大泪江水库设计自检工作报告可编辑稿9199.docx

大泪江水库设计自检工作报告可编辑稿9199.docx

《大泪江水库设计自检工作报告可编辑稿9199.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大泪江水库设计自检工作报告可编辑稿9199.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

大泪江水库设计自检工作报告可编辑稿9199

大泪江水库设计自检工作报告（可编辑稿）9-199

乌江县大泪江水库除险加固工程设计自检报告勒库城地区水利水电勘察设计院某年某月5审定：

审核：

校核：

报告编写：

目录1工程设计1

1、1工程及设计工作简况1

1、

1、1工程概况1

1、

1、2设计工作简况1

1、2洪水设计标准复核和评价、水工建筑物设防裂度及抗震复核和评价2

1、

2、1洪水设计标准复核和评价2

1、

2、2水工建筑物设防裂度及抗震复核和评价4

1、3主要建筑物设计5

1、

3、1水库坝顶超高计算5

1、

3、2大坝设计12

1、

3、2放水涵洞设计21

（1）东蓄水区放水涵洞水力计算复核21

（2）放水涵洞结构尺寸22a、进口段22b、管身段22c、闸室段22d、消力池段23

1、

3、3溢洪道设计23

1、4设计变更28

1、5工程存在的问题及建议292工程地质30

2、

1、1工程地质及勘测工作简况30

2、

1、2区域地质概况30

2、

1、3地层岩性31

2、

1、4地震烈度31

2、

1、5水文地质31

2、

1、6坝体质量评价32315坝基工程地质条件32

2、

1、8建筑材料36371工程设计

1、1工程及设计工作简况

1、

1、1工程概况大泪江水库位于乌江县大泪江牧场场部西侧，“315”国道从水库西侧通过。

地理位置为：

东经*度*分*秒，北纬*度*分*秒，距离乌江县县城以东约60公里，往南至和什托洛盖镇50公里。

该是一座以灌溉为主、兼顾防洪、水产养殖、旅游等综合性水库。

水库总库容140×104m3，水库由大坝、放水涵洞和溢洪道组成。

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252——2000，《防洪标准》GB50201——94的规定，工程规模为小

（1）型，正常运用洪水标准为10年一遇，非常运用洪水标准为50年一遇。

目前，水库主要存在大坝坝顶高程不能满足5年一遇洪水标准，水库西蓄水区大坝上游没有护砌措施，水库没有完整的溢流泄洪设施等问题。

1、

1、2设计工作简况2003年某月受乌江县水利局的委托，我院承担了大泪江水库大坝安全评价工作，根据《水库大坝安全评价导则》SL258-2000等规定、规程的要求，完成了大泪江水库工程安全论证工作。

并于**年3月日通过了勒库城地区水利局组织的专家鉴定，鉴定结果为三类坝。

**年底水库大坝安全鉴定中心进行复核，同意鉴定结果；某年8月乌江区水利厅对安全评价进一步复查，并进行现场勘察，同意鉴定结果为三类坝。

**年3月受乌江县水利局的委托，我院承担了大泪江水库除险加固工程的设计任务，**年9完成了水库除险加固工程可行性研究报告，勒库城地区水利局组织专家对大泪江水库除险加固工程可行性研究报告进行了审查，勒库城地区水利水电勘察设计院根椐审查意见，对可行性研究报告进行了修改、完善，于**年10月完成了大泪江水库除险加固工程初步设计报告。

