山丘小(二)型水库除险加固水库初步设计报告.doc

1　综合说明
1.1　绪言
1、工程地理位置
xx水库地处************xx村xx街西3.5公里处，属xx水系—xx河流域一级支流xx河的分支流—xx河。其地理位置：东经0，北纬0，该水库距******政府所在地xx80km。
2、工程任务
xx水库的工程任务：以防洪为主，兼顾水产养殖。
xx水库是xx河防洪工程体系中的重要工程之一。xx河属xx水系xx河的一级支流，，这些水库共同担负着xx河流域的防洪、灌溉等重任，为保护流域内人民的生命财产安全，发展农业，发挥了极其重要的作用。
养鱼：xx水库目前养鱼品种有鲫鱼、白鲢等，年产商品鱼可达2180公斤左右。
综上所述，作为小（Ⅱ）型水库－xx水库在防洪、养殖等方面发挥的作用是比较突出的。
3、工程除险加固的缘由
（1）xx水库始建于1967年，1971年全部工程交付使用，现状总库容13.58×104m3，水库主体工程由大坝、输水洞、溢洪道三部分组成。
水库大坝为砂壤土均质坝，坝长180m，坝顶高程551.02m，
坝顶宽1.7m，大坝迎水坡为1∶2，干砌石护坡，背水坡马道上坡比1∶2.33，马道以下坡比1∶2.25。下游没有排水体。
现状溢洪道堰顶宽10米，堰长29米，堰顶高程584.31米。为开敞式宽顶堰型。
输水洞位于大坝左端，为塔式输水洞，洞体内径为0.75米，圆涵。输水洞全长（包括进水塔在内）17米，洞净长13.4m，洞底纵坡1/200。
（2）工程存在的问题
xx水库兴建时，由于受当时历史条件的限制，设计施工都很简单，随着水库的运行，虽然也曾对水库建筑物进行过维修，但水库已运行了三十六年，尤其是经受了“98”大洪水的袭击后，水库建筑物遭受到了严重破坏，现在工程主要突出存在以下几个方面的问题：
a、xx水库防洪标准偏低，工程实际防洪能力不足百年，达不到《防洪标准》（GB50201-94）中规定的100年校核防洪标准。
b、水库大坝上游护坡年久失修，护坡块石松动变形，岩石风化，剥蚀严重，且已有多处脱落；
c、坝顶最窄处宽度仅为1.6m，不满足《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）中第6.2.1条规定（坝顶宽度3～6m）；
d、由于库区淤积，溢洪道堰顶高程低于现状死水位，目前靠
堰前土堤挡蓄水。
e、输水洞已完全淤死，闸门锈蚀，启闭机失灵。
f、水库缺少必要的管理设施和观测设备，造成无法及时了解有关汛情信息和掌握水库建筑物的运行状态，缺少水库上坝抢险路。
（3）除险加固的缘由
xx水库由于其特殊的地理位置，承担着保护下游人民生命财产安全的重任。
但水库经过三十六年的运行，存在着如上所述的诸多问题，这些问题的存在，直接影响了水库效益的发挥。尤其是水库大坝损坏严重，溢洪道及泄水渠断面尺寸不够，已严重危及水库的安全，一旦水库失事，将直接影响下游人民生命财产安全。
因此尽早进行xx水库的除险加固工程是必要的，也是紧迫的。
4、大坝安全鉴定结论、意见和建议
（1）大坝安全鉴定结论
1）通过复核，根据《防洪标准》GB50201-94，确定该水库工程规模为小（II）型水库，工程等别为V等，主要建筑物的级别为5级，防洪标准为10年一遇洪水设计，20年一遇洪水校核。
2）设计洪水复核采用地区综合分析方法计算，各水文测站的实测水文系列到1998年，系列较长，成果合理，可靠。计算的各频率的洪峰流量、洪量成果与原设计比较偏大，故采用本次复核成
果。
3）根据调洪演算成果，xx水库现有的抗洪能力不足10年，实际的抗洪能力不能满足国家现行规范《防洪标准》GB50201-94要求，达不到100年校核标准，属于C级。根据《水库大坝安全评价导则》SL258-2000中9.3条，大坝属于三类坝。
4）根据水库大坝的施工及运行情况看，大坝坝顶高程不够，坝下游坡过陡，坝顶宽度太窄等，上游护坡块石料径大小不一，块石砌筑质量也高低不平。根据《水库大坝安全评价导则》SL258-2000中2.6条，该水库的大坝工程质量定为不合格。
5）溢洪道控制段溢流堰已被剥蚀，浆砌石砌体有破坏现象，堰顶高程低于现状死水位，翼墙顶高程低于设计高程，且多处出现较大裂缝；溢洪道左侧翼墙除控制段翼墙外均未修建；溢洪道导流墙发生不均匀沉陷；消力池未端底部冲刷淘空。根据《水库大坝安全评价导则》SL258-2000中2.6条，溢洪道的工程质量定为不合格。
6）输水洞已全部淤死，输水洞闸门锈蚀严重，启闭机失灵。根据《水库大坝安全评价导则》SL258-2000中2.6条，输水洞的工程质量定为不合格。
7）通过对坝体施工质量调查及现场查看，大坝没有明显的不均匀沉降、裂缝、集中渗漏等现象。依据《水库大坝安全评价导则》(SL258-2000)附录B中表B2-1规定，该水库土石坝变形安全性分级定为A级。

