阳泉山南水库除险加固工程设设计计工工作作报报告告设计证书号设计证书号: A114004280QMS 认证证书号认证证书号: 05209Q20085R4M山西山西省省水利水电勘测设计研究院水利水电勘测设计研究院二二 一一 年年 十十 二二 月月阳泉山南水库除险加固工程设计工作报告设计工作报告批批 准：准： 孙万功核核 定定： 卢天杰审审 查：查： 薛俊玲校校 核：核： 刘瑞杰编编 写：写： 张春丽 目目 录录1 1 工程概况工程概况 .11.1 流域概况.1 1.2 原工程概况.1 1.3 工程建设过程.2 1.4 工程效益.3 1.5 工程立项及审批情况.3 1.6 工程存在的主要问题.4 1.7 除险加固工程主要设计内容.42 除险加固设计要点除险加固设计要点 .62.1 工程地质与水文地质 .6 2.2 工程布置 .18 2.3 工程设计 .213 主要设计变更主要设计变更 .263.1 副坝贴坡排水 .27 3.2 主坝坝基高喷灌浆 .27 3.3 泄洪冲沙闸 .27 3.4 灌溉输水洞 .27 3.5 坝顶路面和防浪墙变更 .284 设计文件质量管理设计文件质量管理 .295 设计为工程建设服务设计为工程建设服务 .316 经验及建议经验及建议 .32附件 1：设计机构设置和主要工作人员情况 .33 附件 2：主要设计变更 .34 附件 3：工程大事记 .351 工程概况阳泉市山南水库位于桃河支流泉寺河上的高崖村处,距阳泉市26km，控制流域面积 89km2。是一座以城市供水为主、兼有防洪效益的小（1）型水库。设计库容 637 万 m3。水库于 1972 年开始兴建，1974年建成并投入运行。原水库建筑物有大坝、溢洪道、放水洞三部分。水库原按 2%洪水设计，1%洪水校核，由于防洪标准偏低，工程质量差，建成后一直未能正常运行，是山西省病险水库之一。为排除病险，充分发挥工程效益，于 1997 年至 1999 年对水库进行了除险加固改造。增设了泄洪洞，加固了大坝，改造了溢洪道出口，使水库的防洪标准提到了 30 年一遇设计，500 年一遇校核，防洪能力大大提高。经过 1997 年至 1999 年除险加固后，水库枢纽由大坝、溢洪道、泄洪排沙洞、放水洞组成。溢洪道位于大坝右侧山体基岩上，为开敞式溢洪道，进口宽 40m，进口底高程 1040m。泄洪排沙洞位于大坝左侧岩体内，洞径 3.5m，进口底高程 1020m，全长 256.54m，底纵坡为2%。放水洞在主河槽右侧，为坝下浆砌石有压涵洞，进口底高程1015.60m，出口底高程 1012.77m。除险加固后，水库正常蓄水位1040.0m，汛限水位 1037.5m，30 年一遇设计洪水位 1043.23m，500 年一遇校核洪水位 1045.49m，总库容 448.58 万 m3，兴利库容 247 万m3。1.2 工程存在的主要问题根据山西省水利厅对山南水库 2007 年 12 月份安全鉴定审查意见书，山南水库现存在问题有：水库防洪标准低于现行规范要求；坝体质量差；溢洪道右案山体为滑坡体，未进行处理；溢洪道出口对岸山体未按设计要求开挖，放水洞进口斜拉闸门被淤埋，无法启闭，洞身渗漏严重；监测设施不完善，无通讯设施。1.7 除险加固工程主要设计内容山西省水利厅文件晋水规计【2008】402 号关于阳泉市山南水库除险加固工程初步设计报告的批复 ，同意除险加固的主要建设内容为：1）大坝左坝肩绕渗处理；2）溢洪道及右岸滑坡体处理；3）放水洞加固改建。基础同意除险加固的工程设计。