【文章內(nèi)容簡介】 不好，影響東付壩安全，降低了水庫的安全標(biāo)準(zhǔn)。（2）泄洪閘閘室建在強(qiáng)風(fēng)化的石英砂巖地基上，且右邊孔跨在斷層破碎帶上，閘基極不均勻。（3） 閘墩單薄，砼質(zhì)量不好，碳化嚴(yán)重，普遍存在裂縫，右邊墩及5 中墩存在上下貫通裂縫，左、右岸下游翼墻明顯向內(nèi)傾斜，其中右岸翼墻傾斜達(dá) 13cm。（4）溢洪道沒有尾水渠，不能做正常溢洪道使用。（5）溢洪道閘門啟閉機(jī)已經(jīng)運行四十年，有的已超過四十年，閘門埋件銹蝕嚴(yán)重。閘門制作外觀質(zhì)量差，弧型閘門底部和右下角存在變形。所有一、二類焊縫嚴(yán)重未焊透屬于不合格焊縫。（6）八臺啟閉機(jī)運行基本正常，其中 5 號兩臺啟閉機(jī)為開放式減速器，起升速度慢，齒輪磨損嚴(yán)重，大部分齒輪被拉傷，形成內(nèi)槽，7 號機(jī)開式齒輪存在局部裂紋，未擴(kuò)展，減速器存在異常響聲，3 號機(jī)開式齒輪存在大面積蜂窩狀鑄造缺陷。2 水文XX水庫建設(shè)初期，因水文資料短缺，故只能采用有限的降雨資料推求設(shè)計洪水，并依此進(jìn)行工程規(guī)劃，此后，多次進(jìn)行過水文復(fù)核。1986 年和 1998年我院先后對 XX水庫進(jìn)行了水文復(fù)核且均編制有《XX 水庫水文復(fù)核報告》。 流域概況XX水庫位于淮河支流沙潁河流域潁河上游，壩址地理位置為東經(jīng) 113?15?，北緯 34?20?。壩址以上控制流域面積 985km2。潁河源于登封嵩山山脈，自西向東流經(jīng)禹縣、臨潁、西華等縣市，于周口以上 3km附近的孫咀注入沙河。潁河全長約 350km，水庫以上長 56km，流域面積7230km2，水庫以上 985km2，占全流域的 %，占潁河山區(qū)面積的 %。XX 以上至禹縣屬山區(qū)，坡陡流急，禹縣至潁橋進(jìn)入丘陵區(qū)，潁橋以下進(jìn)入平原，始有堤防。水庫以上有少林河，石沖河、魚洞河、馬峪河等支流，下游較大支流有吳公渠，清淠河、清流河、柳塔河等。XX 水庫溢洪道泄洪閘設(shè)計10潁橋以上為山丘區(qū)，面積約占全流域的 %，平原區(qū)約為 %。地勢西北高，東南低，海撥高程一般為 500～550m，最高峰高程為 。山區(qū)除少林寺、中岳廟有少量松樹復(fù)蓋較好外，一般為灌木叢林，高程在 800～1000m 以上，植被較差；丘陵區(qū)為黃土地帶，多為梯田，沖溝發(fā)育，復(fù)蓋較厚，流域內(nèi)土壤類別，京廣鐵路以西為重、中粉質(zhì)壤土，以東為中、輕粉質(zhì)壤土，適宜于種植旱作物，如：小麥、玉米等，兼作雜糧及經(jīng)濟(jì)作物。潁河流域?qū)儆跍貛У貐^(qū)，氣象特征為半干旱氣候，春冬季節(jié)空氣干燥少雨。夏末秋初空氣濕潤，雨水較多，多年平均降水量為 650mm，年內(nèi)分配很不均勻，汛期 6～9 月降水量約占全年的 65% ，年際分配也不均勻，實測年最大降水量為多年平均的 。潁河上游多山，地形起伏，每年夏季含有大量水汽，受地形阻隔被迫上升，溫度下降，遇冷空氣而凝結(jié)，產(chǎn)生地形雨；此外，局部性的空氣對流產(chǎn)生的雷陣雨也較多見。氣旋雨在本流域也經(jīng)常出現(xiàn)，主要是北來的寒流和南來的暖流，即高壓與副高壓在本地區(qū)形成相持的局面，停滯不前形成大暴雨，如 1951956 年就是此種成因產(chǎn)生的大暴雨。流域內(nèi)多年平均降雨為 650mm，最大一日降雨量為 226mm；多年平均蒸發(fā)量為1823mm，最大月蒸發(fā)量為 285mm，最小為 ；多年平均氣溫為 ?C，極端最高氣溫為 ?C， ?C；多年平均相對濕度為 68%，一日最小相對濕度為 1%；多年平均風(fēng)速為 ?s，最大風(fēng)速為 19m?s；最多風(fēng)向為北東風(fēng)；多年平均氣壓為 ；最大積雪厚度為 21cm；多年平均霜降期為。