七顶岩水库除险加固工程初步设计报告（117页）.doc

1、湖北省 石首市七顶岩水库除险加固工程初步设计报告（审定本）项 目单位现状除险加固后水文特征承雨面积km20.330.33设计重现期年1010洪峰流量m3/s4.977.65校核重现期年5050洪峰流量m3/s6.9411.16水库特征设计洪水位m57.9557.91校核洪水位m58.2558.21正常高水位m57.0557.05死水位m48.4348.43总库容万m314.7514.64其中调洪库容万m31.722.54兴利库容万m312.5311.60死库容万m30.500.50大坝坝型均质土坝均质土坝坝顶高程m59.0259.32最大坝高m10.7211.02溢洪道型式明渠明渠进口高程m5

2、7.0557.05渠底净宽m33输水涵管型式m无压方涵方涵内衬钢管方涵尺寸m0.40.50.3进口底高程m48.4348.43进水口形式梯级斜卧管梯级斜卧管闸门型式/平板铸铁闸门（0.50.5）输水方涵长m45.0045.00斜卧管长m21.0022.00设计流量m3/s0.300.30工程效益灌溉田亩万亩0.0410.041保护田亩万亩0.050.05保护人口万人0.030.03施工工期月10个月工程总投资万元255.20七顶岩水库工程特性表目 录1综合说明11.1绪言11.2水文21.3工程地质31.4工程任务及工程规模51.5工程总布置及主要建筑物61.6金属结构71.7施工组织设计81

3、.8水库除险加固工程占地101.9工程管理101.10环境保护设计111.11工程概算122水 文132.1基本概况132.2洪水计算132.3施工洪水283工程地质303.1坝区工程地质条件303.2坝体填筑土物质组成及工程特征323.3坝基工程地质条件及评价353.4主要建筑物工程地质条件评价374工程任务和规模394.1工程存在的问题394.2工程任务404.3工程规模404.4坝顶高程复核455工程总体布置及主要建筑物加固设计485.1设计依据485.2工程等级和标准485.3加固前主要建筑物形式及存在问题495.4除险加固方案及项目内容495.5除险加固设计505.6泄水建筑物除险加

4、固设计665.7输水建筑物除险加固设计685.8安全监测设计716金属结构726.1金属结构基本情况726.2金属结构除险加固设计726.3金属结构日常管理727施工组织设计737.1施工条件737.2施工导流737.3主体工程施工747.4施工工厂设施767.5施工总平面767.6施工总进度777.7主要材料供应778水库淹没处理和工程占地以及房屋拆迁788.1水库淹没范围及淹没损失788.2工程占地及补偿标准789工程管理799.1主要设计规范及相关法律法规799.2管理机构及人员编制799.3管理范围及保护范围799.4管理设施809.5水库调度与工程运行管理809.6环境美化与绿化81

5、9.7综合经营与渔业8110环境保护设计8210.1设计依据及标准8210.2环境影响评价8210.3环境保护设计8310.4环境管理与监测8711水土保持设计9011.1编制目的9011.2编制依据9011.3工程概况9111.4工程项目区水土流失及水土保持现状9212工程概算9812.1工程概况9812.2编制依据9812.3金属结构10012.4临时工程10012.5其它费用10012.6预备费10012.7工程总概算表10013经济评价10213.1评价方法与参数10213.2工程费用10313.3工程效益10313.4国民经济评价10513.5综合评价1081 综合说明1.1 绪言1

6、.1.1 工程概况七顶岩水库位于石首市桃花山镇小石桥村境内，属截冲支流，距石首市区35km。坝址以上控制承雨面积0.33km2。工程于1957年11月动工兴建，1975年12月竣工投入运行，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小（2）型水库。本次初步设计根据防洪标准（GB50201-94）和水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）的有关规定，七顶岩水库枢纽工程的规模为小（2）型，工程等别为等，主要建筑物级别为5级。初设阶段其防洪标准采用10年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核，相应的设计洪水位57.91m，校核洪水位58.21m，正常蓄水位57.05m，死水位48.43m。

7、总库容14.64万m3，其中兴利库容11.60万m3，调洪库容2.54万m3，死库容0.5万m3。七顶岩水库建成至今发挥了较大的经济效益，对当地经济发展起到了重要作用。可调节灌溉水库下游的大片农田，保护下游范围10km内，涉及桃花山镇小石桥村300人，耕地500亩，以及村村通道路等的安全。（1）大坝水库坝型为均质土坝，坝顶长209m，坝顶总宽5.0m，最大坝高10.72m，坝顶高程为59.02m。上游坝坡坡比为1：2.0，下游坝坡坡比为1：2.0，上下游坝坡均未护砌，下游坝坡坝脚纵向排水沟为土质结构，坝脚无排水反滤设施。（2）溢洪道溢洪道位于大坝左侧，净宽3.0m，为明渠形式。工程在2010年

8、进行加固，底板及左右边墙为浆砌石矩形结构，无出水渠道，工程未完建。（3）输水涵管输水涵管位于大坝右侧，桩号0+010，输水管进水口高程48.43m，为砌石方涵结构，断面尺寸0.4m0.5m，全长45.00m，设计流量0.3m3/s。输水涵管进水口形式为梯级斜卧管，卧管全长21.0m，进水口断面直径0.25m，采用塞子启闭。出水口无消能防冲设施。1.1.2 除险加固缘由根据初设防洪复核结果，大坝欠高，不能满足防洪要求，大坝迎水面未作护砌，坡面变形、坍塌、水毁严重。坝体白蚁危害严重，坝后没有设排水设施，威胁大坝安全。溢洪道无出水渠道，泄洪冲向下游田间道及耕地，行洪不畅。输水涵管进水口设施老化、破损

9、，方涵有漏水现象，出水口无消能防冲设施，淤堵严重，水流直接冲刷坝脚。七顶岩水库无变形观测、渗流观测设施，无自动测报系统，无通讯及必要的交通设施，环境有待美化、绿化。综上所述，对七顶岩水库进行除险加固是十分必要的，根据安全鉴定结论，七顶岩水库为三类坝，急需进行除险加固。1.2 水文七顶岩水库坝址以上承雨面积0.33km2，干流河长0.5km，比降11。由于水库附近无雨量站，没有收集到特大暴雨年份的雨量资料，难以满足现阶段用雨量资料推求设计洪水的要求，故本次仍采用暴雨图集复核洪水。本次设计洪水使用湖北省水文水资源局2002年编等值线图，计算设计面雨量，在此基础上进行产汇流计算，进而推求坝址洪水。计

10、算结果为10年一遇设计洪峰流量为7.65m3/s，50年一遇校核洪峰流量为11.16m3/s。1.3 工程地质1.3.1 工程区地质概况1.3.1.1 地形地貌石首地处湖北省南部，镶嵌在江汉平原与洞庭湖平原结合部，地势略呈西北高，中略低，向西南倾斜；海拔一般在3136m之间，最高点为东部桃花山的屯岩子山，海拔368.9m，最低为中部上津湖，海拔为22.1m。江北原为一片敞洲，北部沙丘起伏，南部芦苇丛生，经过多次围挽、改造和移民，现已成为土地肥沃、优质高产的棉花生产基地；江南被长江分流藕池河和调弦河切割成东部、中部、西部三大块，周围河流环绕，水源充沛，横跨“九曲回肠”的下荆江两岸，因“有石孤立”

11、于城区江边、以石为首而得名。 1.3.1.2 地层岩性 七顶岩水库位于湖北省石首市桃花山镇小石桥村截冲支流上，库区范围属丘陵地形，水库北、东、南侧均为二长花岗岩组成的丘陵，西侧为高垄岗地形。坝址及库区山体出露岩层为二长花岗岩岩体，属燕山晚期产物，长轴呈东西向，侵入于冷家溪群岩层中。1.3.1.3 地质构造与地震水库位于华容地垒中部，元古界冷家溪群岩层一般呈单斜产出，走向280300，岩层倾向南西，离勘察区最近的断裂与勘察区垂直距离约5km，断裂走向80，倾向南东，展布于冷家溪群云母片岩中，断裂西段为第四系所覆盖，在古井口晒谷场边，千枚岩及片岩组成宽15m的强烈皱褶挤压带，拖引次一级背斜南东冀较

12、陡，轴向约80，与断层走向相近，断裂具有压碎。根据湖北省区域构造地质资料，区内不存在大的活动性断裂，至今也没有发生强震的历史记录。根据1：400万中国地震动参数区划图（GB183062001），工程区地震动峰值加速度为0.05g，相应的地震动反应谱特征周期为0.35s，工程区地震基本烈度为度。1.3.1.4 水文地质条件本区地下水根据其埋藏条件和含水层的性质可将其分为裂隙水、岩溶水与孔隙水。裂隙水：赋存于基岩裂隙中，接受大气降水及上覆第四系松散堆积物中地下水的补给。富水性主要受裂隙发育程度所控制，一般透水性弱，含水量贫乏，分布极不均匀。裂隙水多以泉水的形式向河谷排泄，流量很小。岩溶水：赋存于可

13、溶岩溶蚀裂隙和岩溶管道中，接受大气降水与地表水的渗入补给。富水性受岩溶发育程度所制约，各地差异较大。岩溶水以集中排泄为主，尤其以岩溶大泉为主要排泄点，此外分散渗溢也是一种排泄形式，多见于近谷底部位的谷坡处，排泄量较小。岩溶水的动态随季节变化显著，一般雨季流量增大，旱季流量变小。孔隙水：主要赋存于第四系冲、洪积层与残、坡积层中。冲、洪积层中的孔隙水与河水联系密切，含水丰富、透水性强，其渗透系数为10-110-2cm/s。残、坡积层中的孔隙水，接受大气降水补给，分布不稳定，含水量较小。1.3.1.5 大坝填土组成及特性原大坝施工时，坝体填筑土料就近选择料场，均取自坝区附近的冲积土。勘察表明：坝体土

14、含水量19.5%34.9%，平均值25.8%；空隙比0.5911.009之间，平均0.733；塑性指数7.115.9，平均值10.6，液性指数0.330.80，平均值0.53，土体呈可塑状，局部硬塑状。填土压缩系数0.290.42，平均值0.34；凝聚力11.017.0KPa，平均值14.1KPa；内摩擦角1827，平均值21.4。建议大坝填土凝聚力取14KPa，内摩擦角25，填土主要含细砂夹有粘粒。1.3.2 溢洪道工程地质条件溢洪道位于坝体左侧，其地基为可塑状土体，土层厚0.30.5m。积土下伏强风化二长花岗岩，节理裂隙较发育，允许承载力300KPa。1.3.3 输水涵管工程地质条件输水涵

15、管位于坝体与坝基的结合部，坝基为燕山期二长花岗岩体（53）组成，为非可溶性岩，稳定性较好。岩体呈浅灰色，浅肉红色，中粗粒结构，块状构造，呈硬塑状态。1.4 工程任务及工程规模1.4.1 存在的问题主要险情及存在的问题该水库大坝目前存在如下主要问题：1、大坝坝顶杂草丛生，凸凹不平；上游坝坡未护砌，浪坎严重；下游坝坡杂草丛生，坡面变形、局部散浸；坝体白蚁危害严重，坝后没有设排水设施。2、溢洪道无出水渠道，泄洪冲向下游田间道及耕地，行洪不畅。3、输水涵管进水口为老式梯级卧管，管身为条石砌筑，年久失修，不能正常运行。输水方涵为无压箱涵，有漏水现象，出水口无消能防冲设施，淤堵严重，水流直接冲刷坝脚。4、

16、大坝无安全监测设施，无通讯设施。防汛道路路况差，晴通雨阻。1.4.2 除险加固必要性根据七顶岩水库存在的主要问题，为确保保护区内人民生命财产安全，保证七顶岩水库能安全度汛，并达到小（2）型水库管理标准，确保工程效益的正常发挥，对七顶岩水库进行除险加固是十分必要，也是十分紧迫。1.4.3 工程规模本次复核，七顶岩水库总库容14.64万m3，根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）确定，七顶岩水库为小（2）型V等工程，大坝及输水管为5级建筑物，按10年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核。1.5 工程总布置及主要建筑物1.5.1 除险加固方案及项目内容根据七顶岩水库安全鉴定结果，经调

17、洪计算，溢洪道宽度为3m时，大坝坝顶欠高0.11m，大坝坝顶新建30cm厚泥结石路面。针对水库枢纽工程目前存在的问题，按照有关规程规范的要求，对水工建筑物进行除险加固设计的主要内容如下：1挡水建筑物除险加固项目：（1）坝顶路面新建厚30cm泥结石路面，宽3.0m；（2）上游坝坡上削下填，坡比由1：2.0变为1:2.25，坝顶宽由5.0m变为3.0m；（3）上游坝坡采用现浇C20砼护砌；（4）下游草皮护坡整修；（5）新建贴坡反滤、坝肩及坝脚排水沟（6）新建水位观测尺；（7）新建上、下游踏步。（8）坝体进行充填灌浆防渗处理及锥探灭蚁。（9）坝基进行帷幕灌浆。2泄水建筑物除险加固项目：（1） 消力池

18、后接新建出水渠道。（2） 尾水塘堰溢水口拆除重建，新建人行桥。3输水建筑物除险加固项目：（1）进水建筑物-梯级斜卧管拆除重建；（2）输水方涵钢管内衬。（3）新建出水渠道。1.5.2 大坝坝体加固本次加固设计对上游坝坡护砌方式采用现浇C20砼护坡，下游坝坡为草皮护坡，新建贴排水沟，新建上下游踏步及水位观测尺。根据地质勘察报告所述，坝体及坝基存在渗流问题，并且坝体白蚁危害严重，本次设计坝体进行充填灌浆防渗处理及锥探灭蚁，坝基进行帷幕灌浆。1.5.3 渗流稳定分析本次大坝渗流计算采用有限元二维稳定渗流计算方法，计算断面为大坝最大断面。土层渗透性按各向同性考虑。大坝除险加固后各种工况下，下游坝坡渗透坡

19、降均小于允许水力比降建议值，满足规范要求。1.5.4 坝坡稳定分析大坝稳定分析采取与渗流同断面计算，计算工况为在设计和校核工况下，上、下游坝坡的稳定，通过计算，大坝上、下游坝坡满足稳定要求。1.5.5 输水涵管加固处理措施输水涵管位于大坝右侧（桩号0+010），为坝下砌石结构，断面尺寸0.4m0.5m。输水涵管进水口形式为梯级斜卧管，出水口无消能防冲设施。本次加固处理：原梯级斜卧管拆除重建，输水方涵内衬钢管，管径为0.3m，采用水泥砂浆进行内壁封堵，新建出水渠道。1.5.6 其他在大坝上游坝坡踏步旁边设置水位观测尺，并在坝顶设百米桩、水库标牌等。1.6 金属结构七顶岩水库的金属结构更新改造方案

20、如下：在涵管进口新建启闭机台，设工作闸门，闸门选用平面铸铁闸门，尺寸为0.5m0.5m。1.7 施工组织设计1.7.1 施工条件（1）对外交通七顶岩水库枢纽位于石首市桃花山镇小石桥村，七顶岩村距石首市城35km，交通主要靠公路，七顶岩水库枢纽有公路与桃花山镇小石桥村通村公路相接，可以满足本次施工的运输要求。（2）施工场地条件坝址区为平原地形，地势平坦，便于施工场地布置。工程的施工用水、用电较为方便，施工用水可直接从水库中提取，用水水质和水量均能满足生产需要，施工用电可直接就近接小石桥村村用电源，电源可以满足施工要求。1.7.2 主体工程施工本工程主体工程施工包括大坝上游砼护坡、上游坝顶新建泥结

21、石路面、坝体下游排水沟、坝体及坝基的防渗处理；溢洪道新建出水渠道；输水涵管进水口建筑物拆除重建，方涵钢管内衬，新建出水渠道。1.7.3 大坝施工工程1.7.3.1 土方工程土方开挖主要采用0.51m3反铲挖掘机挖装，排水沟与脚槽土方主要由人工开挖，胶轮车运至临时堆碴场，采用510t自卸汽车运输。1.7.3.2 砼施工大坝上游采用现浇砼护坡，采用0.8m3移动式拌和机拌制，机动翻斗车、胶轮车运输入仓，振捣器振捣的方法施工。1.7.3.3 下游草皮护坡大坝下游采用草皮护坡，采用人工先修筑好坝坡，铺一层腐质土，采用人工在其上撒种草籽。1.7.4 输水涵管施工输水涵管砼施工采用0.8m3移动式拌和机拌

22、制，机动翻斗车、胶轮车运输入仓，振捣器振捣的方法施工，由于砼工程量较少，采用人工垂直运输。1.7.5 施工工厂设施根据本工程规模及施工条件，确定其辅助企业及设施项目主要有：砼拌和系统，钢筋加工厂，木材加工厂等。为了便于管理和方便施工，其辅助企业及设施就近安置。1.7.6 施工总平面1.7.6.1 施工总布置的规划原则（1）根据工程规模，施工场地条件，确定采用集中与分散相结合的布置方式。（2）场地布置既要便于施工，又要不影响施工区现有设施。（3）充分利用管理处现有设施，减少临时工程规模。（4）施工布置尽量少占地。1.7.6.2 施工房屋建筑根据主要工程项目工程量及施工总进度计划确定的施工强度估算

23、房屋建筑规模如下：总建筑面积100m2, 其中钢筋加工厂30m2,木工加工厂建筑面积20m2,水泥工棚50 m2。1.7.6.3 施工占地本工程施工占地项目有：施工道路、弃碴场、施工辅助企业、仓库、施工管理及生活用房，临时占地1.5亩。1.7.7 施工总进度本工程施工总工期为十个月， 施工进度计划详见施工进度表。1.8 水库除险加固工程占地七顶岩水库除险加固工程建设中的拆迁占地和移民安置以水利水电建设征地和移民安置设计规范、中华人民共和国耕地占用税暂行条例及石首市人民政府有关建设用地管理规定等为依据进行规划设计。1.8.1 水库淹没范围及淹没损失根据本次防洪复核成果，七顶岩水库正常蓄水位为57

24、.05m，没有增加，因此本次除险加固工程，不存在库区淹没损失和淹设处理问题。1.8.2 工程占地及补偿标准工程在建设及施工当中，临时占地1.5亩，补偿标准按1500元/亩。1.9 工程管理1.9.1 管理机构及人员编制依据水库工程管理设计规范（SL106-96）的规定，水库设管理处，属桃花山镇政府直接领导。按照水利工程管理单位编制定员（试行）（SLJ705-81）的规定，管理处定员1人。1.9.2 管理范围及保护范围1.9.2.1 工程管理范围工程区管理范围包括大坝、溢洪道、输水涵管、观测设施、通讯及交通设施和水库征用线以内的库区。1.9.2.2 工程保护范围工程保护范围为工程管理范围边界线外

