄流量和最高庫水位。隨后水庫水位逐漸下落，下泄流量逐漸減小，按其自由溢流進(jìn)行調(diào)節(jié)。三、水庫調(diào)洪計(jì)算調(diào)洪演算按水量平衡原理進(jìn)行計(jì)算，即在任一時(shí)段△t內(nèi)，入、出水庫的水量之差即為該時(shí)段內(nèi)水庫蓄水量的變化值。計(jì)算公式為：V?、V?--時(shí)段初、時(shí)段末水庫蓄水量(m3);根據(jù)上述聯(lián)解方程，可逐時(shí)段進(jìn)行水庫的調(diào)洪演算，其成果見表4-3、4-4。表4-3大蓬水庫(現(xiàn)狀)洪水調(diào)節(jié)計(jì)算成果表頻率起調(diào)水位洪峰流量最高洪水位相應(yīng)庫容最大下泄流量表4-4大蓬水庫(加固后)洪水調(diào)節(jié)計(jì)算成果表頻率起調(diào)水位最高洪水位相應(yīng)庫容洪峰流量最大下泄流量4.2主要加固項(xiàng)目一、大壩存在主要問題通過現(xiàn)場(chǎng)檢查和工程日常運(yùn)行管理過程中的觀測(cè)，根據(jù)大壩安全評(píng)估報(bào)告，目前大壩表現(xiàn)出如下主要問題：壩頂高低不平；上游壩坡護(hù)坡毛石風(fēng)化嚴(yán)重，下游壩坡為雜草坡面，無坡面排水系統(tǒng)；壩腳無反濾排水設(shè)施。原灌溉涵管漏水嚴(yán)重，存在涵管與壩身接觸滲漏隱患，危及大壩安全。二、大壩現(xiàn)狀情況分析復(fù)核1、大壩壩頂高程復(fù)核根據(jù)《洪水標(biāo)準(zhǔn)》(GB521-94)及《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2)規(guī)定：大蓬水庫設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用2年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)采用2年一遇。根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274-21)中的規(guī)定計(jì)算大壩需要的壩頂超高。壩頂超高按下式計(jì)算：Y:壩頂超高(m);R:最大波浪在壩坡上爬高(m),根據(jù)工程等級(jí)確定，對(duì)本工程5級(jí)建筑物采用累積頻率為5%的爬高值R?,即R=R=1.84R;R:平均波浪爬高(m),e:最大風(fēng)浪壅水面高度(m),A:安全加高(m),正常運(yùn)用為.5,非常運(yùn)用為.3;K:經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，由風(fēng)速、坡前水深、重力加速度所組成的無維量W/(gh)5m:上游坡坡比，上游坡較陡1:2.22;先計(jì)算出累積頻率為2%的波高h(yuǎn)z,再查表得hzx/h?=2.23,從而可計(jì)算得出平均波高h(yuǎn)o;La:平均波長(m),由公式K:綜合摩阻系數(shù)，取3.6×1“;W:計(jì)算風(fēng)速，正常運(yùn)用22.5m/s,非常運(yùn)用15.m/s(采用玉山縣氣象局D:風(fēng)區(qū)長度(m),26m;H:水域平均水深(m);β:計(jì)算風(fēng)向與壩軸線法線夾角；;;H:壩迎水面前水深(m);壩頂超高計(jì)算成果見表4-5。表4-5大壩壩頂高程復(fù)核成果表洪水頻率洪水位eRAY壩頂所需高程現(xiàn)狀壩頂高程1Q1由表4-5可以看出，大蓬水庫大壩壩頂高程不滿足規(guī)范要求。為評(píng)價(jià)大蓬大壩的壩坡安全穩(wěn)定性，查清大壩存在的壩坡安全隱患，根據(jù)大壩滲流計(jì)算成果、運(yùn)行情況、現(xiàn)場(chǎng)檢查資料，對(duì)大壩壩坡抗滑穩(wěn)定進(jìn)行分析。大壩的滲流計(jì)算采用理正巖土滲流分析計(jì)算軟件(5.6版),該軟件基于二維穩(wěn)定—非穩(wěn)定滲流理論，用有限元法求解滲流水頭并計(jì)算滲漏流量。(1)計(jì)算斷面的選擇本次大蓬大壩選樁號(hào)+53為上下游壩坡具有代表性。本次復(fù)核對(duì)此典型橫剖面作為穩(wěn)定滲流計(jì)算對(duì)象，計(jì)算斷面輪廓、材料分區(qū)具體見圖圖4.2-1大壩現(xiàn)狀典型斷面(樁號(hào)+53)材料分根據(jù)地質(zhì)報(bào)告給出的滲透系數(shù)參數(shù)值，大壩計(jì)算斷面滲透系數(shù)見表4.2—2。大壩現(xiàn)狀典型斷面各分區(qū)滲透指標(biāo)表表4.2—2斷面分區(qū)土層壩體部位滲透系數(shù)K允許滲透坡降低液限粘十壩體粘土質(zhì)砂層、砂礫石層壩基土(3)滲流計(jì)算工況的確定根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL274—21的規(guī)定，土壩的滲流計(jì)算應(yīng)考慮水庫運(yùn)行中出現(xiàn)的各種不利工況。大蓬正常蓄水位113.6m,設(shè)計(jì)洪水位114.2m,校核洪水位114.2m;本次穩(wěn)定滲流計(jì)算中考慮水位組合情況：(4)穩(wěn)定滲流計(jì)算大壩現(xiàn)狀滲流復(fù)核計(jì)算采用理正巖土滲流分析計(jì)算軟件(5.6版),該軟件基于二維穩(wěn)定—非穩(wěn)定滲流理論，用有限元法求解滲流水頭并計(jì)算滲漏流量。