湖北省赤壁市清水擋水庫除險加E3工程清水擋水庫除險加E3工程初步設計報告（審定本）指標名稱單位原設計本次復核水庫承雨面積km24.054.05設計洪水洪水頻率P=5%P=10%入庫洪峰流量m3/s80.386小時洪量-rr3力m56.40下泄流量m3/s71.10校核洪水洪水頻率P=0.5%P=5%入庫洪峰流量m3/s94.316小時洪量Jjm66.40下泄流量m3/s84.00消能洪水洪水頻率P=10%P=10%入庫洪峰流量m3/s80.386小時洪量~rr3力m56.40下泄流量m3/s71.10特征水位設計洪水位m238.80239.96校核洪水位m239.20240.19正常蓄水位m238.00238.00起調水位m238.00238.00死水位m231.00231.00庫容總庫容萬■14.3016.78興利庫容JJm10.8011.30調洪庫容Jjm3.004.98死庫容萬m'0.500.50防洪影響面積萬畝0.2影響人口萬人0.5影響下游城鎮官塘驛辦事處影響下游設施新林橋村居委會灌溉設計灌溉面積Til500500目前實灌面積畝400400

類別指標名稱單位原設計加固設計大壩型式漿砌石重力壩漿砌石重力壩地基巖性灰巖最大壩高m11.2012.30壩頂高程m239.50240.60壩頂長度m50.2550.25壩頂寬度m2.002.00壩底高程m228.30228.30壩體防滲型式壩基防滲型式m壩上游面防滲面板m帷幕灌漿溢洪道型式壩頂溢流壩頂溢流地基著性灰巖進口底高程m238.00238.00底寬m15.0515.05頂寬m15.0515.05明渠深m1.502.20最大泄量m3/s84.0084.00消能方式無底流消能輸水管型式佐圓形無壓碎管地基巖性斷面尺寸m<1)1.5進口底部高程m231.00K度m14.00壁:厚m0.05最大流量m3/s3.20進水口型式豎井閘門豎井閘門TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1、綜合說明 1概述 1水文 1工程地質 2工程任務和規模 3主體工程布置及主要建筑物加固設計 5投資概算 5\o"CurrentDocument"2、水文 72.1流域概況 72.2水文氣象 72.3洪水標準 72.4基本資料 72.5設計暴雨 86設計洪水 92.7施工洪水設計 212.8施工導流 21\o"CurrentDocument"3工程地質 221區域地質 222庫區工程地質條件 243大壩基工程地質條件及評價 253.4壩體工程地質條件及評價 253.5溢洪道工程地質條件及評價 263.6輸水管工程地質條件及評價 263.7天然建筑材料 263.8結論及建議 27\o"CurrentDocument"4、工程任務和規模 29工程現狀及險情 29除險加固工程建設的重要性 29調洪演算 304匚程規模 32\o"CurrentDocument"5水工建筑物加固設計 34設計依據 34工程總體布置及加固內容 37\o"CurrentDocument"水庫大壩安全鑒定結論 38主要建筑物復核計算 39大壩加固設計 54溢洪道加固設計 61輸水管加固設計 628主要工程量 62\o"CurrentDocument"6、投資概算 64\o"CurrentDocument"1工程概況 64\o"CurrentDocument"2投資主要指標 64\o"CurrentDocument"3編制依據 64\o"CurrentDocument"基礎單價計算依據 65\o"CurrentDocument"獨立費用標準 681、綜合說明概述清水擋水庫位于赤壁市官塘驛鎮新林橋村，水入雙石水庫，屬西涼湖水系，水庫承雨面積4.05km\總庫容14.30萬水庫于1985年冬建成，為漿砌石重力壩，是一座以灌溉為主，兼有防洪、生態等綜合效益的?、菩退畮?。水庫本次設計洪水標準為10年一遇，校核洪水標準為20年一遇,相應設計洪水位239.96m,校核洪水位214.19m。水庫溢洪道現狀堰頂高程238.00m,死水位231.30m。樞紐工程主要由大壩、溢洪道及輸水管組成。水庫為漿砌石重力壩,壩長50.25m,壩面寬2.0m,最大壩高11.2m,壩頂高程239.50m,大壩上游坡比為101,下游坡比為1:0.5。溢洪道位于大壩中間，為壩頂溢流，堰頂高程238.00m,漿砌石護砌，無消能設施。輸水管位于大壩左壩段，為鋼筋混凝土預制管，管徑為1500mm,輸水管進水口高程231.30m,管長為14.00m。進口為豎井式閘門控制。1.2水文流域概況清水擋水庫位于赤壁市官塘驛鎮新林橋村，水入雙石水庫，屬西涼湖水系，水庫承雨面積4.05km2,壩址以上干流河長6.5km,河道比降17%。。水文氣象赤壁市處于亞熱帶季風氣候區，光照充足，氣候溫和，無霜期長,雨量充沛，雨熱同季。全年平均氣溫16.8℃,實測最低氣溫TL9C;實測最高氣溫為40.7C,夏季炎熱，冬季寒冷，四季分明。多年平均降水1560毫米，由于季風影響雨量變化大且不穩定。雨水多集中在四-八月，一般占全年降雨量的60%-80%,而且多系暴雨，易致山洪。設計洪水復核清水擋水庫為小（2）型水庫，本次加固按10年一遇洪水設計，20年一遇洪水校核。水庫沒有流量資料，本次推求洪水依據資料為《湖北省暴雨徑流查算圖表》、《湖北省暴雨統計參數圖集》，采用推理公式法和瞬時單位線法進行洪水計算。經對比分析，推薦瞬時單位線法計算成果作為本次設計洪水成果。洪水復核成果見表1-L表1-1設計洪峰流量成果比較表計算方法統計參數頻率5%10%推理公式法洪峰流量（n？/s）61.6554.056小時洪量（萬nf）46.4739.52瞬時單位線法洪峰流量（m'/s）94.3180.386小時洪量（萬m：'）66.4056.401.3工程地質通過本次地質調查及參照附近水庫地質報告，基本查明了清水擋水庫庫區的工程地質條件，現將結論和建議分述如下：1、清水擋水庫位于赤壁市官塘驛鎮新林橋村，場區處于鄂東南長江中下游區，地處雪峰地盾漢江坳陷及下揚子臺褶皺帶的交交江處，屬中山區，為剝蝕構造地貌，樞紐區地層為石炭系灰巖。2、根據國家地震局《中國地震參數區劃圖》(GB18306-2001),本區地震動峰值加速度為0.05g,地震動反應譜特征周期為0.35S,相應本區地震烈度為VI度。本區區內構造相對穩定。3、庫盆為第四系全新統殘坡積粘土間斷出露灰巖，水庫不存在庫區滲漏問題；水庫庫岸總體穩定；水庫淤積輕微；水庫基本無浸沒。4、大壩壩基為灰巖，巖土體承載力較高，壩基穩定性較好；壩基存在滲漏問題；灰巖透水率為201u左右，壩基漏水嚴重；大壩左右壩肩邊坡穩定。水庫庫岸總體穩定；水庫淤積輕微；水庫基本無浸沒。5、大壩為漿砌石重力壩，壩體砌體所用新鮮堅硬的灰巖，采用壩體自身防滲，高水位時，壩體滲水嚴重。6、溢洪道位于大壩中間，為漿砌石實用堰。7、輸水管位于大壩左壩段，基礎為灰巖，地基承載力滿足要求,輸水管豎井閘門漏水。8、建議對大壩進行防滲處理。9、建議對輸水管閘門漏水進行處理。1.4工程任務和規模主要險情和存在的問題水庫于1985年冬建成，工程運行至今存在以下主要問題：1、大壩壩頂高程欠高1.07m,防洪標準不滿足要求；2、大壩壩身滲水，壩基漏水。3、溢洪道為壩頂溢流，無消能防沖設施，泄水可沖壩腳。4、輸水管進口閘門密封不嚴，無法蓄水，漏水嚴重。5、水庫無管理用房，無觀測設施，無通訊設施。除險加固工程建設的重要性清水擋水庫在灌溉、防洪、供水養殖方面起到了重要作用。水庫下游灌溉300余畝農田，保護下游耕地300畝。水庫運用至今存在諸多險情，大壩一旦出現問題，將帶來巨大的人民生命財產損失，因此清水擋水庫除險加固工程應盡快組織實施。