【正文】 為 sm3 ，校核洪水位 ，調洪庫容為 萬 m3。 （ 2） 平均波長的計算 平均波長按下公式 44 進行計算： ????????? mmm LHthgTL ?? 22 2 公式 44 式中： mL ：平均波長， m； H ：壩 上游 面前水深，取值如下： P=%時， H=； P=%時， H= 黃家河水庫除險加固工程初步設計報告 28 g ：重力加速度，取 sm mT ：平均波周期，取值如下： P=%時， mT = ； P=%時， mT = 將數值代入公式并進行試算可得： 當 P=%時， mL = 當 P=%時， mL = （ 3） 平均波浪爬高的計算 按單坡計算正向來波的平均波浪爬高，坡比為 1： ，當 m=～ 時，正向來波在單坡上的平均波浪爬高按 公式 45 進行計算： mmwm LhmKKR 21 ?? ? 公式 45 式中： mR ：平均波浪爬高， m； m ：單坡的坡度系數，若坡角為 ? ，即等于 ?cot ，此處取 ； ?K ：斜坡的糙率滲透性系數，根據護面類型查表得，此處取 ； wK ：經驗系數，根據 gHW 查表得，式中： W ：計算風速，取值如下： P=%時， W=； P=%時， W=； g ：重力加速度，取 sm H ：壩 上游 面前水深，取值如下： P=%時， H=； P=%時， H= 代入式中計算出結果后查表得此處 wK 取值如下： P=%時， ?wK ； P=%時， ?wK ； mh ：平均波 高，取值如下： P=%時， mh ＝ ； P=%時， mh ＝ ； mL ：平均波長，取值如下： P=%時， mL =； P=%時， mL = 將數值代入公式中計算得： 黃家河水庫除險加固工程初步設計報告 29 當 P=%時， ?mR 當 P=%時， ?mR (4)波浪爬高的計算 根據《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（ SL27420xx）的規(guī)定， 4 級壩的波浪爬高值采用累積頻率為 5%的爬高值 %5R 。 黃家河 水庫場地地震基本烈度為 6 度，根據水利部頒發(fā)的《水工建筑物抗震設計規(guī)范》（ SL203— 97）的規(guī)定，應采用基本烈度作為設計烈度，即地震設計烈度也為 6 度，對 2 級和 2 級以下的建筑物可不進行抗震設計計算。 黃家河水庫除險加固工程初步設計報告 33 表 51 護坡厚度計算成果表 項目 工況 平均波長Lm（ m） 累積頻率為 5%的波高h5%（ m） 護坡厚度 t（ m） 石塊的平均質量 Q50（ t） 石塊的平均粒徑 D50（ m） 石塊的質量 Q（ t） 石塊的換算球形直徑D（ m） 設計工況 根據現 場勘查，約 80%亂石 護坡厚度、塊徑不滿足規(guī)范要求，本次除險加固對大壩護坡進行加固。先將表層原有的 干砌亂石護坡及雜草根系 清除 ，然后以新設計的大壩上游壩肩線為基準進行人工找坡，高挖低填， 坡比 1： ， 需補坡培土壩段先 將坡面挖成小臺階狀， 而 后再 培 上新土，土料需分層碾壓，然后進行坡面平整，使其達到設計坡比，再進行護坡。上游坡設置臺階 2 道 ， 布置在樁號 0+200 及 0+550 處 ，臺階 采用 M10 漿砌細料石，臺階長 ，寬 ，高 ，臺階下依次鋪設 C10 素砼墊層和碎石墊層， C10 素砼墊層厚 200mm，碎石墊層厚 150mm。 庫間路長 211m，樁號 L0+000～ L0+054路段保持原有路 面邊線，只對路面進行平整，路面整平時， 路基翻起 30cm，摻入 10％ 水泥（水泥與干土重量的百分比）攪拌均勻后分兩層用壓路機壓實，壓實度達到 96％， 其上做 20mm 厚中粗砂。 樁號 L0+120 及 L0+185 處新埋 DN1000 混凝土管道， 管 中心高程， 便于兩庫區(qū)內的水流通暢 。壩頂路 兩邊設 C20 素混凝土 路沿石 ， 路沿石尺寸為 （厚 高 長 ） ， 路沿石距路肩寬度為 ，在橫向排水溝處留排水口，寬。 本次除險加固設計壩頂高程 ，寬 ， 壩頂路面的橫向坡度為 ，擬排向下游側。 