本科毕业设计都岭水库除险加固工程设计报告.docx
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本科毕业设计都岭水库除险加固工程设计报告
**县都岭水库除险加固工程
初步设计报告
（修订本）
**公司
工程设计证号：
****
二○一一年六月
`
`
附：
A、**县都岭水库大坝安全评估报告；
B、**县都岭水库除险加固工程初步设计图纸；
C、**县都岭水库除险加固工程初步设计工程概算附件（另附）；
D、工程地质勘察报告（另附）。
1综合说明
1.1水库基本情况
1.1.1自然地理
（1）地理位置
都岭水库位于**县黄龙乡都岭村，距黄龙集镇4km，距**县城80km，坐落洞庭湖水系泪罗水都岭河，地理坐标东经114°00′33″，北纬29°01′00″，坝址以上控制流域面积1.69km2。
水库正常蓄水位为469.56m（黄海高程，下同），设计洪水位（P=5%）470.90m，校核洪水位（P=0.33%）471.62m，总库容75.4×104m3（本次设计复核），设计灌溉面积1500亩，实际灌溉面积800亩，保护人口3500人和农田600亩，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用效益的小
（二）型水库。
枢纽工程主要建筑物有大坝、溢洪道和坝下涵管等。
（2）水文气象
都岭水库位于**县黄龙乡都岭村，坐落洞庭湖泪罗水都岭河，根据本次设计复核，坝址以上控制流域面1.69km2，主河道长1.70km，河道平均比降为0.072整个流域范围内山清水秀，植被良好，人类活动影响小，水土流失影响不明显。
①气象
都岭水库地处亚热带湿润季风气候区，气候温和，日照充足，无霜期长，四季分明。
**县历年气象统计要素如下：
年平均气温16～17℃，多年平均为239～266天，多年平均降水为1577mm，多年平均蒸发量为1342mm，多年平均湿度为75～80%，年平均风速为2.9m/s，多年平均最大风速12m/s。
②暴雨
都岭水库属亚热带季风气候区，上半年季风源源不断带来暖湿气流，同时与北方冷空气经交会，锋面活动频繁，加以地形作用，从而形成春夏季经常暴雨或大雨，强度大、范围广、持续时间长，是造成本流域洪水灾害的重要原因。
此外，台风是形成本地区盛夏季节降水的主要原因之一。
经统计分析，雨季始于3月中、下旬，终于7月中旬，降水变化曲线有两个峰值，第一峰值出现于五月上旬为春汛，第二峰值出现于6月下旬为夏汛。
暴雨历时一般以一天为最多，最长可达三天，一般由两次衔接的天气系统产生的暴雨过程历时较长，而由一次天气系统产生的暴雨过程历时则较短。
锋面暴雨过程历时较长，台风暴雨过程历时较短。
1.1.2工程建设过程
水库于1970年初进行实地勘察、设计，同年7月开始组织民工上阵清理基础，开挖截水槽，紧接着浇筑砼涵管，水库于1971年8月基本建成，工程达到现有规模。
都岭水库由原黄龙公社申请，经县革委（政府）批准立项，原**县农林水利局测量设计，由黄龙公社主持修建，设计大坝为粘土心墙坝。
1970年初进行实地勘察、设计，同年7月开始组织民工上阵清理基础，开挖截水槽，紧接着浇筑砼输水涵管。
经过连续多月开展水利大会战，全民上阵，高峰期上阵民工人数500余人，靠人工建成了一座土坝。
大坝施工整个过程属民办公助的性质，队伍庞大，施工期长，既没有专业施工队伍，也缺乏相应的施工设备，全部采用土法上马方式，大坝填筑土碾压质量不能有效控制，整个坝体填筑分块作业。
因此，该大坝的修筑质量难以保证。
①大坝回填的土料不均、没有通过检验和取样测试，当时没有专人严格监督，施工质量只能凭肉眼观察认可。
②夯压密度不均，整个坝面，数十人打夯，涉及到夯击的密度和力度，很难达到均衡一致。
③大坝土层铺设的厚度很难按规范规定施工，影响碾压质量。
都岭水库自1971年8月建成蓄水运行以来，未出现过重大责任事故，但大坝存在渗漏隐患，外坝脚常年积水，大坝上游坡局部塌陷，上、下游无护坡。
