13(SL44-2006)規(guī)定及查算《圖表》推薦的推理公式方法和瞬時(shí)單位線方法推求設(shè)計(jì)洪水。由于水庫來水面積小，河道坡度陡，匯流時(shí)間短，采用最大6小時(shí)暴雨推求設(shè)計(jì)洪水，凈雨計(jì)算不考慮初損。2.6.1推理公式法1、設(shè)計(jì)地面洪峰流量：設(shè)計(jì)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(guān)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)；9=L/j1m一一與匯流有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，根據(jù)流域所在分區(qū)有關(guān)，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(shí)際比值；S——雨力，相當(dāng)于最大1小時(shí)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(shí)總徑流深，R2產(chǎn)出4面-22.5）￡、匕、L、匕一一為暴雨遞減指數(shù)的函數(shù)，設(shè)小時(shí)，由n0查《圖表》得￡、心、L、K4o根據(jù)以上公式計(jì)算設(shè)計(jì)地面洪峰流量，據(jù)此計(jì)算匯流歷時(shí)：_0.2786=mg，當(dāng)7>1,則改用由查算洪峰流量Qm：
142、其它洪水計(jì)算參數(shù)：洪水形狀系&數(shù)計(jì)算：—3.6QmT式中：h—設(shè)計(jì)凈雨總量，h=Rlc-utc；tc一為設(shè)計(jì)凈雨歷時(shí)，設(shè)計(jì)凈雨歷時(shí)采用6小時(shí)，L一為等于L歷時(shí)的面雨量。T—地面徑流歷時(shí)（小時(shí)），T=0.46F°535+tc3一峰現(xiàn)時(shí)間（小時(shí)），tp=T/4計(jì)算得的洪峰流量及其有關(guān)參數(shù)計(jì)算成果見表2-2。3、設(shè)計(jì)洪水過程線推求設(shè)計(jì)洪水過程線由設(shè)計(jì)地面洪水過程線加入地下徑流疊加而成。設(shè)計(jì)地面過程線推求方法為：先求各頻率洪水的洪水形狀系數(shù)0和峰現(xiàn)時(shí)間tP,然后根據(jù)&查出各上值相對(duì)應(yīng)的2值，再以tp乘以tpQin上、Qm乘以2即得ti時(shí)刻地面洪水過程線Qj。，PQm起始流量按公式Qo=O.712u092F計(jì)算。各設(shè)計(jì)頻率的設(shè)計(jì)地面洪水過程線Q加上對(duì)應(yīng)頻率洪水的起始流量Q。即為所求頻率的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)洪水過程線，洪水過程線詳見表2-2、2-3。
15表2-2匯流參數(shù)計(jì)算成果表計(jì)算參數(shù)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
16表2-3洪水過程線（推理公式法）時(shí)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(shí)單位線法2.6.2.1凈雨計(jì)算根據(jù)《查算圖表》，各時(shí)段毛雨量按選用的雨型進(jìn)行排列，扣減時(shí)段穩(wěn)損后，即得設(shè)計(jì)凈雨。
17初損=22.5mm穩(wěn)損fc(mm/小時(shí))按公式fc=O.0615R〈計(jì)算,式中：區(qū)24=&4面-22.5mm經(jīng)產(chǎn)流計(jì)算，凈雨過程及設(shè)計(jì)凈雨成果見表2-4。表2-4凈雨過程計(jì)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(shí)面暴雨量(1)瞬時(shí)單位線計(jì)算本水庫屬于《圖表》中所列瞬時(shí)單位線分區(qū)的第1片，參數(shù)隊(duì)、n的地區(qū)綜合經(jīng)驗(yàn)公式為：m產(chǎn)1.38F°-27xL°-216xj-0185……(1)因?yàn)閖>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,
18對(duì)20年一遇以上的洪水或設(shè)計(jì)雨強(qiáng)大于10mm/小時(shí)的進(jìn)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(qiáng)度tR一為造峰雨歷時(shí)，根據(jù)流域形狀選用公式。詳見地表徑流過程計(jì)算表.表2-5至2-6.tR歷時(shí)的面雨量HtR按下式計(jì)算。tR=O.72h104tn460Hir=Hi面.tJ""150mm/小時(shí)時(shí)，入=入2根據(jù)3（%=「3/臚）、F分別查得入卜入2,代入非線性改正公式計(jì)算叫i。根據(jù)Oh或叫計(jì)算K值K=m,/n（不需非線性改正時(shí)）K=m/n（非線性改正后）（2）瞬時(shí)單位線法設(shè)計(jì)洪水過程線根據(jù)計(jì)算的參數(shù)n、k查&），錯(cuò)后一個(gè)時(shí)段即得Me,S⑺一%a=U（s）即由瞬時(shí)單位線轉(zhuǎn)換為時(shí)段單位線?；銥?小時(shí)，1毫米凈雨時(shí)段單位線為以"產(chǎn)石不（加將各時(shí)段凈雨分別乘以名皿），并順序錯(cuò)開一個(gè)時(shí)段△，相加，即得地表徑流過程。依公式計(jì)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(shè)計(jì)洪水過程。地表徑流過程計(jì)算見表2-5-2-6,設(shè)計(jì)洪水過程線見表2-7~2-8,不同計(jì)算方法設(shè)計(jì)洪水成果比較見表2-9。
19表2-5地表徑流過程計(jì)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(qū)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(shí)單位線參數(shù)：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(shù)=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(jì)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
20表2-6地表徑流過程計(jì)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(qū)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(shí)單位線參數(shù)：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(shù)=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(jì)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
21時(shí)段地表徑流地下徑流設(shè)計(jì)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(shí)414.740.3215.06fc=1.74mm518.020.3618.38tc=6.00小時(shí)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
22時(shí)段地表徑流地下徑流設(shè)計(jì)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(shí)412.410.2812.69fc=1.56mm515.210.3215.53tc=6.00小時(shí)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(jì)算方法設(shè)計(jì)洪水成果比較表計(jì)算方法統(tǒng)計(jì)參數(shù)頻率5%10%推理公式法洪峰流量（m3/s）65.3754.056小時(shí)洪量（萬m3）49.0339.52瞬時(shí)單位線法洪峰流量（n?/s）94.3180.386小時(shí)洪量（萬n?）66.4056.40從表2-9中，兩種方法計(jì)算洪水相近，瞬時(shí)單位線法成果較推理
23公式法略高，故本水庫設(shè)計(jì)洪水采用瞬時(shí)單位線法計(jì)算成果。
