井玉溝水庫初步設(shè)計報告

PAGEPAGE56目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1.綜合說明 11.1緒言 11.2水文及水利計算成果復核 21.3工程地質(zhì) 31.4工程任務和規(guī)模 41.5工程設(shè)計 41.6工程施工 61.7環(huán)境保護和水土保持設(shè)計 61.8工程管理設(shè)計 71.9設(shè)計概算 72.工程概況 92.1樞紐工程概況 92.2工程運行狀況 92.3管理機構(gòu)及設(shè)施概況 103．水文 113.1流域概況 113.2氣象概況 113.3降雨 113.4徑流 133.5洪水 143.6泥沙 173.7蒸發(fā)與滲漏 174.工程地質(zhì) 194.1地質(zhì)概況 194.2庫區(qū)工程地質(zhì) 204.3壩址區(qū)工程地質(zhì) 214.4天然建筑材料 225．工程任務和規(guī)模 245.1水庫存在的主要問題及建設(shè)的必要性 245.2用水分析 245.3徑流調(diào)節(jié) 265.4洪水調(diào)節(jié) 275.5水庫特征值 286.工程設(shè)計 296.1工程等別及標準 296.2大壩 296.3溢洪道 346.4輸水洞 386.5其它工程 387.施工組織設(shè)計 417.1施工條件 417.2施工導流 427.3施工隊伍及施工方法 437.4主體工程施工 437.5施工總布置 457.6施工總進度 468.環(huán)境保護和水土保持設(shè)計 478.1編制依據(jù) 478.2環(huán)境保護設(shè)計 478.3水土保持 498.4結(jié)論 509.工程管理設(shè)計 519.1管理機構(gòu) 519.2管理及保護區(qū)范圍 519.3水庫管理站設(shè)施 5110.設(shè)計概算 5210.1編制說明 5210.2工程概算表 53附：《山西省小型水庫除險加固項目三類壩鑒定成果核查意見表意見》附圖：01總體平面布置圖02大壩橫斷圖03大壩細部結(jié)構(gòu)圖04溢洪道平面圖、縱剖圖05溢洪道橫斷面圖06溢洪道細部結(jié)構(gòu)圖07進水臥管平面圖08輸水洞結(jié)構(gòu)圖09施工組織平面布置圖1.綜合說明1.1緒言1.1.1水庫概況井玉溝水庫位于海河流域南運河水系清漳東源張翼河支流上，地處和順縣義興鎮(zhèn)井玉溝村北，控制流域面積2.6km2。水庫于1974年9月建成，總庫容15萬m3。是一座以防洪為主兼顧興利的?。?）型水庫。水庫樞紐工程由大壩、溢洪道和輸水洞組成。水庫擔負著下游1個村莊，1200口人，1000畝耕地，2500間房屋，2km蔡紫公路等的防洪任務。1.1.2工程存在的主要問題1、水庫防洪能力達不到規(guī)范要求。2、大壩上游壩坡干砌石護坡有多處塌陷，壩頂未硬化，下游壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求；排水溝損壞，壩腳無排水設(shè)施。壩體滲透坡降接近允許比降，存在滲透穩(wěn)定安全隱患。3、溢洪道局部襯砌，出口無消能設(shè)施。4、輸水洞老化失修，進口滲漏。5、無管理房及觀測設(shè)施。1.1.3大壩安全鑒定結(jié)論2012年1月完成《和順縣井玉溝水庫大壩安全鑒定報告》，并通過專家組鑒定，鑒定結(jié)論如下：（1）防洪安全性為C級。（2）結(jié)構(gòu)安全性為C級。（3）滲流安全性為C級。（4）大壩抗震安全性為C級。（5）無管理房及觀測設(shè)施。綜合評定為三類壩。受和順縣水利局的委托，我院在編制《井玉溝水庫安全鑒定報告》的基礎(chǔ)上，進行水庫除險加固初步設(shè)計報告的編制工作。1.2水文及水利計算成果復核井玉溝水庫位于海河流域南運河水系清漳東源張翼河支流上，地處和順縣義興鎮(zhèn)井玉溝村北，控制流域面積2.6km2。整個流域下墊面為砂頁巖灌叢山地，流域主河道長2.5km,流域平均比降為5%。流域?qū)贉貛Т箨懶詺夂颍杭靖稍锒囡L、春寒如冬，夏季干燥多風、無盛署，秋季涼爽、陰雨較多，初冬飛雪，冬季漫長而寒冷。多年平均氣溫6.2℃，極端最高氣溫為34.4℃，最低氣溫為－32.14℃，封凍日期平均為147天，無霜期一般為119天，最大凍土深度1.08m1.2.1降雨量井玉溝水庫控制流域內(nèi)無水文測站，無任何實測資料。在和順縣城附近設(shè)有蔡家莊水文站，有1959～2006年的實測降雨系列，由于水庫控制流域距該水文站較近，采用蔡家莊水文站的降雨資料作為水庫控制流域的面降雨量進行分析計算。該流域年雨量均值為545.6mm。1.2.2年徑流依據(jù)《山西省水文計算手冊》,本流域年徑流均值為17.68萬m3。1.2.3洪水設(shè)計洪水采用《山西省水文計算手冊》（2011年）進行計算。計算成果見表1-1。表1-1洪水計算成果表頻率Ｐ(％)流程歷時(小時)上漲歷時(小時)洪峰(m3/s)最大一日洪量(萬m3)57.251.528.212.40.5102.552.2926.61.2.4泥沙泥沙年均淤積量540m3。1.3工程地質(zhì)1.3.1工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件評價水庫在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造上位于沁水塊坳之沾尚——武鄉(xiāng)——陽城北北東向褶帶的北部東緣。區(qū)內(nèi)地貌屬低中山區(qū)，庫壩出露的地層主要為中生界二疊系下統(tǒng)基巖及第四系中、上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)松散堆積物。據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306—2001），區(qū)內(nèi)地震動反應譜特征周期為0.40s，地震動峰值加速度為0.10g，依據(jù)地震動峰值加速度確定的本區(qū)地震基本烈度屬Ⅶ度區(qū)。1.3.2壩址區(qū)工程地質(zhì)問題大壩壩基、左壩肩及右壩肩下部均與基巖相接。壩兩岸穩(wěn)定性較好。水庫在蓄水運行中，壩基及兩壩肩未發(fā)現(xiàn)有滲水現(xiàn)象。壩體填筑土巖性為淺黃色、褐黃色、棕紅色等雜色低液限粘土。1.3.3溢洪道工程地質(zhì)溢洪道進出口段坐在二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1x）黃綠色厚層中粗粒砂巖夾杏黃、黃綠色砂質(zhì)泥巖上，中段左側(cè)基礎(chǔ)為中更新統(tǒng)洪積（Q2pl）灰黃、棕紅色低液限粘土。1.3.4輸水洞工程地質(zhì)輸水洞座在二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1x）黃綠色厚層中粗粒砂巖中，現(xiàn)洞進口有滲漏現(xiàn)象。1.3.5天然建筑材料水庫除險加固需要的主要天然建筑材料為：塊石、碎石、砂。工程所用石料（塊石、碎石）從和順縣城附近的灰?guī)r區(qū)料場就近選用，砂從河北邢臺購進。1.4工程任務和規(guī)模1.4.1徑流調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)成果見表1-2。表1-2徑流調(diào)節(jié)成果表正常蓄水位(m)興利庫容（萬m3）灌溉總灌溉面積（萬畝）501284.346.269.04.050.031.4.2調(diào)洪成果結(jié)果如表1-3。