小二型水库除险加固初步设计报告.doc

一般小二水库出险加固除险加固工程
初步设计报告
(报批稿)

水利水电勘测设计有限公司
二○一○年十一月

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一般小二水库出险加固除险加固工程
初步设计报告
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(报批稿)

水利水电勘测设计有限公司
2010年11月

目 录
绪 言 1
1 综合说明 2
1.1 水库基本概况 2
1.2 水库除险加固的必要性 3
1.3 除险加固的主要内容 4
1.4 工程特性表 5
2 水 文 7
2.1 基本资料 7
2.2 设计暴雨 8
2.3 设计洪水 11
3 工程地质 14
3.1 概述 14
3.2 工程地质条件及评价 15
3.3 天然建筑材料 16
3.4 结论与建议 16
4 加固设计 18

4.1工程任务和规模 18
4.2主要加固项目 20
4.3 设计依据 20
4.4 工程总体布置 21
4.5 加固设计 23
4.6 上坝道路 38
4.7 安全监测设计 38
5 施工组织设计 39
5.1 施工条件 39
5.2 主体工程施工 39
5.3 施工总进度 42
5.4 施工度汛与施工安全 43
6 水土保持与环境保护设计 44
6.1 水土保持设计 44
6.2 环境保护设计 44
7 工程管理设计 45
7.1 原管理机构 45
7.2 管理机构及制度 45
7.3 管理范围和保护范围 46
8 水库淹没处理和工程永久占地 47

8.1 水库淹没处理 47
8.2 工程永久占地 47
9 设计概算 49
9.1 编制说明 49
9.2 基础单价 49
9.3 取费标准 49
9.4 临时工程 50
9.5 独立费用 50
9.6 预备费 50
9.7 设计概算 50
10 结论与建议 58
10.1 加固设计结论 58
10.2 今后工作建议 58

附 图 目 录

图号
图名
图幅
一般小二水库出险加固除险加固-初-01
工程地理位置图
A3
一般小二水库出险加固除险加固-初-02
加固前枢纽平面布置图
A3
一般小二水库出险加固除险加固-初-03
加固后枢纽平面布置图
A3
一般小二水库出险加固除险加固-初-04
大坝加固标准横断面图
A3
一般小二水库出险加固除险加固-初-05
坝顶、踏步、排水沟细部结构图
A3
一般小二水库出险加固除险加固-初-06
大坝虹吸管结构布置图
A3
一般小二水库出险加固除险加固-初-07
虹吸管进出水池、镇墩、支墩结构图
A3
一般小二水库出险加固除险加固-初-08
溢洪道平面及纵、横断面图（1/4）
A3
一般小二水库出险加固除险加固-初-09
溢洪道平面及纵、横断面图（2/4）
A3
一般小二水库出险加固除险加固-初-10
溢洪道平面及纵、横断面图（3/4）
A3
一般小二水库出险加固除险加固-初-11
溢洪道平面及纵、横断面图（4/4）
A3

绪 言

为配合水利部做好《全国小型病险水库除险加固专项规划》的编制工作，根据XX省水库管理总站关于开展小型水库除险加固工作的要求，水利水电局部署开展一般小二水库出险加固的安全认定工作,从而积极推进水库除险加固和标准化建设。
受横畈镇人民政府委托，水利水电勘测设计有限公司（以下简称“我公司）根据XX市水利水电勘测设计院编制的《一般小二水库出险加固大坝安全技术认定综合评价报告》（报批稿），并组织有关技术人员对一般小二水库出险加固进行了现场检查、踏勘、资料收集等工作，于2010年11月中旬完成《一般小二水库出险加固除险加固工程初步设计报告》（送审稿）的编制工作。经过水利水电局组织各专业专家组的讨论和审查，随后我公司根据专家组的意见和建议又进行了详细的修改与完善，于2010年11月底完成了《一般小二水库出险加固除险加固工程初步设计报告》（报批稿）。在本次勘测设计过程中得到了水利水电局苕溪流域管理站和横畈镇人民政府等单位的大力支持和帮助，在此一并表示感谢！