242.7施工洪水設(shè)計(jì)清水擋水庫分期洪水計(jì)算主要是確定水庫加固工程的施工導(dǎo)流洪水，根據(jù)《水利水電樞紐劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000)和《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》SL303-2004,清水擋水庫導(dǎo)流建筑物屬5級(jí)建筑物，水庫施工導(dǎo)流洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按枯水期5年一遇洪水設(shè)計(jì)。根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)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(fā)期。二、導(dǎo)流時(shí)段及導(dǎo)流方案按水庫加固工程的需要，圍堰需要臨時(shí)擋水2個(gè)月，擋水導(dǎo)流時(shí)段為12月T月。三、導(dǎo)流期來水量根據(jù)收集到的赤壁站1949年-2009年歷年枯水期12-1月降水量,經(jīng)排頻計(jì)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(dǎo)流按月降雨量推求月徑流量作為水庫施工導(dǎo)流洪水，根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)，圍堰擋水期為12?1月，水庫月來水量按徑流系數(shù)法計(jì)算。計(jì)算公式如下：W=l/10xa月xH月xFa——枯水期月徑流系數(shù)，根據(jù)該地區(qū)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(jīng)計(jì)算，枯水期12-1月5年一遇來水量為20.655萬2.8施工導(dǎo)流本次新建輸水管進(jìn)口水箱施工期近2個(gè)月，安排枯水季節(jié)12月至次年1月，根據(jù)分期洪水計(jì)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(jìn)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(zhì)3.1區(qū)域地質(zhì)
253.1.1地形地貌清水擋水庫場(chǎng)區(qū)處于鄂東南長江中下游區(qū)，地處雪峰地盾漢江坳陷及下?lián)P子臺(tái)褶皺帶的交交江處，水庫位于赤壁市官塘驛鎮(zhèn)新林橋村，屬中山區(qū)，為剝蝕構(gòu)造地貌，場(chǎng)區(qū)場(chǎng)區(qū)內(nèi)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(fā)育。河流溝谷發(fā)育，呈“U”型，次一級(jí)的沖溝較發(fā)育，但切割較淺，主要為水庫滲水及暫時(shí)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。3.1.2地層巖性區(qū)域地層較簡單，主要為石炭系灰?guī)r，本區(qū)地表大多為第四系松散堆積物覆蓋，現(xiàn)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(tǒng)黃龍群Chn）灰?guī)r，主要分布在大壩左右兩山頭及庫區(qū)。二、第四系1、第四系全新統(tǒng)殘坡積層（Q/）深黃色粘土夾風(fēng)化角礫，主要分布于區(qū)內(nèi)周邊地區(qū)、大壩河床，厚度不等，結(jié)構(gòu)松散，易形成地表順層變形。溝谷處殘坡積較為密實(shí),稍密?中密狀。2、第四系全新統(tǒng)耕植土層（QJ）以褐色、黑褐色粉質(zhì)粘土為主，含少量的風(fēng)化碎石及有機(jī)質(zhì)物，土質(zhì)均一性差，結(jié)構(gòu)較松散。該土層主要分布于本區(qū)山腳、低洼地帶。3、第四系全新統(tǒng)沖積層(QZ1)灰色、灰褐色中粗砂夾少量的粘性土，結(jié)構(gòu)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(xiàn)已多被辟為耕土。3.1.3地質(zhì)構(gòu)造壩址區(qū)無明顯褶皺和斷層
263.1.4地震基本烈度本區(qū)地震近期1954年曾發(fā)生4.4級(jí)地震，震級(jí)較低，區(qū)內(nèi)構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定，根據(jù)國家地震局《中國地震參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001),本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g,地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35S,本區(qū)地震烈度為VI度。4.1.5區(qū)域水文地質(zhì)條件本區(qū)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(qū)內(nèi)地下水比較復(fù)雜,由于賦存條件不一致使地下水的運(yùn)移、補(bǔ)給與排泄差異很大。從場(chǎng)區(qū)地下水儲(chǔ)存、運(yùn)移介質(zhì)來看，場(chǎng)區(qū)地下水可分為孔隙水和基巖裂隙水兩種，現(xiàn)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(bǔ)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(qū)基巖裂隙中，富水性有不均勻性。裂隙發(fā)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(bǔ)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(dòng)力條件屬補(bǔ)給型，水文地質(zhì)條件比較簡單。地下水均屬HCO3-Ca-Mg型，對(duì)混凝土無腐蝕性。3.2庫區(qū)工程地質(zhì)條件3.2.1庫區(qū)地質(zhì)概況庫區(qū)為低山丘陵地貌形態(tài)，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(fā)育。山坡中上部有基巖裸露，出露石炭系上統(tǒng)黃龍群灰?guī)r，坡腳堆積厚層第四系全新統(tǒng)殘坡積層，庫區(qū)分布第四系全新統(tǒng)耕植土。第四系松散堆積層構(gòu)成庫盆及岸坡基底。3.2.2庫區(qū)工程地質(zhì)問題評(píng)價(jià)1、庫區(qū)滲漏
27庫區(qū)為全新殘坡積狀，耕植層覆蓋，其下為灰?guī)r，水庫庫區(qū)不存在滲漏問題。2、庫岸穩(wěn)定水庫周邊可見巖石出露，庫岸穩(wěn)定。3、水庫淤積庫內(nèi)松散堆積物較多，在庫尾有分布，多為農(nóng)作物種植區(qū)，土質(zhì)不易流失；水庫兩岸植被發(fā)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(qū)為殘坡狀及耕植層，抗地表水沖蝕能力較弱。庫水升降對(duì)庫岸地下水影響不大，水庫設(shè)計(jì)正常蓄水位低于庫岸頂部高程，故庫區(qū)不存在浸沒問題。3.3大壩基工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)3.3.1壩基地質(zhì)概況1、地形地貌壩址區(qū)為低山丘陵區(qū)，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?guī)r；3、地質(zhì)構(gòu)造壩址區(qū)無褶皺和斷層。4、水文地質(zhì)壩址區(qū)地下水主要為基巖裂隙水，主要賦存于殘坡積層及灰?guī)r裂隙中，富水性有不均勻性。裂隙發(fā)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(bǔ)給，向低洼處排泄。3.3.2主要工程地質(zhì)問題及評(píng)價(jià)1、壩址滲漏
28壩基為灰?guī)r，強(qiáng)風(fēng)化巖體存在裂隙性滲漏，根據(jù)附近水庫鉆孔資料，強(qiáng)風(fēng)化巖體巖石透水率20Lu左右。2、壩肩穩(wěn)定性評(píng)價(jià)大壩左右壩肩為灰?guī)r，有殘坡積層間斷覆蓋，山坡穩(wěn)定。3.4壩體工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)3.4.1壩體現(xiàn)狀大壩為漿砌石重力壩，據(jù)大壩施工資料：大壩所用砌筑石料，巖性為灰?guī)r新鮮堅(jiān)硬；砂料質(zhì)地堅(jiān)硬、清潔、級(jí)配較好。3.4.2質(zhì)量評(píng)價(jià)3.1.4.1漿砌石現(xiàn)狀及質(zhì)量評(píng)價(jià)壩體漿砌塊石，巖性灰?guī)r，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?guī)r，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(xué)性質(zhì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)察勘調(diào)查，并參照有關(guān)工程相同壩體漿砌塊石、混凝土物理力學(xué)性質(zhì)，壩體物理力學(xué)參數(shù)建議值見表3.1.2。表3.1.2壩體物理力學(xué)參數(shù)建議值表壩體部位名稱濕重度(KN/m3)飽和抗壓強(qiáng)度MPa彈性模量GPa變形模量GPa壩體之間摩擦系數(shù)f砌石體容許壓應(yīng)力值MPa滲透性滲透系數(shù)(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(píng)價(jià)由于壩體防滲采用自身防滲，高水位時(shí)，壩體滲水嚴(yán)重；壩基由于沒有采取措施處理，漏水較嚴(yán)重。3.5溢洪道工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)