XX水庫下游河道標(biāo)準(zhǔn)較低，繁城～吳公渠口段，于 1957年治理過，除澇標(biāo)準(zhǔn)仍為老二年一遇，設(shè)計流量 184 m3/s,防洪標(biāo)準(zhǔn)約 10年一遇，平槽泄量 500 m3/s；吳公渠口至柳塔河口段于 1970年治理過，除澇標(biāo)準(zhǔn)為 3年一遇，設(shè)計流量430 m3/s，防洪標(biāo)準(zhǔn)為 20年一遇，平槽泄量 900 m3/s，潁河公路橋過水流量為1500 m3/s，化行閘至繁城段平槽泄量約 700～800 m 3/s。 年徑流復(fù)核成果XX水庫年徑流自建庫以來已計算過多次，1986 年河南省水利勘測設(shè)計院在《XX 水庫水文復(fù)核報告》中將年徑流系列從 1953年～1976 年延長到 1984年共31年系列，計算得天然年徑流均值為 m3，C V=，C S=。本次年徑流復(fù)核，在 1986年復(fù)核的基礎(chǔ)上，將 1953年～１984 年的實測年徑流和天然年徑流系列進(jìn)行了復(fù)核并把系列延長到 1997年。實測年徑流按水文年 6～5 月統(tǒng)計，經(jīng)計算，實測年徑流均值為 106m3。經(jīng)還原計算，XX 水庫1953～1997 水文年天然年徑流量均值為 106m3。 XX 水庫溢洪道泄洪閘設(shè)計11經(jīng)驗頻率計算采用數(shù)學(xué)期望公式：P=m/(n+1)；理論頻率曲線采用 P—Ⅲ型適線，用矩法計算統(tǒng)計參數(shù)；均值采用計算值，C v值在適線時作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，經(jīng)適線 Cv=，C s=2CV。XX水庫天然年徑流量統(tǒng)計參數(shù)成果如表 1。表 1 XX水庫天然年徑流統(tǒng)計參數(shù)成果表年徑流量參數(shù) 各種保證率 P 的年徑流量（ 106m3）均值（ 106m3）變差系數(shù)（C V）偏差系數(shù)（C S=2CV）25％ 50％ 75％ 95％ 200 137 86 40 設(shè)計洪水復(fù)核成果本次設(shè)計洪水復(fù)核亦采用了兩種方法：一是根據(jù)雨量資料計算設(shè)計洪水，二是根據(jù)流量資料計算設(shè)計洪水，經(jīng)過分析（原因同上），最后選定的是根據(jù)雨量資料計算設(shè)計洪水成果。《水利水電工程設(shè)計洪水計算規(guī)范》(SL4493)在條文說明中指出：“用暴雨資料推算設(shè)計洪水，中間環(huán)節(jié)比較多，資料條件和計算方法都會給計算成果帶來影響，因此在綜合考慮各方面因素后，認(rèn)為校核標(biāo)準(zhǔn)的成果有偏小的可能時應(yīng)加安全修正值?！蓖ㄟ^與臨近流域大型水庫 10000年一遇洪峰和洪量模數(shù)的比較，認(rèn)為選定的校核標(biāo)準(zhǔn)的洪水有偏小的可能，而尤以設(shè)計洪量的偏小比較突出。綜合考慮，XX 水庫校核標(biāo)準(zhǔn)(2022 年一遇)洪水其洪量加 20%安全修正值。XX 水庫設(shè)計洪水采用成果如表 1。表 2 XX水庫設(shè)計洪水采用成果重現(xiàn)期（年）洪 峰 流 量（ m3/s）1 天 洪 量（ 萬 m3）3 天 洪 量（ 萬 m3）7 天 洪 量（ 萬 m3）XX 水庫溢洪道泄洪閘設(shè)計12520501005001000202221404348582170319592104031117650049480122951439119246211962793161551148615021176712376026264346046405124911676019959270542999639670注：2022 年一遇洪量已加 20%安全修正值。 非汛期設(shè)計洪水統(tǒng)計 XX水庫 10月初至次年 5月末的歷年最大旬徑流量，得到 1953～1997 年共 45年非汛期最大旬徑流量系列，據(jù)此進(jìn)行頻率計算，得出 XX水庫非汛期最大旬徑流量多年平均值為 850萬 m3，經(jīng)適線 Cv=，Cs:Cv=。