江苏镇江市凌塘水库除险加固工程初步设计报告.doc

江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院1前前言言凌塘水库位于江苏省镇江市丹徒区境内，是一座以防洪灌溉为主，兼顾生产养殖的中型水库。该水库始建于上世纪50年代，经多次加高达现有规模。经过近50年运行，水库已出现一系列安全隐患，危及工程安全。2007年5月，镇江市水利局、丹徒区水利农机局组织有关专家对凌塘水库进行安全鉴定，与会专家经现场勘察、听取汇报、审阅有关资料并进行认真讨论后，形成水库大坝安全鉴定报告书，经江苏省水利厅审定，凌塘水库大坝安全评定为三类坝。2008年1月，水利部大坝安全管理中心对鉴定成果进行复查并现场踏勘，结论基本与鉴定意见一致，并以坝函200840号文予以确认。2008年4月，镇江市工程勘测设计研究院编制完成了江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计。6月，受省水利厅委托，江苏省水利科技咨询有限公司组织有关专家对该报告进行咨询审查，提出镇江市凌塘水库初步设计修改补充意见（下称“意见”）。我院根据意见，进行了系统的修改，主要修改内容有：一、综合说明一、综合说明1、“水库流域范围及相关水系图、淹没范围图、灌区范围图”见报告附录。2、工程特性表增加加固前相关特征值，见“节1.13”。3、“水库历史情况说明”，见“节4.2.1。二、水文二、水文1、“复核水库汇流干河长度”，见水文分册“节1.2”；“水库洪水不同频率的调洪演算计算表，绘制相应调洪演算曲线图，包括入流、出流及库水位过程线”，见水文分册“节3.3.1”。2、“调洪演算以库水位及泄量关系曲线（H-Q曲线）来表示”见水文分册“节3.1.2.5”；“考虑下游河道安全泄量、河道超标准泄量不漫溢、溢洪道敞泄三种情况进行调洪”见水文分册“节3.1.2.1”。3、“移用临近雨量站资料，应利用本站地与移用站的同步雨量资料建立相关关江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院2系，计算相关系数，以判定移用的合理性”见水文分册“节2.3.1、节2.3.2”；“雨量站分布图”见附图。4、句容站1974年最大24小时雨量，已做特大值处理，见水文分册“节2.3.2.1”。5、“补充施工非汛期10年一遇洪水，说明选用雨型”见水文分册“节4.1”；起调水位确定”见水文分册“节4.2.2.3”。6、“设计暴雨或设计洪水要素不仅要进行不同计算方法成果的比较”，见水文分册“节2.3.2”；“与临近水库的设计值比较，从地区综合分析其合理性”，见水文分册“节2.3.2.3”。7、相同库水位下方案一、二的泄量不一定大于现状方案，因开启高度不同，见水文分册“节3.1.2.5”。8、“调洪演算中库水位始终不低于起调水位”，见水文分册“节3.3.1”。三、工程地质三、工程地质1、本次地质报告已进行了全面整理修改。2、地质剖面图已补充库前、库后水位。3、“详细查明大坝渗漏部位、长度、桩号范围、高程，局部中等透水依据，为设计提供加固依据”，见地质报告“节5.3”。4、已进一步复核物理力学指标。5、地质剖面图、物理指标分属溢洪道和大坝已修改。6、“加固土源”补勘资料见“章10”，副坝已进行补勘。四、工程任务和规模四、工程任务和规模1、“水库历史形成原因、管理中存在问题”见“节4.2”；“扩大溢洪道、副坝引河口封闭”已做方案比选，见“节5.2.2.2”。五、工程布置和主要建筑物五、工程布置和主要建筑物（一）、大坝加固1、“补充风速统计、风向指标，水库与气象台相对位置，按有关规定计算风速，江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院3复核风区长度”见附图及“节2.2”，坝顶高程计算时安全超高计算有误已改正，见表表5.2.1-2、表5.2.1-3。2、“进一步论证大坝防渗、坝后添塘的桩号范围和必要性”见“节5.2.2.1”。3、“选取多头小直径水泥土搅拌桩截渗强合理计算参数”见“节5.2.2.1”，已优化建筑物与大坝截渗墙连接设计，见初设图“水工-05”。4、已增加大坝稳定计算的水位骤降工况及13坝高水位时坝体稳定计算，土质指标应采用慢剪指标。“论证主坝下游鱼塘侧干砌块石护坡的必要性”，见“节5.2.2.5”。5、主坝迎水侧护坡进行多方案比选，见“节5.2.2.4”。“已优化坝顶电缆沟、绿化岛设计”，见初设图“水工-04”。6、副坝戗台已由8m改为6m，高度由28.0m降至27.5m，对岸护坡起止范围缩小，“南涵引河口建闸或扩大溢洪道进行综合比较”见“节5.2.2.2”。7、大坝白蚁防治措施见节“节5.2.2.6”。（二）泄洪道改建1、溢洪道消能设计标准应采用30年一遇，已计算下游溢洪河各节点水位、流速等，见“节4.4.2.3”。2、泄槽溢流段高程满足要求，见表5.3-12。3、已细化溢洪闸渗流计算，并增加刺墙；见“节5.3.2.2”，及相关图纸。4、结构稳定及抗裂见“节5.3.2.3”。5、已定性分析弧形门、平板门的优缺点，见“节5.3.2.1”。(三)灌溉涵洞改建1、已按要求复核闸门井平台控制高程，见“节5.4.2.2”。减少了检修门上游洞身长度，详见相关图纸。2、涵洞分节长度由8m增加到10m，壁厚有所增加，详见相关图纸。3、“优化涵洞结构布置，保证洞内无压流，加大止水环尺寸，增加止水措施”，水面曲线计算详见“水工-20”，其它见相关图纸。