工程等級及防洪標準防洪標準清水擋水庫總庫容加固后16.78萬n?,屬小(2)型水庫。根據《防洪標準》GB50201-94的規定，水庫防洪標準為：10年一遇洪水設計，20年一遇洪水校核。1.432地震基本烈度庫區地震烈度小于VI,根據規范，可不進行抗震復核。工程規模針對水庫工程存在的險情，本次加固設計的主要項目有大壩加固、溢洪道加固、輸水管加固及水庫管理設施配套等。加固主要工程量：土方開挖739.9m\石方開挖361.3m3,土方填筑507.2m［漿砌塊石168.5m3, 300.8m1水泥土73.0m；帷幕灌漿159.5m,鋼筋21.2t。施工總工期為10個月工程所需主要材料:塊石199m；碎石316m\砂130nl1水泥29t,汽油0.It,柴油0.8t,鋼筋21.2to主體工程布置及主要建筑物加固設計工程等級清水擋水庫為?。?）型水庫，工程等別為V等，主要建筑物級別為5級。大壩加固大壩上、下游壩坡抗滑穩定滿足規范要求，加固推薦方案為：壩上游面球防滲面板防滲，壩基帷幕灌漿防滲，漿砌塊石加高兩岸非溢流段壩頂。加固比較方案為：壩體充填灌漿防滲，壩基帷幕灌漿防滲,漿砌塊石加高兩岸非溢流段壩頂。溢洪道加固本次加固：新建消力池及漿砌塊石消力坎。輸水管加固水庫輸水管位于大壩左壩段，本次加固更換閘門橡膠止水，更換啟閉機及拉桿。投資概算編制概況）鄂水利發［2005］3號文頒布的《湖北省水利水電工程設計概（估）算編制辦法》；2）水利部水總［2002］116號文發布的《水利水電建筑工程概算定額》；3）水利部［1999］水建管523號文發布的《水利水電設備安裝

工程概算定額》;4）水利部水總[2002]116號文發布的《水利水電工程施工機械臺班費定額》;5）水利部水總[2003]67號文頒發的《水土保持工程概算編制規定和定額》;6）計價格[2002]10號文頒發的《工程勘察設計收費標準》。基礎價格6.83元/工時高級工6.34元/工時中級工5.35元/工時初級工2.92元/工時2）施工風、水、施工用風0.23元高級工6.34元/工時中級工5.35元/工時初級工2.92元/工時2）施工風、水、施工用風0.23元/m，施工用水0.76元/n?施工用電1.17元/n?1.6.3總投資按2014年第4季度價格水平計算，工程總投資78.17萬元，其中建筑工程55.95萬元、金屬結構設備及安裝工程1.59萬元、臨時工程4.77萬元、獨立費用15.85萬元。2、水文2.1流域概況清水擋水庫位于官塘驛鎮新林橋村，屬西涼湖水系，水庫承雨面積4.05km）壩址以上干流河長6.5km,河道比降17%o。2.2水文氣象赤壁市處于亞熱帶季風氣候區，光照充足，氣候溫和，無霜期長，雨量充沛，雨熱同季。全年平均氣溫16.8℃,實測最低氣溫TL9C;實測最高氣溫為40.7C,夏季炎熱，冬季寒冷，四季分明。多年平均降水1560毫米，由于季風影響雨量變化大且不穩定。雨水多集中在四-八月，一般占全年降雨量的60%-80%,而且多系暴雨，易致山洪。2.3洪水標準按國家標準GB50201-94《防洪標準》、《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2000）,清水擋水庫大壩壩高11.2m,根據清水擋水庫工程規模確定設計洪水標準為10年一遇，校核洪水為20年一遇，消能洪水10年一遇標準，施工導流洪水標準為5年一遇。2.4基本資料本流域缺乏流量實測資料，因此設計洪水擬采用暴雨途徑進行分析。水庫所在流域屬小流域，根據《水利水電工程設計洪水計算規范》（SL44-2006）,擬采用水利電力部（83）水規字第7號文通知使用的《湖北省暴雨徑流查算圖表》（以下簡稱《查算圖表》）作為洪水計算依據。清水擋水庫來水面積：4.05km2主河道長L=1.65公里主河道加權平均坡降：j=17%o2.5設計暴雨水庫無降雨資料,該水庫設計暴雨采用湖北省水文水資源局2008年《湖北省暴雨統計參數圖集》上各時段暴雨均值、Cv等值線圖查出該庫的暴雨均值、Cv,見表2.1。設計點雨量采用Cs=3.5Cv皮m曲線Kp值計算，公式為Hp點=HKpc設計面雨量公式為氏面=a凡點，a?點面系數，由于本水庫承雨面積較小，不考慮折減，設計面雨量直接采用設計點雨量成果。見表2-E表2-1 水庫設計雨量計算成果表暴雨歷時暴雨參數頻率（％）、雨量（mm）均值CvCs/Cv5.0%10.0%10，180.403.532.027.5lh46.00.433.584.672.26h90.00.453.5169.2144.024h140.00.453.5263.2224.0各歷時設計面暴雨量：①10'4Y60',"西盟面沖。②1<f<6小時，“響=”?面用1@6</<24小時， 而242己式中：%,%,n2 設計面暴雨遞減指數。no=l+O558L?-^出面n.=l+0558L-^L"LIA6面^=1+0.7214,—^“24面，心匕面、&而、/4面一一為1。分鐘、1小時、6小時、24小時設計面暴雨量(mm)6設計洪水水庫沒有流量資料系列，根據《水利水電工程設計洪水計算規范》(SL44-2006)規定及查算《圖表》推薦的推理公式方法和瞬時單位線方法推求設計洪水。由于水庫來水面積小，河道坡度陡，匯流時間短，采用最大6小時暴雨推求設計洪水，凈雨計算不考慮初損。6.1推理公式法1、設計地面洪峰流量：設計地面洪峰流量公式為Qm=K,(—)K2(SF)K3-K4uF0式中：F 水庫承雨面積(kn?);0 與流域持性有關的經驗參數；9=L/j1m一一與匯流有關的經驗參數，根據流域所在分區有關，20年以上選用公式m=0.506°-21;20年以下選用公式m=0.560°”；L——壩址以上主河道長度(km);j一一壩址以上河流平均比降，采用實際比值；S——雨力，相當于最大1小時降雨量，即$=出而（mm）;U一—平均損失率，u=0.0384屋廣\（R24為一次洪水24小時總徑流深，R2產出4面-22.5）￡、匕、L、匕一一為暴雨遞減指數的函數，設小時，由n0查《圖表》得￡、心、L、K4o根據以上公式計算設計地面洪峰流量，據此計算匯流歷時：_0.2786=mg，當7>1,則改用由查算洪峰流量Qm：2、其它洪水計算參數：洪水形狀系&數計算：—3.6QmT式中：h—設計凈雨總量，h=Rlc-utc；tc一為設計凈雨歷時，設計凈雨歷時采用6小時，L一為等于L歷時的面雨量。T—地面徑流歷時（小時），T=0.46F°535+tc3一峰現時間（小時），tp=T/4計算得的洪峰流量及其有關參數計算成果見表2-2。3、設計洪水過程線推求設計洪水過程線由設計地面洪水過程線加入地下徑流疊加而成。設計地面過程線推求方法為：先求各頻率洪水的洪水形狀系數0和峰現時間tP,然后根據&查出各上值相對應的2值，再以tp乘以tp Qin上、Qm乘以2即得ti時刻地面洪水過程線Qj。，P Qm起始流量按公式Qo=O.712u092F計算。各設計頻率的設計地面洪水過程線Q加上對應頻率洪水的起始流量Q。即為所求頻率的設計洪水過程線G（總）。按照以上所述方法及公式推算P=5%、P=10%水庫流域設計洪水過程線，洪水過程線詳見表2-2、2-3。

