【正文】 設(shè)計(jì)依據(jù)a、《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL2522000）；b、《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL2742001）；c、《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》；d、《利民山水庫大壩安全鑒定綜合評(píng)價(jià)報(bào)告》；e、《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL3032004）。6 工程總體布置及建筑物 工程等別和標(biāo)準(zhǔn)利民山水庫工程等別為Ⅳ等，主要建筑物為4級(jí)，次要建筑物為5級(jí)。水庫現(xiàn)有通訊線路為簡(jiǎn)單架起的裸線，長(zhǎng)1km，不符合現(xiàn)代通訊要求。該水庫管理范圍較大，涉及面廣，技術(shù)力量較薄弱，無辦公樓、倉庫等基礎(chǔ)設(shè)施，已不適合現(xiàn)代化管理的需要。利民山水庫是一座以防洪和灌溉為主，結(jié)合養(yǎng)魚等綜合利用的小(1)型水庫。 防汛道路該水庫防汛道路是外界進(jìn)庫的主要交通道路。 尾水渠泄洪洞尾水渠在1969年水庫工程竣工時(shí)開挖形成，經(jīng)過30多年的運(yùn)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(yán)重。d、泄洪灌溉洞排洪時(shí)有劇烈震動(dòng)感。啟閉機(jī)螺桿嚴(yán)重變形，電氣設(shè)備已經(jīng)損壞。a、泄洪灌溉洞進(jìn)口八字墻嚴(yán)重?cái)嗔?、傾斜，出口段左側(cè)漿砌石邊墻已沖毀，右側(cè)邊墻錯(cuò)縫，邊墻向內(nèi)傾斜10cm。 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(hào)0+，與壩軸線成正交。 2b－壩基寬度， 2b=67m。⑵壩基滲流穩(wěn)定分析公式：J出逸＝經(jīng)計(jì)算，J=＜J允＝。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(duì)壩肩進(jìn)行灌漿處理。因而左壩肩存在繞壩滲漏問題。計(jì)算過程如下：樁號(hào)0+313斷面滲透流網(wǎng)圖㈡壩肩滲漏量計(jì)算據(jù)地質(zhì)勘察，左壩肩下部花崗巖表層為砂礫狀全風(fēng)化，其下巖體為強(qiáng)風(fēng)化次塊狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)面較發(fā)育，主要為陡立張裂隙。經(jīng)計(jì)算，土壩單寬滲漏量q=，土壩有效滲漏長(zhǎng)度取490m，故土壩壩體及壩基年滲漏量Q=365490=。樁號(hào)0+313最不利水位迎水坡穩(wěn)定分析簡(jiǎn)圖樁號(hào)0+313正常水位穩(wěn)定滲流期背水坡穩(wěn)定分析簡(jiǎn)圖樁號(hào)0+313水位驟降期迎水坡穩(wěn)定分析簡(jiǎn)圖 土壩滲流分析㈠壩體及壩基滲漏量計(jì)算選取大壩樁號(hào)0+313m斷面進(jìn)行滲漏量計(jì)算。 土壩穩(wěn)定分析巖土特征值設(shè)計(jì)參數(shù)表 表51土層名稱γ(t/m3)γsat(t/m3)φC(t/m2)壩殼風(fēng)化料30，280壩體粘性土14淤泥質(zhì)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(jì)算中采用北京理正軟件設(shè)計(jì)研究所2001年3月編寫的“”進(jìn)行電算，計(jì)算成果見表表52。水位：，壩后按無水考慮。 壩體穩(wěn)定復(fù)核根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SDJ2742001）規(guī)定，計(jì)算方法采用摩根斯頓－普賴斯法。d、土壩壩后無排水設(shè)施，造成壩后積水無法排除，大面積沼澤化。下游坡沒有護(hù)砌，壩坡灌叢、蒿草叢生，壩后無排水設(shè)施，排水沖刷造成壩后沖溝縱橫，并有向深發(fā)展趨勢(shì)。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。由于壩頂有一層風(fēng)化料褐黃色，主要為花崗巖風(fēng)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(jié)構(gòu)混雜，分布于壩體表層及護(hù)坡碎塊石下部，厚度不一，～。 土壩 土壩現(xiàn)狀及存在的問題大壩為粘土均質(zhì)壩，現(xiàn)有壩長(zhǎng)570，壩頂寬3m，～，壩前坡1：3，壩后坡1：～，壩前坡設(shè)塊石護(hù)坡，壩后無排水設(shè)施。運(yùn)行至今由于缺少資金，該工程始終未配套，整個(gè)大壩及附屬建筑物沒有得到及時(shí)完好的維修，多處存在嚴(yán)重的安全隱患，每當(dāng)發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)，只能臨時(shí)采取一些應(yīng)急措施，勉強(qiáng)渡汛。