【文章內(nèi)容簡介】 擋水建筑物級別為 5級，其洪水標(biāo)準(zhǔn)按施工圍堰期 5年一遇的重現(xiàn)期確定。 水庫本身無枯水期徑流資料，但有 19772021 年共 30年的最大日降雨量資料，降雨 27 量統(tǒng)計(jì)最小時(shí)段為 1 天，觀測時(shí)段為 8 時(shí)至次日 8 時(shí)，無小于 24h 的時(shí)段降雨量資料，最大 24h 降雨量按最大日降雨量的 倍進(jìn)行放大。選用枯水期 (11 月 次年 2 月 )最大24h 的設(shè)計(jì)暴雨推求設(shè)計(jì)洪水。 表 XX 水庫 11 月 次年 2 月最大 24h 降雨量計(jì)算表 年份 112月最大日降雨量 (mm) 序號(hào) 112月最 大24h降雨量(mm) 112月最大 24h降雨量由 大到小 (mm) P=m/(n+1) 1977 1 1978 2 1979 3 1980 4 1981 5 1982 6 1983 7 1984 8 1985 9 1986 10 1987 11 1988 12 1989 13 1990 14 1991 15 1992 16 1993 17 1994 18 1995 19 1996 20 1997 21 1998 22 1999 23 2021 24 2021 25 2021 26 2021 27 2021 28 2021 29 2021 30 （ 2）施工期設(shè)計(jì)暴雨推求 施工期設(shè)計(jì)洪水根據(jù) 11月 次年 2月最大 24h 降雨資料推求，具體計(jì)算方法如下： 按 5年一 遇的重現(xiàn)期 (P=20%)選取設(shè)計(jì)暴雨，此處取經(jīng)驗(yàn)頻率值 （相應(yīng)經(jīng)驗(yàn) 28 頻率 P=%）作為設(shè)計(jì)暴雨，按下列公式計(jì)算 124h各種歷時(shí)的暴雨： 16 小時(shí) Ht=H24*24n31*6n2n3*t1n2 624 小時(shí) Ht=H24*24n31*t1n3 查圖得 n2=， n3=， 求得 H1=， H3=， H6=， H12= XX 水庫位于湖南省暴雨一致區(qū)第六區(qū)，其雨型查《查算手冊》 ,按設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法求得 R 總 =12mm， 推出洪水 總量為 W= 萬 m3。 施工洪水計(jì)算成果 (P=20%) 頻 率 20% 洪峰流量 (m3/s) 洪水總量 (104m3) 調(diào)洪演算 調(diào)洪演算的基本方程 根據(jù)時(shí)段內(nèi)水量平衡原理進(jìn)行調(diào)洪演算計(jì)算，基本方程為： Vtqqt ??????? 22 2121 )(vfq? 式中： Q—— 入庫流量（ m3/s） q— 出庫流量（ m3/s） V— 蓄水變量（萬 m3） — 計(jì)算時(shí)段長（ s） 下泄流量計(jì)算 庫容曲線由水庫管理所提供，見表 。 XX 水庫溢洪 道 為寬頂堰，溢流堰頂高程 ， 按下面公式計(jì)算泄流量： 29 2302 Hgm nbq s??? 上游堰面傾斜，流量系數(shù) m 取決于上游堰高 a 與水頭 H 的比值 a/H 和進(jìn)口型式，其變化范圍在 ～ 之間， ctgθ =，假設(shè)不同的 a/H值，查《水力學(xué)（第三版）》（科學(xué)出版社）表 117（上游面傾斜的寬頂堰的流量系數(shù) m值）得流量系數(shù)m。 側(cè)收縮系數(shù)按下式計(jì)算： ? ?? ? nbHnk ??? ???? ζ k：邊墩系數(shù)，本溢洪道ζ k= ζ 0：閘墩系數(shù)，取 0 ?s：淹沒系數(shù)，根據(jù)淹沒度查《水力計(jì)算手冊》 b：單孔堰頂寬， 15m。 