表2-2匯流參數計算成果表計算參數P=5%P=10%備注F(km2)4.054.05L(km)6.506.50J1.7%1.7%G25.2825.28M1.1031.103m/O0.0440.044Hio面(mm)32.027.5Hi面(mm)84.672.2H6面(mm)169.2144.0H24面(mm)263.2224.0Bo0.3790.381e.0.5000.502p20.6430.643n00.4580.462ni0.6130.615n20.6820.682f(mm)22.5022.50R21(mm)240.7201.5P(mm/h)2.42.1K,0.4520.458K20.5070.52k31.1271.13r0.3170.318S(mm)84.672.2Qm(m3/s)63.452.3t(h)2.262.37Tc(h)6.06.0He面(mm)169.2144.0h(mm)154.6131.3T(h)7.07.0tp(h)1.741.74Cr0.3940.405Qo2.011.78Qm(m：7s)65.3754.05W(萬m3)49.0339.52

表2-3洪水過程線（推理公式法）時段(△t=0.315h)流量（m7s）備注P=5%P=10%02.011.7813.913.3529.628.05323.5519.55450.1641.50565.3754.05653.3344.12740.0233.14829.8924.78922.9219.031016.5813.801112.7810.66129.628.05137.716.48146.455.44155.814.92165.184.39174.553.87183.913.35193.282.82202.011.782.6.2瞬時單位線法2.6.2.1凈雨計算根據《查算圖表》，各時段毛雨量按選用的雨型進行排列，扣減時段穩損后，即得設計凈雨。初損=22.5mm穩損fc(mm/小時)按公式fc=O.0615R〈計算,式中：區24=&4面-22.5mm經產流計算，凈雨過程及設計凈雨成果見表2-4。表2-4 凈雨過程計算成果表單位：mmT(At=O.5h)雨型P=5%P=10%Hi.fcXAtliHt面fcXAtli0000.00000.0010.16(H6-H3)6.40.95.55.40.84.620.17(He-Hs)6.80.95.95.70.85.030.18(Hs-Hj)7.20.96.36.10.85340.20(H6-H3)8.00.97.16.70.86.050.217(H3-H1)9.70.98.88.30.87.560.355(H3-H1)15.90.915.013.50.812.770.38Hi面32.20.931.327.40.826.780.62Hiifu52.50.951.644.80.844.090.266(H3-H1)11.90.911.010.10.89.3100.162(H3-H1)7.30.96.46.20.85.4110.15(Hs-Hs)6.00.95.15.10.84.3120.14(H6-H3)5.60.94.74.70.83.9Hi、H?、H6■—為1、3、6小時面暴雨量(1)瞬時單位線計算本水庫屬于《圖表》中所列瞬時單位線分區的第1片，參數隊、n的地區綜合經驗公式為：m產1.38F°-27xL°-216xj-0185……(1)因為j>5%on=0.34F°-35xj0-1……(2)式中：F—控制流域面積，4.05km2,L—主河道長度,6.5kmJ一河道比降，17%o,對20年一遇以上的洪水或設計雨強大于10mm/小時的進行非線性改正，改正后的公式為：mH=m,（0.2）x,（50/ip）x,式中：八一為造峰面降雨強度tR一為造峰雨歷時，根據流域形狀選用公式。詳見地表徑流過程計算表.表2-5至2-6.tR歷時的面雨量HtR按下式計算。tR=O.72h104tn460 Hir=Hi面.tJ""1<t?<lhHir=Hi面.nl當ip<50mm/小時時，入=入1當ip>50mm/小時時，入=入2根據3（%=「3/臚）、F分別查得入卜入2,代入非線性改正公式計算叫i。根據Oh或叫計算K值K=m,/n（不需非線性改正時）K=m/n（非線性改正后）（2）瞬時單位線法設計洪水過程線根據計算的參數n、k查&），錯后一個時段即得Me,S⑺一%a=U（s）即由瞬時單位線轉換為時段單位線?；銥?小時，1毫米凈雨時段單位線為以"產石不（加將各時段凈雨分別乘以名皿），并順序錯開一個時段△，相加，即得地表徑流過程。依公式計算地下徑流過程，將地表徑流過程和地下徑流過程相加,即得設計洪水過程。地表徑流過程計算見表2-5-2-6,設計洪水過程線見表2-7~2-8,不同計算方法設計洪水成果比較見表2-9。表2-5 地表徑流過程計算表(P=5%)tt/ks(t)s(t-dt)u(dt.t)q(dt.t)5.55.96.37.18.815.031.351.611.06.45.14.7EQ(凈)流域面積：4.0500.000000.00河道長度：6.50.50.70.65700.661.488.120.008.12平均比降：1711.40.8500.6570.190.432.398.710.0011.09f=F/L?0.101.52.10.9320.8500.080.181.012.569.300.0012.87流域分類山區22.80.9680.9320.040.080.441.092.7310.470.0014.74流域形狀長形2.53.60.9870.9680.020.040.230.481.163.0813.070.0018.0234.30.9940.9870.010.020.090.250.511.313.8422.210.0028.20瞬時單位線參數：3.55.00.9970.9940.000.010.040.090.270.571.636.5246.260.0055.38ml=1.7945.70.9990.9970.000.000.020.040.100.300.722.7713.5976.280.0093.83n=0.744.56.40.9990.9990.000.000.000.030.040.110.381.225.7722.4116.320.0046.28K=0.7057.11.0000.9990.000.000.010.000.030.050.140.642.539.524.799.430.0027.15dt=0.505.57.80.000.000.000.010.000.030.060.241.344.182.042.777.530.0018.20q(dt.t)=2.2568.50.000.000.000.000.010.000.040.100.492.210.891.182.216.9414.08mli=0.526.59.20.000.000.000.000.000.020.000.070.210.810.470.520.942.045.08tR系數=0.35710.00.000.000.000.000.000.000.020.000.140.350.170.270.410.872.24tR=0.727.510.70.000.000.000.000.000.000.000.030.000.230.070.100.220.381.04HtR=74.7811.40.000.000.000.000.000.000.000.070.000.050.040.080.200.44計算ip=103.28.512.10.000.000.000.000.000.000.000.120.000.030.030.070.25采用ip=100912.80.000.000.000.000.000.000.020.000.020.030.08入1=0.649.513.50.000.000.000.000.000.010.000.020.04打=1.811014.20.000.000.000.000.000.010.000.01X=0.30

