水库毕业设计

湖北省XX水库除险加固工程水工建筑物设计第一章概述第一节工程概况及存在的主要问题1.1工程概况XX水库位于湖北省xx市xx县xx乡xx村，距五峰乡约3.0Km，距姚五路3公里。

水库拦截汉江支流花瓶沟河，坝址以承雨面积47.9平方公里。

XX水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、水产养殖等综合效益的小（I）型水库。

XX水库为IV等工程，主要建筑物为4级建筑物，水库正常蓄水位231.6m。

原洪水标准按50年一遇设计，相应设计洪水位235.41m，500年一遇校核，相应校核洪水位236.67m，水库死水位214.00m，总库容205.6万m3，调洪库容68.6万m3，兴利库容117.2万m3，死库容19.8万m3。

根据《防洪标准》（GB50201—94）及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）规定，本次复核设计洪水标准为50年一遇设计，相应设计洪水位235.67m，500年一遇校核，相应校核洪水位237.55m，总库容172.705万m3，调洪库容72.34万m3，兴利库容93.765万m3，死库容6.6万m3。

20年一遇洪水位233.97m。

水库原设计灌溉面积0.16万亩，实灌0.15万亩。

水库保护着下游0.07万亩耕地和0.3万人的生命财产及3公里五峰乡集镇街道和3公里姚五路的安全。

XX水库于1967年10月开工，1969年6月竣工，现有管理人员4人。

水库枢纽工程由大坝、溢洪道、输水隧洞、水电站等组成。

大坝为粘土心墙坝，坝顶高程237.4m，最大坝高29.34m，坝顶宽5m，大坝全长87m。

大坝上游坝坡为干砌石护坡，坡比分为3级，自上而下为1:1.5、1:2.5和1:2.75，坡比转折处高程分别为233.9m和218m，在218m高程处设2m宽的平台；下游坝坡为草皮护坡，坡比分为4级，坡比自上而下为1:1.5、1:2.0、1:2.25、1:1.5（排水棱体），坡比转折处高程分别为233.9m、224.6m和213.7m，分别在224.6m和213.7m高程处设有2m宽的平台，213.7m高程平台下为排水棱体。

溢洪道位于大坝右端，控制段为开敞式宽顶堰，堰顶高程231.6m，堰顶溢流宽40m，最大泄量959.70m3/s。

溢洪道控制段底板为桨砌石混凝土结构，底部桨砌石厚0.4m，表面0.1m厚混凝土抹面。

泄水槽过流断面为矩形，过流宽度由进口39.5m渐变到出口28m，纵坡为0.1，底部原设计为0.35m钢筋混凝土结构，未实施。

溢洪道右侧边坡较陡、无衬砌防护，左侧为浆砌块石挡墙，顶宽0.8m，高4.0m，溢洪道无消能、防冲设施，下泄水流直冲原河道。

输水隧洞布置在大坝右岸，介于大坝与溢洪道之间。

隧洞洞长80m，纵坡1/200，进口底部高程214m。

洞身过水断面为圆形，洞径为0.8米，钢筋混凝土衬砌厚度0.2m，最大过水能力4.3 m3/s。

闸门由启闭竖井起闭，启动设备为手动拉杆式启闭机。

水电站位于输水隧洞出口，装机2台，总容量100千瓦，已报废。

发电尾水接灌溉渠道。

XX水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪及养殖综合利用的小（I）型水库，由国家、地方及社队集资修造。

水库于1967年8月郧县水电局进行设计，同年10月地区水电局批复并开工，1969年6月基本竣工，主体工程投入使用。

水库经1975年8月8日洪水考验，原设计坝顶高程不满足防洪要求，大坝在原来基础上加高了2.8m到现规模。

1.2工程存在的主要问题XX水库自1969年水库大坝建成投入运行以来，历时38年，较好地发挥了防洪、灌溉及养殖效益。

由于工程先天不足，目前工程运行中存在以下主要问题：（1）XX水库没有必要的水文水情监测设施，不利于水库和大坝的准确测报及安全运行；大坝没有必要的安全监测设备设施，不利于大坝安全运行；水库大坝管理所无交通工具，水库现有生活管理用房因长年失修，已破烂不堪，不能满足大坝管理的正常运用。