17
杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司
1 综合说明
1.1 水库基本概况
1.1.1 自然社会概况
一般小二水库出险加固位于横畈镇雅观村，水库距横畈镇政府2.5km，距区约16km。该水库坝址以上集雨面积0.65km2，水库总库容33.5万m3，正常库容27.0万m3，是一座以灌溉为主，兼有养殖、防洪功能的小（2）型水库，水库设计灌溉面积500亩。
横畈镇是XX市辖镇，位于域东北部边境，东、北与余杭区径山镇接壤，南连青山湖街道、锦城街道，西邻高虹镇。横畈镇距XX市区约50公里，距区约17公里，距青山湖科技城核心区块约3公里，长西线穿镇而过，是重要的工业强镇。
横畈镇总面积72平方公里，2009年全镇总人口15474人，其中农业人口14147人，非农业人口608人，有外来人口719人，人口自然增长率3.5‰，耕地面积12497亩。2009年实现国内生产总值5.48亿元，工农业总产值29.76亿元，其中农业总产值1.47亿元。财政总收入3409万元，其中，地方财政收入813万元，全镇农村经济总收入11.62亿元，农民人均收入12191元。
工程流域属亚热带温湿型季风气候，气温适中，日照充足，雨量丰沛，四季分明。流域多年平均气温15.2℃，最高月平均气温29.7℃（7月），最低月平均气温4.8℃（1月），极端最高气温 41.9℃，极端最低气温－13.3℃。年平均相对湿度80％，多年平均风速1.8m/s，实测最大风速20 m/s，春季多东北风，夏、秋、冬为西南风。由于受季风影响，降水年际与年内的变化较大。形成流域大洪水的主要成因为梅雨和台风雨。
1.1.2 水库建设过程
一般小二水库出险加固于1972年动工兴建，最终于1979年竣工投入运行，至今已运行近30年，期间未进行过任何除险加固。
1.1.3 工程现状特征
一般小二水库出险加固的工程等别为Ⅴ等，工程规模为小（2）型，主要建筑物级别为5级，次要建筑物为5级。水库正常蓄水位57.00m，正常库容27.0万m3。
水库大坝为粘土心墙坝，最大坝高12.5m。坝顶高程58.37m（1985年国家高程基准，下同），坝顶长86m，宽5.6m左右。心墙顶高程57.97m，顶宽3.0m，底宽6.0m。大坝

（4）放水设施陈旧，无启闭机房，存在安全隐患。
（5）大坝未设置必要的位移、沉降、渗流等监测设施，无供电线路、管理房等管理设施，对防汛管理很不利。
根据《XX省中型水库大坝安全鉴定及小型水库大坝安全技术认定大纲》和《XX省小型水库安全技术认定办法》认定，一般小二水库出险加固大坝防洪能力不满足设计要求，防洪安全性为C级；大坝渗流存在一般缺陷，目前尚不危及大坝正常使用，为B级；大坝背水坡坡度过陡，有影响正常使用的一般缺陷，但目前尚不危及大坝安全运行，为B级。因此《XX省一般小二水库出险加固大坝安全技术认定综合评价报告》对一般小二水库出险加固大坝的安全技术认定结论为：一般小二水库出险加固大坝为三类坝。
为消除水库各种安全隐患，确保工程安全以及保障水库下游广大人民群众生命财产的安全，充分发挥水库效益，保证当地社会经济持续、快速发展，一般小二水库出险加固的除险加固十分必要。
1.3 除险加固的主要内容
根据《XX省一般小二水库出险加固大坝安全技术认定综合评价报告》提出的对大坝维修加固的意见和建议，确定本次设计的主要加固项目为：
(1)加高大坝，全面修整上、下游坝坡，对上、下游坝坡进行培厚放缓，并进行护坡，坝趾处新建排水棱体；
(2)对溢洪道导墙及底板进行修整加固，出口处增设消能防冲设施；
(3)封堵坝底篾笼素砼圆涵放水设施，采取措施对涵管周边的坝体进行补强，新建虹吸管放水设施。
(4)大坝布置必要观测设施,为水库管理提供依据。
(5)新建水库管理房，并架设供电线路，满足水库防汛调度及管理要求。
(6)对大坝进行白蚁防治。

