水库除险加固报告(编辑修改稿)

水库除险加固报告(编辑修改稿)内容摘要：

峰流量（ m3/s） 最大下泄流量（ m3/s） 最高水位（ m） 最高水位库容（ 104m3） 17 17 水库除险加固工程 14 第 三 章 工程地质 勘察工作主要是 根据 设计要求和有关工程地质勘察规范，如《水利水电工程地质勘察规范》（ GB5028799）以及《岩土工程勘察 规范》（ GB500212020）等，结合库坝现状的实际情况 进行 ， 进行 本次勘察工程主要沿主、副坝坝顶轴线各布设 2 个钻探孔，孔距在主坝 35m，副坝 28m，钻孔深度一般入坝基土 3～ 5m。 同时取土样和作标贯试验。 此外，对有关的天然建筑材料也进行调查了解。 野外勘察施工于 2020 年 12 月 25～ 26 日进行，共计完成 的 工作量： 钻探孔 4 个 总进尺 原位标贯试验 13 次 取土样作土工试验 9 组 (含击实样 1 组 ) 观测地下水位 4 孔次 天然建筑材料 3 处 本报告 提供的 地 层渗透系数均为室内土工试验结果。 一、库区地形地貌特征和地质条件 ㈠ 区域地质概况 179。 179。 179。 水库位于 北东走向的潮安 普宁深大断裂带南面段的南东侧。 水库周围出露的岩石地层为 燕山 五 期花岗 斑 岩 [γπ 53（２） ]小 岩体 ，其东边和北边是上侏罗统次火山岩石英斑岩 [λπ J3]分布区。 该岩体目前尚未发现有明显的断裂构造迹象，是相对稳定地段。 在地貌上，库区周围地层风化剥蚀形成的山体多呈圆顶山，山体高程一般为 100～ 150m，坡度平缓，没有出现危险边坡，风化土和植 被不甚发育。 水库除险加固工程 15 ㈡ 库坝岩土地层工程地质特征 主坝和副坝呈折线相连接组成“ ∟ ”型，两头都座落在覆盖有强度较高的坡残积土坡上，山体平缓稳固。 根据本次钻探揭露的情况，主、副坝岩土地层相似，自上而下总体可分为 3 层： 二、 大坝坝体评价 ① 坝体素填土（ QmL） 坝体钻探 填土最大厚度 ， 其土料都来自水库区的坡残积土，主要为砂质粘性土（室内土工定名为“粉土质砂”）， 呈浅黄 ～土黄色，干～稍湿，岩芯松散状，半固结。 含 粗粒土（＞ 2mm） 成分占 %，粉粘粒 为 %,有大量风化岩碎块 ,标贯实测击数 4～ 5 击 ，地基承载力特征值 fak=90kpa，其它主要物理力学指数平均值为：含水量ω =%，干密度 Pd=，孔隙比 e=，液限 WL=%，固结慢剪粘聚力 C=，内摩擦角 φ =，垂直渗透系数大值平均值 K=179。 103cm/s。 ② 坝基坡积土（ Qdl） 厚度 ～ ， 平均 ，呈砖红色～棕黄色的 粉 砂质粘土（室内土工定名为“粉土质砂”），稍有粘性，含多量石英砂粒，很湿，可塑、标贯实测击数 12～ 13 击，地基承载力特征值 fak=190kpa。 ③ 坝 基残积土 (QeＬ ) 钻探未钻完本层，钻见视厚度 ～ ，平均 ，是花岗斑岩风化残积的砂质粘性土（室内土工定名为“粉土质砂”） ,呈褐黄～棕黄色，很湿，硬可塑。 粗粒土（＞ 2mm）含量占 %，粉粘粒 %，土体中含有少量铁锈色结核小团粒。 标贯实测击数 15～ 16 击，地基承载力特征值 fak=210kpa。 其他主要物理力学指数平均值为：含水量水库除险加固工程 16 ω =%，干密度 Pd=，孔隙比 e=，液限 WL=%，固结慢剪粘聚力 C=，内摩擦角 φ =，垂直 渗透系数大值平均值 K=179。 105cm/s。 三、天然建筑材料 ㈠ 土料场 经初步调查，筑坝加固的土料可选在库区内库坝以北约 100m 处的小山坡地取得。 该处是花岗斑岩风化的坡残积土，为浅黄～黄褐色的砂质粘性土，分布范围面积大，可采厚度 2～ 5m，估计储量超过 8 万m3 ， 据料 场 所 取的 击 实 土 样实 验 结 果 ，土 料 的 最大 干 密度Pdmax=，最优含水量 ω 0=%。 ㈡ 石料场 经选择，石料可选在位于该水库以东约 150m 处的小山上，该处有较多的石头裸露，石料为新鲜的花岗斑岩，灰色～肉红色，斑状 结构，岩石体节理不甚发育，块度好，开采条件良好，估计储量超过 2 万 m3，适合建坝块石和碎石用料，交通运输不够方便。 ㈢ 砂料场 水库附近没有 天然砂料场，砂料可选在捷胜镇靠近海边的沟谷出口处砂场供应站购买，该砂料为粗砂，质量优良，储量大，可满足本工程的需求，交通运输方便，但路程稍远，距本库坝约 15km。 水库除险加固工程 17 第四章 工程加固设计 一、 工程总体布置 179。 179。 179。 水库位于 179。 179。 179。 镇 179。 179。 179。 村 以北约 3km 处的丘陵山区中。 水库于 1972 年冬兴建，是一宗集灌溉和防洪于一体的小（二）型水库，其集雨面积 ，正常库容 15 万 m3，捍卫人口 3000 人，有效灌溉面积 120 亩。 三十多年以来，在防讯抗旱、灌溉等方面发挥了基础性作用。 本水库属小（二）型水库，工程等别为 Ⅴ 等，主要建筑物为 5 级，次要建筑物为 5 级。 设计防洪标准为 P=5%（ 20 年一遇）； 校核防洪标准为 P=%（ 200 年一遇）； 溢洪道消能防冲设计标准为 P=5%（ 20 年一遇）。 该水库枢纽建筑物主要有主坝和副坝及溢洪道、放水涵等。 其中主、副库坝都为均质土坝，坝顶轴长分别为 114m 和 110m， 坝面宽窄悬殊 ，最大坝高 12m，坝顶高程。 溢洪道位于主坝右坝头以西约 100m处的小山坡下，堰顶宽度 ，进口底板高程 ，放水涵为粘土瓦管，管径。 二、 大坝工程加固设计 ㈠ 大坝高度 复核 ⑪ 波浪爬高计算 ① 水位： 由调洪计算可知，水库的设计洪水位和校核洪水位分别为： 设计洪水位：（ P=5%）为 ； 校核洪水位：（ P=%）为 ； 水库除险加固工程 18 ② 水深： 设计洪水位时：坝前水深 ，风区内平均水深 5m； 校核洪水位时：坝前水深 ，风区内平均水深。 ③ 风速： 本工程的大坝主要受正 西 北风影响，根据 179。 179。 179。 市 气象站提 供的资料，陆地 西 北风十分钟多年平均最大风速为 VNW=，取气象台隐蔽系数 K1=，地形系数 K2=1。 由 K1K2= 和 VNW=,查《水工设计手册》（水利电力出版社 1984 年版）中图 1742 得风速为 ,按表 1745 取库面风速比陆地增大 10%，所以库面风速 V 库 NW=。 计算风速：正常工况时 V 设 = 库 NW=；非常 工 况 时 V 校=V 库 NW=。 ④ 等效风区长度 179。 179。 179。 水库主坝主要受西北风影响，风作用水域的长度采用等效风区长 度，即在水域平面图上，从计算点逆风向作主射线，它与水域边界点的距离为 D0（α 0=0），然后在主射线两侧每隔 176。 作射线，它与水域边界交点的距离为 Di（ i=177。 1，177。 2„177。 6），并按下式计算等效风区长度 De。 De= iiiD coscos2 (i=0，177。 1„„177。 5) 《 SDJ218— 84》 式中： De为等效风区长度 (m)， Di为各射线由计算点至对岸的距离，由万分之一地形图上量取。 α i为计算方向与主射线夹角，α i=i179。 176。 计算结果如表 41： ⑤ 吹程计算： 由本库 区的万分之一地形图和《水工设计手册》（水利电力出版社1984 年版）中有关公式可算得： 水库除险加固工程 19 设计工况（ P=5%）：吹程为 ；校核工况（ P=%）：吹程为。 表 41 主坝等效风区长度计算表 i α i cosα i 设 计 情 况 校 核 情 况 Di(m) Dicos2α i Di(m) Dicos2α i 6 45 42 21 44 22 5 51 32 53 33 4 30 630 472 635 476 3 80 68 85 73 2 15 88 82 92 86 1 127 125 131 129 0 0 1 290 290 295 295 1 263 258 268 263 2 15 178 166 181 169 3 163 139 168 143 4 30 144 134 146 136 5 107 67 112 70 6 45 80 40 85 42 合计 1894 1937 ⑥ 风浪爬高计算 水库迎水面为浆砌石护坡， 水面线以上 坡比为 1： ，风浪爬高计算采用 “K ” 程序进行 （计算过程详见附录 附录 6） ，结果如下： 设计工况（ P=5%），累积概率爬高值 R 设 =，波浪壅高值e=179。 