【正文】 年一遇設(shè)計， 200 年一遇校核。 （ 2）壩基出現(xiàn)滲漏、兩壩肩出現(xiàn)繞滲現(xiàn)象，影響大壩安全運行，需進(jìn)行截滲處理。 工程存在的主要問題 東方紅水庫始建于 1976 年 10 月， 1977 年 4 月完工，是一座以灌溉為主的?。?2）型水庫。 溢洪道位于大壩右壩肩，進(jìn)口設(shè)開敞式實用堰，堰頂高程 ， 溢洪道寬 7m。堤基工程地質(zhì)條件分類為 B 類。 根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和庫區(qū)附近的水質(zhì)分析資料，水庫大壩的水對混凝土無腐蝕性。 （ 2）壩基巖土層分述 水庫大壩壩基巖土層在本次勘探范圍揭露為上更新統(tǒng)（ Q3al+pl）。含大量植物根莖等雜物。庫區(qū)屬抗震穩(wěn)定性好地段。燕山旋回以前，兩地塊分別經(jīng)歷各自的相對活動和相對穩(wěn)定的發(fā)展過程，燕山旋回以來，逐漸趨于一致，共同進(jìn)入以斷塊活動為特征的新的地史發(fā)展階段，從而構(gòu)成了本區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造格局。 設(shè)計洪水過程線計算成果見表 23。 通過以上水庫流域凈雨量的計算，根據(jù)水庫流域特征參數(shù)進(jìn)行洪水計算，計算得水庫 20 年一遇設(shè)計洪峰流量， 200 年一遇校核洪峰流量為 。 （ 1） 點、面設(shè)計暴雨 ①點暴雨量 根據(jù)“ 84 年辦法”降雨量等值線圖查得流域中心處的 24H 、 1H 、 Cv2 Cv1，并根據(jù) PⅢ型曲線模比系數(shù) KP 值求出各種頻率的點暴雨量 H2 H1。 本次采用由原水電部規(guī)劃總院驗收，水電部批準(zhǔn)頒發(fā)使用的《安徽省暴雨參數(shù)等值線圖、山丘區(qū)產(chǎn)匯流分析成果和山丘區(qū)中、小面積設(shè)計洪水計算辦法》（以下簡稱“ 84 年辦法”）進(jìn)行水庫設(shè)計洪水計算。 多年平均氣溫 ℃，年極端最高氣溫 ℃（ 1959 年 8 月 23 日），最低氣溫 ℃（ 1969年 2 月 6 日）。水庫設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn) 20 年一遇， 200 年一遇校核，總庫容 萬 m3，興利庫容 萬 m3，死庫容 萬m3。 經(jīng)濟(jì)評價 本次除險加固工程總投資為 萬元，新增工程年運行費用為 萬元，年均效益為270 萬元。 主要工程量：土方開挖 5671m3，土方回填 2203m3，堆砌石 572m3，砼及鋼筋砼 152m3。 本工程環(huán)保措施和水保措施施工簡單，范圍小，工程量少。施工廢水中主要污染物是懸浮物，在砼攪拌站建一個生產(chǎn)廢水沉淀池，將生產(chǎn)廢水經(jīng)沉淀后排放。 本工程施工占地主要為施工工廠及管理生活用房占地，占地面積 3 畝，按臨用 2 年考慮。 施工生產(chǎn)用水可就近抽取水庫水，生活用水從附近居民生活用水水源取用或打井解決。 觀測設(shè)計 東方紅水庫現(xiàn)狀無觀測設(shè)施，為了解壩身滲流情況，為工程管理、防汛搶險提供決策依據(jù)，在壩身埋設(shè) 2 組測壓管?？蚋裰刑罘N植土并植草皮。 3）大壩防滲加固設(shè)計 水庫大壩自建成運行以來未出現(xiàn)大的安全事故，說明大壩總體是穩(wěn)定安全的，但水庫大壩壩區(qū)現(xiàn)狀存在的主要問題為： 0+0000+040 壩基出現(xiàn)滲漏、兩壩肩出現(xiàn)繞滲現(xiàn)象。放水涵為 Φ 200 鑄鐵管，啟閉機(jī)已損壞，并未建啟閉機(jī)房。調(diào)洪演算成果見表 。 工程任務(wù)與規(guī)模 根據(jù) 2021 年安全復(fù)核，東方紅水庫總庫容 16 萬 m3，屬?。?2）型水庫，工程等別為五等，大壩及主要水工建筑物為 5 級?