n：孔數(shù)， 1 孔 求得溢洪道下泄流量曲線見表 。 表 水庫泄流曲線與庫容曲線表 水位 (m) 庫容 (萬 m3) 流量系數(shù) 側(cè)收系數(shù) 下泄流量 (m3/s) 428 440 458 470 488 505 527 542 563 580 600 630 658 調(diào)洪演算成果 起調(diào)水位取防洪限制水位，即堰頂最低高程 。按無閘門控 制泄流進(jìn)行調(diào)洪演算，當(dāng)入庫洪水流量小于溢洪道泄流能力時(shí)，來多少，泄多少，當(dāng)入庫洪水流量大于溢 210 洪道泄洪能力時(shí)，水庫滯洪，庫水位上漲，下泄流量增大；當(dāng)泄流量增大至入庫流量時(shí)，庫水位達(dá)到該次洪水的最高值；隨后，入庫洪水流量小于泄流量，庫水位下降，最后回落至汛限水位 。 此次調(diào)洪演算采用試算法編制調(diào)洪演算程序，計(jì)算結(jié)果見下表。 表 洪 水及調(diào)洪演算成果表 頻率 水位 (m) 庫容 (104m3) 洪峰流量 (m3/s) 洪水總量 (104m3) 最大下泄流量 (m3/s) % 500 233 2% 473 161 5% 465 131 抗洪能力復(fù)核 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2742021），大壩壩頂高程應(yīng)等于水庫靜水位與壩頂超高之和。水庫靜水位與壩頂超高分別按不同運(yùn)用情況進(jìn)行計(jì)算，壩頂高程取相應(yīng)組合的最大值。 大壩壩頂超高計(jì)算 按《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2742021）要求計(jì)算。 （ 1）最大波浪爬高 按蒲田實(shí)驗(yàn)站公式計(jì)算 ?hmKKR w21 ?? ? R — 波浪平均爬高 K△ — 糙率滲透性系數(shù)，上游邊坡采用卵石護(hù)坡，取 KW— 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，依據(jù)gHW由《規(guī)范》查附表確定 211 m— 壩坡系數(shù)， m= h — 平均波高，利用蒲田實(shí)驗(yàn)站公式計(jì)算，詳見下表 ? — 平均波長（ m） 表 風(fēng) 浪要素計(jì)算表 運(yùn)用 gH/W2 gD/W2 h (m) T(s) ? (s) 正常 非常 表 波 浪爬高計(jì)算表 (設(shè)計(jì)波浪爬高 RP 取 R2%) 運(yùn)用 h (m) ? (s) gHW KW R (m) RP(m) 正常 非常 （ 2）風(fēng)壅水面高度 ?cos2 2 mgH DKWe ? 式中： K— 綜合摩阻系數(shù)，取 *106 W— 計(jì)算風(fēng)速，非常運(yùn)用條件下取多年平均最大風(fēng)速 ，正常運(yùn)用條件下取多年平均最大風(fēng)速的 倍 H— 水域平均水深，此處取壩前水深 D— 吹程， 1430m β — 風(fēng)向與壩軸線法線所成的交角，此處取 0176。 表 風(fēng) 壅水面高度計(jì)算結(jié)果 運(yùn)用 計(jì)算風(fēng)速 (m/s) 風(fēng)壅水面高度 (m) 正常運(yùn)用 非常運(yùn)用 212 （ 3）安全加高 按《規(guī)范》表 ，正常運(yùn)用取 ，非常運(yùn)用取 。 （ 4）壩頂超高 壩頂超高按下式確定： Y=R+e+A 式中： Y— 壩頂超高（ m） R— 最大波浪在壩坡上爬高（ m） e— 風(fēng)壅水面高度（ m） A— 安全加高（ m） 表 大 壩壩頂超高計(jì)算結(jié)果 運(yùn)用 R e A Y 備注 正常 非常 大壩壩頂高程計(jì)算 根據(jù)《規(guī) 范》第 條和第 條 ,求得 XX水庫所需壩頂高程 ,見表 。 