（2）大坝渗漏严重，水库高水位渗漏加剧，枯水期渗漏相对减弱，水库蓄水无法满足农业灌溉需要。

下游坝坡散浸现象普遍，大面积散浸现象造成下游坝脚土质长期湿化，局部渗漏严重。

水库大坝粘土心墙顶部高程应不低于校核洪水位，实际大坝粘土心墙顶部高程太低，水库大坝防渗体顶部高程不满足规范要求。

大坝上游坝坡局部塌陷凹凸不平，护坡块石严重老化、部分缺失；大坝下游坡面不规则，坡面凸凹不平，草皮护坡破坏，从下游坝坡坡面形态来看，坝体变形较严重。

排水系统不完善，排水棱体干砌块石风化破碎；大坝存在白蚁活动情况。

（3）溢洪道未完建。

控制段不满足控制段要求，右岸山坡未衬砌，极不平整，左岸侧挡土墙破损，砌石风化严重，多处开裂，局部垮塌，变形严重，底板混凝土质量极差，遍布裂缝，遍生杂草；泄水槽无衬砌；溢洪道无消能、防冲设施。

（4）输水隧洞受当时技术经济条件限制施工质量差，运行过程中又没有进行正常维修加固，洞壁有渗水；进水塔工作桥桥面破损，栏杆缺损、露筋；闸门老化、漏水；启闭机锈蚀严重，操作失灵；尾阀锈蚀严重，操作失灵。

鉴于XX水库大坝存在问题的严重性，湖北省水利厅组织有关方面的领导、专家在对大坝安全分析评价的基础上，依据水利部《水库大坝安全鉴定办法》中的有关规定，于2007年10月对XX水库大坝进行了安全鉴定。

鉴定结论为XX水库防洪标准不满足国家标准要求，且存在较严重的工程质量问题，影响大坝安全，根据《水库大坝安全评价导则》（SL258—2000），XX水库大坝为三类坝，经水利部长江水利委员会复核，水利部大坝安全管理中心予以确认，XX水库大坝为三类坝。

并对XX水库除险加固提出了如下意见和建议：（1）水库管理单位按规定委托有关单位根据国家规范完成该水库的大坝除险加固前期工作，尽快完成，及早实施；（2）要尽快恢复完善大坝、溢洪道安全监测设施，加强监测并及时分析有关监测资料，以便及时掌握大坝运行的安全状况；（3）在水库除险加固完成前，要严格按照经批准的调度规程调度运行，完善防汛应急预案，加强巡视、值守，确保水库安全。

鉴于XX水库的重要作用以及存在问题的严重性，实施除险加固工程，消除大坝安全隐患，确保水库安全正常运行，以充分发挥其工程效益是十分必要的。

第二节基本资料1.2.1 工程水文XX水库位于湖北省xx市xx县xx乡xx村,水库拦截汉江河支流花瓶沟河,坝址以上承雨面积47.9万平方公里。

XX水库流域属北亚热带季风气候区域，气候温和，四季分明，光照充足，热量丰富，雨热同季，由于秦巴山脉屏障和丹江水库的热力效应作用，比同纬度冬季略为温暖。

全年平均日照量总时为1800～1980小时，年平均气温16℃左右，年最高气温41℃，最低气温-15℃，风力一般为2～3级，风向偏东风为多，多年平均径流量285×104m3，多年平均降雨量820mm，流域内年降雨在547～1344.5mm之间，年降雨分配极不均匀，6～9月雨量集中，冬季雨量偏少。

汛期集中在7～10月，汛期雨量充沛，洪水陡涨陡落。

1.2.2工程地质1.2.2.1区域地质库区为构造剥蚀低山-丘陵地貌，属秦巴山余脉，地形起伏较大，峡谷与山间盆地交错，山顶多呈现长条型，沟谷多呈“V”字型，坝区海拔标高一般200～300m，相对高差范围100m，自然坡度35°～45°，植被较发育。

