某水庫除險加固初步設計報告(存儲版)

　　

【正文】 ，前壩坡無 砌護。 ③ 壩頂 有交通要求， 但壩頂 寬度僅 。 工程任務 防洪任務：利用水庫滯洪、削峰作用保護水庫下游村莊 、農(nóng)田，及 隆秦公 路的防洪安全 。 水庫自 1976 年建成至今，在 36年得運行中共淤積庫容 萬 m3， 各時段淤積量資料見表 41。 thWgHthWgh mm ])([ ? {])([) 0 1 8 (022WgHth m} mm hT ? 式中 ： mh — 平均波高 ， m； W — 計算風速， m/s。），這里取 0176。 主要建設內(nèi)容 本次除險加固的主要內(nèi)容有： (1)壩 前 培厚 ，前坡 面 用 8cm 厚的 C1W F150 砼預制板砌護； (2)臥管改建水塔， 新建 方涵 連接段 ， 設計最大下泄流量 5 工程布置及建筑物 35 5 工程布置及建筑物 設計依據(jù) 工程等別、建筑物等級及抗震標準 根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》 SL252— 2021 規(guī)定， 參照水利部下發(fā)的《 關于印發(fā)重點小型病險水庫除險加固工程初步設計指導意見的通知 》（ 水總[2021]428 號 ）文件的附件《 重點小型病險水庫除險加固工程初步設計指導意見 》中“ 等級劃分及洪水標準 ”， XX水庫 屬小（ 二 ）型水庫，主要建筑物（土壩、 輸水建筑物 ）屬 Ⅴ等 5級 。次要建筑物及臨時建筑物（庫內(nèi)施工圍堰等）屬Ⅴ等 5 級。 風壅水面高度可按下式計算： e＝ ?cos22mgHDKV 式中： e— 計算點處的風壅水面高度（ m）； D— 風區(qū)長度（ m）； K— 綜合 摩阻系數(shù)，取 179。對于 5 級壩 R 值采用累積頻率為 5%的爬高值 %5R e — 最大風壅水面高度， m； A — 安全超高，山區(qū)、丘陵區(qū) 5級建筑物正常運用 ，非常運用 。” 本工程綜合考慮水庫淤積年限取 20 年。生態(tài)環(huán)境 的 急劇惡化，喪失 了 涵養(yǎng)水源 的 條件，近年國家加大了荒山治理力度，自治區(qū)自 2021 年實施封山禁牧，羊畜全部下山圈養(yǎng) ， 戶內(nèi)用水量加大，進一步加劇了缺水程度。 工程存在的問題 水 庫自建成以來，經(jīng)過多年運行，目前已存在諸多問題 ： ① 壩體碾壓不均勻，質(zhì)量較差， 內(nèi)部有裂隙， 水庫 難以在高水位蓄水 。 ⑺ 壩址區(qū)及庫區(qū) 地震 動峰值加速度為 ， 地震動反應譜特征周期 ，地震基本烈度Ⅷ度 ， 屬抗震不利地段。 粗骨料（礫石料） 礫 石料場地位于三關口，開采多年，已形成規(guī)模，巖 性為奧陶系灰?guī)r，致密、堅硬，符合建筑材料標準，屬外購料，距壩址區(qū) 65km，交通方便。 其物理力學指標為： 3 工程地質(zhì) 27 （壓縮、直剪、滲透試驗的試樣是在最大干容重乘 的壓實系數(shù)后制備的）： 項 目 統(tǒng)計個數(shù) 最小值 最大值 平均值 變異 系數(shù) 統(tǒng)計 修正 系數(shù) 地質(zhì)建 議值 最優(yōu)含水率 wOP t（ %） 3 最大干容重 r d max（ g/cm3） 3 壓縮系數(shù)α 1— 3（ MPa1） 天然 3 飽和 3 壓縮模量 Es（ MPa） 天然 3 飽和 3 滲透系數(shù) K(cm/s) 3 179。建議使用抗硫酸鹽型水泥。其新鮮巖體物理力學性質(zhì)指標：含水量 W=%，濕容重 r=，干容重 r /d=，孔隙比 e=，液限 W/L=%,塑限 W/P=%，自由膨脹率 δ /ef=%，存在弱膨脹潛勢。主要分布水庫兩岸一級階地上，其厚度 ，其物理力學性質(zhì)指標為：含水量 W=%，天然密度ρ =，干密度ρ /d=，孔隙比 e=，壓縮系數(shù)α /12=，壓縮模量 Es=，凝聚力 C=14Kpa，內(nèi)摩擦角Φ =，液限W/L=%,塑限 W/P=%，滲透系數(shù) K=179。無坍塌、滑坡體等不良地質(zhì)現(xiàn)象。在壩體迎水面及背水面 3— 4m 處取樣試驗，局部點存在自重濕陷性。 CL=CL+ SO42179。 