周家水库初设报告(修编)陈改0516

11综合说明1.1绪言1.1.1工程概况周家水库位于泸水支流武华山老江溪上。属**县**乡管辖。地理坐标为东经114043＇，北纬2708＇附近，距敦厚镇30km。坝址以上控制集雨面积5.4km2。总库容240万m3。水库设计正常高水位111.60m（黄海高程，下同），相应库容195×104m3；三十年一遇设计洪水位112.84m，相应库容219×104m3；三百年一遇校核洪水位113.44m，相应库容240.0×104m3。死水位100.75m，相应库容8.0×104m3。水库设计灌溉面积为4000亩，实际灌溉面积1800亩，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小(一)型水库。该水库于1965年8月动工兴建，1966年2月竣工蓄水。枢纽工程主要建筑物有主坝、副坝、溢洪道、灌溉输水涵管等。主坝为均质土坝,坝顶长174m，宽3.6~5.0m，坝顶高程114.52~115.47m，上游坝坡坡比为1:1.98~1：2.2，高程108.85m以上设有块石护坡;背水坡高程103.70m以上坡比为1:1.98~1：2.2，草皮护坡。其下为贴坡排水体，顶宽3.5m，坡比为1：2.5。最大坝高18.4m.副坝位于溢洪道左侧山脊上，长70m。现有坝顶高程为111.98~114.72m，最大坝高约3.0m。溢洪道位于主、副坝之间，控制段为开敞式宽顶堰，堰顶高程111.60m，溢流净宽12.5m,堰后接陡槽，i=1/0.272，长45m；消力池池长19.5m，池深1.75m；全段底板均采用砼衬护,边墙为浆砌块石头。无出水渠。2输水建筑物位于主坝左坝段，由斜管和坝下涵管组成。斜管系分级斜卧式，放水孔径为2*20cm，级差0.7m；坝下涵管为钢筋砼管，内径0.7m，壁厚0.2m，纵坡1/200，全长71.5m，进口底高程为100.75m，出口底高程100.40m。水库地理位置十分重要，下游有**乡及5个村小组,保护人口1500人，农田5000亩及**-敦厚公路等重要交通干线。水库一旦失事，将造成重大灾害损失。由于工程是在特殊的历史背景下兴建，勘测、设计及施工方面均存在较多缺陷，给工程留下许多隐患，虽经多次加固处理，但由于工程初期施工质量太差，加固时处理不彻底，加固质量也未严格控制，工程隐患一直未得到根治，水库一直处于带病运行状态。目前工程仍存在以下问题：（1）主坝坝顶坑洼不平、宽窄不一；上下游坝坡坡比不规整；上游坝坡块石护坡无垫层，块石块径小，风化严重，局部存有松动缺失现象；下游坝坡无护坡，灌木杂草丛生；坝面基本无排水设施；贴坡排水体反滤层无级配，部分坝段反滤层缺失，泥土淤堵失效。主坝下游坝坡见有多处洇湿散浸面与集中渗漏点，先后开挖9条导渗沟进行应急处理。（2）副坝坝顶宽窄不一，断面不规整，灌木杂草丛生，上下游坝坡均未护坡。无坝面排水设施。（3）主副坝蚁害严重。（4）溢洪道砼底板纵横裂缝较多，冲刷严重，露石普遍，无出水渠。（5）坝下涵管混凝土老化剥蚀、蜂窝麻面普遍，见有多处漏水点和环形裂缝漏水；斜管砼剥蚀、露石普遍，见有多条横向裂缝，漏水严重。（6）水库无水、雨情观测设施和大坝安全监测设施，无管理设施，进库上坝道路标准低，路况差。溢洪道泄洪时，上坝道路中断，31.1.2安全鉴定过程及结论为全面评价大坝的安全状况，**县周家水库管理所于2010年委托我院对水库大坝进行安全论证。安全论证工作按照水建管[2003]271号文《水库大坝安全鉴定办法》及相关规范的规定和要求开展：周家水库工程管理所编制了《大坝安全运行管理报告》，为安全鉴定工作的顺利进行奠定了坚实的基础；有关单位的领导和专家对水库大坝、输泄水建筑物、防汛交通、通讯系统等进行了较全面的系统检查，检查组编制了《大坝现场安全检查报告》，指出了工程运行近40余年来存在和发现的主要问题；在尽可能全面收集水库设计、施工、运行及加固等资料的基础上，结合地质勘察和室内土工实验成果，对大坝质量、大坝结构、渗流稳定、输泄水建筑物安全等进行了单项分析和评价，提出了《大坝安全综合评价报告》、《水库现场安全检查报告》、《大坝安全运行管理报告》、《水库工程质量评价报告》、《水库防洪标准安全复核》、《大坝结构与渗流安全评价报告》等专题报告。