表 大壩壩頂高程計(jì)算結(jié)果 運(yùn)用 靜水位 (m) 超高 (m) 所需壩頂高程 (m) 備注 正常 現(xiàn)壩頂 實(shí)際高程 非常 防滲體頂部高程復(fù)核 大壩為粘土心墻壩，根據(jù) 《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（ SL2522021）表 規(guī)定，大壩粘土心墻頂部高程不小于如下值。 表 大壩粘土心墻頂部高程 計(jì)算結(jié)果 運(yùn)用 靜水位 (m) 超高 (m) 所需高程 (m) 心墻頂高程 (m) 備注 正常 不滿足要求 非常 0 不滿足要求 213 溢洪道控制段導(dǎo)墻頂部高程復(fù)核 依據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》 (SL2532021)第 條，控制段邊墻頂部高程在渲泄校核洪水時(shí)不應(yīng)低于校核洪水位加安全超高值。溢洪道屬四級建筑物，安全超高值取 ，則溢洪道控制段導(dǎo)墻頂高程不應(yīng)低于 。溢洪道控制段導(dǎo)墻頂部現(xiàn)實(shí)際高程 m，高 于復(fù)核所需高程，控制段導(dǎo)墻頂高程能滿足泄洪要求。 抗洪能力復(fù)核結(jié)論 XX 水庫大壩壩頂高程 ，比復(fù)核所需高程 低 ,不能滿足國家《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（ GB5020194）及《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2742021）的要求。 大壩粘土心墻頂部高程實(shí)際高程為 ，比 復(fù)核所需高程 低 ，不滿足規(guī)范要求。 溢洪道控制段導(dǎo)墻頂部現(xiàn)實(shí)際高程 ， 高于復(fù)核所需高程 ，控制段導(dǎo)墻頂高程能滿足泄洪要求。 314 3． 工程地 質(zhì) 地質(zhì)概況 地形 地貌 XX 水庫位于 XX 溪溝上游，唐家鋪鄉(xiāng)邊界處，為較典型丘陵山地。海拔高度約 60～ 80m。地形坡度 20～ 25176。地勢北高南低。溪流自北向南流，后折轉(zhuǎn)北東流向。 庫壩區(qū)區(qū)域地貌屬侵蝕構(gòu)造低山丘陵區(qū)的高丘寬谷地貌，外圍由板溪群、震旦系淺變質(zhì)巖組成。丘頂多呈錐圓形，定向排列，呈脊?fàn)?。其一?cè)或兩側(cè)多為斷裂控制。丘脊走向與斷裂構(gòu)造線基本一致。丘坡一般 20～ 25 度，溝谷寬緩，多為“ U”型，沖積、洪積層粘土、亞粘土掩蓋，殘積坡積層很薄。 依據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，并通過現(xiàn)場地質(zhì)勘察。庫壩區(qū)屬新華夏系第三隆起帶的雪峰山，武陵山隆起帶 。黃土店向斜盆地構(gòu)造，黃土店向斜軸向北 70176。東，上板溪群五強(qiáng)溪組組成向斜軸部，下板溪群地層組成廟沖背斜核部，向斜東部寬闊，往西變窄。壩址區(qū)位于向斜東段 — 末端，軸部傾伏為第四系沖積層、洪積層掩蓋，基巖露頭不明顯，無較大斷裂通過，溝谷呈“ U”形。 黃土店向斜與石洞向斜、廟沖背斜、白竹山背斜等構(gòu)造，軸向大致平行，為北東方向 70176。左右，并與之共同形成此起彼伏的褶皺帶。 地層巖性 壩區(qū)地層比較單一 第三系基巖出露不明顯。為殘積坡積層掩蓋。板溪群泥質(zhì)砂巖板巖距離較遠(yuǎn)，出露唐家鋪以南約 5 公里。壩址區(qū)地層單一。 地震 XX 水庫區(qū)屬新華夏系第三隆起帶的雪峰山，武陵山隆起帶。