（四）防汛路设计“进一步论证防汛路标准，南侧防汛路建设缘由”，见“节5.5.1”，防汛路设计纵断面详见相关图纸。江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院4（五）管理区设计已核减管理人员至22人，详见“节7.1.2”、“节7.2.2.2”。六、电气及金属结构六、电气及金属结构闸门启闭机闭门力计算及启闭机选型，见“节6.4.1.3”。七、工程管理七、工程管理1、“详细说明现状管理区存在的问题，加固改造必要性，现有管理设施认定”，见“节7.2.2.1”。2、已核减管理人员至22人，并相应减小管理设施工程量，详见“节7.1.2”、“节7.2.2.2”，已注明管理区功能分区。八、工程施工八、工程施工1、“复核预降水位，合理确定施工围堰顶高程”见“节8.3”。2、施工闸塘开挖图见图“水工-17、水工-21”。3、临时工程布置图已做优化。4、土方平衡计算表，见表8.5-2。5、临时工程量明细计算表，见表8.5-3、表8.3-1。6、已修改施工进度计划表。7、“细化主体工程施工方案”，见“节8.4”，回填土方土源和运距，见“节8.5.2。九、水库淹没处理及施工占地九、水库淹没处理及施工占地本水库无淹移民没问题。十、环境保护与水土保持十、环境保护与水土保持十一、招标设计十一、招标设计已补充招标设计。十二、工程概算十二、工程概算详见工程概算分册。江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院11综合说明综合说明1.1绪言绪言1.1.1工程概况工程概况1.1.1.1流域概况凌塘水库位于江苏省镇江市市区南部丘陵地区，地理位置见图1.1-1，太湖湖西水系，为中型水库。水库集水面积25.5km2（见附图）。汇水区域为山丘区，源头为上山，流域平均海拔高程在45.0m（85国家高程，下同）左右，水库上游流域内地形总体上为周边高中部低。水库下游河道为中心河（上党镇境内称为小金河）。1.1.1.2水库历史情况及工程概况中心河河势西高东低，比降较大，加之上游来水面积较大，沿河两岸历来是一个易洪易旱的地区。1956年暴雨及1958年干旱造成流域内农业生产及人民生命财产的巨大损失。凌塘水库大坝于1958年11月开工建设，1959年4月合拢蓄水，当坝顶高程24m。1960年4月，坝顶高程筑至28.5m。1972年至1974年，坝顶高程达到32m。1960年4月，开挖溢洪道。1974年，在溢洪道跌水出口处加设堰顶，顶高程26m，即现非常溢洪道。1976年兴建3孔溢洪闸一座，即现在所使用的溢洪闸。1958年4月兴建北涵，1966年兴建南涵。现状主要建筑物概况：主坝一座，为均质土坝，坝顶高程32.00m，最大坝高13.0m，主坝顶长725m，顶宽6m，挡浪墙顶高程32.60m。副坝一座，也为均质土坝，坝顶长150m，最大坝高7.0m，坝顶高程32.028.5m，坝顶宽36m。涵洞两座，南涵为1.151.0m(宽高)拱涵，拱高0.3m，进口底高程22.2m；北涵为0.9m圆涵，进口底高程21.70m。江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院2溢洪闸一座，3孔，每孔净宽2.5m，设计最大下泄流量101.0m3s，堰顶高程25.00m。非常溢洪道一座，堰顶高程26.00m，净宽21.00m。本次初设重新调洪演算所得库容为1433.0104m3（原资料总库容为1536104m3），死水位21.70m，汛限水位26.00m，兴利水位26.50m。凌塘水库是一座以防洪、灌溉为主，结合供水、水产养殖等综合利用的中型水库。江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院3图1.1-11.1.2除险加固工作概况除险加固工作概况1.1.2.1前期工作（安全鉴定阶段）2007年镇江市丹徒区水利农机局委托我院和扬大水建学院工程测试中心编制凌江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院4塘水库大坝安全鉴定有关的大坝安全评价报告和现场检测报告等安全鉴定所需的前期材料。各单位从收集工程有关资料着手，在建设单位的大力配合下，通过现场踏勘、调研和认真检测、精心复核计算，于2007年4月完成了检测报告和综合评价报告。2007年5月18日由镇江市水利局、丹徒区水利农机局组织有关专家对凌塘水库进行安全鉴定，鉴定结果水库大坝为三类坝。2008年1月2日，水利部大坝安全管理中心对安全鉴定进行核查并现场踏勘。核查意见基本与原鉴定结论一致，并以坝函200840号文予以确认。2008年6月11日，受省水利厅委托，江苏省水利科技咨询有限公司组织有关专家对该报告进行咨询审查，根据专家审查意见提出了镇江市凌塘水库除险加固工程初步设计修改意见。1.1.2.2勘测设计工作概况2007年10月，丹徒区水利农机局委托镇江市工程勘测设计研究院编制凌塘水库除险加固工程的初步设计报告，并委托相关单位补充相应的测量、勘探、试验等工作，主要工作内容有：（1）测量完成大坝及主要建筑物区域范围内的平面、断面测量。包括水库主体建筑物在内的1：1000平面地形图和断面图（大坝、下游溢洪道、溢洪河）。（2）地质勘探、试验勘察工作包括安全鉴定及初步设计两阶段。安全鉴定阶段，共完成勘探点39个，进尺461.50m。