周家水库初设报告（修编）陈改0516

1 综合说明

1.1 绪言

1.1.1 工程概况

周家水库位于泸水支流武华山老江溪上。属**县**乡管辖。地理坐标为东经114043＇，北纬2708＇附近，距敦厚镇30km。坝址以上控制集雨面积5.4km2。总库容240万m3。水库设计正常高水位111.60m（黄海高程，下同），相应库容195×104m3；三十年一遇设计洪水位112.84m，相应库容219×104m3；三百年一遇校核洪水位113.44m，相应库容240.0×104m3。死水位100.75m，相应库容8.0×104m3。水库设计灌溉面积为4000亩，实际灌溉面积1800亩，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小(一)型水库。该水库于1965年8月动工兴建，1966年2月竣工蓄水。枢纽工程主要建筑物有主坝、副坝、溢洪道、灌溉输水涵管等。

主坝为均质土坝,坝顶长174m，宽3.6~5.0m，坝顶高程114.52~115.47m，上游坝坡坡比为1:1.98~1：2.2， 高程108.85m以上设有块石护坡; 背水坡高程103.70m以上坡比为1:1.98~1：2.2 ，草皮护坡。其下为贴坡排水体，顶宽3.5m，坡比为1：2.5。最大坝高18.4m.

副坝位于溢洪道左侧山脊上，长70m。现有坝顶高程为111.98~114.72m，最大坝高约3.0m。

溢洪道位于主、副坝之间，控制段为开敞式宽顶堰，堰顶高程111.60m，溢流净宽12.5m,堰后接陡槽， i=1/0.272，长45m；消力池池长19.5m，池深1.75m；全段底板均采用砼衬护,边墙为浆砌块石头。无出水渠。

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输水建筑物位于主坝左坝段，由斜管和坝下涵管组成。斜管系分级斜卧式，放水孔径为2*20cm，级差0.7m；坝下涵管为钢筋砼管，内径0.7m，壁厚0.2m，纵坡1/200，全长71.5m，进口底高程为100.75m，出口底高程100.40m。

水库地理位置十分重要，下游有**乡及5个村小组,保护人口1500人，农田5000亩及**-敦厚公路等重要交通干线。水库一旦失事，将造成重大灾害损失。

由于工程是在特殊的历史背景下兴建，勘测、设计及施工方面均存在较多缺陷，给工程留下许多隐患，虽经多次加固处理，但由于工程初期施工质量太差，加固时处理不彻底，加固质量也未严格控制，工程隐患一直未得到根治，水库一直处于带病运行状态。目前工程仍存在以下问题：

（1）主坝坝顶坑洼不平、宽窄不一；上下游坝坡坡比不规整；上游坝坡块石护坡无垫层，块石块径小，风化严重，局部存有松动缺失现象；下游坝坡无护坡，灌木杂草丛生；坝面基本无排水设施；贴坡排水体反滤层无级配，部分坝段反滤层缺失，泥土淤堵失效。主坝下游坝坡见有多处洇湿散浸面与集中渗漏点，先后开挖9条导渗沟进行应急处理。

（2）副坝坝顶宽窄不一，断面不规整，灌木杂草丛生，上下游坝坡均未护坡。无坝面排水设施。

（3）主副坝蚁害严重。

（4）溢洪道砼底板纵横裂缝较多，冲刷严重，露石普遍，无出水渠。 （5）坝下涵管混凝土老化剥蚀、蜂窝麻面普遍，见有多处漏水点和环形裂缝漏水；斜管砼剥蚀、露石普遍，见有多条横向裂缝，漏水严重。

（6）水库无水、雨情观测设施和大坝安全监测设施，无管理设施，进库上坝道路标准低，路况差。溢洪道泄洪时，上坝道路中断，

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1.1.2 安全鉴定过程及结论

为全面评价大坝的安全状况，**县周家水库管理所于2010年委托我院对水库大坝进行安全论证。安全论证工作按照水建管[2003]271号文《水库大坝安全鉴定办法》及相关规范的规定和要求开展：周家水库工程管理所编制了《大坝安全运行管理报告》，为安全鉴定工作的顺利进行奠定了坚实的基础；有关单位的领导和专家对水库大坝、输泄水建筑物、防汛交通、通讯系统等进行了较全面的系统检查，检查组编制了《大坝现场安全检查报告》，指出了工程运行近40余年来存在和发现的主要问题；在尽可能全面收集水库设计、施工、运行及加固等资料的基础上，结合地质勘察和室内土工实验成果，对大坝质量、大坝结构、渗流稳定、输泄水建筑物安全等进行了单项分析和评价，提出了《大坝安全综合评价报告》、《水库现场安全检查报告》、《大坝安全运行管理报告》、《水库工程质量评价报告》、《水库防洪标准安全复核》、《大坝结构与渗流安全评价报告》等专题报告。2011年1月18日，**县水利局组织召开了周家水库大坝安全鉴定会，**市水务局会同有关部门专家组成的专家组提出了《大坝安全鉴定报告书》。鉴定书认为“周家水库存在严重的质量问题，水库不能正常安全运行。按《水库大坝安全鉴定办法》第十六条大坝安全分类标准，周家水库属三类坝”。鉴定结论摘要如下：

1、水库按30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核，现状坝顶高程不满足《防洪标准》（GB50202-94）以及《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）的要求。

2、根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度小于0.05g，区域稳定性较好，可不进行抗震安全复核。

3、大坝清基不彻底，河床段坝基残留含泥砂砾石层与两岸坡残坡积

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粘土质砂，均具中等透水性。坝基下伏强风化基岩具中等透水性，存在坝基渗漏及饶坝渗漏问题。。

4、主、副坝为均质土坝，坝体土主要为粉土质砂、粘土质砂、含砾低液限粘土，夹含有较多的风化岩碎块，土质均一性较差，孔隙比偏大，填筑质量较差，坝体土渗透系数为8.9×10-4cm/s，具中等透水性，不满足规范对均质土坝防渗性能的要求。

5、主坝上游块石护坡无垫层，块石块径小，风化严重，局部存有松动缺失现象；下游坝坡未护坡；贴坡排水体反滤层无级配，部分坝段反滤层缺失，泥土淤堵失效。

6、副坝断面不规整，上下游坝坡均未护坡，灌木杂草丛生。无坝面排水设施。

7、溢洪道坐落于强风化基岩上，地基承载力满足上部荷载要求。溢洪道砼底板纵横裂缝较多，冲刷严重，露石普遍。

8、坝下涵管坐落于强风化基岩上，地基承载力满足上部荷载要求；坝下涵管混凝土老化剥蚀、蜂窝麻面普遍，见有多处漏水点和环形裂缝漏水。

斜管基础坐落于残坡积土层上，地基承载力满足上部荷载要求；斜管砼剥蚀、露石普遍，见有多条横向裂缝，漏水严重。

9、水库无水、雨情观测设施和大坝安全监测设施，无管理设施，进库上坝道路标准低，路况差。溢洪道泄洪时，上坝道路中断， 1.1.3 本阶段工作任务

为使水库尽快脱险，尽早发挥其正常效益，2010年，**县水利局委托我院对大坝、溢洪道、输水系统等进行除险加固设计。接受除险加固设计任务后，我院立刻派工程设计人员再次进工地作进一步现场查勘，

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以全面了解和掌握工程实际情况，使加固处理设计更切合实际。随后，我院又派出地勘人员进行了补充地质勘探工作，以进一步查明工程地质条件和岩土物理力学特性，为设计提供可靠的数据。

周家水库除险加固设计以大坝安全论证报告及《大坝安全鉴定报告书》为基础，利用原设计资料和现场地质勘探成果，选择加固方案，并据此对大坝、溢洪道、坝下输水涵管等项目进行加固、改建设计。

1.2 水文气象

周家水库位于泸水支流武华山老江溪上。属**县**乡管辖。地理坐标为东经114043＇，北纬2708＇附近，距敦厚镇5.6km。坝址以上控制集雨面积5.4km2。主河长3.83km，河道平均坡降24.1?。

流域属亚热带湿润季风气候区，气候温和。流域内多年平均降水量为1500mm。降雨年内分配不均，4～6月降雨量占年降雨的49%，10～次年2月降水量约占全年的17%左右，多年平均气温17.7℃，极端最高气温40.8℃，多年平均相对湿度82%，多年平均最大风速14m/s。 1.2.1 水文资料情况

本流域内无水文测站，没有实测的流量资料，坝址邻近30 km处有**市水文站，具有1953~2003年共51年实测雨量资料，**水文站为国家基本站，资料精度较高，可满足本次计算要求。本次采用**市水文站降雨资料和查《江西省暴雨洪水查算手册》来分析计算坝址设计暴雨。

根据水文资料及集雨面积情况，施工洪水、坝址年径流推求采用泸水支流陈山水上彭坊水文站作为设计参证站，该站控制集雨面积122 km2，有1980年至2004年共24年实测流量资料。 1.2.2 设计洪水采用成果

