【正文】 要素特征值 江頭 水庫(kù)位于石城縣 西南 部 屏山 鎮(zhèn) 新付 村 ， 東經(jīng) 116176。流域暴雨類型主要有鋒面雨和臺(tái)風(fēng)雨。 本次壩址設(shè)計(jì)洪水根據(jù)《手冊(cè)》有關(guān)規(guī)定，采用推理方式法推求，具體計(jì)算根據(jù)《手冊(cè)》的有關(guān)規(guī)定采用計(jì)算機(jī)編程完成。 （ 4） 下游壩腳 無(wú) 排水 體 ，壩后存在滲漏 。 大壩布置在 文勝村小組 ，大壩結(jié)構(gòu)為 心墻 土壩， 壩頂高程， 最大壩高 ，壩頂寬 ～ ，壩頂全長(zhǎng) 。 涵管 進(jìn)水口 為軟木塞斜 臥 管梯級(jí)明流放水 。 4 江頭 水庫(kù)于 1975 年 建 成， 鑒于當(dāng)時(shí)的歷史條件及技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面的限制，水庫(kù)建設(shè)采用群眾運(yùn)動(dòng)的方式，在未經(jīng)正規(guī)的勘測(cè)、設(shè)計(jì)，未經(jīng)批準(zhǔn)的情況下動(dòng)工興建的，工程施工中留下一些隱患。 大壩安全鑒定結(jié)論為：該水庫(kù)為病險(xiǎn)水庫(kù)，屬“三類壩”。 （ 2）上 游壩坡 加固設(shè)計(jì) 拆除上游壩面干砌石護(hù)坡，上游壩坡 培厚放緩 后 ,上游 壩坡為 1：， 在 ， 死水位（高程 ）以上壩坡采用 C20 砼預(yù)制塊護(hù)， 預(yù)制塊厚度 ，其下為 厚混合砂石墊層 。 溢洪道底板 采用 鋼筋砼結(jié)構(gòu)，溢洪道底板 厚度 ， 兩岸邊坡采用砼襯護(hù)， 采用挑流 消能。陡槽 段 末端采用挑流消能 , 挑射角為 25176。進(jìn)水口選擇在大壩 右 壩頭 上游 30m 左右的庫(kù)內(nèi)岸坡上，進(jìn)水口底板高程，洞線經(jīng)過(guò)大壩左岸山頭，平面上設(shè)一個(gè)彎道，至大壩下游右 側(cè) 山坡出洞，然后采用砼明 渠引至原灌溉渠道。 斜臥管采用階梯式，每級(jí)高差為 ，底板及邊墻砼厚度為 ，斜管過(guò)水面為 ，底板坡度為 1： 。通過(guò)計(jì)算：明渠為矩形斷面，高 ，寬 ，底板及邊墻采用 C20砼澆筑，厚度為 ，邊坡 1:。 8 （ 1）上、下游水位監(jiān)測(cè) 在大壩上、下游設(shè)置 1 組水尺和 1 支水位計(jì)，用來(lái)監(jiān)測(cè)水庫(kù)的上下游水位。 工程加固所需的水泥 到瑞金市萬(wàn)年青水泥廠購(gòu)買，運(yùn)距 85km；鋼筋、木材等主要材料可在 石城 縣有關(guān)部門采購(gòu)，塊石 、礫石可到距水庫(kù) 20km 的 琴江鎮(zhèn)花圓 石料場(chǎng)購(gòu)買， 河砂可到距水庫(kù) 15km 的 琴江 河 勝利 砂場(chǎng) 購(gòu)買，土料在 水庫(kù)上游 粘土料場(chǎng)自營(yíng)開(kāi)采，開(kāi)采條件較好，有公路可通至壩區(qū)，交通運(yùn)輸較方便，運(yùn)距約為 。各工區(qū)施工場(chǎng)地可利用上游 左 岸一平地布置。施工期人群健康保護(hù)采取施工區(qū)衛(wèi)生清理和施工人員衛(wèi)生防疫。使得水庫(kù)的渡汛準(zhǔn)備及抗洪搶險(xiǎn)極為不便。 （ 1）增設(shè)水、雨情觀測(cè)設(shè)施。其中建筑工程，臨時(shí)工程費(fèi)用 ，獨(dú)立費(fèi)用 。 在本次初設(shè)階段，根據(jù) 1/10000地形圖對(duì)水庫(kù)流域集雨面積、河長(zhǎng)、河道加權(quán)平均坡降等特征參數(shù)進(jìn)行量算復(fù)核，成果見(jiàn)表 。據(jù)石城站歷年資料統(tǒng)計(jì)，多年平均降水量 1727mm，年最大降水量 ，出現(xiàn)在 1997 年。洪水多出現(xiàn)在 4～ 6月，年最大洪水多出現(xiàn)在 6月。 F 推理公式法計(jì)算的設(shè)計(jì)洪水成果見(jiàn)表 ，設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線采用五點(diǎn)概化法推求，細(xì)化為 1h的設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線見(jiàn)表 。 