同时，大坝无水位、渗漏、变形等观测设施，无法反映水库运行过程中的安全性能。
溢洪道位于大坝右侧，由进口倒坡段、控制段和陡坡段组成。
输水管道由坝下涵管和斜卧管组成。
坝下涵管位于大坝左侧坝体内，于1971年8月完工。
1.1.3工程任务、规模及各项特征值
⑴工程任务、规模
根据都岭水库设计标准及存在的问题，拟定的都岭水库枢纽建筑物除险加固的主要任务是保持工程现有规模，加固大坝、溢洪道及坝下涵管，完善工程运行、管理及防汛设施，提高水库蓄水和防洪能力，确保水库大坝安全，充分发挥本工程的经济和社会效益。
⑵各项特征值
①洪水标准
都岭水库为小
（二）型水库，大坝为土石坝，根据《防洪标准》（GB150201－94）和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）的规定，都岭水库工程等别为Ⅴ等，主要建筑物为5级。
工程设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为300年一遇。
②特征水位及对应下泄流量、库容
水库加固后采用宽顶堰泄洪，起调水位为469.56m。
经计算，水库设计（P＝5%）洪水位为470.90m，相应库容为65.3×104m3，最大泄流量为11.4m3/s；校核（P＝0.33%）洪水位为471.62m，总库容为75.4×104m3，最大泄流量为21.1m3/s，消能防冲（P=10%）最大泄流量为8.76m3/s。
1.1.4现状主要建筑物布置及结构型式
⑴大坝
大坝为粘土心墙坝，坝顶高程493.90~494.93m，心墙顶高程492.19m，心墙顶宽2m，底宽10m。
最大坝高20.05m，坝顶宽3.3～4.5m，坝顶长69m，上游坡坡比平均为1：
1.94，下游坡坡比平均为1：
1.75，上、下游坡无护坡，坝后反滤棱体顶高程457.46m，淤堵失效。
⑵溢洪道
溢洪道位于大坝右侧，由进口倒坡段、控制段和陡坡段组成。
进口倒坡段长17.4m，净宽5.0m；控制段为明渠宽顶堰，堰长12.0m，净宽5.0m，堰顶高程469.56m；后接长54.7m的陡坡段，陡坡段由非棱柱体和棱柱体明渠两部分组成（其中，非棱柱体明渠段长7.2m，净宽5.5~3.2m，坡度为0.139，陡槽棱柱体段长47.5m，净宽3.2m，坡度为0.139）。
溢洪道底坡采用砼衬砌，净宽为3.2~5.0m（其中，宽顶堰净宽5.0m，陡槽净宽3.2~5.0m），两岸边墙采用厚0.40m的浆砌块石衬砌，边墙高0.99～1.78m，无消力池和退水渠。
⑶坝下涵管
输水管道由坝下涵管和斜卧管组成。
斜卧管级差为0.60m，宽0.8m，坝下涵管位于大坝左侧坝体内，涵管型式为条石涵管，宽为0.4m，高0.5m，坝下涵管全长64m。
涵管进口底板高程456.31m，出口底板高程455.67m。
⑷其它
大坝无安全监测及水情观测设施，无交通工具。
水库防汛公路路况极差，宽度狭窄、凹凸不平，雨天路面浸水，给抢险交通带来不便，不适应水库管理及防汛抢险要求。
1.2工程除险加固的必要性
都岭水库投入使用以来，工程存在诸多安全隐患，一直带病运行，根据多年运行观测、地质勘探、大坝安全评估及本次安全复核成果，目前，工程存在的主要问题如下：
⑴坝体较单薄，上、下游坝坡较陡，且均无护坡，反滤棱体淤堵失效，左坝脚存在渗漏。
⑵溢洪道边墙高度不满足泄流要求；溢洪道底板衬砌砼老化、裂缝，边墙浆砌块石老化脱落较严重，不满足抗冲要求；末端未设消力池，洪水直接冲刷下游农田；无退水渠。
⑶坝下条石涵管，砌缝砂浆脱落，出口漏水。
⑷大坝无安全监测及水情观测设施，无交通工具。
⑸水库防汛公路路况极差，宽度狭窄、凹凸不平，雨天路面浸水，给抢险交通带来不便，不适应水库管理及防汛抢险要求。
都岭水库是一座以灌溉为主，兼有防洪和养殖等综合效益的小
