【正文】 省 **縣 **水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 14 表 11 **縣 **水庫工程特性表 (續(xù) ) 序號(hào) 名 稱 單位 數(shù)量 備注 2 主要建筑材料 木材 m3 水泥 t 1580 鋼筋 t 塊石 m3 7866 碎石 m3 10489 砂 m3 4463 3 總工時(shí) 萬個(gè) 4 總投資 萬元 靜態(tài)投資 萬元 建筑工程 萬元 機(jī)電設(shè)備及安裝工程 萬元 金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備及安裝工程 萬元 施工臨時(shí)工程 萬元 獨(dú)立費(fèi)用 萬元 基本預(yù)備費(fèi) 萬元 五 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 1 國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率 % 經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值 萬元 效益費(fèi)用比 3 財(cái)務(wù)評(píng)價(jià) 財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 % 財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值 萬元 投資回收期 年 河南省 **縣 **水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 15 流域概況和氣象 **水庫位于 **縣盛灣鄉(xiāng) **村南 1km 處的 **河上， 屬于 丹江的一條小支流 ， 控制流域面積 ，干流長(zhǎng) 7km，河道平均比降 。流域內(nèi)巖石外露， 植被覆蓋較差，水土流失比較嚴(yán)重。 水庫上游無工礦企業(yè)， 水源未發(fā)現(xiàn)明顯的污染現(xiàn)象。流域內(nèi)多年平均降雨量為 ，其分布由東至西、由北到南呈遞減趨勢(shì) ， 降雨年內(nèi)年際分布不均，汛期降水量（ 6~9 月）占全年降雨的 60%以上。 則多年平均徑流量為 萬 m3， 75％ 來水量為 萬 m3。水庫保護(hù)下游 的 盛倉 公河南省 **縣 **水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 16 路 和沿河 1km 的 4 個(gè)自然村 1000 人 1500 畝耕地，解決山區(qū)農(nóng)村 2500 余人的飲水問題和 6000 畝耕地的灌溉用水，同時(shí)攔阻大量泥沙，減少丹江口水庫淤積 。 根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》 SL2522021， **水庫為 小型水庫，工程等級(jí)為 Ⅳ 等。 按照該水庫的實(shí)際規(guī)模和防洪任務(wù)，防洪標(biāo)準(zhǔn)為 50 年一遇設(shè)計(jì)， 500 年一遇校核。 根據(jù)《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》規(guī)定：可采用經(jīng)審批的暴雨徑流查算圖表作為計(jì)算設(shè)計(jì)洪水的依據(jù)。 計(jì) 算依據(jù)的基本公式： ??27 80? nS??? ??1 4/13/ QmJ L?? 式中： Q—— 設(shè)計(jì)頻率的洪峰流量， m3/s； ψ —— 洪峰徑流系數(shù)； τ —— 洪峰匯流時(shí)間， h； F—— 流域面積， km2； L—— 設(shè)計(jì)斷面至主河分水嶺的河長(zhǎng)， km； 河南省 **縣 **水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 17 J—— 河道的平均坡降； S—— 設(shè)計(jì)頻率最大 1 小時(shí)降雨量， mm/h； n—— 設(shè)計(jì)暴雨遞減指數(shù)，按照相應(yīng)的匯流歷時(shí)取值：當(dāng)τ＜ 1h，代入n1；τ＝ 1～ 6h，代入 n2；τ＝ 6～ 24h，代入 n3。 設(shè)計(jì)暴雨成果見表 21 設(shè)計(jì)洪水過 程線見表 22。