潍坊市嵩山水库除险加固设计方案优化研究 71页

分类号：TV641密级：单位代码：10422学号：2012222316⑧厶雾办孑硕士学位论文(专业学位)论文题目：潍坊市嵩山水库除险加固设计方案优化研究ResearchonoptImizationdesigntorreiIntOrCement0t^o●‘o‘o●，·，SongshanreservoirinWeifangCity合作导师2014年05月25日n原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：!刍治Et期：论文作者签名：!鱼豳期：关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：蹲导师签名：X弓3Yn山东大学硕士学位论文摘要嵩山水库位于临朐县西南方约25公里处，弥河的支流石河的上游。嵩山水库是一座以防洪和灌溉为主，兼有养殖和发电等综合利用的中型水库，控制流域面积151平方公里。嵩山水库主体工程始建于1966年10月，1970年1月竣工蓄水。水库按照百年一遇洪水设计，相应洪水位290．03米；三百年一遇洪水校核，最高洪水位290．98米，最大泄量1532m3Is。总库容5628万立方米；兴利库容4053万立方米；死库容533万立方米。水库总流域面积36．4平方公里，总库容222万立方米。本流域内无国家基本雨量站、水文站。水库防洪保护下游临朐、青州、寿光城区及沿河两岸32万人民生命财产安全，还保护着下游40公里处的胶济铁路、济青高速公路等重要交通干线，以及上百家大中型企业、20余万亩农田的防洪安全，水库地理位置非常重要。本文通过搜集资料、现场调研、理论分析、实践结合等方法，对嵩山水库除险加固工程进行水文计算；特别是对嵩山水库大坝除险加固工程的各种方案进行比较分析，从而得出最优方案。水库除险加固工程的实施，不仅大大增加了水库的经济效益，而且增强了水库的调洪能力，减轻了洪水对下游造成的洪水灾害。本篇论文通过嵩山水库除险加固工程设计经验的总结，希望能为同类工程的设计提供一定的参考价值。关键词：嵩山水库；除险加固；加固设计n山东大学硕士学位论文AbstractSongshanreservoirislocatedinthesouthwestofLinquCounty，about25kilometers，theupstreamRivertributaryoftherockriver．Songshanreservoirisafloodcontrolandirrigation，comprehensiveutilizationofbothbreedingandgenerationofmedium—sizedreservoir，controldrainagearea151squarekilometers．SongshanreservoirbodyengineeringWaSfoundedin1966October，1970Januarycompletionofwater．Accordingtothereservoirdesignflood，thefloodlevel290．03meters；threehundredyearfloodcheck，thehighestfloodwaterlevel290．98meters，themaximumdischargecapacityof1532m’／s．Thetotalcapacityof56280000cubicmeters；storagecapacityof40530000cubicmetersofdeadstoragecapacityof5330000cubicmeters．Totalreservoirdrainageareaof36．4squarekilometers，thetotalcapacityof2220000cubicmeters．ThisbaSiniSnonationalbasicrainfallstations．hydrologicalstation．ReservoirfloodprotectiondownstreamofLinqu，Qingzhou，ShouguangCityand320，000people’Ssafetyoflifeandproperty，butalsotoprotectthe40kilometersdownstreamoftheJiaojirailway，JinanQingdaohighwayandotherimportanttrafficarteries，andhundredsoflargeandmedium—sizedenterprises，morethan20acresoffarmlandinreservoirfloodcontrolsafety，thegeographypositionisveryimportant．Throughcollectingdata,fieldinvestigation，theoryanalysis，practicemethodsforhydrologiccalculation，theSongshanreservoirreinforcementproject；especiallycarriedonthecomparativeanalysisofdamforSongshanreservoirreinforcementschemeofproject，SOastogettheoptimalsolution．Theimplementationofreinforcementprojectofthereservoir，notonlygreatlyincreasedthereservoireconomicbenefltS，butalsoenhancethereservoirfloodregulationcapacity，reduceflooddisasterscausedbyfloodsonthedownstream．Inthispaper，throughtheSongshanreservoirreinforcementprojectdesignexperience，hopetoprovidesomereferencevalueforthedesignofsimilarprojects．Keywords：Songshanreservoir；reinforcement；reinforcingdesignn山东大学硕士学位论文日求摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．IAbstract．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．II1．1研究背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．2研究目的及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．3论文的主要内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12．1基本概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．．32．1．1流域自然地理概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．32．1．2水库工程概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32．1．3流域水利工程概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．52．2历次水文计算成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．72．3设计洪水计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．92．3．1设计雨期的选定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．92．3．2单站实测暴雨资料推算设计面雨量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯92．3．3地区综合频率曲线法推算设计面雨量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯102．3．4暴雨统计参数等值线图法推算设计面雨量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．132．3．5设计面雨量分析论证⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．132．3．6设计暴雨的合理性论证及选定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯142．3．7设计净雨计算及设计雨型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．152．3．8设计洪水过程计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．182．3．9设计洪水成果的的选定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯202．4洪水调节计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．242．4．1洪水调节计算方法与洪水调节原则⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．242．4．2调洪计算成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．262．5兴利调节计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．28第三章嵩山水库工程概况及存在主要问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯373．1相关文件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．373．1．1依据的文件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．373．1．2依据的规范、规程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．373．2水库除险加固工程布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．373．3库区工程地质条件及评价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯383．3．1地形地貌⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯383．3．2地层岩性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯383．3．3地质构造⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯393．3．4水文地质条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．393．3．5库区地质问题及评价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．393．4水库存在的主要险要问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯403．5小节⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯413．5．1库区⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．413．5．2大坝⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．423．5．3放水洞⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．423．5．4溢洪道⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．43第四章大坝加固方案优化研究与选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．45n山东大学硕士学位论文4．1大坝抗震液化加固设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．454．1．1存在的主要问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯454．1．2加固方案比选⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．454．1．3振冲加固设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．464．1．4抛石压重加固设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．464．2河槽坝段心墙防渗加固设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．464．2．1存在的主要问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯464．2．2心墙加固方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．474．2．3方案分析与论证⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯474．2．4心墙防渗加固方案设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯494．3阶地坝段坝基防渗加固设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．504．3．1存在主要问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．504．3．2防渗加固方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．504．3．3防渗加固方案分析与论证⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．514．3．4砼防渗墙设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．524．3．5基岩帷幕灌浆设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．534．4河槽坝段顶部加固设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．544．4．1存在问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯544．4．2加固方案比选⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．544．4．3加固设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯544．5上游护坡加固设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯544．5．1存在问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯544．5．2加固方案比选⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．554．6坝体细部结构加固设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．554．6．1坝项设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯554．6．2坝体横断面设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯564．6．3防浪墙设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．564．6．4下游排水沟设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯564．6．5下游坝坡护坡设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．564．6．6坝后排水体设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯574．7大坝稳定性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．574．7．1渗流及边坡稳定分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．574．7．2加固后大坝抗震动力分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．61第五章结论及展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯625．1结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯625．2展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62n山东大学硕士学位论文1．1研究背景第一章绪论嵩山水库水库流域面积为151km2，总库容5628万立方米，死库容533万立方米。水库坐落在弥河的支流石河的上游，跟临朐县城距离约25公里，在县城的西南。嵩山水库于1966年10月开始建设，历经三年两个月后竣工蓄水。嵩山水库主要功能是防洪和灌溉，水库也进行养殖和发电。嵩山水库的安全关系着临朐、寿光、青州三县(市)的人民生命财产安全，以及下游多条交通干线的畅通，如胶济铁路、济青高速公路等。水库地理位置非常重要。按照《水库大坝安全鉴定办法》【1】，山东省水利厅组织有关专家对嵩山水库进行了安全鉴定。专家组的结论为：①嵩山水库防浪墙未能与心墙连接，不能满足大坝的设计标准而且质量很差。②水库大坝的防渗不能满足设计要求且发生过渗透事故，虽做灌浆帷幕，仍未能达到预期效果，严重危及大坝安全。坝壳砂砾石在地震烈度Ⅶ度条件下，可能会被液化危及大坝安全。坝坡排水不符合应有的质量要求。③结构性差的溢洪闸不能满足抗震要求。溢洪闸其他部分的强度也不满足相应规范的要求，砌石体砌石砂浆强度低于设计值，闸墩及排架柱钢筋锈蚀严重，泄槽边墙无论是其高度还是其抗冲力均不能满足要求。