25、推100200米。1.9.2.3 交通本次工程需要新建永久道路1.0km（防汛交通路），与桃花山镇小石桥村通村公路相接，按四级公路标准修建，以利于工程的维修、养护、观测及防汛。1.9.3 其他设施为满足工程管理和防汛抢险的需要，增设程控电话一部。1.9.4 水库调度与工程运行管理1.9.4.1 水库调度运行管理水库加固后，正常蓄水位为57.05m及死水位48.43m均不变，水库调度原则保持不变。1.9.4.2 工程监测安全观测需配备专职人员进行日常观测和维护，同时做好观测资料的整理和归档工作，以保证资料的连续性，更好的为工程规划计、施工及运行管理服务。1.9.5 环境美化与绿化加强水库库区的水

26、土保持和流域治理工作；杜绝承雨面积内建污染企业。1.9.6 综合经营与渔业根据水库工程管理设计规范（SL106-96）的规定，合理开发渔业养殖潜力。1.10 环境保护设计七顶岩水库除险加固工程对环境的影响主要体现在施工期生产、生活废水的排放对水库水质，施工生产对周围环境噪声、环境空气、人群健康，以及施工引起的水土流失、拆迁安置等影响。但都是短暂的，通过一定的措施是可减少或避免的。工程实施后能使水库达到设计防洪标准，因而可防止因疫水泛滥造成传染病的流行，提高水库的兴利功能，对当地社会经济有着显著的推动作用。根据工程情况及其产生的水土流失特点，采取工程措施和植被措施，结合土地整治对防治对象进行综合

27、治理，以减少或避免工程引起的水土流失。为防止地表径流冲刷，以及料场排水造成的水土流失，料场取土时要采取削坡开级措施，并在周边设置排水系统。工程开挖根植土、土方填筑产生的弃土料尽量回用。工程拆迁安置区应结合当地水土保持要求进行水土保持规划，尽量少占耕地，防止造成水土流失。在进库公路和场内2条道路，产生的弃渣运至弃渣场进行集中处理，道路两侧修筑排水沟。另外在道路两旁适当考虑布置绿化带。1.11 工程概算本工程主要执行鄂水利发20053号文颁发的水利水电工程设计概（估）算编制规定的通知。建筑工程执行水总【2002】116号文颁发的水利建筑工程概算定额、湖北水利建设经济定额站水利水电工程补充预算定额（

28、试行）第一期。设备安装工程采用水建管【1999】523颁发的水利水电设备安装概算定额施工机械台时费执行水总2002116号文颁发的水利工程施工机械台时费定额。工程总投资255.20万元。其中建筑工程202.72元，金属结构及安装工程1.74万元，临时工程12.75万元，独立费用29.80元，环保及水保投资8.19万元。工程静态总投资247.01万元。本工程的主要工程量为：土石方开挖1190.52m3，土石方回填1394.03万m3，浆砌石141.00m3，混凝土439.68m3，钢筋0.48t。主要材料：碎石377.45m3，砂268.15m3，水泥126.40t，汽油1.45t，柴油0.40

29、t，人工0.76万工时。2 水 文2.1 基本概况2.1.1 工程概况七顶岩水库位于石首市桃花山镇小石桥村境内属截冲支流，距石首市区35km。坝址以上控制承雨面积0.33km2。工程于1957年11月动工兴建，1975年12月竣工投入运行，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小（2）型水库。2.1.2 流域特性本次复核由1/10000地形图对水库地理参数进行了复核计算，其成果和原设计成果基本一致，仍采用原设计成果。见下表2-1。表2-1 流域特性表指 标水库承雨面积F(km2)主河道长L(km)主河道坡降J()数 量0.330.511坝区气候湿润，雨量充沛，历年最大降雨量1699.99

30、mm，历年最小降水量870.0mm；历年最大蒸发量度1407mm，历年最小蒸发度1140.5mm；历年月平均最高气温17.3，历年月平均最低气温15.9，历年极端最高气温37.338.3，历年极端最低气温12.616。年不同季节的主要气象要素变化较大。全年一般四、五、六三个月为雨季，降水比较集中，一、二月为枯季，降水量少；全年七、八月为集中蒸发季节，蒸发度较大，一、二月为蒸发度最小月份。2.2 洪水计算2.2.1 洪水标准及基本资料1、洪水标准七顶岩水库属小（2）型水库，可灌溉农田410亩，水库下游10km范围内保护下游七顶岩村300人，耕地500亩。工程一旦失事，将影响下游乡镇防洪以及县级公

31、路等重要基础设施的安全。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000），本次初步设计采用10年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核。2、基本资料七顶岩水库流域内没有水文站，也无实测的洪水观测资料，故本次初步设计洪水采用暴雨途径推求，即按湖北省水文水资源局2008年刊印的湖北省暴雨统计参数图集中暴雨参数和湖北省暴雨径流查算图表（以下简称图表）中的瞬时单位线法和推理公式法推求设计洪水。2.2.2 设计暴雨1 雨型选择暴雨洪水一般按年最大24h暴雨进行分析，但七顶岩水库承雨面积为0.33km2，根据查算图表，采用最大6h雨型推求设计洪水。为此，本次由暴雨资料推求设计洪水设计雨型采用查算图表成

32、果，见表2-2。最大6h设计雨型 （t=0.5h）表2-2时段123456789101112占小时%3862占（H3-H1）%21.735.526.616.2占（H6-H4）%161718201514注：表中H1、H3、H6为1h、3h、6h雨量。2 设计点雨量通过查湖北省水文水资源局2008年刊印的湖北省暴雨统计参数图集和湖北省可能最大暴雨图集，七顶岩水库位于水文气象分区第区，根据所在流域中心位置查暴雨等值线图，求得各历时指定频率暴雨成果见表2-3，取Cs=3.5Cv。各历时设计暴雨成果表表2-3时段均值（mm）CvCs/Cv设计暴雨（%）1251010180.353.537.9434.61

33、30.0626.441h450.53.5123.12108.7189.4874.726h750.543.5218.68191.55155.53128.1124h1180.53.5322.85285.07234.64195.933 设计面雨量七顶岩水库位于水文气象分区第区，根据坝址以上流域面积，查“湖北省暴雨深系数表”，得设计暴雨面换算系数。设计面雨量按下式计算：H面=H点tF式中：H面、H点分别为计算面雨量、设计点雨量，mm；t面深系数，取1.0；F形状改正系数，取1.0。按上述公式计算的设计面雨量计算成果见表2-4。设计面雨量计算成果表表2-4时段设计暴雨（%）125101037.94 34

34、.61 30.06 26.44 1h123.06 108.66 89.43 74.68 6h218.60 191.48 155.47 128.06 24h322.77 285.01 234.58 195.88 4 设计暴雨时程雨量计算设计暴雨时程雨量按以下公式计算：暴雨递减指数 各历时雨量 （适用，t以分钟计） （适用） （适用）各时段雨量 按以上公式计算的流域各频率的暴雨递减指数列于表2-5。 七顶岩水库各频率的暴雨递减指数 表2-5 频率(%)1251000.310.320.340.3510.560.570.580.5820.680.670.660.65n00.340.360.390.42

35、n10.680.680.690.70n20.720.710.700.695 设计净雨计算过程根据湖北省暴雨径流查算图表，流域初损和稳损按下式计算。初损： I0=0.25Im=22.5mm 本次复核采用最大六小时雨型不扣初损稳损： fc=0.0615R总0.61R总=H24面-I0稳损计算见表2-6。 稳损计算成果表 表2-6频率(%)12510fc1.996 1.839 1.615 1.428 各时段净雨为：经计算，得流域各频率的设计净雨过程。各频率设计暴雨和净雨过程如表2-7。设计暴雨及设计净雨过程线表2-7 单位：mm时 段(t=0.5h)2%10%Ht面h设IiHt面h设Ii000000

36、0169.826 6.030 5.111 49.997 3.858 3.144 2108.690 6.407 5.487 74.702 4.100 3.386 3123.555 6.784 5.864 84.396 4.341 3.627 4135.319 7.538 6.618 92.028 4.823 4.109 5145.211 9.795 8.875 98.420 6.351 5.638 6153.826 16.023 15.104 103.971 10.391 9.677 7161.509 41.302 40.383 108.908 28.387 27.673 8168.473 67

37、.388 66.469 113.373 46.315 45.601 9174.864 12.006 11.087 117.463 7.786 7.072 10180.787 7.312 6.393 121.248 4.742 4.028 11186.318 5.653 4.734 124.775 3.617 2.903 12191.514 5.276 4.357 128.086 3.376 2.662 合计191.514 180.481 128.086 119.519 2.2.3 瞬时单位线推求设计洪水设计洪水包括地表径流和地下径流两部分，采用水库坝址以上的地理参数进行计算。1 地表径流地表径

38、流按瞬时单位线进行产汇流计算，该区位于湖北省水文分区第区，且水库承雨面积F=0.33km2，主河道长L=0.5km,坡降J=11，其瞬时单位线计算如下：非线性改正按下式计算：iP为造峰雨强度，即：造峰雨历时tR全省采用统一的计算公式，即： （山区扇形流域） （丘区长形流域）不属于上述两种情况的流域按比例可内插取值。式中：净雨强度为10mm的间接综合参数和考虑对 进行非线性改正的参数；n，k相当于流域调节次数和相当于流域汇流时间的参数；F流域面积，km2；L河道长度，km；tR造峰雨历时，以h计；HttR历时的面雨量，mm；iP造峰雨历时的降雨强度，mm/h；参数的取值，当时；当时；当时，仍取代

39、入计算。根据和F在湖北省暴雨径流查算图表的表1.2和表1.3查取。，其中河道坡降以计，流域面积以km2计。七顶岩水库集水面积F=0.52km2，形状系数f=1.32，大于0.40，河床比降J=11为山区扇形流域。河长L=0.5km。计算其流域特征参数：=2.70，根据查图表，1=0.64，2=0.3。根据以上公式计算的流域综合瞬时单位线参数及计算所得单位线，如表2-8，2-9。 七顶岩水库综合瞬时单位线参数表 表2-8频率(%)12510tR(h)0.218 0.218 0.218 0.218 HtR(mm)45.239 41.069 35.382 30.887 Ip(mm/h)207.786

40、 188.633 162.509 141.863 I2.934 2.934 2.934 2.934 m10.716 0.716 0.716 0.716 n0.648 0.648 0.648 0.648 m1i0.208 0.208 0.208 0.208 k0.320 0.320 0.320 0.320 七顶岩水库时段单位线 表2-9时段(t=0.5h)q(t-t)1%2%5%10%0000010.151 0.151 0.151 0.151 20.024 0.024 0.024 0.024 30.006 0.006 0.006 0.006 40.002 0.002 0.002 0.002 50

41、 0 0 0 2地面径流汇流计算由设计地面净雨过程和单位线，用下式进行汇流计算： 经单位线汇流计算，得设计洪水过程线和校核洪水过程线，见表2-11，2-12。3 地下径流汇流计算地下径流流量过程线采用图表提供的概化三角形过程线法。其计算采用下列公式：起涨流量 地下洪峰流量 地下径流过程线：时 时 计算到即可。式中：T地面径流过程线的底宽，D时段为的单位线的底宽。净雨历时。根据以上公式进行地下径流的汇流计算，地下径流计算参数和过程见表2-10、2-11、2-12。七顶岩水库地下径流计算参数表 表2-10 频率(%)125100.181 0.181 0.181 0.181 D3.5 3.5 3.5

42、 3.5 tc6.0 6.0 6.0 6.0 T 9.0 9.0 9.0 9.0 Q00.015 0.014 0.012 0.010 Qg0.111 0.102 0.090 0.079 fc1.996 1.839 1.615 1.428 4设计洪水计算结果设计净雨经地面、地下汇流和迭加计算，得七顶岩水库设计、校核频率洪水过程线，见表2-11、2-12。设计洪峰、洪量成果列于表2-13。七顶岩水库50年一遇洪水过程线表2-11 单位：m3/s时段(t=0.5h)q(t-t)5.111 5.487 5.864 6.618 8.875 15.104 40.383 66.469 11.087 6.39

43、3 4.734 4.357 地表径流地下径流设计洪水0000.000 0.014 0.014 10.151 0.771 00.771 0.019 0.790 20.024 0.123 0.828 00.950 0.024 0.974 30.006 0.031 0.132 0.885 01.048 0.029 1.076 40.002 0.009 0.034 0.141 0.998 01.181 0.034 1.215 5000.009 0.036 0.159 1.339 01.545 0.038 1.584 600.010 0.041 0.213 2.278 02.545 0.043 2.58

44、8 700.011 0.055 0.362 6.091 06.523 0.048 6.571 800.015 0.093 0.969 10.026 011.107 0.053 11.160 900.026 0.248 1.594 1.672 03.546 0.058 3.604 1000.068 0.408 0.266 0.964 01.715 0.063 1.778 1100.112 0.068 0.153 0.714 01.070 0.068 1.138 1200.019 0.039 0.114 0.657 0.867 0.073 0.940 1300.011 0.029 0.105 0.

45、161 0.078 0.239 1400.008 0.027 0.043 0.083 0.125 1500.007 0.012 0.088 0.100 1600.002 0.003 0.093 0.096 七顶岩水库10年一遇洪水过程线表2-12 单位：m3/s时段(t=0.5h)q(t-t)3.144 3.386 3.627 4.109 5.638 9.677 27.673 45.601 7.072 4.028 2.903 2.662 地表径流地下径流设计洪水0000.000 0.010 0.010 10.151 0.474 00.474 0.014 0.489 20.024 0.075 0

46、.511 00.586 0.018 0.604 30.006 0.019 0.081 0.547 00.648 0.022 0.670 40.002 0.005 0.021 0.087 0.620 00.733 0.026 0.759 5000.006 0.022 0.099 0.850 00.978 0.030 1.008 600.006 0.025 0.135 1.460 01.628 0.033 1.662 700.007 0.035 0.232 4.174 04.450 0.037 4.487 800.010 0.059 0.664 6.878 07.614 0.041 7.655 9

47、00.016 0.170 1.094 1.067 02.350 0.045 2.395 1000.047 0.280 0.170 0.608 01.110 0.049 1.158 1100.077 0.043 0.097 0.438 00.670 0.053 0.723 1200.012 0.025 0.070 0.402 0.534 0.056 0.591 1300.007 0.018 0.064 0.099 0.060 0.160 1400.005 0.016 0.026 0.064 0.091 1500.004 0.007 0.068 0.075 1600.002 0.072 0.074

48、 瞬时单位线推求设计洪水成果表表2-13频率（%）12510Qm（m3/s）12.647 11.160 9.176 7.655 W总（万m3）7.113 6.226 5.048 4.153 2.2.4 推理公式法推求设计洪水七顶岩水库属无实测水文资料地区，流域面积仅0.33km2，采用常用的小流域洪水计算方法推理公式计算坝址洪水。1雨力S当16h， S=S1 ；当624h， S=S2 。其中： 2 汇流参数m和损失系数um值按设计流域所在分区并参照H24点的量级从图表中表2-1中相应的公式计算，公式中：，其中j采用实际比值，L以km计。推理公式中u为产流期平均损失率，设计时u值用下式计算：3

49、洪峰流量Qm洪峰流量的计算，首先要假定汇流历时的范围，根据的范围，确定出雨力S的取值。然后根据公式：式中：； ； ； m为汇流参数。计算出的值，然后，据公式验证的假定范围是否正确，如不正确，修改雨力S，重新进行计算。4 设计洪水过程线tc为设计净雨历时，中小流域洪峰决定于主峰雨，其历时与流域汇流历时有关，tc参照图表 表2-2取值。推理公式法只算出洪峰流量，当需要洪水过程线时，过去常常采用三点、五点法，为提高精度，图表将中小流域实测洪水过程以相对值和进行概化，并引入洪水形状系数：式中：h设计净雨总量，mm，；F流域面积，km；Qm洪峰流量，m3/s；T地面径流历时，h，。计算参数和结果见表2-

50、14，2-152-16。七顶岩水库推理公式计算参数表表2-14频率(%)12510n0.679 0.684 0.691 0.699 2.248 2.248 2.248 2.248 s123.056 108.657 89.433 74.678 u2.866 2.589 2.204 1.892 m0.533 0.533 0.533 0.533 Qm15.962 13.764 10.910 8.792 0.059 0.061 0.064 0.068 tc6 6 6 6 T 6.254 6.254 6.254 6.254 Rtc218.599 191.477 155.470 128.060 h201.