該水庫自1966年動(dòng)工興建，1969年竣工。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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇洪水設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)灌溉面積787公頃，養(yǎng)魚20萬尾。方案比較詳見第六章。即設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為30年，校核洪水為300年。②洪水調(diào)節(jié)成果依據(jù)上述洪水調(diào)節(jié)原則，采用列表試算法，調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)頻率、校核頻率的洪水，洪水調(diào)節(jié)成果表43。當(dāng)來量大于泄量時(shí)，則閘門全部開啟，按泄流能力泄洪，起到了削峰的作用。b、本次設(shè)計(jì)下游無控制泄量要求。（保持原泄洪建筑物尺寸不變），泄流曲線計(jì)算成果表略。泄流曲線見表42。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(shè)計(jì)不變H限=。本次設(shè)計(jì)的洪水調(diào)節(jié)采用泄洪洞方案泄洪。主要內(nèi)容有：(1) 依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，重新進(jìn)行調(diào)洪演算，校核現(xiàn)有壩高，并進(jìn)行加固處理；(2) 對(duì)現(xiàn)有大壩壩坡進(jìn)行穩(wěn)定復(fù)核；(3) 對(duì)壩基、壩體、壩肩進(jìn)行滲漏量及滲流穩(wěn)定復(fù)核，并針對(duì)存在的問題進(jìn)行加固處理；(4) 對(duì)上、下游壩坡進(jìn)行翻修處理，對(duì)防浪墻進(jìn)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(shè)施。水庫除險(xiǎn)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(nóng)業(yè)發(fā)展將起到重要作用，因此基于上述原因，對(duì)該水庫實(shí)施除險(xiǎn)加固是勢(shì)在必行的。利民山水庫一旦發(fā)生潰壩，房屋13300m2，202國(guó)道沖毀2km，吉沈鐵路2km。 項(xiàng)目建設(shè)的必要性利民山水庫是吉林省重要的病險(xiǎn)水庫之一，在2004年4月的大壩安全鑒定中確定為三類壩。利民山水庫是一座以灌溉、防洪為主，結(jié)合養(yǎng)魚等綜合利用的?。?）型水庫，灌溉保證率80%。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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇洪水設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)灌溉面積787公頃，養(yǎng)魚20萬尾該水庫自1966年動(dòng)工興建，1969年竣工，運(yùn)行至今由于缺少資金，該工程始終未配套，整個(gè)大壩及附屬建筑物沒有得到及時(shí)完好的維修，多處存在嚴(yán)重的安全隱患，每當(dāng)發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)，只能臨時(shí)采取一些應(yīng)急措施，勉強(qiáng)渡汛。6′18″～44176。18′45″～126176。4 工程任務(wù)和規(guī)模 水庫概況，壩址坐落在飲馬河流域的玻璃河上，202國(guó)道公路8km。，其下為二級(jí)階地砂礫石⑥層，承載力可以滿足工程要求，工程地質(zhì)條件較好。，經(jīng)40年固結(jié)沉降已趨于穩(wěn)定，但抗剪強(qiáng)度值偏低，建議設(shè)計(jì)進(jìn)行抗滑穩(wěn)定復(fù)核．壩基砂礫石④⑥層為強(qiáng)透水及中等透水層，形成壩基主要滲漏通道，存在壩基滲漏問題，正常高水位時(shí), 0+050～0+350段壩后在壩基砂礫石④層剩余水頭作用下，易擊穿上部土層，產(chǎn)生滲透破壞，二級(jí)階地砂礫石⑥層,因上部連續(xù)穩(wěn)定覆蓋弱透水層⑤,且厚度較大，不易產(chǎn)生滲透破壞。從鉆孔水位觀測(cè)及土體含水量分析，壩體內(nèi)局部形成浸潤(rùn)曲線，但浸潤(rùn)面較低。(風(fēng)化料)壩殼粘性土肥心墻壩，心墻土及壩殼料土符合質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，碾壓合格率為83％，壩體不存在沉陷穩(wěn)定。水庫無永久滲漏問題。，地下水分水嶺高于水庫正常高水位。地貌為剝蝕低山丘陵中發(fā)育的河谷?！?