水库设计工作报告文档格式.docx

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1.2水库枢纽建筑物的布置

XXX水库枢纽由XXX水库和XX水库及XXX水库经连通隧洞连接而成。

1.2.1XXX水库

XXX水库工程主要由大坝、溢洪道、灌溉输水涵管兼发电引水管、灌区工程等组成。

XXX水库大坝为粘土心墙代料组合坝，坝顶全长184m，原设计坝顶高程116.30m，心墙顶高程115.80m，防浪墙顶部高程117.40m，坝顶宽度6.0m，最大坝高34.3m。

大坝上游坡比从上至下分别为1∶2.75、1∶3、1∶3.5，下游坡比从上至下分别为1∶2.5、1∶2.5、1∶2.75。

大坝上、下游坡均设置二级平台，平台高程上、下游一致，分别为94m和105m，平台宽度均为2m。

XXX水库溢洪道位于大坝左岸，为宽顶堰开敞式溢洪道，堰顶高程113.00m，堰顶宽35m。

由控制段和陡槽段组成，陡槽直接与下游河道相连，未建消力池和海漫，泄洪时冲刷大坝坝脚，危及大坝安全。

XXX水库灌溉兼发电输水涵管位于大坝右岸，为圆形钢筋砼有压涵管，管长128m，进口底部高程97.0m，管径为φ1.1m。

进口安装有斜拉式铸铁闸门一扇，配套5t斜拉式手动启闭机一台。

输水流量为5m3/s，主要负担四个乡镇8.7万亩农田灌溉。

渠首建有一座小型电站，装机容量为125kW/台，平均年发电量为15万kW·

h。

XXX水库施工导流管位于大坝中部，导流管进口高程83m，管

长215m，管内径为φ0.3m的砼管，管壁厚0.2m，（已封堵）。

1.2.2XX水库

XX水库工程主要由大坝和溢洪道组成（施工导流涵管已封堵）。

XX水库大坝为粘土心墙代料组合坝，坝顶全长188m，原设计坝顶高程116.0m，心墙顶高程115.50m，坝顶宽度5.0m，最大坝高32.50m。

大坝上游坡比从上至下分别为1∶2.75、1∶3、1∶3.25，下游坡比从上至下分别为1∶2.25、1∶2.5、1∶2.75。

大坝上、下游坡均设置二级平台，平台高程上、下游一致，分别为96.0m和106.0m，平台宽度均为2.0m。

XX水库溢洪道位于大坝左岸，为宽顶堰开敞式溢洪道，堰顶高程113.0m，堰顶宽12.0m，由堰顶控制段和陡槽段组成，且陡槽下游段未开挖，未做底板和侧墙。

陡槽与下游河道直接相连，未建消力池和海漫，泄洪时冲刷大坝坝脚，危及大坝安全。

XX水库施工导流管位于大坝左侧山岩上，导流管进口高程86.0m，管长148m，管内径为φ0.3m的砼管，管壁厚0.2m，已封堵，但渗水严重。

XX水库至XXX水库连通隧洞长377m，隧洞断面为矩形和半园拱组成，矩形尺寸为1.5×

0.95m（宽×

高），拱矢高0.75m。

底部高程均为97.0m，XX与XXX连通隧洞洞壁砼衬砌厚度0.2m。

现已堵塞，影响通水。

1.2.3XXX水库

XXX水库工程主要由大坝、溢洪道和城镇供水管等组成。

XXX水库大坝为粘土心墙代料组合坝，坝顶全长209m，原设计

坝顶高程115.8m，心墙顶高程115.30m，坝顶宽度5.0m，最大坝高28.8m。

大坝上游坡比从上至下分别为1∶2.75、1∶3、1∶3.25，下游坡比从上至下分别为1∶2.5、1∶2.5、1∶2.75。

XXX水库溢洪道位于大坝右岸，为宽顶堰开敞式溢洪道，堰顶高程113.0m，堰顶宽10.0m，由堰顶控制段和陡槽段组成。

陡槽直接与下游河道相连，未建消力池和海漫。

泄洪时回水冲刷大坝坝脚，危及大坝安全。

XXX水库输水管位于大坝左岸山岩上，输水管进口高程97.0m，管内径为φ1.0m的砼圆管，管长108m。

输水管进口设置直升式的启闭台和工作桥。

闸门采用1.06×

0.8m平板铸铁闸门，进口设有拦污栅设备。

由于开通了与XX水库连通隧洞，且坝下游无灌溉渠道，因此在1992年修建XX集镇供水站时，输水管内插入φ300毫米砼管后进行了砼封堵，距坝脚30m处设闸阀控制引水，现成为XX集镇供水站的进水管。