按不同工況組合進(jìn)行計(jì)算，可得到各工況下的滲流等勢(shì)線和大壩的浸潤線位置圖以及單寬滲流量，大壩滲流浸潤線及等勢(shì)線見圖4.2—2;各斷面各種工況下大壩滲流計(jì)算坡降及單寬滲流量值見表4.2—3。大蓬大壩各典型斷面滲流復(fù)核計(jì)算成果表4.2—3斷面大壩正常水位下游水位水頭(m)(m)降計(jì)算單寬(m3/d.m)根據(jù)大壩滲流流網(wǎng)分析，所計(jì)算的大壩的典型斷面浸潤線出逸點(diǎn)均較低。大壩浸潤線基本上直接從壩體上部出逸，在出口沒有保護(hù)的情況下，大壩圖4.2-2大壩典型斷面(樁號(hào)+53)穩(wěn)定滲流期浸潤線及等勢(shì)線示意圖(2)大壩現(xiàn)狀穩(wěn)定分析為評(píng)價(jià)大蓬大壩的壩坡安全穩(wěn)定性，查清大壩存在的壩坡安全隱患，根據(jù)大壩滲流計(jì)算成果、運(yùn)行情況、現(xiàn)場(chǎng)檢查資料，對(duì)大壩壩坡抗滑穩(wěn)定安全進(jìn)行根據(jù)大蓬大壩實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的情況，大壩現(xiàn)場(chǎng)檢查資料。大壩滲流分析計(jì)算選擇了壩中老河床部位+53樁號(hào)最大斷面作為大壩滲透穩(wěn)定計(jì)算典型斷面。與滲透穩(wěn)定計(jì)算斷面對(duì)應(yīng)，大壩壩坡穩(wěn)定分析亦選擇此斷面作為典型計(jì)算斷面，分別計(jì)算壩坡上、下游抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。計(jì)算斷面輪廓及材料分布具體見圖4.2—1。按照《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL274-21的規(guī)定，現(xiàn)狀壩坡穩(wěn)定計(jì)算采用計(jì)及條塊間作用力的簡化畢肖普法計(jì)算，穩(wěn)定滲流期采用總應(yīng)力法對(duì)下游壩坡進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算，水位降落時(shí)分別采用總應(yīng)力法對(duì)上游壩坡進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。3、計(jì)算參數(shù)的選取根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL274-21的規(guī)定，采用簡化畢肖普法(依據(jù)剛體極限平衡原理)計(jì)算土壩邊坡穩(wěn)定性，影響壩坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果的主要土層力學(xué)參數(shù)包括：濕容重、飽和容重、凝聚力、內(nèi)摩擦角。壩體材料物理力學(xué)指標(biāo)的選用：根據(jù)地質(zhì)給出的壩體填土和壩基的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)建議值。大蓬穩(wěn)定分析采用的物理力學(xué)指標(biāo)如下：大壩典型斷面(樁號(hào)+18.5)各分區(qū)填筑土物理力學(xué)指標(biāo)表表4.2-4分區(qū)土層濕容重飽和容重C9(度)壩身含砂低液限粘土壩基含粘土質(zhì)砂層、砂礫石層2根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL274—21的規(guī)定，對(duì)5級(jí)土壩，當(dāng)采用計(jì)及條塊間作用力的簡化畢肖普法計(jì)算方法時(shí)，正常運(yùn)用條件下，壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)應(yīng)不小于1.25,非常運(yùn)用條件下，壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)不小于1.15。壩坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算分析采用北京理正巖土邊坡穩(wěn)定分析計(jì)算軟件(5.21版),該軟件采用有效應(yīng)力法得到簡化畢肖普法的計(jì)算結(jié)果，符合《碾壓土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274-21)的要求。大壩剖面邊坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果匯總見表4.2-5,計(jì)算成果圖見圖4.2—3、圖4.2—4。大蓬大壩壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果表(采用簡化畢肖普法)表4.2-5壩坡簡化Bishop總應(yīng)力法正常運(yùn)用水庫正常蓄水位121.25m,下游無水位，形成穩(wěn)定滲流。下游坡庫水位自正常蓄水位121.25m降至死水位115.4m,形成非穩(wěn)定滲流。