29溢洪道位于大壩中間，為壩頂溢流，堰頂高程238.00m。地質(zhì)條件同大壩。3.6輸水管工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)輸水管位于大壩左壩段，為鋼筋混凝土預(yù)制管，輸水管進(jìn)水口高程231.30m,進(jìn)口為豎井式閘門控制。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，大壩輸水管座落在灰?guī)r上，輸水管豎井式閘門密封不嚴(yán)，漏水嚴(yán)重。3.7天然建筑材料3.7.1碎石、塊石料工程加固所需碎石、塊石料現(xiàn)場(chǎng)無法開采，塊石料需外購。4.7.2砂料工程場(chǎng)區(qū)現(xiàn)代河床已無多少?zèng)_積河砂及砂卵石，而且沖積層上已農(nóng)田化，含泥量較高，從質(zhì)量及儲(chǔ)量上看，混凝土用砂都不可能利用場(chǎng)區(qū)沖積河砂，混凝土用砂需外購。可以在赤壁市砂廠買砂，運(yùn)距約38.00km。5.8結(jié)論及建議通過本次地質(zhì)調(diào)查及參照附近水庫地質(zhì)報(bào)告，基本查明了清水擋水庫庫區(qū)的工程地質(zhì)條件，現(xiàn)將結(jié)論和建議分述如下：1、清水擋水庫位于赤壁市官塘驛鎮(zhèn)新林橋村，場(chǎng)區(qū)處于鄂東南長江中下游區(qū)，地處雪峰地盾漢江坳陷及下?lián)P子臺(tái)褶皺帶的交交江處，屬中山區(qū)，為剝蝕構(gòu)造地貌，樞紐區(qū)地層為石炭系灰?guī)r。2、根據(jù)國家地震局《中國地震參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001),本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g,地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35S,相應(yīng)本區(qū)地震烈度為VI度。本區(qū)區(qū)內(nèi)構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定。3、庫盆為第四系全新統(tǒng)殘坡積粘土間斷出露灰?guī)r，水庫不存在庫區(qū)滲漏問題；水庫庫岸總體穩(wěn)定；水庫淤積輕微；水庫基本無浸沒。
304、大壩壩基為灰?guī)r，巖土體承載力較高，壩基穩(wěn)定性較好；壩基存在滲漏問題；灰?guī)r透水率為201u左右，壩基漏水嚴(yán)重；大壩左右壩肩邊坡穩(wěn)定。水庫庫岸總體穩(wěn)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(jiān)硬的灰?guī)r，采用壩體自身防滲，高水位時(shí)，壩體滲水嚴(yán)重。6、溢洪道位于大壩中間，為漿砌石實(shí)用堰。7、輸水管位于大壩左壩段，基礎(chǔ)為灰?guī)r，地基承載力滿足要求,輸水管豎井閘門漏水。8、建議對(duì)大壩進(jìn)行防滲處理。9、建議對(duì)輸水管閘門漏水進(jìn)行處理。
314、工程任務(wù)和規(guī)模3.1工程現(xiàn)狀及險(xiǎn)情4.1.1工程現(xiàn)狀清水擋水庫位于赤壁市官塘驛鎮(zhèn)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(tài)等綜合效益的?、菩退畮臁Ｋ畮毂敬卧O(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇,相應(yīng)設(shè)計(jì)洪水位239.96m,校核洪水位214.19m。水庫溢洪道現(xiàn)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(hù)砌，無消能設(shè)施。輸水管位于大壩左壩段，為鋼筋混凝土預(yù)制管，管徑為1500mm,輸水管進(jìn)水口高程231.30m,管長為14.00m。進(jìn)口為豎井式閘門控制。5.1.2存在的主要問題1、大壩壩頂高程欠高1.07m,防洪標(biāo)準(zhǔn)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(shè)施，泄水可沖壩腳。4、輸水管進(jìn)口閘門密封不嚴(yán)，無法蓄水，漏水嚴(yán)重。5、水庫無管理用房，無觀測(cè)設(shè)施，無通訊設(shè)施。4.2除險(xiǎn)加固工程建設(shè)的重要性清水擋水庫在灌溉、防洪、供水養(yǎng)殖方面起到了重要作用。水庫下游灌溉300
32余畝農(nóng)田，保護(hù)下游耕地300畝。水庫運(yùn)用至今存在諸多險(xiǎn)情，大壩一旦出現(xiàn)問題，將帶來巨大的人民生命財(cái)產(chǎn)損失，因此清水擋水庫除險(xiǎn)加固工程應(yīng)盡快組織實(shí)施。4.3調(diào)洪演算4.3.1調(diào)洪演算原則4.3.1.1溢洪道調(diào)洪演算(1)庫容曲線經(jīng)復(fù)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(shí)用堰，底寬15.05m,進(jìn)口底部高程238.00m。按實(shí)用堰泄流公式計(jì)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(guān)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(diào)洪演算原則1、當(dāng)庫水位低于起調(diào)水位238.00m時(shí)，水庫蓄水灌溉。2、庫水位超過起調(diào)水位238.00m時(shí)，水庫來洪量較大，溢洪道
33自然泄洪。4.3.3計(jì)算成果4.3.3.1計(jì)算成果調(diào)洪演算分別按P=5%、P=10%兩種頻率洪水進(jìn)行。計(jì)算過程見表4-2、4-3o洪水計(jì)算和洪水調(diào)節(jié)總成果見表4-4。表4-2校核洪水調(diào)節(jié)計(jì)算(P=5%)序號(hào)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
34表4-3設(shè)計(jì)洪水調(diào)節(jié)計(jì)算(P=10%)序號(hào)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(diào)洪演算成果匯總表工況洪峰流量(m3/s)最高洪水位(m)相應(yīng)庫容(萬n?)下泄流量(m7s)設(shè)計(jì)洪水80.38239.9616.2071.10校核洪水94.31240.1916.7884.00消能洪水80.38239.9616.2071.104.4.1工程等級(jí)及防洪標(biāo)準(zhǔn)清水擋水庫位于官塘驛鎮(zhèn)新林橋村，水庫承雨面積4.05km2,加固后總庫容
3516.78萬水庫于1985年冬建成，是一座以灌溉為主，兼有防洪、生態(tài)等綜合效益的?、嫘退畮臁Ｋ畮炷壳霸O(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。4.4.1工程規(guī)模清水擋水庫于1985年冬建成，運(yùn)行至今存在諸多重大險(xiǎn)情。本次除險(xiǎn)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(gè)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。
365水工建筑物加固設(shè)計(jì)5.1設(shè)計(jì)依據(jù)5.1.1工程等別及防洪標(biāo)準(zhǔn)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(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000)的規(guī)定，工程等別為V等，主要建筑物級(jí)別為5級(jí)，次要建筑物級(jí)別為5級(jí)。根據(jù)國家《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-94)和《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000),水庫大壩壩高IL2m,清水擋水庫的防洪標(biāo)準(zhǔn)按10年一遇(P=10%)洪水設(shè)計(jì)，相應(yīng)水位為239.96m,20年一遇(P=2%)洪水校核，相應(yīng)水位為214.19m,正常蓄水位238.00m,死水位231.30m。消能防沖設(shè)施的防洪標(biāo)準(zhǔn)按10年一遇(P=10%)洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。5.1.2設(shè)計(jì)原則及采用的主要技術(shù)規(guī)范1、設(shè)計(jì)原則按照國家有關(guān)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程規(guī)范，解決本工程存在的工程質(zhì)量隱患，并按工程管理的有關(guān)要求，完善大壩安全監(jiān)測(cè)等工程管理設(shè)施，使大壩達(dá)到正常運(yùn)用的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)清水擋水庫大壩安全鑒定復(fù)核結(jié)論，本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)對(duì)水庫的功能和規(guī)模不做改變，防洪標(biāo)準(zhǔn)定為10年一遇洪水設(shè)計(jì)，20年一遇洪水校核。2、采用的主要技術(shù)規(guī)范(1)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000);(2)《水利水電工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)程》(SL619-2013)(3)《水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》(DL5077-1997);(4)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL203-1997);
