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1、11 综合说明1.1 前言皮湖水库地处丰城市曲江镇皮湖村委会，距丰城市城区18公里，属赣江水系罗湖水。水库流域中心位置为经度1154546 ，纬度281350 ，坝址以上控制流域面积10.66km 2，主河长为6.3公里，主河纵比降2.12，是一座以灌溉为主兼顾防洪、养殖等综合利用的重点小型水库，该水库总库容为605万m 3，其中滞洪库容为266万m 3，兴利库容为319万m3，死库容为20万m 3；原设计灌溉面积10000亩，现有实际灌溉面积为6000亩。该工程始建于 1958 年 11 月，1959 年 4 月基本建成并开始受益，投入运行后已为当地农业生产发挥了较大的经济效益和社会效益，但
2、因历史原因和投资限制，工程质量较差，运行中暴露出不少影响水库安全的严重隐患。虽经多次加固处理，但至今仍控制在低水位运行，成为江西省的重点病险小（一）型水库之一，主要表现在：大坝坝顶高程不能满足规范要求，大坝上游块石护坡范围不够，块石粒径小，未设垫层，风化、风浪淘刷严重；下游坝坡凹凸不平，坝面无护坡和排水沟；坝脚无反滤排水设施。坝体新填筑坝段多处裂缝，局部塌坡。大 坝 坝体填筑质量差，压实度和渗透系数均不满足规范要求，存 在 坝 体 渗 漏 问 题 ；实际运行中下游坝脚出现多处集中渗漏。下游皮湖长期浸泡坝脚，渗漏无法观测。渗流计算表明， 在各 种 特 征 水 位 下 ， 坝 体 浸 润 线 位
3、置 偏 高 ， 出逸坡降大于允许值，渗流出口无保护，易 产 生 渗 透 破 坏 ， 大 坝 渗 流 性 态 不 安 全 。 经 复 核 大 坝 坝 坡 整 体 抗滑 稳 定 满 足 规 范 要 求 。 坝体白蚁危害严重。溢洪道未完建。堰体、桥墩和进出口边墙浆砌石破损、局部倒塌；出口桥涵进出口边墙高度不够，无消能设施，洪水下泄直冲皮湖村。洪水通过进村公路桥涵时，严重冲刷大坝2坝脚，影响大坝安全运行。机耕桥涵底板较高，抬高皮湖水位，长期浸泡坝脚。经复核，进出口边墙、桥墩高度不够；出口桥涵过流能力不够，严重阻水。输水涵管砼质量差，老化、剥落，接头漏水严重；进口边墙断裂、塌陷，启闭框架和工作桥破损，工
4、作桥长度不够；出口边墙局部倒塌，消能工冲毁，出口无启闭房和工作桥。经复核，输水涵管配筋、抗裂不满足要求 。两座已封堵的老涵管漏水严重。输水涵管进出口钢筋砼闸门老化、破损，止水橡皮脱落，闸门漏水严重，启闭设备严重锈蚀、老化，机座断裂，螺杆弯曲，运行困难。库水对混凝土具中等溶出型腐蚀，对砼具弱硫酸盐型腐蚀。水库无雨情、水情观测设施和大坝安全监测设施，进库公路及溢洪道公路标准低、路况差，水库无管理站房、通讯设施。上述险情的存在，使得水库运行存在极大隐患，工程效益不能充分发挥。为确保工程安全，保证水库正常运行，丰城市水利局于 2004 年 12 月委托宜春市水电勘测设计院对皮湖水库进行了地形测量、地质
5、勘察及水库大坝安全鉴定，编写了丰城市皮湖水库大 坝 安 全 评 价 报 告 ，2005 年5 月，宜春市水利局组织有关专家在丰城市对皮湖水库进行安全鉴定，鉴定皮湖水库的三大主要建筑物均存在严重的质量问题，属于三类病险水库，需尽快对该水库大坝进行全面的除险加固。为此，我院根据丰城市皮湖水库大坝 安 全 评 价 报 告 、 丰城市皮湖水库大坝 鉴 定 报 告 书 的 结 论 和 建 议 ， 组 织 设 计 人 员 对 该 水 库 进 行加 固 设 计 等 工 作 ， 编 制 完 成 了 丰城市皮湖水库除险加固工程初步设计报 告 ， 丰城市皮湖水库地质勘察报 告 及 有 关 图 纸 ， 现 一 并