控制流域面積。施工期設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)取 5年一遇?？刹捎?丹江 河水系降水及地形地貌產(chǎn)流條件相類似的有實(shí)測(cè)資料的地區(qū)綜合成果查算。本次依據(jù)上述成果情況，按照相同時(shí)間段匯流面積與流量的相關(guān)關(guān)系，推算 **水庫 11～ 5 月 5 年一遇洪水洪峰流量為 。關(guān)于 84 圖集計(jì)算設(shè)計(jì)洪水成果的合理性，我院在承擔(dān)南水北調(diào)中線總干渠右岸排水水文工作時(shí)已專門進(jìn)行分析，利用冢崗廟、龍王溝兩座水庫四次大洪水觀測(cè)分析值與用 84 圖集推理公式計(jì)算結(jié) 果相比較，誤差在 2～ 9％，平均誤差為 ％；結(jié)論是用 84 圖集進(jìn)行設(shè)計(jì)洪水計(jì)算是合理、可行的，并通過了長(zhǎng)江水利委員會(huì)的審查認(rèn)可。 石山區(qū) K＝ ～ ； s—— 暴雨強(qiáng)度（ mm/h）； F—— 流域面積（ km2）； H24—— 設(shè)計(jì)頻率的最大 24 小時(shí)雨量（ mm）； n 同上。 水利水電科學(xué)研究院經(jīng)驗(yàn)公式 適用于流域面積小于 100km2的情況，由于粗略，只能 估算洪峰值的合理性。由于 **水庫位于暴雨中心邊緣， 84圖集的計(jì)算成果適當(dāng)偏于安全是合理的。 泥沙 **水庫及附近無實(shí)測(cè)輸沙資料，庫區(qū)以上植被良好。年， 考慮到近些年來 上游水土保持和小流域治理工作的加快， 流域內(nèi)植被 覆蓋率 還要提高。年，淤積物干容重為 ，則 **水庫每年淤積量為 萬 t，淤積物為 m3。此前沒有做過地質(zhì)勘察， 本次勘察，結(jié)合工程地質(zhì)測(cè)繪及壩體質(zhì)量檢查，大壩共布鉆孔 5 個(gè)，溢洪道布置鉆孔 3 個(gè)， 2021 年 3 月 6 日勘察工作開始，采用 GXY150 型液壓工程鉆機(jī)施工，歷時(shí) 22 天， 3 月 27 日結(jié)束外業(yè)工作， 4月 3 日提交正式勘察成果 。之間，山頂多呈渾圓狀，植被較差。 。 ① 灰?guī)r (∈ )： 分布 于整個(gè)庫區(qū)，非碎屑結(jié)構(gòu)，微層理構(gòu)造，礦物成份為方解石、石英、長(zhǎng)石等，巖石多呈弱風(fēng)化，深灰色。 地質(zhì)構(gòu)造與地震 ① 地質(zhì)構(gòu)造 ： 庫區(qū)內(nèi)巖溶及節(jié)理裂隙較為發(fā)育外，未發(fā)現(xiàn)大的斷裂通過該區(qū)，區(qū)域穩(wěn)定性較好。 庫區(qū)水文地質(zhì)條件 河南省 **縣 **水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 22 庫區(qū)水文地質(zhì)條 件較為簡(jiǎn)單，地下水類型為巖溶裂隙水，受裂隙及巖溶發(fā)育程度的控制，主要接受降水入滲補(bǔ)給，消耗于庫面蒸發(fā)及排向水庫下游。 (2)庫岸穩(wěn)定 ： 庫區(qū)山體自然邊坡多為 50～ 60176。 (3)水庫淤積問題 ： 由于庫區(qū)巖石風(fēng)化較輕，所以固體逕流物來源較少，庫區(qū)淤積量不大。壩軸線方向 145176。 物理地質(zhì)現(xiàn)象 壩址區(qū)巖溶較發(fā)育，主要以溶溝、溶槽及溶蝕裂隙為主，多充填有粘土，溶蝕裂隙的產(chǎn)狀多與巖層產(chǎn)狀相一致，溶洞以小溶洞居多，洞徑一般 3～5cm，大者 5～ 7cm。 地層巖性 壩址區(qū)地層巖性單一，為寒武系的灰?guī)r，弱風(fēng)化，深灰色，非碎屑結(jié)構(gòu)，微層理構(gòu)造，巖石較破碎，巖溶較發(fā)育。 ～ 30176。 ～ 45176。∠ 25176?！?45176?！?70176。 壩址區(qū)水文地質(zhì)條件 壩址區(qū)地下水類型為巖溶裂隙水，受裂隙及巖溶發(fā)育程度的控制，主要接受大氣降水入滲補(bǔ)給，水庫建成蓄水后，接受庫水補(bǔ)給，消耗于 向下游排泄。 壩肩工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條 件評(píng)價(jià) 右壩肩 (樁號(hào) 0+130)：巖性為寒武系灰?guī)r ， 弱風(fēng)化，自然坡度在 60～65176?！?25176。 