【正文】 的山崗，均為 Q2 絳紅色砂質(zhì)粘土，但表部約有 ～ 的根植層，其結(jié)構(gòu)較松散。碾壓欠密實(shí)，由于受當(dāng)時(shí)的施工技術(shù)條件及物質(zhì)資料條件限制，前期未進(jìn)行地勘工作，且壩體填筑時(shí)未進(jìn)行碾壓，施工質(zhì)量較差，病險(xiǎn)問(wèn)題較多。 不良物理地質(zhì)現(xiàn)象 工程區(qū)植被發(fā)育較好，無(wú)大的不良物理地質(zhì)現(xiàn)象，只局部小范圍存在坍岸。 水文地質(zhì)條件 區(qū)內(nèi)地下水為孔隙潛水和孔隙承壓水。 附近類似工程 區(qū)內(nèi)出露的地層巖性自老至新依次有： 第四系下更新統(tǒng) (Q2)：沖積堆積，上部為絳紅色砂質(zhì)粘土，下部為砂卵礫石層， 5 總厚度 11～ 120m，壩區(qū)均有分布。壩址區(qū)位于基本對(duì)稱的“ U”型河谷，河谷寬 150～ 160m。 6239。輸水涵管施工時(shí)，庫(kù)水位已降至死水位，水庫(kù)無(wú)其它導(dǎo)流設(shè)施，天然來(lái)水量存蓄在庫(kù)中，庫(kù)水位上升，需設(shè)置施工圍堰。歷年平均風(fēng)速 ； 最大風(fēng)速為 。 C（ 1963年 8月 29日）；月極端最低氣溫 176。 水文氣象 麻塘水庫(kù) 地處亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)。84″ ,北緯28176。 麻塘水庫(kù)是一座具有灌溉、防洪、養(yǎng)殖等綜合效益的小（ 2）型水庫(kù)，工程運(yùn)行至今已產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益 ，但長(zhǎng)期以來(lái)，由于大壩險(xiǎn)情不斷，且日趨惡化，嚴(yán)重威脅到大壩的運(yùn)行安全。 （ 5）輸水涵管： 高、低輸水涵管為φ 瓦管，采用臥管木塞控水，漏水十分嚴(yán)重，且無(wú)法檢修，時(shí)有堵塞現(xiàn)象。 （ 3） 大壩迎水面無(wú)襯砌，坡面浪損嚴(yán)重，雜草叢生。不僅使工程的正常效益得不到發(fā)揮，而且也嚴(yán)重威脅著下游群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。壩體填筑土碾壓不密實(shí)，甚至存在局部漏壓等施工缺陷，未能達(dá)到土壩的填筑要求。原溢洪道堰頂高程為 ,溢洪道進(jìn)出口段 溢洪道為自然土溝 ,中間段為土洞且在民房地基穿過(guò)，沒(méi)有任何襯砌 ,泄洪時(shí)陡坡下游沖損嚴(yán)重 ,影響大壩及村民生命財(cái)產(chǎn)安全 。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期為 10年，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期為 50年。工程于 1987年動(dòng)工， 1988年竣工 ，為小（ 2）型水庫(kù)。84″ ,北緯 28176。 麻塘水庫(kù)屬于南縣洞庭湖水系，壩址控制集雨面積為 ,水庫(kù)正常蓄水位為 （ 85高程系統(tǒng)，下同），正常庫(kù)容為 m3；設(shè)計(jì)洪水位 ，設(shè)計(jì)庫(kù)容為 m3；校核洪水位為 ，總庫(kù)容為 m3；死水位為 ，死庫(kù)容為 m3；是一座以灌溉為主、兼顧防洪、養(yǎng)殖的小（ 2）型水庫(kù)。40″ ,屬洞庭湖水系 。 湖 南 水 利 水 電 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power 畢業(yè)設(shè)計(jì)成果書(shū) 課題名稱 :麻塘水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程 初步設(shè)計(jì) 適用專業(yè)： 水利工程 指導(dǎo)老師： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 班 級(jí)： 2020 級(jí)水利工程三班 題目類型： 理論研究 實(shí)驗(yàn)研究 工程設(shè)計(jì) 工程技術(shù)研究 軟件開(kāi)發(fā) 任務(wù)下達(dá)日期： 年 月 日 設(shè)計(jì)完成日期： 年 月 日 水利工程系 II 摘 要 麻塘水庫(kù)位于南縣茅草街鎮(zhèn)塘華村， 東經(jīng) 111176。 3039。大壩距界樟公路 ，距茅草街鎮(zhèn)政府 ， 交通條 件較好。 6239。距南縣城區(qū) 14km。 