51、401 175.941 142.247 116.705 tp1.564 1.564 1.564 1.564 Cr0.185 0.187 0.191 0.195 七顶岩水库50年一遇洪水过程计算表（推理公式法）表2-15ti/tpQi/QmTi(h)Qi(m3/s)Q0(m3/s)Qi总(m3/s)000.000 0.000 0.174 0.174 0.20.010.313 0.138 0.174 0.312 0.40.030.625 0.413 0.174 0.587 0.60.150.938 2.065 0.174 2.239 0.80.661.251 9.084 0.174 9.259 1

52、11.564 13.764 0.174 13.939 1.20.71.876 9.635 0.174 9.809 1.40.472.189 6.469 0.174 6.643 1.60.32.502 4.129 0.174 4.304 1.80.22.814 2.753 0.174 2.927 20.153.127 2.065 0.174 2.239 2.20.113.440 1.514 0.174 1.688 2.40.083.753 1.101 0.174 1.275 2.60.054.065 0.688 0.174 0.862 2.80.044.378 0.551 0.174 0.725

53、 30.034.691 0.413 0.174 0.587 3.20.025.003 0.275 0.174 0.449 3.40.025.316 0.275 0.174 0.449 3.60.015.629 0.138 0.174 0.312 3.80.015.941 0.138 0.174 0.312 406.254 0.000 0.174 0.174 七顶岩水库10年一遇洪水过程计算表（推理公式法）表2-16ti/tpQi/QmTi(h)Qi(m3/s)Q0(m3/s)Qi总(m3/s)000.000 0.000 0.131 0.131 0.20.010.313 0.088 0.131

54、0.218 0.40.030.625 0.264 0.131 0.394 0.60.150.938 1.319 0.131 1.449 0.80.661.251 5.803 0.131 5.933 111.564 8.792 0.131 8.922 1.20.71.876 6.154 0.131 6.285 1.40.472.189 4.132 0.131 4.263 1.60.32.502 2.638 0.131 2.768 1.80.22.814 1.758 0.131 1.889 20.153.127 1.319 0.131 1.449 2.20.113.440 0.967 0.131

55、1.098 2.40.083.753 0.703 0.131 0.834 2.60.054.065 0.440 0.131 0.570 2.80.044.378 0.352 0.131 0.482 30.034.691 0.264 0.131 0.394 3.20.025.003 0.176 0.131 0.306 3.40.025.316 0.176 0.131 0.306 3.60.015.629 0.088 0.131 0.218 3.80.015.941 0.088 0.131 0.218 406.254 0.000 0.131 0.131 2.2.5 设计洪水合理性分析安全鉴定成果与

56、本次设计比较，本次设计瞬时单位线法和推理公式法，两种方法的成果对比见表2-17。成果比较表表2-17频 率(%)本次设计安全鉴定瞬时单位线法推理公式法洪峰(m3/s)洪峰(m3/s)洪量(万m3)洪峰(m3/s)0.3314.988 8.517 19.731 14.988 0.514.125 7.998 18.400 14.125 112.647 7.113 16.154 12.647 211.160 6.226 13.939 11.160 3.3310.059 5.571 12.330 10.059 59.176 5.048 11.061 9.176 107.655 4.153 8.922

57、7.655 从表2-17中可以看出，安全鉴定与本次设计成果一致。考虑到推理公式法只采用全省7站的汇流资料，只分析了37个站231场洪水，计算较为简洁；而图表中说明瞬时单位线是采用全省105站的汇流资料，是分析了71个站382场洪水；实际采用瞬时单位线法进行洪水计算实例又较多，计算结果与实际也相差不大，小型水库多采用瞬时单位线法进行洪水计算，瞬时单位线法计算成果较为详细合理、安全。因此，本次初步设计洪水成果采用瞬时单位线法计算的成果。2.3 施工洪水七顶岩水库枢纽工程为等工程，大坝、溢洪道、输水涵管等主要建筑物为5级。依据水利水电工程施工组织设计规范（试行）（SDJ338-89），导流标准按枯水

58、期5年一遇洪水标准设计。根据流域降雨及洪水特点，拟定410月为丰水期，113月为枯水期。根据施工设计，本工程主体工程安排在枯水期施工，其中水下部分安排在第1年12月第2年1月施工。为保证施工安全，需筑围堰拦截该期间的水库来水。根据湖北省径流深等值线图和七顶岩水库多年平均年降雨量，结合当地实际情况，月径流深系数取0.3，承雨面积0.33km2。把每年的113月分月雨量进行排频统计，可以得到5年一遇的月份雨量，由雨量、径流系数和承雨面积可以得到相应的月份来水量。来水量计算公式： 式中：月来水总量，万m3； 径流系数，根据本地区实际情况取0.7； 承雨面积，0.33km2； 降雨量，mm。本次除险加

59、固施工方案拟定于枯水期（121月）施工，施工前将库水位放至死水位48.43m。施工设计洪水计算成果见表2-18。施工期5年一遇分月来水量表2-18洪水频率水下部分施工期洪量(万m3)死库容(万m3)总水量(万m3)水位(m)20%121月1.620.52.1250.93 工程地质3.1 坝区工程地质条件3.1.1 地形地貌石首地处湖北省南部，镶嵌在江汉平原与洞庭湖平原结合部，地势略呈西北高，中略低，向西南倾斜；海拔一般在3136m之间，最高点为东部桃花山的屯岩子山，海拔368.9m，最低为中部上津湖，海拔为22.1m。江北原为一片敞洲，北部沙丘起伏，南部芦苇丛生，经过多次围挽、改造和移民，现已

60、成为土地肥沃、优质高产的棉花生产基地；江南被长江分流藕池河和调弦河切割成东部、中部、西部三大块，周围河流环绕，水源充沛，横跨“九曲回肠”的下荆江两岸，因“有石孤立”于城区江边、以石为首而得名。 3.1.2 地层岩性坝址区出露地层比较简单，坝区以燕山期二长花岗岩体（53）为基底，现代河床地表分布第四系少了冲积层，岸坡及坡脚分布少量崩塌堆积体，山坡平缓处覆盖薄层残破积层。从新至老分别叙述如下：1. 第四系（Q）(1) 全新统冲残破积层（），岩性为浅黄色含角砾粘性土，一般为粉质粘土，具有重度较小，孔隙比大等特点，含5%15%角砾，石英块等硬质岩石，不易风化。 (2)上人工堆积层（），人工开采的弃石堆

61、积及风化土、冲积土填筑，如大坝上、下游坝壳的块石、碎石等。2. 二长花岗岩体（53）岩性呈浅灰色、浅肉红色，中粗粒结构，块状构造，为燕山期晚期侵入体，风化壳厚度为12m，呈基岩状产出，属硬质岩。3.1.3 地质构造与地震本区在大地构造上处于秦岭褶皱系东段南部和扬子准地台北缘中段的联合或复合部位。区内岩浆活动、变质作用、沉积建造、断裂、褶皱和新构造运动特征显著，体现了该区复杂的地质构造作用和演化历史。秦岭褶皱系由一套古老的变质岩系和吕梁期基性、超基性侵入岩，燕山期酸性侵入岩构成；扬子准地台由一套海相碳酸盐岩及碎屑岩构成。这两个构造体系于中生代末期又卷入了新的构造作用中，结果在本区形成了双沟低凸和

62、石首凹陷两个次级构造单元。挽近期以来，该区又经过了多次垂直运动和微弱的水平运动，造成了各种地层多种形式的组合关系和新地层沉积厚度的巨大差异。本区构造线的走向主要为北西向，与石首北部桐柏山脉的走向一致。根据湖北省区域构造地质资料，区内不存在大的活动性断裂，至今也没有发生强震的历史记录。根据1：400万中国地震动参数区划图（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.05g，相应的地震动反应谱特征周期为0.35s，工程区地震基本烈度为度。3.1.4 水文地质条件本区地下水根据其埋藏条件和含水层的性质可将其分为裂隙水、岩溶水与孔隙水。裂隙水：赋存于基岩裂隙中，接受大气降水及上覆第四系松散

63、堆积物中地下水的补给。富水性主要受裂隙发育程度所控制，一般透水性弱，含水量贫乏，分布极不均匀。裂隙水多以泉水的形式向河谷排泄，流量很小。岩溶水：赋存于可溶岩溶蚀裂隙和岩溶管道中，接受大气降水与地表水的渗入补给。富水性受岩溶发育程度所制约，各地差异较大。岩溶水以集中排泄为主，尤其以岩溶大泉为主要排泄点，此外分散渗溢也是一种排泄形式，多见于近谷底部位的谷坡处，排泄量较小。岩溶水的动态随季节变化显著，一般雨季流量增大，旱季流量变小。孔隙水：主要赋存于第四系冲、洪积层与残、坡积层中。冲、洪积层中的孔隙水与河水联系密切，含水丰富、透水性强，其渗透系数为10-210-3cm/s。残、坡积层中的孔隙水，接受

64、大气降水补给，分布不稳定，含水量较小。3.2 坝体填筑土物质组成及工程特征3.2.1 坝体填筑土物质组成及物理力学性质七顶岩水库大坝为均质土坝，为了查清坝体填筑土的颗粒组成、物理力学性质及其透水性，本阶段共完成钻孔3个，形成地质纵剖面一条。对天然建筑材料进行了调查。勘探点布置见工程地质平面图，完成主要工作量见下表3-1。 地质勘探工作量统计表 表3-1工 作 项 目单 位数 量初设阶段地 质 钻 探m/孔70/3水文试验钻孔注水试验段4钻孔压水试验段11原位测试标准贯入试验（N）次8取样原状样件9扰动样件-室内土工试验常规件9颗分件-渗透件15击实件1水质分析件2坑 槽 探处/m1/2.0勘察

65、表明：大坝填筑土呈黄褐色，可塑状稍具层理，土体主要由花岗岩风化残破积土填筑而成，不均匀夹20%40%砂粒，局部砂粒富集，坝体土质粘性较差，岩芯呈短柱状。坝体土含水量19.5%34.9%，平均值25.8%，孔隙比0.5911.009之间，平均为0.733；塑性指数7.115.9，平均值10.6；液性指数0.330.80，平均值0.53；土体呈可塑状，局部硬塑状。以上填土物理性质差异性较大，反映出土体的不均匀性。填土压缩系数0.2900.420，平均值0.340；压缩模量4.05.8Mpa，平均值5.2 Mpa；内摩擦角在18.027.0，平均值21.4。建议大坝填土体凝聚力取14.0Kpa，内摩

66、擦角取25.0。坝体填土中砂粒成分主要为细砂，但砂质不纯，掺夹着较多粘粒。 七顶岩水库大坝坝体填土物理力学性质统计表 表3-2地层时代及代号样品编号取样深度（m）天然状态指标稠度指标固结指标剪切指标渗透系数定名含水量湿度重度孔隙比饱和度液限塑限塑性指标液性指标压缩指标压缩模量凝聚力内摩擦角水平干比重W0Gsr0rdeSrWlWpIpIla1-2EscKv 10-6%g/cm3g/cm3%第四系全新统人工填土Zk1-12.0-2.223.32.021.642.720.669626.614.711.90.720.423.95152119. 210-4粉土Zk1-24.0-4.220.72.051.

67、702.730.60793.126.415.211.20.490.305.3616206.1810-5粉土Zk1-36.4-6.619.52.051.722.730.59190.125.316.58.80.340.305.311201.4710-4粘土Zk1-48.0-8.226.31.971.562.710.73796.733.720.812.90.430.305.7917195.1610-5粘土Zk1-510.0-10.234.91.781.322.711.00993.736.429.37.10.790.40514181.1110-4粘土Zk2-11.8-2.027.61.981.552.

68、730.7619929.5209.50.800.315.6813231.3910-4粉土Zk2-24.0-4.234.51.871.392.700.94298.945.229.315.90.330.355.5516242.2710-5粘土Zk3-12.0-2.223.22.021.642.720.65995.827.718.790.50.384.6713201.2610-4粉土Zk3-26.2-6.4222.041.672.730.63394.92819.18.90.330.295.6312271.4110-4粉土指标类型取样数量999999999999999最大值34.92.051.722.

69、731.009994529.315.90.800.425.817271.9210-4最小值19.51.781.302.700.591902514.77.10.330.294.011182.2710-5平均值25.81.981.582.720.733953120.410.60.530.345.214.121.41.6010-5标准差5.650.090.140.010.1492.836.455.462.68*0.050.6322.79变异系数0.220.050.090.000.2030.030.210.270.25*0.150.120.10.13统计修正系数1.141.031.0611.1271.

70、021.131.171.16*1.090.920.90.92标准值29.32.031.662.730.82697.13523.812.3*0.374.812.819.73.2.2 坝体填筑土透水性本次地质勘查为研究填土渗透性质，不仅分层取样进行了室内原状土渗透试验，而且在填土部分自上而下分段进行了钻孔注水试验，填土注水试验成功详见表3-3。钻孔注水试验测得填土水平向渗透系数在5.110-46.7310-4cm/s，平均值6.1710-4cm/s。原状土样室内渗透试验测得填土水平向渗透系数在2.2710-51.9210-4cm/s，平均值1.6010-5cm/s。从试验结果可知，坝体填土渗透性差

71、异很大，渗透性不均匀。室内渗透试验仅能反映粘土团块的渗透性，而不能代表整个试件的渗透性，存在很大的局限性。故建议以钻孔注水试验渗透性指标反映坝体渗透性。 坝体注水试验渗透系数统计表 表3-3钻孔编号试段深度（m）坝身填土渗透系数（cm/s）Zk10.05.506.3810-45.010.35.1010-4Zk20.05.56.5010-4Zk30.04.66.7310-4统计数4最大值6.7310-4最小值5.1010-4平均值6.1710-43.2.3 坝体填筑土渗透变形特征坝体填筑土主要为粘土，局部为粉质粘土；坝基土主要粘土，根据水利水电工程地质勘察规范(GB50287-99)，其渗透变形

72、的型式均为流土，流土的临界水力坡度用下式计算：坝体填筑土的临界水力坡度为0.907；坝基土的临界水力坡度为0.989。取安全系数为1.5，其允许水力坡度建议值如下：坝体填筑土：J= 0.553.3 坝基工程地质条件及评价3.3.1 坝基工程地质条件（1） 岩体风化特征 坝址区岩石为燕山期二长花岗岩体。根据岩体风化带划分标准，坝址区岩体风化带可划分为强风化带、弱风化带。各风化带厚度及分布具有明显的差异特征。强风化带岩体原来颜色已发生改变，特征表现为强度降低，风化裂隙发育，极易破碎，岩体呈散体结构，岩芯碎块状；微风化带岩体一般较完整，岩体主要呈碎裂块状结构，岩芯获得率一般为75%92%，呈柱状、短

73、柱状，局部夹碎块状。经过坝区地质测绘及地质钻探揭示坝区岩体风化特征描述如下： 坝基岩体风化层埋深情况 岩体风化特征一览表 表3-4位置强风化层弱风化层厚度（m）岩芯获取率（%）颜色埋深（m）岩芯获取（%）颜色左坝肩3.870%灰白色14.190%灰白色、肉红色坝基9.180%灰白色14.685%灰白色、肉红色右坝肩9.475%灰白色14.090%灰白色、肉红色 坝基风化岩体透水性特征 坝基压水渗透性变化一览表 表3-5钻孔编号试段厚度（m）强风化岩体弱风化岩体透水率Lu透水率LuZk110.314.118.214.118.08.318.022.34.1Zk2Zk25.510.017.610.0

74、14.613.514.618.07.818.022.83.6Zk34.610.017.910.014.012.714.018.07.718.022.84.6统计数56最大值18.28.3最小值12.73.6平均值15.96.0（2） 岩石强度及岩体与混凝土之间抗剪强度本次初设阶段地质勘察，对坝基岩石未作单轴抗压试验，借用以前研究成果，提出以下建议值供设计使用。详见表3-6、表3-7。坝基岩体物理力学性质指标建议值 表3-6岩石类 别岩石单轴抗压强度（Mpa）软化系数重力密度（KN/m3）C（KPa）()变形模量（GPa）泊松比（V）花岗岩强风化250.5523.53503512.50.30.3

75、5弱微风化40600.7027.0600800404525300.25岩体与混凝土之间抗剪强度建议值 表3-7岩体类别抗剪强度f”C”MPa花岗岩（强风化）0.50.60.20.4花岗岩（弱微风化）0.91.10.81.0（3） 岩体透水性坝区岩体为各种构造、风化卸荷裂隙切割，岩体较破碎，强风化花岗岩岩体透水率为12.71Lu18.2Lu，平均值为15.91Lu，具有中等透水性；弱风化花岗岩岩体透水率为3.61Lu8.31Lu，平均值为6.01Lu，具有弱透水性。综上所述，坝区基地弱风化岩体不管岩石本身还是节理裂隙，透水性较弱，抗渗稳定性良好。地表上部强风化层岩体结构破碎，具有中等透水性，岩体

76、渗透性较大。3.3.2 坝基工程地质评价（1） 坝基稳定性评价坝基由燕山期二长岗岩体组成为非可溶性岩，稳定性较好。坝基岩体节理发育，但发育延伸有限，为闭合状，且下部弱风化带强度较高，发生滑动的可能性较小。综上所述，坝基具有良好的稳定性。（2） 坝基强度评价坝体为强风化花岗岩，承载力允许值500KPa，弱风化层承载力允许值可达到1500KPa，分布稳定。此类坝基土体相对于上部低矮坝体来讲，坝基土体强度满足坝体要求。（3） 坝基深层、浅层抗滑稳定评价坝基岩体为块状构造，不具连续结构面，无软弱夹层，坝基无倾向上游及下游软弱夹层，坝基抗滑稳定性良好。（4） 坝基岩体渗透性评价坝基强风化岩体完整性较差，

77、岩芯多为碎块及角砾状，岩块裂隙面众多，岩体结构松散，岩体渗透性大。经钻孔压水试验得知，强风化带渗透性平均值为14.95Lu，具有中等透水性，抗渗性较差，坝基存在裂隙性渗漏问题。坝肩存在强风化层裂隙绕坝渗漏问题。3.4 主要建筑物工程地质条件评价3.4.1 坝址工程地质条件评价大坝填筑土呈黄褐色，可塑状稍具层理，土体主要由花岗岩风化残破积土填筑而成，不均匀夹20%30%砂粒，局部砂粒富集，坝体土质粘性较差，岩芯呈短柱状。地基允许承载力建议值为500kPa，允许水力坡度 J= 0.55，存在坝基渗漏问题。3.4.2 溢洪道工程地质条件评价溢洪道位于坝体左侧，其地基为可塑状土体，土层厚0.30.5m

78、。积土下伏强风化二长花岗岩，节理裂隙较发育，允许承载力300KPa。其物理力学指标建议值其物理力学指标建议值为：比重GS=2.05，天然重度=17.2kN/m3，压缩系数aV1-2=0.30MPa-1，压缩模量Es1-2=5.36MPa， jcq=16，渗透系数k =1.9210-4cm/s。3.4.3 输水建筑物工程地质条件评价输水涵管位于坝体与坝基的结合部，坝基为燕山期二长花岗岩体（53）组成，为非可溶性岩，稳定性较好。岩体呈浅灰色，浅肉红色，中粗粒结构，块状构造，呈硬塑状态。其物理力学指标建议值其物理力学指标建议值为：比重GS=2.02，天然重度=27.2kN/m3，压缩系数aV1-2=

79、0.33MPa-1，压缩模量Es1-2=5.68MPa，抗剪强度指标为ccq=16.0kPa、jcq=24，渗透率15.91 Lu，地基允许承载力500kPa。输水管顶部为坝体填筑土，输水管与坝体结合不好，存在有管壁渗漏问题。4 工程任务和规模4.1 工程存在的问题4.1.1 主要险情该水库大坝目前存在如下主要问题：1、大坝坝顶杂草丛生，凸凹不平；上游坝坡未护砌，浪坎严重；下游坝坡杂草丛生，坡面变形、局部散浸；坝体白蚁危害严重，坝后没有设排水设施。2、溢洪道无出水渠道，泄洪冲向下游田间道及耕地，行洪不畅。3、输水涵管进水口为老式梯级卧管，管身为条石砌筑，年久失修，不能正常运行。输水方涵为无压箱