37(5)《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL/T191-2008);(6)《漿砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL25-2006);(7)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL253-2000);(8)《水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL74-1995);3、基本資料(1)基本參數(shù)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(fēng)速值15.00m/s;歷史最大風(fēng)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(shù)水庫流域面積：F=4.05km2;壩址以上區(qū)間干流長度：6.5k叫區(qū)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(shè)計(jì)洪水位：239.96m校核洪水位：214.19m死水位:231.30m
38⑤抗滑安全系數(shù)大壩抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)允許值(瑞典圓弧法)：正常運(yùn)用條件：[K]=1;非常運(yùn)用條件：[K]=1;溢洪道抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)：泄槽邊墻沿基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)：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(jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001),工程區(qū)地震動(dòng)峰加速度為0.05g,地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35S,確定本區(qū)地震基本烈度為VI度，根據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定，可不進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。(2)基礎(chǔ)文件資料①《湖北省赤壁市清水擋水庫大壩安全鑒定報(bào)告》X2014年07月),黃石市振興勘察設(shè)計(jì)有限公司編制；②本階段實(shí)測(cè)壩區(qū)地形圖，溢洪道地形圖，縱、橫斷面圖。③庫容曲線等其他相關(guān)資料。5.2工程總體布置及加固內(nèi)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(zhì)量差，主要建筑物都存在安全隱患，嚴(yán)重威脅水庫的正常安全運(yùn)行，迫切需要整險(xiǎn)加固。
39本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)主要是按照國家有關(guān)的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程規(guī)范的規(guī)定，依據(jù)大壩安全鑒定結(jié)論，對(duì)水庫的功能和規(guī)模不作改變,對(duì)工程存在的病險(xiǎn)項(xiàng)目進(jìn)行加固，重點(diǎn)解決工程存在的險(xiǎn)情，并根據(jù)工程管理的有關(guān)要求，完善大壩安全監(jiān)測(cè)、防汛等工程管理設(shè)施等。針對(duì)工程存在的問題，根據(jù)分析復(fù)核及安全鑒定評(píng)價(jià)結(jié)論，依據(jù)《漿砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL25-2006)和《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL253-2000),提出相應(yīng)的加固內(nèi)容如下：(1)大壩加固內(nèi)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(nèi)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(nèi)容本次加固更換閘門橡膠止水，更換啟閉機(jī)及拉桿。(5)管理設(shè)施建設(shè)5.3水庫大壩安全鑒定結(jié)論5.1.1安全鑒定結(jié)論一、運(yùn)行管理水庫有人看護(hù)、無管理設(shè)施，無觀測(cè)、通訊設(shè)施，落實(shí)管理較差。綜合評(píng)定為差。二、防洪安全復(fù)核經(jīng)復(fù)核，現(xiàn)狀大壩計(jì)算壩頂高程應(yīng)為240.19m,現(xiàn)狀大壩壩頂高程應(yīng)為239.50m,欠高1.07m,不滿足規(guī)范要求。綜合評(píng)定為C。三、結(jié)構(gòu)安全復(fù)核大壩壩坡抗滑穩(wěn)定滿足規(guī)范要求；溢洪道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。輸水管強(qiáng)度
40抗裂都滿足規(guī)范要求。綜合評(píng)定為北四、滲流安全復(fù)核大壩壩身滲水，壩基漏水。輸水管進(jìn)口漏水。綜合評(píng)定為C。五、抗震復(fù)核根據(jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001),清水擋水庫區(qū)域地震動(dòng)峰值加速度為0.05g,地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s,相應(yīng)的地震基本裂度為VI度。按規(guī)范規(guī)定地震基本裂度小于等于VI度，可不進(jìn)行抗震安全復(fù)核。六、金屬結(jié)構(gòu)無綜上所述，根據(jù)水利部頒《水庫大壩安全鑒定辦法》、《水庫大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》(SL258—2000),鑒定清水擋水庫大壩為三類壩。5.1.1工程存在的主要問題1、大壩壩頂高程欠高L07m,防洪標(biāo)準(zhǔn)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(shè)施，泄水可沖壩腳。4、輸水管進(jìn)口閘門密封不嚴(yán)，無法蓄水，漏水嚴(yán)重。5、水庫無管理用房，無觀測(cè)設(shè)施，無通訊設(shè)施。5.4主要建筑物復(fù)核計(jì)算5.4.1大壩壩頂高程復(fù)核1、計(jì)算依據(jù)安全鑒定階段對(duì)清水擋水庫壩頂高程的復(fù)核結(jié)果大壩壩頂欠高1.07m,根據(jù)《漿砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL25-2006)要求，壩頂高程等于靜水位與超高之和，應(yīng)分別按以下運(yùn)用情況復(fù)核壩頂高程，并取其中較大值：(1)設(shè)計(jì)洪水位+正常運(yùn)用情況的壩頂超高；
41(2)校核洪水位+非常運(yùn)用情況的壩頂超高。2、壩頂超高計(jì)算按《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(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(jí)，次要建筑物為5級(jí)，水庫大壩為漿砌石重力壩，大壩最大壩高為11.2m,根據(jù)《水利水電樞紐等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2000)和《漿砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL25-2006)中的有關(guān)規(guī)定確定，壩頂在水庫靜水位以上的超高按由下式計(jì)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(duì)于5級(jí)漿砌石漿砌石重力壩。水庫屬5級(jí)建筑物，設(shè)計(jì)水位時(shí)取A=0.3m,校核水位時(shí)取A=0.2mo本次水庫，經(jīng)調(diào)洪演算的設(shè)計(jì)水位239.96m,校核水位214.19m,多年平均最大風(fēng)速15m/s,設(shè)計(jì)風(fēng)速：設(shè)計(jì)條件下W=22.5m/s,校核條件下W=15m/s。庫區(qū)最大吹程50m,計(jì)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(jì)算:式中：W—計(jì)算風(fēng)速,設(shè)計(jì)：W=22.5m/s;校核W=15m/s。D一風(fēng)區(qū)長度，D=50mo平均波高,m;L一水域平均深度，設(shè)計(jì)：Hm=10.46m,校核：Hm=10.69mooL一平均波長，按下式計(jì)算。