8）土坝抗滑稳定安全系数大于《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》SL189-96允许的安全系数，满足规范要求。依据《水库大坝安全评价导则》(SL258-2000)附录B中表B2-1规定，其抗滑稳定安全性定为B级。
9）渗流稳定计算结果表明大坝不会产生渗透破坏。根据《水库大坝安全评价导则》SL258-2000中6.6条，该水库渗流性安全评价为A级。
10）因输水洞闸门和启闭机在正常运用特别是紧急情况下，已不能保证闸门正常开启，依据《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）中8.5.3条，该水库金属结构安全性定为C级。
11）水库没有供电、通信系统及监测管理设施和抗洪抢险设备，需修建水库管理所办公室。根据《水库大坝安全评价导则》SL258-2000中对大坝运行管理的要求，xx水库大部分都未达到，结果评为差。
（2）建议
1）从大坝总体变形看，大坝是稳定的。只是需要将大坝加高、培厚达到设计断面。为保证大坝安全运行，防止风浪淘刷坝体，建议将大坝上游原干砌石护坡重新翻修，大坝下游增设贴坡排水。
2）溢洪道堰顶高程低于现状死水位，建议重新修建溢洪道。
3）原输水洞已淤死，由于库区淤积水库不做灌溉要求，因此，拆除原输水洞。

