某水库除险加固初步设计Word格式文档下载.docx

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上游坝坡坡度为1:

3，干砌石护坡；

下游坝坡坡度为1:

2.5，草皮护坡。

原溢洪道位于大坝的右端，由于底板高程高，泄水不畅，于1972年废弃封堵，填筑土料，成为大坝的一部分，沿坝轴线长度为30m。

现溢洪道位于库区右岸，距大坝右坝头约500m，由6孔平板钢闸门控制，闸门尺寸为2.5×

4.0m（H×

B）。

堰顶高程1023.60m，堰顶净宽21.0m；

启闭机平台及工作桥顶高程为1029.36m；

溢洪道设引渠段、控制段、陡坡段，消力池及海漫，总长100.0m。

设计泄量为184.0m3/s，校核泄量为230.0m3/s。

放水洞位于大坝桩号0+080m处，1970年为修建胜天渠（灌溉渠道）所建,型式为钢筋混凝土压力涵管，直径0.60m，洞长50.0m，最大放水流量1.50m3/s，进口高程1023.60m，塔内安装手动闸阀控制。

左坝肩原建有泄水洞，1986年坍塌堵死后，失去输水能力。

水库下游防洪保护范围包括王坊洗煤厂、王庄煤矿等企业，县乡公路、小王庄煤炭专用铁路等交通公（铁）路以及下游内王等4个村庄、0.96万人，1.20万亩耕地。

1.2安全鉴定结论及建议

***水库于2010年9月进行了大坝安全鉴定，2010年11月通过了***省水利厅核查，认定该水库属于三类坝。

1.2.1水库存在的主要问题

1、水库防洪能力不满足规范要求。

2、大坝上游干砌石护坡大部分损毁，坝坡杂草丛生；

坝顶防浪墙部分损坏，整体向上游倾斜，桩号0+000～0+042段和0+070～0+080段共52m没有修建防浪墙；

坝下游约410m坝坡被堆积的大量生活建筑垃圾及煤矸石压埋，坝顶宽度大部由原来的3.0m向下游堆宽至14.0～17.0m左右，杂草丛生，没有排水设施。

3、右岸近坝库岸局部塌岸。

4、溢洪道损坏严重，闸门及启闭机全部损坏，桥面板损坏严重，两岸管理房均已成危房；

溢洪道内杂草丛生，陡坡段局部塌陷，有部分砌石脱落。

影响溢洪道正常泄洪。

5、放水洞淤积堵死，不能正常运行。

6、大坝无安全监测设施。

1.2.2水库安全鉴定提出的除险加固建议

1、采取工程措施，使水库达到现行防洪标准。

2、对大坝及近坝库岸进行整修加固。

3、改造溢洪道。

4、维修放水洞。

1.3流域概况与气候

1.3.1流域概况

水库位于浊漳南源流域陶清河一级支流荫城河的支流南宋河上，地理坐标为：

控制流域面积43.10km2，其中：

土石丘陵区24.14km2，占56.00%；

土石山区18.96km2，占44.00%。

坝址以上流域长度7.75km，平均坡降16.09‰，河段为山区河道,地势较高，海拔一般在1000m以上。

荫城河是陶清河的一级支流,源于***县西火镇上西掌村，流经西火、东蛮掌、横河、石炭峪、荫城、桑梓、王坊、李坊等村，在李坊村北入陶清河水库而汇入陶清河，河流全长20km，流域面积157.3km2。