1.4 工程特性表
序号及名称
单位
数 量
备 注
加固前
加固后

一、水文

1、坝址以上集雨面积
km2
0.65
0.65

2、河流坡降
/
0.016
0.016

3、代表性流量

设计洪水洪峰流量
m3/s
7.3
9.2
P=3%
（原为5%）
校核洪水洪峰流量
m3/s
13.2
13.7
P=0.3%
（原为0.5%）
二、水库

1、水库水位

校核洪水位
m
57.96
58.02
P=0.3%
（原为0.5%）
设计洪水位
m
57.65
57.78
P=3%
（原为5%）
正常蓄水位
m
57.00
57.00

死水位
m
/
/
可放空水位
2、水库库容

总库容
万m3
33.5
33.9

正常蓄水位以下库容
万m3
27.0
27.0

死库容
万m3
/
/

三、工程效益指标

灌溉面积
亩
500
500

四、主要建筑物

1、大坝

坝型

土石坝
土石坝

地震基本烈度
度

现运行涵管
需封堵
类型

篾笼素砼圆涵
虹吸管

管径
m
0.23
Φ0.3

管长
m
52.00
66.10

五、工期和投资

工期
月
6

工程总投资
万元
279.20

建筑工程
万元
161.09

临时工程
万元
14.96

独立费用
万元
41.80

水土保持及环境保护
万元
10

征地补偿费
万元
30.40

2 水 文
2.1 基本资料
2.1.1 流域概况
一般小二水库出险加固位于横畈镇雅观村，水库距横畈镇政府2.5km，距区约16km，水库流域水系隶属中苕溪。中苕溪为东苕溪的主要支流，发源于石门姜岭坑，主峰海拔1073.9m，东南流经石门、高虹、横畈、长乐至汤湾渡，由左岸汇入东苕溪，河流全长47.8 km，流域面积229 km2。
一般小二水库出险加固坝址以上集雨面积0.65km2，水库总库容33.5万m3，正常库容27.0万m3，是一座以灌溉为主，兼有养殖、防洪功能的小（2）型水库，水库设计灌溉面积500亩。
2.1.2 气象
设计流域属亚热带季风气候区，气候温和湿润、雨量丰沛、四季分明、日照充足，具有山区气候特点。3～4月初春季节，地面盛行东南风，多降连绵细雨。5～7月春末夏初，暖湿太平洋高压气团渐向大陆推进，锋面常在流域上空停滞或摆动，造成连续降水，降水强度大且量多，俗称梅雨。7～9月盛夏季节，天气炎热，盛行偏南风，多雷阵雨和台风雨。10～11月秋季，天气以晴朗少雨为主。12～2月寒冬季节，地面盛行偏北风，气温低，会出现雨雪天气。根据本地区的水文情况，全年可划分为非汛期、梅汛期及台汛期三个时段。具体时间段为4月16日～7月15日为梅汛期，7月16日～10月15日为台汛期，10月16日至次年4月15日为非汛期。
根据临安气象站的资料统计，设计流域多年平均气温为15.1°C，最热月（7～8月）平均气温为25.5～29.7°C，最冷月（12～2月）平均气温4.6-4.8°C。全年无霜期207～268天，年日照时数为1495.4～2211.3小时，年平均降雨量约1500mm，日最大降雨量为190.5mm（1965年7月5日），常年主导风向为ENE（东北偏东），夏季以东南风为主，冬季多西北风。
2.1.3 水文测站
水库流域内无水文站。横畈雨量站距水库约4.0km，雨量资料系列始于1957年，系列较长，可靠性较好，本次设计收集到横畈雨量站1957～2004年共48年实测雨量系列。
2.1.4 流域特征值
根据《XX省一般小二水库出险加固大坝安全技术认定综合评价报告》（XX市水利水电勘测设计院），确定水库上游集雨面积为0.65km2，主流长度1.39km，平均坡降J=1.6%。
本次设计在万分之一地形图上对上述流域特征值进行复核，结果基本一致，故本次设计仍采用上述成果。
2.2 设计暴雨
2.2.1设计暴雨计算
暴雨是形成本流域洪水的主要因素，由暴雨推求设计洪水通常认为暴雨与洪水具有相同的频率。
根据一般小二水库出险加固所在地理位置查《XX省短历时暴雨》（2003年）得流域各时段雨量均值及Cv值，计算得到流域各时段设计暴雨值，计算成果详见表2-1。
表2-1 《XX省短历时暴雨》各时段设计暴雨成果表
历时
项目
10min
60min
6h
24h
3d
H
19.0
42.5
67.5
108.5
145.0
Cv
0.38
0.47
0.52
0.55
0.55
H0.33%
48.5
130.1
226.8
385.2
514.8
H0.5%
46.2
123.0
214.0
362.4
484.3
H3.33%
35.3
89.0
150.5
251.7
336.4
H5%
32.9
81.8
137.0
227.9
304.5
H10%
28.7
68.9
113.4
186.6
249.4
H20%
24.2
55.7
89.8
145.4
194.3
2.2.2成果合理性检验
根据横畈站1957～2004年共48年实测一日暴雨系列，采用P-III型曲线进行频率计算，计算公式如下：
（=1，3，4……n）
式中：－经验频率；
－实测系列，取48。
采用适线法对频率计算成果进行调整，得到横畈站设计暴雨成果详见表2-2。
表2-2 24h设计暴雨成果分析表
方法
均值（mm）
Cv
Cs/Cv
频率设计值（mm）
3.33％
0.33％
横畈站
105
0.53
3.5
237.3
360.1
短历时暴雨
108.5
0.55