上游坡規(guī)范要求最小安全系數(shù)6、壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果分析大壩典型剖面各種水位工況上下游壩坡抗滑穩(wěn)定系數(shù)均能滿足規(guī)范要求的圖4.2-3大壩典型斷面(+53)穩(wěn)定滲流期上游壩壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果示意圖圖4.2-4大壩典型樁號(hào)(+53)穩(wěn)定滲流期下游壩壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果示意圖4.2.2溢洪道現(xiàn)狀存在的問題復(fù)核分析及加固內(nèi)容一、溢洪道現(xiàn)狀存在的主要問題根據(jù)水庫運(yùn)行、現(xiàn)場(chǎng)檢查及安全鑒定揭示溢洪道目前主要存在以下問題：溢洪道位于大壩左岸，為無坎寬頂堰流；溢洪道全長47.8m,溢洪道有進(jìn)口段，控制段、泄槽段，陡槽段組成，其中進(jìn)口段、控制段底板為砼結(jié)構(gòu)，兩邊墻底部是漿砌石抹面、上部是塊石襯砌，泄槽段未襯砌、基礎(chǔ)裸露、巖石抗沖能力較差，無消力池、直接沖下游農(nóng)田，質(zhì)量較差。二、溢洪道現(xiàn)狀存在問題的復(fù)核分析(1)泄槽坡度判別A一臨界斷面過水面積，矩形斷面A=bh;B一水面寬度，矩形斷面B=b;經(jīng)計(jì)算，在不同流量下臨界水深成果見表4.4-6。表4.2-6臨界水深計(jì)算成果表流量(m3/s)臨界水深hk(m)臨界底坡計(jì)算公式為：C-謝才系數(shù)a—系數(shù)，取α=1;表4.2-7臨界底坡計(jì)算成果表流量(m3/s)臨界底坡ik溢洪道泄槽底坡起始坡度i=1,至計(jì)算截止斷面坡度均大于臨界底坡，故堰為自由溢流。a)現(xiàn)狀溢洪道泄流曲線臨界底坡計(jì)算公式為：C-謝才系數(shù)a一系數(shù)，取α=1.5經(jīng)計(jì)算的i=97<.58,故為自由溢流。大蓬正常蓄水位113.6m,溢洪道為開敞式寬頂堰，堰頂高程為113.6m,溢洪道控制段寬度3.m。校核δ/h=6.6、設(shè)計(jì)δ/h=9.5為寬頂堰，溢洪道泄流能力按下式計(jì)算：m—流量系數(shù)，取.32;H—堰上總水頭m;ε—側(cè)收縮系數(shù)，取1計(jì)算成果見表4.2—8。4.2—8溢洪道現(xiàn)狀泄流能力表水庫水位泄流量水庫水深泄流量水庫水位泄流量水庫水深泄流量三、溢洪道加固內(nèi)容泄槽1段(+4—+37.9)、泄槽2段(+37.9—+357.8)、消力池(+57.8—+62.8)。進(jìn)口段(+～-6.5樁號(hào))長6.5m,為直線段，進(jìn)口底寬3.m,末端底寬3.m,矩形斷面，底高程113.6m。底面為.3m厚C2砼底板，邊墻為C2砼重力式結(jié)構(gòu)邊墻，內(nèi)邊坡為1:.4,墻高為1.1m~1.2m后接控制段。底板與邊墻間設(shè)置縱向縫，縫中用瀝青杉板填縫并用橡膠止水。控制段(+～+4樁號(hào))長4.m,采用無閘控制折線型實(shí)用堰，斷面為矩形，堰面長4.m,堰頂高程113.6m,溢流凈寬3.m,與水庫正常蓄水位齊平，上游底高程113.6m。堰體采滑齒槽，堰體兩側(cè)邊墻為C2砼結(jié)構(gòu)邊墻，內(nèi)邊坡為1:.4,砼堰體與上、下游段及邊墻均設(shè)置伸縮縫，瀝青杉板分縫，縫寬2m并采用橡膠止水，止水帶8樁號(hào))長53.8m,其中一級(jí)泄槽段(樁號(hào)+4～+37.9):底板均采用3cm厚的C25砼襯護(hù)，邊墻采用C2砼重力式結(jié)構(gòu)，頂寬3mm,底坡為.65,邊墻墻高為1.2m二級(jí)泄槽段(樁號(hào)+37.9～+57.8):底坡為.167,級(jí)泄槽段(樁號(hào)+4～+37.9):底板均采用3cm厚的C25砼襯護(hù)，邊墻采用底寬為3m,邊墻采用C2素砼重力式結(jié)構(gòu)，頂寬3mm,墻高1.2m,內(nèi)邊坡為1:.4。砼堰體與上、下游段及邊墻均設(shè)置伸縮縫，瀝青杉板分縫，縫寬2m并采用橡消能段(樁號(hào)+57.8～+62.8):底寬為3m,底板采用.5m厚C25鋼筋砼襯護(hù)，邊墻采用C2素砼重力式結(jié)構(gòu)，頂寬3mm,邊墻墻高為1.2m,內(nèi)邊坡為1:.4。底板設(shè)排水孔，間距1.2m,梅花形布置。墻內(nèi)設(shè)直徑為5mm的pvc排水管。4.2.3輸水建筑物現(xiàn)狀存在的問題復(fù)核分析及加固內(nèi)容一、灌溉涵管現(xiàn)狀存在的問題復(fù)核分析及加固內(nèi)容灌溉涵管位于大壩右壩肩，進(jìn)水口為砼斜涵，洞身結(jié)構(gòu)為直徑.25m的砼準(zhǔn)》(SL252—2)的有關(guān)規(guī)定，該工程規(guī)模為小(2)型水庫，工程等別為V等，灌溉涵管為5級(jí)建筑物，其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為1年一遇洪水，校核標(biāo)準(zhǔn)為5(一)灌溉涵管現(xiàn)狀存在的主要問題1、灌溉涵管采用放水斜涵，斜涵管混凝土質(zhì)量差，多出裂縫漏水。灌溉涵管位于右壩肩下部，為壩下涵管，平涵結(jié)構(gòu)為上下游段為砼預(yù)制管、中間為套接瓦管，砼預(yù)制管直徑為.25m,該涵管周邊有滲水點(diǎn)，可能砼管局部斷裂引起，進(jìn)口段與斜涵相接，該涵管運(yùn)行不暢由于局部堵塞輸水量較小影響了下游(二)加固內(nèi)容對(duì)于灌溉涵管，拆除舊的斜涵和砼管新建新的斜涵以及壩下涵管，壩下涵管的尺寸為1.m*1.4m。