某市三十六曲溪龙坡水库除险加固工程毕业设计.doc

'华北水利水电学院毕业设计某市三十六曲溪龙坡水库除险加固工程毕业设计目录摘要ABSTRACT第1章综合说明11.1概况11.1.1基本情况11.1.2水文气象11.1.3工程地质21.1.4水库特性表21.2工程存在的主要问题41.2.1工程存在的主要问题41.2.2安全鉴定结论41.2.3安全鉴定结论复核51.3工程任务及规模51.3.1工程任务51.3.2工程规模51.3.3加固后工程规模61.4工程除险加固项目及措施61.5工程施工61.5.1施工方法61.5.2施工总布置7第2章水文82.1气象水文82.2设计洪水计算82.2.1洪水标准82.2.2计算方法82.2.3坝址设计洪水82.2.4施工洪水13第3章工程地质153.1概况153.1.1勘察任务153.1.2工程钻探及试验15 华北水利水电学院毕业设计3.1.3坑探153.1.4完成工作量163.2工程区基本地质条件163.2.1地形地貌及地层岩性163.2.2库区水文地质条件163.2.3库区工程地质条件173.2.4构造与地震173.3大坝工程地质条件及评价173.3.1坝体质量评价173.3.2坝基质量评价203.4溢洪道工程地质条件及评价243.5输水涵管工程地质条件及评价243.6天然建筑材料253.6.1土料253.6.2砂料253.6.3石料263.7结论与建议263.7.1结论263.7.2建议27第4章工程任务及规模284.1地区社会经济发展概况284.2工程任务284.3除险加固的必要性284.4工程规模284.4.1工程等级及洪水标准284.4.2水库洪水调节计算和特征水位29第5章工程加固设计325.1工程总体布置325.2大坝工程加固设计325.2.1设计依据325.2.2坝顶高度复核335.2.3大坝渗流稳定分析335.2.4大坝稳定分析计算345.2.5大坝存在的安全隐患和除险加固措施355.3溢洪道加固设计365.3.1溢洪道存在问题及加固措施365.3.2溢洪道设计有关计算385.4其他项目设计385.5工程加固设计主要工程量39第6章施工组织设计43 华北水利水电学院毕业设计6.1施工条件436.1.1工程条件436.1.2自然条件436.2施工导流436.3料场的选择与开采436.4主体工程施工方法446.4.1坝身填筑工程施工446.4.2溢洪道施工446.4.3涵管施工446.4.4砌石工程施工456.4.5砼工程施工456.4.6坝基、坝体防渗施工456.5施工进度安排及主要工程量476.5.1施工进度安排476.5.2主要工程量476.6施工管理47致谢49参考文献50附录1511.1坝顶高度复核511.2大坝渗流稳定分析521.3大坝稳定分析计算541.4溢洪道加固设计60附录264英语原文：64外文译文：69毕业设计任务书74开题报告78 华北水利水电学院毕业设计第1章综合说明1.1概况1.1.1基本情况龙坡水库位于海南省海口市琼山区红旗镇境内，属三十六曲溪。流域为珠碧江支流。其具体位置详见龙坡水库对外交通位置示意图。坝址以上集雨面积0.97km2，坝址以上河流长度1.2km，河流比降16‰。水库设计灌溉面积810亩，实际灌溉面积900亩，是一宗以灌溉为主，兼有养殖等综合利用的小(2)型水利工程。此外水库影响下游部分地区群众的生命财产安全及下游约900亩耕地的防洪安全。龙坡水库于1957年3月动工兴建，1972年11月竣工完成，并发挥效益，2004年对大坝迎水面砼护坡、背水面草皮护坡加固、新建启闭机室。水库水库现状大坝设计洪水标准无资料；现状水库特征水位：水库正常蓄水位55.00m，设计洪水位55.80m，校核洪水位56.50m，死水位47.7m，正常库容33.3万m3，总库容43万m3。本水库是一座以灌溉为主的小（2）型水库。枢纽工程由大坝、输水涵管组成。龙坡水库枢纽工程建筑物主要有：大坝1座、输水涵管1座。大坝为均质土坝，坝顶长220m，宽4.0m；现实测坝顶高程57.50m；最大坝高10.0m；坝顶为泥土路面，上游采用砼护砌，坡度1：2.5；下游为草皮护坡，坡比1：2.0，下游50.9m位置设有0.8m宽马道；无坝肩排水系统，下游贴坡排水失效，坝脚渗漏积水严重。水库无溢洪道。输水涵管位于大坝右坝肩，为浆砌石方涵，尺寸0.65m×1.0m，出口底高程47.50m，进口底高程47.70m；进口设有铸铁转动门盖，绞车启闭，现启闭设备老化锈蚀严重，松动漏水，启闭机室整体较好。1.1.2水文气象本流域属于亚热带海洋气候，春季温暖少雨多旱，夏季高温多雨，秋季多台风暴雨，冬季冷气流侵袭时有阵寒。全年日照时间长，辐射能量大，年平均日照时数2000小时以上；年平均气温23.8℃，最高平均气温28℃左右，最低平均气温18℃1 华北水利水电学院毕业设计左右，年无霜期346天；多年平均降雨量1830mm，多年平均径流深860mm，坝址处多年平均来水量83万m3。1.1.3工程地质龙坡水库库坝区地震动峰值加速度为0.30g，相应地震基本烈度8度。库坝区区域构造稳定性分级属构造稳定性较差区域。库区地处火山岩剥蚀准平原地貌单元，库区周边山坡总体稳定性较好；因没有大型冲沟发育，且植被茂密，故不存在发生泥石流或大体积固体径流的条件，库区周边没有发育深大沟谷，库盆完整，不会产生永久性邻谷渗漏。所以，就库盆地形、地质条件而言，能够保障水库的安全运行。坝基浅部主要由第四系冲洪积相沉积的①高液限粘土、更新统道堂组一段玄武岩残坡积的②高液限粘土和③全风化玄武岩组成。坝体由玄武岩残坡积土的高液限粘土填筑而成，土料各项质量指标基本符合规范要求，但由于填筑时压实程度不够，坝体土局部段较疏松。坝体及坝基接触不紧密、结合较差，存在接触冲刷渗漏隐患。输水涵管由两种不同型式的管式衔接而成，管身与周边土体存在冲刷渗漏隐患。基础置于②高液限粘土之上。水库未设溢洪道，如不能及时宣泄规划库容所不能容纳的洪水，遇特大洪水时有漫坝的危险。1.1.4水库特性表工程特性表序号项目名称单位加固前加固后一工程位置1工程地点海南省海口市红旗镇2所在河流三十六曲溪3开发方式建库蓄水二水文特性1坝址以上流域面积km20.970.972多年平均降雨量mm183018303多年平均径流深mm8608604设计洪水频率%10相应洪峰流量m3/s13.81 华北水利水电学院毕业设计5校核洪水频率%2相应洪峰流量m3/s18.8三水库特性1正常蓄水位m55.0055.00相应库容万m333.333.32设计洪水位m55.8055.88相应库容万m3383校核洪水位m56.5056.23相应库容万m343414死水位m47.7047.70相应库容万m300四大坝特性1坝型均质土坝均质土坝2设计坝顶高程m57.5057.603坝顶长度m2202204坝顶宽度m445最大坝高m1111五溢洪道无1型式开敞式宽顶堰2堰顶高程m55.003溢流净宽m54最大泄量m3/s10.2六输水涵管(一)涵管1型式浆砌石方涵现浇钢筋砼圆管2进口高程m47.7047.703出口高程m47.5047.503涵管尺寸mm0.65×1.450.84长度m48.2七工程效益1 华北水利水电学院毕业设计1灌溉面积亩9009002保护人口人3保护耕地亩9009001.2工程存在的主要问题1.2.1工程存在的主要问题经安全鉴定，认为工程存在的主要问题有：1、大坝坝体坝体填筑质量差，上游砼护坡整体较好，局部老化，下游为草皮护坡，贴坡排水体失效，无坝肩排水系统，大坝坝体与坝基渗漏严重，靠坝脚位置大量渗水，影响大坝安全运行。2、水库现状无溢洪道，影响大坝安全运行。3、涵管为浆砌石方涵，涵身与土坝接触带存在渗漏，涵身砂浆脱落，转动门盖老化锈蚀严重，启闭设备锈蚀严重，启闭不严，影响正常运行。4、大坝施工时未设渗流观测、位移和沉陷等观测设备，工程缺少观测手段，不利大坝安全运行。5、无管理房等相应配套设施。1.2.2安全鉴定结论安全鉴定结论：根据大坝现场检查结果及安全评价报告，经专家组审查，龙坡水库大坝安全鉴定结论如下：1、根据工程质量评价，龙坡水库大坝工程质量综合评价：不合格。2、龙坡水库大坝运行管理综合评价：差。3、参照《导则》的规定，大坝防洪安全性分级为C级。4、参照《导则》规定，大坝结构安全性定为C级，无溢洪道，输水涵管结构安全性定为C级。大坝结构安全综合评价为C级。5、参照《导则》，大坝渗流安全评价为C级，涵管渗流安全评价为C级，大坝渗流安全综合评价为C级。6、参照《导则》，大坝抗震安全性级别为C级。7、参照《导则》规定，金属结构安全性级别为C级。1 华北水利水电学院毕业设计8、大坝未设工情观测设备，水情观测设施不完善。综上所述，根据水利部《水库大坝安全鉴定办法》（水建管[2003]271号）第六条和参照《导则》第9.3.2条，龙坡水库大坝安全状况为三类坝。1.2.3安全鉴定结论复核1、经土工试验证实，原坝体填土压实度不满足规范要求，本次初步设计阶段的复核结论与安全鉴定结论一致；2、经实际现场调查，大坝运行管理不能达到大坝管理的要求，本次初步设计阶段的复核结论与安全鉴定结论一致；3、经本次调洪复核，现状坝顶高程不满足要求，本次初步设计阶段的复核结论与安全鉴定结论一致；4、涵洞存在接触渗漏及启闭设备、闸门老化的现象，本次初步设计阶段的复核结论与安全鉴定结论一致5、经现场观察及结合地质报告建议，对大坝、涵管的复核结果，与安全鉴定结论一致；6、经过对坝体和坝基的渗流计算复核，及现场观察坝体、坝基和涵管的接触渗漏情况，本次初步设计阶段的复核结论与安全鉴定结论一致；7、经现场观察，大坝无工情、水情观察设施，本次初步设计阶段的复核结论与安全鉴定结论一致。鉴于对龙坡水库的工程质量、运行管理、防洪安全及各建筑物的结构安全等作了全面的较符合工程状况的评价，鉴定结论准确，该水库大坝属于三类坝。1.3工程任务及规模1.3.1工程任务龙坡水库现达灌溉面积900亩，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用的Ⅴ等小（2）型水利工程。此外水库影响下游部分地区的安全，耕地约900亩。1.3.2工程规模经过本次调洪计算，加固后总库容为41万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）的规定，该水库枢纽工程为Ⅴ等小（2）型工程，主要建筑物等级为5级，次要建筑物等级为5级，该工程最大坝高11m小1 华北水利水电学院毕业设计于15m，且上下游水位差小于10m，按平原区洪水标准采用，设计洪水标准为10年一遇，校核洪水标准为50年一遇。溢洪道消能防冲建筑物设计洪水标准为10年一遇。1.3.3加固后工程规模经洪水调节计算，正常蓄水位55.00m，相应库容33.3万m3；设计洪水位（P=10%）55.88m，洪峰流量13.8m3/s，相应库容38万m3，相应下泄流量为6.16m3/s；校核洪水位（P=2%）56.23m，洪峰流量18.8m3/s，总库容41万m3，相应下泄流量为10.2m3/s。1.4工程除险加固项目及措施根据《龙坡水库安全鉴定报告书》和安全鉴定复核中大坝存在的问题，结合地质勘测结果及鉴定结果，本次除险加固设计报告提出了以下相应的加固措施：（1）根据地勘结论及建议，对大坝0+020—0+200桩号段坝体采用水泥土搅拌桩处理，处理深度在大坝中间进入全风化层表层，大坝两侧进入②高液限粘土层不小于1.5m。（2）新建坝顶两侧路缘石，同时铺设20cm泥结石路面；新建上游砼护坡10cm；培土放缓下游坝坡至1:2.5，新建草皮护坡；新建下游0+065—0+125段干砌石排水棱体，排水体顶部高程49.50m，坝肩、坝坡及坡脚处新建预制U40型排水沟。（3）新建永久溢洪道，堰型为宽顶堰，堰宽5m，堰顶高程55.00m；新建溢洪道控制段上机耕桥，桥宽4m，桥面高程57.60m。（4）此次加固破坝重建输水涵管，采用现浇钢筋砼圆涵，管径800mm，重建涵管进口，更换0.8×0.8m平板闸门，10T螺杆式启闭，重建涵管出口渠道。（5）增设各种观测设施，新建管理房。1.5工程施工1.5.1施工方法此次加固工程，土方工程采用机械挖运土，机械夯实，填土压实度不得小于0.95；浆砌石必须采用座浆法分层砌筑，砂浆采用200升砂浆搅拌机搅拌，砌筑采用人工施工；严格执行《浆砌石坝施工技术规定》，做到上下错缝，前后搭接，保证砌缝砂浆饱满，严格控制砂浆标号。砌石护坡维修、下游反滤体、排水沟施工时，石料质地要求坚硬无风化，单块质量不得小于30kg，厚度不小于30cm，竖砌、紧密；砌体缝口应砌紧，底部应垫稳、填实、严禁架空。本工程砼量较小，采用0.4m31 华北水利水电学院毕业设计砼搅拌机拌制砼，胶轮架子车运送入仓，振捣器振捣密实，施工严格执行《水工混凝土施工技术规范》要求。根据地质勘测结果，对大坝桩号0+020—0+200段坝体采用水泥土搅拌桩防渗墙进行防渗加固处理，水泥土防渗墙采用多头小直径深层搅拌桩技术施工，按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）中的湿法进行，所形成的水泥土防渗墙厚度不得小于30cm，处理深度在大坝中间进入全风化层表层，大坝两侧进入②高液限粘土层不小于1.5m。1.5.2施工总布置本工程施工场点较为集中，施工总体布置采用集中布置。施工工棚、仓库及交通运输和通讯设施，宜尽量从简。木材加工，钢筋加工及施工机械停放场所原则上在生活区附近，以方便管理，但砼搅拌系统应设在浇筑现场；施工期工程用水可使用水库库水，生活用水可取至附近村庄用水。本工程计划于2012年11月开工，2013年4月完工，总工期为6个月。1 华北水利水电学院毕业设计第2章水文2.1气象水文龙坡水库位于海南省海口市琼山区红旗镇境内，属三十六曲溪。坝址以上集雨面积0.97km2,坝址以上河流长度1.2km，河流比降16‰。本流域属亚热带海性气候，气候温和，热量充足，雨量充沛，库区多年平均降雨1830mm，但年内分配极不均匀，5～11月降雨量约占全年雨量的80%，其余月份仅占20%；夏秋季台风活动频繁，台风暴雨是本地区洪水的主要成因；多年平均10分钟最大风速13.6m/s；多年平均相对湿度85%，多年平均径流深860mm，多年平均径流量83.4万m3。2.2设计洪水计算2.2.1洪水标准龙坡水库现状库容为43万m3，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）的规定，该水库枢纽工程为Ⅴ等小（2）型工程，主要建筑物等级为5级，次要建筑物等级为5级，该工程处于平原、滨海区，最大坝高11.0m小于15.0m,且上下游水位差小于10.0m,按平原区洪水标准采用，设计洪水标准为10年一遇，校核洪水标准为50年一遇。2.2.2计算方法龙坡水库自1972年11月竣工运行至今，仍然没有逐时入库流量观测资料及实测洪水资料，因此按无资料地区设计洪水计算，采用《广东省暴雨径流查算图表》及其使用手册（广东省水文总站1991年版海南岛部分），用综合单位线（1988年修订）方法计算坝址设计洪水。2.2.3坝址设计洪水1、流域特征值经复核，龙坡水库坝址以上的地理参数采用以下数据：集雨面积F=0.97km2,河流长度L=1.2km,河床平均比降J=16‰，流域特征参数θ=L/J1/3=4.8。此次复核采用安全鉴定水文复核结果。2、设计点雨量的查算和设计面雨量的计算（1）单位线滞时m1的确定1 华北水利水电学院毕业设计查《广东省暴雨径流查算图表》，水库集雨区域位于分区示意图中的海南岛的Ⅺ1分区，暴雨参数采用：海南岛设计雨型，暴雨低区的αt～t～F关系曲线，海南山丘区产流参数，查综合单位线滞时m1～θ关系图中的C线。m1=1.5小时，故m整=2小时。（2）适宜计算时段△t的确定水库集雨面积F=0.97km2，根据《广东省暴雨径流查算图表》附表5广东省不同集水面积适宜时段△t表，查出龙坡水库综合单位线法适宜计算时段△t采用1/3小时。（3）设计点雨量的查算根据年最大1小时、6小时、24小时及72小时点暴雨参数（均值、Cv）等直线图,查得集水区域中心点的各历时点雨量均值和变差系数Cvt，按Cs=3.5Cv求得流域设计点雨量，设计点雨量计算结果见表2-1。表2-1设计点雨量及相关参数计算成果表雨量单位(mm)历时(h)参数频率P(%)CvCs/Cv1021650.353.595.49124.9861000.403.5153.47208.22241400.503.5232.46338.22722000.473.5324.72462.79（4）设计面雨量的计算由于水库的积水面积F=0.97km2<10.0km2，故点面关系a=1.0，不须作点面折减，因此设计点雨量即是设计面雨量。暴雨参数计算：计算成果见表2-2。表2-2暴雨递减参数成果表单位：mm历时与参数设计面雨量(mm)1021-np(1-6)0.2650.285Sp95.49124.983、设计毛雨量和净雨过程的计算根据24h、72h设计面雨量及坝址以上集雨面积，查海南山丘区的产流参数表，采用全岛统一的最大24小时和最大3天的设计雨型，m1=1.5小时，m1整=2小时＜3小时，则设计暴雨按24小时、6小时、1小时三段控制，将设计面雨量进行分配得出毛雨量过程，查得频率p=10%的=6.42mm/h，3天=2.11mm/h;p=2%的=7.19mm/h，1 华北水利水电学院毕业设计3天=2.51mm/h。将设计毛雨过程扣除损失后得出设计净雨过程。4、单位线的计算根据坝址的流域地理参数，依据1991年《广东省暴雨径流查算图表使用手册》求得坝址的单位线要素，见表2-3。表2-3龙坡水库坝址单位线要素表面积F河长L坡降Jm1△tKtp(km2)(km)(‰)(h)(h)(h)0.971.2164.81.51/30.8531.315、设计洪水过程及洪量计算龙坡水库处于海南琼北台地区，采用琼雷台地区的IV号无因次单位线。根据上述参数的确定，将产流计算的逐时净雨代入单位线进行汇流计算，即可获得设计洪峰及洪水过程线（见表2-5）。设计洪水总量按下式计算，式中：Wt——24、72小时洪量（万m3）；H净——时段净雨（mm）；F——流域面积（km2）。所得单位线计算成果及采用推理公式法计算成果见表2-4。