水库除险加固工程初步设计

目 录

1．1绪言 ............................................. 6 1. 2水文 ............................................. 6 1. 3 地质 ............................................. 7 1. 4工程任务和规模 .................................... 8 1. 5工程布置及建筑物 .................................. 8 1. 6施工组织设计 ...................................... 8 1. 7水库淹没处理及工程永久占地 ........................ 9 1. 8工程管理 .......................................... 9 1. 9环境保护设计 ...................................... 9 1. 10设计概算 ......................................... 9

2. 水文 11

2．1流域工程概况 .................................... 11 2. 2暴雨洪水特性 ..................................... 11 2. 3基本资料 ......................................... 11 2．4设计洪水计算 .................................... 11

3. 地质 14

3. 1地形地貌 ......................................... 14 3. 2地层岩性 ......................................... 14

3. 3地质构造 ......................................... 14 3. 4库区水文地质条件 ................................. 15 3. 5不良地质作用 ..................................... 15 3. 6抗震设防 ......................................... 15

4. 工程任务和规模 15

4. 1工程概况 ......................................... 15 4. 2工程任务和规模 ................................... 15 4. 3水利计算 ......................................... 16

5. 工程布置及建筑物 21

5. 1设计依据 ......................................... 21 5. 2工程布置及建筑物 ................................. 22 5. 3大坝 ............................................ 22 5.4大坝工程除险加固设计 ............................. 26 6. 金属结构 ......... 32

7. 施工组织设计 33

7. 1施工条件 ......................................... 33 7. 2主体工程施工 ..................................... 33 7. 3施工总体布置 ..................................... 33 7. 4施工进度安排 ..................................... 34 7. 5施工管理与质量控制 ............................... 34

8. 水库淹没处理和工程永久占地 35 9. 水土保持规划和环境保护 35

9．1环境保护设计依据 ................................ 35 9．2水土流失防治方案设计 ............................ 35 9. 3 环境保护措施 .................................... 36 9. 4 结论 ............................................ 36

摘 要

XX水库位于XXXX，位于大魏河支流，第IV水文分区，坝址处地理坐标系东经121°35′，北纬39°49′，流域面积F=1.65平方公里，河道长L=1.5公里，河道比降J=23.01‰，汇流时间τ=0.34小时。

XX是一座集防洪、灌溉于一体的小（II）型水库。水库枢纽工程包括大坝、溢洪道、输水洞三大建筑物构成。该水库始建于1974年10月，坝址以上集雨面积1.65平方公里，最大库容为24.08万立米。。

XX水库是一座以灌溉为主，兼有防洪等综合利用小（Ⅱ）型水库。水库最大库容为24.08万立米。该水库可满足周边600亩果树和500亩旱田的灌溉，保护下游1个村1000人、1200亩耕地由于大坝、溢洪道存在安全隐患，水库不仅不能够很好的发挥效益，而且严重威胁下游人民的生命财产安全，所以进行水库除险加固处理。

根据防洪标准（GB50201-94）中工程等别和级别划分，XX水库工程等别为Ⅴ等，主要建筑物级别为5级,次要建筑物级别为5级，防洪标准执行SL252-2000，按10年一遇洪水标准设计，50年一遇洪水标准校核。 关键词：XX水库 大坝 除险加固

Abstract

Han Temple Reservoir is located in the city of Wafangdian City red town along the river Han village, located in the Wei River tributary, the IV hydrological regionalization, longitude 121 ° 35 ′ dam site is located in the geographic coordinate system, latitude 39 ° 49 ′, watershed area of F=1.65 square km, L=1.5 km long river, stream gradient J=23.01 ‰, confluence time = 0.34 hours.

Han temple is a set of flood control, irrigation in one of the small (II) type reservoir. Reservoir dam, spillway, consists of water conveyance tunnel of three buildings. The reservoir was built in 1974 October, dam over the rain area of 1.65 square kilometers, the maximum storage capacity is 240800 m3..

Han temple is a reservoir for irrigation, flood control and comprehensive utilization of both small (II) reservoir. The maximum storage capacity is 240800 m3 reservoir. The reservoir can meet the surrounding 600 acres of fruit trees and 500 mu of farmland irrigation, 1000 people, the protection of the lower reaches of the 1 village, 1200 acres of arable land as a result of the dam, spillway, hidden safety problems, reservoir not only can the very good benefit, but also a serious threat to lower people's lives and property, so the reinforcement of reservoir.

According to the flood control standards (GB50201-94) in engineering and don't grade, don't V as Han Temple Reservoir Engineering, the main buildings were grade 5, secondary structure were grade 5 flood control standards, SL252-2000, design according to 10 year flood standard, 50 year flood standard check.

Keywords: Han and Miao reservoir dam reinforcement

1. 综合说明

1．1绪言

1.1.1工程概况

XX水库位于XXXXXXXXXX镇XX村，即东经121°35′，北纬39°49′，是一座集防洪、灌溉于一体的小（II）型水库。该水库始建于1974年10月，坝址以上集雨面积1.65平方公里，最大库容为24.08万立米。该水库可满足周边600亩果树和500亩旱田的灌溉，保护下游1个村1000人、1200亩耕地。

水库枢纽工程包括大坝、溢洪道、输水洞三大建筑物构成。

大坝：现坝顶平均高程25.2米，坝长120米，坝顶宽3.0米，最大坝高12.米，坝顶设一道浆砌石防浪墙，墙高1.0米，大坝迎水坡坡比为1:2.3，块石护坡，背水坡坡比为1:2.2，草皮护坡，坝体防渗体为粘土心墙。

溢洪道：溢洪道位于大坝左侧，型式为正槽开敞式，底高程21.80米，净宽6.0米，溢洪道无衬砌，淤积、滑坡严重。设计洪水时下泄流量12.11秒立米，校核洪水时最大下泄流量23.62秒立米。

输水洞：位于大坝左侧，现已报废并堵死。 1.1.2大坝安全鉴定结论

2010年10月由XXXXX水利局组织专家组对《XX水库大坝安全鉴定报告》进行审查，根据水利部《水库大坝安全鉴定办法》和《水库大坝安全评价导则》，从防洪能力、大坝结构、大坝渗流、输泄建筑物、运行管理五个方面进行安全评价，评定结论如下：

XX水库属小（Ⅱ）型水库，大坝防洪设计标准为十年一遇、校核标准为五十年一遇。大坝现有防洪能力满足SL252-2000的要求；大坝迎水坡护坡石块径偏小，凹凸不平，大坝下游排水体破损严重；溢洪道两侧无衬砌，滑坡淤积严重，影响正常泄洪；大坝无管理房等管护设施，交通条件差。根据大坝安全分类标准，大坝鉴定为二类坝。应限期对大坝进行除险加固。 1.1.3工程除险加固的必要性

水库除险加固后，消除了工程隐患，增加蓄水量，正常投入运行。可保证下游600亩果树、500亩耕地的灌溉用水；保护下游人口1000人，同时将改善当地生态环境，为本地区的农业产业结构调整起到积极的促进作用。

因此，对XX水库进行除险加固是十分迫切和必要的。

1. 2水文

1.2.1流域概况

XX水库位于大魏河支流，坝址位于XXXXXXXXXX镇XX村，系第IV水文分区，流域面积F=1.65平方公里，河道长L=1.5公里，河道比降J=23.01‰，汇流时