表1-3洪水調(diào)節(jié)計算成果表單位：m,m3/s,萬m3頻率堰寬起調(diào)水位最大泄量溢洪道進口底高程P=0.5%101280.61285.9134.41284.34P=5%1284.989.381.5工程設(shè)計1.5.1大壩除險加固改造設(shè)計1.5.1.1壩頂現(xiàn)狀壩頂寬度為3.5m。為滿足防汛搶險需要以及對壩體的保護，現(xiàn)狀壩頂需硬化，采用20cm厚泥結(jié)石路面，路面向下游側(cè)設(shè)置2%單向坡。壩頂上游側(cè)增設(shè)防浪墻，防浪墻為M7.5漿砌石擋土墻型式，墻頂高程1287.36m,頂寬50cm，壩頂以上高1.1m，基礎(chǔ)深0.6m。壩頂下游側(cè)設(shè)C15砼路肩石。1.5.1.2上、下游壩坡改造將現(xiàn)狀上游壩坡塌陷的干砌石等清理并夯實后，鋪設(shè)復合土工膜，復合土工膜鋪好后，上覆厚40cm的碎石墊層，墊層上面砌筑40cm下游壩坡進行清坡，邊坡為1:2.25，并種植草皮進行護坡，高程1275.24m以下增設(shè)貼坡排水，貼坡排水采用干砌石護坡，干砌石厚40cm，邊坡為1:2.25，干砌石與壩體之間設(shè)一層反濾土工布(緊貼壩體)和一層過渡層，反濾土工布規(guī)格為200g，過渡層厚40cm。下游壩腳設(shè)排水溝。下游壩坡增設(shè)兩岸坡排水溝。排水溝為M7.5漿砌石結(jié)構(gòu)，斷面尺寸為30cm×30cm，和下游壩腳排水溝互相連通。1.5.2溢洪道改造改造后的溢洪道水平投影全長63.5m，進口底高程1284.34m。溢洪道從樁號0+000至樁號0+010為控制段，且為彎道段，軸線彎道半徑25m；0+010至0+060.5為陡坡段，其中0+010～0+052底縱坡為i=1/50，0+052～0+060.5m底縱坡為i=1/5；0+060.5～0+063.5m段為挑流消能段。1.5.3輸水洞改造將輸水洞前30m及進口臥管拆除重修。新建輸水洞部分仍采用原斷面尺寸，即斷面為城門洞型，底寬0.6m，直墻高0.5m,拱高0.25m，M7.5漿砌石結(jié)構(gòu)。洞身每8m設(shè)一道伸縮縫，并在伸縮縫下游側(cè)2m處設(shè)截水環(huán)一道。進口臥管頂高程1284.34m，底高程1276m，共16級，M7.5漿砌石結(jié)構(gòu)，每級長2m，寬

1.2

m，高0.5m。并增設(shè)C30蓋板。1.5.4其它工程水庫現(xiàn)狀無管理房，此次設(shè)計新建50m2的管理房。并整修硬化1.5km的防汛道路。路面寬4m，20cm厚泥結(jié)碎石路面。1.6工程施工水庫壩址附近有縣鄉(xiāng)公道路通過，對外交通比較方便。為方便施工，在施工場地修建臨時施工道路1km，主要用于建材及施工機械運輸?shù)?。大壩上游改造、溢洪道改造及輸水洞進口等施工要求在非汛期施工，考慮到有基流，修建施工圍堰。圍堰為土石圍堰，頂寬3m，上、下游邊坡為1:2，高3m。主體工程施工要求：土工膜鋪設(shè)：土工膜鋪設(shè)前，首先按設(shè)計將壩坡整平，土工膜鋪設(shè)時，將土工膜與壩面臺階貼緊，不留空隙。另外，嚴禁穿釘子鞋在土工膜上行走。土工膜鋪好后，將土工膜兩端固定好，然后上覆濾料進行保護。施工期1年。1.7環(huán)境保護和水土保持設(shè)計井玉溝水庫除險加固工程對環(huán)境的不利影響主要表現(xiàn)在施工期，但是這些影響都是短期的且經(jīng)過相應的措施處理后基本可以避免。運行期對周邊環(huán)境是有利的，水庫的安全性增強，風險性減少，能更好地發(fā)揮經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益。從環(huán)境角度看，本工程是可行的。本工程可能造成的水土破壞主要集中于施工臨建區(qū)。對施工臨時建筑拆除的場地，進行廢物清理和土地平整，栽植樹木、草類，恢復植被。1.8工程管理設(shè)計本工程為除險加固工程，宜采用現(xiàn)行實際管理及保護區(qū)范圍。水庫管理站需修建房屋50m2，并整修硬化1.5km的防汛道路。1.9設(shè)計概算1.9.1編制依據(jù)1、水總【2002】116號文（關(guān)于發(fā)布《水利建筑工程預算定額》、《水利建筑工程概算定額》、《水利工程施工機械臺時費定額》及《水利工程設(shè)計概（估）算編制規(guī)定》的通知）；2、晉水規(guī)計（2003）716號文關(guān)于發(fā)布《山西省水利水電工程設(shè)計概（估）算編制規(guī)定》的通知；3、晉水規(guī)計（2009）891號文關(guān)于《山西省水利水電工程設(shè)計概（估）算編制規(guī)定》補充調(diào)整的通知；4、發(fā)改價格[2007]670號文《國家發(fā)展改革委、建設(shè)部關(guān)于印發(fā)<建設(shè)工程監(jiān)理與相關(guān)服務收費管理規(guī)定>》的通知；5、《水利建筑工程概算定額》（2002）；6、《水利工程概預算補充定額》（2005）；7、《水利工程施工機械臺時費定額》（2002）；8、概算采用晉中建設(shè)工程造價管理信息的價格水平(2011.4)；9、山西省水利廳晉水辦規(guī)計[2011]70號文《關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)水利部、財政部?。?）型病險水庫除險加固工程初步設(shè)計指導意見的通知》。1.9.2主要工程量及材料消耗量主要工程量:土石方開挖：10096m3土石方填筑：3021m3混凝土：337m3模板：266m2鋼筋制安：12t主要材料消耗量:水泥：178t柴油：9.69t碎石：2142m3砂：367.39m3塊石：739.12m31.9.3主要概算指標總投資：189.83萬元。2.工程概況井玉溝水庫位于海河流域南運河水系清漳東源張翼河支流上，地處和順縣義興鎮(zhèn)井玉溝村北，控制流域面積2.6km2。水庫于1974年9月建成，總庫容15萬m3。是一座以防洪為主兼顧興利的小（2）型水庫。2.1樞紐工程概況水庫樞紐工程由大壩、溢洪道和輸水洞組成。2.1.1大壩大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程1286.26m(假設(shè)高程)，最大壩高15m，壩頂長30m，壩頂寬3.5m，無防浪墻；大壩上游壩坡1:2.5，為干砌石護坡，下游壩坡1:2.25。2.1.2溢洪道溢洪道位于大壩左岸，主要開挖于基巖中，為開敞式，進口寬6.7m，底板高程1284.34m，全長66.3m,無消能設(shè)施。復核設(shè)計最大泄量27m3/s。2.1.3輸水洞輸水洞位于大壩右端的基巖上，為漿砌石結(jié)構(gòu)，進口設(shè)臥管控制，出口底高程1275.4m，斷面為城門洞型，底寬0.6m，直墻高0.5m,拱高0.2m。2.2工程運行狀況水庫自1974年建成蓄水以來，在運行過程中，樞紐主要建筑物暴露出一些問題。大壩：上游壩坡干砌石護坡有多處塌陷；壩頂無防浪墻,壩頂未硬化；下游壩坡排水溝損壞，下游壩腳無排水設(shè)施。溢洪道：溢洪道左側(cè)為巖石山體，左側(cè)墻和底板未襯砌，右側(cè)墻采用漿砌石襯砌，出口無消能設(shè)施。輸水洞：輸水洞進口滲漏。2.3管理機構(gòu)及設(shè)施概況井玉溝水庫現(xiàn)由義興鎮(zhèn)井玉溝村委會管理。水庫無管理房，上壩道路未進行硬化，一遇下雨，泥濘不平。3．水文3.1流域概況井玉溝水庫位于海河流域南運河水系清漳東源張翼河支流上，地處和順縣義興鎮(zhèn)井玉溝村北，控制流域面積2.6km2。水庫于1974年9月建成，總庫容15萬m3。是一座以防洪為主兼顧興利的?。?）型水庫。