4）增设供电、通信系统。
5）修建水库管理房一栋，建筑面积200m2。
6）修建上坝抢险路。
5、勘察设计工作过程
本次xx水库除险加固工程的设计，是在2007年6月实测的水库库区地形图和地质勘察等资料的基础上，依据该水库大坝安全鉴定结论的意见和建议的基础上进行的。
①完成的测量工作
a、xx水库库区地形图（1∶2000）
b、xx水库坝址区地形图（1∶1000）
c、大坝纵、横断面图
d、溢洪道纵、横断面图
②完成的地质勘察工作
本次地勘钻孔8个，分别位于坝址区和取料场处。
1.2　水文
1、自然概况
xx水库位于xx流域xx河右岸支流xx河中游xx河上，坝址处地理坐标为：东经xx，北纬xx。坝址以上控制流域面积25km2，多年平均径流量150×104m3，坝址以上河段长6.5公里，有两条支流在坝址上游3.2公里处汇合，河道比降11％，河谷宽200～260m。
xx河是xx河右岸的一级支流，发源于大兴安岭余脉的xx，流
经******，在吉林省xx地区xx附近汇入xx河。xx河流域面积6469.35 km2，干流全长179.1km，上段平均比降1/300～1/400之间，下段平均比降1/600左右。
2、气象
xx水库地处中纬度地带，属于大陆性季风气候区，春季干旱多大风，夏季炎热多雨，秋季晴冷温差大，冬季严寒而漫长。一年中寒暑温差悬殊，多年平均气温5.1℃，历史极端最高气温40℃，历史极端最低气温-31.4℃。降水的分配不均匀。多年平均降雨量411mm，多年平均蒸发量1995mm，多年平均日照时数2836h。多年平均风速4.1m/s，历年最大风速达25 m/s，全年结冰时间160天左右，历年最大冻土深可达1.95m，平均初霜日为10月2日，终霜日为4月13日，无霜期193.4天。
3、水文基本资料
xx河上有xx水库（坝上、坝下）、xx、xx3个水文站及xx、xx两个雨量站。
xx水库1959年建成，1972年开始进行水文观测。xx站设立于1960年，1964年开始进行水文观测，该站于1988年下迁至xx大桥，改名为xx站。xx站原为xx，设立于1949年8月。xx雨量站1978年建站，资料系列短。xx雨量站1952年7月建站，资料系列短。归流河干流上有xx水文站，成立于1954年11月，原为水位站，1958年6月改为水文站。在归流河一级支流－xx河上有xx水文站，成立于1961年7月，观测的项目有水位、流量、输沙率、冰情等。
另外，在xx河干流上分别有xx等水文站，实测流量资料均在40年以上，其资料成果可供参考使用。
4、径流
xx水库没有流量观测资料，其径流只能以邻近河流水文站为参证站，考虑xx水文站位于xx河中游，控制流域面积（2012km2）,远远大于xx水库控制流域面积（25 km2），选其作为参证站明显不合理，而与xx水库邻近的位于归流河支流xx河上的xx水文站，无论其气候成因还是下垫面因素都与xx水库相近，故将其作为参证站，并参考地区年径流深等值线图来计算xx水库的多年平均年径流量。
由xx站1963后2003年共41年流量资料还原后的长系列按连续系列进行频率计算，P-III型曲线配线，计算出xx站多年平均年径流量为2307×104m3，Cv=1.0,CS/Cv=2.5。
根据《兴安盟地区径流深等值线图》（摘自2004年编制的全国第二次水资源综合利用规划），查得xx水库坝址处多年平均年径流深为60mm，参考xx站的年径流量计算成果，取Cv＝1.0，Cs/Cv＝2.5，由此算出xx水库的年径流设计成果见表1-2-1。
表1-2-1　　　　xx水库年径流设计成果表　　　单位：104m3
项目
集水面积(km2)
特征值
P（％）
均值
Cv
Cs/Cv
50
75
xx水库
25
150
1.0
2.5
96
49.5
5、洪水
（1）洪水特性
xx河洪水多由暴雨形成，由于植被较差，常常是发生暴雨就产生洪水，无雨既干，洪水年际间变化很大。洪水主要发生在6～9月份，尤以7月中下旬至8月中旬为最多。xx河一次洪水过程一般是5～10天，主峰多集中在3天，洪水往往是一次洪峰未尽，另一次洪峰又起，形成双峰或多峰。
归流河流域洪水与xx河流域洪水有同样的特性，也主要发生在6～9月份，尤以7月中下旬至8月中旬为最多。洪水的年际变化也很大，xx站实测洪峰系列最大值177m3/s，发生在1999年，最小值1.39m3/s，发生在1972年，最大值与最小值相差非常悬殊。本流域一次洪水过程一般也是5～10天，主峰也多集中在3天。
（2）历史洪水
xx河流域历史洪水根据内蒙古自治区水利水电勘测设计院2000年2月做的《xx——xx河流域防洪规划》成果，各站历史洪水排位详见表2-5-1。
（3）设计洪水
根据《xx干支流防洪规划》中的成果，绘制xx河流域各站洪峰、洪量设计值与面积关系，各站洪水设计值具有较好的地区综合分布规律，没有明显的不合理现象。