XX水庫非汛期洪水過程線采用典型過程線放大法計算。1984 年 10月上表 3 XX水庫非汛期設(shè)計洪水成果表,重現(xiàn)期洪峰流量1天洪量3天洪量7天洪量10天洪量(年) (m3/s)(萬m3)(萬m3) (萬m3)(萬m3)放大系數(shù)10 73 519 1252 1848 2074 20 104 745 1797 2652 2975 典型年（1984） 185 1323 3191 4711 5288北 汝 河紫 羅 山旬徑流量介于 10年、20 年一遇洪水之間，作為典型過程。因 XX水庫觀測時段較長（10 天只有 8個點據(jù)），只能借用鄰近水文站的過程線，北汝河紫羅山水文站與 XX水庫同屬沙潁河流域，借用其流量過程作為典型過程線。N=10 年、20年的設(shè)計洪水值如表 3。3 工程地質(zhì)XX 水庫溢洪道泄洪閘設(shè)計13XX水庫位于禹州與登封交界處，地貌單元屬低山丘陵區(qū)，山頂多呈平頂和渾園狀，屬構(gòu)造剝蝕地貌，庫區(qū)河道彎曲，河谷開闊，兩側(cè)發(fā)育有一、二級階地和河漫灘。庫區(qū)出露古生界寒武系、奧陶系、石炭系、二迭系及新生界第四系地層。寒武系中統(tǒng)下部以紫紅色砂頁巖為主要特征，上部以厚層鮞狀灰?guī)r、豹皮灰?guī)r為主，上統(tǒng)主要為厚層狀白云巖；奧陶系出露中統(tǒng)馬家溝組地層，巖性為薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r和厚層角礫狀灰?guī)r；石炭系出露中上統(tǒng)地層，中統(tǒng)本溪組為雜色鋁土礦和鋁土頁巖，上統(tǒng)太原組為灰色厚層含燧石團(tuán)塊灰?guī)r夾煤層；二迭系上下統(tǒng)地層在庫區(qū)均有出露，下統(tǒng)主要為灰黃色泥質(zhì)頁巖及石英砂巖夾煤層，上統(tǒng)以紫紅色厚層石英砂巖為特征；第四系上更新統(tǒng)地層分布在河流二級階地，巖性為褐黃色黃土狀中粉質(zhì)壤土和褐紅色重粉質(zhì)壤土，全新統(tǒng)下段分布在河流一級階地，主要為卵石。庫區(qū)控制性構(gòu)造為 XX向斜，其軸向 320176。～330176。，發(fā)育在古生界地層中，核部多為第四系地層所覆蓋，延伸長度約 30km，向東南方向傾伏，兩翼產(chǎn)狀平緩，發(fā)育有一系列小型次級褶皺。發(fā)育的斷層主要有東西～北西和北北東～北東向兩組，前者多為壓性、壓扭性，后者多為張扭性。庫區(qū)周圍山體寬厚，所測地下水位均在設(shè)計水位以上，雖有較大的斷層存在，但多為第四系土層所覆蓋，出露高程均在 230m以上，不存在水庫滲漏的地質(zhì)條件，建庫 50年來亦未發(fā)現(xiàn)庫區(qū)滲漏問題；石炭系鋁土礦層分布在 250m高程以上，不存在淹沒問題。1987 年對左岸廢棄的煤井進(jìn)行調(diào)查，井內(nèi)及附近地下水位高程為 236～，均在最高庫水位以上，且高出當(dāng)時庫水位～,礦井涌水與水庫蓄水關(guān)系不大。水庫周圍岸坡低緩，除局部有小規(guī)模坍塌外，庫岸基本穩(wěn)定。水庫周圍及上游有大面積的頁巖、黃土狀土分布，植被不好，水土流失嚴(yán)重，水庫存在著較為嚴(yán)重的淤積問題；庫區(qū)地震烈度Ⅵ度，區(qū)域穩(wěn)定性較好，庫區(qū)雖有大的斷裂存在，但在水體以下多為第四系土層覆蓋，阻斷了庫水沿斷層下滲的途徑，不存在水庫誘發(fā)地震的條件，建庫 50年來未出現(xiàn)水庫誘發(fā)地震。主溢洪道：泄洪閘座落在強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖上，裂隙發(fā)育，巖體呈中等至強(qiáng)透水，工程地質(zhì)條件差，存在閘基滲漏、抗滑穩(wěn)定和不均勻沉陷問題，應(yīng)對閘基穩(wěn)定性進(jìn)行復(fù)核，并采取必要的處理措施。