（二）型水库，自建成以来，为地方国民经济发展发挥了重要作用，但大坝运行过程中一直存在较多安全隐患，使工程不仅不能发挥设计规模效益，而且对其下游人民的生命和财产安全形成很大威胁，因此，有必要对其进行除险加固，使其发挥应有效益。
1.3建筑物加固设计主要建设内容
1.3.1工程等别及建筑物级别
都岭水库总库容75.4万m3，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）的规定，确定本工程为Ⅴ等小
（二）型工程，永久建筑物级别为5级，设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为300年一遇，消能防冲建筑物洪水标准为10年一遇。
次要建筑物及临时建筑物级别为5级。
1.3.2除险加固工程总体布置
根据工程存在的问题，安全评估结论及有关工程设计标准和规范规程，拟对大坝采取以下措施进行除险加固：
⑴大坝：
对坝体、坝基及坝肩进行防渗处理；按规范要求拟定新的大坝断面；加固调整大坝边坡防止边坡失稳；
⑵溢洪道：
对溢洪道进行改建，重建溢洪道溢流堰、泄槽底板、边墙，新建消能设施以及退水渠；
⑶坝下涵管加固：
坝下涵管内衬加固处理，拆除重建进口斜卧管。
⑷管理设施：
增设大坝观测设施和雨、汛情测报设施；改善进坝公路交通条件，扩宽现有防讯公路；改善办公、生活条件；划定水库保护范围，制订合理调度方案。
1.3.3除险加固设计
⑴大坝加固设计
防渗处理设计：
根据地勘资料及渗流计算成果，大坝坝身、坝基及坝肩均需进行防渗处理，经方案比较，大坝防渗采用冲抓钻粘土心墙防渗方案。
坝坡整治设计：
将坝顶宽定为5m，坝顶铺设混凝土路面。
加固后的上游坡为1：
2.5，采用砼预制块护坡；结合坝顶宽度，将下游边坡调整为1:
2.25，采用草皮护坡，将贴坡排水棱体拆除重建。
按以上大坝断面进行渗流及稳定复核，均能满足规范要求。
⑵溢洪道除险加固设计
根据安全评估成果及本阶段安全复核，溢洪道施工质量差，存在诸多安全隐患，不能安全泄洪。
溢洪道位于大坝右岸山体垭口，一旦失事将直接危及下游人民财产的安全。
本阶段设计采用全线翻修改建的方案进行除险加固，即重建溢洪道溢流堰、泄槽底板、边墙、消能设施以及退水渠。
加固后，溢洪道仍由进口倒坡段、控制段、泄槽段、消力池和退水渠组成。
溢流采用宽顶堰溢流，堰长为12m，宽5.0m，宽顶堰为钢筋砼结构，后接陡槽段陡坡段长93.4m（其中，陡坡段由2段陡坡段组成，陡坡段Ⅰ：
长7.2m，边坡为0.15，陡坡段Ⅱ：
长86.2m，边坡为0.150）和消力池。
泄槽边墙及底板均采用C25砼结构（部分辅之以毛石砼）。
泄槽末端接消力池；同时，需在消力池出口增设退水渠。
⑶坝下涵管加固设计
本次设计拟将坝下涵管作内衬加固处理并将涵管进出口结合大坝整坡作适当延长，拆除重建进口斜卧管。
加固后，涵管进口高程调整为456.53m，出口高程调整为455.54m。
⑷大坝安全监测设计
目前，都岭水库大坝无安全监测设施，不满足安全运行管理及规范要求。
根据《江西省重点小
（二）型水库除险加固初步设计及审批导则》，本次设计，拟增设水、雨情观测设施。
1.4水库除险加固工程特性表
工程特性表
序号
名称
单位
加固前
加固后
备注
一
水文特征
1
集雨面积
km2
1.5
1.69
2
多年平均降雨量
mm
1577
1577
3
主河道比降
0.075
0.072
4
设计洪水标准
%
5
5
5
设计洪峰流量
m3/s
11.6
26.7
6
校核洪水标准
%
0.5
0.33
7
校核洪峰流量
m3/s
23.3
47.6
二
水库特征
1
正常高水位
m
469.56
469.56
同起调水位
2
相应库容
万m3
49.9
3
设计洪水位
m
470.85
470.90
4
相应库容
万m3
65.3
5
校核洪水位
m
471.56
471.62
6
总库容
万m3
75.0
75.4
7
死水位
m
456.31
456.53
8
死库容
万m3
0.1
三
升级会员 