间τ=0.34小时。 1.2.2气象

本地区属温带季风性气候，四季分明，多年平均气温9.5℃，最高气温35℃，最低气温-27℃，冻土层平均厚度0.85m，多年平均降水量600mm，降雨多集中在7～9月份，多年平均水面蒸发量1430mm。多年平均风速4米/秒，最大风速25米/秒，多年平均最大风速14.4米/秒。 1.2.3基本资料复核

地形图为辽宁省测绘局出版的1：10000地形图，大坝、库区地形图为XXXXX水利勘测设计有限公司测绘的1：1000地形图。

流域内无水文站，按无资料地区降雨和径流查《辽宁省水资源》，设计洪水根据1998年《辽宁省中小河流（无资料地区）设计暴雨洪水计算方法》，采用集水面积小于300平方公里的设计洪水计算方法。

库区多年平均降水量为600mm，坝址以上径流深为150mm。 1.2.4设计洪水

流域内无水文站，按无资料地区降雨和径流查《辽宁省水资源》，设计洪水根据1998年《辽宁省中小河流（无资料地区）设计暴雨洪水计算方法》，采用集水面积小于300平方公里的设计洪水计算方法进行设计洪水计算，成果见下表。

表1-1 设计洪水成果表

频率 峰量 洪峰Qm(m3/s) 洪量W24(万m3) 0.5% 67.2 41.47 2% 49.6 28.58 5% 37.6 20.59 10% 29.0 15.00 1. 3 地质

1、地层岩性

库区地层岩性以震旦系及第四纪地层为主，震旦系以板岩、泥灰岩地层为主，第四纪分布在丘间冲积-洪积谷地或坡地上，以松散粉质粘土、砂砾石层为主。

2、库区、坝址地质

库区内地质构造不复杂，未发现有大的断裂构造发育，地表岩层可见小规模褶曲和节理裂隙密集带发育，为印支—燕山期岩浆活动中的伴生褶皱现象，属新华夏构造体系的一部分。

场地区未发现大的构造断裂以及特殊性岩土层存在，综合各方面因素，场

地不良地质作用不发育，对库区及坝址无危害。

3、抗震设防

按《水工建筑抗震设计规范》（DL5073-2000），《中国地震动区划图》

（GB18306-2001）规定，坝区所在地区地震烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第一组。

4、工程地质条件

库区内没有发现陡坡或危崖，没有滑塌及危石脱落现象，库区范围很小，沟谷较短，没有泥石流等不良地质作用的条件。

场地区未发现大的构造断裂以及特殊性岩土层存在，综合各方面因素，场地不良地质作用不发育，对库区及坝址无危害。

1. 4工程任务和规模

工程建设任务是通过对水库除险加固，使其正常发挥效益。

XX水库是一座以灌溉为主，兼有防洪等综合利用小（Ⅱ）型水库。水库最大库容为24.08万立米。根据防洪标准（GB50201-94）中工程等别和级别划分，XX水库工程等别为Ⅴ等，主要建筑物级别为5级,次要建筑物级别为5级，防洪标准执行SL252-2000，按10年一遇洪水标准设计，50年一遇洪水标准校核。

由于大坝、溢洪道存在安全隐患，水库不仅不能够很好的发挥效益，而且严重威胁下游人民的生命财产安全，所以进行水库除险加固处理。

1. 5工程布置及建筑物

1.5.1工程等别及设计标准

XX水库最大库容为24.08万立米。根据防洪标准（GB50201-94）中工程等别和级别划分，XX水库工程等别为Ⅴ等，主要建筑物级别为5级,次要建筑物级别为5级，防洪标准执行SL252-2000，按10年一遇洪水标准设计，50年一遇洪水标准校核。

1.5.2工程布置及主要建筑物

本次除险加固设计主要是大坝、溢洪道及附属建筑物。XX水库现坝顶平均高程25.2米，坝长120米，最大坝高12.米，坝顶宽3米，坝体防渗体为粘土心墙。

溢洪道位于大坝左侧，型式为正槽开敞式，底高程21.8米，净宽6.0米，两侧均为土坡，无衬砌，局部滑坡、渠道淤积严重，末端无消能防冲设施。

输水洞位于大坝左侧，现已报废并堵死。

1. 6施工组织设计

为了确保水库除险加固工程按期保质保量完成任务，要求成立以XXXXX水利局为项目法人，通过招标选择专业施工队承担施工任务，由XXXXX水利局工程管理科负责质量监督和技术指导工作，严格按着设计要求及水工规范进行施工和施工组织设计，施工组织设计批准后方可施工。

根据本工程特点及工程量，本工程工期计划2个月，从2012年3月20日开

始施工，2012年5月20日正式完工。

1. 7水库淹没处理及工程永久占地

本次大坝迎水坡护坡石翻修，溢洪道衬砌等，均在原有规模基础上，工程不存在新的淹没问题和工程永久性占地问题。

1. 8工程管理

XX水库为小（Ⅱ）型水库，由XXXXX镇水利站管理，主要设施村里负责看护，工程调度运用计划在XXXXX水利局防汛办批复。为了确保大坝安全，水库实行了严格详细的防洪调度，总的调度原则为：在汛期实行“以泄为主”，在非汛期实行水位下蓄水，汛期水位为21.8m。

1. 9环境保护设计

XX水库的功能以灌溉为主，兼有下游农田和村屯防洪。库区周围植被及生态环境保护较差，属轻度水土流失区，本工程整治水土流失的有效措施是林草措施与工程措施相结合，根据实际情况，进行平整土地，并同水保措施相协调，搞好工程环境的绿化工作。此次除险加固施工，对区域生态影响甚微，水质不会受到影响。除险加固后，水库将正常发挥其应有的效益，促进当地农业和农村经济的发展，对社会效益、经济效益和环境效益都是十分有利的。

1. 10设计概算

本次XX水库除险加固工程总投资1.44万元。其中建安工程费117.15万元，临时工程费11.22万元，费用18.72万元，基本预备费7.35万元。

水库除险加固工程特性表

表1-2

序号 一 1 2 3 4 二 1 水文 流域面积 多年平均降雨量 设计标准洪峰 校核标准洪峰 水库 洪水标准 设计标准 名称 单位 Km2 mm m3/s m3/s P（%） 数量 加固前 1.65 600 34.1 .1 5% 加固后 1.65 600 29.0 49.6 10% 备注 坝址以上

2 3 序号 三 1 2 3 4 5 6 7 8 五 1 2 3 4 六 校核标准 特征水位 校核洪水位 设计洪水位 正常蓄水位 汛期水位 死水位 库容 总库容 正常蓄水位以下库死库容 兴利库容 调洪库容 名称 大坝 坝型 坝顶高程 最大坝高 坝顶宽度 坝顶长 上游坡比 下游坡比 护坡材料 溢流道 型式 底高程 净宽 下泄流量 加固处理措施 P（%） m m m m m 万m3 万m3 万m3 万m3 万m3 单位 m m m m m m m3/s 0.5% 23.7 22.9 21.8 21.8 16. 34.8 22.2 1.83 20.37 12.6 数量 加固前 粘土心墙坝 25.2 12. 3.0 120 1：2.3 1：2.2 干砌石 开敞式宽顶21.8 6.0 38.76 2% 23.72 23.03 21.8 21.8 16. 24.08 12.86 0.78 12.08 11.22 备注 坝顶兼路 加固后 粘土心墙坝 24.8 12.14 4.0 120 1：2.3 1：2.2 干砌石 开敞式宽顶堰堰 21.8 6.0 23.62