3.5
251.7
385.2

从上述计算结果可知，《XX省短历时暴雨》计算成果与横畈站30年一遇、300年一遇24h设计暴雨计算成果基本一致，仅偏大5.7%和6.5%。
考虑横畈雨量站不在本工程流域内，故本次设计暴雨采用《XX省短历时暴雨》计算成果。
2.2.3 设计雨型
（1）日程分配
暴雨日程分配，根据《XX省短历时暴雨》确定，最大一日排在第二天，第一天为（H三日－H24）的60％，第三天为（H三日－H24）的40％，见表2-3。
表2-3 一般小二水库出险加固设计暴雨日程分配
日程
第一天
第二天
第三天
占（H三日－H24）％
60

占 H24％

100

占（H三日－H24）％

40
（2）时程分配
各时段内设计雨量按暴雨公式计算，其设计雨量和暴雨衰减指数计算公式如下：
当ti在10～60分钟之间：
，

当ti 在 1～6小时之间：
，
；
当ti在 6～24小时之间：
,
。
暴雨衰减指数根据《XX省短历时暴雨》各时段设计暴雨值进行计算，计算成果见表2-4。
表2-4 暴雨衰减指数成果表
频率

0.33％
0.449
0.690
0.618
0.5%
0.453
0.691
0.620
3.3%
0.484
0.707
0.629
5%
0.492
0.712
0.633
10%
0.511
0.722
0.641
20%
0.534
0.733
0.652
相邻历时（ti）雨量之差值，即为从大到小排列的时段雨量。
最大一天降水量24小时雨型按下列规则排列：时段雨量老大项末时刻排在18:00，时段雨量老二项排在老大项的左边；其余项从大到小奇数项排列在左边，偶数项排列在右边，当右边排满24:00后，余下各项时段雨量从大到小都排列在左边。
其余两天24小时雨型同样按24小时雨型规则排列。
2.2.4 设计净雨过程
我省属南方湿润地区，主要产流方式是蓄满产流，即在土湿满足田间持水量以前不产流，所有的降水都被土壤吸收；而在土湿满足田间持水量后，所有的降水（减去同期的蒸散发）都产流。本次设计采用蓄满产流简易扣损法，即初损为20mm，最大24小时雨量后损为1mm/h，其余几日后损为0.2mm/h。
各频率设计暴雨根据设计雨型排列得到毛雨过程，然后再进行扣损即得净雨过程，计算过程见表2-5和表2-6。

表2-5 24h净雨过程计算表（P＝3.3％）
序号
时序（h）
毛雨量（mm）
净雨量（mm）
1
2.18
8.6
6.4
2
4.36

9.2
7.0
3
6.55
9.9
7.7
4
8.73
10.7
8.5
5
10.91
11.7
9.5
6
13.09
14.8
12.6
7
15.27
18.1
15.9
8
17.45
24.9
22.7
9
19.64
112.8
110.6
10
21.82
17.4
15.2
11
24.00
13.0
10.8