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本次推求设计洪水成果和安鉴相近，稍大一些。主要是坝址各历时暴雨均值、cv值取值稍大些。原设计洪水成果比本次大，主要是计算方法不同，原设计洪水是采用1976年《江西省水文手册》推理公式法推求。本次设计洪水采用了1984年省编《手册》推理公式法推求。各次设计洪水成果比较见表1—2。

表1-2 本次设计与历次设计洪水成果比较表

P（%） 项目 原设计 安鉴 本次初设 0.2 124 117 108 124.3 0.33 97 114.8 104.0 110.7 2 91.0 68 80.5 73.3 83.7 3.3 60 70.9 63.4 72.5 5 53 62.9 55.9 64.9 Q（m3/s） W（万m3） Q（m3/s） W（万m3） Q（m3/s） W（万m3） 1.2.3 周家水库站网规划

周家水库大坝为均质土坝，控制流域面积5.4km2，水库总库容240.0万m3，水库现无水雨情观测设施,为此应设立水位、雨量观测设施，以满足防汛调度需要。

一、水位观测

本次设计在大坝中段（或附近）设立一个水位标尺。 二、雨量观测

现水库无雨量观测设施，本次设计在大坝坝顶设立一雨量筒，用于观测雨量。

1.3 工程地质

1.3.1 区域工程地质概况

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水库区属构造剥蚀低山地貌，地势低矮，地形高差40米左右，水库库区为近东西走向的溪沟。水库两岸山体宽厚，库内小溪流蜿蜓，河道坡降较小（局部河道发育跌坎）。河谷大都呈较宽阔的“U”型。山坡坡角一般12°～31°，植被发育一般，无不良物理地质现象发育。

本区分布地层为侏罗系下统林山组（J1l）地层及第四系松散堆积层（Q4）。

1.3.2 坝址区工程地质条件 1.3.2.1 地形地貌及地层岩性

水库区属构造剥蚀低山地貌，地势低矮，地形高差40米左右，水库库区为近东西走向的溪沟。水库两岸山体宽厚，库内小溪流蜿蜓，河道坡降较小（局部河道发育跌坎）。河谷大都呈较宽阔的“U”型。山坡坡角一般12°～31°，植被发育一般，无不良物理地质现象发育。 1.3.2.2 地质构造

本区处于华南褶皱系，赣中南褶隆赣，赣西南拗陷之**凹陷（俗称吉泰盆地）构造单元中。水库区范围内岩层表现为单斜构造。工程区未见较大的断裂构造。 1.3.2.3 水文地质

本区属亚热带季风气候区，温暖潮湿，雨量充沛，地表水资源丰富，区内地下水类型主要为孔隙水及裂隙水两种。

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裂隙水主要赋存于基岩的节理裂隙及构造带中，其富水性受岩体风化程度及节理裂隙等构造的发育程度所控制，接受大气降水及孔隙水的补给，向河床及沟谷排泄。

孔隙水主要赋存于第四系冲洪积层中，接受大气降水、裂隙水及库水的补给，向河床及下游排泄。 1.3.3 主要建筑物工程地质条件 1.3.3.1 大坝

勘察成果及土工试验分析，坝体填土压缩系数0.322-0.498Mpa-1，具中等偏高压缩性。土体塑性指数8.5-18.0，变化大，表明土体土质均一性差。土体干密度为1.34～1.54 g/cm3，普遍偏小。孔隙比为0.76～1.04，孔隙比偏大。坝体平均渗透系数为8.9×10-4cm/s。中等透水性。不满足《规范》对均质土坝防渗性要求。坝体存在较严重的渗漏问题。

据调查，工程兴建时排水实施，未设置反滤料，砌筑也零乱。现状排水体杂草茂盛，根系、泥土充塞，基本无反滤效果。 1.3.3.2 泄水建筑物工程地质条件及评价

经勘察，溢洪道进口段见人工开挖揭露较多基岩露头。岩性为侏罗系下统林山组（J1l）地层：灰白色（风化后呈淡黄色）长石石英粗砂岩、灰黑色劣煤。岩石风化强、表层破碎。组成溢洪道进口段的底面与两侧边坡基本为岩质，现状已衬护，未见较大不良工程地质条件。

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陡槽段、消力池段底面大部为岩质，两侧为土石边坡，现状已全断面衬护，底板局部已被水流冲掏破坏；两侧浆砌石挡墙局部砼老化、破损。现场检查，浆砌石挡墙整体稳定，无位移迹象。

消力池以下未有工程实施，现状灌木杂草丛生。 建议溢洪道岩体的力学参数如下： 允许流速：3m/s（石）；0.7m/s（土）； 承载力：2.0Mpa（石）；0.15Mpa（土）； 岩/砼抗剪断参数：f?：0.45，C?：0.2Mpa； 1.3.3.3 输水建筑物

输水涵管有斜、平管，斜管位于大坝左岸坡，平管设于大坝左侧。 勘察分析，斜管所处岸坡较缓，坡面第四系残坡积层覆盖严，建筑物地基均为土质，且部分位于水下，地基不均沉降，现状斜管产生数条裂缝。建筑物老化破损严重。

据据调查并结合钻孔资料分析，平管基本座落于岩石地基之上，岩石表层强风化，其中所夹劣煤层，性状软，作为建筑物地基持力层，极易产生沉降。

根据上述调查与分析，地基沉降而使建筑物产生病险在所难免 1.3.4 天然建筑材料

经勘察，水库位于低丘区，低丘表面广泛分布有粘土层。本次选定了水库下游一小山包为粘土料场。料场面积约200*200 m2 ，可开采厚

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度1.0-1.5 m，储量4.0-6.0万m3。数量满足工程所需。开采、运输方便，运距4.8-5.2km。

土料取样试验指标反映，质量基本满足要求。（见土料试验成果表） 水库区砂砾料、块石料无分布。据调查，当地工程建设均需到永阳商品砂砾料、块石料场购买。数量、质量可满足工程所需，运距45km。

1.4 工程任务和规模

1.4.1 工程任务

周家水库总库容240万m3，水库工程任务为：灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用。

（1）灌溉：周家水库设计灌溉面积0.4万亩，实际灌溉面积为0.18万亩，水库的除险加固能使水库效益得到更大的发挥。

（2）防洪：水库的安危关系到下游**乡及5个村小组,保护人口1500人，农田5000亩及**-敦厚公路等重要设施的安全。

（3）养殖：水库有养殖水面2000亩，一般年产鲜鱼1.0万斤。 1.4.2 洪水调节

周家水库加固后大坝为粘土斜墙土坝，水库总库容240万m3，属小（1）型水库。枢纽主体工程等别为Ⅳ等，永久性主要建筑物为4级，永久性次要建筑物为5级。设计洪水标准为30年一遇，校核洪水标准为300年一遇。

溢洪道位于主坝左端垭口，为开敞式宽顶堰。进口高程为111.60m。溢洪道洪水调度原则为：库水位高于正常蓄水位111.60m时，溢洪道自由泄洪。

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除险加固后特征水位和库容参数如下： 正常蓄水位：111.60m，相应库容182.0万m3； 设计洪水位：112.84m，相应库容219.0万m3； 校核洪水位：113.44m，相应库容240.0万m3。 1.4.3 工程现状及存在问题

周家水库自1966年蓄水投入运行以来，至今已有43年，通过安全现场检查鉴定，综合分析，存在以下主要问题：主坝存在坝基渗漏、坝体渗漏问题；贴坡反滤体高度不够，施工不规范，反滤设备无砂卵反滤层,极易产生渗透破坏，对坝坡稳定不利。其出口安全没有保证。 1.4.4 除险加固的必要性及本次加固任务

（1）除险加固是确保水库安全运行的需要

水库兴建至今，在运行中虽未发生垮坝等重大事故，但枢纽工程及建筑物存在的问题确实不少，特别是坝基渗漏、坝体渗漏等问题均严重威胁大坝的安全。

如周家水库一旦失事，将给下游造成重大灾害。下游有11个自然村,2000人口,农田面积3700亩及**横江—泰和石山县际公路、11万伏高压线路等重要设施。如被冲毁，其损失将十分惨重。除险加固后可使大坝达到相应的防洪标准，并使下游防护对象提高抗洪能力，满足地区国民经济可持续高速发展的要求。由此可见，水库的社会效益十分显著。

（2）除险加固后可进一步提高其灌溉、防洪及综合经营等效益 周家水库自1961年开始投入运行以来，使下游11个自然村,2000人口,农田面积3700亩及**横江—泰和石山县际公路、11万伏高压线路等重要设施避免和减轻了洪涝灾害，防洪效益十分显著。周家水库主要以

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灌溉为主，原设计灌溉面积0.6万亩,除险加固后不仅确保0.6万亩农田灌溉用水,而且改善下游村庄用水条件,提高用水保证率。

