1、原州区陈家沟水库除险加固工程初步设计报告（报批稿）（报批稿）XX有限公司2022 年 4 月固原原州区陈家沟水库除险加固工程原州区陈家沟水库除险加固工程位置图位置图原州区陈家沟水库除险加固工程原州区陈家沟水库除险加固工程主要技经指标表主要技经指标表序号项目单 位数量备注1总流域面积Km224.22水文多年平均降水量mm420多年平均水面蒸发量mm1060E601 型多年平均输沙模数t/km23700多年平均径流深mm34多年平均径流量万 m3823洪水P=3.3%洪峰流量m3/s112设计P=3.3%洪水总量万 m365.6P=0.2%洪峰流量m3/s268校核P=0.2%洪水总量万 m3142、74设计淤积年限年305水库总库容万 m3534.2已淤积库容万 m3237.58现状淤泥面1771.36其中设计淤积库容万 m382.62兴利库容万 m367防洪库容万 m365.6调洪库容万 m3147设计淤泥面m1773.91汛限水位m1775.70正常蓄水位m1775.70设计洪水位 3.3%m1777.26校核洪水位 0.2%m1779.006坝体维修加固防渗墙m262坝顶混凝土路面m21668278m前坝坡预制砼板砌护m22021.25后坝坡草皮护坡m21751.40新建坝后贴坡排水m116维修坝坡排水沟m100U 型预制混凝土排水沟7增设大坝安全监测设施为水库配套大坝变形、渗流监3、测系统，水、雨情环境监测系统和视频监控系统。原州区陈家沟水库除险加固工程原州区陈家沟水库除险加固工程主要技经指标表主要技经指标表序号项目单 位数量备注8主要工程量总 土 方万 m31.24其中开挖土方万 m30.76回填土方万 m30.48干砌石m3678.38砼及钢筋砼m3639.949主要材料用量水泥t1253.64钢材t30.10块石m3208.66石子m33708.65砂子m32277.9410投资及劳力总 投 资万元681.11建安工程费万元510.24机电设备及安装费万元33.95临时工程费万元10.62独立费用万元100.27基本预备费万元19.65建设征地移民万元0.72水土保4、持工程万元3.56环境保护工程万元2.10劳力万工时14.81目录1目录1 综合说明综合说明.11.1 绪言.11.2 工程概况.21.2.1 工程现状.21.2.2 工程历次建设情况.31.2.3 大坝安全复核主要结论.41.3 水文.41.4 工程地质.41.5 工程任务及规模.51.5.1 工程任务.51.5.2 工程规模.51.6 工程布置及建筑物.51.6.1 工程等级及标准.51.6.2 工程建设内容.51.7 施工组织设计.71.7.1 建筑材料.71.7.2 施工工期.81.8 建设征地与移民安置.81.9 环境保护设计.81.10 水土保持设计.81.11 劳动安全与工业卫生5、.81.12 节能设计.91.13 工程管理设计.91.14 工程信息化.91.15 设计概算.101.15.1 主要工程量及劳动力.10目录21.15.2 主要材料用量.101.15.3 工程投资.101.15.4 资金筹措方案.101.16 经济评价.102 水水 文文.112.1 流域概况.112.1.1 地理位置.112.1.2 流域概况.112.2 气象要素.112.3 水文站点.122.4 流域面积复核.122.5 水文要素.122.5.1 降水.122.5.2 蒸发.132.5.3 径流.132.5.4 泥沙.132.6 洪水.142.6.1 暴雨特性.142.6.2 洪水特性.6、152.6.3 设计暴雨.152.6.4 设计洪水.152.6.5 计算成果.172.6.6 设计洪水成果比较分析.183 工程地质工程地质.193.1 勘察概况.193.1.1 工程概况.193.1.2 勘察工作任务及目的.193.1.3 执行标准与规程、规范.213.1.4 工作方法及完成工作量.21目录33.1.5 技术成果资料.223.2 区域构造稳定性与地震动参数.223.2.1 区域地质条件.223.2.2 地质构造及地震.243.3 水库区工程地质.283.3.1 水库区地质条件.283.3.2 库区渗漏.303.3.3 库区浸没及淹没.313.3.4 库区库岸稳定及淤积.3137、.3.5 水库诱发地震.323.4 大坝工程地质.333.4.1 地形地貌及物理地质现象.333.4.2 地层岩性.333.4.3 水文地质.343.4.4 岩土体的物理力学性质.353.4.5 坝址区工程地质评价.373.5 工程地质问题.393.5.1 水库存在的问题.393.5.2 坝体填土质量评价.403.5.3 坝体浸润线分布及渗漏评价.403.5.4 坝体及坝基渗透性及渗漏评价.423.5.5 坝址区土渗透变形.433.5.6 处理措施.433.6 天然建筑材料.433.6.1 土料.433.6.2 块石料.443.6.3 粗骨料.453.6.4 细骨料.463.6.5 反滤料.48、6目录44 工程任务和规模工程任务和规模.484.1 工程概况.484.1.1 工程现状.484.1.2 工程历次建设情况.504.1.3 大坝安全鉴定结果.514.1.4 工程存在的问题.534.2 工程建设必要性.544.3 工程任务.544.4 工程规模.554.4.1 设计标准.554.4.2 水库径流量计算.554.4.3 水库淤积量估算.564.4.4 需水量计算.574.4.5 水库水量调节计算.674.4.6 水库洪水调节计算.724.5 坝顶高程复核.734.5.1 坝顶超高.734.5.2 坝顶高程.764.5.3 坝顶高程复核结论.765 工程布置及建筑物工程布置及建筑物9、.775.1 设计依据.775.1.1 规程、规范及标准依据.775.1.2 相关基本资料.775.1.3 基本资料.775.2 工程等级和标准.785.2.1 工程等别、建筑物级别及抗震标准.785.2.2 主要设计允许值.785.3 除险加固方案.795.4 坝体维修加固.79目录55.4.1 坝体、坝基防渗处理方案设计.795.4.2 土坝渗流安全评价.825.4.3 大坝稳定性复核.865.5 水库工程安全监测.1115.5.1 监测目的及设计原则.1115.5.2 监测范围方法.1115.5.3 巡视检测.1115.5.4 仪器设备监测.1135.5.5 安全监测工程量.1206 施10、工组织设计施工组织设计.1226.1 施工条件.1226.1.1 自然条件.1226.1.2 交通条件.1226.1.3 供电、供水条件.1226.2 料场的选择与开采.1226.2.1 土料.1226.2.2 细骨料.1236.2.3 粗骨料.1236.2.4 块石料.1236.2.5 水泥、钢材.1236.3 施工导截流.1236.4 主体工程施工.1236.4.1 施工准备.1236.4.2 坝体清基及弃土弃渣.1236.4.3 坝体回填.1246.4.4 坝体防渗墙工程.1246.5 施工总布置.1346.5.1 施工总体布置原则.1346.5.2 施工总体布置条件.134目录66.511、.3 施工布置分区.1356.6 施工总进度.1356.7 施工质量及安全措施.1356.7.1 保证工程质量措施.1356.7.2 安全措施.1356.7.3 环境保护措施.1367 建设征地与移民安置建设征地与移民安置.1377.1 概述.1377.2 淹没和工程征（占）地处理范围.1377.2.1 水库淹没征地标准及处理范围.1377.2.2 工程征（占）地处理范围及标准.1387.3 工程征（占）地实物指标.1387.3.1 调查工作过程.1387.3.2 调查内容.1387.3.3 实物指标调查方法.1397.3.4 工程占地及实物指标调查成果.1417.4 农村移民安置.1417.12、5 库区淹没.1417.6 补偿投资.1428 环境保护设计环境保护设计.1438.1 设计依据及标准.1438.1.1 编制目的.1438.1.2 设计依据.1438.1.3 设计标准.1438.2 环境影响评价.1458.2.1 施工期环境影响.1458.2.2 运行期环境影响分析.1468.2.3 环境影响评价结论.1468.3 环境保护设计.147目录78.3.1 主要环境保护目标.1478.3.2 施工期环境保护.1478.4 环境投资概算.1489 水土保持设计水土保持设计.1509.1 概述.1509.1.1 项目区概况.1509.2 设计依据及标准.1509.2.1 水土流失防13、治责任范围.1519.2.2 防治责任分区.1519.2.3 防治原则.1519.2.4 水土流失防治标准.1529.2.5 主体工程水土保持评价.1539.3 水土保持措施设计.1539.3.1 新增水土流失防治措施.1539.3.2 主体工程防治区.1549.3.3 取土场防治区.1549.3.4 临时土料场防治区.1549.3.5 施工生产生活区.1549.4 水土保持施工组织设计.1559.4.1 设计原则.1559.4.2 施工条件.1559.4.3 施工交通及施工布置.1569.4.4 施工方法.1569.4.5 施工质量要求.1569.4.6 实施保证措施.1579.5 水土保持14、监测.1579.5.1 水土保持监测时段和频次.1579.5.2 水土保持监测方法和监测点布设.1579.5.3 水土保持管理设计.158目录89.6 投资概算.16110 劳动安全与工业卫生劳动安全与工业卫生.16310.1 危险与有害因素分析.16310.1.1 设计依据.16310.1.2 工程建设期主要危险因素.16310.1.3 工程运行期主要危险因素.16410.2 劳动安全措施.16410.2.1 防机械伤害.16410.2.2 防坠落伤害.16410.2.3 防电器、防雷伤害.16410.2.4 交通安全.16510.2.5 防火灾伤害.16510.2.6 安全疏散.1651015、.2.7 防洪、防淹.16610.2.8 安全标志.16610.2.9 劳动安全保障.16610.3 工业卫生措施.16710.3.1 防噪声及振动.16710.3.2 防电磁辐射.16710.3.3 采光与照明.16710.3.4 通风、温度及湿度控制.16710.3.5 防尘、防污、防腐蚀、防毒.16710.3.6 饮水安全.16810.3.7 环境卫生.16810.4 安全卫生管理.16811 节能设计节能设计.16911.1 设计依据.16911.1.1 法律法规文件.16911.1.2 规程规范.169目录911.1.3 工程所在地的能源供应、消耗状况及节能目标.17011.2 工程16、能耗分析.17011.3 工程节能设计.17111.3.1 节能设计原则.17111.3.2 工程布置节能设计.17111.3.3 电气节能设计.17111.3.4 施工节能设计.17111.3.5 节能建议.17211.4 节能效果评价.17212 工程管理设计工程管理设计.17312.1 工程管理体制.17312.1.1 工程管理单位类别与性质.17312.1.2 管理机构设置.17312.1.3 建设期管理机构.17312.1.4 建设招投标方案.17412.2 工程运行管理.17612.2.1 水库的调度运用.17612.2.2 水库管理机构.17612.3 工程管理范围和保护范围.117、7612.4 管理设施与设备.17712.4.1 水库管理设施.17712.4.2 大坝观测管理.17712.4.3 工程维护管理.17813 工程信息化工程信息化.17913.1 概述.17913.2 需求分析.17913.3 总体设计.18113.3.1 建立大坝自动化系统的必要性.18113.3.2 设计原则.183目录1013.3.3 设计的主要依据.18313.3.4 自动化系统结构.18313.4 分项设计.18513.4.2 大坝安全自动化监测系统.18513.4.3 雨、水情环境监测系统.18913.4.4 视频监控系统.19013.5 系统集成.19413.5.1 与水利数据18、中心的集成.19413.5.2 与宁夏水文、水资源监控管理系统的集成.19513.5.3 与山洪灾害监测预警平台的集成.19513.6 自动化设备清单.19614 设计概算设计概算.19814.1 概述.19814.1.1 工程概况.19814.1.2 投资主要指标.19814.1.3 资金筹措方案.19814.2 编制原则及依据.19814.2.1 编制原则.19814.2.2 定额依据.19914.3 基础单价.19914.3.1 人工预算单价.19914.3.2 电、风、水基础单价.19914.3.3 材料预算价格.19914.3.4 运杂费.20014.3.5 主要设备价格.2001419、.4 费用标准.20014.4.1 其他直接费.20014.4.2 间接费.20014.4.3 企业利润.201目录1114.4.4 税金.20114.5 分部工程概算编制.20114.5.1 建筑工程.20114.5.2 机电设备及安装工程.20114.5.3 金属结构设备及安装工程.20214.5.4 施工临时工程.20214.6 独立费用.20214.6.1 建设管理费.20214.6.2 工程建设监理费.20214.6.3 科研勘测设计费.20314.6.4 其他.20314.7 预备费.20314.8 投资概算成果.20315 经济评价经济评价.20515.1 项目概述.20515.20、2 经济评价.20515.2.1 社会效益.20515.2.2 生态效益.2051综合说明11综合说明1.1绪言陈家沟水库位于清水河西侧支流陈家沟上，位于固原市原州区西北部 36km 处的杨朗乡陈家沟村。地处东经 106357,北纬 361340，流域主河道呈西南至东北走向，全长 10km。村级道路从坝顶通过，交通运输比较方便，上游无其它水利工程。陈家沟水库控制流域面积 24.2km2，属黄土丘陵半干旱区，流域内气候较干燥，多年平均降雨量 420mm，多年平均年水面蒸发量（E601 型）1060mm，降蒸比为1：2.52。多年平均径流深 34mm。流域内植被覆盖度较差，水土流失严重，多年平均输21、沙模数 3700t/km2，年均输沙总量 4.32 万 t。年平均无霜期 127 天左右，年平均风速 2.8m/s，年最大风速 15m/s，流域年平均气温 6.2，年内最高气温 34.6，年内最低气温-28.1，最大冻土层深度为 1.14m。水库坝址以上无其它水库及水保骨干工程。该水库始建于 1966 年，为粘土心墙坝，陈家沟水库是一座防洪、拦泥为主的小（一）型水库。坝址以上集水面积 24.2km2，总库容为 340 万 m3，已淤库容 200.2万 m3。水库保护下游村庄、耕地，输电线路、西大路县级公路等重要基础设施的安全。2019 年 10 月，XX有限公司编制了原州区陈家沟水库大坝安全评22、价报告，综合评定陈家沟水库工程质量“不合格”，水库运行管理“较规范”，防洪安全性为“A”级，大坝渗流安全性为“B”级，结构安全性为“B”级，抗震安全性为“C”级，金属结构安全性为“B”级，综合评价陈家沟水库为“三类坝”。2021 年 10 月受原州区水务局委托，我院开始进行原州区陈家沟水库除险加固工程前期设计工作，并对陈家沟水库进行了详细的现场调研，分析了水库存在的问题，结合陈家沟水库大坝安全评价成果，于 2022 年 3 月初完成了原州区陈家沟水库除险加固工程初步设计（送审稿）。2022 年 3 月 22 日宁夏水利水电工程咨询有限公司组织专家对原州区陈家沟水库除险加固工程初步设计（送审稿）23、1综合说明2进行了技术审查，按照与会专家提出的修改意见，我院于 2022 年 4 月 5 日完成了原州区陈家沟水库除险加固工程初步设计（报批稿）。1.2工程概况1.2.1工程现状陈家沟水库主要由大坝、输水建筑物和泄洪建筑物组成。（1）坝体现状坝顶高程 1780m，最大坝高 35m，坝顶为乡级硬化道路，坝顶宽 6.0m，坝顶长 659m。迎水坡坡比 1:3.0，原设计前坝坡从现泥面 1770.0m 至 1777.8m（设计洪水位 1777.26m）采用干砌石护坡，1777.8m 至坝顶用六边形混凝土预制板砌护；背水坡坡比 1:2.5，采用人工种草护坡。（2）输水建筑物输水建筑物布置于土坝 0+424、30 处，由水塔、涵洞、陡坡及消能设施组成。水塔为原水塔，为钢筋砼框架结构，底板进口高程 1758.0m，塔顶高程 1780.0m，水塔总高为 22m。输水涵洞为内径 1.2m 壁厚 0.2m 的钢筋混凝土圆涵，洞长 74m，洞比降 1/100，最大下泄流量为 2.89m3/s。涵洞出口接 45m 长泄水明渠，明渠比降1/200。明渠末尾为退水闸及分水闸，安设有 2.51.0m 闸门 2 扇，分水闸后接原灌溉渠道。退水闸后接接 5m 渐变段及 31.24m 明渠。陡坡进口高程 1756.82m，陡坡出口高程 1741.82m，底宽 2.8m，边坡比 1:0.75，边墙高 1.3m，陡坡水平长 25、90m，底坡比 1:6，总跌差 15m。陡坡出口消力池长 6m，底宽 2.8m，边墙 1.3m，设计泄量为 2.89m3/s。（3）泄洪建筑物泄洪建筑物布置于左坝肩，桩号 0+010 处，由进口渐变段、闸室段、陡坡、消力池、尾水渠组成，总长度 418.0m。进口段进口段：为矩形断面，底板为砼结构，厚 0.4m，底板高程 1778.00m，进口宽由 13.0m 变为 7.1m。侧墙为 C20 现浆砌石重力式挡土墙结构，侧墙顶宽 0.4m，内侧垂直，外侧放坡 1：0.3m；控制段控制段：的横断面采用矩形，宽度 6.0m，纵断面为水平，底板高程 1778.00m。闸孔为 2 孔 3m，闸墩为钢筋混凝26、土结构。高 3.0m。边墩为不设岸墙的边闸墩，型1综合说明3式为重力式，长为 8.9m，顶厚取 0.6m，下部厚取为 1.0m，中墩厚 1.1m。底板采用平底式，底板与闸墩连成整体，为钢筋混凝土结构。长度为 8.9m，底板的上下游端设有齿墙，深度为 1.0m。明渠段：明渠长 398.1m。设计尾水渠为 C20 砼现浇砌护梯形渠道，现浇砼设0.20.2m 抗冲钢筋网，钢筋直径 8mm，梯形渠底宽 4.0m，边坡比 1：0.75，比降1/100。1.2.2工程历次建设情况陈家沟水库兴建于 1966 年，为粘土心墙坝，初始坝高 27m，坝顶宽 5m，顶长 550m，水库建成后，因左岸砂砾层较厚，清基27、不深，渗漏严重。1983 年以该库坝后渗水为水源，修建西山人畜饮水工程。为保证用水量，增大水库防洪能力，1985 年对主坝采取在坝前淤泥面上用黄土加高 4m，实际坝高 31m，坝顶宽 5.0m，顶长 616m。2007 年 8 月经我院实测，坝顶高程沿坝长不等，取坝顶平均高程为 1776.0m；现坝高 31m，坝顶宽 5.0m，坝长 616 m，迎水坡比为 1:2.5，背水坡比 1:2.0，迎水坡无任何防护措施，背水坡采用柠条护坡。现淤泥面平均高程为 1770.0m，水库总库容 340 万 m3，已淤积库容 200.2 万 m3，达不到小（一）型 500 年一遇校核洪水标准，属险库。2008 28、年对陈家沟水库进行除险加固，主要建设内容为：土坝加高：坝体加高4.0m，水塔左侧坝段采取坝前加坝，水塔右侧坝段采取坝后加坝，两侧坝顶在水塔部位并结合上坝道路相接，设计坝顶宽 6.0m，迎水坡坡比 1:3.0，背水坡坡比1:2.5，加坝后总库容为 534.2 万 m3，本次加坝增容 194.2 万 m3，总淤积库容 320.2万 m3（至设计水平年）。在左坝肩 0+010 处新建开敞式非常溢洪道，溢洪道进口底板高程 1778.0m，2 孔，底宽 3m，溢洪道顶高程为 1780.0m，总长 418.0m，共设 1 级陡坡，总跌差 40m，最大下泄量 29.0m3/s。维修输水建筑物：输水水塔顶高程29、 1777.0m，加高后塔顶高程 1780.0m，加高 3m。新建钢桁架工作桥长 25m，安设闸门及启闭机，新建启闭机房。对损坏较严重的输水明渠及陡坡进行内衬处理，最大下泄量 2.89m3/s。1综合说明41.2.3大坝安全复核主要结论2019 年 10 月，XX编制了宁夏固原市原州区陈家沟水库大坝安全鉴定报告，综合评定陈家沟水库工程质量“不合格”，水库运行管理“较规范”，防洪安全性为“A”级，大坝渗透安全性为“B”级，结构安全性为“B”级，抗震安全性为“C”级，综合评价陈家沟水库为“三类坝”。1.3水文该区多年平均气温为 6.2，月最高气温为 18.7，最低气温为-8.1，年最高气温 34.30、6，最低气温-28.1。该区以东南风为主，多年平均风速为 2.8m/s，多年平均年最大风速 15m/s。年最大冻土深度 114cm。本次采用宁夏暴雨洪水图集（2019 年版）进行洪水计算，并与 2008 年洪水计算成果进行比较，通过比较分析，2008 年洪水成果采用老图集计算，2021 年洪水成果是采用 2019 版新图集计算，新老图集计算方法相同，相比老图集而言，新图集计算成果偏小，有如下原因：是新图集点雨量比原图集小，是新图集下渗损失公式比原图集大，是新图集 1h、6h 偏差系数 Cv 取值比原图集小。本次推荐选用原设计计算洪水成果。1.4工程地质陈家沟水库坝上游为水库库区，现状水面高程 31、1773.5m，水库蓄水约 0.5-1.0m，淤积面高程 1773.0-1772.5m，最大淤积厚度 24-28m，淤积物主要以壤土、角砾为主。库区左侧发育有连续的级阶地，右岸零星分布有级阶地，且不连续。库区附近阶地高程 1772-1808m，主河道高程 1773-1787m。库区上游主沟道内及右侧级阶地连续分布，阶地上部平坦，阶地高程 1813-1870m。阶地宽 100-300m，与主沟道高差 13-20m，边坡近于直立，以混合边坡为主，上部为冲洪积壤土、角砾，下部为砂质泥岩。根据中国地震动参数区划图（GB18306-2015），工程地震动峰值加速度为 0.3g，地震基本烈度为度。场地属抗32、震不利地段。1综合说明51.5工程任务及规模1.5.1工程任务由于资金条件限制，结合水库现状存在的主要问题，本次设计仅对水库渗漏严重的左侧坝段及主沟道对应坝段进行防渗处理，解决该坝段渗漏问题及主沟道坝段在正常运用条件+地震工况下的下游坝坡稳定。后期有其他方面资金时对大坝剩余坝段进行防渗处理，使坝体和坝基形成整体的防渗系统，彻底解决大坝渗漏和稳定问题。通过水库除险加固，消除大坝主要的安全隐患，提升水库蓄水能力，更好地发挥水库效益，保障水库及下游保护对象行洪安全。1.5.2工程规模本次设计维持陈家沟水库原有工程规模，坝顶高程为 1780.00m，最大坝高35.0m。水库总库容为 534.2 万 m33、3，属小（一）型水库，设计洪水标准为 30 年，校核洪水标准为 500 年，设计淤积年限 30 年。水库正常蓄水位 1775.70m，兴利库容 67.0 万 m3；设计洪水位 1777.26m，防洪库容 65.6 万 m3；校核洪水位 1779.00m，调洪库容 147 万 m3。输水建筑物最大泄量 2.89m3/s。泄洪建筑物最大泄量 29.0m3/s。1.6工程布置及建筑物1.6.1工程等级及标准陈家沟水库属小（一）型水库，工程等别等，主要建筑物 4 级，次要建筑物及临时 5 级，设计洪水标准 30 年，校核洪水标准 500 年，抗震标准按 8设防，设计淤积年限 30 年。1.6.2工程建34、设内容（一）坝体防渗墙设计在桩号 K0-100K0+362 处设防渗墙，防渗墙厚 0.4m，轴线长 262m，总防渗面积为 8056.58m2。防渗墙平行坝轴线布置，顶高程为 1778.50m，底高程为1743.63-1752.87m，深 25.63-34.87m。防渗墙两侧设砼导墙，导墙长 524m，顶宽1.5m，高 1.5m，厚 0.3m。现 状 坝 顶 宽 6.0m，为 满 足 防 渗 墙 施 工 机 械 操 作 平 台 宽 度 要 求，1综合说明6K0+100K0+362(长 262m)需将原坝顶降低 1.5m，由 1780.00m 降至 1778.50m，施工完毕后恢复。（二）坝体恢35、复由于防渗墙施工需降低坝顶高程，拓宽施工断面，在防渗墙施工前原坝顶降低 1.5m，由 1780.00m 开挖至 1778.50m，拓宽坝顶宽度至 15.14m，防渗墙施工结束后坝顶需恢复到原坝顶高程 1780.00m，并对坝顶、坝坡进行恢复处理。1、坝体回填恢复坝高 1.5m，坝顶宽 6.0m，前坝坡 1:3，后坝坡 1:2.5。2、坝顶防护坝顶恢复混凝土路面，恢复长度 278m。坝顶设 15cm 厚混凝土路面，混凝土面积为 1668m2；路面两侧设 15cm 厚 30cm 宽 C20 砼路缘石，两侧路缘石铺设总长度为 556m。路缘石单块长 0.5m，每 6m 预留一伸缩缝，缝宽为 3cm，36、缝内用沥青油膏填塞。坝顶向上游倾斜 2坡度。3、前坝坡防护本次前坝坡 1777.8m 以上采用 8cm 厚预制砼板砌护，下设 2cm 厚水泥砂浆,砌护面积为 2021.25m2。预制砼板每 6m 预留一伸缩缝，缝宽为 3cm，缝内用沥青油膏填塞。4、后坝坡防护本次设计后坝坡采用草皮护坡，面积为 1751.40m2。（三）坝后排水沟、贴坡排水工程1.维修后坝坡排水沟 100m，排水沟用厚 50mm 的 U 型混凝土预制板砌护，口宽 0.55m，高 0.45m，圆弧半径 0.2m，圆心角 150，排水沟每 10m 设一道伸缩缝，缝宽 3cm，用沥青油膏填塞。2.新建坝后贴坡排水：本次设计左侧沟道坝37、后排水体顶高程 1757.0m，排水体底高程为坝基高程，即 1752.0m，排水体全长 36.0m；主沟道坝后排水体顶高程1750.0m，排水体底高程为坝基高程，即 1745.0m，排水体全长 80.0m。排水体顶宽 3.6m，厚 1.2m，坡度与原坝坡相同，为 1:2.5，结构为 40cm 厚粗砂（D=510mm）、40cm 厚碎石（D=1050mm）、40cm 厚块石（D=200400mm）。（四）增设大坝安全监测设施1综合说明7水库配套大坝变形、渗流监测系统，水、雨情环境监测系统和视频监控系统。（1）大坝变形、渗流监测系统表面变形监测：竖向位移采用水准仪用水准法测量；水平位移采用经纬仪用38、视准线法测量。共布置 3 个监测断面，11 个测点。渗流监测：渗流监测主要采用渗压计进行监测。坝体共布置 4 个监测断面，14 个测点。库水位监测：库水位采用雷达液位计进行监测。（2）水、雨情环境监测系统增设水、雨情环境监测系统 1 套。（3）视频监控系统陈家沟水库设置 2 个高清网络摄像机，现场视频监视信号通过视频服务器接入工业以太网，视频集中控制站设置在水管所控制室。1.7施工组织设计充分利用现有场地，合理布置施工现场有利于加快施工进度，提高施工质量，确保安全文明生产。项目部技术负责人，应尽早组织全体技术人员，认真阅读设计文件和相关技术规范资料，了解设计意图，熟悉设计内容，掌握设计要求，并39、据此制定工作计划，工作目标和工作标准。为现场技术人员更好的组织指挥生产做好准备，及时配好材料采购员、材料管理员、资料员、设备管理员，并做好协调工作。按监理工程师的要求，建立施工技术档案，并有专人管理。1.7.1建筑材料（1）土料：利用原坝体土料，不足土料从右坝肩取土场取土，备料土运距在0.5km 以内。（2）细骨料（砂料）：从头营镇拉运，属外购料，采用汽车运输，运距 30km。（3）粗骨料（砾料）：从头营镇拉运，属外购料，采用汽车运输，运距 30km。（4）块石料：从头营镇拉运，属外购料，采用汽车运输，运距 30km。（5）水泥：抗硫酸盐水泥均从中宁拉运，运距 160km，普通水泥从固原(清水40、河工业园区)拉运，运距 50km。1综合说明8（6）钢筋、木材从固原拉运，属外购料，采用汽车运输，运距 40km。1.7.2施工工期工程拟在 2022 年 5 月初开始施工，2022 年 11 月初完工，施工总工期 6 个月。1.8建设征地与移民安置本工程不涉及淹没占地和移民安置。经统计本工程无永久征地，施工临时占地 2.56 亩，为旱耕地。施工临时占地主要包括：施工生产生活区、取土场、土料场等占地。1.9环境保护设计本工程对环境的影响分为施工期和运行期。施工期对环境的影响主要是施工过程对生态环境、空气环境、土壤及噪声的影响；运行期对环境的影响主要表现在对项目区空气环境的影响。1.10水土保持41、设计项目区内水土流失以水力侵蚀为主，侵蚀强度为轻、中度侵蚀，该区域原地貌综合土壤侵蚀模数为 3700t/km2.a，项目所在区域为国家级重点预防保护区、国家级重点治理区，同时也属宁夏省级重点治理区，土壤流失容许值为 1000t/km2.a。水土流失对本工程不构成制约因素，本工程通过落实水土保持方案提出的各项防护措施，加强工程运行期管理，使水土流失控制在容许范围内。通过方案的预测评价和论证，主体工程有关工程建设的总体布局、施工方法、生产工艺等的设计，就开发建设项目的水土保持要求而言，具有建设的可行性。1.11劳动安全与工业卫生根据水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范（GB50706-2011）42、，结合本工程的具体情况，对防机械伤害、防触电、防雷击、防坠落、防洪防淹、防火、照明等各方面采取措施和配置一定的设备，做到安全可靠、经济合理、符合现行有关劳动安全和工业卫生各种文件和其他标准规定的要求。1综合说明91.12节能设计节约资源是我国的一项长期国策，节能是解决我国能源问题的根本途径，通过水库的节能设计，将大大降低水库的运行成本，使能源得到充分利用，水库的经济效益发挥到最大，所以水库的节能效果是显著的。1.13工程管理设计本工程项目法人为原州区水利工程建设管理中心，负责本工程的招标投标、工程建设，并组织竣工验收工作。