石塘水库除险加固工程初步设计报告书(编辑修改稿)

石塘水库除险加固工程初步设计报告书(编辑修改稿)内容摘要：

时) Δt(小时)Q 地面(m3/s)Q 地下(m3/s) Qt(m3/s) 1 1 1 221 表 石塘水库 5%频率洪水过程线计算表 时间序号t(小时) Δt(小时) Q 地面 (m3/s) Q 地下 (m3/s) Qt(m3/s) 1 1 1 1 1 表 石塘水库 %频率洪水过程线计算表 时间序号t(小时) Δt(小时) Q 地面 (m3/s) Q 地下 (m3/s) Qt(m3/s) 23 1 图 石塘水库洪水过程线 (h)Q(m3/s)p=%p=5%p=10%表 石塘水库洪峰流量计算结果表设计频率 10% 5% %洪峰流量 (m3/s) 洪水计算成果分析为进一步从地区上检验成果的合理性，将上述计算结果与本地区的其它水库设计洪水成果进行比较，结果详见表。 24表 设计洪水成果比较表洪峰流量（m 3/s）洪峰模数（Q/F 2/3）水 库名 称集雨面积F（km 2）河长(km)/比降 P=5% P=% P=5% P=%石塘水库 叶家垅水库 从上表可知，本次计算的洪峰模数与邻近的叶家垅水库洪峰模数接近，可认为洪水计算成果是合理的。 3 工程地质与工程质量 概述石塘水库位于九江市星子县横塘镇故里垅村，距星子县城 33km。 大坝地理位置为东经 115176。 5039。 ,　北纬 29176。 2039。 水库无进库公路，交通不便，坝址距村级公路长约 1km。 水库属鄱阳湖水系横塘港支流，坝址以上控制流域面积 ，主河道长度 ，河道平均坡降。 水库总库容 万 m3(本次复核)，设计灌溉面积 1200 亩，实际灌溉 750 亩，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的重点小（2）型水库。 受益范围主要为横塘镇 2 个自然村，农田 360 亩，人口 650 人。 石塘水库于 1975 年冬兴建，由原横塘公社调集全公社劳动力兴建，至次年春基本建成并开始蓄水运行。 石塘水库是一座边施工边设计的工程，同时施工中没有明确的质量标准要求，未进行清基，大坝填筑质量差，建成后大坝就有渗漏现象。 1980 年 10 月对大坝进行了加高加固，同时将改建原斜管改建成坝后式闸阀控制砼涵管，修建了反滤层，至此枢纽工程达到现有规模。 水库险25情隐患未根除，水库一直限制水位运行，不能正常发挥效益。 水库枢纽工程等级为Ⅴ等，永久性主要建筑物为 5 级，目前水库枢纽主要建筑物有：大坝、溢洪道、坝下涵管等。 主要建筑物现状分述如下。 （1）大坝大坝为均质土坝，最大坝高 7m，坝顶高程 ～ （黄海高程，下同） ，坝顶轴线长 165m，坝顶宽 ～。 上游坝坡 62～68m 高程为干砌石护坡，坡比 1:；下游坝坡未护坡，在 高程处有一马道，马道宽～，马道以上坡比 1:，马道以下坡比 1:，未设反滤排水设施。 （2）溢洪道溢洪道位于大坝左端岸坡，采用开敞式宽顶堰型式泄洪，堰顶高程，溢流净宽 ；控制段长 3m，陡槽段长 ；溢洪道边墙采用浆砌石护砌，部分已倒塌，出口无消能设施。 （3）坝下涵管水库现有坝下涵管一座，位于大坝右段，为素砼圆管，总长 40m，内径30cm，进口底板高程 ，出口底板高程。 涵管主要用于灌溉，出口闸阀控制。 水库始建时，大坝为公社社员大会战挑筑而成，施工质量差，水库自建成致今一直控制蓄水，未能正常发挥效益。 水库存在诸多病险隐患，概括如下。 a、大坝填筑质量差，下游坝坡有明显渗漏点，坝体存在渗漏问题及渗透破坏隐患；上游坝坡护坡质量差，下游坝坡未护坡，坡面杂草丛生，坝后无反滤排水设施。 b、坝基、坝肩存在渗漏问题。 c、溢洪道无消能设施，不能正常泄洪。 d、坝下涵管管身断裂、变形，漏水严重；出口闸阀锈蚀严重，不能正常使用。 石塘水库此前从未进行过地质勘察工作，本次除险加固阶段受业主委托，26我公司承担了水库工程地质勘察工作。 勘察工作重点是查明水库区及建筑物地区工程地质、水文地质条件和主要工程地质问题，作出地质评价；查明大坝结构、坝体填筑质量，评价其是否满足现行规范要求；查明大坝和其它建筑物的病害险情成因及处理情况。 为水库除险加固设计提供地质资料。 