即左坝肩绕渗处理，范围 0-060040 段布设单排防渗幕墙，深入泥岩 2.5m，幕墙顶高程 1040m；溢洪道及右岸滑坡体处理，对溢洪道挑流不畅段山体按 1:0.5 削坡，使水流平顺流入下游河道。对右岸滑坡体采用在不稳定山体边界设置环形截水沟防止地表水进入前滑面；放水洞加固改建，新建放水洞进水塔及交通桥，并配备启闭设施。2 除险加固设计要点2.1 工程地质问题及评价2.2.1 左坝肩岩体稳定及绕坝渗漏左坝肩岸坡下部较陡，上部较缓，发育地层为二叠系上统石千峰组第一岩组中厚层砂岩夹薄层泥岩，石千峰组第二岩组中薄层泥岩、砂质泥岩，石千峰组第三岩组中厚层砂岩与中薄层泥岩互层，三叠系下统刘家沟组第四岩组中厚层砂岩夹薄层泥岩，以及第四系中更新统洪冲积低液限粘土，底部为卵石混合土。岩层产状 N3040E/NW811，岩层倾向山里偏下游，为逆向岸坡，软弱结构面不发育，岩体中主要发育北东和北向三组陡倾角节理裂隙，综合分析，左坝肩岩体稳定性较好，受风化卸荷作用，岸边处节理裂隙呈不同程度的张开，特别是北西向节理裂隙，其走向与岸坡走向近平行，岩体中的节理裂隙及岩层层面构成了库水绕坝渗漏通道。据 ZK08-2 钻孔压水试验，岩体透水率为 29.692.3Lu，为中等透水岩层。故左坝肩存在绕坝渗漏问题，建议对左坝肩进行防渗处理，防渗深度至石千峰组第二岩组泥岩 23m。防渗宽度 7090m。左坝肩隔水层底板为石千峰组第二岩组中薄层泥岩，高程996.7m，水库正常蓄水位为 1040m，坝前蓄水深度 30.8m，左岸下游坡脚处地下水出逸高程为 1010m，则上游渗透层厚度 H1为 43.3m，下游渗透层厚度 H2为 30.0m；渗透层平均渗透系数，根据钻孔压水试验透水率换算，取 1.13m/d；绕坝渗漏最小半圆半径 r0取坝底宽的一半，即60m；渗漏带宽度 L 取左岸地下水位与正常蓄水位 1040m 交点处至岸边的距离，据左岸地下水水力坡度推测求得，取 400m。经估算，在正常蓄水位 1040m 时，左坝肩绕坝渗漏量为754.4m3/d。年渗漏量为 27.5 万 m3。2.2.2 右岸滑坡体地质条件坝右岸溢洪道右侧发育一滑坡，称右岸滑坡。该处为基岩山梁，高程 1130m，相对高差 120m，地形坡度 27，山梁的上下游各有一条垂直于河流的冲沟，上游沟短浅，下游沟深长，山体顶部有黄土覆盖，上部为 T1l-4 岩组砂岩夹页岩，中部为 P2sh-3 岩组砂岩、泥质砂岩与泥岩互层，总体上山体由软硬相间的泥岩与砂岩构成，山体岩层产状为N4050E/NW614，岩层倾角由北东向南西渐缓，缓倾河谷偏下游，河流与下游冲沟切割，使山体在地层倾向形成临空面，山体岩层中发育、组节理裂隙，在山梁延伸方向和北东方向形成切割面，构成了边坡失稳的基本条件。总体上该岸坡属于层状同向缓倾结构岩质边坡。滑坡体后缘从溢洪道进口右侧沿东北向至坝下游冲沟。拉裂面是沿 NE 向裂隙走向，形成倾向河谷偏下游的陡立面。前缘从溢洪道出口右侧至坝下游冲沟南侧，实际上溢洪道部位为滑体前缘，这部分滑体已被挖除，现溢洪道底全部在完整基岩上，滑体中后部由砂岩碎、块、巨石之间呈架空结构，块石原岩层面多向河床呈 2030倾斜，前缘部位原岩层理可辩，岩层翘起，与该处岩层反向倾斜。滑动面为P2sh-3 岩组底部厚层泥岩的顶面，前缘高程 1037.35m，其产状与岩层产状一致，为 N41E/NW912。滑动带厚度 20cm 左右，物质为紫红色软塑状含泥岩细砾夹泥，其砂粒含量 22%，粉粒 42%，粘粒 36%，比原岩的粘粒含量高出 9%。经矿物分析，蒙脱石含量 7483%，呈