宁夏水利水电工程质量监督中心为工程质量的监督单位，代表政府对工程质量进行43、监督；监理则代表项目法人主要对工程的投资、进度和治理进行控制。工程建成后交由陈家沟管理所管理，隶属原州区水务局，不另设管理机构。陈家沟管理所负责运行期工程管理范围内各项设施的安全运行及建筑物的维修养护等管理工作。1.14工程信息化根据 SL551-2012土石坝安全监测技术规范（SL551-2012）要求，水库大坝安全监测自动化系统主要由大坝安全自动化监测系统、雨/水情环境监测系统、视频监控系统组成。大坝安全自动化监测系统包括坝体表面变形监测、坝体渗流监测等。水利工程实时监测信息是水库防洪安全、兴利调度的基础信息，也是水利工程实现现代化管理、发挥工程综合效益的关键。系统的目标要体现快速及时、准44、确可靠、先进实用，以便对水库的安全运行性态、水资源优化配置等提供决策支持，进一步提高管理决策速度和水平，充分利用现有的工程措施，提高工程的运行效益。利用计算机技术、数据库技术、网络及通信技术，建立监测数据自动采集系统，开发大坝安全监测分析平台，并在这些系统基础上，从而打造水库智能信息管理平台，为水库管理领导提供一种全局高效决策的辅助工具。1综合说明101.15设计概算1.15.1主要工程量及劳动力工程总土（石）方 1.24 万 m3，其中：土（石）方开挖 0.76 万 m3，土（石）方回填 0.48 万 m3；干砌石 678.38m3；浇筑混凝土 639.94m3。劳力 14.81 万工时。145、.15.2主要材料用量工程共需钢材 30.10t，水泥 1253.64t，砂子 2277.94 m3，碎石 3708.65m3，块石 678.38m3。1.15.3工程投资按照 2022 年第一季度价格水平经测算，不计价差预备费。工程总概算投资为681.11 万元。工程部分投资 674.72 万元，其中建安工程 510.24 万元，设备费 33.95万元，临时工程 10.62 万元，独立费用 100.27 万元，基本预备费 19.65 万元。建设征地移民补偿费 0.72 万元。水土保持工程投资 3.56 万元，环境保护工程投资 2.10万元。1.15.4资金筹措方案陈家沟水库概算总投资681.46、11万元。本工程资金来源为2022年水利发展资金。1.16经济评价该项目实施后，消除陈家沟水库大坝存在的安全隐患，完善水库防洪功能，保障水库及下游保护对象的行洪安全。同时利用水库现有库容蓄水，可改善周边生态环境。2水 文112水 文2.1流域概况2.1.1地理位置陈家沟水库位于固原市原州区西北部 36km 处的杨朗乡陈家沟村，建在清水河西侧支流陈家沟上，地理位置东经 106357,北纬 361340，是一座防洪、拦泥为主的小（一）型水库。坝顶兼村级道路，交通运输比较方便。见图 2.1-1。图图 2.1-1水库位置图水库位置图2.1.2流域概况陈家沟水库建在清水河河一级支流陈家沟上，水库流域属中47、低山地貌区。水库处于两山间沟谷地带，冲沟较发育，左岸岩体裸露，海拨高程 17651820 之间，沟谷大体为“U”字型，两岸、级阶地不连续分布。2.2气象要素陈家沟水库位于原州区杨郎乡陈家沟村境内。该区多年平均气温为 6.2，月2水 文12最高气温为 18.7，最低气温为-8.1，年最高气温 34.6，最低气温-28.1。该区以东南风为主，多年平均风速为 2.8m/s，多年平均年最大风速 15m/s。年最大冻土深度 114cm。2.3水文站点宁夏水文水资源监测预警中心在该流域附近设有寺口子、白崖等水文站点，站网密度相对较大，资料系列较长，具有代表性。站点布设情况见表 2.3-1。表表 2.3-148、水文站点基本情况表水文站点基本情况表站名河流位置经度纬度设立年份寺口子中河原州区黄铎堡乐镇羊圈堡106036171957白崖臭水河西吉县白崖村1055136519632.4流域面积复核经复核陈家沟水库流域面积为 24.18 km2，原设计陈家沟水库流域面积为24.20km2，误差小于允许误差值，本次陈家沟水库除险加固工程水文计算流域面积采用原设计流域面积 24.20km2。2.5水文要素2.5.1降水根据宁夏水文手册（2020 版）降雨等值线图上查得陈家沟水库流域多年平均降水量为 420mm，汛期 69 月降水量占年降水量的 72%左右，多年平均降水量变差系数 Cv0.26，Cs=2Cv，保证49、率为 50%、75%、85%、95%的设计年降水量分别为 417mm、342mm、309mm、258mm。多年平均及各保证率年降水量月分配见表 2.5-1。表表 2.5-1流域多年平均及各保证率年降水量月分配表流域多年平均及各保证率年降水量月分配表单位：单位：mm月份123456789101112全年多年平均3.364.6210.121.042.053.390.795.363.826.07.981.68420P=50%3.294.529.925.041.152.288.893.362.025.59.501.64417P=75%2.743.768.217.134.243.473.977.652.50、021.26.501.37342P=85%7.115.8714.814.528.442.651.370.137.424.75.256.80309P=95%0.289.64.913.026.538.742.960.237.517.25.931.552582水 文132.5.2蒸发根据宁夏水文手册（2020 版）蒸发量等值线图上查得流域多年平均水面蒸发量（E601 型）1060mm，干旱指数为 2.52，为半干旱区。多年平均水面蒸发量月分配见表 2.5-2。表表 2.5-2流域多年平均水面蒸发量月分配表流域多年平均水面蒸发量月分配表单位：单位：mm月份123456789101112总数蒸发量33.51、941.381.6130.4157.9155.8128.3115.577.463.642.431.81060比例3.23.97.712.314.914.712.110.97.36431002.5.3径流根据宁夏水文手册（2020 版）径流深等值线图上查得陈家沟水库流域多年平均径流深为 34mm，Cv=0.49，Cs=2Cv，多年平均径流量为 82.0 万 m3。50%、75、85、95年径流量分别为 76.0 万 m3、53.0 万 m3、43.0 万 m3、29.0 万 m3。多年平均及各保证率年径流量月分配见表 2.5-3。表表 2.5-3流域多年平均及各保证率年径流量月分配表流域多年平均52、及各保证率年径流量月分配表单位单位：万万 m3月 份123456789101112全年多年平均0.000.000.000.005.998.8615.7429.721.70.000.000.0082.050%0.000.000.000.005.558.2114.5927.520.10.000.000.0076.075%0.000.000.000.004.886.1510.1818.413.40.000.000.0053.085%0.000.000.000.004.477.578.8212.69.500.000.000.0043.095%0.000.000.000.003.224.876.158.53、036.700.000.000.0029.02.5.4泥沙2.5.4.1等值线图查算法等值线图查算法根据宁夏水文手册（2020 版）输沙模数分区图上查得陈家沟水库流域多年平均输沙模数为 3700t/km2。2.5.4.2实测淤积量推算法实测淤积量推算法据实测资料统计，陈家沟水库 1966 年建成至 2021 年，55 年总淤积量 237.58万 m3，年平均淤积 4.32 万 m3。据统计 1966 年至 1983 年 17 年期间水库总淤积量为 104.2 万 m，年均淤积量为 6.13 万 m。1983 年至 1991 年 8 年期间水库总淤积量为 38.4 万 m，年均淤积量为 4.8 54、万 m。1991 年至 2007 年 6 年期间水库总淤积2水 文14量为 57.6 万 m，年均淤积量为 3.6 万 m。2007 年至 2021 年 14 年期间水库总淤积量为 37.38 万 m，年均淤积量为 2.67 万 m。具体见表 2.5-4。表表 2.5-4陈家沟水库实际淤积量统计表陈家沟水库实际淤积量统计表时段水库运行方式面积淤积量年数(年)年均淤积量输沙模数备注km2（万 m3）（万 m3）（t/km2）19661983拦洪蓄清24.2104.2176.13341919831991拦洪蓄清24.238.484.80267819912007拦洪蓄清24.257.6163.60255、00820072021拦洪蓄清24.237.38142.671489合计237.58554.3224102.5.4.3输沙模数合理性分析输沙模数合理性分析用等值线法推算水库输沙模数为 3700 t/km2，用水库实测淤积量推算水库输沙模数 2410km2，因水库淤积量能够反映流域的下垫面情况，故本次采用实测淤积故本次采用实测淤积量推算的水库输沙模数量推算的水库输沙模数 2410 t/km2，较为合理。，较为合理。2.5.4.4输沙量输沙量年输沙量为 4.32 万 m，主要集中在 69 月，占全年的 97.5%，多年平均输沙量月分配见表 2.5-5。表表 2.5-5陈家沟水库多年平均输沙量月分配56、表陈家沟水库多年平均输沙量月分配表单位：万单位：万 m月 份123456789101112全年多年平均0.000.000.000.000.110.501.182.180.350.000.000.004.32分配比（%）0.000.000.000.002.511.527.150.88.100.000.000.001002.6洪水2.6.1暴雨特性暴雨一般集中在每年的 69 月，4、5、10 月偶尔有之，主要集中在 7、8 月，占暴雨发生次数的 63。能形成大洪水的暴雨一类是笼罩面积小、历时短、主雨t1h，降雨强度 i1mm/min，有时 H日50mm，主雨集中在 0.5h 内，仍能产生峰高量大的57、洪水，另一类暴雨笼罩面积大，历时长 t12h，强度较小，产生的峰不2水 文15高，但量大，历时长，这类雨较少。洪水同暴雨一样发生在汛期 69 月，以 7、8 月最多，4、5、10 月偶尔有之。因该流域为半干旱黄土丘陵区，洪水的产流方式为超渗产流。洪水的形状受暴雨的影响多为尖瘦形，洪峰陡涨陡落，一般不超过一天。2.6.2洪水特性洪水同暴雨一样发生在汛期 69 月，以 7、8 月最多，4、5、10 月偶尔有之。因该流域为半干旱黄土丘陵区，洪水的产流方式为超渗产流。洪水的形状受暴雨的影响多为尖瘦形，洪峰陡涨陡落，一般不超过一天。2.6.3设计暴雨根据宁夏暴雨洪水图集（2019 版）年最大 1 小时、58、6 小时点雨量均值及统计参数 Cv 等值线图，查得陈家沟水库流域 1 小时、6 小时点雨量均值分别为19.5mm、32.0mm。1 小时 Cv=0.57，6 小时 Cv=0.51，Cs=3.5Cv，计算出水库不同保证率设计点雨量。根据宁夏暴雨洪水图集，查出点面折减系数，计算不同保证率设计面雨量。不同频率设计点面雨量见表 2.6-1。表表 2.6-1陈家沟水库不同频率设计点面雨量表陈家沟水库不同频率设计点面雨量表历时（h）点雨量均值（mm）设计频率（%）雨量0.10.20.330.5123.33510119.5点雨量72.266.762.859.754.048.444.140.634.3面雨量659、7.964.760.957.953.548.444.140.634.3632.0点雨量10799.293.889.381.673.667.562.753.8面雨量10197.291.987.581.673.667.562.753.82.6.4设计洪水2.6.4.1计算方法计算方法采用暴雨资料推求设计洪水，依据宁夏暴雨洪水图集（2019 年版）及重新修订的宁夏不同历时暴雨参数等值线图。2.6.4.2产流计算产流计算根据工程设计频率和不同历时点雨量均值及统计参数等值线图，求出该沟道设计点雨量，然后根据不同计算分区、面积、重现期等选择点面折减系数，求得不同保证率的面雨量。面雨量分配在宁夏有同频内包、60、概化和典型三种雨型。本2水 文16次选用 6h 同频内包雨型，然后由面雨量过程以扣损法计算产流过程。产流公式如下：iiifHRiR为产流期某时段净雨(mm)；iH为产流期某时段面雨量(mm)；if为产流期某时段损失水量（mm）；根据宁夏暴雨洪水图集（2019 年版）产流分区，该地区为黄土丘陵半干旱区，平均损失率if公式如下：)1(5.4179.0024.033.0ccHttcietf（新图集）2.6.4.3汇流计算汇流计算汇流计算是根据推求的设计净雨过程 Ri推求流域出口断面的洪水流量过程，采用纳希瞬时单位线法推求。按瞬时单位线原理，就是净雨历时趋于零的极小时段内产生的一个单位净雨（1mm 净61、雨深）在出口处所形成的流量过程线，其公式为：u(t)=KtneKtnK/1)()(1式中 t时段变量；u(t)为 t 时的瞬时单位线的纵坐标；n,k为瞬时单位线形状参数；(n)伽玛函数据上式可导出时段单位线方程式为：q(tt)=dteKttnKdteKtnKtFKttntKtnt)/(10/10)()(1)()(16.31式中：q(tt)面积为 F 的流域上，t 时段内净雨量为 1mm 的单位线在 t 时段的纵坐标，以 m3/s 计;t计算时段长（h）；tF6.31换算系数；2水 文17dteKtnKKtnt/10)()(1纳希瞬时单位的累积曲线，又称 S(t)曲线；dteKttnKKttnt62、)/(10)()(1形同 S(t)曲线，唯在时间坐标上错后t 时，用 S(t-t)表示。S(t)-S(t-t)简写为S(t)，称为t 小时无因次时段 t 时的纵高。一般以(tt)表示。2.6.4.4计算参数计算参数在计算瞬时单位线，进行洪水演进时，须求得参数 n，k，滞时 M，计算公式如下：n=1.22L0.231，K=M1i/n，M1i=0.148L0.9i-0.093i产流区平均净雨强度（mm/h）；L概化长度（km）。2.6.5计算成果陈家沟水库流域面积 24.2km2，概化长度为 10.0km，清浑比为 0.86，计算得不同频率设计洪峰流量、洪水总量见表 2.6-2。由汇流原理计算不同63、设计频率洪水过程线见表 2.6-3。表表 2.6-2陈家沟水库不同频率设计洪峰流量、洪水总量表陈家沟水库不同频率设计洪峰流量、洪水总量表频率 P(%)0.10.20.330.5123.33510洪峰流量(m3/s)25622520018115312410386.460.2洪水总量(104m3)1291141019177.362.751.843.630.4表表 2.6-3水库不同频率设计洪水过程线表水库不同频率设计洪水过程线表单位：单位：m3/s时段(h)频率 P(%)0.10.20.330.512.03.3351000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.564、15213311910791.073.860.551.135.5125622520018115312410386.460.21.517915814012710787.072.060.642.2281.671.863.657.748.739.532.727.519.22.532.228.325.122.819.215.612.910.97.58311.710.39.138.296.995.674.703.952.762水 文183.53.903.433.042.762.331.891.571.320.9241.301.141.010.920.780.630.520.440.314.50.290.65、260.230.210.170.140.120.100.0750.000.000.000.000.000.000.000.000.002.6.6设计洪水成果比较分析对2008年与2021年计算成果统计，见表2.6-4。表表 2.6-4历年不同方法推求的洪峰流量、洪水总量统计表历年不同方法推求的洪峰流量、洪水总量统计表项目成果年份方法频率（%）0.23.33洪峰流量(m3/s)2021 年成果新图集2251032008 年成果原暴雨图集2681122021 年成果与 2008 年成果变幅（%）-0.16-0.08洪水总量(104m3)2021 年成果新图集11451.82008 年成果原暴雨图集66、14765.62021 年成果与 2008 年成果变幅（%）-0.22-0.21对2021年与2008年计算面积、计算参数、下渗损失公式进行统计，见表2.6-5。表表 2.6-5历年不同方法计算参数比较历年不同方法计算参数比较成果年份方法流域面积（km2）1h6h下渗损失公式概化河长（km）清浑比点雨量（mm）Cv点雨量（mm）Cv2021 年新图集24.219.50.5732.00.51)1(5.4179.0024.033.0ccHttcietf10.00.862008 年原暴雨图集24.221.50.6234.50.58)1(4179.0022.032.0ccHttcietf10.00.867、6由表2.6-4可知，2021年0.2%频率洪峰流量、洪水总量与2008年计算成果变幅分别为-16%、-22%。2021年3.33%频率洪峰流量、洪水总量与2008年计算成果变幅分别为-0.08%、-21%。具体原因如下：2008 年洪水成果采用老图集计算，2021 年洪水成果是采用 2019 版新图集计算，新老图集计算方法相同，相比老图集而言，新图集计算成果偏小，有如下原因：是新图集点雨量比原图集小，是新图集下渗损失公式比原图集大，是新图集 1h、6h 偏差系数 Cv 取值比原图集小。本次推荐选用原设计计算洪水成果本次推荐选用原设计计算洪水成果。3工程地质193工程地质3.1勘察概况3.1.68、1工程概况受固原水务局委托，我公司于 2022 年 03 月 05 日-2022 年 03 月 12 日对原州区陈家沟水库除险加固工程进行工程地质勘察工作，勘察阶段为除险加固阶段。陈家沟水库修建在清水河西侧支流陈家沟上，位于固原市原州区西北部 36km处的杨朗乡陈家沟村。陈家沟水库控制流域面积 24.2km2，为粘土心墙坝，坝高35m，坝顶宽 6m，顶长 659m，迎水坡坡比 1:3.0，背水坡坡比 1:2.5，总库容为 534.2万 m3，是一座防洪、拦泥为主的小（一）型水库。水库保护下游村庄、耕地，输电线路、西大路县级公路等重要基础设施的安全。工作区位置示意图工作区位置示意图3.1.2勘察69、工作任务及目的此次工程地质勘察工作依据中小型水利水电工程地质勘察规范的要求，主要的工作如下：一、水库区勘察应包括下列内容:3工程地质20（1）研究区域地质资料，确定工程区所属大地构造部位，分析区域主要构造对工程区的影响。结合历史地震及断层活动性等资料，对区域及场地的构造稳定性进行评价，提出工程区的地震动参数。（2）初步查明水库区的渗漏条件，单薄分水岭、低邻谷、强透水岩层（带）、断层破碎带和古河道、第四纪透水层等的分布和水文地质条件，对产生渗漏的可能性及其严重程度作出初步评价。（3）调查库区，尤其是近坝库区的滑坡体、崩塌体等不稳定岩土体和泥石流的分布、规模，初步评价其稳定性及影响；对第四系组成的70、库岸，应调查河道塌岸的现状和原因，初步分析建库后可能塌岸的范围及规模。（4）调查可能产生浸没地段的地形地貌、岩土性质、相对隔水层分布和地下水埋深情况，初步预测浸没区的范围，分析引起沼泽化和盐泽化的可能性。（5）分析水库蓄水后可能引起的其它环境地质变化，包括水库对重要矿产、居民点、名胜古迹和自然保护区影响，水库诱发地震及塌陷的可能性，因大坝拦水断流引起下游水文地质条件的变化。二、坝址勘察应包括下列内容:（1）调查河谷地形地貌特征、阶地类型及地质构造，初步查明各级阶地的接触关系和古河道、古冲沟、古塘、决口口门、沙丘等的埋藏、分布情况；（2）初查查明各类土层的性质、成因、厚度、分布、层理特征、颗粒组71、成及主要物理力学性质，重点是工程地质性质不良的特殊土层、夹层或透镜体的分布和特点；（3）对地震动峰值加速度在 0.1g 及以上地区的饱和无粘性土、少粘性土地基振动液化问题进行初评价；（4）初步查明透水层及相对隔水层的埋藏条件、渗透及渗透稳定性、含水层类型、各透水层间的水力联系，地下水与地表水径流及潮汐的水力联系、补排关系，地下水位及其变幅，地下水水质及土的化学成分等，必要时应研究地下水流向；（5）初步查明基岩浅埋及利用基岩作防渗依托的坝址基岩的埋深、风化程度和渗透性；（6）初步进行坝址工程地质条件评价，对坝址及基本坝型的选择提出地质方3工程地质21面的建议；（7）对土料场地进行初勘和评价。3.72、1.3执行标准与规程、规范中小型水利水电工程地质勘察规范（SL55-2005）；水利水电工程地质勘察规范（GB50487-2008）；水利水电工程天然建筑材料勘察规程（SL2512015）；岩土工程勘察规范（GB500212001）（2009 版）；湿陷性黄土地区建筑标准（GB50025-2018）；水利水电工程地质钻探规程（SL/T291-2020）；水利水电工程地质测绘规程（SL/T299-2020）；水工建筑物抗震设计标准（GB51247-2018）；中国地震动参数区划图（GB183062015）；土工试验方法标准（GB/T501232019）；建筑地基基础设计规范（GB50007-2073、11）；水利水电工程钻孔压水试验规程)（SL31-2005）。3.1.4工作方法及完成工作量本次勘探主要采用钻探和坑探结合的勘探方式，钻探使用北探 DPP-100 型汽车钻及 150 型台钻，配合原位测试。原位测试主要采用标准贯入（自由落锤）试验和重型动力触探（自由落锤）试验，用贯入器和岩心管采取扰动土样，用薄壁取土器采取级原状样，按照要求取土样和水样。探井采用机械洛阳铲成井，人工在井壁取样。土料场交通不便，采用手捣洛阳铲，取扰动样，交通便利的地方，采用机械洛阳铲取级原状样。对水库库区及坝址区进行工程地质测绘，测绘比例尺 1:10000。在设计大坝的坝轴线上布置勘探点，其中沟道中部采用钻孔勘探74、，两岸采用竖井勘探，沟道中部钻孔深度进入相对不透水层大于 5m，钻孔基岩进行压水试验，查明各土层的透水性，确定相对隔水层的分布高程及范围。两岸竖井应进入下部非湿陷性土层以下不少于 4m 或进入基岩为止。钻孔取样及原位测试间距 1.5-2.0m，探井取样间距2.0m。对可能液化的土层进行剪切波波速测试。3工程地质22表表 3.1-2勘察工作量统计表勘察工作量统计表工程点钻孔钻孔探井探井原状样扰动样动探 标 贯易溶盐水样岩样（组）压水试验（段）测绘面积（万 m2）个数进尺 m个数进尺 m(组)(组)(组)(组)(组)(组)陈家沟坝址区9300734.2992821961221825667陈家沟土料75、场26201.589合计930033235.799117219612218256673.1.5技术成果资料3.1.5.1文件文件原州区陈家沟水库除险加固工程地质勘察报告（初设阶段）1 份3.1.5.2图纸图纸（1）原州区陈家沟水库除险加固工程勘探点平面位置图1 张（2）原州区陈家沟水库除险加固工程坝体（址）工程地质剖面图1 张（3）原州区陈家沟水库除险加固工程坝体（址）工程地质渗透剖面图1 张3.1.5.3附件附件（1）土工试验成果表15 张（2）岩土力学实验报告6 张（3）水质及易溶盐分析报告2 张（4）钻孔、探井柱状图42 张3.2区域构造稳定性与地震动参数3.2.1区域地质条件3.2.176、.1地形地貌地形地貌受构造运动影响，地壳抬升，河流不断下蚀，场区西侧为低中山，东侧为河谷平原。场地西侧为六盘山余脉（南华山、西华山、月亮山、马东山等）由南向北深入境内，形成西南高、东北低的特殊地形，南部以南华山主峰马万山为最高，海拔 2955 米，是宁夏南部最高峰。东部以清水河阶地兴隆乡李家湾最低，海拔 1366米。工作区西侧为马东山，最高点海拔高程 2400 米。东侧为清水河河谷平原。清水河两岸、级阶地发育。级阶地主要发育于四营水库以南，级阶地高出3工程地质23河床 26m，宽 5001500m，阶面高程 1484-1615m；四营水库以北在河谷的凸岸有分布，连续性不强，级阶地高出河床 2477、m，宽 50300m，级阶地地势平坦，高差不大，向河谷方向倾斜，级阶地主要发育于四营水库以北，高出河床 820m，宽 8002000m，阶面高程 1271-1484m，地形平坦，向河床方向倾斜，冲沟发育，现多为耕地和村庄。河谷多呈“U”型，河床宽度 2050m，河床高程由 1615m降至 1264m，河曲发育，河岸多为直立陡坎，切割较深。由南向北以 2.3/1000 坡度降低。平原上冲沟发育，同心以北冲沟窄而深，呈“V”字型；同心以南冲沟宽而浅，呈“U”字型。中部为梁峁残塬地带，其间黄土丘陵起伏，沟壑纵横交错，植被稀疏。3.2.1.2地层岩性地层岩性区域出露的地层主要有：古近系始新统寺口子组（78、E2s）、渐新统渐新统清水营组（E3q），新近系中新统红柳沟组（N1h）、上新统干河沟组（N1g），第四系下更新统（Q1）、中更新（Q2）、上更新统（Q3）、全新统（Q4）等地层。区域地层见下表。区域地层简表区域地层简表地层单位地层代号厚度(m)岩性与分布界系统组新生界第四系全新统Q420-50岩性为粉质粘土、粉土、角砾等。分布在河道、级阶地上和各河谷中。上更新统Q3ml30-70岩性为土黄色黄土，风积而成。分布在中低山的表层。Q31apl5-10岩性为粉质粘土、粉土、角砾等。分布在河道级阶地上。中更新统Q2apl3-20岩性为砂、粘质砂土、角砾等。分布在河道级阶地上。下更新统Q1ap2-1579、岩性为钙质、泥质胶结的砾岩为主。分布在河道底部及山体上部。新近系上新统干河沟组N1g50-300岩性为土黄色间浅红色泥岩、泥质砂岩、砾岩为主，上部胶结差。中新统红柳沟组N1h100-200 岩性为土桔红色泥岩、泥质砂岩、砾岩为主。古近系渐新统清水营组E3q100-500岩性分为上下两部分，下部：红色细砂岩，含灰白色钙质结核；上部：紫红色、土红色砂质泥岩、泥岩夹蓝灰色泥岩，石膏质泥岩及薄层石膏。在主要分布于蒿店茹河、黄峁山、臭水沟等地。始新统寺子口组E2s200-300岩性由砖红色砂岩及砾岩组成，下部：红色砾岩层，砾石成份以石英岩为主，次为变质岩；上部：砖红色砂岩夹泥岩层。分布于兴盛、寺口子等地80、。中生界白垩系乃家河组K1n250岩性由杂色泥岩、页岩、粉砂岩、细砂岩夹泥灰岩、石膏及岩盐。马东山组K1m400-1430岩性由蓝灰、灰绿色泥岩、页岩、粉砂岩夹泥灰岩、鮞粒灰岩。3工程地质24地层单位地层代号厚度(m)岩性与分布界系统组李洼峡组K1l100-200岩性由灰紫色中厚层长石石英砂岩、粉砂岩夹泥岩及泥灰岩。3.2.1.3水文地质水文地质工作区位于六盘山分水岭的东侧，六盘山区属阴湿山区，气候湿润，雨量充沛，多年平均降水量为 600mm 左右。固原地区以北降水量约 350-500mm，蒸发量 1200-2000mm。地表水系主要发育有泾河、清水河及其支流等。地下水根据其赋存条件、水力性质81、及水力特征，可划分为第四系含水层中的孔隙水，基岩裂隙潜水及承压水三种类型，均由大气降水补给，受季节性影响较大。地下水多以下降泉的形式沿河分布，出露于地表，汇入河流。第四系孔隙潜水水力联系较好，地下水位较连续，多为地下水补给河水，基岩裂隙水一般没有稳定连续的地下水位。该地区分布有大量的小型河道如：马饮河、东至河、大营河等，所有河道向东北方向展布。大气降水及地下水以洪水和下降泉的形式排泄到河道中，向东北方向流动，汇集于清水河，由清水河向黄河排泄。所以该地区地表水和地下水的大体流向为东北向。地下水的化学类型 HCO3-SO42-Na+-Mg2+，矿化度 0.4-0.79g/L，地表水的水化学类型为 82、SO42-CL-Na+，矿化度 2.03-12.86g/L。3.2.2地质构造及地震3.2.2.1区域构造稳定性区域构造稳定性工作区主要受陇西系旋卷构造的影响。它由向北东方向凸出的弧形隆起构造带与沉积坳陷带相间排列，构成了巨型帚状构造。陇西系在宁夏境内主要由 3 个旋回隆起断褶带和 4 个沉降坳陷带以及其伴生或派生次级构造组成。对工作区影响较大的是中卫-固原新生代坳陷带、黑山-香山隆起断褶带。（1）西华山-南华山-六盘山隆起断褶带该断褶带西起甘肃景泰县兴泉堡，东到宁夏固原硝口，展布在米家山北麓、哈思山南麓、北峰山北麓、黄家洼山南麓、西-南华山北麓和月亮山北东麓，全长237km。断裂带中、西段走83、向北西西，东段走向北西，断层面均倾向山体一侧，地貌上是一条醒目的山脉与盆地的界线。该断裂带由 11 条不连续的次级剪切断层呈左阶或右阶羽列组成，相邻的两条次级断层之间形成错列岩桥区。除了两个以右阶错列的挤压隆起区过渡以外，其3工程地质25它均构成左阶错列区，形成规模不等的拉分盆地。新近纪末的喜马拉雅运动以来，早期断裂系中的一些断裂重新活动，发展成为海原活动断裂带。自距今约 120-73 万年以来，也即是早更新世末至中更新世初以来，海原活动断裂带开始了其强烈的左旋走滑活动，总水平位移量达几到十几公里，其中最大的左旋水平位移值分布在西华山北麓至干盐池带，断层将前寒武系变质岩中的大理岩、角闪岩标志层84、和前寒武系与古近系之间的不整合面以及古近系、新近系之间的界线左旋错开了 1214.5Km。据此推算，断裂带自左旋走滑以来平均滑移速率大约为 11.719.2mm/a。地貌水系位移研究结果显示，全新世以来断裂带的平均走滑速率为 610m/a(国家地震局地质研究所，宁夏回族自治区地震局，1990)。此外，大地形变测量结果表明:在西、南华山带，自 1971 年到 1986年，年平均左旋滑移量和倾滑量分别为 0.98mm 和 0.33mm(国家地震局鄂尔多斯周缘活动断裂系课题组，1988)。