溢洪闸年久失修且无法检修。交通桥出现裂缝存在安全隐患。④放水洞老化严重存在严重的安全隐患。“根据上述意见，水库现状堪忧，应及时采取措施进行除险加固”[21。1．2研究目的及意义1、嵩山水库位于弥河支流石河上游临朐县五井镇暖水河村前，所处地区属暖温带半湿润季风气候区，库区植被覆盖率较高，水土流失较轻。区域内无工业企业，无污染，水库水质较好，符合工业用水卫生标准。“通过实施水库除险加固工程，可以提高防洪效益，能有效地拦蓄上游洪水，保证下游两岸人民生命和财产的安全，并改善周边地区小气候环境，为当地国民经济的发展提供充足的水源”【3】。2、通过除险加固工程的实施，可以使嵩山水库除险加固工程建设带来的水土流失得到有效控制，种植植物及边坡防护可有效稳定边坡，同时加强了水库的蓄水、保水功能，使周边地区生态环境得到明显改善。水库管理局的绿化，可以为职工创造一个良好的工作环境，提高水土保持和环境效益。3、采用动态分析法对嵩山水库除险加固工程进行国民经济评价，同时对项目的财务状况进行必要的分析。计算结果说明，内部收益率均大于12％，经济效益费用比大于1，且经济净现值为正，说明该项目具备较强的抵御风险的能力且大大增加了水库的经济效益。1．3论文的主要内容本论文结合了《嵩山水库除险加固工程初步设计》，对工程设计进行了多方面的计算分析，主要的内容有：1、嵩山水库除险加固工程的水文计算，包括历次水文计算成果、设计洪水计算、洪水调节计算、兴利调节计算等。n山东大学硕士学位论文2、嵩山水库除险加固工程的工程地质问题，包括库区工程地质条件及评价、大坝坝体质量及评价、坝基及右坝肩工程地质条件及评价、阶地坝段渗透变形破坏及灌浆效果分析、放水洞工程地质条件及评价、溢洪道(闸)工程地质条件及评价、天然建筑材料等。3、“水库工程现状及安全复核包括工程现状、工程沿革、工程存在的主要问题、工程安全复核等’’【41。4、嵩山水库大坝除险加固工程的设计分为大坝抗震液化加固设计、河槽坝段心墙防渗加固设计、阶地坝段坝基防渗加固设计、放水洞两侧及断层防渗加固设计、河槽坝段顶部加固设计、上游护坡设计、坝体细部结构设计、加固后大坝渗流及边坡稳定分析加固后大坝抗震动力分析等。2n山东大学硕士学位论文第二章水文水利计算2．1基本概况2．1．1流域自然地理概况流域形状呈叶形，流域面积151km2的嵩山水库位于弥河支流石河上游、五井镇暖水河村前，其上游干流长度30km，坡度0．0123m／m，。本水库流域属山丘区，由山区占70％，丘陵区30％组成，平均海拔高度在300．00～500．OOm之间。干流右岸为火成岩地区，主要分布正长斑岩，为不透水层，左岸为石灰岩山区，受五井断裂的影响，地层节理裂隙发育，并具有不同程度的喀斯特化。流域内多分布中、上寒武系灰岩、页岩，奥陶系灰岩。流域内森林茂密，水土保持较好。2．1．2水库工程概况1966年10月嵩山水库开工建设，三年后1970年1月完工并蓄水，防洪、灌溉为主，兼养鱼、发电。水库总库容5628万m3；兴利库容4053万m3，正常蓄水位289．OOm；死库容533万m3，死水位266．OOm。防洪标准为百年一遇洪水，相应库水位290．03m，三百年一遇洪水校核，相应库水位为291．01m。1997年山东省大中型水库大坝注册登记表中，水库防洪标准为五十年一遇洪水设计，设计洪水位为289．77m；千年一遇洪水校核，校核洪水位为292．10m。水库高程基面为黄海基面。水库枢纽工程由大坝(河槽、阶地坝段)、溢洪道(闸)、输水洞、电站组成。0+000～0+588为河槽坝段，壤土心墙坝，坝长588m，坝顶高程292．51m，心墙顶高程291．87m，最大坝高42．6m，坝顶宽度7．0m，河槽坝段迎水坡边坡比白上而下为1：2．6、1：2．83、1：3．15、1：3．5：背水坡边坡比自下而上为1：2．18、1：2．57、1：3．47，防浪墙顶高程293．21m。0+588～0+873为阶地坝段，壤土心墙坝，坝长285m，坝项高程292．08m，最大坝高9．3m，坝顶宽度5．5～6．Om，心墙顶高程291．31m，防浪墙顶高程293．27m，阶地坝段迎水坡边坡比为1：2．5，背水坡边坡比为1：2．3～1：2．4。溢洪闸位于水库左岸，共5孔，每孑L净宽lOm，溢洪闸闸底高程283．50m，每孑L配lOx6m平板直升钢闸门，5孔最大泄量1893m3／s。输水洞为廊道内衬有压圆管，钢筋混凝土衬管断面尺寸①2．Om，进IZ]底高程262．OOm，闸门型式为钢直升门，最大泄量11．0m3／S。输水洞出IZl处建有坝后式发电站一座，总装机容量504kW。各项工程原指标见表2-1、表2．2。3n山东大学硕士学位论文表2—1嵩山水库基本情况表水库名称嵩山水库工程总投资971．30万元型式宽顶堰临朐县嵩山水山东工学院管理机构名称设计单位堰顶高程283．50m库管理局临朐县水利局正临朐县水利水临朐县嵩山水库主管部门施工单位堰项净宽5x10m产局工程指挥部常山东省临朐县五井钢平板所在地点开工1966年10月闸门型式镇建设溢直升门日期所在河流弥河支流石河竣工1970年1月闸门尺寸6x10m洪集水面积151km～基本地震烈度7度最大泄量1892m'／s道多年平均年降水量679mm设计地震烈度消能型式挑流鼻坎多年平均年径流量0．2369亿m3高程基准面黄海基面启闭设备50T卷扬式多年平均年输沙量0．0005亿m3赔偿高程290．00m型式水非重现期50年库区移民高程290．00m常堰顶高程文迁淹溢设洪峰流量1334m3／s淹没耕地0．169万亩洪堰顶净宽计特道洪水总量0．2973亿m’迁移人口2113人最大泄量征调节性能i000盆土方282．2万m3型式校工程核洪峰流量2539m3／s石方45．2万m3断面尺寸10x6m量溢洪水总量0．5366亿m3混凝土0．88万m3进口底高程283．50m洪调节性能多年调节坝型粘土心墙坝闸门型式钢平板闸直升门校核洪水位292。10m坝顶高程292．51m最大泄量1893m弘设计洪水位289．77m最大坝高42．60m启闭设备50T卷扬式主河槽坝廊道内衬钢水汛期限制水位坝顶长度588．0m型式筋砼管库正常蓄水位289．00m坝顶宽度7．0m断面尺寸①2．Om坝基防渗型特死水位266．00m粘土截水槽输进口底高程262．00m式征总库容0．5628亿m3坝顶高程292．08m水闸门型式钢直升门调洪库容0．1611亿m3总长度285m洞最大泄量Ii．0m3／s阶地其坝中兴利库容0．4053亿m3最大坝高9．3m启闭设备50T卷扬式死库容0．0533亿m3坝顶宽度5．S～6．0m4说明：本表摘自山东省水利厅1999年嵩山水库《水库大坝注册登记表》n山东大学硕士学位论文表2．2嵩山水库水位、库容、面积、泄量关系表水位库容水面面积溢洪道泄量输水洞泄量(m)(106m3)(km2)(m3／s)2580．690．2782601．430．4522622．460．56402643．730．7253．7266S．330．8767．42687．241．0369．72698．301．10211．02709．421．15611．027110．611．20111．027211．821．24911．027313．111．31011．027414．441．37711．O27515．841．44311．O27617．321．51711．O27718．861．60711．O27820．481．70911．O27922．221．81711．028024．091．93311．028126．072．05411．028228．172．15911．028330．382．23111．O283．531．502．262011．028432．632．3002611．O28535．002．44713811．028637．572．59729611．O28740．172．70049111．O28842．952．85071611．028945．862．98496811．O29048．923．1241243290．1349．353．1501282290．9852．193．28153229255．903．7031859292．658．163．7792059资料来源：1、水位、库容、水面面积来自水库设计书。2、溢洪道泄量来自水库现状防洪能力核算成果。3、放水洞泄量：水位269m以下为实际的放水能力，以上为下游渠道允许实引流量。注：本表摘自《山东省水利工程“三查三定”资料汇编》。2．1．3流域水利工程概况1966年以来，嵩山水库以上流域内先后建成破邱等小型水库8座，总控制流域面积36．4km2，总5n山东大学硕士学位论文库容384．9万m3，总兴利库容221．6万m3，分别占嵩山水库的24．1％、6．8％、5．5％。水库坝址以上流域的水利工程情况见表2．3。表2．3嵩山水库上游水利工程基本情况表建成日期流域面积库容(万m3)水库名称水库类型(年、月)(km2)总库容兴利库容破邱(1)1966．10小(二)1．841．020．3车场1966．10小(二)0．823．86．7南流水1978．10小(二)2．019．013．0郑家庄1978．8小(一)8．O105．580．0破邱(2)1978．10小(一)7．O107．051．0上桥头1966．4小(二)4．520．210．6下桥头1978．5小(二)8．954．030．O崔木1973．5小(二)3．414．410．0合计36．4384．9221．62．1．4暴雨洪水特性分析嵩山水库所处的石河流域，属温暖带半湿润季风气候区，四季分明。流域多年平均年降水量655．2mm。降水量年际、年内变化较大，年内降水多集中在6～9月份，约占年降水量的70．3％。根据建库以来降水量资料统计，年降水量1990年最大为1089．4mm，1981年最小为345．3mm，丰枯极值比为3．15。选择建库以来4次较大暴雨洪水分析，流域内形成暴雨的主要天气系统为西南暖湿气流、西风环流、台风等，具有明显的季节性。汛期降雨集中，降雨强度大，水库所在的河流为山溪性雨源河流，径流易于集中，入库洪水规律与降雨变化规律一致。各场次暴雨洪水特征见表2—4。2．1．5水文资料概况嵩山水库建成后至2000年共31年系列资料。降雨量为12段制人工观测，该站为工程报汛站，资料的完整性、准确性、可靠性较高。水位资料系列为1970～2000年共31年，由于洪水时水位观测次数较少，不能准确反映入库洪水过程，多数年份的洪水难以进行入库洪水还原计算，故该水库无流量系列资料。该水库流域内无国家基本雨量站，水库坝址附近无历史暴雨洪水调查资料。表2—4嵩山水库场次暴雨洪水特征统计表序降雨起迄洪水起迄降雨量降雨净雨深主雨径洪水洪峰流(mm历时(mm历时流总量洪水涨水里号时间系H12hH24h(万历时(m3／s)(h))(h)数m3))1994．6．29．1994．6．20．4132．139．169．6139．11061．16922．2666263～6．29．22～7．2．O4616n山东大学硕士学位论文1994．8．7．11994．8．7．0．4112．1035．2020146．13068．8695．68214134～8．9．8～8．11．6761996．7．24．1996．7．25．00．432279．21034．0879．2513．2666134～7．25．837．27．181997．8．19．1997．8．1O．2153．203．469．8217．02862．58944．17022160～8．20．10～8．22．69O32．2历次水文计算成果嵩山水库建库前后分别于1966年、1973年、1982年、1994年进行过4次设计洪水计算。1、1966年8月，山东工学院水利系主持临朐县嵩山水库设计洪水计算，防洪标准为百年一遇洪水设计，三百年一遇洪水校核。设计暴雨由《水文图集》查算，Cv=0．56，取Cs=3．5Cv推算设计及校核频率的最大一日及最大三日暴雨量，按省水利设计院《水库设计洪水计算方法》进行日程、时程分配，推求净雨按一日暴雨查得径流系数，求出逐日净雨量并进行时。2、1973年5月，临朐县水利局在编制《昌潍地区临朐县嵩山水库灌区立案报告》时分别计算了百年一遇(P=1％)、三百年一遇(P=0．33％)标准的洪水。设计洪水计算采用1973年2月省水利局大检查办公室发《大中型水库设计洪水计算方法》规定的方法计算，设计暴雨由暴雨参数等值线图查算，H24h：105．0mm，Cv：0．56，H3日：H24hKpT0．3=146．0mm，取Cs：3．5Cv计算各相应频率暴雨量。另外采用《水文图集》经验公式计算最大2小时暴雨量，当P=1％时，H2=149．0mm，P=0．33％时，H2----179．0mm，以设计点雨量代替设计面雨量计算。设计净雨采用山区和浅山丘陵区径流系数的平均值计算，采用《大中型水库设计洪水计算方法》中2小时雨型表，其中主雨时段净雨量改为相应频率的2小时设计净雨量，二者结合而成的“校核雨型”进行日程、时程分配。应用综合单位线法推求设计洪水过程，P=1％时，洪峰流量为2622m3／s；P=0．33％时，洪峰流量为3320m3／s。3、1982年12月，临朐县嵩山水库管理局依据《山东省大中型水库防洪安全复核洪水计算办法》(以下简称《办法》)，分别计算了百年一遇(P=1％)、三百年一遇(P=0．33％)的洪水及PMP标准洪水。暴雨参数由《办法》中暴雨参数等值线图查算，H24h=100mm，H3日=1．25x爿24h=125．0ram，CV=0．64，取cs=3．5CV；设计净雨采用泰沂山北区P+Pa～R关系6号线计算，设计雨型采用泰沂山南北区1小时雨型表(表五)之雨型，应用瞬时单位线法计算洪水过程，P=1％时，洪峰流量为1732m3／s；P=0．33％时，洪峰流量为2201m3／s。24小时可能最大暴雨量为960．0mm，PMP洪峰流量为5695m3／s。4、1994年2月，潍坊市水利建筑设计院编制了《潍坊市临朐县嵩山水库除险加固二期工程初步设计》，设计洪水采用该院1992年5月应用《办法》采用实测暴雨法计算完成的《嵩山水库设计洪水计算报告》成果。设计暴雨依据冶源水库站1992年以前历年实测暴雨系列资料及嵩山水库站1992年以前历年实测及插补延长的暴雨系列资料推算流域设计面雨量，优选参数为H24h=87．6ram，CV=0．64，取7n山东大学硕士学位论文CS=3．5CV计算。设计雨期选用24小时。设计净雨采用泰沂山北区P+Pa～R关系6号线计算，采用泰沂山南北区1小时雨型表之雨型进行日程、时程分配。应用综合瞬时单位线推求设计洪水过程。P：5％时，洪峰流量为973m3／s：P=3．33％1手J"，洪峰流量为1059．5m3／s；P=2％时，洪峰流量为1334．1m3／s；P=1％时，洪峰流量为1594．7m3／s；P=O．5％时，洪峰流量为1870．7m3／s；P=O．33％1对，洪峰流量为2022．9m3／s：P=O．2％时，洪峰流量为2255．9m3Is：P=O．1％时，洪峰流量为2539．4m3／S。嵩山水库历次水文计算成果见表2—5。表2—5嵩山水库历次水文计算成果表8计算项目设计频率(％)1966年8月1973年5月1982年12月1994年2月5200．03．33213．02255．01316．0315．0296．0最大24小时面雨量0．5338．0O．33379．0386．0361．00．2394．0O．1435．0PMP893．053．3321439．5399．0最大3日面雨量0．5488．0(mm)O．33527．0O．20．1PMP1129．059733．331059．521334．111700262217321594．7设计洪峰流量O．51870．7(m3／s)0-332200332022012022．90．22255．90．12539．4PMP5695n山东大学硕士学位论文2．3设计洪水计算2．3．1设计雨期的选定嵩山水库多山丘入库水急。根据洪水资料分析，呈单峰型洪峰，暴雨后6～22小时出现洪峰：洪水历时一般为66～82小时。本次设雨期为3日，计算控制时段为24小时、3日，以满足设计安全核算的需要。2．3．2单站实测暴雨资料推算设计面雨量1、暴雨资料由于水库流域内无雨量站，计算采用水库历年实测雨量资料推求流域设计面雨量。资料系列为1970～2000年共31年。不同时段雨量见表2—6。表2—6嵩山水库站各时段最大降水量统计表单位(mm)年份24小时3日197081．O155．0197161．069．01972154．1160．0197383．091．01974207．9254．2197587．O101．71976105．O153．O197775．091．O197889．O166．O197984．O108．O1980101．0198l94．0115．O198252．O105．0198348．470．0198439．059．7198573．094．81986107．3157．81987121．0123．6198879．385．6198946．459．81990108．0110．O199168．O199285．099．0199388．097．51994139．1149．0199595．2102．2199679．096．39n山东大学硕士学位论文1997203．0218．0199852．084．0199982．083．O200095．0106，O2、设计点雨量计算“用最大值法进行各时段点暴雨量的计算，滑动挑选场次降雨量过程，各时段经验频率，用矩法公式初估统计参数X、Cv，对于n年连续系列，采用下列公式计算统计参数：均值x：!步x。nJ‘i=一1‘均方差s2=争IXl--X}2+《秘一x)2+⋯+(粕一x)2]变差系数Cv：=SX一取Cs=3．5Cv适线，采用的X、Cv值，计算各时段不同频率的点雨量。见表2—7、图2—1～图2—2。表2．7各时段不同设计频率点雨量统计表(单站实测暴雨法)设计统计参数各设计频率点雨量(mm)时段均值Cv计Cv置P=10％P=5％P=3．33％P=2％P=1％P=O．1％24h93．O0．46O．58162．8200．9228．8250．2288．3413．93日114。O0。420．52192．7231．4259．9282．7322．6450．33、设计面雨量计算由《办法》中附表(三)查得点面关系换算系数，k2h=O．89、k6h=O．92、k24h=O．93、k3日=O．96，算得各时段不同频率面雨量。成果见表2—8。表2-8各时段不同设计频率面雨量成果表(单站实测暴雨法)雨量单位：mm设计点面换算设计频率(％)时段系数1053．33210．124h0．93151．4186．821218232．7268．1384．93日0．96185．0222．1249．5271．4309．7432．32．3．3地区综合频率曲线法推算设计面雨量为了验证单站实测暴雨法分析计算的不同频率面雨量成果的质量，检验其合理性和可靠性。“根据《水利水电工程设计洪水计算规范》规定，选用本流域以及与本流域邻近地形、气候条件相似的7处雨量站的暴雨资料，对各站不同时段暴雨量分别计算经验频率，点绘于同一机率格纸上，通过适线定出地区综合频率曲线，确定其统计参数X、Cv，作为本水库设计流域的统计参数。10n山东大学硕士学位论文1、暴雨资料地区综合频率曲线法降雨量代表站有嵩山水库、王庄、安家庄、悦庄、李家、峨庄、芝芳等7站(见流域图)。各站最大24小时、最大3日降雨量资料。图2-1嵩山水库流域图2、设计面雨量计算对各站最大24小时、3日暴雨资料系列进行频率计算，确定其不同历时的暴雨统计参数X、Cv，成果见表2-10。然后将各站最大24小时、最大3日暴雨系列的经验频率分别点绘于同一机率格纸上，确定其统计参数X、cv值，查算不同频率的点暴雨量。经点面关系换算，得相应频率设计面雨量。成果见表2．9～表2．11，图2—3～图2—4。表2—9综合频率曲线法单站统计参数表雨量单位(mm)XCv设计时段嵩山水安家庄王庄悦庄李家峨庄芝芳嵩山安家王庄悦庄李家峨庄芝芳库水库庄24h93．097，2105．1102．189．591．8100．30．460．47O．