【導(dǎo)讀】歷來(lái)是建德西部重鎮(zhèn)，商品集散地，是大同地區(qū)經(jīng)濟(jì)、文化、交通中心。改革開(kāi)放以來(lái)，大同鎮(zhèn)經(jīng)歷三次合并，1992年撤消原大同鎮(zhèn)、溪口鄉(xiāng)，4月撤消大同鎮(zhèn)、上馬鄉(xiāng)，設(shè)立新的大同鎮(zhèn)。全鎮(zhèn)行政面積163平方公里，洞山水庫(kù)位于新安江支流——壽昌江的支流交溪上。壽昌江俗稱艾溪，系新安江一級(jí)支流。發(fā)源于千里崗山李家鎮(zhèn)的大坑源。流域總面積，其中建德市境內(nèi)。大同與勞村溪匯合，經(jīng)航頭、壽昌、更樓于羅桐埠匯入新安江。本工程于1971年9月編制壽昌江綜合治理工程洞山水庫(kù)工程技術(shù)。十二座水庫(kù)的批復(fù)”批復(fù)同意興建。本工程按設(shè)計(jì)施工，但未達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模。萬(wàn)m3，竣工實(shí)際壩高18m，相應(yīng)正常庫(kù)容調(diào)整為120萬(wàn)m3。游防洪保護(hù)人口2021人，防洪保護(hù)耕地1200畝。根據(jù)本次設(shè)計(jì)實(shí)測(cè)地形圖，壩頂最低高程。安全技術(shù)認(rèn)定報(bào)告認(rèn)定大壩為三類壩。千家萬(wàn)戶生命財(cái)產(chǎn)的安危，關(guān)系到當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

　　

【正文】 Q——溢流堰的下泄流量 (m3/s)； B——溢流堰的凈寬 (m)； Z——溢流堰堰前水位 (m)； Z堰 ——溢流堰堰頂高程 (m)。 庫(kù)水位容積關(guān)系 本次計(jì)算以 洞山 水庫(kù)原設(shè)計(jì)水位～庫(kù)容數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)， 高程基準(zhǔn)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)， 得水位庫(kù)容曲線見(jiàn)表 、圖 。 建德市洞山水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 第 4章 浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 31 表 水位庫(kù)容曲線 水位 (m) 庫(kù)容 (萬(wàn) m3) 水位 (m) 庫(kù)容 (萬(wàn) m3) 0 （正常水位） 120（正常庫(kù)容） 981001021041061081101121141161181200 50 100 150 200庫(kù)容（萬(wàn)m3）水位（m ） 圖 水位庫(kù)容曲線圖 洪水調(diào)節(jié)原則 洪水調(diào)節(jié)原則如下： 建德市洞山水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 第 4章 浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 32 （ 1）起調(diào)水位 ； （ 2）當(dāng)庫(kù)水位高于 ，溢洪道自由溢流。 洪水調(diào)節(jié)成果 根據(jù)上述調(diào)洪原則以及水位庫(kù)容曲線，洞山水庫(kù)現(xiàn)狀洪水調(diào)節(jié)成果見(jiàn)表 ，加固設(shè)計(jì)洪水調(diào)節(jié)成果見(jiàn)表 。 表 洞山水庫(kù)現(xiàn)狀洪水調(diào)節(jié)成果表 項(xiàng)目 單位 各頻率 (%)設(shè)計(jì)值 1 2 5 10 20 入庫(kù)洪峰 m3/s 69 64 59 52 49 43 39 31 23 庫(kù)水位 m 相應(yīng)庫(kù)容 104m3 150 149 147 145 143 141 139 136 133 最大泄流量 m3/s 27 25 23 20 18 15 13 10 7 由上表可知：洞山水庫(kù)現(xiàn)狀復(fù)核 30年一遇設(shè)計(jì)洪水位為 ， 300年一遇校核洪水位為 。 