19 表 江頭 水庫(kù)壩址分期設(shè)計(jì)洪水成果表 P（ %） Q(m3/s) 時(shí) 段 10 20 50 11 月 ～次年 2月 分期設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線據(jù)壩址相應(yīng)頻率設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線 采用同倍比縮放，見(jiàn)表 表 壩址分期（ 10～ 2月）設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線 T △ t=(h) P(%) 20 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 20 壩址下游水位流量關(guān)系曲線 由于工程壩址下游無(wú)實(shí)測(cè)水位流量資料，本階段根據(jù)壩址下游溢洪道出口段實(shí)測(cè)縱、橫斷面及河床比降等資料，采用水力學(xué)計(jì)算方法求得壩址水位流量關(guān)系。由于工程修建時(shí)采用人工填土夯實(shí)，壩體土料及施工質(zhì)量較差。 壩址區(qū)兩岸地形較對(duì)稱，山頂海拔高度一般為 300～ 320m，山坡自然坡度 30～ 35176。 ，單斜構(gòu)造，為硬質(zhì)巖，分布于整個(gè)樞紐區(qū)；第四系沖積層主要為含泥砂礫石層，厚度 1～ 2m 左右，主要分布于原始河床內(nèi)；坡殘積層主要由含砂粘土、碎石土組成，厚度 1～ ，主要分布于兩岸山坡溝谷及緩坡處?！?80176。據(jù)地表測(cè)繪，庫(kù)壩區(qū)巖體普遍存在風(fēng)化現(xiàn)象，其風(fēng)化程度主要受地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造和巖性控制，以面狀風(fēng)化為主。 表 壩基巖（石）體物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)建議值表 巖石名稱 項(xiàng) 目 名 稱 變質(zhì)砂巖夾板巖 全 風(fēng)化 強(qiáng)風(fēng)化 弱風(fēng)化 容重（ KN/m3） 濕抗壓強(qiáng)度 (MPa) 20 40 彈性模量 (Gpa) 3 9 巖體抗剪 （斷）強(qiáng)度 ? ?′ 0..50 C ′(MPa) 砼 /巖抗剪 （斷）強(qiáng)度 ? ?′ C ′(MPa) 承載力標(biāo)準(zhǔn)值 fk(KPa) 350 1600 5000 25 水庫(kù) 主要工程地質(zhì)問(wèn)題評(píng)價(jià) 水庫(kù)滲漏 庫(kù)區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較發(fā)育，巖性為 震旦系變質(zhì)巖 ，庫(kù)區(qū)周邊山體較雄厚，現(xiàn)狀無(wú)低矮埡口和深切鄰谷，地下分水嶺與地形分水嶺相近，最低分水嶺高程遠(yuǎn)高于水庫(kù)正常蓄水位，且?guī)靸?nèi)無(wú)區(qū)域性或活動(dòng)性斷裂通過(guò)，因此水庫(kù)無(wú)大的滲漏之憂。 樞紐建筑物工程質(zhì)量與地質(zhì)條件評(píng)價(jià) 大壩工程質(zhì)量評(píng)價(jià) 據(jù)本次勘測(cè)現(xiàn)場(chǎng)檢查及實(shí)測(cè)：大壩 為粘土心墻土壩，壩頂高程為～ ，壩頂長(zhǎng)約 左右，壩頂寬約 ～ ，上游壩坡不平整，壩坡坡比為 1： ，塊石護(hù)坡，護(hù)坡塊石成分主要為石英砂巖，厚約 20～ 30cm 左右，塊徑 20～ 30cm，沖刷較嚴(yán)重，局部無(wú)護(hù)坡塊石，塊石堆砌不緊密，護(hù)坡塊石與壩體土之間未見(jiàn)有明顯砂礫石墊層；下游壩坡不平整，壩坡坡比自上而下為 1： 、 1:、1:，分三級(jí)馬道，坡度不順。 據(jù)以上資料分析：心墻土土質(zhì)差，碾壓質(zhì)量差，壓實(shí)度偏小，滲透性偏大，不符合心墻土壩的抗?jié)B規(guī)范要求，大壩存在壩體滲漏問(wèn)題。河床段壩基存在一層原狀沖積土層，土質(zhì)主要為含泥砂礫石，呈灰褐色，厚度 ～ ，結(jié)構(gòu)稍密狀，礫石含量 35～ 45%左右。斜臥管布置在右岸山坡上，為漿砌石結(jié)構(gòu)，外寬約 50cm，約 50cm一級(jí)臺(tái)階，放水孔孔徑約 20cm。 壩基及 繞壩滲漏評(píng)價(jià) 兩岸及河床壩基上部有松散堆積層分布，存在滲漏問(wèn)題。 據(jù)溢洪道區(qū)出露的巖層實(shí)際情況，并參照本地區(qū)同類工程經(jīng)驗(yàn)類比分析，綜合提出溢洪道區(qū)巖土層物理力學(xué)指標(biāo)建議值如下： （ 1）溢洪道區(qū)巖體抗沖刷允許流速建議值：強(qiáng)風(fēng)化巖體 2～ 3m/s，弱風(fēng)化巖體 3～ 5m/s。 