42Lm=^-（深水波）2萬式中：Tn—平均波周期?！?4.43811叱將各參數(shù)代入計(jì)算％的公式中，得：本工程為5級(jí)壩，采用累積頻率為10%的波高h(yuǎn)bo查規(guī)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(jì)算水位的高度hz按下式計(jì)算2,7rhio%,27rhihz=cthLmLm式中：hz一—波浪中心線至計(jì)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(jí)建筑物，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，A=0.3m,校核標(biāo)準(zhǔn)，A=0.2m。安全加高計(jì)算見表5-1o表5-1莆田公式水庫大壩波浪爬高計(jì)算成果表項(xiàng)目大壩設(shè)計(jì)水位校核水位坡度系數(shù)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(fēng)速W(m/s)22.5015.00平均波高％(m)0.090.06
43平均波長Lm(m)2.811.80波浪中心線至計(jì)算水位的高度hz(m)0.130.08波高h(yuǎn)b(m)0.160.10(2)安全加高A水庫大壩為5級(jí)建筑物，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，A=0.30m;校核標(biāo)準(zhǔn)，A=0.20m。安全加高計(jì)算見表5-2。表5-2安全超高計(jì)算表工況安全超高y(m)波浪中心線至計(jì)算水位的高度hz(m)波高h(yuǎn)b(m)安全加高A(m)設(shè)計(jì)0.590.130.160.3校核0.380.080.100.23、壩頂高程計(jì)算按照本節(jié)以上所選用的計(jì)算公式及所述計(jì)算條件，分別計(jì)算設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位時(shí)大壩壩頂高程的成果見表5-3.表5-3大壩壩頂高程計(jì)算成果表工況水庫洪水位(m)安全超高y(m)計(jì)算壩頂高程(m)實(shí)際壩頂高程(m)壩頂欠高(m)設(shè)計(jì)239.960.59240.55239.51.05校核240.190.38240.571.07根據(jù)上述兩種工況的計(jì)算結(jié)果，現(xiàn)狀壩頂高程239.50m,低于復(fù)核壩頂高程240.57m,壩頂欠高1.07m,故大壩壩頂高程不滿足規(guī)范要求。5.4.1大壩滲流穩(wěn)定復(fù)核5.4.1.1大壩滲流評(píng)價(jià)由于壩體防滲采用自身防滲，高水位時(shí)，壩體滲水嚴(yán)重；壩基由于沒有采取措施處理，漏水較嚴(yán)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(yù)制管，輸水管豎井內(nèi)閘門止水橡皮損壞，漏水嚴(yán)重。5.4.2.3滲流安全評(píng)價(jià)結(jié)論
44壩體防滲采用自身防滲，高水位時(shí)，壩體滲水嚴(yán)重；壩基由于沒有采取措施處理，漏水較嚴(yán)重，對(duì)壩體安全造成威脅，需進(jìn)行防滲處理。5.4.3.1有關(guān)設(shè)計(jì)指標(biāo)采用值1.石料飽和抗壓強(qiáng)度Rs,石灰?guī)rRs取lOOMPa;2.塊石砌體的水泥砂漿標(biāo)號(hào)強(qiáng)度7.5MPa,變形模量E。為9.OGPa;塊石砌體的彈性模量Ee為16.OGPa;3.塊石砌體極限軸心抗壓強(qiáng)度fee塊石砌體極限軸心抗壓強(qiáng)度fee水泥砂漿標(biāo)號(hào)強(qiáng)度7.5MPa,砌筑的心為12.2MPa;4.塊石砌體容許壓應(yīng)力值（水泥砂漿標(biāo)號(hào)強(qiáng)度7.5MPa）基本荷載組合4.7MPa特殊荷載組合5.5MPa5.重力壩砌體抗壓強(qiáng)度安全系數(shù)應(yīng)符合下列要求：基本荷載組合，應(yīng)不小于3.5特殊荷載組合，應(yīng)不小于3.06.重力壩抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K基本組合，應(yīng)不小于1.05。特殊組合，應(yīng)不小于1.00。7.砌石體的設(shè)計(jì)密度為23.OKN/m38.砌石體與新鮮堅(jiān)硬的灰?guī)r抗剪摩擦系數(shù)f=0.655.4.3.2大壩穩(wěn)定及應(yīng)力復(fù)核5.4.3.2.1自重5.4.3.2.2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(jì)算：p=l/2ywH2式中P—計(jì)算點(diǎn)處靜水壓力強(qiáng)度，KN/m。Y水一水的容重，采用lO.OKN/nf5.4.3.2.3揚(yáng)壓力
45未設(shè)排水孔和帷幕灌漿防滲，壩踵處的揚(yáng)壓力作用水頭為出，壩趾處為H2,如圖1;圖1設(shè)有防滲帷幕但未設(shè)排水孔時(shí)，在壩踵處的揚(yáng)壓力為H”帷幕中心線上為M+ai(由-比)，ai采用0.65,如圖2.圖25.4.3.2.4浪壓力單位長度壩面上的浪壓力P*k可按下列公式計(jì)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(jì)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(yáng)壓力+浪壓力。(b)設(shè)計(jì)洪水位：自重+靜水壓力+揚(yáng)壓力+浪壓力+動(dòng)水壓力。2、特殊組合
46(c)校核洪水位：自重+靜水壓力+揚(yáng)壓力+浪壓力+動(dòng)水壓力。5.4.3.4非溢流段壩體抗滑穩(wěn)定計(jì)算K.邱K—抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)EW一作用于計(jì)算截面以上壩體全部荷載(含揚(yáng)壓力)對(duì)滑裂面的法向分值，KN;XP一作用于計(jì)算截面以上壩體全部荷載(含揚(yáng)壓力)對(duì)滑裂面的切向分值，KN;表5.4非溢流段大壩現(xiàn)狀各種工況下主要應(yīng)力計(jì)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(yáng)壓力(KN)正常蓄水位情況9.701380.74470.450.0054.320.00-274.90設(shè)計(jì)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(xiàn)狀各種工況下抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)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(shù)f抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K正常蓄水位情況1160.16470.450.651.60設(shè)計(jì)洪水位情況1053.87673.730.651.02校核洪水位情況1041.74699.300.650.97從計(jì)算結(jié)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(wěn)定安全系數(shù)K最小值小于1.05,不滿足規(guī)范要求；在特殊組合情況，壩體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K小于1.00,不滿足規(guī)范要求。5.4.3.5溢流段壩體抗滑穩(wěn)定計(jì)算
47K—抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)XW一作用于計(jì)算截面以上壩體全部荷載(含揚(yáng)壓力)對(duì)滑裂面的法向分值，KN;XP一作用于計(jì)算截面以上壩體全部荷載(含揚(yáng)壓力)對(duì)滑裂面的切向分值，KN;表5.6溢流段大壩現(xiàn)狀各種工況下主要應(yīng)力計(jì)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(yáng)壓力(KN)正常蓄水位情況9.701260.45470.450.0047.040.00-274.90設(shè)計(jì)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(xiàn)狀各種工況下抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)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(shù)f抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K正常蓄水位情況1032.60470.450.651.43設(shè)計(jì)洪水位情況982.22654.520.650.98校核洪水位情況975.82675.320.650.94從計(jì)算結(jié)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(wěn)定安全系數(shù)K最小值小于L05,不滿足規(guī)范要求；在特殊組合情況，壩體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K小于1.00,不滿足規(guī)范要求。5.4.3.6壩體應(yīng)力計(jì)算1、壓應(yīng)力為正，拉應(yīng)力為負(fù)；漿砌石重力壩砌體抗壓強(qiáng)度安全系數(shù)應(yīng)符合下列要求：①在基本荷載組合時(shí)，應(yīng)不小于3.5。②在特殊荷載組合時(shí)，應(yīng)不小于3.0o2、壩面應(yīng)力應(yīng)符合下列要求：
