【正文】 水力坡降計(jì)算公式Jcr=(Gs1)(1n)得臨界水力坡降值為 ，滲流安全系數(shù)取 （范圍值～） ，計(jì)算出允許滲透坡降值為 。涵管主要用于灌溉，出口設(shè)閘閥控制。砂、礫石料豐富，能夠滿足工程需求。大壩為均質(zhì)土壩，填土主要為含礫粉質(zhì)壤土，填筑質(zhì)量差，壓實(shí)度、干密度偏低，防滲性差，不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，大壩存在滲漏問題及滲透破壞隱患，下游壩腳無反濾排水設(shè)施，建議進(jìn)行防滲加固處理。（4） 、壩下涵管管身斷裂、變形，漏水嚴(yán)重；出口閘閥銹蝕嚴(yán)重，不能正常使用。本工程水庫總庫容 萬 m3，設(shè)計(jì)灌溉面積為 1200 畝，工程規(guī)模為重點(diǎn)?。?）型，根據(jù)《水利水電工程等別及洪水標(biāo)準(zhǔn)》 （SL252—20xx）及《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB5020194） ，確定本工程等別Ⅴ水利工程，根據(jù)本工程的等別，確定永久性主要建筑物級別為 5 級。土料儲量約12104m3，料場土擊實(shí)試驗(yàn)值；最優(yōu)含水量 %，最大干容重 。根據(jù)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》 （SL18996）的規(guī)定，壩頂在水庫靜水位以上的超高按下式確定：y=R+A式中：y——壩頂超高，m； R——最大波浪在壩坡上的爬高，m；本工程為 5 級壩，爬高應(yīng)采用累積頻率為 5%的爬高值 R5％ 。不滿足抗風(fēng)浪要求，需要進(jìn)行修補(bǔ)。溢洪道在右壩肩山體中開挖而成，基礎(chǔ)坐落在礫粉質(zhì)壤土上，承載力滿足要求；溢洪道底板砼裂縫、破損，漿砌石邊墻砂漿老化、脫落，抗沖能力差；下游消能不徹底，出口沖刷形成沖坑。表 　 泄槽邊墻高計(jì)算表樁號 水深（m） 流速（m/s） 摻氣增加后水深 邊墻高（m）0+000 0+010 0+020 由以上計(jì)算表可知，泄槽所需最大墻高為 ，最小墻高為 ，考慮到左右岸塌方擋土的要求，確定泄槽墻高為 過渡到末端的 ，具體擋墻高度見初步設(shè)計(jì)圖集。3　陡槽段：0+008～0+028，底板高程 ～，陡槽段邊坡采用直立式 漿砌石擋墻襯砌，底板采用 C25 鋼筋砼襯砌，襯砌厚度 30cm，襯砌后寬度 3m4　溢洪道陡槽段采用 C25 鋼筋砼襯砌，下設(shè) C10 砼墊層，在底板兩邊布置一道50縱向排水溝，排水溝內(nèi)碎石填充。⑴　泄槽首端端面計(jì)算的臨界水深計(jì)算根據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》 （SL25320xx）提供的方法計(jì)算起始斷面位置和水深，泄槽上游接寬頂堰，起始計(jì)算斷面定在堰下收縮斷面。 大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)石塘水庫水庫現(xiàn)狀大無必要的安全監(jiān)測設(shè)施，不能滿足水庫大壩安全監(jiān)測和管理的實(shí)際要求。 大壩壩坡及壩頂設(shè)計(jì)（1）大壩壩坡及護(hù)坡設(shè)計(jì)根據(jù)本階段（現(xiàn)狀）大壩復(fù)核計(jì)算成果，現(xiàn)狀大壩壩頂高程和壩頂寬度狹窄不滿足規(guī)范要求。水庫下泄流量和庫存水量是庫水位的函數(shù)：q=f1(Z) V=f2(Z) 聯(lián)解上面三式通過試算法求水庫最高洪水位。孔隙性潛水主要分布于河漫灘、階地及溝谷第四系松散堆積物中，接受大氣降水和基巖裂隙水補(bǔ)給，排泄于溝谷、河床。 工程規(guī)模及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)石塘水庫是一座以灌溉為主，兼顧養(yǎng)殖、防洪等綜合效益的重點(diǎn)?。?）