路面 整平 方式與 L0+000～L0+054 做法相同 。 （ 3）庫間路 庫區(qū)內現有土路連接大壩及庫區(qū)西北 側 山地， 庫間路與壩后上壩路相接， 該道路根據區(qū)域交通要求 應 以保留 。 甲級亂石 要求 平均厚度 15～ 20cm，一面大致平整，平整面面積大于 。 上游坡加固 （ 1） 壩頂（ ）至死水位（ ）之間 大壩樁號 0+000～ 0+370 壩段設計 上游坡坡比 1： ，樁號 0+415～ 0+727壩段 上游 坡比 1： ，樁號 0+370～ 0+415 壩段 上游 坡比由 1： 漸變至 1： 。本次除險加固 壩頂 之間采用 M10 漿砌甲級亂石護坡 ，死水位 。 黃家河水庫除險加固工程初步設計報告 31 5 工程布置及建筑物 工程等別和設計標準 根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》規(guī)定，水庫屬 小 （ 1） 型水庫，工程等別為 Ⅳ 等，其主要建筑物大壩、溢洪道 和 放水洞為 4 級建筑物。 表 43 黃家河 水庫洪水調節(jié)計算成果表 起調水位（ m） 頻率項目 % % 最高水位 （ m） 最大泄量 （ m3/s） 壩頂高程計算 本次壩頂高程的復核采用《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則》（ SL18996）及《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（ SL27420xx）中的相關規(guī)定及方法進行。 調洪結果：在設計洪水 即 30 年一遇（ P=%）情況下，設計最大溢洪流量為 sm3 ，設計洪水位 ， 攔 洪庫容為 萬 m3。 （ 2） 在 調 洪V 坐標軸上取一點 A，使 OA 等于洪水總量 % ＝ 萬 m3，過 mQ 作水平線交縱坐標軸于 B。 黃家河水庫除險加固工程初步設計報告 23 洪水調節(jié)計算 基本方法 調洪演算根據《山東省小型水庫洪水核算方法》中的有關規(guī)定及方法應用圖解法進行。 其作用和重要性主要表現在以下 2 個方面： 防洪 水庫除險加固工程完成后防洪效益顯著， 30 年一遇洪水削減洪峰 %， 300年 一遇洪水削減洪峰 %。另外，結合建筑物的除險加固，對水庫的管理設施進行完善，滿足工程管理的要求。 安 全鑒定結論：放水洞綜合評定為 B 級 。 下游坡 長 有 高桿雜草 缺少排水系統(tǒng)，容易形成沖溝 。 溢洪道 水庫溢洪道位于 大壩左岸壩頭 ， 型式為明渠， 現狀 渠底進口 高程 ，底寬 ，溢洪道左岸及溢洪道底為巖基，溢洪道右岸土坡坡比為 1： 。 大壩上游 坡 樁號 0+000～ 0+390 壩段 坡比 1： ～ 1： ，多為 1： ， 0+390～0+660 壩段坡比 1： ～ 1： ， 多為 1： ，護坡型式為干砌亂石護坡。 壩體為由粉質粘土構成的均質壩，滲透系數標準值 為 10 4cm/s，屬弱 透水層， 壩體、壩基無明顯滲漏現象，未發(fā)生過壩體沖毀事件 。各土層承載力特征值見表 31。滲透系數（ K） =10 5cm/s，為弱透水層。標準貫入擊數（ N）為 22 擊以上。 該層為壩 體 主要填土層，年限為 35年左右， 壩頂 頂面埋深 ～ 左右 ,最大 厚度 左右 ，分布普遍。稍有光滑，干強度中等，韌性中等。 滲透系數標準值（ K）為 10 3cm/s，為 中等透水層。 各頻率下洪水總量的推求 查 《 山 東 省 水 文 圖 集 》 得 工 程 前 期 影 響 雨 量 為 mmPa 40? ，%)(24H =，其 75%為 ，加上前期影響雨量 mmPa 40? 得，查 aPP? ～ rh 降雨徑流關系曲線得出凈雨 % =；%)(24H =， 其 75%為 ，加上前期影響雨量 mmPa 40? 得，查 aPP? ～ rh 降雨徑流關系曲線得出凈雨 % ＝ ， 則洪水總量按 公式 25 計算： FhW r ??? 