2011年1月18日，**县水利局组织召开了周家水库大坝安全鉴定会，**市水务局会同有关部门专家组成的专家组提出了《大坝安全鉴定报告书》。鉴定书认为“周家水库存在严重的质量问题，水库不能正常安全运行。按《水库大坝安全鉴定办法》第十六条大坝安全分类标准，周家水库属三类坝”。鉴定结论摘要如下：1、水库按30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核，现状坝顶高程不满足《防洪标准》（GB50202-94）以及《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）的要求。2、根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度小于0.05g，区域稳定性较好，可不进行抗震安全复核。3、大坝清基不彻底，河床段坝基残留含泥砂砾石层与两岸坡残坡积4粘土质砂，均具中等透水性。坝基下伏强风化基岩具中等透水性，存在坝基渗漏及饶坝渗漏问题。。4、主、副坝为均质土坝，坝体土主要为粉土质砂、粘土质砂、含砾低液限粘土，夹含有较多的风化岩碎块，土质均一性较差，孔隙比偏大，填筑质量较差，坝体土渗透系数为8.9×10-4cm/s，具中等透水性，不满足规范对均质土坝防渗性能的要求。5、主坝上游块石护坡无垫层，块石块径小，风化严重，局部存有松动缺失现象；下游坝坡未护坡；贴坡排水体反滤层无级配，部分坝段反滤层缺失，泥土淤堵失效。6、副坝断面不规整，上下游坝坡均未护坡，灌木杂草丛生。无坝面排水设施。7、溢洪道坐落于强风化基岩上，地基承载力满足上部荷载要求。溢洪道砼底板纵横裂缝较多，冲刷严重，露石普遍。8、坝下涵管坐落于强风化基岩上，地基承载力满足上部荷载要求；坝下涵管混凝土老化剥蚀、蜂窝麻面普遍，见有多处漏水点和环形裂缝漏水。斜管基础坐落于残坡积土层上，地基承载力满足上部荷载要求；斜管砼剥蚀、露石普遍，见有多条横向裂缝，漏水严重。9、水库无水、雨情观测设施和大坝安全监测设施，无管理设施，进库上坝道路标准低，路况差。溢洪道泄洪时，上坝道路中断，1.1.3本阶段工作任务为使水库尽快脱险，尽早发挥其正常效益，2010年，**县水利局委托我院对大坝、溢洪道、输水系统等进行除险加固设计。接受除险加固设计任务后，我院立刻派工程设计人员再次进工地作进一步现场查勘，5以全面了解和掌握工程实际情况，使加固处理设计更切合实际。随后，我院又派出地勘人员进行了补充地质勘探工作，以进一步查明工程地质条件和岩土物理力学特性，为设计提供可靠的数据。周家水库除险加固设计以大坝安全论证报告及《大坝安全鉴定报告书》为基础，利用原设计资料和现场地质勘探成果，选择加固方案，并据此对大坝、溢洪道、坝下输水涵管等项目进行加固、改建设计。1.2水文气象周家水库位于泸水支流武华山老江溪上。属**县**乡管辖。地理坐标为东经114043＇，北纬2708＇附近，距敦厚镇5.6km。坝址以上控制集雨面积5.4km2。主河长3.83km，河道平均坡降24.1‰。流域属亚热带湿润季风气候区，气候温和。流域内多年平均降水量为1500mm。降雨年内分配不均，4～6月降雨量占年降雨的49%，10～次年2月降水量约占全年的17%左右，多年平均气温17.7℃，极端最高气温40.8℃，多年平均相对湿度82%，多年平均最大风速14m/s。1.2.1水文资料情况本流域内无水文测站，没有实测的流量资料，坝址邻近30km处有**市水文站，具有1953~2003年共51年实测雨量资料，**水文站为国家基本站，资料精度较高，可满足本次计算要求。本次采用**市水文站降雨资料和查《江西省暴雨洪水查算手册》来分析计算坝址设计暴雨。根据水文资料及集雨面积情况，施工洪水、坝址年径流推求采用泸水支流陈山水上彭坊水文站作为设计参证站，该站控制集雨面积122km2，有1980年至2004年共24年实测流量资料。