，推薦料場(chǎng)兩處，一處位于明城鎮(zhèn)上桃山附近的大桃山采石場(chǎng)，巖性為微風(fēng)化－新鮮花崗巖，灰白色，節(jié)理不發(fā)育，次塊狀結(jié)構(gòu)巖體，運(yùn)距40km．第二石料場(chǎng)位于煙筒山鎮(zhèn)和平村附近的和平石場(chǎng)，巖性為深灰色微風(fēng)化－新鮮輝長(zhǎng)巖，節(jié)理不發(fā)育，次塊狀結(jié)構(gòu)巖體，運(yùn)距45km．兩料場(chǎng)現(xiàn)正開采，可按所需直接購買，兩料場(chǎng)塊石質(zhì)量相近．評(píng)價(jià)見下表。壩址附近缺乏砼用細(xì)骨料，所需細(xì)骨料需到煙筒山鎮(zhèn)螞蟻北屯飲馬河砂場(chǎng)購買，料場(chǎng)與水庫有公路相連，運(yùn)距35km，儲(chǔ)量滿足要求，質(zhì)量評(píng)價(jià)見下表。巖石新鮮堅(jiān)硬，可加工各種粒徑礫碎石．該料場(chǎng)與水庫有公路相連，運(yùn)距16km，儲(chǔ)量滿足設(shè)計(jì)要求。水下30176。相對(duì)密度按Dr＝，建議上壩控制干密度rd＝，控制含水量W＝5％177。35176。 天然建筑材料 ，料場(chǎng)位于壩左端低山區(qū)，巖性為砂礫狀全風(fēng)化花崗巖，料場(chǎng)面積1*10４m２，可開采厚度５m，～，但要破壞一些林木，各礫組含量如下（三組均值）：礫石占74％；％；％。　泄洪洞工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)泄洪洞與輸水洞為一體，位于大壩右側(cè)0+437m．基礎(chǔ)底部為人工毛石混凝土，其下為二級(jí)階地砂礫石⑥層，承載力可以滿足工程要求，工程地質(zhì)條件較好。上部土層為粉質(zhì)壤土⑤與壤土粗砂互層(51)，正常高水位以下主要為粉質(zhì)壤土⑤，~，連續(xù)穩(wěn)定分布，為弱透水層，工程地質(zhì)條件較好。左壩肩強(qiáng)風(fēng)化花崗巖建議指標(biāo)如下：抗剪強(qiáng)度：內(nèi)摩擦系數(shù)f=，內(nèi)聚力C=100kPa，巖石與混凝土摩擦系數(shù)f=，允許承載力fk=600kPa，變形模量E0=*103MPa,泊松比η＝。鉆孔注水試驗(yàn)，巖體透水率較大q=30400Lu，屬強(qiáng)透水帶。左右，植被良好，不存在邊坡穩(wěn)定問題。因此，通過上述兩個(gè)大壩橫剖面滲透比降計(jì)算，所計(jì)算結(jié)果大于允許比降，故正常高水位時(shí), 0+050～0+350段壩后在壩基砂礫石④層剩余水頭作用下，易擊穿上部土層，產(chǎn)生滲透破壞，二級(jí)階地砂礫石⑥層,因上部連續(xù)穩(wěn)定覆蓋弱透水層⑤,且厚度較大，不易產(chǎn)生滲透破壞。這些透鏡體互相串通，并與底部砂礫石④⑥層互相貫通，形成壩基滲漏通道，因而壩基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。28300全風(fēng)化花崗巖⑦均值*10267建議值85253003壩基含水層主要為一級(jí)階地基巖上部的砂礫石④層及二級(jí)階地基巖上部的砂礫石⑥層，這兩層含水層相連，二級(jí)階地砂礫石⑥層之上的粉質(zhì)壤土⑤為弱透水層，厚度較大且連續(xù)分布較穩(wěn)定。30 利民山水庫壩基土物理力學(xué)指標(biāo)試驗(yàn)成果匯總表 續(xù)表44巖性項(xiàng)目含水量容重孔隙比比 重液限塑限塑性指數(shù)液性指數(shù)滲透系數(shù)壓縮系數(shù)抗剪強(qiáng)度承載力顆粒組成允許滲透比降 J濕干礫砂 粒粉粒粘粒粗中細(xì)WγγdeGWLWPIPILKa12cφfk6060～２2～～％g/cmg/cm3%%cm/sMPa1kPa度KPa%%%%%%粗砂41均值5*103建議值105*103028。c）滲漏及滲透穩(wěn)定 利民山水庫壩基土物理力學(xué)指標(biāo)試驗(yàn)成果匯總表 表44巖性項(xiàng)目含水量容重孔隙比比 重液限塑限塑性指數(shù)液性指數(shù)滲透系數(shù)壓縮系數(shù)天然坡角抗剪強(qiáng)度承載力顆粒組成允許滲透比降J濕干水上水下卵石礫砂 粒粉粒粘粒粗中細(xì)～＜WγγdeGWLWPIPILKa12αcαmcΦfk6060～２2～～～％g/cmg/cm3%%cm/sMPa1度度KPa度KPa%%%%%%%淤泥質(zhì)壤土②最大值31*10557▲26▲最小值22*1057▲13▲平均值24*10524▲19▲大均值*105小均值13▲15▲組數(shù)7777755554566777777建議值24*105131480中粗砂21建議值105*103028。 a）　承載力壩體規(guī)模較小，壩基各持力層承載力滿足壩體荷載要求。坡面較平整，塊石質(zhì)量較好，但塊石下部無碎礫石過渡墊層。合格滲透系數(shù)碾壓后1*103cm/s*102cm/s合格壩殼填筑材料符合質(zhì)量技術(shù)要求。填筑層厚度的顆粒在2080%范圍內(nèi)%合格緊密密度2g/cm3 g/cm3合格含泥量≤8%5%合格內(nèi)摩擦角30176。壩殼風(fēng)化料為花崗巖全風(fēng)化碎屑,其物理力學(xué)特性見表41，其質(zhì)量評(píng)價(jià)見下表43。從鉆孔水位