1综合说明书2.docx

1、1综合说明书21 综合说明1.1 枢纽工程概况高坪区红星水库是一座以灌溉为主的小（二）型水库。该水库属嘉陵江水系螺溪河流域，大坝位于嘉陵江左岸一条小流域螺溪河流域左侧的胜观镇五村贯子垭村3社。距高坪城区35km。是一座以灌溉、防洪为主、兼有水产养殖等综合效益的小(二)型水利工程， 坝址以上集雨面积0.64km2 , 总库容20.29万m3，设计控灌灌面积325亩。大坝为均质土坝，最大坝高5.0m。于1958年动工修建，当年年底主体工程竣工。水库枢纽工程等级为等，主要建筑物为5级，次要建筑物为5级。由大坝溢洪道和放水设施三大部分组成。枢纽运行过程中存在主要问题：（1）大坝坝顶高程不满足防洪标准要

2、求，现坝顶高程比要求低1.652m。大坝上游坡未护坡，风浪侵蚀严重。坝顶及下游坝坡为草皮护坡，但由于长期雨水冲刷、牛羊践踏，变形严重，整体外观较差。由外坡新开挖上坝公路，经由外坡直接上坝，影响坝坡安全。大坝左肩及上游砂岩裂隙发育，纵横交错，右肩及右肩上游高程318m一线为砂岩和泥岩层面结合，绕坝渗漏流水可从下游裂隙清晰可见。大坝坝顶大坝上游坡大坝下游坡大坝左坝肩渗漏处（2）溢洪道全部在砂岩基础上开挖而成，未经过衬砌，形状很不规则，且溢洪道内淤积严重，杂草生长旺盛，影响溢洪。尾水渠由于降雨造成两侧山体滑坡，堵塞渠道，多年形成竹林。溢洪道排水直接朝坝坡脚漫延左岸溢洪道进口及人行桥左岸溢洪道出口（3

3、）浆砌条石卧管正常开启，涵管出口处有微小渗漏，经检查，属于正常渗漏。（4）水库无管理、观测及通讯设施。2007年05月经南充市水务局审定：高坪区红星水库为三类坝。1.1.1 大坝大坝为粘土心墙坝，最大坝高8.3m。于1958年动工修建，当年年底主体工程竣工，水库为小（二）型水库。坝址以上集雨面积0.64km2 ，坝顶轴线长69.0m，坝顶宽度5.0m，坝顶建有1.0m高砌石防浪墙，大坝坝顶高程321.00m，坝底高程为312.70m。红星水库正常蓄水位为320.300m，设计洪水位为321.500m，校核洪水位322.350 m,死水位高程314.400m，有效库容13.32万m3，防洪库容3

4、万m3,死库容0.18万m3，总库容20.29万m3。属年调节水库。大坝内坡共二级坡，大坝内坡坡率从坝顶至坝脚分别为1:2.55、1:1.72，坡面未护坡，多年暴雨、风浪冲刷侵蚀严重，形成多处垮塌。外坡共二级坝坡，大坝外坡破率从坝顶至坡脚分别为1:3.16、1:9.8、1:4.8、1:1.58，坝坡采用草皮护坡，但由于长期雨水冲刷、牛羊踩踏，变形严重，整体外观质量较差。未见散浸现象，坝脚无渗漏水。大坝左肩及上游砂岩裂隙发育，纵横交错，右肩及右肩上游在高程318m一线为砂岩与泥岩层面结合部，下为泥岩，上为砂岩，结合部明显可见裂缝断开，宽2-5cm。为库水渗漏主要通道。该水库在318m高程以上的两