海原活动断裂带是 1920 年海原 8.5 级的大地震的发震构造，其地表破裂贯通了整条断裂带，宏观震中位于西华山85、北苑的石卡关沟带，地震造成的最大左旋位移量为 1011m，向断层两侧星波浪式逐渐衰减。工作区距离该活动断裂 7.8-17.8km。西华山-南华山-六盘山隆起断褶带的一条分支断裂带位于场区西侧，距离工作区 7.8km。（2）中卫-固原新生代坳陷带北段（中卫-同心）走向北西，南段（同心-固原）走向北北西，总体为向北东凸出的弧形断陷盆地，全长约 200 多公里，一般宽约 5 公里。坳陷带主要为新生代沉积。清水河大断裂为该坳陷带的主要断裂，它沿清水河东岸延伸，总体走向335o，长约百余公里。据物探资料证明其断面倾向在南段东倾，在北段长山头区向西倾且有表露。断裂带附近岩层劈裂、柔皱较发育，岩石较破碎，在86、山前形成笔直的断层陡崖。断裂位于工作区以东。工作区距离清水河大断裂 7.1-9.8km。（3）黑山-香山隆起断褶带：该断褶带沿清水河西岸延伸，长度约 200 公里。由两条以上自南向北、由西向东逆冲的断裂所组成，局部宽达百余米。据物探资料证明其断面倾向南西，倾角 60。-85。西盘（上盘）地层主要为下白垩统，东盘（下盘）为新生界。根椐资料，该断裂为活动性断裂。断裂带西-中段走向北西西至近东西，东-东南段走向北西近南北，总体倾向南西，呈弧形凸向北东。在晚第四系的活动表现为西强东3工程地质26弱。天景山断裂带在东南段表现为红尖山逆冲断裂，倾向南西，断裂西盘为白垩系和第三系构成的红尖山褶皱上升区，东盘87、是第四系组成的清水河盘地下降区。在井家口子、龙湾和李家堡子均有出露。该断裂由天景山延伸至固原彭堡硝口一带，该断裂天景山兴隆断面连续，兴隆彭堡断面呈隐伏断裂。该断裂距离工作区 0.5-4.1km，由于该断裂在此段活动减弱，呈隐伏断裂，地表无活动迹象，对工程影响较小。综上所述：坝址周围 5km 工程场址区分布有兴隆彭堡断面呈隐伏断裂（F2）。该断裂为天景山断裂向南延伸段，断裂距离工作区 0.5-4.1km，由于该断裂在此段活动减弱，呈隐伏断裂，晚更新世（Q3）以来无活动迹象，对工程影响较小。坝址周围 25km 近场区主要分布有 3 条断裂：清水河隐伏断裂（F1）和海原断裂（F3）及其分支断裂（F388、-1）。清水河断裂距离坝址区为 7.1km，该断裂呈隐伏断裂，晚更新世（Q3）以来无活动迹象，对工程影响较小；海原断裂（F3）及其分支断裂（F3-1）距离坝址区距离分别为 17.8km 及 7.8km，该断裂为全新活动断裂，控制工程场区的构造稳定性。综合评价工程场区的构造稳定性较差。工作区地质构造图工作区地质构造图3工程地质273.2.2.2地震动参数地震动参数由于两大构造体系的复合、抵制的干扰，工作区地震频发。西华山-南华山-六盘山隆起断褶带对工作区影响较大，该断褶带活动强烈，常使第三系形成一些紧密小褶曲，形成全新世断裂及断陷盆地，沿挤压破碎带有泉水涌出。自 1219 年到 1962 年的 89、743 年间，沿西华山-南华山-六盘山隆起断褶带共发生过 9 次破坏性大地震（如表 2-1）。尤以 1920 年海原大地震其规模之大、破坏程度之甚在地震史上均属罕见。该大地震震中位于西华山-南华山北缘断裂带上，极震区南东恰是陇西系与贺兰褶带复合地带。自自 1219 年到年到 1962 年间西华山年间西华山-南华山南华山-六盘山隆起断褶带六盘山隆起断褶带 5 级以上地震一览表级以上地震一览表时间震中位置震级震中烈度1219 年 6 月 2 日固原市西硝口南东6.5-1306 年 9 月 12 日固原市红庄6.5-1638 年 1 月海原县北5.51920 年 12 月 16 日海原县西安洲西8.90、51921 年 4 月 12 日固原市开城南6.5-1923 年 9 月 2 日固原市西5.01934 年 9 月 22 日海原县北硝口南东5.01959 年 1 月 31 日海原县李俊北西5.01962 年 7 月 27 日海原县南西5.0根据中国地震动参数区划图（GB18306-2015），场地基本地震动峰值加速度为 0.30g，基本地震动加速度反应谱特征周期 0.45s。地震基本烈度度，设计地震分组为第三组。场地处高边坡发育，属抗震不利地段。地震动参数调整表地震动参数调整表概率水平场地类别加速度值特征周期值多遇地震动0.100g0.45s基本地震动0.300g0.45s罕遇地震动0.5791、0g0.50s极罕遇地震动0.870g-3工程地质283.3水库区工程地质3.3.1水库区地质条件3.3.1.1地形地貌及物理地质现象地形地貌及物理地质现象陈家沟水库坝上游为水库库区，现状水面高程 1773.5m，水库蓄水约 0.5-1.0m，淤积面高程 1773.0-1772.5m，最大淤积厚度 24-28m，淤积物主要以壤土、角砾为主。库区左侧发育有连续的级阶地，右岸零星分布有级阶地，且不连续。库区附近阶地高程 1772-1808m，主河道高程 1773-1787m。库区上游主沟道内及右侧级阶地连续分布，阶地上部平坦，阶地高程 1813-1870m。阶地宽 100-300m，与主沟道高差 92、13-20m，边坡近于直立，以混合边坡为主，上部为冲洪积壤土、角砾，下部为砂质泥岩。3.3.1.2地质构造地质构造库区内未发现有大的构造及不良地质现象，坝轴线下游发育有西黑山-香山隆起断褶带的一条隐伏断裂，该断裂为隐伏断裂，上部第四系堆积物较厚，在工作区未发现有出露，推测坝轴线距离该断裂约 0.2-0.5km。地表无活动迹象，对工程影响较小。坝轴线处的地层层面及产状受该断裂影响较大，产状 9015-32，沟道走向 62，岩层倾向与河道走向基本一致，不利于水库的防渗。库区内红柳沟组（N1h）泥岩出露距离坝址约 1.0km，产状 8355，清水营组（E3q）砂质泥岩出露距离坝址约 0.7km，产状93、 6582，红柳沟组（N1h）与清水营组（E3q）为角度不整合接触。寺口子组（E2s）砂质泥岩、砂岩出露距离坝址约 200-300m，产状 9084，清水营组（E3q）与寺口子组（E2s）为角度不整合接触。乃家河组（K1n）泥灰岩、灰岩出露距离坝址约 5.4km，产状 24584，与寺口子组（E2s）砂质泥岩为角度不整合接触。库区内未发现有不良的地质构造。3.3.1.3地层岩性地层岩性库区及坝轴线处的地层主要有第四系全新统冲洪积（Q4apl）壤土、角砾，山体覆盖层有第四系上更新统马兰组(Q3eol)黄土，第四系中更新统(Q2eol)黄土，第四系中更新统冲洪积(Q2apl)砾砂、壤土，第四系下更94、新统(Q1apl)砾岩，新近系上新统干河沟组（N2g）砾岩、泥岩，红柳沟组（N1h）泥岩，古近系渐新统清水营组泥岩（E3q），古近系寺口子组泥岩（E2s），白垩系乃家河组泥灰岩、泥岩（K1n）。现3工程地质29分述如下：（1）第四系全新统壤土（Q42apl）：土黄色，可塑硬塑状态，具有水平层理。主要分布于河谷底部。壤土（Q42apl）：为库区淤积物，褐灰色，饱和状态，具水平层理。局部为粘土。主要分布于库区内。（2）第四系上更新统黄土(Q3eol)：土黄色，稍湿，坚硬状态，可见大孔隙，垂直节理发育。分布于左右坝肩。（3）第四系中更新统壤土(Q2apl)：灰褐色，稍湿，坚硬状态，分布于黄土层下部。95、砾砂(Q2apl)：白灰色，稍密-密实状态，砾石以泥灰岩和砂岩为主，砾石一般直径为 2.0-10.0mm，最大直径 20.0-40.0mm，呈次棱角状，约占 40-45%，壤土充填。黄土（Q2eol）：分布于两岸山体下部，厚度约 14.0m。黄褐色，稍湿，坚硬状态，不具有湿陷性。垂直节理发育。（4）第四系下更新统砾岩（Q1apl）：分布于左坝肩下部，厚度 9.5-9.6m。白灰色，砾石以泥灰岩、灰岩为主，泥钙质胶结，上部 5-6m 成岩作用较弱，胶结差，下部稍好，产状近于水平。局部夹有泥岩，泥岩中含有大量的植物根茎。（5）新近系上新统干河沟组砾岩（N2g）：分布于阶地及左坝肩下部。青灰色、砖红96、色，砾石以泥灰岩、灰岩为主，泥质胶结，产状 9015-32。泥岩（N2g）：土黄色，泥质结构，厚层状。强风化厚度 1.5-2.0m，呈碎块状，弱风化厚度 1.5-2.0m。产状 9015-32。（6）新近系中新统红柳沟组泥岩（N1h）：砖红色，泥质结构，厚层状。产状 8355。（7）古近系渐新统清水营组泥岩（E3q）：紫红色，泥质结构，厚层状，局部夹有青灰色砂质泥岩、泥岩。3工程地质30产状 6582。（8）古近系始新统寺口子组砂岩（E2s）：紫红色，砂质结构，厚层状，局部夹有紫红色砂质泥岩、泥岩。产状 9084。（9）白垩系乃家河组泥灰岩、泥岩（K1n）：灰绿色，泥质结构，中厚层状，产状 297、4584。3.3.1.4水文地质水文地质河道内存在地表水和地下水。上游基岩段地表水流量较大，主要为两侧山体的基岩裂隙水补给地表水，裂隙水多位于强风化及弱风化的基岩中，从山体低洼处向沟道内排泄，基岩区沟道内基岩出露或埋深较浅，下渗较少，河道内流量较大。下游水库附近第四纪堆积物较厚，且为强透水层，地表水下渗补给地下水，地表水流量渐渐变小，地下水主要为孔隙潜水，含水层为河道及两侧的角砾层。上游右岸支沟内地表水水化学类型 SO42-Na+，矿化度 1.26g/L，主沟道内地表水水化学类型 SO42-Na+，矿化度 0.75g/L。3.3.2库区渗漏水库左岸上游山体全为泥岩，为弱透水层，高出坝顶高程很多98、，按照蓄水位高程 1775.70m 计算，分水岭宽度大于 270m。坝轴线处分水岭宽度 240m，坝轴线处砾岩（N2g）、砂质泥岩（N2g）分布高程低于正常蓄水位高程，邻谷沟底高程1758-1760m，沿着强风化的砾岩、砂质泥岩层产生向邻谷的渗漏，且沿该层产生绕坝渗漏。右岸坝轴线以上 0.8km 范围内山体上部黄土覆盖，下部为砾岩、泥岩，按照蓄水位高程 1775.70m 计算，分水岭宽度 500-600m。弱风化的砂质泥岩、砾岩为弱透水层，强风化的砂质泥岩、砾岩为中等-强透水层，且该层高程低于水库正常蓄水位高程，但山坡上黄土覆盖，黄土为弱透水层，厚度 20-40m，形成了相对隔水层，局部砾岩出99、露，存在向邻谷的侧向渗漏。坝轴线 0.8km 以上山体为泥岩，为弱透水层，且高出正常蓄水位很多，分水岭宽度 300-500m。不存在向南侧的库区渗漏。3工程地质313.3.3库区浸没及淹没库区位于河床内，正常蓄水位高程 1775.70m，因此该高程以下均为库区淹没区，河道左岸阶地建有大量的民房，均位于淹没区内。坟地 2.3 万平方米，及大量的耕地。水库建成后地表水对正常蓄水位以上的农作物及植被产生浸没问题，使得正常蓄水位以上的土体产生盐渍化。浸没的临界地下水埋深计算如下：Hcr=HK+HHcr为浸没临界地下水埋深，m；HK为地下水位以上土壤毛细管水上升高度，m；H 为安全超高值，m；坝轴线上游100、 1.15km 以内浸没区位于左岸阶地及右岸山坡处，该处均为壤土和黄土，HK取 1.5m，该区域多为草本植物，H 取 0.6m，可得 Hcr为 2.1m。因此该区域高程 1777.3m 范围内均存在浸没问题。坝轴线上游 1.15km 以上的支沟内两岸的岩性为角砾、砂质泥岩，HK取 1.0m，H 取 0.6m，可得 Hcr为 1.6m，因此该区域高程 1777.3m 范围内均存在浸没问题。3.3.4库区库岸稳定及淤积正常蓄水位高程 1775.70m，正常蓄水位位于砾岩、泥岩出露高程范围内时由于砾岩、泥岩抗侵蚀能力较强，不会产生大面积的塌岸现象。左岸岸坡坡角 5-15，不会产生大面积的滑塌现象。上101、游阶地岸坡坡角 30-50，右坝肩黄土岸坡坡角14-15，局部岸坡较陡坡角 37-50，蓄水后下部角砾、黄土呈饱和状态，抗剪强度降低，会产生滑塌现象。局部塌岸范围见陈家沟水库塌岸分布图。塌岸宽度根据卡丘金预测法计算如下：S=NA+（hBhP）csc+(hs-hB)csc-(BhP)cscS 为塌岸最终宽度（m）；N 为土颗粒有关的系数，黄土取 0.6，壤土取 0.8，砾石取 0.4；A 为库水位变化幅度（m）；hp为波浪冲刷深度 hp=2hB（m）；hB为波浪爬高取 hB=3.2K*h*tan，K 为岸坡粗糙系数取 0.6，h 为浪高取 0.5m；3工程地质32hs为正常蓄水位以上岸坡高度（m102、）；B正常高水位与非结冰期间最低水位之差；水上岸坡的稳定坡角；边坡浪蚀浅滩的稳定坡角；原左右岸平均坡角；选择有代表性的位置进行塌岸宽度计算如下表（具体塌岸位置见陈家沟水库塌岸分布图）：陈家沟水库库区塌岸计算表陈家沟水库库区塌岸计算表典型剖面H（m）N洪水位（m）死水位（m）A（m）hphbh（）（）（）塌岸宽度St（m）岸坡长度（m）剖面 1（黄土）15.60.6 1777.261771.3625.41 0.08 0.54.7253819092剖面 2（黄土）37.60.6 1777.261771.366.41 0.08 0.54.7253610045剖面 3（角砾）10.60.4 1777.103、261771.368.41 0.24 0.5 13.8503014130剖面 4（角砾）3.60.4 1777.261771.367.41 0.24 0.5 13.850591270剖面 5（角砾）0.60.8 1777.261771.3616.41 0.24 0.5 13.8502121113剖面 6（角砾）5.60.4 1777.261771.3614.41 0.24 0.5 13.8503919320剖面 7（角砾）12.60.4 1777.261771.369.41 0.24 0.5 13.8503517370剖面 8（壤土）-0.40.4 1777.261771.3618.41 0.104、13 0.58304244130剖面 9（黄土）4.60.6 1777.261771.363.41 0.08 0.54.725373585剖面 10（黄土）6.60.6 1777.261771.367.41 0.08 0.54.725506545剖面 11（黄土）00.6 1777.261771.3631.41 0.08 0.54.72515163605剖面 12（黄土）0.60.6 1777.261771.369.41 0.08 0.54.7251042290建议对塌岸段落根据塌岸宽度进行削坡处理。壤土水下稳定坡角 8，水上稳定坡角 30。黄土水下稳定坡角 4.7，水上稳定坡角 25。角砾水105、下稳定坡角 13.8，水上稳定坡角 50，塌岸宽度自死水位高程向上发展。现状库区高程 1771.36m，最大淤积厚度 26.0m。库区上游 2.7km 以内两侧山体上部为黄土、砂质泥岩，砂质泥岩易风化，且植被不发育。暴雨后洪水携带大量的黄土及风化的砂质泥岩向水库排泄，形成淤积物。3.3.5水库诱发地震水库距离西华山-南华山-六盘山活动断裂带较远，且水库蓄水量不大，诱发地震的可能性不大。3工程地质333.4大坝工程地质3.4.1地形地貌及物理地质现象坝址区为河谷地貌单元。主沟道成“U”型，主沟道地面高程 1745-1746m，宽约 60-70m，左右坝肩为级阶地，阶地地面高程 1755-1776106、m，宽约 260-300m，级阶地与主沟道陡坎高 9-12m，边坡坡角 60-80，局部近于直立。左坝肩山顶高程 1822m，右坝肩山顶高程 1842m。坝轴线下游为西华山-南华山-六盘山隆起断褶带的隐伏断裂，受隐伏断裂的影响，坝轴线处的岩层倾向于主沟道走向基本一致。岩层倾角 15-32。陈家沟水库坝轴线地形地貌示意图陈家沟水库坝轴线地形地貌示意图3.4.2地层岩性坝轴线处的地层主要有第四系人工填土（Q4ml），含砾壤土（Q42apl），黄土（Q3eol），角砾（Q3apl），新近系上新统干河沟组砾岩（N2g）、砂质泥岩（N2g）。现分述如下：（1）第四系全新统人工填土（Q4ml）：为原坝体的107、碾压层，主要岩性为两岸第四系壤（黄）土和少量第三系全风化泥岩，局部含少量直径 310mm 砾石，最大厚度 25.4m，黄3工程地质34褐色为主，可塑硬塑状态，中等压缩性。壤土（Q42apl）：为库区淤积物，褐灰色，饱和状态，具水平层理。局部为粘土。主要分布于坝前的库区内。含砾壤土（Q42apl）：主要分布于河谷及、级阶地上。厚约 8m10m。浅土黄色黄褐色，局部为灰黑色，可塑硬塑状态，含少量直径 310mm 砾石，具水平层理。（2）第四系晚更新统黄土（Q3eol）：厚度 7.7-8.0m。土黄色，稍湿-湿，坚硬状态，具湿陷性。K=5.010-5cm/s，为弱透水层。角砾（Q3apl）：厚度 2108、.0-4.0m。白灰色、灰绿色，湿-饱和，密实状态，砾石以泥灰岩、灰岩为主，多呈片状，直径 0.2-2.0cm，最大 3-10cm，呈亚棱角形，约占 90%，壤土充填。（3）新近系上新统干河沟组砾岩（N2g）：厚度 3.2-12.5m。白灰色，稍湿-湿，砾石以灰岩、泥灰岩为主，一般直径 0.2-2.0cm，最大 3-8cm，呈亚棱角形，约占 85%，泥质胶结，成岩作用较差，胶结差，产状 9032。泥岩（N2g）：桔红色、土黄色，属湖泊相沉积，成岩作用差，厚层状，层状构造，产状 9032。强风化层 1.5m，弱风化层厚约 2.0m。3.4.3水文地质勘察期间，库区存在地表水，坝下游主沟道内存在地109、表水和地下水，主要为左坝肩及主沟道渗漏的地表水。角砾层及强风化的砾岩为主要含水层，为第四系孔隙潜水，沿沟道由西向东径流排泄，汇入清水河。坝顶钻孔内测得的地下水位埋深 10.3-17.3m，高程 1762.20m-1769.50m。勘察期间属枯水期，左坝肩冲沟坡脚附近可见四处较大的集中渗漏点，其它部位存在土体潮湿现象，未见渗水明流，在该冲沟下游水流集中汇聚且水流平缓处设置一处直角三角流量堰，测得的该处冲沟流量 4.49L/S，即 387.97 m3/d。此外在左坝肩靠近溢洪道部位有另一条冲沟，冲沟也有多处渗流部位，冲沟内有渗水明水，渗流量与左坝肩冲沟相近或稍大。3工程地质353.4.4岩土体的物110、理力学性质场地处的岩土物理力学指标如下表：（1）壤土（Q42apl）：为库区淤积物，褐灰色，饱和状态，具水平层理。局部为粘土。主要分布于坝前的库区内。库区淤积壤土物理力学指标统计表库区淤积壤土物理力学指标统计表项目统计个数最小值最大值平均值变异系数修正系数标准值含水量(%)625.826.826.20.0141.01226.2天然密度(g/cm3)61.9202.0201.9680.0190.9841.968干密度d(g/cm3)61.5141.5991.5600.0200.9841.560孔隙比（e）60.7010.7960.7420.0481.0400.742孔隙率（n）641.244.3111、42.60.0281.02342.6饱和度（Sr）690.8100.095.60.0381.03295.6土粒比重（Gs）62.702.722.720.0031.0022.72压缩系数1-2(Mpa-1)60.250.390.300.1801.1490.30压缩模量 Es(Mpa)64.66.86.00.1410.8846.0凝聚力 C（kPa）（天然）612.923.419.10.1900.84316.0内摩擦角（）（天然）617.422.519.00.0980.91917.0渗透系数 K(cm/s)64.38E-061.20E-042.56E-051.8052.4902.56E-05液限l112、(%)625.80.030.50.0901.07430.5塑限p(%)617.10.019.30.0681.05619.3塑性指数 Ip68.733.211.30.1301.10711.3液性指数 IL60.420.80.60.3461.2860.633（2）含砾壤土（Q42apl）：主要分布于河谷及、级阶地上。厚约 8m10m。浅土黄色黄褐色，局部为灰黑色，可塑硬塑状态，含少量直径 310mm 砾石，具水平层理。物理力学指标建议值：K=4.8E-05cm/s，为弱透水层。允许承载力R=120kPa，开挖边坡比 1：1.25。标准贯入试验原始击数标准贯入试验原始击数 N 值值频数n最大值max113、最小值min平均值m标准差f变异系数修正系数s标准值719.010.014.33.00.2090.84612.1（3）黄土（Q3eol）：厚度 7.7-8.0m。土黄色，稍湿-湿，坚硬状态，具有湿陷性，为级非自重（轻微）湿陷性场地。其物理力学指标统计如下表：标准贯入试验原始击数标准贯入试验原始击数 N 值值3工程地质36频数n最大值max最小值min平均值m标准差f变异系数修正系数s标准值31148.02.6湿陷性黄土物理力学指标统计表湿陷性黄土物理力学指标统计表项目统计个数最小值最大值平均值变异系数修正系数标准值含水量(%)315.719.617.50.1121.16917.5天然密度(g/114、cm3)31.5901.7701.6870.0540.9191.687干密度d(g/cm3)31.3741.4801.4350.0380.9431.435孔隙比（e）30.8310.9650.8860.0791.1190.886孔隙率（n）345.449.146.90.0411.06246.9饱和度（Sr）343.963.953.90.1851.27853.9土粒比重（Gs）32.702.712.700.0021.0032.70压缩系数1-2(Mpa-1)30.300.420.350.1781.2670.35压缩模量 Es(Mpa)34.76.15.50.1340.7985.5凝聚力 C（kP115、a）（天然）311.614.513.10.1110.83310.0内摩擦角（）（天然）323.824.224.00.0090.98723.0渗透系数 K(cm/s)31.52E-043.68E-042.69E-040.4061.6102.69E-04液限l(%)323.90.025.40.0841.12625.4塑限p(%)315.80.016.70.0701.10616.7塑性指数 Ip38.127.88.70.1101.1658.7液性指数 IL30.018.00.11.0092.5180.1湿陷系数s30.0150.043自重湿陷数zs30.0070.008（4）角砾（Q3apl）：厚度116、 2.0-4.0m。白灰色、灰绿色，湿-饱和，密实状态，砾石以泥灰岩、灰岩为主，多呈片状，直径 0.2-2.0cm，最大 3-10cm，呈亚棱角形，约占 90%，壤土充填。物理力学指标建议值：K=5.0E-02cm/s，为强透水层。允许承载力R=300kPa，开挖边坡比 1：1.50。标准贯入试验原始击数标准贯入试验原始击数 N 值值频数n最大值max最小值min平均值m标准差f变异系数修正系数s标准值651.012.034.516.20.4710.61221.1（5）砾岩（N2g）：厚度 3.2-12.5m。白灰色，稍湿-湿，砾石以灰岩、泥灰岩为主，一般直径 0.2-2.0cm，最大 3-8117、cm，呈亚棱角形，约占 85%，泥质胶结，成岩作用较差，胶结差，产状 9032。其允许承载力R300kPa，建议开挖边坡比 1:1.0。标准贯入试验原始击数标准贯入试验原始击数 N 值值3工程地质37频数n最大值max最小值min平均值m标准差f变异系数修正系数s标准值19813957.812.40.2150.91352.8重型圆锥动力触探试验校正击数重型圆锥动力触探试验校正击数 N63.5值值频数n最大值max最小值min平均值m标准差f变异系数修正系数s标准值2119.510.714.0952.60.1860.92913.094（6）泥岩（N2g）：土黄色，属湖泊相沉积，泥质胶结，成岩作用118、差，厚层状，层状构造，产状 9032。强风化层 1.5m，其允许承载力R200kPa；建议开挖边坡比 1:0.75；弱风化层厚约 2.0m，其允许承载力R300kPa，建议开挖边坡比 1:0.5；弱风化层以下为微风化层，其允许承载力R500kPa，建议开挖边坡比 1:0.5。标准贯入试验原始击数标准贯入试验原始击数 N 值值频数n最大值max最小值min平均值m标准差f变异系数修正系数s标准值3634253.66737.5893.4.5坝址区工程地质评价3.4.5.1各岩（土）层物理力学参数统计表各岩（土）层物理力学参数统计表地层岩性含水量(%)天然密度(g/cm3)干密度d(g/cm3)孔隙119、比（e）压缩系数1-2(Mpa-1)压缩模量Es(Mpa)变形模量Eo(Mpa)渗透系数K(cm/s)凝聚力C（kPa）（天然）内摩擦角（）（天然）允许承载力R(kPa)开挖边坡比人工填土（Q4ml）22.51.9651.6040.6930.247.33.92E-0518.019.01201：1.25淤积壤土（Q42apl）26.21.9681.5600.7420.306.02.56E-0516.017.070多不能自稳含砾壤土（Q42apl）18.01.851.600.700.209.04.80E-0515.020.01201：1.25湿陷性黄土（Q3eol）17.51.6871.4350.120、8860.355.52.69E-0410.023.01001：1.25角砾（Q3apl）10.02.001.700.650.0530.05.00E-020.035.03001：1.50砾岩（N2g）16.62.151.840.50.0350.03516.3-36.2（Lu）8.536300kPa1：1.0泥岩（N2g）15.12.191.9000.4220.0348.0411.5-15.3（Lu）4518强风化 200kPa，弱风化 300kPa，微风化 500kPa。强风化 1:0.75，弱风化 1:0.5，微风化 1:0.5。3.4.5.2坝址区土体的液化评价坝址区土体的液化评价坝轴线处含121、砾壤土（Q42apl）呈可塑-硬塑状态，土层粒径小于 5mm，颗粒含量的质量百分率大于 30%，但黏粒含量大于 18%，可判为不液化土层，两岸山体3工程地质38为第四纪晚更新世 Q3，可判为不液化土层。3.4.5.3坝址区土体的湿陷性坝址区土体的湿陷性坝轴线处右侧山体黄土具有湿陷性，为级非自重（轻微）湿陷性场地，湿陷量 293.6mm。3.4.5.4坝址区岩土体的渗透性坝址区岩土体的渗透性坝址区河床及阶地岩性以含砾壤土、角砾、砾岩、砂质泥岩为主。坝体填土为弱透水层，含砾壤土为中等透水层，角砾为强透水层，砾岩及上部的砂质泥岩为中等透水层，下部的砂质泥岩为弱透水层。其中含砾壤土层、角砾层、砾岩层及122、上部的砂质泥岩层为渗透通道，建议对这些地层进行防渗处理。砾岩、泥岩分布高程低于正常蓄水位高程，沿着强风化的砾岩、砂质泥岩层产生绕坝渗漏。坝基处下部强风化及中等的砾岩为中等-强透水层，会产生坝基渗漏。勘察期间属枯水期，左坝肩冲沟坡脚附近可见四处较大的集中渗漏点，其它部位存在土体潮湿现象，未见渗水明流，在该冲沟下游水流集中汇聚且水流平缓处设置一处直角三角流量堰，测得的该处冲沟流量 4.49L/S，即 387.97 m3/d。此外在左坝肩靠近溢洪道部位有另一条冲沟，冲沟也有多处渗流部位，冲沟内有渗水明水，渗流量与左坝肩冲沟相近或稍大。3.4.5.5渗透稳定性评价渗透稳定性评价根据室内试验数据，经过计123、算渗透稳定性评价如下表：渗透稳定性评价表渗透稳定性评价表地层和岩性渗透变形类型临界水力比降 Jcr允许水力比降淤积壤土（Q42apl）流土0.990.55含砾壤土（Q42apl）流土0.900.45角砾（Q3apl）管涌0.380.19黄土（Q3eol）流土0.90.453.4.5.6环境水、土的腐蚀性环境水、土的腐蚀性坝址区地下水主要为第四系孔隙潜水，地表水补给地下水，受季节影响较大，在勘察期间，库区内有地表水，坝顶钻孔内测得的地下水位埋深 10.3-17.3m，高程1762.20m-1769.50m。3工程地质39水的腐蚀性在勘察期间河道内存在地表水，地表水补给地下水，在探坑、沟道内取土、124、水样进行腐蚀性评价。腐蚀性评价如下表：水的腐蚀性评价表水的腐蚀性评价表水样编号/类型CL-（mg/L）SO42-（mg/L）对混凝土的腐蚀性Cl-+SO42-0.25(mg/L)对钢筋混凝土中钢筋的腐蚀性Cl-+SO42-(mg/L)对钢结构的腐蚀性PH值陈家沟 BS18.72580.61强163.87弱599.33中等7.82陈家沟 DS40.271847.87强502.24中等1888.14中等7.83地表水的水化学类型为 SO42-Mg2+-Ca2+，对混凝土具硫酸盐型强腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具弱腐蚀性，对钢结构具中等腐蚀性。地下水的水化学类型为 SO42-Mg2+-Ca2+，对125、混凝土具硫酸盐型强腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具中等腐蚀性，对钢结构具中等腐蚀性。土的腐蚀性评价表土的腐蚀性评价表对混凝土结构的腐蚀性对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性对钢结构腐蚀性取样编号/岩性腐蚀介质 SO42-（mg/kg）腐蚀等级环境类型PH土中 Cl-含量（mg/kg）腐蚀等级PH 值腐蚀等级A/BAZK1-1填土326.60微9(A)141.09微9.00微ZK1-3填土663.77微8.95(A)249.92微8.95微ZK2-1填土1338.12弱8.99(B)237.16微8.99微ZK3-3填土1517.75弱8.94(A)262.68微8.94微ZK6-1填土1409.20126、弱8.92(A)241.77微8.92微TJ7-3填土1149.84弱9.03(B)215.54微9.03微场地环境类别为类。场地处的坝体填土对混凝土具硫酸盐型微-弱腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋具有微腐蚀性，对钢结构具有微腐蚀性。