80、涵，有漏水现象，出水口无消能防冲设施，淤堵严重，冲刷坝脚。4、管理设施落后，大坝无安全监测设施，无通讯设施。防汛道路路况差，晴通雨阻。4.1.2 存在的问题4.1.2.1 坝基、坝肩渗透评价坝基强风化岩体完整性较差，岩芯多为碎块及角砾状，岩块裂隙面众多，岩体结构松散，岩体渗透性大。经钻孔压水试验得知，强风化带渗透性平均值为14.95Lu，具有中等透水性，抗渗性较差，坝基存在裂隙性渗漏问题。坝肩存在强风化层裂隙绕坝渗漏问题。4.1.2.2 大坝坝体存在的问题坝体填筑压实密度仅为0.92，不满足规范要求。上游坝坡未护砌，浪坎严重；下游坝坡杂草丛生，坡面变形、局部散浸；坝体白蚁危害严重，坝后没有设排

81、水设施。4.1.2.3 溢洪道存在的问题溢洪道无出水渠道，泄洪冲向下游田间道及耕地，行洪不畅。4.1.2.4 输水涵管存在的问题输水涵管位于大坝右侧，桩号0+010，输水管进水口高程48.43m，为方涵结构。进水口为老式梯级卧管，管身为条石砌筑，年久失修，不能正常运行。输水方涵为无压箱涵，有漏水现象，出水口无消能防冲设施，淤堵严重，水流直接冲刷坝脚。4.1.2.5 基础设施存在的问题1 没有通讯设施；2 大坝没有安全观测设施；4.1.3 除险加固必要性根据七顶岩水库存在的主要问题，为确保保护区内人民生命财产安全，保证七顶岩水库能安全度汛，并达到小（2）型水库管理标准，确保工程效益的正常发挥，对

82、七顶岩水库进行除险加固是十分必要的，也是十分紧迫的。4.1.4 工程规模本次复核，七顶岩水库总库容14.64万m3，根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）确定，七顶岩水库为小（2）型V等工程，大坝、溢洪道及输水涵管为5级建筑物，按10年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核。4.2 工程任务4.2.1 灌溉工程建成至今发挥了较好的综合效益，现可灌溉410亩左右。4.2.2 防洪大坝保护下游500余亩的耕地和人口300人，保护区内有县级公路等重要交通干线。因此提高水库的防洪能力是本次除险加固的主要任务之一。4.3 工程规模4.3.1 防洪调度方式 根据本次设计方案，本次溢洪道除险加

83、固方案为保持过水断面不变，仍为明渠式溢洪道，调度方式为水库水位超过正常高水位57.05m时，溢洪道开始按泄洪能力自由泄洪。4.3.2 防洪标准七顶岩水库为均质土坝。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）的有关规定，水库枢纽工程为V等工程。七顶岩水库设计洪水标准为10年（重现期），校核洪水标准为50年（重现期）。故本次设计防洪标准采用10年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核。4.3.3 调洪演算1、防洪调度方式七顶岩水库溢洪道泄洪明渠为矩形断面，渠宽3.0m，以进口高程（即正常高水位）为起调水位，既七顶岩水库起调水位为57.05m。本次复核采用以下调度方式：水库库区降雨洪水入库

84、，库水位超过堰顶实际高程（即正常高水位）时溢洪道开始按泄洪能力自由泄洪。2、库水位下泄流量关系因水库库水位与出库流量资料中没有溢洪道泄水量的实测值，所以本次调洪采用水力计算手册推算库水位与泄流量的关系，按明渠均匀流计算溢洪道泄流量，泄水渠糙率系数采用0.035，底坡为0.001。式中：A过水断面面积；n糙率系数，取0.035：R水力半径；i底坡坡降。水位流量关系见表4-2，图4-2。七顶岩水库库水位与溢洪道下泄流量关系曲线见表4-1及图4-1。 七顶岩水库库水位溢洪道下泄流量表 表4-1库水位(m)57.0557.2557.4557.6557.85下泄流量(m3/s)00.357 1.009

85、1.853 2.853 库水位(m)58.0558.2558.4558.6558.85下泄流量(m3/s)3.987 5.240 6.604 8.068 9.627 图4-1 七顶岩水库水位泄量关系曲线3、库水位库容关系根据原设计资料，七顶岩水库库容与水位关系曲线，见表4-2及图4-2 七顶岩水库库水位库容表 表4-2库水位(m)46.4348.4350.952.8854.4856.08库容(万m3)00.50 2.12 4.77 7.27 10.07 库水位(m)57.0557.558.258.458.759.3库容(万m3)12.10 13.03 14.63 15.20 16.00 17.

86、86 图4-2 七顶岩水库水位库容曲线4、调洪演算方法水库的调洪演算根据水量平衡的原理进行，水量平衡计算式如下：（Q1+Q2）t/2-（q1+q2）t/2=V2-V1式中：Q1、q1时段初入库、出库流量，m3/s；Q2、q2时段末入库、出库流量，m3/s；V1、V2时段初、末水库蓄水量，m3/s；t计算时段，s。5、调洪演算结果按照洪水计算瞬时单位线法所得七顶岩水库的设计洪水过程线，根据水库的水位库容关系曲线、库水位溢洪道下泄流量关系曲线，对P=1%，和P=5%的设计洪水进行调洪演算，成果见表4-3，调洪成果图（入库和出库洪水过程线）见图4-34-4，调洪演算成果汇总见表4-5。 50年一遇洪

87、水调洪演算表 表4-3时段（t=0.5h）入库库流量（m3/s）平均入库流量（m3/s）下泄流量（m3/s）平均下泄流量（m3/s）V(万m3)V(万m3)Z(m)00.014 00012.157.0510.790 0.402 0.0310.015 0.070 12.170 57.084 20.974 0.882 0.1620.096 0.141 12.311 57.152 31.076 1.025 0.3450.253 0.139 12.450 57.219 41.215 1.146 0.5470.446 0.126 12.576 57.280 51.584 1.399 0.7900.668

88、 0.132 12.707 57.344 62.588 2.086 1.2020.996 0.196 12.904 57.439 76.571 4.580 2.3851.794 0.502 13.405 57.664 811.160 8.866 5.0903.738 0.923 14.328 58.068 93.604 7.382 6.1545.622 0.317 14.645 58.205 101.778 2.691 4.5645.359 -0.480 14.165 57.996 111.138 1.458 3.2443.904 -0.440 13.724 57.804 120.940 1.

89、039 2.3852.814 -0.320 13.405 57.664 130.239 0.589 1.7422.063 -0.265 13.140 57.548 140.125 0.182 1.2091.475 -0.233 12.907 57.440 150.100 0.112 0.8561.033 -0.166 12.741 57.360 160.096 0.098 0.6340.745 -0.117 12.625 57.304 170.098 0.097 0.4890.561 -0.084 12.541 57.263 180.103 0.101 0.3910.440 -0.061 12

90、.480 57.234 190.094 0.098 0.3210.356 -0.046 12.434 57.211 200.085 0.090 0.2690.295 -0.037 12.397 57.193 210.078 0.082 0.2290.249 -0.030 12.366 57.179 220.071 0.075 0.1980.214 -0.025 12.341 57.167 230.065 0.068 0.1720.185 -0.021 12.320 57.157 图4-3 七顶岩水库校核标准下Qt和qt过程线 10年一遇洪水调洪演算表 表4-4时段（t=0.5h）入库库流量（m

91、3/s）平均入库流量（m3/s）下泄流量（m3/s）平均下泄流量（m3/s）V(万m3)V(万m3)Z(m)00.010 00012.157.0510.489 0.249 0.0150.008 0.044 12.144 57.071 20.604 0.546 0.0810.048 0.090 12.233 57.114 30.670 0.637 0.1780.129 0.091 12.325 57.159 40.759 0.714 0.2890.234 0.087 12.411 57.201 51.008 0.883 0.4300.360 0.094 12.505 57.246 61.662

92、1.335 0.6730.552 0.141 12.646 57.314 74.487 3.075 1.4461.060 0.363 13.009 57.490 87.655 6.071 3.1442.295 0.680 13.689 57.788 92.395 5.025 3.9233.533 0.269 13.957 57.906 101.158 1.777 3.0383.480 -0.307 13.651 57.772 110.723 0.940 2.2352.636 -0.305 13.345 57.638 120.591 0.657 1.6771.956 -0.234 13.111

93、57.536 130.160 0.375 1.2321.455 -0.194 12.917 57.445 140.091 0.125 0.8741.053 -0.167 12.750 57.365 150.075 0.083 0.6410.758 -0.121 12.629 57.306 160.074 0.075 0.4880.564 -0.088 12.540 57.263 170.076 0.075 0.3840.436 -0.065 12.476 57.232 180.080 0.078 0.3120.348 -0.049 12.427 57.208 190.073 0.076 0.2

94、590.286 -0.038 12.389 57.190 200.066 0.069 0.2190.239 -0.031 12.359 57.175 210.061 0.063 0.1880.204 -0.025 12.333 57.163 220.055 0.058 0.1630.176 -0.021 12.312 57.153 230.051 0.053 0.1430.153 -0.018 12.294 57.144 图4-4 七顶岩水库设计标准下Qt和qt过程线 调洪演算成果汇总表 表4-5频率(%)设计洪峰流量(m3/s)最大下泄流量(m3/s)最高库水位(m)库容(万m3)211.1

95、66.1558.2114.65107.663.9257.9113.96根据调洪演算可知，七顶岩水库总库容为14.64万m3，设计洪水位为57.91m，校核洪水位为58.21m。4.4 坝顶高程复核4.4.1 坝顶高程复核1水库基本参数水库控制流域面积0.33km2，风区长度150m，设计风速V设=24m/s，校核风速V校=15m/s。2大坝安全超高根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）和碾压式土石坝设计规范DJ274-2001第5.3.1条的规定，坝顶在水库静水位以上的超高由下式确定：y = RP + e + A式中：y坝顶超高，m； RP最大波浪在坝坡上的爬高，m； e最

96、大风壅水面高度，m； A安全加高，根据规范设计工况0.5m，校核工况0.3m。3风浪爬高计算根据规范规定波浪的平均波高和平均波周期宜采用莆田试验站公式。公式如下：Tm=4.438hm0.5RP = kpR式中：hm平均波高（m）； Tm平均波周期（s）； W风速（m/s）； D风区长度（m）； Hm水域平均水深（m）；H坝迎水面前水深（m）；Lm平均波长（m）；K斜坡糙率渗透性系数，取K=0.9；Kw 经验系数，查碾压土石坝设计规范表A.1.12-2， 设计取Kw =1.24 , 校核取Kw =1.16； m斜坡坡度系数，大坝m=2.25；R平均波浪爬高（m）；RP设计波浪爬高（m），4级、5

97、级坝采用累积频率为5%的爬高值R5%。4风壅水面高度计算风壅水面高度采用如下计算公式：e=Kw2Dcos/（2gHm）式中： e风壅水面高度 (m)； K综合摩阻系数，K=3.610-6； 风向与水域中线夹角，经实测=0； H水域的平均水深（m）。5 计算要求最大坝顶高程见表4-6 坝顶高程计算成果表 表4-6项目计算组合水位（m）安全加高（m）波浪爬高（m）风壅水面高度（m）计算坝顶高程（m）设计情况10%57.910.500.710.001959.13校核情况2%58.210.300.410.000858.934.4.2 复核结果经安全加高、风浪爬高及风壅高的计算，大坝坝顶高程不应低于59

98、.13m，实际现状坝顶高程59.02m，现状欠高0.11m。5 工程总体布置及主要建筑物加固设计5.1 设计依据5.1.1 采用的主要技术规范（1）水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）（2）水利水电工程初步设计报告编制规程（DL502-93）（3）水工砼结构设计规范（SL/T191-96）（4）水工建筑物荷载设计规范（DL5077-97）（5）水工建筑物抗震设计规范（SL203-97）（6）碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）（7）溢洪道设计规范（SL252-2000（8）水利水电工程施工组织设计规范（SL303-2004）5.1.2 设计依据（1）湖北省石首市七顶岩

99、水库大坝安全鉴定论证报告5.2 工程等级和标准本次复核，七顶岩水库总库容14.64万m3，根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）确定，七顶岩水库为V等小（2）型工程，大坝、溢洪道及输水建筑物为5级建筑物。5.2.1 主要建筑物的防洪标准按照建筑物级别，根据溢洪道设计规范的有关规定，溢洪道按10年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核；消能防冲按10年一遇洪水设计。5.2.2 地震设防烈度根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），工程区所在地地震动峰值加速度为0.05g,对应的地震基本烈度为度。根据水工建筑物抗震设计规范（SL203-97）的规定，可不进行抗震安全设计。

100、5.3 加固前主要建筑物形式及存在问题5.3.1 大坝坝体存在的问题坝体填筑压实密度仅为0.92，不满足规范要求。上游坝坡未护砌，浪坎严重；下游坝坡杂草丛生，坡面变形、局部散浸；坝体白蚁危害严重，坝后没有设排水设施。5.3.2 溢洪道管存在的问题溢洪道位于大坝左侧，净宽3.0m，为明渠形式。工程在2010年进行加固，底板及左右边墙为浆砌石矩形结构。消力池后无出水渠道，泄洪冲向下游田间道及耕地，行洪不畅。5.3.3 输水涵管存在的问题输水涵管位于大坝右侧，桩号0+010，输水管进水口高程57.05m，为方涵结构。进水口为老式梯级卧管，管身为条石砌筑，年久失修，不能正常运行。输水方涵为无压箱涵，有

101、漏水现象，出水口无消能防冲设施，淤堵严重，水流直接冲刷坝脚。5.3.4 基础设施存在的问题1、 没有通讯设施；2、 大坝没有安全观测设施；5.4 除险加固方案及项目内容针对水库枢纽工程目前存在的问题，按照有关规程规范的要求，对水工建筑物进行除险加固设计的主要内容如下：1挡水建筑物除险加固项目：（1）坝顶路面新建厚30cm泥结石路面，宽3.0m；（2）上游坝坡上削下填，坡比由1：2.0变为1:2.25，坝顶宽由5.0m变为3.0m；（3）上游坝坡采用现浇C20砼护砌；（4）下游草皮护坡整修；（5）新建贴坡反滤、坝肩及坝脚排水沟（6）新建水位观测尺；（7）新建上、下游踏步。（8）坝体进行充填灌浆防

102、渗处理及锥探灭蚁。（9）坝基进行帷幕灌浆。2泄水建筑物除险加固项目：（1） 消力池后接新建出水渠道。（2） 尾水塘堰溢水口拆除重建，新建人行桥。3输水建筑物除险加固项目：（1）进水建筑物-梯级斜卧管拆除重建；（2）输水方涵钢管内衬。（3）新建出水渠道。5.5 除险加固设计5.5.1 大坝加固处理设计5.5.1.1 防渗加固处理坝体填筑土料为低液限粘土为主，填筑的压实密度不满足导则要求。同时大坝白蚁危害严重，危及大坝安全。工程地质问题主要表现在：大坝散浸、渗漏，坝体土质不均匀，填筑质量较差。坝基强风化岩体完整性较差，岩芯多为碎块及角砾状，岩块裂隙面众多，岩体结构松散，岩体渗透性大。经钻孔压水试验

103、得知，强风化带渗透性平均值为15.91Lu，具有中等透水性，抗渗性较差，坝基存在裂隙性渗漏问题。坝肩存在强风化层裂隙绕坝渗漏问题。根据渗流计算结果来看，在设计和校核工况下，大坝均存在渗流现象。因此，根据工程现状和渗流计算的结果，大坝坝体需要进行加固处理，确保大坝安全。1、方案拟定根据本工程存在的主要问题，并结合小型水库的特点，按照“上堵下排”的处理原则。上游采用垂直防渗，下游设置坝脚排水沟。方案一：混凝土防渗墙对坝体采用砼防渗墙进行防渗处理，墙体有效成墙厚度为0.4m，防渗墙自坝顶中心线灌深入基岩强风化层5.0m，孔距2.0m，排距0.5m。方案二：坝体高压旋喷灌浆高压旋喷桩是以高压水喷射直接

104、冲击破坏土体，高压水汽在钻杆中混合，钻杆下沉时造成柱状、壁状等形状孔洞，钻杆到达设计加固深度后，将已按设计要求拌制的水泥浆，用压浆泵通过钻杆的出浆口压到孔内，边压浆边喷旋提升钻杆使压入的浆液与土体搅和均匀，凝固成为与土拌和的柱体或壁体。在软弱的地基中形成柱体群、壁体或块体与土共同形成复合地基。高压旋喷灌浆采用单排布孔，孔距0.8m，套管跟进，穿过坝体，深入坝基强风化层顶面，并进行打入式止水。钻孔深入基岩1.0m。旋喷时，先将孔内套管上提至设计旋喷体顶高程，让其脱离旋喷段。然后将喷管下入孔底，按先送气、后输浆、喷管原位旋转的步骤进行，自下而上进行旋喷作业，直至设计桩顶高程。每孔旋喷结束后，及时向

105、孔内回灌，保证桩顶密实。方案三：坝体粘土静压灌浆采用粘土静压灌浆对坝体进行防渗处理，粘土灌浆通过对土体进行灌浆处理提高土体的防渗性能。将钻孔内的浆液在灌浆压力作用下，直径较小颗粒组成的浆液渗透到土体颗粒的空隙内。其渗透程度随压力而增加，由于在渗透过程中能量消耗大，影响范围小，灌浆压力对地层的挤压作用也很有限，如果适当地增大灌浆压力，当其在孔壁上引起的切向拉应力大于地层和小主应力与土壤的抗拉强度之和时，应会使土体发生静压，浆液沿裂缝流动，能量消耗小，浸入范围大，当灌浆停止时，压力减小，土体回弹压缩浆液，促使浆体排水固结，进而提高浆体密度。对大坝全坝段进行粘土灌浆，延坝轴线双排布孔，孔距1.5m，

106、排距2.0m。 方案比较a 从技术方面比较上述三种方案中，不同的是对大坝加固处理钻孔方式不同。从工程技术方面来看，都是新兴技术，也是十分成熟的防渗处理技术，广泛用于堤防和水库大坝的加固工程中。b 从工程投资方面比较从以上投资比较可以看出，粘土灌浆投资省。c 从施工难度比较水库除险加固中普遍应用的一种地下连续墙，是渗水体防渗处理的一种有效措施，砼防渗墙是在孔内注满泥浆，以防孔壁塌崩，同时挖开地层，然后用砼置换泥浆，筑成墙体。但需要较大的工作面和较多的施工机械。旋喷灌浆具有施工简单、工期短，但是价格较贵，相比较而言静压灌浆能满足工程需求及投资要求等优点。防渗方案比较表5-1方案（一）混凝土防渗墙优

