【文章內(nèi)容簡介】 側，原泄洪渠要經(jīng)過農(nóng)田進入主泄洪渠，影響大壩下游農(nóng)田安全，所以現(xiàn)有溢洪道的布置存在缺陷。 (4)輸水涵洞滲漏嚴重。 (5)大壩無水位和位移觀測設 施； (6)無防汛砂石池。 除險加固的必要性 高沖水庫于 1970 年建成，由于施工質(zhì)量差，目前水庫存在多處隱患。而現(xiàn)水庫保護下游人口 640 人，灌溉耕地面積約 800 畝。一旦失事，將會造成 下游人民生命財產(chǎn)和社會經(jīng)濟 的 損失 。 水文及調(diào)洪演算 高沖水庫所在的 湘江一級支流撈刀河流域上 ， 水庫 建庫以后也沒有開展水文、氣象觀測，水庫無實測暴雨資料，洪水復核的洪水要素只能依照《湖南省暴雨洪水查算手冊》（以下簡稱《查算手冊》）進行計算。 7 調(diào)洪演算成果見下表 2： 表 2 高沖水庫 加固后 調(diào)洪成果匯總表 Table2 The summary table of the mixed results after the strengthening of the GaoChong reservoir 起調(diào)水位 (m) 項目 % 5% 10% 備注 最高洪水位 (m) 入庫洪峰 流量 (m3/s) 最大泄流量 (m3/s) 最大庫容 (萬 m3) 長沙縣屬亞熱 帶濕潤氣候區(qū)，雨量充沛，日照充足，四季分明。長沙縣境內(nèi)無氣象站，采用長沙市馬坡嶺氣象站 1951～ 2021 年統(tǒng)計資料，多年平均氣溫 ℃，極端最高氣溫 ℃（ 2021 年 8月 2日），極端最低氣溫 ℃（ 1972 年 2日 9日）。多年平均風速 ，主導風為西北風，汛期最大風速多年平均值為 ，實測最大風速 （ 1980 年 4 月 13 日，風向 NNW），多年平均日照時數(shù) 1585h，多年平均降水量 1380mm，多年平均蒸發(fā)量 。 高沖 水庫堰頂水位（起調(diào)水位 ） ，相應庫容為 萬 m3， 加固后 調(diào)洪復核結果： 20 年一遇的設計洪水位為 ， 最大下泄流量 m3/s， 相應庫容 萬 m3； 200 年一遇校核洪水位為 ，最大下泄流量為 ， 相應庫容 萬 m3。 工程地質(zhì) 工程區(qū) 屬 變質(zhì)巖 丘陵地貌單元 ， 山體呈北東向分布，山脊 較寬， 壩址位于 一山間谷口，山體 較雄厚 ，山頂高程 103~，附近最高峰高程 。 基巖 多 裸露。筑壩前河谷為 ~ 厚的 殘坡積 層覆蓋，谷底高程 77m~78m，相對切割深 8m~15m，兩岸 山坡 坡角 20~30176。 ，局部 60~70176。 。 壩 址 區(qū) 巖層產(chǎn)狀 N65176。 W,SW∠ 65176。，傾向右岸偏下游。壩區(qū) 無區(qū)域性斷層切割。主要發(fā)育 一 組節(jié)理： 產(chǎn)狀 N72176。 E， NW∠ 7０～ 80176。 ， 近順河向， 傾向 上游偏右岸， 面 較平直 ， 閉合 ~微張開，充填泥質(zhì)物， 延伸長 一般 ~2m，發(fā)育頻率 4~5 條 /m。 根據(jù)《水工建根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃（ GB183062021），本區(qū)地震動峰值加速度＜ ，地震動反映譜特征周期 ，對應地震基本烈度小于Ⅵ度。 壩區(qū)地下水類型 為 松散土體的孔隙水 ， 主要賦存于第四系 松散 堆積 層中，接受大氣降水與庫水補給 ，水量較貧乏。 根據(jù)注水試驗 可知： 壩 體 填筑土滲透系數(shù) K= 105cm/s ~10 5cm/s，平均 8 為 105cm/s，屬于弱透水帶。 壩 基 土滲透系數(shù) K= 105cm/s，屬于弱透水帶。 根據(jù)鉆孔壓水試驗， 壩基巖體 強風化帶 透水率 q=~，屬 弱 透水帶 ；弱風化帶 巖體透水率 q=~，屬 弱 透水帶。 壩區(qū)未見不良物理地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育。根據(jù)鉆探揭露情況，巖石強風化深度為~。 