综上所述，周家水库除险加固工程是非常必要和紧迫的。 根据大坝安全鉴定意见、工程实际存在的问题以及大坝除险加固设计的实际情况，本次除险加固的主要工程任务如下：

①对主坝、副坝进行加固处理； ②对溢洪道进行加固处理； ③拆除平、斜管,择址重建；

④按规范要求增设和完善水库大坝安全监测设施，完善水情、雨情观测设施，通讯、管理设施及上坝公路。

1.5 工程布置及建筑物加固设计

1.5.1 洪水标准

周家水库总库容为240万m3，工程规模为小（1）型，工程等别为Ⅳ。大坝、溢洪道等永久性主要建筑物为4级建筑物，其他次要建筑物为5级。除险加固设计洪水标准为：大坝、溢洪道、灌溉输水涵管按30 年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核；消能防冲建筑物按20年一遇洪水设计。

1.5.2 工程总体布置

周家水库枢纽工程除险加固项目有：主坝、副坝加固，溢洪道加固，拆除重建坝下输水涵管等。

主坝加固处理在现状布置基础上进行。大坝加固坝轴线布置与现状基本一致。上游采用粘土斜墙对坝体进行防渗。上游坝坡坡度为1:3.0，采用砼预制块护坡；下游坝坡结合坝顶改造进行整坡，坡度为1:2.1，采

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用草皮护坡。拆除重建坝脚贴坡排水体，采用风化碴料回填下游沼泽地。

副坝采用粘土加高加宽恢复至设计坝顶高程114.40，外坡1:2.5、内坡1:2.0，上、下游坝坡护坡同主坝，下游坝脚不设贴坡排水体。

溢洪道加固处理基本在现状布置基础上进行。在溢洪道桩号0+000m处拆除重建开敞式宽顶堰，堰顶高程按水库正常蓄水位确定为111.60m，溢流净宽12m，底板厚0.5m，底部设齿坎深入基岩。溢流堰下游设陡槽与消力池连接，底坡i=0.272，上、下游分别与溢流堰和消力池衔接，长45m，底宽12m，底板采用C25钢筋砼衬砌，两侧边墙采用原浆砌块石挡墙。陡槽段与消力池相衔接，消力池底高程为99.74m，池底板厚60cm，池宽12m，池深1.75m，消力坎高1.75m，池长19m，消力池翼墙为M7.5重力式浆砌石挡土墙，在浆砌块石边墙迎水面采用C25砼护面。

坝下输水涵管根据坝址区地形地质条件，拆除原有涵管及斜管在原址往左2m处重建，新建斜卧式进水口，斜卧管进水口为两个孔径0.25m，采用预制C15砼塞，每级布置一个进水孔，共28级，每级高差30cm， 断面尺寸为 0.8×0.8m(宽×高)，底坡1:3.0，顶部设直径300mm通气孔，末端消力池池长3.0m，池宽1.3m，池深0.5m，斜卧管采用C20钢筋砼结构，斜卧管与消力箱连接处需分缝，采用沥青砂板填缝止水嵌条止水。涵管采用钢筋砼城门型管，高宽1.8*1.2m，管壁厚0.3m，全长72m，底坡1:200。涵管进口底高程100.75m，出口底高程100.40m。

现水库上坝公路未能到坝顶，且无法到达溢洪道。现设计新建过溢洪道上坝公路桥，跨度12m。 1.5.3 挡水建筑物加固设计

周家水库是1965年冬大搞人海战术修建起来的，之后分别于1988年和2002年对大坝、溢洪道等进行了加固处理。由于特殊的历史背景，

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大坝为典型的“三边”工程，在设计、施工等方面存在较多问题，坝体填筑质量差。由于种种原因，大坝加固处理未彻底解决大坝安全隐患，致使大坝一直带病运行，目前存在大坝防渗性能差、下游渗漏严重，坝下输水涵管渗漏、结构不安全等问题，经大坝安全鉴定专家组鉴定为三类坝，需进行除险加固。 1.5.3.1 坝顶高程复核与坝顶改造

根据本次调洪计算结果，主、副坝坝顶高程较计算所需坝顶高程高出较多，坝顶宽度在4~5m之间。兼顾主坝砼防渗心墙施工平台和坝坡稳定要求，设计将坝顶高程整平后略微降低至114.40m。在主、副坝防渗墙施工完成后，结合上、下游坝坡整坡处理，坝顶宽度取5.0m。 1.5.3.2 大坝防渗加固

周家水库主、副坝现状为均质土坝，据大坝运行情况、勘探资料及本阶段渗流计算成果表明，大坝坝体、坝基、坝肩均存在较严重的渗漏和渗透稳定问题，需对大坝进行防渗处理。大坝防渗处理的原则主要是“上截、下排”。“上截”就是在上游封堵渗漏入口，截断渗漏途径，防止渗入。大坝防渗措施可采用水平防渗、斜墙防渗、垂直防渗、下游排渗减压几种处理措施。考虑到库区已蓄水多年，上游铺盖方案需放空水库，水库清理难度大，施工质量难以保证，施工受季节性限制，且不能完全截断坝基渗漏和解决坝体渗漏及渗透破坏问题，故不予考虑。下游排水减压方案也不能拦截坝基渗漏，且排水反滤设施日久易淤塞失效，管理难度大，维护费用高，也不予采用。根据目前国内病险水库加固处理技术经验及本工程实际情况，主、副坝分别选择相应的防渗处理方案。

主坝防渗方案经比较：由技术经济比较，大坝防渗加固选择“粘土斜墙”墙方案，该方案可有效解决大坝和坝基表层的渗流稳定问题。

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副坝防渗方案采用粘土填筑加高加宽方案。 1.5.3.3 大坝坝坡加固

主坝、副坝现状上游坝坡抗滑稳定安全系数即满足规范要求，采用“套井+高喷”和粘土斜墙进行防渗处理后，心墙前浸润线略有抬高，但幅度不大，上游坝坡抗滑稳定仍可满足规范要求。为抵御风浪冲击、防止坝坡土在水位变动时淘涮流失，拟对主、副坝上游进行护坡处理。根据工程实际情况，经综合比较砼预制板护坡和干砌块石护坡两方案，确定上游坝坡采用六角形砼预制板护坡，板厚0.10m，下设砂石垫层厚0.15m。

主、副坝经防渗处理后，大大降低了坝体内的浸润线，经复核，下游坝坡抗滑稳定均满足规范要求。故主、副下游坝坡坡度基本维持现状，对其略加修整后采用草皮护坡。主坝下游坝坡不规则，结合坝顶改造，整坡后下游坝坡为1:2.1。

主、副坝现状坝顶、下游坝坡及周边均未设置排水沟，为确保大坝安全运行，设计增设排水沟：结合坝顶改造，在坝顶下游增设排水沟；坝顶排水沟采用矩形，为便于清淤，断面尺寸为300×200mm（宽×高）。主、副坝下游坝坡在贴坡排水体顶部内侧各设置一道纵向排水沟，垂直坝轴线各设置两条横向排水沟与纵向排水沟互相连通，纵、横向排水沟断面均采用矩形，断面尺寸为300×250mm（宽×高）。排水沟采用C20砼浇筑，砼厚0.15m。上、下游坝坡与岸坡连接处排水沟采用梯形断面，断面尺寸为底宽0.5m，高0.5m，边坡1:0.5。

为便于大坝管理，在上、下游坝坡各设一条人行梯道。采用砼浇筑，梯道宽2.5m。

1.5.4 泄水建筑物加固设计

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溢洪道加固处理基本在现状布置基础上进行。在溢洪道桩号0+000m处拆除重建开敞式宽顶堰，堰顶高程按水库正常蓄水位确定为111.60m，溢流净宽12m，底板厚0.5m，底部设齿坎深入基岩。溢流堰下游设陡槽与消力池连接，底坡i=0.272，上、下游分别与溢流堰和消力池衔接，长45m，底宽12m，底板采用C25钢筋砼衬砌，两侧边墙采用原浆砌块石挡墙。陡槽段与消力池相衔接，消力池底高程为99.74m，池底板厚60cm，池宽12m，池深1.75m，消力坎高1.75m，池长19m，消力池翼墙为M7.5重力式浆砌石挡土墙，在浆砌块石边墙迎水面采用C25砼护面。 1.5.5 输水涵管加固设计

坝下输水涵管根据坝址区地形地质条件，拆除原有涵管及斜管在原址往左2m处重建，新建斜卧式进水口，斜卧管进水口为两个孔径0.25m，采用预制C15砼塞，每级布置一个进水孔，共28级，每级高差30cm，

断面尺寸为 0.8×0.8m(宽×高)，底坡1:3.0，顶部设直径300mm通气孔，末端消力池池长3.0m，池宽1.3m，池深0.5m，斜卧管采用C20钢筋砼结构，斜卧管与消力箱连接处需分缝，采用沥青砂板填缝止水嵌条止水。涵管采用钢筋砼矩形管，高宽1.2*1.0m，管壁厚0.3m，全长72m，底坡1:200。涵管进口底高程100.75m，出口底高程100.40m。 1.5.6 安全监测设计

周家水库无任何大坝安全监测测设施。为及时了解掌握大坝运行状态，保证水库大坝安全运行，按《土石坝安全检测技术规范》（SL60-94）要求设置大坝安全监测设施。 1.5.6.1 大坝渗流监测