，F(xiàn)敘述如下： ③層中風(fēng)化砂巖 (J)：此層未鉆 穿，最大鉆遇厚度 米。此層土屬高壓縮性土。主壩勘察段壩長 251 米，壩頂高程 米，頂寬平均 。歷年平均初霜日為 11 月 16 日，平均年蒸發(fā)量為 （ 1961 年），最少年為 （ 1985 年）。校核洪 水位 ，設(shè)計洪水位 ，正常蓄水位 ，汛期限制水位 ，死水位 。 （ 2）壩基出現(xiàn)滲漏、兩壩肩出現(xiàn)繞滲現(xiàn)象，影響大壩安全運行，需進(jìn)行截滲處理。 2021 年 2 月，當(dāng)涂縣水利局組織專家對初步設(shè)計進(jìn)行評審（評審意見附后）。 1 1 綜合說明 簡述 東方紅水庫位于安徽省馬鞍山市當(dāng)涂縣太白鎮(zhèn)永寧行政村境內(nèi)，座落于長江流域姑溪河支流上。 本次除險加固在萬分之一的地形圖上對水庫流域參數(shù)重新進(jìn)行了量算。 （ 3）大壩迎水面護(hù)坡為砼預(yù)制塊護(hù)砌，目前護(hù)砌至 高程，由于湖面廣，風(fēng)浪較大，需 將護(hù)坡砌至壩頂。溢洪道進(jìn)口高程 。年平均日照時數(shù) 2105 小時，日照百分率為 48%。水庫大壩主壩壩身為人工填土（ Q4ml），工程地質(zhì)剖面圖上標(biāo)識為 ① 層素填土。 壩身填土的物理力學(xué)性質(zhì)詳見土工試驗報告及物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計表。黃褐、灰黃色，結(jié)構(gòu)致密。大壩為均質(zhì)土壩，原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為 20 年一遇設(shè)計， 200 年一遇校核。 表 東方紅水庫洪水調(diào)節(jié)計算成果表 頻率 P（ %） 5 洪峰流量（ m3/s） 最高洪水位（ m） 5 相應(yīng)總庫容（萬 m3） 相應(yīng)滯洪庫容（萬 m3） 最大下泄流量（ m3/s） 根據(jù)安全評估結(jié)論，結(jié)合工程現(xiàn)狀， 本次水庫除險加固，以不改 變水庫設(shè)計正常蓄水位和汛限水位，不改變水庫以灌溉為主兼有防洪與養(yǎng)殖等綜合功能，不降低水庫工程效益，不增加庫區(qū)淹沒范圍為原則。 （ 2）壩基出現(xiàn)滲漏、兩壩肩出現(xiàn)繞滲現(xiàn)象，影響大壩安全運行，需進(jìn)行截滲處理。影響大壩安全運行，需進(jìn)行截滲處理。 6)下游壩底設(shè)貼坡反濾及新建排水系統(tǒng)。 第一組測壓管布置在最大壩高處，第二組測壓管布置在壩左側(cè)，與第一組相距 40m。施工用電可直接從附近 10kVA 線路“ T”接，在施工區(qū)范圍內(nèi)架設(shè)臨時供電線路 。 水庫淹沒處理及工程占地 東方紅水庫除險加固工程實施后，不抬高水庫各標(biāo)準(zhǔn)洪水位，因此不增加淹沒損失，不存在增加移民和淹沒賠償問題。生活污水需經(jīng)集中到污水池適當(dāng)處理后排放。 參考類似工程進(jìn)行估算，本除險加固工程環(huán)保與水保投資 5 萬元，其中環(huán)保投資 萬元，水保投資 萬元。 主要材料量為：水泥 178t， 碎石 164m3，塊 石 658m3， 黃砂 102m3 ， 柴油 11 t。計算期取 26 年，正常運行期取 25 年。 本次除險加固設(shè)計 20 年一遇的設(shè)計水位為 ， 200 年一遇的校核水位為 ，正常蓄水位 ，死水位 。一年中最熱為 7 月，平均氣溫 ℃；最冷為 1 月，平均氣溫 ℃。 根據(jù)分析， 東方紅 水庫所在流域的洪水主要由暴雨形成，暴雨歷時一般 1～ 3 天。計算成果見表 21。 ①匯流計算 根據(jù)“ 84 年辦法”，采用納希線性瞬時單位線模型進(jìn)行匯流計算，分析并綜合出計算出 17 瞬時單位線 參數(shù) m1 值的地區(qū)經(jīng)驗公式如下。 