104。 校核工况：（ P=%），累积概率爬高值 R 校 =，波浪壅高值e=179。 104。 ⑫ 坝顶 超高 计算 及确定 根据《碾压式土石坝设计规范》（ SL2742020），坝顶在静水位以上的超高由下列 公式确定 （计算过程详见附录 7） ，即 Y=R+e+A 式中： Y —— 为计算超高值； R —— 为波浪爬高值，具体取值见上面计算； A —— 为安全超高，其值查《碾压式土石坝设计规范》设计工况时为 ，校核工况时为。 E —— 为波浪壅高值，具体取值见上面计算； 水库除险加固工程 20 表 42 坝顶高程计算表 水位（ m） 风速（ m/s） 风区长度（ m） 波浪爬高（ m） 涌浪水高 （ m） 安全超高 A（ m） 所需坝顶高（ m） 现坝顶高程（ m） 设计情况 163 *104 校核情况 167 *104 由上面的计算结果可知，本次安全鉴定计算得的坝顶高程由 设计工况控制。 水库现状坝高 ，由此可知水库主坝需要加高。 ㈡ 大坝浸润线计算 ⑪ 坝体土样物理力学指标表 表 43 坝体土样物理力学 参数 表 项目 垂直渗透系数 直剪试验 (慢剪 S) 密度 (湿 /干 ) 土粒比重 空隙比 饱和重度 k(cm/s) c(kPa) φ (186。 ) ρ (g/cm3) Gs e γ sat(kN/m3) 平均值 小值平均值 大值平均值 以上表 43 是根据《 广东省 179。 179。 179。 市 城区 179。 179。 179。 镇 179。 179。 179。 水库加固工程工 地质 勘察 报告》中的地层主要物理力学参数 表、土工试验报告等整理所得。 ⑫ 计算工况： 因坝体与坝基残积层、 坡 冲积层的渗透系数 不接近 ，故按有限深度 不 透水地基、坝脚 帖坡排水 水工况进行计算。 电算程序为“理正岩土渗流计算分析程序”， 结果见下表 44,45。 （ 计算过程详见附录8） ① 正常蓄水位（ ），无下游水位工况下的坝体稳定渗流浸润线。 ② 库水位从设计洪水位（ ）按正常泄洪降至正常蓄水位（ ），无下游水位的现状坝顶上游坡非稳定渗流浸润线。 水库除险加固工程 21 44 加固后主 、副 坝各种工况下浸润线计算结果 工况 上游水位（ m） 下游出逸点高度 （ m） 渗流量（ m3/d178。 m） 逸出情况 1/3坝高水位 落入 贴 坡排水 正常高水位 落入 贴 坡排水 设计洪水位 校核洪水位 设计水位降至堰顶水位 落入 贴 坡排水 表 45 主 坝浸润线坐标 初始浸润线坐标 降后浸润线坐标 设计洪水位 正常高水位 校核洪水位 X(m) X(m) Y(m) Y(m) X(m) Y(m) X(m) Y(m) X(m) Y(m) ⑬ 浸润线计算 计算工况及其相应参数 水位降落工况：水库水位从 降至堰顶水位 水库 设计 水位从 降至 堰顶 水位 历时 t=＝ 天 (详见 TH3 电算附录 3) 平均日下降速度 tHV / ＝ ＝ 水库除险加固工程 22 K=179。 103cm/s＝ （小值平均值）μ＝ K/μ v=∵ 60＞ K/μ v=＞ 1/10∴ 属于缓降，需计算各时段浸润线 ㈢ 大坝稳定分析计算 根据实测的大坝现状断面和设计断面，按规范要求分别对坝体进行稳定分析评价。 采用计及条块间作用力的简化毕普肖法进行稳定分析，强度计算方法采用有效应力法，并应分别计算下列工况： ⑪ 正常蓄水位稳定渗流条件下的下游坝坡。 ⑫ 库水位从设计洪水位按正常泄洪降至正常蓄水位的非稳定渗流上游坝坡。 ⑬ 地震时的设计工况。 本阶段需对加固后主坝的。