3.5工程地质问题3.5.1水库存在的问题水库经过多年运行，淤积严重，不能满足防洪要求。目前水库存在的问题：（1）水库淤积严重，防洪库容小，坝顶高程已不满足防洪要求。陈家沟水库总库容 340 万 m3，2007 年 8 月实测已淤积库容 200.2 万 m3，防洪标准低，严重威胁水库下游陈庄村 3000 多人，330 千伏输电线路、银平公路、3工程地质40中宝铁路、福127、银高速、西大路县级公路等重要基础设施的安全。（2）坝体填筑质量较差，密实度不够且不均匀。坝顶不平整，高低相差 0.81m，坝前干砌石护坡已基本损坏，坝坡受风浪冲蚀、淘刷等影响，局部滑塌严重，对水库的安全运行存在严重安全隐患。左坝肩存在绕渗问题，坝脚有渗漏，但渗透稳定无问题，同时大坝下游坝坡未设反滤排水设施。（3）输水建筑物经多年运行，取水口淤积严重，启闭机室简陋破损，工作桥已破坏。泄水明渠、陡坡年久失修，混凝土表面大面积剥蚀，出口陡坡段毁坏严重。且水塔未安装闸门及启闭设备，用叠梁控制，操作运用很不方便。且水塔为混凝土砌块结构，必须对其进行加固处理。（4）大坝缺乏必要的工情及水、雨情观测、监测设128、施，管理所房屋破损，设施简陋。3.5.2坝体填土质量评价坝体通过取原状样及标准贯入试验证明，原坝体碾压程度不均匀，干容重在1.4991.730g/cm3之间，孔隙比在 0.5720.801 之间，标准贯入击数在 527 击之间。通过取料场击实土试验，最大干容重 1.731.79g/cm3，最大干容重平均值1.76g/cm3，按标准压实系数 0.96 计算，压实后的干容重应在 1.670g/cm3以上。在坝体取得的 45 个原状样中仅有 4 个达到设计要求，其余 41 个未达到设计要求，占总数的 91%以上没有达到设计要求，因此可以判定坝体的施工质量差，压实度未能满足设计要求。另外，在钻进过程中129、，坝体钻孔在埋深 4.0m 以下有严重的漏浆现象，坝身局部存在小的裂隙，左坝肩存在较严重的绕坝渗漏现象；坝体下游处存在有多处泉眼。坝基下虽存在有属于中等透水的砾砂角砾层，但因其在上游库区内淤积了较厚的粘性土，属于弱透水层，是良好的天然铺盖，有效地防止了坝基底部砾砂角砾层的渗漏。据以上资料表明，现坝体在施工时，坝体碾压不均匀，压实系数达不到规定要求，存在有空洞或裂隙，有除险加固的必要。3.5.3坝体浸润线分布及渗漏评价本次勘察分别在坝面布置 3 条横断面，钻孔深度按照进入下部基岩,钻孔采用3工程地质41干钻的方式，以便准确确定水位。观测时的库水位约为 1772.0m。3工程地质42坝体坝体浸润线130、水位浸润线水位成果表成果表孔口高程（m）深度（高程 m）TJ2ZK3TJ4ZK5TJ6ZK71775.11779.91776.11779.91773.11779.5主河槽4.70m(1771.40)12.5m(1767.40)左坝段4.2m(1770.90)14.2m(1765.70)右坝段1.8m(1771.30)12.5m(1767.00)3.5.4坝体及坝基渗透性及渗漏评价坝址区河床及阶地岩性以含砾壤土、角砾、砾岩、砂质泥岩为主。坝体填土为弱透水层，含砾壤土为中等透水层，角砾为强透水层，砾岩及上部的砂质泥岩为中等透水层，下部的砂质泥岩为弱透水层。其中含砾壤土层、角砾层、砾岩层及上部的砂质131、泥岩层为渗透通道，建议对这些地层进行防渗处理。砾岩、泥岩分布高程低于正常蓄水位高程，沿着强风化的砾岩、砂质泥岩层产生绕坝渗漏。坝基处下部强风化及中等的砾岩为中等-强透水层，会产生坝基渗漏。勘察期间属枯水期，左坝肩冲沟坡脚附近可见四处较大的集中渗漏点，其它部位存在土体潮湿现象，未见渗水明流，在该冲沟下游水流集中汇聚且水流平缓3工程地质43处设置一处直角三角流量堰，测得的该处冲沟流量 4.49L/S，即 387.97 m3/d。此外在左坝肩靠近溢洪道部位有另一条冲沟，冲沟也有多处渗流部位，冲沟内有渗水明水，渗流量与左坝肩冲沟相近或稍大。3.5.5坝址区土渗透变形根据室内试验数据，经过计算渗透稳定性132、评价如下表：渗透稳定性评价表渗透稳定性评价表地层和岩性渗透变形类型临界水力比降 Jcr允许水力比降人工填土（Q4ml）流土0.800.40含砾壤土（Q42apl）流土0.900.45角砾（Q3apl）管涌0.380.19黄土（Q3eol）流土0.90.453.5.6处理措施陈家沟水库主要问题之一是坝体碾压填筑施工质量差，压实不均匀，对水库的安全运行存在着严重隐患；二是左坝肩存在着较明显的绕坝渗漏和坝基渗漏。建议在加固处理时，除控制好施工质量外，可在坝前垂直铺设防渗膜、粘土防渗斜墙，防渗膜或者防渗斜墙应伸入库区天然铺盖，并衔接好。建议在左坝肩渗漏段的坝轴线坝顶位置垂直布置塑性混凝土防渗墙，防渗墙133、底部应深入下部泥岩中的相对不透水层深度不小于 1m。由于上部角砾有少量粒径较大的碎石且砾岩有一定的强度，建议施工前先进行试验，以确定合适的机械。建议在下游坡脚增设反滤层及排水体，以降低坝体浸润线及增加下游坡脚压重，增加坝体稳定性。在坝体增设必要的排水措施。3.6天然建筑材料3.6.1土料陈家沟水库土料场均位于水库左右侧山体上。1#土料场位于水库左坝肩，岩性以黄土为主，长 600m，宽 170m，上部 0.5m 含有大量的植物根系，不可使用，可用层厚度 11.0m，储量 112 万方。2#土料场位于水库右坝肩，岩性以黄土为主，长 1320m，宽 500m，上部 1.0m 含有大量的植物根系，不可134、使用，可用层厚度 11.0m，储量 700 万方。3#土料场经过勘探后，可用层厚度 0.2-3.0m，不建议使用。1#、2#3工程地质44料场总储量大于 800 万方。满足筑坝需要。其各项指标如下表：土料物理力学指标统计表土料物理力学指标统计表（各项指标均在压实度 98%下制备）项目统计个数最小值最大值建议值规范指标评 价天然含水率 w（%）67.814.110.1偏低最优含水率 w（%）3.016.617.617.1最大干容重 rd（g/cm3）3.01.5641.5671.566渗透系数 K(cm/s)3.06.47E-058.12E-057.49E-05110-4满足要求压缩系数13（M135、Pa-1）天然3.00.080.150.12饱和3.00.100.150.13压缩模量 Es（MPa）天然3.010.520.314.8饱 和3.010.516.212.6C(kPa)天然快剪3.019.020.019.7慢剪3.017.518.017.7饱和快剪3.017.018.017.5慢剪3.015.516.015.7内摩擦角()天然快剪3.025.025.025.0慢剪3.027.528.027.8饱和快剪3.023.023.523.3慢剪3.026.027.026.5塑性指数 IP36.87.77.17-17满足要求粘粒含量 P（%）39.010.69.510-30满足要求3.6.136、2块石料（1）炭山料场）炭山料场炭山料场位于固原市原州区三营镇以东炭山中，距离三营镇 40km。属低山地貌单元，地形起伏较大，由东向西倾斜，沟壑纵横，基岩裸露，植被不发育。岩性为侏罗系（J1-2）中细粒砂岩夹碳质页岩、砾岩，灰色、灰白色，致密坚硬，砂质胶结，层状结构，块状构造，岩体较完整，单层厚度 0.5-1m，中厚层-厚层状。强风化层厚度 0.5m，风化裂隙发育，岩体破碎。产状 170。25-28。料场长度 3km，开采面长度 50-100m，高度 5-8m，储量大于 100 万 m3，正在开采，开采条件良好，有便道与银平公路相连，交通便利。3工程地质45炭山料场块石料评价表炭山料场块石料评137、价表序号项目规范指标实际数值评价1饱和抗压强度应按地域、设计要求与使用目的确定58.8满足要求2软化系数0.77满足要求3冻融损失率(循环 20 次)1%0.6%满足要求4干密度2.4t/m32.65满足要求根据水利水电工程天然建筑材料勘察规范（SL251-2015）的规定，基本符合质量要求，可以使用。3.6.3粗骨料（1）炭山料场）炭山料场炭山料场位于固原市原州区三营镇以东炭山中，距离三营镇 40km。属低山地貌单元，地形起伏较大，由东向西倾斜，沟壑纵横，基岩裸露，植被不发育。岩性为侏罗系（J1-2）中细粒砂岩夹碳质页岩、砾岩，灰色、灰白色，致密坚硬，砂质胶结，层状结构，块状构造，岩体较完整138、，单层厚度 0.5-1m，中厚层-厚层状。强风化层厚度 0.5m，风化裂隙发育，岩体破碎。产状 170。25-28。料场长度 3km，开采面长度 50-100m，高度 5-8m，储量大于 100 万 m3，正在开采，开采条件良好，有便道与银平公路相连，交通便利。属于破碎料，需要根据要求进行人工骨料（粗骨料）的加工，属外购料。炭山料场人工粗骨料评价表炭山料场人工粗骨料评价表序号项目规范指标实际数值评价1表观密度（g/cm3）2.602.66满足要求2堆积密度（g/cm3）1.601.80满足要求3吸水率2.5%2.2%满足要求4冻融损失率10%9.0%满足要求5针片状颗粒含量15%10%满足要求139、6软弱颗粒含量5%3.7%满足要求7含泥量（粘、粉粒）1%0.6%满足要求8硫酸盐及硫化物含量(SO3)0.5%0.37%满足要求9有机质含量浅于标准色浅于标准色满足要求10粒度模数宜采用 6.25-8.307.4满足要求11轻物质含量1%0.9%满足要求根据水利水电工程天然建筑材料勘察规范（SL251-2015）的规定，符合3工程地质46质量要求，可以使用。3.6.4细骨料（1）苋蔴河料场）苋蔴河料场苋麻河附近还有少量料场在开采，该料场位于固原市原州区苋麻河水库上游及下游苋麻河谷中。分布于河漫滩及一级阶地上，沿河断续分布。长约 3.5km，宽约 100m，岩性为第四系全新统冲积粗细砂及砾石，140、表层一般有 1-2m 的壤土覆盖，下部属砂、砾混合料场，厚度大于 2.0m，需筛选。其中砂料占 40%，储量 10 万m3。距固原市约 59km，交通方便。属外购料。目前在苋麻河水库上游有两个料场正在开采利用。分别位于郑旗乡的吴湾村，贾塘乡附近。目前在苋麻河水库下游有两个料场正在开采利用。分别位于福银高速苋麻河大桥下游 100 米，三河镇坪路村东南约 200 米处。苋麻河砂料场评价表苋麻河砂料场评价表序号项 目规范指标实际数值评 价1表观密度（g/cm3）2.552.65满足要求2堆积密度（g/cm3）1.501.8满足要求3云母含量2%0.2%满足要求4含泥量（粘、粉粒）3%1.3-2.5%141、满足要求5硫酸盐及硫化物含量(SO3)1%0.2%满足要求6有机质含量浅于标准色浅于标准色满足要求7轻物质含量1%0.2%满足要求8细度模数2.0-3.0 为宜3.31满足要求平均粒径0.29-0.43mm 为宜0.57偏高根据水利水电工程天然建筑材料勘察规范（SL251-2015）的规定，基本符合细骨料的质量要求，使用时需要筛选。3.6.5反滤料（1）黑城清水河玉龙砾料场）黑城清水河玉龙砾料场该料场位于固原市原州区黑城镇三营镇东清水河左岸一线（坐标：X=4022503;Y=602310）及苋麻河一带。分布于河床及阶地上。清水河有地表水。岩性为第四系冲积砾砂。土灰色，稍密中密，砾石直径一般 2142、-15mm，亚棱角形，成分为灰岩、砂岩。大于 2mm 的颗粒占 70%，壤土及砂充填，泥质含量3工程地质4715%。属砾石料场。上部壤土覆盖厚约 4-5m。沿黑城镇三营镇东清水河左岸一线分布多家料场，平均厚度约 5m（2-3m 属水下开采）。总储量大于 40 万 m3，经过筛选淘洗后使用。现料场开采已形成一定规模，属外购料。距固原市约 32km，交通方便。（2）炭山料场）炭山料场石炭沟料场位于吴忠市红寺堡区石炭沟村赵花井组以东烟筒山乏羊坡沟中，距离同心县城 32km。属低山地貌单元，地形起伏较大，由东向西倾斜，沟壑纵横，基岩裸露，植被不发育。乏羊坡沟大致由东向西展布，沟底宽度 20-40m，呈143、“U”型，沟壁较陡。岩性为志留系（S1-2sh）长石石英砂岩、粉砂岩、砾岩，紫红色，致密坚硬，钙质胶结，层状结构，块状构造，岩体较完整，单层厚度 0.4-1m，中厚层-厚层状。强风化层厚度 0.5m，风化裂隙发育，岩体破碎。产状 25。28。炭山砂岩指标统计表炭山砂岩指标统计表序 号项 目实际指标1饱和抗压强度46.22软化系数0.733冻融损失率(循环 20 次)1.6%4干密度2.54料场分布在乏羊坡沟两侧，共有五处，长度 3km，开采面长度 50-100m，高度 5-8m，储量大于 100 万 m3，正在开采，开采条件良好，有便道与李石线公路相连，交通便利。根据本次取样颗分曲线可知，目前144、破碎的石料均不符合反滤料要求，但块石料符合要求，后期可根据设计要求定制筛孔，生产所需要的粒径。4工程任务及规模484工程任务和规模4.1工程概况4.1.1工程现状陈家沟水库位于固原市原州区西北部 36km 处的杨朗乡陈家沟村，建在清水河西侧支流陈家沟上。地理位置东经 106357,北纬 361340，陈家沟水库是一座防洪、拦泥为主的小（一）型水库，工程等级为等，主要建筑物等级为 4 级，次要建筑物等级为 5 级。坝顶兼村级道路，交通运输比较方便，上游无其它水利工程。陈家沟水库设计洪水标准 30 年，校核洪水标准 500 年，设计淤积年限 30 年。现状总库容 534.2 万 m3，其中淤积库容145、 320.2 万 m3（现状已淤积 237.58 万 m3，剩余有效淤积库容 296.62 万 m3），兴利库容 67.0 万 m3，防洪库容 65.6 万 m3，调洪库容 147.0 万 m3。现状泥面高程 1771.36m，设计泥面高程 1773.91m，正常蓄水位1775.70m，设计洪水位 1777.26m，校核洪水位 1779.0m。陈家沟水库主要由大坝、输水建筑物和泄洪建筑物组成。（1）坝体现状坝顶高程 1780m，最大坝高 35m，坝顶为乡级硬化道路，坝顶宽 6.0m，坝顶长 659m。迎水坡坡比 1:3.0，原设计前坝坡从现泥面 1770.0m 至 1777.8m（设计洪水位 146、1777.26m）采用干砌石护坡，1777.8m 至坝顶用六边形混凝土预制板砌护；背水坡坡比 1:2.5，采用人工种草护坡。（2）输水建筑物输水建筑物布置于土坝 0+430 处，由水塔、涵洞、陡坡及消能设施组成。水塔为原水塔，为钢筋砼框架结构，底板进口高程 1758.0m，塔顶高程 1780.0m，水塔总高为 22m。塔顶为启闭机室，为砖混结构，室长 4.3m，宽 4.2m，室内安设有启闭机。水塔与坝顶采用 25m 长钢桁架桥连接，桥面宽 1.2m，桥两边设50mm金属栏杆，工作桥一端搭在水塔牛腿上，另一端搭在岸坡的支墩上。输水涵洞为内径 1.2m 壁厚 0.2m 的钢筋混凝土圆涵，洞长 74147、m，洞比降 1/100，按无压流状态4工程任务及规模49核算的最大下泄流量为 2.89m3/s。涵洞出口接 45m 长泄水明渠，底宽 2.5m，边坡比 1:0.75，边墙高 1.5m，明渠比降 1/200。明渠末尾为退水闸及分水闸，安设有2.51.0m 闸门 2 扇，分水闸后接原灌溉渠道。退水闸后接接 5m 渐变段及 31.24m明渠，底宽 2.5m，进口高程 1757.0m，出口高程 1756.82m，比降 1/200。陡坡进口高程 1756.82m，陡坡出口高程 1741.82m，底宽 2.8m，边坡比 1:0.75，边墙高 1.3m，陡坡水平长 90m，底坡比 1:6，总跌差 15m。陡148、坡出口消力池长 6m，底宽 2.8m，边墙 1.3m，设计泄量为 2.89m3/s。（3）泄洪建筑物泄洪建筑物布置于左坝肩，桩号 0+010 处，由进口渐变段、闸室段、陡坡、消力池、尾水渠组成，总长度 418.0m。进口段进口段：为矩形断面，底板为砼结构，厚 0.4m，底板高程 1778.00m，进口宽由 13.0m 变为 7.1m。侧墙为 C20 现浆砌石重力式挡土墙结构，侧墙顶宽 0.4m，内侧垂直，外侧放坡 1：0.3m；控制段控制段：的横断面采用矩形，宽度 6.0m，纵断面为水平，底板高程 1778.00m。闸孔为 2 孔 3m，闸墩为钢筋混凝土结构。高 3.0m。边墩为不设岸墙的边闸149、墩，型式为重力式，长为 8.9m，顶厚取 0.6m，下部厚取为 1.0m，中墩厚 1.1m。底板采用平底式，底板与闸墩连成整体，为钢筋混凝土结构。长度为 8.9m，底板的上下游端设有齿墙，深度为 1.0m。明渠段：明渠长 398.1m。设计尾水渠为 C20 砼现浇砌护梯形渠道，现浇砼设0.20.2m 抗冲钢筋网，钢筋直径 8mm，梯形渠底宽 4.0m，边坡比 1：0.75，比降1/100。根据地形条件，按桩号分段说明如下:在 0+019.9 至 0+029.9，即尾水渠前段设计有 10.0m 渐变段，由矩形断面变为梯形断面；底宽 4.0m，边墙高由 2.0m 变为 1.5m，砌护结构:钢筋砼厚150、度为 0.2m。0+029.9 至 0+230 为明渠段，比降 1/100，渠底宽 4.0m，边墙高 1.5m，边坡1:0.75，砌护结构:素砼厚度为 0.1m。0+230 至 0+241 为明渠砌护段，比降 1/100，渠底宽 4.0m，边墙高 1.5m，边坡 1:0.75，砌护结构:钢筋砼厚度为 0.2m。0+241 至 0+257.7 为转弯段，转弯半径 20.0m，圆心角 480，中心长度 16.7m，4工程任务及规模50比降 1/100，渠底宽 4.0m，边墙高 1.5m，边坡 1:0.75，砌护结构:钢筋砼厚度为0.2m。0+257.7 至 0+263 为明渠直段，长度 5.3m，151、比降 1/100，渠底宽 4.0m，边墙高 2.0m，边坡 1:0.75，砌护结构:钢筋砼厚度为 0.2m。0+263 至 0+383 为陡坡段，陡坡进口底高程 1775.67m，水平长度 120m，比降 1/3，陡坡末端底高程 1735.67m，陡坡底宽 4.0m，边墙高 2.0m，边坡 1:0.75，跌差 40.0m，砌护结构:钢筋砼厚度为 0.2m。0+383 至 0+413 为消力池段，底高程 1735.67m，消力池水平长度 30m，平底，消力池首端设分流墩，消力池末端设 1.5m 消力尾槛，消力池底宽 4.0m，边墙高 5.0m，边坡 1:0.75，砌护结构:钢筋砼厚度为 0.3m152、，消力池末端设 5.0m 长渐变段(0+413 至 0+418)，边墙高度由 5.0m 降至 2.0m.4.1.2工程历次建设情况陈家沟水库兴建于 1966 年，为粘土心墙坝，初始坝高 27m，坝顶宽 5m，顶长 550m，水库建成后，因左岸砂砾层较厚，清基不深，渗漏严重。1983 年以该库坝后渗水为水源，修建西山人畜饮水工程。为保证用水量，增大水库防洪能力，1985 年对主坝采取在坝前淤泥面上用黄土加高 4m，实际坝高 31m，坝顶宽 5.0m，顶长 616m。2007 年 8 月经我院实测，坝顶高程沿坝长不等，取坝顶平均高程为 1776.0m；现坝高 31m，坝顶宽 5.0m，坝长 616153、 m，迎水坡比为 1:2.5，背水坡比 1:2.0，迎水坡无任何防护措施，背水坡采用柠条护坡。现淤泥面平均高程为 1770.0m，水库总库容 340 万 m3，已淤积库容 200.2 万 m3，达不到小（一）型 500 年一遇校核洪水标准，属险库。2008 年对陈家沟水库进行除险加固，主要建设内容为：土坝加高：坝体加高4.0m，水塔左侧坝段采取坝前加坝，水塔右侧坝段采取坝后加坝，两侧坝顶在水塔部位并结合上坝道路相接，设计坝顶宽 6.0m，迎水坡坡比 1:3.0，背水坡坡比1:2.5，加坝后总库容为 534.2 万 m3，本次加坝增容 194.2 万 m3，总淤积库容 320.2万 m3（至设计154、水平年）。在左坝肩 0+010 处新建开敞式非常溢洪道，溢洪道进口底板高程 1778.0m，2 孔，底宽 3m，溢洪道顶高程为 1780.0m，总长 418.0m，共4工程任务及规模51设 1 级陡坡，总跌差 40m，最大下泄量 29.0m3/s。维修输水建筑物：输水水塔顶高程 1777.0m，加高后塔顶高程 1780.0m，加高 3m。新建钢桁架工作桥长 25m，安设闸门及启闭机，新建启闭机房。对损坏较严重的输水明渠及陡坡进行内衬处理，最大下泄量 2.89m3/s。4.1.3大坝安全鉴定结果2019 年 10 月，XX编制了宁夏固原市原州区陈家沟水库大坝安全鉴定报告，评价结论如下：大坝现场安155、全检查大坝在现场勘查时发现，坝轴桩号 0+110-0+150 段坝后渗漏严重，随着库水位涨落，渗漏点流量有明显变化。在建坝时没有进行彻底清基和采取防渗处理措施，导致该水库坝基渗漏严重。原坝体在施工时，坝体碾压不均匀，压实系数达不到规范要求，存在有空洞或裂隙，2008 年除险加固土坝加坝部分坝体压实度均达到要求。泄洪建筑物经现场检查，建筑物结构完整，未发生沉降、错缝，但明渠段护坡及底板混凝土有裂缝，陡坡底板有多条纵横向裂缝，陡坡末端表面冻融破坏等。输水建筑物消力池淤积，退水闸及取水闸缺少启闭设备，不能正常运行。输水建筑物陡坡段两岸陡峭，岸坡不稳定，有发生坍塌滑坡的危险。通过现场安全检查判定，坝后156、渗漏严重，水资源流失严重，影响工程的安全，坝基处理不满足碾压土石坝设计规范，工程质量不合格。大坝安全分析评价工程质量评价通过现场检查和查阅设计资料及地质资料分析判定，2008 年对该坝进行除险加固，输水建筑物坝轴桩号左侧采用坝前淤泥面加坝方式，右侧采用坝后加坝方式，加高 4.0m，坝轴桩号 0+110-0+150 段坝后高程 1753.0-1760.0m 范围渗漏严重。泄洪建筑物非常溢洪道、输水建筑物水塔、涵洞结构安全，基础未发生沉陷，均能正常运行。主要问题：初始建坝至今，对大坝左坝肩透水岸坡未做防渗处理，现场勘查时发现，坝轴桩号 0+110 处坝后渗漏严重，随着库水位涨落，渗漏点流量有明显变157、化。坝基处理不满足碾压土石坝设计规范，工程质量不合格。运行管理评价水库管理机构为陈家沟水管所，制度及管理人员职责明晰，做到制度上墙，责任到人，并制作图板悬挂于水管所及坝顶路沿醒目处，能做到按期巡查等，并由水务局职能部门牵头制定水库调度规程与应急预案并报批。因未布设位移监测基点，未布设测压断面及埋设测压管，致使位移观测及渗流观测数据空白，缺少大坝安全监测设备，无监测资料，无法对坝体变形及大坝渗流作出准确分析判断。给水库后期运行管理工作造成很大困难。由于坝后现状护坡植被为草灌结合，给坝体日常运行管护带来困难，发生裂缝也不能及时发现处理。综上所述，大坝运行管理综合评定为较规范。综上所述，大坝运行管理158、综合评定为较规范。防洪能力复核水库水文分析资料由宁夏水文水资源勘测局提供，依据宁夏暴雨洪水图集及重新修订的宁夏不同历时暴雨参数等值线图进行复核的。500 年校核洪水（P=0.2%）经调洪计算其洪水位为 1779.00m，再加非常运用条件下坝顶超高 0.99m，则计算的坝顶高程为 1779.99m，比现状坝顶高程1780.0m 低，因此洪水标准满足 500 年标准。即水库洪水复核是安全的。防洪安全评定为级。防洪安全评定为级。4工程任务及规模52大坝安全分析评价结构安全评价大坝属于 4 级坝，根据规范可知：正常运用条件下坝坡抗滑稳定最小安全系数为 1.25，非常运用条件下游坝坡抗滑稳定最小安全系数159、为 1.15。非常运用条件下坝坡抗滑稳定最小安全系数为 1.10。通过对大坝在上述三种工况下的稳定计算，大坝正常蓄水位时，正常运行期上下游坝坡，非常运用条件上游坝坡安全系数均满足碾压式土石坝设计规范(SL274-2001)规范要求，因此大坝满足抗滑稳定要求。泄水建筑物溢洪道位于左坝肩，为开敞式溢洪道，溢洪道进口段、控制段、出口渐变段、明渠段结构完整，陡槽段结构完整，未发生结构破坏，明渠段护坡及底板混凝土有数条裂缝，陡坡底板有多条纵横向裂缝，陡坡末端表面冻融破坏。溢洪道坝顶公路桥结构完整，运行良好。依据地质资料反映，溢洪道进口段，闸室段，及明渠皮消力池等，基础均位于全新统冲积（Q42al），其充160、许承载力满足要求，现场勘察未发现滑坡痕迹，结构为梯形断面，局部侧墙及底板出现裂缝，结构未发现有破坏及掏涮塌陷等，可以判断，能够满足抗滑稳定要求，地基承载力能够满足要求。溢洪道结构满足泄洪要求。输水建筑物水塔为 1966 年初始建坝时所建，初建时设计资料已丢失，现状淤泥面高程为 1771.43m，水塔底板进口高程 1758.0m，淤积深度达 13.43m，水塔底板尺寸及基础处理等无图纸可依，现场查勘难度又极大，水塔抗滑稳定计算无法进行计算；但水塔建成至今已 53 年之久，虽经 1985 年及 2008 年设计加高两次，经测量水塔塔顶高程及水塔现状倾斜度判断，水塔未发生沉降、倾斜及位移，可判断水塔161、抗滑稳定满足规范要求。坝下涵管在现场检查时无法进入，通过调查水管所人员得知，坝下涵管运行正常，虽然能运行，但不排除有险情。明渠及退水陡坡结构完整，正常运行。综上所述，根据水库大坝安全评价导则(SL258-2017)综合评价陈家沟水库工程的大坝结构安全为“B”级。抗震安全评价根据中国地震动参数区划图(GB18306-2018)，工作区属类场地，地震动峰值加速度 0.20g，地震基本烈度度，抗震标准按设计地震裂度 8 度设防。工程的抗震设防烈度符合规范要求。由坝坡稳定计算结果可知：正常蓄水位1775.70m 遇地震运用条件下游坝坡安全系数 0.959，规范要求安全系数 1.10，不满足规范要求；陈162、家沟水库工程的大坝抗震不安全，评价为“C”级。渗流安全评价坝基有砂砾及角砾层，砂砾及角砾层属于强透水层，原建坝时开挖截水槽进行处理，且库区淤泥厚度达26.36 米多，淤积物在坝前形成了相对隔水层，坝基渗漏问题基本解决。坝轴桩号0+110-0+150 为原始沟道，因左岸砂砾层较厚，在建坝时没有进行彻底清基和采取防渗处理措施，渗漏严重。1983 年以该库坝后渗水为水源，修建西山人畜饮水工程。后经1985 年、2008 年两次水库除险加固工程，未对渗水段做处理，水库在高水位运行时，不排险影响坝体的安全。坝基土的临界水力坡降crJ1.071，安全系数取 1.52.0，这里取 2.0，则其允许出逸比降为163、crJcrJ/2.00.54。正常蓄水位 1775.70m,坝基的平均水力坡降分别为0i0.16 crJ 0.54，因此可以判定坝基不存在渗透破坏。综上所述，根据水库大坝安全评价导则(SL258-2017)综合评价陈家沟水库工程的渗流安全为“B”级。金属结构安全评价(1)水库输水闸门为 2008 年除险加固后的新增设备，经调查，输水塔闸门启闭正常，闸门老化、锈蚀程度较轻，闸门止水未见漏水现象；启闭机运行正常。(2)启闭机运行良好，应恢复供电设施及电动启闭设备。综上所述，根据水库大坝安全评价导则(SL258-2017)，综合评价金属结构安全评价为 B 级。4工程任务及规模53综合评定陈家沟水库工164、程质量“不合格”，水库运行管理“较规范”，防洪安全性为“A”级，大坝渗透安全性为“B”级，结构安全性为“B”级，抗震安全性为“C”级，综合评价陈家沟水库为“三类坝”。4.1.4工程存在的问题4.1.4.1土坝土坝坝后排水沟局部毁坏，见图 4.1-1；坝后未设排水设施，见图 4.1-2。现场踏勘坝轴桩号 0+110-0+250 段坝后渗漏严重，见图 4.1-3。图 4.1-1坝后排水沟局部毁坏图 4.1-2 坝后未设排水设施4工程任务及规模54图 4.1-3 坝基渗水严重4.1.4.2输水建筑物输水建筑物输水建筑物位于右坝肩 0+430m 处，现场查勘，工作桥结构完整，启闭机、闸门运行良好。4.165、1.4.3泄洪建筑物泄洪建筑物泄洪建筑物整体结构完好，溢洪道明渠、陡坡侧墙及底板混凝土有微小裂缝，但不影响溢洪道泄洪安全。4.1.4.4监测设施监测设施陈家沟水库大坝安全监测设施不完善。水库无水情监测设备，无雨量观测设施；无水位监测设备；无变形、渗流等监测设施。由于管理设施不到位，目前水位信息均无法获得，无法指导水库运行。4.2工程建设必要性（1）水库除险加固是保证水库本身安全的需要）水库除险加固是保证水库本身安全的需要陈家沟水库始建于 1966 年，2008 年对其进行除险加固。根据安全鉴定结果，水库在正常蓄水位+地震工况下计算下游坝坡不稳定，并且由于水库初建时期资金条件限制，对坝基角砾层处166、理不彻底，现场踏勘坝后存在严重的坝基渗漏现象，已威胁坝体自身安全，并且由于水库渗漏量大，难以蓄水，无法正常发挥水库效益，因此急需除险加固。（2）水库除险加固是保证下游保护对象防洪安全的需要）水库除险加固是保证下游保护对象防洪安全的需要陈家沟水库是一座以防洪、拦泥为主的小（一）型水库。水库长期处于病态运行，汛期防洪压力大，水库一旦发生险情，将危及下游村庄、耕地、公路等重要基础设施的安全。综上所述，为了消除坝体安全隐患，更好地发挥水库效益，保障下游防洪安全，陈家沟水库除险加固刻不容缓。4.3工程任务由于资金条件限制，结合水库现状存在的主要问题，本次设计仅对水库渗漏严重的左侧坝段及主沟道对应坝段进行167、防渗处理，解决该坝段渗漏问题及主沟道坝段在正常运用条件+地震工况下的下游坝坡稳定。后期有其他方面资金时对大坝剩余坝段进行防渗处理，使坝体和坝基形成整体的防渗系统，彻底解决大坝渗漏4工程任务及规模55和稳定问题。通过水库除险加固，消除大坝主要的安全隐患，提升水库蓄水能力，更好地发挥水库效益，保障水库及下游保护对象行洪安全。4.4工程规模4.4.1设计标准4.4.1.1洪水标准洪水标准根据水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准SL2522000 规定，陈家沟水库小（一）型水库，工程等别为等，主要建筑物（土坝、输泄水建筑物）为等 4 级，次要建筑物及临时建筑物为等 5 级。