560．540．520．460．50n山东大学硕士学位论文3日114．0114．2124，6109，7112．7107．0116．0O．520．40O．SO0．500，470．45O．5024h平均X=97Cv：0．523日平均X=114．0Cv：0．48表2—10综合频率曲线法不同频率点雨量成果表单位(mm)设计时段统计参数设计频率(％)XCv适1053．3321O．124h97．O0．57168．8207．6235．7258．0296．8423．93目114．0O．52192．7231．4259．9282．7322．6450．3表2—11综合频率曲线法不同频率面雨量成果表单位(mm)设计点面换算统计参数设计频率(％)时段系数XCv遣1053．332lO．124hO．9390．2O．S7157．0193．1219．2239．9276．O394．23日0．96109．40．52185．0222．1249．5271．4309．7432，3地区综合频率曲线法所选7处代表站，嵩山水库、王庄、安家庄站位于弥河流域，悦庄、芝芳站位于沂河流域，李家、峨庄站位于淄河流域。降雨量：王庄、安家庄、峨庄站为自记记录，其余各站为12段人工观测，各站资料完整可靠。从各站暴雨统计参数看，嵩山水库站降雨量资料系列为1970"-'2000年共31年，资料系列长度符合《水利水电工程设计洪水计算规范》的要求，其均值H24h=93．0mm，H3日=114．0ram，Cv24h=0．58，Cv3日=o．52，各参数均接近7站的平均值，表明该站实测暴雨资料系列总体水平一般，暴雨特大值偏小。安家庄站降雨量资料系列为1976,--一2000年共25年，资料系列较短，其均值H24h=97．2mm，H3日=114．2mm，接近于7站的平均值；Cv24h=0．47，Cv3Et=o．40，小于7站的平均值，表明该站实测暴雨资料系列总体水平一般，暴雨特大值偏小。王庄站降雨资料系列为1962～2000年共39年，资料系列较长，其均值H24h=105．1mm，H3日=124．6mm，Cv24h=0．56，Cv3日=0．50，明显大于7站的平均值，表明该站实测暴雨资料系列中暴雨特大值较大，系列资料的总体水平较高。悦庄站降雨资料系列为1951～2000年共so年，资料系列较长，其均值H24h=102．1ram，H3日=109．7mm，接近于7站的平均值：Cv24h=0．54，Cv3日=o．50，比7站的平均值大，表明该站实测暴雨资料系列中特大值较大，系列资料的总体水平亦较高。李家站降雨量资料系列为1971"～2000年共30年，资料系列长度符合《规范》要求。其均值H24h=89．5ram，H3日=112．7ram，比7站的平均值小：Cv24h=0．52，Cv3日=o．47，接近于7站的平均值，表明该站实测暴雨资料系列总体水平偏低，暴雨特大值偏小。峨庄站降雨量资料系列为1954～2000年共47年，资料系列较长，其均值H24h=91．8mm，H3日n山东大学硕士学位论文=107．0mm，Cv24h=0．46，Cv3日=O．45，均比7站的平均值小，表明该站实测暴雨资料系列总体水平偏低，暴雨特大值偏小。芝芳站降雨量资料系列为1966---1992年共27年，资料系列较短。其均值H24h=100．3ram，H3日=116．0mm，略大于7站的平均值；Cv24h=0．50，Cv3日=o．50，接近于7站的平均值，表明该站实测暴雨资料系列总体水平较高，资料系列中暴雨特大值偏小。从各代表站同系列长度暴雨统计参数看，王庄站H24h=105．1mm，Cv24h=0．56，H3日=124．6mm，Cv3日=0．50，与嵩山水库站的参数H24h=93．0ram，Cv24h=0．58，H3日=114．0ram，Cv3日=0．52较为协调一致；悦庄站H24h=102．1ram，Cv24h=0．54，H3曰=109．7ram，Cv3日=0．50，与嵩山水库站的参数亦较为协调一致：峨庄站H24h=91．8mm，Cv24h=0．46，H3日=107mm，cv3日=0．45，比嵩山水库站参数明显偏小，表明两站参数的协调一致性较差。根据以上分析，综合定线时主要考虑了嵩山水库、王庄站的暴雨点据，安家庄、悦庄、芝芳、峨庄、李家站的暴雨点据仅作参考。地区综合频率曲线法24h、3d暴雨统计参数采用综合适线值。成果见表2—10～表2．11。2．3．4暴雨统计参数等值线图法推算设计面雨量由《办法》中附图二《山东省多年平均年最大24小时暴雨量等值线图》查得嵩山水库流域中心H24=100．0rnm。查附图三《山东省最大24小时暴雨变差系数等值线图》得Cv=0．64，取Cs=3．5Cv。查《办法》中山东省三日暴雨换算系数K=I．23，求得流域中心处日3日：KH24h：1．23x100．0：123．0mm。查皮ⅡI型曲线模比系数Kp表，得P=10％、P=5％、P=3．33％、P=2％、P=1％、P=0．33％、P=0．2％、P=0．1％不同频率的Kp值，从而求得最大24小时、最大3日各相应频率的点暴雨量。应用《办法》中点面关系换算系数表查得点面换算系数a24h=0．93，a3日=0．96，经点面换算得最大24小时、最大3日相应频率的面雨量。成果见表2—12。表2—12各时段不同频率点面雨量成果表(暴雨统计参数等值线图法)设计时设计频率(％)项目段lO53．33210．1点雨量24h182．0228．0263．0290．0339．0498．O(mm)3d223．9280．4323．5356．7417．0612．5面雨量24h169．3212．0244．6269．7315．3463．1(mm)3d214．9269．2310．6342．4400．3588．02．3．5设计面雨量分析论证不同方法推算的设计面雨量成果见表2—13。表2—13不同方法设计面雨量成果表单位(mm)方法单站实测暴雨法地区综合频率曲线法暴雨统计参数等值线图法设计时段24h3d24h3d24h3d13n山东大学硕士学位论文X9311497114100123统计参数Cv计0．46O．42Cv适0．580．52O．570．520．64面雨量均值86．5109．490．2109．493118．1P=10％151．4185157185169．3214．9P=5％186．8222．1193．1222．1212269．2设计面雨P=3．33％212．8249．5219．2249．5244．6310．6量(mm)P=2％232．7271．4239．9271．4269．7342．4P=1％268．1309．7276309．7315．3400．3P=0．1％384．9432．3394．2432．3463．1588由表2．13可看出，单站实测暴雨法推算的设计面雨量成果与地区综合频率曲线法推算的设计面雨量成果相近，由暴雨统计参数等值线图法推算的设计面雨量成果较大。单站实测暴雨法系采用嵩山水库站实测暴雨资料，采用暴雨频率分析的方法计算。资料系列长度31年，符合《规范》要求，且系列资料中包含了1974、1997年大暴雨年份，系列资料总体水平较高，代表性较好，但采用单站实测系列资料推求流域设计面雨量，“样本”的抽样误差相对较大，计算成果的可靠性不高。暴雨统计参数等值线图法由于采用的《办法》中的暴雨参数等值线图系在较大范围内选取代表站以1980年以前的资料分析综合的成果，资料系列短，统计参数较大，不能准确地反映嵩山水库小流域的暴雨特性，代表性亦不高。地区综合频率曲线法选用了嵩山水库流域周边范围内7处雨量站的实测暴雨资料进行综合分析计算，进一步减小了“样本”的抽样误差。所选站资料系列长度均符合《规范》要求，计算的暴雨参数与周边各站的暴雨参数较为协调，推算的各时段不同频率设计面雨量成果基本能反映本水库流域降雨特性和分布规律。与应用单站实测暴雨法推算的各时段相应频率面雨量的比值在1．o～1．04之间；与应用暴雨统计参数等值线图法推算的各时段相应频率面雨量的比值在0．69～0．91之间，变动范围协调一致，表明成果合理。2．3．6设计暴雨的合理性论证及选定本次设计洪水计算，根据《水利水电工程设计洪水计算规范》(5144．93)规定，采用了单站实测暴雨法、地区综合频率曲线法和暴雨统计参数等值线图法等三种方法推算设计洪水。这三种方法的不同点是推求设计面雨量应用的基础资料不同。第一种方法应用嵩山水库站实测暴雨资料，采用暴雨频率分析的方法首先计算设计点雨量，然后利用点面关系换算系数计算设计面雨量，推算设计洪水。从分析成果看，其暴雨统计参数H24h=93．0ram、H3日=114．0ram，Cv24h=0．58、Cv3日=0．52，比周围邻近雨量站的暴雨参数都大。但采用单站实测暴雨系列资料推求流域设计面雨量，“样本”的抽样误差相对较大，据其推算的设计洪水成果的可靠性不高。第二种方法在设计暴雨量分析计算中，充分考虑了水库流域周边邻近地区嵩山水库、王庄、安家庄、悦庄、李家、峨庄、芝芳等7站的暴雨资料，各站资料系列的长短虽不同，但通过分析论证综合定线，确定地区综合的统计参数，进一步降低了”样本”抽样误差的影响，其代表性显著提高，据此推算的设计洪水成果的合理性、可靠性优于第一种方法。14n山东大学硕士学位论文第三种方法采用《办法》中暴雨参数等值线图查算推求设计暴雨、设计洪水。由于《办法》中暴雨参数等值线图采用的资料系列短，同时又是较大范围选取代表站分析绘制，不能准确反映本水库流域的暴雨特性，据此分析计算的设计成果的代表性、可靠性亦不高。由上述分析论证，确定设计暴雨采用地区综合频率曲线法推算的成果。2．3．7设计净雨计算及设计雨型1、设计净雨计算净雨计算用《办法》山东省P+Pa～R关系表泰沂山北区6号线推算设计。在产流计算过程中，设计前期影响雨量第一天取Pa=40mm，第二天、第三天取计算值。取土壤最大蓄水量Imax为60ram，Pa按下式进行计算：Pa，t+l=kx(Pa，t+Pt)≤Imax式中：Pa，t+l、Pa，t—t日、t+1日前期影响雨量，mm；Pt—t日降水量，mm；K一折减系数。2、设计雨型分析本次设计洪水计算，选择了建库以来4次较大场次暴雨洪水，对雨型进行分析，降雨多呈单峰型，最大2、6、12、24小时降雨量占最大24小时雨量的平均比重为34．3％、64．7％、88．9％、100％，见表2．15。比《办法》中表(四)分配比例小；考虑到对工程安全最不利的情况，确定采用《办法》中表(五)泰沂山南北区一小时雨型表进行曰、时程分配。分配表见表2．15。n∞_【0m王孓o0o卜、们r■omo?q-4,-4r■mNH-r墨董r■N0∞卜、m寸卜、w-tr■,-iN专专集oHd垩。工鎏熏d∞NmN们mHoHd卜、N专{集m∞omom寸0m∞寸I。饥oor■卜、00∞工翼熏∞NoNmn∞u、∞卜、r■芝§m∞Nhomr■∞u、寸o舌v∞u1∞寸心h"I--r翼董∞ooocoNr--mr■m们f■工{童们∞r■m∞o西o寸oo∞NmNm工婆熏Hmooo∞mdo卜、Nm寸rJ舡垦。刊凑。惫鲁鲞量霎季蓁季磊寓衾单霹攥§∞f融哥“划萎宇H燃裂窿澄丧世心Nm寸懈拳螺删窿篷言S匿乓避妥rTl耀=式秣仪袋犁扑书陉扑长长rTln口n寸o卜f■r■凸r■no寸r■f■o0o一凸non寸o—o∞'十凸no一寸In、o一凸卜小一、o。一N小寸。no一—’寸卜。∞。N寸●，、一岫o一。—、寸西’十寸N‘nIn也‘no玺。∞。o一o一≈也寸q寸∞凸一on驻求整∞富o∞It-．也一op’In∞一N寸。n∞o一Nno心凸寸00小“N寸No寸一N寸—N∞Ho一N心一oNono寸o寸on一Noo—寸00寸■、∞o。o。o寸In咕一。一o一心o心o。o一。N—一寸小1寸窿。凸寸No∞n．九寸o凸她寸、o卜寸∞卜寸n寸一n酬oNoN∞卜ln窿In．o凸o∞摹啪一n卜n一N皿氍糌羹墓●o魁重。掣斟^燃螺组僻爨如蜡凶簧v懈陧求窿建墨魁辜f*rTl褪∞1[山僻仪袋堪扑书隧料K长rTln山东大学硕士学位论文2．3．8设计洪水过程计算由设计暴雨推算设计洪水过程，采用《办法》中我省综合的瞬时单位线。瞬时单位线参数M1=O．196F0．33J．0．27R一0．2Tc0．17式中：系数0．196为一般山丘地区(平原占全面积<20％)F一流域面积(km2)，151．0km2；J一干流平均坡度(m／m)，0．0123；R一净雨深(mm)，取各日净雨深：Tc一净雨历时(小时)，取各日净雨时段总历时。计算的各日M1值，由《办法》中山东省山丘地区、山丘平原混合区瞬时单位线参数M1与1小时单位线关系表(瞬表1)查出各日时段单位线，各时段流量乘以面积比15班oo即为本流域时段单位线。以各日净雨过程和单位线求出洪水过程，加基流(每100km2加1．0m3／s)1．Slm3／s即得设计净雨相应的设计洪水过程。由地区综合频率曲线法推算的设计洪水过程成果见表2．16。18表2—16嵩山水库设计洪水过程时段设计频率(％)备注r△t=lh)1053．3321O．1l1．5ll、由地区综合频率曲线法求得21．5l2、流量单位：m3／s31．511．5l1．511．5l1．5143．644．074．274．69512．214．114．916．7622．625．625．826．830．1731．234．135．136．040．4831．833．635．436．039．7926．627．229．129．431．7lO20．320．121．621．722．81l14．213．814．714．815．1129．388．889．419．469．47136．045．625．915．935．82143．973．673．823．833．7l152．792．602．672．59162．152．042．072．01171．821．761．771．74181．651．621．631．6l191．581．56201．541．53211．52n山东大学硕士学位论文221．521．5l231．5l1．511．5l241．511．5l1．51251．5l1．511．5l261．5l271．5ll。5l1．5l281．5l1．511．5l1．51295．976．667．127．808，5510．63023．926．728．831．835．544．13l42．847．550．855．762．175．43247．051．655．359．065．877．53339．242．145．146．851．959。83427．328．630．630．834．138．33517．117．418．618．220．O21．83610．1lO．010．710．211．111．7375．945．806．1l5．726．156．34383．693．563．7l3．463．663．67395．515．966．266．657．248．794014．816．417．319．121．326．74120．121．722．824．427．533．74218．619．520．321．123．928．24313．814．114．614．716．618．8449．189．089．399．2l10．311．2455．825．645．805．566．126．45463．763．613．683．503．783．85472．842．752．792．692．822．84482．902．882．892．882．932．97492．8l2．792．802．792．8l502．472．442．452．422．432．40512．122．092．062．03529．1612．015．517．520．936．75323．630．938．343．151．O80．25425．633．039．043．251．O70．95518．924．427．729．333．744．55626．136．143．647．956．291．65756．676．793．41051231985885．111213415l178275591001281491671952926091．51141301451672426l82．210311713014921962104135160180212334631952593123534216826429l38045250760092l6538450l59766879312406661380596810801290206067794103012101350160024006870889l102011201300184019n山东大学硕士学位论文6949861067273082811307032l3864204535lO6857l22727430333037752672187229260286332476731491812032222553527484．598．21041121251527538．442．241．442．544．450．57615．716．215．015．315．513．1776．496．345．595．7l5．764．83783．142．982．6l2．521．51792．021．931．731．651．5l801．661．631．531．521．51811．551．541．5l821．521．5l831．5l1．511．5l841．5l851．5l1．512．3．9设计洪水成果的的选定由地区综合频率曲线法推算的设计洪水洪峰流量、时段洪量成果见表2—17。表2．17不同设计频率洪峰流量、时段洪量成果表设计频率(％)方法项目1053．33210．1Q。(m3／s)79410301210135016002590地区综合频率曲w6h(104m3)118915191765195422923682线法(P=O．1％洪峰流W24h(104m3)184223382704299234955592量、时段洪量加8％的安全修正W苴(104m3)203625402916321937355888值)净雨总量(mm)132．6165．9190．6210．3244．8358．4基流总量(104m3)46．2l46．2146．2l1、与历次洪水计算成果比较嵩山水库建库前后，分别于1966年、1973年、1982年、1994年进行了4次设计洪水计算。前三次设计暴雨由“暴雨参数等值线图”查算，1994年的设计暴雨由实测暴雨资料推求。设计洪水计算，1966年采用单位线洪峰流量公式及小汇水面积推理公式进行计算；1973年采用综合单位线计算，1982年、1994年采用瞬时单位线法计算。本次核算采用了地区综合频率曲线法，与以往各次计算成果比较见表2—18。20n山东大学硕士学位论文表2—18本次与历次洪水计算成果对照项目频率1966笠1973笠1982釜1994缸2004正5200193．13．33213219．2H24h2255239．9(mm)1316315296276O．1435394．2PMP8935222．13．33249．5H3日2271．4(mm)1439．5399309．70．1432．3PMP1129597310303．331059．51210洪峰流量21334．11350(m3／s)11700262217321594．716000．12539．42590PMP569552872893．33287289起调水位2287289(m)12852892872890．1287289PMP28953505003．3311471210最大泄量211821323(m3／s)1121513801282130714280．118651892PMP44805289．65290．463．33289．65290．46最高洪水位2289．77290．46(m)1290．03291．02290．13290．21290．620．1292．02292．10PMP293．1计算成果比较与1966年计算成果比较：P=1％的核算成果：本次核算的洪峰流量比1966年计算成果小5．9％。调洪控制方式不同，最高洪水位、最大泄量不能直接比较(1966年起调水位为285．OOm)。与1973年计算成果比较：P=1％的核算成果：本次核算的洪峰流量比1973年计算成果小39．0％。调洪控制方式不同，最高洪水位、最大泄量不能直接比较(1973年无闸门自由溢洪调算)。