1 华北水利水电学院毕业设计表2-4设计洪水洪峰流量计算成果表频率p（%）综合单位线法推理公式法102102洪峰流量（m3/s）13.818.814.718.8洪量W24h（万m3）12.421.912.921.2洪量W3d（万m3）14.327.614.427.8表2-5水库设计洪水过程表单位：m3/s时段设计洪水时段设计洪水时段设计洪水时段设计洪水P=10%P=2%P=10%P=2%P=10%P=2%P=10%P=2%0.0000.00670.01969.66570.09610.2819.3310.20.58328.9970.00040.00130.3330.02360.06889.9990.09550.27919.6650.20.58329.33000.6670.05560.16210.3320.0950.27719.9980.20.58329.664001.0000.07890.2310.6660.09460.27620.3310.20.58329.99700.00571.3330.09420.27510.9990.09440.27620.6650.20.58330.3300.01991.6670.1030.30111.3320.09430.27520.9980.20.58330.66400.04692.0000.110.3211.6660.09430.27521.3310.20.58330.99700.0632.3330.1150.33611.9990.09960.29121.6650.20.58331.3300.06712.6660.1190.34912.3320.1130.32921.9980.20.58331.66400.05793.0000.1230.35912.6650.1380.40222.3310.20.58331.99700.08633.3330.1260.36812.9990.1560.45622.6640.20.58332.3300.1713.6660.1290.37613.3320.1680.49122.9980.20.58332.66300.3374.0000.1310.38213.6650.1750.51123.3310.20.58332.9970.01610.5064.3330.1320.38613.9990.180.52623.6640.20.58333.330.05660.7094.6660.1340.3914.3320.1850.53823.9980.190.55433.6630.1330.9885.0000.1340.39214.6650.1880.54924.3310.1650.48133.9970.1891.195.3330.1350.39314.9990.1910.55724.6640.1170.34234.330.2261.335.6660.1350.39315.3320.1930.56424.9980.08270.24134.6630.2471.425.9990.1330.38715.6650.1950.5725.3310.060.17534.9970.2691.496.3330.1280.37215.9980.1970.57425.6640.04680.13735.330.2951.576.6660.1180.34416.3320.1980.57825.9970.03680.10835.6630.3311.666.9990.1110.32416.6650.1990.58126.3310.02890.084335.9960.361.717.33260.1060.31116.9980.20.58226.6640.02240.065336.330.3871.711 华北水利水电学院毕业设计7.66590.1040.30317.3320.20.58326.9970.0170.049736.6630.4131.667.99920.1020.29717.6650.20.58327.3310.01250.036536.9960.4331.628.33250.10.29217.9980.20.58327.6640.00870.025437.330.4481.598.66580.09880.28818.3320.20.58327.9970.00560.016337.6630.4581.588.99910.09780.28518.6650.20.58328.3310.00320.009537.9960.4851.69.33240.09690.28318.9980.20.58328.6640.00150.004538.330.541.6738.6630.6391.849.3280.30.87659.9940.1550.45170.660.1090.31938.9960.8332.0649.6620.3280.95860.3270.1420.41570.9930.1090.3239.3291.192.5449.9950.351.0260.6610.1190.34771.3260.110.3239.6631.83.3950.3280.3671.0760.9940.1020.29771.660.110.3239.9963.275.3150.6620.3811.1161.3270.09060.26471.9930.1040.30440.3296.149.0250.9950.3921.1461.6610.08410.24572.3260.09040.26440.66311.215.551.3280.4021.1761.9940.07920.23172.6590.06430.18840.99613.818.851.6620.411.262.3270.07530.2272.9930.04540.13241.32913.418.351.9950.4171.2262.660.07210.2173.3260.03290.09641.6639.413.152.3280.4221.2362.9940.06940.20373.6590.02570.074941.9966.529.4452.6610.4251.2463.3270.06720.19673.9930.02020.05942.3294.687.152.9950.4281.2563.660.06530.19174.3260.01590.046342.6623.655.8253.3280.4291.2563.9940.06380.18674.6590.01230.035842.9962.914.8553.6610.4291.2564.3270.06260.18374.9930.00940.027343.3292.374.0253.9950.4151.2164.660.06180.1875.3260.00690.0243.6621.953.1954.3280.3821.1164.9940.06130.17975.6590.00480.013943.9961.62.5454.6610.3170.92665.3270.0610.17875.9920.00310.00944.3291.281.9954.9950.2710.79165.660.0610.17876.3260.00180.005244.6620.9771.5455.3280.240.70165.9930.06350.18576.6590.00080.002444.9960.7031.1455.6610.2230.6566.3270.06960.20376.9920.00020.000745.3290.4520.7755.9940.2090.6166.660.08110.23777.3260045.6620.2330.44456.3280.1980.57966.9930.08950.26177.6590045.9950.09020.22556.6610.190.55467.3270.0950.27777.9920.00270.002746.3290.02440.11256.9940.1820.53367.660.09820.28778.3260.00060.000646.6620.0130.07457.3280.1760.51567.9930.1010.29478.6590046.9950.00550.045457.6610.1710.568.3270.1030.29978.9920047.3290.00180.025957.9940.1670.48868.660.1040.30479.3250.00150.00151 华北水利水电学院毕业设计47.6620.00080.013558.3280.1640.47868.9930.1050.30879.6590.00050.000547.9950.02160.067958.6610.1620.47269.3260.1070.31179.9920048.3290.07510.22158.9940.160.46769.660.1070.31480.3250048.6620.1770.51959.3270.160.46669.9930.1080.31680.6590048.9950.2510.73459.6610.160.46670.3260.1090.31880.992002.2.4施工洪水根据所收集海口站的降雨资料进行施工分期洪水计算，可以提供1970～2010年降雨过程（见表2-5），因此可按照降雨分布比例，推算出分期洪水洪峰流量。海南的汛期为5~10月，每年11月以后雨量明显减少，进入枯水季节，至次年4月以后雨量渐增。故施工洪水以11月~次年4月、12月~次年3月为计算时段，按5年一遇的施工洪水标准，根据各年降雨量进行排频计算结果见表2-5。表2-51970～2010年降雨过程序号年份年降雨量频率%序号年份年降雨量频率%119822308.32.42219931510.852.4219722275.84.82319711505.754.8319972211.37.12419791488.457.14200921939.52519701485.159.551989213511.92619961457.761.962010204814.32719801456.664.3720002011.616.72819901406.366.7819762002.819.02919841389.469.0920011959.621.43019991384.871.41019941928.723.83119861382.473.81119851928.226.23219831342.876.2122008191828.63320061332.878.61319731872.231.03419811315.181.01419781807.233.33519911277.383.31519951783.135.73620031256.485.71619741755.338.13720071211.288.11719881703.140.53819871013.390.5182002169142.9392005935.992.91919751591.145.2401977874.795.22019921561.147.6412004788.597.62119981556.850.0　　　　1 华北水利水电学院毕业设计根据表2-5的计算结果，选定1976年作为P=20%的典型年，其降水过程见表2-6。表2-61976年5月～1977年4月降雨过程月份5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月4月降雨量/mm153.6161.4566.8143267.3492.915.530.126.12.68.445.7典型年全年最大降雨量7月份Hm=566.8mm，施工期1976年11月～1977年4月份，月最大降雨量为Hms=45.7mm，两者比例为1：0.081。施工期暴雨参数应按式（1）～（4）进行计算，结果见表2-7。H1s=H1（Hms/Hm）（1）H6s=H6（Hms/Hm）（2）H24s=H24（Hms/Hm）（3）H72s=H72（Hms/Hm）（4）表2-7施工期暴雨参数时段t/h162472降雨H/mm5.28.111.316.2Cv0.350.400.500.47根据表2-7的数据，采用推理公式计算（由于降雨小，应降低产流参数），P=20%设计洪峰流量为Qms=0.46万m3/s，最大3天洪量为W3d=1.3万m³，龙坡水库死库容为0万m³，即施工期施工库容为1.3万m³，查水位库容曲线，得出相应施工期库水位为48.20m。 1 华北水利水电学院毕业设计第3章工程地质3.1概况3.1.1勘察任务本次勘察主要工作是在前期安全鉴定工作的基础上进一步调查、分析坝体病害的分布情况、类型及成因，评价其危害程度。为除险加固设计提供地质资料与建议。按照《中小型水利水电工程勘察规范》（SL55-2005）的要求，确定本次勘察工作主要任务如下：1、进一步调查、分析大坝坝体病害的分布情况、类型及成因，评价其危害程度，提供坝体渗透和抗剪力学参数；2、查明溢洪道地质病害和隐患的部位、范围和类型，分析其产生的原因，提供地质资料与建议；3、进行天然建筑材料详查。根据水库大坝除险加固初步设计阶段工作的需要，本次勘察布置了以下工作内容对枢纽各建筑物工程地质作出评价。3.1.2工程钻探及试验我公司于2011年12月21日至12月23日组织1台XY-1钻机开展野外工作。本次钻探开孔直径127mm，终孔直径91mm，土体段采用合金钻头干钻、岩体段采用金刚石钻头水循环钻进成孔，在不同的深度按计划采取土样进行室内物理力学性质试验。钻孔钻探至设计深度后，复核孔深、检查验收钻孔，观测地下水稳定水位并做记录。钻孔验收完成后，所采取岩芯排列整齐后拍照存档，所有钻孔采用具有膨润性的粘性土球回填、压实封孔。为了解坝体、坝基浅部岩（土）体的渗漏情况，在本次钻探过程中根据试验规程要求，对大坝坝体及坝基浅部各土层段进行钻孔常水头注水试验、岩体段进行钻孔压水试验，以计算确定所揭露的岩（土）体的渗透性，并进行了综合分析评价。3.1.3坑探为直观的了解坝体土填筑质量、白蚁防治情况以及拟建溢洪道出口表部地基土的概况，本次勘察中采用坑探的形式对相应位置坝体及地基浅部土层进行坑探调查，并采取探坑注水试验对所揭露的岩土体进行渗透性评价。1 华北水利水电学院毕业设计3.1.4完成工作量本次勘察所完成工作量见下表3-1：表3-1勘察完成工作量表工作项目工作内容单位工作量备注地质工作地质调查km22.0包括库区、坝址、土料场等钻孔编录孔4岩性描述、分层等坑探编录个4岩性描述，探坑注水试验钻探工作钻孔m/孔60.0/4钻探总进尺：60.0m坑探m3/个8.0/4坝体填筑质量及溢洪道出口地基土概况取样土样件29按规范要求水样件2库水击实样件5土料场及坝体土土工试验常规试验件34常规项目渗透试验件28水平、垂直渗透击实试验件5标准击实试验水质分析件2水质简分析，对砼的腐蚀性原位测试钻孔注水试验段次11按规范要求，分段注水探坑注水试验段次4按规范要求资料收集工程地质测绘(1:1000)km21.0大坝平面测量安全鉴定报告份1大坝安全鉴定成果3.2工程区基本地质条件3.2.1地形地貌及地层岩性本区属火山岩剥蚀准平原地貌单元，地势开阔平坦，地表地形起伏不大，周边地面高程在35.50～72.70m之间，相对高差为5～35m不等，库区周围坡度不一，一般在5°～25°之间，周边地表未见较明显的陡坎发育。区域范围内，主要由第四系全新统冲洪积相（Qh）的高液限粘土，第四系更新统道堂组（Qp3d）、石马村组石门沟村组并层（Nsm-s）的玄武岩及其各岩层的风化残坡积土组成。3.2.2库区水文地质条件根据区域水文地质资料，工程区地下水按含水介质类型划分，主要为孔隙型潜水含水层及裂隙型含水层：孔隙型潜水主要赋存于地表松散覆堆积物和相对较缓的沟谷斜坡地带的坡积物，接受大气降水补给和上游地下水的侧向径流补给，地下水位变化与降雨关系密切，以地表蒸发为主，少量向沟谷、河床等低洼地段排泄；裂隙型潜水赋存于下伏基岩风化裂隙中，含水量一般，地下水位受地形控制，接受大气降水和层间径流补给，流速较为1 华北水利水电学院毕业设计缓慢，向沟谷、河床等低洼地段排泄。3.2.3库区工程地质条件水库区地处火山岩剥蚀准平原地貌单元，库盆主要由第四系冲洪积相高液限粘土，更新统道堂组一段玄武岩及其风化残坡积土组成。河谷两侧没有相对较低的邻谷，亦未发现有较大断裂发育通向库外，库盆封闭性较好，不存在永久性邻谷渗漏问题。库岸岸坡相对较平缓，高程在43.00～64.50m之间；两侧山坡较对称，坡度大多在5°～20°之间，总体稳定性较好。水库沿岸植被茂密，岸坡岩土体稳定性较好；亦无大型的冲沟发育，没有较大的固体径流来源，不存在强烈的固体径流。库区内无重要矿产及人文景观，运行至今未发生库区浸没及淹没等环境水文地质问题。综上所述，水库区工程地质条件相对较好，未发现影响水库正常运行的地质和水文地质问题。3.2.4构造与地震海南岛构造运动具有多期次活动的特点，自中元古代以来，经历了中岳、晋宁、加里东、海西、印支、燕山和喜马拉雅构造运动，形成了东西向构造带、南北向构造带、北东向构造带、北西向构造带等主要构造体系，构成了本岛的主要构造格局，控制了本岛沉积建造、岩浆活动、成矿作用以及山川地势的展布。从1：50万海南岛构造地质图看，距库区较近的断裂带为：王五～文教构造带（F1）、琼东南北构造带（F2）及南渡江断裂（F3）。由水库与上述构造带大致位置可知枢纽工程位于几条构造带之间，有受到地震影响的可能性，库区主要受外围地震影响。工程区距王五～文教构造带及琼东南北构造带均在5km之内，根据《水电水利工程区域构造稳定性勘察技术规程》（DLT5335-2006）第8.2条，库坝区区域构造稳定性分级属于构造稳定性较差区域。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），库坝区设计地震动峰值加速度为0.30g，相应基本烈度为8度。