查山区、丘陵区土石坝的洪水标准168、为：设计洪水标准为 5030 年，取 30 年；校核洪水标准为 1000300 年，取500 年。4.4.1.2水库设计年限水库设计年限根据水电工程水库淹没处理规划设计规范（DLT50641996），水库淤积年限可取 1030 年。本工程综合考虑河流输沙量的大小、水库运行方式、以及受淹对象的重要程度等，水库淤积年限取 30 年。水库运行方式为蓄清排洪，至设计水平年时水库汛期按汛限水位运行，遇超标洪水时及时开闸泄洪，当水位回落至汛限水位时及时下闸蓄水。拟定水库自 7月底开始下闸蓄水至来年 6 月底用水结束。设计水平年以内水库按设计的汛限水位运行，最大限度的蓄水，以期发挥最大效益。4.4.2水库径169、流量计算4.4.2.1坝址来水量分析坝址来水量分析坝址来水量分析计算，根据全区各站点多年观测整编资料成果，采用多年平均径流深等值线图进行径流的分析计算，由于多年平均径流深等值线图是 1956 年以来长系列、多站点的综合成果，反映了径流深在地域上的时空分布规律，是计算水资源量最基本最常用的方法，因其站点密、资料多、系列长，查算成果可靠，精度较高，经分析计算坝址多年平均径流深 30mm，多年平均径流量 72.6 万 m3，是可靠的，可以认定采用。4工程任务及规模564.4.2.2年径流量年径流量依据多年平均来水量，不同保证率年径流计算采用数理统计法。Cv=0.62，Cs=2.0Cv，按 P-型分布170、适线，则保证率 50、75、年径流量见表 41。表表 4 41 1陈家沟水库不同保证率径流计算成果表陈家沟水库不同保证率径流计算成果表P(%)多年平均5075径流量(万 m3)72.663.539.64.4.3水库淤积量估算陈家沟水库自 1966 年建成至今，在 55 年的运行中共计淤积库容 237.58 万 m3，多年平均淤积量 4.32 万 m3。各时段淤积测量资料见下表 4.4-1。表表 4.4-1陈家沟水库各时段淤积情况表陈家沟水库各时段淤积情况表单位单位：万万 m3时段水库运行方式面积淤积量年数(年)年均淤积量输沙模数备注km2（万 m3）（万 m3）（t/km2）19661983拦171、洪蓄清24.2104.2176.13341919831991拦洪蓄清24.238.484.80267819912007拦洪蓄清24.257.6163.60200820072021拦洪蓄清24.237.38142.67148919832007拦洪蓄清24.296244.00223119832021拦洪蓄清24.2133.38393.421908合计237.58554.322410根据宁夏水文手册（2020 版）输沙模数分区图上查得陈家沟水库流域多年平均输沙模数为 3700t/km2，年输沙量 8.95 万 t，折合约 6.63 万 m3（按 1.35t/m3计算），该值大于水库自建库至今共计 5172、5 年间的平均淤积量 4.32 万 m3。根据水库上游水文及实测淤积资料分析，年均淤积量呈逐年下降趋势。考虑到今后退耕还林草力度的加大，水库上游治理程度的大幅度的提高，加之进行综合治理，流域生态环境改善，水库来沙会进一步减少。考虑到从上世纪 90 年代至 2021 年该时段在水文年度上属于偏旱年份，相对流域来水较少，来沙也较小。经综合比较，取 19832021 年共计 39 年水库实际年均淤积量3.42 万 m3作为设计水平年内水库年均淤积量。设计水平年的水库淤积量为：W沙、年=3.4230=102.6 万 m3，小于 2008 年除险加固时的设计淤积量，即本次设计采用原设计淤积库容 120 173、万 m3。4工程任务及规模574.4.4需水量计算4.4.4.1人畜用水量计算人畜用水量计算西山引水工程建于 1982 年，供水范围南北约 46 km，东西宽 8 km，受益 3 个乡镇，18 个行镇村，102 个自然村，68518 口人，5646 头大家蓄，42074 只羊，工程饮用水源为陈家沟水库水及坝下沟道潜流水。本工程自上世纪 80 年代建成运行以来，由于管线长、管道老化失修等原因，损坏较严重。2000 年自治区水利厅以宁水农发200034 号文下达了关于固原县西山引水工程第一期改造方案的批复，维修改造工程于当年年底竣工，范围为水源苋麻河倒虹（桩号 0+00015+450），现有人口 174、25089 人，大家畜 3009 头，羊 15002 只。项目区主要为水窖供水区，本工程为解困工程，水源利用陈家沟水库，以坝后渗水作主要水源，不足时可从水库中放水补充。设计供水标准为：农村人口每人每天 10L，大家畜每头每天 30L，羊只每只每天 5L，乡镇人口每人每天 20L，设计水平年为 2019 年，人口自然增长率 15，经计算一期工程范围内日均需水量 657.82m3/d，年需水量 24.0万 m3。4.4.4.2灌溉需水量计算灌溉需水量计算4.4.4.2.1灌区种植结构规划根据自治区种植业“十一五”规划编制提纲，在干旱、半干旱地区要加大种植业结构调整，不能再走传统农业的老路。实践证明175、，立足当地水源条件，调整作物布局，加快发展高效抗旱、耐旱作物及品种，是一条发展旱作节水农业的高效之路，要常抓不懈，持之以恒。特别是在长期干旱缺水的地区，要加大调整力度，努力扩大抗旱耐旱作物及品种种植面积。使种植业结构与当地水资源状况相适应，以增强抗旱节水能力，提高农业综合效益。努力发展现代农业，重点突出特色经济作物，优化区域布局，培育壮大优势产业。发展特色优势的经济作物，是时间短、见效快、风险小、快速提升灌区效益的捷径。经济作物以节水、抗旱、耐碱作物为主，0.4 万亩面积具体规划如下：根据自治区枸杞南移战略，在灌区内营造枸杞 0.14 万亩。规划种植食葵 0.12 万亩。发展节水耐碱优质马铃薯176、 0.04 万亩。4工程任务及规模58以草产业为突破口，走以养羊为主，多畜并举，舍饲育肥的路子，壮大畜产品和草产品加工龙头企业，延伸产业链条，建设养殖园区，扶持发展养殖大户，通过加工业和养殖园区带动畜产业和草产业上规模、增效益，形成种草、养殖、绒皮毛、肉乳加工一体化的草畜产业结构。规划种植饲用玉米 0.04 万亩。在灌区干渠两侧种植抗旱优质枣树 0.02 万亩，并以此形成骨干防护林带。灌区内大力发展高效蔬菜园区 0.02 万亩。蔬菜重点种植南瓜、西芹、夏季大白菜、胡萝卜、番茄、辣椒、食用菌等喜凉蔬菜。药材种植以生地、银柴胡、黄芪为主，规划种植 0.02 万亩。灌区作物种植结构详见表 43。表表177、 4 43 3灌区作物种植结构规划表灌区作物种植结构规划表序号作物名称灌溉面积(万亩)比例(%)1枸杞0.14352食葵0.12303马铃薯0.04104饲用玉米0.04105枣树0.0256瓜菜0.0257药材0.025合计0.401004.4.4.2.2灌水方式项目区多年平均降水量 420mm，主要集中在 69 月，占全年总降水量的 71，因此 7 月份以前以春季保苗补水灌溉为主，7 月份以后主要利用天然降雨。灌区输水方式采用低压管道输水方式。田间灌溉方式采用膜侧灌、沟灌和穴灌方式，其中瓜菜、马铃薯、饲用玉米共 0.1 万亩采用膜侧灌，占 25；药材、食葵共 0.14 万亩采用沟灌，占 3178、5；枸杞、枣树 0.16 万亩采用穴灌，占 40。4.4.4.2.3灌溉水利用系数灌溉水利用系数渠系水利用系数田间水利用系数。田间灌溉有膜侧灌、沟灌和穴灌等方式，其田间水利用系数各不相同，可按面积权重取综合值，经计算田间水利用系数为 0.92。4工程任务及规模59灌区输水方式为低压管道输水，管道输水水利用系数采用 0.98。根据综合渠系和田间水利用系数，求得综合灌溉水利用系数为 0.90。4.4.4.2.4灌溉制度(1)灌溉设计保证率根据灌溉与排水工程设计规范(GB5028899)，以旱作物为主的缺水地区，其灌溉设计保证率取 50%75%，设计保证率取 75。(2)灌溉制度设计设计典型年的选定179、设计典型年是指与灌溉设计标准（降水保证率 P75%）相应的年份。采用固原气象站近 30 年的降水资料分析，得其典型年年降水量为 345.4mm，75典型年降水量其年内分配见表 44。灌区典型年降水量表灌区典型年降水量表表 44单位：mm频率月份1 月2 月3 月4 月5 月6 月7 月8 月9 月10 月11 月12 月全年75%0.20.52.28.05.514.119.530.714.12.92.30.1100降水量0.741.737.4827.518.948.667.310648.81080.35345.4 作物需水量作物田间需水量确定采用 Penman 公式计算，并结合相近灌区试验成果180、进行分析修正。依据彭曼公式分析计算出标准作物的田间需水量0ET，再根据各种作物不同生育阶段的作物系数cK进行修正，确定出作物实际腾发量ET，计算公式如下：0ETKKETc式中：ET阶段日平均需水量，mm/d；0ET阶段日平均参照需水量，mm/d；K土壤水分修正系数；cK作物系数。1000PPERPPETan式中：0P标准大气压，0P1013.25 hPa；4工程任务及规模60P计算地点平均气压，hPa；平均气温时饱和水汽压随温度的变率，dtdea/，aet2)273(11.4683；ae饱和水汽压，hPa，)273/(45.7101.6ttae；t阶段平均气温，；湿度计常数，0.66 hPa/181、；nR太阳净辐射，以所能蒸发的水层深度计，mm/d；aE干燥力，mm/d。)2731(10400010tHPP式中：H计算地点海拔高程，m；)9.01.0()079.056.0()(75.04NneTNnbaRRdkan式中：aR大气顶层的太阳辐射，mm/d；n实际日照时数，h/d；N最大可能日照时数，h/d；4kT黑体辐射，mm/d；斯蒂芬博茨曼常数，可取 2109mm/4d；kT绝对温度，tTk 273；de实际水气压，hPa；a、b计算净辐射的经验系数。aR、N可根据当地的纬度及计算的月份从天文表中查得。)(1(26.02daaeeBuE2u地面以上 2m 处的风速(m/s)，其它高度的182、风速应换算为 2m 高处风速；B风速修正系数，在日最低气温平均值大于 5且日最高气温与日最低气温之差的平均值t大于 12时，265.07.0tB；其余条件下，B0.54。根据彭曼公式和设计典型年的气象资料，分析确定出标准作物潜在腾发量（ET0），见表 45，灌区主要作物田间需水量 ET 计算值见表 46。4工程任务及规模61表表 4 45 5项目区典型年标准作物需水量计算表项目区典型年标准作物需水量计算表项目单位4 月5 月6 月7 月平均温度t6.614.315.920.2PP/01.411.421.421.43饱和水汽压aehPa9.1514.3315.6819.89变率0.550.810183、.881.08温度计常数hPa/0.660.660.660.66实际日照时数nh/d6.477.748.678.94最大可能日照时数Nh/d13.114.114.614.3绝对温度kT279.6287.3288.9293.2常数mm/4d2109210921092109黑体辐射4kTmm/d12.2213.6313.9314.78实际水汽压dehPa5.48.010.314.1辐射系数a0.280.280.280.28辐射系数b0.410.410.410.41大气顶层太阳辐射aRmm/d14.6716.4317.1616.7太阳净辐射nRmm/d2.803.504.034.14风速 uem/s184、2.62.72.82.9风速2um/s1.881.962.032.10风速修正系数B0.680.890.890.82干燥力aEmm/d2.224.513.924.10阶段日平均需水量0ETmm2.533.873.994.13阶段月平均需水量0ETmm76.04119.88119.77127.91阶段月平均需水量0ETm3/亩50.6979.9279.8585.27表表 4 46 6项目区主要作物需水量分析表项目区主要作物需水量分析表作物生育期0ETcKETmmm3/亩mmm3/亩枸杞4 月6 月315.7210.50.75236.8157.8食葵5 月6 月239.7159.80.95227.185、7151.8马铃薯4 月5 月195.9130.61.17229.2152.8饲用玉米4 月6 月315.7210.50.88277.8185.24工程任务及规模62枣树5 月6 月239.7159.80.81194.1129.4瓜菜4 月5 月195.9130.61.46286.0190.7药材4 月5 月195.9130.61.17229.2152.8 灌溉制度确定作物补水期非充分灌溉定额按照充分灌溉定额考虑当地实际灌水经验并结合灌水试验资料综合确定。灌溉定额，根据设计典型年的作物需水量，按土壤计划湿润层深度内农田水量平衡原则分析确定，水量平衡公式为：)(00skWWWPETM式中：M作物186、生育期（补水期）灌溉定额，m3/亩；ET作物全生育期总需水量，m3/亩；0P作物生育期内（补水期）有效降水量，m3/亩；kW生育期内地下水补给量，m3/亩；0W播前H深度土层中的原始储水量，m3/亩。无播前灌水时，其值为0210H，有播前灌水时，其值为max210H；sW作物收割时H深度土层中的储水量，m3/亩，其值为sH210；H土壤计划湿润层深度，m，根据作物主要根系活动层深度确定；H深度内的土壤平均容重，t/m3；maxH深度内土壤田间持水率（占干土重）；0H深度内播前土壤平均含水率（占干土重）；s作物收割时H深度内土壤平均含水率（占干土重）；土壤计划湿润层深度一般作物取 0.7m，深根187、作物（树木）取 1.0m。不同作物补水期可利用有效降水量根据日均降水量计算，日均降水量小于 5mm 视为无效降水，日均降水量 550mm 利用率为 100%，日均降水量大于 50mm 利用率取 80%。由于缺乏日均降水量资料，故采用降水有效利用系数，由表 44 得知，保证率 75%年降水量为 345.4mm，降水有效利用系数取 0.8，有效降水利用量见表 47。土壤水利用量)(0sWW 按 0 考虑；灌区地下水埋深一般大于 40m，作物很难利用，即使随着灌溉水入渗补给，地下水位上升也是十分缓慢和有限的，故不考虑地下水4工程任务及规模63利用量，kW为 0。作物补水期灌溉定额计算见表 48。4工188、程任务及规模64表表 47灌区作物有效降水量表灌区作物有效降水量表作物生育期利用降水时段时段总降水量降水有效利用量0Pmmmmm3/亩枸杞4 月6 月9576.050.7食葵5 月6 月67.554.036.0马铃薯4 月5 月46.437.124.7饲用玉米4 月6 月9576.050.7枣树5 月6 月67.554.036.0瓜菜4 月5 月46.437.124.7药材4 月5 月46.437.124.7表 48项目区作物补水期灌溉定额分析表单位:m3/亩作物充分灌溉定额计算值非充分灌溉计算值非充分灌溉设计值ET0P)(0sWW kW充M非M非M枸杞157.850.700107.285.7189、85食葵151.836.000115.892.695马铃薯152.824.700128.1102.5100饲用玉米185.250.700134.5107.6100枣树129.436.00093.474.775瓜菜190.724.700165.9132.8130药材152.824.700128.1102.5100灌水时间和灌水次数根据作物需水规律、土壤水份变化状况以及有效降水量的分配过程，按农田水量平衡方程分析计算，并结合灌区实际灌溉情况确定。净灌水率由拟定的作物种植比例和灌溉制度，由下式计算净灌水率：Tmq/式中：q净灌水率（m3/s万亩）；作物种植比例（%）；m作物某次灌水定额（m3/亩）；190、T作物某次灌水延续时间（d），为水库自流灌溉，按每日 24h 计，即360024 灌水天数Ts。根据灌区作物补水期非充分灌溉定额以及灌水时间、灌水次数、种植比例分析计算，确定出灌区作物灌溉定额与灌溉制度见表 49，灌水率见表 410，灌水率图详见图 41。4工程任务和规模65表 49灌溉制度表灌水时间（月.日）灌水天数(d)灌水定额(m3/亩)综合净灌水定额(m3/亩)枸杞食葵马铃薯饲用玉米枣树瓜菜药材35%30%10%10%5%5%5%4.54.2824505550506033.504.295.101247.514.255.115.15537.5403.885.165.2611454.505191、.276.4940404.006.56.171347.537.516.136.186.3013355017.25合计8785951001007513010093.50表 410灌水率表m3/s万亩月份456旬510112021301101120213111011202030枸杞0.0210.0350.0280.0000.0000.0000.0000.0250.084食葵0.0000.0000.0230.1150.0000.0000.0590.0680.000马铃薯0.0070.0110.0090.0000.0220.0260.0000.0000.000饲用玉米0.0060.0100.0080.192、0000.0000.0000.0000.0100.034枣树0.0000.0000.0000.0000.0430.0000.0080.0090.000瓜菜0.0030.0050.0040.0000.0460.0140.0110.0000.000药材0.0040.0060.0050.0000.0000.0140.0110.0000.000合计0.0400.0670.0770.1150.1110.0540.0890.1130.118据灌溉与排水工程设计规范，全年各次灌水率大小应比较均匀，以累积30d 以上的最大灌水率为设计灌水率，短期的峰值不应大于设计灌水率的 120，最小灌水率不应小于设计灌水率193、的 30。从表 48 及表 49 分析得出，亩均综合净灌溉定额为 93.5m3/亩，设计净灌水率为 0.118m3/s/万亩，最小灌水率为 0.0404工程任务和规模66m3/s/万亩，满足最小灌水率要求。根据设计净灌水率和灌区面积计算灌区设计净流量为 0.0473m3/s，考虑干渠以下灌溉水利用系数后(0.92)，灌区支渠口引水流量之和为 0.0514m3/s，考虑干渠输水损失后(0.98)，在干渠末梢设计引水流量为0.0524m3/s。4.4.4.2.5灌溉需水量灌溉需水量根据以下公式计算：iijmAW，/jWW（i1，n）；式中：jW、W分别为某时段灌区净灌溉用水量和毛灌溉用水量（万 m194、3）；A灌区灌溉面积（万亩）；i、im分别为第i种作物的种植比例（%）和灌水定额（m3/亩）；灌溉水利用系数。根据灌区灌溉制度分析，灌区净灌水率为 0.118m3/s/万亩，综合净灌溉定额为 93.5m3/亩。灌区净用水量为 37.4 万 m3，毛用水量为 40.7 万 m3，考虑干渠输水损失后的引水量为 41.5 万 m3，详见表 411，逐月用水过程详见表 412。表 411项目区灌溉需水量预测表单位：万 m3作物比例（）面 积（万亩）灌溉定额（m3/亩）净用水量（万 m3）毛用水量（万 m3）干渠引水量（万 m3）枸杞350.148511.912.913.2食葵300.129511.41195、2.412.6马铃薯100.0410044.34.4饲用玉米100.0410044.34.4枣树50.02751.51.61.7瓜菜50.021302.62.82.9药材50.0210022.22.2合计1000.4093.537.440.741.5表 412陈家沟水库逐月用水量计算表单位：万 m3月份123456789101112全年灌溉净用水量00014.49.014.100000037.4灌溉毛用水量00015.69.815.300000040.7干渠引水量00015.910.015.600000041.54工程任务和规模674.4.4.3总需水量总需水量西山引水工程年需水量为 24.0196、 万 m3，平均分配至各月，灌区年需水量为 41.5万 m3，则总需水量为 65.5 万 m3，各月需水量详见表 413。表 413各月需水量单位：万 m3项目123456789101112全年人畜2.02.02.02.02.02.02.02.02.02.02.02.024.0灌溉15.910.015.641.5小计2.02.02.017.912.017.62.02.02.02.02.02.065.54.4.5水库水量调节计算4.4.5.1水库清水量计算水库清水量计算根据水文资料，陈家沟水库 75保证率年径流量为 39.6 万 m3，水库设计水平年内淤积量为 4.0 万 m3。75保证率水库清197、水量为 75年径流量再扣除泥沙量即可，其清水量为 35.6 万 m3，比年总需水量 65.6 万 m3少 25.9 万 m3，若再扣除蒸发、渗漏损失（约 19 万 m3），水量不足。因此该水库用水量应首先保证人畜用水量，之后在水量富裕的情况下再考虑补充灌溉。人畜引水工程设计保证率根据村镇供水工程技术规范（SL3102004），严重缺水地区不低于 90，其他地区不低于 95，这里取 95。经计算水库 95%保证率的设计径流量为 17.4 万 m3，而人畜引水年需水量 24.0 万 m3，在不考虑水库蒸发、渗漏损失的情况下不满足人畜用水量，因此本次就以保证人畜用水量为主，对水库进行多年水量调节计算198、，余水不弃，预留库容，以丰补欠。4.4.5.2水库水量调节计算水库水量调节计算95年径流量为 17.4 万 m3，工程年毛需水量为 24.0 万 m3（为减少工程规模，用水量主要考虑人畜饮水用水量），若再加上水库蒸发及渗漏损失水量，水量明显不足，因此水库需采用多年调节。根据水利工程水利计算规范（SL10495）规定，由于坝址处不具备较长的历年径流系列资料，故采用概率法中的库容相加法计算兴利库容：兴利库容（兴V）多年库容（多V）年库容（年V）。水量调节系数0/WW调，多年库容系数0/WV多。式中：0W坝址处多年平均径流量，万 m3；调W水库的调节水量，万 m3；4工程任务和规模68多V多年库容部199、分，万 m3。已知：调W24.0 万 m3，0W72.6 万 m3，vC0.62，vsCC2，设计保证率P95，依据0/WW调24.0/72.60.33，采用 P95普列什可夫线解图进行求解。根据上面计算的0.33，这里假定0.35，多年库容多V5.8 万 m3和毛调节水量调W25.4 万 m3，计算详见表 414。表表 4 41414多V和毛调节水量计算表和毛调节水量计算表单位：单位：万万 m m3 30W毛调节水量0WW调多年库容0WV多0.3572.625.40.085.8年库容计算分两步，第一步先不计水库损失求补充年库容V，第二步计入损失求补充年库容年V。设计年来水过程，根据多年调节选200、择典型年的原则，可用多年平均的年内分配百分数进行分配见表 415。用水过程因主要为人畜用水，可按年内平均分配，列表计算见表 416，求得近似补充库容V9.2 万 m3。表 415设计年来水过程计算表单位：万 m3月份123456789101112全年典型年内分配2.33.35.23.65.86.826.425.39.35.65.11.2100.00W0.60.81.30.91.51.76.76.42.41.41.30.325.4表 416不计损失计算表单位：万 m3月份来水量用水量来水-用水+-10.62.11.520.82.11.331.32.10.840.92.11.251.52.10.6201、61.72.10.476.72.14.686.42.14.392.42.10.2101.42.10.7111.32.10.8120.32.11.8合计25.425.49.29.2V9.2蒸发损失按下式计算：4工程任务和规模69)Y-(X-00mKZZ 式中：Z库面蒸发损失深度，mm；mZ因为是多年调节水库，故采用多年平均蒸发量，为 1050mm/a；0X多年平均降水量，440mm/a；0Y多年平均径流深，30mm/a；K蒸发折算系数，取 0.9。经计算Z535.0mm/a。再按年内各月蒸发皿蒸发量的分配比分配到各月即得各月蒸发损失标准，详见表 417。表 417陈家沟水库逐月水面蒸发量表（大水202、面）单位：mm月 份123456789101112全年%3.13.68.311.715.815.612.111.07.24.94.02.5100蒸发量16.719.544.462.784.683.664.759.138.826.221.413.3535由于西山人畜引水工程两处截引点分别位于坝后及坝下游 1km 处的主沟道上，水库下渗的水量全部被截引利用，因此这里不再计列水库的渗漏损失水量。水库高程与库容及面积对应详见表 418。表 418水库高程与库容及面积关系表水位(m)面积(万 m2)库容(万 m3)1770.026.10.01771.028.427.31772.030.756.81773203、.033.188.71774.035.6123.11775.038.1159.91776.040.7199.31777.043.5241.41778.046.4286.41779.049.4334.31780.052.5385.2初始库容即设计淤积库容淤V120 万 m3，多年调节水库可取 0.8兴V和其相应库面积8.0F作为多年平均蓄水情况，则淤V+0.8兴V120+0.815.0132 万 m3，查库容曲线其对应的水面面积为 36.2 万 m2，损失水量535.0/100036.219.4万 m3，净调节水量为 25.419.46.0 万 m3，水库损失水量和净调节水量计算详见表 419。204、表 419损失水量和净调节水量计算详见表单位：万 m3毛调节水量库容损失计算净调节4工程任务和规模70水量多VV兴V淤V+0.8兴V8.0F损失水量25.45.89.215.0132.036.219.46.0将净调节水量重新按月分配，损失水量按全年均分，然后从 7 月初蓄水到次年 6 月底结束，最大库容为 9.2 万 m3，年库容年V计算详见表 420。表 420计入损失求补充年库容计算表单位：万 m3月份来水量用水量来水-用水（来-用）净调节量损失合计+-10.60.51.62.11.54.320.80.51.62.11.33.031.30.51.62.10.82.240.90.51.62.205、11.21.051.50.51.62.10.60.461.70.51.62.10.40.076.70.51.62.14.64.686.40.51.62.14.38.992.40.51.62.10.29.2101.40.51.62.10.78.5111.30.51.62.10.87.7120.30.51.62.11.85.8合计25.46.019.425.49.29.2V年9.2 万 m3则兴V多V年V5.8+9.215.0 万 m3，正常高水位库容120+15.0135.0万 m3，对应水位 1774.33m。考虑到该工程主要为人畜饮水的水源工程，年需水量为 24.0 万 m3，选定调节系数为206、 0.35，净调节水量为 6.0 万 m3，兴利库容 15.0 万 m3，淤积库容 120.0 万m3，正常高水位对应库容 135.0 万 m3，水位 1774.33m。同时考虑灌溉及人畜用水进行多年调节计算，已知：调W65.5 万 m3，0W72.6万m3，vC0.62，vsCC2，设计保证率P75，依据0/WW调65.5/72.60.90，采用 P75普列什可夫线解图进行求解。根据上面计算的0.90，这里假定0.85，多年库容多V43.6 万 m3和毛调节水量调W61.7 万 m3，计算详见表 421。4工程任务和规模71表表 4 42121多V和毛调节水量计算表和毛调节水量计算表单位：单207、位：万万 m m3 30W毛调节水量0WW调多年库容0WV多0.8572.661.70.643.6设计年来水过程见表 422。用水过程人畜用水可按年内平均分配，灌溉用水按前述计算结果用各月用水分配百分数即得各月用水量见表 423，求得近似补充库容V36.4 万 m3。表 422设计年来水过程计算表单位：万 m3月份123456789101112全年典型年内分配2.33.35.23.65.86.826.425.39.35.65.11.2100.00W1.42.03.22.23.64.216.315.65.73.53.10.761.7表 423不计损失计算表单位：万 m3月份来水量用水量来水-用水208、+-11.41.90.522.01.90.233.21.91.342.216.914.753.611.37.764.216.612.4716.31.914.4815.61.913.895.71.93.8103.51.91.6113.11.91.3120.71.91.2合计61.761.736.436.4V36.4初始库容即设计淤积库容淤V120 万 m3，多年调节水库可取 0.8兴V和其相应库面积8.0F作为多年平均蓄水情况，则淤V+0.8兴V120+0.879.9183.92万 m3，查库容曲线其对应的水面面积为 36.2 万 m2，损失水量535.0/100036.219.4 万 m3，净209、调节水量为 25.419.46.0 万 m3，水库损失水量和净调节水量计算详见表 424。表 424损失水量和净调节水量计算详见表单位：万 m34工程任务和规模72毛调节水量库容损失计算净调节水量多VV兴V淤V+0.8兴V8.0F损失水量61.743.636.479.9183.939.721.240.5将净调节水量重新按月分配，损失水量按全年均分，然后从 7 月初蓄水到次年 6 月底结束，最大库容为 9.2 万 m3，年库容年V计算详见表 425。