某年12月乌江区水利厅组织专家对大泪江水库除险加固工程初步设计报告进行了审查，勒库城地区水利水电勘察设计院根据审查意见、现行规范规程对初步设计进行了修改和完善。

某年5月勒库城地区水利水电勘察设计院完成了大泪江水库除险加固工程技施设计。

1、2洪水设计标准复核和评价、水工建筑物设防裂度及抗震复核和评价

1、

2、1洪水设计标准复核和评价

（1）气象水库所在区域地处内陆，主要气候特点冬寒漫长，夏凉短促，常出现大风，寒潮降温天气，降水量少，蒸发量大，空气干燥，无霜期短，具有明显的高寒特点。

根据乌江县气象站（1954～2002年）气象资料反映出区域气候状况为：

多年平均气温

3、5℃，年冻融循环次数小于100次，1月平均气温-1

3、0℃，7月平均气温1

9、0℃，最高气温3

4、7℃，出现于1990年8月2日，最低气温-3

3、4℃，出现于1955年1月3日，多年平均降水量14

3、8mm，20cm蒸发器年蒸发量184

5、5mm，历年最大冻土深183cm。

区域大风天气较多，年平均出现71天，最高年份达94天，年内4～某月出现最多，全年盛行偏西大风，最大风力12级，风速34m/s。

（2）洪水大泪江区域洪水成因主要是降雨和积雪消融形成，因而洪水类型可分成：

季节性积雪融水型、暴雨型和雨雪混合型洪水。

设计洪峰流量采用地区洪峰流量模比系数综合频率曲线法的计算成果，得大泪江水库入库洪峰流量成果见表1-1：

表1-1大泪江水库入库洪峰流量成果表单位：

（m3/s）

频率P（%）0、512

3、3351020洪峰流量2

8、02

4、120、21

6、61

5、31

1、7

8、29设计洪量采用了地区最大一日洪量模比系数综合频率曲线法的计算成果，得大泪江水库入库最大一日洪量成果见表1-2：

表1-2大泪江水库入库不同频率最大一日洪量成果表P（%）0、512

3、3351020W1（106m3）0、54190、49160、44120、38510、36960、31540、2574（3）防洪标准的确定根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000规定，本工程等别为4等，工程规模为小

（1）型，主要建筑物为4级，次要建筑物为5级，临时性水工建筑物级别为5级，设计洪水标准为10年，校核洪水标准为50年。

（4）起调水位根据水库水土平衡调节计算成果，五月份水库水位达到正常蓄水位124

9、70m，而此时春洪时期，如果这期间再碰上暴雨，就有可能形成设计洪水和校核洪水，为了充分利用地表水资源，防止汛期过后水库蓄水不能满足下游灌区用水要求，起调水位水位定为124

9、70m。

（5）泄洪方式溢洪道单独泄洪。

（6）调洪结论溢洪道起调水位124

9、70m，与正常蓄水位124

9、70m相同，溢洪道控制段为无坎宽顶堰控制，控制段底板高程124

8、70m。

宽顶堰上做一个1m高的自溃堰，当洪水来时，水位超过自溃堰顶，自溃堰就会溃塌泻洪。

按宽顶堰流计算下泄流量，调洪演算结果为：

10年一遇的设计洪水，洪峰流量为1

1、70m3/s，最大一日洪量为3

1、54×104m3，设计水头

1、19m，经调洪后最大下泄流量

6、54m3/s，滞洪量

6、51×104m3，设计洪水位为124

9、89m。

50年一遇的校核洪水，最大洪峰流量为20、20m3/s，最大一日洪量为4

4、22×104m3，设计水头为

1、44m，经调洪后最大下泄流量

8、65m3/s，滞洪量1

4、47×104m3，校核洪水位1250、14m。

1、

2、2水工建筑物设防裂度及抗震复核和评价大泪江水库位于和布克断陷盆地的堆积倾斜平面上，地势北高南低，西高东低，由坡洪积物和局部的沼泽沉积形成，地层单一，未见有断裂带和构造形迹。

依据2001年版1:

400万《中国地震动峰参数区划图》GB18306-2001标，本区地震动峰值加速度为0、05g，地震动反应谱特征周期为0、45s，对应地震基本烈度VI度区内，可不进行地震复核。