左壩肩 (0+055)：巖性為寒武系灰?guī)r，弱風(fēng)化，自然坡度 20176。緊鄰溢洪道。∠ 45176。工程地質(zhì)條件較差。 輸水洞工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià) 輸水洞頂部壩體干密度 ～ ，平均值 ，干密河南省 **縣 **水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 24 度合格率為 0，滲透系數(shù) 104cm/s，屬中等透水。 溢洪道工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià) 溢洪道自進(jìn)口段至出口段，全長(zhǎng)約 100m，現(xiàn)按進(jìn)口段，陡槽段，出口消能段，及兩岸邊坡分述如下： (1)進(jìn)口段（樁號(hào) 0+000～ 0+030） 進(jìn)口段底寬 30m，底板高程 ，巖性為寒武系灰?guī)r，弱風(fēng)化，溶蝕裂隙發(fā)育，通過 ZK6 號(hào)鉆孔揭露，發(fā)現(xiàn)在 ～ ， ～ ， ～ 處夾有磚紅色粘土。通過野外壓水試驗(yàn)，巖石透水率 12～ 52Lu，屬中等透水，工程地質(zhì)條件較差。巖石較破碎，巖芯多呈短柱狀， RQD 值在 70%左右。 (3)出口消能段 (樁號(hào) 0+060～ 0+100) 該段底板平坦，巖性為灰?guī)r，弱風(fēng)化，溶蝕裂隙發(fā)育，通過 ZK8揭露，發(fā)現(xiàn)有多處 30～ 50cm厚的磚紅色粘土夾層，并且部分土體中含有碎石。通過野外壓水試驗(yàn)，巖石透水率在 9～ 35Lu，屬弱 ～ 中等透水。 (4)兩岸邊坡 左岸邊坡，坡 度 70176。巖性為灰?guī)r，弱風(fēng)化，裂隙發(fā)育，裂隙內(nèi)充填磚紅色粘土，邊坡不穩(wěn)定，易產(chǎn)生崩塌滑坡，在樁號(hào) 0+030～ 0+050河南省 **縣 **水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 25 段，已發(fā)生崩塌，因此左岸山體工程地質(zhì)條件差。 壩體質(zhì)量檢查 壩體質(zhì)量檢查 壩體質(zhì)量控制設(shè)計(jì)指標(biāo) 該水庫大壩為均質(zhì)土壩，根據(jù)“河南省水利廳中小型水庫續(xù)建基本技術(shù)要求”，壩體壓實(shí)干密度要求不應(yīng)低于 。壩體干密度平均值，最大值 ，最小值 。 (2)河槽段 (0+103)： 壩體填料主要為粘土，局部夾有碎石，可塑狀態(tài)，結(jié)構(gòu)松散， 以上碎石含量在 50～ 60%之間。 (3)右 壩肩（ 0+130） ： 壩體填料主要為粘土，局部夾有碎石，可塑狀態(tài)，結(jié)構(gòu)松散， 以上碎石含量 40～ 50%。 壩體質(zhì)量評(píng)價(jià) 通過上述不同地段的質(zhì)量情況分析，大壩的填筑質(zhì)量差，整個(gè)壩體的填筑合格率為零，且干密度的平均值小于 。 (2)河槽段 (0+103)： 壓縮系數(shù)范圍值在 ～ ，大值平均值 ，壓縮模量范圍值在 ～ MPa1之間，小值平均值 ，屬中等偏高壓縮性。 壩體穩(wěn)定性 指標(biāo) — 抗剪強(qiáng)度 的評(píng)價(jià) 為了求得壩體在垂直荷載作用下，經(jīng)固結(jié)被滲水所飽和的土體，應(yīng)力突然改變時(shí)，采用飽和固結(jié)快剪的方法，求得抗剪強(qiáng)度指標(biāo) C、φ值。小值平均值C=27KPa，φ =13176。小值平均值 C=，φ =176。小值平均值C=23KPa，φ =176。壩頂?shù)钠鍪眽?，由于填筑料中碎石含?40～ 60%，局部富集成層，滲透性強(qiáng)，野外注水試驗(yàn)，滲透系數(shù) ～ ，屬強(qiáng)透水層。 河槽段：砂粒占 %，粉粒占 %，粘粒占 %，室內(nèi)滲透試驗(yàn)河南省 **縣 **水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 27 滲透系數(shù)平均值 105cm/s，最大值 105cm/s，野外注水試驗(yàn)滲透系數(shù)平均值 104cm/s，最大值 104cm/s，屬中等透水。 