106 濕陷系數(shù)δ s —— 自重濕陷數(shù)δ zs —— 允 許 承 載 力 [R]（ Kpa） 120 邊坡比 1: b 壩體（人工填土）物理力學性質(zhì)指標為： 壩體（人工填土） 物 理力學性質(zhì)指標統(tǒng) 計表 項 目 樣本數(shù) 最小值 最大值 平均值 標準差 變異 系數(shù) 統(tǒng)計 修正 系數(shù) 標準差 地 質(zhì) 建 議值 含水量 w (%) 22 22 濕容重 r (g/cm3) 22 干容重 rd (g/cm3) 22 孔隙比 e 22 壓縮系數(shù)ɑ 12 (Mpa1) 100300 壓縮模量 Es(Mpa) 凝聚力 C(Kpa) 22 內(nèi)摩擦角φ（度） 22 滲透系數(shù) K 179。新鮮完整 [R]=350KPa，邊坡比 1 ： 。由于流水切割侵蝕，河谷呈“ U”型。 庫區(qū)滲漏 庫區(qū)地處中低山區(qū)，兩岸為低山均高于設計最高水位線，也沒有低于該庫設計正常蓄水位的鄰谷及洼地。勘察期間 溝內(nèi)有地表水和地下水，其地表水化學類 HCO3–– SO42–– CL— Mg— Na–– Ca 型，對混凝土一般酸性、 重碳酸鹽型、鎂離子型不具有腐蝕性，僅硫酸鹽型具有中等腐蝕性， [SO42]含量 。 ⑵ 第四系上更新統(tǒng)馬蘭組 (Q3m) 黃土：灰白、土黃色，堅硬狀態(tài)，具大孔隙，垂直節(jié)理發(fā)育，具濕陷性。 根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（ 1:400 萬），工作區(qū)的地震動峰值加速度為，地震動反應譜特征周期 ，地震基本烈度為Ⅷ度。 地質(zhì)構造及地震 工作區(qū)屬隴西系旋卷構造體系，受其影響西華山 ––南華山 ––六盤山隆起斷褶帶對該地區(qū)影響最為顯著。水庫處于兩山間溝谷地帶，沖溝較發(fā)育，兩岸巖體裸露，海撥高程 2100– 2150m 之間，總體為東高西低，溝谷大體為“ U‘字型，兩岸Ⅰ、Ⅱ級階地不連續(xù)分布。根據(jù)以上暴雨參數(shù)可以求得相應頻率的洪峰流量、洪水總量見表 27。 t)面積為 F 的流域上， t 時段內(nèi)凈雨量為 1mm 的單位線在 t 時段的縱坐標，以 m3/s 計 。 XX 水庫 設計點 雨量表 表 25 單位： mm 暴雨歷時 （ h） 均值 Cv Cs/Cv 設計暴雨（ p=%） 10 5 1h 6h 2 水 文 12 XX水庫設計面雨量 表 26 單位： mm 歷時 （ h） 項目 設計頻率 P(%) 10 5 1 點面折 減系數(shù) 設計 面暴雨 6 點面折 減系數(shù) 設計 面暴雨 設計洪水 計算方法 由于 XX水庫壩址處無實測流量資料，因此采 用暴雨資料推求設計洪水，依據(jù)《寧夏暴雨洪水圖集》及重新修訂的寧夏不同歷時暴雨參數(shù)等值線圖 。暴雨強度較大，本區(qū)域能形成大洪水的暴雨一類是籠罩面積小、歷時短、主雨 t≤ 1~3h，雨強大于 1mm/min。 流域內(nèi)溝道一般 11 月中、下旬開始有岸冰，次年 2 月開始融冰， 2 月底至 3月初終冰。降雨集中，歷時短、強度大，蒸發(fā)強烈，氣溫變化大，無霜期較短，日照充足。 2 水 文 9 2 水 文 流域概況 XX 水庫位于 XX 縣溫堡鄉(xiāng) XX 溝村，屬于甘渭河支流 XX 溝上，所在位置處于黃土丘陵半干旱區(qū)，集水面積 。 工程的環(huán)境保護效益較大。 工程計劃總工期為 17 個月 。高）， 其底板、側墻及頂板厚 度均為 ， 洞長 ，比降1/50。 為防止風浪侵蝕， 前 坡 面 鋪設 8cm 厚的 C15 砼預制板 ,下墊 砂礫石 ， 板縫寬 5cm， 每 10m 設置一道伸縮縫， 并在 壩腳處設置 179。 除險 加固方案 XX水庫是一座以防洪及攔泥為主的水利樞紐工程， 總庫容 m3，已淤積庫容 萬 m3,有效庫容 萬 m3,設計水平年取 20年，校核洪水標準取 200年，根據(jù)水文資料，經(jīng)調(diào)洪計算庫容能夠滿足防洪要求，因此壩體不用加高。 水庫水資源利用任務：該 水庫是一座防洪兼 水資源利用 的多功能水庫， 由于淤積嚴重，蓄水量逐年下降， 水庫灌溉功能基本喪失。 水庫兩岸均有大面積第三系巖層， 培厚 時應對兩岸淤積面以上強化巖層進行處理，以防止由于風化裂隙，巖體破碎而引起繞壩滲漏。 