6、上 报，敬请审批。1.2 工程概况该工程始建于1958年11月，1959年4月基本建成并开始受益。水库枢纽工程等别为等，主要永久性建筑物等级为4级,设计洪水标准为20年一3遇，校校洪水标准为100年一遇。水库正常高水位为27.53m（黄海高程、下同） ，相应库容339万m 3,死水位为23.00m，死库容为20万m 3,设计洪水位(P=5%)为28.88m，相应库容475.4万 m3,校核洪水位(P=1%)为29.95m，相应库容605万 m 3。水库枢纽建筑物主要由大坝、溢洪道、输水涵管等组成。1.2.1 大坝水库大坝为均质土坝，总长687m，坝顶宽20m左右，最大坝高9.6 m，原有坝段（
7、0+0000+505）坝顶高程为30.230.7m，上游坡比1：1.51：4.0，下游坡比1：1.51：2.3；新建坝段（0+5050+687）坝顶高程为30.735.4m，上下游坡比均为1：1.51：2.3；下游坝脚无排水设施。1.2.2 溢洪道溢洪道位于大坝左坝端，控制段为4孔泄流，每孔净宽3.0m，底板高程27.53m。出口桥涵为钢筋混凝土箱涵，净宽4m，长14.6m，底高程为26.55 m。下泄洪水通过进村公路桥涵(5孔2.0 m，底板高程25.32m)流入皮湖，而后通过机耕桥涵(3孔、净宽8.5m、底板高程24.28m)汇入赣江。1.2.3 大坝输水涵管输水涵管位于大坝右端（桩号0+
8、505） ，为钢筋砼箱涵，管长55.5m，过水断面(宽高) 0.7 m1.2 m，壁厚0.2m，涵管进口底板高程为23.0m，出口底板高程22.9 m。进口为框架式，采用钢筋砼平板闸门控制。涵管出口设竖井及节制闸。该水库从1959年运行至今已四十六年，为曲江镇的农业生产发展和经济建设作出了较大贡献，但由于水库大坝等主要建筑物存在各种安全隐患，水库一直限制蓄水，使水库综合效益难以充分发挥。水库地理位置重要，4下游为赣江航道、曲江镇及皮湖、红门等5个村1.5万人口及2万亩耕地。水库一旦失事，将对下游人民生命财产和国家重要公共设施造成重大损失。1.3 水库存在的主要问题及除险加固的必要性据参与该水库
9、施工的有关人员回忆、工程管理单位多年运行观察、我院2004年12月所做工程地质勘察及室内土工试验结果、工程复核计算以及该水库枢纽建筑物的安全鉴定综合评价结论，皮湖水库目前存在以下一些主要问题：、当库水位到达 26.0m 时，大坝坝脚开始出现渗漏；2003 年 6 月库水位为 28.1m 时，在桩号 0+490、高程为 25.2m 处有一集中渗漏水点，渗水量达 0.8L/s；当库水位达 29.03m（历史最高水位）时，大坝下游坡脚沿线严重渗漏；现场安全检查水位为 26.5 m 时，桩号 0+199、桩号 0+493原已封堵的二座老涵管出口渗水严重。、原有坝段下游侧新培土方和新建坝段填土压实不够，
10、边坡陡，坝体新填土区有较多裂缝，局部塌坡；坝后为水塘,下游坝脚渗漏无法观测，大坝下游坝脚无反滤排水体；大坝坝基清基不彻底,截水槽开挖不到位，坝体填土多为粘土，但土层松散，渗透系数及压实度均不能满足规范要求，坝体存在渗漏问题；高水位时坝体浸润线偏高，坝坡出逸坡降大于相应的允许渗透坡降；坝后无排水反滤体。、大坝上游护坡块石风化严重，块石粒径小，未设置垫层,护坡范围不够,下游坝面无护坡。、 在桩号 0+0530+101 坝段和左岸山体发现 5 处白蚁群，面积为560m2。、溢洪道未完建。溢洪道堰体、桥墩和进出口边墙浆砌石破损、局部倒塌；出口桥涵进出口边墙高度不够，出口桥涵过流能力不够，严重阻5水，无
11、消能设施，洪水下泄直冲皮湖村。洪水通过进村公路桥涵时，严重冲刷大坝坝脚，影响大坝安全运行。机耕桥涵底板较高，抬高皮湖水位，长期浸泡坝脚。洪水直接汇入赣江，受赣江洪水顶托。当赣江丰城水位站水位达八年一遇为 28.13m（吴松高程为 30.5m）时，因溢洪道无闸控制，赣江水经溢洪道倒灌流入皮湖水库，影响水库安全运行。、大坝原有两座涵管 1982 年用砼进行了封堵,但封堵质量差,在原出水口仍有较大的渗漏。现有涵管进口闸门漏水严重，启闭机锈蚀、老化，机座断裂，螺杆弯曲，框架闸房和工作桥破损。工作桥长度不够，栏杆损毁，进水口边墙断裂、塌陷；涵管施工质量差，未修建截水环，涵管节头严重漏水，砼老化剥落严重；