大蓬水庫是一座以灌溉為主，結(jié)合防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的小(2)型水庫工和國家技術(shù)監(jiān)督局、中華人民共和國建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布的《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB521—94),以及《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5288—99)的有關(guān)規(guī)定，經(jīng)復(fù)核本水庫工程等別為V等。大壩、溢洪道、壩下涵管等主要建筑物級(jí)別為5級(jí)，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為1年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇；泄水建筑物的消能防沖建筑按1年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)；臨時(shí)建筑物為5級(jí)。樞紐建筑物相應(yīng)的運(yùn)用洪水標(biāo)準(zhǔn)見表4-12。表4-12樞紐建筑物設(shè)計(jì)、校核洪水及相應(yīng)流量建筑物名稱工況洪水頻率(%)洪峰流量(m3/s最大下泄流量大壩設(shè)計(jì)1校核2溢洪道設(shè)計(jì)1校核2灌溉涵管設(shè)計(jì)1校核2一、設(shè)計(jì)采用的技術(shù)規(guī)范和文件資料15.《水利工程管理單位定崗標(biāo)準(zhǔn)(試點(diǎn))》和《水利工程維修養(yǎng)護(hù)定額標(biāo)準(zhǔn)(試點(diǎn))》水辦[24]37號(hào)：17.《水利水電工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)程》DL521—93;18.《江西省重點(diǎn)小(2)型病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)審批導(dǎo)則》(贛水建二、水文氣象及地震烈度工程所在區(qū)域多年平均氣溫18.°,多年平均月最高氣溫約29.7℃(七月份);多年平均蒸發(fā)量153.1mm;該區(qū)年均風(fēng)速2.6m/s,多年平均最大風(fēng)速12.2m/s,春夏盛行東南風(fēng)，秋季多西北風(fēng)，冬季多東北風(fēng)。多年平均降雨為1761.2mm,降雨具有年內(nèi)分配不均勻，年際間變幅大的特點(diǎn)，年內(nèi)4～6月份降雨量占全年48.77%。根據(jù)實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)最大年份的1998年降雨量為2599.1mm,最小年份的1996年降雨量為1121.7mm。實(shí)測(cè)最大24h暴雨量29.8mm,5～6月份是大雨或暴雨多發(fā)季節(jié)，降水強(qiáng)度大，時(shí)間集中。壩址區(qū)地震動(dòng)峰值加速度小于.5g,地震烈度小于VI度，設(shè)計(jì)可不考慮大壩為粘土心墻土壩，壩體填筑土主要為低液限粘土及粘土質(zhì)砂，土體含水量低，土體密實(shí)，填筑質(zhì)量基本滿足要求，滲透系數(shù)小于于1×1cm/s,滿足規(guī)范要求，壩體不存在滲漏問題。大壩清基質(zhì)量差；壩基表層巖層屬低透水巖體，不存在滲漏問題。大壩不同部位土料的物理力學(xué)指標(biāo)及滲透系數(shù)有一定差別，大壩主要地質(zhì)參數(shù)建議值見表4-13。表4-13大壩主要地質(zhì)參數(shù)建議值表工程地質(zhì)參數(shù)建議值peC中KI一/粘土心墻填筑土壩體填筑土壩基殘坡積土(二)、溢洪道溢洪道為在左壩頭山體中開挖而成，溢洪道沿線出露殘坡積土層和全風(fēng)化巖，巖體抗沖刷能力很差，無消能設(shè)施。根據(jù)溢洪道的情況，溢洪道巖土物理力學(xué)建議指標(biāo)如下：(1)、巖土體允許抗沖流速殘積土V允=1.m/s(水深1～2m)全風(fēng)化巖體允許抗沖流速：V允=1.～1.5m/s(水深1～2m)(2)、開挖邊坡建議值殘積土層邊坡：1:1.25全風(fēng)化巖質(zhì)邊坡：1:1(三)、灌溉隧洞原涵管，漏水嚴(yán)重，存在涵管與壩身接觸滲漏隱患，危及大壩安全。涵管位于大壩右岸山體中，未發(fā)現(xiàn)大的斷層及裂隙構(gòu)造，但洞身未襯護(hù)，圍巖風(fēng)化，出口漿砌石襯護(hù)質(zhì)量差。結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)及相同地層的工程經(jīng)驗(yàn)，涵管工程地質(zhì)參數(shù)建議值：4.4總體布置本工程為除險(xiǎn)加固工程，受本工程現(xiàn)狀地形條件的限制，加上工程規(guī)模較小，樞紐建筑物總體布置方案仍在現(xiàn)狀基礎(chǔ)上進(jìn)行，對(duì)大壩壩下涵管進(jìn)行拆除重建。4.5.1擋水建筑物(大壩)加固設(shè)計(jì)根據(jù)《江西省重點(diǎn)小(2)型病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)及審批導(dǎo)則》,本次設(shè)計(jì)的方針針對(duì)重點(diǎn)病險(xiǎn)問題進(jìn)行除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)。