表2-6 24h净雨过程计算表（P＝0.33％）
序号
时序（h）
毛雨量（mm）
净雨量（mm）
1
2.00
13.5
11.5
2
400
14.3
12.3
3
6.00
15.1
13.1
4
8.00
16.2
14.2
5
10.00
18.9
16.9
6
12.00
23.6
21.6
7
14.00
25.8
23.8
8
16.00
37.3
35.3
9
18.00
155.5
153.5
10
20.00
27.4
25.4
11
22.00
20.9
18.9
12
24.00
17.4
15.4
2.3 设计洪水
2.3.1 设计洪水标准
一般小二水库出险加固总库容33.5万m3，正常库容27.0万m3，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），确定一般小二水库出险加固的工程等别为Ⅴ等，工程规模为小（2）型，主要建筑物挡水坝、溢洪道、放水涵管级别为5级，次要建筑物、临时建筑物为5级。由于水库下游规划为横畈镇工业功能区（属于省级经济开发区扩容的先行区块），也是规划中省级科创基地产业承接中心，因此本次设计水库设计洪水标准采用30年一遇（P=3.33%），校核洪水标准采用300年一遇（P=0.33%）。
2.3.2 设计洪水
设计洪水根据1988年版XX省水电院推理公式法来计算，推理公式法计算公式如下：
（1）
（2）
（3）
式中：—汇流时间（小时）；
—时段内净雨量（mm）；
F—库区范围集雨面积（km2），为0.65；
—设计洪峰流量（m3/s）；
－流域平均汇流速度（m/s）；
－自坝址断面至流域分水岭的主河长度（km），取1.39；
－河道坡降，取1.60％；
－汇流参数。
流域特征值＝2.59<90，根据流域植被情况，下垫面条件属于II类情况，经计算取m值0.39，再根据（1）2）（3）式联合试算即可计算出各频率的洪峰流量。一般小二水库出险加固设计洪水计算结果见表2-7。

表2-7 一般小二水库出险加固设计洪水汇总表
项目
单位
频率
0.33%
0.5％
3.33%
5％
10%
20%
汇流时间
h
2.0
2.06
2.28
2.35
2.48
2.66
洪峰流量
m3/s
13.7
13.3
9.2
7.8
6.3
4.7
24h洪水总量
万m3
23.5
22.6
15.4
12.9
10.9
7.9
2.3.3 设计洪水合理性分析
（1）设计洪峰流量合理性分析
《XX省一般小二水库出险加固大坝安全技术认定综合评价报告》中，水库20年一遇洪峰流量为7.3 m3/s ，200年一遇洪峰流量为13.2 m3/s。本次计算成果与其相差较小，仅为0.75%～6.4%，在允许误差范围内，故此次计算洪水成果基本合理。
（2）设计洪水地区合理性分析
本次设计选择东坞弄水库对设计洪水进行合理性分析。东坞弄水库位于青山湖镇泉口村南面，坝址距离泉口村约0.7km，水库流域水系隶属南苕溪，坝址以上集雨面积0.22km2。
表2-8 设计洪水合理性检验表
项目
集雨面积（km2）
设计频率
洪峰流量（m3/s）
洪峰流量模数（m3/s.km2）
一般小二水库出险加固
0.65
0.33％
13.7
21.07
3.33％
9.2
14.15
东坞弄水库
0.22
0.33％
6.8
30.91
3.33％
4.2
28.18