107、点(1）适应性强，可用于各种土层；(2)性能可靠，最大造墙深度可达100m；(3)施工场地便利，施工条件要求低，难度小；(4)施工质量难控制，防渗性能有保证，安全可靠，耐久性好。缺点（1）施工速度较慢；（2）成本较高；（3）在施工过程中，如遇到水库高水位，对大坝防洪不利。 方案（二）高压旋喷灌浆优点防渗墙防渗性能可靠，成本低，施工场地便利，不需要放空水库。缺点（1）粘土吃浆量小，防渗性能难以保证；（2）固结时间难以确定，在此期间坝体的防渗安全保障性差，防渗加固部分沉降固结时间长，对坝顶公路及其它设施影响大。（3）灌浆导管的埋入施工较困难。（4）其它与方案（一）相同。方案（三）充填灌浆优点（1）

108、施工场地便利，设备简单；（2）投资最省；（3）变形协调性略好。缺点（1）防渗墙深，施工工艺复杂；（2）对坝基帷幕灌浆施工精度要求高，而且存在坝体与坝基防渗不能衔接的可能；（3）每孔需复灌5次以上，受浆液固结影响，复灌时间不能少于3d，工期较长，浆液固结硬化难以控制；（4）防渗效果没有方案（一）突出。经过比较，考虑到石板垱水库已经运行多年，坝体自身沉降变形已基本上完成，参考其他水库的除险加固经验，为了在安全合理范围内尽量节约资金，大坝坝体采用方案（三）充填灌浆方案进行防渗处理，灌浆孔双排布置，孔距1.5m，排距2.0m。由于水库存在坝基渗漏，为了增加坝基的防渗效果，大坝坝基采用帷幕灌浆方案进行防

109、渗处理，灌浆孔双排布置，孔距1.5m，排距2.0m。（1）粘土灌浆设计 粘土灌浆技术参数如下表5-2。 粘土灌浆技术参数表表5-2项目或参数指标项目或参数指标土料成分（%）粘粒3050单孔最大压力(Kpa)75150粉粒4060制浆方法湿法制浆砂粒1020钻进方法泥浆循环钻进泥浆密度(g/cm3)1.31.6灌注方法全孔灌注法泥浆浓度1:0.51:1.45灌注顺序自下而上泥浆粘度(s)20200复灌时间初灌5天后泥浆稳定性(g/cm3)0.010.1复灌次数5次起始压力(Kpa)50100灌浆原则：稀浆开路，浓浆灌注，分序施灌，先疏后密，少灌多复，控制浆量。坝体灌浆轴线及范围确定灌浆孔双排布置

110、，孔距1.5m，排距2.0m。 灌浆方式因坝体较松软，裂缝分布较广。为使孔壁固结和密实上层土体，防止孔壁塌落，使用较大压力灌注深层缝穴，不致冒浆、串浆，采用自下而上分段灌浆，每孔段长5-7m。灌浆材料粘土是灌浆的主要材料，其物理性质指标范围按下表选用。粘土灌浆浆液的配制，掺合料的选用根据现场实验确定。表5-3 粘土物理性质选择范围表 颗粘组成(%)比重流性限度(%)塑性限度(%)塑性指数(%)2-0.05(mm)0.05-0.005(mm)0.005(mm)2.65-2.7532-4019-2510-205-1030-7020-40灌浆压力根据土坝坝体灌浆技术规范（SD266-88）及有关的工

111、程的经验，确定注浆管上端孔口压力应小于200kpa。先采用小孔口压力灌浆，不吃浆时逐渐提高孔口灌浆压力，直至达最大孔口灌浆压力。灌浆控制包括灌浆控制，灌浆压力控制、横向水平位移控制、裂缝开展控制，灌浆控制施行于灌浆过程的始终。灌浆量控制：灌浆采用定量灌注法，而不是灌至不吃浆为止，坚持“少灌多复”每孔每次平均灌注量以孔深计，每米孔深控制在0.2-0.3m3。灌浆压力控制：控制在最大允许孔口压力以内。横向水平位移控制：灌浆时，坝顶上、下游两坝肩处横向水平位移一般要求控制在3cm以内。裂缝开展宽度与长度控制：裂缝限制根据试验确定，坝面一般控制在1cm以内，要求在停灌后坝体裂缝能基本闭合。裂缝长度一般

112、控制在序孔间距内，并要求尽量避免坝面出现裂缝。复灌次数：序孔8-10次；、序孔5-6次，不少于5次。间隔时间：主要以灌入坝体裂缝中浆体的固结状态来确定，应待前灌入的泥浆基本固结后，并根据坝体的变形情况，再确定进行复灌，每次间隔时间不少于5天。灌浆观测工作根据土坝坝体灌浆技术规范（SD266-88）要求，为保证坝体灌浆质量和坝体安全，检验灌浆效果，在灌浆期间应进行观测，观测项目包括表面变形、坝体深部位移、坝顶裂缝、坝体冒浆观测、渗流监测等。在灌浆过程中，应有专职观测人员负责观测工作，全面控制灌浆质量，及时发现和解决施工中出现的问题。水平位移（横向）观测：根据选定的观测断面，布设观测位移桩，可用木

113、桩或砼柱。在灌浆期间，每天观测2-4次。非灌浆期间，每5天观测1次。竖向位移（沉陷）观测：竖向位移应与水平位移桩相结合，并同时进行观测，以便进行资料分析。在灌浆前，至少应观测2次。灌浆期间，每天观测1-2次，非灌浆期间，每5天观测1次。在灌浆时，坝顶上下游坝肩允许横向水平位移量要求控制在3cm以内，并在停灌后能够基本复原。（2）帷幕灌浆设计计算灌浆深度 帷幕灌浆自坝基破碎基岩顶面向下灌注水泥浆，根据碾压式土石坝设计规范（SL274-2001），灌浆底线应深入相对不透水层至少5.0m，当相对不透水层埋藏较深时，可做成悬挂式帷幕，帷幕深度在0.30.7倍坝高范围内选取。灌浆深度按强风化底线来控制。

114、灌浆厚度帷幕的厚度T按下式计算：T=H/J式中： H最大设计水头，m；J帷幕的允许比降。校核洪水位为58.21m，相应的下游水位为50.25m，最大水头7.96m，按允许坡降10，则帷幕灌浆的最小厚度为0.80m。灌浆压力根据工程规模的大小，实际施工时坝基帷幕灌浆一般都要进行生产性灌浆实验来确定灌浆压力。通过压水实验确定临界压力，作为选择灌浆压力的依据，可以根据下述公式或以往类似的工程的经验确定，帷幕灌浆的常用经验公式：P=P0+mH式中：P压力表指示压力，MPa;P0选用0.0250.15MPa；m坝土及覆盖层选用0.010.015，坝基选用0.050.15；H灌浆塞到地面的距离（m）；经计

115、算，灌浆压力在11.5MPa灌浆材料灌浆材料采用42.5普通硅酸盐水泥，按规范掺入氯化钠、氯化钙、三乙醇胺等外加剂提高早期强度和抗渗标准。5.5.1.2 坝顶加固处理经调洪计算，溢洪道宽度为3m时，大坝坝顶欠高0.11m，坝顶新建30cm厚泥结石路面解决欠高问题。拆除坝顶违章建筑物，全坝段坝顶整修，新建0.3m厚泥结石路面；上、下游设C20砼路肩石与坝顶同高。除险加固后坝顶高程59.32m，加固后最大坝高11.02m，坝顶长209m，坝顶宽为3.0m。 根据工程管理需要，在大坝桩号0+005布置一道上、下坝台阶，台阶净宽1.6m，总宽2.0m，为现浇C20砼结构。5.5.1.3 上游坝坡加固处

116、理七顶岩水库上游无护坡，坝坡下挫、浪坎严重，为增强坝坡抗风浪冲刷能力，应对上游坝坡进行护砌处理。大坝上游浪坎采用回填易产生沉降，混凝土护坡易变形。由于大坝坝顶宽度足够，故采用上削下填的方式，进行削坡，放缓上游坝坡坡比，整治后上游坡比为1:2.25，坝顶宽度为3.0m。现浇混凝土护坡根据板厚在波压力和浮力作用下，不至浮起和破裂的条件进行混凝土护坡的计算，通常只计算其厚度，参照大面积混凝土计算，混凝土块尺寸为2m3m（垂直坝轴方向2.0m），各分块缝间用沥青木板填充。每块砼板设一根50的PVC排水孔。 砼护坡厚度的计算如下：式中：系数，对整体式大块护面板取1.0；hp累积频率为1%的波高，m；沿坝

117、坡向板长，2m； 板的密度，2.4t/m3。经计算，=7.3cm，根据设计经验及常规做法上游护坡厚度采用10cm。根据上述所需护坡厚度，用计算单位面积护坡单价进行经济比较：30cm厚块石护坡74.43元/m2，砼护坡35.21元/m2，从工程造价角度看现浇砼护坡比块石护坡造价低，且块石护坡不利于机械化施工，施工速度较慢，施工质量也较难以得到保障，管理维护工程量大等，综合比较推荐选用砼护坡型式。对上游坝坡浪坎、塌陷部位进行整修，整修后平均坡比约为1：2.0；全坝段坝坡整平后，从高程50.45m至高程55.05m范围新建10cm厚砼护坡，下设10cm厚砂石垫层，混凝土块尺寸为2m3m（垂直坝轴线方

118、向2.0m），各分块缝间用聚乙烯泡沫板填充，每块砼板设一根50的PVC排水孔。高程55.05m以上采用预制砼花砖进行护砌，每隔10m设置纵、横C20砼挡坎，下设10cm厚砂石垫层。5.5.1.4 下游坝坡加固处理（1）下游坝坡全坝段整修后平均坡比约为1：2.0，全坝段为草皮护坡。（2）下游坝脚无完整的排水设施是坝基渗透压力偏大，坝体浸润线偏高的原因之一，为保证坝体坝基渗透的稳定性，防止坝脚渗流溢出段发生时渗透变形，避免下游坝脚受到冲刷。本次设计对坝脚新建贴坡反滤，新建坝肩及坝脚排水沟为C20砼结构，截面尺寸为30cm（深）30cm（宽）。5.5.2 渗流稳定分析5.5.2.1 基本情况七顶岩水

119、库除险加固后，大坝坝顶高程为59.32m，最大坝高11.02m。上游坝坡坡度为1：2.25，下游坝坡坡度为1:2.0。根据水文计算成果，七顶岩水库校核洪水位为58.21m，设计洪水位为57.91m，正常高水位为57.05m，死水位为48.43m。5.5.3 渗流计算分析1 计算方法与计算组次本次大坝渗流计算采用有限元二维稳定渗流计算方法，计算断面为大坝最大断面。土层渗透性按各向同性考虑。各断面计算工况、水位列于表5-2。 坝渗流计算工况表 表5-2计算工况计算断面上游水位（m）下游水位（m）备注1大坝最大断面57.05下游无水正常蓄水位257.91设计洪水位358.21校核洪水位 2 渗透系数

120、选取根据本阶段地质钻探及试验成果，各断面、各土层的渗透系数取值见表5-3。 最大坝段各土层渗透系数表 表5-3序号位置土 质渗透系数（cm/s）1坝体粘土6.1710-42坝基粉质粘土15.91Lu3灌浆体1.010-63 计算结果渗流计算成果见表5-4。 大坝渗流计算成果表 表5-4 计算断面计算工况下游坝坡水平出逸点高程渗流量（m3/d.m）大坝河床最大断面（加固前）正常蓄水位57.05m50.540.415设计洪水位57.91m50.930.460校核洪水位58.21m51.340.476大坝河床最大断面（加固后）正常蓄水位57.05m48.610.241设计洪水位57.91m48.88

121、0.308校核洪水位58.21m48.920.3124下游坝坡允许渗透坡降根据地质报告，坝体及坝基允许水力坡度建议值如下：坝体填筑土：0.55坝基覆盖土层：0.605结果分析从表5-4及图5-15-6可以看出，大坝除险加固前后各种工况下，下游坝坡渗透坡降均小于允许水力比降建议值，满足规范要求。图5-1 正常蓄水位渗流等势线图（加固前）图5-2 设计洪水位渗流等势线图（加固前）图5-3 校核洪水位渗流等势线图（加固前）图5-4 正常蓄水位渗流等势线图（加固后）图5-5 设计洪水位渗流等势线图（加固后）图5-3 校核洪水位渗流等势线图（加固后）通过对大坝进行防渗处理前后的计算结果对比，可以看出，防

122、渗处理后，能使浸润线有效降低，出逸坡降有效下降，防渗效果明显。5.5.4 坝坡稳定计算分析5.5.4.1 计算工况根据规范要求，并结合七顶岩水库的实际运用情况，大坝坝坡稳定分析选用如下几种工况进行计算。1 正常情况：（1） 设计洪水位57.91m情况下形成稳定渗流时下游坝坡稳定；（2） 正常蓄水位57.05m情况下形成稳定渗流时下游坝坡稳定；（3） 正常蓄水位57.05m降至死水位48.43m时上游坝坡稳定。2 非常情况：（1） 校核洪水位58.21m情况下形成稳定渗流时下游坝坡稳定；（2） 校核洪水位58.21m骤降至正常蓄水位57.05m时上游坝坡稳定。5.5.4.2 计算参数（1）计算断

123、面 根据规范要求，为了保持与渗流分析的一致性和计算成果的合理性，大坝坝坡稳定分析选用断面与渗流分析选用断面相同。（2）土层划分及其物理力学指标大坝稳定计算时共分为 3个区，大坝各分区物理指标见表5-5。 大坝坝坡稳定计算参数表 表5-5土的类别自然容重（kN/m3）饱和容重（kN/m3）C（kPa）（度）C（kPa）（度）填筑土料17.227.3172232.216坝基覆盖层16.527.21623.634.6255.5.4.3 分析方法（1）稳定渗流期 按规范确定边坡稳定计算采用瑞典条分法的有效应力法，不计及条块间作用力，以其中较小的安全系数作为依据。计算公式如下：K=Cbsec+(W1+W

124、2) cos（uwz）bsectg/(W1+W2) sin式中：K整个滑体剩余下滑力计算的安全系数；B土条宽度（m）；W1条块重力（KN）浸润线以上的条块实重；W2条块重力（KN）浸润线以下的条块实重；U稳定渗流期或水库水位降落期坝体或地基中的孔隙压条块的重力线与通过此条块底面中点半径之间的夹角；C、各土层的抗剪强度指标。（2）水位降落期库水位从校核洪水位降至正常高水位，由正常高水位降低至死水位两种工况下上游坝坡稳定复核。按规范确定边坡稳定计算采用瑞典条分法的总应力法，不计及条块间作用力，以其中较小的安全系数作为依据。5.5.4.4 稳定分析标准本水库大坝为5级建筑物，根据碾压式土石坝设计规范

125、（SL274-2001）规定，当采用计及条块间作用力的计算方法时，坝坡抗滑稳定安全系数，在正常运用条件下，就应不小于1.25；在非常运用条件下，应不小于1.15（不考虑地震情况）。当采用不计及条块间作用的瑞典圆弧法计算坝坡抗滑稳定安全系数时，应比前述数值小8%，即分别应不小于1.15和1.05。5.5.4.5 加固后大坝坝坡稳定计算成果与分析1 计算成果采用水利水电系统土石坝设计专用软件STAB2005进行计算，得到稳定分析计算成果见表5-6。大坝在各种运用条件下的最小安全系数的滑动面位置见图5.45.8。 大坝坝坡稳定计算成果表（瑞典法） 表5-6断面计算部位运行情况水位工况最小安全系数计算

126、值规范要求值0+050下游坝坡正常运用设计洪水位57.91m1.4091.15正常运用正常蓄水位57.05m1.3501.15非常运用校核水位58.21m1.2661.050+050上游坝坡非常运用校核水位降到正常高水位1.2281.05正常运用正常高水位降到死水位1.2411.152 成果分析从表5-6可以看出：下游坝坡在校核洪水位、设计洪水位和正常蓄水位形成稳定渗流时情况下均满足规范要求。上游坝坡在正常蓄水位和校核洪水位非常降落时均满足规范要求。图5-7 正常高水位（下游坝坡）滑弧模拟图图5-5 设计洪水位（下游坝坡）滑弧模拟图图5-6 校核洪水位（下游坝坡）滑弧模拟图图5-7 校核洪水位

127、骤降至正常高水位（上游坝坡）滑弧模拟图图5-8 正常高水位骤降至死水位（上游坝坡）滑弧模拟图5.5.4.6 综合结论除险加固后，七顶岩水库大坝渗流和坝坡稳定均能满足碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）要求，可见除险加固工程方案是可行的。5.5.5 大坝加固工程主要工程量编号工程或费用名称单位数 量第一部分 建筑工程一挡水工程(一)大坝坝顶工程坝顶修整m3125.40 C20砼路缘石m381.93 模板m21045.00 伸缩缝（聚乙烯泡沫板）m28.19 橡胶止水m10.45 300mm厚泥结石路面m2501.60 (二)防渗工程帷幕灌浆钻孔m1401.60 帷幕灌浆m1401.60

128、充填灌浆钻孔m343.20 充填灌浆m343.20 锥探灭蚁m967.20 (三)上游坝坡工程1坝坡护坡坝坡开挖m3815.94 坝坡回填m31566.66 100mm厚C20砼护坡m3198.97 花砖护坡m2459.80 100mm厚砂石垫层m3262.23 模板m22622.28 伸缩缝（聚乙烯泡沫板）m2347.46 排水孔50(PVC)m277.97 土工布(160g/m2)m292.66 2脚槽土方开挖m3139.78 C20砼脚槽m363.54 模板m266.88 伸缩缝（聚乙烯泡沫板）m211.70 3上游踏步土方开挖m320.00 C20混凝土踏步路缘石m31.60 模板m2

129、40.00 10cm厚碎石垫层m34.00 C20砼踏步m30.36 (四)下游坝坡工程1排水沟(纵向、坝肩)土方开挖m3165.00 土方回填(利用方)m366.00 C20混凝土m393.00 模板m2150.00 伸缩缝（聚乙烯泡沫板）m260.00 2下游踏步土方开挖m321.00 C20混凝土路缘石m31.68 模板m242.00 10cm厚碎石垫层m34.20 200mmC20砼踏步m30.38 3草皮护坡种植草皮m5608.20 4贴坡反滤体土方开挖m3205.9反滤料砂石铺设m366.30 反滤料碎石铺设m366.30 贴坡反滤干砌块石m3198.90 5.6 泄水建筑物除险加