根据地区综合分析成果，计算出xx水库设计洪水成果详见表1-2-2。
表1-2-2　　　　　xx水库设计洪水成果
控制点
项　目
P（％）
Qp
xx
水库
洪峰流量
(m3/s)
5
52
2
82
1
110
一日洪量
(104m3)
5
136
2
209
1
285
三日洪量
(104m3)
5
246
2
391
1
503
设计洪水过程线选用xx站1998年8月8日～11日出现的峰高量大的实测洪水过程线作典型过程，根据设计洪水成果，采用分时段同频率控制放大法放大典型洪水过程，分别计算出水库不同频率的设计洪水过程。
6、泥沙
xx水库没有泥沙观测资料，根据xx站1977～2000年完整的悬沙观测资料统计，多年平均悬移质年输沙量为81.81×104t。多年平均含沙量为2.14～0.12kg/m3。年最大输沙量39.6kg/m3，最小断面含沙量为零，一般在结冰期常出现。
xx水库从1971年大坝合拢至今已运行了36年，根据水库建库时的库区地形图及2007年实测的库区现状地形图，经过分析计
算，得出水库运行36年共淤积了11.57×104m3，年平均淤沙量为0.32×104m3/年。
7、水质及地下水
该工程所在地区地表水水化学类型为HCO3－CaNaMg型，矿化度为0.18g/l，PH值为7.8；地下水水化学类型为HCO3－CaMg型，矿化度为0.3g/l，PH值为7.3。经评价本区地表水、地下水均对砼无腐蚀性。
xx水库位于大兴安岭的东南麓，区内大部分地区为山地。地势起伏较大，沟谷发育，地下水的形成、分布、埋藏、循环、富水性等水文地质条件受地形、岩性、地质构造、水文气象等因素的控制。本区地下水含水层分为松散岩类孔隙潜水含水层和基岩裂隙水含水层。
松散岩类孔隙潜水含水层主要分布在xx河冲积而成的河谷平原、扇形地之中，而基岩裂隙水含水层则分布于中低山及丘陵区。
本区地下水动态类型为：降水渗入——径流型。主要表现为地下水受降雨的控制，得到补给后，水位抬高，地下径流加强，河流基流量增大，每年的年初水位最低，7、8、9月份水位最高，水位年变幅约1.5m。
1.3　地质
1、区域地质
勘察区位于大兴安岭东南麓的低山丘陵区，地形起伏较大，地
势西北高东南低，低山丘陵区相对高程多为20～80m，相对高差30～50m。
本区域层划规为：松花江区、兴安岭分区、乌兰浩特小区。具有小区的一般特征，火山岩最发育，其次为沉积岩，变质岩最少。地层出露层序简单，为中生界侏罗系（J）及燕山期侵入岩。
根据区域构造资料，本区处在阴山东西向构造带东段北侧，属新华夏构造体系，位于第三隆起带与第二沉降带相接壤部位，构造特征具隆起带特点。地貌上处于大兴安岭向松辽盆地边缘过渡地带。
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）及《中国地震烈度区划图》规定，库区地震基本烈度Ⅵ度，设计基本加速度值0.05g。坝址区场地覆盖层厚度约为15m，属于大于3m，小于50m的范围内，场地土类别为中硬土，场地类别为二类，属建筑抗震有利地段。
根据区域地质背景、区域地震活动性，本区处于相对稳定区域。经对坝址区调整及勘察，虽发现有几条断裂，但规模不大，对坝址稳定基本没有影响，从地层岩性看，也不存在溶蚀、坍塌的可能，同时，水库也不具备诱发地震的条件。
2、库区工程地质条件
水库位于中低山的山间河谷区。中低山的表层及下部岩性主要以强风化安山岩及安山岩为主，库区上部岩性主要以淤积含砾粉质
粘土、冲洪积含粉质粘土砾砂为主。库区地貌类型主要有：河漫滩（Ⅰ）、剥蚀堆积山前斜地（Ⅱ）、侵蚀构造低山丘陵（Ⅲ）。
3、库区工程地质问题及结论
（1）库区渗漏
水库周边地形无低矮垭口，下部亦无通向邻谷的古河道，故不存在向邻谷渗漏问题。
库区上部岩性主要以含砾粉质粘土为主，具弱透水性，库底渗漏微弱。
（2）淤积
由于库区附近为中低山区，局部基岩裸露，风化严重，较破碎，植被发育不好且人为破坏较严重，在每年的洪水期，特别是发大洪水，易形成较大的地表迳流，并携带大量的固体径流，在进入库区时，由于流速减缓而沉积下来。为切断固体径流的来源，须在水库上游及周边地区植树种草，制止人为开荒种地，增加地表植被。
（3）浸没
库区周边为中低山区，位置相对较低，能够形成浸没的范围很少。
4、坝址区工程地质条件
坝址区位于低山区的山间河谷中，河谷形态多呈“U”型，谷底宽度在260m左右。附近地势起伏较大，按地貌形态可分为：河漫滩、剥蚀堆积山前斜地、侵蚀构造低山丘陵及人工堆积等。
组成坝区的岩性由新至老分别为坝体填筑土、角砾、强风化安山岩、安山岩。
筑坝土料主要以黄褐色、灰褐色粉质粘土为主，局部含砾，其筑坝土料物理力学指标见表1-3-1
土工试验成果统计表（坝体填土）
表1-3-1