1 2 3 4

坝体 坝坡 溢洪道 管理房 两侧无衬砌 坝坡平整 贴坡排水 衬砌 新增 背水坡设排水体 增加管护设施 2. 水文

2．1流域工程概况

2.1.1流域自然地理条件

XX水库位于大魏河支流，坝址位于XXXXXXXXXX镇XX村，系第IV水文分区，流域面积F=1.65平方公里，河道长L=1.5公里，河道比降J=23.01‰，汇流时间τ=0.34小时。 2.1.2气象资料

本地区属温带季风性气候，四季分明，多年平均气温9.5℃，最高气温35℃，最低气温-27℃，冻土层平均厚度0.85m，多年平均降水量600mm，降雨多集中在7～9月份，多年平均水面蒸发量1430mm。多年平均风速4米/秒，最大风速25米/秒，多年平均最大风速14.4米/秒。

2. 2暴雨洪水特性

降水主要集中在夏、秋汛期7～9月，该时段降水占全年降水量的74.9%，年际分配也不均匀。洪水主要由暴雨形成，河川基流、洪峰水量集中，洪峰水量的大小取决于暴雨的大小。洪水与暴雨存在明显的对应关系，略缓于暴雨。

2. 3基本资料

中华人民共和国行业标准SL44-93《水利水电工程设计洪水计算规范》（以下简称《洪水规范》中4.1.3规定：各种历时设计暴雨可采用经过审批的暴雨统计参数等值线图查得。

根据国家有关规范规定，采用辽宁省水利厅2005版《辽宁省水资源》（下称《水资源》和《XXXXX水资源综合规划》中的相关资料作为本次设计依据。

暴雨洪水资料依据辽宁省水文水资源勘测局1998年版《辽宁省中小河流（无资料地区）设计暴雨洪水计算方法》（以下简称《计算方法》）查算取得。

2．4设计洪水计算

2.4.1洪水计算方法及标准

设计洪水根据1998年《辽宁省中小河流（无资料地区）设计暴雨洪水计算方法》，采用集水面积小于300平方公里的设计洪水计算方法。

根据《防洪标准》GB50201-94，XX水库按10年一遇洪水标准设计，50年一遇洪水标准校核。 2.4.2设计洪水

2.4.2.1多年平均来水量计算

由《辽宁省水资源》查得多年平均径流深 Y =150毫米，则多年平均来水量： W =0.1FY =0.1×1.65×150=24.75万立米 2.4.2.2设计暴雨、洪水计算

根据1998年《辽宁省中小河流（无资料地区）设计暴雨洪水计算方法》，采用集水面积小于300平方公里的设计洪水计算方法，进行洪水复核。计算步骤

L0.71

J 计算得汇流历时τ=0.34小时。 如下：（1）由τ=0.78

（2）计算10分钟、1小时、24小时和三日的设计面雨量及n0p值。 由附图（1-3）、（1-4）、（1-5）、（1-6）、（1-7）、（1-8）、（1-9）查出。 P三=100毫米 P24=90毫米 P1=30毫米 P10=15毫米

CV=0.62 CV=0.62 CV=0. CV=0.45

Cs=3.5CV Cs=3.5CV Cs=3.5CV Cs=3.5CV

由附图(1-12)，辽宁省东部地区暴雨时—面—深关系曲线（KF—F—t）查得，当F=1.65平方公里，t=24小时，点面折减系数KF=1.0，由附表（1-1）查得不同频率下KP值，根据公式Ptp面=下表。

表2-1 各频率下面雨量计算表

项目 CV=0.62 CV=0.62 KP CV=0. CV=0.45 KF P三(毫米) P三P面(毫米) P24(毫米) P24P面（毫米） P三P面-P24P面（毫米） P1（毫米） P1P面（毫米） P10（毫米） P10P面（毫米）

PtKpKF进行各频率面雨量计算，计算见

0.5 3.74 3.74 3.28 2.79 1.00 100 374.0 90 336.6 37.4 30 98.4 15 41.9

频率(P％) 2 5 2.83 2.24 2.83 2.24 2.55 2.07 2.25 1.88 1.00 1.00 100 100 374.0 283.0 90 90 2.7 201.6 28.3 22.4 30 30 76.5 62.1 15 15 33.8 28.2 10 1.79 1.79 1.71 1.60 1.00 100 224.0 90 161.1 17.9 30 51.3 15 24.0

P10p面/P1P面 0.43 0.44 0.45 N0P 0.53 0. 0.55 注：n0p由P10P面 /P1P面查附表（1-2）短历时暴雨指数n0p得到。 （3）计算τ历时各频率设计面雨量及面暴雨强度ip。 Pτ

p面

0.47 0.58 = p1P面×τ

Pp面1- n0p

ip=

表2-2 τ历时各频率下设计面雨量及面暴雨强度ip

项目 0.5 P1P面（毫米） 1-n0p τ τPτ1-n0p频率P（％） 2 76.5 0.46 0.34 0.61 46.57 137.0 5 62.1 0.45 0.34 0.62 38.22 112.4 三P

10 51.3 0.42 0.34 0. 32.61 95.9 （三-24）P

98.4 0.47 0.34 0.60 59.26 174.3 P面（毫米） ip(毫米/小时） （4）从附表（3-2）查出洪峰径流系数ψP、α表2-3 各频率下设计洪峰流量Qp

项目 0.5 α三P 径流系数 α（三-24）P ψP F （5）计算设计洪量 W三P=0.1·α

三P

、α，将ip、ψP、F

代入公式QP=0.278ψP·ip·F，即可求得设计洪峰流量QP。

频率P（％） 2 0. 0.28 0.79 1.65 49.6 5 0.58 0.23 0.73 1.65 37.6 10 0.53 0.22 0.66 1.65 29.0 0.71 0.38 0.84 1.65 设计洪峰流量Qp（秒立米） 67.2 ·P三P面·F

(三-24)P

W（三-24）P=0.1·α·(P三P面-P24p面)·F

W24P=W三P- W（三-24）P

表2-4 各频率下设计洪量

项目 频率P（％） 0.5

2 5 10

三日暴雨P三P面(毫米) 三日洪峰径流系数α三P F(平方公里） 三日洪量W三P（万立米） 三日-24小时暴雨P（三-24）P面(毫米) 三日-24小时洪峰径流系数α（三-24）P 前峰（三日-24小时）洪量W（三-24）P（万立米） 主峰24小时洪量W24P（万立米） 调洪洪量W调P（万立米） rp

（6）推求设计洪水过程线

374 0.71 1.65 43.81 37.40 0.38 2.34 41.47 30.52 0.034 283 0. 1.65 29.88 28.30 0.28 1.31 28.58 21.17 0.031 224 0.58 1.65 179 0.53 1.65 21.44 15.65 22.40 17.90 0.23 0.85 0.22 0.65 20.59 15.00 15.33 11.24 0.030 0.028 rPW24PQp510.36 经计算，rP在各种频率下均小于0.05，所以采用以设计洪峰Qp为最大流量，按公式W调P=0.67×W24P+0.12QP×τ计算W调P(见表四)，不绘过程线。