5、肩及库盘存在严重的绕坝渗漏。上、下游坝坡局部抗滑稳定安全系数不满足规范要求；下游坡无排水设施、存在渗透破坏隐患。为保证大坝安全，一直采取限制蓄水措施。大坝无观测设施。1.1.2 溢洪道水库溢洪道位于大坝左端，堰顶高程为320.30m，溢洪道控制段宽度为4.0m，校核工况下泄流量（200年一遇洪水）为4.42 m3/s，设计工况下泄流量（20年一遇洪水）为2.32 m3/s，消能防冲工况（10年一遇）下泄流量1.58 m3/s。溢洪道位于大坝左侧坝肩上，为宽顶堰，无闸，堰顶高程320.30m，堰顶净宽4.0m，溢洪道上设人行桥，中间用条石分开成两个溢流涵洞，每一个溢流涵洞宽1.5m、高2.0m；

6、溢洪道全部在天然砂岩上开凿而成,未经过衬砌，淤积堵塞严重；跌水陡槽呈阶梯状，为多年冲刷自然形成，位于外坝坡地带，消力池和尾水渠由于暴雨左岸山坡滑坡填塞，多年已形成竹林，溢洪道流水直接经由坝坡冲刷至坝脚，影响大坝稳定。存在主要问题：溢洪道未经衬砌，堵塞淤积严重；无消力池和尾水渠。溢洪道尾水直接通过坝坡流向坡脚，存在安全隐患。1.1.3放水设施大坝放水设施位于大坝右端，为暗涵式浆砌条石结构，卧管为矩形，坡降0.599净空断面0.30m0.40m，,长11.6m，涵管进口底高程为314.400m，断面为正方形，净空断面0.50m0.50m出水口底高程为314.35m，管长50m，最大取水流量为0.1

7、2m3/s。现场检查，卧管进口正常开启，涵管出口处有微小渗漏，属于正常渗漏。放水涵洞基本上运行正常，目前未发现病害问题。红星水库枢纽工程特性见表19。1.2工程存在的主要问题及安全鉴定结论1.2.1大坝红星水库于该工程于1958年动工修建，当年年底工程竣工，水库为小（二）型水库。坝址以上集雨面积0.30km2 ,大坝为均质土坝，坝顶长90.0m，坝顶宽度6.2m，其中砼公路宽3.5m，最大坝高5.0m，大坝坝顶高程293.73m，坝底高程为288.73m。红星水库正常蓄水位为292.86m，设计洪水位为293.84m，校核洪水位294.37 m,死水位高程290.23m，有效库容11.73万m

8、3，防洪库容7.67万m3,死库容2.70万m3，总库容22.10万m3。属年调节水库。大坝内坡共二级坡，坝顶至高程290.23m坡比为1：0.094；高程290.23m至坝脚坡比为1：2.34。大坝内坡坝顶以下的直墙浆砌条石绝大部分地段已经向库内倾斜变形，浆砌条石与土质坝体之间分开形成脱离体，部分浆砌条石已经垮塌。外坡共二级坝坡，坝顶至高程291.13m坡比为1：1.875；高程291.13m至坝脚坡比为1：0.50。外坝坡坡面极不规则，坡面凌乱，基本上看不出来一个统一的边坡比，坡脚有垮塌现象，并形成陡坎。经稳定计算上、下游坝坡局部抗滑稳定安全系数不满足规范要求。大坝坝顶高程不满足防洪标准要

9、求：实测坝顶高程为293.73m，经20年一遇设计和200年一遇校核洪水复核，坝顶高程为295.382m才能满足要求，坝顶高程比要求低1.652m。坝顶宽6.2m左右，其中砼公路路面宽度3.50m，为乡镇要道。为保证大坝安全，一直采取限制蓄水措施。大坝无观测设施。现水库有管理人员1名。1.2.2溢洪道水库溢洪道位于大坝左端，堰顶高程为292.86m，溢洪道控制段宽度为1.50m，校核工况下泄流量（200年一遇洪水）为4.42 m3/s，设计工况下泄流量（20年一遇洪水）为2.32 m3/s，消能防冲工况（10年一遇）下泄流量1.58 m3/s。存在主要问题：溢洪道边墙高度不够；跌水陡槽无边墙；