表 23 東方紅水庫各種頻率設(shè)計洪水過程線 單位 :m3/s 時段 T=1h 頻 率 P（ %） 2 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 18 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Qmax（ m3/s） 成果合理性分析 根據(jù)我省多年來已做工程采用不同方法計算設(shè)計洪水成果的經(jīng)驗比較，認(rèn)為采用“ 84 辦法”計算的洪水，對于山丘區(qū)水庫的洪水計算成果是偏安全的。 本次進(jìn)行水庫大壩大壩工程地質(zhì)測繪和工程地質(zhì)鉆探工作中，沒有發(fā)現(xiàn)大壩（包括兩端壩肩）及副壩等位置有斷層發(fā)育現(xiàn)象。 工程 地質(zhì)條件綜述 壩身工程地質(zhì)條件概況 （ 1）壩身工程地質(zhì)條件概述 水庫大壩主壩為均質(zhì)土壩 主壩勘察段壩長 251 米，壩頂高程 米，頂寬平均 米。此層土屬高壓縮性土。現(xiàn)敘述如下： ③層中風(fēng)化砂巖 (J)：此層未鉆穿，最大鉆遇厚度 米。 壩身填土的滲透性 本次勘察除對壩身土各原狀土進(jìn)行了垂直及水平兩種滲透系數(shù)的室內(nèi)試驗。屬中硬土，屬微～弱透水層。 放水涵為 Φ 200 鑄鐵管，啟閉機(jī)已損壞，并未建啟閉機(jī)房。水庫集雨面積 km2。 （ 3）大壩迎水面護(hù)坡為砼預(yù)制塊護(hù)砌，目前護(hù)砌至 高程，由于湖面廣，風(fēng)浪較大，需將護(hù)坡砌至壩頂。本次根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（ SL2522021）的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合《安徽省小水庫除險加固設(shè)計指導(dǎo)意見》的精神，復(fù)核洪水標(biāo)準(zhǔn)仍采用 20 年一遇設(shè)計， 200年一遇校核。 加固改造后的東方紅水庫正常溢洪道水位、泄量關(guān)系分別列于表 42。 （ 2）特征水位與流量 除險加固設(shè)計采用的特征水位與流量見表 。 30 （ 3）大壩迎水面護(hù)坡為砼預(yù)制塊護(hù)砌，目前護(hù)砌至 高程，由于湖面廣，風(fēng)浪較大，需將護(hù)坡砌至壩頂。 大壩壩頂超高及壩頂高程計算結(jié)果見表 。采用混凝土路面，路長 251m，寬 。 （ 1）方案一： 塑性混凝土防滲墻 混凝土防滲墻是利用專用的造孔設(shè)備營造孔槽，采用泥漿護(hù)壁，用導(dǎo)管在注滿泥漿的槽孔中澆注混凝土并置換出泥漿，形成墻體。 劈裂灌漿，沿壩軸線附近布置兩排灌漿孔，排距 ，孔位梅花狀布置 ,分二序施工。 方案二： 多頭小直徑深層攪拌成墻 造 價低，取材方便，施工速度快，施工工序少，工效 33 高 ， 成 墻耐久性好 ；本方案工程投資最少 。方案二投資小，工期短，在小水庫防滲加固工程中施工經(jīng)驗多，工程實施容易。 生態(tài)草坪護(hù)坡高程為 （壩頂）。本次在壩底設(shè)計排水溝如下圖。 大壩滲流計算 東方紅水庫始建于 1976 年 10 月，建成于 1977 年 4 月。本工況計算上游坡水位降落后的浸 潤線位置，為上游坡抗滑穩(wěn)定計算提供依據(jù)。防滲加固前后滲流計算成果見表 ；校核工況下大壩滲流等值線及水力坡降數(shù)值圖見圖 ~圖 。 （ 1） 計算剖面 根據(jù)地質(zhì)報告，結(jié)合施工與運行狀況選定主河床槽剖面為典型計算剖面進(jìn)行穩(wěn)定分析，與滲流計算剖面相同。計算程序采用河海大學(xué)研發(fā)的《土石壩穩(wěn)定分析系統(tǒng) — HHslope》，它可以進(jìn)行土石壩和土坡的施工期、運行期、庫水位降落、地震等工況的有效應(yīng)力分析或總應(yīng)力分析及水位驟降時的總應(yīng)力分析。