表 洞山水庫(kù)加固設(shè)計(jì)洪水調(diào)節(jié)成果表 項(xiàng)目 單位 各頻率 (%)設(shè)計(jì)值 1 2 5 10 20 入庫(kù)洪峰 m3/s 69 64 59 52 49 43 39 31 23 庫(kù)水位 m 相應(yīng)庫(kù)容 104m3 145 144 142 140 139 137 136 134 131 最大泄流量 m3/s 34 31 29 25 22 19 17 13 9 由上表可知：洞山水庫(kù)本次加固設(shè)計(jì) 50年一遇設(shè)計(jì)洪水位為， 500年一遇校核洪水位為 。 建德市洞山水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 第 4章 浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 33 主要加固項(xiàng)目 大壩加固 大壩安全技術(shù)認(rèn)定結(jié)論 （ 1）現(xiàn)狀主壩、副壩壩頂高程均低于按原設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)要求的壩頂高程，也均低于按洪水標(biāo)準(zhǔn)下限要求的壩頂高程，故大壩不滿足規(guī)范規(guī)定的防洪安全要求，也不能達(dá)到原設(shè)計(jì)的抗洪能力。 （ 2）主壩不均勻沉降較大，坡面不平整，局部出現(xiàn)凹陷；壩坡未設(shè)護(hù)坡，上游壩面受風(fēng)浪沖刷出現(xiàn)陡坎，存在局部失穩(wěn)的 可能性。 （ 3）主壩背水坡未設(shè)排水系統(tǒng)，雨水易形成集中沖刷，造成壩坡局部水土流失。 安全技術(shù)認(rèn)定結(jié)論復(fù)核 （ 1）防洪能力復(fù)核 大壩為土壩，復(fù)核按 30年一遇洪水設(shè)計(jì)， 300年一遇洪水校核，大壩設(shè)計(jì)洪水位 ，校核洪水位 。 壩頂高程等于水庫(kù)靜水位與壩頂超高之和，分別按以下運(yùn)用條件計(jì)算，取其最大值： 1）設(shè)計(jì)洪水位 +正常運(yùn)用條件的壩頂超高； 2）校核洪水位 +非常運(yùn)用條件的壩頂超高； 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2742021）規(guī)定， 壩頂超出靜水位以上的超高按下式計(jì) 算： AeRy ??? 式中： y ───壩頂超高，（ m）； R ───最大波浪在壩坡上的爬高（累積頻率 P=5%），（ m）； e ───最大風(fēng)雍水面高度，（ m）； A───安全加高，（ m）； 最大波浪在壩坡上的爬高按下式計(jì)算： 建德市洞山水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 第 4章 浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 34 mRkR ?? mmwm LhmKKR 21 ?? ? 式中： Rm ───平均波浪在壩坡上的爬高，（ m）； KΔ ───斜坡的糙率滲透性系數(shù)，取 ??K ； Kw ───經(jīng)驗(yàn) 系數(shù)，設(shè)計(jì) Kw=，校核 Kw=； hm ───平均波高，（ m）； Lm───平均波長(zhǎng)，（ m）； m ───單坡的坡度系數(shù)， m=； k ───系數(shù)，據(jù) hm/H，查表得。 平均波高、平均波長(zhǎng)按莆田試驗(yàn)站公式進(jìn)行計(jì)算： 0. 450. 72 22 0. 720. 00 180. 130. 70. 13 0. 7mmmgDgHW Wh t h t hgW gHth W???????????? ??? ?? ???? ???????? ???????????? 22mm gTL ?? （適用于深水波，即 mHL? 時(shí)） 式中： Hm───水域平均水深，（ m）； W───計(jì)算風(fēng)速，（ m/s）； D ───風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，（ m）； Tm───平均波周期，（ s），按下式計(jì)算： ? 最大風(fēng)雍水面高度按下式計(jì)算： ?cos2 2 mgH DKWe ? 式中： K ───綜合摩阻系數(shù)， K=106； 建德市洞山水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 第 4章 浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 35 β——風(fēng)向與壩軸線法線方向的夾角， 176。 