型水利樞紐工程。但大壩運(yùn)行過程中一直存在較多安全隱患，使工程不僅不能發(fā)揮設(shè)計(jì)規(guī)模效益，而且對其下游人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全形成很大威脅。壩基地層具中等透水性，防滲性較差。 塊石料庫區(qū)無可開采石料，推薦選用附近溫泉石料場石料，石料為花崗，新鮮巖石致密較堅(jiān)硬，儲量豐富，質(zhì)量符合要求，運(yùn)輸方便，運(yùn)距 15m。地基巖、土抗沖性差，允許抗沖流速～（水深＜3m） ；土層具中等透水性，防滲性差。顆粒組成：礫石（60～2mm）%，砂粒（2～）%，粉粒（～）%，粘粒（＜）%。大壩座落在第四系全新統(tǒng)沖洪積層（al+plQ 4） ；第四系上更新統(tǒng)殘坡積層（el+dlQ 3） 、中元古界雙橋山群上亞群 (Pt 22)等地層上。 壩址區(qū)工程地質(zhì)條件及評價(jià) 壩體質(zhì)量評價(jià)大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高 ，壩頂軸線長 165m，壩頂寬～。 地質(zhì)構(gòu)造與地震庫區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺、下?lián)P子～錢塘臺拗、九江臺陷之廬山穹斷束構(gòu)造單元中。穩(wěn)定性較好；右岸相對高度 20m 左右，壩肩及近壩庫岸土質(zhì)邊坡，自然坡度10～20176。水庫存在諸多病險(xiǎn)隱患，概括如下。水庫無進(jìn)庫公路，交通不便，壩址距村級公路長約 1km。 Σht 為 t 時段的累積凈雨；t 為凈雨時間。設(shè)計(jì)暴雨采用查手冊法及星子縣氣象站暴雨資料統(tǒng)計(jì)計(jì)算法來推求，并對兩者推算的洪水進(jìn)行比較，取其較不利的洪水作為計(jì)算成果。根據(jù)庫區(qū)實(shí)測地形成果，庫區(qū)庫底高程約為 58m，以其為 0 庫容點(diǎn)。大壩需改造公路長 2Km，將寬度擴(kuò)寬至 ，路基碾壓密實(shí)，碾壓密實(shí)度不小于 ，碾壓密實(shí)后面層設(shè) 20cm 泥結(jié)石路面。將壩頂整理至 ，壩頂寬 5m，為改善大壩防汛交通條件，結(jié)合水庫的運(yùn)行管理要求，壩頂設(shè)置 C20 砼路面，路面向兩側(cè)各設(shè) 2%的橫坡。根據(jù)《石塘水庫大壩安全評估報(bào)告》的結(jié)論和建議，組織設(shè)計(jì)人員于 20xx 年 3 月對該工程重新進(jìn)行了現(xiàn)場勘查、工程復(fù)核計(jì)算和工程加固設(shè)計(jì)等工作，編制完成了《星子縣石塘水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》及有關(guān)圖紙，現(xiàn)一并上報(bào)，敬請審批。洪水季節(jié)有明顯的規(guī)律性，一般 6 月份中旬進(jìn)入汛期，到 8 月下旬結(jié)束。（3）壩下涵管水庫現(xiàn)有壩下涵管一座，位于大壩右段，為素砼圓管，總長 40m，內(nèi)徑 30cm，進(jìn)口底板高程 ，出口底板高程 。距離星子縣城 33km。 水文氣象本工程區(qū)屬亞熱帶東南季風(fēng)氣候區(qū)，夏季濕熱多雨，冬季風(fēng)寒天冷。（2） 、壩基、壩肩存在滲漏問題。 工程布置及建筑物加固設(shè)計(jì) 工程等別及建筑物級別石塘水庫總庫容 104 m3，根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn) 》（SL252－20xx ）的規(guī)定，確定本工程為Ⅴ等?。?）