【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，由于受當(dāng)時的施工技術(shù)條件及物質(zhì)資料條件限制，前期未進(jìn)行地勘工作，且壩體填筑時未進(jìn)行碾壓，施工質(zhì)量較差，病險問題較多。 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)位于基本對稱的“ U”型河谷，河谷寬 150～ 160m。 6239。輸水涵管施工時，庫水位已降至死水位，水庫無其它導(dǎo)流設(shè)施，天然來水量存蓄在庫中，庫水位上升，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 地處亞熱帶濕潤氣候區(qū)。84″ ,北緯28176。 麻塘水庫是一座具有灌溉、防洪、養(yǎng)殖等綜合效益的?。?2）型水庫，工程運(yùn)行至今已產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益 ，但長期以來，由于大壩險情不斷，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，且無法檢修，時有堵塞現(xiàn)象。 （ 3） 大壩迎水面無襯砌，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產(chǎn)安全。壩體填筑土碾壓不密實，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，沒有任何襯砌 ,泄洪時陡坡下游沖損嚴(yán)重 ,影響大壩及村民生命財產(chǎn)安全 。設(shè)計洪水標(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年動工， 1988年竣工 ，為小（ 2）型水庫。84″ ,北緯 28176。 麻塘水庫屬于南縣洞庭湖水系，壩址控制集雨面積為 ,水庫正常蓄水位為 （ 85高程系統(tǒng)，下同），正常庫容為 m3；設(shè)計洪水位 ，設(shè)計庫容為 m3；校核洪水位為 ，總庫容為 m3；死水位為 ，死庫容為 m3；是一座以灌溉為主、兼顧防洪、養(yǎng)殖的?。?2）型水庫。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)計成果書 課題名稱 :麻塘水庫除險加固工程 初步設(shè)計 適用專業(yè)： 水利工程 指導(dǎo)老師： 姓 名： 學(xué) 號： 班 級： 2020 級水利工程三班 題目類型： 理論研究 實驗研究 工程設(shè)計 工程技術(shù)研究 軟件開發(fā) 任務(wù)下達(dá)日期： 年 月 日 設(shè)計完成日期： 年 月 日 水利工程系 II 摘 要 麻塘水庫位于南縣茅草街鎮(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。 麻塘水庫保護(hù)人口 760人，保護(hù)耕地 1200畝，工程設(shè)計灌溉面積 1200畝，由于灌溉渠系未配套完善，實際灌溉面積為 800畝；水庫總庫容 m3；因此本工程等別為Ⅴ等，小（ 2）型，主要建筑物級別為 5等級，次要建筑物級別為 5級。 （ 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，施工隊伍龐大，缺乏專業(yè)人員現(xiàn)場指導(dǎo)，施工質(zhì)量無法控制，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） 大壩下游壩腳無排水設(shè)施， 長 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 172m壩段下游壩腳臨水田，壩腳無排水體及排水溝，致使浸潤線逸出點(diǎn)偏高，不利于大壩的穩(wěn)定。溢洪道出口處無消能設(shè)施。 3 （ 8） 運(yùn)行管理資金困難，無維修費(fèi)用來源。 6239。 壩址控制集雨面積為 （其中外引面積 km2） ,水庫正常蓄水位為 （ 85高程系統(tǒng)，下同），正常庫容為 m3；設(shè)計洪水位，設(shè)計庫容為 m3；校核洪水位為 ，總庫容為 m3；死水位為 ，死庫容為 m3；是一座以灌溉為主、兼顧防洪、養(yǎng)殖的?。?2）型水庫。 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 麻塘水庫除險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水位降至死水位時施工，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 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)無地勘資料，參考附近類似工程及建筑物開挖情況。據(jù)國家地震局 2020 年版 1:400 萬《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》，本區(qū)地震動峰值加速度為 ，地震動反應(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，對砼無腐蝕性。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。 鑒于上述問題，究其原因： 修建時施工技術(shù)落后，施工設(shè)備簡陋，加上施工時沒有嚴(yán)格的質(zhì)量管理體制，施工質(zhì)量價差。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，時有堵塞現(xiàn)象，無法檢修。溢洪道消能防沖工程防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計洪水重現(xiàn)期為 10年一遇。灌漿孔底伸至 基礎(chǔ)相對不透水層 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， 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)計對前段 111m 長大壩壩腳采用貼坡排水。