工程任務及規(guī)模 本次除險加固的主要任務 是：通過對水庫大壩、溢洪道、輸水涵洞等的除險加固及觀測、管理設施的完善，提高水庫的防洪標準，增強其抵抗自然災害的能力，保護人民生命財產(chǎn)的安全，保障社會穩(wěn)定，為當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展創(chuàng)造有利條件。 高沖水庫加固后總庫容 萬 m3，根據(jù)國家《防洪標準》（ GB5020194）及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（ SL2522021）等規(guī)定，其工程規(guī)模為Ⅴ等工程。 除險加固設計 除險加固工程項目 (1)大壩： 1)大壩上游壩坡高程 以下維持現(xiàn)狀不變，高程 以 上至壩頂采用草皮護坡； 2)培厚下游壩坡，采用草皮護坡，新建下壩踏步 ,新建壩坡兩側排水溝； 3)下游壩腳排水棱體拆除重建，壩腳排水溝重建； 4)大壩壩頂加高至 ，采用 C25 砼路面； 5)涵洞開挖重建施工斷面內(nèi)的上游坡按原壩坡形式恢復。 (2)溢洪道：大壩右岸新建溢洪道進口段、控制段、收縮段、泄槽段及消力池段，重建泄洪渠 300m； (3)輸水涵洞原址開挖重建； (4)增設大壩水位觀測設施及位移觀測設施； (5)增設防汛砂石池； (6)增設工程標志牌。 除險加固措施 (1)大壩壩坡設計 9 大壩上游壩坡高程 以下維持現(xiàn)狀不變，高程 以上至壩頂清表，采用草皮護坡；原下游壩坡清表，開挖成階梯狀后培厚下游壩坡，采用草皮護坡，新建下壩踏步 ,新建壩坡兩側排水溝；大壩壩頂加寬至 ，加高至 ，采用 200mm厚 C25 砼路面及 100mm 厚碎石墊層；涵洞開挖重建施工斷面內(nèi)的上游坡按原壩坡形式恢復。 (2) 溢洪道除險加固設計 1)溢洪道進口 新建 設計 進口 段 長 米，底板采用 C25 鋼筋 砼 襯砌 。側 墻采用 C20 砼擋墻 結構，頂寬 ，導墻背面坡比為 1:。 2)溢洪道控制段新建 設計 溢洪道控制段采用 厚的 C25 鋼筋砼箱涵結構，長 ，凈寬 3m，凈高 。在距控制段進口 處設置一道刺墻。 3)收縮段、泄槽段新建設計 收縮段 底板采用 厚 C25 鋼筋 砼襯砌 ，底板寬度由 收縮至 ；側 墻采用 C20 砼擋墻 結構，頂寬 ， 高 ～ ， 導墻背面坡比為 1:。 泄槽段 底板采用 厚 C25 鋼筋 砼襯砌 ；側 墻采用 C20 砼擋墻 結構，頂寬 米，側墻高 ， 導墻背面坡比為 1:。 4)溢洪道消力池 消力池長 8m，寬 ，深 。本次重建消力池 擬定 側墻采用 C20 砼擋墻 ，頂寬，背面坡比為 1:。 5)重建泄洪渠 泄洪渠兩側擋墻采用漿砌石擋墻結構，側墻高 ，底板采用 100mm 厚 C20 砼結構，底板凈寬 。 (3)輸水涵洞除險加固 輸水涵洞 原址重建 ， 設計涵洞取水口高程為 ，出口高程降低至 ，涵管 坡度 為 1： 200，涵管管徑采用內(nèi)徑 1000mm 三階段 預應力 鋼筋 砼承插管，墊層 采用 的 C20砼 ， 進水口采 用深水式進水，消力井 消能 ，采用 斜拉 閘門，手動螺桿啟閉。 在消力井后設兩道 C20 砼截水墻 ，間距 。輸水涵洞基礎必須座落在老基礎上。重建啟閉機房。 4) 觀測設計 在輸水涵洞一側增設大壩水位觀測 設施 ， 在大壩壩頂及下游排水棱體增設位移觀 10 測設施 。 水土保持與環(huán)境保護 本水庫除險加固工程，沒有制約本工程或受本工程制約的環(huán)境影響問題。不會對庫區(qū)和下游環(huán)境造成不利影響。工程所用建筑材料均從外地購進，所以本工程的施工對周邊地面擾動及植被破壞不大。在施工過程中對環(huán)境的影響只是短暫的、局部的。 3 工程水文 及調(diào)洪演算 基本情況 高沖水庫位于長沙縣春華鎮(zhèn)大魚村，壩趾距春華鎮(zhèn)政府約 ，距大魚村村部， 有砼路通過壩頂，交通條件較好 。水庫位于湘江一級支流撈刀河流域，集雨面積 178。， 壩址以上干流長度 ，干流平均坡降 %， 水庫加固后總庫容 萬 m179。，是一座以灌溉為主，結合防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的?。?2）型水庫。高沖水庫于1970 年建成，現(xiàn)水庫保護下游人口 640 人，灌溉耕地面積約 800 畝。 氣象情況 長沙縣屬亞熱帶濕潤氣候區(qū)，雨量充沛，日照充足，四季分明。長沙縣境 內(nèi)無氣象站，采用長沙市馬坡嶺氣象站 1951～ 2021 年統(tǒng)計資料，多年平均氣溫 ℃，極端最高氣溫 ℃（ 2021 年 8月 2日），極端最低氣溫 ℃（ 1972 年 2日 9日）。