3. 地质

3. 1地形地貌

库区位于辽东半岛南部西侧XXXXX西北部丘陵区，库区以丘陵及残丘及风成砂丘微地貌为特征，库区上游环山，植被发育，地势高差较大，西部丘陵高程约为100～150m，坝址为残丘及风成砂丘，高程 10～30 m。

3. 2地层岩性

库区地层岩性以震旦系及第四纪地层为主，震旦系以板岩、泥灰岩地层为主，第四纪分布在丘间冲积-洪积谷地或坡地上，以松散粉质粘土、砂砾石层为主。

3. 3地质构造

库区内地质构造不复杂，未发现有大的断裂构造发育，地表岩层可见小规模褶曲和节理裂隙密集带发育，为印支—燕山期岩浆活动中的伴生褶皱现象，属新华夏构造体系的一部分。

3. 4库区水文地质条件

区内地下水可分为二种类型：第一种为河谷第四纪松散沉积层孔隙潜水，第二种为基岩裂隙水，以风化裂隙水、构造孔隙水为主。

1、第四纪松散沉积层孔隙潜水

分布在库区谷地之内，第四纪含水层厚度一般在5—10 m，含水层由第四纪冲洪积地层组成，主要地层为冲洪积碎石层，中粗砂及粉质粘土层，直接接受大气降水补给，形成潜水并与岩石裂隙水形成补给关系。库区坝前库底第四纪土层厚度教大，达到5.0—6.5 m，库底单孔涌水量可达到5～10m3/d，水质矿化度一般小于1g/L。

2、基岩裂隙水

分布在第四纪覆盖层以下， 以基岩岩石地层为主，区内广泛分布震旦纪石英砂岩地层，以风化裂隙发育为主，渗透性随深度增加而减弱，往往形成潜水，一般单井（孔）涌水量30～50m3/d，水质矿化度一般小于1g/L，构造裂隙水孕藏在50～80m深度，一般单井可达（孔）涌水量200～300 m3/d。

3. 5不良地质作用

场地区未发现大的构造断裂以及特殊性岩土层存在，综合各方面因素，场地不良地质作用不发育，对库区及坝址无危害。

3. 6抗震设防

按《水工建筑抗震设计规范》（DL5073-2000），《中国地震动区划图》（GB18306-2001）规定，坝区所在地区地震烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第一组。

4. 工程任务和规模

4. 1工程概况

XX水库是一座集防洪、灌溉于一体的小（Ⅱ）型水库。该水库始建于1974年10月，坝址以上集雨面积1.65平方公里，河道长1.5公里，最大库容为24.08万立米。根据防洪标准（GB50201-94）中工程等别和级别划分，XX水库工程等别为Ⅴ等，主要建筑物级别为5级,次要建筑物级别为5级，防洪标准执行SL252-2000，按10年一遇洪水标准设计，50年一遇洪水标准校核。

4. 2工程任务和规模

4.2.1工程除险加固的必要性

根据水库大坝安全鉴定报告中结论：大坝现有防洪能力满足SL252-2000的要求；大坝迎水坡护坡石破损，块径偏小，凹凸不平，大坝下游排水体破损严重；溢洪道两侧无衬砌，滑坡淤积严重，影响正常泄洪；大坝无管理房等管护设施，交通条件差。根据大坝安全分类标准，鉴定大坝为二类坝，汛期大坝运行存在安全隐患及险情。

XX水库的功能是以灌溉为主，兼有下游农田和村镇的防洪，水库下游涉及600亩果树、500亩耕地的灌溉用水。由于本地区干旱少雨，旱情严重，对农作物生长影响极大，产量低且不稳定。由于水库蓄水不足，无法正常运行使用，水库的工程效益远远没有发挥出来。

水库除险加固后，消除了工程隐患，可保证下游600亩果树和500亩耕地的灌溉用水，保护下游人口1000人；同时将改善当地生态环境，为本地区的农业产业结构调整起到积极的促进作用。

因此，对XX水库进行除险加固是十分迫切和必要的。 4.2.2工程任务

工程建设的任务是对大坝安全鉴定结论，对工程存在安全隐患及存在问题进行除险加固。

（1）更新迎水坡护坡石、背水坡排水体； （2）增设溢洪道两侧浆砌石墙、尾水消能设施； （3）增设大坝管理房等管护设施。 使其发挥正常效益。

4. 3水利计算

根据XXXXX水利勘测设计有限公司2011年10月实测1：1000地形图，在电脑上量算查得，水位～库容～面积曲线见下表。 表4-1 水位～库容～面积曲线 水位H（米） 原库容V（万立10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

库容V（万立 0.00 0.12 0.46 1.05 2.07 3.67 5.97

面积A（万平米） 0.00 0.24 0.44 0.73 1.32 1.87 2.73 备注 0.0 0.0 0.1 0.4 1.1 2.1 3.4 5.1 7.2 9.9 13.4

21 17.8 9.29 3.91 22 23.3 13.76 5.03 23 30.1 19.27 5.99 24 36.8 25.95 7.37 25 43.6 33.98 8.69 26 43.77 10.9 新旧库容比较发现，水库有淤积现象，高水位库容接近，略低于原库容。

垫底库容计算

V垫GT(1E)10000r

查水位～库容曲线，H死=16.77米 V垫=

400*1.65*15 10000*1.3

* (1+0.2) =0.91万立方米

垫

由于水库原输水洞进口底高程为16.米，故水库死水位为16.米，V=0.78万立方米。

兴利库容确定

根据水库运用要求，用水保证率为75%，按多年调节计算兴利库容。调节系数取0.70进行调节计算。

XX水库担负的灌溉任务是农业灌溉，共担负农业灌溉面积 0.11 万亩，主要为耕地500亩、果树600亩。农业灌溉设计保证率75%，其需水量150*500+92*600=13.02万m3。

表4-2 灌溉用水量月分配表 单位：

104m3

月份 月分配量 4 2.61 5 24.0 3.25 6 29.5 3.99 7 18.6 2.52 8 8.6 1.16 合计 100 13.53 月分配（%） 19.30 表4-3 不计损失多年调节库容计算表（P=75%） 单位：

