曾山垅水库除险加固工程初步设计报告.docx
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曾山垅水库除险加固工程初步设计报告
江西省重点小
（2）型病险水库规划项目
德安县曾山垅水库除险加固工程
初步设计报告
（修订稿）
江西省修江水利电力勘察设计有限责任公司
工程设计证号A236002757
批 准:
杜小炳
核 定:
彭满红
校核：
黄涛
项目负责人:
邓林辉
报告编写人员:
邓林辉、李智源、刘裕民
1综合说明
1.1水库基本情况
1.1.1工程位置及水文气象要素
曾山垅水库位于德安县吴山乡吴山村，距德安县城约20km，距吴山乡2km。
坝址坐落在博阳河支流田家河上，地理位置为东经115°40′，北纬29°27′。
水库上游与丁山垅水库紧接，坝址以上区间集雨面积7.65km2，主河道长3.92km，河道比降5.20%。
加固后，水库总库容71.48×104m3，最大坝高20.0m。
水库地处中亚热带湿润季风气候区，多年平均降雨量1395.6mm，多年平均蒸发量为1585.7mm，年平均气温16.8oC，多年平均无霜期为249d，多年平均湿度为78%，常年多偏北风，年平均风速2.77m/s。
水库流域暴雨频繁，暴雨主要发生在4～6月，暴雨类型主要分为峰面雨和台风雨。
洪水季节有明显的规律性，4～6月份为洪水多发季节，洪水常以陡涨急落除险，洪水单峰型多，复峰型少，一次洪水历时一般为1～2天。
1.1.2工程建设过程及近期加固情况
该水库1965年动工新建，1966年10月完工开始蓄水。
由县水务局技术指导，当地吴山村几个小组参加大坝建设。
大坝主要是由人工方法施工完成的。
坝体为粘土质砂；溢洪道在右岸山体开挖而成。
大坝施工整个过程属民办公助的性质，队伍庞大，既没有专业队伍，也缺乏相应的施工设备，全部采用土法上马方式，大坝施工质量不能有效控制。
大坝清基不彻底、截水槽较浅，坝体填筑土碾压质量差，坝基及坝身均存在渗漏；因此，该大坝的修筑质量难以保证。
1.1.3加固前工程任务及规模
水库设计灌溉面积1000亩，实际灌溉面积700亩，受益群众为吴山村等地村民，保护人口1000余人。
是一座以灌溉为主兼有防洪、养殖等综合效益的小
（2）型水库工程。
枢纽工程主要建筑物有大坝、溢洪道和坝下涵管等。
除险加固前，原注册登记水库正常蓄水位17.0m（假设高程），设计洪水位18.0m，校核洪水位为18.7m，相应总库容70万m3。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》的规定，该水库为Ⅴ等水利工程，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖效益的综合利用小
（二）型水库，主要枢纽建筑物有:
大坝、溢洪道、坝下涵管等。
加固后，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），水库枢纽工程等别为Ⅴ等，主要为永久性建筑物为5级建筑物，次要建筑物属5级。
水库正常高水位为93.32m（黄海高程下同），相应库容25.41×104m3，死水位为84.00m，死库容为0.78×104m3。
设计洪水标准为20年一遇，设计洪水位为97.26m，相应库容为51.47×104m3，校核洪水标准为200年一遇，校核洪水位为97.44m，相应库容为65.94×104m3。
1.1.4加固前建筑物布置及结构型式
（1）大坝
经复核，大坝为心墙土坝。
坝顶高程97.20～97.51m，最大坝高20.0m，坝顶宽度2.20～2.50m，坝顶长80m。
上游坝坡坡比为1:
2.29～1:
2.65。
下游坝坡坡比为1:
2.68～1:
2.77。
坝顶及坝坡杂草丛生，上、下游坝坡无护坡；坝坡脚无反滤排水设施。
（2）溢洪道
溢洪道位于大坝右侧。
进口控制段为宽顶堰，堰顶高程为93.32m,宽11.0m。
陡槽底板及右边墙均无护砌，出口无消能设施。
（3）坝下涵管
坝下涵管位于大坝左侧，为圆形砼预制管，管径Φ400mm，管壁厚度0.20m，长约85.0m，进口底板高程84.00m，出口底板高程82.49m，进口斜管控制。
1.2除险加固的必要性
根据安全评估、地勘报告及本次设计安全复核，曾山垅水库目前存在的主要问题有:
①大坝填筑质量差，清基不彻底，是造成大坝坝体及坝基渗漏的主要原因。
②心墙土渗透系数及压实度均不满足规范要求，坝基、坝体及坝肩均存在渗漏。
③溢洪道浆砌左边墙施工质量差，砂浆脱落，底板砼破损严重，宽顶堰段及右边墙均无衬砌，且存在坍塌现象，无消能设施。
④坝下涵管为素砼预制圆管，混凝土施工质量差，砼老化、砾石裸露；管壁漏水产生接触渗漏，在涵管出口上部坝体出现塌陷坑。
⑤水库无水、雨情观测设施和大坝安全监测设施，无通讯设施和管理用房，进库和上坝公路路况差。
根据《江西省小
（2）型水库大坝安全评价技术规定（试行）》第六条大坝安全分类标准，，曾山垅水库大坝属Ⅲ类坝，不能安全运行。
曾山垅水库是一座以发灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用效益的重点小
（2）型水库，水库设计灌溉面积1000亩，实际灌溉面积700亩，保护耕地1600亩，保护人口1000人。
水库自建成以来为地方国民经济发挥了重要作用。
但工程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，对曾山垅水库进行除险加固非常必要。
1.3除险加固的主要内容