渗漏量监测：采用量水堰法观测渗漏量，量水堰采用90°三角堰。

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堰前水位量测采用人工观测进行，堰板采用不锈钢板制作。

坝体和坝基渗流监测：垂直坝轴线布置两个大坝渗流监测断面。分别在每个渗流监测断面的上游坝面防渗墙后、坝顶下游侧、下游坝坡半坝高处各布设1根测压管，用来监测坝体浸润线。共计6根测压管。 1.5.6.2 上、下游水位监测

在大坝游设置1组水尺，用来监测水库的上游水位。 1.5.6.3 巡视检查

巡视检查分为加固期人工巡视检查和运行期人工巡视检查。加固期检查一般每月2～4次，正常运行期可逐步减少次数，但每月不少于1次，每年在汛前、汛后必须作巡视检查。

主要检查项目为大坝、溢洪道及输水涵管等有无异常。

1.6 金属结构

本次加固根据有关规程规范，尽可能做到管理运行方便，经济合理的要求。坝下输水涵管进口采用斜管取水，故无金属结构设备安装。

1.7 施工组织设计

本加固工程施工特性为：（1）工程项目多，单个项目工程量相对较小，可采用中小型机械施工；（2）加固部位相对较紧凑，仍可多处同时施工，但需分区进行施工布置；（3）工期紧、项目多，各工序间须协调衔接，对施工组织要求较高；（4）施工应与水库调度相协调。 1.7.1 交通及施工条件

东塘水库位于**县**乡周家村，坝址距距**县城40km。水库对外交通较方便。施工用水、电通讯可充分利用现有设施。

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1.7.2 施工导流和渡汛

依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）、《水利水电施工组织设计规范》及《水电水利工程施工导流设计导则》（DL/T5114-2000）的有关规定。 1.7.3 主体工程施工

土方开挖采用人工配合1m3反铲挖掘机挖土，5t自卸汽车运至弃渣场堆放，开挖和堆放时应将利用料和弃渣料分区堆放。石方开挖及混凝土拆除一般可采用风钻钻孔配合爆破法施工，砌石体及排水体拆除一般可采用1m3挖掘机挖装，汽车运渣。

混凝土工程主要包括大坝预制块护坡、其他部位砼衬砌浇筑等。砼预制块在预制场集中预制，载重汽车运至坝顶，人工抬运到工作面，人工砌筑、沟缝。其他小体积的砼浇筑均采用，0.4m3搅拌机拌制砼，水平运输采用胶轮车或人工运输砼。水泥选用强度等级为32.5MPa的普通硅酸盐水泥，自当地建材市场购买。

砌体工程在基础清理、准备工作完成后进行，自下而上施工。人工铺设砂石垫层并捣实，人工砌筑浆砌石、干砌石，浆砌石采用座浆法砌筑。

1.7.4 施工总布置

施工现场主要布置施工管理营地、水泥仓库、钢筋及木材加工厂，砂石备料场、弃渣场及施工道路等。

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现场施工人员住房尽可能利用水库管理所现房及租借当地民房。在施工项目附近设置临时堆料仓库。砂、石料场分别布置于左、右岸坝肩坡地、山坳和坝脚平坦处。 1.7.5 施工总进度

周家水库除险加固工程自第一年7月开始施工准备，8月主体工程开始施工，至第二年3月底主体工程完成，第二年6月底全部工程完成。总工期12个月。

1.8 工程永久占地

本工程为除险加固工程，基本不增加永久占地面积，溢洪道的加固、上坝公路及其附属建筑物形成永久占地面积位于水库管理范围内，本次加固不另计入工程永久占地面积。

1.9 环境保护设计

1.9.1 设计的目的和依据

周家水库是已建工程，本次除险加固处理是对水库工程各建筑物存在影响工程安全问题进行加固处理和完建、改建，环境保护设计的目的主要针对各加固和完建、改建项目在施工时对自然环境和社会环境的影响，从环境保护的角度论证和分析其可行性，为工程施工环境保护提供科学依据。

1.9.2 环境保护设计

依据国家、行业规程、规范，对工程施工产生的不利影响提出有效的对策和缓减措施。对废水进行收集、处理，保护当地水质不受到施工污染；对进入施工区的施工人员进行检疫，为防止各种传染病在施工人

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员中爆发流行，按施工人数的20％比例预留一定数量的免疫接种费，并根据检疫情况确定使用范围；健全施工区卫生设施（包括厕所、生活垃圾处理设施等）；加强保护生态的宣传教育活动，尽可能减少施工开挖对地表植被的破坏，并结合水土保持措施，及时恢复施工迹地植被。对产尘量较大和噪音级相对较高的施工现场作业人员，发放防尘和防噪用具。对水质质量、空气质量和噪声量进行监测，达到国家允许标准。 1.9.3 水土保持设计

水土保持责任范围主要包括土料场、堆料场、施工道路、弃渣场、附属企业、施工营地和防汛公路等，总面积约1.2hm2，其中土料场0.1hm2，弃料场0.3hm2，施工道路0.4hm2，施工营地、附属企业及水泥仓库约0.4hm2。

根据工程建设的特点、主体工程的布局、可能造成的水土流失情况以及水土流失防治责任，本工程水土流失防治划分为4个防治类型区，即主体工程区（即大坝、溢洪道等）、取土场区、临时建筑及施工场地防治区、弃土（石）防治区。 1.9.4 环境管理与监测

为保护施工区的环境不致在施工期间和施工后带来不利影响，建设单位应配置环境管理专业人员，负责施工中的环境管理和监督工作，施工承包单位亦配置环境管理专业人员。环境监测项目主要有：水质监测、水土流失监测、空气监测等。 1.9.5 环保投资概算

本工程环保和水保投资为5.45万元，其中环保投资1.82万元，水土保持投资3.63万元。

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1.10 工程管理

1.10.1 管理机构

周家水库总库容240万m3，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小（1）型水利工程。周家水库于1965年成立了周家水库工程管理委员会，隶属于**县水利局。水库管理委员会具体负责工程的管理、运行和维护，保证工程安全运行和发挥效益。为自收自支的企业管理单位。管委会现有管理人员2名。

周家水库总库容为240万m3，确定水库定员级别为5级。结合目前水库管理现状，设置相应管理职能机构，按规范设三个科室：行政办公室、工程管理科、综合经营科。 1.10.2 管理范围与保护范围

按《水库工程管理设计规范》（SL106-96）规定，工程区管理范围包括：大坝、溢洪道、输水涵管及渠道、水雨情自动测报及通信、交通设施等建筑物。

工程管理范围如下：

大坝：上游库水向上不少与290m，下游坝脚线向下不少与150m。 溢洪道：沿线两边向外不少于80m，上游至水面线以外不少于80m。 其它建筑物：从工程外轮廓向外不少于20~50m。

工程保护范围如下：大坝、溢洪道等主要建筑物保护范围在工程管理范围边界线外延不少于200m，次要建筑物在工程管理范围边界线外延不少于50m。库区保护范围为两岸土地征用线以上至第一道分水岭脊线之间的陆地。

为规范水库工程运行管理，水库管理范围和保护范围应按国家有关

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法规确权划界。 1.10.3 管理设施

周家水库无水情雨情观测设施，无大坝安全监测设施，通讯及管理设施简陋，防汛公路路况差，上坝公路不完善，管理房陈旧。给工程管理、维护、职工生活及防汛抢险带来诸多困难。设计对水库管理设施进行完善与改建。

1、根据有关规范要求，布设降水量及水位观测。 2、增大坝变形观测、渗压观测及渗流量观测设施。

3、配备必要的通讯、调度设施，主要有计算机、传真机等。并通过网络通讯加强与外部的信息传递。

4、新建一座管理房，建筑面积100m2。 5、配备防洪专用车一辆和机动船一艘。 1.10.4 施工期工程管理

施工期间，管理局及上级部门派人进行现场管理，并参与工程质量检查、监督、参加工程验收，协助协调各方关系。为更好地对除险加固工程施工进行控制，实行项目法人与工程监理制。

1.11 工程设计概算

1、投资主要指标

本工程总投资433.86万元，工程部分投资423.39万元，其中建筑工程347.35万元，机电设备及安装工程8.0万元，临时工程15.73万元，独立费用48.12万元。基本预备费4.19万元，建设及施工场地征用费5.02万元，水土保持投资3.63万元，环境保护投资1.82万元。

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2、编制依据

依据赣水建管字[2006]242号文《江西省水利水电工程设计概(估)算编制规定》，（2006）《江西省水利水电建筑工程概算定额》，（2006）《江西省水利水电工程施工机械台时费定额》，（2006）《江西省水利水电设备安装工程概算定额》，编制年按2010年第4季度价格水平年予以编制，主要材料价格依据赣水定字（2010）3号文进行调差。

3、人工预算价格及主要材料价格

人工工资：人工工时按赣水建管字[2006]242号文《江西省水利水电工程设计概(估)算编制规定》计算，工长4.37元/工时，高级工3.93元/工时，中级工3.51元/工时，初级工2.92元/工时；

主要材料预算价格按工程所在地2010年第4季度市场原价，并按省交通部现行《汽车运输运价规则实施细则》计入相应的运杂费、采保费取2%。建筑材料就近市场、料厂购买，购买方式采用公开招标方式。