1、3主要建筑物设计本次除险加固工程根据实际情况对建筑物位置基本未作调整，水库设计坝线总长1668m，放水涵洞布置于坝轴线桩号0+000处，全长8

6、25m，与坝轴线夹角75度。

溢洪道布置于坝轴线1+098处，与坝轴线正交，全长32

9、33m。

工程特性：

死库容：

V死=

1、85×104m3兴利库容：

V兴利=12

3、90×104m3拦洪库容：

V拦洪=

7、5×104m3调洪库容：

V调洪=1

5、39×104m3总库容：

V总=V死+V兴利+V调洪=140×104m3相应水位如下：

死水位：

H死=124

1、93m正常蓄水位：

H正常=124

9、70m设计洪水位：

H设=124

9、89m校核洪水位：

H校=1250、14m

1、

3、1水库坝顶超高计算

1、

3、

1、1波浪要素

（1）拟定计算风速值a、多年平均最大风速根据水库库区地形条件、现有大坝情况水库坝段分析如下：

0-450～0-090为水库东区东坝段（南北方向）；0-090～0+000为弯道段；0+000～0+12

1、18为弯道段；0+12

1、18～0+29

8、7为库东区南坝段；0+29

8、7～0+33

3、8为弯道段；0+33

3、8～0+45

8、27为库西区东坝段；0+45

8、27～49

2、81为弯道段；0+49

2、81～0+718为库西区南坝段；0+718～0+86

4、14为弯道段；0+86

4、14～1+218为库西区西坝段。

根据乌江县气象站提供的连续45年气象资料，查得多年平均大坝最大风速，东、西蓄水区南坝段（主坝）最不利风向为北偏西19°，东、西蓄水区东坝段（副坝）最不利风向为西偏南6°，根据风速统计值折算后即可求得各坝段多年平均最大风速，见表1—3:

表1—3各坝段多年平均最大风速表经计算，南坝段（主坝）多年平均最大风速为20、00m/s，东坝段（副坝）多年平均最大风速为2

7、40m/s。

b、拟定库面风速由《水工设计手册》第四卷4-12页，从表17-4-3，表17-4-4查得：

气象站隐蔽系数K1=

1、3，地形系数K2=

1、1。

通过两个系数的乘积K1*K2=

1、43，由气象台站风速与库面风速的关系曲线即可查得库满期南坝段和东坝段多年平均库面最大风速，根据《碾压土石坝设计规范》SL274－2001第5、

3、5条规定，正常运用条件下的3级、4级和5级坝,采用多年平均最大风速的

1、5倍，；非常运用条件下，采用多年平均最大风速，各坝段设计、校核风速见表1—4：

表1—4水库计算风速统计表单位：

m/s

（2）风区长度整个水库各蓄水区回水面东西方向较长，南北方向相对较短，根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001的规定附录A第A、

1、3规定各蓄水区东坝段采用等效风区长度，按式（A、

1、3）计算：

ΣiDicos2αiDe=,i=0,±1,±2,……Σicosαi式中：

De－等效风区长度；Di－计算点至水域边界的距离，i取0、±

1、±

2、±3……；αi－第i条射线与主射线的夹角，等于i×

7、5°。

各蓄水区南坝段风区长度直接量取坝线至水域对面长度。

根据上述原则在水库地形图上作图，得水库各蓄水区、各坝段在库满期等效风区长度如下：

表1—5水库各蓄水区、各坝段在库满期等效风区长度坝段东蓄水区西蓄水区东坝段南坝段东坝段南坝段De（m）

340310343303（3）波浪要素根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001附录A，波浪要素的计算采用莆田试验站公式计算，Tm=