表2-6 地表徑流過程計算表(P=10%)tt/ks(t)s(t-dt)u(dt.t)q(dt.t)4.65.05.36.07.512.726.744.09.35.44.33.9EQ(凈)流域面積：4.0500.0000.000.000.00河道長度：6.50.50.70.65700.6571.486.830.006.83平均比降：1711.40.8500.6570.1930.432.017.320.009.33f=F/L20.101.52.10.9320.8500.0820.180.852.157.820.0010.83流域分類山區22.80.9680.9320.0360.080.370.912.308.820.0012.41流域形狀長形2.53.60.9870.9680.0190.040.200.400.982.5911.040.0015.2134.30.9940.9870.0070.020.070.210.431.103.2418.800.0023.86瞬時單位線參數：3.55.00.9970.9940.0030.010.030.080.230.481.385.5239.410.0047.13ml=1.7945.70.9990.9970.0020.000.020.030.080.260.612.3511.5865.030.0079.96n=0.744.56.40.9990.9990.0000.000.000.020.040.090.321.034.9219.1013.800.0039.32K=0.7057.11.0000.9990.0010.000.010.000.020.040.120.542.168.124.057.950.0023.02dt=0.505.57.80.0000.000.000.010.000.030.050.201.143.561.722.346.330.0015.38q(dt.t)=2.2568.50.0000.000.000.000.010.000.030.090.421.880.760.991.865.8311.87mli=0.526.59.20.0000.000.000.000.000.010.000.060.180.690.400.440.791.714.28tR系數=0.35710.00.0000.000.000.000.000.000.020.000.120.300.150.230.350.731.88IR二0.727.510.70.0000.000.000.000.000.000.000.030.000.200.060.080.180.320.88HlR二60.7811.40.0000.000.000.000.000.000.000.000.060.000.040.040.070.170.37計算ip=83.88.512.10.0000.000.000.000.000.000.000.000.000.100.000.020.030.060.21采用ip二100.0912.80.0000.000.000.000.000.000.000.000.020.000.020.030.07入1=0.649.513.50.0000.000.000.000.000.000.000.000.010.000.020.030j=1.811014.20.000.000.000.000.000.000.000.010.000.01A=0.30時段地表徑流地下徑流設計洪水過程備注00.000.160.16Q0=0.16m3/s18.120.208.32Qg=0.84m3/s211.090.2411.33B=0.09312.870.2813.15T=8.50小時414.740.3215.06fc=1.74mm518.020.3618.38tc=6.00小時628.200.4028.60755.380.4455.82893.830.4894.31946.280.5246.791027.150.5627.711118.200.6018.801214.080.6414.72135.080.685.75￡=368.9m3/s142.240.722.95W=66.40萬n?151.040.761.80160.440.801.24

時段地表徑流地下徑流設計洪水過程備注00.000.140.14Q0=0.14m3/s16.830.187.00Qg=0.75m3/s29.330.219.54B=0.09310.830.2511.08T=8.50小時412.410.2812.69fc=1.56mm515.210.3215.53tc=6.00小時623.860.3624.22747.130.3947.52879.960.4380.38939.320.4639.791023.020.5023.521115.380.5415.911211.870.5712.44134.280.614.89￡=313.4m3/s141.880.642.53W=56.40萬n?150.880.681.56160.370.711.09170.210.750.96表2-9不同計算方法設計洪水成果比較表計算方法統計參數頻率5%10%推理公式法洪峰流量（m3/s）65.3754.056小時洪量（萬m3）49.0339.52瞬時單位線法洪峰流量（n?/s）94.3180.386小時洪量（萬n?）66.4056.40從表2-9中，兩種方法計算洪水相近，瞬時單位線法成果較推理公式法略高，故本水庫設計洪水采用瞬時單位線法計算成果。2.7施工洪水設計清水擋水庫分期洪水計算主要是確定水庫加固工程的施工導流洪水，根據《水利水電樞紐劃分及洪水標準》(SL252-2000)和《水利水電工程施工組織設計規范》SL303-2004,清水擋水庫導流建筑物屬5級建筑物，水庫施工導流洪水設計標準按枯水期5年一遇洪水設計。根據施工組織設計的需要，10月到次年2月為枯水期，4月至9月為汛期，其中4月至6月為暴雨洪水多發期。二、導流時段及導流方案按水庫加固工程的需要，圍堰需要臨時擋水2個月，擋水導流時段為12月T月。三、導流期來水量根據收集到的赤壁站1949年-2009年歷年枯水期12-1月降水量,經排頻計算得赤壁市枯水期12-1月份5年一遇降雨量為102.0mm。由于枯水期水庫無徑流資料，只有降雨資料，因此水庫枯水期施工導流按月降雨量推求月徑流量作為水庫施工導流洪水，根據施工組織設計，圍堰擋水期為12?1月，水庫月來水量按徑流系數法計算。計算公式如下：W=l/10xa月xH月xFa——枯水期月徑流系數，根據該地區情況，取0.5;H 枯水期12-1月5年一遇降水量F——水庫流域面積4.05km2經計算，枯水期12-1月5年一遇來水量為20.655萬8施工導流本次新建輸水管進口水箱施工期近2個月，安排枯水季節12月至次年1月，根據分期洪水計算成果，12月?1月最高庫水位233.0m,首先將水庫放空至死水位231.30m,在進口前填筑長15m的袋裝土圍堰，堰頂高程233.30m,頂寬2m,兩邊坡分別為1:1、1:2。3工程地質1區域地質1.1地形地貌清水擋水庫場區處于鄂東南長江中下游區，地處雪峰地盾漢江坳陷及下揚子臺褶皺帶的交交江處，水庫位于赤壁市官塘驛鎮新林橋村，屬中山區，為剝蝕構造地貌，場區場區內山頂高程255m左右，谷底高程230nl左右，兩岸山體平均坡度70。?80。，植被發育。河流溝谷發育，呈“U”型，次一級的沖溝較發育，但切割較淺，主要為水庫滲水及暫時性的地表降雨流水沖刷作用所形成。河谷局部基巖出露較多，在河流及溝谷兩岸局部存有重力堆積地貌。2地層巖性區域地層較簡單，主要為石炭系灰巖，本區地表大多為第四系松散堆積物覆蓋，現由老至新將各地層主要特征分述如下：一、石炭系石炭系上中統黃龍群Chn）灰巖，主要分布在大壩左右兩山頭及庫區。