130、固设计5.6.1 溢洪道现状溢洪道位于大坝左侧，净宽3.0m，为明渠形式。工程在2010年进行加固，底板及左右边墙为浆砌石矩形结构。消力池后无出水渠道，泄洪冲向下游田间道及耕地，行洪不畅。尾水塘堰溢水口宽度仅1.5m，不利于行洪。本次设计对原溢水口拆除重建，加固后溢水口尺寸，长3.0m，宽3.0m。新建人行桥，长3.8m，宽3.4m。桥墩及底板为浆砌石结构，桥面板为C20砼结构。溢洪道两岸地形较平缓，坡度不大，基本不存在边坡稳定问题，但底部表层及两岸均由第四系松散土层构成，泄洪时很容易被水流冲刷，洪水不能安全下泄。5.6.2 加固方案在不影响水库兴利库容的情况下，满足下游防洪要求、保证大坝安全

131、的基本原则，确定溢洪道底板高程及宽度均不变。消力池后接新建出水渠道，净宽1.5m，墙高1.0m，总长65m。底板及重力式边墙为M7.5浆砌石结构。5.6.3 溢洪道加固主要工程量编号工程或费用名称单位数 量二泄洪工程1新建出水渠道（65m)土方开挖m3462.80 砂石回填m3226.20 M7.5浆砌石边墙m3130.00 M7.5浆砌石底板m322.75 10cm厚砂垫层m322.75 2新建尾水塘堰溢水口及人行桥土方开挖m353.31 土方回填（利用方）m331.99 M10浆砌石桥墩m312.66 M7.5浆砌石底板m32.64 10cm厚砂石垫层m32.38 C20砼桥面板m33.8

132、8 模板m216.32 钢筋制安t0.08 栏杆m8.80 伸缩缝（聚乙烯泡沫板）m22.40 橡胶支座个4.00 5.7 输水建筑物除险加固设计5.7.1 输水涵管现状输水涵管位于大坝右侧，桩号0+010，输水管进水口高程48.43m，为方涵结构。进水口为老式梯级卧管，管身为条石砌筑，年久失修，不能正常运行。输水方涵为无压箱涵，有漏水现象，出水口无消能防冲设施，淤堵严重，水流直接冲刷坝脚。5.7.2 输水涵工程地质输水涵管位于坝体与坝基的结合部，坝基为燕山期二长花岗岩体（53）组成，为非可溶性岩，稳定性较好。岩体呈浅灰色，浅肉红色，中粗粒结构，块状构造，呈硬塑状态。其物理力学指标建议值其物理

133、力学指标建议值为：比重GS=2.02，天然重度=27.2kN/m3，压缩系数aV1-2=0.33MPa-1，压缩模量Es1-2=5.68MPa，抗剪强度指标为ccq=16.0kPa、jcq=24，渗透率15.91 Lu，地基允许承载力500kPa。输水管顶部为坝体填筑土，输水管与坝体结合不好，存在有管壁渗漏问题。5.7.3 输水建筑物除险加固设计5.7.4 工程布置因输水涵管取水高程较低，根据运行管理的要求，应设分层取水设施。针对输水涵管存在的问题，对进水建筑物-梯级斜卧管拆除重建，输水方涵采用钢管内衬加固，新建出水渠道，新增输水管进口闸门。（一） 输水涵管进口段拆除重建输水管进水段既可采用斜

134、卧管布置形式，也可采取深水闸室配置启闭机房的布置形式。本次设计就两种布置方案进行比较，选取经济合理、运行管理方便的方案作为设计推荐方案。方案一：拆除重建进水斜卧管卧管共分为15级取水口，第1级取水高程为57.13m，第15级取水高程为49.33m，平均每级高程为0.6m，其中第15级取水高程与死水位高0.9m。斜卧管按斜长1.86m分为1节，每节内安装单长1.5m的300预应力砼管，管外用0.15厚C25砼环套保护，每节接头处设现浇钢筋砼箱涵式连接段，箱涵顶板处设250的取水口，塞子为预制25的圆柱形C25砼，塞子表面外包10mm厚止水橡皮，橡皮用环氧树脂粘贴。斜卧管与输水涵管垂直相交处设1.

135、03.1m的箱涵式连接段，并在箱涵前端设0.40.5m的进水口，进水口高程为48.43m，配置平面铸铁闸门，尺寸为0.50.5m。此闸门仅在旱情特别严重年份取水库底层水时或需放空水库才开启。本方案工程直接投资5.43万元（含金结）。方案二：深水闸室配启闭机房的布置形式封堵原梯级斜卧管，新建水平进水闸室箱涵。进水底板高程48.43m，进口八字墙与闸室段共长6.0m，闸门布置与距进水口5.0m，闸门孔口尺寸为0.50.5m，矩形结构，与加固后内衬钢管相接。闸室上新建启闭机房、工作桥及排架。启闭机房高程为59.32m，工作桥为3跨简支梁板桥，单跨7m，桥宽2m。本方案工程直接投资18.94万元（含金

136、结）。方案比较斜卧管分级取水方案的优点是投资小，运行管理方便且运行的维护费用低。同时能解决灌溉水源需取水库表层水的问题。缺点是进水口运行时间长后密封不够严密，会有少量漏水。深水闸室水平取水方案的优点是止水条件好，高水位运行时确保安全。缺点是投资大，运行管理不便且后期运行维护费用大，同时满足不了分层取水的需要，不利于农田灌溉用水。综上所述两个方案，同时结合本工程总体投资额较小。设计推荐方案一，采用梯级斜卧管分层取水布置形式，对输水涵管进口进行拆除重建。（二） 输水涵管加固输水涵管为条石砌筑，断面尺寸为0.40.5m。设计对其进行钢管内衬加固。采用8mm厚300的圆形钢管进行内衬。条石涵管与钢管之

137、间采用回填灌浆封堵填，灌浆材料为水泥砂浆。施工时将钢管整体焊接完后顶推进原砌石涵管内，再进行回填灌浆。输水管出口后接土渠，设计对出口渠道进行衬砌，长度为7m。底板及边墙设计为0.3m厚的C20砼矩形结构。5.7.5 水力计算1输水能力计算对灌溉输水方涵过流能力进行复核。灌溉输水方涵设计最大引水流量0.30m3/s，按无压方涵自由出流考虑，计算公式可采用均匀流基本公式，见下： 式中 设计最大引水流量，0.30m3/s；过水断面面积，m2；谢才系数；水力半径，m；纵坡。经计算，方涵内水深为0.28m，水深满足设计过流要求。5.7.6 输水工程主要工程量表编号工程或费用名称单位数 量三输水管工程1斜

138、卧管进口段土方开挖m314.78 土方回填(利用方)m35.17 C10砼垫层m32.00 C20混凝土踏步m314.40 模板m218.00 混凝土进水塞m32.10 橡胶止水m14.00 2输水管进口段土方开挖m325.61 土方回填(利用方)m37.68 C10砼垫层m30.50 C20砼进水池m37.44 模板m24.96 钢筋制安t0.22 输水方涵钢管内衬m45.00 预埋灌浆管m135.00 水泥砂浆灌浆m33.60 3输水管出口段土方开挖m34.26 土方回填(利用方)m31.28 C20砼底板m33.36 C20砼边墙m35.04 模板m211.20 钢筋制安t0.25 5.

139、8 安全监测设计5.8.1 监测设施的现状七顶岩水库兴建于1975年，是地方政府和群众建成的，当时由于各种原因，没有布置观测设施。5.8.2 增设水位观测尺布置本次加固设计拟定在大坝上游踏步边新建水位观测尺，并在坝顶设百米桩、水库标牌等。6 金属结构6.1 金属结构基本情况本水库枢纽工程无金属结构及启闭设备。6.2 金属结构除险加固设计6.2.1 金属结构布置斜卧管与输水涵管垂直相交处设1.03.1m的箱涵式连接段，并在箱涵前端设0.40.5m的进水口，进水口高程为48.43m，配置平面铸铁闸门，尺寸为0.50.5m。表6-1 金属结构及设备主要工程量表编号项目名称及规格单位数量单 价合 价设

140、备费安装费设备费安装费第三部分 金属结构及安装工程4163 0 一闸门设备及安装工程4163 0 1铸铁闸门（0.50.5）1扇 (含埋件)t0.30 130003900 0 2设备运杂费（6.74）263 6.3 金属结构日常管理水库需要防控水库或低水位运行闸门，进行启闭作业。完成所需灌溉或维修任务后，关闭闸门。7 施工组织设计7.1 施工条件7.1.1 工程条件（1）对外交通七顶岩水库枢纽位于石首市桃花山镇小石桥村，距石首市城35km，交通主要靠公路，七顶岩水库枢纽有公路与桃花山镇小石桥村通村公路相接，可以满足本次施工的运输要求。（2）施工场地条件坝址区为平原地形，地势平坦，便于施工场地布

141、置。（3）建筑材料的来源，水电等供应条件本工程所需主要建筑材料有水泥、钢筋、柴油、汽油、板、板材，所有材料全部从石首市城购买。砂、块石、碎石从石首市五码头购买，距工地运距30.0km，汽车运往工地。工程的施工用水、用电较为方便，施工用水可直接从水库中提取，用水水质和水量均能满足生产需要，施工用电可直接就近接桃花山镇小石桥村村用电源，电源可以满足施工要求。7.1.2 自然条件流域位于北亚热带大陆性季风气候区，受冷暖空气交替的影响，雨量充沛，光照充足，无霜期长，为232天。流域年平均气温17.3，最高气温38.3，最低气温-12.6，水库多年平均最大风速为15m/s。流域多年平均降雨量为1060m

142、m，最大降雨量为1699.99mm（1964年），最小降雨量为870.0mm（1986年），年内分布不均匀，主要集中在46月，降水量占全年降水量的65%左右。7.2 施工导流7.2.1 导流建筑物的级别，设计洪水标准及导流流量本次永久挡、泄水建筑物属5级建筑物，根据水利水电工程施工组织设计规范和本工程的具体条件及施工导流阶段的要求，临时建筑物级别定为5级，相应确定该工程导流建筑物洪水标准采用五年一遇洪水标准设计。7.2.2 施工导流方式根据工程现状及施工工期安排，汛期过后通过现有输水涵管泄水，将库水位降低至死水位48.43m，然后在输水涵管进口作粘土围堰，进行输水涵管的施工。大坝上游坡面护坡战

143、线较长，采用施工围堰来保证护坡施工不太现实。在库水位降低至48.43m后随即施工，之后随着工程进展，护坡面逐渐上升，库水位也随之恢复至正常运行状态。溢洪道工程施工争取在枯水期施工，基本不受库水位的限制。在不需围堰进行保护时，对围堰进行拆除。7.3 主体工程施工本工程主体工程施工包括大坝上游砼护坡、坝体下游贴坡排水；溢洪道边墙的修建；输水涵管拆除重建。其主要工程量见表7-3：表7-3 主体工程主要工程量表编号工程项目工 程 量土方 开挖（m3）土石方 填筑(m3)混凝土(m3)浆砌石(m3)干砌石(m3)帷幕灌浆（m）模板(m2)袋装粘土围堰围堰 拆除钢筋(t) 一建筑工程1059.15 112

144、2.27 480.16 152.75 198.90 2369 4016.64 0.55 1挡水工程551.70 881.94 441.45 0.00 198.90 2369 3966.16 0.00 2泄洪工程462.80 226.20 3.88 152.75 0.00 16.32 0.08 3引水工程44.65 14.13 34.84 0.00 0.00 34.16 0.48 二临时工程195.00 195.00 合 计1059.15 1122.27 480.16 152.75 198.90 2369 4016.64195.00 195.00 0.55 7.3.1 大坝施工工程7.3.1.1

145、 土方工程土方开挖主要采用0.51m3反铲挖掘机挖装，排水沟与脚槽土方主要由人工开挖，胶轮车运至临时堆碴场，采用510t自卸汽车运输。7.3.1.2 砼施工大坝上游采用现浇砼护坡，采用0.8m3移动式拌和机拌制，机动翻斗车、胶轮车运输入仓，振捣器振捣的方法施工。7.3.1.3 下游草皮护坡大坝下游采用草皮护坡，采用人工先修筑好坝坡，铺一层腐质土，采用人工在其上撒种草籽。7.3.2 输水涵管施工溢洪道砼施工采用0.8m3移动式拌和机拌制，机动翻斗车、胶轮车运输入仓，振捣器振捣的方法施工。7.3.3 施工交通运输7.3.4 对外交通七顶岩水库枢纽位于石首市桃花山镇小石桥村，七顶岩村距石首市35km

146、，交通主要靠公路，七顶岩水库枢纽有公路与桃花山镇小石桥村通村公路相接，可以满足本次施工的运输要求。本工程对外交通的主要任务是主要承担施工期的物质，施工机械设备和生活物质的运输。7.3.5 场内交通本次工程属于加固工程，场内交通现有部分道路，为了便于施工，需修建大坝至弃料场0.5m，施工材料加工厂到大坝、溢洪道、输水涵管等共计1.0km的施工道路，路面宽3m，路基为土基。7.4 施工工厂设施根据本工程规模及施工条件，确定其辅助企业及设施项目主要有：砼拌和系统，钢筋加工厂，木材加工厂等。为了便于管理和方便施工，其辅助企业及设施就近安置。7.5 施工总平面7.5.1 施工总布置的规划原则（1）根据工

147、程规模，施工场地条件，确定采用集中与分散相结合的布置方式。（2）场地布置即要便于施工，又要不影响施工区现有设施。（3）充分利用管理处现有设施，减少临时工程规模。（4）施工布置尽量少占耕地。7.5.2 施工房屋建筑根据主要工程项目工程量及施工总进度计划确定的施工强度估算房屋建筑规模如下：总建筑面积100m2, 其中钢筋加工厂30m2,木工加工厂建筑面积20m2,水泥工棚50 m2。7.5.3 施工占地本工程施工占地项目有：施工道路、弃碴场、施工辅助企业、仓库、施工管理及生活用房。弃碴及材料加工厂为临时占地1.5亩。表7-4 主要施工建筑占地面积序号项目各段及规格建筑面积（m2）1钢筋加工厂302

148、木材加工厂203水泥工棚507.6 施工总进度7.6.1 施工进度安排本工程施工安排在第一年10到第二年7月。总工期为10个月，编制施工进度具体详见施工进度表。7.7 主要材料供应7.7.1 主要材料数量表7-6主要材料数量编号工程项目材 料 用 量水泥(t)碎石(m3)砂(m3)块石(m3)钢筋(t)板枋材(m3)柴油(t)汽油(t)人工 (万工时)一建筑工程138.03 412.21 289.74 351.65 0.55 9.60 0.44 1.28 0.67 1挡水工程126.74 379.03 247.65 198.90 0.00 8.83 0.30 0.90 0.47 2泄洪工程1.

149、11 3.33 22.75 152.75 0.08 0.08 0.11 0.33 0.17 3引水工程10.17 29.86 19.34 0.00 0.48 0.70 0.03 0.04 0.02 8 水库淹没处理和工程占地以及房屋拆迁七顶岩水库除险加固工程建设中的拆迁占地和移民安置以水利水电建设征地和移民安置设计规范、中华人民共和国耕地占用税暂行条例及石首市人民政府有关建设用地管理规定等为依据进行规划设计。8.1 水库淹没范围及淹没损失根据本次防洪复核成果，七顶岩水库正常高水位为57.05m，没有增加，因此本次除险加固工程，不存在库区淹没损失和淹没处理问题。8.2 工程占地及补偿标准工程在建

150、设及施工当中，临时占地1.5亩，补偿标准按1500元/亩。9 工程管理9.1 主要设计规范及相关法律法规（1）中华人民共和国水法（2）中华人民共和国防汛条例（3）中华人民共和国水土保持法（4）水利工程管理单位编制定员试行（SLJ705-81）（5）水库工程管理设计规范（SL106-96）（6）土石坝安全监测技术规范（SL60-94）（7）水库渔业设施配套规范（SL95-94）9.2 管理机构及人员编制除险加固后，七顶岩水库仍由桃花山镇小石桥村负责管理，水库日常管理工作委托给养殖承包者，技术指导由桃花山镇农村水利服务中心负责。9.3 管理范围及保护范围根据水库工程管理需要，结合七顶岩水库自然地理

151、条件和当地情况，按照水库工程管理设计规范（SL106-96）的有关规定，确定工程管理范围和保护范围。9.3.1 工程管理范围工程管理范围包括工程区和生产、生活区（含后方基地）。工程区管理范围包括大坝、溢洪道、输水涵管、观测设施、通讯及交通设施和水库征用线以内的库区。生产、生活区管理范围包括：办公区、仓库、职工宿舍、福利设施等。9.3.2 工程保护范围工程保护范围：除险加固工程实施后，工程管理范围边界线外延，主要建筑物外延200m，一般外延50m。水库保护范围：由坝址以上，库区两岸（包括干、支流）土地征用线以上至第一道分水岭脊之间的陆地。9.4 管理设施9.4.1 生产、生活设施管理单位的生产、

152、生活区建设，本着有利管理、方便生活、经济适用的原则，合理确定各类生产、生活设施的建设项目、规模和建筑标准。管理单位生产、生活区建设项目包括：公用建筑、生产和辅助生产建筑、生活福利及文化设施建设、环境绿化设施等。9.4.2 工程观测设施七顶岩水库自建库以来无观测设施项目。为掌握水库工程运行情况，确保水库安全，必须实施安全观测自动化，观测项目亟待补充完善。根据七顶岩观测设施现状，依照土石坝安全监测技术规范（SL60-94）的有关规定，布置工程观测设施：（1）上游水位监测在大坝上游坝坡踏步旁边设置水位观测尺。9.4.3 道路与交通七顶岩水库有村村通公路直达库区，交通便利，本次工程加固只需要修建上坝泥

153、结石防汛交通路1.0km，以利于工程的维修、养护、观测及防汛。9.4.4 其它设施为满足工程管理和防汛抢险的需要，设程控电话一部。9.5 水库调度与工程运行管理9.5.1 水库调度运行管理七顶岩水库加固后，正常蓄水位57.05m，水库死水位48.43m，水库加固后，调度仍维持原调度原则不变。9.5.2 工程维护对大坝的护坡等工程应进行经常性的检查，有损坏应及时维修。对设备的检查维修情况应及时记录并存入技术档案。9.6 环境美化与绿化1、加强水库库区水土保持和流域治理工作，特别对管理区、水库坝区，周边库区进行绿化造林；2、杜绝承雨面积内建污染企业，保障水资源可持续利用和水库水源的水质；9.7 综