公式 25 式中： rh ： % ＝ ； % =； 黃家河水庫除險加固工程初步設計報告 16 F ：控制流域面積， 2Km 代入公式中計算得： % ＝ （萬立方米） ； % ＝ （萬立方米） 各頻率下洪水過程的推求 洪水過程按三角形計算，洪水歷時 T（即三角形過程的底寬）按 公式 26 計算： mQWT 1800? 公式 26 式中： W ： % ＝ （萬立方米） ； % ＝ （萬立方米） mQ ： % ＝ sm3 ； % ＝ sm3 。根據黃家河水庫所在區(qū)域，查 “山東省多年平均二十四小時暴雨等值線圖 ”可得工程地點以上流域中心多年平均最大 24 小時降雨量為 mmH 10524 ? ，查 “山東省最大二十四小時暴雨變差系數（ vC ）等值線圖 ”可得變差系數 ?vC ，采用 vs CC ? ， 應用皮爾遜 Ⅲ 型頻率曲線pK 值表查得 30 年一遇的 pK 值為 ， 300 年一遇的 pK 值為 則最大 24 小時降雨量按 公式 23 計算： pKHH ??24 公式 23 式中： H ：多年平均最大 24 小時降雨量， 105mm； pK ： ＝％K ； ＝％K 黃家河水庫除險加固工程初步設計報告 15 代入公式計算得： 24H ： %)(24H =； %)(24H =。 設計洪水 設計洪水依據 由于無實測流量資料，設計洪水計算采用由暴雨資料推求設計洪水。最 大 年 毫米（ 1964 年），最 小 年 毫米（ 1981 年） 。歷年極端最高氣溫 176。最冷月 1 月，平均氣溫為 176。年最多風向為東南風，其次為西北風。 氣壓 年平均氣壓 毫巴 。C。 6～ 8 月降雨量占全年雨量的 63％。四季分明，雨熱同季。 投資概算 黃家河 水庫除險加固工程概算根據魯水定字【 20xx】號文《山東省水利水電工程設計概（估）算費用構成及計算標準》及《山東省水利水電工程設計概（估）算編制辦法》計算。 黃家河水庫除險加固工程環(huán)境保護費用概算為 萬元。 因為除險加固工程的實施，土石料堆放需占用部分荒山和增加少量臨時占地，將對自然環(huán) 境將產生一定影響。由于水庫擔負著防洪任務，所以上游坡護坡、放水洞重建等工程務必在汛期之前完成，其它項目相互協調，為縮短工期、節(jié)約投資可進行平行施工，穿插流水作業(yè)，工程總工期為三個月 ， 工程 要求于 20xx 年 5月底完成 。一般年份夏熱多雨，冬旱少雨，春旱多風，秋旱少雨。 放水洞 在 原 放水洞 漿 砌 塊 石 方涵 內襯 DN300 鋼管， 鋼管與方涵 之間采用 M10 水泥砂漿填充 。 表 14 黃家河 水庫特征指標表 項目 單位 數值 壩頂高程 m 死水位 m 興利水位 m 設計水位 m 相應最大泄流量 m3/s 校核水位 m 相應最大泄流量 m3/s 死庫容 104m3 興利庫容 104m3 調洪庫容 104m3 總庫容 104m3 工程布置及主要建筑物 根據水庫目前存在的問題，除險加固工程項目包括： 大壩 上游坡設計坡比 1： ，死水位以上采用漿砌 甲級 亂石護坡，死水位以下采用拋石護坡。 根 據《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》和《中國地震動反應譜特征周期區(qū)劃圖》，該區(qū)地震動峰值加速度分區(qū)為 ，地震動反應譜特征周期為 ，地震設防烈度為 6 度。巖石堅硬程度等級為軟巖，完整程度等級為 較完整 ，巖體基本質量等級為 Ⅳ級。滲透系數（ K） =10 5cm/s，為弱透水層。標準貫入測試值 N=4～ 6 擊。 第 ② 層，粉質粘土（ Q4ml）：顏色為黃褐色 — 黃色 ，呈可塑狀態(tài)，含水 率 (w)標準值為 %，液性指數（ IL）標準值為 ，壓縮系數標準值 為 ，為中等壓縮性土。 表 13 黃家河 水庫調洪演算成果表 洪水類型 洪水頻率 （ %） 起調水位 （ m） 最高水位 （ m） 相應 調洪 庫容（ 104m3） 相應泄量 （ m3/s） 設計 校核 工程地質 根據鉆探資料，在勘察深度范圍內，場區(qū)地基土自上而下可分為 四 個巖土層： 第 ① 層， 碎石 （ Q4ml）