3.3大坝工程地质条件及评价3.3.1坝体质量评价1、坝体现状1 华北水利水电学院毕业设计大坝为均质土坝，主要由坝址周边第四系更新统道堂组一段玄武岩残坡积的高液限粘土填筑而成，最大坝高10.90m。坝顶为乡村道路，宽约4.0m，路况一般，局部段被碾压下陷，实测坝顶高程在57.20～57.80m之间。坝顶有高压电线通过，两侧有路缘石，无防浪墙。现场勘察过程发现，坝体土压实程度一般，局部较疏松，钻进及开挖容易，偶夹少量1cm的风化角砾，大坝填筑土含水量较高，多段岩芯呈灰褐色；据水库管理员介绍，在高水位运行时主河床段坝后坡脚与坝基接触带可观察到库水渗漏涌出的现象；现背水坡下游可观察到大片锈红色渗漏痕迹，形成沼泽、湿地。以上情况特征表明大坝的填筑质量较差，坝体与坝基接触带附近土体长期存在渗漏现象。迎水坡为砼护坡，坡比1：2.5，坡面现状较完好，局部段存在少许裂痕。背水坡为草皮护坡，坡比1：2.0，坡面草皮平整度一般，局部凹凸不平，经现场调查，坡面无排水系统，坝脚建有排水棱体，棱体上方约1m设有宽0.6m马道，棱体已被灌木和土体掩埋，k0+118m处块石塌落，土体内出现空洞。2、质量评价为了评价坝体土物理力学性质，在钻孔中采取原状土样进行室内物理力学性质试验，其成果统计如下表3-2。表3-2坝体土物理力学性质指标统计表统计项天然含水率湿密度干密度土粒比重天然孔隙比饱和度液限塑限塑性指数压缩系数压缩模量抗剪强度（慢剪）细粒含量粘聚力内摩擦角wrrdGseSrWLWPIPav1-2Es1-2cjpc%g/cm3g/cm3----%%%--MPa-1MPakPa度%样本值1010101010101010101010101010最大值54.31.831.302.771.471100.076.841.740.21.154.7350.522.261.8最小值35.61.681.122.751.12283.658.635.020.50.472.0818.714.353.1平均值43.31.761.232.761.25494.567.438.429.00.693.5334.217.856.1大值平均值48.81.791.262.771.36397.272.140.134.60.924.1342.420.0/小值平均值39.41.721.172.761.18889.063.036.724.70.582.8126.516.1/建议值43.31.761.232.761.25494.567.438.429.00.753.0127.016.0/由上表可知，坝体填筑土体抗剪强度（慢剪）：c＝18.7～50.5kPa，j＝14.3°～22.2°，抗剪强度变异较大，说明坝体土夯实碾压不均，局部段密实度较差；坝体土细粒含量较高，平均值达56.1%，塑性指数IP＝20.5～40.2，平均值为29.0。可见填筑土料除了塑性指数偏高外，其余各项质量指标均基本符合均质坝对土料的要求，但因填筑质量不满足技术要求，加之1 华北水利水电学院毕业设计土料拌和不均匀、坝体土碾压不实，局部铺设填土厚度较大，导致坝体填筑质量较差。为了查明坝体土的渗透性，进行了钻孔（探坑）注水试验、室内渗透试验等方法，对坝体土的渗透性进行评价。渗透试验成果见下表3-3。表3-3坝体土渗透试验成果统计表统计项目渗透系数k（cm/s）钻孔（探坑）注水试验室内渗透试验样本值610范围值4.18´10-5～8.35´10-41.59´10-6～6.35´10-4平均值2.68´10-41.38´10-4大值平均值4.77´10-43.17´10-4小值平均值5.88´10-51.86´10-5综合建议值4.0´10-4由上表统计结果可看出，现场钻孔（探坑）注水试验反映坝体土呈弱～中等透水性，室内渗透试验坝体土呈微～中等透水性，说明坝体土压实程度不够，土料拌合不均匀，填料中粗颗粒较集中，渗透性较强，渗透系数综合建议值4.0×10-4cm/s。对于均质土坝而言，坝体土的渗透系数不应大于1×10-4cm/s，即坝体现状透水性不能满足《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）对均质土坝防渗的技术要求。坝体填土发生渗透时，在渗透压力作用下，可能发生渗透破坏。由土工试验成果，坝体土不均匀系数均大于5，细颗粒含量大于35%，在渗透压力作用下，土体可能发生的渗透变形类型为流土。根据公式Jcr=(Gs－1)(1－n)（公式G.0.6-1）结合土工试验成果，计算得Jcr＝0.78，结合当地经验及工程类比，安全系数KB取1.5，建议坝体土渗透允许水力比降J允许＝0.52。为了评价坝体填土的压实度，本次勘察过程中采取坝体土样进行室内击实试验，求取该土料的最大干密度并与坝体土天然干密度进行比较。试验结果统计如下表3-4。表3-4坝体土击实试验统计表钻孔编号天然含水量范围值（%）天然干密度平均值（g/cm3）室内击实试验压实度l最大干密度（g/cm3）最优含水量（%）ZK139.5～44.51.221.4132.00.87ZK239.8～54.31.221.3835.20.88ZK335.6～41.61.261.4332.10.88由上表3-4可知，坝体填筑土料室内击实试验的最大干密度1.38～1.43g/cm3，平均值1.41g/cm3，最优含水量32.0%～35.2%，平均值33.1%。对照表6.1及表6.3可看出，坝体填筑土的干密度约为土料最大干密度的87%～88%，说明坝体土碾压程度不够，1 华北水利水电学院毕业设计压实度偏低，局部段天然含水率较高，即坝体填筑质量不能满足《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）的要求。综上所述，坝体主要由玄武岩风化残坡积的高液限粘土填筑而成，土料各项质量指标基本符合规范对填筑土料的要求，作为筑坝土料是可行的，但由于填筑时对土料的压实程度不够，局部段坝体较疏松，相应压实度仅有0.87～0.88，压实度小于均质土坝对坝体土压实度的要求。大坝填筑土料局部段粗颗粒较集中，渗透性相对较强，渗透系数综合建议值4.0×10-4cm/s，属于中等透水土体；抗剪强度（慢剪）建议值c=27.0kPa，j=16.0°，承载力建议值110kPa；渗透允许水力比降建议值J允许＝0.52；由于坝体与坝基结合面接触不紧密、结合性较差，常年渗透作用下，大坝主河床段坝基已形成较多渗漏通道。3.3.2坝基质量评价1、地层岩性根据勘察成果，坝基浅部地层主要由①高液限粘土、②高液限粘土及③全风化玄武岩组成。本次勘察对上述的土层采取试样进行室内试验，各岩土层的物理力学指标统计值见下表3-5。表3-5坝基岩土层物理力学性质试验成果统计表岩土层名称统计值含水率湿密度干密度土粒比重天然孔隙比饱和度液限塑限塑性指数压缩系数压缩模量抗剪强度（慢剪）粘聚力摩擦角wrrdGseSrWLWPIPav1-2Es1-2cj%g/cm3g/cm3%%%MPa-1MPakPa°①高液限粘土样本值2222222222222最大值59.01.681.062.751.593100.058.739.519.20.873.9931.315.1最小值54.61.641.062.741.59294.357.038.618.40.652.9814.113.2平均值56.81.661.062.751.59397.257.939.118.80.763.4822.714.2建议值56.81.661.062.751.59397.257.939.118.80.803.0520.013.0②高液限粘土样本值8888888888877最大值53.41.881.392.771.551100.091.351.949.21.178.7945.122.9最小值35.41.631.082.750.98885.757.134.321.50.282.1219.112.2平均值46.61.761.202.761.31597.271.439.631.80.525.6834.518.3大值平均值50.01.821.302.771.43398.681.445.840.50.847.2339.820.6小值平均值41.01.691.142.761.15291.564.337.026.70.403.9026.815.3建议值46.61.761.202.761.31597.271.439.631.80.842.7526.015.01 华北水利水电学院毕业设计续上表③全风化玄武岩样本值9999999996666最大值73.31.751.212.762.21097.871.144.826.30.837.0057.230.6最小值44.71.490.862.721.24985.747.534.113.40.323.1315.312.0平均值60.81.580.992.751.81492.060.640.120.40.664.3831.521.1大值平均值67.01.661.102.752.01294.965.842.523.40.745.6944.325.8小值平均值52.71.530.922.731.53188.954.037.116.90.493.7623.416.5建议值60.81.580.992.751.81492.060.640.120.40.743.7823.016.0为查明坝基浅部岩土体渗透性，采用钻孔（探坑）注水试验，并采取试样进行室内渗透试验等方法进行分析。室内渗透试验成果详见《土工试验成果总表》（附表2），钻孔注水试验结果见《钻孔柱状图》（附图3-1～3-4），探坑注水试验成果见《龙坡水库探坑一览表》（附表1），各岩土层渗透试验成果统计见下表3-6。表3-6坝基岩土体渗透试验成果统计表岩土层名称试验方法统计值渗透性①高液限粘土室内渗透试验样本数2范围值3.66´10-6cm/s～5.30´10-6cm/s平均值4.48´10-6cm/s建议值5.0´10-5cm/s②高液限粘土钻孔（探坑）注水试验样本数5范围值7.24´10-6～6.39´10-5cm/s平均值3.44´10-5cm/s室内渗透试验样本数5范围值1.79´10-6～2.55´10-5cm/s平均值5.44´10-6cm/s建议值3.0´10-5cm/s③全风化玄武岩钻孔注水试验样本数4范围值6.23´10-5～3.26´10-4cm/s平均值1.55´10-4cm/s室内渗透试验样本数6范围值6.17´10-6～6.20´10-4cm/s平均值1.31´10-5cm/s建议值5.0´10-5cm/s由上表统计结果可了解，分布于主河床段的①高液限粘土中粉、细粒含量较高，室内渗透试验呈微透水性，结合地区工程经验，该土层渗透系数综合建议值为5.0´10-5cm/s1 华北水利水电学院毕业设计，属弱透水土体。②高液限粘土为玄武岩风化残积土，土质较均匀，以粘粒成分为主，室内渗透试验呈极微～弱透水性，现场钻孔（探坑）注水试验呈微～弱等透水性，根据以上试验结果，结合地区工程经验，确定该土层总体渗透性较弱，渗透系数综合建议值为3.0´10-5cm/s，属弱透水土体。③全风化玄武岩中含有较多粒径不一的未完全风化碎块，受其影响，室内渗透试验表明该层呈微～中等透水性，现场钻孔注水试验呈弱～中等透水性，并结合地区工程经验，可知该层的渗透性相对较弱，综合建议其渗透系数为5.0´10-5cm/s，属弱透水土体。根据土工试验，坝基浅部的①高液限粘土、②高液限粘土及③全风化玄武岩均属级配不连续土，且不均匀系数均大于5，结合《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）附录G条文说明，对于不均匀系数大于5的土层，其渗透破坏变形类别可采用下列方法判别：⑴流土：⑵过渡型取决于土的密度、颗粒、形状：⑶管涌：式中：p—土的细粒颗粒含量（％），由室内土工试验成果可知，以上各土层的细粒成分含量大于35%，依据以上判别方式，以上土层可能发生的渗透破坏变形类别为流土。根据公式Jcr=(Gs－1)(1－n)（公式G.0.6-1）结合坝基岩土层物理力学性质试验成果统计表（表3-5），坝基浅部岩土体允许水力比降计算值一览见下表3-7：表3-7坝基浅部岩土体允许水力比降计算值一览表岩土层名称临界水力比降Jcr允许水力比降安全系数KB①高液限粘土0.670.451.5②高液限粘土0.760.51③全风化玄武岩0.620.41综上所述，坝基浅部主要由第四系全新统冲洪积的①高液限粘土、更新统道堂组一段玄武岩残坡积的②高液限粘土及③全风化玄武岩组成。①高液限粘土抗剪强度（慢剪）建议值c=20.0kPa，j=13.0°，允许水力比降建议值0.45；渗透系数综合建议值5.0´10-5cm/s，属弱透水土层；不冲流速建议值0.55m/s。②高1 华北水利水电学院毕业设计液限粘土抗剪强度（慢剪）建议值c=26.0kPa，j=15.0°，允许水力比降建议值0.51；该层透水性较弱，渗透系数综合建议值3.0´10-5cm/s，属弱透水土层，可视为坝址区良好的相对隔水层；承载力建议值140kPa，不冲流速建议值0.65m/s，与砼的摩擦系数建议值0.25。③全风化玄武岩抗剪强度（慢剪）建议值c=23.0kPa，j=16.0°，允许水力比降建议值0.41；该层透水性相对较弱，渗透系数综合建议值5.0´10-5cm/s，属弱透水土层；承载力建议值170kPa，与砼的摩擦系数建议值0.45。2、水文地质坝址区地下水可分为孔隙潜水和裂隙潜水两种类型。前者主要埋藏于地表松散堆积物及相对较缓的斜坡地带的坡积物中，接受大气降水补给，径流相对较强烈，向低洼地段排泄；后者赋存于下伏基岩风化裂隙中，含水量一般，地下水位受地形控制，接受大气降水和上游地下水的侧向径流补给，向沟谷、河床等低洼地段排泄。为了评价库坝区地表水对建筑材料的腐蚀性，本次勘察取两件库水进行室内水质分析，分析结果详见《水质分析成果表》（附表3-1～3-2）。由试验结果，依据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）附录L的评判标准，对环境水的腐蚀性综合评价结果如下表：表3-8环境水对混凝土的腐蚀性判定腐蚀性类型腐蚀性特征判定依据腐蚀程度界限指标试验结果评价结果一般酸性型PH值无腐蚀性PH＞6.56.2～6.3弱腐蚀弱腐蚀性6.5≥PH＞6.0中等腐蚀性6.0≥PH＞5.5强腐蚀PH≤5.5碳酸型侵蚀性CO2含量(mg/L)无腐蚀性CO2＜155.6无腐蚀弱腐蚀性15≤CO2＜30中等腐蚀性30≤CO2＜60强腐蚀CO2≥60重碳酸型HCO3―含量(mmol/L)无腐蚀性HCO3―＞1.070.26中等腐蚀弱腐蚀性1.07≥HCO3―＞0.70中等腐蚀性HCO3―＜0.70强腐蚀—镁离子型Mg2+含量(mg/L)无腐蚀性Mg2+＜10003.8无腐蚀弱腐蚀性1000≤Mg2+＜1500中等腐蚀性1500≤Mg2+＜2000强腐蚀Mg2+≥2000硫酸盐型SO42－含量(mg/L)无腐蚀性SO42－＜25012.6～15.1无腐蚀弱腐蚀性250≤SO42－＜400中等腐蚀性400≤SO42－＜500强腐蚀SO42－≥500综合评价为：勘察期间，库水对混凝土具一般酸性型弱腐蚀性和重碳酸型中等腐蚀性。1 华北水利水电学院毕业设计表3-9环境水对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性评价腐蚀性特征判定依据腐蚀程度界限指标试验结果评价结果Cl－含量（mg/L）微＜10011.15～12.275微腐蚀弱100～500中等腐蚀性500～5000强腐蚀＞5000综合评价为：勘察期间，库水对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。*注：Cl－含量=Cl－+SO42-×0.25表3-10环境水对钢结构的腐蚀性评价腐蚀性特征判定依据腐蚀程度界限指标试验结果评价结果PH值、Cl－+SO42－含量（mg/L）弱PH值3～11、（Cl－+SO42）＜500PH值6.2～6.3、（Cl―+SO42）=（20.6～23.6）弱腐蚀中等腐蚀性PH值3～11、（Cl－+SO42）≥500强腐蚀PH值＜3、（Cl－+SO42）任何浓度综合评价为：勘察期间，库水对钢结构具弱腐蚀性。3.4溢洪道工程地质条件及评价水库未建溢洪道，若遇特大洪水有发生洪水漫坝的危险。本次除险加固工作拟在左坝肩附近修建一座永久性溢洪道，该处地基土的分布特征可见《溢洪道工程地质纵剖面图》（附图2-5）。根据钻孔ZK4及探坑TK4所揭露的地层情况，该段地基土浅部主要为玄武岩风化残坡积的②高液限粘土及③全风化玄武岩。②高液限粘土渗透性较弱，属弱透水，抗剪强度（慢剪）建议值为c=26.0kPa，j=15.0°，承载力建议值140KPa；与砼摩擦系数建议值f=0.30，不冲刷流速建议值0.65m/s。③全风化玄武岩渗透性较弱，渗透系数综合建议值5.0´10-5cm/s；物理力学性质较好，饱和慢剪强度建议值c=23.0kPa，j=16.0°，承载力建议值170kPa，与砼的摩擦系数建议值0.50，不冲刷流速建议值1.0m/s。3.5输水涵管工程地质条件及评价输水涵管位于大坝右肩，相应桩号k0+126m处，经现场调查、询问了解到，原涵管为0.6×1.0m的浆砌石盖板方涵，因上游段内部结构破损、堵塞，当地政府在进口至大坝中部段破坝重新铺设了一条Ф0.6m1 华北水利水电学院毕业设计的预制钢筋砼圆涵，因此，目前的输水涵管由两种不同型式组合而成，上游段为圆涵，下游为方涵，出口底高程47.50m，进水口采用转动门盖、绞车启闭控制。现场钻探及查勘可发现，靠近涵管的钻孔ZK1岩芯呈灰褐色，含水量偏高，近饱和状；由于两种管型衔接不紧密，接触面附近形成较多渗漏通道，且后半段管内结构老化，两侧导墙批挡脱落、浆砌石局部破损严重；涵管出口四周土体湿润，存在冲刷渗漏隐患；启闭设备老化锈蚀、拉绳断裂，无法正常启闭，现涵管处于全开状态。输水涵管的基础置于玄武岩风化残坡积的②高液限粘土之上，该土层渗透性较弱，属弱透水土体；室内土工试验孔隙比e=0.988～1.551，压缩系数平均值α1-2=0.52MPa-1，抗剪强度（慢剪）建议值c=26.0kPa，j=15.0°，承载力建议值140kPa；不冲流速建议值0.65m/s，与砼摩擦系数建议值f=0.30。