其中机钻取样孔7个，进尺157.80m；原位测试静力触探孔32个，进尺303.70m。初设阶段及补充勘探，共完成勘探点50个，进尺554.40m。其中机钻取样孔29个，进尺363.00m；静力触探孔21个，进尺191.40m。注水试验9组。（3）水文、规划收集流域（库区）的水文、气象资料以及库区发展规划；确定水库汛限水位、死水位，根据水库控制运用原则及不同频率下的洪水位，提出水库的调度运行方式。（4）除险加固工程内容江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院5除险加固工程以大坝安全鉴定结论及复查意见为依据，经方案比较、复核计算确定满足防洪安全、经济合理又适当考虑景观要求的除险加固方案。主要有：副坝整平培厚，主坝及副坝迎水坡护坡加固，背水坡坡面及护坝地排水设施改造，主坝坝体防渗处理。灌溉输水涵洞拆建，灌溉涵洞出口配套建筑物改造；拆建溢洪闸，更新金属机电设备，配套闸下溢洪道（泄槽、消力池、溢洪河）、溢洪河护砌，危桥拆建；完善监测和配套管理设施；上坝道路等。（5）其他按水利水电工程初步设计报告编制规程（DL5021-93）要求，编制除险加固工程主要建筑物的机电和金属结构、施工组织设计、环境保护设计、工程管理设计等章节，最后根据总体除险加固方案，按报水利部要求编制设计概算并进行经济评价。1.2水文水文1.2.1气象气象凌塘水库位于镇江市丹徒区上党镇镜内。属亚热带湿润、半湿润季风气候区。多年平均气温15.4，最高气温43（1934年7月13日），最低气温-14.0（1955年1月6日）。一年中温差较大，四季分明，降水比较丰沛。年平均风速为3.23.6ms，极端最大风速大于30ms。根据镇江气象局提供的资料，自1963年至2004后年计41年记载，丹徒区多年平均最大风速V=12.6ms。每年受影响的台风一到二次。常年日照总时数2152小时，年日照率49%，全年太阳辐射总量116.1千卡cm2，无霜期192天。1.2.2水文基本资料水文基本资料根据历年水位统计表（1961-2006年，46年），凌塘水库于1967年、1968年2年干涸，曾有27年超汛控水位（26.00m）。2003年发生历史最高水位27.66m。1972年、1991年遇大暴雨，水位分别达到了27.63和27.40m，超汛控水位1.5m左右。水库常年水位保持在25.00m左右。江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院61.2.3设计洪水设计洪水设计洪水按同频率暴雨来推求。设计暴雨历时按最大24h计算。根据计算结果，最大24h暴雨的设计洪水峰值，在50年一遇情况下为259.3m3s；在1000年一遇情况下为421.4m3s。施工期洪水按枯水季5年一遇来水标准设计。1.3工程地质工程地质1.3.1坝址区工程地质条件及评价坝址区工程地质条件及评价坝址区属低山丘陵地貌单元，第四系松散地层主要有第四纪（Q4al）冲积堆积形成的粉质粘土、第三纪上更新世（Q3al）冲积堆积粉质粘土，基岩为白垩系上统（k2）浦口组砂岩，坝址岸坡较稳定。查中国地震动参数区划图（GB183062001），场地地震动峰值加速度0.15g，场地地震基本烈度度。本场地在勘察深度范围内，无液化土层分布。层粉质粘土工程力学性质一般。层粉质粘土工程力学性质良好。层基岩为白垩系浦口组砂岩，工程力学性质良好。层粉质粘土层属微弱透水；层粉质粘土层属微透水；层砂岩层属为极微透水性或微透水层。、粉质粘土为细粒土，其渗透变形型式为流土；层基岩无渗透变形问题。1.3.2坝体填筑质量评价坝体填筑质量评价表明主坝坝体填筑基本均匀，填土压实度合格率偏小，局部坝体填土质量较差。层坝体填土属弱透水，局部中等透水。大坝填土整体防渗性能一般。坝体填土为细粒土，其渗透变形型式为流土。1.3.3溢洪闸、溢洪道及出水渠工程工程地质条件及评价溢洪闸、溢洪道及出水渠工程工程地质条件及评价闸基为第层可硬塑粉质粘土，为良好的闸基持力层，也是良好的隔水层，工程地质条件良好。溢洪道及出水渠场地地基土层主要为、-1层粉质粘土层，层位分布简单，力学强度一般，工程地质条件一般。江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院71.3.4涵洞工程地质条件及评价涵洞工程地质条件及评价南、北涵洞底板持力层位于粉质粘上，该层分布稳定，厚度大，力学强度高，承载力特征值fak达200kPa，可以满足天然浅基础设计要求。1.3.5管理房及培训中心工程地质条件及评价管理房及培训中心工程地质条件及评价场地地基土层主要为素填土、层粉质粘土，层位简单，分布稳定，力学强度高，工程地质条件良好。对管理房及培训中心建筑物，层土为良好的浅基础持力层。1.3.6天然建筑材料天然建筑材料水库除险加固所用主要建筑材料基本采取外购方式。主要材料均可在镇江市内购得，块石料从丹徒区内采石场外购，砂子从沿江黄砂市场购买。钢筋、水泥等主要建筑材料均可从丹徒区（丹徒新城）购买，由陆路运至工程区内。土料来源共有两处，第一处料场位于在主坝北端上游150m处，第二处料场位于水库对岸姚墅村荒山。1.4工程任务和规模工程任务和规模1.4.1工程任务工程任务凌塘水库的主要功能是防洪、灌溉，结合供水、养殖等综合利用。1、防洪凌塘水库且距镇江市丹徒区(丹徒新城)仅5km，上游是丘陵山区，下游为相对开阔的低丘陵区地带，地势相对平坦，且人口较密集，临近有扬溧高速、沪宁高速、312国道，水库一旦失事，后果严重；凌塘水库除自身防洪外，还承担水库下游约5.1万亩耕地和1.5万人口的防洪保护任务。