48①在各種荷載組合下，壩基面垂直正應(yīng)力應(yīng)小于砌石體容許壓應(yīng)力和地基的容許承載力，MPa;②壩基面最小垂直正應(yīng)力應(yīng)為壓應(yīng)力；③壩體最大主壓應(yīng)力應(yīng)小于砌石體容許壓應(yīng)力。3.壩體上游面（-）、下游面（+）垂直正應(yīng)力（MPa）按下式計(jì)算：式中：A一計(jì)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(yáng)壓力）形心軸對(duì)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;4.非溢流段應(yīng)力計(jì)算結(jié)果（加固前）3）不計(jì)揚(yáng)壓力影響，壩底上下游邊緣垂直應(yīng)力，如下表：
49表5.8非溢流段壩各種工況壩底上、下游邊緣垂直應(yīng)力計(jì)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(yīng)力（KN）下游面邊緣垂直應(yīng)力（KN）正常蓄水位情況8.721435.0633.21161.95167.19設(shè)計(jì)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(jì)揚(yáng)壓力影響，壩底上游邊緣主應(yīng)力。，如下:①不計(jì)揚(yáng)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(qiáng)度（正常工況Pi為97.00KN/m2;設(shè)計(jì)工況P2為116.6KN/m2;校核工況P3為118.9N/m2）②計(jì)揚(yáng)壓力影響：02=0-pP一為壩踵處揚(yáng)壓力（正常工況Pi為63.04KN/m2;設(shè)計(jì)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(yīng)力計(jì)算成果表工況不計(jì)揚(yáng)壓力計(jì)揚(yáng)壓力正常蓄水位情況162.6099.55設(shè)計(jì)洪水位情況77.12-2.52校核洪水位情況64.75-16.91計(jì)算結(jié)果分析由計(jì)算結(jié)果可知，①不計(jì)揚(yáng)壓力時(shí)，上游面邊緣垂直應(yīng)力為162.5KPa小于砌石體容許壓應(yīng)力和地基容許承載力，滿足規(guī)范要求;②計(jì)入揚(yáng)壓力影響，壩體上游面邊緣最小垂直正應(yīng)力在設(shè)計(jì)、校核洪水位時(shí)為拉應(yīng)力，故不滿足規(guī)范要求。③壩體最大主壓應(yīng)力值99.55
50KPa,小于砌石體容許壓應(yīng)力，滿足規(guī)范要求。3.溢流段應(yīng)力計(jì)算結(jié)果(加固前)(1)不計(jì)揚(yáng)壓力影響，壩底上下游邊緣垂直應(yīng)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(yīng)力計(jì)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(yīng)力(KN)as,下游面邊緣垂直應(yīng)力(KN)oBy正常蓄水位情況8.721307.5027.93147.74152.15設(shè)計(jì)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(jì)揚(yáng)壓力影響，壩底上游邊緣主應(yīng)力。，如下:①不計(jì)揚(yáng)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(qiáng)度(正常工況P.為97.00KN/m2;設(shè)計(jì)工況P2為116.6KN/m2;校核工況P3為118.9N/m2)②計(jì)揚(yáng)壓力影響：o2=0-pP一為壩底上游邊外荷強(qiáng)度(正常工況R為63.04KN/m2;設(shè)計(jì)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(yīng)力計(jì)算成果表工況不計(jì)揚(yáng)壓力計(jì)揚(yáng)壓力正常蓄水位情況148.2585.20設(shè)計(jì)洪水位情況105.8226.18校核洪水位情況100.4118.75計(jì)算結(jié)果分析由計(jì)算結(jié)果可知，①不計(jì)揚(yáng)壓力時(shí)，上游面邊緣垂直應(yīng)力為
51148.25KPa小于砌石體容許壓應(yīng)力和地基容許承載力，滿足規(guī)范要求;②計(jì)入揚(yáng)壓力影響，壩體上游面邊緣最小垂直正應(yīng)力也為壓應(yīng)力，故滿足規(guī)范要求。③壩體最大主壓應(yīng)力值85.20KPa,小于砌石體容許壓應(yīng)力，滿足規(guī)范要求。5.4.4溢洪道復(fù)核溢洪道位于大壩中間，為壩頂溢流，堰頂高程238.00m,漿砌石護(hù)砌，無消能設(shè)施。(1)過流能力計(jì)算見“4.3.1章節(jié)”，過流能力滿足要求，(2)消力池計(jì)算清水擋水庫消能采用底流消能，此溢洪道消能計(jì)算按10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，計(jì)算公式如下：自由水躍共朝水深h2：卜2=萬。1+8彳-1)Fri=-^=式中：Fr.--收縮斷面弗勞德數(shù)；hi—收縮斷面水深；Vi收縮斷面流速，m/so水躍長度L：L=6.9x(h-hj池長、池深計(jì)算公式：d=6h2-h-△z人上―2gb232h}Lk=0.8L式中：d--池深；6--水躍淹沒度，取6=1.05;h2池中發(fā)生臨界水躍時(shí)的躍后水深；
52ht消力池出口下游水深；△z--消力池尾部出口水面跌落；巾--消力池出口段流速系數(shù)，取0.95。計(jì)算得水躍的長度L=7.5m;躍后斷面處流速V=l.2m7s;消力池長度Lk=0.8L=0.8xH.5=10m;消力池池深d=l.5mo本次加固溢洪道消能段采用底流消能，計(jì)算消力池長度為10.0m,池深1.5mo5.4.5輸水管結(jié)構(gòu)復(fù)核大壩輸水管位于大壩左壩段，為於預(yù)制管，管徑為1500mm,長度14.0m,管徑為1500mm,輸水管進(jìn)水口高程231.30m,進(jìn)口為豎井式閘門控制。基本參數(shù)①鋼筋於構(gòu)件的設(shè)計(jì)安全系數(shù)強(qiáng)度安全系數(shù)：基本荷載組合K=L5,特殊荷載組合K=1.4抗裂安全系數(shù)：Kf=l.15②鋼筋和役的彈性模量役的彈性模量Eh=2.55x104N/mm2,鋼筋的彈性模量Eg=2.1x105N/mm2③役的泊松比R=0.167④漿砌塊石的基本參數(shù)密度Yy=23.8KN/m3上埋管的垂直漿砌塊石壓力系數(shù)Ks=l.15漿砌塊石的摩擦角C=20°(1)計(jì)算工況根據(jù)工程實(shí)際運(yùn)用情況，選擇計(jì)算工況見下表。工況一：管內(nèi)無水，計(jì)算斷面為壩體中部
53工況二：管內(nèi)有水，計(jì)算斷面為出口末端(2)荷載與荷載組合a.水管自重P"=2兀rQyhh式中r0--水管的平均半徑；九一-鋼筋混凝土容重；h---管壁厚度。b.滿管水重G=叫2人式中「2水管的內(nèi)半徑；rs水的容重；C.均勻內(nèi)水壓力Pb=HrDz式中H1-一管頂?shù)撵o水水頭；d.垂直應(yīng)壓力%=K八HD、式中H-一管頂以上砌石高度；八一砌石容重；D]水管外直徑；K砌石壓力系數(shù)。e.側(cè)砌石壓力
54式中-一水管中心線以上填砌石高度；7側(cè)向砌石壓力系數(shù)。f.外水壓力GB、=r\r13式中八水管的外徑；rp水容重。g.均勻外水壓力Gb=rpH0D式中——水管外頂部到最高地下水位的高度。h.溫度荷載Mt（力）=△a㈤"加cm12△t——水溫與氣溫差值△t=±3C;a——曲線膨脹系數(shù)；Cm修正系數(shù)。荷載組合見表5-12.表5-12荷載組合表組合情況荷載（M、N）（1）輸水管關(guān)閉，無內(nèi)水壓力（斷面一）a+d+e+f+g+h（2）輸水管開啟，有內(nèi)水壓力（斷面二）a+b+c+h（3）輸水管結(jié)構(gòu)強(qiáng)度復(fù)核根據(jù)《水工鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL191-2008）,并參考華東水利學(xué)院等學(xué)校編寫的《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》，《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》等書籍進(jìn)行強(qiáng)度和抗裂計(jì)算。
55計(jì)算成果見表5-13。表5-13輸水管強(qiáng)度及抗裂安全系數(shù)計(jì)算成果表名稱計(jì)算斷面強(qiáng)度安全系數(shù)抗裂安全系數(shù)輸水管斷面（一）1.561.06斷面（二）1.571.02經(jīng)復(fù)核計(jì)算，輸水管強(qiáng)度滿足規(guī)范要求，抗裂滿足規(guī)范要求。從現(xiàn)場(chǎng)情況看，輸水管進(jìn)口閘門橡皮止水損壞，漏水嚴(yán)重，因此，必須對(duì)輸水管進(jìn)行加固處理，確保工程安全一5.5大壩加固設(shè)計(jì)5.5.1存在的主要問題水庫大壩壩型為漿砌石重力壩，壩長50.25m,壩面寬2.0m,最大壩高11.20m,壩頂高程239.50m,壩頂高程欠高1.07m,大壩上游坡比為1:0.1,下游坡比為1:0.5,大壩壩身滲水。（1）壩坡抗滑穩(wěn)定及滲流問題1）壩坡穩(wěn)定問題清水擋水庫大壩上、下游壩坡抗滑穩(wěn)定采用瑞典圓弧法復(fù)核，計(jì)算成果表明：其安全系數(shù)均大于現(xiàn)行規(guī)范的容許值。因此，大壩壩坡的抗滑穩(wěn)定滿足要求。2)滲流問題由于壩體防滲采用自身防滲，高水位時(shí)，壩體滲水嚴(yán)重；(3)其他問題1)安全監(jiān)測(cè)清水擋水庫無觀測(cè)設(shè)施，嚴(yán)重影響水庫的防汛搶險(xiǎn)。5.5.2壩頂加固設(shè)計(jì)按5.4.1壩頂高程復(fù)核計(jì)算，壩頂高程欠高1.07m,擬對(duì)非溢流