二、第四系1、第四系全新統殘坡積層（Q/）深黃色粘土夾風化角礫，主要分布于區內周邊地區、大壩河床，厚度不等，結構松散，易形成地表順層變形。溝谷處殘坡積較為密實,稍密?中密狀。2、第四系全新統耕植土層（QJ）以褐色、黑褐色粉質粘土為主，含少量的風化碎石及有機質物，土質均一性差，結構較松散。該土層主要分布于本區山腳、低洼地帶。3、第四系全新統沖積層(QZ1)灰色、灰褐色中粗砂夾少量的粘性土，結構較松散，中粗砂成份主要為鉀長石、斜長石等，粒徑為1?8mm,分選性較差。主要分布河床附近，現已多被辟為耕土。1.3地質構造壩址區無明顯褶皺和斷層1.4地震基本烈度本區地震近期1954年曾發生4.4級地震，震級較低，區內構造相對穩定，根據國家地震局《中國地震參數區劃圖》(GB18306-2001),本區地震動峰值加速度為0.05g,地震動反應譜特征周期為0.35S,本區地震烈度為VI度。1.5區域水文地質條件本區屬濕潤多雨氣候，多年平均降水量多于1560mm，降雨多集中于4?8月份，10?來年2月份多為枯水期。區內地下水比較復雜,由于賦存條件不一致使地下水的運移、補給與排泄差異很大。從場區地下水儲存、運移介質來看，場區地下水可分為孔隙水和基巖裂隙水兩種，現分述如下：1、孔隙潛水賦存于第四系松散堆積層中，含水性差異大，主要接受大氣降水及其他地下水的補給，向河流及低洼處排泄。受巖性透水影響，一般含水量較少，埋深也較淺。2、基巖裂隙水主要賦存于碎屑巖區基巖裂隙中，富水性有不均勻性。裂隙發育密集帶，其貫穿性好，裂隙水密集。裂隙水接受大氣降水及孔隙潛水補給，向低洼處排泄。總體來看，地下水滲流較長，地下水埋藏較淺，河谷水動力條件屬補給型，水文地質條件比較簡單。地下水均屬HCO3-Ca-Mg型，對混凝土無腐蝕性。3.2庫區工程地質條件1庫區地質概況庫區為低山丘陵地貌形態，兩岸山頂高程255nl左右，地形起伏不大，河谷呈“U”形谷，兩岸山體平均坡度70。~80。，植被發育。山坡中上部有基巖裸露，出露石炭系上統黃龍群灰巖，坡腳堆積厚層第四系全新統殘坡積層，庫區分布第四系全新統耕植土。第四系松散堆積層構成庫盆及岸坡基底。3.2.2庫區工程地質問題評價1、庫區滲漏庫區為全新殘坡積狀，耕植層覆蓋，其下為灰巖，水庫庫區不存在滲漏問題。2、庫岸穩定水庫周邊可見巖石出露，庫岸穩定。3、水庫淤積庫內松散堆積物較多，在庫尾有分布，多為農作物種植區，土質不易流失；水庫兩岸植被發育，地表水土流失輕微。水庫上游河床沖積層極薄，且以塊、礫為主，地表水體攜砂量有限。故水庫淤積輕微。4、水庫浸沒庫岸地區為殘坡狀及耕植層，抗地表水沖蝕能力較弱。庫水升降對庫岸地下水影響不大，水庫設計正常蓄水位低于庫岸頂部高程，故庫區不存在浸沒問題。3.3大壩基工程地質條件及評價3.1壩基地質概況1、地形地貌壩址區為低山丘陵區，地表坡度70。?80。，山頂高程255nl左右，壩址左右岸山頭中上部出露基巖。2、地層巖性壩址地層為灰巖；3、地質構造壩址區無褶皺和斷層。4、水文地質壩址區地下水主要為基巖裂隙水，主要賦存于殘坡積層及灰巖裂隙中，富水性有不均勻性。裂隙發育密集帶，其貫穿性好，裂隙水密集。裂隙水接受大氣降水及孔隙潛水補給，向低洼處排泄。3.2主要工程地質問題及評價1、壩址滲漏壩基為灰巖，強風化巖體存在裂隙性滲漏，根據附近水庫鉆孔資料，強風化巖體巖石透水率20Lu左右。2、壩肩穩定性評價大壩左右壩肩為灰巖，有殘坡積層間斷覆蓋，山坡穩定。3.4壩體工程地質條件及評價3.4.1壩體現狀大壩為漿砌石重力壩，據大壩施工資料：大壩所用砌筑石料，巖性為灰巖新鮮堅硬；砂料質地堅硬、清潔、級配較好。3.4.2質量評價3.1.4.1漿砌石現狀及質量評價壩體漿砌塊石，巖性灰巖，采用M7.5漿砌塊石砌筑，石料的形狀采用大致方整的塊石，巖性為微~新鮮灰巖，石塊的最小邊長在于25cm-50cm之間，重40~60kg。上下游壩面用條石砌筑，壩面勾縫用M10水泥砂漿，勾縫深2?3cm。3.1.4.2壩體物理力學性質根據現場察勘調查，并參照有關工程相同壩體漿砌塊石、混凝土物理力學性質，壩體物理力學參數建議值見表3.1.2。表3.1.2 壩體物理力學參數建議值表壩體部位名稱濕重度(KN/m3)飽和抗壓強度MPa彈性模量GPa變形模量GPa壩體之間摩擦系數f砌石體容許壓應力值MPa滲透性滲透系數(cm/s)透水率(Lu)塊石料27.0120.05.05.0漿砌塊石23.030.016.09.00.605.563.1.4.3壩體壩基滲漏評價由于壩體防滲采用自身防滲，高水位時，壩體滲水嚴重；壩基由于沒有采取措施處理，漏水較嚴重。3.5溢洪道工程地質條件及評價溢洪道位于大壩中間，為壩頂溢流，堰頂高程238.00m。地質條件同大壩。3.6輸水管工程地質條件及評價輸水管位于大壩左壩段，為鋼筋混凝土預制管，輸水管進水口高程231.30m,進口為豎井式閘門控制。根據現場觀測，大壩輸水管座落在灰巖上，輸水管豎井式閘門密封不嚴，漏水嚴重。3.7天然建筑材料7.1碎石、塊石料工程加固所需碎石、塊石料現場無法開采，塊石料需外購。7.2砂料工程場區現代河床已無多少沖積河砂及砂卵石，而且沖積層上已農田化，含泥量較高，從質量及儲量上看，混凝土用砂都不可能利用場區沖積河砂，混凝土用砂需外購?？梢栽诔啾谑猩皬S買砂，運距約38.00km。8結論及建議通過本次地質調查及參照附近水庫地質報告，基本查明了清水擋水庫庫區的工程地質條件，現將結論和建議分述如下：1、清水擋水庫位于赤壁市官塘驛鎮新林橋村，場區處于鄂東南長江中下游區，地處雪峰地盾漢江坳陷及下揚子臺褶皺帶的交交江處，屬中山區，為剝蝕構造地貌，樞紐區地層為石炭系灰巖。2、根據國家地震局《中國地震參數區劃圖》(GB18306-2001),本區地震動峰值加速度為0.05g,地震動反應譜特征周期為0.35S,相應本區地震烈度為VI度。本區區內構造相對穩定。3、庫盆為第四系全新統殘坡積粘土間斷出露灰巖，水庫不存在庫區滲漏問題；水庫庫岸總體穩定；水庫淤積輕微；水庫基本無浸沒。4、大壩壩基為灰巖，巖土體承載力較高，壩基穩定性較好；壩基存在滲漏問題；灰巖透水率為201u左右，壩基漏水嚴重；大壩左右壩肩邊坡穩定。水庫庫岸總體穩定；水庫淤積輕微；水庫基本無浸沒。5、大壩為漿砌石重力壩，壩體砌體所用新鮮堅硬的灰巖，采用壩體自身防滲，高水位時，壩體滲水嚴重。6、溢洪道位于大壩中間，為漿砌石實用堰。7、輸水管位于大壩左壩段，基礎為灰巖，地基承載力滿足要求,輸水管豎井閘門漏水。8、建議對大壩進行防滲處理。9、建議對輸水管閘門漏水進行處理。4、工程任務和規模1工程現狀及險情1.1工程現狀清水擋水庫位于赤壁市官塘驛鎮新林橋村，水入雙石水庫，屬西涼湖水系，水庫承雨面積4.05km2,總庫容14.30萬水庫于1985年冬建成，為漿砌石重力壩，是一座以灌溉為主，兼有防洪、生態等綜合效益的?、菩退畮臁Ｋ畮毂敬卧O計洪水標準為10年一遇，校核洪水標準為20年一遇,相應設計洪水位239.96m,校核洪水位214.19m。水庫溢洪道現狀堰頂高程238.00m,死水位231.30m。樞紐工程主要由大壩、溢洪道及輸水管組成。水庫為漿砌石重力壩，壩長50.25m,壩面寬2.0m,最大壩高11.2m,壩頂高程239.50m,大壩上游坡比為1:0.1,下游坡比為1:0.5。溢洪道位于大壩中間，為壩頂溢流，堰頂高程238.00m,漿砌石護砌，無消能設施。輸水管位于大壩左壩段，為鋼筋混凝土預制管，管徑為1500mm,輸水管進水口高程231.30m,管長為14.00m。進口為豎井式閘門控制。1.2存在的主要問題1、大壩壩頂高程欠高1.07m,防洪標準不滿足要求；2、大壩壩身滲水，壩基漏水。