2、供水凌塘水库于1987年开始供水，供水对像主要是上党镇及周边的居民，现供水量为1500m3d，根据规划，上党镇自来水管网将连上城市自来水管网，为确保丹徒区居民饮水安全，水库将作为备用饮用水源。凌塘水库水质优良(为地面类水)，且水量、水质较稳定，是理想的备用水源。3、灌溉凌塘水库原设计灌溉面积1.7万亩，目前灌溉面积为1.9万亩。江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院84、水面养殖和旅游水库年均出产成鱼6万斤左右，由于水库靠丹徒区很近，仅五公里，旅游开发前景较好。水库除险加固的主要任务：对主要建筑物大坝、溢洪闸、输水涵洞等工程进行除险加固以及配套建设管理设施等，以充分发挥水库的防洪、灌溉、供水、旅游等综合效益。1.4.2工程规模工程规模凌塘水库汛限水位26.00m，死水位21.70m。根据溢洪闸方案比较，推荐采用现溢洪闸规模方案。复核结果：水库50年一遇设计洪水位28.13m，1000年一遇校核洪水位29.23m。根据大坝安全鉴定结论，对水库枢纽建筑物除险加固，确定主要规模如下：（1）水库：中型水库，总库容1433.0104m3；（2）溢洪闸：原溢洪闸拆，按原标准重建，闸孔总净宽7.5m，堰顶高程25.00m；（3）输水涵洞：南、北涵拆除重建，断面1.21.8m。1.5工程布置及建筑物工程布置及建筑物1.5.1工程等级及洪水标准工程等级及洪水标准根据防洪标准（GB50201-94）、水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000），凌塘水库属中型水库，工程等别为等，大坝、溢洪闸、涵洞等主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级，临时性水工建筑物级别为5级。水库设计洪水标准采用50年一遇，校核洪水标准采用1000年一遇。1.5.2工程总体布置工程总体布置除险加固工程总体布置基本位于现有建筑物位置，水库大坝轴线未做改变。经比较，现溢洪闸原址拆建，南北涵洞均原址拆建。管理区仍在原地主坝南端的山岗上，并对副坝对岸的山岗征地，作为管理区的新增部分。施工临时占地布置于主坝北端及大坝下游，弃土场位于主坝北端滩地取土坑。1.5.3主坝加固设计主坝加固设计1坝顶江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院9重建溢洪闸后，根据调洪演算结果及坝顶高程计算得：在正常运用条件下的主坝坝顶设计高程为30.30m，副坝为29.43m，在非常运用条件下，主坝坝顶设计高程为30.51m，副坝为29.96m。现主坝坝顶高程达32.00m左右，满足要求。主坝北端岗地有部分区域地面高程29.530.0m，不能满足要求。现状副坝长150m，坝顶高程在28.5030.00m左右，坝顶高程不足。因此，在新建溢洪闸规模情况下，大坝主体部分能满足规范要求。副坝部分坝段及大坝北端部分区域不能满足要求。2填塘固基坝脚渔塘填塘固基，主坝高坝段需填塘宽814m，使护坝地宽度达26.0m，副坝在非常溢洪道进口处填塘固基宽15.0m。3防渗墙经比较，采用多头小直径搅拌桩防渗墙对主坝坝体进行防渗处理，单桩直径为0.4m，搭接处理论最小成墙厚度0.30m，桩间最大搭接13.5cm，满足防渗要求。桩进入层土不小于1m，或进入层土以下0.5m，最大孔深13.7m。4迎水坡护坡主坝迎水面护坡加固工段长664m，高程25.50m至32.00m现护砌清理，现浇C25细石砼找平层，平均厚度定为60mm，面层1200mm厚砼预制块。高程22.00m至25.50m块石护坡先整理、补损、C20细石砼灌浆，再现浇C25砼面层，厚度不小于100mm。副坝及管理区岗地段迎水面高程25.00m至坝顶m，通长新建120厚C25砼预制块护坡，工段长338m。副坝对岸整坡后，新建120mm厚C25砼预制块护坡270m，护坡起止高程为25.0027.00m。5背水坡面排水下游坝坡设置排水沟，0.250.25m排水沟总长961m，0.60.6m排水沟总长1242m。新建贴坡式排水体3531m2。护坝地临塘处新建干砌石护坡，面积2673m2。对下游坡进行适当整坡，使其平顺、平整，并新建草皮护坡（含护坝地），面积42210m2。江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院101.5.4溢洪闸溢洪闸1.5.4.1溢洪闸现状现溢洪闸3孔，每孔净宽2.5m，堰顶高程25.0m，闸室净宽7.5m，闸底板顺水流向长12.0m，厚0.8m，为钢筋砼结构，闸墩为砼砌块结构。溢洪闸运行中存在的问题强度复核结果不满足规范要求。岸墙翼墙存在裂缝、渗水，上游八字墙块石风化，进口段护坦老化、高低不平，陡坡、消力池砼均有裂缝。消力池长度不足。根据检测资料，斜坡段（陡坡）强度仅为11.3Mpa，强度很低，不合要求。陡坡上水流流速较高，而陡坡两侧为浆砌块石护坡，已老化松动，抗冲能力差，不安全。海漫末端（溢洪河桥）以下有196m弯道未整治，由于受水流冲刷影响较大，该段河道断面很不规则，河道底部冲有深沟，影响行洪安全。根据现状及检测资料，溢洪河桥已成为危桥，该桥是凌塘村耕种的主要通道，危及该村村民人身安全。