56段新建漿砌塊石墻加高壩頂。故本次設(shè)計(jì)需加固壩頂高程，非溢流段壩頂漿砌塊石加高至壩頂高程24060m,壩頂寬2.0m;詳見設(shè)計(jì)圖。5.5.2壩體壩基防滲加固本次地勘勘察，由于壩體防滲采用自身防滲，高水位時(shí)，壩體滲水嚴(yán)重；壩基由于沒有采取措施處理，漏水較嚴(yán)重，擬對(duì)大壩作防滲加固處理。(1)壩體壩基防滲處理方案本次地勘擬定，壩體滲水，壩基漏水。因此，需對(duì)壩體加固，主要方法有：充填灌漿、壩上游面在防滲面板等。a)方案一：壩上游面建防滲面板壩上游面建防滲面板利用聆防滲墻來堵塞裂縫，以進(jìn)一步提高壩體的承載能力和完整性。b)方案二：充填灌漿充填式灌漿是利用漿液自重將漿液注入壩體隱患處，以堵塞裂縫。充填式灌漿適用于壩體存在局部裂縫等情況。綜上所述，從投資、施工工藝、施工質(zhì)量等綜合比較后，方案一投資大，但施工方便，防滲效果較好，所以采取壩上游面硅防滲面板利用在防滲墻來堵塞裂縫，以進(jìn)一步提高壩體的承載能力和完整性的方案。(2)壩基防滲處理方案對(duì)壩基的滲漏處理要求隔斷其滲流通道，根據(jù)有關(guān)加固工程經(jīng)驗(yàn)，特別是對(duì)已建大壩的壩基處理，用壩基帷幕灌漿處理效果良好。因此，清水擋水庫壩基采用壩上游面基巖帷幕灌漿處理。1、灌漿位置的確定壩基防滲必須與壩上游面防滲體緊密相連，以達(dá)到有效阻水為原則，使壩基防滲體與大壩防滲體形成一個(gè)完整的防滲體系。
572、灌漿長度壩基帷幕灌漿深度為5.5m,基巖帷幕灌漿軸線長為52.25m。3、灌漿深度基巖帷幕頂為壩體與壩基巖體分界線，帷幕底線按強(qiáng)風(fēng)化基巖下限確定，本次設(shè)計(jì)確定帷幕深入基巖5.0m。4、灌漿厚度灌漿厚度主要是根據(jù)地質(zhì)條件，壩基接觸面允許的水力坡降、大壩基礎(chǔ)的防滲標(biāo)準(zhǔn)和防滲體的密實(shí)性、穩(wěn)定性而決定的，確定灌漿帷幕厚度為0.30m。5、帷幕灌漿孔排數(shù)和孔距的選用。大壩布置壩基帷幕灌漿孔與一排壩體充填灌漿同孔，孔距取2.0m,分3序布置，按分序加密的原則實(shí)施。6、灌漿材料壩基帷幕灌漿均采用42.5普通硅酸鹽純水泥漿。水泥細(xì)度要求通過80111m方孔篩的篩余量不得大于5%。7、灌漿壓力采用自下而上的灌漿順序，灌漿前應(yīng)先進(jìn)行灌漿實(shí)驗(yàn)，確定基巖的可灌性、灌漿方法及灌漿壓力，初擬接觸面的灌漿壓力采用1?1.5kg/m2,其下逐漸增加到2~4kg/m2o根據(jù)此次除險(xiǎn)加固的原則，本次設(shè)計(jì)主要對(duì)壩體接觸帶以下強(qiáng)風(fēng)化基巖采用帷幕灌漿，孔鉆好后先進(jìn)行接觸帶灌漿形成壓漿板，再進(jìn)行壩基帷幕灌漿，帷幕灌漿質(zhì)量檢查以檢查孔壓水試驗(yàn)為主，檢查數(shù)量為灌漿孔總數(shù)的10%,壓水試驗(yàn)成果5.5.6加固后大壩壩頂高程復(fù)核計(jì)算本次設(shè)計(jì)加固對(duì)非溢流段壩頂漿砌塊石加高至壩頂高程240.60m,高于計(jì)算壩頂高程240.55,故滿足規(guī)范要求。
585.5.6加固后大壩穩(wěn)定及應(yīng)力復(fù)核表5.14非溢流段大壩加固后各種工況下主要應(yīng)力計(jì)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(yáng)壓力(KN)(有帷幕)正常蓄水位情況9.701589.88470.450.0054.320.00-178.68設(shè)計(jì)洪水位情況11.661589.88679.78-6.0565.303.03-256.87校核洪水位情況11.891589.88706.86-7.5666.583.78-266.08
59表5.15非溢流段加固后各種工況下抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算成果表工況垂直力總和EW(KN)水平力總和XP(KN)抗剪摩擦系數(shù)f抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K正常蓄水位情況1465.51470.450.652.02設(shè)計(jì)洪水位情況1401.32673.730.651.35校核洪水位情況1394.16699.300.651.30從計(jì)算結(jié)果可以看出，非溢流段大壩，加固后在基本組合情況，壩體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K最小值大于L05,滿足規(guī)范要求；在特殊組合情況，壩體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K大于1.00,滿足規(guī)范要求。5.5.7.2溢流段壩體抗滑穩(wěn)定計(jì)算f>WK=±—￡pK—抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)ZW一作用于計(jì)算截面以上壩體全部荷載(含揚(yáng)壓力)對(duì)滑裂面的法向分值，KN;XP一作用于計(jì)算截面以上壩體全部荷載(含揚(yáng)壓力)對(duì)滑裂面的切向分值，KN;表5.16溢流段大壩加固后各種工況下主要應(yīng)力計(jì)算成果表工況H(m)自重(KN)上游靜水壓力(KN)下游靜水東力(KN)上游水柱重(KN)下游水柱重(KN)揚(yáng)壓力(KN)正常蓄水位情況9.701319.15470.450.0047.040.00-178.68設(shè)計(jì)洪水位情況11.661319.15660.57-6.05113.943.03-256.87校核洪水位情況11.891319.15682.88-7.56120.953.78-266.08
60表5.17溢流段加固后各種工況下抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算成果表工況垂直力總和EW(KN)水平力總和XP(KN)抗剪摩擦系數(shù)f抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K正常蓄水位情況1187.51470.450.651.64設(shè)計(jì)洪水位情況1179.24654.520.651.17校核洪水位情況1177.79675.320.651.13從計(jì)算結(jié)果可以看出，溢流段大壩，加固后在基本組合情況，壩體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K最小值大于L05,滿足規(guī)范要求；在特殊組合情況，壩體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)K大于1.00,滿足規(guī)范要求。5.5.7.3壩體應(yīng)力計(jì)算1.非溢流段應(yīng)力計(jì)算結(jié)果(加固后)(1)不計(jì)揚(yáng)壓力影響，壩底上下游邊緣垂直應(yīng)力，如下表：表5.18非溢流段各種工況壩底上、下游邊緣垂直應(yīng)力計(jì)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(yīng)力(KN)6下游面邊緣垂直應(yīng)力(KN)正常蓄水位情況8.721644.20274.17102.94設(shè)計(jì)洪水位情況8.721658.205.39189.73190.59校核洪水位情況8.721659.49162.24177.51203.11(2)不計(jì)揚(yáng)壓力影響，壩底上游邊緣主應(yīng)力。，如下:①不計(jì)揚(yáng)壓力：oi=(1+n2)%上一n2Pn—上游壩面坡比(n=0.1)P一為壩底上游邊外荷強(qiáng)度(正常工況Pi為97.00KN/m2;設(shè)計(jì)工況P2為116.6KN/m2;校核工況P3為118.9N/m2)
61②計(jì)揚(yáng)壓力影響:O2=O1~PP一為壩踵處揚(yáng)壓力(正常工況Pi為63.04KN/m2;設(shè)計(jì)工況P2為79.64KN/D?;校核工況P3為81.66核m?)表5.19各種工況下壩底上游邊緣主應(yīng)力計(jì)算成果表工況不計(jì)揚(yáng)壓力計(jì)揚(yáng)壓力正常蓄水位情況275.94212.89設(shè)計(jì)洪水位情況190.47110.83校核洪水位情況178.0996.43計(jì)算結(jié)果分析由計(jì)算結(jié)果可知，①不計(jì)揚(yáng)壓力時(shí)，上游面邊緣垂直應(yīng)力為162.5KPa小于砌石體容許壓應(yīng)力和地基容許承載力，滿足規(guī)范要求;②計(jì)入揚(yáng)壓力影響，壩體上游面邊緣最小垂直正應(yīng)力為拉應(yīng)力，滿足規(guī)范要求。③壩體最大主壓應(yīng)力值99.55KPa,小于砌石體容許壓應(yīng)力，滿足規(guī)范要求。1.溢流段應(yīng)力計(jì)算結(jié)果(加固后)(1)不計(jì)揚(yáng)壓力影響，壩底上下游邊緣垂直應(yīng)力，如下表：表5.20溢流段大壩各種工況壩底上、下游邊緣垂直應(yīng)力計(jì)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(yīng)力(KN)「下游面邊緣垂直應(yīng)力(KN)正常蓄水位情況8.721366.19187.88125.47設(shè)計(jì)洪水位情況8.721436.11236.02146.07183.31校核洪水位情況8.721443.87314.88140.74190.43(2)不計(jì)揚(yáng)壓力影響，壩底上游邊緣主應(yīng)力。，如下:①不計(jì)揚(yáng)壓力：oi=(1+n2)0y上一n2P