1.3主要建筑物加固内容

1.3.1XXX水库

大坝：

防浪墙加高、坝顶整治，上游坡现浇混凝土护坡、下游坡植草护坡、修建排水棱体；

灌溉兼发电输水涵管：

重建；

溢洪道：

完建；

防汛道路及防汛交通桥：

机电设备及金属结构：

更换；

观测设施：

完善雨量站、变形观测设施及渗流观测设施

1.3.2XX水库

坝顶整治，上游坡现浇混凝土护坡、下游坡植草护坡、修建排水棱体、大坝帷幕灌浆；

XX水库至XXX水库连通隧洞加固；

防汛道路：

完善变形观测设施、渗流观测设施

1.3.3XXX水库

大坝坝顶戴帽加高、心墙加高、修筑防浪墙、上游坡现浇混凝土护坡、下游坡植草护坡、修建排水棱体；

完善变形观测设施、渗流观测设施。

1.4工程所处位置的地形地貌

水库流域区大地构造单元属于杨子准地台的中部，位于江汉坳陷～洞庭坳陷与大巴山台缘褶带的隆起带上。

主要经历了震旦纪前的晋宁运动、侏罗纪末的燕山运动和老第三纪末的喜山运动。

工程区构造上位于XXX断裂（包括XXX东断裂、XXX西断裂）与南漳～荆门断裂之间的地垒上，西距XXX东断裂12km、距XXX西断裂20km，东距南漳～荆门断裂约20km。

XXX断裂形成于燕山期。

XXX东断裂断层带宽10～20m，出露长度60km；

XXX西断裂带宽度10～40m，出露长度120km。

坝区地表出露有3条断层，其中有2条裂隙性断层（f1、f2）位于XXX大坝的右侧，另1条断层（f3）位于XXX大坝左坝肩一带，

横穿坝基。

工程区裂隙不甚发育，一般发育长度3～5m，少量5～10m，裂面大多平直闭合，少量沿裂面充填方解石或1～2mm铁猛质膜，经地表实测统计，发育长度大于2m的裂隙线密度0.5条/米，裂隙为中、陡倾角。

岩体各风化带的厚度及其分布，明显受岩性和地形、地貌条件的制约。

一般砂岩长石石英砂岩抗风化能力相对较强，泥质粉砂岩、砂质泥岩抗风化能力相对较弱，并且有失水干裂的特点。

风化厚度一般以山顶最厚，斜坡次之，谷底最薄。

勘探范围内，全强风化带平均厚度2～5m，弱风化厚度2～8m。

工程区地表水系，主要为XXX、XX、XXX。

三条支流在下游距XXX大坝4.5km处汇入瓦河后流入漳河。

经各拦河大坝截断水流，水库蓄水后，库水位一般在106～110m之间变化，最高水位113.52m。

地下水与地表水联系密切，山体地下水主要受大气降雨及水库水补给，一般以孔隙泉水或裂隙泉水形式排向溪沟，汇入漳河。

出露于XXX拦河大坝左坝肩及坝肩前f3断层上盘的崩塌体，XXX大坝施工爆破取土时，该崩塌体后缘下座高度1～2m，前缘部分已滑入水库中，现该崩塌体出露宽度15～45m，顺岸坡展布。

库坝区区域构造环境基本稳定，依据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），工程区地震基本烈度为Ⅵ度，地震动峰值加速度为0.05g，反应谱特征周期为0.35s。

2工程规划设计要点

2.1设计基本资料

2.1.1水文气象

XXX水库枢纽位于X河与X河相汇合的两河口上游的三角洲地区，在XXX水库枢纽附近原布置的水文站、雨量站较少,水文站有X河上的XXX、XX河上的河溶站。

这些站点控制的流域面积均较大，用来分析XXX水库枢纽的设计洪水并不适合。

雨量站有水库东侧的XX站，以及水库下游的XX市气象站，本次在进行XXX水库枢纽整险加固初步设计资料收集时，搜集到XX市气象站自1970年到2000年共31年的年最大1h、6h、24h的降雨（其中1980年以前无最大1h、6h的降雨资料）观测记录。

由于XX市气象站位于XX市城区附近，距XXX水库群仅24km，地理位置均处于平原和山丘两大区域的分界线附近，江汉平原的周边地带，两地的降雨特性基本相同，故可作为XXX水库枢纽设计洪水的分析依据。