平均纵坡7.59%。

荫城河为洪水河道，仅在雨后短时内有径流。

河流为山区河流，河床为土砂质。

该河是丘陵阶地上覆的黄土遇水形成冲沟而扩展的河道的，现河床大致稳定。

荫城河多年平均年径流量440万m3，年输砂量13万m3。

南宋河是荫城河的支流，发源于***县南宋乡东掌村东南，流经东掌、南宋、内王、桑梓等村，在桑梓东从左岸汇入荫城河。

南宋河总的流向为自南向东北，总的地貌特征是山岭连绵，丘陵起伏，河谷穿插，沟壑纵横。

该流域所处多为土石丘陵区、土石山区，水土流失现象较严重，所夹带泥沙中含大量推移质。

流域内植被覆盖情况较差，除有少量林区外，一般只有灌木、草丛被覆，属中等侵蚀区。

南宋河为洪水河道，仅在雨后短时内有径流。

1.3.2流域气候

流域内多年平均降水量为580mm，总趋势为自上游向下游递增，降水年际和年内分配也不均匀。

每年降水有70%以上集中在6～9月。

流域上游地区多年平均蒸发量1564mm，下游地区多年平均蒸发量1621mm。

极端最低气温-22.2℃，极端最高气温37.3℃。

1.4地质

1.4.1区域地质概述

工程区地处***县南部，流域内大部分为山地，地势总体呈西南高、东北低的趋势，地面高程在1016～1404m之间，地貌类型属山地低山及丘陵地貌。

根据区域地质资料，工程区处于吕梁一太行断块、太行山块隆西南部，西临沁水块坳。

区域构造格局受太行大断裂控制，该断裂为一NNE向逆冲断裂，分隔太行山块隆和沁水块坳，本区位于断裂的SE盘，太行山块隆南部偏西。

根据《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306～2001）图A1及《中国地震动反应谱特征周期区划图》（GB18306～2001）图B1，本区地震动反应谱特征周期值为0.40s，地震动峰值加速度为O.10g，相应的地震基本烈度Ⅶ度。

1.4.2坝址工程地质

坝址区为低山丘陵区，地形总体呈西南高、东北低的趋势，坝体周围以黄土地貌为主，两岸大部分为黄土陡坎，受筑坝挖方影响，坝区两岸地形零乱。

坝址区主要为第四系黄土覆盖，地表主要发育黄土冲沟，基岩埋藏于地下，地质构造较简单。

坝址区地下水类型主要为松散岩类孔隙水，分布于河谷部位的河床河漫滩及一级阶地，含水层岩性为第四系砂砾石、粉土及粉砂层内，地下水接受大气降水及河道上游径流入渗，由两岸向河谷，由上游向下游排泄。

据本次钻探资料，坝基土中部表层有砾砂层透镜体，底部及两侧为低液限粘土，本次检查中未发现坝基及绕坝渗漏问题，大坝在运行中也未发现坝基及绕坝渗漏问题。

水库运行至今已50余年，本次检查未发现坝基渗透变形问题。

1.4.3大坝、溢洪道、放水洞质量分析

坝体填土成分为低液限粘土，其主要物理力学指标为：

天然含水量12.3%～32.9%，干密度1.56～1.71g/cm3，平均值1.61g/cm3，孔隙比0.511～1.040，渗透系数1.3×

10-7cm/s～4.4×

10-5cm/s，算术平均值6.5×

10-6cm/s，标准贯入试验锤击数4.0～15.0击，修正后标贯击数3.4～13.3击，粘聚力20.0～70.0kPa，内摩擦角5.0°

～10.0°

。

据上述资料分析，坝体填土经近五十多年的进一步固结作用，总体填筑质量较好，虽局部坝体填筑质量不均，仍满足规范要求。

其渗透系数均值为6.5×

10-6cm/s，属微透水性。

根据室内土工试验结果，溢洪道地基土含水率11.7～17.2%，干密度1.69～1.70g/cm3，较密实。

渗透系数3.8×

10-5～9.3×

10-5cm/s，属弱透水性。

溢洪道地基稳定，建筑物损坏严重。

放水洞为压力涵管，座落在坝体土上，场地稳定性较好。

1.4.4建筑材料

本工程选择块石、碎石料场为陶清河水库附近灰岩料场，料场距水库坝址约20km，有县乡公路相通，运输方便。

料场地层为奥陶系中统峰峰组深灰色、灰色中厚层状致密灰岩，质地较纯，储量较大，利用工程类比法，其强度指标可满足工程设计指标要求。

工程区附近没有天然砂料场和人工砂料场，所以砂料拟从***县城购买本地砂，储量丰富，当地建筑大量使用，数量质量均可满足设计要求。

县城至施工现场由县乡公路相通，交通运输方便，平均运距25km。

1.5工程任务和规模

1.5.1工程任务

***水库除险加固改造的主要任务是:

通过工程改造,使水库达到现行规范要求的防洪标准，同时使组成水库枢纽的各建筑物达到相应规范要求的安全运行标准。

1.5.2工程规模

水库原设计总库容470.0万m3，最大坝高11.50m，低于15.0m，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），水库属小（Ⅰ）型水库，为Ⅳ等工程，大坝、溢洪道和放水洞为4级建筑物，水库防洪标准确定为20年一遇设计，100年一遇校核。