表 425计入损失求补充年库容计算表单位：万 m3月份来水量用水量来水-用水（来-用）净调节量损失合计+-11.41.21.83.01.625.42210、2.01.21.83.01.024.433.21.21.83.00.224.742.211.11.812.810.614.053.67.41.89.25.68.564.210.91.812.68.50.0716.31.21.83.013.313.3815.61.21.83.012.625.995.71.21.83.02.728.7103.51.21.83.00.529.1113.11.21.83.00.129.3120.71.21.83.02.327.0合计61.740.521.261.729.529.5V年29.5 万 m3则兴V多V年V43.6+29.573.1 万 m3，正常高水位库容1211、20+73.1193.1 万 m3，对应水位 1775.85m。考虑到该工程主要为人畜饮水的水源工程，同时兼顾灌溉，综合确定其正常高水位为 1775.70m，对应库容 187 万 m3，其中淤积库容 120.0 万 m3，兴利库容 67.0万 m3。4.4.6水库洪水调节计算非常溢洪道布置于左坝肩处，由于非常溢洪道不参与调洪，初步拟定溢洪道进口高程为 1778.0m（校核洪水位 1779.00m），当遇到超过 500 年一遇洪水时非常溢洪道才下泄洪水，其泄量按所设溢洪道的最大泄量计算。放水建筑物由于放4工程任务和规模73水流量小，故不参与调洪计算，因此设计库容需考虑兴利库容直接进行累加计算。设212、计洪水标准 30 年的洪水总量为 65.6 万 m3，则防洪库容为 65.6 万 m3，设计淤积库容为120 万m3，兴利库容 67.0万 m3，相应的设计库容为120+67+65.6252.6万 m3，所对应的设计洪水位为 1777.26m。校核洪水标准 500 年的洪水总量为 147 万 m3，则调洪库容为 147 万 m3，设计淤积库容为 120 万 m3，兴利库容 67.0 万 m3，相应的总库容为 120+67+147334 万m3，所对应的校核水位为 1779.00m。水库特征水位与库容见表 4-26。表表 4 42 26 6水库特征水位与库容表水库特征水位与库容表特征水位（m）本213、次设计库容（万 m3）累计库容名称高程名称库容合计库容（万 m3）原淤泥面1770.00已淤积库容00200.2现状淤泥面1771.36已淤积库容37.3837.38237.58设计淤泥面1773.91设计淤积库容120120320.2正常蓄水位1775.70兴利库容67187387.2设计洪水位1777.26防洪库容65.6252.6452.8校核洪水位1779调洪库容147334534.22008 年除险加固设计淤积库容 120 万 m3，除险加固至今已淤积 37.38 万 m3。本次设计维持陈家沟水库原有工程规模，坝顶高程为 1780.00m，最大坝高35.0m。水库总库容为 534.2214、 万 m3，属小（一）型水库，设计洪水标准为 30 年，校核洪水标准为 500 年，设计淤积年限 30 年。水库正常蓄水位 1775.70m，兴利库容67.0 万 m3；设计洪水位 1777.26m，防洪库容 65.6 万 m3；校核洪水位 1779.00m，调洪库容 147 万 m3。输水建筑物最大泄量 2.89m3/s。泄洪建筑物最大泄量 29.0m3/s。4.5坝顶高程复核4.5.1坝顶超高根据碾压式土石坝设计规范（SL274-2020），坝顶在水库静水位以上的超高按下式计算：AeRy式中：y坝顶超高，m；4工程任务和规模74R最大波浪在坝坡上的爬高，m。对于 4 级坝R值采用累积频率为215、5%的爬高值%5R；e最大风壅水面高度，m；A安全超高，山区、丘陵区 4 级建筑物正常运用 0.5m，非常运用 0.3m。平均波高mh和平均波周期按莆田试验公式计算。thWgHthWghmm)(7.013.07.022)(7.013.0)WgD.0018(07.0245.02WgHthm5.0438.4mmhT式中：mh平均波高，m；W计算风速，m/s。陈家沟水库处多年平均最大风速为 15ms，正常运用条件下 4 级坝采用多年平均年最大风速的 1.5 倍即为 22.5ms，非常运用条件下采用多年平均最大风速 15ms；D风区长度，m。正常运用条件下为 1300m，非常运用条件下为 1500m；216、mH水域平均水深，m，正常运用条件（正常蓄水位）下为 3.83m，正常运用条件（设计洪水位）下为 5.9m，非常运用条件（校核洪水位）下为 7.64m；mT平均波周期，s。平均波长可按下式计算：mLmmLHthgT222式中：mL平均波长，m；H坝迎水面水深，m，取值同mH。正向波在单坡上的平均波浪爬高可按下式计算：mRmmWLhmKK21式中：mR平均波浪爬高（m）；m单坡的坡度系数，3.0；K斜坡的糙率渗透性系数，前坡为干砌石护坡，取值 0.8；4工程任务和规模75WK经验系数，由gHW比值查碾压式土石坝设计规范附录 A 表A.1.122 求得。式中：W计算风速：正常运用条件（正常蓄水位）217、下gHW3.64 查表得WK1.26；正常运用条件（设计洪水位）下gHW2.93 查表得WK1.26；非常运用条件（校核洪水位）下gHW1.72，查表得WK1.04。风壅水面高度可按下式计算：ecos22mgHDKV式中：e计算点处的风壅水面高度（m）；D风区长度（m）；K综合摩阻系数，取 3.610-6；计算风向与坝轴线法线的夹角（），这里取 30。其结果详见下表。表表 4.8-1土坝波浪爬高计算成果表土坝波浪爬高计算成果表单位：单位：m，m/s，s项目平均水深Hm设计风速W有效风区长度D糙率及渗透系数K经验系数KW平均波高hm平均波长Lm平均波浪爬高Rm设计爬高R5风壅水面高度e坝顶超高正218、常运用条件（正常蓄水位）3.8322.513000.801.260.369.080.581.070.0271.60正常运用条件（设计水位）5.922.513000.801.220.389.080.571.050.0181.57非常运用条件7.641515000.801.040.265.850.330.600.0070.91正常运用条件下坝顶超高：正常蓄水位时，正正正正AeRy1.07+0.027+0.51.60m。设计洪水位时，正正正正AeRy1.05+0.018+0.51.57m。4工程任务和规模76非常运用条件下坝顶超高：校核洪水位时，非非非非AeRy0.60+0.007+0.30.91m219、。4.5.2坝顶高程坝顶高程为水库静水位与坝顶超高之和，按下列运用条件计算，取最大值：（1）设计洪水位+正常运用条件下坝顶超高；（2）正常蓄水位+正常运用条件下坝顶超高；（3）校核洪水位+非常运用条件下坝顶超高；（4）正常蓄水位+非常运用条件下坝顶超高+地震涌浪高度+地震沉降。根据规范地震区的安全加高尚应增加地震沉降和地震涌浪高度，按照水工建筑物抗震设计标准（GB51247-2018）中 5.2.3 规定，地震涌浪高度取值范围在0.51.5m 之间，地震沉降和地震涌浪高度合计取 1.5m。按照以上情况组合的坝顶高程分别为：（1）1777.26+1.57=1778.83m；（2）1775.70+220、1.60=1777.30m；（3）1779.0+0.91=1779.91m；（4）1775.70+0.91+1.5=1778.11m。4.5.3坝顶高程复核结论本次复核陈家沟水库满足防洪标准所需坝顶高程为 1779.91m，现状坝顶高程为 1780.0m，说明现状坝顶高程满足防洪要求，本次不加坝。5工程布置及建筑物775工程布置及建筑物5.1设计依据5.1.1规程、规范及标准依据(1)水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2017）(2)防洪标准（GB 50201-2014）(3)水利水电工程初步设计报告编制规程（SL/T619-2021）(4)碾压式土石坝设计规范（SL274-2020221、）(5)水利水电工程合理使用年限及耐久设计规范（SL654-2014）(6)水工建筑物抗震设计标准（GB51247-2018）(7)水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范（SL174-2014）(8)水工混凝土结构设计规范（SL/T191-2008）(10)土石坝安全监测技术规范(SL551-2012)(11)水利工程建设标准强制性条文（2020 版）5.1.2相关基本资料(1)宁夏原州区陈家沟水库除险加固工程水文分析计算报告(2)宁夏原州区陈家沟水库除险加固工程地质勘察报告(3)宁夏原州区陈家沟水库大坝安全评价报告及核查意见5.1.3基本资料5.1.3.1水文气象水文气象多年平均降水量：420222、mm多年平均蒸发量：1060mm多年平均气温：6.2极端最低气温：-28.1极端最高气温：34.6多年平均最大风速：15m/s最大冻土深度：1.14m5工程布置及建筑物785.1.3.2水库特征水位水库特征水位陈家沟水库主要特征水位见表 5.1-1。表表 5.1-1水库特征水位表水库特征水位表特征水位（m）本次设计库容（万 m3）累计库容名称高程名称库容合计库容（万 m3）2007 年实测淤泥面1770已淤积库容00200.2设计淤泥面1773.91设计淤积库容120120320.2正常蓄水位1775.70兴利库容67187387.2设计洪水位1777.26防洪库容65.6252.6452.8223、校核洪水位1779调洪库容147334534.25.2工程等级和标准5.2.1工程等别、建筑物级别及抗震标准根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2017）和防洪标准（GB502012014），陈家沟水库原设计标准符合规范要求，故本次除险加固采用水库原设计标准。陈家沟水库属小（一）型水库，工程等别等，主要建筑物（土坝、输水建筑物、泄洪建筑物）级别为 4 级，次要建筑物及临时建筑物级别为 5 级。设计洪水标准 30 年一遇，校核洪水标准 500 年一遇。设计淤积年限 30 年。根据中国地震动参数区划图（GB18306-2015），工程所在区地震动峰值加速度为 0.3g，地震基本烈度为度224、，设计烈度采用度。根据建筑物级别、场地基本烈度（设计烈度）查水工建筑物抗震设计标准（GB512472018）表1.0.5 确定出工程抗震设防类别为丁类。5.2.2主要设计允许值5.2.2.1土石坝抗滑稳定安全系数土石坝抗滑稳定安全系数根据碾压式土石坝设计规范（SL274-2020），土石坝坝基抗滑稳定安全系数允许值见下表。表表 5.2-1土石坝抗滑稳定安全系数土石坝抗滑稳定安全系数运用条件正常运用条件非常运用条件非常运用条件5工程布置及建筑物79最小安全系数1.251.151.105.2.2.2混凝土、钢筋设计参数混凝土、钢筋设计参数工程中涉及混凝土标号为：C30、C25、C20，抗渗等级 W225、6，抗冻等级 F200；钢筋直径小于 14mm 时采用 HPB300 级钢筋，直径大于 14mm 时采用 HRB400 级钢筋。表表 5.2-2混凝土强度标准值、强度设计值弹性模量混凝土强度标准值、强度设计值弹性模量混凝土标号轴心抗压强度标准值 fck（N/mm2）轴心抗拉强度标准值 ftk（N/mm2）轴心抗压强度设计值 fc（N/mm2）轴心抗拉强度标准值 fk（N/mm2）混凝土弹性模量Ec（104N/mm2）C3020.12.0114.31.433.00C2516.71.7811.91.272.80C2013.41.549.61.102.55表表 5.2-3钢筋强度标准值、设计值钢筋强226、度标准值、设计值牌号符号公称直径d(mm)屈服强度标准值fyk（N/mm2）抗拉强度设 计 值fy（N/mm2）抗压强度设 计 值fy（N/mm2）HPB300820300270270HRB4006504003603605.3除险加固方案根据核查意见提出工程存在的问题，确定工程除险加固主要方案如下表：表表 5.3-1核查意见存在问题及除险加固方案对照表核查意见存在问题及除险加固方案对照表编号核查意见原批复除险加固方案本次修改除险加固方案土坝1原坝体填筑质量差，压实度不满足规范要求坝体坝基采用防渗墙处理坝体坝基采用防渗墙处理2坝面部分排水沟破坏修建排水沟修建排水沟3后坝坡未设排水体修建排水体修建227、排水体坝基4坝基透水层较厚，大坝渗漏严重坝体坝基采用防渗墙处理坝体坝基采用防渗墙处理安全监测5大坝安全监测系统、水情监测系统无法正常使用新增大坝变形、渗流、稳定、水情、视频监测设施、增加自动化设备新增大坝变形、渗流、稳定、水情、视频监测设施、增加自动化设备5.4坝体维修加固5.4.1坝体、坝基防渗处理方案设计由于资金条件限制，结合水库现状存在的主要问题，本次设计仅对水库渗漏严重的左侧坝段及主沟道对应坝段进行防渗处理，解决该坝段渗漏问题及主沟道坝段在正常蓄水位+地震工况下的下游坝坡稳定。后期有其他方面资金时对大坝剩5工程布置及建筑物80余坝段进行防渗处理，使坝体和坝基形成整体的防渗系统，彻底解决228、大坝渗漏和稳定问题。本次设计对坝体及坝基采用塑性混凝土防渗墙，阻断坝基渗漏通道，提高水库蓄水能力，降低浸润线高程增强后坝坡稳定。（一）防渗墙设计1、防渗墙布置在桩号 K0-100K0+362 处设防渗墙，防渗墙厚 0.4m，轴线长 262m，总防渗面积为 8056.58m2。防渗墙平行坝轴线布置，顶高程为 1778.50m，底高程为1743.63-1752.87m，深 25.63-34.87m。防渗墙两侧设砼导墙，导墙长 524m，顶宽1.5m，高 1.5m，厚 0.3m。现 状 坝 顶 宽 6.0m，为 满 足 防 渗 墙 施 工 机 械 操 作 平 台 宽 度 要 求，K0+100K0+3229、62(长 262m)需将原坝顶降低 1.5m，由 1780.00m 降至 1778.50m，施工完毕后恢复。2、防渗墙厚度确定根据防渗墙允许渗透比降确定墙体厚度，参考有关资料，防渗墙厚度按照下式计算：T=H/J式中：T防渗墙厚度(m)；H防渗墙承受的水头(m)；J渗透梯度；根据已建成的混凝土防渗墙统计及参照碾压式土石坝设计规范（SL274-2020）规定，混凝土防渗墙的一般允许渗透比降 J=80100，国内一般选用允许渗透比降均值 85。作用在防渗墙上的最大水头差主要是考虑截引后防渗墙前后的水位差，由于校核洪水及设计洪水历时较短，难于形式稳定渗流,本次设计水库正常蓄水位高程，1775.70m，230、防渗墙承受的水头按34.87m，将各值带入上式求得防渗墙厚度为0.41m，设计取 0.4m。3、防渗墙材料及施工塑性混凝土墙实际就是降低了标号的粘性混凝土，是由石子、砂子、水、水泥、膨润土和粘土等组成，只不过水泥用量少，粘土用量多而已。它的抗压强度25Mpa(28d)，弹性模量5001500Mpa，抗压强度2.5mpa，渗透系数(19)10-8cm/s，配合比为水泥：粘土:水:砂子：石子(5200mm)：木钙5工程布置及建筑物81=160kg:80kg:260kg:848kg:848kg:0.66kg，粘土的塑性指数大于14%，有机物含量小于1%。防渗墙采用冲击钻机配合液压抓斗成槽法进行施工。231、（二）坝体恢复由于防渗墙施工需降低坝顶高程，拓宽施工断面，在防渗墙施工前原坝顶降低 1.5m，由 1780.00m 开挖至 1778.50m，拓宽坝顶宽度至 15.14m，防渗墙施工结束后坝顶需恢复到原坝顶高程 1780.00m，并对坝顶、坝坡进行恢复处理。1、坝体回填恢复坝高 1.5m，坝顶宽 6.0m，前坝坡 1:3，后坝坡 1:2.5。（1）填筑材料坝体填筑时主要利用原坝体土料，不足土料从左右坝肩取土，备料土运距在0.5km 以内。土料各项指标均达到了水利水电工程天然建筑材料勘察规范（SL2512015）中对防渗体土料或均质坝上坝土料的质量指标要求，可以作为均质土料使用。（2）填筑标准本232、次坝体填筑标准与原坝体压实度取一致，原坝体土体压实度不小于 0.97，故本次坝体回填土压实度不小于 0.97。土壤含水率控制在最优含水率 13.5的 2+3之间（地质提供）。2、坝顶防护坝顶恢复混凝土路面，恢复长度 278m。坝顶设 15cm 厚混凝土路面，混凝土面积为 1668m2；路面两侧设 15cm 厚 30cm 宽 C20 砼路缘石，两侧路缘石铺设总长度为 556m。路缘石单块长 0.5m，每 6m 预留一伸缩缝，缝宽为 3cm，缝内用沥青油膏填塞。坝顶向上游倾斜 2坡度。3、前坝坡防护前坝坡坡比为 1:3，高程 1777.8m 以上原砌护形式为 8cm 厚预制六边形混凝土板+20cm233、 厚卵石垫层。考虑 1777.8m 在正常蓄水位以上，长期处于干燥状态，不存在冻胀破坏，本次前坝坡恢复时，1777.8m 以上采用 8cm 厚预制砼板砌护，下设 2cm 厚水泥砂浆。预制砼板每 6m 预留一伸缩缝，缝宽为 3cm，缝内用沥青油膏填塞。5工程布置及建筑物82本次前坝坡 1777.8m 以上采用 8cm 厚预制砼板砌护，下设 2cm 厚水泥砂浆,砌护面积为 2021.25m2。4、后坝坡后坝坡坡比为 1:2.5，原坝坡采用柠条护坡，本次设计后坝坡采用草皮护坡，面积为 1751.40m2。（三）坝后排水沟、贴坡排水工程1.维修后坝坡排水沟 100m，排水沟用厚 50mm 的 U 型混234、凝土预制板砌护，口宽 0.55m，高 0.45m，圆弧半径 0.2m，圆心角 150，排水沟每 10m 设一道伸缩缝，缝宽 3cm，用沥青油膏填塞。2.新建坝后贴坡排水：陈家沟水库坝后未设排水体，为满足规范构造要求，本次在坝后增设贴坡式排水体。根据 5.4.2 章节坝体渗流计算可知，坝体浸润线出逸点位于坝基处。根据规范要求，坝后排水体安全超高不小于 1.5m，且使浸润线在冻土深度以下，综合考虑，本次设计左侧沟道坝后排水体顶高程 1757.0m，排水体底高程为坝基高程，即 1752.0m，排水体全长 36.0m；主沟道坝后排水体顶高程1750.0m，排水体底高程为坝基高程，即 1745.0m，排235、水体全长 80.0m。排水体顶宽 3.6m，厚 1.2m，坡度与原坝坡相同，为 1:2.5，结构为 40cm 厚粗砂（D=510mm）、40cm 厚碎石（D=1050mm）、40cm 厚块石（D=200400mm）。5.4.2土坝渗流安全评价XX有限公司与原州区水务局联合成立大坝安全现场检查组，对陈家沟水库大坝进行了现场检查。现场踏勘坝轴桩号 0+110-0+250 段坝后渗漏严重。5.4.2.1计算工况计算工况由于该水库输水水塔及非常溢洪道均不参与调洪，库水位持续时间较长，可能形成稳定渗流，故需计算以下 4 种工况：（1）上游正常蓄水位与下游相应的最低水位（正常运用条件）；（2）上游设计洪水236、位与下游相应水位（正常运用条件）；（3）上游校核洪水位与下游相应水位（非常运用条件）；（4）库水位降落时上游坝坡稳定最不利的情况。5工程布置及建筑物835.4.2.2计算断面选取计算断面选取由于陈家沟水库大坝无任何渗透原型观测资料，大坝的渗流安全复核仅能以理论计算为依据，同时结合大坝的现场安全检查成果以及地勘成果，对大坝渗流安全进行分析评价。根据地质勘探报告、大坝现场安全检查结果以及多年运行状况，本次大坝渗流计算选取具有代表性的 K0+150 和 K0+300 断面进行分析计算，不同断面的坝基条件相同，故此断面基本反映大坝的整体渗流性态。坝体为粘土心墙坝，坝顶高程 1780.00m，设计洪水位237、 1777.26m，校核洪水位1779.00m。坝顶宽 6.0m，最大坝高 35m，坝长 659m。根据坝高和地质条件等的不同，选取桩号 K0+150 和 K0+300 处作为计算断面。以坝脚处向外 50m，坝基深度50m 建立计算模型。图 5-4-1计算断面位置示意图5工程布置及建筑物84图 5-4-21#（K0+150）断面渗流计算简化分区图图 5-4-32#（K0+300）断面渗流计算简化分区图5.4.2.3计算参数计算参数本次计算分析，大坝断面渗透分区是以宁夏地质工程勘察院勘察分公司的地勘报告和土工试验为基础，并结合大坝运行期现状确定。陈家沟水库大坝桩号K0+150 处断面分为 5 个238、渗透区，大坝桩号 K0+300 处断面分为 4 个渗透区，各渗透分区的渗透系数均参照本次地质勘察资料和室内土工试验的成果综合取值，其取值见表 5-4-1。表 5-4-1大坝断面各土层计算参数表材料序号材料名称粘聚力（kPa）内摩擦角（）渗透系数(cm/s)XY1人工填土（原坝体）18193.9210-51.0410-52淤泥16172.5610-51.0210-53含砾壤土15204.8010-51.210-54砾岩036510-41.210-45砂质泥岩4518810-52.0110-55.4.2.4有限元计算模型有限元计算模型根据图 5.4-2、图 5.4-3 所示断面图和水库除险加固工程239、土坝防渗处理断面图绘5工程布置及建筑物85制了计算断面材料分区图，计算中考虑了水库淤积层，淤积面高程为 2020 年实测1771.36m 高程，模型采用三角形和四边形混合单元对其进行了剖分，计算断面相应的材料分区及离散的有限元网格见图 5.4-4图 5.4-7。1777.26,有限元网格图图 5.4-4计算计算 1#断面未设防渗墙有限元网格图断面未设防渗墙有限元网格图t=0h,1777.26mt=12h,1775.70m有限元网格图图 5.4-5计算计算 1#断面设防渗墙有限元网格图断面设防渗墙有限元网格图1775.70,有限元网格图图 5.4-6计算计算 2#断面未设防渗墙有限元网格图断面未240、设防渗墙有限元网格图5工程布置及建筑物861779.00,有限元网格图图 5.4-7计算计算 2#断面设防渗墙有限元网格图断面设防渗墙有限元网格图5.4.3大坝稳定性复核5.4.3.1计算断面计算断面抗滑稳定计算断面同 5.4.2.2 节渗流计算断面。5.4.3.2大坝深流计算分析大坝深流计算分析为了充分反映大坝二维渗流计算成果，根据坝体 1#断面、2#断面计算水头分布图和关键部位的渗流要素统计表，渗流计算等值线如图 5.3-8、5.3-13 所示。1）渗流场未设防渗墙之前坝体内等水头线主要分布在坝上游侧填土内。上游侧坝体削减了约 75%65%的水头，这主要是由于坝体下半部分存在角砾、含砾壤土241、砾岩等属于强或中等透水性，对坝体降低水头起到关键作用，水头主要由坝上游侧填土承担，有利于下游坝坡的抗滑稳定，但是导致坝体填土内渗透坡降较大，造成坝体内发生渗透破坏。本次设计增设防渗墙后典型断面各计算工况下水头等值线图可以看出，渗流场呈现较为明显的规律性。各控制工况下，坝体内等水头线主要分布在防渗墙以下的砂质泥岩中。水头主要由坝基泥岩承担保证了坝体的稳定。2）浸润线未设防渗墙前坝体内浸润线坡度较陡，水位越高浸润线越陡，坝后浸润线出逸点在坡脚的含砾壤土层中，可见渗透系数较大，尤其坝基含砾壤土和砾岩层对降低浸润线起到关键作用。坝体防渗处理以后从典型断面各计算工况浸润线分布图可以看出，防渗墙前面浸润242、线坡度特别陡，总体上坝体内浸润线坡度平缓，水位高低对浸润线坡度影响较小，特别是在高水位（校核洪水位 1779.00m）下，坝后浸润线在防渗墙后沿坝基滑坡体出逸高程稳定，可见防渗墙对降低水头起到很5工程布置及建筑物87好的作用。3）渗透坡降从计算结果可以看出未设防渗墙：正常蓄水位时 1#断面浸润线位置在坝体填土最大渗透坡降 0.23-0.92，前坝坡处最大为 0.92，溢出点为 0.23，满足允许渗透坡降 0.45；2#断面浸润线位置在坝体填土最大渗透坡降 0.31-0.69，前坝坡处最大为 0.69，坝体与坝基溢出点为 0.31，含砾壤土内渗透坡降 0.39，人工填土满足允许渗透坡降 0.50243、，2#断面出溢点位于下游沟道岸坡渗透坡降 0.31，含砾壤土允许渗透坡降 0.45，经渗透坡降分析坝基含砾壤土可能发生发生渗透破坏。设防渗墙加固以后：正常蓄水位浸润线位置防渗墙前坝体 1#断面渗透坡降0.22-0.65，2#断面渗透坡降 0.1-0.88，尤其前坝坡位置较陡，靠近防渗墙位置变缓，坝体填土允许渗透坡降为 0.50，满足要求；坝基含砾壤土接触处正常蓄水工况，可见坝基渗透稳定满足要求；1#断面滑坡体坡脚渗透坡降为 0.02，2#断面含砾壤土坡脚渗透坡降为 0.1，含砾壤土允许渗透坡降 0.45 综上，从渗透坡降角度分析，坝体及坝基渗流稳定均满足要求。表表 5.4-25.4-2渗透变形244、特征表渗透变形特征表地层和岩性渗透变形类型临界水力比降 Jcr允许水力比降人工填土流土1.000.50淤积壤土（Q42apl）流土0.990.55含砾壤土（Q42apl）流土0.900.45角砾（Q3apl）管涌0.380.19黄土（Q3eol）流土0.90.45表表 5.4-35.4-3大坝大坝各各断面关键部位渗流要素统计表断面关键部位渗流要素统计表工况未设防渗墙渗流要素设防渗墙后渗流要素断面 1#渗透坡降渗流量(m3/m.d)断面 1#渗透坡降渗流量(m3/m.d)坝体填土含砾壤土砂质泥岩坝脚出逸处坝体防渗墙前坝体防渗墙后含砾壤土坝脚出逸处正常蓄水位1775.70m0.23-0.920.2245、3/0.230.690.22-0.650.002-0.020.080.020.40设计洪水位1777.26m0.20-0.970.27/0.200.770.12-0.660.006-0.080.120.080.45校核洪水位1779.00m0.23-0.910.23/0.230.850.1-0.670.01-0.120.120.120.52工况断面 2#渗透坡降渗流量(m3/m.d)断面 2#渗透坡降渗流量(m3/m.d)坝体填土含砾壤土砂质泥岩坝脚出逸处坝体防渗墙前坝体防渗墙后含砾壤土坝脚出逸处正常蓄水位1775.70m0.31-0.690.39/0.391.830.15-0.45/0.08246、0.101.02设计洪水位1777.26m0.31-0.690.31/0.311.920.19-0.47/0.110.111.315工程布置及建筑物88校核洪水位1779.00m0.41-0.650.33/0.331.980.21-0.74/0.130.131.364）渗透流量由表 5.4-4 单宽渗流量统计结果可以看出，正常蓄水位时各断面计算所得的单宽渗透流量随水位的降低而减小，由于计算水位较低 1775.70m，而淤泥面高程1771.36m，之间需水量仅为 82.62 万 m3，兴利库容 67 万 m3，所以坝体渗漏几乎为零，而渗漏主要集中在坝基，平均渗流量在 1.27m3/m.d。以正常247、蓄水位下坝顶长500m 计，大坝日渗漏量约为 635m3，根据原坝体渗流计算年渗漏量 23.18 万 m3，渗漏损失较大。防渗墙施工后平均渗流量在 0.71m3/m.d。以正常蓄水位下坝顶长500m 计，大坝日渗漏量约为 355m3，根据原坝体渗流计算年渗漏量 12.96 万 m3，渗漏损失将减小 50%。表表 5.4-4大坝坝体及坝基各断面渗漏量统计表大坝坝体及坝基各断面渗漏量统计表计算计算渗透系数单宽渗漏量渗漏量断面部位（m/s）（m3/m/d）（万 m3/年）1#断面坝基4.80E-040.6912.592#断面坝基4.80E-041.8333.40合计1.2723.185工程布置及建筑248、物895）1#断面渗流曲线对比图上游正常蓄水位与下游相应的最低水位（正常运用条件）5工程布置及建筑物90上游设计洪水位与下游相应的最低水位（正常运用条件）5工程布置及建筑物91上游校核洪水位与下游相应的最低水位（正常运用条件）5工程布置及建筑物92库水位降落时上游坝坡稳定最不利的情况。、自设计洪水位（1777.26m）降落至调洪计算起调水位（起调水位 1775.70m）。5工程布置及建筑物935工程布置及建筑物94、自校核洪水位（1779.00m）降落至调洪计算起调水位（起调水位 1775.70m）。5工程布置及建筑物956）2#断面渗流曲线对比图上游正常蓄水位与下游相应的最低水位（正常运用条249、件）5工程布置及建筑物965工程布置及建筑物97上游设计洪水位与下游相应的最低水位（正常运用条件）5工程布置及建筑物98上游校核洪水位与下游相应的最低水位（正常运用条件）5工程布置及建筑物99库水位降落时上游坝坡稳定最不利的情况。、自设计洪水位（1777.26m）降落至调洪计算起调水位（起调水位 1775.70m）。5工程布置及建筑物100、自校核洪水位（1779.00m）降落至调洪计算起调水位（起调水位 1775.70m）。5工程布置及建筑物1015工程布置及建筑物1025工程布置及建筑物1035.4.3.3计算方法计算方法本次计算采用计及条块间作用力的简化毕肖普法，简化毕肖普法计算公式如下250、：secsectansec1/(1tantan/)sin/CWVubcbKKWVMR(7.1-1)式中：W 为土条重量；V为垂直地震惯性力；u 为作用于土条底面的孔隙压力；为条块重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角；b 为土条宽度；c、为土条底面有效应力抗剪强度指标；CM为水平地震惯性力对圆心的力矩；R为圆弧半径。5.4.3.4计算工况计算工况根据碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）要求，结合陈家沟水库具体运用情况，分析计算正常运用条件和非常运用条件下大坝上、下游坝坡的抗滑稳定安全。具体计算工况如下：（1）正常运用条件正常蓄水位（1775.70m）时采用有效应力指标计算上、下游坝251、坡。设计洪水位（1777.26m）时采用有效应力指标计算上、下游坝坡。水库水位自设计洪水位（1777.26m）降落至调洪计算起调水位（1775.70m）时的上游坝坡。