擬對后段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算時，選擇計算斷面為大壩設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)斷面，根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（ SL274— 2020）中第 條規(guī)定，滲流分析計算時應(yīng)考慮 9 水庫運(yùn)行出現(xiàn)的各種不利條件。 大壩非穩(wěn)定滲流計算成果：庫水位從校核洪水位降落至死水位時，上游坡面滲流逸出處最大滲流坡降 Jmax為 。對大壩在穩(wěn)定滲流期、庫水位降落期按剛體極限平衡法并計及條塊間作用力的簡化畢肖普法進(jìn)行穩(wěn)定計算。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 0+～ 0+，長 ,寬 ,坡降 i= 為直線斜坡段；樁號 0+～ 0+，長 ,寬 ,坡降 i=為圓弧斜坡段；樁號 0+～ 0+，長 ,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 無砂管。 5） 輸水涵管重建 針對輸水涵管存在的問題，將輸水涵管拆除，設(shè)計重建φ 預(yù)制砼涵管 ，新建啟閉機(jī)臺，更新啟閉設(shè)備及閘門。砂礫石料場位于南縣，有專業(yè)采砂船隊，可供應(yīng)各種級別的砂礫料，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。 施工期庫水位控制與渡汛 根據(jù)水庫上游來水情況，汛期一般為 4～ 9 月，枯水期一般為 10 月～次年 3月。溢洪道除險加固選擇在枯水期施工，無需泄洪。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)械開挖為主，采用 1m3液壓挖掘機(jī)挖裝，自卸汽車運(yùn)至堆料場。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。工程籌建期及驗收期不計入總工期。 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。對廢油應(yīng)集中回收或就地?zé)龤?。由衛(wèi)生防 疫部門定期對臨時生活區(qū)進(jìn)行防疫消毒，保持工程臨時生活區(qū)環(huán)境衛(wèi)生，發(fā)現(xiàn)疫情及時通報、隔離、及時處理。 工程管理設(shè)計 管理范圍 樞紐管理范圍：麻塘水庫正常蓄水位以上 30m的山地為水庫管理范圍，以上 30m～200m為其保護(hù)范圍。 工程檢查及觀測 樞紐 工程檢查與觀測的任務(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)評價 麻塘水庫是以灌溉和防洪為主的綜合利用工 程，除險加固工程實施后，可以提高下游的防洪標(biāo)準(zhǔn)，防洪效益較大，社會效益顯著，特別是可避免水庫潰壩后對下游農(nóng)村、企業(yè)、公路、城鎮(zhèn)的毀滅性災(zāi)害。 6239。工程于 1987 年動工， 1988 年竣工 ，為?。?2）型水庫。 氣象 麻塘水庫地處亞熱帶濕潤氣候區(qū)。 C（ 1963年 8月 29日）；月極端最低氣溫 176。 19 水文基本資料 麻塘水庫所在河流無入庫水文站，自運(yùn)行以來沒有實測的水文氣象資料。 洪水 設(shè)計暴雨 根據(jù)麻塘水庫的地理位置和集雨面積、河流長度、干流平均坡降等資料，從《湖南省暴雨洪水查算手冊》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》推算的圖解分析法求頻率暴雨凈流量，各參數(shù)和成果見表 。 設(shè)計洪水參數(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》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)生的暴雨資料沒有參編，因此，有必要根據(jù)近期相關(guān)統(tǒng)計資料對本次計算成果進(jìn)行合理性檢查。 22 近區(qū)同頻率 24小時點(diǎn)暴雨值對比檢查 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》查算，麻塘水庫重現(xiàn)期為 10年的 24小時點(diǎn)暴雨值為 。 調(diào)洪演算的基本資料 （ 1）水位與庫容曲線 麻塘水庫的水位與庫容關(guān)系曲線主要是根據(jù)麻塘水庫“三查三定”提供的資料確定，正常蓄水位 ，庫容曲線見圖。 m— 寬頂堰的流量系數(shù)，通過計算 m=。 V V2— △ t時段始未的庫容（ m3/s） 。 麻塘水庫調(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)庫容 Vm （ 104m3） 相應(yīng)泄量 qm (m3/s) 滯洪庫容 (104m3) 調(diào)洪演算成果分析 本次調(diào)洪演算設(shè)計洪水位為 ，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)長度： D=。大壩屬Ⅴ等、?。?2）型工程中的 5級建筑物，根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（ SL2742020）中的第 ，壩頂高程等于水庫靜水位與壩頂超高之和，并按以下運(yùn)行條件計算，取最大值： 1）設(shè)計洪水位加正常運(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 麻塘水庫溢洪道為寬淺式。 復(fù)核結(jié)論 1）麻塘水庫大壩壩頂現(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)計規(guī)范》（ SL3032020）及《水利水電工程等級劃 分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（ SL2522020）的規(guī)定，本工程施工圍堰的級別為 5級，洪水重現(xiàn)期為 5～ 10年