1.2.2设计洪水采用成果6本次推求设计洪水成果和安鉴相近，稍大一些。主要是坝址各历时暴雨均值、cv值取值稍大些。原设计洪水成果比本次大，主要是计算方法不同，原设计洪水是采用1976年《江西省水文手册》推理公式法推求。本次设计洪水采用了1984年省编《手册》推理公式法推求。各次设计洪水成果比较见表1—2。表1-2本次设计与历次设计洪水成果比较表P（%）项目0.20.3323.35原设计Q（m3/s）12491.0W（万m3）117安鉴Q（m3/s）10897686053W（万m3）124.3114.880.570.962.9本次初设Q（m3/s）104.073.363.455.9W（万m3）110.783.772.564.91.2.3周家水库站网规划周家水库大坝为均质土坝，控制流域面积5.4km2，水库总库容240.0万m3，水库现无水雨情观测设施,为此应设立水位、雨量观测设施，以满足防汛调度需要。一、水位观测本次设计在大坝中段（或附近）设立一个水位标尺。二、雨量观测现水库无雨量观测设施，本次设计在大坝坝顶设立一雨量筒，用于观测雨量。1.3工程地质1.3.1区域工程地质概况7水库区属构造剥蚀低山地貌，地势低矮，地形高差40米左右，水库库区为近东西走向的溪沟。水库两岸山体宽厚，库内小溪流蜿蜓，河道坡降较小（局部河道发育跌坎）。河谷大都呈较宽阔的“U”型。山坡坡角一般12°～31°，植被发育一般，无不良物理地质现象发育。本区分布地层为侏罗系下统林山组（J1l）地层及第四系松散堆积层（Q4）。1.3.2坝址区工程地质条件1.3.2.1地形地貌及地层岩性水库区属构造剥蚀低山地貌，地势低矮，地形高差40米左右，水库库区为近东西走向的溪沟。水库两岸山体宽厚，库内小溪流蜿蜓，河道坡降较小（局部河道发育跌坎）。河谷大都呈较宽阔的“U”型。山坡坡角一般12°～31°，植被发育一般，无不良物理地质现象发育。1.3.2.2地质构造本区处于华南褶皱系，赣中南褶隆赣，赣西南拗陷之**凹陷（俗称吉泰盆地）构造单元中。水库区范围内岩层表现为单斜构造。工程区未见较大的断裂构造。1.3.2.3水文地质本区属亚热带季风气候区，温暖潮湿，雨量充沛，地表水资源丰富，区内地下水类型主要为孔隙水及裂隙水两种。8裂隙水主要赋存于基岩的节理裂隙及构造带中，其富水性受岩体风化程度及节理裂隙等构造的发育程度所控制，接受大气降水及孔隙水的补给，向河床及沟谷排泄。孔隙水主要赋存于第四系冲洪积层中，接受大气降水、裂隙水及库水的补给，向河床及下游排泄。1.3.3主要建筑物工程地质条件1.3.3.1大坝勘察成果及土工试验分析，坝体填土压缩系数0.322-0.498Mpa-1，具中等偏高压缩性。土体塑性指数8.5-18.0，变化大，表明土体土质均一性差。土体干密度为1.34～1.54g/cm3，普遍偏小。孔隙比为0.76～1.04，孔隙比偏大。坝体平均渗透系数为8.9×10-4cm/s。中等透水性。不满足《规范》对均质土坝防渗性要求。坝体存在较严重的渗漏问题。据调查，工程兴建时排水实施，未设置反滤料，砌筑也零乱。现状排水体杂草茂盛，根系、泥土充塞，基本无反滤效果。1.3.3.2泄水建筑物工程地质条件及评价经勘察，溢洪道进口段见人工开挖揭露较多基岩露头。岩性为侏罗系下统林山组（J1l）地层：灰白色（风化后呈淡黄色）长石石英粗砂岩、灰黑色劣煤。岩石风化强、表层破碎。组成溢洪道进口段的底面与两侧边坡基本为岩质，现状已衬护，未见较大不良工程地质条件。9陡槽段、消力池段底面大部为岩质，两侧为土石边坡，现状已全断面衬护，底板局部已被水流冲掏破坏；两侧浆砌石挡墙局部砼老化、破损。现场检查，浆砌石挡墙整体稳定，无位移迹象。消力池以下未有工程实施，现状灌木杂草丛生。建议溢洪道岩体的力学参数如下：允许流速：3m/s（石）；0.7m/s（土）；承载力：2.0Mpa（石）；0.15Mpa（土）；岩/砼抗剪断参数：f′：0.45，C′：0.2Mpa；1.3.3