符号
单位
统计个数
最大值
最小值
平均值
建议值
天然含水量
Ω
%
15
24.4
12.0
19.3
19.3
质量密度
Ρ
g/cm3
8
2.00
1.90
1.94
1.94
干密度
γd
g/cm3
8
1.79
1.53
1.63
1.63
孔隙比
E

8
0.781
0.523
0.668
0.668
饱和度
Sr
%
8
87.4
62.4
76.0
76.0
塑性指数
Ip

15
15.1
10.7
12.8
12.8
液性指数
IL

15
0.56
-0.03
0.35
0.35
压缩系数
a1-2
1/MPa
8
0.550
0.180
0.423
0.423
内磨摩角
Ф
度
4
26.6
22.3
24.6
24.6
凝聚力
C
KPa
4
28.4
24.5
26.2
26.2
渗透系数
K
cm/s
8
3.73×10-4
1.45×10-5
1.3×10-5
1.3×10-5
最大干密度
γamx
g/cm3
1
1.72
1.72
1.72
1.72
最优含水量
Wy
%
1
18.5
18.5
18.5
18.5
粘粒含量

%
2
23.1
17.5
20.3
20.3
PH值

7
8.19
7.43
7.88
7.88
有机质含量

%
8
7.13
4.32
5.95
5.95
水溶盐含量

%
1
2.65
2.65
2.65
2.65
SiO2/RO3

1
3.10
3.10
3.10
3.10
粉质粘土的渗透变形主要以流土型为主，允许水力比降0.413。角砾允许渗透比降0.15，强风化安山岩允许渗透比降2.5。
5、溢洪道工程地质条件
溢洪道岩性主要为粉质粘土（分布在溢洪道入口）、砾砂（分布在溢洪道入口附近）、强风化安山岩、安山岩。
岩石物理力学指标见表1-3-3
表1-3-3　　　　　　　　　岩石物理力学指标表
干密度
t/m3
吸水率％
软化系数
干抗压
强度
MPa
饱和抗压
强度
MPa
抗剪强度
结构面强度值
ρ
C(MPa)
ρ
C(MPa)
2.52
1.50
0.6
30
18
0.55
0.3
0.45
0.1
6、天然建筑材料
（1）筑坝土料
拟选筑坝土料位于库区东北，距库区约5km，占地面积50×80m2，筑坝土料各项物理力学指标见表1-3-4。
表1-3-4　　　　　　土料场质量要求及试验成果表
指标
粘粒
含量
塑性
指数
渗透系数
击实后渗秀系数
有机质含量
水溶盐含量
天然含水率
PH值
最大干密度
最优含水量
SiO2/RO3
单位
％
Ip
cm/s
cm/s
％
％
％

g/cm3
%

试验组数
2
6
6
2
6
1
6
5
1
1
1
平均值
24.7
11.9
8.09×10-5
7.85×10-6
7.49
2.55
18.2
8.06
1.75
16.7
3.35
质量技术要求
15～40
7～17
小于1×10-4

＜5
＜3
接近最优含水量
＞7

＞7

通过上表看出，料场土的各项指标基本满足筑坝要求，可作为筑坝土料。但筑坝时要考虑到土料的天然含水量呈现随深度不同，季节不同而变化的特征，天然含水量低于最优地最优含水量时，上坝土料应采取加湿措施；天然含水量高于最优含水量时，上坝土料应采取晾晒除湿措施，以保证上坝土料的含水量接近土的最优含水量，有利于填筑土碾压后达到最大密实度。
该料场可供开采量大于1.48×104m3，其质量也满足筑坝要求。
（2）砼粗细骨料及反滤料
水库下游约15km处河段的砂砾料场长600m，宽15m，开采深度2～3m,，可提供混合砂砾料3×104m3以上的储量，施工时可根据具体需要进行筛选。
表1-3-5　　　　　砼细骨料质量技术要求对比表
指 标
表面
密度
堆积
密度
孔隙率
云母
含量
含泥量
硫酸盐及硫化物含量
有机质含量
轻物质含量
细度模数
平均粒径
单 位
g/cm3
g/cm3
％
％
％
g/cm3

％

mm
数 值
2.65
1.58
36.6
1.5
5
0.34

0.37
3.5
0.48
质量技术要求
＞2.55
＞1.50
＜40
＜2
＜3
＜1
浅于标准色
≤1
2.5 3.5
0.36 0.50

表1-3-6　　　　砼粗骨料质量技术要求对比表
指 标
表面
密度
堆积
密度
孔隙率
冻融
损失率
针片颗粒含量
软弱颗粒含量
含泥量
硫酸盐及硫化物含量
有机质含量
细度模数
吸水率
单 位
g/cm3
g/cm3
％
％
％
％
％
g/cm3
％

％
数 值
2.65
1.63
40.5
7.9
12
3.8
3
0.34

6.53
2
质量技术要求
＞2.55
＞1.6
＜45
＜10
＜15
＜5
＜1
＜0.5
浅于标准色
6.25-8.30
＜2.5

表1-3-7　　　　反滤料质量技术要求对比表
指 标
级配
不均匀系数
颗粒形状
含泥量(粘、粉粒)
渗透系数
单 位

％
cm/s
数 值

5

5
4.32×10-2
质量技术要求

≤8
应无片状、针状颗料，坚固抗冻
＜3
＜5.8×10-3

砼骨料及反滤料中含泥量高于质量技术要求，开采应采取水洗处理，应满足设计对砂料质量的要求。
（3）石料场
位于库区西北大砬沟，距库区约10公里，石料岩性以层状安山岩为主，储量远远满足筑坝用块石的需求量。块石质量详见物理力学指标表1-3-8。
表1-3-8　　　　　 块石物理力学指标表
指 标
干密度
冻融损失
软化系数
饱和抗压
强度
硫酸岩及
硫化物含量
单 位
t/m3
%