3、溢洪道為壩頂溢流，底板局部破損，無消能防沖設施，泄水可沖壩腳。4、輸水管進口閘門密封不嚴，無法蓄水，漏水嚴重。5、水庫無管理用房，無觀測設施，無通訊設施。4.2除險加固工程建設的重要性清水擋水庫在灌溉、防洪、供水養殖方面起到了重要作用。水庫下游灌溉300余畝農田，保護下游耕地300畝。水庫運用至今存在諸多險情，大壩一旦出現問題，將帶來巨大的人民生命財產損失，因此清水擋水庫除險加固工程應盡快組織實施。4.3調洪演算調洪演算原則溢洪道調洪演算(1)庫容曲線經復核，庫容曲線仍采用原水庫庫容曲線成果，詳見表4-L(2)泄流曲線溢洪道為壩頂溢流，為實用堰，底寬15.05m,進口底部高程238.00m。按實用堰泄流公式計算，e=0.97,m=0.40,泄流曲線見表4Tti表4-1水庫水位?庫容?泄量關系水位H(m)泄流量(m3/s)總庫容V(萬H?)238.000.0011.30238.202.3111.80238.406.5412.30238.6012.0212.80238.8018.5113.30239.0025.8713.80239.2034.0114.30239.4042.8514.80239.6052.3515.30239.8062.4715.8240.0073.1716.3240.2084.4116.84.3.2調洪演算原則1、當庫水位低于起調水位238.00m時，水庫蓄水灌溉。2、庫水位超過起調水位238.00m時，水庫來洪量較大，溢洪道

自然泄洪。4.3.3計算成果4.3.3.1計算成果調洪演算分別按P=5%、P=10%兩種頻率洪水進行。計算過程見表4-2、4-3o洪水計算和洪水調節總成果見表4-4。表4-2 校核洪水調節計算(P=5%)序號入庫流量(m7s)泄流量(m7s)水庫水位(m)備注00.160.00238.0018.322.57238.21211.339.13238.50313.1512.30238.61415.0614.20238.67518.3816.90238.75628.6024.30238.96755.8246.00239.47894.3184.00240.19946.7966.10239.871027.7129.80239.101118.8022.20238.901214.7216.10238.73135.759.94238.53142.954.63238.32151.242.51238.21161.091.54238.15170.961.18238.12180.951.02238.11190.950.98238.11

表4-3 設計洪水調節計算(P=10%)序號入庫流量(m7s)泄流量(m7s)水庫水位(m)備注00.140.00238.0017.002.06238.1829.547.47238.44311.0810.30238.54412.6911.90238.60515.5314.20238.67624.2220.40238.85747.5238.70239.31880.3871.10239.96939.7956.70239.691023.5225.80239.001115.9118.90238.811212.4413.80238.66134.898.54238.48142.534.06238.29151.092.23238.19160.961.39238.14170.851.05238.12180.850.91238.11190.850.88238.10表4-4 清水擋水庫調洪演算成果匯總表工況洪峰流量(m3/s)最高洪水位(m)相應庫容(萬n?)下泄流量(m7s)設計洪水80.38239.9616.2071.10校核洪水94.31240.1916.7884.00消能洪水80.38239.9616.2071.10工程等級及防洪標準清水擋水庫位于官塘驛鎮新林橋村，水庫承雨面積4.05km2,加固后總庫容16.78萬水庫于1985年冬建成，是一座以灌溉為主，兼有防洪、生態等綜合效益的小㈡型水庫。水庫目前設計洪水標準為10年一遇，校核洪水標準為20年一遇。工程規模清水擋水庫于1985年冬建成，運行至今存在諸多重大險情。本次除險加固涉及到大壩加固、溢洪道加固、輸水管加固。加固主要工程量：土方開挖739.9m,石方開挖361.3m\土方填筑507.2m；漿砌塊石168.5m\徒300.8m1水泥土73.0帷幕灌漿159.5m,鋼筋21.2t。施工總工期為10個月工程所需主要材料:塊石199m；碎石316m；砂130或，水泥29t,汽油O.lt,柴油0.8t,鋼筋21.2t。5水工建筑物加固設計設計依據工程等別及防洪標準清水擋水庫承雨面積4.05km2,加固后的總庫容為16.78萬m3,根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)的規定，工程等別為V等，主要建筑物級別為5級，次要建筑物級別為5級。根據國家《防洪標準》(GB50201-94)和《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000),水庫大壩壩高IL2m,清水擋水庫的防洪標準按10年一遇(P=10%)洪水設計，相應水位為239.96m,20年一遇(P=2%)洪水校核，相應水位為214.19m,正常蓄水位238.00m,死水位231.30m。消能防沖設施的防洪標準按10年一遇(P=10%)洪水標準設計。設計原則及采用的主要技術規范1、設計原則按照國家有關主要技術標準及規程規范，解決本工程存在的工程質量隱患，并按工程管理的有關要求，完善大壩安全監測等工程管理設施，使大壩達到正常運用的標準。根據清水擋水庫大壩安全鑒定復核結論，本次除險加固設計對水庫的功能和規模不做改變，防洪標準定為10年一遇洪水設計，20年一遇洪水校核。2、采用的主要技術規范(1)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000);(2)《水利水電工程初步設計報告編制規程》(SL619-2013)(3)《水工建筑物荷載設計規范》(DL5077-1997);(4)《水工建筑物抗震設計規范》(SL203-1997);(5)《水工混凝土結構設計規范》(SL/T191-2008);(6)《漿砌石壩設計規范》(SL25-2006);(7)《溢洪道設計規范》(SL253-2000);(8)《水利水電工程鋼閘門設計規范》(SL74-1995);3、基本資料(1)基本參數①氣象資料多年平均氣溫16.8℃;極端最高氣溫40.7℃;極端最低氣溫TL9℃;多年平均最大風速值15.00m/s;歷史最大風速22.5m/s(NNW).②降雨多年平均降雨量1560mm;年最大降雨量2182.3mm;年最小降雨量822.2mm。③流域參數水庫流域面積：F=4.05km2;壩址以上區間干流長度：6.5k叫區間干流平均比降：J=17%o；④水庫特征水位正常高水位：238.00m設計洪水位：239.96m校核洪水位：214.19m死水位:231.30m⑤抗滑安全系數大壩抗滑穩定安全系數允許值(瑞典圓弧法)：正常運用條件：[K]=1;非常運用條件：[K]=1;溢洪道抗滑穩定安全系數：泄槽邊墻沿基底面的抗滑穩定安全系數：基本組合》L05,特殊組合》1.00。⑥溢洪道下泄流量10年一遇洪水下泄流量：71.10m7s;20年一遇洪水下泄流量：84.OOm'/s;⑦建筑材料鋼筋混凝土容重：25kN/m3;混凝土容重：24kN/m3;漿砌石容重：22kNm\⑧地震烈度根據《中國地震動參數區劃圖》(GB18306-2001),工程區地震動峰加速度為0.05g,地震動反應譜特征周期為0.35S,確定本區地震基本烈度為VI度，根據《水工建筑物抗震設計規范》中的規定，可不進行抗震設計。