【正文】 河流域的玻璃河上，202國道公路8km。地理位置座標為東經126176。18′45″～126176。22′4″，北緯43176。6′18″～44176。6′48″。壩址以上游集雨面積36平方公里，水庫始建于1966年，1969年竣工，原設計標準為30年一遇洪水設計，100年一遇洪水校核，正常庫容309萬m3，其中死庫容14萬m3，水庫設計灌溉面積787公頃，養(yǎng)魚20萬尾該水庫自1966年動工興建，1969年竣工，運行至今由于缺少資金，該工程始終未配套，整個大壩及附屬建筑物沒有得到及時完好的維修，多處存在嚴重的安全隱患，每當發(fā)生險情時，只能臨時采取一些應急措施，勉強渡汛。是一座病險水庫。利民山水庫是一座以灌溉、防洪為主，結合養(yǎng)魚等綜合利用的?。?）型水庫，灌溉保證率80%。，該水庫的建設，為提高下游防洪標準以及整個灌區(qū)建設高產穩(wěn)產糧食基地，發(fā)展農業(yè)經濟發(fā)揮了重要作用。 項目建設的必要性利民山水庫是吉林省重要的病險水庫之一，在2004年4月的大壩安全鑒定中確定為三類壩。利民山水庫現(xiàn)防洪能力低，不能滿足三百年一遇防洪要求，泄洪建筑物嚴重破壞，已不能保證正常渡汛要求。利民山水庫一旦發(fā)生潰壩，房屋13300m2，202國道沖毀2km，吉沈鐵路2km。，除此經濟損失外，尚有鄉(xiāng)鎮(zhèn)村屯12000余人無家可歸，對國家和人民造成巨大的間接損失。水庫除險加固后，將從根本上解決防洪問題，提高下游灌溉保證率，為該地區(qū)農業(yè)發(fā)展將起到重要作用，因此基于上述原因，對該水庫實施除險加固是勢在必行的。 項目建設的任務本次除險加固工程的任務是復核防洪標準，對水庫現(xiàn)有泄洪建筑物進行除險加固。主要內容有：(1) 依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，重新進行調洪演算，校核現(xiàn)有壩高，并進行加固處理；(2) 對現(xiàn)有大壩壩坡進行穩(wěn)定復核；(3) 對壩基、壩體、壩肩進行滲漏量及滲流穩(wěn)定復核，并針對存在的問題進行加固處理；(4) 對上、下游壩坡進行翻修處理，對防浪墻進行維修加固處理；(5) 重建泄洪灌溉洞；(6) 整治尾水渠；(7) 維修加固防汛道路；(8) 完善管理設施。 洪水調節(jié)利民山水庫除險加固工程的洪水標準為：設計洪水頻率P=%，校核洪水頻率P=%。本次設計的洪水調節(jié)采用泄洪洞方案泄洪。重新進行洪水調節(jié)。⑴特性曲線 利民山水庫特性曲線表 表41高 程 (m)354355356357358359庫容 (萬m3)高 程 (m)360361362庫容 (萬m3)⑵汛限水位汛限水位按原設計不變H限=。方案一：水庫泄洪洞為兩孔有壓洞（，）。泄流曲線見表42。泄流公式：式中： Q—泄流量 (m3/s)； ω—泄洪洞斷面面積（m2）； H—包括行近流速水頭的洞前水頭，取從洞底算起； D—泄洪洞高度 D = ； μ—流量系數(shù) μ= 泄流曲線計算成果表 表42水位Z(m)水頭H(m)泄流量Q(m3/s)方案二：水庫泄洪洞為兩孔有壓洞（，）。（保持原泄洪建筑物尺寸不變），泄流曲線計算成果表略。