（2）非常运用条件校核洪水位（1779.00m）采用有效应力指标计算上、下游坝坡。水库水位自校核洪水位（1779.00m）降落至调洪计算起调水位（1775.70m）时的上游坝坡。（3）非常运用条件工况计算成果图如下：5工程布置及建筑物104正常水位 1775.70m 遇地震时上、下游坝坡。水库水位自设计洪水位（1777.26m）降落至调洪计算起调水位（1775.70m）时遇地震的上游坝坡。5.4.3.5计算参数计算参数本次安全鉴定252、对大坝坝坡抗滑稳定安全复核时，大坝坝坡抗滑稳定分析选用的各分区材料抗剪强度指标取自 2022 年原州区陈家沟水库除险加固工程地质勘察报告，由于土样的有效应力指标无法通过常规试验获得，本工程若地质报告中有的指标可直接使用，若没有的指标参考类似工程，浮容重根据公式11swGe换算得来，大坝坝坡抗滑稳定分析选用的物理力学性质指标具体见表5.4-5。表表 5.4-5坝体抗滑稳定分析选用的物理性质指标与力学参数表坝体抗滑稳定分析选用的物理性质指标与力学参数表材料序号材料名称容重(KN/m3)浮容重(KN/m3)水上水下粘聚力（kPa）内摩擦角（）粘聚力（kPa）内摩擦角（）1人工填土（原坝体）19.71253、0.4181916162淤泥19.710.4161714143含砾壤土18.59.8152013164砾岩21.511.40360325砂质泥岩21.911.6451843125.4.3.6坝坡稳定计算结果坝坡稳定计算结果与分析与分析采用河海大学 AoutBank 软件土质边坡稳定计算程序计算，水库坝坡稳定计算成果见表 5.4-6。计算模型及计算成果见下图。5工程布置及建筑物1051#1#断面断面各工况加固前后稳定计算对比图各工况加固前后稳定计算对比图（图（图 5.5.4 4-8 8）5工程布置及建筑物1065工程布置及建筑物1072#2#断面各工况加固前后稳定计算对比图（图断面各工况加固前后254、稳定计算对比图（图 5.4-95.4-9）5工程布置及建筑物1085工程布置及建筑物1095工程布置及建筑物110表表 5.4-6各工况下坝坡稳定安全系数计算结果表各工况下坝坡稳定安全系数计算结果表计算断面计算工况计算指标未设防渗墙计算安全系数设防渗墙计算安全系数要求安全系数上游坝坡下游坝坡上游坝坡下游坝坡1#断面（K0+150）正常运用条件正常蓄水位1775.70m有效应力2.341.512.071.631.25设计洪水位1777.26m有效应力2.481.462.301.481.25水库水位自设计洪水位（1777.26m）降落至调洪计算起调水位（1775.70m）时有效应力2.27/2.0255、0/1.25非常运用条件校核洪水位1779.00m有效应力2.691.382.751.401.15水库水位自校核洪水位（1779.00m）降落至调洪计算起调水位（1775.70m）时有效应力2.17/1.95/1.15非常运用条件正常蓄水位1775.70m 遇地震有效应力1.381.041.281.121.1设计洪水位（1777.26m）时遇地震的上游坝坡有效应力1.37/1.34/2#断面（K0+300）正常运用条件正常蓄水位1775.70m有效应力2.281.452.261.481.25设计洪水位1777.26m有效应力2.441.352.341.391.25水库水位自设计洪水位（1777256、.26m）降落至调洪计算起调水位（1775.70m）时有效应力2.18/2.10/1.25非常运用条件校核洪水位1779.00m有效应力2.641.322.751.341.15水库水位自校核洪水位（1779.00m）降落至调洪计算起调水位（1775.70m）时有效应力2.10/2.02/1.15非常运用条件正常蓄水位1775.70m 遇地震有效应力1.321.061.301.141.1设计洪水位（1777.26m）时遇地震的上游坝坡有效应力1.33/1.29/大坝各断面坝坡抗滑稳定分析计算结果见表5.4-6及计算简图5.4-85.4-9，由各断面坝坡稳定计算结果可知，正常运用条件下加固前后各工257、况时上游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求，下游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求；非常运用条件时各工况上游坝坡安全系数满足规范要求，下游坝坡抗滑稳定安全系数满足规范要求；非常运用条件时，1#和 2#断面在正常蓄水位遇地震工况时下游坝坡抗滑稳定安全系数不满足规范要求的稳定安全系数 1.1。在设计防渗墙后，解决绝了非常运用条件时，1#和 2#断面下游坝坡抗滑稳定安全系数不满足规范要求的问题，加固后抗滑稳定系数达到 1.1 以上满足要求，这一结论反映在设防身墙后，水库高水位运行或低水位运行，坝体的防渗墙后浸润线都能降落到固定的位置更有利于后坝坡的稳定安全，下游坝坡可避免滑坡失5工程布置及建筑物11258、1稳险情，从以上分析充分表明本次除险加固设计防渗墙很有必要。5.5水库工程安全监测严格按照土石坝安全监测技术规范（SL551-2012）执行。5.5.1监测目的及设计原则监测目的（1）监测土石坝建成后的安全运行状况；（2）检验大坝设计的合理性，为科学研究提供资料。监测设计原则（1）应对大坝整体统一规划，突出重点，兼顾一般；（2）监测断面应布置在大坝中具有代表性的部位，能准确反映大坝及基础运行状况，至少有一横断面为最大坝高处；（3）各种观测设施应避免相互干扰，但能相互校核，并且希望做到一种设施多种用途；（4）监测仪器、设施的选择，应在可靠、耐久、经济、适用前提下力求先进和便于实现自动化监测；（5259、）技术人员可通过对其观测资料的整理及分析，能对工程存在的问题及早发现并采取相应处理措施。5.5.2监测范围方法监测范围包括土石坝的坝体坝基坝端和输泄水建筑物以及对土石坝安全有重大影响的近坝区岸坡，安全监测方法包括巡视检查和用仪器设备进行观测。5.5.3巡视检测工程从施工开始都应自始至终地进行巡视检查。土石坝的巡视检查分为日常巡视检查年度巡视检查和特别巡视检查三类。检查由有经验的技术人员负责进行。5.5.3.1日常巡视检查日常巡视检查日常巡视检查的次数在施工期宜每周两次但每月不得少于四次，在初蓄水期或水位上升期间宜每天或每两天一次但每周不少于两次，具体次数视水位上升或下降速度而定。在运行期一般宜260、每周一次或每月不少于两次，但汛期高水位时应5工程布置及建筑物112增加次数特别是出现大洪水时每天应至少一次。5.5.3.2年度巡视检查年度巡视检查在每年的汛前汛后，用水期前后，冰冻期和融冰期等应按规定的检查项目由管理单位负责人组织领导对土石坝进行比较全面或专门的巡视检查。检查次数一般每年不少于二至三次。5.5.3.3特别巡视检查特别巡视检查当土石坝遇到严重影响安全运用的情况如发生暴雨、大洪水、有感地震以及库水位骤升骤降或持续高水位等，发生比较严重的破坏现象或出现其他危险迹象时，应由主管单位负责组织特别检查。必要时应组织专人对可能出现险情的部位进行连续监视。当水库放空时亦应进行全面巡视检查。5.261、5.3.4检查项目和内容检查项目和内容坝体的检查项目和内容如下：（1）坝顶：有无裂缝、异常变形、积水或植物滋生等现象。(2)迎水坡：护面或护坡是否损坏；有无裂缝、剥落、滑动、隆起、塌坑、冲刷或植物滋生等现象；近坝水面有无冒泡变浑或漩涡等异常现象。（3）背水坡及坝趾:有无裂缝、剥落、滑动、隆起、塌坑、雨淋沟、散浸、积雪不均匀融化、冒水、渗水坑或流土、管涌等现象；排水系统是否通畅，护坡是否完好，有无兽洞蚁穴等隐患。坝基和坝区的检查内容如下：（1）坝基：基础排水设施的工况是否正常，渗漏水的水量、颜色、气味及浑浊度、酸碱度、温度。（2）坝端：坝体与岸坡连续处有无裂缝、错动、渗水等现象；两岸坝端区有无裂262、缝、滑动、崩塌、溶蚀、隆起、塌坑、异常渗水等。(3)坝趾：近区有无阴湿渗水、管涌、流土或隆起等现象，排水设施是否完好。（4）坝端岸坡：绕坝渗水是否异常，有无裂缝滑动迹象，护坡有无隆起、塌陷或其他损坏现象。建筑物的检查内容如下：（1）进口段：有无堵塞、淤积、崩塌。(2)闸室段：有无裂缝、渗水、空蚀等损坏现象。（3）路涵段:有无裂缝、渗水、空蚀等损坏现象。观测及通讯设施是否完好畅通，照明及交通设施有无损坏及障碍。5.5.3.5检查方法和要求检查方法和要求检查方法：(1)常规方法：用眼看、耳听、手摸、鼻嗅、脚踩等直观方法或辅5工程布置及建筑物113以锤钎、钢卷尺、放大镜、石蕊试纸等简单工具对工程表面263、和异常现象进行检查。（2）特殊方法：采用开挖探坑、探井、钻孔取样或向孔内注水、试验、投放化学试剂等方法对工程内部水下部位或坝基进行检查。检查要求：（1）巡视检查必须是熟悉土石坝情况的管理人员参加。（2）日常巡视检查人员应相对稳定，检查时应带好必要的辅助工具和记录笔簿。（3）年度巡视检查和特别巡视检查均须制定详细的检查计划并做好如下准备工作：a.安排好水库调度为检查输水泄水建筑物或进行水下检查创造条件；b.做好电力安排为检查工作提供必要的动力和照明；c.排干检查部位的积水清除检查部位的堆积物；d.安装好临时交通设施便于检查人员行动；e.采取安全防范措施确保工程设备及人身安全；f.准备好工具设备车264、辆或船只以及量测记录绘草图照相录像等器具。5.5.4仪器设备监测5.5.4.1观测设计布置原则观测设计布置原则根据本工程的工程规模、地质条件和主要建筑物的结构特点，安全监测设计以监测建筑物的安全运行为主,观测对象以水工建筑物为主。观测设计布置原则为：以人工监测为主；在满足观测精度的前提下，力求观测方便、直观，各监测值相互对比、校核；在较全面反映建筑物实际工况的基础上，监测项目力求少而精，有针对性，突出重点，各监测项目相互协调，便于观测资料的整理分析和相互验证；在观测断面选择及测点布置上，既要注意地质和结构复杂的部位，又要考虑分布的均匀性；监测仪器性能结构简单、精密可靠、长期稳定性好,并易于埋设265、,维护简便。5.5.4.2观测项目观测项目本工程建筑物包括大坝、输（泄）水建筑物。根据碾压式土石坝设计规范（SL 314-2004）、土石坝安全监测技术规范（SL551-2012）、水利水电工程进水口设计规范（SL285-2003）。土坝表面变形监测。渗流监测5工程布置及建筑物114A坝体渗流B.坝基渗流水文气象监测A库水位监测B降雨量、气温和气压监测5.5.4.3监测仪器布置监测仪器布置表面变形监测表面变形观测包括竖向位移和水平位移，水平位移中包括垂直坝轴线的横向水平位移和平行坝轴线的纵向水平位移。断面布置：主坝坝高 35m，坝顶长 659m，选择 3 个大坝表面变形监测断面，分别为：K0+266、150、K0+300 和 K0+500。纵断面具体布置：坝顶处 1 个，上游正常蓄水位以上处 1 个，后坝坡马道处 1 个。表表 5.7-1陈家沟水库变形监测点布置陈家沟水库变形监测点布置序号监测断面测点号安装高程（m）备注10+1501-B11775.3921-B2178031-B3176741-B4175750+3002-B11775.3962-B2178072-B3176782-B4175790+5003-B11775.39103-B21780113-B31770竖向位移采用水准仪用水准法测量。水平位移采用经纬仪用视准线法测量。测点布置：在土坝纵横断面的交点处布设测点，共布置测点 11 267、个，在每一纵排测点两端的岸坡上各布设一个起测基点，其高程与测点高程相近，共布置起测基点 4 个，尽量安置在基岩上。监测方法：竖向位移采用水准仪用水准法测量。水平位移采用经纬仪用视准线法测量。5工程布置及建筑物115表表 5.7-2陈家沟水库其他监测陈家沟水库其他监测序号地点数量备注1坝体上游视频监测1室外2启闭机室视频监测1室内合计2（2）渗流监测渗流监测包括渗流压力、渗流量及其水质的观测。渗流压力A、断面布置：坝体共布置 4 个观测横断面，桩号为 K0+080、K0+140、K0+320和 K0+490。B、测点布置：坝体各桩号上，观测点布置在上游正常蓄水位 1775.39m，坝顶1780.268、00m及后坝坡马道处。测点布置分别用来观测坝基渗流和坝体渗流，合计布设测点14 个。表表 5.7-3陈家沟水库大坝渗流监测指标表陈家沟水库大坝渗流监测指标表序号监测断面测点号安装高程（m）钻孔深度（m）1K0+0801-P11775.3930.3921-P217803531-P31770254K0+1402-P11775.3930.3952-P217803562-P317672272-P41757128K0+3203-P11775.3930.3993-P2178035103-P3176722113-P417571212K0+4904-P11775.3930.39134-P2178035144-269、P3176924C、监测方法：采用振弦式孔隙水压力计监测。振弦式孔隙水压力计的压力观测采用频率接收仪，测读操作方法应按产品说明书进行，两次读数误差应不大于1Hz。5工程布置及建筑物116渗流量由于地下水位低于地面，在坝下游河床中设测压管通过观测地下水坡降计算出渗流量。顺水流方向布置 2 根测压管，具体布置见渗流监测布置图。水文气象监测 上游水位上游水位观测设在水塔上。降雨量、气温和气压降雨量、气温、气压是安全监测资料分析不可少的监测量，可将遥测雨量计、自记温度计及气压计布置在水库观测站附近。其他设置系统中心站设在水库观测站。5.5.4.4自动化采集系统自动化采集系统系统功能大坝安全监测自动化系270、统由传感器、通讯单元、自动测控单元 MCU 组成的观测站和中心站组成。观测站主要负责数据采集和与中心站的通讯，中心站主要负责数据的接收和数据的处理与分析等工作。通过系统的硬件和软件配置，系统实现以下功能：采集、监测功能系统可采集本工程所选用的各类传感器；能实现对各类传感器按指定方式自动进行数据采集。即监测数据自动采集的方式除了通过监测管理中心的监测服务器或具有一定权限的监测工作站下发的命令进行选测、巡测或单检外，还可通过预先设定的参数（如采集时间、频次等），由现场数据测量控制装置自动定时测量，满足“无人值班”的要求。数据采集终端需满足远传数据功能，不再另行铺设光纤等网络通信线路；所采集的数据可271、暂存在测量控制装置中或根据监测服务器、监测工作站的命令将所测数据传送到吉强水利工作站已建成的监测管理中心并进行处理、计算、检验、转入数据库等；并对各类传感器的实测数据进行自动采集和对实测的信号作出越限报警。为满足陈家沟水库工程安全监测系统的各种不同的管理要求，本技术方案提供了多种监测数据采集方式，以增加系统的灵活性。5工程布置及建筑物117A、巡测方式（即无人值守方式）。根据监控主机所设定的测量时间，MCU能自动定时地进行巡测，该方式主要用于日常常规测量；B、选测方式。安全管理人员可通过监控主机任意进行测量。该测量方式的优先权高于其它任何方式，主要用于在特殊情况下加密测次，及时对重点监测部位实272、施任意频次的测量；C、预留人工测量接口。当监控主机或通信线路发生故障时，在恢复通信之前采用便携式计算机实施人工数据采集。MCU 由于采用全模块化结构，更换模块非常方便，MCU 不会因为模块故障而长期停测。显示功能显示坝体建筑物及监测系统的总貌、监测布置图、过程曲线、监控图、分布图、相关图及报警状态显示窗口等。操作功能在监控主机或管理计算机上可实现多种操作功能：A、监视操作、输入/输出、显示打印、查询测值状态、调用数据、评估运行状态等；B、进行整个系统的运行管理：包括系统信息文件的形成、进库、通讯等；C、利用键盘操作各级显示画面及修改相应的参数等；D、修改系统配置、进行系统测试、系统维护等。数据273、存储与通信功能系统自检功能系统具有自检功能，可对数据存储器、程序存储器、中央处理器、实时时钟电路、供电状况、电井电压、测量电路及传感器线路等进行自检，能在监控主机和管理主机上显示故障部位及类型，为及时维修提供方便。系统结构系统结构大坝安全监测自动化系统中心站由传感器、通讯单元、自动测控单元 MCU 构成。主要负责数据的采集、接收和数据的处理与分析等工作。5.5.4.5仪器要求及技术指标仪器要求及技术指标（1）测控单元5工程布置及建筑物118测控单元选用智能分布式水利工程安全监测系统测量控制单元。数据采集的主要技术指标如下：时基精度：0.01%，分辩率：0.001us；温度精度：0.5，分辩率：274、0.1；测量时间：23s/point；通信接口：EIA-RS485，EIA-RS232，CAN bus；存储容量：128kB；工作电源：12VDC；充电电源：220VAC/50Hz；功耗：掉电：200uA，休眠：10mA，待机：20mA，测量300mA；工作温度：25+60；储藏温度：45+70；（2）渗压计采用进口或进口组装标准振弦式渗压计，振弦式渗压计埋设在水工建筑物，基岩内或安装在测压管，钻孔，堤坝管道和压力容器里，测量孔隙水压力或液体液位。各种性能非常优异，其主要部件均用特殊钢材制造，适合各种恶劣环境使用。特别是在完善电缆保护措施后，可直接埋设在对仪器要求较高的碾压混凝土中。标准的透水275、石是用带 50m 小孔的烧结不锈钢制成，具有良好的透水性。主要技术指标如下：标准量程：0.353.0（MPa）分 辨 率：0.025F.S.非 线 性：0.5F.S.精度：0.1F.S.过载能力：2F.S.外径：19.05mm长度：133mm零漂：0.02%FS/（3）雷达水位计水库未建水位观测竖井，不宜采用浮子式，压力式水位计安装高程易发生变5工程布置及建筑物119动，且通气电缆一旦进入水汽将导致测量误差较大，根据本工程特点，选用雷达式水位计。雷达水位计具有精度高、无须温度补偿的特点，或压力式水位计，决定采用非接触测量方式的雷达式水位计。应用：水库、河流水位监测、干滩等场景监测量程：30m/276、70m 等精度：10mm环境温度：-40-120过程压力：(-0.1-0.3)MPa频率范围：26GHz信号输出：RS485/RS232/TTL/420mA电源：6-28VDC(420mA 的需要 24V 供电)现场显示：标配外壳：选配过程连接：螺纹/法兰（选配）天线结构：密封天线，防露，防凝结物，不锈钢 316L 喇叭功率：90mW（4）测缝计选用进口或进口组装耐水压型埋入式测缝计（裂缝计），输出信号为振弦式。可用于测量混凝土、岩石、土体和结构物伸缩缝的开合度，内置的温度传感器可同时监测安装位置的温度，内部万向节接头允许一定程度的剪切位移。采用不锈钢制造的振弦式测缝计，具有很高的精度和灵敏度277、卓越的防水性能、耐腐蚀性和长期稳定性。由专用的四芯屏蔽电缆传输频率和温度电阻信号，频率信号不受电缆长度的影响。适合埋设在混凝土内长期监测建筑物的裂缝变化。振弦式测缝计主要用于测量砼块之间的升降或断面的接缝开度或边界位移，以及在完全灌浆的钻孔中跨越破碎带。仪器密封防水。主要参数指标如下：量程：100mm非线性度：0.1%FS分 辨 力：0.025%FS5工程布置及建筑物120耐水压：2MPa、3MPa5.5.4.6施工期监测资料施工期监测资料按照土石坝安全监测技术规范及土石坝安全监测资料整编规程要求进行。5.5.5安全监测工程量本次计划增加的监测设施见下表 5.7-5。表表 5.7-5水库安全278、监测设备表水库安全监测设备表1坝体变形水准仪（含铟钢尺、测微器）（每公里往返 0.7mm/km）套1经纬仪（精度 2s）套1活动觇标套2固定觇标套2位移点套15沉降标点套152坝体渗流监测设备渗压计（量程 350kPa，精度0.5%FS，分辨率 0.025%FS）支14便携式读数仪台1花管（PE50 打孔）m378.56表表 5.7-6陈家沟水库主要自动化设备表陈家沟水库主要自动化设备表1环境量、库水位监测数据采集单元（数字采集控制，支持 RS485、标准的 MODBUS_RTU协议通讯、以太网通讯）套15 要素气象站（超声波采集多种气象参数：空气温度、空气湿度、风速、风向、雨量，IP65）台279、1高频雷达液位计支1液位计安装支架（由镀锌角铁焊制而成，水塔壁安装）个14G 路由器台14G 通讯卡（500M/月,含 2 年费用）张1通信电缆(Kvvp-1-7x1.5)米502渗流监测自动化采集智能测控单元(MCU16 通道振弦采集)套1水工通信电缆（40.35+10.3，4 芯通信加 1 芯地线带屏蔽/热熔/热缩/防水接线，含地埋敷设）m1000镀锌钢管(RC25)m800设备立杆及支架(镀锌钢管 DN100，4 米金属杆，含悬臂,砼基础、避雷针、接地网)个15工程布置及建筑物121机箱配套(不锈钢户外定制，含开关电源、防雷器等)套14G 路由器台14G 通讯卡（500M/月,含 2 年280、费用）张13视频监控（室内视频球机）200 万像素高速球机；传感器类型:1/2.8；最低照度:彩色：0.05Lux (F1.6，AGC ON),黑白：0.01Lux(F1.6，AGC ON)；23 倍光学变焦；红外照射距离:50m台1（室外视频球机）200 万像素 7 寸红外高速球机；传感器类型:1/2.8；内置 GPU 芯片，支持深度学习算法；支持宽动态 120db，支持电子透雾支持智能监控、人脸抓拍；支持声光警戒、区域入侵侦测；内置扬声器：功率 5w；支持混合补光，暖光补光 30m、红外补光 150m；最低照度:彩色：0.005Lux (F1.5，AGC ON),0 lux with IR281、,黑白：0.001Lux (F1.5,AGC ON)；23 倍光学变焦；红外照射距离:150 米台1摄像机安装支架（镀锌钢材）套2NVR硬盘录像机（1U 380小机箱/默认3米天线/外置UIM卡插槽；1 个 HDMI(4K)，1 个 VGA，HDMI+VGA 组内同源；2 盘位，配6T 硬盘；1 个千兆网口；2 个 USB2.0 接口；报警 IO：4 进 1 出）台14G 路由器台14G 通讯卡（30G/月,含 2 年费用）张14软件系统大坝监控软件（渗流监测，水位监测、环境量监测、视频监控）套15系统集成渗流监测点信息（信息收集、整编、归类）点14水位监测点信息（信息收集、整编、归类）点1环282、境量监测点信息（信息收集、整编、归类）点1视频监控点信息（信息收集、整编、归类）点26施工组织设计1226施工组织设计6.1施工条件6.1.1自然条件陈家沟水库位于固原市原州区西北部 36km 处的杨朗乡陈家沟村，建在清水河西侧支流陈家沟上。地理位置东经 106357,北纬 361340，坝址以上流域流域面积 24.2km2。水库流域多年均降水量为 420mm，多年平均水面蒸发量为 1060mm，干旱指数为 2.52，属于半干旱区，多年平均输沙模数 3700t/km2。陈家沟水库位于原州区杨郎乡陈家沟村境内。该区多年平均气温为6.2，月最高气温为18.7，最低气温为-8.1，年最高气温34.6283、，最低气温-28.1。该区以东南风为主，多年平均风速为2.8m/s，多年平均年最大风速15m/s。年最大冻土深度114cm。6.1.2交通条件项目区交通运输方便，福银高速、省道 101 公路及西大路县道纵跨南北，各乡（镇）全部通了油路，基本形成了县、乡之间的交通网络，且有乡级公路从坝顶及右坝肩通过。6.1.3供电、供水条件项目区两岸均为居民区，施工用水、生活用水可就近拉运，施工区分布有高压输电线路，以及通讯电线电缆等公共设施，电力供应充足，施工用电就近引线路即可解决。6.2料场的选择与开采6.2.1土料陈家沟水库土料场位于库区右岸台地，运距 0.5km，该土料标达到水利水电工程天然建筑材料勘察284、规程（SL251-2015）中一般土填筑料质量的技术要求。可作为坝基的填筑料使用。但天然含水量部分大于最优含水量，需晾晒。6施工组织设计1236.2.2细骨料细骨料从头营镇拉运，运距 30km，有公路直达，交通方便，属外购料。6.2.3粗骨料粗骨料从头营镇拉运，运距 30km，有公路直达，交通方便，属外购料。6.2.4块石料块石料从头营镇拉运，运距 30km，有公路直达，交通方便，属外购料。6.2.5水泥、钢材抗硫酸盐水泥均从中宁拉运，运距 160km，普通水泥从固原(清水河工业园区)拉运，运距 50km，有公路直达，交通方便，属外购料。钢材、木材从固原拉运，运距 40km，有公路直达，交通方285、便，属外购料。6.3施工导截流本工程不涉及施工导截流。6.4主体工程施工6.4.1施工准备技术准备：依据批准的技术文件，认真核对测量资料，组织技术人员进行现场勘测与施工调查。物资准备：备齐施工所需的主要材料、设备，根据工程进度需要安排好各种建筑材料，工程设备的采购、进场对于重要原材料和天然建筑材料，现场考虑留置一定数量的储备。施工队伍及机械设备进场：投入本工程的机械设备都是常规设备，重要的水工建筑物必须由具备水利相应施工资质的专业施工队伍施工。施工现场准备：重点做好场地平整，施工场内的便道，生产生活设施，以及供电、供水等设施的修建，确保施工现场“三通一平”和临时设施等满足要求。6.4.2坝体清286、基及弃土弃渣施工方法：先将原坝顶泥结石路面拆除，然后拆除原砼护坡及下部垫层，前6施工组织设计124坝坡范围内的填土层平均铲除 0.3m 深，清除坝坡内的草根、腐殖质等。清基用 1m3挖掘机开挖，59Kw 推土机配合、8t 自卸汽车运到坝外指定场地，本项目区下游为沟道，可将弃土弃渣倒入沟道。6.4.3坝体回填毛家沟水库施工要严格执行碾压式土石坝施工技术规范执行。坝体回填主要包括防渗墙施工平台回填。6.4.3.1上坝土料上坝土料上坝土料利用原坝体土料，不足土料从右坝肩取土场取土，备料土运距在0.5km 以内。上坝土料的含水量要求控制到最优含水率，腐殖质、草根、杂物及粒径大于 5cm 的土块不得上坝287、。6.4.3.2土坝碾压土坝碾压严格执行碾压式土石坝设计规范SL2742020 标准，设计压实系数在 0.97以上。铺土厚度机械碾压不超过 25cm，人工夯实部分不超过 30cm，应即铺即压，不得晾晒太久，两次碾压结合部份需彼此覆盖。施工单位须做填土材料室内击实实验，以确定其最大干容重及最优含水量。铺填上层土料前，须将下层表面刨毛(深度 30mm50mm)，含水量不足时，适量洒水，以保证层面充分结合。6.4.4坝体防渗墙工程防渗墙段在坝体中修建，最大高度 34.87m。墙体厚度为 0.4m，防渗墙总面积8056.58m2。塑性混凝土抗压强度 3.0MPa，渗透系数小于 110-7cm/s。6.288、4.4.1坝顶防渗墙施工平台开挖布置坝顶防渗墙施工平台开挖布置为在坝顶形成满足防渗墙施工的工作面，需对坝顶进行开挖，降低坝顶高程1.5m，形成宽度 15.14m 的防渗墙施工平台，坝顶高程 1780.00m，降至 1778.50m，坝体开挖段长度 278m。开挖过程要求把坝顶开挖的土料运至坝外指定堆料场，待防渗墙施工完成后回填利用。6.4.4.2防渗墙施工平台及导墙施工防渗墙施工平台及导墙施工防渗墙施工平台轴线长度为 262m，抓斗施工平台、施工道路和浇筑平台均布6施工组织设计125置在防渗墙轴线的下游侧，施工平台填筑 20cm 碎石垫层形成。导向槽采用 C20 钢筋混凝土浇筑。导向槽应具有必289、要的强度、刚度和精度，要满足抓斗施工和接头管起拔设备的施工要求。在建造混凝土防渗墙槽孔前应先修筑导向槽，导向槽深 1.5m。导向槽标定防渗墙位置，造孔导向；锁固槽口，保持泥浆压力，防止坍塌和防止废浆、废水倒流入槽，以及用作安置导管和埋设仪表的定位与支撑，导向槽的稳定是混凝土防渗墙安全施工的关键。导墙采用直角梯形型钢筋砼结构，砼标号为 C25。导向槽中心线应与防渗墙轴线重合，其偏差不应大于 15mm。导墙内墙应竖直，导墙内侧间距应大于防渗墙厚度 50mm，导墙为直角梯形现浇混凝土结构，墙高1.5m，导墙厚度0.3m，导墙顶宽 1.5m，导墙顶部高程 1778.70m，导墙墙顶高程偏差不应大于 2290、0mm，导墙模板拆除后应立即在墙间加设支撑，混凝土养护期间禁止重型施工设备在附近作业或停置。导墙外侧填土应夯实，要求填土夯实度不小于 0.97，夯实导墙外侧填土时导墙间采取加固措施，防止导墙倾覆或位移。施工过程中应及时对导墙的沉降和位移进行观测。6.4.4.3防渗墙试验防渗墙试验（1）混凝土防渗墙试验主要内容固壁浆液的材料选择、配合比及拌制工艺试验；造孔设备适用性及工艺试验；墙体混凝土配合比试验（结合槽段间接头孔施工方法和墙体混凝土强度要求）；混凝土浇筑工艺、浇筑时间等试验；槽段接头孔施工方法、施工工艺试验；造孔施工工效和成本分析；（2）现场试验根据工程的建筑物布置和地质条件，选择适宜的防渗墙291、中心线部位作为试验区。根据混凝土防渗墙工程施工图纸的要求选定试验参数。在试验区内，按批准的试验大纲拟定的施工程序和方法进行试验检查。6施工组织设计1266.4.4.4防渗墙施工防渗墙施工“钻机配合液压抓斗法”快速成槽，充分发挥抓斗的地层适应性优势，进行槽孔施工；优质膨润土泥浆护壁，确保孔壁稳定；“气举法”清孔，ZX-200 型泥浆净化器净化泥浆；泥浆下“直升导管法”浇筑混凝土；采用液压拔管机进行“接头管法”墙段连接，节约混凝土及接头钻凿工时，并可以最大限度地保证接缝质量。25t 汽车吊辅助浇筑混凝土。地下防渗墙施工工艺流程见下图。6施工组织设计127施工准设备安开冲 击 钻抓斗造终孔鉴成槽验清292、 孔 刷清 孔 刷清 孔 验下 接 头下 砼 导浇注砼起 拔 接结 束 转膨 润 土 采泥浆制泥 浆 输泥 浆 净泥 浆 净弃 渣 外砼 生砼 运图图 7.4-1地下防渗墙施工工艺地下防渗墙施工工艺6.4.4.5槽划分及槽段连接槽划分及槽段连接 槽段划分槽段分期施工，槽孔划分按照设计图纸要求，标准段长度为 6.0m，特殊部位依照结构划分。具体见图 7.4-2。6施工组织设计1283006 6 0 06 6 0 06 6 0 0图图 7.4-2槽孔划分图槽孔划分图槽段连接槽段之间的连接将采用“接头管法”，该方法时目前防渗墙施工接头处理的先进技术，较其他接头技术优越。