3.6天然建筑材料天然建筑材料包括土料、砂料和石料。根据本次调查结果分述如下：3.6.1土料勘察期间对坝址附近进行了土料调查，库区周边广泛分布有玄武岩残坡积土的高液限粘土土料，岸坡现主要种植有橡胶、胡椒等作物。土层表部0.5m为剥离层，料中局部夹较多未完全风化的全风化玄武岩碎块等，可开采厚度约3～5m不等，土料储量丰富，基本能够满足此次除险加固的需要。本次勘察采取了2件土样进行室内击实试验，试验结果见附表《击实试验成果表》（附表4），由试验结果可知，土料击实后呈极微～微透水性，各项物理质量指标基本满足均质土坝对土料质量的技术要求。根据本次击实试验结果，料场的土料各项物理力学指标统计值见下表3-11。表3-11料场土料击实后物理力学指标统计最优含水量最大干密度密实度≥0.96状态下物理力学指标含水率干密度孔隙比压缩系数抗剪强度（快剪）细粒含量渗透系数粘聚力内摩擦角woptrmaxwrdeav1-2cjpck%g/cm3％g/cm3--MPa-1kPa°%cm/s34.31.3637.61.331.0750.2760.020.051.83.0×10-63.6.2砂料坝址附近缺乏砂料，除险加固工程所需砂料可从库区西南方向的海口市旧州镇附近等地购买，砂料为南渡江上游的河砂，以中、粗砂为主，储量较为1 华北水利水电学院毕业设计丰富，质量较好，可满足工程需求，运距约20km。3.6.3石料坝址附近缺乏石料，枢纽工程除险加固所需石料可从库区附近的海口市红旗镇采石场购买，该处石料为中～微风化致密的玄武岩石料，质量和储量能满足工程技术要求，石料场至水库运距约为6km。3.7结论与建议3.7.1结论（1）龙坡水库库坝区地震动峰值加速度为0.30g，相应地震基本烈度8度。库坝区区域构造稳定性分级属构造稳定性较差区域。（2）库区地处火山岩剥蚀准平原地貌单元，库区周边山坡总体稳定性较好；因没有大型冲沟发育，且植被茂密，故存在发生泥石流或大体积固体径流的条件，库区周边没有发育深大沟谷，库盆完整，不会产生永久性邻谷渗漏。所以，就库盆地形、地质条件而言，能够保障水库的安全运行。（3）坝基浅部主要由第四系冲洪积相沉积的①高液限粘土、更新统道堂组一段玄武岩残坡积的②高液限粘土和③全风化玄武岩组成。①高液限粘土渗透系数综合建议值5.0´10-5cm/s，允许水力比降建议值0.45；不冲流速建议值0.6m/s。②高液限粘土渗透系数综合建议值3.0´10-5cm/s，可视为坝址区良好的相对隔水层，抗剪强度（慢剪）建议值26.0kPa，j=15.0°；承载力建议值140kPa，允许水力比降建议值0.51。③全风化玄武岩渗透系数综合建议值5.0´10-5cm/s，属弱透水土层；抗剪强度（慢剪）建议值c=23.0kPa，j=16.0°，承载力建议值170kPa，允许水力比降建议值0.41。（4）坝体由玄武岩残坡积土的高液限粘土填筑而成，土料各项质量指标基本符合规范要求，其压实度为0.87～0.88，大坝坝体、坝体及坝基接触带均存在渗漏问题。（5）输水涵管由两种不同型式的管式衔接而成，管身与周边土体存在冲刷渗漏隐患。基础置于②高液限粘土之上，允许水力比降建议值0.51，承载力建议值为140kPa，不冲流速建议值0.65m/s，与砼的摩擦系数建议值f=0.30。（6）水库未设溢洪道，如不能及时宣泄规划库容所不能容纳的洪水，遇特大洪水时有漫坝的危险。（7)勘察期间库水对混凝土具一般酸性型弱腐蚀性和重碳酸型中等腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性；对钢结构具弱腐蚀性。1 华北水利水电学院毕业设计（8）库区周边土料主要为玄武岩残坡积的高液限粘土，储量较丰富，质量满足工程技术要求；砂料及石料需外购。3.7.2建议（1)水库病险类型属土石坝坝体渗漏、坝体与坝基接触带渗漏问题。（2）应对大坝坝体、坝体与坝基接触带土体进行防渗处理。主河床段建议防渗处理深度进入弱透水层①高液限粘土1～2m；两侧建议进入透水性相对较弱的②高液限粘土1～2m。建议防渗深度线见《大坝工程地质纵剖面图》（附图2-1）。（3）修建坝后排水设施，并修复排水反滤体。（4）全面修复输水涵管，更换启闭设备，并对四周土体进行防渗加固处理。（5）根据水文计算成果，修筑永久性溢洪道。（6）开采土料时，建议采用立采形式开采，使土料中的粗细颗粒能混合均匀，便于土体压实，提高填筑土的强度。（7）施工时对库水水质进行复核。（8）建议进行技施阶段施工地质工作。1 华北水利水电学院毕业设计第4章工程任务及规模4.1地区社会经济发展概况海口市位于北纬19°32′-20°05′，东经110°10′-110°41′。地处海南岛北部，北濒琼州海峡，隔18海里与广东省海安镇相望；东面与海口市相邻；南面与海口市、定安县接壤，西面邻接澄迈县。海口市东起大致坡镇老村，西至西秀镇拨南村，两端相距60.6公里；南起大坡镇五车上村，北至大海，两端相距62.5公里。全市土地面积2304.84平方公里。2009年，财政总收入累计完成1,231,166万元。海口市是海南省省会，是全省政治、经济、科技、文化中心。海口又称椰城。陆地规划总面积为2304.84平方公里，海域面积达530平方公里。4.2工程任务龙坡水库是一宗以灌溉为主兼有养殖等综合利用的小（2）型水库，工程等别为Ⅴ等。设计灌溉水田面积810亩及下游耕地面积900亩，水库对下游人民生命和财产的防洪安全有着很重要的影响。4.3除险加固的必要性龙坡水库坝址以上集雨面积0.97km2，集流长度1.2km，水库现灌溉面积为900亩。龙坡水库是一座灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用的小（2）型水库。本次大坝安全鉴定对龙坡水库大坝的评价结论为三类坝，属于病险水库。水库一旦出险，将给下游农田及周边地区人民群众的生命财产安全带来极大威胁，将造成不可估量的损失，急待加固。4.4工程规模4.4.1工程等级及洪水标准根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）的规定，该水库枢纽工程为Ⅴ等工程，主要建筑物级别为5级，次要建筑物等级为5级，该工程处于平原区，最大坝高11.0m，设计洪水标准为10年一遇，校核洪水标准为50年一遇，溢洪道消能防冲建筑物设计洪水标准为10年一遇。1 华北水利水电学院毕业设计4.4.2水库洪水调节计算和特征水位1、水位-库容曲线和水位-泄量曲线复核（1）起调水位确定龙坡水库没有溢洪道，原大坝设计正常水位为55.00m，本次加固新建永久溢洪道，起调水位以55.00m计。（2）水位～库容曲线此次龙坡水库水位～库容曲线采用安全鉴定成果计算，见表4-1，水位～库容曲线图见图4-1。表4—1龙坡水库高程～库容曲线表高程(m)47.7048.0049.0050.0051.0052.0053.0054.0055.0056.5057.50库容(万m3)00.847.511.51621.427.233.34357（3）水位～泄流曲线龙坡水库无溢洪道，现在大坝左坝肩处拟建一座开敞式无闸宽顶堰型式的溢洪道，堰顶高程为55.00m，宽5m，采用宽顶堰计算公式如下：式中Q——流量，m/s；B——总净宽，m；H0——计入流速水头的堰上总水头，m；1 华北水利水电学院毕业设计——流量系数：水库溢洪道经加固后为永久溢洪道，流量系数取0.338，泄流计算成果见表4-2，泄流曲线图见图4-2。表4—2龙坡水库水位～泄流关系曲线水位（m）55.0055.3055.6055.9056.2056.5056.8057.1057.4057.7058.00下泄流量（m3/s）01.233.486.399.8413.7518.0822.7827.8333.2138.902、调洪演算及其成果根据水量平衡原理，在某一时段Δt内（Δt=t2-t1），进入水库的水量与下泄水量之差，计算公式为：式中：Q1、q1——时段初入库、出库流量（m3/s）；Q2、q2——时段末入库、出库流量（m3/s）；V1、V2——时段初、时段末水库蓄水量（万m3）。Δt——计算时段（h）根据上述，与库容曲线q=f(V)和泄流曲线q=f(Z)联解，可求出整个调洪过程。堆上水库洪水调洪原则：起调水位按堰顶高程55.00m1 华北水利水电学院毕业设计起调，自由泄流，按下泄能力下泄，直至洪水完全消退，调洪计算成果见表4-3。表4-3龙坡水库调洪演算成果表（除险加固后）项目频率(%)洪峰流量(m3/s)最高库水位(m)相应库容(万m3)最大泄量(m3/s)备注1013.855.88386.16设计218.856.234110.2校核1 华北水利水电学院毕业设计第5章工程加固设计5.1工程总体布置此次加固枢纽工程主要建筑物包括：大坝、溢洪道和输水涵管。大坝为均质土坝，坝顶高程为57.60m，坝长220m，顶宽4.0m，最大坝高11m。新建上游C20砼护坡10cm，新建坝顶两侧C20砼路缘石，同时铺设20cm泥结石路面；新建大坝0+020—0+200桩号段水泥土搅拌桩防渗墙；培土放缓下游坝坡，新建下游草皮护坡；坝肩、坝坡及坡脚处新建预制U40型排水沟。新建永久溢洪道位于大坝左坝肩，堰型为宽顶堰。堰顶高程55.00m，宽5m。新建输水涵管位于大坝0+130桩号，为现浇钢筋砼圆管，管径800mm。涵管进口采用塔式进水口，进口高程47.70m，出口高程47.50m，更换0.8×0.8m平板闸门，10T螺杆式启闭。5.2大坝工程加固设计5.2.1设计依据(1)《防洪标准》（GB50201-94）；(2)《水利水电工程等级划分洪水标准》（SL252-2000）；(3)《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）；(4)《溢洪道设计规范》(SL253-2000)；(5)《灾后堤防加固15项推荐技术指南》水利98.12(6)《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）；(7)《水利建设项目经济评价规范》（SL72-94）；(8)《水利水电工程设计工程量计算规定》（SL328-2005）；(9)《水利水电工程施工质量评定规范》（SL176-1996）(10)《工程建设标准强制性条文》（水利工程部分2004年版）；(11)《水工挡土墙设计规范》（SL379-2007）；(12)《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）；(13)《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》(SL/T225-1998)；(14)《水库工程管理设计规范》（SL106-96）；1 华北水利水电学院毕业设计(15)《水利工程管理单位编制定员试行标准》（SLJ705-81）；（16）《海南省海口市琼山区龙坡水库大坝安全鉴定大坝安全评价报告》，海南宏生勘测设计有限公司，2011年2月；（17）《大坝安全鉴定报告书》，海南省水务厅，2011年2月；（18）《海南省海口市琼山区龙坡水库工程地质勘察报告》（除险加固初步设计阶段），海南省宏生勘测设计有限公司，2012年1月。5.2.2坝顶高度复核1、坝顶高程计算根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的规定，平均波高及平均波长采用莆田试验站公式计算。计算过程详见附录1中1.1章节。2、波浪爬高计算龙坡水库大坝为5级建筑物，根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的规定，设计波浪爬高值应采用累积频率为5%的爬高值R5%，R按下式计算；计算过程详见附录1中1.1章节。3、坝顶高程计算根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189—96）规定，坝顶超高按下式确定：Y=R+A计算过程详见附录1中1.1章节。4、坝顶高程确定由附录1中1.1章节计算结果可见，应以设计洪水位情况控制大坝的防洪安全，计算的大坝坝顶高程为57.48m，比加固后的坝顶高程57.60m低0.12m。所以加固后坝高能满足规范的要求，故水库大坝加固后的抗洪能力能满足防洪安全要求。5.2.3大坝渗流稳定分析1、加固前渗流计算1 华北水利水电学院毕业设计渗流稳定计算断面，选取最不利断面；采用公式法进行渗流计算。根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）的规定并结合本工程的实际情况，本次校核选用以下两种工况对大坝进行渗流分析计算。工况1：水库正常蓄水位55.00m与下游无水时，渗流计算；工况2：上游库水位从校核洪水位56.23m降到正常蓄水位55.00m时，渗流计算；计算过程详见附录1中1.2章节。2、加固后渗流计算经分析，大坝年渗流量为3.0万m3，根据现场情况及渗流计算结果，结合地质勘测结论，拟对大坝0+020—0+200桩号段坝体及坝基接触带进行水泥土搅拌桩防渗加固处理。计算过程详见附录1中1.2章节。5.2.4大坝稳定分析计算根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）规定，经地质勘测结果，根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），水库库坝区地震动峰值加速度为0.3g，相应地震基本烈度为8度，故稳定计算应按以下两种情况校核其稳定情况：（1）稳定渗流期下游坝坡；（2）水库水位降落期上游坝坡；（3）正常运用遇地震的上游坝坡；（4）正常运用遇地震的下游坝坡；安全稳定分析计算断面，选取最不利断面；根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189—96）规定，本次复核边坡稳定分析计算采用瑞典圆弧法计算。1、计算过程详见附录1中1.3章节。分为四种工况。工况1：正常水位55.00m，下游无水运用时下游坝坡稳定情况，下游坝坡最危险滑裂面；工况2：库水位由校核洪水位56.23m降落到正常蓄水位55.00m，下游无水时上游坝坡稳定情况，上游坝坡最危险滑裂面；工况3：水库处在正常蓄水位55.00m，下游无水，遇8度地震情况下，坝体上游坝坡最危险滑裂面；工况4：水库处在正常蓄水位55.00m，下游无水，遇8度地震情况下，坝体下游坝坡最危险滑裂面2、成果分析根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）中表7.3.3规定“坝坡抗滑稳定最小安全系数”，在采用瑞典圆弧法时，正常运用条件下，工程等级为4、5级的大坝最小安全系数为1.15，非常运用情况下为1.051 华北水利水电学院毕业设计计，稳定的大坝加固前稳定分析，结果如表5-3。表5-3大坝加固前安全稳定分析计算成果表计算时期抗滑稳定安全系数Ｋ允许抗滑稳定安全系数Ｋ允备注稳定渗流期下游坝坡0.9591.15不满足要求水位降落期上游坝坡1.561.05满足要求稳定渗流期遇地震时上游坝坡1.3081.05满足要求稳定渗流期遇地震时下游坝坡0.8471.05不满足要求经计算，大坝在两种运用工况下，大坝上、下游坝坡均满足抗滑稳定要求。5.2.5大坝存在的安全隐患和除险加固措施1、大坝存在的安全隐患经对大坝存在的安全隐患进行复核，认为大坝存在的主要问题有：（1）、大坝坝体坝体填筑质量差，上游砼护坡整体较好，局部老化，下游为草皮护坡，贴坡排水体失效，无坝肩排水系统，大坝坝体与坝基渗漏严重，靠坝脚位置大量渗水，影响大坝安全运行。（2）、大坝现状坝顶高程不满足防洪要求，上游砼护坡局部老化开裂。（3）、大坝无水情、工情观测设施，管理设施落后。2、除险加固措施（一）大坝加固设计（1）坝顶加固设计大坝经计算，现状坝顶高程不满足防洪要求，故拟在左坝肩新建一座永久溢洪道，加固后计算坝顶高程57.48m，本次设计坝顶高程57.60m，满足大坝防洪要求。坝长220m，顶宽4.0m。本次加固新建坝顶两侧C20砼预制路缘石0.2m×0.4m，同时铺设20cm泥结石路面；路面向下游面倾斜2‰。（2）坝坡加固设计将原护坡凿毛清洗后浇筑10cm厚C20砼护坡，坡比1:2.5，新建砼护坡每3m×4m分缝，缝宽2cm，缝间采用闭孔泡沫板分缝，沥青砂浆封盖2cm。培土加厚放缓下游坝坡，为两级坡，坡比均为1:2.5，坡面采用大叶草草皮护坡；在下游坝坡高程52.00m处设宽1.5m的马道。（3）坝体排水设计1 华北水利水电学院毕业设计增设两岸坝肩及坝脚排水系统，排水沟采用C20砼U40型预制排水沟，单块长度1m，缝内用无砂砼填充（2-3cm缝）。拆除原干砌石贴坡排水，新建干砌石排水棱体，棱体顶高程49.50m，棱体内侧坡比为1:1，外侧坡比为1:1.5，棱体顶部及外侧采用预制C15六角砼块护面。（4）填筑土料设计在库区周边广泛分布有玄武岩残坡积土的高液限粘土土料，根据土料试验资料，其最大干密度为1.36g/cm³，最优含水率34.3%。根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》SL189-96中的规定“粘性土料压实度可取0.95～0.97”，结合本工程实际情况，采用压实度为0.96。（5）填筑要求要求压实后渗透系数小于1×10-4cm/s，设计干容重不小于1.31g/cm³，填筑粘土的含水率控制在最优含水率的-2%～+3%偏差范围以内，水溶盐含量、有机质含量需满足《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）中规定要求。土料采用立式开采，开采前需清除表层50cm，填筑前将土中大粒径砾石及各种杂质清除，确保填土要求。（二）大坝防渗设计目前我省大坝防渗使用比较多的技术主要有砼防渗墙、高压喷射灌浆、劈裂灌浆、水泥土搅拌桩防渗墙、土工膜防渗、帷幕灌浆等措施。经比较各种防渗措施优劣，结合本工程的实际，本工程对大坝0+020—0+200桩号段坝体采用水泥土搅拌桩处理，处理深度在大坝中间进入全风化层表层，大坝两侧进入②高液限粘土层不小于1.5m。