1.5.4.2重建溢洪闸规模经调洪演算比选，选择与现状相同的现状方案：溢洪闸原址拆建，闸总净宽7.5m，共三孔，每孔净宽2.5m，闸底板顶高程25.00m，闸室顺水流方向长13m。1.5.4.3重建溢洪闸（道）布置与设计闸室上游为18.8m长砼铺盖及八字形翼墙，八字墙前部采用圆弧与两侧建筑物顺接，顺水长8.0m，闸室下接10m长平段、60m陡坡及20.0m消力池，消力池后为顺水9m长圆弧形扩散段。1.5.5灌溉输水涵洞灌溉输水涵洞1.5.5.1输水涵洞现状凌塘水库共有两座穿坝涵洞，分别位于主坝及副坝。南涵洞兴建于1966年6月，位于副坝中部，1978年由无筋混凝土拱块涵改建为钢筋混凝土拱涵，进口底高程22.2m，出口底高程22.2m，设计流量4.5m3。北涵洞兴建于1958年10月，位于主坝南端，为直径0.9m钢筋混凝土压力管涵，进口底高程21.7m，设计流量1.2m3。南涵主要存在结构性的问题：底板渗水，防渗长度不满足规范要求。北涵主要江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院11存结构性的问题：涵管接缝处砂浆脱落、沉降缝木填料腐烂、串水。1.5.5.2输水涵洞加固设计两座涵洞均原址拆除重建，南、北涵进口底高程均与原高程相同，分别为20.20m、21.70m，新建涵洞为钢筋砼结构，净断面尺寸均为1.21.8m，出口均设构造消力池。1.5.6道路设计道路设计道路总长1973m，其中坝顶道路1091m，新建上坝道路862m。新建道路具体做法：细粒式沥青混凝土厚3cm，粗粒式沥青混凝土厚7cm，基层采用厚20cm的二灰结石稳定层和厚20cm的碎石垫层，坝顶道路及大坝北端上坝道路路面上游侧设电缆管，下游测设C25混凝土路牙，南端上坝道路两侧均设路牙。1.5.7建筑设计建筑设计凌塘水库除险加固建筑设计内容包括：（1）水库生产管理用房（2）溢洪闸上部启闭机房（3）灌溉输水涵洞上部启闭机房。主要建筑设计指标：（1）生产、管理用房（面积均指建筑面积，下同）新建防汛办公用房：400m2；新建防汛物资仓库等生产用房：600m2；生活、文化福利用房800m2，生活文化用房及培训中心建筑用房面积为2000m2。合计建筑面积3800m2。（2）溢洪闸、灌溉输水涵洞启闭机房拆建溢洪闸：203m2南洞：9m2北洞：9m21.5.8工程安全监测设计工程安全监测设计根据土石坝安全监测技术规范（SL60-94）的规定，监测内容主要有：变形监测；渗流监测；库水位、气温、降水量监测；安全自动监测系统。大坝变形监测共设30个测点，8个水准基点和14个水平位移工作基点、14个水平位移校核基点。溢洪闸共设置4个垂直位移测点、2个水平位移测点。江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院12渗流监测主要为确定大坝浸润线位置及溢洪闸底板扬压力，大坝共安装25根测压管，25支渗压计。溢洪闸共设6支渗压计。此外，大坝渗漏量等均为监测项目。配备水库水位、气温、降水量监测设施，建立大坝安全监控系统。1.6电气和金属结构电气和金属结构1.6.1电气与消防电气与消防为满足水库正常生产、生活用电的要求，在水库管理区新设10KV室内变电所，接近负荷中心处。水库防洪用电负荷按二级负荷考虑。为此，采用双电源供电，采用一回10kV线路作为常用电源（降压至0.4kV）。另设一套柴油发电机组作为备用电源，保证溢洪闸启闭机的用电。溢洪闸380V电源由管理处变电所低压配电柜取得。启闭机房、管理房内每层配备两只消火器箱。柴油发电机房内配备干粉灭火器、砂箱。变压器室配备干粉灭火器。闸房及管理区设置地上式消火栓，消火栓间距不大于120m，距道路边不大于2m，距建筑物外墙不小于5m。1.6.2金属结构金属结构溢洪闸闸孔总净宽32.5m，闸门形式为露顶式平面钢闸门；闸门高3.5m，宽2.6m，工作闸门选用100KN型螺杆式启闭机。闸室迎水面侧设检修门槽，配1套叠梁式闸门，1台20KN电动葫芦。南、北涵洞均配1.21.8m铸铁闸门，配用100KN手电两用螺杆启闭机。1.7施工组织设计施工组织设计1.7.1施工导流施工导流参考水利水电工程施工组织设计规范SDJ338-89，永久性建筑物为级的其导流建筑物标准为级，土石结构的导流洪水重现期为5-10年一遇，因此导流标准取10年一遇，导流时段安排在每年的非汛期（10月至次年4月）。施工临时建筑物主要为施工围堰。施工导流时段取两个枯水期，采用袋装土护面围堰，北涵第一年枯季施工，施工围堰根据南涵导流时的最高库水位23.99m（起调水位22.50m）确定，南涵第二年枯季施工，施工围堰根据北涵导流时的最高库水江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院13位24.14m（考虑供水等因素，起调水位为23.0m）确定，溢洪闸与北涵一起于第一年枯季施工，溢洪闸由于底板高程较高，不需要围堰。1.7.2施工交通施工交通本工程与镇荣公路、312国道等相通，因此工程对外交通条件较为便利。为满足施工区内各工作面交通要求，枢纽建筑物施工考虑修建长约1.28km的施工临时道路。1.7.3施工总进度施工总进度本工程施工总工期共24个月，包括筹建期为3个月，第一年8月至10月，筹建期主要完成建设管理机构设立、工程招投标，完成“三通一平”工作等。主体工程施工期从第一年11月初至第三年4月底，历时18个月完成主体工程及管理区建筑工程及其他主要管护设施。