从上表可知，设计频率越高，洪峰流量模数越大；相同频率情况，集雨面积越大，洪峰流量模数越小，均合乎一般规律。
3 工程地质
3.1 概述
由于本项目规模较小，建设业主未对该水库进行地质勘察工作。在地质测绘并参考2003～2010年类似工程已有的地质勘察成果基础上，提交工程地质条件与评价，建议后期增加地质补勘工作。
3.1.1 水库原施工质量
坝基和岸坡处理：坝基和岸坡的清理达到设计和施工技术要求；防渗体基础及岸坡的开挖基本达到设计和施工技术要求。
坝体填筑：由于缺乏重型碾压机械设备，坝体填筑料压实质量一般，坝体存在不均匀沉降，导致部分坝体凹陷。
溢洪道：边坡稳定。
坝下输水涵管：由于缺乏钢筋，采用竹筋砼浇筑，坝下输水涵管质量无法满足现行规范要求，涵管与坝体接触有少量漏水。
3.1.2 坝址区域地质
（1）概况
流域地势总体趋势为西南高、东北低，地势微向东北倾斜。地貌形态为砂岩为主的高丘地貌，往下游东方向为山前冲积平原与冲积平原。
测区分布岩性主要为奥陶系砂岩。厚度65～447m。第四系全新统风化残坡积物（el-dlQ4），由粉质粘土，厚度一般1～2m。
本区位于万市桥复向斜东南侧，东北向构造清晰且发育。构造以节理为主，无较大的断层通过。物理地质现象以小型土质滑坡为主，无其它不良现象出现。测区内未发现较大断层分布。岩石风化一般，节理发育，岩层产状：NW270o-300o/NE∠350o。
（2）水库渗漏
水库周边山体雄厚，两侧分水岭高程在100米以上，均为相对隔水岩体，未见和邻谷贯穿的渗漏地层分布，不存在渗漏通道。
本区地下水，主要有孔隙水和基岩裂隙水两种。孔水赋存于第四系松散堆积层孔隙中，基岩裂隙水赋存于基岩裂隙中，受大气降水补给，并排泄于溪流中。
（3）库岸稳定
水库区基本为岩质库岸，稳定性良好，局部崩积-坡积层较厚地段在长期库水浸泡及水库水位的变动影响下，局部可能发生小规模的滑坡与坍岸，不会影响大坝运行安全。
（4）水库浸没
水库回水线附近没有城镇、工矿企业和大片农田，不存在浸没问题。
（5）水库地震
根据国家地震局编制的《中国地震动峰值加速度区划图》（2001年版），本区地震动峰值加速度为＜0.05g，相应地震基本烈度小于Ⅵ度，可不设防。
3.2 工程地质条件及评价
3.2.1 主要建筑物工程质量评价
（1）挡水坝
坝基和岸坡的清理达到设计和施工技术要求；防渗体基础及岸坡的开挖基本达到设计和施工技术要求。由于缺乏重型碾压机械设备，坝体填筑料压实质量一般，坝体存在不均匀沉降，导致局部坝体凹陷。
各填筑土的分布及物理力学性质叙述如下：
a上下游坝坡
上游坝坡部份使用干砌块石护坡，部份无护坡，局部塌陷。下游护坡为干砌块石，中等硬度，不易风化。
b坝身填土
由基岩上层残积含砾粘土与表层强风化层与开挖料填筑而成，稍密。含砾量一般50.0～65.0%，个别达75%，含砂量15～25%，粘粒含量8～10%，根据现场注水试验，渗透系数2-6×10-2cm/s，属强透水。
c心墙填土
由残坡积亚粘土填筑而成，粘土成土母质为砂岩，塑性指数约为12～15。含砾量一般15～25%，含砂量30～40%，粘粒含量40-45%，根据现场注水试验，渗透系数约3×10-4cm/s，属弱透水。心墙填土与基岩接触较好，不存在接触渗漏现象。
（2） 溢洪道
边墙、底板基础均为基岩，岩质为强风化砂岩，厚度约0.5m，节理较发育。
（3）坝下输水涵管
由于缺乏钢筋，采用竹筋砼浇筑，坝下输水涵管质量无法满足现行规范要求，存在安全隐患，涵管与坝体接触有少量漏水。
3.2.2 主要建筑物工程地质条件及评价
（1）挡水坝工程地质条件及评价
河谷成“V”形，两岸山体第四系覆盖层厚度0.5-1.0m，岸坡稳定。坝址处地基为奥陶系砂岩，岸坡与河床基岩基本呈强化状，强风化层厚约1.5～2.5米，节理发育，呈中等透水状,基岩强风化层易成渗漏通道。
坝体心墙由残坡积亚粘土填筑而成，粘土成土母质为砂岩，塑性指数约为12～15。根据现场注水试验，渗透系数约3×10-4cm/s，属弱透水。心墙填土与基岩接触较好，不存在接触渗漏现象。坝址工程地质条件较好。
（2）溢洪道
边墙、底板基础均为基岩，岩质为强风化砂岩，厚度约0.5m，节理较发育，工程地质条件一般。建议将表层强风化挖除，基础置于弱风化基岩。
3.3 天然建筑材料
本工程所需的粘土可在下游对面山体挖取，土质以壤土为主，塑性指数约为12～15，运距2.5km。
工程区块石、砂砾料缺乏，须采用商品料。
3.4 结论与建议
（1）水库周边山体雄厚，不存在渗漏通道。
（2）水库区基本为岩质库岸，稳定性良好，不会影响大坝运行安全。
（3）水库回水线附近没有城镇、工矿企业和大片农田，不存在浸没问题。
（4）地震动峰值加速度为＜0.05g，相应地震基本烈度小于Ⅵ度，可不设防。
（5）坝址处地基为奥陶系砂岩，岸坡与河床基岩基本呈强化状，强风化层厚约1.5～2.5m，节理发育，坝体心墙属弱透水，心墙填土与基岩接触较好，不存在接触渗漏现象。坝址工程地质条件较好。
（6）边墙、底板基础均为基岩，岩质为强风化砂岩，厚度约0.5m，节理较发育，工程地质条件一般。建议将表层强风化挖除，基础置于弱风化基岩。
（7）本工程所需的粘土可在下游对面山体挖取，土质以壤土为主，塑性指数约为12～15，运距2.5km。工程区块石、砂砾料缺乏，采用商品料。