104m3

α 0.7 β多 0.22 V多 5.45 W来 17.33 表4-4 不计损失年调节库容计算表（P=75%）α=0.7 单位：

104m3

月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合计 来水量 0.10 0.17 0.47 0.47 0.40 0.73 5.58 6.43 1.61 0.62 0.45 0.29 17.33 灌溉用水量 3.34 4.16 5.11 3.22 1.49 17.33 来水—用水 + 0.10 0.17 0.47 2.36 4.94 1.61 0.62 0.45 0.29 11.02 - 2.88 3.76 4.38 11.02 ∑（来—用） 10.38 10.55 11.02 8.14 4.38 0.00 2.36 7.29 8.91 9.53 9.98 10.27 V兴=5.45+11.02=16.47万立方米 年蒸发损失：

h蒸=年水面蒸发量（E601）-（多年平均年降水量-多年平均年径流深） =900-（600-150） =450（mm）

依据《辽宁省水资源》中应用于无资料地区的径流计算，渗漏损失一般根据库区水文地质条件来估算。

一般良好地质条件0.3～0.5m/年； 中等地质条件0.5～1.0m/年； 不好地质条件1.0～2.0m/年。

XX水库地质条件渗漏损失取 h渗=0.4m/年。

H损=h蒸+h渗=450+400=850mm

V垫+0.7V兴=0.78+0.7×16.47 =12.31万m3

库面A=4.46万m2，年损失量：3.79万m3，月平均损失量0.32万m3。 表4-5 考虑损失年调节库容计算表（P=75%）α=0.7 单位：104m3

月份 来水量 灌溉损失 来水—用水 ∑（来

用水量 1 0.10 0.32 2 0.17 0.32 3 0.47 0.32 4 0.47 2.61 0.32 5 0.40 3.25 0.32 6 0.73 3.99 0.32 7 5.58 2.52 0.32 8 6.43 1.16 0.32 9 1.61 0.32 10 0.62 0.32 11 0.45 0.32 12 0.29 0.32 合计 17.33 13.53 3.79 V兴=5.45+9.43=14.88万立方米 米。

+ - —用） 0.15 2.75 4.95 1.30 0.31 0.13 9.58 0.21 0.14 2.46 3.17 3.58 0.02 9.58 9.20 9.05 9.21 6.75 3.58 0.00 2.75 7.69 8.99 9.30 9.43 9.41 V正=14.88+0.78=15.66万立方米，查水位～库容曲线得正常高水位为22.35本次除险加固初步设计本着不改变水库原规模的原则，由原溢洪道底部高程为H底=H正=21.8米，查水位～库容曲线，

V正=12.86万立米

V兴=V正-V垫=12.86-0.78=12.08（万立米） 4.3.1洪水复核 1、泄流能力计算

设计洪水泄流能力依据以下公式计算：

3/2QMLH0

式中： L——一侧长度或溢流宽度，m；

H0——堰上水头，

HH0v202g

M——第二流量系数,取1.6；

表4-6 溢洪道泄流能力计算成果表 水位（m） 21.8 22.3 23.30 23.72 23.80 24.3

泄量（m3/s） 0 3.14 16.31 23.62 25.12 35.10 2、洪水调节计算

qmQp(1采用简化调洪计算公式：

V防W调P)

调洪方案优选计算表

表4-7 P=2％ Qp =49.6秒立米 W调P=21.17万立

米

调 洪 演 算 溢洪 水深 h (米) 防洪 qmQp(1)库容 W调P宽流量 水位 库容 V q1mh3/2 H V防 (万立1.48h3/2(米) (万立V防qm 米) 1 米) W调P(秒立(秒立米) 米) 0.52 1.48 2.72 3.91 3.94 4.19 5.85 最优方溢洪道单溢洪道底宽 案 溢洪道 b=6米 泄 流 量 (秒立米) 83.44 25.14 11.00 6.01 5.93 5.28 2.27 3.14 8.88 16.31 23.44 23.62 25.12 35.10 V防bqmq1 (米) 21.80 12.86 0.50 22.30 15.41 2.55 0.88 43.66 1.00 22.80 18.16 5.30 0.75 37.21 1.50 23.30 21.27 8.41 0.60 29.92 1.91 23.71 24.01 11.15 0.47 23.50 1.92 23.72 24.08 11.22 0.47 23.33 2.00 23.80 24.61 11.75 0.45 22.09 2.50 24.30 28.36 15.50 0.27 13.30 调洪方案优选计算表

表4-8 P=10％ Qp =29.0秒立米 W调P=11.24万立米 溢洪 水深 h (米) 水位 H (米) 库容 防洪 调 洪 演 算 V (万立米) 库容 V防 (万溢洪道单宽流量 溢洪道底宽 最优方案 溢洪道 b=6米 qmQp(1 V防W调P)q1mh3/21.48h3/2 bqmq1

立米) 1V防W调P qm (秒立米) 22.45 15.34 12.14 11.96 7.31 (秒立米) (米) 泄 流 量 (秒立米) 21.80 12.86 0.52 1.48 1.99 2.02 2.72 4.19 42.90 10.37 6.09 5.92 2.69 -0.32 3.14 8.88 11.97 12.11 16.31 25.12 0.50 22.30 15.41 2.55 0.77 1.00 22.80 18.16 5.30 0.53 1.22 23.02 19.40 6. 0.42 1.23 23.03 19.47 6.61 0.41 1.50 23.30 21.27 8.41 0.25 2.00 23.80 24.61 11.75

-0.05 -1.33 调洪方案优选计算成果表

表4-9 水位（米） 下泄流量（秒立米）

设计水位 23.03 12.11 校核水位 23.72 23.62 5. 工程布置及建筑物

5. 1设计依据

1、XX水库防洪标准复核报告（2005年）； 2、XX水库大坝安全鉴定报告书； 3、XX水库大坝安全评价报告；

4、防洪标准（GB50201-94）、（SL252-2000）；

XX水库为小（Ⅱ）型水库，根据防洪标准（GB50201-94）中工程等别和级

别划分，XX水库工程等别为Ⅴ等，主要建筑物级别为5级,次要建筑物级别为5级，防洪标准执行SL252-2000，按10年一遇洪水标准设计，50年一遇洪水标准校核。

5、《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL1-96）。

5. 2工程布置及建筑物

本次除险加固设计主要是大坝、溢洪道及附属建筑物。XX水库坝顶现平均高程25.2米，坝长120米，最大坝高12.米，坝顶宽3.0米，坝体防渗体为粘土心墙。

溢洪道位于大坝左侧，型式为正槽开敞式，底高程21.8米，净宽6.0米，两侧无衬砌，均为土坡，局部滑坡、淤积严重。

5. 3大坝

5.3.1基本情况

该水库始建于1974年10月，现坝顶平均高程25.2米，坝长120米，最大坝高12.米，坝顶宽3米，大坝迎水坡坡比为1:2.3，块石护坡，迎水坡护坡石块径较小且凹凸不平，达不到护坡要求；背水坡坡比为1:2.2，草皮护坡；背水坡排水体已损坏，坝体防渗体为粘土心墙。 5.3.2坝顶高程校核

根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL1-96）中规定确定坝顶高程。

a、波浪要素计算 采用莆田试验站公式：

0.45gD0.720.0018gHmW0.13th0.7th20.7gHW0.13th0.7m2W

0.5ghWTm2m4.438hm

0gT22m21.56Tm

式中：hm——平均波高，m；

W——风速，m/s。正常运用条件下，采用多年平均最大风速的1.5

倍；非常运用条件下，采用多年平均最大风速；

Hm——水域的平均水深，m；

D——风区长度，m； Tm——平均波周期，s； Lm——平均波长，m； H——坝迎水面前水深，m。

表5-1 平均波高计算表

计算水位 设计洪水位 校核洪水位 正常高水位1 正常高水位2 平均波高 hm(m) 0.20 0.13 0.20 0.13 平均水深 Hm(m) 7.03 7.72 5.80 5.80 风速 W（m/s） 21.60 14.40 21.60 14.40 吹程 D（m） 334 336 325 325 表5-2 周期、波长计算表