10、无消力池和尾水渠。溢洪道位于坝体段，存在不安全隐患。溢洪道位于大坝右侧坝体上，跌水陡槽之间沿沟边右侧布置。溢流段及跌水陡槽段位于坝体土上，坝体土由粉质粘土和粘土组成，抗冲刷能力差；跌水陡槽段之后拟建消力池及尾水渠底板及边坡均为坡洪积粉质粘土，厚度78m左右，呈可塑状，抗冲刷能力弱。1.2.3放水设施大坝放水设施位于大坝右端，溢洪道下部，为暗涵式浆砌条石结构，净空断面0.25m0.3m。洞长11.5m，进口底高程为290.23m，出水口底高程为290.13m。最大取水流量为0.06m3/s。浆砌条石涵管局部变形漏水，影响水库正常蓄水。存在主要问题：浆砌条石卧管变形、漏水。放水涵洞位于大坝右侧坝体

11、中，坝体土由粉质粘土及粘土组成，呈硬塑偏可塑状，有一定的力学强度，作为放水涵洞地基是能满足要求的，但搞冲刷能力差。卧管破损、变形、垮塌。由于水库经过30多年的运行，放水卧管长期日晒雨淋，且干湿交潜，条石风化，引起卧管破损、变形、垮塌。卧管漏水。卧管放水孔年久磨损，密封不严，以及接缝处开裂，引起卧管漏水。1.2.4基础设施1、大坝无观测设施，不能对枢纽工程的运行实施定量科学有效的观测及分析。2、无管理房和通讯设备。1.2.5安全鉴定结论专家组经过对水库大坝现场检查及大坝安全评价资料进行审查，评价如下：1、红星水库大坝安全评价资料基本齐全，论证依据充分，数据可靠。2、工程质量未达到等工程（主要建筑

12、物为5，次要建筑物为5级）建筑物的规范要求，属质量较差工程。工程质量等级评定为C级。3、防洪标准复核：坝顶高程不满足防洪标准（GB5020194）规定20年一遇设计标准和200年一遇校核标准。依据防洪标准，其防洪标准安全级别评定为C级。4、抗震结构稳定复核：根据1/400万中国地震动参数峰值区划图，红星水库坝区地震动峰值强度定为0.05g,对应地震基本烈度小于VI度,可不进行抗震复核。5、结构稳定复核：红星水库大坝上、下游坝坡局部抗滑稳定安全系数不满足规范要求；溢洪道边墙高度不够；跌水陡槽无边墙；无消力池和尾水渠。溢洪道位于坝体段，存在不安全隐患；浆砌条石放水卧管变形有裂缝漏水严重。结构安全级

13、别评定为C级。6、渗流稳定复核：该大坝坝型为均质土坝，坝体、坝基及坝肩目前未发现渗漏现象。大坝下游坡无排水设施，不满足有关规范要求，下游坝坡存在渗透破坏隐患。浆砌条石放水卧管变形有裂缝漏水严重，影响水库正常蓄水。按照水库大坝安全评价导则（SL2582000）的有关规定，大坝渗流性态安全分级为C级。7、水库无金属结构。8、无管理房、无观测及通讯设施。针对上述存在问题尽快进行整治设计工作，促进水库枢纽病害除险加固工程尽快开工建设。2010年12月经南充市水务局审定：南充市高坪区红星水库为三类坝。1.3 枢纽工程整治的必要性1.1.50对下游影响水库大坝下游有3个村14个社，有人口3400人，有农田

14、3500亩，三所学校，一条公路；水库不能安全运行，对下游人民财产、生命安全威胁很大，该库一旦溃坝，直接影响下游村社、学校安全。经计算，直接经济损失约为2.35亿元。1.3.2安全鉴定意见2010年12月经南充市市水务局审定，高坪红星水库为三类坝，同时对运行管理或除险加固提出了意见和建议： 1、对大坝坝顶加高或增设防浪墙，内、外坡采用砂质泥岩石碴料培厚加固、护坡；在外坡脚增设排水设施。坝顶宽度维持现状、硬化，满足交通要求。2、溢洪道改建到右坝肩，新建陡槽、消力池及尾水渠。3、在原涵洞内敷设200mmPE管，再用砼充填涵洞空隙，放水管出口安装200mm闸阀控制取水，建闸阀井。4、增设工程观测设施；