MPa
g/cm3
数 值
2.6
0.80
0.81
24.5
0.39
质量技术要求
＞2.4
＜

7、地勘结论与建议
本次勘察通过收集资料、野外调查、工程地质钻探等方法，并结合原位测试、室内土工试验成果，进行分析、统计和综合整理，其结论如下：
（1）勘察区周边虽有早期东西向构造断裂存在，但目前尚未发现构造活动痕迹。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）划定，本区地震动峰值加速度值0.05g，地震基本烈度VI度，本区可视为相对稳定地区。
（2）根据室内土工试验成果可知，坝基及库区底部主要岩性为砾砂及角砾，具强透水性，但上部有一层粉质粘土做天然铺盖，库区渗漏量不大。
（3）绕坝渗漏问题：坝肩坝体填土直接与强风化安山岩接触，
强风化安山岩具弱透水层，渗漏量不大。
（4）经分析、评价，坝址区粉质粘土层的渗透变形主要以流土型为主，建议允许水力比降（Jcr）值为0.413。
（5）筑坝土料场距大坝5km，可机械化开采，各种物理指标基本满足筑坝要求。砼用粗细骨料及反滤料附近砂场可满足设计用量需求，距水库约15km，主要技术指标基本符合《水利水电工程天然建筑材料勘察规范》（SL251-2000）的有关规定。
（6）经对库区地表水、地下水水质化验分析、评价，均对砼无侵蚀性。
（7）本区标准冻深为1.95m。
1.4　工程任务和规模
1、地区社会经济概况
xx水库主要受益区为******，******现状人口30.71×104人。地区经济是以工农业为主，畜牧业和养殖业为辅的多种经济体制，工业以矿产、原材料、制酒业为主，农业以种植水稻、小麦、玉米、谷物、豆类为主。2000年国民生产总值7.43×108元，工农业总产值5.82×108元，农业总产值1.5×108元，粮食产量4.12×108kg，人均占有粮食1237kg。预测2010年人口31.06×104人，工农业总产值6.44×108元，农业总产值3.90×108元，粮食产量8.00×108kg，人均占有粮食2576kg。预测2020年人口32.77×104人，工农业总产值7.08×108元，农业总产值6.01×108元，粮食产量10.00×108kg，
人均占有粮食3052kg。
3、工程规模
xx水库除险加固工程是在原水库的规模上进行的，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的划分标准，该水库除险加固后的库容为18.16×104m3,工程等别为V等，建筑物级别为5级，属于小（II）型水库。即本次工程为小（II）型水库的除险加固工程。
4、特征水位的确定
（1）死水位的确定
死水位的确定主要考虑满足水产养殖和水库泥沙淤积及冰冻影响等因素，经分析计算，2037年水库淤积底高程为547.79m，考虑水库养鱼要求，为了在未来30年后，水库仍能发挥养效益，因此在547.79高程基础上再考虑1.54m的养鱼水深。即本次水库除险加固设计死水位为549.33m，相应死库容2.92×104m3。
5、洪水调节计算
（1）洪水调节原则及方法
洪水调节的原则：既能满足灌溉要求又能满足防洪要求。
洪水调节的方法：采用的方法为图解分析法即半图解半列表法。
（2）正常蓄水位及汛限水位的确定
因为水库没有灌溉要求，汛限水位取与死水位一致，即549.33m。
（3）水库的泄洪方式
当入库洪水超过汛限水位549.33m时，来多少泄多少。
（4）洪水调节计算
设计洪水过程线采用水文成果，水库洪水调节的起调水位为正常蓄水位，即549.33m，洪水调节成果见表1-4-2：
表1-4-2　　　　　　xx水库调洪成果表
标准
(P%)
起调水位
(m)
溢洪道
底高程
(m)
溢洪道
底宽
(m)
库容
(104m3)
最高洪
水位
(m)
最大泄量
(m3/s)
洪峰
(m3/s)
2
549.33
549.33
20
13.78
550.81
59
82
1
549.33
549.33
20
18.16
551.21
85
110