21n山东大学硕士学位论文与1982年计算成果比较：P=1％的核算成果：本次核算的设计洪峰流量比1982年计算成果小7．6％。调洪控制方式不同，最高洪水位、最大泄量不能直接比较(1982年起调水位289．OOm，以入流量控泄)。与1994年计算成果比较：本次计算的P=5％的核算成果洪峰流量比1994年计算成果大5．9％：P=3．33％的核算成果的洪峰流量比1994年计算成果大14．2％：P=2％的核算成果的设计洪峰流量比1994年计算成果大1．2％；P=1％的核算成果的洪峰流量比1994年计算成果大o．3％：P=O．1％的核算成果的洪峰流量比1994年计算成果大2．O％。调洪控制方式不同，最高洪水位、最大泄量不能直接比较(1994年起调水位287．OOm，二十年一遇限泄350m3／s)。合理性分析，经分析，造成计算成果差异的原因主要是：1966年的初步设计成果，设计暴雨由《水文图集》查算，资料系列短，未包含1974、1997年等大暴雨年份，代表性差。以点雨量代替面雨量，未考虑点面关系，对本水库流域面积来说合理性较差。采用调整雨型与本水库的实际暴雨特性差异较大。采用单位线洪峰流量公式及小汇水面积推理公式计算的洪峰流量考虑的因素不全面，计算成果的合理性、可靠性不高。也造成了与本次计算成果的差异。1973年计算成果，采用的计算方法为1973年2月省水利局大检查办公室发《大中型水库设计洪水计算方法》，设计暴雨由“暴雨参数等值线图”查算，资料系列短，未包含1974、1997年等大暴雨年份，代表性差。以点雨量代替面雨量，未考虑点面关系，对本水库流域面积来说合理性较差。采用径流系数法计算设计净雨，考虑的因素不全面。采用《大中型水库设计洪水计算方法》中2小时雨型表、主雨时段净雨量改为各相应频率最大2小时设计净雨量，二者结合而成的”校核雨型”作为设计雨型，主观上加大了雨型雨峰，计算成果的合理性、可靠性亦不高。造成了计算成果的明显偏大。1982年计算成果，查算的暴雨参数及依据的计算方法与本次暴雨统计参数等值线图法计算一致。采用的”暴雨参数等值线图”资料系列短，且不能准确反映本水库流域的暴雨特性。以点雨量代替面雨量，未考虑点面关系，对本水库流域面积来说不合理，计算成果的合理性、可靠性亦不高。造成了与本次计算成果的差异。1994年的计算成果，采用实测暴雨资料计算流域设计面雨量，选取的代表站为冶源水库、嵩山水库站两站，地域上冶源水库处于本水库下游25KM，代表性较差：依据的系列资料为1992年以前的实测系列资料，未包含1974、1997年等大暴雨年份，资料系列短，代表性不高。且嵩山水库站1970年以前的系列资料系采用冶源水库、九山、瑞庄等站的资料，利用相关关系插补，受暴雨局地性影响，各站相关关系较差，插补延长的系列资料误差较大。以点雨量代替面雨量，未考虑点面关系，对本水库流域面积来说不合理。采用24小时作为设计雨期，不能很好地满足本水库设计洪水计算及防洪核算的要求，计算的设计暴雨、设计洪水成果的合理性、可靠性亦不高。造成了与本次计算成果的差异。经与历次水文计算成果比较认为：本次核算选取了水库流域周边范围内7处雨量代表站实测雨量系列资料进行分析，依据的资料系列包含了1974、1997年等大暴雨年份，资料系列长，代表性好。且采用多种方法分析计算，考虑的因素全面，计算成果的合理性、可靠性均优于历次计算成果。因此，本次设计洪水复核成果可信度较高。2、设计洪水成果的选定22n山东大学硕士学位论文设计洪水成果的选定，必须满足水库防洪安全要求的同时应充分考虑洪水计算成果的合理性、可靠性。本次设计洪水复核计算，依暴雨资料采用三种方法计算。单站实测暴雨法由于只依据嵩山水库站实测暴雨系列资料计算，资料系列较短，“样本”抽样误差较大，计算成果的安全性、可靠性不能满足水库防洪安全要求。暴雨统计参数等值线图法依据的暴雨参数等值线图由于不能准确反映本水库流域的暴雨洪水特性，其计算成果的合理性、可靠性亦不高。地区综合频率曲线法选用本水库流域周边邻近地区的7处雨量站的暴雨资料进行综合分析，进一步降低了“样本”抽样误差的影响，计算成果的合理性、可靠性较高。经综合各方面因素考虑，本次推荐由地区综合频率曲线法推算的设计洪水成果作为采用成果。嵩山水库流域内小型水库的总兴利库容为221．6万m3，占最大24小时校核洪水洪量的4．3％，考虑其垮坝时对本水库入库洪水的影响，以及因依据的实测暴雨资料系列存在着～定的抽样误差和由暴雨资料推求设计洪水，在产、汇流计算过程中的环节较多，存在着一定的计算误差，可能造成计算成果偏小，对水库安全不利等因素。嵩山水库流域面积252km2，干流平均坡度O．0123m／m，千年一遇校核洪峰流量2590m3Is，经计算，其洪峰流量模数为91．3；与其流域相邻的临朐县冶源水库流域面积786km2，干流平均坡度o．0142m／m，千年一遇洪峰流量8587m3Is，洪峰流量模数为i00．8：临朐县淌水崖水库流域面积22．Ikm2，干流平均坡度o．0196m／m，千年一遇校核洪峰流量808m3Is，洪峰流量模数为102．6；潍坊市白浪河水库流域面积353km2，干流平均坡度0．0126m／m，千年一遇洪峰流量4810m3Is，洪峰流量模数为96．3；莱芜市葫芦山水库流域面积187km2，干流平均坡度0．0204m／m，千年一遇洪峰流量3299m3／s，洪峰流量模数为100。9。由以上计算结果可以看出，在流域地形地质条件、地面植被覆盖条件、暴雨成因、资料精度、干流平均坡降、洪水频率等因素相近或者是相同的条件下，本次嵩山水库设计洪水计算成果，在非常运用工况下的洪峰流量模数明显偏小。综合考虑上述种种因素，出于对水库安全考虑，对采用成果千年一遇校核洪水的洪峰流量、时段洪量增加8％的安全修正值，对正常运用情况下洪水的洪峰流量、时段洪量不再增加安全修正值。修正后的设计洪水过程线成果见表2．19。表2．19嵩山水库设计洪水过程时段设计频率时段设计频率时段设计频率备注(△t=-lh)(0．1％)(△F1h)(0．1％)(△t=1h)(0．1％)1、由地区综合l1．63281．635548．1频率曲线法求21．632911．45698．9得。洪峰流量、时段洪量加31．63304"7．6572148％的安全修正。45．073181．4582972、十年一遇、518．03283．759315二十年一遇、三十年一遇、632．53364．66026l五十年一遇、百年一遇标准743．63441．461237的洪水过程见842．93523．562361表2一17。23n山东大学硕士学位论文3、流量单位：934．23612．663737m’／s1024．6376．8564995ll16．3383．966513401210．2399．49662220136．294028．8672590144．014136．4681990152．804230．5691220162．174320．370740171．884412．171568181．74456．9772514191．68464．1673380201．65473．07741642l1．64483．2l7554．5221．63493．037614．1231．63502．59775．22241．63512．19781．63251．635239．6791．63261．635386．6801．63271．635476．68l2．4洪水调节计算2．4．1洪水调节计算方法与洪水调节原则241、洪水调节计算方法本水库采用水量平衡方程和库容、泄量曲线联解，逐时段演算推求水库蓄量、泄量变化过程。基本公式：号(Q·+Q2)△t一虿l(q，+q2)△t=V2一V·V=f(q)式中：o,1、ql--时段初入库、出库流量(m3／S)。0,2、q2--时段末入库、出库流量(m3／s)；V1、V2--时段初、末水库蓄水量(104m3)；At--计算时段(At=1小时)’’I51。方程V=f(q)为水库蓄水量与泄量之间的关系。本次调洪计算V=f(q)关系采用采用下式计算：0,=mB√29H吾n山东大学硕士学位论文式中：Q一一过闸流量：B一一过水总净宽，取为50m；H0一一计入流速水头的堰上总水头：m一一综合流量系数，取为0．35。经计算，嵩山水库的水位、库容、泄量关系成果见表2．20。表2．20嵩山水库水位、库容、泄量关系表水位库容(106m3)泄量(m3／s)水位库容(106m3)泄量(m3／s)283．531．500290．550．571391284．533．7975291．554．041702285．536．27212291．654．411734286．538．86390291．754．781767287．541．54601291．855．151799288．544．39840291．955．531832289．547．351104292．055．901865290．048．921285292．1056．281892290．4650．461379292．2056．65193l调节计算过程，采用计算机程序，依水量平衡方程和V～q关系用试算迭代法完成。2、洪水调节基本原则(1)下游河道安全泄量嵩山水库下游主要保护对象有：青临铁路、益新公路、临朐县城以及下游20万亩耕地、32万人口。1983年“三查三定”下游河道安全泄量150m3／s。水库下游至弥河区间石河长25kin，水库建成后溢洪闸溢洪流量较大的有3次。最大一次为1990年10月，最大泄量350m3／s。放水原因是因为水库大坝0+560处出现渗透破坏，为抢险需要开闸放水。当时水库下游河道虽出现了局部险情和灾情，但整体上基本无重大险情和灾情出现，生命财产无严重损失。因此，1994年2月潍坊市水利建筑设计院在进行嵩山水库设计洪水调算时将水库下游河道安全泄量确定为350m3／s，临朐县嵩山水库历年汛期控制运用方案，以不淹耕地、不冲村庄为原则确定安全泄量为150m3／s，500m3／s，150m3／s安全泄量的确定是以不淹耕地为目的，控制地点为五井镇南蒋峪村，距溢洪道1．Okra：500m3／s安全泄量的确定是以不淹村庄为目的，控制地点在五井镇垛庄村，距溢洪道2．Okra。从以上几个安全泄量的确定看，安全泄量150m3／s的主要保护对象为溢洪道以下1．Okm范围内的少数耕地，保护对象意义不大，从经济角度看，为保护少数耕地而投入大量资金加固水库工程不经济。1994年潍坊市水利建筑设计研究院以1990年水库实际最大泄量确定泄量350m3／s，无明确保护对象和控制地点，依据不充分。500m3／s安全泄量的控制地点是距溢洪道2．0km的五井镇垛庄村，根据本次实测地形图，经计算该控制点以下河道断面通过的最大泄量为500m3／s，若超过该泄量，五井镇垛庄、南蒋、西峪三村2400余人的生命财产安全将受到严重威胁，因此安全泄量500m3／s以不淹村庄、保护人民生命财产安全为目的，保护对象意义大，控制地点明确，依据充分，故本次调算确定采用安全泄量500m3／s。25n山东大学硕士学位论文(2)洪水调节基本原则1973年、1982年调洪计算起调水位为289．OOm。1994年除险加固洪水计算为287．OOm。根据《水库大坝安全评价导则》，本次采用1973年建闸时确定的汛期限制水位即兴利水位289．OOm作为起调水位。调节计算不考虑输水洞的泄量。当水库水位低于或等于二十年一遇洪水位时，控制泄量500m3／S；当水库水位高于二十年一遇洪水位时，敞开闸门泄洪。2．4．2调洪计算成果按上述调洪原则，对各种方法求得的设计洪水进行调节计算，求得其最高库内洪水位和最大泄量。成果见表2．22。其中，地区综合频率曲线法调算结果为推荐洪水调算成果：P=10％时，最高洪水位289．69m，最大泄量500m3／s；P=2％时，最高洪水位290．46m，最大泄量1428m3／s；P=1％时，最高洪水位290．62m，最大泄量1428m3／s；P=O．1％时，最高洪水位292．10m，最大泄量1892m3／s。调节计算过程见表2．22～表2．24。26表2．21不同频率洪水调洪计算表设计频率(％)方法项目1053．33210．1Q。(m3／s)79410301210135016002590地区综合q。(m3／s)5001210132314281892频率曲线法v。(万m3)4798504650925628Z。(m)289．69290．46290．62292．10n山东大学硕士学位论文表2—22调洪计算成果表时段P=IO％P=5％时段入库泄量库容水位入库泄量库容水位(△t=lh)f△t=-lh)流量(m’／s)(104m31(m)流量(m3／s)(104m3)(in)6429129l4586289．00643804586289．00653844586289．006550l5004586289．0065．505004586289．OO668055004641289．18666135004595289．036710305004791289．67677945004668289．276889l5004959290．2068708500476l289．57696105005046290．4668．995004798289．6969．495005046290．46694985004790289．69703865004988290．28703215004764289．58712745004986290．28712275004684289．32722295004895290．01721875004635289．167318l5004791289．67731494635289．167498．25004659289．247484．54635289．167542．24589289．017538．44635289．167616．24589289．01表2—23洪水调洪计算成果表P=3．33％P=2％时段入库时段入库(／kt=-lh)泄量库容水位(／kt=-lh)泄量库容水位流量(m’／s)(m3／s)(104in31(m)(m3／s)(104m3)(m)(m’／s)633124586289．00633534586289．00644524586289．00645075004586289．00655975004604289．06656685004619289．11669685004708289．396610805004754289．556712105004918290．086713505005009290．3567．511075005046290．4667．113235005046290．4667．511075046290．4667．113235046290．466810205046290．466811205046290．46696725046290．46697305046290．4669．685005046290．4669．85005046290．46704205005036290．44704535005041290．447l3035004965290．227l3305004932290．12722605004879289．9672286500474l289．5227n山东大学硕士学位论文732035004772289．62741045004629289．1574．264l5004586289．0075154586289．00表2—24洪水调洪计算成果表P=l％P=0．1％时段入库泄量库容水位时段入库泄量库容水位(△t=lh)流量(△t=lh)流量(m3／s)(104m3)(m)(m’／s)(104m3)(m)(m3／s)(m’／s)622124586289．00623614586289．006342142l4586289．0062．45004586289．0063．45004586289．00637375004628289．14646005004604289．0664995500476l289．57657935004674289．296513405004999290_326612905004871289．9365．114635005046290．4666．614635005046290．4665．1146313795046290．4666．6146313795046290．4666222014895172290．8467160014005069290．5367259017385459291．6467．5814285092290．6268199018905627292．1068130014145085290．5868．1318925628292．106982813184976290．2569122018ll5539291．867051011364770289．61707401587528l291．17713774662289．257l56813304992290．30723324662289．347251411084748289．53732554662289．34733804641289．18741254690289．3474164464l289．182．5兴利调节计算1、水库水位、面积、库容曲线嵩山水库水位～水面积、库容关系由大坝安全鉴定阶段潍坊市水文水资源勘测局编制的《临朐县嵩山水库设计洪水复核报告》(以下简称“设计洪水复核报告”)中查得，经核对，将结果列于表2—25中、图2．5所示。28n瘩使e米)．，一厂承定毒表蚕躲酋凌—，一／。．，／／／。，≮趸与毒喜塑凌／．／。／，／。f151nE9n9E气n气EdndEEnEKf牵喜(吾万方)承重黎(平方公里≥图2．5水库水位、库容、水面积曲线表2．25嵩山水库水位、库容、水面积关系O水位(m)库容(106m3)水面积(kin2)水位(m)库容(106m3)水面积Ikm2)2580．690．278283．531．52．2622601．430．45228432．632．32622．460．564285352．4472643．730．72528637．572．5972665．330．87628740．172．72687．241．03628842．952．852709．421．15628945．862．98427211．841．24929048．923．12427414．441．377290．1349．353．1527617．321．517290．9852．193．2827820．481．70929255．93．70328024．091．933292．658．163．77928228．172．1592、降雨通过对嵩山水库临近流域王庄、安家庄、悦庄、芝芳、李家、峨庄以及嵩山雨量站1971～2000年历年逐月降雨量的统计分析，依据嵩山水库流域的降水资料，参考流域邻近雨量站降水量，得出嵩山水库流域降雨量系列，其多年平均年降水量655．2mm，其中汛期(6～9月)多年平均降水量485．2mm，占多年平均年降水量的70．3％。嵩山水库的1971～2001年历年逐月降雨量见表2．27。3、蒸发n山东大学硕士学位论文由于嵩山水库无实测蒸发资料，水库蒸发观测资料借用冶源水库1971年～2000年蒸发资料。经分析，该区多年平均水面蒸发深为1042．6mm，见表2．28。4、径流巨峰水库虽然建成时间较长，但流域内无水文站，也没有准确的放水洞放水资料以及溢洪道溢洪流量资料，很难准确的进行还原计算，考虑到巨峰水库流域的地形、植被条件和日照水库流域很相似，而且流域相邻，二者距离很近，查山东省水文图集多年平均年降水量等值线图，得巨峰水库和日照水库多年平均年降雨量均为850mm，查多年平均年径流深等值线图得巨峰水库和日照水库多年平均年径流深均为350mm。所以采用水文比拟法，借用日照水库水库天然径流量，由日照水库流域径流深推算巨峰水库流域径流深。嵩山水库流域降雨、径流与冶源水库流域降雨、径流的相关性嵩山水库流域降水资料引自嵩山水库管理所内的嵩山雨量站1971～2000年多年实测降水资料，冶源水库流域降雨采用冶源水库雨量站1971年～2000年的实测资料。嵩山水库流域降雨量与冶源水库流域降雨量相关分析计算见表2．29、图2-6，冶源水库流域降雨量与径流相关分析计算见表2．30、图2—7。相关系数r采用下式进行计算：，一∑(K。