麻塘水庫(kù)保護(hù)人口 760人，保護(hù)耕地 1200畝，工程設(shè)計(jì)灌溉面積 1200畝，由于灌溉渠系未配套完善，實(shí)際灌溉面積為 800畝；水庫(kù)總庫(kù)容 m3；因此本工程等別為Ⅴ等，?。?2）型，主要建筑物級(jí)別為 5等級(jí)，次要建筑物級(jí)別為 5級(jí)。 （ 2）溢洪道：溢洪道位于大壩左端，進(jìn)口段及控制段的中軸線與大壩軸線基本平行布置。大壩填筑施工由當(dāng)?shù)卮迕裢瓿?，?于施工期較長(zhǎng)，施工隊(duì)伍龐大，缺乏專業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，施工質(zhì)量無(wú)法控制，存在清基不徹底、填土混雜，填土接口多，存在施工分層現(xiàn)象。工程險(xiǎn)情的經(jīng)常發(fā)生已嚴(yán)重威脅到大壩的運(yùn)行安全。 （ 2） 大壩下游壩腳無(wú)排水設(shè)施， 長(zhǎng) 111m壩段下游壩腳臨水塘，致 使壩腳常年浸泡在水塘中，軟化垮塌嚴(yán)重；長(zhǎng) 172m壩段下游壩腳臨水田，壩腳無(wú)排水體及排水溝，致使浸潤(rùn)線逸出點(diǎn)偏高，不利于大壩的穩(wěn)定。溢洪道出口處無(wú)消能設(shè)施。 3 （ 8） 運(yùn)行管理資金困難，無(wú)維修費(fèi)用來(lái)源。 6239。 壩址控制集雨面積為 （其中外引面積 km2） ,水庫(kù)正常蓄水位為 （ 85高程系統(tǒng)，下同），正常庫(kù)容為 m3；設(shè)計(jì)洪水位，設(shè)計(jì)庫(kù)容為 m3；校核洪水位為 ，總庫(kù)容為 m3；死水位為 ，死庫(kù)容為 m3；是一座以灌溉為主、兼顧防洪、養(yǎng)殖的?。?2）型水庫(kù)。 C；極端最高氣溫 176。 夏季多東南風(fēng)，冬季多西北風(fēng)。 施工期洪水 麻塘水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程施工選擇在枯水期施工，大壩、溢洪道等均可利用輸水涵管將庫(kù)水位降至死水位時(shí)施工，不受施工期洪水影響。 地質(zhì) 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件 地形地貌 麻 塘 水 庫(kù) 壩 址 位 于 南 縣 茅 草 街 鎮(zhèn) 塘 華 村 , 東經(jīng) 111176。40″ ,屬洞庭湖水系， 工程區(qū)內(nèi)地貌類型以低崗丘陵為主，總的地勢(shì)為西北低，東南高，河谷深切，沖溝發(fā)育。 地層巖性 工程區(qū)內(nèi)無(wú)地勘資料，參考附近類似工程及建筑物開(kāi)挖情況。據(jù)國(guó)家地震局 2020 年版 1:400 萬(wàn)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》，本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為 ，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為 ，相應(yīng)地震基本烈度為 7度。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，地表水及地下水化學(xué)類型為 HCO3Ca 型， PH 值為 7～ 8，具弱堿性，對(duì)砼無(wú)腐蝕性。根據(jù)調(diào)查、施工資料情況，大壩填筑體最大厚度為 ，其材料主要為砂質(zhì)粘土夾礫石，滲透系數(shù)為（ ～） 104cm/s，為中等透水層。 鑒于上述問(wèn)題，究其原因： 修建時(shí)施工技術(shù)落后，施工設(shè)備簡(jiǎn)陋，加上施工時(shí)沒(méi)有嚴(yán)格的質(zhì)量管理體制，施工質(zhì)量?jī)r(jià)差。但大壩填筑接觸面處理不徹底，易構(gòu)成貫通大壩上下游的滲漏通道。 安全認(rèn)定結(jié)論如下： 1）、壩身、壩基接觸面及兩壩肩滲漏嚴(yán)重。 5）、高、低輸水涵管為 φ 瓦管，采用臥管木塞控水，漏水嚴(yán)重，時(shí)有堵塞現(xiàn)象，無(wú)法檢修。溢洪道消能防沖工程防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期為 10年一遇。灌漿孔底伸至 基礎(chǔ)相對(duì)不透水層 2m 左右 ，使壩身、 8 壩基防滲帷幕連接成封閉、連續(xù)的防滲體系。六方塊邊長(zhǎng)， 護(hù)坡體內(nèi)設(shè)縱橫間距為 、 的排水孔，孔徑 50mm，呈梅花形排列。