154、合经营与渔业根据水库工程管理设计规范（SL106-96）的规定，合理开发渔业养殖潜力。10 环境保护设计10.1 设计依据及标准10.1.1 设计依据（1）中华人民共和国环境保护法（2）中华人民共和国水土保持法（3）水利水电工程初步设计报告编制规程（DL5021-93）（4）建设项目环境保护设计规定（国环字87第002号文）10.1.2 采用的标准与规范地表水环境质量标准（GHZB1-1999）生活饮用水卫生标准（GB5749-85）污水综合排放标准（GB8978-96）环境空气质量标准（GB3095-1996）城市区域环境噪声标准（GB3096-93）建筑施工场界噪声限值（GB12523-9

155、0）给水排水标准规范实施手册环境监测技术规范水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准（1998）10.2 环境影响评价七顶岩水库除险加固工程主要施工项目包括大坝加固，溢洪道续建，输水涵管加固，金属结构加固等。工程对环境的影响主要体现在施工期生产、生活废水的排放对七顶岩水库水质的影响，施工生产对周围环境噪声、环境空气和人群健康的影响，以及施工引起的水土流失、拆迁安置等影响。施工期间，工程施工产生的生产性废水以及施工人员产生的生活污水，若不妥善处理，任其自然排放，进入水库将影响到库岸边水质。工程用施工机械及车辆，工作时其产生的噪声和燃油机械及运输车辆排放的废气、扬尘，将对附近区域环境质量、施工

156、人员及附近居民人身健康产生影响。七顶岩水库除险加固工程施工期对环境造成的不利影响，通过采取一定的环境保护措施，其影响是暂时的，可以控制在标准范围内，工程完工后，对环境无任何不利影响，可防止下游保护区产生洪水泛滥，水土流失，对区域经济的发展有利。10.3 环境保护设计10.3.1 施工期环境保护10.3.1.1 水质保护保护标准为施工生产废水、污水排放执行污水综合排放标准（GB8978-96）一级标准。沙石料冲洗水设计采用沉淀池进行处理，降低无机悬浮颗粒的浓度。砼养护产生的碱性废水，收集进入集水井，投加药剂（工业硫酸）后进入沉淀池进行中和沉淀处理，达标后排放出水。机械车辆保养冲洗废水，水质中污染

157、物主要为石油类，因此实行定点保养冲洗，含油废水经排水沟收集后进入集水井，进行油水分离，保证出水水质达标。生活污水，根据污水的水质和排放要求，采用新型生物处理化粪池进行处理。10.3.1.2 环境空气保护采用环境空气质量标准（GB30951996），居住区、农村区执行二级标准。水泥装卸过程中，应保持良好的密封状态；细骨料堆放设置简易棚，防止被风吹散；砂石料加工系统的砂、石原料适度加湿。定期检查砼拌和系统收尘器的除尘效果，及时清理尘碴。进场公路和场内运输繁忙路段要经常进行管理、养护，干燥季节道路要坚持每天洒水，并限制施工车辆速度。对汽车尾气，要强化对车辆排放性能检测，强制未达标车辆进行正常维修保养

158、，同时使用零号柴油和无铅汽油。10.3.1.3 噪声防护（1） 保护标准施工场地的噪声控制标准参照建筑施工场界噪声限值（GB12523-90）执行。施工区运输车辆，以不同的车辆种类按机动车允许噪声（GB121495-79）标准控制。（2） 污染源施工期间，工程产生的噪声污染源主要为施工机械设备运行产生的噪声、车辆运输产生的交通噪声等。（3） 防治措施加强对机械设备的维修和保养，减振降噪，震动大的设备要尽可能地远离噪声敏感区设置，在场地周围敏感人群较多时，尽可能将其靠近场地中央设置。高噪声设备旁的值班室、休息室，采用多孔声材料进行隔声，避免施工人员长时间受噪声污染。调整钢筋加工和砼拌和系统施工时

159、段，晚间10时至凌晨6时停止施工；施工区内车流量较大的道路禁止鸣笛；对砼搅拌机、钻机等较强噪声源处工作的施工人员进行个人防护，发放防噪用具，严格执行劳动保护措施。10.3.1.4 人群健康保护（1） 保护目标和要求加强和完善流行病、传染病疫情监测报告制度，预防和控制重点传染病。加强卫生监督监测，改善卫生状况，预防和控制介水传染病及食物中毒，及时处理突发事件。（2） 污染源施工期间，对人群健康的影响因素主要体现在施工场地的卫生状况、食品卫生、施工人员居住条件和钻孔爆破法施工对居民生命财产安全的影响等方面。（3） 保护措施 施工区卫生清理工程准备期，结合场地平整，对施工区、生活办公区、施工人员集中

160、活动场所进行卫生清理和消毒，消毒药剂选用生石灰（袋装粉状），同时清理固体废物。此外，对施工人群活动较频繁的作业区和临时的人群居留地进行灭鼠工作，采用鼠夹法或毒饵法（溴敌隆颗粒）。 施工现场卫生设施设置禁止施工人员乱丢一次性塑料饭盒、筷子，在办公生活区等处的适当位置，尤其施工人员就餐密集区设置垃圾容器，储存一次性饭盒、筷子、果皮等垃圾，并对垃圾进行及时清运，集中处理。在施工人员活动相对集中的施工场地设置水冲公共厕所，粪便委托当地环卫部门清理。 食品卫生及食物中毒的预防处理业主配合地方卫生防疫部门定期对提供饮食服务的工作单位及环境进行检查，做好清洁卫生工作。发生食物中毒，及时向石首市卫生防疫部门报

161、告，同时作好食物中毒的调查。 疾病预防及卫生防疫施工人员进场前，对其中20%的人员进行检疫，检疫项目为当地常见的几种传染病。发现传染病者，必须对患者隔离治疗，切断传播途径，若发现病情出现流行趋势，尽快采取防治措施。为提高施工人员对疾病的抵抗能力，防止各种传染病在施工人群中爆发流行，按全国计划免疫工作条例有关规定，在施工区开展免疫工作。其中，痢疾、疟疾可采用药物预防，病毒性肝炎、钩端螺旋体病、流行性乙型脑炎等采用预防接种和服药。 饮用水保护施工期间，加强对取水、净化、蓄水、输水和配水等设备的管理，建立卫生的放水、清洗、消毒、检修等制度及操作规程，以保证供水质量达到国家生活饮用水卫生标准。10.3

162、.2 运行期环境保护10.3.2.1 水质保护（1） 保护目标运行期，通过削减库区及库区上游的点污染源和面污染源的入库污染负荷量，控制库区水质出现富营养化及其它水质污染问题，确保库区水质目标。（2） 保护措施 点污染源治理据调查，目前库区没有大型的工业污染源。库区人口居住比较分散，并且生活污水大都分散排放至自家茅厕，经生物发酵后直接用于农田或菜地，不直接排入七顶岩水库。 面污染治理面污染源是指在降雨径流的淋溶、冲刷作用下，大气、地面和地下的污染物进入水库而造成的污染。面污染源治理涉及面广，因素复杂，需要各部门协作治理。运行期间，控制库区沿河及其上游河段工矿企业的废水排放量，并对面污染源进行治理

163、，避免库区水质出现富营养化及其它水质污染问题，同时要执行国家制定的法规、条例。 管理措施制定区域污染物排放标准。在对七顶岩水库水体进行环境质量研究的基础上，按库区水质目标，以总量控制和浓度控制相结合的原则，制定区域污染物排放标准，控制入库污染物量。此外，开发旅游景点，应加强管理，注意避免除险油类废水、垃圾对库区水质的影响。健全环保管理机构。对水库水资源开发利用和保护要实行统一管理。工程管理局内要设置环保机构，下设管理、环境监测等部门，库周各镇、乡成立相应环境管理监测站，负责所辖区域水质监测和污染源控制。10.3.2.2 人群健康保护运行期的人群健康保护对象主要是库区移民及原居住居民。落实移民安

164、置区的给排水设施、固体废弃物等环保设施的设置情况，并定期检查其应用情况。同时要加强库区虫媒传染病、介水传染病的预防，若发现这些传染病，要及时进行治疗，避免传染病扩散蔓延。10.3.2.3 生态环境保护（1）水生生物保护工程实施后给库区自然增殖和人工养殖创造了较好条件，有利于发展库区渔业，是一种积极的资源优化更新措施。业主对坝下渔池进行相应改造，发展名优水产养殖。可通过人工开发，改变库区鱼的种类，养殖适宜库区生长的种群，如青、草、鲢、鲫等鱼类。（2）环境地质保护加强监测工作，建立库岸稳定等地质灾害观测系统。10.4 环境管理与监测10.4.1 环境管理10.4.1.1 管理机构七顶岩水库管理处应

165、安排专人负责施工中的环境管理工作。参与工程建设的各专业施工单位应配置专业环保人员或由环境监理工程师代理，配合业主作好施工中的环境保护工作。（1） 管理目标 防止在施工期和运行期引起生态环境破坏； 防止施工环境污染，保护好七顶岩水库及周边环境； 搞好水土保护，保护七顶岩水资源的可持续供给能力； 负责对水污染事故和破坏生态事故的处理。（2） 管理任务施工前期：落实生态补偿和污染防治的各项经费；部署工程施工过程中的环保工作，做好施工区环保工作的各项准备。施工期：对工程施工中各项环保措施执行情况进行督查；做好施工期生态破坏和污染事故的预防工作，对突发性事故应有应急措施；组织实施施工期环境监测，定期编制

166、施工区环境质量报告，报上级主管部门；在施工后期，组织好施工区生态环境恢复和改善工作，如施工迹地恢复、施工区绿化等；运行期：重点做好水库水源水质保护，并根据水源水质保护办法，加强库区环境管理；组织实施水库运行期的水质、水文、生物等监测工作；预防并处理水污染事故等。10.4.2 环境监理监理机构：配备环境监理工程师一名，纳入工程监理，不另设环境监理机构。监理内容：根据国家环保法律、法规政策，以及施工合同中环保条款，通过日常巡视、监控、督导、旁站、下发指令性文件等方式，监督、审查和评估施工环境保护措施的执行情况，及时发现和指正施工单位的违反环境保护政策行为，确保建设行为的合法性、合理性、科学性和安全

167、性。同时通过提交日记录、月报和环境监理进度报告，及时将监理情况反馈给工程监理方和建设方，从而促使建设项目按计划的投资、进度和质量全面最优化地实现。10.4.3 环境监测监测目的：施工期，对施工区水质、环境空气和噪声进行监测，以便及时掌握各施工阶段的环境污染程度和范围，为减免工程对环境的不利影响提供科学依据。建立疫情报告制度，了解施工人员的健康状况，保障工程顺利进行。运行期，对水质、水文、泥沙等项目进行监测，确保水库的正常运行。监测机构设置：监测任务由当地有资质相关行业部门监测单位承担，由工程环境管理部门组织实施。10.4.4 监测计划10.4.4.1 施工期监测 水质监测监测点布设：设水质监测

168、点1个，设在水库取水口处。监测项目：PH、悬浮物、高锰酸盐指数、石油类、总磷、大肠杆菌群共计6项。监测频率：施工高峰期每月两次、非高峰期酌减。 排污口监测监测点布设：在人工砂石料系统废水排放口设1个监测点。监测项目：PH、悬浮物共计2项。监测频率：施工高峰期每月两次、非高峰期酌减。 环境空气质量测点布设：在桃花山镇小石桥村处设测点一个。监测项目：总悬浮微粒、氮氧化物共2项。监测频率：施工高峰期每月两次、非高峰期酌减。 噪声测点布设：与环境空气监测点一致。监测项目：区域环境噪声、交通噪声。监测频率：施工高峰期每月两次、非高峰期酌减。 人群健康由地方卫生防疫部门按国家规定的疫情报告制度包括的内容进

169、行。11 水土保持设计11.1 编制目的根据施工组织设计，七顶岩水库除险加固工程需整修下游坡脚排水设备、整修和完善大坝上、下游坝面护坡，重建灌溉涵洞、完善工程管理设施等工程。本工程在施工期将产生一定量弃土弃渣，损坏现有林草植被，如果任意让地表裸露或弃土弃渣随意倾倒、堆放在河边、河滩、耕地中，将造成严重的水土流失，淤积河道，同时对土地资源也将造成不容忽视的破坏和浪费。依据中华人民共和国水土保持法和中华人民共和国水土保持法实施条例的有关规定，对开发建设项目编制水土保持文案，其目的是：（1）通过调查工程建设对工程区及周边区域水土保持设施的损坏情况，预测因工程建设可能产生的水土流失及其危害，提出相应的

170、防治对策和具体措施。（2）保持防洪工程安全，防止水土流失，改善生态环境。（3）为水土保持工程建设提供技术依据。（4）为工程区水土保持工作指出方向。（5）为监督管理工作提供技术服务。11.2 编制依据11.2.1 法律法规（1）中华人民共和国水土保持法（1991年6月29日）（2）中华人民共和国水土保持法实施条例（1993年8月1日）（3）中华人民共和国河道管理条例。（4）中华人民共和国管理条例。（5）“关于印发电力建设项目水土保持工作暂行规定的通知”（水利部、国家电力公司水保1998423号文）。（6）湖北省实施中华人民共和国水土保持法办法。（7）水土保持生态环境监测网络管理办法。（8）湖北省

171、人民政府关于划分水土流失重点防治区公告（鄂政发200047号）。（9）湖北省人民政府关于征收水土保持设施补偿费和水土流失防治费的通知（鄂政发200028号）。11.2.2 技术规范与标准（1）开发建设项目水土保持方案技术规范（SL204-98）。（2）水土保持综合治理规划通则（GB/T15772-1995）。（3）水土保持综合治理技术规范（GB/T16453-1996）。（4）水土保持综合治理效益计算方法（GB/T15774-1995）。（5）土壤侵蚀分类分级标准（SL190-96）。11.2.3 相关设计文件（1）湖北省石首市七顶岩水库除险加固工程初步设计报告有关章节。（2）湖北省石首市水土

172、保持规划。11.3 工程概况七顶岩水库位于湖北省石首市桃花山镇小石桥村，距石首市城35km，水库承雨面积0.33km2，总库容14.64万m3，是一座以灌溉为主，兼顾供水、防洪等综合效益的小（2）型水库。工程建设性质为改扩建工程，根据施工组织设计，计划施工期从第一年10月至第二年7月，总工期10个月。主要工程项目有：（1）土方开挖大坝土方开挖工程量1059.15m3。（2）土方回填土石方回填量1122.27 m3。（3）混凝土浇筑混凝土浇筑量共计480.16万m3，采用常规方法施工，主要的施工地点有：大坝上游混凝土护坡混凝土施工、输水涵管加固。（4）内外交通工程区现有对外交通条件可满足工程建设

173、要求。场内交通需建临时道路共计1.0km。11.4 工程项目区水土流失及水土保持现状根据工程情况及其产生的水土流失特点，采取工程措施和植被措施，结合土地整治对防治对象进行综合治理，以减少或避免工程引起的水土流失。为防止地表径流冲刷，以及料场排水造成的水土流失，料场取土时要采取削坡开级措施，并在周边设置排水系统。工程开挖根植土、土方填筑产生的弃土料尽量回用。工程拆迁安置区应结合当地水土保持要求进行水土保持规划，尽量少占耕地，防止造成水土流失。在进库公路和场内2条道路修筑工程中产生的弃渣就近运至弃渣场进行集中处理，道路两侧修筑排水沟。另外在道路两旁适当考虑布置绿化带。11.4.1 损坏原地貌、土地

174、和植被情况预测七顶岩水库除险加固工程施工是在原有建筑物基础上，工程施工基本在原水库管辖的范围内进行。根据本工程的特点，施工造成新的水土流失项目主要包括主体工程建设、土料场开挖、弃土弃渣及废弃物堆放、临时施工占地等。11.4.2 弃土石渣量的预测及其分布本工程土石方经充分利用后，将产生弃渣60m3，弃渣量较小，在大坝下游0.5km设弃渣场，弃渣较为方便，占地0.5亩。施工人员在施工期将产生少量的生活垃圾可就地集中清理。11.4.3 可能造成的水土流失量预测基础建设项目水土保持是一项新研究的课题，其水土流失预测理论及数理模型尚未建立，实际操作容易出现偏差。根据测算，粘度、内摩擦角等都会发生很大变化

175、。因此，抗风化和冲蚀能力明显下降，侵蚀强度一般原来增大27倍，侵蚀模数也相应增大27倍不等。扰动地面的水土流失预测采用“加速侵蚀系数法”的计算公式：MsFAPTMMsMoF（A1）PT式中：Ms预测期水土流失量（t）； Mo原有水土流失量（t）； M建设期新增水土流失量（t）； F加速侵蚀面积（hm2）； A加速侵蚀系数（27）；取3 P原生地表土壤侵蚀模数（t/km2a）； T预测时间（a）。针对不同工程施工工艺、方式等产生水土流失特点进行预测，经计算，施工期内扰动地面的新增水土流失量为0.011万t。对于弃土弃渣的流失量的预测采用下式计算（类比法）：Ws2DeiWi式中：Ws2排放弃渣产生

176、的流失量（t） Dei各弃渣场堆放的弃渣量（t） Wi各弃渣场的流失系数。影响弃渣流失系数的因素较多，主要与弃渣堆放的地形部位、暴雨径流等动力条件、弃渣物质组成以及防治措施等四项因素有关。根据现场调查，本工程弃渣为土石混合体，堆放于河滩山丘之间，结合本工程区降雨强度综合考虑，弃渣流失系数取0.2。本工程弃渣场内弃渣60m3，经计算，弃渣造成的流失量为12m3，弃渣的混合容重取1.5t/m3，折合18t。11.4.4 水土流失可能造成的危害工程建设过程中，工程征地范围内的地表将遭受不同程度的破坏，局部地貌将发生较大的变化，如不采取水土保持措施，将产生新的水土流失，淤积渠塘河道，影响河道行洪，降低

177、土地肥力，对区域土地生产力以及当地的生态环境产生不同程序的影响。11.4.5 水土保持方案措施全面贯彻有关水土保持法律、法规。密切结合水库加固工程特点，从实际出发，坚持工程措施和植物措施相结合，认真贯彻“预防为主，全面规划，综合防治，因地制宜，加强管理，注重效益”的水土保持方针；结合工程施工进度，坚持水土保持设施建设与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用的“三同时”原则；坚持水土保持与环境绿化、美化相结合的原则；确保工程安全第一原则。11.4.6 防治目标七顶岩水库除险加固工程水土保持方案总的目标是：使新增水土流失得到有效防治，改善建设区生态环境，实现防洪工程安全、环境优美。扰动土地的治理

