【正文】 灌溉水量的增加，將使當?shù)厝罕姷纳?、生產條件得到改善，對穩(wěn)定居民生活、促進下游地區(qū)經濟繁榮發(fā)展具有重要意義。另外，在工程施工過程中，由于施工人員的集中住進，將增加施工區(qū)的暫住人口，并由此增加的一些產生環(huán)境影響的臨時建筑物，對人群健康也將產生一定影響，施工中應做好預防工作。施工中需清除的植被、樹木，均徹底清除，但凡不涉及本次工程的植被、樹木，必須保護其原有的完整性，不得任意砍伐。 工程占地由于本工程為除險加固工程，興利水位仍恢復為原設計的興利水位，不會增大淹沒范圍，因此本次除險加固不存在增大淹沒占地問題。，主要為臨時施工道路、料場臨時占地和溢洪道施工臨時占地。根據(jù)當?shù)貎r格水平。662 水文 流域概況 氣象氣候本區(qū)處于暖溫帶亞濕潤氣候大區(qū)魯淮氣候區(qū)內，為東亞季風區(qū)大陸性氣候型。春季天氣溫暖干燥，降雨較少，常有春旱發(fā)生。夏季天氣炎熱濕潤，雨量集中，常有暴雨天氣出現(xiàn)。秋季寒露以后冬季風漸強，北方冷空氣頻頻南下，造成秋季后期降溫迅速。176。12月至次年2月雨量，只占全年雨量的4%。強冷空氣過境，常伴有大風，使氣溫大幅度下降。1月份氣壓最高，；7月份氣壓最低。風／秒，風速上半年大于下半年，4月份最大，9月份最小，／秒（ 1983年4月26日）。夏季以東南風向為最多，占各風向出現(xiàn)頻率的52％，冬季以西北風為最多，頻率為38％。C。C；最熱月8月，176。C。C（1965年6月6日），176。 降水，年際變幅較大。 水利工程概況黃家河水庫始建于1957年10月。 設計洪水計算 水文站點和水文資料該水庫為小（1）型水庫，未設水文站，壩址處無實測流量資料，流域內也無雨量觀測資料。暴雨資料采用《山東省小型水庫洪水核算辦法》中提供的“山東省多年平均24小時暴雨等值線圖”和“山東省最大24小時暴雨變差系數(shù)等值線圖”。 洪水計算 流域特征參數(shù)的計算黃家河水庫控制流域面積為F=，其干流長L=，干流比降按公式 21計算： 公式 21式中：、：自出口斷面起沿流程各特征地面點的高程；、：各特征點間的距離；：干流長度將各特征點高程及相互間的距離代入公式計算得：流域特征綜合參數(shù)按公式 22計算： 公式 22式中：：干流長度，：控制流域面積，：干流比降，代入公式中計算得： 各頻率下24小時暴雨量的推求采用等值線圖查算雨量分析計算面雨量。 各頻率下單位面積最大洪峰流量模數(shù)的推求黃家河水庫流域特征綜合參數(shù)，=，=，根據(jù)水庫所在地位置查太沂山北山區(qū)～～關系曲線，得出30年一遇單位面積洪峰流量模數(shù)＝，300年一遇單位面積洪峰流量模數(shù)＝。：控制流域面積，代入公式中計算得：＝；＝。代入公式中計算得：＝漲洪歷時為三分之一T，即最大洪峰流量出現(xiàn)在三分之一T處。3 工程地質 大壩巖土層的分布、結構構造及其物理性質根據(jù)鉆探資料，在勘察深度范圍內，大壩土層自上而下可分為四個巖土層：第①層，碎石（Q4ml）：顏色為褐色，濕，松散—稍密，分選差，棱角，粘粒含量大，不均，直徑2～10cm。粘聚力標準值（c），內摩擦角平均值（φ）。第②層，粉質粘土（Q4ml）：顏色為黃褐色～黃色，呈可塑狀態(tài)，含水率(w)%，液性指數(shù)（IL），為中等壓縮性土。滲透系數(shù)標準值（K）104cm/s，為中等透水層。標準貫入測試值N=4～6擊。第③層，強風化粗面安山巖（KqF）：顏色以褐黃色為主，風化強烈，呈堅硬粘性土狀，由上到下逐漸變硬。滲透系數(shù)（K）=105cm/s，為弱透水層。，～，分布普遍。巖石堅硬程度等級為軟巖，完整程度等級為較完整，巖體基本質量等級為Ⅳ級。標準貫入擊數(shù)（N）為45擊以上。各巖土層承載力標準值等參數(shù)值依據(jù)鉆探資料、原位測試資料及地區(qū)經驗綜合確定。