施工完建期自施工期第三年5月初开始至7月底结束，历时3个月，完成工程竣工总验收。1.7.4主要工程数量主要工程数量1、主要材料用量及工时：水泥5558t黄砂11944m3碎石19110m3块石5473m3木材25m3钢筋379t柴油131t工时：3236782、主要工程数量：土方开挖70098m3土方回填101310m3浆砌块石5091m3砂石垫层4669m3砼10496m3石，砼拆除7166m31.8工程管理设计工程管理设计凌塘水库现有管理机构为凌塘水库管理所，系全民事业单位，隶属于丹徒区水利农机局，负责对水库的工程设施、水资源的管理和保护。根据水库工程管理设计规范（SL106-96）、水利工程管理单位定岗标准（水办2004307号）等有关规定进行重新编制。水库定员22人。配备水库工程管理设施，增设水库自动化监测控制系统；配备管理交通工具；拟新建防汛办公、物资仓库等生产用房、职工文化生活用房及丹徒区水库培训中心江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院14用房，建筑面积3800m2。1.9水库淹没处理及工程永久占地水库淹没处理及工程永久占地1.9.1水库淹没水库淹没凌塘水库赔偿高程为26.5m，拆迁安置工作已经结束。共埋设界桩279个，确权面积3142.9亩，并颁发了国有土地使用证，本次加固水库无淹没赔偿问题。1.9.2工程占地及拆迁工程占地及拆迁本工程新建上坝道路、主坝护坝地、副坝整平培厚及管理区需要占用土地，其余工程无需占地。本工程总征占地19.0亩。本工程施工过程中需临时征地29.9亩。1.10环境保护与水土保持环境保护与水土保持1.10.1环境保护环境保护项目施工过程中对水环境、大气环境、声环境及生态环境的不利影响都是局部的、暂时的，可通过采取相应措施予以消除或减免。该项工程实施后，可充分发挥提高凌塘水库的兴利效益，提高流域区域防洪保安工程体系的可靠度和水资源的可持续利用，保障地区经济社会的可持续发展，具有明显的社会效益和环境效益。因此，从工程环境保护的角度来衡量，本工程建设是可行的。1.10.2水土保持水土保持本工程是一项社会公益性质的水利建设项目，从水土保持角度考虑，在全面落实各项水土保持防治措施的前提下，本工程建设可有效控制防治责任范围内的水土流失。1.11设计概算设计概算静态总投资：4146.26万元。1.12经济评价经济评价本工程是水利工程，属公益性质工程，仅进行效益分析。江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院15工程除险加固后，水库本身能达到50年一遇设计、1000年一遇校核的防洪标准，大大提高了下游地区的防洪安全度，并且能充分发挥水库的灌溉、供水、养殖及生态旅游效益，社会、经济和环境效益显著。1.13工程特性表工程特性表凌塘水库除险加固工程水库大坝、溢洪闸、涵洞等主要特性见下表。表1.13-1凌塘水库综合特性表序号名称单位数量备注一水文1流域面积km225.5与原资料同2利用的水文系列年A21水库还原推算3多年平均年径流量104m3948.6水库还原推算代表性流量实测最大出库流量m3s721972年原溢洪道正常运用洪水标准%P=2%正常运用洪水洪峰流量m3s259.3图集法非常运用洪水标准%P=0.14非常运用洪水洪峰流量m3s421.4图集法洪量设计洪水洪量104m3681.1图集法5校核洪水洪量104m31141.6图集法雨量多年平均降雨量mm1054.4镇江站19492007年最大年雨量mm1919.9镇江站1991年6最小年雨量mm457.6镇江站1978年二水库设计水库水位本次初步设计成果校核洪水位m29.23原校核水位为29.45m设计洪水位m28.13原设计水位为28.17m正常蓄水位m26.50与原资料同1死水位m21.7与原资料同江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院16运行水库水位正常蓄水位m26.50与原资料同最高库水位m27.662003年7月5日最低库水位m干涸67.8.1及68.6.132汛期限制水位m26.00与原资料同3正常蓄水位时水库面积亩3164.899年5月库容测量资料设计水库容积本次初设成果总库容万m31433.0正常蓄水位以下库容万m3678.6调洪库容万m3852.6调节库容（兴利）万m3618.2死库容万m360.4采用99年5月库容测量资料，原资料总库容为1536104m3，校核水位为29.45m。4调节特性年调节三下泄流量1设计洪水位时最大泄量m3s56.52校核洪水位时最大泄量m3s101.0原资料为71.69四工程效益指标1防洪效益耕地5.1万亩保护面积1.3万人与原资料同灌溉效益设计灌溉面积万亩1.7实灌1.9万亩保证率%75与原资料同2最大引用流量m3s5.7与原资料同3养殖效益吨年30与原资料同五主要建筑物及设备1挡水建筑物地基特性粉质粘土地震基本烈度度7与原资料同地震设防烈度度7与原资料同坝顶长度(主坝+副坝)m725+150原资料720+150坝顶高程(主坝副坝)m32.0031.530.0现状32.0031.928.5最大坝高(主坝副坝)m13.07.5原资料13.07.0坝顶宽度(主坝副坝)m6现状636上游坝坡坡比(主坝副坝)1:2.63.01:2.5现状1:2.63.01:1.5左右坝体下游坝坡坡比(主坝副坝)1:2.53.01:2.53.0现状1:2.53.01:2左右2泄水建筑