【導讀】流水口水庫除險加固工程。二○一三年十一月。流水口水庫工程特性表。項目單位現(xiàn)狀除險加固后。壩型均質(zhì)土壩均質(zhì)土壩。型式m無壓方涵方涵內(nèi)襯鋼管/供水管。進水口形式梯級斜臥管梯級斜臥管。閘門型式/平板鑄鐵閘門。施工工期月10個月

　　

【正文】 4 0 5 0 6 0 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 10 0 0 11 0 0 12 0 13 0 14 0 15 0 16 0 17 0 25 瞬時單位線推求設計洪水成果表 表 213 頻率（ %） 1 2 5 10 Qm（ m3/s） W 總 （萬 m3） 推理公式法推求設計洪水 流水口 水庫屬無實測水文資料地區(qū)，流域面積僅 ，采用常用的小流域洪水計算方法推理公式計算壩址洪水。 1 雨力 S 當 1≤τ ＜ 6h， S=S1 ； 當 6≤τ ＜ 24h， S=S2 。 其中： 面11 HS? 162 26 ??? nHS 面 2 匯流參數(shù) m和損失系數(shù) u m值按設計流域所在分區(qū)并參照 H24 點的量級從《圖表》中表 21 中相應的公式計算，公式中： 3/1/ jL?? ，其中 j 采用實際比值， L 以 km計。 推理公式中 u 為產(chǎn)流期平均損失率，設計時 u值用下式計算： Ru ? ?? 面HR 3 洪峰流量 Qm 洪峰流量的計算，首先要假定匯流歷時 τ的范圍，根據(jù) τ的范圍，確定出雨力 S 的取值。然后根據(jù)公式： ? ? uFKSFmKQ KKm 41 32 ???????? ? 式中： ? ?nnK ??? 4141 ； 26 nnK ?? 442 ； nK ?? 443 ； nK ??? 4 ； m為匯流參數(shù)。 計算出 mQ 的值，然后，據(jù)公式Qm?????????驗證 τ的假定范圍是否正確，如不正確，修改雨力 S，重新進行計算。 4 設計洪水過程線 tc 為設計凈雨歷時，中小流域洪峰決定于主峰雨，其歷時與流域匯流歷時有關， tc參照《圖表》 表 22 取值。 推理公式法只算出洪峰流量，當需要洪水過程線時，過去常常采用三點、五點法，為提高精度，《圖表》將中小流域?qū)崪y洪水過程以相對值 mi 和 mitt 進行概化，并引入洪水形狀系 數(shù)： TQhFC mr ? 式中： h——設計凈雨總量， mm， utRh tc?? ； F——流域面積， km； Qm——洪峰流量， m3/s； T——地面徑流歷時， h， ctFT ?? 5 3 。 計算參數(shù)和結果見表 214， 215~216。 27 流水口 水庫推理公式計算參數(shù)表 表 214 頻率 (%) 1 2 5 10 n θ s u m Qm τ tc 6 6 6 6 T Rtc h tp Cr 流水口 水庫 50 年一遇洪水過程計算表（推理公式法） 表 215 ti/tp Qi/Qm Ti(h) Qi(m3/s) Q0(m3/s) Qi總 (m3/s) 0 0 1 1 2 3 28 4 0 流水口 水庫 10 年一遇洪水過程計算表（推理公式法） 表 216 ti/tp Qi/Qm Ti(h) Qi(m3/s) Q0(m3/s) Qi總 (m3/s) 0 0 1 1 2 3 4 0 設計洪水合理性分析 安全鑒定成果與本次設計比較，本次設計 瞬時單位線法和推理公式法，兩種方法的成果對比見表 217。 成果比較表 表 217 頻 率 (%) 本次設計 安全鑒定 瞬時單位線法 推理公式法 洪峰 (m3/s) 洪峰 (m3/s) 洪量 (萬 m3) 洪峰 (m3/s) 1 29 2 5 10 從表 217 中可以看出， 安全鑒定與本次設計成果一致，本次設計 兩種方法計算結果，推理公式計算的洪峰流量較瞬時單位線法計算 成果 小 。