3.2氣象概況和順縣屬溫帶大陸性氣候，春季干燥多風、春寒如冬，夏季干燥多風、無盛署，秋季涼爽、陰雨較多，初冬飛雪，冬季漫長而寒冷。據(jù)和順縣氣象站資料統(tǒng)計分析，多年平均氣溫6.2℃，極端最高氣溫為34.4℃，最低氣溫為－32.14℃，一年中以一月份最冷，月均氣溫－9.2℃，七月份最熱，月均氣溫19.8℃。日均氣溫在03.3降雨井玉溝水庫控制流域內(nèi)無水文測站，無任何實測資料。在和順縣城附近設(shè)有蔡家莊水文站，有1959～2006年的實測降雨系列，由于水庫控制流域距該水文站較近，采用蔡家莊水文站的降雨資料作為水庫控制流域的面降雨量進行分析計算。蔡家莊水文站逐年降雨量見表3-1。表3-1蔡家莊水文站降雨量表單位：mm年份降雨量年份降雨量年份降雨量年份降雨量1959669197235919855951998509196053819737741986326199934019615681974407198754520005191962562197549219886482001417.219631144197663219894922002630.51964738197757319906212003649.41965382197849419914852004444.11966651197944819924122005527.71967757198040619934362006578.2196857919814731994486196956619824911995611197054819835791996642平均545.6197160819844861997350由此可以計算平均降雨量為545.6mm，最大年降雨量為1963年的1144mm，最小降雨量為1986年的326mm，降雨年內(nèi)和年際變化大。降雨頻率計算結(jié)果見表3-2表3-2年降雨量頻率計算結(jié)果表年降雨深（mm）選定系列（1959～2006）不同保證率降雨量代表年均值545.620%645.31988極值比3.506Cv計算0.24050%536.41960最大值/年1144/1963適線0.2375%458.51979最小值/年326/1986Cs/Cv2.095%360.51972圖3-1降雨量頻率分析圖3.4徑流井玉溝水庫無任何水文資料，屬無資料地區(qū)。本次計算采用《山西省水文計算手冊》中設(shè)計年徑流計算方法進行計算。《手冊》中地表年徑流均值計算有三種方法：等值線法、冪函數(shù)模型法和雙曲正切模型法，本次計算采用后兩種方法。兩種基流計算方法：水文比擬法和模型法，由于本流域及附近沒有清泉調(diào)查資料，故采用模型法。根據(jù)《山西省水文計算手冊》中各附圖并配合1979年航攝的1/5萬地形圖，經(jīng)量算，水庫流域特征值見表3-3，計算結(jié)果見表3-4。表3-3流域特征值項目單位數(shù)量流域面積Km22.6流域長度km2.5流域縱坡‰50流域面雨量mm545.6流域雨量變差系數(shù)0.23產(chǎn)流地類分區(qū)砂頁巖灌叢山地Km22.6匯流地類分區(qū)灌叢山地Km22.6表3-4年徑流統(tǒng)計參數(shù)成果單位:萬m3計算方法地表年徑流均值基流均值年徑流均值變差系數(shù)偏態(tài)系數(shù)雙曲正切模型法15.152.5317.681.262.66冪函數(shù)法14.872.5317.401.272.89由上表可知這兩種計算方法得出的結(jié)論基本一致。此次設(shè)計選用雙曲正切模型法計算的結(jié)果進行不同保證率的年徑流量及月分配計算（月分配選用蔡家莊水文站資料）。結(jié)果見表3-5。表3-5年徑流量月分配單位:萬m3保證率項目1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年20%參證站比例(%)1.01.34.42.91.40.714.43.752.29.05.73.2100設(shè)計徑流量0.30.41.20.80.40.24.01.014.52.51.60.927.750%參證站比例(%)5.34.55.85.44.75.913.825.710.47.86.44.4100設(shè)計徑流量0.50.40.50.50.40.51.22.30.90.70.60.49.075%參證站比例(%)0.21.711.39.41.710.48.640.37.86.42.00.4100設(shè)計徑流量0.00.10.40.30.10.40.31.40.30.20.10.03.695%參證站比例(%)3.32.22.82.23.12.248.34.010.77.25.78.5100設(shè)計徑流量0.10.00.10.00.10.01.00.10.20.20.10.22.13.5洪水3.5.1洪水計算原則水庫控制流域內(nèi)沒有水文站，且建庫以來，沒有洪水實測值，所以無法采用實測值進行分析計算，設(shè)計洪水采用《山西省水文計算手冊》（2011年，以下簡稱《手冊》）進行計算。3.5.2洪水計算標準根據(jù)《水利水電樞紐工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2000），井玉溝水庫屬?。?）型水庫，工程等級為Ⅴ等，永久性建筑物的主要建筑物級別為5級，次要建筑物級別為5級。水庫防洪標準為20年一遇設(shè)計洪水200年一遇校核洪水。3.5.3流域特征值根據(jù)《手冊》中“山西省水文下墊面產(chǎn)流地類圖”和1974年版“山西省地質(zhì)分布圖”等,對水庫的流域特征值進行了進一步的分析計算,流域特征采用值為表3-6。表3-6流域特征值面積（km2）砂頁巖灌叢山地（km2）流域長度（km）流域?qū)挾龋╧m）流域縱坡（‰）2.62.62.51.04503.5.4設(shè)計洪水計算采用《手冊》中的流域模型法進行洪水計算。（1）設(shè)計暴雨水庫控制流域面積以上區(qū)域的暴雨分區(qū)由附圖1查得為東區(qū)，由附圖15—附圖24查得流域形心點不同歷時的暴雨均值Hot及Cv值如表3-7。表3-7暴雨均值表時段10分鐘1小時6小時24小時72小時暴雨均值(mm)1327395975Ｃv值0.510.550.530.530.48不同頻率的暴雨成果如表3-8。表3-8不同頻率暴雨計算成果頻率Ｐ％折減系數(shù)Ｋp點設(shè)計暴雨(mm)面設(shè)計暴雨(mm)50.550.550.510分鐘0.930.9326.140.42538.61小時0.940.9356.69048.676.36小時0.970.9780125.683.4131.324小時0.980.98121.1190115.1179.772小時0.990.99145.9220.9144.5218.4（2）產(chǎn)匯流計算工程控制流域范圍查附圖1屬“中區(qū)”，產(chǎn)流地類查附圖2為“變質(zhì)巖灌叢山地”，匯流地類查附圖4為“灌叢山地和森林山地”。設(shè)計、校核標準洪水特征如表3-9，其洪水過程線如表3-10、表3-11、圖3-2。