泄流公式：式中： Q—泄流量 (m3/s)； ω—泄洪洞斷面面積（m2）； H—包括行近流速水頭的洞前水頭，取從洞底算起； D—泄洪洞高度 D = ； μ—流量系數(shù) μ= ⑷調洪演算①調洪原則及方法a、采用新計算的洪水過程，詳見水文部分。b、本次設計下游無控制泄量要求。發(fā)生洪水時，當來量小于泄量時，利用閘門控制泄量，使來量等于泄量，保持汛限水位不變。當來量大于泄量時，則閘門全部開啟，按泄流能力泄洪，起到了削峰的作用。c、按兩孔泄洪洞同時泄洪計算。②洪水調節(jié)成果依據(jù)上述洪水調節(jié)原則，采用列表試算法，調節(jié)設計頻率、校核頻率的洪水，洪水調節(jié)成果表43。 洪 水 調 節(jié) 成 果 表 表43 標 準水位（m）庫容（104m3）泄量（m3/s）方案一設計洪水標準(%)校核洪水標準(%)方案二設計洪水標準(%)校核洪水標準(%)根據(jù)水庫調洪結果，復核水庫洪水標準，水庫特征水位見下表44： 復核后水庫特征水位表 表44工況上游水位（m）尾水水位（m）水位差（m）備注校核情況設計情況正常情況復核后水庫上下游最大水頭差大于10米，其洪水標準宜按山區(qū)、丘陵區(qū)標準確定。即設計洪水標準為30年，校核洪水為300年。根據(jù)兩方案的調洪結果進行綜合比較，選方案二為本次設計的推薦方案，即泄洪建筑物為兩孔（）的泄洪洞。方案比較詳見第六章。5 工程現(xiàn)狀及存在的問題，壩址座落在飲馬河流域的玻璃河上，202國道公路8km。壩址以上游集雨面積36平方公里，水庫始建于1966年，1969年竣工，原設計標準為30年一遇洪水設計，100年一遇洪水校核，正常庫容309萬m3，其中死庫容14萬m3，水庫設計灌溉面積787公頃，養(yǎng)魚20萬尾。是一座以防洪、灌溉為主，結合養(yǎng)魚、旅游等綜合利用的?。á瘢┬退畮臁Ｔ撍畮熳?966年動工興建，1969年竣工。大壩為粘土均質壩，原設計壩長570m，，原設計壩頂寬3m，壩前坡1：3，壩后坡1：，～，壩前坡1：3，壩后坡1：～，壩前坡設塊石護坡，壩后無排水設施。運行至今由于缺少資金，該工程始終未配套，整個大壩及附屬建筑物沒有得到及時完好的維修，多處存在嚴重的安全隱患，每當發(fā)生險情時，只能臨時采取一些應急措施，勉強渡汛。在2004年4月的水庫大壩安全鑒定中確定為三類壩。 土壩 土壩現(xiàn)狀及存在的問題大壩為粘土均質壩，現(xiàn)有壩長570，壩頂寬3m，～，壩前坡1：3，壩后坡1：～，壩前坡設塊石護坡，壩后無排水設施。該水庫1969年竣工，至今已運行30多年，運行存在多方面問題：a、經調洪演算，由于水庫運行多年及施工質量差，壩頂漿砌石防浪墻已出現(xiàn)斷裂和裂縫已不能有效阻擋風浪。由于壩頂有一層風化料褐黃色，主要為花崗巖風化砂，以砂粒狀為主，含少量碎石、塊石及粘性土，稍濕，稍～中密，結構混雜，分布于壩體表層及護坡碎塊石下部，厚度不一，～。103cm/s，屬中透水層，不能作為擋水壩體的一部分，～，（P=%）～。故現(xiàn)壩頂高程不能滿足防洪要求，壩頂填筑高程不夠，不能抵御100年一遇洪水。b、壩前坡護坡石在長期反復凍融、凍脹及冰推力作用下已隆起，形成許多塌坑、塌溝。下游坡沒有護砌，壩坡灌叢、蒿草叢生，壩后無排水設施，排水沖刷造成壩后沖溝縱橫，并有向深發(fā)展趨勢。c、土壩現(xiàn)狀壩頂寬為3m，壩頂為土路面，每逢雨季，壩頂十分泥濘，無法滿足汛期搶險車輛交通要求。