通過地質(zhì)勘察，壩址區(qū)的地層巖性有第三系中新統(tǒng)紅柳溝組（ N1h）砂質(zhì)泥巖、第四系上更新統(tǒng)馬蘭組（ Q3m）黃土、第四系全新統(tǒng)沖洪積（ Q41apL）壤土、（ Q42apL）角礫碎石，人工填土（ Q4mL）等 土料 場布置在大壩右岸 ， 料場 平均 運距為 150m 左右 。對鋼結構具有弱腐蝕性。 庫區(qū)地表水主要由上游各溝谷流水匯集，受季節(jié)性影響較強。出露于壩體上下游的沖溝中。洪水 的形狀受暴雨的影響 多為尖瘦形，陡漲陡落，一般不超過 一天 。年平均太陽總輻射量 5007 兆焦耳 /平方米，年日照時數(shù) 2228 小時 ， 夏季多偏南風，冬季多偏北風，平均風速 。 水文 XX 水庫 位于甘渭河支流 XX 溝上， 流域面積 km2， 地勢自東向西傾斜，溝道流向與地勢相同展布 。 (寬 179。 水庫 于 1976年 建成 ， 2021 年加高 ， 壩高 25m， 總庫容 萬 m3， 是一座以防洪為主的小（二）型水庫。壩址以上控制流域面積 ，屬小（二）型水庫。 我院組織設計人員對水庫進行現(xiàn) 場踏勘，初步擬定以下方案： ①壩 前 培厚； ② 臥管改建水塔、封堵原臥管 ； 2021年 5月 15日完成《寧夏 固原市 XX 縣XX水庫 出險加固初步設計報告》（送審稿）。 水庫存在的問題 水庫自建成以來，經(jīng)過多年運行，目前已存在諸多問題 ： ① 壩體碾壓不均勻，質(zhì)量較差， 內(nèi)部有裂隙， 水庫難以在高水位蓄水 。 山頂渾圓，土坡陡陖多階狀。 XX 水庫 流域多年平均降水量為 540mm，降水年內(nèi)分配不均，主要集中在 6～ 9月，占全年總降水量的 72%。 工程地質(zhì) 庫區(qū)工程地質(zhì)條件 庫區(qū)屬 中低山地貌單元 ,河谷受水流的沖刷切割 ,使河谷形成“ U”字型。 第四系全新統(tǒng)沖積層 (Q41aL)壤土：灰白、灰褐色，堅硬狀態(tài)，具水平層理，局部含礫，有機質(zhì)含量較高 ，植物根系發(fā)育，主要分布于河谷的Ⅰ、Ⅱ級階地上。（ CL=CL+ SO42179。 水庫地處中低山地貌單元，兩岸低山或丘陵均高于正常蓄水位。 砂料位于靜寧威戎 砂料場，主要分布于甘肅省靜寧縣城的河谷中，為第四系沖積作用形成，屬砂礫混合料，總儲量大于 500 萬立方米，砂含量占 70%，屬中粗砂。建議采用抗硫酸 鹽水泥。次要建筑物及臨時建筑物（庫內(nèi)施工圍堰等）屬Ⅴ 等 5 級。 設計擬采用壩前培厚方案進行壩體防滲處理。 新建水塔 位置擬定為 原臥管上游側 處 ，岸坡與泥面銜接處 。 砂料位于靜寧威戎 砂料場，主要分布于甘肅省靜寧縣城的河谷中，為第四系沖積作用形成，屬砂礫混合料，總儲量大于 500 萬立方米，砂含量占 70%，屬中粗砂。 工程占地及淹沒 經(jīng)調(diào)查經(jīng) ， XX 水庫除險加固的興建無搬遷農(nóng)戶 。 工程概算 工程總土方 萬立方米，其中：土方開挖 萬立方米，土方回填 萬立方米；砌石 立方米，其中：漿砌石 立方米；澆筑混凝土 413立方米。 土壤為山地草甸土 。熱量豐富，春溫上升快，秋溫下降迅速。 2 水 文 10 XX 水庫 流域 多年平均 及 各保證率年降水量月分配 表 表 21 單位： mm 月 份 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10 月 11 月 12月 全年 多年平均 540 P=50% 532 P=75% 460 蒸發(fā) 該流域多年平均水面蒸發(fā)（ E601 型） 810mm，干旱指數(shù) 。因該流域為半干旱黃土丘陵溝壑區(qū)，洪水的產(chǎn)流方式為超滲產(chǎn)流。根據(jù)該區(qū)暴雨特性及下墊面條件采用扣損法計算產(chǎn)流過程。以μ (Δt178。 XX 水庫 位于 XX 縣 、 溫堡鄉(xiāng) 、新莊 村，屬小（二）型水庫，建設日期為 1976年 3 月。廣泛分布于該區(qū)域。北部以西華山 ––南華山北麓山前斷裂為界，與興仁 ––海原新生帶坳陷帶相鄰，南部緊靠西吉新生帶坳陷帶。 地質(zhì)構造 根據(jù) 調(diào)查 ， 庫區(qū) 未發(fā)現(xiàn)有斷裂存在。厚度 1— 5m。 = mg/ L），對鋼結構具中等腐蝕性。