水泥土搅拌桩采用一次成墙，成墙厚度30cm，允许钻孔竖直误差不得大于0.1%，无侧限抗压强度大于0.5Mpa，轴抗压强度大于1.0Mpa，允许渗透比降大于50，破坏渗透比降大于200，成墙渗透系数不大于1×10-6cm/s。5.3溢洪道加固设计5.3.1溢洪道存在问题及加固措施1、溢洪道现状及各部位存在的安全隐患水库现状无溢洪道。2、溢洪道设计标准龙坡水库加固后总库容为41万m3，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）的规定，该水库枢纽工程为Ⅴ等工程，主要建筑物等级为51 华北水利水电学院毕业设计级，次要建筑物等级为5级，此次加固工程溢洪道消能工按10年一遇洪水设计。3、溢洪道加固措施溢洪道布置包括引渠、控制段、泄槽段、消能段、出口段及尾水渠。（一）引渠新建溢洪道引水渠护砌总长32m。引水渠设有喇叭式进口、圆弧段和直线段。喇叭式进口首端和末端宽度分别为10m、5m，长11m；圆弧段为矩形断面，宽5m，曲率半径为20m，圆心角48°，弧长17m；直线段长4m，宽5m；引水渠底板采用30cm厚的M7.5浆砌石护砌，底板首端高程为54.30m，末端高程为54.70m，坡度为1:80；两边为M7.5浆砌石挡墙，每11m分缝，缝宽2cm，缝间采用两毡三油填缝，墙体采用M10水泥砂浆批档，墙内设Φ50mmPVC排水管，管间距2m，呈梅花型布置，内侧管口用土工布包扎，砂碎石反滤，外侧管口距底板50cm。挡墙顶部以上按1:1.5的斜坡植种草皮护坡至原地面高程。（二）控制段溢流堰堰顶高程55.00m，堰坎厚度4m，过流断面净宽5m，底板厚度50cm；堰顶新建一座机耕桥，设计标准汽-10，桥面宽4m，桥跨为5m；桥上设围栏，桥底高程57.00m（高于校核洪水位56.23m），满足泄洪要求（超高不小于0.3m）。（三）泄槽段泄槽段长70m，为矩形断面，宽5m，有圆弧段和直线段。溢0+036—溢0+051和溢0+101—溢0+106为直线段，溢0+051—溢0+101为圆弧段，圆弧曲率半径30m，圆心角78°；泄槽段底板采用C20砼护砌，两侧设M7.5浆砌石挡墙，挡墙墙身裸露面采用M10水泥砂浆批挡，墙内设Φ50mmPVC排水管，管间距2m，呈梅花型布置，内侧管口用土工布包扎，砂碎石反滤，外侧管口距底板50cm。底板及挡墙每10槽底板横向每10.0m设置一伸缩缝，缝宽2cm，缝间采用闭孔泡沫板分缝，迎水面采用沥青砂浆封盖2cm；底板坡度为1:8.75，底板沿两侧、横缝处各设纵向排水沟，横向排水沟，排水沟尺寸为30cm×30cm，沟内埋设Φ100软式透水管。挡墙顶部以上按1:1.5的斜坡植种草皮护坡至原地面高程。（四）消能段消能段为底流消能，底板采用30cm厚的C20砼，底板下面铺设10cm砂碎石垫层，底板设Φ50mmPVC排水管，按梅花布置；两侧设M7.5浆砌石挡墙，挡墙墙身裸露面采用M10水泥砂浆批挡，墙内设Φ50mmPVC排水管，管间距2m，呈梅花型布置，内侧管口用土工布包扎，砂碎石反滤，外侧管口距底板50cm。1 华北水利水电学院毕业设计挡墙顶部以上按1:1.5的斜坡植种草皮护坡至原地面高程。（五）海漫段海曼段为扩散段，长15m，首端宽5m，末端宽16m，采用M7.5浆砌石底板护砌，两侧设7.5浆砌石挡墙，挡墙墙身裸露面采用M10水泥砂浆批挡，墙内设Φ50mmPVC排水管，管间距2m，呈梅花型布置，内侧管口用土工布包扎，砂碎石反滤，外侧管口距底板50cm；挡墙顶部以上按1:1.5的斜坡植种草皮护坡至原地面高程。（六）尾水段考虑到海曼段出口处有交通要求，故在溢0+127-溢0+134处设渐变段，渐变段底板采用C20砼护砌20cm，圆弧曲率半径53.6m，路面两端各设C20砼路缘石，两侧路面高程47.80m，中心高程47.20m。溢0+134-溢0+137底板采用C20砼护砌20cm，位于原渠道上部预留Φ100mm排水孔，孔间距40cm。溢0+137—溢0+152段为收缩段首端宽16m，末端宽5m，采用M7.5浆砌石底板护砌，两侧设7.5浆砌石挡墙，挡墙墙身裸露面采用M10水泥砂浆批挡，其出口开挖疏浚后与原土沟连接。5.3.2溢洪道设计有关计算1、溢洪道陡坡水面线计算和侧墙高度计算计算过程详见附录1中1.4章节。通过计算弯道外侧最大水面差为0.68m，及泄槽段水深计算结果（见附录1中1.4章节表1-5），根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）中规定，控制段岸墙的顶部高程，在校核洪水情况下，其最小安全超高不小于0.3m，结合坝顶高程，取控制段墙顶高程为57.60m（校核洪水位56.23m），泄槽段边墙高度不应低于水面线以上0.5～1.5m，因本工程开挖断面较大，结合本工程实际，取泄槽段边墙高度为1.8m，靠上游控制段和出口消能段顺墙高连接。2、消能工复核计算溢洪道消力池为底流消能形式。消能防冲建筑物设计洪水标准，参考《溢洪道设计规范》规定按10年一遇洪水设计；根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）规定，其消能计算过程详见附录1中1.4章节。5.4其他项目设计本工程除配置生产、生活设施外，根据工程生产生活需要配置水位尺8个，新建1 华北水利水电学院毕业设计50m2管理房。5.5工程加固设计主要工程量此次加固工程加固主要建筑物包括大坝、溢洪道、输水涵管等。加固各建筑物主要工程量见表5-7。表5-7大坝加固主要工程量表编号工程或费用名称单位数量Ⅰ：第一部分：建筑工程　　一挡水建筑物工程　　　大坝加固工程（L=220m）　　　上游坝坡加固工程　　1机械开挖土方（1.0m³挖掘机、0.5km内）m³142.82机械回填土方（0.5km内取土）m³71.43C20砼护坡（厚10cm）m³318.04闭孔泡沫板分缝（缝宽2cm）㎡142.65水泥砂浆填缝（缝宽2cm）㎡35.66C20砼步级m³7.8　坝顶加固工程　　1机械开挖土方（1.0m³挖掘机、0.5km内）m³92.42机械回填土方（0.5km内取土）m³277.2320cm泥结石路面㎡924.04C20预制砼路缘石制作m³37.05C20预制砼路缘石安装m³37.0　下游护坡加固工程　　1机械开挖土方（1.0m³挖掘机、0.5km内）m³1208.02机械回填土方（0.5km内取土、利用溢洪道开挖土方）m³3882.03C20预制砼U型排水沟制作运输安装（U40）m³11.84人工铺设草皮护坡㎡3224.65拆除原干砌石贴坡排水m³384.36干砌石排水棱体（新建）m³374.21 华北水利水电学院毕业设计7人工铺筑砂垫层(厚15cm、排水棱体)m³72.68人工铺筑碎石垫层(厚15cm、排水棱体)m³72.69人工铺设土工布（300g/㎡）㎡483.810C15砼预制六角块制作、运输、安装m³33.111M7.5浆砌石排水沟m³28.412C20砼步级m³10.113石渣运输（0.5km内）m³384.3　大坝防渗工程　　　水泥土搅拌桩（0+020~0+200桩号段、墙厚30cm）　　1先导孔m75.02深层水泥搅拌桩防渗墙（多头搅拌桩、最大孔深12.9m、墙厚30cm）m1749.0二泄水建筑物工程　　　溢洪道加固工程（L=152m）　　1机械开挖土方（1.0m³挖掘机、0.5km内）m³7954.72机械回填土方（0.5km内取土、利用原土）m³1688.83M7.5浆砌石底板（厚30cm）m³247.34C20砼底板m³212.95Ф50mm软式透水管购置安装m188.06人工铺筑砂、碎石垫层m³19.37C20砼路缘石m³1.78人工铺筑砂、碎石垫层（10cm厚)m³20.09C20桥面砼m³3.810C20砼栏杆m44.011C25砼桥板m³5.912C25砼墩帽m³4.813脚手架m³57.214钢筋制作安装t3.315M7.5浆砌石边墙m³510.116M10水泥砂浆批挡㎡576.717闭孔泡沫杉木板分缝（缝宽2cm）㎡82.518沥青砂浆封盖（厚2cm）㎡3.119Ф50mmPVC排水管购置安装m97.51 华北水利水电学院毕业设计20人工铺设土工布(300g/㎡)㎡4.121人工铺设草皮护坡㎡1073.3三输水建筑物工程　　　输水涵管加固工程（L=48.2m）　　A进口段　　1拆除原钢筋砼进口m³26.22拆除原有进口浆砌石m³9.23M7.5浆砌石底板m³7.74M7.5浆砌石边墙(进口段）m³8.85M10水泥砂浆批挡㎡27.36Φ50mmPVC管购置安装m8.87抛石护脚(进口段）m³6.48C25砼闸室m³11.29C15砼垫层（厚10cm）m³1.910C25二期砼门槽m³2.211C25砼闸底板m³15.512C25砼梁柱m³8.913C25砼工作桥m³12.114C25砼排架m³5.215C20砼排架基础m³5.416C20砼栏杆m84.717M7.5浆砌石边墩m³5.118C25砼垫梁m³0.219泡沫沥青木板（厚7cm）㎡1.420油毛毡㎡2.621钢筋制作安装t7.822脚手架m³219.623新建启闭机房㎡9.024石渣运输（0.5km内）m³35.4　管身段（L=48.2m)　　1机械开挖土方（1.0m³挖掘机、0.5km内）m³5410.12机械回填土方（0.5km内取土、利用原土）m³5139.63拆除原钢筋砼管身m³5.81 华北水利水电学院毕业设计4拆除原浆砌石支座、管身m³88.35C25砼管身（Φ80cm）m³33.36C20砼支座m³71.87C20砼截水环m³10.08止水铜片m7.69C20砼压顶m³2.910钢筋制作安装t2.811石渣运输（0.5km内）m³94.1　出口段　　1拆除原有出口浆砌石m³20.22M7.5浆砌石边墙（出口段）m³40.53M10水泥砂浆批挡㎡57.24Φ50mmPVC排水管m13.35C15砼底板（出口段）m³7.96人工铺筑砂、碎石垫层（厚15cm）m³3.97石渣运输（0.5km内）m³20.2四房屋建筑工程　　1新建管理房㎡50.02室外工程项1五其他建筑工程　　1白蚁防治费㎡3224.62C20砼预制水位尺柱制作m³0.443C20砼预制水位尺柱安装m³0.444水位标尺成品铁皮张85钢筋制作安装（水位尺）t0.0802C20砼预制沉降柱制作m³1.393C20砼预制沉降柱安装m³1.395钢筋制作安装（沉降柱）t0.1001 华北水利水电学院毕业设计第6章施工组织设计6.1施工条件6.1.1工程条件本区属火山岩剥蚀准平原地貌单元，地势开阔平坦，地表地形起伏不大，周边地面高程在35.50～72.70m之间，相对高差为5～35m不等，库区周围坡度不一，一般在5°～25°之间，周边地表未见较明显的陡坎发育。坝区施工场地虽不是特别开阔，但坝体填筑工量不大，可满足施工要求。本项目由大坝，溢洪道和输水涵管三部分组成。主要建筑材料钢材、水泥、木材等可在海口市购买。施工用电从工地附近高压线路引接经降压可供施工使用。施工生产、生活用水可直接从库内抽取或附近村庄引用。6.1.2自然条件本流域属亚热带海性气候，气候温和，热量充足，雨量充沛，库区多年平均降雨1830mm，但年内分配极不均匀，5～11月降雨量约占全年雨量的80%，其余月份仅占20%；夏秋季台风活动频繁，台风暴雨是本地区洪水的主要成因；多年平均10分钟最大风速13.6m/s；多年平均相对湿度85%，多年平均径流深860mm，多年平均径流量83.4万m3。6.2施工导流此次加固工程除涵管施工以外，其它工程施工导流均采用涵管放水进行导流，施工时只需对涵管进口进行开挖，形成引渠，以便于导流；改造涵管工程，采用水泵抽水泄洪，进口围堰。6.3料场的选择与开采工程所需土料数量较少，仅局部填筑需要少量填土料。勘察期间对坝址附近进行了土料调查，库区周边广泛分布有玄武岩残坡积土的高液限粘土土料，岸坡现主要种植有橡胶、胡椒等作物。土层表部0.5m为剥离层，料中局部夹较多未完全风化的全风化玄武岩碎块等，可开采厚度约3～5m不等，土料储量丰富，基本能够满足此次除险加固的需要。坝址附近缺乏砂料，除险加固工程所需砂料可从库区西南方向的海口市旧州镇1 华北水利水电学院毕业设计附近等地购买，砂料为南渡江上游的河砂，以中、粗砂为主，储量较为丰富，质量较好，可满足工程需求，运距约20km。坝址附近缺乏石料，枢纽工程除险加固所需石料可从库区附近的海口市红旗镇采石场购买，该处石料为中～微风化致密的玄武岩石料，质量和储量能满足工程技术要求，石料场至水库运距约为6km。6.4主体工程施工方法6.4.1坝身填筑工程施工施工时，应对培土的地基表层的石块、淤泥腐殖土、泥炭及各种杂物等用人工进行清除，清基深度30-50cm；同时需对基础进行平整压实，清基范围应超出设计边线1m以上。在工程正式开工前，应根据压实试验，选定铺土厚度、含水率的适宜范围、压实方法和压实遍数。土料的铺填与压实工序应连续进行，以免土料被晒干而影响填筑质量。对表面已经风干的土层，在其上再填新土前应做表面刨毛和晒水湿润；同时在坝坡平面开挖梯形槽，增加新老土体结合面积。对机械无法进行压实的地方，应辅以人工夯具进行夯实；若填土出现“弹簧土”、层面光面、层间中空、松土层或剪切破坏等现象，应根据具体情况及时处理，或挖除，或刨松重新碾压，经检验合格后才能铺填新土。坝坡土方由机械挖运，59kw推土机推平。填筑时采用1m3挖掘机挖装土，5t自卸汽车运土上坝，履带式拖拉机碾压，单层碾压厚度不得大于30cm。履带式拖拉机无法施工的边角部位，采用小型机具或人工打压密实。6.4.2溢洪道施工此次加固工程新建永久溢洪道，施工过程中采用涵管进行导流，施工前需放空库容。枯水期先进行基础开挖，浆砌石砌筑，混凝土浇筑振捣等。侧墙两侧填土回填夯实至设计断面。6.4.3涵管施工此次加此次破坝新建输水涵管，重建涵管进口，进口高程47.70m，出口高程47.50m，新建启闭机室，进行墙面抹灰。更换启闭设备（手电两用10T螺杆式启闭机1台）和闸门（铸铁矩形闸门1个）。1 华北水利水电学院毕业设计6.4.4砌石工程施工6.4.4.1浆砌石工程施工方法及要求浆砌石施工时，必须采用座浆法分层砌筑，砂浆采用200升砂浆搅拌机搅拌，砌筑采用人工施工。严格执行《浆砌石坝施工技术规定》，砌筑前，选用符合设计要求规格的块石，表面无泥垢、水锈等杂质，先铺砂浆后砌筑，砂浆单层厚度不得小于3cm，分层砌筑，每层砌体厚度不大于30cm上下错缝，内外搭接、砌立稳定在铺砌前，石料先洒水湿润，使其表面充分吸收，但不得残留积水；石料质地要求坚硬无风化，单块质量不得小于30kg，单块块石有一边边长不得小于30cm，竖砌、紧密；砌筑要插捣密实，砌筑完成后，砌体及时养护。6.4.4.2干砌石工程施工方法及要求干砌石工程砌筑采用竖砌，紧密，砌石单块重量不得小于30Kg，石料质地坚硬、新鲜，无剥落、裂纹现象，若有裂纹必须劈开方可使用。不得使用有尖角或薄边的石料，石料有一边尺寸不小于30cm。砌筑时采用立砌法，石料要垫稳、填实，与周边砌石靠紧，严禁架空，长度在30cm以下的块石连续使用不超过4块，并且两端必须加丁字石。长条形石料丁向砌筑，不顺长使用。砌筑时严禁出现通缝、叠砌和浮塞；不得在外露面用块石砌筑而中间以小石填心情况；不得在砌筑层面上以小块石、片石找平；砌体顶面要以大块石压顶。大坝排水棱体施工石料可利用原满足要求石料进行施工。6.4.5砼工程施工本工程砼量较少，采用0.4m3砼搅拌机拌制砼，胶轮架子车运送入仓，振捣器振捣密实，施工时严格按照相关规范进行。6.4.6坝基、坝体防渗施工大坝水泥土搅拌桩施工的具体要求为：①水泥土防渗墙采用多头小直径深层搅拌桩技术施工，按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）中的湿法进行，所形成的水泥土防渗墙厚度不得小于30cm，墙体固化剂采用R32.5普通硅酸盐水泥，水泥参入量（占天然土重的百分比）为12%～15%，水泥浆水灰比一般选用0.45～0.55，由施工方根据土质及其含水量大小自行调整选定；设计控制指标1 华北水利水电学院毕业设计为：水泥土防渗墙无侧限抗压强度大于0.5MPa，墙体结石轴抗压强度大于1.0MPa，允许渗透比降大于50，破坏渗透比降大于200，水泥土防渗墙渗透系数小于1×10-6cm/s；在正式施工前应通过现场打试验桩和室内试验确定不同地层所需的水泥掺入量，浆液配比，提升速度，允许电流等其他有关的施工参数。②搅拌桩施工时须使桩机保持水平，钻杆保持竖直，竖直误差不大于0.1%，沿桩深方向的接头若施工时因故停浆应及时通知操作人员记录停浆深度，如果在24h内恢复输浆，喷浆时应将桩机搅拌下沉停浆面以下0.5m，重复喷浆长度不小于1.0m；若超过24h则应和前一根桩进行对接，待水泥土防渗墙具有一定强度后，先在接头处用工程钻机钻孔，然后再灌注水泥砂浆作连接处理；相邻装段施工相隔时间如超过24h，接头可采用对接或搭接的办法进行，如下图示：③水泥浆液须充分拌和，不得离析，浆液的存放时间为：气温10℃以下时，不超过5h，气温在10℃以上时，不宜超过3h；浆液存放超过有效时间后须按照废浆处理，不得继续使用。④喷浆下沉和上升的速度必须符合施工工艺要求，应有专人记录每根桩的下沉和提升时间，深度记录误差不得大于5cm，时间记录误差不得大于5s，施工中发生的问题及处理情况应在记录中注明。⑤施工过程中必须随时检查注浆量、桩深、桩径、桩机的水平度、桩间搭接长度等，并对每个单元防渗墙墙体作质量评定。⑥防渗墙应在成墙后15天内，应保证墙体外观质量好，无蜂窝与孔洞，墙厚与桩间搭接满足设计要求，成墙整体性好。⑦防渗墙的施工和质量检验须严格执行《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）第11.3和第11.4中有关条款的规定。不详之处按现行有关规范执行。1 华北水利水电学院毕业设计6.5施工进度安排及主要工程量6.5.1施工进度安排根据工期定额和实际情况，本工程计划于2012年11月开工，2013年4月完工，总工期为6个月。