菜沟初步设计报告.docx

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菜沟初步设计报告

1综合说明

1.1绪言

菜沟水库位于驻马店市泌阳县盘古乡，唐白流域泌阳河支流上，水库控制流域面积5.1km2，上游河道全长4.9km，平均坡降0.02，总库容191万m3。

是一座以防洪、灌溉为主，养殖为辅综合利用的小

（1）型水库。

菜沟水库于1959年开始兴建，工程边勘探，边设计、边施工，整个工程由大坝、输水洞及溢洪道等组成。

据坝体填筑施工人员回忆，1959年正值“大跃进”时期，当时调集县、乡劳动力修筑大坝，土方全部人工挑抬运，人工夯实，土料的含水量没经检测就直接上坝，回填土体块径大小不一，填土厚度不一，质量控制很差。

由于设计前没有勘测资料，又缺乏整体规划，没有工程的总体布置，且受施工条件限制，水库初建时防洪标准低，大坝质量差，输水洞存在严重质量问题。

工程于1965－1964年及1971年～1973年二次续建，对输水洞进口闸进行了改造，新作了输水洞进口与工作桥，续建工程中又是调集县、乡农民义务工，由于受碾压设备、检测设备的限制，无法满足施工质量要求，造成碾压不均，土体密实度不均，特别是建筑物附近局部填土质量较差。

溢洪道原建于现副坝处，1977年改建在主坝东南250m岗凹处，1980年汛前竣工，为开敞式，溢洪道底高程为187.5m，宽15m，长160m，设计最大泄量为207m3/s。

1984年由泌阳县水利局对水库进行除险加固设计，设计洪水标准50年一遇，校核为500年一遇，设计水位为190.4m，设计流量111.1m3/s，校核水位为191.54m，校核流量为182.7m3/s。

安全鉴定阶段根据现状调洪演算结果50年一遇洪水设计时，设计水位为190.2m，相应库容为161万m3；500年一遇校核洪水，校核水位为190.7m，相应库容199万m3，兴利水位187.5m，相应库容99万m3，死水位180.47m，死库容11.6万m3。

菜沟水库为均质土坝，主坝轴线南北向，粘土均质坝，坝顶高程192.5m，浆砌石防浪墙，帽顶高程193.5m，最大坝高为16.2m，顶宽4m，长210m，上游边坡比现状为1：

2.64，下游为1：

2.5，在高程为184.0m处有2m宽的戗台一道，河槽段高程179.3m处设棱型排水体；副坝位于主坝北头西侧，坝轴线大致为东西方向，现坝顶高程为192.9m，最大坝高为11.4m，宽4m，坝长235m，上游边坡1：

3，下游1：

2.5。

现状上游为块石护坡，下游为草皮护坡。

溢洪道是菜沟水库的主要泄水建筑物，位于大坝东南250m，由山岗凹处山坡开挖而成，基底坐于强风化岩上，该溢洪道为1977年水库续建设计中新开挖，设计底高程187.5m，底宽15m，水平段长160m，为开敞式河岸溢洪道，其上无任何控制措施，溢洪道两岸无衬砌，上游进口段底板无衬砌，下游为人工开挖断面不规则，无消能措施。

输水洞位于洞身轴线位于主坝0+150m处，由于是白灰砂浆条石结构，在沉陷及渗水的双重作用下，渗水越来越严重，1983年管理所对洞内实测，在距闸门5m处左上角漏水，12m处条石缝间渗水，并有0.1×0.04的损坏，在20m处盖板断裂并渗水，底板勾缝大多已损坏。

对坝体安全已造成严重隐患。

启闭机房修建于1976年，现门窗朽蚀，砼碳化，工作桥栏杆断裂。

进口闸门启闭机是1976年重建进口时的产品，闸门漏水严重，启闭设备超期服役，螺杆弯曲启闭困难。

栈桥板砼碳化严重，出现裂缝，钢筋锈蚀、外露，栏杆损坏。

输水洞进口无拦污栅。

2006年12月，在市水务局的直接领导下，驻马店市水利勘测设计研究院承担了对该水库大坝的安全鉴定工作。

按照《水库大坝安全评价导则》（SL258－2000）进行了安全评价，在大坝和溢洪道勘探、测量成果基础上，结合水库施工及多年来的运行情况，对大坝防洪标准、工程质量、结构安全、渗流安全、大坝运行管理及安全检查等方面进行了评价，综合评价该水库大坝为三类坝，建议对其尽早进行除险加固。