XXX流域属亚热带季风气候区，雨量充沛，根据XX市气象站的观测资料统计，流域多年平均降雨量994.4mm，最高气温40.9℃，最低气温-15.6℃，多年平均气温16.4℃。

具体情况见表2—1，XX市气象站多年平均月降雨量统计表见表2—2。

表2—1XX市气象特征值表

序号

项目

单位

XX市

1

多年平均气温

℃

16.4

2

历年极端最高气温

40.9

3

历年极端最低气温

-15.6

4

多年平均相对湿度

％

76

5

多年平均风速

m/s

2.4

6

历年最大风速

24.2

7

多年平均降水量

mm

994.4

表2—2XX市气象站多年平均月降雨量统计表

月份

降雨量（mm）

16.5

25.8

54.8

101.6

119.7

133.9

8

9

10

11

12

187.2

114.8

105.8

71.4

43.6

19.5

从表2—2统计分析成果来看，流域的主汛期在每年的4～10月份，其间的降水量占全年的83.89％；

从地理位置来看，流域所在的XX市处于平原和山丘两大区域的分界线附近，也是江汉平原的周边地带，地势开阔平坦，因此，春夏季节，XX多处于副高控制区，局部性对流天气发生的频率较高，故而春夏季节降雨量较为集中。

XXX流域洪水来自暴雨，多集中出现在4～10月份，年最大流量更多地集中在7～9月份，在流域的上游XXX水库库区，由于河流纵坡较陡，呈山溪河流特性，洪水易涨易落、来势迅猛、峰量集中，峰型以单峰居多。

经计算分析，XXX水库枢纽设计洪水的计算成果见表2-3。

表2-3XXX水库枢纽设计洪水成果表

频率

XXX水库

XX水库

洪峰

流量

24h洪量

0.10%

656.3

708

278.2

195

248.8

149

0.20%

595.4

653

251.3

181

226.2

138

0.33%

542.7

612

233.3

170

209.4

129

0.50%

512.2

579

221.1

160

199.7

123

1%

443.9

523.3

192.3

146

174.1

111

2%

383.8

466

166.5

131

151.0

99

3.33%

172.5

425

64.1

121

54.6

92

5%

157.9

390

58.7

50.0

84

10%

132.9

329

49.2

94

42.1

71

20%

106.7

264

39.4

33.8

57

XXX水库除险加固后调度运用如下：

（1）在汛期（5～9月份），水库的主要任务为防洪，保证水库大坝的安全。

5月份（初汛）水库水位降至汛限水位113.00m以下，准备拦蓄洪水；

6～8月份（主汛）水库限制最高运行水位为113.00m，洪水到来时，利用溢洪道泄洪。

（2）在非汛期（10～4月份），主要为兴利调度，水库最高运行水位为正常蓄水位113.00m。

根据水库灌溉和供水计划放水，以满足用水要求。

将来，随着水库水情自动测报系统的完善和洪水预报方案精度的提高，可对水库洪水实行预报调度，使水库发挥更大的效益。

2.1.2工程地质

坝区工程地质

（1）坝址区出露主要地层为侏罗系下统上煤组的砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩夹碳质页岩及煤线，地质构造简单，为单斜构造，断层裂隙不甚发育，岩体透水性较弱。

第四地层为冲积层粉质粘土、粉质壤土、粉细砂。

粘性土层透水性较弱，具弱透水～微透水性，砂性土层透水性较强，具中等～强透水性。

（2）大坝心墙填筑料为粘性土料与砂质土料，呈可塑～硬可塑状，碾压较密实，渗透系数为i×

10-4～i×

10-6cm/s，具弱～微透水性，防渗功能较好。

坝壳填筑料以砾质土料及石渣料为主，少量碎块石料与粘性土料，施工碾压较密实，局部碾压欠佳，历史上曾出现跌窝，经施工处理后，坝坡现未出现明显变形，坝体未出现裂缝等其它明显变形迹象，坝址附近岸坡未出现岸坡稳定问题。

除XX大坝坝后坡渗水严重外，其余部位均未出现渗水现象，大坝坝身运行态势良好。

（3）大坝坝基中第四系冲积层，因粘土心墙将其截断为粘性土层，不存在渗漏问题。

坝基中的基层，微、新岩石为相对隔水层，

全、强风化带及局部裂隙密集带，具弱透水性，导致在坝后坡脚处出现散浸，坝基浅部存在渗漏问题。

但经运行三十来年的检验，水质水量未发生明显的改变。

坝身与坝基接触带无软化现象，坝基勘探深度范围内未见软弱夹层，且大坝坝脚较宽，坝基抗滑稳定性较好。

（4）XXX水库输水管道进口右侧岸坡，未发现与岸坡走向近于平行的结构面，岩层倾向下游且倾角平缓。

岸坡稳定性较好。

闸基承载力为300KPa。

（5）XXX水库枢纽溢洪道，建基岩体为弱风化及强风化泥质粉砂岩，岩体抗冲刷性能较差，溢洪道地基主要持力层为泥质粉砂岩，承载力为300KPa，岩石饱和抗压强度为10Mpa，可满足溢洪道对地基强度的要求。

