5 小二型水库设计计算报告书 2解析

5 工程布置及建筑物设计

5.1设计依据

5.1.1 工程等级及建筑物标准

二道水库总库容为13.013104 m3，最大坝高5.2m，依据SL252-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》，确定本工程为Ⅴ等工程，属小(2)型水库，永久性主要建筑物按和次要建筑物及临时建筑物均按5级建筑物设计。

洪水标准按SL252-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》3.1.2条，查平源、滨海区确定：设计洪水标准为10年一遇，校核洪水标准为50年一遇。 5.1.2 设计基本资料

（1）水力要素

水力要素表

表5.1-1 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 死水位 死库容 正常高水位 设计水位(p=10%) 校核水位(p=2%) 总库容 溢洪道泄流量（p=10%） 溢洪道泄流量 (p=2%) 下游坝底高程（最低点） 库区多年平均最大风速 正常蓄水位情况 风区长度 设计洪水位情况 校核洪水位情况 正常高水位情况 12 平均水域深 设计洪水位情况 校核洪水位情况 13 14 15

项 目 单 位 m 10mm m m 10 m m/s m/s m m/s km km km m m m 度 度 m 5-1

334343 数 量 101.84 0.61 备 注 103.70 104.49 104.91 13.01 7.13 13.53 100.27 13 0.308 0.331 0.355 1.204 1.468 1.67 13 Ⅵ 1.75 风向E 主风向与坝轴线法线夹角 坝址区基本地震烈度 最大冻土深度 各土层物理力学指标表

表5.1-2

天然 容重 3(t/m) 1.85 1.89 渗透 系数 （cm/s） 2.20310-6 1.10310-6 4.2310-2 1.50310-3 允许渗透比降 水 平 垂直 抗剪指标 与砼C 摩擦φKPa) (°) 系数 12 8 0 — 14 6 28 — 0.20 0.20 0.45 0.55 岩层代号 岩性名称 [1-1] [2-1] [2-2] [2-3] 填筑土 低液限粘土 粗砂 强风化 花岗闪长岩 2.0 3.0 0.13 — 5.1.3 设计参数

依据《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）规定，坝顶安全加高值A为：5级建筑物，坝顶安全加高设计情况A=0.5m，校核情况A=0.3m。

坝坡抗滑稳定最小安全系数表

表5.1-3

运用条件 正常运用情况 非常运用情况 设计工况 正常蓄水位 水位降落(1) 安全系数 1.15 1.05

5.1.4 规程、规范标准及技术文件

⑴《防洪标准》(GB50201-94)

⑵《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）； ⑶《水利水电工程初步设计报告编制规程》（DL5021—93）； ⑷《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）； ⑸《溢洪道设计规范》(SL253-2000)；

⑹《水工建筑物抗冰冻设计规范》（SL211—2006）；

⑺《水力计算手册》武汉大学水利水电学院 水力学流体力学教研室 ⑻《二道水库大坝安全鉴定报告书》 5.1.5 工程现状及安全鉴定复核结论 5.1.5.1 工程现状及存在的主要问题

二道水库始建于1976年7月，现无原始设计资料，通过现场检查，二道水

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库枢纽工程主要由挡水坝、溢洪道及输水洞三部分组成。

土坝工程现状

大坝为均质土坝，主要由低液限黏土组成，坝长212m，最大坝高为5.30m，坝顶标高105.1～105.66m，坝顶宽2.50～3.00m。

坝前坡局部较陡，坡比1：2.15，有少量块石护坡，且部分段已发生拖坡现象，坝体已无防护风浪能力；坝后坡较陡，凸凹不平，杂草丛生。

大坝为均质土坝，坝体由低液限黏土组成，坝体防渗性能较好，未见明显渗漏，坝基存在渗漏现象。

溢洪道工程现状

从现场检查发现，目前溢洪道为土渠。断面尺寸不能满足正常泄洪要求。 输水洞工程现状

输水洞位于大坝桩号0+050.3处，与坝轴线正交。由进口段、洞身、竖井、出口段组成。输水洞为φ800涵管，目前管体错位，管上部坝体塌陷，出口混凝土边墙倒塌，下游海漫段堆石凌乱。 竖井无启闭设备，灌溉洞插木板控制放水，封闭不严，启闭控制困难。下游为消力设施。