表3-9洪水特征值表頻率Ｐ(％)流程歷時(小時)上漲歷時(小時)洪峰(m3/s)最大一日洪量(萬m3)57.251.528.212.40.5102.552.2926.6表3-10P=5%洪水過程線表單位：hm3/s時程11.2511.5011.7512.0012.2512.5012.7513.00流量0.000.631.372.243.346.0128.2026.98時程13.2513.5013.7514.0014.2514.5014.7515.00流量21.4215.1910.577.244.873.262.171.45時程15.2515.5015.7516.0016.2516.5016.7517.00流量0.960.640.420.280.190.120.080.05時程17.2517.5017.7518.0018.2518.50流量0.040.020.020.010.010.00表3-11P=0.5%洪水過程線表單位：hm3/s時程10.2510.5010.7511.0011.2511.5011.7512.00流量0.000.030.090.180.292.805.077.20時程12.2512.5012.7513.0013.2513.5013.7514.00流量9.4814.3452.2948.9638.5827.6019.8414.52時程14.2514.5014.7515.0015.2515.5015.7516.00流量10.868.326.535.234.273.542.972.51時程16.2516.5016.7517.0017.2517.5017.7518.00流量2.131.801.521.281.060.690.450.28圖3-2洪水過程線3.6泥沙井玉溝水庫沒有來沙實測資料，水庫附近也沒有可以借鑒的泥沙實測資料。水庫于1974年蓄水以來，在運行的37年間，根據(jù)2011年11月實測地形圖，壩前淤積高程為1279.8m,共淤積庫容2.0萬m3，所以泥沙年均淤積量為540m3。3.7蒸發(fā)與滲漏3.7.1蒸發(fā)水庫沒有水面蒸發(fā)的實測資料，故選用和順氣象站歷年各月的蒸發(fā)資料進行計算。水庫蒸發(fā)損失按下式計算?！鱁=[KE水-(Po-Yo)]×F水面=△e×F水面式中:△E——蒸發(fā)損失量(萬m3),E水——水庫附近測得的水面蒸發(fā)量(mm),和順氣象站采用20cm蒸發(fā)器,共有1959年至2008年50年的逐月蒸發(fā)量資料值,其多年平均蒸發(fā)量為1616K——由蒸發(fā)器測得的蒸發(fā)量換算為大面積蒸發(fā)量的換算系數(shù)。根據(jù)山西省第二次水資源評價成果，海河南系20cm蒸發(fā)皿非冰期（4～10月）折算系數(shù)K=0.64，冰期（11～3月）折算系數(shù)K=0.61。Po——水庫流域的多年平均降水量，Po=545.6mmYo——水庫多年平均徑流深，水庫多年平均徑流量為17.68萬m3，換算成為多年平均徑流深為Yo=68mm，F(xiàn)水面——水庫的水面積。則有：KE水=1024mm陸面蒸發(fā)Po-Yo=545.6-68=477.6mm△e=KE水-(Po-Yo)=1024-477.6=546.4(mm)。由以上計算的水庫蒸發(fā)量，按照和順氣象站各月實測蒸發(fā)量的分配比例即可求得水庫各月的蒸發(fā)量。見表3-12。表3-12井玉溝水庫逐月蒸發(fā)量計算表單位：mm月份123456789101112全年和順氣象站20cm蒸發(fā)皿506111319126824418415212411069501616折算系數(shù)0.610.610.610.640.640.640.640.640.640.640.610.61水面蒸發(fā)量30376912217215611897807042301024月分配比例3.03.66.712.016.715.211.59.57.86.84.13.0100水庫計算蒸發(fā)量16.419.736.665.691.283.162.851.942.637.222.416.4546.43.7.2滲漏此次除險加固根據(jù)水庫的地質(zhì)資料及實際運行情況，庫區(qū)滲漏損失按當月末庫容的0.5％計。4.工程地質(zhì)4.1地質(zhì)概況井玉溝水庫位于海河流域南運河水系清漳東源張翼河的支流上，和順縣義興鎮(zhèn)井玉溝村村北。水庫控制流域面積2.6km2，總庫容15萬m3。是一座以防洪為主兼顧興利的小（Ⅱ水庫于1974年9月竣工。樞紐工程由大壩、溢洪道、輸水洞三部分組成。其中，大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程1286.26m，最大壩高15m，壩頂長30m、寬3.5m。溢洪道位于左岸，為開敞式，進口寬6.7m，進口底高程1284.34m。輸水洞位于右岸，為漿砌石結(jié)構(gòu)，進口設(shè)臥管控制，出口底高程1275.4m。水庫在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造上位于沁水塊坳之沾尚——武鄉(xiāng)——陽城北北東向褶帶的北部東緣。區(qū)內(nèi)地貌屬低中山區(qū)，庫壩出露的地層主要為中生界二疊系下統(tǒng)基巖及第四系中、上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)松散堆積物。由老至新敘述如下：中生界二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1x）黃綠色厚層中粗粒砂巖夾杏黃、黃綠色砂質(zhì)泥巖。區(qū)內(nèi)廣泛出露。第四系（Q）中更新統(tǒng)（Q2）洪積（Q2pl）灰黃、棕紅色低液限粘土，局部夾卵石混合土透鏡體。其中：低液限粘土質(zhì)地均勻，結(jié)構(gòu)較密實，垂直節(jié)理發(fā)育，具大孔隙。在區(qū)內(nèi)大面積分布。上更新統(tǒng)（Q3）坡積（Q3dl）淺黃、淺灰黃色低液限粘土。質(zhì)地均勻，結(jié)構(gòu)疏松，垂直節(jié)理發(fā)育，具大孔隙，孔中常有植物根系遺留體。在區(qū)內(nèi)黃土山頂、坡面大面積分布。厚度大于3全新統(tǒng)（Q4）洪積（Q4pl）卵石混合土。與下伏基巖呈角度不整合接觸。構(gòu)成厚度不大的河床松散覆蓋層。湖積（Q4l）淺黃、褐黃色、黃褐色低液限粘土，為水庫淤積層。壩前淤積厚度約8m人工堆積（Qs）淺黃、淺灰黃色、灰黃、棕紅等雜色低液限粘土。為壩體填筑土。最大厚度15壩址區(qū)二疊系下統(tǒng)下石盒子組基巖，砂巖質(zhì)地相對較硬，一般強風化厚度5-8m；泥質(zhì)砂巖、泥巖質(zhì)地較弱，抗風化能力較差，地表呈全風化小碎塊狀，一般強風化厚度大于10m。砂巖巖層產(chǎn)狀6°∠12°，傾向上游偏右岸。主要發(fā)育有兩組節(jié)理：①N290°W/NE∠73°，受卸荷影響，節(jié)理多呈微張～張開，節(jié)理面平直光滑，延伸遠，貫通性好，節(jié)理間距一般0.5～1.1m，節(jié)理發(fā)育程度屬較發(fā)育；②N25°E/SE∠78～83°，節(jié)理間距一般0.7～1.5m，節(jié)理發(fā)育程度屬較發(fā)育，受①據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306—2001），區(qū)內(nèi)地震動反應譜特征周期為0.40s，地震動峰值加速度為0.10g，依據(jù)地震動峰值加速度確定的本區(qū)地震基本烈度屬Ⅶ度區(qū)。4.2庫區(qū)工程地質(zhì)據(jù)現(xiàn)場踏勘調(diào)查庫區(qū)未發(fā)現(xiàn)有向庫外鄰谷的集中滲漏通道。庫岸部分由第四系低液限粘土組成，存在庫區(qū)塌岸的地質(zhì)條件。水庫建成蓄水已40多年，庫岸已形成一定規(guī)模的穩(wěn)定水上水下邊坡，如蓄水位抬升，仍可能會有新的邊坡再造，水庫壩頂高程如仍維持現(xiàn)狀不變，則設(shè)計蓄水位高程變化不大，相應的，基本不存在進一步的淹、浸沒問題。另外，水庫淤積較為嚴重，現(xiàn)壩前淤積高程1279.8m，淤積厚度約8m,淤積量為2萬m3。4.3壩址區(qū)工程地質(zhì)4.3.1壩體填筑土質(zhì)量分析水庫于1974年9月竣工。