(2)基礎文件資料①《湖北省赤壁市清水擋水庫大壩安全鑒定報告》X2014年07月),黃石市振興勘察設計有限公司編制；②本階段實測壩區地形圖，溢洪道地形圖，縱、橫斷面圖。③庫容曲線等其他相關資料。5.2工程總體布置及加固內容水庫樞紐工程主要由大壩、溢洪道及輸水管等建筑物組成，是一座以灌溉為主，兼顧防洪、供水等綜合效益的小(2)型水庫。水庫于1985年冬建成。由于施工質量差，主要建筑物都存在安全隱患，嚴重威脅水庫的正常安全運行，迫切需要整險加固。本次除險加固設計主要是按照國家有關的主要技術標準及規程規范的規定，依據大壩安全鑒定結論，對水庫的功能和規模不作改變,對工程存在的病險項目進行加固，重點解決工程存在的險情，并根據工程管理的有關要求，完善大壩安全監測、防汛等工程管理設施等。針對工程存在的問題，根據分析復核及安全鑒定評價結論，依據《漿砌石壩設計規范》(SL25-2006)和《溢洪道設計規范》(SL253-2000),提出相應的加固內容如下：(1)大壩加固內容①加固推薦方案為：壩上游面於防滲面板防滲，壩基帷幕灌漿防滲，漿砌塊石加高兩岸非溢流段壩頂。②加固比較方案為：壩體充填灌漿防滲，壩基帷幕灌漿防滲，漿砌塊石加高兩岸非溢流段壩頂。(2)溢洪道加固內容本次加固：新建消力池及漿砌塊石消力坎。(3)輸水建筑物加固內容本次加固更換閘門橡膠止水，更換啟閉機及拉桿。(5)管理設施建設3水庫大壩安全鑒定結論安全鑒定結論一、運行管理水庫有人看護、無管理設施，無觀測、通訊設施，落實管理較差。綜合評定為差。二、防洪安全復核經復核，現狀大壩計算壩頂高程應為240.19m,現狀大壩壩頂高程應為239.50m,欠高1.07m,不滿足規范要求。綜合評定為C。三、結構安全復核大壩壩坡抗滑穩定滿足規范要求；溢洪道結構穩定。輸水管強度抗裂都滿足規范要求。綜合評定為北四、滲流安全復核大壩壩身滲水，壩基漏水。輸水管進口漏水。綜合評定為C。五、抗震復核根據《中國地震動參數區劃圖》(GB18306-2001),清水擋水庫區域地震動峰值加速度為0.05g,地震動反應譜特征周期為0.35s,相應的地震基本裂度為VI度。按規范規定地震基本裂度小于等于VI度，可不進行抗震安全復核。六、金屬結構無綜上所述，根據水利部頒《水庫大壩安全鑒定辦法》、《水庫大壩安全評價導則》(SL258—2000),鑒定清水擋水庫大壩為三類壩。工程存在的主要問題1、大壩壩頂高程欠高L07m,防洪標準不滿足要求；2、大壩壩身滲水，壩基漏水。3、溢洪道為壩頂溢流，底板局部破損，無消能防沖設施，泄水可沖壩腳。4、輸水管進口閘門密封不嚴，無法蓄水，漏水嚴重。5、水庫無管理用房，無觀測設施，無通訊設施。5.4主要建筑物復核計算大壩壩頂高程復核1、計算依據安全鑒定階段對清水擋水庫壩頂高程的復核結果大壩壩頂欠高1.07m,根據《漿砌石壩設計規范》(SL25-2006)要求，壩頂高程等于靜水位與超高之和，應分別按以下運用情況復核壩頂高程，并取其中較大值：(1)設計洪水位+正常運用情況的壩頂超高；(2)校核洪水位+非常運用情況的壩頂超高。2、壩頂超高計算按《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000),清水擋水庫屬小(2)型水庫，工程等別為V等，主要水工建筑物為5級，次要建筑物為5級，水庫大壩為漿砌石重力壩，大壩最大壩高為11.2m,根據《水利水電樞紐等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)和《漿砌石壩設計規范》(SL25-2006)中的有關規定確定，壩頂在水庫靜水位以上的超高按由下式計算確定：△h=hb+hz+hc式中：ah一壩頂超高，m;仄一波浪高，m;hz—波浪中心線至正常蓄水位或校核洪水位的高差，叫h,.一安全超高m,對于5級漿砌石漿砌石重力壩。水庫屬5級建筑物，設計水位時取A=0.3m,校核水位時取A=0.2mo本次水庫，經調洪演算的設計水位239.96m,校核水位214.19m,多年平均最大風速15m/s,設計風速：設計條件下W=22.5m/s,校核條件下W=15m/s。庫區最大吹程50m,計算壩頂在水庫靜水位以上的超高。1、正向來波在上游坡上的平均波高%、波長L按莆田公式計算:式中：W—計算風速,設計：W=22.5m/s;校核W=15m/s。D一風區長度，D=50mo平均波高,m;L一水域平均深度，設計：Hm=10.46m,校核：Hm=10.69mooL一平均波長，按下式計算。Lm=^-（深水波）2萬式中：Tn—平均波周期?！?4.43811叱將各參數代入計算％的公式中，得：本工程為5級壩，采用累積頻率為10%的波高hbo查規范中表A.1.13得：%=1.71。2、正向來波在上游坡上的波浪中心線至計算水位的高度hz按下式計算2, 7rhio% ,27rhihz= cth LmLm式中：hz一—波浪中心線至計算水位的高度,m;仄一一累積頻率10%的波高,m;Lm——平均波長,m;2、安全加高水庫大壩為5級建筑物，設計標準，A=0.3m,校核標準，A=0.2m。安全加高計算見表5-1o表5-1 莆田公式水庫大壩波浪爬高計算成果表項 目大壩設計水位校核水位坡度系數m0.100.10水域平均水深m10.4610.69重力加速度g(m/s2)9.819.81吹程D(m)5050風速W(m/s)22.5015.00平均波高％(m)0.090.06平均波長Lm(m)2.811.80波浪中心線至計算水位的高度hz(m)0.130.08波高hb(m)0.160.10(2)安全加高A水庫大壩為5級建筑物，設計標準，A=0.30m;校核標準，A=0.20m。安全加高計算見表5-2。表5-2 安全超高計算表工況安全超高y(m)波浪中心線至計算水位的高度hz(m)波高hb(m)安全加高A(m)設計0.590.130.160.3校核0.380.080.100.23、壩頂高程計算按照本節以上所選用的計算公式及所述計算條件，分別計算設計洪水位和校核洪水位時大壩壩頂高程的成果見表5-3.表5-3 大壩壩頂高程計算成果表工況水庫洪水位(m)安全超高y(m)計算壩頂高程(m)實際壩頂高程(m)壩頂欠高(m)設計239.960.59240.55239.51.05校核240.190.38240.571.07根據上述兩種工況的計算結果，現狀壩頂高程239.50m,低于復核壩頂高程240.57m,壩頂欠高1.07m,故大壩壩頂高程不滿足規范要求。大壩滲流穩定復核大壩滲流評價由于壩體防滲采用自身防滲，高水位時，壩體滲水嚴重；壩基由于沒有采取措施處理，漏水較嚴重。5.4.2.2輸水管滲流分析輸水管位于大壩左壩段，為鋼筋混凝土預制管，輸水管豎井內閘門止水橡皮損壞，漏水嚴重。5.4.2.3滲流安全評價結論壩體防滲采用自身防滲，高水位時，壩體滲水嚴重；壩基由于沒有采取措施處理，漏水較嚴重，對壩體安全造成威脅，需進行防滲處理。5.4.3.1有關設計指標采用值.石料飽和抗壓強度Rs,石灰巖Rs取lOOMPa;.塊石砌體的水泥砂漿標號強度7.5MPa,變形模量E。為9.OGPa;塊石砌體的彈性模量Ee為16.OGPa;.塊石砌體極限軸心抗壓強度fee塊石砌體極限軸心抗壓強度fee水泥砂漿標號強度7.5MPa,砌筑的心為12.2MPa;.塊石砌體容許壓應力值（水泥砂漿標號強度7.5MPa）基本荷載組合4.7MPa特殊荷載組合5.5MPa.重力壩砌體抗壓強度安全系數應符合下列要求：基本荷載組合，應不小于3.5特殊荷載組合，應不小于3.0.重力壩抗滑穩定安全系數K基本組合，應不小于1.05。