多年平均風速 ，主導風為西北風，汛期最大風速多年平均值為 ，實測最大風速 （ 1980 年 4 月 13 日，風向 NNW），多年平均日照時數(shù) 1585h，多年平均降水量 1380mm，多年平均蒸發(fā)量 。 設計暴雨 水文基本資料 高沖水庫所在的 湘江一級支流撈刀河流域 上 ， 水 庫 建庫以后也沒有開展水文、氣象觀測，水庫無實測暴雨資料，洪水復核的洪水要素只能依照《湖南省暴雨洪水查算手冊》（以下簡稱《查算手冊》）進行計算。 工程等級及洪水標準復核 根據(jù)《防洪標準》 GB5020194 及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》 SL2522021 11 的相關規(guī)定，高沖水庫 加固后 總庫容為 萬 m3，為小 (2)型水庫，工程等別為 Ⅴ 等，主要建筑物為 5 級，次要建筑物為 5 級。根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》的 條的規(guī)定，高沖水庫大壩為山區(qū)、丘陵區(qū)永久性水工建筑物，確定其設計洪 水標準為 20 年一遇，校核洪水標準為 200 年一遇。溢洪道消能防沖標準為 10 年一遇。 設計暴雨 根據(jù)高沖水庫的地理位置（屬湖南省暴雨一致區(qū)第 一 區(qū)，產(chǎn)流分區(qū)第 1 區(qū)） 和集雨面積為 ，《查算手冊》圖 32 得 最大 24 小時點雨量變差系數(shù) Cv 為 ， Cs為 ，點面關系系數(shù) α為 1。 高沖 水庫設計暴雨采用值和參數(shù)見下表 。 設計凈雨過程的計算 (1)查《查算手冊》圖 10 知該流域屬產(chǎn)流分區(qū)第 1 區(qū)，得 Im＝ 120mm Io＝ ImPa 設 式中： Io—初損 Im—流域最大初損 Pa 設采用mI43（經(jīng)統(tǒng)計我省較大實測洪水的 Pa， 80%的頻次 Pa＝mI43），因此各產(chǎn)流分區(qū)的 Io 為常數(shù)。得 Io＝ ImPa= 30mm （ 2）扣除初損 Io＝ 30mm，得 下 表 中凈雨深，即徑流深 R 總 。 （ 3）求時段地表徑流深 R 上， R 上＝ R 總 ψ（ ψ 值查《查算手冊》表 3）為所計算的設計凈雨過程 R 上 t~t，見下表 3。 表 3 水庫設計暴雨參數(shù)及成果表 Table3 The reservoir designs the storm parameters and the results list P（ %） P=% P=% P=% 備注 Kp F= L＝ J=% Cv= H24 點 均 =105mm Cs= Io=30mm a=1 H24 點（ mm） H24 面（ mm） n2 n3 H1（ mm） H3（ mm） 12 續(xù)表三 H6（ mm） H12（ mm） R 總（ mm） ψ R 上（ mm） 設計洪水 用推理公式求設計洪水、校核洪水 求洪峰流量 Qm 及匯流時間 τ (1) 根據(jù)流域地理參數(shù) 查《查算手冊》 圖 11 或用圖中公式計算 m＝ ? 。得 m＝ (2) 列表計算 Rt/t 分別根據(jù)設 計凈雨過程 R 上 t～ t，自最大時段凈雨開始，向前相鄰時段連續(xù)累加，并除以相應的歷時，計算 Rt/t 值。 (3) 用試算法求 Qm和 τ 參照《查算手冊》，采用全面匯流公式： 試算得： Q10%=Q5%=%= 洪水過程線的推求 ： 3/14/13/14/1 ???? JF L?????? ?? ???4/13/12 7 /2 7 mmQmJL tRtFQ? 13 表 4 高沖水庫十年一遇校核洪水過程線計算表 Table4 The GaoChong reservoir is calculated from the school nuclear flood process line in ten years ti/τ 0 1 2 3 4 備注 ti 0 Qo＝ 為全省洪水基流回加經(jīng)驗公式。 高沖 水庫： Qo＝ * ＝ Qi/Qm 0 1 0 Qi Qi+Q0 說明：（ 1）表中 ti 各欄，以τ＝ ti/τ各欄求得 （ 2）表中 Qi 各欄，以 Qm＝ 乘 Qi/Q