大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程1286.26m，最大壩高15m，壩頂長30m、寬3.5m。上游壩坡1：2.5為片砌石護坡，下游壩坡1:2.25，下游壩腳無排水設(shè)施。建成蓄水運行中，整個壩體未見異常。為了復核評價壩體土填筑質(zhì)量，在大壩中部最大斷面處的壩頂、下游壩坡中部分別布置2個深為4m的探井，每米人工取原狀土樣1組，并由山西省三水實驗測試中心做了相關(guān)室內(nèi)土工試驗。土工試驗成果統(tǒng)計見表4-1。壩體填筑土巖性為淺黃色、褐黃色、棕紅色等雜色低液限粘土。由表4-1可知：壩體填筑土粘粒含量18.3%～21.9%；天然含水率ω=11.9%～24.2%；干密度ρd=1.44～1.74g/cm3，平均1.62g/cm3，小值平均值1.53g/cm3；天然壓縮系數(shù)av1-2=0.18～0.69MPa-1，平均為0.30MPa-1，具中等～高壓縮性；飽和壓縮系數(shù)av1-2=0.14～0.50MPa-1,平均0.35MPa-1，具中等～高壓縮性；濕陷系數(shù)δs2.0=0.0018～0.0858，具有輕微～強烈濕陷性（濕陷性樣品比例為37.5%，）；自重濕陷系數(shù)δzs=0.0004～0.0411，（濕陷性樣品比例為25%，）；滲透系數(shù)水平方向平均值為kH=1.20×10-4cm/s，垂直方向平均值kV1.68×10-4cm/s；飽和慢剪平均值C=7.3kPa，φ=20.7°；小值平均值C=5.3kPa，4.3.2壩基滲漏、繞壩滲漏、及滲透穩(wěn)定據(jù)2011年12月現(xiàn)場踏勘、調(diào)查和收集到的水庫有關(guān)資料：大壩壩基、左壩肩及右壩肩下部均與基巖相接。壩兩岸穩(wěn)定性較好。水庫在蓄水運行中，壩基及兩壩肩未發(fā)現(xiàn)有滲水現(xiàn)象。4.3.3溢洪道工程地質(zhì)溢洪道位于左岸，為開敞式，本次除險加固設(shè)計進口底寬10m，進口底高程1284.34m，全長63.5m。溢洪道進出口段坐在二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1x）黃綠色厚層中粗粒砂巖夾杏黃、黃綠色砂質(zhì)泥巖上，中段左側(cè)基礎(chǔ)為中更新統(tǒng)洪積（Q2pl）灰黃、棕紅色低液限粘土。建議開挖邊坡基巖為1：0.3；低液限粘土為1:0.5～1:0.75。4.3.4輸水洞位于右岸，為漿砌石結(jié)構(gòu)，進口設(shè)臥管控制，出口底高程1275.4m。輸水洞座在二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1x）黃綠色厚層中粗粒砂巖中，現(xiàn)洞進口有滲漏現(xiàn)象。4.4天然建筑材料根據(jù)設(shè)計方案，本次水庫除險加固需要的主要天然建筑材料為：塊石、碎石、砂。工程所用石料（塊石、碎石）從和順縣城附近的灰?guī)r區(qū)料場就近選用，砂從河北邢臺購進。地質(zhì)表5．工程任務和規(guī)模5.1水庫存在的主要問題及建設(shè)的必要性5.1.1水庫存在的主要問題水庫于2012年1月進行了安全鑒定，從防洪、穩(wěn)定、變形、抗震等方面進行了分析。水庫存在的主要問題：1、水庫防洪能力達不到規(guī)范要求。2、大壩上游壩坡干砌石護坡有多處塌陷，壩頂未硬化，下游壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求；排水溝損壞，壩腳無排水設(shè)施。壩體滲透坡降接近允許比降，存在滲透穩(wěn)定安全隱患。3、溢洪道局部襯砌，出口無消能設(shè)施。4、輸水洞老化失修，進口滲漏。5、水庫大壩無安全檢查和監(jiān)測設(shè)施。5.1.2工程建設(shè)的必要性水庫擔負著下游1個村莊，1200口人，1000畝耕地，2500間房屋，2km蔡紫公路等的防洪任務。水庫一旦失事，以上保護范圍的安全將會受到嚴重影響。水庫還可解決下游村莊城鎮(zhèn)居民的生產(chǎn)生活用水問題，提高下游農(nóng)田灌溉保證率，可提高區(qū)域內(nèi)土地的承載能力，改善區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境。利用井玉溝水庫水源，還可促進當?shù)匦⌒推髽I(yè)（如加工、養(yǎng)殖業(yè)等）的發(fā)展。5.2用水分析5.2.1種植比例井玉溝水庫的主要用水對象為農(nóng)業(yè)灌溉。根據(jù)近年來水庫灌區(qū)作物種植情況統(tǒng)計分析，擬定灌區(qū)作物種植比例如表5-1。表5-1灌區(qū)作物種植比例作物名稱玉米谷子其它種植比例（％）4020405.2.2灌溉制度結(jié)合灌區(qū)的自然條件與灌溉習慣，并參考戀思水庫灌區(qū)的灌溉定額，確定灌區(qū)P=50%保證率下適時灌溉的各種作物的灌溉日期、灌水次數(shù)及灌水量等見表5-2。表5-2p=50%保證率灌溉制度表作物種類種植比例生育階段灌水次級灌水起止時間灌水定額灌溉天數(shù)灌溉實額起止玉米40拔節(jié)灌漿122/510/6452038222/710/85020谷子20拔節(jié)灌漿15/515/5401016221/830/84010其它40122/510/6452054220/630/64510322/710/845205.2.3灌溉用水量根據(jù)制定的灌溉制度，萬畝灌溉面積的用水量如表5-3。表5-3P=50%萬畝用水量成果表作物種類全生育期各月灌溉用水量（萬m3）4月5月6月7月8月玉米38991010谷子1688其它5492799凈用水小計10826361927毛用水量η=80%13532.54523.7533.755.3徑流調(diào)節(jié)5.3.1原則與依據(jù)徑流調(diào)節(jié)是確定各類型工程規(guī)模和受益區(qū)農(nóng)業(yè)用水規(guī)模的關(guān)鍵。徑流調(diào)節(jié)的原則與依據(jù)：一是充分利用現(xiàn)有的水利工程，盡可能不改變其規(guī)模；二是充分考慮受益區(qū)內(nèi)的發(fā)展，做到近期與遠期相結(jié)合。5.3.2調(diào)節(jié)的基本資料和依據(jù)5.3.2.1水位～庫容水位～庫容曲線由水庫管理單位提供。見表5-4。表5-4水庫水位、庫容曲線表水位（m）庫容（萬m3）水位（m）庫容（萬m3）1279.8001284.557.361281.261.021285.1610.11282.823.131285.6012.291283.805.181286.2315.985.3.3徑流調(diào)節(jié)5.3.3.1死水位水庫現(xiàn)狀淤積高程為1279.8m，年淤積量為540m3，水庫按10年運行期考慮，則總淤積量為0.54萬m3，相應水位為1280.6m，死水位定為1280.6m。5.3.3.2正常蓄水位水庫溢洪道進口底高程為1284.34m，為開敞式，水庫正常蓄水位定為1284.34m。根據(jù)前述確定的不同頻率的典型年徑流的月分配，結(jié)合來水、水量損失、水庫水位等情況，采用典型年調(diào)節(jié)法。調(diào)節(jié)結(jié)果見表5-5、5-6。表5-5用水量匯總表單位：萬m3月份1月2月3月4月5月6月7月用水量0.9751.350.7125月份8月9月10月11月12月全年用水量1.01254.05表5-6徑流調(diào)節(jié)計算成果正常蓄水位(m)興利庫容（萬m3）灌溉總灌溉面積（萬畝）501284.346.269.04.050.035.4洪水調(diào)節(jié)5.4.1洪水標準根據(jù)《水利工程等別劃分及洪水標準》（SL252-2000），水庫總庫容15萬m3，為小（2）型水庫。