4、438hm0、5Lm=式中：

hm—平均波高，m；Tm—平均波周期，S；Lm—平均波长，m；W—计算风速，m/s；D—风区长度，m；Hm—水域平均水深，m；H—坝迎水面前水深，m。

计算参数见表4—12，结果见表4—13：

求得Hm、Lm后，根据下式计算风浪爬高：

其中：

KΔ上游坡面糙性渗透系数，由附录A表

1、12-1，查本水库坡面为混凝土取KΔ=090，Kw由附录A表

1、12-2根据W/（

9、8hm）0、5值查得。

m为坝上游坡边坡系数，本水库坡面上游m为m=

2、5。

根据附录A

1、11根据工程等级确定4级、5级坝采用5%的爬高值，根据附录A、

1、15，当来波波向线与坝轴线的法线成β角时，波浪爬高等于正向来波计算爬高值乘以折减系数Kβ。

所以计算出的最终波浪爬高值为：

R5%=

1、84×Rm×Kβ（4）水库的风壅高度值w2×De=K×————cosβ2gHm式中：

k—综合摩擦系数K=

3、6×10-6。

根据坝线与斜向来波折成由表A1

2、3查得：

折减系数：

RP=R、Kβ,Kβ查表根据坝轴线法线与风向夹角查得。

计算参数见表1—6，结果见表1—7：

表1—6坝顶超高计算参数表分项东蓄水区南坝段东蓄水区东坝段西蓄水区南坝段西蓄水区东坝段设计校核设计校核设计校核设计校核计算风速W（m/s）

3

3、752

2、503

9、752

6、503

3、752

2、503

9、752

6、50风区长度D（m）310310340340303303343343水域平均水深Hm（m）

7、97

8、01

7、97

8、01

5、75

6、00

5、75

6、00坝坡迎水面水深H（m）

8、39

8、44

8、39

8、44

6、40

6、65

6、40

6、65坝轴法线与计算风向夹角β6074512表1—7各坝段坝顶超高参数计算结果表分项东蓄水区南坝段东蓄水区东坝段西蓄水区南坝段西蓄水区东坝段设计校核设计校核设计校核设计校核计算公式莆田公式莆田公式莆田公式莆田式莆田公式莆田公式莆田公式莆田公式平均波高hm（m）0、320、210、400、260、320、200、400、26平均波周期Tm（s）

2、51

2、02

2、80

2、25

2、49

2、00

2、80

2、25平均波长Lm（m）

9、86

6、341

2、26

7、89

9、69

6、251

2、19

7、88风雍水高度e（m）

0、0040、0020、0120、0050、0080、0030、0170、007平均波浪爬高Rm（m）

0、750、440、950、560、750、450、950、58R5%（m）

1、050、62

1、72

1、02

1、170、69

1、70

1、05

1、

3、

1、2坝顶超高计算坝顶超高按《碾压土石坝设计规范》274-2001规定第5、

3、1规定，坝顶在水库水位以上超高应按下式确定：

y=R+e+A式中：

R－波浪爬高，m；e－风壅高度值，m；A－安全超高，m。

表1—8水库各坝段坝顶超高计算表单位：

my东蓄水区南坝段东蓄水区东坝段西蓄水区南坝段西蓄水区东坝段y正常

1、56

2、23

1、68

2、22y非常0、92

1、32

1、00

1、36

1、

3、

1、3坝顶高程计算坝项高程应取以下四种条件下的计算高程的大值。

（1）设计洪水位（P=10%）+正常运用条件下的坝顶超高

（2）正常蓄水位+正常运用条件下的坝顶超高（3）校核洪水位（P=2%）+非常运用条件下的坝顶超高（4）正常蓄水位+非常运用条件下的坝顶超高+地震超高坝顶高程计算结果见表1—9：