6、水库调度运用原则和运行方式
（1）水库防洪调度运用原则及运行方式
xx水库为拦河水库，因此，水库调度运用的原则是汛前必须将库水位降至汛限水位，不得超过此水位。
1.5　工程布置及主要建筑物
1、方案选定：
本次水库除险加固设计，不改变原枢纽总体布置，仅就水库现存的问题，在原有规模的基础上进行加固处理。
在进行工程总体布置时，选择了在原坝高基础上加高大坝1.31m，溢洪道设计底宽20.0m。
2、工程等别及建筑物级别
xx水库除险加固后，总库容18.16×104m3库容在0.1—
0.01×108m3之间，属小（II）型水库，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定，工程等别为V等，建筑物级别为5级，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为100年一遇。
3、工程布置
工程布置原则上不改变原水库总体布置（主要建筑物包括土坝、溢洪道），对工程现状存在的问题在现有工程布局不变的基础上进行除险加固，提高防洪标准，解决危及大坝安全的工程问题。
（1）挡水建筑物
①土料选择
拟选筑坝土料场位于库区东，距库区约5km，主要为粉质粘土，储量大于1.48×104m3。
土料的渗透系数为7.85×10-6cm/s，满足小于1×10-4cm/s的要求，粘粒含量为24.7％，满足粘粒含量15～40％的要求。塑性指数为11.9，满足大于7小于20的要求。压缩系数α0.1~0.2为0.389Mpa-1,即0.0035cm2/N,满足大于0.002 cm2/N的要求。由以上分析，土料各项指标均满足要求。
设计干容重采用公式γd =mYmax计算，经计算γd=16.64KN/m3。设计最优含水量为16.7％，设计干容重复核用公式γmax=〔Gs(1-Va)〕/(1+GSWop)计算，经计算γd=16.68KN/m3。由以上分析，设计干容重γd取16.64KN/m3。设计最优含水量取16.7％，压实度m取0.97。

②坝顶高程的确定
根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）第5.3.1条，坝顶在静水位以上的超高由下式确定：
y=R+e+A
式中：y－坝顶超高（m）
R－最大波浪在坝坡上的爬高（m）
e－最大风壅水面高度（m）
A－安全加高（m）
风浪要素的计算根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）附A.1.5-1式，按莆田实验站公式计算。计算中的风速正常运用条件下的设计风速取多年平均最大风速的1.5倍，非常运用条件下的设计风速取多年平均最大风速，风壅水面高度根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2201）附A.1.10式计算。波浪爬高根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）附A.1.12-1式，按莆田实验站公式计算。根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）附第A.1.11条，设计波浪爬高值应根据工程等级确定，5级坝采用累积频率为5％的爬高值。安全加高值根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）第5.3.1条，V级建筑物在正常运用条件上下取0.5m，非常运用条件下取0.3m。计算结果为正常运用条件坝顶超高取1.46m，非常运用条件坝顶超高取1.12m，水库经调洪计算，校核水位551.21m，设计洪水位550.81m，则大坝坝顶高程确定为
552.33m。原xx水库设计坝顶高程为551.02m，本次设计加高坝顶高程至552.33m,坝顶加高1.31m。
③土坝结构尺寸确定
xx水库土坝原坝顶宽1.7m，本次除险加固设计根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）规定，坝顶净宽度采用3m。坝顶采用密实的砂砾石，路面厚0.2m。
xx水库土坝上游坝坡为1∶3.0，下游坝坡为1∶2，xx水库大坝现状上、下游护坡均已破坏严重，本次除险加固设计重新对土坝的护坡进行设计，根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）附A.2.1计算：坝上游护坡砌石直径D＝0.1m，砌石厚度t=0.3m。最终设计土坝上游坝坡采用0.3m厚座浆砌石护坡。
④渗流稳定分析
根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）第8.1条，本次除险加固设计采用有限元法进行分析，经分析计算，坝体逸出点处渗透比降炎0.009，小于坝体允许渗透比降0.413；坝基在坝脚处的渗透比降为0.141，小于坝基允许渗透比降0.15，所以坝体、坝基渗流稳定。通过计算坝体、坝基渗流量很小。
⑤抗滑稳定分析
根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）第8.3条，本次除险加固设计采用有效应力法计算稳定渗流期的坝坡稳定，经分析计算，5级建筑物正常运用条件坝坡抗滑稳定的安全系数为1.25，
稳定渗流期的抗滑稳定安全系数均大于规范允许值，抗滑稳定满足要求。
（2）泄水建筑物
根据2007年6月实测溢洪道纵横断面图，溢洪道堰顶高程已低于现状死水位，本次水库除险加固将溢洪道底高程提高至549.33m，堰顶宽拓宽为20m。
1.6　机电及采暖通风
1、机电
xx水库除险加固工程库区以动力电网的电力为主，设置低压输电线路及低压配电装置。为防非常情况，另备60KW柴油发电机一台。
2、采暖通风
管护区各建筑物采用自然通风，采暖采用水取暖方式。
1.7　施工
1、施工条件
xx水库位于************境内，坝址距******政府所在地xx80km，有公路经过附近村屯。
工程所在地属大陆性气候，春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季晴冷温差大，冬季严寒而漫长。一年中无霜期194天左右，历年最大冻土深达1.95m。
筑坝土料场距库区5km，块石料场距库区10km，砼粗细骨料
及砂砾料场平均距离距库区15km。有砂石路可直通大坝。
施工用风选用空压机，施工用电以电网为主，并辅以柴油发电，施工用水使用库区水，生活用水打井提取。
2、导流方案
本工程为水库除险加固工程，需要控制水位进行施工的部位只有大坝上游护坡，为满足施工要求，水库管理单位在上游坝坡施工时，设置围堰导流。
3、主要建筑物施工方法
（1）土方工程
土方工程施工以机械施工为主，人工施工为辅。对大坝加高培厚，应以推土机推土碾压压实为主，人工修坡；同时要做好清基工作及原坝体的结合。
（2）座浆砌石工程
大坝上游护坡采用座浆砌石，即先将细石砼铺于垫层之上，然后在座浆砌块石，块石砌筑要全部人工施工，块石要大水搭配，避免上、下通缝，砌筑中不要架空。
（4）土工布铺设
土工布质量要符合土工织物规范中规定的各种力学指标，同时要求每平米重量不小于400g，土工布缝合或搭接要符合规范要求，施工中不能碰破、损坏。
（5）溢洪道开挖