考慮到推理公式法只采用全省 7 站的匯流資料，只分析了 37 個站 231 場洪水，計算較為簡潔；而《圖表》中說明瞬時單位線是采用全省 105 站的匯流資料，是分析了 71 個站 382 場洪水；實際采用瞬時單位線法進行洪水計算實例又較多，計算結果與實際也相差不大，小型水庫多采用瞬時單位線法進行洪水計算，瞬時單位線法計算成果較為詳細合理、安全。因此，本次 初步設計 洪水成果采用瞬時單位線法計算的成果。 施工洪水 流水口 水庫樞紐工程為 Ⅴ 等工程，大壩、 溢洪道、 輸水涵 管 等主要建筑物為 5 級。依據(jù)《水利水電工程施工組織設計規(guī)范（試行）》 （ SDJ33889），導流標準按枯水期 5年一遇洪水標準設計。 根據(jù)流域降雨及洪水特點，擬定 4～ 10 月為豐水期， 11～ 3 月為枯水期。 根據(jù)施工設計，本工程 主體工程安排在枯水期 施工 ，其中水下部分 安排在第 1年 12月～第 2年 1月施工。為保證施工安全，需筑圍堰攔截該期間的水庫來水。 根據(jù)湖北省徑流深等值線圖和 流水口 水庫多年平均年降雨量，結合當?shù)貙嶋H情況，月 徑流深系數(shù)取 ，承雨面積 。把每年的 11～ 3 月分月雨量進行排頻統(tǒng)計，可以得到 5 年一遇的月份雨量，由雨量、徑流系數(shù)和承雨面積可以得到相應的月份來水量 。 來水量計算公式： AhW ?? 式中： W ——月來水總量，萬 m3； 30 ?——徑流系數(shù)，根據(jù)本地區(qū)實際情況取 ； A——承雨面積， ； h——降雨量， mm。 本次除險加固施工方案擬定于枯水期（ 12～ 1 月）施工，施工前將庫水位 放至死水位 。施工設計洪水計算成果見表 218。 施工期 5 年一遇分月來水量 表 218 洪水頻率 水下部分 施工期 洪量 (萬 m3) 死庫容 (萬 m3) 總水量 (萬 m3) 水位 (m) 20% 12～ 1 月 31 3 工程地質(zhì) 壩區(qū)工程地質(zhì)條件 地形地貌 石首地處湖北省南部，鑲嵌在江漢平原與洞庭湖平原結合部，地勢略呈西北高，中略低，向西南傾斜；海拔一般在 31m~36m 之間，最高點為東部桃花山的屯巖子山，海拔，最低為中部上津湖，海 拔為 m。江北原為一片敞洲，北部沙丘起伏，南部蘆葦叢生，經(jīng)過多次圍挽、改造和移民，現(xiàn)已成為土地肥沃、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的棉花生產(chǎn)基地；江南被長江分流藕池河和調(diào)弦河切割成東部、中部、西部三大塊，周圍河流環(huán)繞，水源充沛，橫跨 “ 九曲回腸 ” 的下荊江兩岸，因 “ 有石孤立 ” 于城區(qū)江邊、以石為首而得名。 地層巖性 壩址區(qū)出露地層比較簡單，壩區(qū)以燕山期二長花崗巖體 （γ 53）為基底，現(xiàn)代河床地表分布第四系少了沖積層，岸坡及坡腳分布少量崩塌堆積體，山坡平緩處覆蓋薄層殘破積層。 從新至老分別敘述如下： 1. 第四系（ Q） (1) 全 新統(tǒng) 沖殘破積層 （ plelQ?4 ）， 巖性為淺黃色含角礫粘性土，一般為粉質(zhì)粘土，具有重度較小，孔隙比大等特點，含 5%~15%角礫，石英塊等硬質(zhì)巖石，不易風化。 (2)上 人工堆積層 （ sQ4 ）， 人工開采的棄石堆積及風化土、沖積土填筑，如大壩上、下游壩殼的塊石、碎石等。 2. 二長花崗巖體（γ 53） 巖性呈淺灰色、淺肉紅色，中粗粒結構，塊狀構造，為 燕山期 晚期 侵入 體 ， 風化殼厚度為 12m，呈基巖狀產(chǎn)出，屬硬質(zhì)巖。 32 地質(zhì)構造 與地震 本區(qū)在大地構造 上處于秦嶺褶皺系東段南部和揚子準地臺北緣中段的聯(lián)合或復合部位。