型工程，永久建筑物級別為 5級，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為 20 年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 200 年一遇，消能防沖建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)為 10 年一遇。本次設(shè)計(jì)增加水位標(biāo)尺及新建一座 30m2 值班房。土料場取料完成后修建排水設(shè)施，用推土機(jī)回填表土，平整壓實(shí)并種草防止水土流失。當(dāng)時由于正是“文化大革命”時期，邊設(shè)計(jì)邊施工，原設(shè)計(jì)情況沒有留下任何設(shè)計(jì)資料，采用的洪水標(biāo)準(zhǔn)不詳，大壩及其建筑物設(shè)計(jì)情況不清楚。該區(qū)的設(shè)計(jì)前期雨量 Pa=70mm, IM=100mm.。表 石塘水庫 10%頻率洪水過程線計(jì)算表 時間序號t(小時) Δt(小時)Q 地面(m3/s)Q 地下(m3/s) Qt(m3/s) 1 1 1 221 表 石塘水庫 5%頻率洪水過程線計(jì)算表 時間序號t(小時) Δt(小時) Q 地面 (m3/s) Q 地下 (m3/s) Qt(m3/s) 1 1 1 1 1 表 石塘水庫 %頻率洪水過程線計(jì)算表 時間序號t(小時) Δt(小時) Q 地面 (m3/s) Q 地下 (m3/s) Qt(m3/s) 23 1 圖 石塘水庫洪水過程線 (h)Q(m3/s)p=%p=5%p=10%表 石塘水庫洪峰流量計(jì)算結(jié)果表設(shè)計(jì)頻率 10% 5% %洪峰流量 (m3/s) 洪水計(jì)算成果分析為進(jìn)一步從地區(qū)上檢驗(yàn)成果的合理性，將上述計(jì)算結(jié)果與本地區(qū)的其它水庫設(shè)計(jì)洪水成果進(jìn)行比較，結(jié)果詳見表 。主要建筑物現(xiàn)狀分述如下。完成壩址區(qū)測繪約 ，地質(zhì)剖面測繪 3 條，坑槽探 5 點(diǎn)、進(jìn)尺 ，小型鉆探 2 點(diǎn)，進(jìn)尺 。河27床內(nèi)分布有厚約 ～ 淤泥質(zhì)砂土，松散狀，夾含腐植質(zhì)。第四系松散堆積層厚薄不均，呈零星狀，條帶狀分布。根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》 （GB5048720xx）附錄《土的滲透變形判別》中的判別方法，土層滿足條件：C u (不均勻系數(shù)) ＞5，p c (土的細(xì)粒含量) ＞35%。砂礫石，灰色、灰黃色，稍密狀，礫、卵石含量60％左右，其母巖主要為石英、石英砂巖，粒徑3～60mm，少量達(dá)100mm，次圓、圓狀；泥砂含量40％左右。壩基存在滲漏問題。料場植被整體較差，為稀疏灌木、雜草，可開采面積 3001002m2，平均剝離層厚 ，按平均可開采厚度 計(jì)算，儲量為 12104m3。據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB1830620xx)的界定，工程區(qū)地震動峰值加速度為 ，相應(yīng)地震烈度為Ⅵ度，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造較穩(wěn)定。涵管位于右段壩下，為素砼圓管。 工程任務(wù)根據(jù)石塘水庫存在的問題，擬定的石塘水庫樞紐建筑物除險(xiǎn)加固的主要任務(wù)是：對大壩、溢洪道、壩下涵管進(jìn)行加固處理；完善工程運(yùn)行、管理及防汛設(shè)施，提高水庫蓄水和防洪能力，確保水庫大壩安全，并使工程加固后提高和達(dá)到設(shè)計(jì)灌溉面積充分發(fā)揮本工程的社會經(jīng)濟(jì)效益。,　北緯 29176。根據(jù)水庫集雨面積及庫容選定控制段寬為 2m。W：計(jì)算風(fēng)速，m/s。下設(shè) 10cm 厚砂石混合料墊層。