具体安排如下：2012年11月1日～11月15日，施工前准备；2012年11月15日～2012年12月15日，施工围堰，施工输水涵管工程；2012年12月～2013年1月，施工溢洪道；施工上游护坡及齿墙；2013年2月，大大坝坝体水泥土搅拌桩灌浆；完成坝体培厚的施工及坝顶工程；2013年2月～2013年3月，安装启闭机、闸门；新建管理房；2013年4月，观测设备安装及所有施工项目扫尾工作。6.5.2主要工程量本项目由大坝、溢洪道和输水涵管三部分组成。主要材料用量：水泥382t，钢筋14.36t，板枋材11.86m³,汽油0.27t，柴油26.41t，砂895m³，碎石1060m³，块石1460m³。主要工程量（建筑工程）汇总：土方开挖14808.0m³，土方回填11059.0m³，砼837.2m³，砌石1222.1m³。6.6施工管理组建一支强有力的项目管理领导班子，加强管理，统一协调。实行行之有效的项目目标管理和分工负责的管理方法，将进度计划安排切实落实到每个施工班组、人员上。在科学合理的组织施工的基础上，严格按照进度计划安排投入足够的人力以保证劳动强度，在时间安排上力求前紧后松以保证按期或提前完工。施工组织设计和施工进度计划应切实可行，进度目标明确，实行科学管理，通过合理安排使工序衔接紧密，把本工程施工形成、平行、流水、交叉作业，最大限度的加快施工进度。同时及时进行检查计划的执行情况，发现问题及时采取措施进行解决，保证各施工项目达到预定的进度目标。1 华北水利水电学院毕业设计工程所需的设备将在确定的时间内到位。施工过程中要做好机械设备的维护保养，同时备足设备配件，确保机械设备的完好率达到90%以上，随时可使用率达到80%以上，保证正常运转。增加备用力量，避免因机械故障和人员变动等原因造成工程施工进度的影响工程中使用的各种材料要预先落实到位，并有计划地组织材料物资到场，确保不因材料物资供应问题贻误工程进度。工程总设计概算为289.71万元。1 华北水利水电学院毕业设计致谢感谢海南宏生勘测设计有限公司给予我实习的机会，让我有机会将所学的理论知识运用到实际操作中。感谢海南宏生勘测设计有限公司总工办的胡志远总工和曾冬灵工程师在百忙之中仍给予我帮助和耐心的指导。感谢罗国杰老师在理论知识上给予的补充和方向上的指引。感谢所有在我完成毕业设计中给予我帮助，指引的水利前辈，在此，表示衷心的感谢。1 华北水利水电学院毕业设计参考文献[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》（SL89-96）；[3]《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）；[4]《水工混凝土结构设计规范》（SL/T191-2010）[5]《溢洪道设计规范》SL253-2000；[6]《水利水电工程初步设计报告编制规程》DL5021-93；[7]《水利工程水利计算规范》SL104-95；[8]《海南省海口市琼山区龙坡水库大坝安全评价报告》；海南宏生勘测设计有限公司[9]《海口市琼山区龙坡水库大坝安全鉴定报告书》；海南省水务厅[10]《海南省海口市琼山区龙坡水库除险加固工程地质勘查报告》（初步设计阶段）；海南宏生勘测设计有限公司[11]天津大学祁庆和；高等学校教材；《水工建筑物》；中国水利水电出版社；2006年第三版；[12]华东水利学院；吴持恭；《水工设计手册》；中国水利水电出版社；1996；[13]河海大学、西安理工大学、清华大学合编；高等学校教材《水利水能规划》；中国水利水电出版社；1996年10月第三版；1 华北水利水电学院毕业设计附录1大坝工程加固设计1.1坝顶高度复核1、坝顶高程计算根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的规定，平均波高及平均波长采用莆田试验站公式计算。式中：hm——平均波高（m）；Tm——平均波周期（s）；Lm——平均波长（m）；W——计算风速；D——风区长度（m）；Hm——水域平均水深（m）；H——坝迎水面前水深（m）；2、波浪爬高计算龙坡水库大坝为5级建筑物，根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的规定，设计波浪爬高值应采用累积频率为5%的爬高值R5%，R按下式计算；R5%=ψRm式中：Rm——平均波浪爬高（m）；R5%——累积频率为5%的波浪爬高（m）；K△——坝坡的糙率渗透性系数【查规范(SL274-2001)表A.1.12-1】；1 华北水利水电学院毕业设计Kw——经验系数【查规范(SL274-2001)表A.1.12-2】；ψ——5%频率下爬高与平均爬高比值【查规范(SL274-2001)表A.1.13】;3、坝顶高程计算根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189—96）规定，坝顶超高按下式确定：Y=R+A式中：Y——坝顶超高，m；R——设计波浪爬高，m；A——安全加高；龙坡水库大坝属4级，安全加高A在正常运用情况下取0.5m，非常运用情况下取0.3m，计算结果见表1-1。表1-1龙坡水库波浪与坝顶超高计算成果表项频目率(%)库水位吹程水域平均水深设计风速坝前水深波浪爬高安全加高地震涌浪高度坝顶超高坝顶高程ÑDH0VHRAyh(m)(km)(m)(m/s)(m)(m)(m)(m)(m)(m)1055.886008.3820.461.10.51.657.48256.236508.7313.66.50.640.30.9457.17地震55.000.640.30.81.7456.744、坝顶高程确定由上表可见，应以设计洪水位情况控制大坝的防洪安全，计算的大坝坝顶高程为57.48m，比加固后的坝顶高程57.60m低0.12m。所以加固后坝高能满足规范的要求，故水库大坝加固后的抗洪能力能满足防洪安全要求。1.2大坝渗流稳定分析1、加固前渗流计算渗流稳定计算断面，选取最不利断面；采用公式法进行渗流计算。根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）的规定并结合本工程的实际情况，本次校核选用以下两种工况对大坝进行渗流分析计算。工况1：水库正常蓄水位55.00m与下游无水时，渗流计算；工况2：上游库水位从校核洪水位56.23m降到正常蓄水位55.00m时，渗流计算；1 华北水利水电学院毕业设计(一)加固前大坝渗流计算:（1）计算断面的确定：本次大坝渗流计算断面的简化断面见图5-1。图1-1计算简图（2）渗透指标的确定：本次计算断面的渗透指标主要依据地质勘探的成果，按照现场注水实验、压水实验、室内土工实验及钻孔柱状图资料，确定坝体渗透系数为4.0×10-4cm/s，透水地基（①高液限粘土）渗透系数为5.0×10-5cm/s，透水地基深度按3m，透水地基有效深度系数为1.0。（3）渗流计算工况1：上游正常蓄水位55.00m，下游按无水考虑，坝体浸润线见图5-2。图1-2坝体浸润线计算结果（工况1）单宽流量为0.379m3/d﹒m，下游出逸点高度2.538m，坝体逸出点比降0.43，坝基逸出点比降0.345。工况2：库水位由校核洪水位56.23m降落到正常蓄水位55.00m，下游无水，坝体浸润线见图5-3。1 华北水利水电学院毕业设计图1-3坝体浸润线计算结果（工况2）2、加固后渗流计算经分析，大坝年渗流量为3.0万m3，根据现场情况及渗流计算结果，结合地质勘测结论，拟对大坝0+020—0+200桩号段坝体及坝基接触带进行水泥土搅拌桩防渗加固处理。(一)确定坝体渗透系数为4.0×10-4cm/s，透水地基为①高液限粘土，渗透系数5.0×10-5cm/s，深度为3m，水泥土防渗墙防渗渗透系数按1×10-6cm/s，墙体按0.3m计算，透水地基有效深度系数为1.0。（1）水库正常蓄水位55.00m与下游无水时，渗流计算，计算结果如图5-4所示。图1-4坝体加固后浸润线计算结果单宽流量为0.098m3/d﹒m，年漏水量为0.8万m3，加固后浸润线明显降低。1.3大坝稳定分析计算根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）规定，经地质勘测结果，根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），水库库坝区地震动峰值加速度为0.3g，相应地震基本烈度为8度，故稳定计算应按以下两种情况校核其稳定情况：（1）稳定渗流期下游坝坡；（2）水库水位降落期上游坝坡；（3）正常运用遇地震的上游坝坡；（4）1 华北水利水电学院毕业设计正常运用遇地震的下游坝坡；安全稳定分析计算断面，选取最不利断面；根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189—96）规定，本次复核边坡稳定分析计算采用瑞典圆弧法计算。式中：W——土条重量（N）；Q、V——分别为水平和垂直地震惯性力（向上为负，向下为正）；u——作用于土条底面的孔隙压力（N）；——条块重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角（度）；b——土条宽度（m）；、——土条底面的有效应力抗剪强度指标；MC——水平地震惯性力对圆心的力矩；R——圆弧半径。采用瑞典圆弧法计算时，正常运用条件下，工程等级为4、5级的大坝最小安全系数为1.15，非常运用情况下为1.05计，计算相关参数如表5-2。表1-2大坝稳定计算参数表统计项目天然含水量湿密度干密度土粒比重天然孔隙比饱和度慢剪粘聚力内摩擦角wrrdGseSrcj%g/cm3g/cm3%kPa度坝体填土43.31.761.232.761.25494.527.016.0①高液限粘土56.81.661.062.751.59397.220.013.0全风化玄武岩60.81.580.992.751.81492.023.016.01、大坝加固前稳定分析（1）计算断面的确定本次大坝稳定计算简图见图1-5。1 华北水利水电学院毕业设计图1-5大坝稳定计算简图大坝稳定计算断面的指标主要依据地质勘探的成果，按照现场注水试验、压水试验、室内土工试验、钻孔柱状图资料及渗流分析计算的成果，采用瑞典圆弧法计算坝体最危险滑裂面的滑动安全系数。计算参数参见表1-3。（2）计算内容及结果工况1：正常水位55.00m，下游无水运用时下游坝坡稳定情况，下游坝坡最危险滑裂面见图1-6。图1-6大坝下游坝坡稳定计算结果(工况1)经计算，滑动安全系数=0.959小于允许最小安全系数1.15，下游坝坡抗滑稳定不满足规范要求。工况2：库水位由校核洪水位56.23m降落到正常蓄水位55.00m，下游无水时上游坝坡稳定情况，上游坝坡最危险滑裂面见图1-7。1 华北水利水电学院毕业设计图1-7大坝上游坝坡稳定计算结果(工况2)滑动安全系数=1.56大于允许最小安全系数1.05，上游坝坡抗滑稳定满足规范要求。工况3：水库处在正常蓄水位55.00m，下游无水，遇8度地震情况下，坝体上游坝坡最危险滑裂面见图1-8。图1-8大坝上游坝坡稳定计算结果(工况3)滑动安全系数=1.308大于允许最小安全系数1.05，上游坝坡抗滑稳定满足规范要求。工况4：水库处在正常蓄水位55.00m，下游无水，遇8度地震情况下，坝体下游坝坡最危险滑裂面见图1-9。1 华北水利水电学院毕业设计图1-9大坝下游坝坡稳定计算结果(工况4)滑动安全系数=0.847小于允许最小安全系数1.05，下游坝坡抗滑稳定满足规范要求。2、成果分析根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）中表7.3.3规定“坝坡抗滑稳定最小安全系数”，在采用瑞典圆弧法时，正常运用条件下，工程等级为4、5级的大坝最小安全系数为1.15，非常运用情况下为1.05计，稳定的大坝加固前稳定分析，结果如表1-3。表1-3大坝加固前安全稳定分析计算成果表计算时期抗滑稳定安全系数Ｋ允许抗滑稳定安全系数Ｋ允备注稳定渗流期下游坝坡0.9591.15不满足要求水位降落期上游坝坡1.561.05满足要求稳定渗流期遇地震时上游坝坡1.3081.05满足要求稳定渗流期遇地震时下游坝坡0.8471.05不满足要求经计算，大坝在两种运用工况下，大坝上、下游坝坡均不满足抗滑稳定要求。3、大坝加固后稳定分析对大坝下游坝坡进行培土加厚处理，下游原河床段新建排水棱体，同时对大坝0+020—0+200桩号段坝体采用水泥土搅拌桩处理后大坝稳定分析如下：稳定计算断面的指标主要依据地质勘探的成果，按照现场注水试验、压水试验、室内土工试验、钻孔柱状图资料及渗流分析计算的成果，采用瑞典圆弧法计算坝体最危险滑裂面的滑动安全系数。1 华北水利水电学院毕业设计此次稳定计算只计算正常运用和非正常运用条件下游坝坡的稳定情况。（1）计算参数参见表1-3。计算简化断面见图1-10。图1-10大坝加固后坝坡稳定计算简化断面（2）计算内容及结果工况1：正常水位55.00m，下游无水运用时下游坝坡稳定情况，下游坝坡最危险滑裂面见图1-11。图1-11大坝下游坝坡稳定计算结果(工况1)经计算，滑动安全系数=1.27〉允许最小安全系数1.15，满足抗滑稳定要求。工况2：正常蓄水位55.00m，下游无水遇地震时下游坝坡稳定情况，下游坝坡最危险滑裂面见图1-12。1 华北水利水电学院毕业设计图1-12大坝下游坝坡稳定计算结果(工况2)滑动安全系数=1.08〉允许最小安全系数1.05，满足抗滑稳定要求。4、稳定的大坝加固前稳定分析，结果如表1-4。表1-4　　　　　　　　大坝加固后安全稳定分析计算成果表计算时期抗滑稳定安全系数k允许抗滑稳定安全系数k允备注稳定渗流期下游坝坡1.271.15满足要求稳定渗流期遇地震时下游坝坡1.081.05满足要求1.4溢洪道加固设计溢洪道设计有关计算1、溢洪道陡坡水面线计算和侧墙高度计算溢洪道为开敞式宽顶堰，过流净宽5m。陡坡段坡度为1:8.75。设计洪水位对应下泄流量为6.16m3/s，校核洪水位对应下泄流量为10.2m3/s；根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）规定，泄槽水面线采用分段求和法计算，计算公式如下：式中：—分段长度，m；1 华北水利水电学院毕业设计h1、h2—分段长分段始、末断面水深，m；v1、v2—分段长分段始、末断面水深，m；α1、α2—流速分布不均匀系数，取1.05；θ—泄槽低坡角度，（°）；i—泄槽底坡，i=tgθ；—分段内平均摩阻坡降；n—泄槽槽身糙率系数，取0.015；—分段平均流速，=（v1+v2）/2，m/s；—分段平均水力半径，=（R1+R2）/2，m；由于堰顶形式为宽顶堰，泄槽水面线起始断面定为泄槽首部，水深h1取用泄槽首部断面计算的临界水深hk。式中：q—单宽流量，m3/s﹒m；h1—起始断面水深，m；hk—临界水深，m；α—动能修正系数，取1.05；泄槽段掺气水深计算：式中：h、hb—泄槽计算断面的水深及掺气后的水深，m；v—不掺气情况下泄槽计算断面的流速，m/s；ζ—修正系数，取1.4s/m计算；泄槽弯道段内外侧横向水位差按经验公式计算。式中:Δh——弯道外侧水面与中心线水面的高差，mb——弯道宽度，b=5m；r0——弯道中心线曲率半径，r0=30mK——超高系数，查表A.3.4得，K=1.0。1 华北水利水电学院毕业设计泄槽段水深计算结果详见表1-5。表1-5溢洪道泄槽段水深计算表设计洪水位（P=10%)断面010203040506070水深（m）0.5370.2270.1980.1870.1830.1810.1800.180流速（m/s）2.295.446.236.586.736.806.836.84掺气后水深（m）0.5540.2440.2150.2050.2000.1980.1980.197校核洪水位(P=2%)断面010203040506070水深（m）0.7510.3500.296710.2730.2610.2550.2510.249流速（m/s）2.715.826.887.477.818.018.138.20掺气后水深（m）0.7800.3790.3250.3020.2900.2830.2790.277通过计算弯道外侧最大水面差为0.68m，及泄槽段水深计算结果（见（表5-4），根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）中规定，控制段岸墙的顶部高程，在校核洪水情况下，其最小安全超高不小于0.3m，结合坝顶高程，取控制段墙顶高程为57.60m（校核洪水位56.23m），泄槽段边墙高度不应低于水面线以上0.5～1.5m，因本工程开挖断面较大，结合本工程实际，取泄槽段边墙高度为1.8m，靠上游控制段和出口消能段顺墙高连接。2、消能工复核计算溢洪道消力池为底流消能形式。消能防冲建筑物设计洪水标准，参考《溢洪道设计规范》规定按10年一遇洪水设计；根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）规定，其消能计算如下：（5-15）（5-16）（5-17）1 华北水利水电学院毕业设计（5-18）（5-19）（5-20）式中：d—池深，m；σ—水跃淹没度，可取σ=1.05～1.10；h2—池中发生临界水跃时的跃后水深，m；ht—消力池出口下游水深，m；—消力池尾部出口水面跌落，m；h2—池中发生临界水跃时的跃后水深，m；Q—流量，6.16m3/s；b—消力池宽度，5m；φ—消力池出口段流速系数；L—自由水跃的长度，m；Fr1—收缩断面弗劳德数；h1—收缩断面水深，m；v1—收缩断面流速，m/s。