g───重力加速度，取 g=； 安全加高按《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》 (SL2512021)之規(guī)定確定。 壩頂高程計(jì)算成果見(jiàn)表 。 表 壩頂高程計(jì)算成果表 項(xiàng) 目 單 位 正常運(yùn)用 非常運(yùn)用 設(shè)計(jì)洪水位 （ P=%） 校核洪水位 （ P=%） 水庫(kù)水位 m 水域平均水深 Hm m 計(jì)算風(fēng)速 W m/s 風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度 D m 561 562 平均波高 hm m 平均波周期 Tm s 平均波長(zhǎng) Lm m 平均波浪在壩坡上的爬高 Rm m 累積頻率為 P=5%的爬高 R m 最大風(fēng)雍水面高度 e m 安全超高 A m 壩頂計(jì)算超高 y m 壩頂計(jì)算高程 m 從表中計(jì)算結(jié)果可以看出，壩頂最大計(jì)算高程為 。 根據(jù)本次設(shè)計(jì)實(shí)測(cè)地形圖， 目前主壩壩頂實(shí)際高程為 ，故主壩壩頂高程不滿足規(guī)范要求；副壩壩頂實(shí)際高程為 ，故副壩壩頂高程滿足規(guī)范要求；水庫(kù)右岸第一個(gè)埡口的地面最低高程為 ，故埡口地面高建德市洞山水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 第 4章 浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 36 程也不滿足規(guī)范要求。 （ 2）大壩滲流復(fù)核 選取主壩河床段剖面進(jìn)行滲流復(fù)核。 1）計(jì)算方法 采用北京理正軟件設(shè)計(jì)研究院主編的滲流分析軟件，按有限元法進(jìn)行計(jì)算。 2）計(jì)算工況 ① 工況一：水庫(kù)上游為正常蓄水位 ， 下游無(wú)水 ； ② 工況二：水庫(kù)上游為設(shè)計(jì)洪水位 （ p=%）， 下游無(wú)水 ； ③ 工況三：水庫(kù)上游為校核洪水位 （ p=%）， 下游無(wú)水 。 3）計(jì)算參數(shù) 各材料 的物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表 。 表 材料特性指標(biāo)表 壩段 編號(hào) 材 料 水平滲透系數(shù)（ cm/s） 垂直滲透系數(shù)（ cm/s） 允許滲透坡降 水平段 出口段 河 床 段 ① 粉質(zhì)粘土 104 104 ～ ② 含礫粉質(zhì)粘土 104 104 ～ ④ 1 壩基全風(fēng)化基巖 104 104 / / ④ 2 壩基強(qiáng)風(fēng)化基巖 105 105 / / ④ 3 壩基弱風(fēng)化基巖 105 105 / / 4）計(jì)算成果 計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 ～圖 。 建德市洞山水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 第 4章 浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 37 表 現(xiàn)狀 河床 壩段滲流計(jì)算成果表 項(xiàng) 目 工況一 （正常蓄水位） 工況二 （設(shè)計(jì)洪水位） 工況三 （校核洪水位） 出逸點(diǎn)高程（ m） 棱體內(nèi)坡 棱體內(nèi)坡 棱體內(nèi)坡 滲流量（ m3/ d?m） 5）復(fù)核結(jié)論 從計(jì)算結(jié)果分析看， 主壩 壩體浸潤(rùn)線的出逸點(diǎn)均 較 低，均在棱 體內(nèi)坡下部，滲流量較小，但 壩體內(nèi) 最大 水平 滲透 比降及出口段比降比壩體允許滲透 比降 略大 ， 不 能滿足滲流 穩(wěn)定 要求 。 根據(jù)主壩地質(zhì)勘探資料，壩體為 ① 粉質(zhì)粘土，現(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)表明：①粉質(zhì)粘土滲透系數(shù)一般為 K=（ 105～ 104） cm/s，屬中 ～ 弱透水性，在 11段壩體土注水試驗(yàn)成果中，有 6段試驗(yàn)成果大于 1104cm/s，不能滿足現(xiàn)行《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2742021）對(duì)均質(zhì)壩防滲土料的防滲要求。 