確定防洪標準為20年一遇洪水設(shè)計，200年一遇洪水校核。5.4.2調(diào)洪原則調(diào)洪原則：（1）不增加水庫上游新的淹沒；（2）泄洪設(shè)施主要為溢洪道，進口為開敞式。5.4.3起調(diào)水位水庫現(xiàn)狀淤積高程為1279.8m，按10年運行期考慮，水庫死水位為1280.6m，起調(diào)水位定為1280.6m。5.4.4此次除險加固改造擬定為溢洪道進口底寬擴寬至10m，進口底高程為1284.34m，泄量采用下式計算，即：式中：Q泄量，m3/s；ε側(cè)收縮系數(shù)；m流量系數(shù)；b凈寬，b=10mn孔數(shù)，n=1；H水頭水位泄量關(guān)系見表5-7。表5-7水位～泄量關(guān)系單位：m,m3/s水頭1284.341285.21285.61286.2泄量013.19324.51944.3525.4.5調(diào)洪結(jié)果依據(jù)前面確定的起調(diào)水位、泄量計算成果進行調(diào)洪計算。調(diào)洪成果見表5-8。表5-8洪水調(diào)節(jié)計算成果表單位：m,m3/s,萬m3頻率堰寬起調(diào)水位最大泄量溢洪道進口底高程P=0.5%101280.61285.9134.41284.34P=5%1284.989.385.5水庫特征值經(jīng)過興利調(diào)節(jié)和洪水調(diào)節(jié)計算，確定水庫各種特征值表5-9。表5-9井玉溝水庫特征指表名稱單位特征值名稱單位特征值總庫容萬m315正常蓄水位m1284.34興利庫容6.26設(shè)計洪水位1284.98防洪庫容12.46校核洪水位1285.91死庫容0.54死水位1280.6已淤庫容26.工程設(shè)計6.1工程等別及標準井玉溝水庫為?。?）型水庫，根據(jù)《水利工程等級劃分標準及洪水標準》（SL252-2000），井玉溝水庫工程屬五等工程，其主要建筑物為五級建筑物，次要建筑物為五級。設(shè)計洪水標準按20年一遇洪水設(shè)計，校核洪水標準按200年一遇洪水設(shè)計。6.2大壩6.2.1大壩除險加固改造設(shè)計6.2.1.1壩頂高程的復核依據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（SL274-2001），壩頂高程等于水庫靜水位與壩頂超高之和，其數(shù)值按以下四種工況計算，取最大值。工況一：設(shè)計洪水位加正常運用情況的壩頂超高工況二：正常蓄水位加正常運用情況的壩頂超高工況三：校核洪水位加非常運用情況的壩頂超高工況四：正常蓄水位加非常運用情況的壩頂超高，再加地震安全加高1.0m。壩頂超高由下式確定：壩頂超高=R+e+α式中：R—最大波浪在壩坡上的爬高(m)，按規(guī)范附錄A計算：e最大風壅水面高度（m）。按規(guī)范附錄A計算α—安全超高(m)，Ⅴ級建筑物正常運用情況取α=0.5m，非常運用情況取α=（1）波浪的平均波高和平均波周期采用莆田試驗站公式進行計算：hm平均波高（m）W計算風速D風區(qū)長度，2Hm水域平均水深，mG重力加速度，取9.81m/s2平均波周期：Tm=4.438hm0.5(2)平均波長可按下式進行計算：(3）風壅水面高度按下式計算：式中：e計算點處的風壅水面高度，mD風區(qū)長度，2K綜合摩阻系數(shù)，取3.6×10-6β計算風向與壩軸法線的夾角，(4)正向來波在帶有馬道的復坡上的平均波浪爬高，當m=1.5～5.0時按下式計算：Rm平均波浪爬高，mm坡度系數(shù)，K△斜坡的糙率滲透系數(shù)，根據(jù)護面類型由表A.1.12-1查得。KW經(jīng)驗系數(shù)，按表A.1.12-2查得。經(jīng)計算，壩頂高程計算成果見表6-1。表6-1壩頂高程計算成果表計算工況水庫靜水位（m）計算風速（m/s）累積頻率波浪爬高R（m）風雍高度e（m）安全加高Ａ（m）地震安全加高計算壩頂高程（m）工況一1284.9828.50.6540.0070.501286.14工況二1284.328.50.6540.0070.501285.46工況三1285.91190.4230.0030.301286.64工況四1284.3190.4220.0030.311286.03按《碾壓石土石壩設(shè)計規(guī)范》（SL274-2001）中的規(guī)定，當壩頂上游側(cè)設(shè)防浪墻時，正常運用條件下，壩頂應高出靜水位0.5m；非常運用條件下，壩頂應不低于靜水位。根據(jù)調(diào)洪結(jié)果，改造溢洪道后現(xiàn)狀壩頂高程滿足靜水位的要求，根據(jù)表6-1的計算結(jié)果，壩頂需增設(shè)防浪墻。6.2.1.2壩頂現(xiàn)狀壩頂寬度為3.5m。為滿足防汛搶險需要以及對壩體的保護，現(xiàn)狀壩頂需硬化，采用20cm厚泥結(jié)石路面，路面向下游側(cè)設(shè)置2%單向坡。壩頂上游側(cè)增設(shè)防浪墻，防浪墻為M7.5漿砌石擋土墻型式，墻頂高程1287.36m,頂寬50cm，壩頂以上高1.1m，基礎(chǔ)深0.6m。壩頂下游側(cè)設(shè)C15砼路肩石。6.2.1.3上游壩坡改造鑒于壩體存在滲透穩(wěn)定安全隱患，上游壩坡干砌石護坡有多處塌陷等問題,需對壩體進行防滲處理并改造上游壩坡。設(shè)計將現(xiàn)狀上游壩坡塌陷的干砌石等清理并夯實后，鋪設(shè)復合土工膜，復合土工膜鋪好后，上覆厚40cm的碎石墊層，墊層上面砌筑40cm復合土工膜規(guī)格為SN2(1)-16-400-0.25。鋪設(shè)土工膜時在高程1280m處設(shè)一鍵槽。6.2.1.4下游壩坡改造下游壩坡進行清坡，邊坡為1:2.25，并種植草皮進行護坡，高程1275.24m以下增設(shè)貼坡排水，貼坡排水采用干砌石護坡，干砌石厚40cm，邊坡為1:2.25，干砌石與壩體之間設(shè)一層反濾土工布(緊貼壩體)和一層過渡層，反濾土工布規(guī)格為200g，過渡層厚40cm。下游壩腳設(shè)排水溝。下游壩坡增設(shè)兩岸坡排水溝。排水溝為M7.5漿砌石結(jié)構(gòu)，斷面尺寸為30cm×30cm，和下游壩腳排水溝互相連通。6.2.26.2.2.1大壩滲流穩(wěn)定分析現(xiàn)狀水庫沒有測壓管設(shè)備，無觀測資料，采用理論浸潤線計算。計算采用北京理正軟件設(shè)計研究所編制的《滲流計算分析軟件》，計算方法為有限元法。依據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（SL274-2001），滲流計算應采用以下2種水位組合情況。a上游正常蓄水位(1284.34m)與下游相應的最低水位(12b庫水位從1284.34m降至淤積水位1279.8m基本界面的假設(shè)如下：大壩為均質(zhì)土壩，上游壩坡鋪設(shè)復合土工膜，下游設(shè)貼坡排水；壩基為基巖。計算采用的滲透系數(shù)根據(jù)土工試驗資料取用。壩體土：水平向滲透系數(shù)kx=2.55×10-4cm/s，垂直向滲透系數(shù)ky=3.66×10-4cm/s。經(jīng)計算：壩體滲透穩(wěn)定滿足要求，浸潤線計算結(jié)果見圖6—1～6—2。6.2.2.2大壩穩(wěn)定分析（1）穩(wěn)定計算工作條件穩(wěn)定計算的工作條件按《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（SL274-2001）規(guī)定執(zhí)行。