d、土壩壩后無排水設施，造成壩后積水無法排除，大面積沼澤化。e、壩基0+050～0+500段因有含水層砂礫石的存在，形成壩基滲漏通道，存在壩基滲漏問題。 壩體穩(wěn)定復核根據(jù)《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（SDJ2742001）規(guī)定，計算方法采用摩根斯頓－普賴斯法。計算斷面選取大壩樁號0+313斷面進行計算。水位：，壩后按無水考慮。㈠計算工況利民山水庫庫區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，壩體不需進行抗震計算，則計算工況如下：正常運用情況：⑴ 水位在最不利水位（1/3壩高）時，上游壩坡穩(wěn)定情況；⑵ 在正常蓄水位下穩(wěn)定滲流期，下游壩坡穩(wěn)定情況；非常運用情況I：⑶ 庫水位發(fā)生驟降時，上游壩坡穩(wěn)定情況；大壩結構穩(wěn)定分析的有關地質參數(shù)見表51。 土壩穩(wěn)定分析巖土特征值設計參數(shù)表 表51土層名稱γ(t/m3)γsat(t/m3)φC(t/m2)壩殼風化料30，280壩體粘性土14淤泥質壤土14壩基砂礫石30，280㈡穩(wěn)定分析成果大壩穩(wěn)定分析計算中采用北京理正軟件設計研究所2001年3月編寫的“”進行電算，計算成果見表表52。 大壩壩坡抗滑穩(wěn)定分析計算成果表 表52計算條件序號工 況斷面KK允正常運用情況11/3壩高水位、上游坡0+3132正常蓄水、下游坡非常運用情況Ⅰ3正常蓄水驟降、上游坡㈢結論經對典型斷面進行壩坡穩(wěn)定分析，各工況下壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求，壩坡為穩(wěn)定狀態(tài)。樁號0+313最不利水位迎水坡穩(wěn)定分析簡圖樁號0+313正常水位穩(wěn)定滲流期背水坡穩(wěn)定分析簡圖樁號0+313水位驟降期迎水坡穩(wěn)定分析簡圖 土壩滲流分析㈠壩體及壩基滲漏量計算選取大壩樁號0+313m斷面進行滲漏量計算。⑴各土層滲透系數(shù)壩殼風化料 K= m/d壩體粘性土 K= m/d淤泥質壤土 K= m/d壩基砂礫石 K= m/d⑵計算結果本次采用北京理正軟件設計研究所2001年4月編寫的“”進行計算。經計算，土壩單寬滲漏量q=，土壩有效滲漏長度取490m，故土壩壩體及壩基年滲漏量Q=365490=。該水庫興利庫容295萬m3，年滲漏量占水庫興利庫容的23%，滲漏量偏大，嚴重影響了水庫的灌溉效益，應進行防滲處理。計算過程如下：樁號0+313斷面滲透流網(wǎng)圖㈡壩肩滲漏量計算據(jù)地質勘察，左壩肩下部花崗巖表層為砂礫狀全風化，其下巖體為強風化次塊狀結構，結構面較發(fā)育，主要為陡立張裂隙。鉆孔注水試驗，巖體透水率較大q=30400Lu，屬強透水帶。因而左壩肩存在繞壩滲漏問題。公式：式中：—單寬滲漏量； H1—上游水深； H2—上游水深； LK1—上游坡積層厚及滲透系數(shù)； LK2—上游坡積層厚及滲透系數(shù)； LK3—上游坡積層厚及滲透系數(shù)；經計算，壩肩平均單寬滲漏量=m ，壩肩滲漏范圍按95m考慮，則左壩肩年滲漏量Q=，滲漏量較大，建議對壩肩進行灌漿處理。