平均周期 计算水位 Tm(s) 设计洪水位 校核洪水位 正常高水位1 正常高水位2

b、波浪爬高

采用莆田试验站公式（不规则波动法），为单一斜坡。

R平均波高 hm(m) 0.20 0.13 0.20 0.13 波长 0(m) 2.00 1.61 1.99 1.59 6.25 4.03 6.16 3.96 KKK1mW2h

式中：R——波浪爬高，m；

KKWgh——斜坡的糙率渗透系数，砌石护坡，取K0.77；

W——经验系数，由风速、坡前水深、重力加速度所组成的无维量

确定；

K——斜向来波折减系数，K0.82；

m——斜坡的坡度系数；

h——平均波高，m；

——平均波长，m。

表5-3 波浪爬高计算表

设计爬高工况 设计洪水位 校核洪水位 正常高水位1 正常高水值 R（m） 0.68 0.39 0.68 0.39 平均波浪爬高 R（m） 0.42 0.24 0.43 0.24 糙率系经验系坡度系数 m 波高 波长 数 K K数 W h（m） （m） 0.80 0.80 0.80 0.80 1.17 1.04 1.20 1.07 2.30 0.20 6.25 2.30 0.13 4.03 2.30 0.20 6.16 2.30 0.13 3.96 位2 c、坝顶高程

坝顶高程等于水库静水位与超高之和，应分别按以下运用情况计算，取其最大值：

1） 2） 3） 4）

设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高； 校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高； 正常蓄水位加正常运用情况的坝顶超高；

正常高水位加非常运用情况的坝顶超高，再按《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000）加地震安全加高。

坝顶超高按下式计算： y=R +A

式中：y——坝顶超高，m；

R——最大波浪在坝坡上的爬高，m； A——地震安全加高，m。 坝顶高程按下式计算： Z=Z1+y+A1

式中：Z—— 坝顶高程，m；

Z1—— 计算水位，m； y—— 坝顶超高，m；

A1—— 地震涌浪高度，m，根据《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000）中相关规定选取。 表5-4 坝顶高程计算表

坝顶高程 Z（m） 24.21 设计洪水位 校核洪水24.41 位 正常高水22.99 位1 （正常）正常高水 23.49 位2 计算水位 水位 坝顶超高 波浪爬高 R（m） 0.68 0.39 0.68 风壅水面 高度 e（m） 0.003 0.001 0.004 安全超高 A（m） 0.50 0.30 0.50 地震涌浪高度 A1（m） 0.00 0.00 0.00 Z1（m） y（m） 23.03 1.18 23.72 0.69 21.80 1.19 21.80 1.69 0.39 0.002 0.30 1.00 （非常） 经计算，取四种工况下的坝顶高程计算最大值，为24.41m，现水库坝顶高程为25.2米，满足洪水复核要求。 5.3.3大坝渗流稳定分析

由于XX水库大坝无渗流观测资料，本次渗流安全复核以大坝现场安全检查情况及地质勘察检测结果为依据，进行渗流安全分析评价。

经现场检查及地质勘察结果，坝体无渗漏，大坝不存在渗流安全隐患。 5.3.4坝坡稳定的校核

XX水库大坝为粘土心墙坝。现坝顶平均高程25.2米，坝长120米，最大坝高12.米，坝顶宽3米，大坝迎水坡坡比为1:2.3，块石护坡；背水坡坡比为1:2.2，草皮护坡；背水坡排水体已损坏。 表5-5 土坝稳定计算参数选择成果表 指标 材料 坝壳料 心墙 湿容重 （KN/m3） 19.70 19.10 饱和容重 （KN/m3） 20.60 19.50 内摩擦角 Φ（°） 30 18 凝聚力 C（KPa） 0 25 坝坡稳定计算是采用瑞典园法算出圆弧滑裂面的安全系数，计算各种工况下的坝坡稳定计算，计算结果为：

表5-6 坝坡稳定计算成果表 坡别 计算方法 校核洪水位 上游坝坡 设计洪水位 正常高水位 计算成果 1.336 1.327 1.301 规范要求的安全系数 1.05 1.15 1.15

危险水位 正常高水位遇地震 危险水位遇地震 下游坝坡 正常高水位 正常高水位遇地震 1.204 1.198 1.087 1.204 1.095 1.15 1.05 1.05 1.15 1.05 从以上计算工况下，加固前、后，大坝上、下游坡的抗滑稳定安全系数均能满足规范要求，整体来看，大坝上、下游坝坡稳定均是安全的。

5.4大坝工程除险加固设计

5.4.1大坝加固设计

1、大坝结构设计

由于原坝顶宽度不满足施工要求，需拓宽，采取降低坝高0.4米，这样既拓宽了坝顶路，又能满足防洪要求。若不采取降低坝高来拓宽坝顶路，需填筑边坡，这样就增大了土方量。所以经复核确定坝顶高程24.8米，坝顶宽度4.0米，上游坡坡比为1:2.3，块石护坡300厚；下游坡坡比为1:2.2，碎石护坡；并翻修贴坡排水体，坝长120米。

本次除险加固主要解决大坝护坡和溢洪道衬砌问题，根据我们和有关部门现场勘察意见，决定对大坝迎水坡护坡石翻修处理。

2、护坡工程

由于原护坡石损坏严重，起不到护坡作用，需对上游坡护坡石进行翻新。根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL1-96）中规定确定块石护坡厚度。

块石粒径

D0.85D01.018Kkwwmm21m2h

式中：D0——石块平均粒径，0.30m；

γk——块石容重，kN/m3； γw——水容重，kN/m3； m——坡率，m； h——设计波高，m； k——随坡率m变化的系数。

块石重量

Q=0.85Q50=0.525γk D3 式中：Q——石块重量，t；

Q50——石块平均重，t。

护坡厚度

1.82tDK

式中：t—砌石护坡厚度；

D—块石粒径，取D=25cm；

K—随坡率m变化的系数，取K=1.25； 经计算t=0.298,t取0.3。

根据实际情况，铺设花岗岩粗料石干砌石厚300mm，经查明坝坡原反滤层失效，铺碎石垫层厚200mm，死水位以下采用抛石；下游坡采用碎石护坡。

3、排水体工程

根据《中小型水库设计》P353，利用公式（11-63）、（11-）、（11-65）， 采用试算法求出下游坝坡逸出点的高度h约为2.35米，同时参照《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL1-96）8.6.5对贴坡排水的要求，本次设计增设下游贴坡排水体，排水体高4米，长71米；结构型式为：铺设块石厚300，碎石垫层厚300。 5.4.2溢洪道工程设计

1、规模及总库容确定

采用现状溢洪道底高程不变，溢洪道底高程为H底=H正=21.8米，溢洪道形式为宽顶堰。根据调洪演算成果，取溢洪道宽度为6.0米，则溢洪道水深为1.92米，校核洪水位为23.72米，泄流量23.62秒立米，正常库容为12.86万立米，防洪库容为11.22万立米，总库容为24.08万立米。