區(qū)內(nèi)巖漿活動、變質(zhì)作用、沉積建造、斷裂、褶皺和新構造運動特征顯著，體現(xiàn)了該區(qū)復雜的地質(zhì)構造作用和演化歷史。秦嶺褶皺系由一套古老的變質(zhì)巖系和呂梁期基性、超基性侵入巖，燕山期酸性侵入巖構成；揚子準地臺由一套海相碳酸鹽巖及碎屑巖構成。這兩個構造體系于中生代末期又卷入了新的構造作用中，結果在本區(qū)形成了雙溝低凸和 石首 凹陷 兩 個次級構造單元。挽近期以來，該區(qū)又經(jīng)過了多次垂直運動和微弱的水平運動，造成了各種地層多種形式的組合關系和新地層沉積厚度的巨大差異。 本區(qū) 構造線的走向主要為北西向，與 石首 北部桐柏山脈的走向一致。 根據(jù)湖北省區(qū)域構造地質(zhì)資料，區(qū)內(nèi)不存在大的活動性斷裂，至今也沒有發(fā)生強震的歷史記錄。根據(jù) 1： 400 萬《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（ GB183062020），工程區(qū)地震動峰值加速度為 ，相應的地震動反應譜特征周期為 ，工程區(qū)地震基本烈度為 Ⅵ 度。 水文地質(zhì)條件 本區(qū)地下水根據(jù)其埋藏條件和含水層的性質(zhì)可將其分為裂隙水、巖溶水與孔隙水。 裂隙水：賦存于基巖裂隙中，接受大氣降水及上覆第四系松散堆積物中地下水的補給。富水性主要受裂隙發(fā)育程度所控制， 一般透水性弱，含水量貧乏，分布極不均勻。裂隙水多以泉水的形式向河谷排泄，流量很小。 巖溶水：賦存于可溶巖溶蝕裂隙和巖溶管道中，接受大氣降水與地表水的滲入補給。富水性受巖溶發(fā)育程度所制約，各地差異較大。巖溶水以集中排泄為主，尤其以巖溶大泉為主要排泄點，此外分散滲溢也是一種排泄形式，多見于近谷底部位的谷坡處，排泄量較小。巖溶水的動態(tài)隨季節(jié)變化顯著，一般雨季流量增大，旱季流量變小。 孔隙水：主要賦存于第四系沖、洪積層與殘、坡積層中。沖、洪積層中的孔隙水 33 與河水聯(lián)系密切，含水豐富、透水性強，其滲透系數(shù)為 102~103cm/s。殘、坡積層中的孔隙水，接受大氣降水補給，分布不穩(wěn)定，含水量較小。 壩體填筑土物質(zhì)組成及工程特征 壩體填筑土物質(zhì)組成及物理力學性質(zhì) 流水口 水庫大壩為均質(zhì)土壩，為了查清壩體填筑土的顆粒組成、物理力學性質(zhì)及其透水性，本階段 共完成鉆孔 3 個，形成地質(zhì)縱剖面一條。對天然建筑材料進行了調(diào)查?？碧近c布置見工程地質(zhì)平面圖，完成主要工作量見下表 31。 地質(zhì)勘探工作量統(tǒng)計表 表 31 工 作 項 目 單 位 數(shù) 量 初設 階段 地 質(zhì) 鉆 探 m/孔 64/3 水文試驗 鉆孔注水試驗 段 4 鉆孔壓水試驗 段 13 原位測試 標準貫入試驗（ N） 次 7 取樣 原狀樣 件 8 擾動樣 件 室內(nèi)土工試驗 常規(guī) 件 8 顆分 件 滲透 件 17 擊實 件 1 水質(zhì)分析 件 2 坑 槽 探 處 /m 1/ 勘察表明：大壩填筑土呈黃褐色，可塑狀稍具層理，土體主要由花崗巖風化殘破積土填筑而成，不均勻夾 20%~30%砂粒，局部砂粒富集，壩體土質(zhì)粘性較差，巖芯呈短柱狀。 壩體 土含水量 %~%，平均值 %，孔隙比 ~ 之間，平均為 ；塑性指數(shù) ~，平均值 ；液性指數(shù) ~，平均值 ；土體呈可塑狀，局部硬塑狀。以上填土物理性質(zhì)差異性較大，反映出土體的不均勻性。 填土壓縮系數(shù) ~，平均值 ；壓縮模量 ~，平均值 Mpa；內(nèi)摩擦角在 176。 ~176。，平均值 176。建議 大壩填土體凝聚力取 ，內(nèi)摩擦角取 176。壩體填土中砂粒成分