為確保大壩滲流穩(wěn)定，設(shè)計(jì)對(duì)前段 111m 長(zhǎng)大壩壩腳采用貼坡排水。擬對(duì)后段172 m 大壩下游新建縱向排水溝進(jìn)行排水，使壩坡形成完整排水系統(tǒng)。 （ 1）處理后滲流復(fù)核 大壩壩體滲流分析計(jì)算時(shí)，選擇計(jì)算斷面為大壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)斷面，根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL274— 2020）中第 條規(guī)定，滲流分析計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮 9 水庫(kù)運(yùn)行出現(xiàn)的各種不利條件。 大壩非穩(wěn)定滲流計(jì)算成果：庫(kù)水位從校核洪水位降落至死水位時(shí)，上游坡面滲流逸出處最大滲流坡降 Jmax為 。對(duì)大壩在穩(wěn)定滲流期、庫(kù)水位降落期按剛體極限平衡法并計(jì)及條塊間作用力的簡(jiǎn)化畢肖普法進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。大壩上、下游壩坡穩(wěn)定滿足要求。 加固后的溢洪道由進(jìn)口控制段 、泄槽段 、消力池組成。其中樁號(hào) 0+～ 0+，長(zhǎng) ,寬 ,坡降 i= 為直線斜坡段；樁號(hào) 0+～ 0+，長(zhǎng) ,寬 ,坡降 i=為圓弧斜坡段；樁號(hào) 0+～ 0+，長(zhǎng) ,寬 ,坡降 i= 為直線斜坡段?？v、橫向排水溝尺寸為 ，溝中埋設(shè)φ 100 無(wú)砂管。 5） 輸水涵管重建 針對(duì)輸水涵管存在的問(wèn)題，將輸水涵管拆除，設(shè)計(jì)重建φ 預(yù)制砼涵管 ，新建啟閉機(jī)臺(tái)，更新啟閉設(shè)備及閘門(mén)。砂礫石料場(chǎng)位于南縣，有專業(yè)采砂船隊(duì)，可供應(yīng)各種級(jí)別的砂礫料，礫石成分為石英砂巖，磨圓度好，含泥量低，質(zhì)量好，水陸運(yùn)輸方便，運(yùn)距約 14km?？勺鰹楣酀{用料。 施工期庫(kù)水位控制與渡汛 根據(jù)水庫(kù)上游來(lái)水情況，汛期一般為 4～ 9 月，枯水期一般為 10 月～次年 3月。溢洪道除險(xiǎn)加固選擇在枯水期施工，無(wú)需泄洪。大壩采取雙排劈裂灌漿，灌漿鉆孔軸線布置在距大壩 中軸線上、下游 ，孔距 ，采用梅花狀布孔。 2）大壩上游坡面護(hù)坡 先清除原坡面的雜草，壩坡整平壓實(shí)后，先鋪砂石墊層，后用預(yù)制砼塊護(hù)砌，預(yù)制砼塊護(hù)砌從死水位上 ，校核洪水位至壩頂采用花格草皮護(hù)坡。草皮鋪設(shè)采用人工進(jìn)行。先人工開(kāi)挖土方，后鋪設(shè)反濾層，再人工砌筑干砌石。 加固后的溢洪道由進(jìn)口控制段 、泄槽段、消力池組成 。 6） 輸水涵管重建 （ 1） 破壩土方：以機(jī)械開(kāi)挖為主，采用 1m3液壓挖掘機(jī)挖裝，自卸汽車(chē)運(yùn)至堆料場(chǎng)。先澆墊層砼，后澆結(jié)構(gòu)砼。 C20預(yù)制砼涵管為成品構(gòu)件。 15 上述工作完成后，進(jìn)行劈裂灌漿施工。工程籌建期及驗(yàn)收期不計(jì)入總工期。 水土保持措施 本工程水土流失的防治應(yīng)以工程措施為主導(dǎo)，通過(guò)預(yù)防監(jiān)督，草木措施與工程措施相結(jié)合，防止產(chǎn)生新的水土流失。對(duì)廢油應(yīng)集中回收或就地?zé)龤АＳ尚l(wèi)生防 疫部門(mén)定期對(duì)臨時(shí)生活區(qū)進(jìn)行防疫消毒，保持工程臨時(shí)生活區(qū)環(huán)境衛(wèi)生，發(fā)現(xiàn)疫情及時(shí)通報(bào)、隔離、及時(shí)處理。 工程管理設(shè)計(jì) 管理范圍 樞紐管理范圍：麻塘水庫(kù)正常蓄水位以上 30m的山地為水庫(kù)管理范圍，以上 30m～200m為其保護(hù)范圍。 工程檢查及觀測(cè) 樞紐 工程檢查與觀測(cè)的任務(wù)是：監(jiān)視工程處理后的狀態(tài)變化和工作情況，掌握工程變化規(guī)律，為正確管理運(yùn)用提供科學(xué)依據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不正常跡象，分析原因，采取措施，防止事故發(fā)生。 