XX水库库区出露地层主要有：人工填土（Q4）、第四系上更新统（Q3）地层及上元古界震旦系下统耀岭河群（Pt3yl）。

坝址区在大地构造上处于南秦岭地槽褶皱带东部，地质构造复杂，两郧大断裂带位于北侧，发育一系列平行次级断裂，古地壳运动较活跃。

区内的两郧大断裂距枢纽40km，近代活动较为频繁，虽无强震发生，但弱震时有发生。

据从明末清初至上世纪80年代发生地震53次，震级为1.1～2.9级，其中在1959～1984年的25年间共发生地震45次，其中仅1964年一年发生1.1-1.8级地震12次。

据国家标准1：400万《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），当设防标准为50年超越概率10%时，工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.40s，相对的地震基本烈度为6度。

根据区域资料，XX水库枢纽位置无地震记录，未发现断裂构造活动迹象。

库区地貌形态简单，地形较为开阔，地势起伏较大，地层分布较为简单。

故库区在大地区域构造上相对稳定。

根据区域水文地质资料反映，库区水文地质条件较为简单，地下水类型按其含水介质特征可分为上层滞水及基岩裂隙水。

上层滞水分布于地表第四系全新统、上更新统粉质粘土层中，水量不大，受大气影响较大。

裂隙水主要赋存于的库区基岩风化、构造裂隙中，受裂隙开启性、连通性、充填程度、充填物等因素制约，贮水空间有限，水量小。

水质类型为HCO-3—Ca2+—Mg2+型，属弱碱性，对混凝土不具侵蚀性，对钢结构具弱侵蚀性。

坝区海拔标高一般200～300m，相对高差范围100米左右。

出露地层主要为第四系全新统（Q4）人工填土、上更新统（Q3）粉质粘土层及上元古界震旦系下统耀岭河群（Z1yl）白云石英片岩。

第四系上更新统粉质粘土，广泛分布于库区周边山坡垄岗地带，上元古界震旦系下统耀岭河群（Pt3yl）白云石英片岩分布于库区周边山体，构成库区及大坝基底。

输水隧洞坐落在上元古界震旦系下统耀岭河群（Pt3yl）强风化白云石英片岩层，地基岩土体承载力值较高，正常情况下可以满足要求，但输水隧洞目前已老化，部分衬砌已出现脱落和开裂，对输水隧洞稳定性有不利的影响。

1.2.2.2主坝工程地质大坝坝基基本由强风化白云石英片岩及中风化白云石英片岩组成，各层工程地质条件评价如下：强风化白云石英片岩：在钻孔中做压水试验，岩石的透水率在8.5～12.2 Lu，推荐采用12.2 Lu，属中等透水性。

推荐承载力特征值fak=500KPa，变形模量Eo=46MPa，容重γ=25.8KN/m3；中风化白云石英片岩：在钻孔中做压水试验，取岩石样做岩石饱和单轴抗压强度试验，岩石的透水率在3.9～7.1 Lu，推荐采用3.91 Lu，属弱透水性。

承载力特征值fak=1200KPa，容重γ=27.5KN/m3。

强风化白云石英片岩，透水率8.5～12.2Lu，平均透水率10.35 Lu，属中等透水；中风化白云石英片岩，透水率3.9～7.1 Lu，平均透水率5.5 Lu，属弱透水。

大坝最大坝高28.5m，系粘土心墙代料坝，坝基承载能力较高，应力较小，能满足大坝要求，不存在整体滑动失稳问题。

坝基表层为强风化白云石英片岩透水率8.5～12.2Lu，平均透水率10.35 Lu，属中等透水性，为良好透水层，不利于水库大坝防渗，但在大坝心墙部位已清除，清除宽18.5m；下层中风化白云石英片岩属弱透水性，透水性差，透水率3.9～7.1 Lu，平均透水率5.5 Lu，为良好隔水层。