计算结果见表1-6表1-6消能计算成果表收缩断面流速(m/s)收缩断面水深(m)水跃长度(m)跃后水深(m)池长(m)池深(m)6.840.187.201.225.760.401 华北水利水电学院毕业设计附录2英语原文：MethodsandproceduresforEIAEIAisthestrategicfortheactiveenvironmentalmanagementofbasindevelopmentandtheconstructionitems.Forwaterresourcesandpowerdevelopment,duringbasin-wideplanningandfeasibilitystudystageofprojectsenvironmentalimpactassessmentshouldbeprepared.Forbasin-wideplanningdocumentachapteronenvironmentalimpactsassessmentisnecessarywhileforfeasibilitystudyofprojectstheenvironmentalimpactstatementshouldbeprepared.1purposesoftheassessmentThepurposeofEIAistoassesstheenvironmentaleffectsduetoriverbasindevelopmentplayingorproposedhydroelectricproject.Forthepurposeofrationallyutilizingnaturalresources,protectingtheenvironment,improvingenvironmentalquality,andmaintainingtheecologicalbalance,theoptimumplancanbescreenedoutthroughthecomparisonofthetechnical,economicalandenvironmentalindicesofthealternativeplansoftheproject.Besides,thecorrespondingmitigationmeasuresfortheadverseeffectsandtheimprovementmeasuresforthebeneficialeffectsshouldbeputforwardsduringvariousstages,suchasplanning,design,construction,andmanagement.TheworkofEIAisveryimportant,asEIA(s)isthefundamentaldocumentfordecisionmakingandpolicyarrangementfortheproject.ThedevelopmentofEIAmakesitpossibletochangetheworkofenvironmentalprotectionfromastatusofpassivecontrolintoastatusofactivepreventionInaddition,themostimportantpointisthatthroughtheworkofEIAtheprojectcoulddevelopmorecomprehensivebenefitsandeliminatetheadverseeffect.2TheclassificationoftheassessmentAccordingtothetemporalandspatialdimensionstheenvironmentalimpactassessmentcanbeclassifiedintotwocategories.Fromtemporaldimensionitcanbefurtherclassifiedastheretrospectiveenvironmentalimpactassessmentforexitingprojects,thepresentenvironmentalimpactassessmentforprojectunderconstructionandtheprospectiveenvironmentalimpactassessmentforprojectsunderplanning.Generallyspeaking,theenvironmentalimpactassessmentrefersalmostalltotheprospectiveEIA.Fromspatialdimensionitcanbeclassifiedasassessmentforindividualproject,forasystemofprojects,andevenforalltheprojectsincludedintheriverbasinplanning.Thedepthofworkforenvironmentalassessmentshouldbecompatiblewithstageofplanninganddesign.Intheriverbasinplanningstage,the1 华北水利水电学院毕业设计environmentalassessmentshouldbemadeforthewholebasin,andapreliminarysuggestionformitigationmeasuresoftheadverseeffectsshouldbeproposed.Ifnecessary,reportsonspecialtopicsshouldbeprovidedforsignificantimpacts.Inthefeasibilitystudystage,theenvironmentalassessmentforeachofimportantparametersandcomprehensivechapterofenvironmentalprotectionshouldbeprovidedogiveadetaileddescriptionfordemonstrationtheenvironmentaleffectofprojectandimplementingthemitigationandimprovementmeasuresfortheadverseeffects,.Intechnicaldesignstage,anadditionalstudyshouldbemadefortheremainingkeyproblems.Inthestageofconstruction,theenvironmentalprot6ectionplanningandthepracticingschedulefortheconstructionareaandthereservoirregionshouldbeincluded.3MethodsandproceduresInpractice,methodsarecloselyinterconnectedwithprocedures.AccordingtotheprocessofEIA.Themethodsusedcanbedividedintotwocategories.Oneisforassessingtheenvironmentalchangeandimpactofeachindividualparameter,andtheotherisforassessingtheimpactofthewholeproject.Afterassessment,appropriatemitigationmeasurescanbeestablished,andcomprehensiveindicesandindicatorsforthewholeprojectcanbederivedsoastofacilitatethecomparisonofalternativeprojectdesigns.Theassessmentproceduresconsistoffivemainsteps:Impactidentification,impactprediction,impactevaluation,mitigationandprotectivemeasures,andmonitoringprograms.Amongthefivestepstheimpactidentification,impactpredictionandimpactevaluationaremostimportant.Foreachsteptherearedifferentmethodsandconsiderations.ImpactidentificationThestepstakentoidentifyenvironmentalparameterslikelytohaveimpactsareasfollows:⑴Understandingthecharacteristicsoftheproject,suchasbackwatercurve,changeofhydraulicandhydrologicalregime(suchaschangeofdischargeandsiltdistribution).⑵Selectionofanexistingsimilarprojectandcarryingoutretrospectiveenvironmentalassessmentforreference.⑶Investigationanddescriptionofthestatusoftheexistingenvironmentalsettingandbaseline.⑷Useofchecklistsofinteractionmatricesforimpactidentification.⑸Proposingtheparameterswithlikelyimpactsortheunknownparametersforfurtherimpactprediction.Thepurposesofthisaretoidentifythesignificantenvironmentalmodification,andtoestimatetheprobabilitythattheimpactwilloccur.Impactpredictionbeginswithquality1 华北水利水电学院毕业设计identification,thensimplemethodsareusedforquantificationandfinallymulti-factormodelingisusedfordetailedquantification.Someofthemethodsmightbeclassifiedasfollows:1Mathematicalmodelingofempiricalformula(suchasthereservoirandsoon).2Investigationandmeasurement(suchasthroughinvestigationofthescopeofdistributionofterrestrialfloraandfaunawithintheinundatedzonetopredicttheimpactonthem,thesamemethodisusedforpredictionoftheimpactonhistoricandarchaeologicalsites).3Analysisoftheeffectsofchangesinthehydraulicandhydrologicalregime(suchasthroughthestudyofchangeofflowandsiltpatternstopredicttheareasinfluencedoraffectedbyflood,water-loggingandsalinitydownstream,orthroughthechangeofhabitatsoffloraandfaunatopredictthefutureconditionofthedifferentspecies).4Analogyorcomparisonwithexistingprojects(suchastheuseofcomparisontoidentifythechangeinwatertemperaturequalitatively).Impactevaluation1.Environmentalimpactofeachindividualenvironmentalparameter.Onemustinvestigatethechangeinenvironmentalquality,proposetheremedialmeasuresforadverseeffects,calculatetherelationshipbetweenbenefitsandcosts,andseewhethertheenvironmentalchangeisbeneficialandacceptable.Themethodsconsistof:⑴Acomparisonofenvironmentalindicesorindicationsbetweenthesituationswithandwithouttheproject.⑵Establishingthevaluefunctiongraphsforeachindividualparameterandseeingwhethertheenvironmentalqualityisimprovedornot(0-10canbeusedtoshowthedegreeoftheenvironmentalquality,where0thatindicatestheenvironmentqualityistheworst,and10thebest).⑶Proposingremedialmeasuresforadverseeffectsandcalculatingcosts.⑷Reassessingtheenvironmentqualityaftertheremedialmeasureistaken.⑸Estimatingthedifferencesinadverseeffectbetweenthesituationswithandwithoutmitigationmeasures.⑹Calaculatingthebenefitsofmeasures⑺Anaktzingtherelationshipbetweenbenefitsandcosts,toseewhethertheimpactontheparameterisacceptable,andtoseeeffectivenessofmeasures.ComprehensiveassessmentoftheprojectThepurposeofcomprehensiveassessmentistoevaluatetheindexofimpactofthewholeprojecttocomparealltheoptionsandtoselecttheoptimumplan.Cost-benefitandadverse1 华北水利水电学院毕业设计effectsoftheprojectarecalculatedtoconclusionforeveryproject.Methodsofenvironmentalevaluationsystem,multi-criteriaanalysisorcost-benefitanalysismightbeused.Justlikeadhocmethods,checklists,matrices,overlays,networks,cost-benefitanalysis,simulationmodeling,andsystemanalysis,etc.Thesuperioritiesanddeficienciesofallthemaincanbeassessedbysixindices.Theproceduresforbasinenvironmentalimpactassessmentaresameasthoseforawaterresourcesproject,butthemethodsarenotsoperfectnow.Amethodisbasedonthequantifiedindicesofenvironmentalimpacts,subjecttosatisfyingofthemultipurposeofdevelopmentasitsconstraintsandtheminimumoftotaladverseimpact(aspeopledisplaced)asobjectives,bythedynamicprogrammingtechniqueandthematrixapproachetc.,tolayouttheplananddeterminethescaleofeachwaterproject.Forexample,DongjiangRiverBasin(inGuandongProvince)planning,theweightedregioncontrollingapproachandkeyelementscontrollingapproachhavebeenusedforfuzzyassessment.Anotherapproachusedbyindividualorganizationis:⑴Consideringallprojectsorcomponentsofcomponentsofthewholebasinasaunitorseveralsuitableunitstoassessthewholeenvironmentalimpactsontheupperpart(abovethelowestcascade)ofthebasin.⑵Computingthetotalindicesoftheconjunctiveoperationofallprojectsofthebasinsuchasthechangingofhydrologicandsedimentationregime,etc.toassessthewholeenvironmentalimpactsonthemiddle,lowerreaches,andtheestuary.