5、费用计算标准及依据

单价及工程费率均按赣水建管字[2006]242号文《江西省水利水电工程设计概(估)算编制规定》计取，其他相关费用按有关文件计取。基本预备费按工程一至五部分投资合计的1%计算。价差预备不考虑。

1.12 经济评价

本次根据《水利建设项目经济评价规范》（SL72—94）, 国家发改委和建设部发布《建设项目经济评价方法与参数》（第三版），并结合当地经济发展水平与实际情况进行国民经济评价及财务分析。

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按《规范》中的经济评价计算的原则和方法，经计算，周家水库除险加固工程的国民经济主要评价指标，国民经济内部收益率：9.90%，经济净现值：84.09元，经济效益费用比：1.169。

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周家水库工程特性表

本次除险加固设计 5.4 项 目 一．水文 1．坝址本身流域面积 2．代表性流量 设计洪峰流量 校核洪洪峰量 二．水库 1．水位 死水位 正常蓄水位 设计洪水位 单位 km2 原设计 5.4 安全鉴定成果 5.4 m3/s (P=2.0%）65.2 (P=3.3%）61 (P=3.3%）63.4 m/s (P=0.2%）86.7 (P=0.33%）98.2 (P=0.33%）104 m m m (假设高程) 50.40 61.25 (P=2.0%）63.25 (P=0.2%）63.65 (P=0.2%） 260 8 51.0 100.75 111.60 (P=3.33%）112.80 (P=0.33%）113.38 (P=0.33%）238 8 24.3 100.75 111.60 (P=3.3%）112.84 (P=0.33%）113.44 240 8 26.7 3 校核洪水位 2．库容 总库容 死库容 三．下泄流量 设计洪水时最大下泄流量 校核洪水时最大下泄流量 四．主要建筑物 1．主坝 坝顶高程 坝顶长度

m 万m3 万m 万m3 m3/s 3m3/s m m 68.0 (假设高程) 67.0 212 25

45.9 114.52-115.47 174 48.2 114.40 174

项 目 最大坝高 坝顶宽度 2．副坝 坝顶高程 坝顶长度 最大坝高 坝顶宽度 3．斜卧管 4．坝下输水涵管 结构型式 进口底板高程 底坡 长 度 5．溢洪道 型 式 堰顶高程 堰顶净宽 消能方式 消力池长度 五、工程效益 保护人口 设计灌溉面积 六、施工 主要工程量 土方开挖 单位 m m m m m m 圆形 m m m m m m 万人 万亩 万m3 原设计 20.5 3.5 (假设高程) 67.0 46 5.6 3.5 圆形 0.7 50.40 1/200 71.5 无闸开敞式 61.25 12.4 19 0.15 0.4 安全鉴定成果 18.8 3.5-5 111.98-114.72 70 3.5 圆形 0.7 100.75 1/200 71.5 无闸开敞式 111.60 12.4 19 0.15 0.4 本次除险加固设计 18.40 5 114.40 70 2.02 35 城门型高×宽 1.2*1.0 100.75 1/200 72 无闸开敞式 111.60 12 底流消能 19 0.15 0.4 2.534 26

项 目 土方回填 砌石工程 混凝土 粘土斜墙 钢筋制安 2、主要建筑材料 木材 水泥 钢筋 3、所需劳动力 总工时 单位 万m3 万m3 万m3 万m3 t m3 万t t 万工时 原设计 安全鉴定成果 本次除险加固设计 1.492 0.151 0.239 2.23 46.20 2.67 0.09 47.12 5.10 总工期 七、经济指标 1、总投资 建筑工程 机电设备及安装 临时工程 独立费用 基本预备费 2、综合利用经济指标 经济内部收益率 效益费用比 经济净现值 月 万元 万元 万元 万元 万元 万元 % 万元 12 433.86 347.35 8.0 15.73 48.12 4.19 9.90 1.169 84.09

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2 水 文

2.1 流域概况

周家水库位于泸水支流武华山老江溪上。属**县**乡管辖。地理坐标为东经114043＇，北纬2708＇附近，距敦厚镇5.6km。坝址以上控制集雨面积5.4km2。总库容240万m3,（本次复核）。水库设计灌溉面积为4000亩，实际灌溉面积1800亩，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小(一)型水库。该水库于1965年动工兴建，1966年2月竣工蓄水。枢纽工程主要建筑物有主坝、副坝、溢洪道、灌溉输水涵管等。

水库地理位置十分重要，下游有**乡及5个村小组,保护人口1500人，农田5000亩及**-敦厚公路等重要交通干线。水库地理位置及水系见图2-1。

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福华山水库灌田3060固江泸江田麻下水库280梅榔栗塘万硕水库周家水库胆沅290西坑浔坑曲曲濑濑堤(敦厚镇)沅沅水库水184吉安

2.2 气象

流域属亚热带湿润季风气候区，气候温和。流域内多年平均降水量为1500mm。降雨年内分配不均，4～6月降雨量占年降雨的49%，10～次年2月降水量约占全年的17%左右，多年平均气温17.7℃，极端最高气温40.8℃，多年平均相对湿度82%，多年平均最大风速14m/s。

2.3 水文资料情况

本流域内无水文测站，没有实测的流量资料，坝址邻近30 km处有**市水文站，具有1953~2003年共51年实测雨量资料，**水文站为国家基本站，资料精度较高，可满足本次计算要求。本次采用**市水文站降雨资料和查《江西省暴雨洪水查算手册》来分析计算坝址设计暴雨。

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根据水文资料及集雨面积情况，施工洪水、坝址年径流推求采用泸水支流陈山水上彭坊水文站作为设计参证站，该站控制集雨面积122 km2，有1980年至2004年共24年实测流量资料。

2.4 水库流域特征参数复核

本次设计采用了1/10000航测图复核了流域参数，本次和安鉴量算流域特征参数基本一致。但河道长度和平均坡降与原设计有一定差异，分析认为原设计河长未量算到距坝址最远处最高分水岭。经反复量算，本次水文计算流域参数采用本次复核量算的成果。即流域面积5.4km2 、主河长3.83km，河道平均坡降24.1?，具体见表2－1。 表 2-1 流域参数复核成果对照表

流域面积（km） 5.4 5.43 5.4 2参数 原设计 安鉴 本次 主河长（km） 1.76 3.83 3.83 平均坡降（?） 16.32 24.1 24.1 2.5 径 流

根据彭坊站1980-2004年实测年径流进行频率计算（均值Q

彭

＝

3.58m3/s，cv=0.28，cs=2.5cv），按面积比一次方换算到坝址，经计算坝址多年平均流量 0.16 m3/s，径流量505万m3，径流深935mm，各频率年径流见表2—2。

表2—2 坝址各频率年径流成果表

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P(%) Q(m3/s) 年径流量（万m3） 10 0.22 694 20 0.19 599 50 0.15 473 75 0.13 410 85 0.12 379 90 0.11 347 2.6 设计洪水

2.6.1 暴雨洪水特性

坝址以上流域从3月开始进入雨季，主要降雨期为每年4－9月，4－6月为主汛期。暴雨类型主要有锋面雨，也有台风雨，锋面雨强度大，范围广，持续时间长。据资料统计，年最大一日暴雨出现在5－9月的机率为66.8%，其中出现在6月份的机率为35%左右。

流域洪水由暴雨形成，发生洪水的季节与暴雨期一致，一般每年自4月份起，流域开始出现洪水，但峰量不大，5、6月份为本流域出现洪水的主要季节，尤其是6月份，往往出现大强度暴雨产生峰高量大的大量级洪水，7－9月由于受台风影响，也会出现短历时的中等洪水。 2.6.2 历史洪水

水库大坝以上基本属山区地形，村民住房多建在半山腰，地势较高，发生洪水仅淹没少部分农田，且时间短。因此，当地村民对历史洪水印象不深。此次设计走访了农家均说从没有见过大洪水，当地文献资料也无对该地区历史洪水的记载，水库运行以来，以1998年6月19日洪水较大，最高洪水位为114.35m。 2.6.3 设计暴雨参数

根据坝址邻近30 km处**市水文站1952—2003最大24h、6h、 1h降雨观测资料，按P-Ⅲ曲线进行频率适线分析，求得设计暴雨参数，成

31

果见表2—3，查《江西省暴雨洪水查算手册》（以下简称《手册》）各历时暴雨均值和变差系数见表2-3。

表2-3 暴雨均值和变差系数比较表 雨量单位：mm

站名 **水文站实测资料计算结果 时段 1h 6h 24h (1953-2003) 雨量均值 Cv 雨量均值 Cv 雨量均值 Cv 42.4 0.30 74.5 0.36 107.2 0.43 45 0.42 76 0.45 101 0.45 查《手册》法

从表2-3中可以看出，根据**站降雨资料计算的各时段暴雨较《手册》查算值偏小，实测暴雨均值和变差系数Cv值较《手册》查算结果都偏小（除24小时），偏安全考虑本次洪水复核采用《手册》查算得出的暴雨均值和变差系数。3小时点暴雨设计按H3p=H1p31-n2计算，式中1-n2=1.285lg(H6p/H1p)。各时段设计点暴雨乘以点面折算系数得各时段设计面暴雨值。结果见表2-4。