表 31 壩體滲透試驗(yàn)及其指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表 位置 室內(nèi)試驗(yàn) k(cm/s) 野外注水試驗(yàn) k(cm/s) 滲透性等級(jí) 左壩肩 106 104 中等透水 河槽段 105 104 中等透水 右壩肩 106 104 中等透水 從上表可以看出，鉆孔注水試驗(yàn)高于室內(nèi)滲透，試驗(yàn)求得的滲透系數(shù)，進(jìn)一步說明壩體施工質(zhì)量差，原狀土塊有架空現(xiàn)象，鉆孔注水代表土體的滲透性，而室內(nèi)滲透為土塊的滲透 性，鉆孔注水試驗(yàn)代表性強(qiáng)，且較真實(shí)。 天然建筑材料 **水庫除險(xiǎn)加固工程所需天然建筑材料：土料 15400m3，砂料 3646m3，塊石和碎石 15758m3。 土料 水庫位于秦嶺山脈的東南部邊緣，屬低山區(qū)，土料缺乏，土料零星分布于沖溝，坡腳及溶蝕裂隙內(nèi)，本次所選料場(chǎng)在大壩下游約 1 公里的沖溝，坡腳處，土層厚度 ，開采剝離表層 耕植層，有用層厚度約 ，可采儲(chǔ)量約 萬 m3，用人工或機(jī)械化開采作業(yè)即可，運(yùn)距 。 河南省 **縣 **水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 28 砂料 砂料廠位于滔河鄉(xiāng)十名鋪丹江河河床及漫灘上，開采條件較好，場(chǎng)地開闊，有簡(jiǎn)易公路，運(yùn)距 ，有用層厚度 ，可采用儲(chǔ)量 萬 m3。 石料 石料，工程區(qū)儲(chǔ)量豐富，可選用公路兩側(cè)山坡，作為開采區(qū)，巖性為灰?guī)r，深灰色，非碎屑結(jié)構(gòu)，微層理構(gòu)造，巖石呈弱 —— 微風(fēng)化，石質(zhì)堅(jiān)硬。 河南省 **縣 **水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 29 壩體土物理力學(xué)性指標(biāo)建議值 表 32 指 標(biāo) 項(xiàng)目 重度 含水量 孔隙比 比重 液限 塑限 塑性 指數(shù) 液性 指數(shù) 抗剪 壓縮 滲透系數(shù) 濕 干 凝聚力 內(nèi)摩 擦角 壓縮 系數(shù) 壓縮 模量 r γ d W e GS WL WP IP IL C φ α V12 ES12 K g/cm3 % % % kPa 度 MPa1 MPa cm/s 壩體 左壩肩 （ 0+055） 27 13 104 河槽段 （ 0+103） 104 右壩肩 （ 0+130） 23 11 104 河南省 **縣 **水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 30 4 工程任務(wù)和規(guī)模 工程任務(wù) 工程概況 **水庫位于 南水北調(diào)中線工程水源地， **縣城南 37km 的盛灣鎮(zhèn)境內(nèi)丹江河支流 **河上，屬長(zhǎng)江流域漢水水系 。 水庫控制流域面積 ，下游有 盛灣至倉房唯一的一條鄉(xiāng)級(jí)公路以及沿河 1km 的 4 個(gè)村莊，保護(hù)人口 1000 余人，耕地 1500 畝，解決山區(qū)農(nóng)村 2500 余人飲水困難問題，保障水庫灌區(qū) 6000 畝耕地的灌溉，同時(shí)，水庫攔截上游泥沙，減少丹江口水庫的入庫泥沙量，防洪、供水、灌溉、減淤效益顯著 。目前存在許多安全隱患， 如該水庫防洪安全性低，壩體壩基存在嚴(yán)重滲漏，大壩填筑質(zhì)量差，溢洪道 出口沖刷嚴(yán)重，輸水洞斷裂漏水 ，啟閉設(shè)施損毀 等 現(xiàn)象 。 除險(xiǎn)加固任務(wù) 2021年 2月由河南省 **市水利建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)院對(duì)該水庫進(jìn)行大壩安全評(píng)價(jià)， 經(jīng) **市水利局組織專家 對(duì)其進(jìn)行安全鑒定， 以及水利部大壩安全管理中心壩函 [2021]920 號(hào)《關(guān)于郭莊等十三座水庫三類壩安全鑒定成果的核定意見》中均認(rèn)定 **水庫為三類壩，屬病險(xiǎn)水庫，工程存在