178、率达90%以上，拦渣率达95%以上。11.4.7 防治责任范围本工程防治责任范围分为项目建设区和直接影响区两个部分。项目建设区临时占地1.5亩。本工程没有移民，直接影响区较小，本次暂不计算。则本工程防治责任范围总面积为2.5hm2。11.4.8 水土保持治理分区根据建设活动类别、工程布局、防治责任、水土流失特点等，对防治责任范围划分为3个水土保持治理区：主体工程区、弃渣治理区，施工附属企业区。11.4.9 防治措施根据工程建设区地形、地质、土壤条件及区域水土流失状况，结合施工特点、施工布置和建设区近远期发展规划，以及所产生的水土流失影响和防治目标，统筹制定水土保持措施。按照工程措施和植物措施相

179、结合、重点治理和一般防护相结合、安全保持和水土资源保持相结合、治理水土流失和恢复、提高土地生产力相结合原则，对建设区水土流失进行系统、全面设计，形成完整的水土流失防治体系。（1）主体工程治理区大坝迎水坡采用护坡保持，溢洪道采用混凝土护坡。建筑物坝体充填灌浆、坝基帷幕灌浆防渗处理。防汛公路为泥结石路面。这些措施能有效地保持水土、防止新的水土流失发生。（2）弃渣治理区水库弃渣主要包括水工建筑物除险加固土石方开挖、砼及砌石拆除。产生弃渣需要进行合理安置，以避免由此产生新的水土流失。按照“充分利用，就近填洼，讲求经济”的原则，就不同弃渣来源分别安排。（4）施工附属企业区施工生产办公房及生活设施合计占地

180、100m2，考虑施工期较短，场地较平整，该区治理以临时性植物措施为主。在水库坝顶防汛公路的修建过程中，已考虑公路两侧排水的要求，考虑坝顶防汛公路的特殊的地理位置，不再考虑植树措施。11.4.10 水土流失监测为了适时掌握项目区原生水土流失状况，工程水地流失及其危害，测算水土保持措施的实施效果，为工程建设服务。在工程开工建设的第一年的年初就应建立好水土流失监测体系。监测内容包括水土流失量的监测、水土流失危害监测、水土保持工程效益的监测等。应委托具有一定资质的、有相应的监测设备和仪器的单位进行水土流失监测，并建立相应的监测制度。为了保证工程水土保持工作的实施，工程建设单位应在组织领导、技术保证、投

181、资落实和使用管理、监督保障等方面采取有力的措施。11.4.11 水土保持防治六大目标值一、水土保持防治六大目标值的计算1、扰动土地整治率=扰动土地整治面积/扰动地表面积（%）扰动土地整治面积含水保措施面积（工程、植物）、永久建筑物面积和硬化面积扰动地表面积不包括不扰动的水域面积2、水土流失总治理度=水土流失治理达标面积/水土流失总面积（%）水土流失治理达标面积是指采取水土保持措施后使土壤流失量达到容许流失量以下的面积（工程、植物）水土流失总面积不含未扰动的微度侵蚀面积3、土壤流失控制比=项目区土壤侵蚀模数容许值/治理后土壤流失模数平均值土壤流失控制臂越大、治理效果越好。治理后土壤流失模数平均值

182、指各防治分区面积加权平均综合值。4、栏渣率=实际拦挡的弃渣率（石、土）量/总弃渣（石、图）量（%）弃土弃渣量也包括临时弃土弃渣量5、林草植被恢复率=植物措施面积/责任范围可恢复植被面积（%）可恢复植被指现有技术和经济可行性条件下的适宜恢复的植被，不含耕地和复耕面积6、林草覆盖率=林草类植被措施面积/建设区总面积（%）建设区总面积不含水利水电工程中的水库淹没面积根据开发建设项目水土流失防治标准（GB50434-2008）中“第五章防治标准等级与适用范围”划分，本水库除险加固工程所在区域属按照三级标准控制，修正系数如下表：水土流失防治目标计算表防治指标规范标准值按降水量修正按土壤侵蚀强度修正按地形

183、修正采用目标值扰动土地整治率（%）9090水土流失总治理度（%）80383土壤流失控制比0.411栏渣率（%）90-585林草植被恢复率（%）90393林草覆盖率（%）1531812 工程概算12.1 工程概况七顶岩水库位于石首市桃花山镇小石桥村境内，属截冲支流，距石首市区35km。坝址以上控制承雨面积0.33km2。工程于1957年11月动工兴建，1975年12月竣工投入运行，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小（2）型水库。流水口水库除险加固工程主要工程建设内容包括：（1）挡水建筑物加固大坝上游新建砼护坡；下游新建草皮护坡；新建下游坝坡贴坡排水及纵、横排水沟；坝顶新增路肩石及泥结

184、石路面；坝基帷幕灌浆钻孔，充填灌浆及锥探白蚁防治。（2）泄水建筑物加固 消力池后接新建出水渠道，净宽1.0m，墙高1.0m，总长60m。（3）输水建筑物加固 斜卧管进口段混凝土进水塞封堵，输水管进口段输水方涵钢管内衬。（4）配套设施的完善与改建主要包括工程安全监测设施配套建设、上坝公路和办公楼改造等。工程总投资222.63万元。其中建筑工程177.72元，金属结构及安装工程0.42万元，临时工程11.12万元，独立费用25.61元，环保及水保投资8.26万元。工程静态总投资214.37万元。本工程的主要工程量为：土石方开挖1059.15m3，土石方回填1122.27万m3，浆砌石152.75m

185、3，混凝土480.16m3，钢筋0.55t。主要材料：碎石412.21m3，砂289.74m3，水泥138.03t，汽油1.28t，柴油0.44t，人工0.67万工时。12.2 编制依据12.2.1 编制依据本工程主要执行鄂水利【2005】03号文颁发的水利工程设计概（估）算编制规定的通知。12.2.2 编制定额依据建筑工程执行水总【2002】116号文颁发的水利建筑工程概算定额。设备安装工程采用水建【1993】63号文颁发的中小型水利水电设备安装工程概算定额。施工机械台班费执行水总2002116号文颁发的水利工程施工机械台时费定额。12.2.3 编制基础单价依据1、人工单价预算单价为：工长：

186、6.83元/工时 高级工：6.34元/工时 中级工：5.35元/工时 初级工：2.92元/工时。2、施工用电单价计算采用20111101号文件。电价1.07元/度，水0.60元/m3 ，风0.19元/m。3、水泥、钢材、柴油、汽油、砂、块石、采用2013年第二季度期材料价格，材料预算价按当地提供的原价加运杂费、采保费。水泥32.5级为459.08元/t, 水泥42.5级为500.28元/t，钢筋5176.48元/t，板枋材1718.04元/m3，汽油9042.35元/t，柴油8060.53元/t，砂87.70元/m3，碎石91.82元/m3 ，块石89.77元/m3，其中水泥、钢材、柴油、汽油

187、、块石、碎石、砂限价计入工程单价，余额以补差形式计算税金后计入相应单价中。其基价分别为水泥270元/t，钢筋2700元/t，柴油3300元/t，汽油3400元/t、块石、碎石、砂分别为70元/ m3。4、设备运杂费按设备原价的6.74%计。12.2.4 取费标准建安工程单价中各项费率按鄂水利【2005】3号文颁发计算，取费标准如下：1、其他直接费：建筑工程按直接费的2.00, 安装工程按基本直接费的2.70；2、现场经费：土石方工程按直接费的7.0，砼、模板工程按直接费的8.0，钻孔灌浆及锚固工程按直接费7%计，其他工程按直接费6%计，安装工程按人工费45%计；3、间接费：土石方工程按直接费的

188、7.0，模板工程按直接费的6.0、砼工程按直接费的5.0，钻孔灌浆及锚固工程按直接费7%计，其他工程按直接费6%计，安装工程按人工费50%计；4、企业利润：按直接工程费与间接费之和的7.0%计；5、税金：按直接工程费、间接费、计划利润三项之和的3.22。12.3 金属结构按设计提供的清单，根据目前市场价格计算。12.4 临时工程其它临时工程不计。12.5 其它费用科研勘测设计费：执行湖北省小（2）型病险水库除险加固项目前期工作指导意见中勘测设计费按一至四部分的5%计列。工程监理费：执行湖北省小（2）型病险水库除险加固项目前期工作指导意见中监理费按一至四部分的3%计列。安全鉴定费：执行湖北省小（

189、2）型病险水库除险加固项目前期工作指导意见中安全鉴定费按2-3万元计列，本项目取3万元。12.6 预备费1、基本预备费：按概算第一至第五部分投资之和的3%计。2、价差预备费：根据计投资19991340号文规定取消。12.7 工程总概算表总 概 算 表单位：万元编号工程或费用名称建安 工程费设备 购置费独立 费用合计占一至五部分投资工程部分第一部分 建筑工程202.72 202.72 82%1挡水工程141.62 141.62 2泄洪工程4.35 4.35 3输水管工程5.45 5.45 4防汛道路42.35 42.35 5房屋建筑工程4.00 4.00 6其他建筑工程4.96 4.96 第二部

190、分 金属结构及安装工程0.29 1.45 1.74 1%1闸门设备及安装工程0.29 1.45 1.74 第三部分 临时工程12.75 12.75 5%1导流工程2.61 2.61 2施工房屋建筑工程2.00 2.00 3临时施工道路4.00 4.00 4其他施工临时工程4.15 4.15 第四部分 独立费用29.80 29.80 12%1建设管理费14.12 14.12 2科研勘测设计费10.86 10.86 3建设及施工场地征用费0.23 0.23 4大坝安全检测费1.60 1.60 5安全鉴定费3.00 3.00 一至四部分合计215.76 1.45 29.80 247.01 静态总投资

191、247.01 环保及水保8.19 1水土保持3.76 2环境保护4.42 工程总投资合计255.20 13 经济评价13.1 评价方法与参数13.1.1 经济评价依据本除险加固工程经济评价主要依据国家计委、建设部发布的建设项目经济评价方法与参数第三版，水利部发布的水利建设项目经济评价规范（SL72-94）及工程规划设计资料进行。13.1.2 经济评价内容和方法本除险加固工程属于改、扩建性质的水利建设项目。根据规范规定，采用有无除险加固工程对比法，以本除险加固工程的投资费用作为增量费用，以实施本除险加固工程后增加的效益作为增量效益进行国民经济评价，分析计算经济内部收益率（EIRR）、经济净现值（

192、ENPV）、经济效益费用（EBCR）等指标，并对不确定因素进行敏感性分析，分析工程的经济合理性，同时对除险加固工程的财务运行进行框算。13.1.3 采用的主要参数13.1.3.1 社会折现率社会折现率I=8%。13.1.3.2 价格 经济评价在计算期内均使用同一价格水平，即采用二0一三年三季度价格。国民经济评价中，除按规范对工程投资进行调整外，影子价格换算系数采用1.0。13.1.3.3 计算期本项目计算期取31年，其中建设期1年，运行期30年。13.1.3.4 基准年与基准点开工第一年为基准年，该年年初为基准点，各项费用和效益均按年末发生和结算。13.2 工程费用工程费用包括固定资产投资、年

193、运行费、流动资金等。13.2.1 固定资产投资根据设计概算结果，2013年价格水平概算工程总投资为222.63万元。13.2.2 年运行费年运行费包括材料、燃料及动力费、职工工资及福利费、工程维护费、管理费等。年运行费按固定资产投资的4%进行粗略框算。 13.2.3 流动资金按年运行费的10%计。 13.3 工程效益七顶岩水库除险加固工程的主要效益为灌溉效益、防洪效益和养殖效益。13.3.1 防洪效益七顶岩水库大坝保护下游500余亩的耕地和人口300人，保护区内有县级公路等重要交通干线。因此提高水库的防洪能力是本次除险加固的主要任务之一。13.3.1.1 多年平均减灾面积按照防洪区与水库发生同

194、频率洪水的原则进行水利计算并在地形图上测量，结合实地调查，多年平均减灾面积约为0.1万亩。13.3.1.2 洪灾综合经济损失指标调查与分析计算洪灾直接经济损失按照2012年生产和价格水平，对保护区范围内的财产进行调查分析，得出直接经济损失综合指标为60元/亩。洪灾间接经济损失间接损失是指因洪灾造成的直接经济损失给保护区内外带来影响面间接造成的经济损失。按直接经济损失的25%计。洪灾综合经济损失指标 经过上述计算，本工程保护区内洪灾综合经济损失指标为75元/亩。13.3.2 防洪效益根据历年统计资料，建库至今七顶岩水库防洪效益达263.70万元，建库至今共38年，因此七顶岩水库多年平均可减免洪灾

195、经济损失5.95万元，按照七顶岩水库枢纽工程投资进行分摊，七顶岩水库除险加固后工程多年平均防洪经济效益为3.22万元。 13.3.3 灌溉效益由于七顶岩水库险情日益加剧，常年只能控制水位运行，灌溉效益得不到正常发挥。七顶岩水库原设计灌溉面积为0.041万亩，灌溉保证率为55%，根据近几年统计资料，多年平均可灌面积为0.003万亩，其中旱涝保收面积为0.005万亩，经过除险加固后除使灌区灌溉面积达到0.05万亩，其中改善灌溉面积0.12万亩，新增灌溉面积0.09万亩。参照水库灌区统计资料，考虑灌区配套资金分摊25%,改善灌溉面积综合单位增量净效益为100元/亩，新增灌溉面积综合单位增量净效益为1

196、24元/亩，则年灌溉效益为8.4万元。13.3.4 养殖效益七顶岩水库现状实际库面水产养殖面积为100亩左右，除险加固后，水产养殖面积可扩大到150亩，按平均每亩水面年产成鱼 30kg/亩，按现行市场价格为7.0元/ kg计算，则加固后多年平均水产养殖效益增量为1.05万元。13.3.5 年均增量效益 因此，七顶岩水库除险加固后年均增量效益为：3.22+8.4+1.05=9.07万元13.4 国民经济评价 国民经济评价是按资源合理配置的原则，从国家整体角度考虑项目的效益和费用，计算七顶岩水库除险加固工程对国民经济的净贡献，评价该工程的经济合理性。13.4.1 经济费用调整计算13.4.1.1

197、固定资产投资调整 扣除属于国民经济内部转移的计划利润、税金等部分，调整后工程投资为160.51万元。13.4.1.2 年运行费 按工程投资的4%计算，年运行费为8.26万元。13.4.1.3 流动资金按年运行费的10%计算，20.66万元。13.4.1.4 回收固定资产余值按固定资产价值的10%考虑，固定资产形成率为90%，经计算固定资产余值为24.55万元。13.4.1.5 回收流动资金流动资金回收按年运行费的10%考虑，经计算为2.46万元。13.4.2 国民经济评价指标计算国民经济评价指标有：经济内部收益率（EIRR）、经济净现值（ENPV）、经济效益费用比（EBCR）等。国民经济效益费

198、用流量表见表13-1。经计算，各指标为：经济内部收益率（EIRR）=13.29%8%经济净现值（ENPV）=23.85万元0经济效益费用比（EBCR）= 1.44113.4.3 敏感性分析由于国民经济评价中的产出物是预测的，并不一定代表将来的真实情况。现拟定投资增加10%，效益减少10%两种情况进行敏感性分析，考察项目的抗风险能力。敏感性分析成果见表13-1。13.4.4 国民经济评价结果从表13-1可知，在投资增加10%及效益减少10%两种情况下，国民经济评价指标仍然是合理的。可见本工程的经济抗风险能力较强，只要工程完建后，就能充分发挥七顶岩水库的经济效益及社会效益。表13-1 敏感性分析成

199、果表计 算 工 况评价指标EIRR（%）ENPV（万元）EBCR正常情况下13.2923.851.44投资增加10%12.122.251.34效益减少10%11.6718.101.3013.4.5 财务分析财务分析是从工程管理系统的实际收支情况来分析工程的财务状况和财务盈利能力，为水利工程管理单位自身的良性循环提供依据。13.4.6 财务收入13.4.6.1 灌溉水费根据湖北省人民政府1990年13号令湖北省水利工程水费核订计收和管理实施办法，结合水库实际情况，七顶岩水库灌溉水费按每亩17.5元计收，每年按平均灌溉3次计算。七顶岩水库除险加固后，灌溉面积可恢复到0.05万亩，则每年灌溉水费收入

200、为： 0.0517.53=2.63万元。13.4.6.2 养殖效益七顶岩水库现状实际库面水产养殖面积为100亩左右，除险加固后，水产养殖面积可扩大到150亩，按平均每亩水面年产成鱼 30kg/亩，按现行市场价格为7.0元/ kg计算，养殖业财务收入为1.05万元。七顶岩水库每年财务收入为：10.50+1.0511.55万元。13.4.7 财务支出财务支出主要指年运行费，包括材料、燃料及动力费、职工工资及福利费、工程维护费、管理费等。13.4.7.1 燃料动力费七顶岩水库燃料动力费仅包括闸门启闭用电，生活用电。而闸门启闭机功率小，启闭频率低，因而耗电很少，每年按0.06万元考虑。13.4.7.2

201、 维修养护费根据湖北省水利厅鄂水办199786号文件精神，结合工程实际，除险加固后日常维修养护费按1.5万元考虑。13.4.7.3 职工工资及福利七顶岩水库管理处共计管理人员2人，按0.8万元/人年计，则每年职工工资和福利费为：20.8=1.6万元13.4.7.4 行政管理费参照其它同等规模水库，行政管理费按每年1.0万元考虑。13.4.7.5 大修理费七顶岩水库金属结构设备费用为0.06万元，大修理费率取5%，则年均大修费为：0.065%=30元13.4.7.6 养鱼成本七顶岩水库多年平均养鱼成本为 1.0 万元。可见七顶岩水库每年财务支出为：0.8+1.5+1.6+1+0.4+1.0=6.30万元。13.4.8 财务分析根据上述计算，七顶岩水库除险加固工程的年财务支出小于财务收入，可以实现良性运行。13.5 综合评价根据七顶岩水库除险加固工程国民经济评价及其敏感性分析和对水库管理单位的财务收支平衡分析结果可知，本工程不仅国民经济评价可行，具有较强的抗风险能力，而且只要政府部门加强领导，落实水费政策，每年财务收入就会大于财务支出，保证水库良性运行。