確定大壩除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)的1、壩頂加固處理：現(xiàn)狀壩頂高程不滿足設(shè)計(jì)要求，寬度偏寬，在運(yùn)行過程中，大壩多年的固結(jié)沉降，致使壩頂不平整。本次設(shè)計(jì)中先對(duì)壩頂進(jìn)行整平至115.4m高程，壩頂寬4.m。壩頂高程加固后經(jīng)計(jì)算設(shè)計(jì)為115.4m。2、上游護(hù)坡設(shè)計(jì)：上游壩坡坡比設(shè)計(jì)為1:2。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將現(xiàn)狀上游坡清理表層，待清理完成并修整后先鋪筑8cm厚度的粗砂墊層，再在其上采用1cm厚的C15砼預(yù)制塊護(hù)坡至114.2m高程，以上采用草皮護(hù)坡至壩頂。為了節(jié)省外運(yùn)的費(fèi)用并平衡清理出來的不可利用的風(fēng)化料，上游壩坡利用上部整修的清除料清理出來的塊石堆于護(hù)坡底部。上游壩坡于+5樁號(hào)設(shè)置寬2m的臺(tái)4、下游護(hù)坡設(shè)計(jì)：下游面整修后采用草皮護(hù)坡，坡比1:4到達(dá)113.4后為4.9m平臺(tái)，平臺(tái)以下為1;2.75草皮護(hù)坡至高程19.4m,高程19.4m以下為貼坡排水體。下游壩坡于+5樁號(hào)設(shè)置寬2m的臺(tái)階。為防止下游壩坡雨水集中沖刷而形成雨淋溝，在下游壩面設(shè)置縱向排水溝和岸坡排水溝?？v向排水溝布置在排水體平臺(tái)內(nèi)側(cè)和4.9m平臺(tái)內(nèi)側(cè)。排水溝底板采用C15砼現(xiàn)澆而成，排水溝墻采用M7.5漿砌C15砼預(yù)制塊。縱向排水溝斷面尺寸為.3m×.3m;岸坡排水溝斷面尺寸為.4m×.45m。5、大壩下游壩腳新建貼坡排水體設(shè)計(jì)：現(xiàn)狀大壩下游無反濾排水設(shè)施，本次新建貼坡排水體，排水體頂長92m,頂寬為2.m,根據(jù)校核水位下壩體浸潤線出逸點(diǎn)高程，確定排水體頂高程為19.4m,坡比1:2.75,反濾層由砂礫料綜合組成，反濾層由一2cm厚的砂墊層，一層2cm厚卵4cm厚干砌石體。在大壩貼坡排水體頂設(shè)縱向排水溝，排水溝底寬.3m,排水溝襯砌用C15砼現(xiàn)澆；另在排水體腳設(shè)縱向排水溝，溝底寬.4m。(1)、壩頂高程計(jì)算公式，計(jì)算方法及計(jì)算公式等同加固前的復(fù)核計(jì)算，計(jì)算成果見表4-14。表4-14壩頂高程計(jì)算成果表洪水頻率洪水位eRAY壩頂所需高程現(xiàn)狀壩頂高程1Q1本次加固設(shè)計(jì)大壩壩頂高程為115.4m,上游預(yù)制塊護(hù)坡頂高程采用為(2)、大壩加固后滲透穩(wěn)定分析大蓬水庫大壩經(jīng)過防滲加固處理后，滲流狀況將發(fā)生改變，因此下面對(duì)加固后大壩滲流穩(wěn)定進(jìn)行復(fù)核計(jì)算分析。本次大壩加固后滲流復(fù)核計(jì)算按平面滲流問題考慮，采用有限元計(jì)算方法對(duì)大壩滲流作計(jì)算分析。本次對(duì)大壩加固后設(shè)計(jì)復(fù)核計(jì)算斷面選取與現(xiàn)狀復(fù)核計(jì)算相對(duì)應(yīng)的壩中斷面，即大壩樁號(hào)+18.5斷面。大壩加固后，計(jì)算斷面滲透分區(qū)與現(xiàn)狀斷面主要不同之處在于增加了大壩粘土心墻防滲系統(tǒng)。滲透穩(wěn)定分析時(shí)保留的原有各土層滲透試驗(yàn)指標(biāo)取值同現(xiàn)狀計(jì)算分析時(shí)一致。斷面土層滲透系數(shù)取用地質(zhì)大壩各典型斷面各分區(qū)滲透指標(biāo)表表4.5—2斷面分區(qū)土層壩體部位滲透系數(shù)允許滲透坡降[J]含砂低液限粘土壩體粘土質(zhì)砂層、砂礫層壩基土心墻壩體6根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL274算應(yīng)考慮水庫運(yùn)行中出現(xiàn)的不利條件，大蓬水庫正常蓄水位113.6m,設(shè)計(jì)洪水位為114.2m,校核洪水位為114.2m;本次穩(wěn)定滲流計(jì)算中考慮下列水位組合大壩加固后滲流復(fù)核計(jì)算采用理正巖土滲流分析計(jì)算軟件(5.6版),該軟件基于二維穩(wěn)定—非穩(wěn)定滲流理論，用有限元法求解滲流水頭并計(jì)算滲漏流量。按不同工況組合進(jìn)行計(jì)算，可得到各工況下的滲流等勢(shì)線和大壩的浸潤線位置圖以及單寬流量，大壩滲流浸潤線及等勢(shì)線見圖4.5—2,各斷面各種工況下大壩滲流計(jì)算坡度及單寬流量值見表4.5-3,心墻滲透坡降為4.8。大壩加固典型斷面滲流復(fù)核計(jì)算成果表4.5-3斷面大壩上游水位(m)下游水位(m)水頭逸出點(diǎn)高逸出點(diǎn)滲透坡降計(jì)算單寬流量根據(jù)所計(jì)算繪出的大壩滲流流網(wǎng)圖可以看出，大壩的滲流流網(wǎng)揭示該大壩高水位滲流性態(tài)符合防滲墻防滲土石壩滲流規(guī)律(見滲流流網(wǎng)圖),所計(jì)算的斷面在各種水位下形成的穩(wěn)定滲流期滲流性態(tài)總體上基本一致，大壩+18.5斷面在各計(jì)算工況下浸潤線位有明顯降低。大壩加固后在滲流方面得到很大改善，不會(huì)發(fā)生滲透變形破壞。但由于大蓬水庫大壩壩體結(jié)構(gòu)及邊界條件復(fù)雜，在大壩滲流的理論分析中作了很大程度地簡化，不可能完全反映實(shí)際情況。