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 麻塘水庫(kù)是以灌溉和防洪為主的綜合利用工 程，除險(xiǎn)加固工程實(shí)施后，可以提高下游的防洪標(biāo)準(zhǔn)，防洪效益較大，社會(huì)效益顯著，特別是可避免水庫(kù)潰壩后對(duì)下游農(nóng)村、企業(yè)、公路、城鎮(zhèn)的毀滅性災(zāi)害。 6239。工程于 1987 年動(dòng)工， 1988 年竣工 ，為?。?2）型水庫(kù)。 氣象 麻塘水庫(kù)地處亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)。 C（ 1963年 8月 29日）；月極端最低氣溫 176。 19 水文基本資料 麻塘水庫(kù)所在河流無(wú)入庫(kù)水文站，自運(yùn)行以來(lái)沒(méi)有實(shí)測(cè)的水文氣象資料。 洪水 設(shè)計(jì)暴雨 根據(jù)麻塘水庫(kù)的地理位置和集雨面積、河流長(zhǎng)度、干流平均坡降等資料，從《湖南省暴雨洪水查算手冊(cè)》圖一中查得該流域?qū)俦┯暌恢聟^(qū)第六區(qū)，從圖三“年最大 24h點(diǎn)雨量均值等值線圖”中查得該流域中心最大 24h點(diǎn)雨量均值為 110mm，查圖四得變差系數(shù) Cv=。 采用《湖南省暴雨洪水查算手冊(cè)》推算的圖解分析法求頻率暴雨凈流量，各參數(shù)和成果見(jiàn)表 。 設(shè)計(jì)洪水參數(shù)表 表 P(%) 2 10 備注 T(h) F= L= J=20‰ θ = m= Σ Qi(m3/s) Qi/Σ Qi Qm(m3/s) △ Q 下 (m3/s) W(104m3/s) 洪水復(fù)核結(jié)果 的合理性檢查 《湖南省暴雨洪水查算手冊(cè)》編制于八十年代初期，近 20年，特別是九十年代，不少地域發(fā)生的暴雨資料沒(méi)有參編，因此，有必要根據(jù)近期相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料對(duì)本次計(jì)算成果進(jìn)行合理性檢查。 22 近區(qū)同頻率 24小時(shí)點(diǎn)暴雨值對(duì)比檢查 根據(jù)湖南省水文局 1998年編制《湖南省暴雨洪水特征重現(xiàn)期查算手冊(cè)》查算，麻塘水庫(kù)重現(xiàn)期為 10年的 24小時(shí)點(diǎn)暴雨值為 。 調(diào)洪演算的基本資料 （ 1）水位與庫(kù)容曲線 麻塘水庫(kù)的水位與庫(kù)容關(guān)系曲線主要是根據(jù)麻塘水庫(kù)“三查三定”提供的資料確定，正常蓄水位 ，庫(kù)容曲線見(jiàn)圖。 m— 寬頂堰的流量系數(shù)，通過(guò)計(jì)算 m=。 V V2— △ t時(shí)段始未的庫(kù)容（ m3/s） 。 麻塘水庫(kù)調(diào)洪演算結(jié)果 表 262 頻率 P(%) 2 10 備注 最高水位 Zm (m) 相應(yīng)庫(kù)容 Vm （ 104m3） 相應(yīng)泄量 qm (m3/s) 滯洪庫(kù)容 (104m3) 調(diào)洪演算成果分析 本次調(diào)洪演算設(shè)計(jì)洪水位為 ，相應(yīng)最大下泄 m3/s，校核洪水位為，相應(yīng)最大下泄流量為 m3/s。 （ 2）風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度： D=。大壩屬Ⅴ等、小（ 2）型工程中的 5級(jí)建筑物，根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2742020）中的第 ，壩頂高程等于水庫(kù)靜水位與壩頂超高之和，并按以下運(yùn)行條件計(jì)算，取最大值： 1）設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)行條件的壩頂超高； 2）正常蓄水位加正常運(yùn)行條件的壩頂 超高； 3）校核洪水位加非常運(yùn)行條件的壩頂超高。 溢洪道控制段導(dǎo)墻頂部高程復(fù)核 麻塘水庫(kù)溢洪道為寬淺式。 復(fù)核結(jié)論 1）麻塘水庫(kù)大壩壩頂現(xiàn)有高程為 ，高于《碾壓式 土石壩設(shè)規(guī)劃》要求的最低高程 ，滿足規(guī)范要求。根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL3032020）及《水利水電工程等級(jí)劃 分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（ SL2522020）的規(guī)定，本工程施工圍堰的級(jí)別為 5級(jí)，洪水重現(xiàn)期為 5～ 10年