某水库及枢纽除险加固设计

（2）洪水标准 根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252-2000）的规定，
本工程永久性挡水和泄水建筑物所采用的设计洪水标准为 30 年一遇， 校核洪水标准为 300 年一遇，消能防冲标准按 10 年一遇。
（3）设计基本资料 ① 水文、气象
根据水文专业调查、分析计算，设计中所采用的水文、气象参数见 下表：
除险加固设计
2.1 水库及枢纽 2.1.1 设计依据
（1）工程等别及建筑物级别 某某工程水库总库容 26.8 万 m3，均质土坝最大坝高 16.2m（加高
1.2m 后），设计灌溉面积 518 亩。根据《水利水电工程等级划分及洪水 标准》（SL 252—2000）及《防洪标准》（GB 50201—94），工程规模属 小（2）型，工程等别为 V 等工程。主要建筑物大坝、溢洪道、放水涵 洞按 5 级建筑物设计。
设计采用坝体物理力学参数见表 2源自1-2：～34～表 2.1-2 设计采用坝体物理力学参数表
参数 含 孔 容 饱和 水 隙 重 容重 量 比 g/cm3 g/cm3
岩性 (%)
粘土夹
38.70 1.343 1.64
1.8
碎石
抗剪强度
饱和慢剪
Φ
C
（度） (KPa)
8.5
25
压缩 系数 (Mpa-1)
9 校核洪水位（P=0.33%）
10 校核洪水位时最大下泄流量
11
相应下游水位
12 正常蓄水位
13 正常蓄水位以下库容
14 总库容
15 死水位
16 死水位以下库容
17 淤沙高程（30 年）
18 调节库容
km 万 m3
m m3/s
m m m3/s m m 万 m3 万 m3 m 万 m3 m 万 m3
0.2 264 960.62 46.9
961.18 73.0
959 19.35 26.8 951 2.65 950.58 16.7
② 地震基本烈度
场区地震基本烈度小于 6 度，本工程建筑物不考虑地震设防。
③ 坝基岩石物理力学指标
设计采用的坝基（肩）岩体力学指标: ∈2～3ls 弱风化白云质灰岩: f=0.7 层 面： f=0.55～0.6 裂隙面： f=0.5～0.55
大坝加高由下游 953.6m 高程加至 961.2m 高程，坝坡 1:2.5，坝顶 设 1m 高防浪墙，坝顶宽度 4m。上游坝面采用 C15 砼预制块护坡，下 游坝面采用草皮护坡，下游坝脚增设堆石排水棱体，棱体顶部宽度 2.25m， 顶部高程 947.5m，底部高程 945。
～35～
溢洪道位于右岸，拓宽时左侧墙（靠坝侧）位置不动，右侧边墙往 右岸延伸。另外，原溢洪道出口对冲坝脚，影响坝体稳定，须对将其改 道，使水流顺畅接入下游河道。
放水涵洞位于左岸，原进口取水高程 950m，由一扇双向转动闸门 控制。经过复核计算，30 年淤沙高程已达 950.58m，所以取水口高程应 抬高，本次设计考虑抬高至 950.8m，并重建启闭房，更换已经损坏的 双向转动闸门。
2.2 大坝除险加固设计 2.2.1 大坝加固设计方案
根据本次勘测和设计复核结果，针对大坝存在坝顶超高不够，浸润 线高，上、下游坝面无护坡设施，坝坡淘刷、冲刷严重等主要问题，确 定本次大坝除险加固设计的工程措施为：①坝体加高 1.2m、②坝面增 设护坡设施、③下游坝脚增设截水沟和排水棱体。
设计波浪爬高值 R 按工程等级确定，对于 V 级土石坝取累计频率
p=5%的爬高值， R5% 1.84R 。 坝前风雍水面高度 e 一般很小，故计算时忽略不计。
表 2.2-1 波浪要素计算成果表
单位：m
计算情况 设计洪水位 校核洪水位
风速 W 24.75 16.5
吹程 D 200 200
～36～
R KKw h
1 m 2
波浪要素按“莆田试验站”公式计算：
gh
W2
0.13th0.7
gH W2
0.7
th
0.0018
gD W2
0.45
0.13th0.7
gH W2
0.7
T 4.0 h 1.56T 2
2.2.2 大坝加高设计 2.2.2.1 坝顶高程确定
坝顶上游侧考虑设 1.0m 高的防浪墙，防浪墙顶高程等于水库静水 位加上相应墙顶超高，按下列两种情况计算，取其最大值。
① 设计洪水位+正常运用情况的墙顶超高； ② 校核洪水位+非常运用情况的墙顶超高。 墙顶超高计算公式： Y=R+e+A （m） 波浪的平均爬高 R 按下式计算：
压缩 模量 (MPa)
渗透 系数
0.32
7.13 5.53×10-5
（4）技术标准
《防洪标准》（GB 50201—94） 《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252—2000） 《碾压式土石坝设计规范》（SDJ 218—84）及其补充规定 《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL 189—96） 《溢洪道设计规范》（SL 253—2000）及其补充规定 《水工钢筋混凝土结构设计规范》（SL/T 191—96） 《溢洪道设计规范》（SL 253—2000）及其补充规定
平均波高 h 0.19
平均波长λ 设计爬高 R5%
4.72
0.7
0.12
3.02
0.5
安全超高 A 按 SDJ 218－84 中表 4.4.2 规定，对于 V 级建筑物正常 运用情况取 0.5m，非常运用情况取 0.3m。
2.1.2 水库枢纽除险加固工程总体布置 某某原溢洪道堰顶高程 959m，溢流前缘净宽 B=9m。本次洪水调
节计算时，考虑了 B=9m（不拓宽方案）和 B=15m（拓宽方案）两种情 况。根据洪水调节计算成果复核坝顶超高，不拓宽方案大坝需加高 2.1m，拓宽方案需加高 1.2m。考虑到某某集雨面积较大，库容较小， 下泄流量较大，结合右岸的地形地质条件，本次设计选用拓宽方案。
表 2.1-1 设计采用的水文、气象参数表
序号
项目名称
单位 数量
1 多年平均最大风速 2 设计情况计算风速 3 校核情况计算风速
M/s
16.5
M/s 24.75
M/s
16.5
备注
～33～
续上表
4 吹程
5 多年平均来水量
6 设计洪水位（P=3.33%）
7 设计洪水位时最大下泄流量
8
相应下游水位