于 20xx 年四月上旬，组织人员进点对库区、坝址区实地踏勘调查、测绘，并进行必要坑槽探及小型钻探。 完成坝址区测绘约 ，地质剖面测绘 3 条，坑槽探 5 点、进尺 ，小型钻探 2 点，进尺。 勘察成果采用黄海高程、北京坐标系。 坝址区域地质概况 地形地貌及物理地质现象石塘水库位于星子县西南部，库区属丘陵地貌。 库岸低丘，相对高度 100m左右，多呈不规则状，坡面凹凸不平，自然边坡坡度 20～30176。 自然植被一般，主要为野生混合灌木丛林。 低丘间多为“U”浅沟谷，谷底冲积层厚 1～3m。 坝址低丘间河谷低地地貌，谷地呈“Ｕ”型，谷底宽约 60m；老河床位于谷地中部，宽 5～6m，深 1m 左右，坡降小，切割作用微弱；两岸低丘，不对称；左岸相对高度 100m 左右，坝肩及近坝库岸岩、土质边坡，自然坡度 15～20176。 ，稳定性较好；右岸相对高度 20m 左右，坝肩及近坝库岸土质边坡，自然坡度10～20176。 ，稳定性较好；局部人工取土形成陡坎。 坝址下游为狭长低凹地。 地层岩性库区出露的地层主要有：第四系全新统冲洪积层；第四系上更新统残坡积层；中元古界双桥山群上亚群。 第四系全新统冲洪积层（al+plQ 4）：分布于河谷低凹地，层厚在 3～5m 间。 上层为含砾砂壤土，厚度 1～2m。 灰黄色、灰褐色，可塑状，间夹薄层粉细砂，夹少量石英砾。 下层为砂砾石，厚度约 2～3m；灰色、灰黄色，稍密状，砾、卵石含量 60％左右，其母岩主要为石英、石英砂岩，粒径 3～60mm，少量达100mm，次圆、圆状；泥砂含量 40％左右。 中间常有薄层砾质砂壤土分布。 河27床内分布有厚约 ～ 淤泥质砂土，松散状，夹含腐植质。 第四系上更新统残坡积层（el+dlQ 3）：分布于坡地及坡簏，岩性主要为含砾粉质壤土、砂壤土，黄褐色、黄红色、浅黄色，坚硬～硬塑状。 该层厚度变化大，薄至 以下，厚达 6m 以上。 中元古界双桥山群上亚群(Pt 22) ：左岸有出露，岩性主要为千枚岩、局部夹变质粉砂岩。 岩石抗风化能力差，全～强风化带厚一般在 10m 以上，强度极低，手捏即散，透水率一般大于 10Lu，属中等透水。 中等～微风化岩石埋藏较深，透水率一般在 10Lu 以下，具弱透水性。 各地层物理力学性质参数建议值见“表 31”、 “表 32”。 地质构造与地震库区位于扬子准地台、下扬子～钱塘台拗、九江台陷之庐山穹断束构造单元中。 坝址地层古老（中元古界双桥山群上亚群） ，为一套泥砂质碎屑岩建造，因受较强烈的混合岩化作用，大都变质为混合岩、千枚岩、板岩类等区域变质岩。 表层第四系松散堆积层厚度一般在 10m 以内。 晚近期构造形变以间歇性升降运动为主，兼有一定强度的褶皱运动，变质程度低，主要为风化作用。 据《中国地震动参数区划图》 （GB1830620xx）之界定，库区地震动峰值加速度为 ，相应地震烈度为Ⅵ度。 经查，坝址区无较大断层通过，区域地质构造较稳定。 水文地质条件石塘水库属鄱阳湖水系横塘港支流。 区内雨量充沛，地表水系发育，径流强烈。 本区水文地质条件较简单，第四系松散堆积层及基岩裂隙破碎带是主要含水层。 第四系松散堆积层厚薄不均，呈零星状，条带状分布。 下伏新鲜基岩，岩体较完整，是本区相对隔水底板。 区内地下水类型主要为第四系系松散堆积层内孔隙潜水及基岩裂隙水。 第四系松散堆积层孔隙潜水埋藏浅，水量一般不丰；裂隙水受基岩裂隙发育规模、连通程度、充填状况控制。 地下水与地表水水力联系密切，动态类型为径流型，28随季节性变化明显。 其径流与地表水基本一致，主要接受大气降水及地表水补给，向下游沟谷低洼地带径流排泄。 区内地表水、地下水水质无污染，属中性淡水，一般对砼无弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀。 坝址区工程地质条件及评价 坝体质量评价大坝为均质土坝，最大坝高 ，坝顶轴线长 165m，坝顶宽～。 上游坝坡 62～68m 高程为干砌石护坡；下游坡未护砌，坝脚无反滤排水设施。 坝体填土取自坝址区附近沟谷低地及岸坡第四系松散堆积层，土质一般。 大坝施工任务完全靠附近受益村民义务大会战突击挑筑而成，施工质量无法保证，坝体填筑质量差。 