2.2设计标准

2.2.1工程等级和主要建筑物级别

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），XXX水库为Ⅲ等工程，其主要建筑物如大坝、溢洪道、输水管等按3级建筑物设计。

XX和XXX两水库为Ⅳ等工程，其主要挡水、泄水和输水建筑物按4级建筑物设计。

次要建筑物按5级建筑物设计。

根据《防洪标准》（GB50201—94），XXX水库洪水标准为：

正常运用洪水标准为50年一遇洪水设计，非常运用洪水标准为1000年一遇洪水校核，溢洪道消能防冲设计洪水标准为30年一遇。

XX、XXX两水库因大坝下游即为XX镇，设计洪水标准采用50年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核，溢洪道消能防冲设计洪水标准为20年一遇。

该地区地震烈度低于Ⅵ度，根据《水工建筑物抗震设计规范》的规定，可不考虑设防。

2.2.2设计规范规程

《防洪标准》（GB50201—94）

《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）

《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）

《溢洪道设计规范》（SL253—2000）

《水工隧洞设计规范》（SL279—2002）

《水工混凝土结构设计规范》（SL/T191—96）

《水工金属结构防腐蚀规范》（SL105—95）

《水利水电工程钢闸门设计规范》（DL/T5013—95）

《水利水电工程启闭机设计规范》（SL41—93）

《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》（SL/T225—98）

《水工建筑物抗震设计规范》（SL203—97）

《水库工程管理设计规范》（SL106—96）

《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62—94）

《水利水电工程施工组织设计规范》（SLDJ338—89）

2.2.3主要设计参数

（1）特征水位

①XXX大坝

正常蓄水位：

113.00m

设计洪水位：

114.95m（50年一遇），相应溢洪道泄流量136.0m3/s

校核洪水位：

115.86m（1000年一遇），相应溢洪道泄流量240.8m3/s

死水位：

97.00m

②XX大坝

114.43m（50年一遇），相应溢洪道泄流量30m3/s

115.09m（1000年一遇），相应溢洪道泄流量53.1m3/s

③XXX大坝

114.99m（50年一遇），相应溢洪道泄流量40.7m3/s

115.91m（1000年一遇），相应溢洪道泄流量71.8m3/s

（2）岩土物理力学指标及渗透系数

根据2002年XXX勘测研究院提供的《XX市XXX水库枢纽工程除险加固初步设计地质勘察报告》，坝体填筑料的物理力学指标采用值如表2－4。

输水管闸室、溢洪道地基参数：

地基承载力为300KPa，粉质粘土的摩擦角φ=17°

，泥质粉砂岩抗剪强度C为1Mpa，f=0.4。

输水管闸室和溢洪道开挖边坡采用值：

临时边坡1:

1.5，永久边坡1:

2.0。

混凝土结构耐久性要求：

根据工程的实际情况，本工程的混凝结构处于二类环境，其混凝土强度等级根据结构所处的部位不得低于C20或C25，混凝抗冻等级为F50。

料场土料物理力学指标如表2－5。

表2－4坝体填筑料的物理力学指标采用值

部

位

填土

名称

含水量

ω

干密度

ρd

孔隙比

e

压缩

系数

a

模量

Es

内摩

擦角

ф

凝聚力

C

承载力

标准值

fk

渗透

K

%

（Mpa）-1

MPa

度

kPa

Kpa

cm/s

XXX大坝

粉质

粘土

21.9

1.65

0.65

0.35

5.75

17

23

150.0

4.10×

10-5

XX大坝

22.80

1.58

0.72

0.25

9.95

16

140.0

5.26×

22.0

1.59

7.75

5.56×

表2—5料场土料物理力学指标

最优含

水量

最大干

容重

含水

量

重度

孔隙

比

内磨

φ

凝聚

力

渗透系数K

湿容重

γ

干容重

γd

KN/m3

（MPa）-1

18.5

16.2

23.2

18.2

15.6

0.29

7.5

145

5．1×