62n—上游壩面坡比（n=0.1）P一為壩底上游邊外荷強(qiáng)度（正常工況Pi為97.OOKN/m2;設(shè)計(jì)工況Pz為116.6KN/m2;校核工況R為118.9N/m2）②計(jì)揚(yáng)壓力影響：o2=O1-pP一為壩底上游邊外荷強(qiáng)度（正常工況巴為63.04KN/m2;設(shè)計(jì)工況P2為79.64KN/m2;校核工況R為81.66N/m2）表5.21溢流段大壩各種工況下壩底上游邊緣主應(yīng)力計(jì)算成果表工況不計(jì)揚(yáng)壓力計(jì)揚(yáng)壓力正常蓄水位情況188.79125.74設(shè)計(jì)洪水位情況146.3666.72校核洪水位情況140.9559.29計(jì)算結(jié)果分析由計(jì)算結(jié)果可知，①不計(jì)揚(yáng)壓力時(shí)，上游面邊緣垂直應(yīng)力為148.25KPa小于砌石體容許壓應(yīng)力和地基容許承載力，滿足規(guī)范要求;②計(jì)入揚(yáng)壓力影響，壩體上游面邊緣最小垂直正應(yīng)力也為壓應(yīng)力，滿足規(guī)范要求。③壩體最大主壓應(yīng)力值85.20KPa,小于砌石體容許壓應(yīng)力，滿足規(guī)范要求。5.6溢洪道加固設(shè)計(jì)5.1.1基本情況溢洪道位于大壩中間，為壩頂溢流，進(jìn)口底部高程238.00m,漿砌石護(hù)砌，無消能防沖設(shè)施。加固設(shè)計(jì)為新建消力池及漿砌塊石消力坎。
635.1.1安全鑒定復(fù)核結(jié)論根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》，溢洪道為5級(jí)建筑物，消能防沖的洪水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇。經(jīng)安全鑒定復(fù)核意見，溢洪道為壩頂溢流，無消能防沖設(shè)施，泄水可沖壩腳。5.1.2加固設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)消力池溢洪道長10m,寬50.05?26m,疏挖至高程229.5m,兩側(cè)邊坡按1:0.3;詳見設(shè)計(jì)圖。(2)消力坎消力坎漿砌石頂厚0.50m,底厚1.25m,寬26m,高2.0m;所用漿砌石為M7.5,詳見設(shè)計(jì)圖。5.7輸水管加固設(shè)計(jì)5.1.1存在的主要問題輸水管位于大壩左壩段，為鋼筋混凝土預(yù)制管，管徑為1500mm,輸水管進(jìn)水口高程231.30m,進(jìn)口為豎井式閘門控制。輸水管豎井式閘門密封不嚴(yán)，漏水嚴(yán)重。5.1.2輸水建筑輸加固內(nèi)容本次加固方案為：更換閘門橡膠止水、啟閉機(jī)及拉桿。5.8主要工程量清水擋水庫除險(xiǎn)加固工程主要工程量見表5-22。
64序□工程項(xiàng)目土方開挖m3石方開挖m3土方填筑m3漿砌塊石m3碎m3水泥上碎拆除n?模板m2鋼筋T帷幕旋噴mI第一部分建筑工程289.9361.357.2168.5300.873.08.020.021.2159.5一擋水工程75.492.9290.835.220.4159.51上游面防滲面板防滲75.4290.8523.520.42壩基防滲159.53壩頂92.935.2二泄洪工程285.9285.957.275.60.037.81消力池285.9285.957.275.637.8三輸水工程4.00.010.00.08.020.00.81輸水管進(jìn)口4.010.08.020.00.8第二部分臨時(shí)工程450.0450.0合計(jì)739.9361.3507.2168.5300.873.08.020.021.2159.5表5-22清水擋水庫加固在主要工程量匯總表
656、投資概算6.1工程概況清水擋水庫位于官塘驛鎮(zhèn)新林橋村，水庫承雨面積4.05km2,加固后總庫容16.78萬m）于1965年冬動(dòng)工興建動(dòng)工興建，1966年春完工。是一座以灌溉為主，兼有防洪、生態(tài)等綜合效益的?、菩退畮?。樞紐工程主要由大壩、溢洪道及輸水管組成。本次除險(xiǎn)加固的項(xiàng)目主要為：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。溢洪道新建消力池及漿砌塊石消力坎。輸水管更換閘門橡膠止水，更換啟閉機(jī)及拉桿加固主要工程量：土方開挖739.9m\石方開挖361.3m3,土方填筑507.2成漿砌塊石168.5m3,300.8端,水泥土73.0帷幕灌漿159.5m,鋼筋21.2t。施工總工期為10個(gè)月工程所需主要材料:塊石199m；碎石316m；砂130m1水泥29t,汽油0.It,柴油0.8t,鋼筋21.2to6.2投資主要指標(biāo)按2014年第4季度價(jià)格水平計(jì)算，工程總投資78.17萬元，其中建筑工程55.95萬元、金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備及安裝工程1.59萬元、臨時(shí)工程4.77萬元、獨(dú)立費(fèi)用15.85萬元。6.3編制依據(jù)1）鄂水利發(fā)［2005］3號(hào)文頒布的《湖北省水利水電工程設(shè)計(jì)概（估）算編制辦法》；
662）水利部水總［2002］116號(hào)文發(fā)布的《水利水電建筑工程概算定額》；3）水利部［1999］水建管523號(hào)文發(fā)布的《水利水電設(shè)備安裝工程概算定額》；4）水利部水總［2002］116號(hào)文發(fā)布的《水利水電工程施工機(jī)械臺(tái)班費(fèi)定額》；5）水利部水總［2003］67號(hào)文頒發(fā)的《水土保持工程概算編制規(guī)定和定額》；6）計(jì)價(jià)格［2002］10號(hào)文頒發(fā)的《工程勘察設(shè)計(jì)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)》。6.4基礎(chǔ)單價(jià)計(jì)算依據(jù)1）人工預(yù)算價(jià)格：鄂水利發(fā)［2005］3號(hào)文頒布的《湖北省水利水電工程設(shè)計(jì)概（估）算編制辦法》；工長6.83元/工時(shí)高級(jí)工6.34元/工時(shí)中級(jí)工5.35元/工時(shí)初級(jí)工2.92元/工時(shí)2）施工風(fēng)、水、電施工用風(fēng)0.23元//施工用水0.76元/m'施工用電1.17元/m，
673）主要材料預(yù)算價(jià)格按鄂水利發(fā)[2005]3號(hào)文頒布的《湖北省水利水電工程設(shè)計(jì)概（估）算編制辦法》限價(jià)計(jì)入工程單價(jià)，余額以補(bǔ)差形式計(jì)算稅金后列入相應(yīng)單價(jià)下面。鋼筋限價(jià)2700元/t水泥限價(jià)270元元汽油限價(jià)3400元/t柴油限價(jià)3300元/t塊石限價(jià)50元/nr'碎石限價(jià)70元/nf砂限價(jià)85元/n?主要材料的預(yù)算價(jià)按2014年第4季度價(jià)格水平年市場(chǎng)價(jià)加運(yùn)雜和采保費(fèi)計(jì)算，其預(yù)算價(jià)為：鋼筋預(yù)算價(jià)3427.54元/t水泥32.5預(yù)算價(jià)448.24元/t水泥42.5預(yù)算價(jià)489.44元/t板材材預(yù)算價(jià)1251.59元/n?汽油預(yù)算價(jià)9118.35元/t柴油預(yù)算價(jià)8368.02元/t砂預(yù)算價(jià)100.27元而碎石預(yù)算價(jià)108.24元而塊石預(yù)算價(jià)85.70元/m?4）根據(jù)鄂水利發(fā)[2005]3號(hào)文頒布的《湖北省水利水電工程
68設(shè)計(jì)概（估）算編制辦法》計(jì)算.且取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)如下：①其他直接費(fèi)建筑工程按直接費(fèi)的2%計(jì)，安裝工程按直接費(fèi)的2.7%;②現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)費(fèi)土石方工程按直接費(fèi)的7%計(jì)，模板工程按直接費(fèi)的8%計(jì)，混凝土工程按直接費(fèi)的8%計(jì)，灌漿工程按直接費(fèi)的7%計(jì)，安裝工程按人工費(fèi)的45%計(jì)；③間接費(fèi)土石方工程按直接費(fèi)的7%計(jì)，模板工程按直接費(fèi)的6%計(jì)，混凝土工程按直接費(fèi)的5%計(jì)，灌漿工程按直接費(fèi)的7%計(jì)，安裝工程按人工費(fèi)的50%計(jì)；④計(jì)劃利潤按直接工程費(fèi)+間接費(fèi)之和的7%計(jì)；⑤稅金按（直接工程費(fèi)+間接費(fèi)+計(jì)劃利潤）X費(fèi)率計(jì),費(fèi)率為3.28%.5）設(shè)備運(yùn)雜費(fèi)按設(shè)備原價(jià)6%計(jì)；設(shè)備采購及保管費(fèi)按設(shè)備原價(jià)
69+設(shè)備運(yùn)雜費(fèi)之和的0.7%計(jì)。6.5獨(dú)立費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)工程監(jiān)理費(fèi)按建安費(fèi)3%計(jì)?？睖y(cè)設(shè)計(jì)費(fèi)按建安費(fèi)按計(jì)價(jià)格〔2002〕10文執(zhí)行。建設(shè)及施工場(chǎng)地征用費(fèi)：臨時(shí)占地1600元/畝。
70附件:清水擋水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)投資概算