坝体由含砾粉质壤土构成，土体呈黄红色、褐黄色、褐色，稍密状，夹少量砾石，粒径 3～60mm。 颗粒组成：砾石（60～2mm）%，砂粒（2～）%，粉粒（～）%，粘粒（＜）%。 物理力学性质和渗透性参数：含水量（w）%，湿密度（ρ），干密度（ρ d），饱和密度（ρ sat），孔隙比（e），土粒比重（Gs），液限（W L17）%，塑限（Wp）%，塑性指数（Ip），液性指数（I L），压缩系数（a 12） 1，压缩模量（Es），凝聚力（C），内摩擦角（φ） o。 渗透系数（K）。 坝体填土干密度平均值 ，击实试验最大干密度平均值，压实度平均值。 根据《水利水电工程地质勘察规范》 （GB5048720xx）附录《土的渗透变形判别》中的判别方法，土层满足条件：C u (不均匀系数) ＞5，p c (土的细粒含量) ＞35%。 渗透变形破坏类型为流土型。 由流土型的临界水力坡降计算公式29Jcr=(Gs1)(1n)得临界水力坡降值为 ，渗流安全系数取 （范围值～） ，计算出允许渗透坡降值为。 填土不密实，干密度偏低，具中等压缩性，中等透水性。 综上所述，大坝填筑质量差，不密实，干密度及压实度偏低，渗透系数大于 1E4cm/s，不满足现行规范要求；土体具中等压缩性，中等透水性，防渗性差，大坝存在渗漏问题及渗透破坏隐患；下游坝脚无反滤排水设施。 坝体填土物理力学性质参数建议采用值见“表 31”、 “表 32”。 坝基工程地质条件及评价据施工回忆，建坝时在坝基河床段做了简单清基，仅将河床表层淤泥质砂土基本清除干净，坝基未深入相对不透水层，大坝清基不彻底。 大坝座落在第四系全新统冲洪积层（al+plQ 4） ；第四系上更新统残坡积层（el+dlQ 3） 、中元古界双桥山群上亚群 (Pt 22)等地层上。 第四系全新统冲洪积层（al+plQ 4）：分布于河谷低地，上部含砾砂壤土，层厚1～2m，下部砂砾石，层厚2～3m左右。 含砾砂壤土，灰黄色、灰褐色，可塑状，间夹薄层粉细砂，夹少量砾石。 颗粒组成：砾石（60～2mm）%，砂粒（2～）%，粉粒（～）%，粘粒（＜）%。 物理力学性质和渗透性参数：含水量（w）%，湿密度（ρ），干密度（ρ d），饱和密度（ρ sat），孔隙比（e），土粒比重（Gs），液限（W L17）%，塑限（Wp）%，塑性指数（Ip），液性指数（I L），压缩系数（a 12） 1，压缩模量（Es），凝聚力（C），内摩擦角（φ） o，渗透系数（K）10 4cm/s，承载力标准值(f k)180kpa，特征值(f ak)145kPa。 根据《水利水电工程地质勘察规范》 （GB5048720xx）附录《土的渗透变形判别》中的判别方法，土层满足条件：C u (不均匀系数) ＞5，p c (土的细粒含量) ＞35%。 渗透变形破坏类型为流土型。 由流土型的临界水力坡降计算公式Jcr=(Gs1)(1n)得临界水力坡降值为 ，渗流安全系数取 （范围值30～） ，计算出允许渗透坡降值为。 土层具中等压缩性，中等透水性。 砂砾石，灰色、灰黄色，稍密状，砾、卵石含量60％左右，其母岩主要为石英、石英砂岩，粒径3～60mm，少量达100mm，次圆、圆状；泥砂含量40％左右。 间夹薄层砾质砂壤土。 颗粒组成：砾石（60～2mm）%，砂粒（2～）%，粉粒（～）%，粘粒（＜）%。 物理力学性质和渗透性参数：湿密度（ρ），内摩擦角（φ）24 o，渗透系数（K）10 3cm/s，承载力标准值(f k)240kpa，特征值(f ak)190kPa。 允许渗透比降（I 允 ）。 砂砾石层具低压缩性，中等透水性。 第四系上更新统残坡积层（el+dlQ 3）：分布于坡地及坡簏，主要为含砾粉质壤土，黄褐色、黄红色，坚硬～硬塑状。 颗粒组成：砾石（60～2mm）%，砂粒（2～）%，粉粒（～）%，粘粒（＜）%。 物理力学性质和渗透性参数：含水量（w）%，湿密度（ρ），干密度（ρ d），饱和密度（ρ sat），孔隙比（e），土粒比重（Gs），液限（W L17）%，塑限（Wp）%，塑性指数（Ip），液性指数（I L），压缩系数（a 12） 1，压缩模量（Es），凝聚力（C），内摩擦角（φ） o，渗透系数（K）10 4cm/s，承载。