一l冰，一1)√∑(K。-1)2y'(K，一1)2由表2．29、2．30和图2-6、2-7可以看出，嵩山水库流域和冶源水库流域的降雨量之间有较好的相关性，相关系数达到0．91；冶源水库流域降雨与径流之间的相关关系也较好，相关系数为0．82。嵩山水库流域的地形、植被和下垫条件与冶源水库流域很相似，且为相邻流域，降雨量均值相差5％，因此，嵩山水库的径流深直接引用冶源水库流域径流深，采用冶源水库流域天然径流量，按嵩山水库坝址上游流域的水利工程情况换算成嵩山水库历年逐月的径流量，见表2．31。工程现状水库来水量计算方法步骤为：“首先，按现状上游工程控制面积与全流域面积的比例，分配天然径流量，得出水库现状上游工程及区间的来水量：其次，对现状上游工程的来水和用水进行调节计算，得出其历年逐月的下泄水量，现状上游工程的下泄水量与区间来水之和即为现状情况下水库来水量”【61。嵩山水库历年来水量丰枯明显，最大丰水年为1995年，来水量为8163万m3，最大枯水年为1989年，来水量为47．5万m3，两者相差171倍之多。水库多年平均来水量为2667万m3，多年平均年径流深177mm，径流系数为0．26。30n山东大学硕士学位论文31n山东大学硕士学位论文表2．26嵩山水库1971～2000年历年逐月降雨量统计表(mm)月份年份合计1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月69．181．19717．934．758．715．6201．9147．9535．616．3lO．5803．58640．164．197249．1051．151．9167．4165．616．27．82．1680．37417．152．197312．74．281．746．997．973．860．879．90．10．3628．79516．19744．16．731．939．373．6155．8273．227．220．632．241．7722．3116．19750．020．349．90．655．9253．085．534．956．140．88．8622．351976O．070．00．012．717．253．5243．2178．275．O3．920．61．4675．719771．20．03．036．248．381．5217．0108．595．768．04．010．7674．116．156．1978O．018．O19．631．1161．2192．236．339．45．63．8680．7693S．202．101．19798．518．669．316．3299．648．222．217．028．2866．221017．18．252．19801．562．832．498．590．352．970．49．S3．0708．603219813．55．58．47．O4．648．2326．952．32．43．11．32．0465．3114．19823．04．03．819．1115．0217．7147．678．537．710．20．3751．0353．19836．53．258．569．512．8176．9124．563．780．95．56．5662．071984O．93．82．66．971．779．1186．460．256．04．918．012．1502．619854．85．04．114．553．225．9297．6214．574．155．14．120．2773．0179．198606．55．64．47．7207．5102．664．118．0O．017．5613．0215．13．19876．930．320．863．856．2164．756．065．311．60．0504．54519883．90．04．50．067．335．2276．9104．45．67．6O．02．8508．024．56．1989O．62．221．357．6100．6194．413．420．94．51．6498．11917．32．162．199030．927．657．0220．0274．457．24．59．06．4899．441926．129．19913．73．628．O59．6162．186．938．48．012．516．0575．5916．19927．83．34．922．020．667．1137．951．750．510．312．2404．84100．19934．219．93．237．752．7115．733．817．129．682．03．2499．5329．154．19941．920．742．67．8291．1249．836．384．633．326．8978．97315．172．199507．12117．192．5201．7272．763．51．1O864．43422．193．19965．60．037．38．9171．751．718．O50．243566．44620．19974．520．228．648．91．O54．8349．531．810．O26．527．1623．4519985．224．539．24．462．574．61lO．8264．525．413．51．111．8658．232n山东大学硕士学位论文8118．179．199900．79．132．212．876．3155．1104．39．47．0705．05613．200011．30．64．867．140．075．O144．671．583．924．43．9541．09平均655．2表2．27水库历年逐月蒸发量统计(ram)年份1月2月3456789101112合计197127．827．281．4146．7185．6168．9157．6124120．985．459．224．91209．197228．925．778．795．7153．6149．4117．395．7105．867．634．723．1976．2197320．62846．6108111．6116．5130113．893．885．155．724．2933．919742415．168．1123．6113．7102．3127．894．185．879．647．528．1909．7197527．827．281．4146．7185．6168．9157．6124120．985．459．224．91209．197620．721．881．7144．5114．1165．2123．3127．867．366．951．924．21009．197727．646．397．5118．5167．1143．4119．3105．4927154．332．51074．19782751．499．2134120．9133．2148．8102．293．356．755．245．61067．197959．186．477．3107．6118．5126．2103．7126．891_568．947．859．41073．198028．925．778．795．7153．6149．4117．395．7105．867．634．723．1976．2198130．928．276．4122．4123．4124．996．5110．7104．172．530．7951．4198259．186．477．3107．6118．5126．2103．7126．891．568．947．859．41073．198335．927．171．7113．8160139．6121．590．196．883．573．955．51069．198430．928．276．4122．4123．4124．996．5llO．7104．172．530．7951．4198520．721．881．7144．5114．1165．2123．3127．867．366．951．924．21009．198627．827．281．4146．7185．6168．9157．6124120．985．459．224．91209．198723．73587．3134．9155．3142．4134．8121．111280．345．520．11092．198829．336．764．8140．3140．6161．3101．1122101．18265．630．41075．198915．233．882．2123．3152．7132．6117．5123．5105．189．345．831．81052．19902415．168．1123．6113．7102．3127．894．185．879．647．528．1909．7199120．62846．6108111．6116．5130113．893．885．155．724．2933．9199220．732．557130．5134．8139．7157．8119．186．866．645．719．51010．199330．928．276．4122．4123．4124．996．5110．7104．172．530．7951．4199428．925．778．795．7153．6149．4117．395．7105．867．634．723．1976．2199535．927．171．7113．8160139．6121．590．196．883．573．955．51069．199641．683．97198．8152．4121．591．5103．389．775．959681056．199740．677100．5108．5141．8168．2150128．7114．810236．342．21210．199838．762．764．682．9107．7132．7112．2108．9126．793．376．653．41060．199959．186．477．3107．6118．5126．2103．7126．891．568．947．859．41073．20002751．499．2134120．9133．2148．8102．293．356．755．245．61067．200127．646．397．5118．5167．1143．4119．3105．4927154．332．51074．平均31．040．177．4120．0138．8138．9123．6111．898．776．150．635．51042．633n山东大学硕士学位论文表2．28嵩山水库流域与冶源水库流域降雨量相关分析表嵩山水库降雨冶源水库降年份kxkvkx-1ky-1(k。一1)2(k。．1)2(kx-1)(ky一1)量(mm)雨量(mm)1971803．5843．21．231．300．23O．300．0510．0890．067：1．972680．3637．31．040．980．04—0．020．0010．000—0．OOJ．1973628．7682．30．961．05—0．040．050．0020．003-0．0021974722．37931．101．220．10O．220．010．0490．0231975622．3567．50．950．87-0．05—0．130．0030．0160．0061976675．7620．51．03O．960．03-0．0450．0010．002-0．0011977674．1681。21．031．05O．03O．050．0010．0020．0011978680．76761．040．040．0021979866．2856．91．320-320．320．1040．1020．1031980708．6654．11．081．01O．08O．010．0070．0000．0011981465．3468．20．710．72-0．29—0．280．0840．08O．08119827517561．151．160．15O．160．0210．0270．02419836626771．011．04O．010．040．00010．0020．0001984502．65070．770．78—0．23．O．220．0540．0480．05119857737521．181．160．180．160．0320．0250．02819866134320．940．66-0．06—0．340．0040．1120．021987504．56460．770．99—0．23-0．010．0530．0000．0019885085370．78O．83．0．22—0．170．050．0300．04：1．989498．15930．76O．91一O．24-O．090．0570．0080．0211990899．49561．371．470．370．470．1390．2220．1761991575．55240．88O．81—0．12-0．190．0150．0370．024：1．992404．83950．62O．61一O．38．O．390．1460．1540．1501993499．54490．760．69-0．24．0．310．0560．0950．0731994978．9915．61．491．410．490．410．2440．1680．2021995864．4850．31．321．31O．32O_310．1020．0950．0991996566．4565．20．860．87—0．14—0．130．018O．0170．0181997623．46170．95-0．05—0．050．0020．0030．0021998658．26071．00O．930．OO-O．070．000020．004—0．00031999705737．41．081．140．080．140．0060．018O．012000541492．80．830．76-0．17一O．240．030．0580．042合计19656．419489．51．301．471．26平均655．2649．7n山东大学硕士学位论文表2．29冶源水库流域降雨与径流相关分析表冶源水库冶源水库降年份kxkykx-1kv·1(kx_1》2(kv-1)2(kx·1)(kvll)径流m3雨(mm)197123379843．21．681．300．68O．300．470．090．204：1．97211813637．30．850．98．0．15-0．020．020．00040．003197314229682．31．021．050．020．050．0010．0030．0011974191657931．381．220．380．220．140．050．084197515058567．51．080．870．08．O．130．010．02—0．011197618572620．51．34O．960．34．0．04490．110．002．0．0151197714010681．21．011_050．010．050．00010．0020．0004197811109676O．801．04一O．200．04O．OO-0．008197917916856．91．291．320．290．320．080．1020．0931980：1．2456654．10．901．01．0．100．010．000—0．00119815846468．20．420．72．0．58-0．280．340．080．162198295877560．691．16．0．31O．160．100．03—0．051：1．983131036770．941．04．O．060．040．0030．002-0．002198458155070．420．78—0．58-0．220．340．050．1281985203357521．461．160．460．160．220．020．073198643394320．31O．66—0．69—0．340．47O．110．2300．0000198732886460．240．99-0．76-O．01O．580．00431988110055370．79O．83．O．21．O．170．04O．030．0361989124815930．900．91．0．10．o．090．010．0081990376429562．711．471．710．472，930。220。807199175605240．540．81—0．46—0．19O．210．040．088199229443950．210．61-0．79-o．39O．620．150．309199313534449O．97O．69—0．03—0．3l0．001O．100．008199432508915．62．341．411．340．411_800．170．549199527688850．31．991．31O．99O．31O．990．100．30719969935565．20．720．87—0．28—0．130．080．020．0371997140016171．010．95O．01．0．050．00010．003—0．0011998138716071．00O．93—0．001—0．070．0000010．0040．000119999221737．4O．661．14一O．34O．140．11O．02—0．04520004064492．80．29O．76-0．71．0．240．500．060．171合计4164761949010．221．473．17平均13883649．7表2—30嵩山水库历年逐月的来水量表(万m3)年、月123456789101112合计73．1751．1971O4．7O372．813：1．2．6413．243．730．2O4001．91661．57．：1．770．230．1972046．30384．3590，533．7O323626383195．200．377．19739．20487．6807240．6136．466．1O2520．38153141．1974030243．4970．450797．839．799．65102158．144．1975267．121．77．20412．8399．4315．76337．41493．24575．46．1284．111．19767．617．312．433．2694．5442．827．114．32768．1786248．162．1977O0O1．30643．1604．5237．451．61948．54235n山东大学硕士学位论文27．1978S．5O0430．11619．2494．8227．7017．602822．23197927．4077．512．9470．5707．3409．2269．337．712．224．42030．414．10．123．1196．117．19800658．4347．7258．138．2II2776282956．41．5484．31057．019810550．9304．523．645．52947118．176．19822．30474．4697．8625．7400．486．664．841．22588．25S26．396．1983O07．10359．7II．80802．178198401188．3289．7O01478349．1985O0O7．31．9987．8946．7827．260．923．53204．4140．33．1986082．4901．61033．2O02091．374143．19870O0543．6800．6462．261．6402051．6619880O0O959460O01419198901．10O045．60．8047．51198．12632．121．5115．41990089．2351．3711．2II．40239247．199106．8010．5625．11365．8661．9450．5O03168．151992057．182745．20929．3576．101．1993O0O0178．51377．3688．9029222132．23．1778．239．179．107．19940574．31252．8779．7496852478657．12．3183．3970．491．1995820314．550．7O8163．217859199604．40639．91494．1799．909．140．802988．234．1906．19970630242．7O02246．7542．182．1655．199800．130227．1661．6251．46．803057．136219990O830．2436．80O0126717．20000O0693．9790．5255．4O01757．6812．10．110．平均121629．