溢洪道土方开挖用2m3装载机装，10t自卸汽车运弃。
（6）砼工程施工
砼施工采用0.4 m3强制式拌合机拌制砼，胶轮车运砼，溢洪道消力池底板要一次浇筑完成，砼取样后要达到C25的标号。溢洪道翼墙浇筑后取样砼标号达C20以上。
4、施工总布置
施工总布置上要做到有利生产、方便生活、易于分区管理，因地制宜，使布局合理，尽量满足建筑规划的有关规定和要求。
考虑到水库大坝背水坡下游有较宽阔的场地，地势平坦，故而将砼拌合系统、水塔、水泥仓库、砂料地、粗骨料、块石等均布置在些空地。施工人员住在水库管理所。
5、施工总工程量：
土石方开挖：6283 m3
土石方填筑：14407 m3
砼：534 m3
砌石：1796 m3
6、施工总进度
施工期为5个月，即从2008年5月开始至2008年10月末结束。根据施工总进度安排可知，施工期高峰人数36人，本次除险加固设计初拟工程施工进度表（见7.6节），待设计批复招标后，可详细制定工程进度计划。

1.8　环境保护
1、环境保护设计依据
（1）《中华人民共和国环境保护法》。
（2）《水利水电工程环境影响评价规范》（SDJ302-88）（试行）。
（3）《建设项目环境保护设计规定》（1987.3）国家计委、国家环保委。
（4）《中华人民共和国水利部关于水利工程环境影响评价的若干规定》（1982水利部）。
2、工程对环境的不利影响
xx水库除险加固工程实施，其不利影响只表现在施工期。工程施工将破坏一部分地表植被，引起水土流失增大；施工过程中产生的噪声、粉尘和废气对施工人员造成不利影响；施工过程中将产生一些污水、垃圾和弃渣，对环境造成一定污染。
水库除险加固工程在施工过程中人员集中，因此一定要注意施工人员的卫生检疫工作，以免易传播疾病的发生，同时生活污废水集中排放需定期消毒。运输车辆在通过公共场所和生活区附近时一定要慢速行驶，以降低噪音和扬尘。在布设施工场地及运输石料时，尽可能避开植被生长区，以免发生对植物的不可逆影响。
3、对不利影响采取的主要措施
（1）废水处理：砂石料加工系统所产生的废水中不含有害有毒物质，仅悬浮物含量高，故采用沉淀法处理。处理后的废水应达
到《污水综合排放标准》中规定的标准。
（2）生活污水处理：工程施工高峰期将产生大量污水粪便等，宜采用合流制排水系统