临安市齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告
4 加固设计
4.1工程任务和规模
4.1.1工程任务
本工程主要任务是对一般小二水库出险加固大坝、溢洪道、输水设施及配套建筑物进行除险加固，解决水库遗留下来的安全隐患，配套各种功能设施，对库区环境进行保护和改善，建立和完善水库管理制度，以达到“工程安全、设施齐全、功能完备、管理高效、环境美丽”的高标准水库安全管理目标，充分发挥水库功能，为社会的可持续发展，全面建设小康社会服务。
除险加固后，一般小二水库出险加固的主要功能不变，仍是一座以灌溉为主，兼有养殖、防洪功能的小（2）型水库，水库下游灌溉农田面积为500亩，防洪保护范围包括横畈镇工业功能区。
除险加固后水库的正常蓄水位57.00m，设计洪水位57.78m，校核洪水位58.02m；坝顶高程59.34m，最大坝高13.47m，坝长86m，坝顶宽度为5.0m，水库加固后总库容为33.9万m3，正常库容为27.0万m3。
4.1.2工程规模
一般小二水库出险加固加固后总库容33.9万m3，正常库容27.0万m3，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），一般小二水库出险加固的工程等别为Ⅴ等，工程规模为小（2）型，主要建筑物挡水坝、溢洪道、放水涵管级别为5级，次要建筑物、临时建筑物为5级。由于水库下游人口密集，地理位置比较重要，因此本阶段水库设计洪水标准采用30年一遇（P=3.33%），校核洪水标准采用300年一遇（P=0.33%）。
4.1.3调洪演算和洪水计算
(1)调洪演算
水库溢洪道为不设闸门的正槽实用堰，布置在大坝左侧。溢洪道进口宽7.9米，进口底板高程57.00m。
本水库坝址以上集雨面积较小，水库库容也较小，对洪水的调节能力弱，洪水主要受入库洪峰流量控制，故本次设计不进行调洪计算，直接以入库流量作为下泄洪峰流量，计算得洪水位。
(2)洪水计算

根据溢流堰断面形式，本次设计采用实用堰流公式来计算水库泄流能力，计算公式如下：

式中：－流量系数，本次取0.40；
－侧收缩系数，取0.96；
－淹没系数，取1.0；
－溢流段计算宽度，取7.9m。
－溢流堰堰顶作用水头，m。
计算得水位～泄量关系曲线见表4-1。
表4-1 水位～泄流量成果表
高程（m）
泄流量（m3/s）
高程（m）
泄流量（m3/s）
57.0
0.00
58.2
17.66
57.2
1.20
58.4
22.26
57.4
3.40
58.6
27.19
57.6
6.25