物（1）控制段地基特性粉质粘土溢洪闸闸室底板高程m25.00与原资料同江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院17闸孔总净宽(3孔)m2.53与原资料同闸门尺寸m2.52.0现状2.55.0启闭机台数台3与原资料同启闭机吨位Kn100与原资料同设计流量(P=2%)m3s56.5校核流量(P=0.1%)m3s101.0原资料为71.69闸后水平段长度m10与原资料同（2）陡坡地基特性粉质粘土消能防冲设计标准%3.33按规范消能防冲设计流量m3s45.5消能方式底流与原资料同单宽设计流量m3s6.85泄槽长度m60与原资料同泄槽地板高程m25.00-13.00与原资料同消力池深度长度m净2.019.3原资料(净)216.5陡坡出水渠高程长度m15.0396现状15.02003输水建筑物输水建筑物型式灌溉涵灌溉面积万亩1.9与原资料同设计流量m3s4.51.2与原资料同涵洞型式钢筋砼箱涵涵底高程(南涵北涵)m22.221.7与原资料同涵洞长度(南涵北涵)m4057.5m原资料11627m断面净尺寸(南涵北涵)m1.21.8901.151主闸门(南涵北涵)m1.21.8采用铸铁闸门检修闸门(南涵北涵)m1.82.0采用钢筋砼启闭机台数(南涵北涵)台11与原资料同启闭机吨位(南涵北涵)Kn100手电两用QL-100型涵洞出口分水闸(南涵北涵)2座配钢筋砼闸门启闭机2台10Kn江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院182水文水文2.1流域概况流域概况凌塘水库位于镇江市丹徒区上党镇镜内，汇水流域内南有仙人山、小力山、大力山、冬瓜山，西有上山、横山、青山、银山、北望山，属低丘陵水库，太湖湖西水系，源头为上山，流域平均海拔高程在45.0m左右，植被较好，水库流域最高峰为青山，峰顶高程148.1m（国家85黄海高程）。水库流域面积25.5km2，是一座集防洪、灌溉为主，结合供水、水产养殖等综合利用的中型水库。（流域面积详见附图），是一座集防洪、灌溉为主，结合供水、水产养殖等综合利用的中型水库。根据最新的万分之一凌塘水库汇水流域图，对水库的流域面积、干流长度及干流比降等重新复核，复核结果如下表2.1-1（详见附件一水文水利计算）。表2.1-1水库流域特征值表汇流面积(km2)干流长度L2(km)干流比降J()流域长度L1(km)流域平均宽度B(km)采用值25.59.602.07.323.482.2气象气象凌塘水库属亚热带湿润、半湿润季风气候区。多年平均气温15.4，最高气温43（1934年7月13日），最低气温-14.0（1955年1月6日）。一年中温差较大，四季分明，降水比较丰沛。根据镇江气象局提供的资料，年平均风速为2.53.6ms，详见附图气象资料及风区长度计算图，极端最大风速大于30ms。自1955年至2006后年计47年记载，镇江市多年平均最大风速V=12.6ms。每年受影响的台风一到二次。表2.1-2多年平均最大风速表年份风速风向年份风速风向195517WNWNW198113ENE195620EESE198213.7W195715NNE198312WSW195818.5SW198410.3W江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院19195923NE198516.7WNW196013.6ESE198613.7NW196114W198711.3WSW196214ENE198811NNEW196316NW19899.7ENE196410ESEE199012NW196512ENE199110EWNW196612EENE19929.3SSWSE196712EESE19938.7NW196812ENENNW199411.7SE196914WNW19959.2W197012SEWSW199612.7ESE197112WSWW199910NE197212ENE200011WSW197312WSW200110WSW197413WNW200210.3WSW197515ENE20039WSW197613WNW20049.1NE197713ENE200511.1N197813ENE200610.4W197915WNW平均12.6198011WNW常年日照总时数2152小时，年日照率49%，全年太阳辐射总量116.1千卡cm2，无霜期192天。2.3水文水文多年平均降雨量1075.7mm（镇江市多年平均），但降雨量年际变化大。以流域内镇江水文站为例，年最大降雨量达1919.9mm（1991年），接近多年平均降雨量的2倍；年最小降雨量为457.6mm（1978年），仅为年平均降雨量的42.5。降雨量年内分布也不均匀。汛期（59月）约占全年的63，汛期雨量又集中在67月，雨量占全年的48.5。由于梅雨期雨量集中，面广量大，历次暴雨洪水多在此段时期发生。本流域属丘陵山区，径流主要由境内降雨形成，无客水汇入。径流时程与降雨量一致，主要集中在汛期（59月），其径流量约占全年的6070。江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院202.4径流径流2.4.1径流年内分配径流年内分配凌塘水库未设置控制性入库水文站，缺乏实测入库洪水资料，同时水库虽有部分水位观测资料和下泄量的资料，但其连续性、可靠性都不足以可正确地分析推求出设计洪水。