7240．3778．6916．9470．651．718．6266731n山东大学硕士学位论文第三章嵩山水库工程概况及存在主要问题3．1相关文件3．1．1依据的文件依据山东江河科技咨询中心的工程可行性研究报告评估意见；依据水利部大坝安全管理中心2003年5月的嵩山水库安全鉴定核查意见(坝函[2003]2252号)；潍水管发(2003)3号，水库的大坝安全鉴定报告。3．1．2依据的规范、规程《水利水电工程初步设计报告编制规程》DL5021--93：《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252--2000；《碾压式土石坝设计规范》SL274--2001；《水工混凝土结构设计规范》sL广T191—96；《溢洪道设计规范》5L253--2000：《水闸设计规范》SL265--2001；《浆砌石坝设计规范》SL25--91；《水工建筑物抗震设计规范》DL5073—2000；《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62--94；《灌溉与排水工程设计规范》6850288--99：《水利工程水利计算规范》SLl04--95；《水利水电工程设计洪水计算规范》sL44—93；《水库工程管理设计规范》SLl06--96；《水电工程水库淹没处理规划设计规范》SL一290—2003。3．2水库除险加固工程布置根据工程地质勘察报告、工程安全检测复核结果及水库历年运行管理资料，分析提出工程现状存在的主要问题：在此基础上，通过对嵩山水库加固项目的方案比较，确定了主要建筑物的具体加固方案。1、大坝河槽坝段：“采用振冲加固结合抛石压重方案加固用来解决河槽坝段表层坝壳和坝基砂液化‘7】”，压重平台顶宽26．Om，顶高程为260．00m；大坝心墙连通孔隙或裂缝采用充填灌浆处理，灌浆孔布置两排，排距2．0m，孔距4．Om；坝后新修排水沟450m。阶地坝段：采用砼防渗墙加固应对阶地坝段坝基渗透破坏，墙厚600mm，加固范围为桩号0+5500+810，长260m，布置在上游坝肩处，最大深度为47．2m；阶地坝段基岩采用进行入岩深度为5．Ore的帷幕灌浆处理解决透水率大的问题：修排水沟440m。采用帷幕灌浆加固处理解决放水洞的两侧基岩、薄层卵砾石层和断层F1；拆除，重建防浪墙。37n山东大学硕士学位论文2、溢洪道嵩山水库溢洪道保持原兴利水位289．OOm，通过各种方案的筛选最终设计采用重建溢洪闸。新建总宽为55．2m每孔lOm的5孔长16m，闸底板高程283．50m的溢洪闸；溢洪闸下接坡度为i=O．17泄槽、挑流鼻坎出水渠，最终与原河道自然连接。3、放水洞放水洞在原来砼管基础上加装玻璃钢管，中间采用水泥砂浆灌缝；竖井、廊道与坝体问进行接触灌浆，竖井、廊道砌体剔缝后用丙乳砂浆勾缝；重建进水渠与出水渠，更换金属结构及电气设备，改建启闭机房等。3．3库区工程地质条件及评价3．3．1地形地貌库区属于鲁中山区，系低山～丘陵地形，地貌按成因可划分为构造剥蚀和侵蚀堆积两个地貌单元。构造剥蚀地貌分布于河谷两岸，山体多成锥形，山势陡峻，高程一般在300～500m之间，相对高差为50～250m，沟谷深切，山脚常有崩塌体堆积。丘陵低矮浑圆，相对高差为30～50m。侵蚀堆积地貌沿河流分布，根据堆积类型的不同，分为河床、一级阶地和坡积～洪积台地。石河流向北东，河床宽70～100m，河流坡降为o．01；黄古河流向南东，河床弯曲狭窄，宽度一般为20"--'60m，河流坡降为O．03。一级阶地沿石河两岸分布，由于河流的左右侧蚀，局部缺失，呈不对称型，坡积～洪积台地沿河流两侧断续分布，并主要分布于石河左岸，台地前缘高出平地i0～15m，台面高程一般在290．OOm，台面宽度大多为100～200m。3．3．2地层岩性“区内地层按由老到新的顺序出露的有寒武系沉积岩、奥陶系沉积岩、燕山晚期侵入岩及第四系地层‘剐”。现分述如下：1、寒武系沉积岩寒武系沉积岩有馒头组(￡I)的灰黄～暗紫色钙质页岩、板状灰岩、泥灰岩，厚64．Om；毛庄组(￡·)的鲜红色钙质、泥质页岩，厚34．Om；徐庄组(￡2)的暗黄色石灰岩、紫色砂岩、暗紫色云母页岩，厚35．2m；张夏组(￡2)的厚层鲕状灰岩、黄绿色页岩与板状透镜体灰岩互层、齿白色厚层灰岩，厚146．3m；崮山组(￡3)的黄绿色页岩夹透镜状疙瘩状灰岩，厚39．Om；长山组(￡3)的青灰色薄层灰岩、竹叶状灰岩夹黄绿色页岩，厚102m；凤山组(￡3)的薄层～中厚层灰岩、竹页状灰岩、夹黄绿色页岩，厚185m。2、奥陶系沉积岩(O)奥陶系下统(01)黄色厚层白云质灰岩，厚88．3m；奥陶系中统(02)青灰色厚层块状石灰岩，厚543m。33、中生代燕山晚期侵入岩(机5)岩性主要为正长斑岩，大面积分布于坝址区右岸。4、第四系地层38n山东大学硕士学位论文残积～坡积堆积物(Q。)分布于河床两岸坡麓地带，上部为棕黄，下部为棕红色壤土，含较多砾dL+pL石和母岩风化物，厚度0．5～3．Om。上更新统坡积～洪积堆积物(Q3)分布于坡积～洪积台地，上部为微胶结卵砾石层，夹壤土、轻壤土薄层透镜体；下部为半胶结卵砾石层，厚10～35m；全新统冲积aL堆积物(04)分布于河床及一级阶地，岩性为卵砾石夹砂，卵砾石含砂、壤土透镜体，厚10一--15m。全dL+coL新统坡积～崩积堆积物(04)分布于河床右岸嵩山脚下，主要由大块石、碎石夹土组成，最大厚度lOre。3．3．3地质构造库区位于泰沂山脉北麓，鲁中断块西北部。区内脆性断裂发育，主要有：IL二II：东向的五井断裂和北西向的九山断裂。五井断裂自坝址西北约lkm处穿过，断裂走向为45。，倾向135。，倾角85。，断层下盘出露为中～上寒武系页岩、灰岩，上盘出露为中奥陶系灰岩，断层带宽5～20m，构造透镜体组成，影响带宽度达200m，为压扭性质。九山断裂沿嵩山、王庄、九山等一线延伸，长约35km，产状为260。_／75。，断裂南西盘主要为基底岩系，北东盘主要为古生界盖层，断裂带宽约为100～300m，发育挤压片理、扁豆体、断层泥、小揉皱等，对嵩山岩体的侵位有一定的控制作用。库区岩层产状走向为20。～50。，倾向为290。～320。，倾角为25。～40。。受五井断裂影响，区内一级断裂较为发育，主要有NE、NW向两组。受构造运动的影响，区内裂隙发育，石灰岩中主要发育两组，一组走向为20。～40。，另一组为300。～320。，为一组共轭剪节理。火成岩中主要发育三组，一组走向为10。～20。，一组为120。～135。，另一组为350。～5。。3．3．4水文地质条件“库区地下水类型按埋藏条件分为第四系孔隙水、基岩裂隙水和岩溶裂隙水。[91”孔隙水分布于河床、一级阶地和坡积～洪积台地中，由于接受库水补给，水量较为丰富。基岩裂隙水埋藏于岩体风化裂隙、构造裂隙中，富水性弱，大气降水为主要补给来源，在冲沟底部常以下降泉的形式排泄至地表，补给河水。岩溶裂隙水埋藏于奥陶系、寒武系灰岩中，主要接受库水及深层地下径流的补给，水量丰富，沿河床常以下降泉的形式排泄，通过对区内钻孔中基岩裂隙水取样分析，地下水化学类型均为HC03．Ca型水，pH值为7．78，总硬度为18．4(德国度)，为弱碱性硬水，无侵蚀性C02。3．3．5库区地质问题及评价1、库区渗漏库区右岸主要分布着以正长斑岩为主的火山岩系，为不透水层；此外还分布着中、上寒武系灰岩、页岩，由于岩层产状倾向库内，受页岩阻隔，因此不存在向右岸渗漏的可能性。库区左岸至五井断裂依次分布地层为上寒武系薄层、中厚层灰岩夹页岩、下奥陶系白云质灰岩、中奥陶系厚层灰岩。受五井断裂的影响，上述地层裂隙发育，并具有不同程度的喀斯特化，为一强透水带，五井断裂下盘出露下寒武系页岩，阻止库水向左岸临谷渗漏，但是存在着沿上述强透水层向NE向转化为绕坝渗漏的可能性。大39n山东大学硕士学位论文坝0+514处有断层F1以45。和大坝正交，从下游出露处观察，断层带内构造角砾岩钙质胶结良好，不可能存在大的渗漏问题。2、固体径流流域内多分布中、上寒武系灰岩、页岩、奥陶系灰岩，其固体径流主要为基岩风化物。流域内多为山区，植被发育不是甚好，雨水季节可能有大量风化物进入水库，据2002年测淤资料，淤积厚度平均为3．o～4．Om左右，多分布在死水位以下。3、库岸稳定水库岸坡主要由上寒武、奥陶系灰岩构成，无陡立的山崖、无前缘临空面、两侧冲沟下切较浅、无后缘断裂等一系列形成滑移的边界条件，岸坡稳定。但是，断续分布于河流两岸，高程在265．00～270．OOm以上的坡积～洪积台地，由于岩性为微胶结～半胶结卵砾石层夹薄层壤土、砂壤土透镜体，因库水不断掏蚀，沿壤土夹层逐渐形成空洞或悬壁，从而造成局部崩塌，坝址左岸下游几处可见此现象。4、水库浸没水库上游兴利水位以上，主要为河床和阶地的沉积物，岩性为卵砾石、砾砂、壤土，局部存在轻微岸边型浸没。水库下游主要为河床和阶地的沉积物，岩性为卵砾石、砾砂和砂壤土，不存在坝下型浸没问题。s、诱发地震水库下伏基岩为寒武系灰岩和页岩，尽管构造、裂隙发育，有断裂从坝基穿过，但断层带内构造角砾岩钙质胶结良好，且顶部为第四系含砾石壤土所覆盖，不可能存在大的渗漏问题。同时该断裂不是活动断裂，且地下没有吸水矿物存在，不会改变地下应力场，水库运行至今没有发生诱发地震现象，所以，产生诱发地震的可能性较小。3．4水库存在的主要险要问题根据工程地质勘察报告、老化病害检测评估意见及工程安全复核结果，经综合分析，现将大坝、溢洪道、放水洞等枢纽工程存在的主要问题分述如下：1、水库防洪能力低嵩山水库现状河槽坝段坝顶高程为292．51m，阶地坝段坝项高程为292．08m。由于防浪墙基础与心墙不连接，防浪墙基础坐落在砂壳之上，且部分墙体产生横向裂缝，不能有效挡水。故以坝顶高程核算，水库现状防洪能力不足二十年一遇洪水标准。2、大坝工程(1)坝体质量差，水库大坝合龙口段，由于突击回填粘土，碾压不实，质量较差。(2)坝基渗漏，河道阶地段坝基未清基，台地及斜墙多次出现塌坑，渗漏严重，有可能发生渗透破坏，影响大坝安全。(3)大坝护坡质量差，护坡石风化、破碎严重，局部沉陷，影响大坝安全。(4)该水库坝顶防浪墙由于年久失修，勾缝脱落，迎水面浆砌碎石多数已松动、脱落，形成空洞，并且未坐落于心墙上(坝顶防浪墙与心墙间有厚于39cm的碎石渣层)，当遭遇洪水时防浪墙起不到应40n山东大学硕士学位论文有的作用。(5)大坝观测设备已报废，无法对大坝运行情况进行观测。(6)坝顶照明设施及线路老化严重，影响汛期大坝工程安全检查和防汛抢险。(7)防汛路雨天通车不畅，影响抗洪抢险。(8)大坝坝基1．Om左右的坝基砂和上游砂壳结构松散，相对密度小于o。7，因此坝基和上游坝壳均存在液化的可能性。(9)大坝心墙在钻探时，泥浆突然漏空，从所取土样来看，没有粗颗粒存在，土的孔隙较大，因此心墙存在连通孔隙或裂缝。3、溢洪道(闸)工程(1)溢洪闸为砼与砌石组合结构，不适应抗震要求。(2)上游铺盖剥蚀老化严重，影响水闸抗滑稳定。(3)溢洪闸启闭设施超期服役、老化、磨损严重，启闭不灵。启闭机房门窗腐烂，房顶漏水，墙壁裂缝，桥头堡倾斜变形。(4)溢洪道右岸山根阻水，影响泄洪，左岸冲刷村庄，影响下游村庄安全。(s)公路桥设计标准低，结构老化，栏杆锈蚀，桥面过窄。4、放水洞工程(1)放水洞衬管出现环向裂缝、闸门锈蚀变形，漏水严重。(2)放水洞启闭机超期服役，老化、磨损严重，启闭不灵。(3)放水洞启闭机房门窗腐烂，房顶漏水。(4)放水洞竖井下游外侧渗漏。5、工程管理设施嵩山水库建成后，监测项目设置了坝体坝基浸润线观测，水平、垂直位移观测和库水位水尺观测，但由于年久失修、破坏等原因，现测压管和个别位移点己报废，难以对大坝险情及运行情况进行深入了解、分析，难以为大坝工程的安全运行管理提供依据。3．5小节3．5．1库区1、库区右岸大都分布着以正长斑岩为主的火山岩系，为不透水层，右岸上游段还分布着中、上寒武灰岩、页岩，由于岩层产状倾向库内，受页岩阻隔，因此不存在向右岸渗漏的可能性。“库区左岸由于受五井断裂的影响，裂隙较为发育，并具有不同程度的喀斯特化，为一强透水带。【10】”上五井断裂下盘出露下寒武系页岩，阻止库水向左岸临谷渗漏，但是存在着沿上述强透水层向NE向转化为绕坝渗漏的可能性。不可能存在大的渗漏问题。2、流域内多分布中、上寒武灰岩、页岩、奥陶系灰岩，其固体径流主要为页岩风化物。植被发育不是甚好，雨水季节可能有大量泥砂进入水库，应加强库区周围水土保持。41n山东大学硕士学位论文3、水库两岸坡主要由灰岩构成，无陡立的山崖、无前缘临空面、两侧冲沟下切较浅、无后缘断裂等一系列形成滑移的边界条件，水库边坡稳定。但是，断续分布于河流两岸高程265．00—270．OOm以上的坡积”洪积台地，由于岩性为微胶结“半胶结卵砾石层夹壤土～轻壤土薄层透镜体，因库水不断掏蚀，沿壤土夹层逐渐形成空洞或悬壁，从而造成局部崩塌。4、水库上游兴利水位以上，主要为河床和阶地的沉积物，岩性为卵砾石、砾砂、砂壤土，存在轻微岸边型浸没。水库下游也主要为河床和阶地的沉积物，岩性为卵砾石、砾砂和砂壤土，不存在坝下型浸没问题。5、水库下伏基岩为寒武系灰岩和页岩，尽管构造、裂隙发育，且有断层从坝基穿过，但断层带内的构造角砾岩钙质胶结良好，且顶部为第四系壤土所覆盖，不存在严重的渗漏问题，同时该断裂不是活断层，地下没有吸水矿物存在，不会改变地下应力场，所以，产生诱发地震的可能性较小。3．5．2大坝1、通过勘察发现，河槽坝段坝项为o．64m的碎石土，透水性较强，因此，大坝有效防渗顶高程为291．87m；阶地坝段心墙顶部存在1．0～1．7m厚的砾石土，有效防渗顶高程为290．38m，建议对坝顶碎石土进行处理。2、大坝心墙质量较差，河槽坝段和阶地坝段的渗透系数平均值分别为4．6xlO巧cm／s和1．84x104cm／s，0+617断面灌浆处理过，渗透系数为3．2xlO—cm／s，不满足规范要求。心墙壤土的压实度为82—96％，压实不均匀。“整个河槽坝段钻进时，高程277．52“270．52m均出现泥浆突然漏空现象，从所取出土样来看，仅个别钻孔有砂砾石，由此断定心墙内可能存在连通孔隙或裂缝，建议进行防渗加固。”i11]3、坝壳表层为1．5“3．Om厚的粗砂，相对密度分别为0．25“0．38，存在液化的可能性，建议进行抗震加固。4、“大坝河槽坝段坝基表层为1．Om厚的砾质粗砂，相对密度平均值为0．5(四组砂样)，存在液化的可能性，建议进行抗震加固。’’【12】5、大坝上游护坡石塌陷严重，块径较小，其下无反滤层，二分之一护坡石砌筑质量较差，建议更换上游换护坡石，设置反滤层；下游护坡缺失近五分之一，建议整修下游护坡石。6、大坝阶地坝段的坝基卵砾石层和坝前台地的防渗斜铺盖存在渗透破坏的可能性，且每年汛期过后都要出现塌坑，建议对阶地坝段坝基巨厚卵砾石层进行垂直防渗加固。7、大坝防浪墙断裂和砂浆脱落严重，已不能发挥作用，建议重修防浪墙。3．5．3放水洞放水洞地基为鲕状灰岩，处于中风化状态，岩芯采取率为84％，透水率为4．8Lu。放水洞所在断面心墙顶部0．6m为碎石土，下部为壤土。壤土颜色为黄褐色～棕褐色，可塑状态，土质比较均一，局部含有小砾石，干密度为1．56～1．729／cm3，孔隙比为0．668，压缩系数为0．33，属中压缩性土，三轴剪切试验指标为：C=27。、①=15。、C7=25。、①7=20。。42n山东大学硕士学位论文上游坝壳由粗砂～砾砂组成，下游坝壳为碎石，岩性主要为灰岩成分，其次为页岩碎片和少量泥质。放水洞附近坝基壤土有产生塌陷的可能性。建议对放水洞两测坝基岩石进行灌浆处理。3．5．4溢洪道1进水段进水段长约131．Om，0+000～0+081段为壤土夹砾石，0+081～0+131．0段为寒武系风山组薄层～中厚层灰岩、竹叶状灰岩夹黄绿色页岩，表层2．Om呈强风化状态。2控制段控制段长约10．5m，岩性为薄层～中厚层灰岩、竹叶状灰岩、泥质条带灰岩与灰黄、黄绿色页岩互层。建基面处为中等风化状态，岩层倾向上游，考虑综合因素影响，其综合指标(经验值)如下：弹性模量为3000～5000Mpa，泊松比为O．35～o．38，砼／岩石抗剪断强度f7为o．55，凝聚力为0．2Mpa。根据压水资料，岩体透水率为24．61u，属于中等透水性。建议对闸底板基础进行帷幕灌浆，深度5．Om。溢洪道翼墙后回填土料为碎石土，来源为溢洪道开挖的弃渣，岩性成分为灰岩和页岩成份，要求大多数直径为5～lOcm，最大不超过15cm，主要物理力学指标建议值(经验值)为：天然容重为2．109／cm3，比重为2．65，摩擦角为35。。3泄槽段泄槽段长约70m，岩性为寒武系上统长山组青灰色薄层灰岩、竹叶状灰岩夹黄绿色页岩。4出水渠出水渠长约602m，其中0+211～0+296m段左岸上部为2．0～8．Om的坡积物，下部为基岩；右岸上部为1．5～8．5m的坡积物，下部基岩出露；底部基岩出露，岩性均为寒武系长山组青灰色薄层灰岩、竹叶状灰岩夹黄绿色页岩，表层呈强风化状态。0+296～0+464段。左岸上部为2．5．0～5．Om厚的坡积物，下部为基岩，岩性为寒武系凤山组的薄层～中厚层灰岩、竹叶状灰岩夹黄绿色页岩，表层呈强风化状态。底部基岩出露。右岸0+296～0+376段上部为2．0“4．Om的坡积物，下部基岩出露，为黄绿色页岩夹透镜状疙瘩状灰岩，0+376～0+464段为第四系坡积～洪积的堆积物，为壤土和卵砾石互层。0+464～0+544段。左岸0+464～0+520段为残积～坡积堆积，0+520～0+544段为寒武系固山组，岩性为青灰色薄层灰岩、竹叶灰岩、石灰质砾岩夹黄绿色页岩，表层为强风化状态，右岸为第四系阶地的坡积～洪积堆积物。为壤土和卵砾石互层。0+544～0+710段。左岸、右岸和底部全为第四系全新统冲积堆积物，为壤土与砾石互层，局部夹卵漂石。5、天然建筑材料管理局指定料场经过现场踏勘和室内实验，壤土、砂料和护坡石料储量和质量满足用料要求。6、地下水坝址区地下水埋藏较浅，水质较好，对砼无腐蚀性。43n山东大学硕士学位论文7、地震根据《中国地震动参数区划图》(GBl8306--2001)，库区地震动反应谱特征周期为O．4s，调整后仍为O．4s，地震动峰值加速度为0．159，相应的地震基本烈度为Ⅶ度。n山东大学硕士学位论文第四章大坝加固方案优化研究与选择4．1大坝抗震液化加固设计4．1．1存在的主要问题大坝河槽坝段上游表层砂壳结构松散，标准贯入击数较低，相对密度为0．25～O．57，平均值为o．42(六组平均值)，不满足规范要求；0+070～0+460段坝基砾质粗砂相对密度平均值为0．50(四组平均值)，不满足规范要求。据《工程地质勘察报告》和抗震动力复核结果，上游砂壳和坝基砂在v¨度地震工况下可能出现液化，需抗震加固。4．1．2加固方案比选1、振冲加固结合抛石压重方案：坝壳采用振动冲水法进行振密加固，振冲高程范围为289．00m至269．00m，采用75kw振冲器，孔距采用3．Om。要求振冲后上游表层坝壳的相对密度DrZO．7或孔隙比小于o．6。坝基砂采用抛石压重，压重平台顶宽26．0m，压重顶高程为260．00m，外边坡坡比为1：1．3，坝前坡原有堆石体维持不动。主要优点：(1)施工速度效率高，能够缩短工期。(2)“振冲重新排列了砂壳颗粒使其相对密度和抗剪强度提高；”【131(3)工程投资稍低，可比投资为108万元。主要缺点：(1)施工质量难以检测，振冲后密度不匀；(2)由坝体砂壳的颗粒组成试验可知，坝体砂壳主要有砾砂、砾质粗砂和砾石组成，砂壳的不均性影响振冲效果和贯入速率；(3)振冲要求专业的队伍完成。2、坝壳翻压加固结合抛石压重方案：上游砂壳高程269．00"--289．00m之间采用翻压方案，翻压后要求相对密度DrZ0．7。坝基砂采用抛石压重方案，利用拆除的护坡石进行压重，压重平台顶宽26m，压重顶高程为260．00m，坡比为1：1．3，坝前坡原有堆石体维持不动。主要优点：(1)能够利用现有的筑坝材料，有效控制砂壳的相对密度，较少受砂壳中杂质的影响，达到预期加固效果；(2)技术低，易于操作；(3)分层碾压易于检测效果好，易于补救；主要缺点：45n山东大学硕士学位论文(1)施工倒运作业不易展开，影响进度；(2)施工有工期严格控制，否则影响安全；(3)工程投资较高，可比投资为152万元。