2、溢洪道设计 （1）溢洪道水力计算

经设计确定溢洪道底高程21.8米，宽6.0米，墙高2.42米，溢流段长度127.0米，溢洪道底及两侧采用浆砌石衬砌。

溢洪道为无底坎宽顶堰，下接陡槽段，陡槽为矩形断面，首段宽b=6.0m, i=0.0232, n=0.02。

确定泄水渠流态

hk临界水深：

3q2g

式中：q—— 单宽流量，q=Q/b=3.93m3/s/m

α——不均匀系数，α=1.05

经计算hk=1.18m

ik临界坡度：

Q2Kk

2Kk——相应于hk的流量模数 KkWk*CkRK

式中：Wk—— 临界水深时的过流面积

Ck——临界水深时的谢才系数 Rk——临界水深时的水力半径

经计算ik=0.0055＜i=0.0232

泄水渠底坡大于临界坡度，属于陡坡。 通过试算，求陡槽末端水深h′=0.734m。 末段宽b=5.0m, i=0.0845, n=0.02。 确定泄水渠流态

hk临界水深：

3q2g

式中：q—— 单宽流量，q=Q/b=4.72m3/s/m

α——不均匀系数，α=1.05

经计算hk=1.337m

ik临界坡度：

Q2Kk

2Kk——相应于hk的流量模数 KkWk*CkRK

式中：Wk—— 临界水深时的过流面积

Ck——临界水深时的谢才系数 Rk——临界水深时的水力半径

经计算ik=0.006＜i=0.0845

泄水渠底坡大于临界坡度，属于陡坡。 通过试算，求陡槽末端水深h′=0.551m （2）消能设计

本次溢洪道消力池按10年一遇洪水标准设计，（P=10%）下泄流量12.11m3/s为最大流量，即为确定消力池长度的设计流量。通过对设计洪水和其他常遇洪水的计算比较，确定10年一遇洪水泄量为确定消力池深度的设计流量。

消力池采用底流消能，消力池采用等宽式矩形断面形式，采用边墙底板分离式结构型式。消力池池深1.0m，池长为6m，池宽为5.0m。

在本段与上下游建筑物连接处设置结构缝，缝宽20mm，缝内填塞沥青木板。

混凝土强度等级为C20，抗冻等级为F50。 本次设计采用矩形断面下挖式消力池。 自由水跃共轭水深h2可按下式计算：

h21h1218Fr11 2

式中：h2-----共轭水深，m；

1FrV1/gh Fr1----收缩断面氟劳德数；

b1、b2-----跃前、跃后断面宽度，m； h1------收缩断面水深，m； V1-----收缩断面流速，m/s。 求得：h2=1.20m。 跃长度L可按下式计算： L=9.5h1（Fr1-1） 求得：L=8.2m。

消力池池深、池长可按下列公式计算：

dh2h1Z2

22

Q11Z2gbhh222t2LK0.8L

式中：d-----池深，m；

σ-----水跃淹没度，可取σ=1.05；

h2-----池中发生临界水跃时的跃后水深，m； h1-----消力池出口下游水深，m； △z-----消力池出口尾部水面跌落，m； Q-----流量，m3/s； b-----消力池宽度，m；

Φ-----消力池出口段流速系数，可取0.95； L-----自由水跃长度。

求得：LK=5.6m，d=0.98m;本次设计LK取6m，d取1.0m。

边墙稳定计算

本次溢洪道设计采用边墙底板分离式结构型式，其边墙均为重力式。选定4个具有代表性的断面进行稳定计算，稳定计算内容为：滑动稳定校核、倾覆稳定校核及地基承载力计算。

滑动稳定校核采用下式校核：

PfKCF

式中：Kc-----抗滑稳定安全系数；

∑p-----作用于墙体所有垂直力合计，t； f-------摩擦系数，取0.3；

∑F-----作用于墙体所有水平力合计，t。 倾覆稳定校核采用下式校核：

K0MM12

式中：k0-----抗倾覆稳定安全系数； ∑M1-----抗倾覆力矩合计，t·m； ∑M2-----倾覆力矩合计，t·m。 地基承载力计算采用下式：

e1ll12

l1MM1P2

maxminlp6e1l 式中：e-----偏心距，m； l------断面底长，m； l1-----抗倾覆力臂，m；

maxmin-----基底应力最大最小值，t/m2；

其余与前同。 计算断面尺寸及结果见下表

表5-7 边墙断面尺寸及稳定计算结果表

断面 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 墙高(m) 2.42 2.42 2.0 2.0 顶宽(m) 0.5 0.5 0.5 0.5 底宽(m) 1.226 1.226 1.10 1.10 基础1.0 1.0 1.0 1.0 基础1.426 1.426 1.30 1.20 深(m) 宽(m) Kc 1.59 1.63 1.42 1.41 Ko 1.72 1.76 1.61 1.59 规范要求安全系数 计算结果表明所选取的边墙断面稳定安全。

＞1.3 ＞1.5 表5-8 首段溢洪道水面线推求计算表

控制断面 1 2 3 4 5 控制断面 1 2 3 4 5 控制断面 1 2 3 4 5 水深h（m） 1.184 1.078 0.970 0.862 0.759 ΔES（m） 0.016 0.060 0.127 0.220 J 0.001 0.008 0.01213 0.01763 A（m） 7.102 6.468 5.820 5.172 4.5 X（m） 8.367 8.156 7.940 7.724 7.518 i-J 0.01681 0.01457 0.01109 0.00558 2v(m/s） 3.326 3.652 4.058 4.567 5.187 R=A/X（m） 0.849 0.793 0.733 0.670 0.606 ΔS（m） 0.956 4.102 11.427 39.498 v(m/s） 3.4 3.855 4.313 4.877 R（m） 0.821 0.763 0.701 0.638 ΣΔS（m） 0.956 5.058 16.485 55.983 αv/2g（m） 0.592 0.714 0.881 1.116 1.440 C(m/s) 48.653 48.104 47.477 46.767 45.992 1/22ES（m） 1.776 1.792 1.851 1.978 2.199 C(m/s) 48.379 47.791 47.122 46.380 1/2安全加高（m） 边墙高（m） 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 1.68 1.58 1.47 1.36 1.26 表5-9 末段溢洪道水面线推求计算表

控制断面 水深h（m） A（m） 2v(m/s） v(m/s） αv/2g（m） 2ES（m）

1 2 3 4 5 控制断面 1 2 3 4 5 控制断面 1 2 3 4 5 0.759 0.700 0.650 0.600 0.561 ΔES（m） 0.305 0.339 0.441 0.438 J 0.035 0.04610 0.05842 0.07311 3.795 3.500 3.250 3.000 2.805 X（m） 6.518 6.400 6.300 6.200 6.122 i-J 0.04806 0.03841 0.02609 0.01139 6.224 6.749 7.268 7.873 8.421 R=A/X（m） 0.582 0.7 0.516 0.484 0.458 ΔS（m） 6.351 8.836 16.4 38.467 6.486 7.008 7.571 8.147 R（m） 0.565 0.531 0.500 0.471 ΣΔS（m） 6.351 15.187 32.081 70.8 2.073 2.437 2.827 3.317 3.795 C(m/s) 45.690 45.215 44.778 44.302 43.901 1/22.832 3.137 3.477 3.917 4.356 C(m/s) 45.453 44.996 44.0 44.102 1/2安全加高（m） 边墙高（m） 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 1.26 1.20 1.15 1.10 1.06 由上表计算得出结论，现溢洪道边墙高度均大于表中计算值且有超高，故边墙高度满足泄洪要求。 5.4.3其它设计