因此径流量的推求根据水库1987（缺87年之前用水量资料）2007年历年水库放水量、提水量、泄洪量和年初年末库容变量，推算水库年来水量。表2.4-1水库历年年径流量计算表损失年份用水量104m3104m3年初、末水量差径流量104m3年径流深度mm降雨mm19871012.1891351236.1484.751038.11988565.890.315671.1263.181053.81989609.895.384789309.411226.21990741.890.8-129703.5275.881194.119912770.387.2-1622695.41057.021985.61992500.879.472652.1255.73896.41993690.590.73391120.2439.291142.11994805.890-412483.7189.69519.91995664.875.836776.5304.5193219961015.285.6681168.7458.311155.41997571.878.3-143507198.82915.31998832.4893561277.3500.901426.21999635.5100.4-94641.8251.691155.22000679.8115.42191014.2397.731116.72001818.6113.6-232700.2274.59891.42002104390.4-41129.4442.901266.12003735.191.659885.6347.291422.520041121.890.1-1991012.9397.221032.82005426.890.1138654.9256.828352006792.890.5-91792.3310.7110442007845.44103.9601009.3395.80972总量17879.941927.411519921.207812.2423220.80平均851.4391.785.48948.63372.011105.75表2.4-2水库年径流年内分配表单位：万m3月份1月2月3月4月5月6月7月径流47.7342.6780.1261.2681.75175.78174.33月份8月9月10月11月12月多年平均径流132.4847.0842.3440.7922.30948.63江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院21由表2.4-1和2.4-2可以看出，多年平均年来水量为948.63104m3，多年平均年径流深为372.01mm，多年平均年径流系数约0.336。径流年际变化较大，最大年径流量为2695.4104m3（1991年），最小年径流量为483.7104m3（1994年），最大值约为最小值的5.6倍。径流的年内分配也不均匀，最大月径流（6月）为最小月径流（12月）的7.88倍，径流主要集中在汛期58月，径流量占全年径流总量的59.5%，其它月份占全年的比重较小。2.4.2水库蓄水情况水库蓄水情况凌塘水库1958年开工兴建。根据已有资料，水库建库以来最高水位27.66m，发生日期2003年7月17日，相应水库蓄水量964104m3；最低水位13.22m，发生日期1960年3月1日；另外水库曾于1966年、1967年和1968年发生过3次干涸。表2.4-3水库历年特征水位蓄水量统计表最高水位库容最低水位库容年度(m)(万m3)发生日期(m)(万m3)发生日期196125.5555410.2721.75838.31196225.745885.1823.8428510.6196325.665735.1023.72679.18196423.9429810.423.532459.15196525.896188.2122.21147.15196625.775953.820.0529.7196723.232065.22干涸8.1196822.581447.23干涸6.13196926.236867.1922.121081.1197026.1867810.2625.224927.10197126.066526.2021.8879.23197227.6310117.322.591451.1197326.026444.1723.752739.1197426.086568.122.491736.8197526.337076.2524.0531311.26197625.114727.621.657610.28197726.186769.2921.68771.2197826.166723.820.78298.12197925.956307.2822.361272.28198026.286978.3023.932971.2198125.465375.322.631489.23198226.2669311.3022.241167.13198326.357117.222.9517512.25江苏省镇江凌塘水库除险加固工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院22198425.8561012.1723.32151.2198526.387183.1225.184858.311986266401.123.8526812.6198726.026446.1423.82801.1198826.026446.2924.7