表1—9坝顶高程计算结果表单位：

m坝段水位情况运用情况水位高程地震加高风雍水面高度波浪爬高安全加高超高计算坝顶高程东蓄水区南坝段设计洪水位正常运用124

9、890、004

1、050、5

1、56125

1、45正常蓄水位正常运用124

9、700、004

1、050、5

1、56125

1、26校核洪水位非常运用1250、140、0020、620、30、92125

1、06正常蓄水位非常运用124

9、700、50、0020、620、30、92125

1、12东蓄水区东坝段设计洪水位正常运用124

9、890、012

1、720、5

2、23125

2、12正常蓄水位正常运用124

9、700、012

1、720、5

2、23125

1、93校核洪水位非常运用1250、140、005

1、020、3

1、32125

1、46正常蓄水位非常运用124

9、700、50、005

1、020、3

1、83125

1、53西蓄水区南坝段设计洪水位正常运用124

9、890、008

1、170、5

1、68125

1、57正常蓄水位正常运用124

9、700、008

1、170、5

1、68125

1、38校核洪水位非常运用1250、140、0030、690、3

1、00125

1、14正常蓄水位非常运用124

9、700、50、0030、690、3

1、00125

1、25西蓄水区东坝段设计洪水位正常运用124

9、890、017

1、700、5

2、22125

2、11正常蓄水位正常运用124

9、700、017

1、700、5

2、22125

1、92校核洪水位非常运用1250、140、007

1、050、3

1、36125

1、50正常蓄水位非常运用124

9、700、50、007

1、050、3

1、86125

1、56根据坝顶高程计算结果看出：

东西两个蓄水区的东坝段和南坝段的坝顶高程相差不大，为了便于施工和管理，将坝顶高程取统一：

统一取坝顶高程最大值125

2、12m。

因坝顶设防浪墙，所以坝顶高程取125

1、12m，防浪墙顶高程取125

2、12m。

1、

3、2大坝设计

（1）坝轴线选择设计坝线总长1668m，其中水库东区桩号0-450～0+298坝段748m以局部修整加固为主，水库西区桩号0+298～1+218坝段920m则需填筑加高，根据水库坝线布置特点坝线由东向西布置为：