㈢滲流穩(wěn)定分析⑴壩體滲流穩(wěn)定分析公式：J＝式中：H1－上游水位（m），H1=； H2－下游水位（m），H2=； L－滲徑長度（m），L=67m。經計算，J=＜J允＝。通過計算可知壩體實際滲透比降小于允許滲透比降，故壩體不存在滲透破壞問題。⑵壩基滲流穩(wěn)定分析公式：J出逸＝式中：HH2－壩上、下游水位（m）；TT2－上、下土層厚度（m），T1=，T2=2m； KK2－上、下土層滲透系數(shù)，K1=，K2=。 2b－壩基寬度， 2b=67m。經計算，J出逸=＞J允=，故壩基存在滲透破壞問題。 泄洪洞利民山水庫泄洪及灌溉均通過泄洪洞放水，，泄洪灌溉洞位于樁號0+，與壩軸線成正交。由進口段、洞身、豎井、出口段組成。a、泄洪灌溉洞進口八字墻嚴重斷裂、傾斜，出口段左側漿砌石邊墻已沖毀，右側邊墻錯縫，邊墻向內傾斜10cm。b、泄洪灌溉洞閘門嚴重銹蝕，無止水橡皮，閘門嚴重漏水、已無法正常運用。啟閉機螺桿嚴重變形，電氣設備已經損壞。c、泄洪灌溉洞洞身、整流段及陡槽段出現(xiàn)錯縫，錯縫寬5cm～10cm，錯位2cm～5cm，錯縫處漏水嚴重，洞底部砼剝蝕嚴重，出現(xiàn)露筋現(xiàn)象。d、泄洪灌溉洞排洪時有劇烈震動感。e、啟閉室為簡易磚房，無窗戶，室內采光，通風條件極差，每逢雨季，漏雨嚴重，造成室內設備嚴重銹蝕。 尾水渠泄洪洞尾水渠在1969年水庫工程竣工時開挖形成，經過30多年的運行，在泄洪洞放出的水能沖刷下，現(xiàn)尾水渠斷面非常不規(guī)則，局部沖刷嚴重。渠底雜草叢生，邊坡陡峭，凸凹不平，通水不暢，直接影響泄洪，應按泄洪要求整治。 防汛道路該水庫防汛道路是外界進庫的主要交通道路?，F(xiàn)有路面窄且不平，路基為黃粘土，大部分路面以黃粘土為主，表面鋪砂層很少，兩邊沒有排水溝，因此，到雨季汛期，由于排水不暢，路面形成一層黃泥，交通十分困難，直接影響防汛搶險，需進行加固。利民山水庫是一座以防洪和灌溉為主，結合養(yǎng)魚等綜合利用的小(1)型水庫。由利民山水庫管理處負責水庫管理的日常工作。該水庫管理范圍較大，涉及面廣，技術力量較薄弱，無辦公樓、倉庫等基礎設施，已不適合現(xiàn)代化管理的需要。利民山水庫工程管理所用輸電線路長1km，由于資金短缺，維修不好，經常出現(xiàn)故障。水庫現(xiàn)有通訊線路為簡單架起的裸線，長1km，不符合現(xiàn)代通訊要求。因此，在本次水庫安全加固工程建設的同時，有必要改善和增加房屋面積，改善辦公條件，增加技術力量，合理配置工程技術人員并增設必要的配套管理設施。6 工程總體布置及建筑物 工程等別和標準利民山水庫工程等別為Ⅳ等，主要建筑物為4級，次要建筑物為5級。大壩設計防洪標準為30年一遇，校核洪水標準為300年一遇，壩址區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度。 設計依據(jù)a、《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL2522000）；b、《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（SL2742001）；c、《水工設計手冊》；d、《利民山水庫大壩安全鑒定綜合評價報告》；e、《水利水電工程施工組織設計規(guī)范》（SL3032004）。 主體工程布置