接头管管身由 10mm 钢板卷293、成，接头管外径为 10mm，为操作方便，由多节组成，每节长 56m，另配备短管，接头采用承插式内插销连接。接头管用 30T 汽车吊吊放槽内紧靠端壁，使管中心线与地下防渗墙中心线一致，并使整个管保持垂直状态，管下端置于主槽底，上端固定在拔管机内。接头管起拔采用液压拔管机。在混凝土浇筑 48 小时开始拔起，在混凝土浇筑结束后 812 小时，将接头管全部拔出。6.4.4.6造孔成槽造孔成槽槽段施工以液压抓斗为主，为保证槽孔施工功效，液压抓斗采用三抓成槽，地层坚硬抓斗施工困难时可根据情况采用钻孔配合抓斗的施工方法，采用两钻一抓法，但主孔的中心间距不宜大于抓斗的开度。抓抓斗作业时履带与导墙平行，抓斗的提294、升臂与水平方向成 75角左右，以保证最佳的挖掘角度。抓斗沿导向槽导向向下开挖，在开孔时需保证抓斗斗体与防渗墙轴线平行，斗臂的中心线与导墙中心线重合，其下放的速度平稳，每抓进 2.0m，对斜孔进行检测，若发现偏斜，及时调整抓斗位置，使抓斗在槽孔内做短距离下冲，知道倾斜被纠正后为止。对于坝基地层中存在的砂砾石层，采用冲击钻配合抓斗的方法造孔成槽，终孔深度按照设计要求执行。槽孔终孔结束后，对造孔质量进行全面检查，（包括孔位、孔深、孔宽或孔径、孔斜）。自检合格并报送监理工程师批准后，在进行清孔换浆。6施工组织设计1296.4.4.7槽段验收槽段验收各单孔中心线位置在设计防渗墙中心线上下游方向的误差不大295、于 3cm，槽孔平整垂直，孔斜率不大于 5，整个槽孔孔壁平整无探头石和波浪形小墙等，墙段厚度方向允许偏差20mm，槽孔搭接部位的两次孔位中心线在任一深度的偏差值60mm。墙底和墙顶高程满足设计文件要求。6.4.4.8固壁泥浆固壁泥浆防渗墙槽孔施工时，全部采用膨润土泥浆进行护壁。泥浆的作用主要是保持槽壁稳定、悬浮钻渣以及冷却钻具。施工过程中，应保证钻孔内泥浆面距导向槽顶面 3050cm。泥浆采用膨润土制浆，进场前应对料源及生产厂家进行考察，对相应指标进行检测，每批膨润土进场之后，应取样进行试验，如达不到标准，应根据现场试验结果调整泥浆拌制时的材料用量。泥浆拌制设备选用 ZJ-1500 型旋流立体296、式高速搅拌机，其单机生产能力为20m3/h。新制的泥浆膨化 24h 以后，采用供浆管输送至槽口使用，成槽及槽孔浇筑过程中回收的泥浆，经净化使其性能符合要求再重新使用，对于不能使用的废浆排放到系统分级排污沉淀池，分离后排放到监理指定位置。并且不能造成环境污染。6.4.4.9清孔和验收清孔和验收槽孔终孔后应报告监理人进行槽位、槽深、曹宽及槽壁垂直度全面检查验收。要求各单孔孔位偏差不大于 3cm，槽孔平整垂直，孔斜率不大于 5，槽段厚度方向允许偏差20mm，终孔孔深及入岩深度满足设计要求。槽孔终孔验收合格后，进行清孔，清孔采用反循环作业的“泵吸法”，即通过下设排渣泵管至孔底，将孔内混渣泥浆抽出至孔外297、，通过振动筛将浆、渣分离，同时及时用新鲜泥浆补充槽孔内，直至满足设计要求。清孔换浆结束 1h 后，在距离槽底 0.20.5m 处取出泥浆样品的性能应达到下列标准：槽内泥浆密度不大于 1.15g/cm3，粘度不大于 40s，含沙量不大于 5%，不含粒径大于 5mm 的钻渣。孔内沉淀物淤积不超过 50mm 或设计文件允许厚度。6施工组织设计130二期槽孔清洗换浆结束前，用钢丝刷钻头紧贴槽孔的混凝土结合面，分段上下反复提动，刷掉泥皮，达到刷子钻头上不带泥屑及槽孔底淤积不再增加为合格标准。并用抓斗捞出掉入孔内的泥皮杂质及造孔时残留于孔底的沉渣。再采用反循环作业法清孔。6.4.4.10接头管下设和起拔接298、头管下设和起拔接头管（锁口管）是目前地下连续墙接头处理的先进技术，YBJ-1200 型大口径液压拔管机是总结了国内外同类型机的特点，又通过多个工程的施工中对其科学性及合理性的检验，已成为一项成熟的施工工艺。YBJ-1200 型大口径液压拔管机功率 45kw，垂直起拔力 380T，最大拔管直径1200mm，拔管深度超过 60m。接头管下设期槽孔清孔验收合格后，开始下设混凝土接头管，地下连续墙接头管直径为600mm。下设时采用 30T 汽车吊配合作业，底管首先下入孔内，其他各节依次吊入、连接可靠后，连接可靠后，轻放至孔底，到达设计深度后，做好固定工作。全部接头管均下设完成后，转入钢筋笼的下设工作并299、浇筑混凝土。待混凝土初凝后，用拔管机起拔接头管，从而在期墙段的端头形成与期槽段连接的弧形槽面。接头管起拔接头管起拔采用拔管机。在混凝土浇筑开始后，应进行混凝土凝结时间的试验。在混凝土初凝后开始起拔接头管。根据经验，一般在混凝土浇筑开始后 48小时内，开始起拔接头管，根据混凝土浇筑上升速度，控制起拔高度。一般在混凝土浇注结束 812 小时，可根据需要将接头管全部拔出。（1）预埋管安装下设预埋灌浆管计划采用 4的钢管，材料质量检验应符合设计要求。灌浆预埋管下设间距按设计要求，下设深度至孔底。预埋管连接采用焊接，长度为预埋管孔口高出地面 200mm。预埋管下设时，采用定位架做导向并固定，定位架在垂直300、方向的间距为68m，底部距槽底 23m。灌浆管底口绕过滤网以防止混凝土进入管内。下设完毕后，将灌浆管上口固定在槽口导墙上。6施工组织设计131预埋管管口坐标位置偏差不大于 10mm，立管垂直度偏差不超过 0.2%。预埋管下设时用吊车配合，分节下设，孔口连接。为保证其埋设的成功率，施工中应注意：确保成槽质量，槽孔平面位置、尺寸应在设计允许偏差范围内，槽孔偏斜率应在设计范围以内。为不影响定位架的下设，槽孔的不同断面、槽孔的不同断面、不同深度不应出现明显扭曲。预埋管的加工应根据槽孔底部灌浆孔位的孔深进行，避免出现预埋灌浆管底部悬空的情况。预埋管定位架应与灌浆管焊接牢固。起吊及下设时，应对准槽孔徐徐下301、放，严禁冲击。6.4.4.11墙内观测仪器下设墙内观测仪器下设槽孔内装设观测仪器时，应做到以下几点：埋设前做好各项准备工作，并制定保护办法；按设计要求严格控制埋设位置和方向；在埋设和浇筑过程中，应保持仪器、电缆完好，各部件连接牢固，浇筑完毕后对电缆应妥善保管。6.4.4.12混凝土浇筑混凝土浇筑地下防渗墙混凝土采用设计要求的强度等级的混凝土，混凝土和易性指标要求：入仓时坍落度 1822cm，扩散度 3540cm；1 小时后坍落度15cm。接头管和预埋管、导管就位后，应检查沉淀物厚度并在 4 小时内浇筑混凝土，超过时应重新检验，不能达标时应重新清孔，并由监理检验合格后方可进行浇筑。混凝土浇筑采用302、直升到管法，混凝土浇筑导管内径为 230mm。导管要定期进行密闭承压试验。导管配置前检查单根导管长度及连接质量，单套导管必须和下设孔深相适应。根据槽底形状、混凝土扩散半径进行导管的布置连接，期槽孔内浇筑导管距孔端为 11.5m，期槽孔内浇筑导管距孔端为 1m，导管的间距不宜大于 3.5 m或按设计要求进行布置。导管距槽孔底部不大于 25cm，当槽孔孔底高差大于 25cm时将导管布置于控制范围的最低处。严禁不合格混凝土进入槽孔内，夏季施工控制入槽混凝土温度在 28以内。6施工组织设计132混凝土浇筑时孔口应设置盖板，防止混凝土散落槽孔内。开始浇筑前应进行过球试验，并在导管内注入适量的砂浆，计算出303、首批混凝土量，备够足够的混凝土，以便皮球从导管口挤出后，导管底端能埋入混凝土内1.0m。混凝土必须连续浇筑，槽内混凝土上升速度不小于 2.0m/h，各浇筑导管应均匀放料，保证混凝土面均匀上升，其高差不得超过 0.3m，当导管内未灌满混凝土时，后续混凝土应徐徐倾入受料斗中，再慢慢注入管内。施工过程中每 30min 观测一次混凝土面，每 2h 测定一次导管内混凝土面，根据混凝土面上升的情况，决定导管的提升速率，导管下端埋入混凝土的深度不小于 1.5m，不大于 6m，在保证埋深的前提下，随着混凝土面的上升，采用吊车提升导管，并将顶部的导管拆除。浇筑时孔口设置盖板，防止杂物落入孔内。槽孔内混凝土面上升304、至超过设计墙顶 0.5m，即可停止浇筑，拔出导管。6.4.4.13特殊情况处理特殊情况处理 地质情况复杂在防渗墙成槽过程中，遇到孤石、漂石、风化团块、嵌入弱风化岩，采用正常手段难以正常成槽时，在考虑孔壁安全的前提下，可采用重锤法处理，也可采用小钻孔爆破或定向聚能爆破的方法处理，但在采用上述措施前，应得到监理人的批准。槽壁塌陷局部塌陷时，可加大泥浆的密度，严重塌陷时，要填入较好的粘土重新下钻，发生大面积塌陷，将钻机提出施工面，用优质粘土或复合材料，回填至坍塌处以上 12m，待沉积密实后，再进行钻进。并将有关情况报告监理人。砂砾石地层处理如地基砂砾石地层较密实，抓斗无法抓至设计位置，采用冲击钻穿过305、该层或钻至设计孔深。漏浆处理在槽孔开挖过程中，如出现漏浆现象，应查明原因，采取措施处理并及时堵漏和补浆。根据实际施工情况，及时调整泥浆配合比，参和一定量的增粘剂和堵漏剂，6施工组织设计133并适当放缓施工速度，待固壁泥浆漏失量正常后再恢复正常钻进。如槽孔内继续漏浆，应迅速填入粘土，必要时用粘土回填槽孔。6.4.4.14质量控制质量控制选取一个槽段做成槽、墙段连接、砼浇筑试验，取得有关造孔、泥浆固壁、墙段连接、墙体砼浇筑等的资料，经监理人批准后，方可正式开展地下防渗墙施工作业。为保证防渗墙施工质量，从混凝土浇筑机口、以及防渗墙钻孔取样，实施全程跟踪检测。在施工槽孔时，检查孔位、孔宽、孔深、孔斜等306、，并对槽段接头进行清孔检查。控制混凝土浇筑速度，对混凝土的塌落度、和易性、扩散度在浇筑过程中随时检查，根据具体情况进行调整。按规范要求布置检查孔，钻取岩芯和压水试验，检查防渗墙体的强度和抗渗性能。各单孔中心线位置在设计防渗墙中心线上下游方向的误差不大于 3cm，槽孔平整垂直，孔斜率不大于 5，整个槽孔孔壁平整无探头石和波浪形小墙等，墙段厚度方向允许偏差20mm，槽孔搭接部位的两次孔位中心线在任一深度的偏差值60mm。墙底和墙顶高程满足设计文件要求。拌制泥浆的方法和时间通过试验确定，并按批准的配合比配置泥浆，计量误差不大于 5%，对所配置的泥浆进行物理、化学和矿物鉴定，各项指标满足设计规范的要求307、。新制膨润土泥浆需存放 24h，经充分水化溶涨后方能使用，对回收泥浆进行处理并检验，符合要求才能重复使用，槽孔内泥浆浆液面应保持在槽口顶面以下 30cm 的范围内。浇筑混凝土时应连续作业，槽孔内混凝土面保持均匀上升，其高差控制在0.3m 以内，并按要求及时测量混凝土面。严禁不合格的混凝土进入槽孔内，浇筑混凝土时槽孔设置盖板，防止混凝土及其杂物散落槽孔内。并在槽孔入口处随机取样，按要求进行各种试验，检验混凝土各种物理力学性能指标。在浇筑过程中发生中断或发生事故而影响质量时，应按监理人指示处理，处理措施有：凿出已浇入孔内的混凝土，重新浇筑混凝土；在底下防渗墙外侧实施高压旋喷补强，并保证与旧墙和两端308、槽孔混凝土连接完整，以满足结构设计功能要求。6施工组织设计1346.4.4.15质量检查质量检查地下防渗墙城墙后，承包人将全部施工资料报监理人审核，并由监理人根据施工资料指定检查的位置、数量和方法。检查方法包括砼浇筑槽口随机取样检查、钻孔取芯试验、钻孔压（注）水试验；芯样室内物理力学性能试验。检查钻孔应在成墙 28 天以后进行。砼浇筑槽口取样试验数量与常规砼试验要求相同。钻孔为沿轴线平均 80100m（或按照设计要求和监理人指示）一孔。每孔均做压（注）水试验，钻孔取芯为每一孔取 3 组样进行。室内物理力学性能试验项目按设计文件或监理人指示。合格标准：砼物理力学强度指标应达到设计值，合格率达 9309、0%以上，不合格部分的物理力学指标必须超过设计值得 70%以上，且不得集中在相邻槽孔中。检查孔必须按机械压浆封孔法进行封孔；封孔材料为粘土水泥浆，土：灰：水=3:1:2。检查不合格的槽孔段，承包人应按监理人指示处理，直到达到合格为止。6.5施工总布置6.5.1施工总体布置原则施工总布置应尽量利用已有的工程设施，新建临时工程要因地制宜，经济合理，安全可靠，有利生产，方便生活与管理，妥善处理施工进场内外关系，少占耕地。6.5.2施工总体布置条件坝顶两岸有交通道路直通坝顶，场内、外交通运输便利，坝后场地宽阔、平缓可作为砼拌合站、料场、仓库等使用，具体布置详见施工总体平面布置图。本工程施工区各建筑物相310、对集中。基于上述特点，结合原有道路等，施工布置应尽量利用现有工程设施，临时工程要因地制宜，经济合理，安全可靠，有利生产，方便生活与管理，妥善处理施工场内外关系，少占耕地。临时工程包括施工道路、混凝土生产区、施工排水、施工仓库、供水、供电和建设单位管理用房6施工组织设计135等。施工临时房屋主要是办公、生活及文化福利建筑及施工仓库用房。根据施工条件，将工程的施工区设在大坝后原沟道已填筑场地上，主要包括办公、生活及文化福利占地；仓库占地，用于储存工料物资等；施工工厂设施占地，布置机械修配厂、机械停放场以及简易加工厂等；混凝土生产区占地，包括混凝土拌合区、砂石料存放区及混凝土板预制区。不再另计施工临311、时占地。场区交通主要可依靠工程区原有道路，另修整临时施工道路约 0.1km。6.5.3施工布置分区施工分区：陈家沟水库坝体施工为一分区；坝体安全监测、视频监控及自动化控制系统为二分区。6.6施工总进度工程拟在 2022 年 4 月初开始施工，2022 年 6 月底完工，施工总工期 3 个月。6.7施工质量及安全措施6.7.1保证工程质量措施严格执行有关技术标准和规范，制定统一的质量监督检查实施细则。做好施工记录和隐蔽工程记录，认真填写质检表，坚持阶段验收签证。技术人员包段跟班，对各个工序及操作规程，质量标准要向操作人员书面交底，随时监督检查。材料入库，进场要设专人检查。爆炸品要专人管理，注意防312、火，防潮防盗，消除一切不安全隐患。6.7.2安全措施严格执行中华人民共和国安全生产法、中华人民共和国建筑法、建设工程安全生产管理条例、建设工程施工安全技术操作规程，对施工人员必须加强安全教育及培训，制定制度，加强安全检查。本工程中一般工种除执行有关建设工程安全技术标准、规范外，对井柱开挖、浇筑及泄洪洞开挖、支护、浇筑等尤其要引起重视。爆破施工应符合现行有关规范的规定。6施工组织设计136岸坡削坡、涵洞开挖及砌护时应随时监视险情，防止发生意外。汛期施工，应按照防汛预案做好防洪物资、报汛联系、夜间照明等准备工作。脚手架必须经常检查，维修和加固。操作人员必须使用安全带，配戴安全帽，材料不得自高空随手313、扔下。脚手架周围应布设安全网，身体不适或有病人员不得上架。大风或夜间停电，灯光暗淡时应停止工作。严格按设计的有关规范削坡、清基，以保证施工安全。加强安全生产教育，设专职安全员。确保施工道路畅通，做好施工现场管理。工程设置警示牌，禁止无关人员进入现场，以防不安全事故发生。6.7.3环境保护措施保护施工现场生态环境，做到文明施工，施工现场的植被一律不得破坏。工地建材堆放有序，严禁杂乱阻碍交通，工程结束后，要认真清理施工现场。协调处理好与当地群众的关系，防止一切有损团结和工程顺利进展的现象发生。现场内应搭设临时卫生间，不能抛弃有害物品，应同时定期处理。7建设征地与移民安置1377建设征地与移民安置7314、.1概述陈家沟水库位于固原市原州区西北部 36km 处的杨朗乡陈家沟村，建在清水河西侧支流陈家沟上。地理位置东经 106357,北纬 361340，陈家沟水库是一座防洪、拦泥为主的小（一）型水库，工程等级为等，主要建筑物等级为 4 级，次要建筑物等级为 5 级。水库设计洪水标准 30 年，校核洪水标准 500 年，设计淤积年限 30 年。总库容 534.2 万 m3。根据 水利水电工程建设农村移民安置规划设计规范（SL4402009）和 水利水电工程建设征地移民实物调查规范（SL4422009）等有关法律法规和规程规范，在此基础上编制了工程建设征地移民安置规划设计内容。本工程不涉及淹没占地和移315、民安置。经统计本工程无永久征地，施工临时占地 2.56 亩，为旱耕地。施工临时占地主要包括：施工生产生活区、取土场、土料场等占地。7.2淹没和工程征（占）地处理范围7.2.1水库淹没征地标准及处理范围7.2.1.1水库淹没处理洪水标准及范围水库淹没处理洪水标准及范围根据水利水电工程建设征地移民安置规划设计规范（SL290-2009），结合受淹没对象的实际情况，淹没处理的设计洪水标准确定见下表 10.2-1。表表 10.2-1不同淹没对象设计洪水标准不同淹没对象设计洪水标准淹没对象重现期（规范值）重现期（采用值）备注耕地、园地25 年一遇5 年一遇林地、草地正常蓄水位正常蓄水位居民点1020 年316、一遇20 年一遇专业项目1020 年一遇20 年一遇7.2.1.2水库淹没处理范围水库淹没处理范围本次设计陈家沟水库正常蓄水位 1775.70m，土地征用线、居民点及专业设施7建设征地与移民安置138迁移线分别按坝前正常蓄水位加 0.5m、1.0m 超高影响控制，故水库淹没土地征用线按 1776.20m 控制，居民点及专业设施迁移线按 1776.70m 控制。根据宁夏中小型水库建设实际，水库建成后库周均布设有刺丝围栏，作为水源保护的一种措施。因此本工程水库淹没区征地处理范围定位库周刺丝围栏内范围，其面积略大于水库实际淹没区。经核算：本次不涉及水库淹没占地。7.2.2工程征（占）地处理范围及标准317、7.2.2.1永久征地处理范围永久征地处理范围本工程无永久征地。7.2.2.2临时占地处理范围临时占地处理范围施工临时占地主要包括：施工生产生活区、取土场、土料场等占地。7.3工程征（占）地实物指标7.3.1调查工作过程调查时间：2022 年 2 月。资料年限：原州区社会经济统计资料年限采用 20182020 年。参加实物指标调查单位：原州区水务局，设计单位XX有限公司，以及工程所在地区的乡、镇、村等单位相关人员。工程占地调查方法：以乡（镇）为单位，根据项目区地形图（1:10000）绘制的工程总布置图、建筑物设计图为依据计算占地面积，按地类及乡镇界限划分确定土地类型和土地权属，并以实地调查进行318、复核、调整和细化。土地分粮食作物旱耕地、苗圃、防护林地、其它草地等共四类，面积一律按水平投影面积计算，以标准亩计量。7.3.2调查内容本工程实物调查包括陈家沟水库工程区及工程管理占地等，调查内容参考 水利水电工程建设征地移民设计规范（SL290-2009）及水利水电工程建设征地移民实物调查规范（SL442-2009）确定。针对本工程的实际情况，工程建设征地主要涉及城镇、工业企业及专业项目7建设征地与移民安置139调查。工程征收及征用土地根据设计图纸计算占地面积，结合现场实地调查复核，确定土地类型和土地权属。7.3.3实物指标调查方法根据水利水电工程建设征地移民实物调查规范（SL442-2009319、），本工程实物调查分农村调查和专项设施调查二部分，同时进行工程影响区社会经济调查。实物指标调查按地类界和乡镇划分进行量算，以工程区 1:2000 地形图、实测库区地形图（1:1000）、工程设计图为依据，参照土地利用现状分类标准（GB/T21010-2017）对土地进行分类，并以实地调查进行校核、调整和细化，面积一律按水平投影面积计算，以标准亩计量。1、农村调查土地调查以行政村（组）为单位，参照土地利用现状分类标准（GB/T 21010-2007）对土地进行分类，入户调查，根据设计断面计算占地面积，结合现场实地调查，分析确定土地类型和土地权属。土地分土地分耕地、林地、草地、商服用地、住宅用地及320、交通运输用地等共六类，面积一律按水平投影面积计算，以标准亩计量。耕地为旱地：指无灌溉设施，主要靠天然降水种植的旱生作物的耕地。根据现场调查确定林地为果树和林带，指林地的块面积应达到 0.2 亩以上，林地种植应达到常规密度，如防风林带应在 100 棵/亩左右；苹果、梨树、桃树、杏树和李子树应在 80 株/亩以下；枣树应在 100 株/亩左右。林带内树木株数按照林地总面积除典型片内测算的树木株数进行测算。草地为其他草地：指树木郁闭度0.1 表层为土质，生长本植物为主，不用于畜牧业的草地。商服用地为公共管理与公共服务用地：指用于机关团体，新闻出版、科教文化、风景名胜、公共设施等的土地。交通运输用地为321、农村道路：指公路以外的南方宽度大于 1.0m，北方宽度大于2.0m 的村建田间道路（含机耕路）。住宅用地为农村宅基地：指农村居民点及所属的商服、住宅、工矿、工业、仓储、学校等的用地。人口调查7建设征地与移民安置140本工程影响人口指受工程影响需要搬移的人口。以户为单位进行调查，调查人员查看被调查户（人）户口簿，按户口簿上的姓名登记户主和家庭成员姓名，登记户籍人口。户籍不在调查范围内的已婚嫁入(或入赘)人口，查验结婚证、身份证后予以登记；超计划出生无户籍人口和其它无户籍条件的人口，在出具出生证明和乡级人民政府证明后予以登记。对有二处宅地而现已不居住的房屋只登记房屋不登记人口。房屋及附属建筑物调查322、房屋分类：按产权分居民私有房屋及村组集体所有房屋。按结构分框架结构、砖混、砖木、土木、杂房五类。框架结构，以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱，再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛀石、陶柱等轻隔墙分户装配而成的住宅。砖混结构，砖或石质墙身，钢筋混凝土楼板或屋顶，包括楼房及平房；砖木结构，砖或石质墙身，木楼板、瓦屋面，包括砖瓦房；土木结构，木或土质打垒土质墙身，瓦或草屋面，素土地面。包括土墙草顶、砖墙草顶、土墙瓦顶及其它副房；杂房，家禽家畜圈舍，肥料屋、厕所等结构低于副房（层高小于 2.2m）的列为杂房，结构简陋的列入附属设施。房屋面积计算：按房屋勒脚以上外墙的边缘所围的建筑水平投影面积（不以屋檐或323、滴水线为界）计算，以平方米为单位。附属设施：包括围墙、水井、地窖、厕所、牲畜圈，坟等，以座为单位。调查方法：逐单位、逐户、逐幢进行房屋面积及附属设施测量造册登记，并由产权人（户主）签字盖章认可，且产权人在所属房屋前留影作为资料保存。对零星树木分种类全面调查其数量，对成片树木按典型面积调查数和片面积估列。零星树木调查零星林木主要是四旁林，现场典型调查其种类和大小，分段概算其数量。2、专业设施调查主要包括电力、电信、广播电视设施、交通、供水、水利设施等。输变电设施调查输变电设施指 10kV 以上线路和变电设施。低压线路需要恢复的列入农村基础设施中。调查内容包括线路名称、权属、起止点、电压等级、导线324、类型、影响长7建设征地与移民安置141度等。电信设施调查主要指通信电缆及光缆，调查内容包括线路名称、权属、起止点、等级、影响长度、线路类型、容量、设施、布线方式等。广播电视设施调查广播电视设施主要指广播电视线路，调查内容包括影响线路名称、权属、起止点、影响长度、线路材质与线径等。交通设施调查交通设施主要为交通道路、渡口、码头等，调查内容包括道路名称、类型和影响宽度、长度、权属等。供水设施调查供水设施主要为自来水管线，调查内容为管线名称、规格、影响长度、权属等。水利水电设施调查水利水电设施调查指工程影响范围内受影响且主体工程中未能恢复改建的项目。（三）社会经济调查1、搜集工程涉及县、乡镇国民经济325、和社会发展近期计划和远景规划资料；2、搜集工程涉及县 2018、2019、2020 年国民经济统计资料；搜集拆迁安置区各乡镇、行政村人口、耕地、农民人均纯收入等社会经济基本资料；3、调查工程影响区主要农产品价格；4、征求地方政府和搬迁居民对移民安置工作的意见。7.3.4工程占地及实物指标调查成果经统计本工程无永久征地，施工临时占地 2.56 亩。施工临时占地主要包括：施工生产生活区、取土场、土料场等占地。经统计，工程临时占地 2.56 亩，均为旱耕地。7.4农村移民安置经调查，本次工程范围内无搬迁农户，不涉及移民安置。7.5库区淹没经调查，本次工程范围内无新增淹没占地，不涉及淹没占地。7建设征326、地与移民安置1427.6补偿投资本工程建设征地与移民安置总投资为 0.72 万元。8环境保护设计1438环境保护设计8.1设计依据及标准8.1.1编制目的为贯彻落实建设项目环境保护管理条例和国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定等法律和法规性文件，在本建设项目建设的同时防止生态环境破坏，改善生态环境，实现可持续发展为目标，为本项目环境管理提供科学依据为目的，编制本章节。8.1.2设计依据（1）中华人民共和国环境保护法（2015 年 1 月 1 日）；（2）中华人民共和国水法（修订）（2016 年 7 月 2 日）；（3）中华人民共和国水污染防治法（2018 年 1 月 1 日）；（4）中华327、人民共和国土地管理法（2004 年 8 月 28 日）；（5）中华人民共和国水污染防治法（2018 年 1 月 1 日）；（6）中华人民共和国环境噪声污染防治法（2018 年 12 月 29 日）；（7）中华人民共和国大气污染防治法（修订）（2018 年 10 月 26 日）；（8）中华人民共和国固体废物污染环境防治法（修订）（2016 年 11 月7 日）；（9）国务院第 38 号令，全国生态环境保护纲要（2000 年 11 月 26 日）；（10）国务院第 253 号令，建设项目环境保护管理条例（2017 年 10 月1 日）；（11）国务院，“国发201135 号”国务院关于加强环境保护328、重点工作的意见（2011 年 10 月 17 日）；（12）国务院关于进一步促进宁夏经济社会发展的若干意见（国发【2008】29 号）。8.1.3设计标准（1）环境空气质量标准（GB3095-2012）二级标准；8环境保护设计144（2）地表水环境质量标准（GB3838-2002）类；（3）声环境质量标准（GB3096-2008）4a 类；（4）污水综合排放标准（GB8978-1996；（5）大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）；（6）建筑施工场界噪声排放标准（GB12523-2011）。环境质量标准限值和污染物排放标准限值详见下表 9.1-1、9.1-2。表表 9.1-1环境质329、量标准限值一览表环境质量标准限值一览表标准类别污染因子标准限值小时值日均值年均值大气环境SO2（mg/m3）0.500.150.06NO2（mg/m3）0.240.120.08TSP（mg/m3）-0.300.20PM10（mg/m3）-0.150.10地表水环境pH6-9溶解氧（mg/L）5BOD5（mg/L）4CODcr（mg/L）20NH3-N（mg/L）1.0挥发酚（mg/L）0.005石油类（mg/L）0.05SS（mg/L）100地下水环境pH（无量纲）5.56.5，8.59.0溶解性总固体（mg/L）2000硫酸盐（mg/L）350硝酸盐（mg/L）30氯化物（mg/L）30砷（330、mg/L）0.05镉（mg/L）0.01六价铬（mg/L）0.1声环境Leq（A）昼间60dB，夜间50dB表表 9.1-2污染物排放标准限值一览表污染物排放标准限值一览表标准类别污染因子标准限值标准来源大气颗粒物（mg/m3）1.0（周界外浓度最高点）大气污染物综合排放标准（GB16297-2007）声环境Leq（A）昼间75dB建筑施工场界噪声排放标准（GB12523-2011）夜间55dB8环境保护设计145昼间70dB建筑施工场界噪声排放标准（GB12523-2011）8.2环境影响评价本工程对环境的影响分为施工期和运行期。施工期对环境的影响主要是施工过程对生态环境、空气环境、土壤及噪331、声的影响；运行期对环境的影响主要表现在对项目区空气环境的影响。8.2.1施工期环境影响(1)对交通的影响工程建设时，由于车辆运输、占用道路等原因，会使交通车辆增加，造成交通问题，这种影响随着工程的结束而消失。(2)对环境空气的影响工程施工期间，往来车辆、爆破及施工现场堆放的泥土产生的粉尘、扬尘，使大气中悬浮颗料物含量聚增，影响周边环境空气质量，机械与车辆燃油产生的污染物对周围环境空气的影响，这种影响随着工程的结束而消失。(3)噪声的影响施工期间的噪声主要来自施工机械运行、爆破、沙石料加工、运输材料的机动车辆等施工活动。但由于施工场地远离居民区,施工区地形开阔，因此影响不大。(4)固废的影响工程332、施工时，施工区内劳动人员的生活垃圾若没有做出妥善的安排，则会严重影响施工区的卫生环境。施工期间将产生许多固体废物（如碎石、弃土、淤泥、铁片等），这些废物在运输、处理过程中都可能对环境产生影响。废物处置地不明确或无规划乱丢乱放，将影响土地利用，破坏自然、生态环境。(5)废水影响施工期废水包括生产废水和生活污水两部分。本工程施工项目生产废水主要为砼搅拌机冲洗废水；主要污染物为悬浮物，需经沉淀处理后再排放。生活污水可经沉淀处理来菌稀释后用于绿化或道路洒水。(6)建设施工便道对生态环境的影响建设施工便道是施工期间对土壤和生态环境构成影响的另一重要活动。其对8环境保护设计146环境的影响因素主要是施工期333、临时改变作业带的土地利用性质，施工作业带内的土壤、植被将受到影响或破坏。但其影响是暂时的，待工程完工后，随着地形、地貌的恢复，其影响也会逐渐消失。8.2.2运行期环境影响分析由于项目受益区长期干旱少雨，自然条件恶劣，随着人口的增加，许多群众为生活所迫大面积开荒种地、放牧，使项目受益区原本恶劣的生态环境雪上加霜，自然植被破坏殆尽。生态环境的急剧恶化，丧失了涵养水源的条件，近年国家虽加大了荒山治理力度，自治区自 2003 年实施封山禁牧，羊畜全部下山圈养，户内用水量加大，进一步加剧了缺水程度。工程实施，一方面保护土坝本身的安全，有效拦蓄河道泥沙，改善当地生态环境，另一方面保护水库下游沿途居民、农田免受洪水的威胁，随着今后节水灌溉农业的推广和实施，将会发展更多的灌溉面积，对当地群众的脱贫致富奔小康将会打下坚实的基础。8.2.3环境影响评价结论从总体上看，该水库工程建设本身不存在污染，对环境影响主