⑶PreparingtheEIAofsinglekeyprojectoritscoordinationwithotherprojectsinordertopreventthenegationofthekeyprojectbyenvironmentalimpactstoinfluencethefeasibilityofthewholeplan.ResearchoftheimportantpointsforEIA1Levelsoftheenvironmentalsystems.Theenvironmentisacomplicatedsystem.ForEIAthetotalityofenvironmentshouldbedividedintoseverallevelsofsub-systems.Usuallyunderthetotalityofenvironmentitisdividedintofourlevelsofsysrt4ema,namelyenvironmentalcategories,environmentalcomponents,environmentalparameters,andenvironmentalmeasurements.InChinatheenvironmentalcategoriesarefurtherclassifiedasnaturalenvironmentandsocialenvironment.Undertheitemofnaturalenvironmentitisagainsubdividedintomanyenvironmentalcomponentssuchaslocalclimateofreservoirarea,whichagainconsistsoftheenvironmentalparameterssuchasprecipitation.Windandfogastheirsublevel.Forevaluationofthechangeofprecipitationmanyvaluesofenvironmentalmeasurementssuchasinternalmoisture,externalmoisture,andtheirrelationshipstoprecipitationsareutilized.2GeographicstudyareasTheareaaffectedbyaprojectisdeterminedonthescale,character,andlocationofthe1 华北水利水电学院毕业设计project.Inadditiontotheregionsdirectlyaffectedbytheproject,effectsoncertainneighboringregions,onthewholebasin,onaneighboringbasin,andevenontheestuaryshouldbeconsidered.Theaffectedareaisnotthesameforeachplanandforeachenvironmentalfactor,buttheaffectedareasforallalternativeplansshouldbecoordinated.Inotherwords,theareaofstudyshouldincludethewholeareaaffectedaswellassomeadditionalareaforputtingtheeffectsintoperspective.Inthecaseofawaterqualityparameter,suchastemperature,theareaaffectsintoperspective.Intheareaandthereachesdownstream,wherethetemperatureofthewaterisestimatedtochangeatleast1.0.3TimeframeforcomparisonsInaplanninginvestigation,thetimeframeformakingcomparisonsofenvironmentaleffectsshouldbethesameasthetimeframeformakingeconomicevaluations.Ordinarily,projectionsaremadebasedonthefuturewithandwithoutprojectconditionsforthetimelevelsofunderconstruction,completionandinoperation(25yearsaftercompletion).1 华北水利水电学院毕业设计外文译文：水利工程环境影响评价环境影响评价是评价由于人类的活动(如兴建大坝工程等)所引起的环境改变及其影响，它是区域开发和建谈项目环境管理的一种战略防御手段。水利水电工程在流域规划和可行性研究阶段必须进行环境影响评价，在流域规划阶段编制环境影响评价篇章，在可行性研究阶段编制环境影响报告书。1评价目的江河流域规划和水电工程环境影响评价的目的，是从合理利用自然资源、保护环境、提高环境质量和维护生态平衡观点出发，根据不同工程方案的技术、经济和环境指标，优选方案。在规划、设计、施工和管理等阶段，分别提出减免不利影响和发挥有利影响的措施。这项工作十分重要，工程环境影响评价报告是决策和制订有关政策的关键性文件，环境影响报告书是审批工程的重要依据，它可以起到一票否决的作用。2评价分类环境影响评价的种类可依据工程的时、空关系分为两大类。从时间关系讲，可分为对己建工程影响的回顾评价，对在建工程环境影响的施工评价和对拟建工程环境影响的预评价，一般讲，环境影响评价多指预评价。从空间关系讲可分为单一工程的环境影响评价和几个工程联合运转的环境影响评价乃至流域规划全部工程联合运转的流域规划环境影响评价。水利工程的环境影响评价应在规划设计各阶段作出相应深度的工作。在流域规划阶段，应进行环境影响的总体评价，并提出对不利影响减免措施的初步设想，对环境有重大影响的问题需附专题报告。在可行性研究阶段，需作出对重点单因子影响和工程的综合评价。初步设计必须有环境保护篇章，详细论证工程对重点环境问题的影响并提出有关改善措施的规划、设计。技术设计应对遗留的重点问题进行补充研究，施工阶段应有施工期的环境保护规划及实施方案。3评价方法与步骤环境影响评价的方法与步骤是紧密联系的。依据环境影响的评价程序，采用的方法可分成两大类:一类是评价每一单因子的环境改变及其影响，另一类是评价整个工程的影响。经过评价可以提出合适的减免措施和整个工程的综合指标，以便比选方案。评价的步骤主要包括五步:即影响识别、影响预测、影响评价、拟定保护措施和监测方案。在上述五个步骤中，以影响识别、影响预测和影响评价三者最为重要，以下就这三者分别进行叙述，1 华北水利水电学院毕业设计一、影响识别目的在提出可能产生影响的环境因子，步骤如下：(1)了解工程状况及其特征，如回水曲线、水文、水力情势变化(诸如流量变化及泥沙分布)。(2)选择一个已建成的相似工程并进行回顾评价作为参考。(3)环境现状调查与描述。(4)决定进行影响识别的工程组成部分。(5)利用清单法和影响矩阵法进行识别。(6)提出可能有较大影响或情况不明的环境因子进行影响预测。二、影响预测影响预测目的是验明环境的变化和估价影响发生的机率。影响预测由定性开始，到用简单方法定量，再用多因素的模型详细定量。其方法大致可以区分如下：(1)数学模型计算，如预测水质或降雨量。(2)特征指标或经验公式，如利用值或利用弗劳德数F厂以预报水库水温结构等。(3)调查和度量，如通过调查水库淹没区内的陆生动植物分布，以预测对它们的影响;同样方法也可用于预测对文物、古迹的影响。(4)分析水文、水力情势变化引起的影响，如通过对水、沙变化情势的研究以预测影响下游洪、涝、渍、咸的面积及情况;又如通过生物生境的变化以预测不同物种将来的兴衰或消灭情况。(5)与现有工程进行类比或对比，如利用这一比较以确定水温的定性变化。影响评价·单因子评价其目的在研究对每一个单因子的影响。因而必须研究环境质量改变，对不利影响提出对策措施，计算投资、效益关系;以研究环境改变是否有利，能否接受。方法包括下列几种：(1)建与不建工程影响下的环境指标对比法。(2)建立诸环境因子的环境变化程度(情况)与环境质量的函数图，以研究环境质量是否提高。环境质量可采用0~10,0表示环境质量最差，10表示环境质量最好。如水中溶解氧DO的饱和度与环境质量的函数图。(3)对不利影响提出对策措施，计算投资。(4)采取措施后，再评价环境质量。"1 华北水利水电学院毕业设计(5)计算"有"、"无"措施两种情况下不利影响的差值。(6)计算措施的效益。(7)分析投资、效益关系，以研究对此项因子的影响能否接受和所提措施是否有效。综合评价其目的在于提出方案对环境影响的总指标，以便比选方案及评价方案的优劣。先分别评价其有利影响与不利影响，然后权衡两方面，得出总指标。评价时可采用环境评价系统、多目标分析和投资、效益分析等方法。它们包括综合法、清单法、矩阵法、叠置(图)法、网络法、投资一效益分析法、模拟模型法和系统分析法等。用6个指标评定各主要方法的优缺点。流域环境影响评价的步骤与评价水工程相同。有的是在流域内几个工程徐满足的总水利任务已定的前提下，根据定量的环境指标，利用动态规划几排优劣矩阵法以投资少、环境影响小为目标函数，分配、确定各工程规模的方法。如在东江流域规划中，环境影响综合评价采用了权重区域控制法和重点要素控制法进行模糊评价。有的机构按下列方法进行评价：(1)把方案中的各种工程作为一个大单元或分成几个组成单元，评价各方案对最下一级工程以上地区各种环境因子及地区(流域)的总体影.(2)从方案中各工程联合运转的各种总指标如水文变化、泥沙变化等，评价对中、下游及河口的总体影响。(3)为使各比较方案特别是选定方案，不致因环境影响动摇它的成立，所以对影响方案成立的关键工程(主体工程)，还应进行单独的或部分联合的工程环境影响评价。评价时重点研究的几个问题:一、环境层次系统环境是复杂的系统。进行环境影响评价，应把环境分为几个层次系统。一般是在环境总体下分为环境种类、环境组成、环境因子及其度量值等4个层次。每个层次是一个系统。我国习惯把环境种类分为自然环境与社会环境两大类。在自然环境下又分为如库区局地气候等环境组成，在库区局地气候下又包括有降水、气温、湿度、风和雾等环境因子，为计算环境因子降水的变化又利用了局地水气、外来水气以及局地水气、外来水气分别和降雨的关系等几个度量值。二、工程对环境影响的范围工程对环境影响的范围视工程规模、性质及所在地理位置而定。考虑的范围除本工程1 华北水利水电学院毕业设计直接影响的地区外，还需包括一定范围的邻近地区，甚至要考虑对全流域的影响，以及对河口等的影响。对于每一比较方案和每一环境因素要研究的影响范围是不同的，但对各比较方案影响范围的确定必须协调。总之，研究的范围应包括所有被影响到的范围以及有足够大的补充的范围对影响进行展望。当研究水质参数如水温时，影响的范围应包括水库库区和下游河道，直到预测水温的改变为1C的河段为止。为了评价涸游性鱼类，研究范围应为其生活周期的全部生境，包括河流、河口和近海，并了解是该鱼种的全部或只有一小部分被影响的情况。三、评价的时间构架评价的时间构架与经济计算的时间构架一致。通常预测是根据将来"无工程"和"有工程"的两种情况，时间水平为施工期,试运转期和运转期(竣工后的25年).1 华北水利水电学院毕业设计华北水利水电学院毕业设计任务书设计题目：海口市琼山区三十六曲溪龙坡水库除险加固初步设计院、系：水利学院专业：水利水电工程班级学号：200802029姓名:曾俐指导教师：胡志远罗国杰童玉娟2012年2月28日1 华北水利水电学院毕业设计毕业设计任务书海口市琼山区三十六曲溪龙坡水库除险加固初步设计一、毕业设计目的1、巩固、扩大和提高所学理论知识，并使之系统化。2、培养学生综合运用所学的基础理论与专业知识，解决实际工程技术问题的能力。3、通过毕业设计实践，提高学生独立思考、钻研问题、分析问题的能力。4、通过毕业设计实践，进一步提高学生设计、计算、绘图和编写说明书的技能。5、通过毕业设计的锻炼，使学生进一步树立正确的设计思想和政策观点；进一步树立热爱社会主义祖国、热爱祖国水利水电工程建设事业的高尚情操；培养学生勇于攀登高峰、刻苦钻研、实事求是、谦虚谨慎、认真负责的工作作风。二、主要内容龙坡水库位于海南省海口市琼山区红旗镇境内，属三十六曲溪。枢纽工程建筑物主要有：大坝1座、输水涵管1座。经海口市水务局组织专家组审定《海南省海口市琼山区龙坡水库大坝安全评价报告》，提出大坝安全鉴定报告书，参照《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）第9.3.2条规定，评定龙坡水库大坝安全类别为三类坝。后经海南省水务厅核查，同意三类坝鉴定结论。工程主要存在的问题有：(1)大坝坝体坝体填筑质量差，上游砼护坡整体较好，局部老化，下游为草皮护坡，贴坡排水体失效，无坝肩排水系统，大坝坝体与坝基渗漏严重，靠坝脚位置大量渗水，影响大坝安全运行。(2)水库现状无溢洪道，影响大坝安全运行。(3)涵管为浆砌石方涵，涵身与土坝接触带存在渗漏，涵身砂浆脱落，转动门盖老化锈蚀严重，启闭设备锈蚀严重，启闭不严，影响正常运行。(4)大坝施工时未设渗流观测、位移和沉陷等观测设备，工程缺少观测手段，不利大坝安全运行。(5)无管理房等相应配套设施。1 华北水利水电学院毕业设计通过对龙坡水库复核基本资料为水文设计洪水复核、洪峰流量以及溢洪道最大泄洪能力复核、大坝渗流稳定分析、除险加固方案设计、施工组织设计等过程针对龙坡水库存在的问题制定加固措施。根据《龙坡水库安全鉴定报告书》和安全鉴定复核中大坝存在的问题，结合地质勘测结果及鉴定结果，本次除险加固设计报告提出了以下相应的加固措施：（1）根据地勘结论及建议，对大坝0+020—0+200桩号段坝体采用水泥土搅拌桩处理，处理深度在大坝中间进入全风化层表层，大坝两侧进入②高液限粘土层不小于1.5m。（2）新建坝顶两侧路缘石，同时铺设20cm泥结石路面；新建上游砼护坡10cm；培土放缓下游坝坡至1:2.5，新建草皮护坡；新建下游0+065—0+125段干砌石排水棱体，排水体顶部高程49.50m，坝肩、坝坡及坡脚处新建预制U40型排水沟。（3）新建永久溢洪道，堰型为宽顶堰，堰宽5m，堰顶高程55.00m；新建溢洪道控制段上机耕桥，桥宽4m，桥面高程57.60m。（4）此次加固破坝重建输水涵管，采用现浇钢筋砼圆涵，管径800mm，重建涵管进口，更换0.8×0.8m平板闸门，10T螺杆式启闭，重建涵管出口渠道。（5）增设各种观测设施，新建管理房。三、重点研究问题在实际操作实习后，我个人总结对于设计阶段大致可划分为以下几大块：1、水文计算由于无实测洪水资料，洪水计算采用《广东省暴雨径流查算使用手册》的综合单位线法，分析确定龙坡水库设计暴雨。2、除险加固设计（1）大坝现状安全复核①大坝坝顶高程复核②大坝渗流安全复核渗流安全计算采用北京理正软件设计研究所编制的碾压式土石坝渗流分析软件。③大坝坝坡稳定复核抗滑稳定计算采用北京理正软件设计研究所编制的碾压式土石坝边坡稳定分析软件，按瑞典圆弧法进行分析计算，按不同工况进行计算。（2）输水涵管安全复核（3）新建溢洪道设计1 华北水利水电学院毕业设计（4）除险加固方案设计3、施工组织设计（1）确定工程条件，包括工程条件和自然条件。（2）施工导流方案。（3）料场的选择与施工。（4）施工总布置等。在本设计中，我重点参与研究的是新建溢洪道这一课题。新建溢洪道问题较为复杂，知识点覆盖面广，需要全面地去考虑总体设计又要满足局部特殊要求，在设计过程中需要计算和不停地试算才能满足实际需求。有关溢洪道新建的设计问题大致分为以下：1、确定溢洪道设计标准2、对溢洪道布置设（1）按照规范对引水渠进行设计（2）按照规范对控制段进行设计（3）按照规范对泄槽段进行设计（4）按照规范对消能段进行设计（5）按照规范对出口段进行设计（6）按照规范对尾水渠进行设计3、溢洪道设计有关计算（1）溢洪道陡坡水面线计算（2）侧墙高度计算（3）消能计算复核四、主要技术指标或主要参数龙坡水库枢纽工程建筑物主要有：大坝1座、输水涵管1座。龙坡水库位于海南省海口市琼山区红旗镇境内，属三十六曲溪。坝址以上集雨面积0.97km2，坝址以上河流长度1.2km，河流比降16‰。其是一宗以灌溉为主，兼有养殖等综合利用的V等小(2)型水利工程，主要建筑物级别为5级，水库正常蓄水位55.00m，设计洪水位55.80m，校核洪水位56.50m，死水位47.7m，正常库容33.3万m3，总库容43万m3。大坝为均质土坝，坝顶长220m，宽4.0m；现实测坝顶高程57.50m；最大坝高10.0m；坝顶为泥土路面，上游采用砼护砌，坡度1：2.5；下游为草皮护坡，坡比1：2.0，下游50.9m位置设有0.8m1 华北水利水电学院毕业设计宽马道；无坝肩排水系统，下游贴坡排水失效，坝脚渗漏积水严重。无溢洪道。输水涵管位于大坝右坝肩，为浆砌石方涵，尺寸0.65m×1.45m，出口底高程47.5m，进口底高程47.70m；进口设有铸铁转动门盖，绞车启闭，现启闭设备老化锈蚀严重，松动漏水，启闭机室整体较好。五、基本要求设计成果包括10000字以上的设计说明书一份、设计图纸4张、外文原文、外文译文、任务书、开题报告。形式包括纸质和电子文档两部分。并对设计过程及内容有如下要求：1、必须发挥独立思考能力，创造性的完成设计任务。应遵循技术规范尽量采用国内外的先进技术与经验。2、应具有严肃认真一丝不苟的工作作风，以使设计成果达到较高水平，并从中得到锻炼。3、必须充分重视和熟悉资料，了解规范和技术要求，明确设计任务，在规定的时间内圆满完成要求的内容。六、其它（包括选题来源）选题来源于实际工程。在设计单位进行毕业设计时要听从设计单位指导老师的安排指挥，遵守工作纪律；严格要求自己，树立当代大学生的良好精神风貌，为自己争荣誉，为学院添光彩。1 华北水利水电学院毕业设计1'