各巖土層物理力學參數(shù)值一覽表 表31土層編號第①層碎石第②層粉質粘土第③層強風化粗面安山巖第④層中風化粗面安山巖允許承載力標準值fak(kPa)140140300400滲透系數(shù)標準值K（cm/s）103104105105粘聚力標準值c（kPa）4060內摩擦角標準值φ（度）3545允許水力比降含水率（w）%孔隙率（n）%比重（G）密度(ρ)g/cm3干密度(ρd)g/cm3孔隙比（e）壓縮模量(Es)MPa壓縮系數(shù)(α)MPa1變形模量(E)GPa/ 地震烈度根據(jù)《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》和《中國地震動反應譜特征周期區(qū)劃圖》，地震設防烈度為6度。各巖土層物理力學參數(shù)詳見（表31）壩體穩(wěn)定性評價 經現(xiàn)場勘察壩體未發(fā)現(xiàn)沉陷及裂縫現(xiàn)象，未發(fā)現(xiàn)有松馳張裂，蠕動變形、崩塌、滑坡等破壞現(xiàn)象。樞紐建筑物主要包括大壩、溢洪道和放水洞，現(xiàn)狀情況如下：大壩水庫大壩為均質土壩，～，除樁號0+360～0+420壩段壩頂高程較低外，壩頂長727m，～，除個別樁號變化較大外。下游坡坡比除個別樁號為1：，其余壩段坡比均在1：，護坡型式為草皮護坡，無排水溝。放水洞水庫放水洞為漿砌塊石豎井方涵式，距大壩右岸端110m。 建筑物存在的問題及安全鑒定結論 大壩大壩存在的主要問題包括以下幾個方面：大壩上游坡為干砌亂石護坡，護坡風化破碎，部分地段沖刷較為嚴重，有露底現(xiàn)象，無反濾層不符合規(guī)范要求。壩體為由粉質粘土構成的均質壩，104cm/s，不滿足均質壩防滲土料不大于滲透系數(shù)1104 cm/s的規(guī)范要求。綜合評估成果見表 41，評定大壩為三類壩。 放水洞水庫放水洞為漿砌塊石豎井方涵式，現(xiàn)狀放水洞閘門關閉不嚴，有輕微漏水；啟閉機年久失修，銹蝕嚴重；啟閉機房破損。 溢洪道水庫溢洪道位于大壩左岸壩頭，溢洪道右岸現(xiàn)為土坡，汛期產生沖刷，溢洪道末端對壩后坡存在沖刷問題。 工程任務本次除險加固的主要任務是：針對水庫存在的問題，通過方案比較，選取合理的方案，對水庫進行除險加固，以確保水庫及下游廣大人民的生命財產安全。 工程規(guī)模根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252—2000），黃家河水庫屬小（1）型水利樞紐工程，其永久性主要建筑物大壩、溢洪道、放水洞等均為4級建筑物，主要建筑物洪水標準采用30年一遇洪水設計，300年一遇洪水校核。水庫的安全運行，保護著下游6個自然村和里岔鎮(zhèn)政府駐地，共6000余人，影響耕地7000余畝，水庫3公里處是橫貫全鎮(zhèn)的黃張公路。灌溉根據(jù)《青島市小型水庫大壩基本資料匯編》，灌溉設計面積7000畝。因此根據(jù)水庫存在的問題，及時對水庫進行除險加固是十分必要的。 水庫水位～庫容～泄量曲線溢洪道采用明渠均勻流公式41計算其泄量： 公式 41式中：式中： A：過水斷面面積，；C：謝才系數(shù)，；R：水力半徑，；：濕周，；b：溢洪道底寬，；m：溢洪道邊坡系數(shù)。圖解法計算步驟如下：（1）根據(jù)水庫的水位～泄量關系曲線和水位～庫容曲線以及堰頂以上的調洪庫容與下泄流量的關系曲線，將與曲線繪在圖的左方，其右方繪制入庫洪水過程線q～T。（3）連接AB，交～曲線于D。（5）由水位～。圖 41 黃家河水庫30年一遇（P=%）調洪計算圖 300年一遇調洪演算，調洪計算采用圖解法，見圖 42。圖 42 黃家河水庫300年一遇（P=%）調洪計算圖 調洪計算成果各設計頻率設計洪水調算成果見表43。 壩頂超高 波浪爬高波浪爬高（1） 平均波高和平均波周期的計算波浪的平均波高和平均波周期采用莆田公式443進行計算： 公式 42 公式 43式中：：平均波高，m；：平均波周期，s；：計算風速，取值如下： P=%時，W=；P=%時，W=；：風區(qū)長度，取值如下： P=%時，D=698m；P=%時，D=717m；：水域平均水深，取值如下： P=%時，；P=%時，；：重力加速度，取將數(shù)值代入公式中計算得：當P=%時，＝，=；當P=%時，＝，=。