通过二种方案的比较，方案一在工程造价上较低，而且由于加固深度、渗透系数等因素适合振冲加固，因此加固方案采用方案一，即振冲结合抛石压重方案。4．1．3振冲加固设计1、加固范围根据《嵩山水库除险加固工程地质勘察报告》，本次勘察共选取了0+130、0+320和0+617三个断面，坝坡开挖了13个探槽，工程地质勘察结果有较好的代表性，故确定加固范围为河槽坝段的上游砂壳和坝基，决定上游振冲因素：一地震液化度<1．05的深度，二施工时水位，经分析，确定上游砂壳振冲范围为0+000～0+540，底高程为269．OOm，项高程为289．OOm。坝基压重范围为0+070～0+460段坝基表层存在粗砂的部分。2、加固深度根据《工程地质勘察报告》上游砂壳表层液化的厚度为2～3．Om，因此高程281．50(戗台)以上孔深为2．Om，戗台以下孔深为3．5m，振冲后砂壳的相对密度不小于O．70或孔隙比小于0．6，坝壳振冲密实后按设计坝坡整修，蛙式打夯机夯实，所缺坝壳料外购补充。3、孔位布置振冲孔布置采用正方形布孔，孔的间距以75kw振冲器为基准，加固范围为桩号0+000～0+540段。孔距2．5m，排距2．5m，戗台以下布置纵向16排，横向216排，戗台以上纵向9排，横向216排。4、施工工艺“施工采用不加填料就地振密的工艺，75kw振冲器控制电流宜为110～140A，振冲过程中遇见不易贯入时采用加大水量和加快造孔速度来解决”【14】。振冲挤密试验做好后方可施工。4．1．4抛石压重加固设计坝基压重范围为0+070～0+460，采用抛石压重，考虑到液化土料的分布范围，兼顾放水洞底高程(262．OOm)，结合施工难易程度及工程造价，确定一级压重，压重平台顶宽25．4m，顶高程为260．OOm，压重平台外边坡为i：i．3。坝基压重时，首先利用放水洞将水库水位降至放水洞进口底高程262．OOm，然后利用水泵将库水位降至260．OOm，需泵排水量103万m3，然后采用推土机进占法压重，借助抛石将坝前於泥挤出。4．2河槽坝段心墙防渗加固设计4．2．1存在的主要问题根据《山东省临朐县嵩山水库除险加固工程地质勘察报告》(初设阶段)和以往勘察资料知：河槽坝段心墙局部压实度较低，渗透系数较大，尤其高程277．52m～270．52m在钻进过程中泥浆突然漏空，n山东大学硕士学位论文从干钻所取土样来看，仅个别位置含有较多砾石，土中孔隙较发育。从钻进现象和所取土样来看，心墙内部存在连通孔隙或裂缝。终孔后现场测得渗透系数为2．18x10．4cm／s，漏浆段渗透系数，“受泥浆护壁和浆液充填的影响，实际的渗透系数要远大于2．18x10—4cm／s”【15】。因此不满足规范不大于1．OxlO．5cm／s的要求，需对心墙进行局部加固。4．2．2心墙加固方案针对河槽坝段存在的问题，为了消除隐患，可以采取的加固措施有塑性混凝土防渗墙、多头小直径、高喷板墙和坝体充填灌浆等方案。现状坝体填筑不密实，存在孔隙，采用高喷板墙方案，坝体容易沿最小主应力作用面形成劈裂，不宜采用。因此，本次加固采用混凝土防渗墙、多头小直径和坝体充填灌浆方案进行比较。1、塑性混凝土方案在上游坝肩处构筑0．4m厚的悬挂式砼防渗墙。(1)砼防渗墙轴线大坝心墙轴线偏向上游，砼防渗墙除了考虑心墙质量较差、土质疏松漏浆等隐患，又要考虑和防浪墙相连接等因素，因此，防渗墙轴线放在上游坝肩处为宜。(2)砼防渗墙厚度水头、年限、经济性和槽孔的垂度决定砼防渗墙厚度。从统计资料看，“各个工程选用的塑性砼防渗墙的允许坡降差别较大，从50～100不等，大多数采用60～100。”‘161因影响因素较多，如地层介质、施工工艺、作用水头以及槽段长度和接头方式等，综合考虑，取砼防渗墙允许渗透坡降为80，按设计洪水位考虑，作用水头为22．58m，则墙厚应为28．2cm。目前造孔垂直度一般为0．40／0左右，防渗墙深度24．5m，垂直度为o．4％时，防渗墙偏离轴线9．8cm，因此，结合当前施工工艺砼防渗墙的厚度设计为400mm。(3)砼防渗墙与坝体的结合由于坝体弹性模量较低，为了适应坝体变形，砼防渗墙采用50#塑性砼。(4)工程量：塑性混凝土防渗墙厚400mm，墙底高程为268．OOm，设计范围为0+070～0+500段。全长430m，最大深度24．5m，防渗面积10535m2。2、多头小直径方案上游坝肩处布置一排搅拌桩防渗墙，墙厚400mm，桩桩切割形成防渗墙。3、坝体充填灌浆方案坝顶设置2排灌浆孔，排距2．0m，孔距5．Om。灌粘土水泥浆(加入8．10％的32．5水泥)充填坝体内部孔隙，增加坝体的干密度和抗渗性，达到防渗目的。4．2．3方案分析与论证1、技术经济比较第1方案优缺点47n山东大学硕士学位论文砼防渗墙采用开槽浇注砼，技术可靠，防渗效果好，随着液压抓斗机械的推广运用，使得开槽费用大为降低，薄塑性砼防渗墙在大坝垂直防渗技术中的优越性得以体现。主要优点：作为一项成熟的工艺，技术方面不存在问题且易于操作，防渗效果明显；主要缺点：(1)临时工程费用高；(2)施工进度缓慢：(3)费用高造价约为463万元。(4)解决异常渗漏，不能断绝渗流。第1I方案优缺点多头小直径防渗墙方案是在现状坝轴线位置布置一排搅拌桩防渗墙，桩与桩切割形成一道防渗墙，目前国内有3～4头的深层搅拌机，但是最大施工深度在20m以内。主要优点：(1)工艺简单，施工速度快，一次成墙14．Om；(2)使用原土，材料获得方便；(3)造价较低，约为128万元。主要缺点：(1)该技术施工深度受限制，当深度超过20．Om时，施工难度较大(2)工程经验少。第⋯方案优缺点坝体充填灌浆方案即在坝顶处布置二排灌浆孔，排距2．0m，孔距4．Om。灌入粘土水泥浆(加入10—15％的32．5水泥)充填坝体内部孔隙，增加坝体的干密度和抗渗性，减少坝体的异常渗漏，消除坝体内部隐患，施工经验成熟。主要优点：(1)工艺简单，临时费用低；(2)工程造价较低，约为96万元；(3)与坝坡加固不冲突，可以同时进行：(4)在处理大坝裂缝、孔隙和碾压不实、渗透系数较大等隐患方面有较多工程经验。主要缺点：(1)灌入的浆液固结时间较长；(2)只处理裂缝，不能降低浸润线。2、经济条件比较方案投资比较见表4—1通过三种方案的比较，方案一工程造价较高，处理土质疏松、孔隙等隐患不是最佳方案，方案二n山东大学硕士学位论文造价较低，但是施工难度极大。方案三在施工工艺、投资较方案一和方案二更合适，因此心墙防渗加固方案采用方案三，即充填灌浆方案。表4—1加固方案投资比较表估算价值方案工程或费用名称单位数量单价(万元)液压抓斗成槽m3460664029550#砼浇注m34606244112l临时工程46合计463机械台班费23．6材料费86．2|l人工费工日197421．5612．8其他7．6％5．6合计128钻灌浆孔m534111870l|I充填灌浆m152633026合计964．2．4心墙防渗加固方案设计在坝顶轴线处大坝轴线上游坝肩处布置--丰IF为主灌浆孔，一排为大坝坝肩下游2．Om处，排距2．Om，孔距4．0m，副灌浆孔，梅花型布孔，两排灌浆孔均分两序孑L施工，最终孔距为4．Om，灌浆范围为0+070～-0+500段，底高程为268．OOm，顶高程为280．OOm。1、浆液设计“用以制浆的粘性土其粘粒含量不宜过高，也不宜过低，物理指标要和坝体心墙土料接近。”【171大量试验和实践表明，选用粉质粘土或重粉质壤土制浆是比较合适的，土料的各种粒径的含量大致为：粘粒含量30％～-50％，粉粒含量40--一60％，砂粒含量10％～20％，加入10～15％的32．5水泥，含有腐殖质和可溶盐较多的土料，不宜用来制浆。泥浆指标要求如下：泥浆密度1．3～1．69／cm3：泥浆浓度1：08～1：1．2：泥浆粘度40～60s；泥浆稳定性0．05tO．19／cm3；泥浆含砂量10％～20％；泥浆失水量不大于9．5ml：泥浆静切力终切力不大于lON／m2；泥浆胶体率大于90％。2、灌浆工艺49n山东大学硕士学位论文(1)钻孔钻孔方法采取干钻，严禁加水，保持裂缝的自然状态，而不影响灌浆效果。孔径采取108mm，孔深达到设计深度。(2)灌浆灌浆采用全孔灌浆法，孔底注浆，孔口下3～5m的护壁套管，初灌时，孔口压力Ap_<50kPa，随后，视吃浆量大小改变灌浆压力和泥浆浓度。终灌后将钻孔内的泥浆掏出，用膨润土球进行封孔，泥球直径为1～2cm，稍微阴干，填入时用钻杆反复捣实。4．3阶地坝段坝基防渗加固设计4．3．1存在主要问题嵩山水库阶地坝段坝基为微胶结含土卵砾石层最大厚度35m，渗透系数较大，卵砾石层渗透系数为5．1x104～1．42x10一cm／s，属强透水层，自1980年以来，天然水平铺盖和人工斜铺盖每年汛期过后均会出现塌坑，已发生的有20多处，个别地方处理后仍然重复发生。1990年6月，大坝下游0+560处出现管涌，紧接着大坝出现裂缝，放水洞也随即出现裂缝，0+577处坝后出现大面积塌坑，随时有溃坝的危险，抢险开挖后发现河槽坝段与阶地坝段结合部存在大的渗漏通道。大坝发生险隋后，局部进行了灌浆处理，通过压水试验来看，透水率虽有所降低，但仍然属强透水层，且每年汛期过后天然水平铺盖和人工斜铺盖仍出现塌坑。铺盖土质为第四系上更新统的黄土，具有大孔发育、垂直节理、虫孔及植物根孔、易产生天然桥及陷穴等特点，不宜作为铺盖土料，因此阶地坝段及河槽与阶地段的结合部仍然存在内部管涌和接触冲刷的隐患。经大坝渗流复核，0+617断面坝基砾石层存在渗透破坏的隐患，下游坡出逸比降不满足规范要求，同时防渗墙顶高程过低不能满足要求。阶地坝段坝基壤土局部直接覆盖于基岩之上，基岩透水率较大，为35～46Lu，不符合规范要求，坝基壤土和基岩之间容易造成接触冲刷。阶地铺盖处于水位变化带，水位较低时，铺盖暴露，铺盖失水干裂；库水位上升，由于存在垂直节理、虫孔及裂缝，由于水头较高，再加上铺盖下面为卵砾石层，且含有大漂石，类似管道的压力流，从室内试验资料来看，由于黄土的特殊结构和裂缝，铺盖土的允许坡降较小，室内试验为0．13～0．45，远小于壤土的允许比降4～5，铺盖极易被击穿，从而形成渗透破坏，逐步发展为塌坑。通过以上分析，本着除险加固，从根本上解决嵩山水库隐患的原则，对坝段进行防渗加固处理。4．3．2防渗加固方案主要方案有明挖回填截水槽、混凝土防渗墙、帷幕灌浆和高喷板墙等。该坝段坝基砂砾石层深度较大，由于天然铺盖土料的特殊性不宜采用铺盖防渗。砂砾石层的透水性较好，流速较大，同时含有较多的卵漂石，块径最大达20cm以上。根据截渗工程实践，采用砼防渗墙在技术上是行之有效的，根据砼防渗墙的位置和深度选定如下三个方案进行比较。1、砼防渗墙布置在上游坝肩处，将坝顶砾石土挖除到290．00m，做施工平台，墙顶高程290．00m，S0n山东大学硕士学位论文基岩帷幕灌浆。砼防渗墙布置在上游坝肩处，墙厚600mm，先把坝顶最大厚度近2．Om的碎石土挖除(高程挖到290．OOm)做施工平台，顶高程为290．OOm，防渗墙上部心墙采用壤土接高到292．2m。砼防渗墙嵌入基岩1．Om，截断坝基卵砾石层，范围为桩号0+550～0+810，长260m，建基面以上2．Om至墙底砼等级为C10，建基面以上2．0m至290．OOm为504塑性砼。顶部采用壤土接高到292．20m。2、砼防渗墙布置在上游坝肩处，做施工平台，墙项高程292．10m，基岩做帷幕灌浆。砼防渗墙布置在上游坝肩处，墙厚600mm，顶高程为292．10m，上部接防浪墙。嵌入基岩1．Om，范围为0+550～0+810，长260m，建基面以上2．Om至墙底砼标号为C10，建基面以上2．Om至2．1m为504塑性砼。3、砼防渗墙、复合土工膜方案，基岩做帷幕灌浆。砼防渗墙除了对坝基砾石层截渗，还要兼顾消除心墙项部质量差，有效防渗体顶高程较低等隐患。砼防渗墙布置在心墙上游脚处，墙厚600mm，砼等级为C10，截断坝基卵砾石层，嵌入岩石1．Ore左右，加固范围为桩号0+550～0+810，长260m。阶地坝段防渗心墙较低，局部防浪墙底部为近2．0m厚的砾石土，且分布范围近lOOm，考虑到整体防渗效果，砼防渗墙宜与大坝防渗体紧密结合，砼防渗墙接复合土工膜。复合土工膜铺设时，先将上游砂壳开挖到心墙，然后顺心墙铺设，桩号为0+550～0+810，底部与砼墙连接，项部与防浪墙紧密结合，左端开挖结合槽，埋入心墙1．5m，用粘土夯实，右端和放水洞连接采用先帷幕灌浆，然后开挖结合槽，埋入复合土工膜，埋入心墙2．Om，考虑到当地缺少粘性土，因此坝壳仍采用开挖的砾石土填筑，既解决了坝基卵砾石层的渗透破坏问题，高程满足规范要求。4．3．3防渗加固方案分析与论证1、技术经济比较(1)第1方案优缺点主要优点：砼防渗墙采用开槽浇注砼的施工工艺，技术可靠，防渗效果好，近年来在我省太河水库、尼山水库、牟山水库、冶源水库、西苇水库和大河水库起到很好的效果。主要缺点：①地下水位降低，影响坝后村镇生活用水：②临时工程费用高，投资约791万元：③工期长：④砼防渗墙深、技术难度大且质量不易控制。(2)第1I方案优缺点主要优点：①砼防渗墙采用开槽浇注砼的施工工艺，技术可靠，防渗效果好，近年来在我省太河水库、尼山水库、牟山水库、冶源水库、西苇水库和大河水库起到很好的效果。②结合坝后帮坡和心墙顶部碎石土处理，减少了施工平台费用，同时减少砼防渗墙工程量，降低5】n山东大学硕士学位论文了砼防渗墙的造价。主要缺点：①地下水位降低，影响坝后村镇生活用水。②临时工程费用较低，工程造价较高，工程投资约815万元；③工期长；④砼防渗墙最大深度47．2m，施工难度相对较大，施工质量不易保证。(3)第⋯方案优缺点主要优点：①砼防渗墙采用开槽浇注砼的工艺，技术可靠，防渗效果好；②借助坝前台地，不需构筑施工平台，临时费用低；③砼防渗墙深度减少8．0～9．Om，施工难度降低。④工程造价居中，工程投资约663万元。主要缺点：①大坝截渗后，渗流量大幅度减少，影响村镇生活用水：②工期长；③需开挖坝壳，使复合土工膜与心墙紧密结合，放水洞防渗轴线为曲线，且质量不易保证。2、方案的可比投资见表4—2。表4-2方案可比投资比较表方案工程或费用名称单位单价数量估算价值(刀兀)冲击和液压抓斗造孔m26407707570砼浇注m33205549176碎石土开挖m322．48676015碎石土压实m328．3265910心墙接高m243．4425620合计m2791冲击和液压抓斗造孔m36408253611砼浇注m33205942190II施工平台14合计815冲击和液压抓斗造孔m26405757426砼浇注m33204145132．6⋯坝壳开挖m322．481073224坝壳回填m328．3881932复合土工膜铺设m216616016连接处帷幕灌浆m20080032合计663通过三种方案的比较，方案一和方案二在加固效果方面较好，在工程造价上相差不是太大，方案二工程造价同方案一相比高出24万元，但方案一施工工艺稍微复杂；方案三虽然工程造价较低，但是施工工艺复杂、在加固效果上，与放水洞连接处质量不易保证，容易存在隐患。采用方案二。4．3．4砼防渗墙设计52n山东大学硕士学位论文1、砼防渗墙厚度确定水头、防渗材料、年限和投资的经济性以及槽孔的垂直度决定防渗墙的有效厚度。(1)作用水头控制砼防渗墙的允许渗透坡降一般为60～80，此处取70，按设计洪水位考虑，砼防渗渗墙承受的水头20．4m，则墙厚为342mm。(2)槽孔垂直度控制造孔不垂直度允许为0．4％，砼防渗墙最深为47．2m，其单侧偏离轴线最大允许值为189mm。(3)强度控制防渗墙强度小于材料强度，变形也要符合周围介质。(4)使用年限控制“根据砼的耐久性，即砼防渗墙的使用年限确定墙体的厚度，一般考虑砼渗水使石灰质淋蚀而丧失强度50％所需时间，应不少于50年。应用梯比里斯建筑物与水能科学研究所公式计算，600mm厚砼防渗墙使用年限大于50年”[119]。(5)投资控制由于坝基部分卵砾石层为微胶结和半胶结，因此造孔时必须使用冲击造孔或抓斗和冲击钻配合，因此墙的造价和工期由钻孔和浇筑砼两道工序控制，钻孔和砼方量有一个最佳经济组合，当墙厚小于600mm时，减少的砼方量已不能抵偿钻孔数量增多的代价。(6)厚度确定通过以上分析和计算，按作用水头和垂直度计算为531mm。综合考虑，选用600mm厚的砼防渗墙。2、砼防渗墙设计(1)墙体设计桩号0+550～0+810长260m做顶高程为292．10m，入岩1．0m的砼防渗墙，其轴线位于阶地坝段上游坝肩，砼设计标号为建基面以上2．Om至墙底为C10砼，建基面以上2．Om至墙顶为50#塑性砼，防渗墙最大深度为47．2m。(2)工艺设计槽孑L施工采用液压抓斗和冲击钻两钻一抓，对于微胶结部分采用冲击钻造孔。根据地质情况，槽孔段初拟为7．Om，开槽宽度600mm，固壁泥浆采用优质膨润土泥浆。施工平台借助坝顶筑在上游，顶高程为292．10m左右，导墙为双面钢筋砼“L，，墙，导墙周围用粘土夯实，导墙顶高程为292．10m。4．3．5基岩帷幕灌浆设计沿防渗墙轴线布置一排灌浆孔，孔距2．0m，入岩深度5．Om，灌浆范围为0+550～0+810段。53n山东大学硕士学位论文4．4河槽坝段顶部加固设计4．4．1存在问题大坝河槽坝段坝顶高程为292．51m，顶部为0．64m的碎石土，透水性较好，心墙有效防渗顶高程为291．87m(最低处)，防浪墙顶高程为293．21m；阶地坝段心墙顶部为o．77--一1．7m的砾石土，透水性较好，有效防渗顶高程为290．38m(最低处)，防浪墙顶高程为293．27m。本次洪水复核，设计洪水位为290．62m，校核洪水位为292．10m，其核算的河槽段坝顶高程为293．42m，高出坝顶高程0．91m，防浪墙为石灰砂浆砌筑，本身不坚固，同时也没有和防渗体紧密接触，已失去其功能，不予考虑。4．4．2加固方案比选河槽坝段顶部加固方案拟采用以下两个方案比选：1、不建防浪墙，坝顶加高至293．50m，坝坡帮坡，心墙接高至292．10m。主要优点：①施工简单；②增加坝体的防洪能力。主要缺点：①坝顶加高近1．0m，大坝心墙加高至292．10m，影响坝体稳定：②增加坝体加宽、坝坡帮坡等其它相关分项工程的费用较大。2、方案二、坝顶上游挖除、整平至291．80m，用壤土接高至292．20m，然后再加30cm的硬化路面，坝顶上游侧坝肩处设高1．0m高的防浪墙，阶地坝段防浪墙基础坐落在防渗墙上，主要优点：维持现状坝顶高程，增加坝体的稳定性，减少坝坡护坡、坝体补土等其它加固项目的工程量，节约大量投资。主要缺点：①坝顶需要重建防浪墙；②增加防浪墙浆砌石的费用。根据上述两个方案的特点，经过对其在技术、经济、施工等方面的比较论证，权衡各方面因素，推荐选用方案二，即重建防浪墙方案。4．4．3加固设计0+000～0+550段坝顶挖除，整平至291．80m，然后用壤土填筑、夯实至292．20m，然后再加30cm的硬化路面，上游侧设1．Om的防浪墙，基础深0．4m。4．5上游护坡加固设计4．5．1存在问题“大坝现状上游坡高程288．OOm以上为正长斑岩漂石护坡，高程288．OOm以下为灰岩护坡。护坡54n山东大学硕士学位论文石呈亚圆形和薄板状，块径变化较大；护坡石局部塌陷破坏较严重；护坡石破碎严重；块径不满足规范要求：护坡石下反滤层不合格。”【181由此可见，现状上游护坡己不能有效地保护坝壳土料免遭库水的冲刷，上游护坡必须拆除重建，范围为0+000-～,0+817m。4．5．2加固方案比选方案有两个，干砌石护坡，预支砼块护坡。1、方案一：干砌方块石护坡厚度设计取25cm。最大局部波压力作用下所需的直径D=16．3cm，平均块径D50=21．2cm，干砌块石护坡厚度计算值t=24．8cm，取t=25cm。主要优点：(1)可就地取材；(2)适应沉降变形能力强：(3)耐久性、抗冻性好；(4)糙率大，抗风浪效果好：(5)60元／m2，投资较少。主要缺点：(1)工期长，块石不规则；2、方案二：砼预制块护坡O．5x0．6m砼护坡厚度设计取15cm。主要优点：(1)施工机械化程度高，施工速度较快，工期短：(2)砼预制块尺寸较规则，铺设较容易。