庫堤區(qū)周圍無較大斷裂構(gòu)造，據(jù) GB183062021 版 1400 萬《中國地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》和《中國地震動(dòng)反儀應(yīng)譜特征周期區(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 ；對應(yīng)地震基本烈度為Ⅵ度區(qū)。 315 區(qū)域工程地質(zhì) 大壩工程地質(zhì) XX 水庫壩址區(qū)溝谷流向大致自北向南，軸走向東西。兩岸侵蝕丘崗低矮，雄厚。第四系蠕蟲狀紅土及礫卵石掩蓋。丘頂高程約 80～ 90m，溝谷切深 20～ 30m。溝谷呈“∪”形，寬緩。 谷底高程 60m 兩岸丘坡 20～ 25 度為緩坡。 第三系基巖出露不明顯。為殘積坡積層掩蓋。板溪群泥質(zhì)砂巖板巖距離較遠(yuǎn)，出露唐家鋪以南約 5 公里。壩址區(qū)地層單一。 壩址區(qū)座落在黃土店向斜東段寬緩帶，軸部第三系紅層為沖積、洪積層粘土掩蓋。溢洪道一側(cè)經(jīng)開挖出露。產(chǎn)狀 N30～ 400E/SE＜ 25～ 300，壩址區(qū)無較大斷裂通過。節(jié)理裂隙較發(fā)育。 節(jié)理①組 N40～ 60E/NW∠ 70～ 800，裂面平整，為張性，較發(fā)育。 ②組 N40～ 60W/SW＜ 60～ 700，具張性，充填泥質(zhì)，基巖節(jié)理裂隙均為第四系沖積，洪積層掩蓋，巖體滲漏，一 般較小。 溢洪道工程地質(zhì) XX 水庫溢洪道布置大壩右側(cè)，距離大壩 30m，全長 230m；砼結(jié)構(gòu)，堰頂高程 ；堰頂寬 15m，出口寬 5m。溢洪道基礎(chǔ)為第三系紅層紫紅色泥質(zhì)粉砂巖，泥巖產(chǎn)狀 N30～ 40E/SE＜ 25～ 300；傾向左岸偏下游，部分基巖為開挖出露。節(jié)理裂隙發(fā)育強(qiáng)風(fēng)化，巖性軟弱。不耐沖刷。兩岸邊坡為蠕蟲狀紅土。進(jìn)口導(dǎo)流段高度 3～ 5m，邊坡風(fēng)化脫落堆積淤塞，滲漏，強(qiáng)度降低。加劇基礎(chǔ)巖石風(fēng)化崩解。 輸水涵洞工程地質(zhì) 輸水涵管布置大壩左段，長寬高 = 。為予制砼拱涵。涵管基礎(chǔ)，第四系沖積洪積層 Qal+Pl蠕蟲狀網(wǎng)紋狀粘土，強(qiáng)風(fēng)化。開挖 ～ ，拱頂最大土柱高度 13m，基礎(chǔ)相對穩(wěn)定，未產(chǎn)生沉降位移，底板斷裂。進(jìn)出口消 316 力池基礎(chǔ)可能變形，有滲漏損壞現(xiàn)象，涵管結(jié)構(gòu)砼砌縫，隔水環(huán)滲漏等產(chǎn)生潛蝕作用，可能影響基礎(chǔ)穩(wěn)定。 主要工程地質(zhì)問題評價(jià) （ 1）大壩 現(xiàn)場工程地質(zhì)調(diào)查及鉆孔勘探了解，壩基地層為第三系紅層泥質(zhì)粉砂巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體強(qiáng)風(fēng)化鉆孔巖心呈碎塊狀，短柱狀。鉆孔壓水試驗(yàn)，淺部風(fēng)化帶透水率 q=11～ ，屬中等透水。巖體強(qiáng)透水為表層接觸部位及 岸坡礫卵石架空巖土。根據(jù)鉆孔壓水注水試驗(yàn)，壩肩下游屬水逸出點(diǎn)特征，說明大壩主要存在壩基巖體滲漏及松散巖土滲漏和堤體含水 。 根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)成果和現(xiàn)場注水試驗(yàn)，認(rèn)為壩體填筑土料，孔隙較大，干密度較小，粉粘粒含量偏高，大顆粒偏少，大壩存在較強(qiáng)滲透性，建議進(jìn)行大壩滲透穩(wěn)定驗(yàn)算。 （ 2）溢洪道 基礎(chǔ)底面第三系紅層泥巖，節(jié)理裂隙發(fā)育強(qiáng)風(fēng)化，與砼銜接脫層、分離，地下水沿側(cè)墻、底板砼滲流，巖體強(qiáng)度降低，不