2007年5月16日，驻马店市水务局组织有关专家对《泌阳县菜沟水库大坝安全评价报告》进行了评审，在此基础上，设计人员根据专家评审意见，对报告进行了修改，2010年4月，河南省水利厅组织有关专家对《泌阳县菜沟水库大坝安全评价报告》进行了复核，设计人员根据专家评审及复核意见，对报告进行了进一步的修改。

工程存在以下问题：

1.坝体填筑质量差，干密度偏低，坝顶路面出现不均匀沉陷。

2.大坝的坝坡稳定，但干砌石护坡有下滑的明显迹象，无反滤层，主坝浆砌石防浪墙有裂缝，副坝无防浪墙，不能适应工作的需要。

3.溢洪道两侧山体岩石风化塌落，底板无护砌，出口处冲淘严重，现长仅有110米左右，下游无消能措施。

4.输水洞的闸门陈旧、老化，启闭设备老化、锈蚀严重，启闭机螺杆弯曲变形，输水洞有渗水现象。

5.管理及监测设施不完善。

6.防汛照明和防汛道路急待解决,便桥有待修缮。

安全鉴定结论如下：

1.菜沟水库下游有5个自然村，5200人以及耕地620亩，故水库防洪安全意义较为重大。

2.经复核，水库防洪能力满足《防洪标准》（GB50201—94）的要求。

3.主坝清基不彻底，主副坝体填筑质量差，干密度偏低，压实度不满足《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）要求，上游护坡毁坏严重，下游排水体不完整。

溢洪道岸坡及底板岩石风化，冲淘严重。

工程质量不合格。

4.主河槽段坝基常年渗水，右岸坝肩绕渗严重；输水洞洞身漏水。

渗流安全性为C级。

5.经复核，主坝坝坡抗滑稳定满足规范要求，但副坝局部滑坡；溢洪道岸坡不稳定，下游无消能设施，不满足规范要求。

大坝结构安全为C级。

6.输水洞进口闸门锈蚀严重，无拦污栅，启闭设备陈旧，螺杆弯曲，不能正常工作。

金属结构安全性为C级。

7.根据《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001）该区处于地震动峰值加速度为0.05g，库区地震设防烈度为6度，依《水库大坝安全评价导则》不需进行抗震安全复核。

8.无安全监测、管理设施。

综上所述，菜沟水库大坝病险严重，属三类坝。

1.2水文

1.2.1流域概况

菜沟水库位于驻马店市泌阳县盘古乡，属唐白河水系泌阳河支流，控制流域面积5.1km2。

该流域属山丘区，水库上游河道主干长度为4.9km，河底比降1/50，山洪猛涨急落，水源多系周围群山岗地汇入，地势北高南低，总库容191万m3。

是一座以防洪、灌溉为主，兼以养殖等综合利用的小

（1）型水库。

1.2.2气象概况

水库控制流域属亚热带季风气候区，兼有暖温带气候特征，冬春季干燥少雨，夏秋季湿润多雨，多年平均气温14.8℃，极端最高气温41.5℃，极端最低气温-20.8℃，多年平均降雨量为900mm，年内分配极不均匀，汛期降水量占全年60%，全年无霜期约220～230天，最大风力8～9级。

1.2.3泥沙与水质

菜沟水库上游为浅山区，无生活污水及点污染源，据现场观察，库水清洁透明，无杂物，能够满足农田灌溉、水产养殖及人畜饮水水质要求。

菜沟水库运用至今，无详细的泥砂观测资料。

依照河南省水文总站1984年出版的《河南省地表水资源附图》，查得该流域侵蚀模数介于200～500t/km2·n。

由于该水库上游汇流区基本为山区，植被较好，且经过4.9km河道沿程沉淀，汇流水入库时沉砂量较少，取多年平均侵蚀模数300t/km2·n，淤积物干容重1.2t/m3，泥沙沉积率0.85，则菜沟水库平均每年淤积量为0.108万m3。

菜沟水库运用50年，目前淤积量5.4万m3，现状水库死水位为180.47m，相应死库容11.6万m3。

不影响现状死水位及死库容。

1.2.4洪水标准

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000），菜沟水库属小

（1）型水库，工程等级为Ⅳ等。

根据国家《防洪标准》（GB50201－94），山丘区土石坝永久性建筑物（四级）设计洪水标准为30～50年一遇，校核洪水标准为300～1000年一遇，因此本次按50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核对菜沟水库进行设计洪水复核计算。