根据工程存在的问题，安全评估的结论及有关工程设计标准和规范规程，拟定的曾山垅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，坝下涵管拆除重建，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。
除险加固主要建设内容为:
（1）大坝：
采用粘土斜墙对大坝进行防渗处理，加高坝顶，对上下游坝坡进行整坡，坡比调整为，上游1:
2.50，下游1:
2.50。
上游采用预制砼护坡，下游草皮护坡。
并对坝脚增设贴坡反滤及排水沟，对坝顶铺设5.0m宽砼路面。
（2）溢洪道：
保持原底板高程93.32m不变，对溢洪道进行完建，新建进口及宽顶堰，衬砌陡槽段，新建消力设施。
（3）对坝下涵管进行内衬加固，进口采用斜管控制。
（4）管理设施：
增设水位观测尺及新建值班房。
1.4工程特性表
序号
名称
单位
加固前
加固后
备注
一
水文
1
集雨面积
km2
7.7
7.65
2
多年平均年降雨量
mm
/
1395.6
3
设计洪水标准及流量
P（%）
5
5
m3/s
84.5
95.47
4
校核洪水标准及流量
P（%）
0.5
0.5
m3/s
123.66
156.2
二
水库
5
校核洪水位
m
97.44
原为假设高程
6
设计洪水位
m
96.26
7
正常蓄水位
m
93.32
93.32
同起调水位
8
死水位
m
84.00
84.00
9
总库容（校核洪水位以下库容）
万m3
70.0
65.94
10
正常库容
万m3
34.52
25.41
11
死库容（死水位以下）
万m3
1.0
0.78
三
工程效益
12
保护人口
人
1000
1000
13
保护耕地
亩
1600
1600
14
灌溉面积
亩
1000
1000
四
主要建筑物及设备
15
大坝
坝型
m
心墙坝
粘土斜墙
坝顶高程
m
97.20～97.51
98.40
最大坝高
m
20.0
20.0
坝顶长度
m
80.0
80.0
坝顶宽度
m
2.20～2.50
4.0
16
泄水建筑物
型式
开敞式
开敞式宽顶堰
溢流段长度
m
/
6.0
设计泄洪流量
m3/s
/
75.99
校核泄洪流量
m3/s
/
125.67
消能形式
/
挑流
17
输水建筑物
预制砼圆管
内衬PE管
长度
m
85
85
断面尺寸
m
Φ400
Φ300
控制形式
进口斜管
进口斜管
进口高程
m
84.0
84.0
出口高程
m
82.49
82.49
2水文
2.1基本资料
2.1.1流域自然条件
曾山垅水库位于德安县吴山乡吴山村，坝址坐落在博阳河支流田家河上，地理位置为东经东经115°40′，北纬29°27′，坝址以上有丁山垅水库，其控制流域面积0.45km2，本水库控制流域面积为7.65km2，主河道长3.92km，河道的平均比降0.052，整个流域内山清水秀，植被良好。
2.1.2水文资料及测站情况
曾山垅水库坝址处无雨量站，流域上下游无水文测站，没有实测的流量资料，所以本次设计洪水采用《江西省暴雨洪水查算手册》推算，流域面积小于30km2，其设计暴雨采用推理公式法进行计算。
2.1.3水库、流域特征参数
（1）水库流域特征参数复核
本次初步设计根据万分之一航测图对流域面积、主河道长度、河道比降进行了复核。
复核前后的水库流域特征参数结果如表2.1.1所示。
表2.1.1水库流域特征参数复核表
水库流域特征参数
原设计
复核后
控制流域面积F（km2）
7.7
7.65
主河道长度L（km）
/
3.92
主河道比降J
/
0.052
（2）水库水位～面积、库容关系复核
此次初步设计对实测了高程86.84m、87.84（本次测量水位）的库区面积推算库容曲线并采用1：
10000地形进行复核，现将本次推算水位～面积～库容曲线列表如下，详见表，2.1.2和图2-1所示。
表2.1.2水库水位H～库容V、面积S关系表
水位Z（m）
面积A（千m2）
库容V（万m3）
83
0
0
84
2.5
0.13
85
5.4
0.52
86
8.8
1.23
87
13.2
2.33
88
18.5
3.92
89
25.2
6.10
90
33.1
9.02
91
41.7
12.76
92
51.8
17.43
93
63.4
23.19
94
75.6
30.14
95
91.1
38.48
96
107.7
48.42
97
125.3
60.07
98
144.6
73.56
99
165.8
89.08
100
191.6
106.95
图2-1
2.2设计暴雨
2.2.1设计暴雨计算方法
该水库位于博阳河支流田家河上，流域内无水文测站，也无实测的径流资料，无法根据实测流量资料推求设计洪水。
因此本次设计采用《江西省暴雨洪水查算手册》（简称《手册》）通过暴雨推求库区设计洪水，根据《手册》，“集雨面积小于30km2的流域，一般采用推理公式法计算设计洪水”。
该水库流域面积为7.65km2，因此采用推理公式法。
2.2.2设计暴雨计算
设计暴雨计算参数主要由均值、变差系数CV、偏差系数CS=3.5CV三个参数组成，设计暴雨要素可通过《手册》等值线图及附图附表查得，计算成果见暴雨要素查算表2.2.1。
表2.2.1水库暴雨要素查算表
暴雨要素
统计参数
频率（%）
查算
0.5
5
24小时暴雨均值H点24
查附图2-4
110
110
6小时暴雨均值H点6
查附图2-6
80
80
1小时暴雨均值H点1
查附图2-8
45
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