壩基 清基不徹底， 主要由 ② 含礫粉質(zhì)粘土、 ③ 含碎石粉質(zhì)粘土及下伏基巖組成 。 左 岸壩肩表層為全風(fēng)化層 ，據(jù)鉆孔壓注水試驗(yàn)，上部全、強(qiáng)風(fēng)化層的 滲透系數(shù) K=～ 104m/s，屬中等透水巖體，弱風(fēng)化巖體滲透系數(shù)為 104～ 105cm/s，屬弱透水巖體。 右岸壩肩表層為 ③ 含碎石粉質(zhì)粘土，下伏基 巖主要為粉砂巖，據(jù)鉆孔壓注水試驗(yàn)， ③ 含碎石粉質(zhì)粘土 的滲透系數(shù) K=104cm/s，屬中透水； 強(qiáng)風(fēng)化巖體的滲透系數(shù) K=105cm/s，屬弱透水巖體，弱風(fēng)化巖體的 的滲透系數(shù) 為 ～ 105cm/s，屬弱透水巖體。 主壩及副壩在運(yùn)行管理及現(xiàn)場(chǎng)檢查過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)漏 水情況 ，但是 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)查看，由于高位涵管長(zhǎng)期自由出流，水庫(kù)實(shí)際常水位很低，與高位涵管進(jìn)口同高，距水庫(kù)正常蓄水位尚有 ，水庫(kù)未受高水位的長(zhǎng)期考驗(yàn) ，因此 高位涵管 封堵之后，水庫(kù) 高水位運(yùn)行條件下 能否依然保持滲流穩(wěn)定安全， 不得而知 。 建德市洞山水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 第 4章 浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 38 綜合上述，認(rèn)為 現(xiàn)狀主壩偏不安全，存在滲透破壞的安全隱患。建議對(duì)主壩的防滲體及壩基進(jìn)行防滲加固處理 。同時(shí)考慮副壩 上游面 為 干砌石擋墻 ，壩體防滲體單薄，建議對(duì)副壩的防滲體及壩基進(jìn)行防滲加固處理。 （ 3）大壩壩坡穩(wěn)定復(fù)核 1）計(jì)算方法及安全系數(shù) 本工程主壩為均質(zhì)土壩。根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè) 計(jì)規(guī)范》 SL2742021，抗滑穩(wěn)定計(jì)算采用 計(jì)及條塊間作用力的簡(jiǎn)化畢肖普（ Simplied Bishop）法，計(jì)算公式如下： ? ?? ? ? ?? ?? ?????? s i n /1/1s e c39。39。t a ns e cs e c W KtgtgbcubWK ? ????? ? 式中： K ──抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)； W ──土條的重量， (kN)； u ──作用于土條底面的孔隙壓力， (kN)； ? ──條塊重力線與通過(guò)此條塊底面中點(diǎn)的半徑之間的夾角， (176。)； b ──土條寬度， (m)； 39。c ──土條底面的有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的凝聚力， (kN/m2)； 39。? ──土條底面的有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的內(nèi)摩擦角， (176。)。 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2742021）規(guī)定，壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)在正常運(yùn)用條件下為 ，非常運(yùn)用條件下為 。 2）計(jì)算工況 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 (SL2742021)規(guī)定，大壩穩(wěn)定計(jì)算主要考慮以下幾種工況： 正常運(yùn)用工況 ： ① 工況一：水庫(kù)水位處于設(shè)計(jì)洪水位（ ， p=%）下的穩(wěn)建德市洞山水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 第 4章 浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院