累積頻率為5%的爬高值與平均爬高的比值可根據(jù)平均波高與壩上游面前水深的比值和累積頻率5%查表求得，此處：：平均波高，取值如下： P=%時，＝；P=%時，＝；：壩上游面前水深，取值如下： P=%時，H=；P=%時，H=將數(shù)值代入中求得結果并查表可得：故可求得：當P=%時，當P=%時，安全加高的選值根據(jù)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則》（SL18996），壩頂在水庫靜水位以上的超高應按公式46計算： 公式 46式中：：壩頂超高，m；：最大波浪在壩坡上的爬高，取值如下： P=%時，； P=%時，：安全加高，取值如下： P=%時，A=； P=%時，A=將數(shù)值代入公式中計算可得：當P=%時，當P=%時， 壩頂高程的確定本工程P=%時，P=%時，再分別加壩頂超高，P=%時，；P=%時，取兩者之中的大值，～。水庫的洪水標準為30年一遇設計，300年一遇校核。 設計基本資料 設計依據(jù)及規(guī)范 《黃家河水庫大壩安全鑒定報告》 《黃家河水庫大壩地質勘察報告》 《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則》（SL18996） 《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（SL2742001）《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL2522000） 設計基本參數(shù)風速多年平均最大風速：特征水位及洪水流量興利水位：；設計水位：，相應的溢洪道下泄流量：；校核水位：，相應的溢洪道下泄流量： m3/s； 大壩加固 上游坡上游坡現(xiàn)狀為干砌亂石護坡，亂石平均直徑大小不一，約80％亂石護坡厚度、塊徑不滿足要求，失去護坡作用。表51 護坡厚度計算成果表項目工況平均波長Lm（m）累積頻率為5%的波高h5%（m）護坡厚度t（m）石塊的平均質量Q50（t）石塊的平均粒徑D50（m）石塊的質量Q（t）石塊的換算球形直徑D（m）設計工況 根據(jù)現(xiàn)場勘查，約80%亂石護坡厚度、塊徑不滿足規(guī)范要求，本次除險加固對大壩護坡進行加固。上游坡加固（1）壩頂（）至死水位（）之間大壩樁號0+000～0+370壩段設計上游坡坡比1：，樁號0+415～0+727壩段上游坡比1：，樁號0+370～0+415壩段上游坡比由1：：。先將表層原有的干砌亂石護坡及雜草根系清除，然后以新設計的大壩上游壩肩線為基準進行人工找坡，高挖低填，坡比1：，需補坡培土壩段先將坡面挖成小臺階狀，而后再培上新土，土料需分層碾壓，然后進行坡面平整，使其達到設計坡比，再進行護坡。甲級亂石要求平均厚度15～20cm，一面大致平整。上游坡設置臺階2道，布置在樁號0+200及0+550處，臺階采用M10漿砌細料石，臺階下依次鋪設C10素砼墊層和碎石墊層，C10素砼墊層厚200mm，碎石墊層厚150mm。（3）庫間路庫區(qū)內現(xiàn)有土路連接大壩及庫區(qū)西北側山地，庫間路與壩后上壩路相接，該道路根據(jù)區(qū)域交通要求應以保留。庫間路長211m，樁號L0+000～L0+054路段保持原有路面邊線，只對路面進行平整，路面整平時，路基翻起30cm，摻入10％水泥（水泥與干土重量的百分比）攪拌均勻后分兩層用壓路機壓實，壓實度達到96％，其上做20mm厚中粗砂。路面整平方式與L0+000～L0+054做法相同。樁號L0+120及L0+185處新埋DN1000混凝土管道，便于兩庫區(qū)內的水流通暢。，擬排向下游側。壩頂路兩邊設C20素混凝土路沿石，（厚高長），在橫向排水溝處留排水口。下游漿砌甲級亂石護坡因溢洪道末端對左端壩后坡腳存在沖刷問題，為保護壩體，下游坡0+707～0+727樁號壩段下游坡采用漿砌甲級亂石護坡，設計坡比1：，首先將表層雜草根系清除，然后以新設計的大壩上游壩肩線為基準進行人工找坡，高挖低填，在平整后的壩坡上鋪設土工布一層（200g/m2），其上鋪設厚度為200mm的碎石墊層（粒徑5～20mm），碎石墊層上做漿砌甲級亂石護坡，護坡厚度為300mm。護坡做C25無砂混凝土預制塊排水，預制塊尺寸為404030cm，縱、（斜長）。壩后堤防溢洪道尾水渠在靠近壩腳處右岸堤防部分缺失，為防止溢流時對壩