15、新建管理房。5、加强对大坝的安全监视，发现异常立即报告和采取必要措施。6、整治前进一步查明渗漏情况，研究制定限制蓄水措施。1.3.3工程整治十分必要综上所述，红星水库已运行30多年，病害较多且属于三类坝，不安全隐患突出，威胁下游人民生命及财产安全，枢纽工程病害除险加固十分必要。1.4 水文1.4.1流域水文气象概况1.4.1.1流域概况高坪区红星水库是一座以灌溉为主的小（二）型水库。该水库属嘉陵江水系，大坝位于嘉陵江左岸一条小流域螺溪河流域左侧的一条小溪沟红星上游的螺溪镇对鹅坝村2社。距高坪城区10.0km。坝址以上主河道长0.65km，比降28.7，集水面积0.30km2。流域及其四周属浅丘

16、地貌，农耕地分布较广，尤为坡耕地分布最多，占流域内农耕地面积的45%以上，按南充市高坪区水土保持与生态环境总体规划报告中的水土流失类型区域划分，该流域属浅且中度水土流失区。大坝枢纽段位于河谷顺直段，该段河谷呈较宽缓的“V”字型，较平坦，两岸基本对称，呈台阶状斜坡。1.4.1.2气象特征红星流域地处川东北亚热带湿润季风气候区。由于受季风活动和四川盆地的特殊地理环境所影响，流域及其四周形成了冬季无严寒少雨；春季多旱情；夏季炎热，雨量集中、洪涝频现；秋季多绵雨和日照少，年无霜期长等主要气候特征。1.4.2设计洪水1.4.2.1设计洪水总量该水库各设计年洪水总量见表1-1。表1-1 红星水库各设计年洪

17、峰流量计算成果表设计频率P(%)1Qm/P=0.5%0.68850.83540.07151.02120.67220.84309.840.4958P=5%0.75640.86520.09291.02820.75020.87646.350.4956P=10%0.78700.87940.10481.03230.78670.89275.240.49591.4.2.1设计洪水过程线采用手册介绍的川东地区单峰洪水概化过程线模型(3)的x-y座标值，用同倍比系数放大法计算出各设计年洪水过程线的Qtt关系值，再按手册中介绍的嘉陵江流域平均基流量的Q0F关系式，加入基流Q0=0.014F0.984=0.006m

18、3/s进行绘制（详见表1-2。红星水库设计洪水过程线表表1-2P=0.5%P=5%P=10%t(h)QQt(m3/s)t(h)QQt(m3/s)t(h)QQt(m3/s)0.00.0000.00.00.00.00.00.00.00.0330.4920.500.0330.3180.320.0330.2100.270.0650.9840.990.0650.6350.640.0650.5240.530.0981.9681.970.0981.2701.270.0981.0481.050.1473.9363.940.1472.5402.540.1472.0962.100.2125.9045.910.21

19、23.8103.810.2123.1443.150.2947.8727.880.2945.0805.080.2944.1924.200.3929.3489.450.3926.0336.040.3924.9784.980.4909.8409.840.4906.3506.350.4915.2405.240.6869.3489.450.6866.0336.040.6844.9784.980.8827.7827.880.8825.0805.080.8834.1924.201.65225.9045.911.65233.8103.811.65243.1443.151.6824.9364.941.6832.