0-450～0-090为水库东区东坝段（南北方向）；0-090～0+000弯道段转弯半径为10

9、40m，转角5

5、33°；0+000～0+12

1、18弯道段转弯半径为31

5、18m，转角2

2、04°；0+12

1、18～0+29

8、7为库东区南坝段；0+29

8、7～0+33

3、8弯道段转弯半径为2

5、09m，转角8

5、67°；0+33

3、8～0+45

8、27为库西区东坝段；0+45

8、27～49

2、81弯道段转弯半径为3

4、61m，转角5

5、53°；0+49

2、81～0+718为库西区南坝段；0+718～0+86

4、14弯道段转弯半径为13

9、62m，转角60°；0+86

4、14～1+218为库西区西坝段。

（2）轮廓尺寸大坝全长1668m，其中低坝段为两端桩号0-450～0-250段和0+950～1+218段共长468m，该低坝段坝顶不设防浪墙，坝顶高程125

2、12m，坝顶设计宽度为

5、0m。

坝顶上、下游设路沿石，路沿石采用C20、F200预制砼，断面尺寸为50×25cm，埋入坝顶以下30cm，坝顶以上20cm，每隔10m设一道伸缩缝。

坝顶设20厘米厚泥结石路面，坝体上游不设护坡，坝前坡设1：

14的土缓坡，坝后坡为1：

2、0。

高坝段桩号0-250～0+950段，长度1200m；设计坝顶高程125

1、12m，坝顶设计宽度为

5、0m，坝顶上游设置

2、0m高C20、F200细粒砼砌石防浪墙，防浪墙顶高程为125

2、12m，防浪墙宽度0、60m，高出坝顶

1、0m，埋入坝顶以下

1、0m。

坝顶下游设路沿石，路沿石采用C20、F200预制砼，断面尺寸为50×25cm，埋在坝顶以下30cm，坝顶以上20cm，每隔10m设一道伸缩缝。

坝顶设20厘米厚泥结石路面。

大坝上游坝坡为1：

2、5，下游坝坡为1：

2、0；坝前坡设C20、F200现浇砼护坡，砼护坡结构尺寸为

3、0×

3、0m，护坡下设30cm厚砂砾料垫层。

坝坡脚处设C20、F200现浇砼阻滑墙，阻滑墙断面尺寸为120×80cm。

每块砼护坡板设置2～4个φ100排水孔（最下一个每块4个，其余每块2个），每块砼护坡板之间缝宽

1、5cm，缝采用高压闭孔板处理。

（3）坝后设排水设计坝后排水高度根据大坝渗透稳定计算的浸润线溢出点高度加

1、5m确定。

坝桩号0+298～0+950设上昂式辱垫排水，排水体顶宽

1、00m，埋深

1、00m，地表以上高度设计为

1、5～

4、0m。

排水体采用5～80mm混合砂砾料回填，排水沟的开挖深度

1、0m，上游开挖边坡为1：

2、0，下游为1：

1、0，排水沟内设φ160mm的排水花管，进水孔直径6mm，孔间距40mm。

坝坡与排水间反滤采用

5、0mm厚的无纺布；坝桩号桩号0-250～0+298设贴坡排水，排水体顶宽

1、00m，埋深

1、00m，地表以上高度设计为

1、5～

4、0m。

排水体采用5～80mm混合砂砾料回填，排水沟的开挖深度

1、0m，上游开挖边坡为1：

2、0，下游为1：

1、0，排水沟内设φ160mm的排水花管，进水孔直径6mm，孔间距40mm。

坝坡与排水间反滤采用

5、0mm厚的无纺布；贴坡排水上部设

1、5m厚的砾石土，作为保温层。

保温层与排水体用

5、0mm厚的无纺布隔开。

在沿坝后排水体低洼处设计横向排水沟4条，沟深

1、50m，沟内填砂砾料和无纺布反滤，排水沟内设φ160mm的排水花管，进水孔直径6mm，孔间距40mm。

排水沟设在大坝桩号0-050，0+200，0+493，0+718处，每条排水沟设计长度150m。

4条排水沟汇入现有的土渠，最终将渗漏水量流入水库下游洪沟中，洪沟高程满足泄水要求。

根据水库反滤土层性质选无纺布规格为：

单位重g=450g/m2，厚度δ＝5mm，等效孔径O95＝0、08mm，抗拉强度T＝950N/5cm，渗透系数k＝3×10-1cm/s，被保护土的平均渗透系数Ks＝

6、27×10-4cm/s，d85＝10mm，d15=0、025mm。

（4）填筑材料设计根据对水库安全鉴定中坝体结构稳定分析结果及本次设计对原坝体的复核，原坝体结构是稳定的，本次设计保留原坝体，对原坝体表面进行清除，清除深度设计为0、30m，对超过设计断面的坝前坡进行挖除，挖出土料作为利用料填筑不足部位，坝后坡超过设计断面予以保留，坝体加高土料尽量利用原坝前坡拆除的土料，不足土料从库区外拉运填筑，根据现场实验，土料场击实最大干密度均值为

2、26g/cm3，最优含水率平均值为

6、3%。

压实度取96%，坝体设计干容重为315g/cm3。

（5）坝体、坝基防渗设计根据地质报告，大坝土体的渗透系数在

1、42×10-4cm/s～315×10-3cm/s之间，变化区间较大，平均值为

6、27×10-4cm/s，大值平均值为

1、39×10-3cm/s，根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）

4、

1、5对碾压式均质土坝土料碾压后的渗透系数不大于

1、0×10-4cm/s这一要求可以看出，该坝体土的渗透系数不符合规范要求。

坝基地层主要为砾质粘土、砂质粘土、砾质砂粘土等土层，在砂砾层以上有两层弱透水层，坝基渗透量较少，对水库影响不大。

坝基不需防渗处理；经多年运行坝基未出现异常情况，本次除险加固只对弱透水层较薄或破坏地段进行修整。

坝基主要处理：

坝前清基深度0、5m，坝顶和坝坡清基深度0、5m，要求清除腐殖土、草根、树皮等杂物。

对有隐患的坝基地层处进行处理。

（6）观测设施设计①设计依据：

《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）、《土石坝安全监测资料整编规程》（SL169-96）、《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）及本次设计过程中的基本资料。

②观测目的：

主要是监测大坝在运行期的渗流实况，对大坝运行状况进行评估和预报、预测，为保证工程安全，改进和提高设计、施工和管理的技术水平提供科学依据。

③观测内容：

渗透观测、渗透流量观测。

④