1.6工程布置及主要建筑物

***水库枢纽改造的目的是除险加固、防洪达标，所以改造的方式是针对现有枢纽建筑物在运行中存在的问题和缺陷，采取相应的工程措施。

***水库枢纽工程由大坝、溢洪道和输水洞组成。

根据工程存在的问题，大坝、溢洪道和输水洞均需进行改造。

鉴于投资有限，本着“先急后缓，先重后轻“的原则，本次设计主要针对溢洪道和输水洞进行改造。

大坝工程主要是对防浪墙和护坡维修改造，由当地政府结合本次除险加固改造自筹资金一起进行改造。

1.6.1大坝

1、存在的主要问题：

大坝上游干砌石护坡大部分风化、冲刷损毁，坝坡杂草丛生；

坝段下游410m长坝坡被堆积了大量的煤矸石和少部分生活建筑垃圾，坝顶宽度大部由原来的3.0m向下游堆宽至14.0～17.0m左右，杂草丛生，没有排水设施。

2、改造方案：

对大坝防浪墙破损部分进行修复，桩号0+000～0+042段和0+070～0+080段新修防浪墙，坝顶新修C20混凝土路面；

清理大坝上游坝坡杂物，拆除旧干砌石护坡，并新建干砌石护坡以保证大坝的安全稳定。

桩号0+150～0+560段大坝下游坝坡堆积物较多，设计从堆积物顶部下挖1m，并沿坡度1：

2.5向下游清理堆积物并整平，然后在顶部和下游坝坡上回填土并夯实处理，夯实后顶部低于坝顶0.5m，下游坝坡坡度1：

2.5。

桩号0+000～0+150大坝下游坡堆积物较少，0+000-0+030为原溢洪道进口，设计将溢洪道部分开挖土方回填至该段下游坝坡，顶部宽度约为5m（顶部宽度可做调整），坡度1：

2.5，夯实处理，夯实后顶部低于坝顶0.5m，下游坝坡坡度1：

多余土方填至原溢洪道内。

桩号0+560～0+600下游坝坡堆积物较少，改造前清除下游坝坡上杂草和垃圾，并对坝坡进行整平处理，恢复坝坡坡度为1∶2.5。

下游坝坡清理平整后，在坝脚至坝顶范围内新建M7.5浆砌石网格草皮护坡。

1.6.2溢洪道

库区已淤积至溢洪道堰顶高程，加之当地群众在堰前填土造地，致使溢洪道引渠上游地势抬高，高程在1024.2m～1027.3m之间，影响泄洪；

溢洪道损坏严重，闸门及启闭机全部丢失，桥面板坍塌、损坏严重，两岸管理房均已成危房；

溢洪道内杂草丛生，陡坡段局部塌陷，有部分砌石脱落，影响溢洪道正常泄洪。

原溢洪道包括引渠段、控制段、陡坡段、消力池及海幔，总长度100m。

此长度为以往统计资料中的数据，仅指上游四部分的防护衬砌长度，海幔段之后尚有300m为人工开挖的土质陡槽，之后才汇入河道。

此段纵坡在1%～2%之间，坡度较陡，应属于溢洪道的泄槽段。

为防止泄洪时对泄槽段的冲刷，本次设计考虑对此段进行护砌；

现有消力池下移至泄槽段末端。

设计对溢洪道控制段拓宽，在控制段两侧各新增一孔闸孔，由原来的6孔增至8孔，总长度35.4m，堰顶净宽达到28m，高程不变；

对引水渠、现有泄槽防护段进行改造；

对泄槽未衬砌段按设计宽度进行开挖