進(jìn)口段為漿砌石結(jié)構(gòu)，控制堰段為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，進(jìn)口段長 3m，控制堰段長 5m，后接泄槽，泄槽水平長 20m，邊墻采用漿砌石，底板均采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)，泄槽后端為消力池。計(jì)算得 Q=，渠道水深 h=。則共軛水深 h2可用下式： 《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL25320xx)212(8)Fr???Fr1= 1gh式中：F r1—收縮斷面弗氏數(shù)； h1—收縮斷面水深，h 1=； V1—收縮斷面，V 1=；經(jīng)計(jì)算，h 2=消力池長 Lk=(h2h1)=，取 LK=10m。按有關(guān)計(jì)算公式48得 Q～Z 水位流量關(guān)系見表 。（3）大壩壩坡排水設(shè)計(jì)下游采用草皮護(hù)坡，為避免雨水漫流沖刷壩坡，在下游壩坡面上設(shè)置縱、橫排水溝，縱向排水溝設(shè)置于馬道及下游坡腳處，斷面尺寸 ，橫向排水溝垂直壩軸線方向布置于下游壩面，設(shè)置于壩面中央，大壩下游坡面與兩岸交線處各設(shè)一條橫向排水溝，排水溝斷面尺寸為 ，縱、橫排水溝相互連通。非常運(yùn)用情況 W=Wmax。/s） 0 圖 石塘水庫水位與溢洪道泄水流量曲線圖43水 位 流 量394041 泄 流 量 (m179。, 屬于亞熱帶東南季風(fēng)氣候區(qū)，夏季濕熱多雨，冬季風(fēng)寒天冷，主要參數(shù)如下：多年平均降水量 1493㎜多年平均氣溫 ℃極端最高氣溫 40℃極端最低氣溫 ℃。設(shè)計(jì)灌溉面積為 1200 畝。管身斷裂、變形，漏水嚴(yán)重，威脅大壩安全；出口閘閥銹蝕嚴(yán)重，不能正常使用。第四系全新統(tǒng)沖洪積層主要為含礫砂壤土、砂礫石；第四系上更新統(tǒng)殘坡積層主要為含礫粉質(zhì)壤土、砂壤土。土料為殘坡積粉質(zhì)壤土，褐黃色、黃紅色，硬塑狀，下部夾少量石英細(xì)礫。 溢洪道工程地質(zhì)條件及評價(jià)溢洪道位于大壩左端岸坡，實(shí)用堰型，無閘門控制。顆粒組成：礫石（60～2mm）%，砂粒（2～）%，粉粒（～）%，粘粒（＜）%。由流土型的臨界水力坡降計(jì)算公式29Jcr=(Gs1)(1n)得臨界水力坡降值為 ，滲流安全系數(shù)取 （范圍值～） ，計(jì)算出允許滲透坡降值為 。區(qū)內(nèi)地下水類型主要為第四系系松散堆積層內(nèi)孔隙潛水及基巖裂隙水。該層厚度變化大，薄至 以下，厚達(dá) 6m 以上。 壩址區(qū)域地質(zhì)概況 地形地貌及物理地質(zhì)現(xiàn)象石塘水庫位于星子縣西南部，庫區(qū)屬丘陵地貌。上游壩坡 62～68m 高程為干砌石護(hù)坡，坡比 1:；下游壩坡未護(hù)坡，在 高程處有一馬道，馬道寬～，馬道以上坡比 1:，馬道以下坡比 1:，未設(shè)反濾排水設(shè)施。3 工程地質(zhì)與工程質(zhì)量 概述石塘水庫位于九江市星子縣橫塘鎮(zhèn)故里垅村，距星子縣城 33km。其中：fc(10%)= fc(5%)=fc(%)=15表 石塘水庫 10%頻率凈雨過程表時段項(xiàng)目1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 合計(jì)H ΣH 　ΣH+Pa 　ΣR 總 　R 總 R 下（fc 復(fù)核依據(jù)①《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》 （SL25220xx）②《水利工程水利計(jì)算規(guī)范》 （SL10495）③《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》 （SL4493）④《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》 （SL18996）⑤《江西省暴雨洪水