圖4.5-1大壩加固后典型斷面(樁號(hào)+53)材料分三、大壩加固后壩坡穩(wěn)定分析加固后壩坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算斷面仍選取大壩樁號(hào)+53斷面。該斷面壩體材料分布及具體輪廓尺寸見圖4.5-1。本次大壩壩坡穩(wěn)定計(jì)算采用《碾壓式土根據(jù)《小型水利水電工程碾壓土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》SL189-96,穩(wěn)定滲流期對(duì)下游壩坡指標(biāo)進(jìn)行總應(yīng)力法穩(wěn)定計(jì)算，水庫水位降落時(shí)采用總應(yīng)力法對(duì)上游壩坡進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。計(jì)算參數(shù)即壩體材料的物理力學(xué)指標(biāo)的選用，根據(jù)選用的計(jì)算方法要求，計(jì)算中采用本次初設(shè)地質(zhì)報(bào)告中對(duì)該大壩地質(zhì)參數(shù)建議值，各材料具體數(shù)值見表4.5-4。大壩建筑物級(jí)別為5級(jí)建筑物，根據(jù)碾壓土石壩規(guī)范其安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)正常運(yùn)用條件下壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)不小于1.25;非常運(yùn)用條件下壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)不小于1.15。大壩典型斷面(樁號(hào)+18.5)各分區(qū)填筑土物理力學(xué)指標(biāo)表表4.5-4分區(qū)土層濕容重飽和容重C9(度)壩身粘土質(zhì)砂低液限粘土壩基粘土質(zhì)砂層、砂礫石層2心墻含低液限粘土注：對(duì)容重采用地質(zhì)報(bào)告提供的建議值。本工程壩坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算分析采用北京理正軟件設(shè)計(jì)院開發(fā)的《理正邊坡穩(wěn)定驗(yàn)算系統(tǒng)》(5.6版)由微機(jī)進(jìn)行計(jì)算。該軟件采用有效應(yīng)力法和總應(yīng)力的要求。大壩加固典型斷面邊坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果匯總見表4.5-5,計(jì)算成果圖見圖4.5-2～4.5-3。圖4.5-2大壩加固后典型斷面(樁號(hào)+53)庫水位降落期上游壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果示意圖圖4.5-3大壩加固后典型斷面(樁號(hào)+53)庫水位降落期下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果示意圖大蓬水庫大壩壩坡穩(wěn)定計(jì)算成果表(采用簡化畢肖普法)表4.5-5簡化正常運(yùn)行水庫正常蓄水位113.6m,下游相應(yīng)水位15.4m,形成下游坡庫水位自正常蓄水位113.6m降至死水位17.1m時(shí)，相應(yīng)下游水位1m,形成非穩(wěn)定滲流。上游坡規(guī)范要求最小安全系數(shù)從表4.5-5壩坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算成果來看，大壩加固后壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)在各種計(jì)算工況下均滿足規(guī)范要求，故大壩加固后的壩坡抗滑穩(wěn)定滿足規(guī)范4.5.2泄水建筑物(溢洪道)加固設(shè)計(jì)溢洪道除險(xiǎn)加固內(nèi)容包括進(jìn)口段、控制段、泄槽段、消力池段等部分，現(xiàn)將溢洪道各部分建筑物結(jié)構(gòu)布置及設(shè)計(jì)計(jì)算分述如下：進(jìn)口段(+~一6.5樁號(hào))長6.5m,為直線段，進(jìn)口底寬3.m,墻為C2砼重力式結(jié)構(gòu)邊墻，內(nèi)邊坡為1:.4,墻高為1.1m~1.2m后接控制段。底板與邊墻間設(shè)置縱向縫，縫中用瀝青杉板填縫并用橡膠止水。控制段(+～+4樁號(hào))長4.m,采用無閘控制折線型實(shí)用堰，斷面為矩形，堰面長4.m,堰頂高程113.6m,溢流凈寬3.m,與水庫正常蓄水位齊平，上游底高程113.6m。堰體采滑齒槽，堰體兩側(cè)邊墻為C2砼結(jié)構(gòu)邊墻，內(nèi)邊坡為1:.4,砼堰體與上、下游段及邊墻均設(shè)置伸縮縫，瀝青杉板分縫，縫寬2m并采用橡膠止水，止水帶泄槽段(+4～+57.8樁號(hào))長53.8m,其中一級(jí)泄槽段(樁號(hào)+4～+37.9):底板均采用3cm厚的C25砼襯護(hù)，邊墻采用C2砼二級(jí)泄槽段(樁號(hào)+37.9～+57.8):底坡為.167,級(jí)泄槽段(樁號(hào)+4～+37.9):底板均采用3cm厚的C25砼襯護(hù)，邊墻采用底寬為3m,邊墻采用C2素砼重力式結(jié)構(gòu)，頂寬3mm,墻高1.2m,內(nèi)邊坡為1:.4。