表2-4 周家水库各时段设计暴雨成果表

项目 暴雨均值 Cv Cs/Cv P(%) 0.33 1.0 点暴雨量 2.0 3.3 5.0 点面折算系数K值

H1 45.0 0.42 3.5 124.65 107.55 96.75 88.65 81.9 0.9974 32

H3 178.65 153.2 137.18 124.89 115.2 0.9977 H6 76.0 0.45 3.5 224.2 191.52 171.0 155.04 142.88 0.9977 H24 101.0 0.45 3.5 297.95 254.52 227.25 206.04 189.88 0.9993

项目 面暴雨量 P(%) 0.33 1.0 2.0 3.3 5.0 H1 124.33 107.27 96.5 88.42 81.69 H3 178.24 152.85 136.87 124.6 114.94 H6 223.68 191.08 170.61 154.68 142.55 H24 297.74 254.34 227.09 205.9 189.75 2.6.4 设计洪水推求方法

周家水库无实测流量资料，设计洪水根据《手册》使用说明，对于集水面积小于30km2的流域，推荐采用推理公式法计算设计洪水。由于水库流域面积较小,本次设计只采用推理公式法推求设计洪水。

由产流分区图可知，该工程在第Ⅰ区，流域最大蓄水量IM=110mm，前期土壤含水量Pa=70.0mm。

根据《手册》推荐的以1h为时段的暴雨雨型进行暴雨时程分配。周家水库在推理公式分区图中属于Ⅲ区，地面径流过程按推理公式推求：

Q=0.278F·h/η η=0.278L/mJ1/3Q1/4 式中参数如下：

F=5.4km2,L=3.83km,J=24.1?, m=0.25(L/J1/3)0.265=0.496 洪水总量: W=0.1h·F

地面过程线历时 T=9.67W/Qm

式中：h—地面净雨，可据《手册》查算；η—汇流时间；F—流域面积；Q—流量；L—主河道长；J—河道平均坡降；m—汇流参数。

地下洪峰流量按QM地下=R下·F/3.6T计算。地下径流过程采用以QM

地下

为顶点的等腰三角形，底宽为二倍的地面径流过程时间，R下为地下径

流深，T为地面径流过程底宽。设计洪水过程线为五点概化，设计洪水成果见表2－5，设计洪水过程线见表2－6。

33

表2—5 周家水库设计洪水成果表 P(%) Qm(m3/s) W（万m3） 0.33 104.0 110.7 1 86.0 97.2 2 73.3 83.7 3.3 63.4 72.5 5 55.9 64.9 表2—6 坝址设计洪水过程线成果表 Δt=1h 时段(1h) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

0.33% 0 7.7 48.5 104 75.1 46.1 22.4 19.1 15.9 12.7 9.5 6.3 4.7 4.3 3.8 3.4 2.9 2.5 2.1 1.6 1.2 0.7 1％ 0 6.4 40.9 86 61.4 37.3 18.6 16 13.4 10.8 8.1 5.5 4.3 3.9 3.5 3.1 2.7 2.3 1.8 1.4 1 0.6 2% 0 5.5 34.3 73.3 53.1 32.8 16.2 14 11.8 9.6 7.4 5.3 4.2 3.8 3.4 3 2.6 2.2 1.8 1.4 1.1 0.7 3.3% 0 4.8 29.6 63.4 46 28.5 14.2 12.4 10.5 8.7 6.8 4.9 4 3.6 3.2 2.9 2.5 2.1 1.7 1.4 1 0.6 5% 0 4.1 25.2 55.9 41.6 26.5 12.7 11.2 9.6 8 6.4 4.8 3.8 3.4 3.1 2.7 2.4 2.1 1.7 1.4 1 0.7 34

2.6.5 设计洪水成果合理性分析

（1）与原设计洪水比较

本次推求设计洪水成果和安鉴相近，稍大一些。主要是坝址各历时暴雨均值、cv值取值稍大些。原设计洪水成果比本次大，主要是计算方法不同，原设计洪水是采用1976年《江西省水文手册》推理公式法推求。本次设计洪水采用了1984年省编《手册》推理公式法推求。各次设计洪水成果比较见表2—7。

表2-7 本次设计与历次设计洪水成果比较表

P（%） 项目 原设计 Q（m3/s） W（万m3） Q（m3/s） W（万m3） 0.2 124 117 108 124.3 0.33 97 114.8 104.0 110.7 2 91.0 68 80.5 73.3 83.7 3.3 60 70.9 63.4 72.5 5 53 62.9 55.9 64.9 安鉴 本次初Q（m3/s） 设 W（万m3） （2） 与邻近流域已建水库洪峰模综合系数的分析对比

通过与邻近流域已建水库设计洪峰数的分析对比可以看出，周家水库洪模综合系数基本在一合理范围，详见表2-8。在单对数纸上点绘各工程的设计洪峰流量与集雨面积的关系，其点据分布呈线性关系，周家水库的点据分布于关系线附近。因此认为，本次推求的设计洪水成果基本合理。

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表2-8 周家水库与邻近流域水库设计洪水成果比较表

J (?) 3水库 名称 周家 王家 老山 西山 岩下 所在县（市） **县 **县 **县 **县 **县 集水面积（km2） 5.4 3.8 4.7 2.11 4.7 设计洪峰流量（m/s） 0.33 3.3 63.4 47.8 48.5 34.4 55.31 洪峰模综合系数（Q/F2/3） 0.33 33.8 31.57 29.3 32.9 31.5 3.3 20.6 19.62 17.2 20.9 19.7 24.1 9.0 9.1 4.6 13.4 104.0 76.9 82.6 54.16 88.27 2.7 分期洪水

2.7.1 施工洪水标准

根据SDJ338-89《施工组织设计规范》规定，周家水库除险加固施工洪水标准取5年一遇（P=20％）。 2.7.2 施工期设计洪水及径流分析

由于坝址无实测流量资料，分期洪水采用彭坊水文站1980－2004年实测分期洪水进行频率计算，按面积比三分之二次方换算到坝址，计算期分别为10~3月、10~2月、11~2月，分期洪水成果见表2—9，分期洪水过程线见表2—10。

表2—9 周家水库分期洪水成果表 单位: m3/s 分期（月） P=20%

10~3 4.32 10~2 3.2 11~2 2.77 36

表2—10 五年一遇分期洪水过程线表 单位：m3/s

分期 小时 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 0 0.43 2.33 4.32 3.54 2.72 1.90 1.08 0.91 0.82 0.69 0.61 0.48 0.39 0.35 0 0.35 1.73 3.20 2.59 1.99 1.43 0.82 0.69 0.61 0.48 0.43 0.39 0.26 0.22 0 0.26 1.47 2.77 2.20 1.73 1.21 0.69 0.61 0.56 0.43 0.39 0.35 0.21 0.17 10~3 10~2 11~2 2.7 站网规划

周家水库大坝为均质土坝，控制流域面积5.4km2，水库总库容240.0万m3，水库现无水雨情观测设施,为此应设立水位、雨量观测设施，以满足防汛调度需要。

一、水位观测

本次设计在大坝中段（或附近）设立一个水位标尺。 二、雨量观测

现水库无雨量观测设施，本次设计在大坝坝顶设立一雨量筒，用于观测雨量。

37

3 工程地质与工程质量

3.1 地勘工作简述

周家水库建设前未进行专门的工程地质勘察，前期地勘资料缺乏，历年来仅进行了简单加固处理。为查明大坝及泄、输水等建筑物地基的工程地质和水文地质条件，对坝基、岸坡处理的质量和坝体的填筑质量作出评价，我院于2010年1月对该水库进行过安全鉴定的工程地质勘察工作，并编有《**县周家水库安全鉴定工程地质勘察报告》及相应图件。为根除工程隐患，保证水库安全运行与充分发挥效益，受**县水利局委托，我院承担了该水库除险加固（初步设计阶段）工程地质勘察工作。本次勘察遵照《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）、《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005）、《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》及《江西省水库大坝安全评价技术规定和病险水库除险加固工程初步设计技术规定》（试行）和其他有关规程规范，结合水库实际险情进行。本次勘察在充分利用安全鉴定工程地质勘察成果的基础上，对大坝进行了钻探取样、压（注）水试验及室内土工试验，补充了天然建材的勘察。完成的主要工作量如下：

1. 1：1000工程地质平面测绘0.081km2； 2. 1：500工程地质剖面测绘532m/2条； 3. 机械钻探116.80m/6孔；.0 4.钻孔压水试验8段/次； 5.钻孔注水试验14段/次； 6.钻孔取样18组； 7.水样2组； 8.土料场勘察1处；

38

9.土料试验1组

3.2工程区地质概况

3.2.1 地形地貌及物理地质现象

水库区属构造剥蚀低山地貌，地势低矮，地形高差40米左右，水库库区为近东西走向的溪沟。水库两岸山体宽厚，库内小溪流蜿蜓，河道坡降较小（局部河道发育跌坎）。河谷大都呈较宽阔的“U”型。山坡坡角一般12°～31°，植被发育一般，无不良物理地质现象发育。 3.2.2 地层岩性