主要缺点：(1)施工质量不易保证；(2)抗冻性差、耐久性差：(3)可比项投资为84．0元／m2，投资稍高。3、方案选择根据结果，干砌方块石护坡坚固耐久、抗冲刷能力强、工程投资少的优点，砼反之，故上游坝坡重建采用方案一，即干砌方块石方案。石材选用厚25cm、长20～30cm、宽20～25cm的方块石，护坡范围为高程269．00m(269．00m以下不动)至坝顶的上游坝坡。护坡石下反滤层自上而下依次设计为：粒径2--一4cm的碎石垫层厚15cm、土工布(3009／m2)一层。4．6坝体细部结构加固设计4．6．1坝顶设计55n山东大学硕士学位论文河槽坝段和阶地坝段现状坝顶为泥结石子路面，坝顶宽度为6．0～7．Om，其中河槽段项宽为7．Om，阶地段顶宽为6．O。因年久失修，路面高洼不平，石子裸露，且坝顶为嵩山风景区进dJ：ll：,路，来往车辆较多，每逢降雨，道路泥泞，车辆堵塞，影响了防汛交通安全。本次水库除险加固坝顶宽度维持原状不变，考虑到水库运行管理、防汛及水库将来的运用前景，下游坝肩处设1．0xO．45x0．15m路缘石，路缘石预留排水口。4．6．2坝体横断面设计河槽坝段和阶地坝段现状坝顶宽度为6．0～7．Om不等，坝顶高程为292．08～292．51m不等。加固时坝顶宽度维持不变，坝顶高程为292．50m，防浪墙项高程为293．50m。河槽坝段和阶地坝段均为心墙坝，河槽坝段现状上游坡比为1：2．6、1：2．83、1：3．0和1：3．5，高程281．50m、269．OOm和266．50m处设有1．5m、5．4m和1．Om宽的戗台，下游坡坡比为1：2．18、1：2．57和1：3．47，高程276．50m和260．50m处设有宽2．0m和4．Om的戗台；阶地坝段上游坡比1：2．5，下游坡比为1：2．3～2．4。由实测断面知，河槽段上游坡由于沉陷不甚规则。本次除险加固设计，首先以上游坝肩高程292．25m处为基准，拆除护坡石后将河槽段上游边坡修整至1：2．6、1：2．8和1：3．5，在高程281．50m、269．OOm处设1．5m、5．9m的戗台。阶地坝段上游边坡拆除护坡石后修整至原设计边坡1：2．5。4．6．3防浪墙设计本次大坝除险加固设计拟在大坝上游坝肩处重建防浪墙。范围为大坝桩号0+000"---0+817．50，长817．50m，墙厚0．5m，高1．Om，采用MIO浆砌粗料石结构。墙顶采用细料石压顶，压顶石高0．2m，宽0．6m，墙项高程293．50m。防浪墙基础为浆砌块石，基础深0．4m，河槽坝段防浪墙基础坐落在心墙上，阶地坝段防浪墙基础坐落在砼防渗墙上。4．6．4下游排水沟设计大坝下游坝坡为干砌块石结构，现状下游坝肩由于雨水的集中冲刷，沉陷严重，路缘石扭曲变形，为了排除坝项积水，本次加固在高程276．50m戗台内侧设一条纵向排水沟，断面为矩形，尺寸为0．4xO．4；该戗台以上坝坡自右端起每隔lOOm设一条横向排水沟，断面为矩形，尺寸为0．3xO．3；岸坡与坝坡的交界设横向排水沟尺寸为o．4xO．4。横向排水沟均采用浆砌块石结构，纵、横排水沟的雨水汇入坝脚纵向排水沟，然后导入下游河道。为了避免雨水漫流坝后耕地，本次加固在坝脚处设纵向排水沟，总长约900m。河槽坝段排水沟断面为梯形，沟深和底宽为O．5xO．8m，内边坡为堆石体，外边坡为1：1．5，采用干砌方块石结构。排水沟表层为厚25cm的干砌块石(最短边大于20cm)，其下设15cm厚2～4cm的碎石垫层，土工布(3009／m2)一层。阶地坝段坝与河槽坝段结合部分别为道路和斜马道，因此排水沟断面采用矩形，沟深、底宽为o．5xO．5m，浆砌方块石结构，内侧和底部每隔2．Om设一无砂砼块，尺寸大小同方块石。4．6．5下游坝坡护坡设计n山东大学硕士学位论文大坝下游坡现状为块石护坡，局部护坡石缺失，缺失面积达六分之一，同时大坝河槽坝段坝后坡堆积土料，近80m3，本次加固时，坝后坡进行局部整修，清除堆积土料，填补护坡块石缺失部分。4．6．6坝后排水体设计河槽段下游坡在高程267．10m以下为堆石体，起到阻滑、压重和排水的作用，本次不再加固。阶地坝段做防渗墙垂直截渗后，渗流浸润线较低，坝后又为块石护坡，因此不再增设排水体，为了避免雨水漫流坝后耕地，仅做排水沟排除坝面雨水。4．7大坝稳定性分析4．7．1渗流及边坡稳定分析(一)大坝渗流稳定分析1、计算工况根据嵩山水库运行情况，水库大坝渗流计算工况如下：(1)上游水位292．10re(校核洪水位)，下游水位平下游地面；(2)上游水位290．62m(设计洪水位)，下游水位平下游地面；(3)上游水位289．OOm(兴利水位)，下游水位平下游地面。2、计算参数根据《工程地质勘察报告》，经分析确定加固后的计算断面各土料的物理力学指标见表4．3、4．4。表4．30+617坝体、坝基加固后物理力学指标固结不排水剪千湿饱和总强度有效强度部名渗透密密度凝摩凝摩系数度聚擦聚擦位称(cm／s)g／cm3力角力角Ccu0cuc!m，心墙1．591．902．02716．526206．43E．05坝上游坝壳1．601．772．01．232O334．6E．03体下游坝壳1．681．752．050．4330359．4E—02坝基壤土1．641．972．032623．819．5252．84E一04坝坝基卵砾石1．23E一03基砼防渗墙1．OOE．0757n山东大学硕士学位论文表4-40+130坝体、坝基加固后物理力学指标固结不排水剪土饱总强度有效强度部干湿渗透料和凝摩凝摩系数密名密聚擦聚擦度(cm／s)称度力角力角位cc。0cuC／①，心墙壤土1．551．912．028．820．820．325．11．0E-0S上壤土1．652．02．04281926202．27E-04游砂壳1．481．551．921．5280328．12E-02坝坡翻压砂壳1．581．661．983．1301．8346．4E-03堆石体1．892．45O38透水表层砂壳1．511．561．942．8290328．6E-03下壤土1．651．932．042218．S21205．21E．04体游砂壳1．S11．591．942．1300344．68E．02坡堆石体1．89038透水坝粗砂1．431．501．893．130．8O334．68E．02基砾石O357．30E—023、渗流计算渗流计算采用计算程序是由南京水科院提供的土坝二维渗流计算软件，计算结果详见表4—5～表4．6，上游坝脚处坐标为X=O．OOm，Y=O．OOm，X轴向下游为正，Y轴向上为正。58表4—5大坝桩号0+130断面加固后渗流浸润线成果表工况兴利水位设计洪水位校核水位坐标XyXyXy1130．7629．26133．6030．90133．3435．902133．1925．30136．3427．O136．3631．713135．6721．66139．3022．92139．6627．474138．4118．00142．1619．08143．3023．255141．2214．60145．4414．79146．6519．106144．2111．31147．8911．69149．9214．987147．408．15150．398．44155．5710．908151．OO4．81154．385．22162．386．629161．870．38165．670．76171．091．8910174．46．1．35174．07—1．OO172．890．09n表4-6大坝桩号0+617断面加固后渗流浸润线成果表工况兴利水位设计洪水位校核水位坐标XyXy×Y122．084．8321．965．9522．153．16222．162．1922．013．3422．160．86322．20．0．2622．070．7422．17．1．44422．23—2．7122．09—1．8622．18．3．24522．28．5．1622．12-4．4622．19，6．04622．30．7．6122．17-7．0622．20．7．24722_32一i0．0622．22．9．6622．24．8．34822．36一ii．2422．30．11．7622．22．11．24922．43．13．6922．32．14．3622．26．13．54i022．80．17．1922．62-17．1523．O．17．194、渗流量计算大坝渗流量计算结果见表4．7。表4．7大坝渗流量计算成果表工况兴利水位渗流量设计洪水位渗流量校核洪水位渗流量单位m3／d．m0+1300．48O．510．540+6170．060．085、渗流等势线及浸润线大坝渗流等势线及浸润线及计算成果详见图4．1～图4-6。6、渗透变形通过渗流计算，可以计算出各工况的坝体、坝基渗透坡降，详见表4—8。表4—8坝体出逸坡降、坝脚出逸比降计算成果表工兴利水位设计洪水位校核洪水位况坝心墙坝坡心墙坝坡坝基心墙坝坡基数位置数位数位数位数值置值位置数值位置值置值置值坝O．0坝齿坝0+1302．93齿槽0．05女0．043．0齿槽±0．053．10．25±0．26冗8冗槽冗下游坝下游0．O坝下游坝0+6170．650．04±0．140．68±0．220．70．16±0．27坡冗坡6冗坡冗根据《工程地质勘察报告》，河槽坝段下游坝壳、坝基砂渗透变形类型为管涌，允许渗透坡降为0．23和0．40；阶地坝段砾石土坝壳和坝基卵砾石层渗透变形类型为管涌，允许渗透坡降为O．10、O．05。加固59n山东大学硕士学位论文后0+130断面坝基砂的最大渗透坡降为0．06，下游坝壳的渗透坡降为0．04，均小于允许值；0+617断面坝基卵石层的最大渗透坡降为0．007，下游坝壳的渗透坡降为0，均小于允许值。因此，加固后大坝不会发生渗透破坏。从等势线、浸润线图和计算结果可以看出，大坝截渗后，效果很好，满足安全要求，效果明显。60(二)大坝抗滑稳定计算1、计算工况根据嵩山水库运行情况，大坝抗滑稳定计算如下：(1)上游水位290．62m(设计洪水位)，下游水位平下游地面：(2)上游水位289．OOm(兴利水位)，下游水位平下游地面：(3)上游水位292．10m(校核洪水位)，下游水位平下游地面；(4)上游水位由292．10m(校核洪水位)骤降至闸底板(283．50m)，下游水位平下游地面；(5)上游水位289．OOm遇V|I度地震，下游水位平下游地面；(6)上游洪水位265．18m，上游砂壳翻压部分挖除。2、计算参数详见表4—3、表4—4。3、计算成果大坝坝坡稳定计算成果详见表4．9"-'4一i0。坝顶轴线处坐标处为坐标原点，X轴向上游为正，Y轴向下为正。表4．90+130断面加固后坝坡稳定计算成果表计算滑弧位置(m)计算安规范断面坝坡工况全系数要求XyR上游36．20．27．4040．io1．791．301下游一66．00．63．4091．301．431．30上游36．40．21．7034．301．711．302下游-66．50．63．4091．101．431．30上游36．20-33．1046．301．801．200+1303下游一66．30一63．209i．401．431．204上游44．532．7550．221．541．20上游36．20．21．5034．201．361．155下游．66．10-63．6091．701．271．156上游侧33．043．9022．91．341．20n山东大学硕士学位论文表4．i00+617断面加固后坝坡稳定计算成果表计算滑弧位置(m)计算安规范断面坝坡工况全系数要求XyR上游17．20．19．40241．681．301下游．30．70．39．2048．31．821．30上游15．40—8．9014．201．641-302下游．27．70．30．7039．701．821．300+617上游18．2．16．822．001．701．203下游一31．6—39．8048．901．801．204上游19．2-10．9514．51．641．20上游21．6-12．621．O1．221．155下游．27．2-43．4051．401．501．15由以上计算结果可以看出，大坝0+130断面、0+617断面加固后在各种工况下安全系数均满足规范要求。0+130、0+617断面滑弧位置详见图4—7～图4．i0。4．7．2加固后大坝抗震动力分析(1)计算参数“根据《中国地震动参数区划图》(GBl8306—2001)，嵩山水库所在地区反应谱特征周期为o．4s，地震动峰值加速度为O．159(g为重力加速度)，相应的地震基本烈度为7度。”‘19】坝料的动力学参数见表4．11。表4．11嵩山水库土坝料动力参数—～＼指表模量参数k模量参数n备注坝料＼＼＼心墙粘土4050．432现状3750．526坝基砾砂加固后8000．45现状5600．5630+130断面加固后8400．533(2)计算方法与控制标准选择水库大坝0+130断面典型剖面。水位采用289．00m，进行计算。并采用中国科学院工程力学研究所编制的“土坝静动应力计算程序”进行计算。(3)计算结果及分析0+130断面加固后其抗液化安全度分布见图4—11，可见，该断面该加固后各单元的抗液化安全度值均大于等于规范要求值1．05，故该加固方案可行。61n山东大学硕士学位论文第五章结论及展望5．1结论本文选题来源于山东省临朐嵩山水库除险加固工程。通过收集了临朐县嵩山水库大量资料的基础上对水库大坝除险加固工程所能采取的方案进行认真分析从各种设计方案选出最佳方案：大坝抗震液化加固设计经过比较采用振冲加固结合抛石压重方案，河槽坝段心墙防渗加固设计采用坝体充填灌浆方案多头小直径防渗墙方案，阶地坝段坝基防渗加固设计采用砼防渗墙布置。河槽坝段项部加固设计采用干砌方块石护坡方案。嵩山水库除险加固工程在山东中型水库中具有典型性，通过对嵩山水库的设计与研究能为同类型水库提供一个范例。本文针对水库除险加固工程这一热点问题，结合所学水利工程的基础知识，充分利用各种资源对嵩山水库水文情况进行了细致分析，并对水库大坝设计方案做了深入的探讨研究。结合嵩山水库的实际情况，依据其安全鉴定结果和除险加固设计方案，研究大坝加固前和加固后的失事风险。运用已探讨的失事模式筛选模型及基于事件树估算风险率的方法，最终估算出大坝加固前后的失事风险率，对两者进行比较，分析了加固工作的薄弱环节，指出溢洪道是加固后水库大坝的主要风险所在，应对其进行加固处理。5．2展望我国的水库为数众多，第一次全国水利普查中统计表明10万m3的水库共98002座【201。它们分布的区域广，坝型多样。这些水库主要是为农业生产提供灌溉水源，也为人民生活用水和工业用水提供水源，同时也在防洪、发电、航运、旅游、水产养殖等方面都发挥了经济效益和社会效益，在保障国民经济建设中发挥了重要的作用，但由于历史的原因，加上缺乏经验，造成许多水库存在着防洪标准偏低，达不到有关规范、规定要求，以及工程本身质量差，工程老化失修等问题，形成了大量的病险水库，不仅造成水库不能正常运行，不能充分发挥其效益，而且严重威胁着下游人民生命财产的安全或不能充分发挥其兴利效益，急需加固除险[21】。因此，病险水库的加固设计与研究工作，实属当务之急。水库是水利产业的重要设施。兴建水库可以调节利用水资源，除害兴利，促进国民经济发展和保障人民生命财产安全。当我们对现有水库工程发挥的巨大防洪、兴利作用方面做出应有评价的同时，也应该看到我国水库大坝失事给国家和人民生命财产造成的重大损失【3】。嵩山水库除险加固工程实施后，不仅大大增加了水库的经济效益，而且增强了水库的调洪能力，减轻了洪水对下游造成的洪水灾害。本篇论文通过对水库除险加固工程的论述对嵩山水库除险加固工程设计经验的总结能为山东或者全国同类工程提供一个典型案例也将为同类工程设计工作提供相应的经验。62n山东大学硕士学位论文致谢本研究及论文是在李传奇老师细心指导下顺利完成的。在论文研究过程中我遇到了无数障碍和困难，但通过老师跟同学的帮助尤其是指导老师⋯．李传奇老师，他对我进行了不厌其烦的无私的指导与帮助。另外，感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。特别感谢山东省科苑水利勘察设计咨询中心的领导，在我写论文的过程中给我提供了很多素材，还在论文的撰写过程中给予热情的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正163n山东大学硕士学位论文参考文献【1】水利部．《水库大坝安全鉴定办法》【z】．水建管(2003)271号，2003．08．01【2】全国病险水库除险加固专项规划综述【J】．水利水电工程设计，2003(3)：1—5．[3】赵家成，王从锋，姜利汉．中，小型病险水库除险加固的研究【J】．三峡大学学报：自然科学版，2005，27(2)：119—122．【4】严祖文，魏迎奇，张国栋．病险水库除险加固现状分析及对策【J】．水利水电技术，2010，41(010)：76．79．【5】王萍，夏仲年．病险水库除险加固中的主要技术措施【J】．人民长江，2006，37(8)：87．88．【6】陈开武，惠仕兵，宋光普．病险水库除险加固问题探讨【J】．1Ⅱ1)II水利，2005，26(3)：30—32．【7】刘艳芳，徐冬梅，刘玉新．小型水库除险加固问题探讨【J】．水利科技与经济，2008，14(4)：314．315．【8】薛化斌，李梅，路辉．病险水库除险加固问题及对策【J】．山东水利职业学院院刊，2009，4(12)．【9】水文水利计算【M】．黄河水利出版社，2006．【10】梅亚东，谈广鸣．大坝防洪安全的风险分析【J】．武汉大学学报：工学版，2002，35(6)：11．15．【11】水库大坝加固技术【M】．中国水利水电出版社，2011．【12】刘培成．关于施工组织设计的探讨【J】．东北水利水电，2007，25(10)：49．50．【13】黄河水利委员会勘测规划设计研究院《碾压式土石坝设计规范》SL274．2001[Z】中国水利水电出版社，2002．01【14]Xue—meiLlRQIN．HydrologicalcomputationofreinforcementprojectofDuzhaireservoir【J】【J】．ShanxiArchitecture，2007，31：225．【15】GuoX．Thecut—offwallconstructiontechniquesofYueChengreservoirreinforcementproject[J]．JHebeiInstArchSciTechnol，2003，20(3)：38—40．【16]SherardJL．Embankmentdamcracking：InEmbankment·damEngineering．Textbook．Eds．RCHirschfeldandSJPoulos．JOHNWILEYANDSONSINC．，PUB．，NY1973，82P[C]／／InternationalJournalofRockMechanicsandMiningSciences＆GeomechanicsAbstracts．Pergamon，1975，1214)：62．【17】李雷，陆云秋．我国水库大坝安全与管理的实践和面临的挑战【J】．中国水利，2004(11)：59．62．【18】张传德《嵩山水库除险加固工程溢洪闸设计方案分析》【R】《山东水利》2009．7【19】国家质量技术监督局．《中国地震动参数区划图》(GBl8306--2001)【Z】中国标准出版社，2001．04【20】张振刚，张岚，段中德．我国水库工程数量及分布【B】．中国水利，2013，7：序．【21】李通，丁晓丹．对水库除险加固的探讨【J】．民营科技，2010，12：274-275n学位论文评阅及答辩情况表专业技术是否博导总体评价姓名所在单位职务(硕导)※论欷保裨确约蔓酶蜘耕陶墩，弓、献铭鳓徽印山东扣学C／又一一，评阅人专业技术是否博导姓名所在单位职务(硕导)主席孤瞒稚资眵以榴朽剥蝴痴眵．●：．．一殇装百後蹦稳8出霖熔．_￡一答碱鹊曷嗽它嵫长学辩<委积鹕吾嬲号峨走移员委口二√会成员答辩委员会对论嫦鳇答辩日期ZD舻．罗．7p文的总体评价※哆答辩秘书，备注※优秀为“A”；良好为“B”；合格为“C”；不合格为“D”。