砼堰體與上、下游段及邊墻均設(shè)置伸縮縫，瀝青杉板分縫，縫寬2m并采用橡4、消力池段消能段(樁號(hào)+57.8～+62.8):底寬為3m,底板采用.5m厚C25鋼筋砼襯護(hù)，邊墻采用C2素砼重力式結(jié)構(gòu)，頂寬3mm,邊墻墻高為1.2m,內(nèi)邊坡為1:.4。底板設(shè)排水孔，間距1.2m,梅花形布置。二、溢洪道水力計(jì)算(1)泄槽坡度判別臨界水深計(jì)算公式為：a—系數(shù)，取α=1.5;A一臨界斷面過水面積，矩形斷面A=bh;B一水面寬度，矩形斷面B=b;經(jīng)計(jì)算，在不同流量下臨界水深成果見表4.5-6。表4.5-6臨界水深計(jì)算成果表流量(m3/s)臨界水深h(m)臨界底坡計(jì)算公式為：C-謝才系數(shù)B一水面寬度，a一系數(shù)，取α=1;表4.5-7臨界底坡計(jì)算成果表流量(m3/s)臨界底坡ik溢洪道泄槽底坡起始坡度i=.58,至計(jì)算截止斷面坡度均大于臨界底坡，故堰為自由溢流。b)現(xiàn)狀溢洪道泄流曲線臨界底坡計(jì)算公式為：C-謝才系數(shù)a一系數(shù)，取α=1.5經(jīng)計(jì)算的i=98<.58,故為自由溢流。大蓬水庫正常蓄水位113.6m,溢洪道為開敞式寬頂堰，堰頂高程為113.6m,溢洪道控制段寬度3.m。校核δ/h=6.6、設(shè)計(jì)δ/h=9.3為寬頂堰，溢洪道泄H—堰上總水頭m;ε—側(cè)收縮系數(shù)，取1計(jì)算成果見表4.5—8。4.5—8溢洪道現(xiàn)狀泄流能力表水庫水位泄流量水庫水深泄流量水庫水位泄流量水庫水深泄流量2、溢洪道水面線計(jì)算溢洪道按5年一遇洪水校核，1年一遇洪水設(shè)計(jì)，校核水位114.2m,設(shè)計(jì)水位114.2m,相應(yīng)的下泄流量分別為1.64m3/s(P=2%)和.92m3/s水面線的計(jì)算根據(jù)能量方程，用分段求和法計(jì)算，計(jì)算公式為：v?、v?—分段始、末斷面平均流速，m/s;a?、a?—流速分布不均勻系數(shù)，取1.5;J一分段內(nèi)平均摩阻坡降；n—陡坡槽身糙率系數(shù)，取.17;v一分段平均流速，v=(v?+v?)/2,m/s;R—分段平均水力半徑，R=(R?+R?)/2,m。陡坡波動(dòng)和摻氣后水深按下式計(jì)算：式中：h——不計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深(m);h——計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深(m);V——不計(jì)入波動(dòng)及摻氣的計(jì)算斷面上的平均流速(m/s);ξ——修正系數(shù)，取1.2。陡坡邊墻高度為計(jì)入波動(dòng)及摻氣后的水深再加安全超高，設(shè)計(jì)工況安全超高取1m,校核工況取.5m。經(jīng)計(jì)算，在不同流量下該段水面線計(jì)算成果表4.5—9溢洪道水面線計(jì)算成果表表4.5—9樁號(hào)設(shè)計(jì)洪水校核洪水水深(m)摻氣水深(m)流速水深(m)深(m)+88911經(jīng)水庫調(diào)洪計(jì)算，水庫設(shè)計(jì)洪水位114.2m(P=1%),最大下泄流量.9m3/s;校核洪水位114.2m(P=2%),相應(yīng)下泄流量1.64m3/s。三、消力設(shè)施水力計(jì)算消力池按十年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，最大下泄.91m2/s,經(jīng)陡槽水面計(jì)算，可知泄槽末端水深h?=.11m,流速=9.19m/s。躍后水深h?的計(jì)算公式：h?——收縮斷面水深，即泄槽末端水深(m)F——收縮斷面的弗勞德數(shù)q——單寬流量(m2/s·m)經(jīng)過計(jì)算，水躍共軛水深h=1.32m。消力池出口水位可采用其下游泄洪渠水位，泄洪渠水位可采用明渠均勻流公式進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)計(jì)算，消力池出口走水深ht=.25m。通過對(duì)泄槽水面線的分析，在下泄流量Q=.91m2/s的情況下，泄槽末段已趨近于正常水深而呈勻速流態(tài)，即使跌差再增加，末端水深不再減少。因此，可根據(jù)這一特點(diǎn)，使消力池計(jì)算大大簡化。消力池深的計(jì)算公式o—水躍淹沒系數(shù)，取1.5h?—躍后水深(m)h—消力池出口走水興(m)△Z—消力池出口水面跌落(m)q—單寬流量(m2/s·m)P—流速系數(shù)，取.95經(jīng)計(jì)算，消力池深度d=.6m式中：L—自由水躍躍長(m)L—消力池長度(m)消力池設(shè)計(jì)采用尺寸：長4.5m,寬3m,深.6m。4.5.3輸水建筑物除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)灌溉涵管位于大壩右壩肩下部，為壩下涵管，結(jié)構(gòu)為上下游砼預(yù)制管中間套接瓦管，涵管總長約59米，涵管尺寸為直徑.25m的砼管，涵管進(jìn)口底板高程17.1m,出口底板高程16.52m。涵管進(jìn)口為放水砼斜涵。設(shè)計(jì)灌溉面積為4畝，實(shí)際灌溉面積3畝。