本区分布地层为侏罗系下统林山组（J1l）地层及第四系松散堆积层（Q4）。

侏罗系下统林山组（J1l）地层：岩性为灰、灰白色长石石英砂岩、灰黑色劣煤。广泛分布于整个水库区范围，是构成水库基底的主要岩层，总厚度大于600m。

第四系松散堆积层（Q4）：主要有冲积堆积层（alQ4）及残坡积堆积层（el-dlQ4）。冲积层主要为含砂、含砾低液限粘土及含大量泥质砂砾石等，分布于河床及两侧地段，厚度一般4-5 m；残坡积层主要为粘土质砂或砾质土，厚度一般1-2 m，主要分布于工程区山坡表部。 3.2.3 地质构造与地震

本区分布地层为侏罗系下统林山组（J1l）地层及第四系松散堆积层（Q4）。

侏罗系下统林山组（J1l）地层：岩性为灰、灰白色长石石英砂岩、灰黑色劣煤。广泛分布于整个水库区范围，是构成水库基底的主要岩层，

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总厚度大于600m。

第四系松散堆积层（Q4）：主要有冲积堆积层（alQ4）及残坡积堆积层（el-dlQ4）。冲积层主要为含砂、含砾低液限粘土及含大量泥质砂砾石等，分布于河床及两侧地段，厚度一般4-5 m；残坡积层主要为粘土质砂或砾质土，厚度一般1-2 m，主要分布于工程区山坡表部。 3.2.4 水文地质条件

本区属亚热带季风气候区，温暖潮湿，雨量充沛，地表水资源丰富，区内地下水类型主要为孔隙水及裂隙水两种。

裂隙水主要赋存于基岩的节理裂隙及构造带中，其富水性受岩体风化程度及节理裂隙等构造的发育程度所控制，接受大气降水及孔隙水的补给，向河床及沟谷排泄。

孔隙水主要赋存于第四系冲洪积层中，接受大气降水、裂隙水及库水的补给，向河床及下游排泄。 3.2.5 库区地质条件

水库区四周低山相连，山体低矮而宽厚，邻谷下切不深，地下水分水岭高程高于水库正常蓄水位。库区内未见大的构造破碎带通向库外，也无低于水库蓄水位的天然垭口，水库不存在向库外的永久性渗漏问题。

库区植被发育一般，第四系覆盖层虽不深厚，但裸露的岩石表层普遍风化较强，加之人类活动影响，造成一定固体迳流来源。

组成库区的基岩主要为灰、灰白色长石石英砂岩，岩质尚坚硬。地表覆盖物较薄，除局部存在地表小型坍塌现象。无较为剧烈的岸坡再造等物理地质现象。

3.3 坝址区工程地质条件及评价

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3.3.1坝址区工程地质条件 3.3.1.1 地形地貌及物理地质现象

坝址所处小溪流较顺直，由西而来向东流去，河谷形态呈“U”型，河谷宽60m左右。两岸地形不甚对称，左岸缓，山坡坡角平均13°，右岸稍陡，山坡坡角平均30°。坝址区两岸覆盖层较薄，厚度一般小于2.0m，但分布较广。右岸岸坡局部及坝址区筑坝取土人工揭露基岩有零星裸露，裸露基岩表面风化强烈。整个坝址区未见崩塌、滑坡等物理地质现象发育。近坝库岸基本稳定。 3.3.1.2 地层岩性

坝址区出露地层有：

侏罗系下统林山组（J1l）地层：

岩性为灰白色（风化后呈淡黄色）长石石英砂岩、灰黑色劣煤。分布于整个坝址区一带，是构成坝址区的主要岩层。

第四系松散堆积层（Q4）：主要有冲积堆积层（alQ4）及残坡积堆积层（el-dlQ4）。

冲积层主要为含砂、含砾低液限粘土及含大量泥质砂砾石等，分布于河床及两侧地段，厚度一般3-4 m；

残坡积层主要为粉土质砂或砾质土，厚度一般1-2 m，主要分布于工程区山坡表部。 3.3.1.3 地质构造

勘察揭露，坝址区岩性为灰白色长石石英砂岩夹灰黑色劣煤。长石石英砂岩粗粒结构，中-厚层，劣煤薄层、团块状结构，前者岩质较坚硬，粗粒结构，表层风化较强烈；后者岩质软弱，呈不等厚、团块状无规律夹于前者之中。岩层在走向、倾向上不太稳定，总体产状为N35-50°W

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SW∠40°-55°。岩体裂隙发育中等。勘察未见断层裂构造破碎带行迹。 3.3.1.4 水文地质条件

坝址区水文地质条件较简单，主要为松散岩类孔隙水及基岩裂隙水，地下水的丰枯，主要受大气降水及库水位控制，排泄于沟谷及下游河床。

坝基、坝肩岸坡岩体的透水性受岩性（劣煤夹层透水性不大）、岩石风化程度控制。本工程以 q＜10Lu或k＜1×10-4cm/s为相对不透水层（弱透水）。钻孔压水反映：坝址区强风化岩体一般呈中等透水性。岩体透水带厚度：9-12m。详细资料见《**县周家水库大坝渗透剖面图》。

据安全鉴定阶段库水、地下水分析成果，按《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）标准判定：

水体对砼无腐蚀性。 3.3.2 坝址工程地质评价

工程兴建清基工作情况，调查未获任何资料。根据本次勘察分析： 坝址河谷部位ZK5、ZK3钻孔揭示：坝轴线附近大坝底高程98.73 m，坝轴线上游大坝底高程100.73 m，二者高差2.00 m，分析工程兴建时可能作了简单清基。只是清基质量差、不彻底，仍有厚达4.0 m余的第四系冲积物未清除。

坝址两岸ZK1、ZK4钻孔揭示：坝轴线位置大坝底部未见植物根系、有机质土。由此分析，工程兴建时左右两岸坝基可能也作了清基。但清基不彻底，两岸都残留了厚约1.0-1.5 m的第四系残坡积物。

勘察揭示，整个坝体均座落于第四系地层之上。工程运行四十余年，上部荷载作用，地基沉降变形已趋稳定。下卧侏罗系下统林山组地层，岩性为长石石英砂岩夹劣煤。岩体承载力可满足上部坝体的荷载要求，不存在沉降变形和抗滑稳定问题。

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坝基清基不彻底，残留的原河床及两侧第四系冲积物，含泥量多、厚度较大、分布连续，贯穿了坝基上下游。冲积物野外钻孔注水试验渗透系数（2.0-6.7）*10-4cm/s数量级，属中等透水性。下卧岩体的强风化岩体，其透水率大于10 Lu，具中等透水性，大坝河谷段坝基存在渗漏问题。允许渗透坡降：0.25-0.30。

大坝左、右岸坡断续分布第四系残坡积物，野外钻孔注水试验其渗透系数为1.98×10-3cm /s，属中等透水性。下卧基岩强风化状，岩体透水率大于10 Lu，具中等透水性。据此分析，坝基两岸坡均存在渗漏及绕坝渗漏问题。

3.4 坝体（含副坝）质量及评价

3.4.1 坝体结构与土体组成

钻孔揭示，大坝总体属均质土坝。

大坝填土甚杂。有灰黄、浅红色粉土质砂，粘土质砂，含砂、含砾低液限粘土及风化岩碎块混杂填筑。土质成分尚可，但土体含风化岩碎块和砂粒含量较多。尤以大坝上部更甚，且有碎块石集中分布现象。碎块石为全强风化岩块，块径大部分6-8cm左右,最大15cm，整个坝体填土干燥-稍湿、稍密-中密状。

3.4.2 坝体土的物理力学性质及渗透性

为查明坝体填土的物理力学性质及渗透性，本次勘察期间取坝体土样13组进行室内土工试验（详见土工试验成果表），同时在坝体中进行了10次钻孔注水试验。其主要物理力学指标及渗透系数统计及建议采用值见土工试验成果统计表。其中渗透系数一项，既考虑了土工试验取样的局限性，也考虑坝体填土的成分、性状。坝体填土渗透系数建议值采

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用内、外渗透试验平均值的平均值。经统计及计算，坝体填土各项物理力学渗透指标建议值如下：

含水量：25.30%; 湿密度：1.84g/cm3; 干密度：1.46 g/cm3; 孔隙比：0.85；

压缩系数：0.385 Mpa-1； 渗透系数：8.90×10-4cm/s； 凝聚力：22.00Kpa； 内摩擦角： 18.59°

分析坝体填土土质及颗粒组成，坝体的渗透变形应以流土破坏形式为主。结合土工试验成果及工程类比，建议坝体填土的临界水力比降为0.90，允许水力比降为0.40～0.45。 3.4.3 坝体质量评价

勘察成果及土工试验分析，坝体填土压缩系数0.322-0.498Mpa-1，具中等偏高压缩性。土体塑性指数8.5-18.0，变化大，表明土体土质均一性差。土体干密度为1.34～1.54 g/cm3，普遍偏小。孔隙比为0.76～1.04，孔隙比偏大。坝体平均渗透系数为8.9×10-4cm/s。中等透水性。不满足《规范》对均质土坝防渗性要求。坝体存在较严重的渗漏问题。