经现场检查发现，启闭机室破旧简陋，启闭不灵，关闭不严，常年漏水，对水库安全构成严重威胁。 5.1.5.2 安全鉴定复核结论及意见

依据蛟河市水利局《二道水库大坝安全鉴定报告书》(2009年2月)，确定该水库大坝为三类坝。建议进行除险加固，增加必要的工程安全监测设施。 5.1.6 设计内容

依据《二道水库大坝安全鉴定报告书》及安全鉴定成果的核查意见，经现场检查，综合分析确定二道水库除险加固工程设计内容包括：坝体需安全加固，上游坝坡改建，溢洪道、输水洞工程、坝顶道路等进行重建。

5.2 设计方案比较

5.2.1 土坝加固设计方案与溢洪道宽度方案比较

根据现场检查及安全鉴定结论，结合工程实际情况，本次设计工作内容主要包括土坝维修加固设计、溢洪道及输水洞工程重建。

根据工程实际，结合溢洪道泄流能力及水库设计水位，通过坝顶高程与溢洪道宽度调节计算，经各方案综合分析比较，分析成果列入下表。

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大坝维修加固设计方案比较表

表5.2-1

序号 水力1 要素 设计流量(m/s) 校核流量(m/s) 挡2 水坝 坝顶加高(m) 坝长(m) 溢3 洪道 输4 水洞 方案4 比选 优缺点 本方案坝顶需加高7cm。 本方案坝顶不需加，工程量本方案溢洪道孔口尺寸偏投资较大。 进口底高程（m） 101.80 101.80 101.80 堰项高程(m) 103.70 103.70 103.70 坝顶高程(m) 33方 案 设计洪水位(m) 校核洪水位(m) 溢洪道宽（m） B=5 104.52 104.96 6.91 13.20 105.68 0.08 212 B=6 104.49 104.91 7.13 13.53 105.64 0 212 B=7 104.42 104.82 7.35 14.25 105.55 0 212 备 注 现状坝顶平均高程为105.61m 小，投资少。 大，工程量大，经上述三个方案的综合分析比较，计算坝顶高程相差不多，当溢洪道宽度为5m时，坝顶只需加高7cm，当溢洪道宽度为6m、7m时，坝顶不需加高。 但根据水利计算可知，当溢洪道宽度小于5m时，水库水位出槽，等于5m时，水库水处于临界状态，考虑7m时溢洪道工程量相对增加，为此设计采用溢洪道宽度为6m方案。设计坝顶高程采用105.64m。

根据工程实际，对现状坝顶高程高于设计坝顶高程处，坝顶以实际坝顶标高进行整平，修建砂石路面，不需开挖。 5.2.2 大坝上游护坡方案比较

大坝上游护坡设计选择干砌石护坡、现浇混凝土板护坡和砼模袋护坡三种型式进行方案比较。方案比较列入下表。

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大坝上游坝坡护砌方案比较表

项目 型式 厚度 结构 碎石厚20cm 垫层 无纺布一层 原材料 施工 护坡投资（万元） 当地块石储量丰富 施工简单 无纺布一层 砼材料来源广泛 施工较麻烦 无纺布一层 砼材料来源广泛 施工较麻烦 碎石厚20cm 碎石厚20cm 方案一 干砌石护坡 25cm 方案二 现浇砼板护坡 12cm 方案三 砼模袋护坡 15cm 28.16 当地块石储量丰富，质量符合设计30.08 材料广泛，但施工难度大，投资较大，冬季防冰冻需按时维护。 31.25 材料广泛，但施工难度大，投资较大。 优缺点 标准，施工简单，投资较省。 根据实际情况，设 选择方案 计采用本方案。

5.3 主要建筑物设计

5.3.1 土坝加固工程设计

根据大坝工程现状及稳定安全复核计算综合分析确定，坝体维修加固工程设计内容包括以下几项 ：

1)、坝体断面维修加固 2)、土料设计

3)、土坝上、下游护坡 4)、大坝细部构造设计 5.3.1.1 大坝除险加固设计

(1) 坝体断面维修加固

经计算设计坝顶高程为105.64m，坝顶宽设计采用3.0m，大坝上、下游边坡设计分别采用1：2.5和1：2.0。

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