为满足运行管理要求，增设一座50平方米的管理房，为砼斜层顶瓦屋面砖混结构。

因水库无上坝路，影响施工，本次设计修1.0公里上坝路，路宽4米，路面采用200厚泥结石路面。

6. 金属结构

该水库为小（Ⅱ）型水库，现输水洞已报废并堵死。

7. 施工组织设计

7. 1施工条件

7.1.1工程条件

XX水库位于XXXXXXXXXX镇XX村，即东经121°35′，北纬39°49′，是一座集防洪、灌溉于一体的小（II）型水库。该水库始建于1974年10月，坝址以上集雨面积1.65平方公里，最大库容为24.08万立米。

XX水库除险加固工程主要建筑材料为：水泥、砂子、粘土、钢筋、块石等，建筑材料简单，可以从当地市场或生产厂家直接购买，能保证施工需要。 7.1.2自然条件

XX水库位于大魏河支流，工程中心地理位置121°35′，北纬39°49′。大魏河流域属北温带季风性气候，多年平均降水量600mm，降雨量多集中在7～9月。该地区多年平均气温9.3℃。最大冻土深度为1150mm，初冻一般为11月上旬，3月下旬土壤开始融化，多年平均风速4.0 m/s。

7. 2主体工程施工

7.2.1坝体工程

本次除险加固主要解决大坝护坡及溢洪道衬砌等问题，根据我们和有关部门现场勘察意见，原坝顶宽度3.0米进行挖方后拓宽至4.0米。 7.2.2迎水坡护坡石更换

本次除险加固主要解决大坝护坡问题，决定对大坝护坡进行翻修处理。处理方法为：库区内水排到死水位，死水位以上铺设干砌石厚300厚，碎石垫层100厚，砂砾石垫层200厚，死水位以下采用抛石。 7.2.3溢洪道工程

本次设计溢洪道部分主要工程为浆砌石挡墙，施工比较简单，工程量小，可以充分利用现有溢洪道场地。建筑材料可以通过坝顶运输。 7.2.4临时工程

本次除险加固工程临时施工道路

施工用水可以在河道内采用水泵提水，水质满足混凝土的使用要求，生活用水可以自附近居民点的民用水井取用。

由于工程所在地距离居民区较近，距离施工地点800米处有380KVA的变压器，可以保证施工需要。施工期间需要拉临时线路800米。

7. 3施工总体布置

7.3.1规划原则

施工总体布置设计在因地制宜、经济可靠、利于管理和方便生产的前提下，主要考虑以下几点：

一、施工场地应综合考虑地形、地质条件，尽量选择地形平坦宽阔、地质条件好的场地；

二、场地划分和布置符合国家有关规定；

三、各种施工设施的布置，应能满足主体工程施工工艺要求，为均衡生产创造条件。 7.3.2施工总布置

利用现有地形，大坝坝坡修整及护坡块石更换在现有坝坡上进行。溢洪道施工可以利用下游地形。

7. 4施工进度安排

为了确保水库除险加固工程按期保质保量完成任务，结合本工程实际情况，本工程工期计划2个月，从2012年3月20日开始施工，2012年5月20日正式竣工。

施工进度：

3月20日——3月25日，施工准备，完成施工队组建，人员培训，施工组织设计，机械、材料准备；

3月26日——4月5日，完成坝体原护坡石拆除工作；

4月6日——5月17日，完成坝体平整、护坡石铺设、下游排水体铺设工作； 3月26日——4月15日，完成溢洪道开挖及砌筑工作； 3月26日——4月20日，完成大坝管理房建设工作； 4月1日——4月25日，完成上坝路工程施工； 5月1日——5月17日，大坝修整，资料整理工作； 5月18日——5月20日，进行工程完工验收工作。

7. 5施工管理与质量控制

施工队伍的确定，要严格执行招投标制和工程监理制。实行公开招标，确定具备资质，财务状况良好，施工经验、信誉良好，施工机具、设备先进，技术力量强大的施工队伍。工程监理要严格做好“三控制”，“两管理”，“一协调”，即质量控制、进度控制、投资控制；信息管理、合同管理；协调业主与承包商的关系。

施工单位必须做好质量控制与安全工作，做好如下几点：

1、建立健全质量检查体系，设有质检科，下设专职质检员，施工班组设兼职质检员，层层负责。

2、施工中严格“执行三检制”，即：班组自检、工程处复检、公司终检。通

过“三检”，收集完备的符合规范要求的档案资料。

3、工地要设实验室，对砂料填筑，反滤料铺筑，石料砌筑，混凝土拌合浇筑等，按规范要求取样试验，取得数据资料。对测试不合格的一律返工。

4、施工单位从上到下，健全安全工作组织制度，公司、施工处、班组都设专职与兼职安全员，在工地上“质量第一、安全第一”的口号要深入人心。

8. 水库淹没处理和工程永久占地

XX水库除险加固工程主要是进行大坝迎水坡护坡石更换，溢洪道衬砌等，均在原有规模基础上拓宽、加长，从实地调查及水库管理单位提供数据，本次XX水库除险加固不存在新的淹没问题和工程永久性占地问题。

9. 水土保持规划和环境保护

9．1环境保护设计依据

1、《中华人民共和国水土保持法》； 2、《中华人民共和国环境保》；

3、辽宁省实施《中华人民共和国水土保持法》办法。

9．2水土流失防治方案设计

方案编制应符合国家对水土保持、环境保护的总体要求；本方案是开发建设项目总体设计的组成部分，并为项目服务；水土保持工程必须与主体工程同时设计、同时施工、同时竣工验收、同时投产使用。

以下从扰动土地治理率、水土流失治理程度、水土流失模数控制化、拦渣率、植被恢复系数、林草覆盖率六个量化指标说明本次水土流失防治的目标。

1）本工程项目责任区范围扰动土地治理率达到95%以上。

2）水土保持措施与工程措施相结合，使水土保持设施既能满足水土保持的要求，也满足工程安全的需要；水土流失治理程度达到95%。

3）使新增的水土流失得到有效控制，水土流失模数控制比不大于1.5。 4）使新增的水土流失得到有效控制，施工期间拦渣率达到95%以上，运行期间拦渣率达到98%以上。

5）通过建设区的植被恢复及绿化建设，使工程周围生态环境明显改善，使XX水库建设区可绿化面积的植被恢复系数达到95%以上。

6）XX水库除险加固工程的直接影响区防治责任范围内林草覆盖率达到20%以上。

通过以上分析，基本达到了防治目标。需平整土地3200平方米。

9. 3 环境保护措施

1、施工中产生噪音，因离居民区远影响不大。 2、施工时道路上尘土飞扬，应定期洒水。 3、溢洪道开挖后，应做好山坡保护和绿化工作。

9. 4 结论

通过水土保持措施的实施，工程施工中被破坏的植被均能得到恢复，裸露处及施工场的林草覆盖率达90%以上，使施工期新增的水土流失得到有效控制，扼制当地环境的恶化趋势。植被覆盖率的提高，改善了项目区的生态环境，待植物措施发挥效益后，不但防治水土流失、改善环境，而且可以美化、绿化水库枢纽工程。

参考文献

[1] 《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000） [2] 《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL1-96） [3]《中小型水库设计》

[4]《中华人民共和国水土保持法》 [5]《中华人民共和国环境保》

[6]《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL1-96）