按照《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB521—94)、《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252—2)的有關(guān)規(guī)定，該工程規(guī)模為小(二)型水庫，工程等別為V等，灌溉涵管為5級(jí)建筑物，其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為1年一遇洪水，校核標(biāo)準(zhǔn)一、輸水建筑物現(xiàn)狀存在的主要問題1、灌溉涵管位于左壩肩下部，涵管已老化，該涵管周邊有滲水出口，可能涵管斷裂引起，進(jìn)口段與斜涵相接，從涵管出口周邊滲水較嚴(yán)重。二、灌溉涵管除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)內(nèi)容(一)、大壩灌溉高涵管除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)內(nèi)容1、拆除原進(jìn)水口斜涵，新建放水斜涵。斜涵采用C25鋼筋砼，開挖邊坡為1:3,斜涵共設(shè)13節(jié)臺(tái)階，每節(jié)高.4m,長1.2m,寬1.m,壁厚.3m,每個(gè)臺(tái)階設(shè)一圓形進(jìn)水口，進(jìn)水口直徑為.2m2、挖除原直徑.25m的涵管，新建1.m*1.4m(寬x高)的涵管。涵管全長54m,9m一節(jié)共6節(jié)。3、消力井加固設(shè)計(jì)，消力井采用C25鋼筋砼，內(nèi)空長2m,內(nèi)空高1.9m,內(nèi)空寬1.m。設(shè)置一底門，底門斷面尺寸.3x.3(寬x高),壁厚.3m。底門進(jìn)水口為17.1m。(二)、灌溉涵管過流能力計(jì)算(1)斜涵放水孔泄流能力計(jì)算大蓬水庫設(shè)計(jì)灌溉引水流量為.2m3/s,下面對(duì)斜涵的取水能力進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)《小型水庫工程》(武漢水利電力學(xué)院農(nóng)水系編),其過流能力采用以μ——空口流量系數(shù)，與進(jìn)水口形狀有關(guān)，μ=.58-.453,一般圓形放水孔取μ=.452;H1、H2、H3——分別為第1、第2和第3孔的作用水頭，分別為.4m、.8m表4.5-1灌溉涵管斜涵進(jìn)水孔過流能力表開孔數(shù)(孔)水頭(m)單孔流量(m3/s)雙孔流量(m3/s)由表可知，灌溉引用流量時(shí)應(yīng)開啟一個(gè)孔放水即滿足要求。2、斜涵過流凈空計(jì)算斜涵按無壓均勻流進(jìn)行計(jì)算A——斜涵斷面積，高.4m,寬1.m;經(jīng)計(jì)算，在通過.2m3/s時(shí)，斜涵水深為.3m。根據(jù)《水力計(jì)算手冊(cè)》中對(duì)于無壓管必須滿足凈空面積及凈空高度的要求，本斜涵凈空高為.37m滿足要求；凈空面積與斜涵過流斷面面積百分比為9%,滿足凈空面積不小于斜涵斷面面面積15%的要求。因此斜涵滿足設(shè)計(jì)過流要求。(2)、灌溉涵管1、消力井尺寸計(jì)算消力井體積按以下公式計(jì)算H-作用水頭；而本次設(shè)計(jì)消力井有效消能容積為1.4*1.5*2.32=4.872m3,滿足消能要求。由于灌溉涵管為無壓運(yùn)行，故其斜涵放水最大流量不應(yīng)大于涵管處于無壓狀態(tài)下的泄流量，無壓涵管最大過流能力按明渠流計(jì)算公式計(jì)算：經(jīng)計(jì)算，在通過.2m3/s時(shí)，涵管水深為.3m。根據(jù)《水力計(jì)算手冊(cè)》中對(duì)于無壓管必須滿足凈空面積及凈空高度的要求，滿足要求；凈空面積與涵管過流斷面面積百分比為96%,滿足凈空面積不小于涵管斷面面面積15%的要求。因此涵管滿足設(shè)計(jì)過流要求。大蓬水庫位于江西省玉山縣下塘鄉(xiāng)下塘村，壩址距玉山縣28km。水庫無上壩公路和進(jìn)庫公路。在施工前要新鋪筑一條寬4.m的路，來滿足施工要求，5工程概算5.1編制說明5.1.1工程概況大蓬水庫位于江西省玉山縣下塘鄉(xiāng)下塘村，壩址距玉山縣28km。大蓬水庫于1959年2月動(dòng)工興建，1959年12月主體工程完工并開始初步受益，水庫建本次工程為除險(xiǎn)加固工程，工程項(xiàng)目集中。本次除險(xiǎn)加固工程主要項(xiàng)目有大壩、灌溉涵管，溢洪道等。本工程除險(xiǎn)加固主要工程量有：土方開挖5438.5m3;土石方回填423.6m;粘土回填175m3;鋼筋15.1噸；模板2238m2;砼1345.5m3。施工總工期：1個(gè)月。概算編制價(jià)格水平年：215年4月。5.1.2投資主要指標(biāo)工程總投資122.73萬元，其中工程部份116.98萬元。5.1.3編制原則和依據(jù)江西省水利廳《江西省水利水電工程設(shè)計(jì)概(估)算編制規(guī)定》(試行)江西省水利廳《江西省水利水電建筑工程概算定額》(試行)贛水建管字乙6]242號(hào)。江西省水利廳《江西省水利水電電設(shè)備安裝工程概算定額》(試行)贛水江西省水利廳《江西省水利水電工程施工機(jī)械時(shí)班費(fèi)定額》(試行)贛水二、人工概算單價(jià)依據(jù)贛發(fā)改設(shè)審(213)586號(hào)文的規(guī)定，人工概算工時(shí)單價(jià)為：工長8.39元/工時(shí)、高級(jí)工7.6元/工時(shí)、中級(jí)工6.73元/工時(shí)、初級(jí)工5.6元/工砂、卵石、水泥、鋼材等到玉山縣購買(原價(jià)參考江西省造價(jià)信息215年第4月公布的玉山縣信息價(jià)),運(yùn)輸費(fèi)、裝卸費(fèi)、采保費(fèi)按現(xiàn)行文件規(guī)定