引水隧洞出口山坡坡度為 32176。據(jù)實(shí)地調(diào)查，塊石料、土料和砂礫石料貯量較豐富，其中土料與砂礫石料運(yùn)距較近，塊石料運(yùn)距較遠(yuǎn)。 土體主要由砂礫巖風(fēng)化形成的殘坡積層，土質(zhì)為灰黃色～灰紅色粉（粘）土質(zhì)砂礫，碎礫粒含 量一般為 30～ 50%左右，粘粒含量為 5～ 10%左右；料場(chǎng)無(wú)用層厚度為 ，有用層平均厚度為 1～ ，可開(kāi)采面積＞ 1萬(wàn) m2，有用層儲(chǔ)量＞ 萬(wàn) m3，該料場(chǎng)土質(zhì)可作為壩坡培厚用土料，質(zhì)量及儲(chǔ)量可滿足工程要求。該料場(chǎng)現(xiàn)為經(jīng)營(yíng)性采石場(chǎng)，同時(shí)有碎石及石渣料供應(yīng)，可根據(jù)工程需要直接購(gòu)買使用，質(zhì)量及儲(chǔ)量可滿足工程需要。 溢洪道右側(cè)漿砌石擋墻直接與左壩肩接頭，擋墻較單薄，裂縫破損嚴(yán)重；出口無(wú)消能防沖設(shè)施，下泄 洪 水 直沖壩腳，危及大壩安全 。 江頭 水庫(kù)原設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用 20 年一遇設(shè)計(jì)， 200 年一遇校核。 ②洪水調(diào)節(jié)方法及成果 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算根據(jù)水庫(kù)水量平衡方程式計(jì)算： )(21)(21 2121 tIItV ??????? 式中：△ t—— 計(jì)算時(shí)段長(zhǎng)， s； △ V—— △ t時(shí)段內(nèi)庫(kù)容變化量， m3； I I2—— 時(shí)段初和時(shí)段末的入庫(kù)流量， m3/s； Q Q2—— 時(shí)段初和時(shí)段末的出庫(kù)流量， m3/s。 主要加固項(xiàng)目 安全鑒定結(jié)論： 水庫(kù)洪水標(biāo)準(zhǔn)按 20 年一遇設(shè)計(jì)， 200 年一遇校核，大壩壩頂高程不滿足規(guī)范規(guī)定的抗洪高度要求。 本次 主要加固內(nèi)容： 大壩上游 壩坡培厚放緩 砼預(yù)制塊護(hù)坡 ,沿原壩軸線 增設(shè) 套井回填 粘土 心 墻 ， 整修 下游壩坡， 下游壩坡草皮護(hù) 36 坡 ； 壩頂增設(shè) 砼路面、壩面 增設(shè) 排水設(shè)施， 增設(shè)壩腳貼坡排水； 改 建 溢洪道 ； 新建 灌溉引水隧洞 ,封堵 原 壩下灌溉涵管 。 (3）地震基本烈度 據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（ GB18306— 2020）查得， 江頭 水庫(kù)壩址地震動(dòng)峰值加速度等于 ，不考慮地震作用。據(jù)《中國(guó)地震參數(shù)區(qū)劃圖》（ 2020），查得工程區(qū)地震峰值加速度等 于 ，本工程不考慮地震設(shè)防。 由于 H≥ ,平均波長(zhǎng)按下式計(jì)算： Lm= ?22mgT 式中： Lm— 平均波長(zhǎng)， m； H— 壩迎水面前水深， m。 （ 2）水庫(kù)滲漏現(xiàn)象 大壩心墻 土質(zhì)較差，碾壓質(zhì)量較差，滲透性偏大， 心墻 土體 平均滲透系數(shù) K=179。 滲流計(jì)算主要參數(shù)是根據(jù)地勘報(bào)告和土工試驗(yàn)成果確定的。壩體分成 3個(gè)滲流區(qū)：壩殼土為 1個(gè)滲透區(qū)，粘土心 為 1個(gè)滲透區(qū)，壩基強(qiáng)風(fēng)化層為 1個(gè)滲透區(qū)。 據(jù)水庫(kù)管理人員反映 ，壩腳 長(zhǎng) 期有明水流出，滲水量與庫(kù)水位關(guān)系密切。 ） 平均波浪爬高為： Rm=mmW LhmKK 21?? 式中： Rm－平均波浪爬高， m； m－單坡的坡度系數(shù)； K△－斜坡的糙率滲透性系數(shù)，取 ， KW－經(jīng)驗(yàn)系數(shù)； 壩頂高程按以下 2種運(yùn)用條件計(jì)算，取其最大值： (1)設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用條件的壩頂超高； (2)校核洪水位加非常運(yùn)用條件的壩頂超高。本次初步設(shè)計(jì)結(jié)合加固處理設(shè)計(jì)對(duì)大壩壩頂高程作進(jìn)一步復(fù)核。 ) 滲透系數(shù)K(cm/s) 壓縮系數(shù) pa1 允許滲 透比降 J C C′ φ φ′ 大壩 心墻 土 9 20 22 105 上下游 壩殼土 5 24 103 壩基 （沖積層） 6 21 104 （ 5）壩頂安全超高 壩頂安全超高 按《水利水電工程等級(jí)劃分洪 水標(biāo)準(zhǔn)》（ SL2522020）有 關(guān)規(guī)定，確定如下表： 表 運(yùn)用情況 壩頂安全超高（ m） 正常運(yùn)用 非常運(yùn)用 (6）壩坡穩(wěn)定安全系數(shù) 大壩上、下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)見(jiàn)下表： 表 運(yùn)用條件 瑞典圓弧法 簡(jiǎn)化畢肖普法 正常運(yùn)用 非常運(yùn)用 （ 7）邊墻、底板穩(wěn)定安全系數(shù) 表 運(yùn)用條件 邊墻抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)（抗剪） KC 邊墻抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù) 底板抗浮穩(wěn)定 安全系數(shù) k1 基本組合 ~ 特殊組合 （ 1） （ 2） 采用的主要技術(shù)規(guī)范 （ 1）《水利水電工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)程》（ DL5020193； （ 2）《防洪標(biāo)準(zhǔn)》 (GB50201— 94)； 38 （ 3）《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》 (SL252— 2020)； （ 4）《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 (SL274— 2020)； （ 5）《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》 (SL253— 2020)； （ 6）《水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2792020）； （ 7）《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB50012020）； （ 8）《水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL/T19196）； （ 9）《水工砼建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》（ DL50771997）； （ 10）《土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（ SL6094）； （ 11）《公路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JTJ01194）； （ 12）《水利水電工程施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)導(dǎo)則》 (DL/T5114— 2020)； （ 13）《水利水電工程圍堰設(shè)計(jì)導(dǎo)則》 (DL/T5087— 1999)； （ 14）水庫(kù)大壩評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范規(guī)定； （ 15）江西省重點(diǎn)?。?2）型病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)及審批導(dǎo)則（試行）。 設(shè)計(jì)依據(jù) 根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（ GB50201— 94）和《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（ SL252— 2020）的規(guī)定， 江頭 水庫(kù)為?。?2）型水庫(kù)，工程等級(jí)為Ⅴ等，主要建筑物大壩、溢洪道、灌溉引水系統(tǒng)為 5級(jí)建筑物，其它次要建筑 物為 5級(jí)。 上、下游壩坡偏陡，上游護(hù)坡塊石風(fēng)化破碎嚴(yán)重，下游壩坡無(wú)排水設(shè)施。 表 各頻率洪水調(diào)洪成果表 項(xiàng) 目 1 2 5 壩址天然洪峰 流量 (m3/s) 壩前最高 庫(kù)水位 (m) 相應(yīng)最大下泄 流量 (m3/s) 相應(yīng)壩址下游 水位 (m) 經(jīng)調(diào)洪計(jì)算，設(shè)計(jì)洪水位 (P=5