計算分正常和非常運用兩種工況，正常工況為：1、上、下游壩坡在正常蓄水位（1284.34m）時的穩(wěn)定性，2、上游壩坡在水庫水位從正常蓄水位（1284.34m）降落至現(xiàn)狀淤積水位(1279.8m)時的穩(wěn)定性；非常工況為：1、正常工況加地震情況。（2）穩(wěn)定計算參數(shù)壩體土料指標見表6-2。表6-2計算用土料指標表項目指標值濕容重(g/cm3)比重(g/cm3)干容重(g/cm3)含水量(%)凝聚力(kPa)內(nèi)摩擦角（度）壩體土1.92.701.617.35.315.4（3）穩(wěn)定計算分析計算采用簡化畢肖普法方法計算，計算斷面選取大壩最大斷面，采用理正巖土軟件進行計算。結(jié)果見表6-3及圖6-3～6-5。表6-3計算結(jié)果匯總表部位計算情況計算安全系數(shù)最小安全系數(shù)上游壩坡正常蓄水位k=2.01.25從正常蓄水位降至淤積高程時k=1.91.25正常蓄水位加地震K=1.941.10庫水位正常降落加地震K=1.831.10下游壩坡正常蓄水位k=1.291.25正常蓄水位加地震K=1.21.10從以上計算結(jié)果看，大壩上、下游壩坡抗滑穩(wěn)定滿足《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（SL274-2001）中的規(guī)定。6.3溢洪道6.3.1溢洪道布置改造后的溢洪道水平投影全長63.5m，進口底高程1284.34m。溢洪道從樁號0+000至樁號0+010為控制段,且為彎道段，軸線彎道半徑25m；0+010至0+060.5為陡坡段，其中0+010～0+052底縱坡為i=1/50，0+052～0+060.5m底縱坡為i=1/5；0+060.5～0+063.5m段為挑流消能段。6.3.2水力計算6.3.2.1溢洪道水面線推求水庫水位為校核洪水位時，溢洪道最大泄量為34.4m3/s，計算溢洪道的水面曲線。首先，計算陡坡起點處臨界水深hk，計算公式：αQ2/g=WK3/Bk式中：α——動能修正系數(shù)，取α=1；WK——斷面面積Bk——水面寬度Q——溢洪道最大泄量，Q=34.4m然后以陡坡起點高程為基準面，求其他斷面水深，基本能量方程為：Ek=Hi+hi+(αVi2/2g)+hwi式中：Ek—陡坡起點處斷面能量（m）；Hi—所求斷面底板至陡坡起點處的高差（m）；hi—所求斷面水深（m）；Vi—所求斷面流速（m/s）；hwi—所求斷面至陡坡起點處斷面之間的能量損失，所求斷面位于陡坡起點處斷面下游時，為正值；為其上游時，為負值。經(jīng)計算，各斷面主要成果如表6-4。表6-4水面線計算成果表斷面樁號校核情況Q=34.4m3/s水深h（m）過水面積（m2)流速(m/s)邊墻高(m)0+0101.0710.653.231.600+0200.8684.301.270+0300.847.64.531.370+0400.97.64.531.530+0520.957.24.81.60+062.90.654.87.21.25

2、挑流消能計算在設(shè)計水位情況下，溢洪道最大下泄量為9.38m3/s，底寬10m，則單寬流量為0.9（1）反弧半徑及鼻坎高程的確定鼻坎面上收縮斷面水深(hc)經(jīng)計算為0.44m，對于中小型水庫，一般取反弧半徑R=(8-12)hc，該工程取Rc=4.07m。挑流末端下游地面高程為1280.67m，取鼻坎高程為1282.09m。鼻坎挑射角取25（2）挑距及沖坑計算挑距計算公式：式中：L——自挑流鼻坎末端算起至下游河床床面的挑流水舌外緣挑距，m；——挑流水舌水面出射角，近似可取用鼻坎挑角，（）；——挑流鼻坎末端法向水深，m；——鼻坎坎頂至下游河床高程差，m，如計算沖刷坑最深點距鼻坎的距離，該值可采用坎頂至沖坑最深點高程差；——鼻坎坎頂水面流速，m/s，可按鼻坎處平均流速v的1.1倍計。沖坑計算公式：T=ksq0.5Z0.25式中：T——沖坑深度（m）ks——綜合沖刷系數(shù)，取ks=1.2q——單寬流量，q=Q/b(b為底寬)（m3/s.m）Z——上下游水位差（m）經(jīng)計算知，最大沖刷坑后坡i=0.20<安全后坡=1/4，滿足要求。6.3.3溢洪道包括控制段、陡坡段和挑流消能段。各部分結(jié)構(gòu)尺寸如下：0+000～0+010為控制段。梯形斷面，底寬10m。底板高程為1284.34m，采用30cm厚的C30砼襯砌，并設(shè)錨筋，進口設(shè)0.8m深的齒墻。側(cè)墻頂高程從1286.21m降至1285.94m，左側(cè)墻為重力式M7.5漿砌石擋墻，頂寬0.5m，迎水面為直墻，外襯C30砼，C30砼與漿砌石側(cè)墻之間設(shè)預埋筋，背水面邊坡為1:0.4，墻身內(nèi)設(shè)φ110排水管；右側(cè)墻按設(shè)計斷面要求，對原漿砌石擋墻進行鑿毛清洗后，迎水面采用C30砼襯砌（邊坡為1:0.15），C30砼與原漿砌石側(cè)墻之間設(shè)錨筋0+010至0+060.5為陡坡段，其中0+010～0+052底縱坡為i=1/50，0+052～0+060.5m底縱坡為i=1/5。底寬由10m漸孌為8m。0+010至0+035為梯形斷面，0+035至0+040為漸變段，斷面由梯形漸變?yōu)榫匦巍５装甯叱?+052處為1283.5m,0+060.5處為1281.8m，底板采用30cm厚的C30砼襯砌，并設(shè)錨筋。側(cè)墻頂高程0+052處為1285.1m,0+060.5處為1283.08m，左側(cè)墻地面高程不足段，為重力式M7.5漿砌石擋墻，頂寬0.5m，迎水面為直墻，外襯C30砼，C30砼與漿砌石側(cè)墻之間設(shè)預埋筋，背水面邊坡為1:0.4，墻身內(nèi)設(shè)φ110排水管，地面高程滿足要求段（基巖段），直接襯砌C30砼并打錨筋。右側(cè)墻按設(shè)計斷面要求，0+010～0+035對原漿砌石擋墻進行鑿毛清洗后，迎水面采用C30砼襯砌（邊坡為1:0.15），C30砼與原漿砌石側(cè)墻之間設(shè)錨筋，0+035～0+060.5由于底板下深，原漿砌石擋墻需拆除，開挖后直接襯砌C30砼并打錨筋。0+060.5～0+063.5m段為挑流消能段。矩形斷面。反弧半徑為4.07m，挑流采用連續(xù)重力式鼻坎，鼻坎頂寬8m，挑射角25°，鼻坎頂高程為1283.25m，頂部采用鋼板護角。挑流消能段采用C30鋼筋砼澆筑并設(shè)錨筋。兩側(cè)墻挑流消能段下游開挖地面高程至1280.67m,開挖邊坡為1:0.3。溢洪道襯砌砼抗?jié)B標號為W6，抗凍標號為F200。錨筋和預埋筋均為φ22，底板錨筋間距1.5×1.5m，長度1.5m；側(cè)墻錨筋長1.5m，預埋筋長隨側(cè)墻高度不同而異，間距1.5×1.5溢洪道底板下設(shè)2道縱縫和6道橫縫，縱橫縫下設(shè)置Φ200無砂砼管,縱橫向排水相通，由縱向排水排向下游。6.4輸水洞鑒于輸水洞進口滲漏，此次設(shè)計將輸水洞前30m及進口臥管拆除重修。新建輸水洞部分仍采用原斷面尺寸，即斷面為城門洞型，底寬0.6m，直墻高0.5m,拱高0.25m，M7.5漿砌石結(jié)構(gòu)。新舊洞相接處設(shè)沉陷縫，縫內(nèi)設(shè)652型橡膠止水。輸水洞砌石采用1:2水泥砂漿勾深縫防滲，新建洞身每8m設(shè)一道伸縮縫，并在伸縮縫下游側(cè)2m處設(shè)截水環(huán)一道。進口臥管頂高程1284.34m，底高程1276m，共16級，M7.5漿砌石結(jié)構(gòu)，每級長2m，寬

1.2

