小(1)水库除险加固报告

小(1)水库除险加固报告内容摘要：

溉、水产养殖为一体的综合利用的小（ 1）型水利枢纽工程。 经济效益 **水库自建成以来，在很大程度上改善了当地农业生产条件，发挥了良好的社会效益和经济效益。 灌溉效益：灌区灌溉面积 4000亩，每年灌溉增产效益 45 万元。 水产效益：利用水库水面进行养殖，年均捕鱼量 万 kg，水面净效益 20 万 元。 防洪效益：按水库下游受损面积 4000 亩， 500 元 /亩；受损人口一万人，3000 元 /人；经计算，年防洪效益。 10 实施除险加固工程建设的必要性 **水库自建成运行 50年来，与 2020 年 5 月 **水利勘测设计院对 **水库进行了综合分析评价， 2020 年 5 月 ***水利局组织有关专家召开了大坝安全鉴定报告会，结论为“ **水库病险严重，属三类坝”。 2020 年 3 月，***水利厅组织有关专家对 **水库三类坝安全鉴定成果进行了核查，核定为三类坝。 为确保水库工程安全，影响水库下游有 8 个行政村，涉及一万 多人，耕地 万亩 ，另外有洛栾快速通道，水库地理位置重要，对水库进行除险加固是必要的。 除险加固工程任务 本次除险加固工程设计的主要任务是针对水库目前存在的问题，根据有关地质及测量资料，进行除险加固工程设计，主要进行 4 部分的工程设计，分别为： （ 1）大坝工程：上游坝坡整平及 C20 现浇砼护坡、坝顶整修加固、下游坝坡护坡、完善下游排水及导渗设施。 （ 2）溢洪道整修加固工程：溢洪道疏浚、岸坡护砌、拆除重建交通桥； （ 3）输水洞维修加固工程：拆除重建输水洞放水设施（斜卧管）、进口段清淤； （ 4）完善大坝 监测及管理设施。 除险加固洪水标准的选定 按照《防洪标准》（ GB5020194）及《水利水电个工程等级划分及洪水标准》（ SL2522020）规定，该水库属于 小Ⅰ类水库，工程等别为Ⅳ等，永久性主要建筑物水库大坝、溢洪道、输水管道均为为 4 级，次要建筑为 5级，确定水库大坝、溢洪道、输水管道设计洪水按 30 年一遇，校核洪水标准为 300 年一遇；溢洪道消能防冲设计洪水标准为 20 年一遇。 11 洪水条件计算 水库特征数据 （ 1）库容 水库水位～库容曲线，采用 **水库安全鉴定时的水库水位～库容 曲线成果。 （ 2）溢洪道起调水位 **水库溢洪道采用开敞式，溢洪道底板进口高程为 ，起调水位按。 （ 3）溢洪道水位泄流关系曲线 **水库下泄洪水通过溢洪道自由敞泄，溢洪道为开敞式宽顶堰，堰顶高程 ，采用梯形断面，底宽 14m，两岸边坡 1： ，按宽顶堰公式计算过流能力。 洪水调节计算 根据计算的洪水过程和水库特征性数据，采用计算机程序逐时段做调洪演算，起调水位 ， 其成果如表 141。 表 141 洪水调节计算 成果表 重现期(年 ) 洪峰流量(m3/s) 24 小时洪水总量 (万 m3) 堰顶高程 ， B＝ 14m 最高 洪水位 (m) 相应库容 (万 m3) 溢流水深 H(m) 最大下泄流量 q（ m3/s） 20 30 300 死水位确定 **水库始建于 1959年， 1960 年大坝主体工程完工，大坝为均质土坝，本次复核水库总库容 万 m179。 ，原设计死水位为 ，对应死库容 12 万 m179。 根据我院测量队 2020 年实测地形图，水库目前坝前淤积高程，水库建成后 50 年淤积量为 m3，年均淤积 m3。 水库除险加固后再使用 30 年，年淤积量按 万 m3计算，估算淤积量为 万 m3，则死库容为 m3，则相应的死水位为。 除险加固后规模指标 **水库总库容 万 m3，兴利水位 ， 兴利库容 万 m3，死水位 ， 死库容 万 m3， 设计洪水位 ，校核洪水位。 工程加固设计 依据 工程等别及建筑物级别 根据《防洪标准》（ GB5020194）的有关规定，水库大坝、溢洪道等设计标准为 30 年一遇，校核洪水标准为 300 年一遇。 临时导流建筑物的防洪标准，土石围堰按 5 年一遇洪水标准设计，溢洪道消能防冲建筑物的设计洪水标准为 20年一遇。 