特殊組合，應不小于1.00。.砌石體的設計密度為23.OKN/m3.砌石體與新鮮堅硬的灰巖抗剪摩擦系數f=0.655.4.3.2大壩穩定及應力復核5.4.3.2.1自重3.2.2靜水壓力1、作用于壩面單位單位寬度上的水平靜水壓力P，可按下式計算：p=l/2ywH2式中P—計算點處靜水壓力強度，KN/m。Y水一水的容重，采用lO.OKN/nf3.2.3揚壓力未設排水孔和帷幕灌漿防滲，壩踵處的揚壓力作用水頭為出，壩趾處為H2,如圖1;圖1設有防滲帷幕但未設排水孔時，在壩踵處的揚壓力為H”帷幕中心線上為M+ai(由-比)，ai采用0.65,如圖2.圖23.2.4浪壓力單位長度壩面上的浪壓力P*k可按下列公式計算:Pwk=l/4xy.xLra(hiox+hz)P砒一一單位長度壩面上的浪壓力，KN/m;人一一波浪中心線至計算水位的高度,m;h10S一一累積頻率10%的波高，m;Lm——平均波長,叫5.4.3.3荷載組合1、基本組合(a)水庫正常蓄水位情況：自重+靜水壓力+揚壓力+浪壓力。(b)設計洪水位：自重+靜水壓力+揚壓力+浪壓力+動水壓力。2、特殊組合(c)校核洪水位：自重+靜水壓力+揚壓力+浪壓力+動水壓力。5.4.3.4非溢流段壩體抗滑穩定計算K.邱K—抗滑穩定安全系數EW一作用于計算截面以上壩體全部荷載(含揚壓力)對滑裂面的法向分值，KN;XP一作用于計算截面以上壩體全部荷載(含揚壓力)對滑裂面的切向分值，KN;表5.4 非溢流段大壩現狀各種工況下主要應力計算成果表工況H(m)自重(KN)上游靜水壓力(KN)下游靜水壓力(KN)上游水柱重(KN)下游水柱重(KN)揚壓力(KN)正常蓄水位情況9.701380.74470.450.0054.320.00-274.90設計洪水位情況11.661380.74679.78-6.0565.303.03-395.19校核洪水位情況11.891380.74706.86-7.5666.583.78-409.36表5.5非溢流段大壩現狀各種工況下抗滑穩定安全系數計算成果表工況垂直力總和XW(KN)水平力總和EP(KN)抗剪摩擦系數f抗滑穩定安全系數K正常蓄水位情況1160.16470.450.651.60設計洪水位情況1053.87673.730.651.02校核洪水位情況1041.74699.300.650.97從計算結果可以看出，非溢流段大壩，加固前在基本組合情況，壩體抗滑穩定安全系數K最小值小于1.05,不滿足規范要求；在特殊組合情況，壩體抗滑穩定安全系數K小于1.00,不滿足規范要求。5.4.3.5溢流段壩體抗滑穩定計算K—抗滑穩定安全系數XW一作用于計算截面以上壩體全部荷載(含揚壓力)對滑裂面的法向分值，KN;XP一作用于計算截面以上壩體全部荷載(含揚壓力)對滑裂面的切向分值，KN;表5.6 溢流段大壩現狀各種工況下主要應力計算成果表工況H(m)自重(KN)上游靜水壓力(KN)下游靜水壓力(KN)上游水柱重(KN)下游水柱重(KN)揚壓力(KN)正常蓄水位情況9.701260.45470.450.0047.040.00-274.90設計洪水位情況11.661260.45660.57-6.05113.943.03-395.19校核洪水位情況11.891260.45682.88-7.56120.953.78-409.36表5.7溢流段大壩現狀各種工況下抗滑穩定安全系數計算成果表工況垂直力總和EW(KN)水平力總和LP(KN)抗剪摩擦系數f抗滑穩定安全系數K正常蓄水位情況1032.60470.450.651.43設計洪水位情況982.22654.520.650.98校核洪水位情況975.82675.320.650.94從計算結果可以看出，溢流段大壩，加固前在基本組合情況，壩體抗滑穩定安全系數K最小值小于L05,不滿足規范要求；在特殊組合情況，壩體抗滑穩定安全系數K小于1.00,不滿足規范要求。3.6壩體應力計算1、壓應力為正，拉應力為負；漿砌石重力壩砌體抗壓強度安全系數應符合下列要求：①在基本荷載組合時，應不小于3.5。②在特殊荷載組合時，應不小于3.0o2、壩面應力應符合下列要求：①在各種荷載組合下，壩基面垂直正應力應小于砌石體容許壓應力和地基的容許承載力，MPa;②壩基面最小垂直正應力應為壓應力；③壩體最大主壓應力應小于砌石體容許壓應力。.壩體上游面（-）、下游面（+）垂直正應力（MPa）按下式計算：式中：A一計算壩基截面積，為8.72m2（單位1.0m寬）XM一作用于壩段上或1m壩長上全部荷載（不含揚壓力）形心軸對壩上、下游面截面形心軸的力矩總和，KN;EW一壩基截面上法向分力的總和，KN;.非溢流段應力計算結果（加固前）3）不計揚壓力影響，壩底上下游邊緣垂直應力，如下表：

表5.8非溢流段壩各種工況壩底上、下游邊緣垂直應力計算成果表工況A垂直力總和EW（KN）力矩總和EM（KN）上游面邊緣垂直應力（KN）下游面邊緣垂直應力（KN）正常蓄水位情況8.721435.0633.21161.95167.19設計洪水位情況8.721449.061123.6077.52254.84校核洪水位情況8.721450.351280.4465.29267.36（2）不計揚壓力影響，壩底上游邊緣主應力。，如下:①不計揚壓力：oi=（1+n2）o丫上一n2Pn—上游壩面坡比（n=0.1）P一為壩底上游邊外荷強度（正常工況Pi為97.00KN/m2;設計工況P2為116.6KN/m2;校核工況P3為118.9N/m2）②計揚壓力影響：02=0-pP一為壩踵處揚壓力（正常工況Pi為63.04KN/m2;設計工況Pz為79.64KN/m2;校核工況P3為81.66N/m2）表5.9各種工況下壩底上游邊緣主應力計算成果表工況不計揚壓力計揚壓力正常蓄水位情況162.6099.55設計洪水位情況77.12-2.52校核洪水位情況64.75-16.91計算結果分析由計算結果可知，①不計揚壓力時，上游面邊緣垂直應力為162.5KPa小于砌石體容許壓應力和地基容許承載力，滿足規范要求;②計入揚壓力影響，壩體上游面邊緣最小垂直正應力在設計、校核洪水位時為拉應力，故不滿足規范要求。③壩體最大主壓應力值99.55

KPa,小于砌石體容許壓應力，滿足規范要求。.溢流段應力計算結果(加固前)(1)不計揚壓力影響，壩底上下游邊緣垂直應力，如下表：表5.10溢流段大壩各種工況壩底上、下游邊緣垂直應力計算成果表工況A垂直力總和EW(KN)力矩總和EM(KN)上游面邊緣垂直應力(KN)as,下游面邊緣垂直應力(KN)oBy正常蓄水位情況8.721307.5027.93147.74152.15設計洪水位情況8.721377.41659.40105.93209.99校核洪水位情況8.721385.18738.27100.60217.11(2)不計揚壓力影響，壩底上游邊緣主應力。，如下:①不計揚壓力：01=(1+n2)o上-n2Pn—上游壩面坡比(n=0.1)P一為壩底上游邊外荷強度(正常工況P.為97.00KN/m2;設計工況P2為116.6KN/m2;校核工況P3為118.9N/m2)②計揚壓力影響：o2=0-pP一為壩底上游邊外荷強度(正常工況R為63.04KN/m2;設計工況P為79.64KN/m2;校核工況P3為81.66N/m2)表5.11溢流段大壩各種工況下壩底上游邊緣主應力計算成果表工況不計揚壓力計揚壓力正常蓄水位情況148.2585.20設計洪水位情況105.8226.18校核洪水位情況100.4118.75計算結果分析由計算結果可知，①不計揚壓力時，上游面邊緣垂直應力為148.25KPa小于砌石體容許壓應力和地基容許承載力，滿足規范要求;②計入揚壓力影響