m，高0.5m。并增設(shè)C30蓋板。6.5其它工程水庫現(xiàn)狀無管理房，此次設(shè)計新建50m2的管理房。并整修硬化1.5km的防汛道路。路面寬4m，20cm厚泥結(jié)碎石路面。7.施工組織設(shè)計7.1施工條件7.1.1工程條件井玉溝水庫除險加固工程，包括大壩改造、溢洪道和輸水洞改造等。大壩改造：對壩頂進行硬化，上游壩坡進行干砌石護坡，并在護坡下鋪設(shè)墊層，墊層下鋪設(shè)防滲土工布；大壩下游壩坡進行整修種植草皮護坡，并增設(shè)壩坡排水溝，壩腳做貼坡排水。溢洪道改造：拓寬并襯砌。輸水洞改造：對前30m洞身和進口臥管進行改造。7.1.2水文氣象水庫流域?qū)贉貛Т箨懶詺夂?，春季干燥多風、春寒如冬，夏季干燥多風、無盛署，秋季涼爽、陰雨較多，初冬飛雪，冬季漫長而寒冷。多年平均氣溫6.2℃，極端最高氣溫為34.4℃，最低氣溫為－32.14℃，封凍日期平均為147天，無霜期一般為119天。年平均日照時數(shù)為2634hr，最大凍土深度1.08m7.1.3地形地質(zhì)水庫在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造上位于沁水塊坳之沾尚——武鄉(xiāng)——陽城北北東向褶帶的北部東緣。區(qū)內(nèi)地貌屬低中山區(qū)，庫壩出露的地層主要為中生界二疊系下統(tǒng)基巖及第四系中、上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)松散堆積物。據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306—2001），區(qū)內(nèi)地震動反應譜特征周期為0.40s，地震動峰值加速度為0.10g，依據(jù)地震動峰值加速度確定的本區(qū)地震基本烈度屬Ⅶ度區(qū)。7.1.4施工交通水庫壩址附近有縣鄉(xiāng)公道路通過，對外交通比較方便。為方便施工，在施工場地修建臨時施工道路1km，主要用于建材及施工機械運輸?shù)取?.1.5施工用房施工需修建施工單位辦公室及工棚200m2。7.1.6風、水、電及通訊：施工用水：從附近村莊拉水，供生活及施工用水。施工用電：需配備一臺50KVA變壓器，再架設(shè)臨時低壓線路即可滿足施工用電。7.1.7建筑材料： 水庫除險加固工程主要材料為：塊石、碎石、砂、水泥、柴油等。塊石、碎石從附近石料場采購，水泥從和順縣水泥廠采購，砂用邢臺砂，油料從和順縣石油公司購進。7.2施工導流7.2.1導流標準根據(jù)《水利水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計標準（SD-12-78）》五級水工建筑物的導流建筑標準為5級，圍堰的洪水標準為5年，選定導流標準為5年一遇洪水。7.2.2導流方式和建筑物大壩上游改造、溢洪道改造及輸水洞進口等施工要求在非汛期施工，考慮到有基流，修建施工圍堰。圍堰為土石圍堰，頂寬3m，上、下游邊坡為1:2，高3m。7.3施工隊伍及施工方法7.3.1施工隊伍井玉溝水庫除險加固工程由和順縣水利局和水庫管理站成立的項目部負責建設(shè)。水庫除險加固改造工程，必須由具有資質(zhì)的施工隊伍進行施工，通過招標形式，由中標單位進行施工。為保證施工質(zhì)量，應由井玉溝水庫項目部進行監(jiān)理單位招標，由中標的、具有水利工程施工監(jiān)理資質(zhì)的監(jiān)理單位負責施工監(jiān)理。施工以機械化為主，人工為輔。7.4主體工程施工7.4.1土工膜鋪設(shè)土工膜鋪設(shè)前，首先按設(shè)計將壩坡整平，土工膜鋪設(shè)時，將土工膜與壩面臺階貼緊，不留空隙。另外，嚴禁穿釘子鞋在土工布上行走。土工膜鋪好后，將土工膜兩端固定好，然后上覆濾料進行保護。1、平整坡面首先根據(jù)設(shè)計要求，拆除壩坡上的干砌石及墊層，露出新鮮壩體，然后將壩坡按原坡度整平，去除表面碎石、草根、土塊等容易造成膜料損壞的雜物。2、鋪膜復合土工膜一般是順坡鋪設(shè)復合土工膜，鋪設(shè)復合土工膜搭接方向要上坡壓下坡，上游壓下游，以防水流沖制造成損壞，鋪膜時不要拉太緊，要留有褶皺，但土工膜與壩面貼緊，不留空隙。壩坡在錨固槽部位設(shè)10cm3、接縫搭接長度必須在20cm以上,復合土工布接縫必須嚴密，接縫強度至少不低于原材料強度的80%，以保證聯(lián)系，對于高密度聚氯乙烯和較厚的復合土工膜4、保護層及護面層鋪設(shè)保護層在復合土工膜鋪設(shè)之后緊接著鋪設(shè)，以免復合土工膜暴露時間過長。護面層塊石與硬值材料在鋪設(shè)時，塊體應輕放，不應順坡滑落。5、結(jié)合部位的連接復合土工膜在結(jié)合部位要通過結(jié)合槽連接，確保結(jié)合部位的連接起到防滲作用。6、復合土工膜施工質(zhì)量控制質(zhì)量控制是保證施工質(zhì)量的必要措施。只有保證施工質(zhì)量，才能保證其防滲效果。質(zhì)量控制的目的就是要通過觀察，記錄和試驗保證所用的土工合成材料滿足施工和正常運行的要求。復合土工膜運到現(xiàn)場后，應注意兩個環(huán)節(jié)。其一是對出廠的復合土工膜料產(chǎn)品進行抽樣檢查，測定各種物理力學指標，對復合土工膜的質(zhì)量作出評價；其二是復合土工膜在現(xiàn)場存放要避免紫外線的照射，一般應搭設(shè)臨時存放遮棚。如果施工期較長，或由于某種原因，復合土工膜較長時間受紫外線照射，鋪膜前應進行必要的物理力學及防滲性能測試，檢查合格后才能使用。施工質(zhì)量控制步驟：（1）平整地基，找平凹凸點，剔除雜物和尖硬物，基土的密度應滿足設(shè)計要求；（2）檢查施工準備情況和現(xiàn)場條件是否滿足要求，以保證鋪膜順利施工；（3）對膜片進行現(xiàn)場檢查，有無撕裂、刺洞、氣泡。發(fā)現(xiàn)有此現(xiàn)象應及時處理；（4）檢查薄膜接縫質(zhì)量，觀察有無漏接、開膠或接縫寬度不足等情況，并現(xiàn)場取樣進行接縫強度測試；（5）檢查薄膜與周邊建筑物聯(lián)接是否嚴密；（6）檢查保護層鋪設(shè)厚度與覆蓋層鋪設(shè)質(zhì)量。以上檢查需專人負責并認真記錄，記錄要有一個完整的質(zhì)量詳表，此表可作為工程驗收依據(jù)。7.4.2石方開挖石方開挖主要為溢洪道開挖。對于風化程度較弱挖掘機無法挖掘的巖石采用爆破開挖。爆落的巖石用1m3爆破開挖深度小于2.0m的淺挖段，采用手風鉆鉆直徑42mm炮孔、線性裝藥的淺孔爆破方法進行石方開挖，垂直炮孔與傾斜炮孔相結(jié)合，使挖方中間部分巖石爆破與邊坡的爆破一次完成。為保證邊坡的平整度及穩(wěn)定性，邊坡的爆破采用預裂爆破技術(shù)。爆破開挖深度在2.0～5.0m之間的淺挖段，采用淺孔松動爆破中的藥壺爆破方法進行石方開挖。施工中嚴格控制爆破擾動的范圍，保證邊坡上保護層的厚度，防止爆破松動范圍超過邊坡范圍而對邊坡產(chǎn)生破壞。7.5施工總布置由于本工程屬改建工程，所以施工布置應盡量利用原有設(shè)施，遵循因地制宜、因時制宜、有利生產(chǎn)、方便生活，易于管理、安全可靠和經(jīng)濟合理的原則進行。工程項目部、施工單位生活區(qū)設(shè)置在大壩右岸附近。施工倉庫及拌和站設(shè)置在大壩左岸附近。7.6施工總進度工期安排應遵循施工前后兼顧、銜接合理、干擾少、施工均衡的原則。施工進度具體安排：2012年12月施工準備工作：招投標，修筑場內(nèi)交通，料場平整，搭設(shè)臨時倉庫，架設(shè)施工照明動力線路及備料等；2013年1月：下游壩坡護坡施工。2013年2月～11月：溢洪道改造，大壩上游壩坡及壩項改造，輸水洞改造。2013年12月：掃尾及施工驗收工作。8.環(huán)境保護和水土保持設(shè)計8.1編制依據(jù)1、《中華人民共和國環(huán)境保護法》1989年12月；2、《中華人民共和國水法》2002年；3、《中華人民共和國水土保持法實施條例》1993年；4、《建設(shè)項目環(huán)境保護管理條列》1998年；5、