如建新閘，溢洪道中心線須左移 25m以上，基礎(chǔ)降低置于弱風(fēng)化巖石上，但存在閘基滲漏問題，應(yīng)采用帷幕灌漿處理，閘室左岸與東付壩連接處邊坡高 20m左右，應(yīng)采取必要的處理措施。4 除險加固任務(wù)和規(guī)模XX 水庫溢洪道泄洪閘設(shè)計14 除險加固任務(wù)XX水庫是建國初期治淮第一批興建的大（II）型水庫，是以防洪灌溉為主，兼顧工業(yè)供水、水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游等綜合利用的大型水利樞紐工程。XX水庫目前的現(xiàn)狀為壩頂高程 ，防浪墻頂高程 ，壩頂超高，水庫現(xiàn)狀允許最高水位為 。XX水庫總庫容大于 m3，屬 II 等工程，其校核洪水標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)GB50201—94《防洪標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定應(yīng)為 5000～2022 年一遇，根據(jù) 1998年復(fù)核的設(shè)計洪水成果、現(xiàn)狀工程和目前水庫的調(diào)度運用方式進(jìn)行調(diào)洪演算，其結(jié)果 1000年一遇洪水位為 ，2022 年一遇洪水位為 ，因此，XX 水庫的安全標(biāo)準(zhǔn)不足 1000年一遇，尚不能滿足其下限 2022年一遇。根據(jù) 2022年 3月河南省水利勘測設(shè)計院編制的《河南省 XX水庫大壩安全論證報告》，其鑒定結(jié)論為XX水庫的抗洪安全性為 C級，屬險庫。因此，除險加固的首要任務(wù)是提高水庫的安全標(biāo)準(zhǔn)。此外，水庫已運行 40余年，也存在一些急需解決的問題，因此，本次除險加固的任務(wù)是：在維持原規(guī)劃的建庫任務(wù)及效益的前提下，提高水庫安全標(biāo)準(zhǔn)，解決水庫存在的遺留問題。 除險加固洪水標(biāo)準(zhǔn)按照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) GB50201—94《防洪標(biāo)準(zhǔn)》,XX 水庫總庫容界于10～ 億 m3，工程等別屬 II 等，工程規(guī)模為大(2)型。II 等工程的永久性主要水工建筑物級別為 2級，其防洪標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計 500～100 年一遇，校核5000～2022 年一遇。根據(jù) XX水庫的現(xiàn)狀和地形、地質(zhì)條件，設(shè)計和校核標(biāo)準(zhǔn)均選其下限，亦即正常運用洪水標(biāo)準(zhǔn)為 100年一遇，非常運用洪水標(biāo)為 2022年一遇。 方案的說明方案 1：老閘拆除，新建七孔新閘從上述兩種老閘加固的方案可明顯看出，老閘加固存在不少問題。擬將八孔老閘拆除，在原閘址新建七孔泄洪閘。新閘堰頂高程 ，七孔，每孔凈寬12m，總凈寬 84m。調(diào)洪演算成果 100年洪水位 ，泄量 1000m3/s，2022 年洪水位 ，下泄量 7048m3/s。泄洪閘按 100年一遇洪水設(shè)計，2022 年一遇洪水校核。下游消能按 50年一遇洪水設(shè)計，100 年一遇洪水校核。見附圖 及方案比較圖集。 新泄洪閘工程布置XX 水庫溢洪道泄洪閘設(shè)計15 泄洪閘工程包括上游引渠段、上游鋪蓋段、閘室控制段、下游消能段、下游海漫段和尾水渠段。 以閘室底板前沿做為溢洪道的 0+000樁號，溢洪道中心線位于勘探中心線左邊 4m處。 ~0+000為上游引渠段，長 。前 ，兩岸邊坡為 1:0. 5，底寬為 99m，渠底高程為 ；閘前 30m為鋪蓋段，護(hù)底為0 .2m厚的砼，兩岸為圓弧型翼墻，圓弧半徑為 45m，墻頂高程為 ，采用半重力式擋土墻。0+000~0+，泄洪閘采用 7孔閘，每孔凈寬 12m，采用流量系數(shù)較大的實用堰型閘底板，堰頂高程 223m，上游堰高 ，下游堰高 ，閘孔總凈寬 712=84m，閘室長度 ，墩頂高程為 ，邊墩為衡重式。閘室堰上