1.2.5水文资料

由于菜沟水库无实测雨量资料，因此，设计洪水采用河南省水文水资源局2005年编制（以下简称“05”图集），并经水利部审查批准的《河南省暴雨参数图集》、河南省水利勘测设计院1984年编制的《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》（以下简称“84”图集）查取参数，利用程序进行计算，得到的两种成果相互比较，并邻近流域的褚湾水库进行比较。

1.2.6洪峰流量计算成果

表1-1洪峰流量计算成果

重现期（年）

20

30

50

500

1000

洪峰流量（m3/s）

120

132

151

230

254

1.3工程地质

1.3.1库区工程地质条件

地形地貌：

菜沟水库位于泌阳县盘古乡境内，该区地貌形态成因简单，以剥蚀形成的低山丘陵、岗地地形为主，山体浑圆，山坡平缓，坡度一般为15°～30°。

该区除风化剥蚀及水流冲蚀外，未发现大规模的不良地质现象。

地层岩性：

库区分布地层主要为燕山中晚期（r53）花岗岩及第四系松散覆盖层。

地质构造：

本区经历了中岳期、阿森特期、燕山期、喜山期等多次地壳运动。

在不同时期、不同形式的区域构造应力作用下，形成了纬向、新华夏和豫中北西向等三个不同的构造体系，构成了本区的构造格局。

挽近时期内构造趋于稳定，表现为地壳的缓慢上升。

地震动参数：

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306--2001），工程区地震动峰值加速度值为0.05g，相应地震基本烈度为Ⅵ度。

根据有关规定，枢纽区建筑物可不进行抗震复核。

水文地质条件：

水库库区内水文地质条件较简单，地下水类型主要为第四系松散岩孔隙潜水及基岩裂隙水，主要接受库水及降水入渗补给。

地下水向河谷及库区发生径流，消耗于库面蒸发及排向水库下游。

由于库区地层岩性、地质构造等较简单，水库建成以来未发生过库区渗漏现象。

根据本区环境水文地质资料，环境水对混凝土无腐蚀性。

1.3.2库区工程地质条件评价

库区属低山丘陵区，山坡较平缓，库岸较稳定，水库运行50年来未发现较大规模的库岸滑坡、坍塌等不稳定现象。

库区无大的断裂构造带发育，地下水分水岭高于库水位，不存在库区向外渗漏问题。

库区两岸属岩质边坡及土质边坡，地形较平缓，固体径流量不大，淤积不甚严重。

水库区地处构造稳定带，地震基本烈度为Ⅵ度，因此水库诱发构造型地震的可能性极小。

根据本区环境水文地质资料，环境水对混凝土无腐蚀性。

1.3.3输水洞段工程地质条件及评价

输水洞位于主坝桩号0+150m处，进口高程为180.47m，为浆砌条石盖板涵，长为66m，洞身尺寸0.64m×0.88m，设计流量为2m3/s，进口建筑物为直升式闸。

坝体填筑土与洞身接合部位填筑土岩性为中、重粉质壤土，褐黄色，稍湿，可～软塑状，压实度不合格率为72.0%，填筑质量较差。

洞底花岗岩灰白色、肉红色，表层强风化，裂隙发育，下部弱风化，岩体较完整，较坚硬。

，洞身顶板条石裂缝，水库高水位运行时洞身与填筑土接触面存在接触渗漏病害。

闸室混凝土碳化，钢筋锈蚀，出现裂缝。

建议对输水洞及闸室进行拆除重建或维修加固，对填土进行加固处理。

1.3.4溢洪道工程地质条件及评价

溢洪道位于主坝东南250m，进口及引水渠段为花岗岩山体开挖所形成，型式为开敞式宽顶堰，长100m，宽15m，进口底高程187.5m，无控制设施。

存在病险类型主要为：

边坡局部坍塌，底板冲切破坏严重，下游无消能工，出口水毁严重。

地层岩性：

花岗岩：

分布溢洪道出水渠底部及两侧，灰白色、肉红色，表层强风化，岩石破碎、松软，下部弱风化，块状，致密，坚硬。

重粉质壤土：

分布于陡坡段及其下游和出口边坡及沟底，呈棕黄色、褐黄色，可硬塑状，含少量砂砾，厚0.5～9.0m。

1.3.5天然建筑材料

该水库除险加固工程所需天然建筑材料主要为粘性土、砂、碎石和块石，除粘性土料可在库区直接开采外，其它材料均需从外地采购。

除险