据调查，工程兴建时排水实施，未设置反滤料，砌筑也零乱。现状排水体杂草茂盛，根系、泥土充塞，基本无反滤效果。

3.5 溢洪道工程地质条件及评价

溢洪道位于大坝左端，由人工开挖而成。

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经勘察，溢洪道进口段见人工开挖揭露较多基岩露头。岩性为侏罗系下统林山组（J1l）地层：灰白色（风化后呈淡黄色）长石石英粗砂岩、灰黑色劣煤。岩石风化强、表层破碎。组成溢洪道进口段的底面与两侧边坡基本为岩质，现状已衬护，未见较大不良工程地质条件。

陡槽段、消力池段底面大部为岩质，两侧为土石边坡，现状已全断面衬护，底板局部已被水流冲掏破坏；两侧浆砌石挡墙局部砼老化、破损。现场检查，浆砌石挡墙整体稳定，无位移迹象。

消力池以下未有工程实施，现状灌木杂草丛生。 建议溢洪道岩体的力学参数如下： 允许流速：3m/s（石）；0.7m/s（土）； 承载力：2.0Mpa（石）；0.15Mpa（土）； 岩/砼抗剪断参数：f?：0.45，C?：0.2Mpa；

3.6 输水涵管工程地质条件及评价

输水涵管有斜、平管，斜管位于大坝左岸坡，平管设于大坝左侧。 勘察分析，斜管所处岸坡较缓，坡面第四系残坡积层覆盖严，建筑物地基均为土质，且部分位于水下，地基不均沉降，现状斜管产生数条裂缝。建筑物老化破损严重。

据据调查并结合钻孔资料分析，平管基本座落于岩石地基之上，岩石表层强风化，其中所夹劣煤层，性状软，作为建筑物地基持力层，极易产生沉降。

根据上述调查与分析，地基沉降而使建筑物产生病险在所难免

3.7 天然建筑材料

本次除险加固工程设计所需粘土料2.58万m3,砂卵石料0.425万m3，

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块石料0.16m3。

经勘察，水库位于低丘区，低丘表面广泛分布有粘土层。本次选定了水库下游一小山包为粘土料场。料场面积约200*200 m2 ，可开采厚度1.0-1.5 m，储量4.0-6.0万m3。数量满足工程所需。开采、运输方便，运距4.8-5.2km。

土料取样试验指标反映，质量基本满足要求。（见土料试验成果表） 水库区砂砾料、块石料无分布。据调查，当地工程建设均需到永阳商品砂砾料、块石料场购买。数量、质量可满足工程所需，运距45km。

3.8 结论与建议

1）．据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度小于0.05g，相应地震基本烈度小于6度，区域稳定性较好；

2）．库盆周边山体连绵、宽厚，邻谷远而下切不深，无大的构造破碎带穿越库区，成库条件较好；

3）．库水、地下水对砼无腐蚀性；

4）．主、副坝体都属“均质土坝”。填土为粉土质砂、粘土质砂、含砾低液限粘土，土质均一性差。土体干密度大部份偏小，孔隙比偏大，坝体渗透系数为8.9×10-4cm/s。中等透水性。不满足《规范》对均质土坝防渗性要求。主、副坝体存在渗漏问题。建议对主、副坝进行加固处理；

5）．排水体无级配反滤料，无反滤效果。

6）．河谷段坝基清基不彻底，未清除分布连续、贯穿了坝基上下游、具中等透水性的第四系冲积物。下卧岩体表层，具中等透水性。河谷段坝基存在渗漏问题；两岸坡坝基未清除原分布的残坡积层，中等透水性。下卧岩体强风化带具中等透水性。两岸坡坝基存在渗漏及绕坝渗漏问题。

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建议采取防渗处理；

7）．溢洪道无较大不良工程地质条件；

8）．输水平、斜管座落于土质和软岩地基之上，地基沉降造成建筑物病险现象在所难免。

9）.加固所需土料可于水库区附近选定的料场开采。砂砾料、块石料水库区无分布，需外购。

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4 工程任务和规模

4.1 地区社会经济现状及发展规划

**县地处**市中部，吉泰盆地的腹部，全县土地总面积2111km2，耕地面积55.17万亩，其中水田50.21万亩，旱地6.19万亩。至2004年底，总人口43.9万人，其中乡村人口37.7万人。2004年全县国民生产总值为22.5102亿元，其中第一产业7.5656亿元，第二产业7.4244亿元，第三产业7.5202亿元。地方财政收入2.0915亿元，职工年均收入1100元，全社会固定资产投资超10亿元。工业在**县呈上升发展势头，迅速形成了以啤酒、卷烟、药业、林产化工、水泥建材、电子信息产品为主的县乡工业体系，**啤酒厂与北京燕啤集团成功合作，组建江西燕啤有限责任公司，企业效益和竞争力大大提升，杭州娃哈哈、台湾华忆等知名企业纷纷落户，为县域经济发展注入了强大活力。县工业园区坚持高标准、高起点，规范面积8.18km2，成为县域经济发展的重要载体。农业、林业稳步向优质化、商品化、基地化、产业化发展，成为国家和省级农产品的重要生产基地，是国家商品粮食基地县、全省瘦肉型猪基地县、赣中南地区烟煤基地县和全国造林绿化百佳县，驰名中外吉州窑所在地。

**县交通便利，通讯发达，区位优势明显。县城敦厚距南昌231km、**市中心城区10km、井冈山机场30km，105国道、319国道穿境而过，赣粤高速公路**县入口处离县城仅5km，京九铁路**南站（客、货两用）座落城东建设区。

目前，**县国民经济发展存在的主要问题是：农业基础仍然薄弱，抵御自然灾害的能力还不强，农村贫困面较大，生产形态单一，农民增收困难；工业经济整体质量和效益不高；生态环境有待进一步改善。

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针对本县实际情况，**县提出了社会经济发展总体思路：立足本县资源优势，逐步调整产业结构，加大农业和水利等基础设施投入，加快水能、矿产和旅游资源开发，大力保护生态环境，实现经济特色化和农业产业化，将资源优势转化为经济优势，促进经济可持续发展，构建和谐社会。

周家水库保护了下游**乡及5个村小组,保护人口1500人，农田5000亩及**-敦厚公路等重要交通干线。水库一旦失事，将造成重大灾害损失。

4.2 除险加固的必要性

4.2.1 工程现状

周家水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小（1）型水库。工程于1965年8月动工兴建，1966年2月基本建成投入运行。先后经多次加固处理达现有规模。洪水标准根据上述规范及大坝安全鉴定结论：周家水库枢纽主体工程防洪标准复核按Ⅳ级工程等级复核。水工建筑物级别为：永久性主要建筑物为4级，永久性次要建筑物为5级，设计洪水标准采用30年一遇，校核洪水标准采用300年一遇。

现水库枢纽工程主要建筑物有主坝、副坝、溢洪道、坝下输水涵管等组成。 4.2.1.1大坝

（1）主坝

主坝为均质土坝,坝顶长174m，宽3.6~5.0m，坝顶高程114.52~115.47m，上游坝坡坡比为1:1.98~1：2.2， 高程108.85m以上设有块石护坡; 背水坡高程103.70m以上坡比为1:1.98~1：2.2 ，草皮护坡。其下为贴坡排水体，顶宽3.5m，坡比为1：2.5。。其典型横剖面

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图见附图。

（2）副坝

副坝位于溢洪道左侧山脊上，长70m。现有坝顶高程为111.98~114.72m，最大坝高约3.0m。。 4.2.1.2溢洪道

溢洪道位于主、副坝之间，控制段为开敞式宽顶堰，堰顶高程111.60m，溢流净宽12.5m,堰后接陡槽， i=1/0.272，长45m；消力池池长19.5m，池深1.75m；无出水渠。 4.2.1.3坝下输水涵管

输水建筑物位于主坝左坝段，由斜管和坝下涵管组成。斜管系分级斜卧式，放水孔径为2*20cm，级差0.7m；坝下涵管为上埋式，内径0.7m，壁厚0.2m，纵坡1/200，全长71.5m，进口底高程为100.75m，出口底高程100.40m。

4.2.2 水库运行管理情况

工程于1965年8月动工兴建，1966年2月基本建成投入运行以来，至今已有43年，大坝在多年运行过程中曾出现不少问题：大坝的清基和坝体填筑施工都是由当时的人民公社通过群众运动肩挑手扛完成的，缺乏技术质量控制措施。先后经1988年、2001年等多次对大坝加固处理达现有规模。

(1)水库运行最高水位为114.35m，发生在1998年6月19日。 (2)1966年投入运行以来，分别于1981年、1988年等年份采用开挖导渗沟等应急措施进行坝体渗漏处理。

(3)1982年冬对溢洪道进行了改建处理，达现有规模。

(4)1988年对大坝上游坝坡进行了培土整坡，坝顶由3.5m加宽至5m，

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