设计依据及基本资料 (1)《土石坝设计》，水利电力出版社， 1978年； (2)《病险水库除险加固工程培训材料》， ***水利厅规划计划处， 2020年 7 月； (3)《 ***中小流域设计暴雨参数图集》， ***水利勘测设计院， 1984 年10 月； (4)《 ***暴雨参数图集》， ***水文水资源局， 2020年 12 月； (5)***水务局《大坝安全鉴定报告书》（ 2020年 5月） 13 (6)***水利厅《 **水库三类坝鉴定成果核查意见表》（ 2020 年 03 月 22日） （ 7） 《 ********水库除险加固工程地质勘察报告》， ***水资源勘察设计院， 2020年 12月； 工程总体布置 除险加固工程总体布置 **水库总库容 万 m3，兴利库容 m3，死库容 万 m3，死水位 ，正常蓄水位 ， 30 年一遇设计洪水位 ， 300年一遇校核洪水位。 设计下泄流量为 ，校核下泄流量为。 大坝为均质土坝，最大坝高 ，坝顶高程 ，坝顶长，坝顶宽 5m。 大坝断面为：上游坡坡比 1:，下游坡坡比自上而下依次为： 1： 、 1：。 其中下游坝坡高程。 溢洪道总长 188m，分为进口段、控制段、 明渠段、整修段。 控制段底高程 ，长 15m，底宽 14m，设计标准为 30 年一遇，相应流量为；校核标准为 300年一遇，相应流量为。 对原斜卧管进行拆除， 对原输水洞进口段 10m 进行清淤。 重新修建斜卧管，末端修建消力池与原有输水洞相连接，斜卧管在死水位 以下部分盖板封死。 斜卧管总长 78 米，宽。 坡率为 1:4。 管身采用 C20现浇混凝土。 大坝现状 （ 1）大坝工程概况 大坝为均质土坝，设计最大坝高 ，设计坝顶高程 ，坝 14 顶长 247m，本次设计实测坝顶高程 ～ ，最大坝高 ，坝顶长 246 m，坝顶宽 ～。 大坝现状断面为：上游坡坡比为 1：，下游坡坡比自上而下依次为： 1： 、 1：。 下游坝坡无排水沟，反滤体损坏。 （ 2）坝基、大坝工程地质条件及质量评价 河槽段坝基地层上部为第三系粘土岩夹砂砾岩基底为长城系安山玢岩（ Ch），砂砾岩，透 水性强。 筑坝时坝基截水墙未将透水层全部切断，使坝基存在渗漏问题，但大坝修建 50 年，坝前库区淤积已经形成天然铺盖，对防渗能起到一定作用。 坝肩上段由厚宽较大的第四系更新统低液限粘土、第三系粘土岩夹砂砾岩组成，低液限粘土一般呈可塑状态，局部呈可塑 ～ 硬塑状态，属中压缩性土。 渗透系数 K=106～ 105cm/s，属弱透水性。 坝体土填筑碾压不均匀，平均压实度为 %，压实度大于 96%以上的试验数据仅占 %；坝体土的渗透性主要属弱透水～中等透水，达不到《碾压式土石坝设计规范》（ SL2742020）中对填筑土的要求。 大坝目前存在的主要问题 （ 1）大坝上、下游抗滑稳定安全满足规范要求，但坝体填筑质量差，上游干砌石护坡松动、脱落严重，坝坡凹陷；下游坝坡排水沟淤积、倒塌，坝脚排水体破损。 （ 2）经复核，高水位时坝体浸润线从排水体上部逸出。 （ 3）溢洪道未护砌，岸坡较陡，风化、滑塌严重，出口无消能设施；跨溢洪道交通桥损坏严重。 （ 4）输水洞洞身裂缝，进口闸门及启闭设施缺损，不能正常使用。 15 （ 5）防汛路不满足防汛要求，大坝无观测、通讯设施，管理设施不完善。 坝顶高程复核 根据前述调洪计算成果，溢洪道进口堰顶高程 ，设计洪水位，校核洪水位。 坝顶超高按《碾压式土石坝设计规范》（ SL2742020）及《防洪标准》（ GB5020194） 有关规定进行计算。 经计算 坝顶在水库静水位以上的超高为： 30 年一遇洪水设计时： y＝ ＋ ＋ ＝ ； 300 年一遇校核洪水位时 :y＝ ＋ ＋ ＝。 **水库现状坝顶高程为 ～ ，本次设计将其整修至 高程 ， 水库防 洪能力满足规范要求 ， 不需要设防浪墙。 大坝防渗加固设计 根据地质报告，筑坝时坝基截水墙未将透水层全部切断，使坝基存在渗漏问题，但大坝修建 50 年，坝前库区淤积已经形成天然铺盖，对防渗能起到一定作用。 所以本次设计对坝体不另作防渗设计。 坝体抗滑稳定分析 安全鉴定核查意见提出，大坝上、下游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求。 本次加固设计对上游增设混凝土面板、下游培厚，重新进行稳定计算。 （ 1）计算断面及参数选择 大坝加固前坝坡稳定性分析选用坝体较高的主河槽段。 16 根据安全鉴定 2020 年 4 月大坝原状取土土工试验结果，抗剪强度指标采用饱和固结快剪数值：内摩擦角φ =，粘聚力 C=，浸润线以上的土体采用湿容重 ,浸润线以下、静水位以上的土体采用饱和容重 ,静水位以下的土体采用浮容重。 大坝为均质坝， 4 级建筑物，根据规范要求，坝坡抗滑稳定分析采用计及条块间作用力的简化毕肖甫法。 大坝坝坡抗滑稳定计算采用《水利水电工程设计计算程序集》土坝设计软件包进行计算。 （ 2）坝坡稳定分析计算条件 对大坝上、下游坝坡 30 年一遇洪水位 、 300 年一遇洪水位 坝坡稳定进行计算。 坝坡稳定根据 171。 中国地震动参数区划图 187。 （ GB183062020） ,**水库坝址工程区地震动峰值加速度为 ，相应的地震基本烈度为 6 度，不必进行抗震稳定分析。 （ 3）计算成果分析 各工况下稳定计算成果如表 151。 表 151 稳定计算安全系数成果表 坝坡 运用条件 安全系数 规范要求的最小安全系数 上游 30 年设计水位 ，形成稳定渗流 上游 300 年校核水位 ，形成稳定渗流 下游 30 年设计水位 ，形成稳定渗流 下游 300 年校核水位 ，形成稳定渗流 计算结果表明：设计情况下大坝上、下游坡抗滑稳定安全系数均能满足规范要求。 坝顶改造 17 根据坝顶高程复核，现状坝顶平均高程 ,计算要求坝顶高程为，满足要求所以坝顶设计维持为 ，坝顶宽度。 新建坝顶泥结碎石道路，宽 ，厚度为 15cm。 道路两侧增设 C20砼路缘石，路缘石宽 15cm，高 40cm，地面以上 15cm，地面以下 25cm。 上游坝坡改造 安全鉴定核查意见提出： 上游干砌石护坡松动、脱落严重，坝坡凹陷。 本次设计改造措施为：首先对上游坡进行坡面处理，先将铺设范围内的块石拆除，再将坝坡表层土挖除，要求彻底清除树根杂草，坡面修整平顺并夯实，然后按 1: 进行护砌。 护砌型式初选 以 下两个方案进行比选：（ 1）干砌石护坡；（ 2）现浇混凝土 面板 护坡 ， 经分析比较选用现浇混凝土 面板 护坡。 经过方案比选后，本次设计采用 2m179。 3m，厚度为 12cm 的 C20现浇混凝土板护砌，板块间分缝为 8cm，缝下设土工布，土工布宽度为 30cm,缝间回填无砂混凝土。 坝 坡按 1:。 护坡下部设 C20砼齿墙深入坝坡，防止护坡滑动，齿墙厚 ，深。 下 游坝坡 改造 及排水棱体修复 安全鉴定核查意见提出： 下游坝坡排水沟淤积、倒塌，坝脚排水体破损。 本次设计措施为： 在大坝下游坡高程 处设 宽的马道，马道以上坝坡 1： ，马道以下坝坡 1：。 经计算，培厚加固后下游坡抗滑稳定安全系数满足规范要求。 在高程 处设贴坡排水，贴坡排水以上坝坡采用植草护坡，增设坝坡排水沟。 下游坝坡高程 以下设贴坡排水，高程 ～ 1:，高程 设 2m宽度平台，平台以下坡比为 1:。 贴坡排水结构由外到内的结构依次为 18 60cm 干砌石、 20cm厚碎石、 20cm 厚粗砂。 溢洪道目前存在的主要问题 溢洪道位于水库左岸的风化安山岩上，紧靠坝头，梯形断面，无闸宽顶堰式，堰顶高程 ，堰顶宽 11m 左右 ，长 151m， 由于受当时条件所限，右侧墙只作了简单护砌，年久失修，损坏严重；因溢洪道右侧塌方，堵塞断面，影响泄洪； 安全鉴定核查意见提出： 溢洪道底部 及两侧未衬砌，出口未设消能防冲设施，存在泄洪安全隐患。 工程布置 （ 1） 方案比选 溢洪道护砌方案初选一下两个方案进行比选：方案一： 砌方案；二：锚杆挂网喷 C25混凝土。 经分析比较最终选用锚杆挂网喷 C25混凝土。 （ 2）工程布置 新修建溢洪道总长 188m，分为进口段、控制段、明渠段、整修段。 控制段底高程 ，长 15m，底宽 14m，设计标准为 30 年一遇，相应流量为 ；校核标准为 300年一遇，相应流量为。 进口 段长 29m， 桩号为 0+000～ 0+029m，该段底板不衬砌，修整为 1:100倒坡，两侧采用锚杆挂网喷 C25混凝土护坡，喷射厚度 10cm，挂网钢筋Ф 6mm，间距 20cm179。 20cm。