58.8
32.45
57.8
9.61
59.0
38.01
58.0
13.44
59.2
43.85
本次计算不考虑上游水库对天然洪水的调蓄作用，直接采用天然洪水作为入库洪水。当库水位达57.00m时，溢洪道开始泄洪。经计算得到水库30年一遇、300年一遇水位成果见表4-2。
表4-2 水位计算成果表
项目
3％
0.3％
洪峰流量（m3/s）
9.2
13.7
流量水头（m）
0.78
1.02
最高库水位（m）
57.78
58.02
(3)灌溉用水流量计算
水库灌溉下游农田500亩，本灌区水稻为单季稻，灌水定额按照100m3/亩估算，灌水延续时间10d，每天灌水24h，渠系水利用系数0.8。则灌溉所需要的引用流量：
Q灌=500×100/（10×24×3600×0.8）=0.07m3/s。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），本工程规模仍为小（2）型水库，工程等别为V等。
4.2主要加固项目
《XX省一般小二水库出险加固大坝安全技术认定综合评价报告》对一般小二水库出险加固大坝的安全技术认定结论：
水库大坝防洪标准安全等级为C级；渗流稳定安全等级为B级；结构稳定安全等级为B级。一般小二水库出险加固大坝为三类坝。
根据安全认定，本次除险加固工程的主要项目如下：
(1)加高大坝，全面修整上、下游坝坡，对上、下游坝坡进行培厚放缓，并进行护坡，坝趾处新建排水棱体；
(2)对溢洪道导墙及底板进行修整加固，出口处增设消能防冲设施；
(3)封堵坝底篾笼素砼圆涵放水设施，新建虹吸管放水设施，对涵管周边的坝体进行补强处理。
(4)大坝增设位移和沉降观测点，坝脚设量水堰等观测设施。
(5)新建水库管理房，并架设供电线路，满足水库防汛调度及管理要求。
(6)对大坝进行白蚁防治。
4.3 设计依据
4.3.1工程等别与建筑物级别
一般小二水库出险加固加固后总库容33.9万m3，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000），确定工程等别为Ⅴ等，永久性水工建筑物级别为5级。
水库位于横畈镇雅观村，水库距横畈镇政府2.5km，距区约16km。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000），由于水库下游人口密集，地理位置比较重要，本次设计各建筑物洪水标准取上限，详见表4-3。

表4-3 建筑物等级及防洪标准

建筑物级别
防洪标准
设计
校核
永久建筑物
挡水坝
5
30
300
溢洪道
5
30
300
本工程消能防冲建筑物设计洪水重现期取10年，临时性建筑物设计洪水重现期取5年。
根据国家地震局编制的《中国地震动峰值加速度区划图》（2001年版），工程区地震动峰值加速度小于0.05g，相应地震基本烈度小于Ⅴ度。按照SL203-97《水工建筑物抗震设计规范》的规定，本工程不进行抗震计算。
4.3.2设计规范
《水利水电工程初步设计报告编制规程》（DL5021-93）；
《防洪标准》（GB50201-94）；
《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）；
《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-93）；
《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则 》（SL189-96）；
《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）；
《水工隧洞设计规范》（SL279—2002
《溢洪道设计规范》（SL253-2000）；
《水利水电工程建设征地移民设计规范》（SL290—2003）；
《村镇供水工程技术规范》（SL310—2004）；
《道路设计规范》（JTJ011—94）；
4.4 工程总体布置
一般小二水库出险加固除险加固工程除放水涵管为必须改造的建筑物外，其余挡水坝、溢洪道等建筑物位置基本不变，仅在原建筑物的基础上进行除险加固，工程总布置如下：
（一）大坝
（1）坝顶高程59.34m，宽5.0m，新建20cm厚泥结石路面；坝轴线不变，坝顶上、下游侧设路肩，路肩断面0.35×0.2m；
（2）大坝迎水坡坡度为1:2.0，采用12cm厚C2