抗滑穩(wěn)定計算結(jié)果表明：在正常運用條件下，上、下游壩坡最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均大于《規(guī)范》規(guī)定的 ；在非常運用條件下，上、下游壩坡最小抗滑穩(wěn) 定系數(shù)滿足規(guī)范要求。為了查明壩體填筑質(zhì)量，驗證巖土物理力學(xué)參數(shù)和工程地質(zhì)條件，進(jìn)行了勘探鉆孔取樣和巖土物理力學(xué)性能試驗。從計算成果圖可以看出，按擬定的各 土層滲透系數(shù)計算所得壩內(nèi)浸潤線位置及滲流出逸點較高， 39 在校核水位時，下游壩坡出逸高程為 ，高出地面 。因此，本工況不再計算。 本次除對現(xiàn)狀壩體滲流計算進(jìn)行復(fù)核外，主要是計算分析防滲加固處理后的效果。 滲流分析計算表明 現(xiàn)狀下游壩坡出逸點比降為 ～ ，出逸點高度 。于護(hù)砌頂、底設(shè)各一道 M10 漿砌塊石齒墻，斷面尺寸 （ 寬高 ） ，每 30m 設(shè)置一道垂直壩軸線的齒墻，斷面尺寸 （ 寬高 ） 。 （ 4）防滲墻設(shè)計 大壩截滲采用多頭小直徑水泥土防滲墻。此方案的缺點是井柱施工內(nèi)粘性土回填質(zhì)量不容易控制。主 排孔沿壩軸線布置，以建立連續(xù)的防滲帷幕 。 本方防滲墻施工需要 5m 寬的施工平臺，可將壩頂削低 ，施工完畢后恢復(fù)。路面設(shè)置向下游側(cè) 3%的橫坡，以利排水。由表 可知，東方紅水庫大壩壩頂高程由校核洪水位控制，現(xiàn)狀條件下計算壩頂高程為 ，現(xiàn)有壩頂高程部分不滿足防洪要求 。 壩頂高程復(fù)核及壩頂改造 （ 1） 壩頂高程復(fù)核 根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（ SL2522021）中有關(guān)規(guī)定，確定東方紅水庫大壩為 5級建筑物。 大壩加固設(shè)計 大壩為均質(zhì)土壩，現(xiàn)狀壩頂高程 ，最大壩高 ，壩長 251m，壩頂寬 ，壩上游坡約 1∶ ，壩下游坡比 1∶ 。 表 43 東方紅水庫洪水調(diào)節(jié)計算成果表 頻率 P（ %） 5 洪峰流量（ m3/s） 最高洪水位（ m） 相應(yīng)總庫容（萬 m3） 相 應(yīng)滯洪庫容（萬 m3） 最大下泄流量（ m3/s） 28 5 加固工程設(shè)計 根據(jù)《現(xiàn)場檢查報告》、《安全評估報告》的結(jié)論，東方紅水庫除險加固工程主要建設(shè)內(nèi)容：迎水坡砼預(yù)制塊護(hù)坡， 背水坡排水系統(tǒng)和排水棱體，壩頂防汛道路，溢洪道修復(fù)，修建擋土墻，更換放水涵啟閉機(jī)和閘門，并新建啟閉機(jī)房等。 水庫洪水調(diào)洪計算條件 庫容曲線 東方紅水庫無法找到庫容曲線資料，本次根據(jù)萬分之一的實測地形圖進(jìn)行量算求得。 25 綜上所述，東方紅水庫大壩存在比較嚴(yán)重病險，主要包括工程質(zhì)量差、滲流不滿足要求；溢洪道、放水涵洞存在安全隱患；缺少必要的大壩安全監(jiān)測設(shè)施等，應(yīng)屬“三類壩”，建議盡快除險加固。根據(jù) 2021 年安全復(fù)核計算，現(xiàn)狀 20 年一遇設(shè)計洪水位 ，200 年一遇校核洪水位 ，壩體、泄洪設(shè)施及管理設(shè)施等存在一定的安全隱患。 水庫設(shè)計灌溉面積 1000 畝，保護(hù)著下游 萬人、 萬畝耕地和 S314 省道的防洪安全。 水庫大壩壩區(qū)及近壩庫區(qū)天然邊坡未發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象?，F(xiàn)分段評述如下 。巖芯呈短柱狀，密實狀態(tài)，原巖風(fēng)化成砂土狀，遇水易軟化，含泥質(zhì)、云母片等，裂隙發(fā)育。 壩基工程地質(zhì)條件 （ 1）壩基工程地質(zhì)條件概況 水庫大壩主壩主要座落于第四系上更新統(tǒng)（ Q3al