12、涵管出口无启闭房和工作桥，启闭机老化严重，闸门启闭和检修困难，漏水严重，出口消能工冲毁，边墙局部倒塌。经复核，涵管满足过流能力、结构满足强度要求，但配筋、抗裂不满足要求。、水库无水、雨情观测设施和大坝安全监测设施，进库公路及至溢洪道公路标准低、路况差。水库无管理站房、交通、通讯设施。综上所述，皮湖水库枢纽工程主要三大建筑物存在严重的质量问题，在未来高水位的情况下很难安全运行，属三类病险水库，为了确保工程的安全运行，充分发挥工程效益，对该工程进行加固处理是非常必要的，且迫在眉睫。1.4 工程规模和任务1.4.1 工程等级及建筑物级别皮湖水库正常蓄水位为 27.53m，水库总库容为 605 万立米
13、，最大坝高10.5 米，根据国家防洪标准 （GB50201-94）及水利水电工程等级划分及洪水标准 （SL252-2000） ，本工程等别为级，主要建筑物级别为 4级，由于最大坝高低于 15 米，且上下游最大水头差小于 10m，其洪水标准6宜按平原、滨海区标准确定，由于水库库容大，故设计洪水采用 20 年一遇,校核洪水采用 100 年一遇。1.4.2 工程加固设计内容(1)、工程地质勘测为了全面准确了解皮湖水库地质、测量资料，我院共完成地质钻孔 11个，总进尺 155 米，注水试验 32 段，原状土样 15 个，扰动土样 1 组，水质分析 2 组，标准贯入试验 33 次，探坑 3 个。(2)、
14、水文水利复核计算本次加固设计的设计洪水及调洪演算以丰城市皮湖水库大 坝 安 全评价报告中的结果为基础进行了重新复核论证，同时对水库的集雨面积、库容等进行了复核，对水库降雨资料进行了收集和计算，溢洪道按宽顶堰公式计算下泄流量，进行调洪演算。(3)、枢纽建筑物加固设计内容、大坝加固设计内容针对大坝存在的问题，综合本次加固设计所进行的地质勘探、复核计算结果，确定大坝加固设计的内容为：上游护坡设计、坝身和坝基（覆盖层）防渗处理设计、下游反滤排水设计、下游护坡及整坡设计、白蚁防治处理、坝顶钢筋砼防浪板墙和泥结碎石路面设计、坝面排水系统与踏步设计等。、坝下输水涵管加固设计内容由于现有输水涵管砼质量差，老化
15、、剥落，接头漏水严重；进口闸门漏水严重，启闭机锈蚀、老化，机座断裂，螺杆弯曲，本次除险加固设计将坝下输水涵管拆除,在涵管原址重建一座钢筋砼箱涵,考虑今后运行检修方便,过水断面尺寸选为(宽高)0.81.2m，考虑库水水质对砼有侵蚀性，设计涵管壁厚取0.3m，进口底板高程为仍23.0m，新建进口塔式启闭框架7和工作桥。、溢洪道加固设计内容针对溢洪道存在的问题，本次溢洪道加固的主要项目有：进水渠衬砌设计、堰体、箱涵、节制闸、陡槽、消力池及交通桥、出水渠衬砌设计等，本次加固设计对溢洪道泄流形式采用对溢洪道拆除重建。拆除原有堰体，新建开敞式平底宽顶堰，宽顶堰位于原段堰体位置，堰宽12.0m，长10.0m
16、，堰顶高程27.53m，堰前进水渠底板高程 27.53m，堰体采用C25 砼砌筑；砌筑堰后接箱涵及节制闸，底板高程27.53m ；节制闸后接陡槽，底板高程27.53m，底宽12.0m，轴线长30.0m。底坡 i=0.144，进口底板高27.53m，出口底板高程23.2m，直线段后接消力池，池宽 12.0m，消力池后接池塘，塘后为出水渠，渠宽8.0m，长200.0m，底坡 i=0.0033，为满足交通要求，需在出水渠进、出上各设一交通桥，交通桥桥面采用C25钢筋砼结构，净跨10.0m，宽4.5.0m，桥面板厚0.15m 。进水渠采用 C20 砼衬砌，边墙采用现浇 C20 砼；箱涵采用钢筋 C25砼结构；在外河高水位时，为避免外河水倒灌入水库，在箱涵后设置节制闸，采用 QPQ-15T 螺杆式启闭机启闭；节制闸后接陡槽，陡槽底板采用C25 钢筋砼结构，边墙采用 C25 砼；消力池底板采用 C25 砼结构；出水渠标准断面采