20、5402.541.6842.0962.102.4331.9681.972.4341.2701.272.4361.0481.053.4300.9840.993.4310.6350.643.4340.5240.534.5400.4920.504.5430.3180.324.5450.2100.277.5120.00.07.5160.00.07.5210.00.01.4.2.2水库洪水调节计算调节计算中不考虑洪水预报，洪水来临时，水库水位为正常蓄水位（堰顶高程）292.86m，自由泄流。按照水库大坝安全评价导则（SL2582000）第4.4.2条及4.4.3条的有关规定，洪水调节计算采用水量平衡法计

21、算，复核红星水库防洪标准是否符合现行规范要求，以及水库实际能够达到的防洪标准。红星水库调洪演算成果见表1-3。红星水库调洪计算成果表1-3设计频率P(%)起调水位(m)起调库容(万m3)堰顶水渠(m)最 大泄流量(m3/s)相应库容(万m3)最 高库水位(m)0.5292.8614.431.514.4222.10294.375292.8614.430.982.3219.35293.8410292.8614.430.761.5818.32293.10根据调洪成果，红星水库设计洪水位（p=5%）293.84m，校核洪水位（p=0.5%）294.37m。1.4.2.3坝顶高程复核按照部颁碾压式土石坝

22、设计规范（SL2742001）推荐的公式Y=R+e+A计算坝顶超高。根据规范，该库枢纽为等水利工程，大坝为5级水工建筑物，正常运用情况下安全加高A=0.5，非常运用情况下安全加高A=0.3。红星水库坝顶高程复核见表1-4。表1-4 红星水库坝顶高程复核计算成果表项 目工 况(1)工 况(2)静水位Z静(m)293.84294.37计算坝顶超高Y(m)1.5420.927计算坝顶高程Z计(m)295.382295.297现有坝顶高程Z实(m)293.730293.730差值 (Z- Z坝)(m)1.6521.567通过坝顶高程计算，红星水库现在坝顶高程为293.73m，坝顶高程需达到295.38

23、2m才满足防洪要求，差1.652m。1.4.3水文复核结论红星水库为均质土坝，大坝坝顶高程不满足校核洪水标准，按规范和防洪标准要求，水库应在20年一遇设计及200年一遇校核洪水标准安全运行。本次设计，按20年一遇设计、200年一遇校核洪水标准，经复核，红星水库现有大坝坝顶高程较安全运行计算值尚差1.652m，故不能满足水库枢纽的安全运行。坝顶高程或防浪墙顶高程需为295.382m，才能满足防洪标准要求。1.5 工程地质1.5.1工程地质结论一、本工程地质构造简单，岩层产状平缓，无大断裂构造存在。挽近期构造运动微弱，地震动峰值加速度小于0.05g，动反应谱特征周期为0.35S，对应地震基本烈度小

24、于6度。区域稳定性好。二、坝址区工程地质条件简单，大坝坝基为可塑状粉质粘土，强度能满足承载力要求和抗滑稳定要求。大坝左右坝肩为强风化砂质泥岩，岩坡基本稳定，修建本工程类型的土石坝是适宜的。三、大坝不存在坝基渗漏问题和绕坝肩渗漏问题、不存在坝体渗漏问题；大坝的主要病害问题是大坝存在坝顶高程不满足防洪标准要求，内外坝坡不稳定问题，坝顶内侧浆砌条石变形垮塌严重，外坝坡不规则，外坡无排水棱体。四、溢洪道位于坝体上，存在溢流段边墙高度不够、跌水陡槽无边墙、无消力池和尾水渠等问题。溢洪道位于坝体上，对下游坡及坝脚稳定有不利影响，存在不安全隐患。五、放水设施存在卧管破损、变形、垮塌、漏水问题；放水涵洞基本上

25、运行正常，目前未发现病害问题。六、整治工程天然建筑材料用量不大，条石、块石料可以外购，运距较远；砂质泥岩石渣料可就近取材，附近料场开采条件较好，运距较近；砂卵石混凝土骨料可以外购，运距较远。各天然建材质量和储量能满足工程建设需要。七、根据坝体土室内试验资料，结合坝址址工程地质条件，并参照近邻水利工程，综合分析拟定出坝体土及块石有关物理力学性质建议指标。见表1-5。其中坝体土物理性质指标原则上采用平均值，抗剪指标采用平均值，渗透系数采用大值平均值。块石棱体、抛石指标采用其它水利工程设计值，并考虑风化影响。表1-5 有关物理力学性质指标建议值表项 目单 位坝体土坝基土泥岩石渣块石棱体抛石天然密度g

26、/cm31.991.972.152.061.78饱和密度 fg/cm32.011.992.252.121.93浮密度g/cm31.010.991.251.120.93非饱固快16.516.314.426.034.026.5CkPa19.016.38.000饱固快度14.513.023.032.024.0CkPa17.014.512.000渗透系数Kcm/s1.3510-53.010-53.0010-45.1010-15.1010-1临界水力比降Jcr1.011.000.851.5.2整治措施建议一、加高坝顶高程，用砂质泥岩石碴料对内、外坡进行培土加厚处理，并对内坡进行衬砌处理，对坡面进行护坡处

27、理，在外坡脚增设排水棱体。二、改建溢洪道，在右坝肩新建溢洪道。新建溢洪道位于大坝右坝肩，进口段和溢流段的底板及左右边墙均为砂质泥岩，陡槽段、消力池段、尾水渠段底板及左右边墙均为坡洪积粉质粘土。砂质泥岩与粉质粘土其抗冲刷能力弱，对底板及边墙应进行衬砌处理。三、改造放水设施，在放水涵洞内安装管道，采用砼充填管道外壁与涵洞壁间空隙，在出口安装闸阀控制取水。1.6 枢纽工程整治设计枢纽工程存在的主要问题如下：1、大坝坝顶高程不满足防洪标准要求，现坝顶高程比要求低1.652m。上、下游坝坡抗滑稳定安全系数不满足规范要求；下游坡无排水设施、存在渗透破坏隐患。2、溢洪道边墙高度不够；跌水陡槽无边墙；无消力池

28、和尾水渠。溢洪道位于坝体段，存在不安全隐患。3、浆砌条石卧管变形、漏水。4、水库无管理房、观测及通讯设施。根据枢纽工程存在的主要问题进行如下整治。1.6.1大坝整治设计整治方案经比较，为了施工方便，充分利用当地建材，减少投资，坝顶满足交通要求，工程能够正常运行，推荐方案为：坝顶加高、增设防浪墙，坝顶维持原宽度；上、下游坝坡培厚加固、护坡，增设排水棱体。大坝较低，本次设计暂不考虑设置观测设施。1.6.1.1坝顶本次设计维持原坝顶宽度6.2m，坝顶加高1.0m，按按四级公路标准进行设计，满足交通要求。采用5水泥稳定层厚20cm，20cm厚C25砼路面，切割法设横缝，间距5m。坝顶上游设C25钢筋砼

29、防浪墙，墙高0.86m（从坝顶算起为0.66m），墙顶高程为295.39m，满足295.382m高程防洪标准要求。设1.1m净宽人行道。坝顶下游设0.30.54mC20砼路缘及0.30.4C20砼防撞桩。整治后坝顶高程为294.73m，最大坝高为6.0m；整治后公路路面净宽度为4.5m。1.6.1.2大坝内坡内坡一级坝坡，从坝顶以下0.2m（294.53m）至坝脚，采用砂质泥岩石碴培厚为1：2.0。从高程294.53m至290.73m，采用C15砼预制六方块厚12cm，下设15cm砂卵石垫层，预制块安砌采用M10水泥砂浆勾缝。在高程290.73m和高程292.69m设0.30.3m横梁C20砼现浇，沿坝轴线方向设0.30.3m纵梁、间距5.0m。从高程290.73m至289.33m，采用C20砼现浇面板厚15cm，下设15cm砂卵石垫层，在高程289.33m以下设0.40.5m齿墙C20砼现浇，齿墙以下为40cm厚块石垫层。大坝右端坝坡死水位以上设C20砼现浇水标尺和梯步，水标尺宽度0.6m，梯步宽度2.0m。1.6.1.3大坝外坡大坝下游坡从高程294.53m至291