山东省沂源县田庄水库除险加固工程 初步设计复核意见_第1页
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文档简介

1、36附件:山东省沂源县田庄水库除险加固工程初步设计复核意见受淮委委托,中水淮河规划设计研究有限公司于2008年7月28日在蚌埠市主持召开了山东省沂源县田庄水库除险加固工程初步设计报告专家评审会,参加会议的有淮委、山东省发改委、山东省水利厅、淄博市水利和渔业局、淄博市水文水资源勘测局、沂源县人民政府、沂源县水务局、田庄水库管理处等单位的专家和代表,会议成立了专家组。会前与会专家查勘了工程现场,会议听取了设计单位山东省水利勘测设计院关于初步设计内容的汇报,进行了分组讨论。经专家组研究,提出了专家评审意见。设计单位根据专家评审意见,修订编报了山东省沂源县田庄水库除险加固工程初步设计报告(修订本)(以

2、下简称“初步设计”)。根据专家评审意见,经我公司研究,基本同意初步设计报告内容,提出复核意见如下:一、 水库除险加固的必要性田庄水库位于沂河上游,沂源县南麻镇境内的北埠东村西,水库流域面积424km2,现状总库容1.3057亿m3,是一座以防洪、灌溉为主,结合水力发电、水产养殖及工业供水等综合利用的大(2)型水库。枢纽工程由主坝、副坝、溢洪道、北、中、南3座放水洞、电站等组成。田庄水库地理位置非常重要,水库下游保护对象包括沂源县城及南麻、悦庄、鲁村、东里、西里、中庄、燕崖等7个乡镇30万人口和10万亩耕地,韩旺铁矿、济青高速南线、234省道、泰薛公路、沂蒙公路等重要交通干线和工矿企业。水库灌溉

3、面积为13.3万亩,水电站设计总装机2210kW。田庄水库于1958年动工兴建,1960年建成蓄水,建成以来发挥了巨大的社会经济效益。经过多年运行,水库大坝虽经几次加固,但由于始建标准低、工程质量差,仍存在质量安全问题。经安全鉴定及水利部大坝管理中心复核(坝函20081115号),核定该水库大坝为三类坝。根据安全鉴定和核查意见,水库存在的主要问题有:主坝过坝公路缺口段高程不满足规范要求,坝顶防浪墙破损严重,下游坝脚阶地段无排水体,河槽段排水体无反滤层;主坝坝体、坝基存在渗流稳定安全问题;第二副坝浆砌石坝体断裂,抗滑稳定不满足规范要求;溢洪闸闸室稳定性不足,主要构件强度和配筋量不满足规范要求;溢

4、洪道基岩破碎,抗冲能力低,消能设施不完善,出水渠为自然冲沟,泄流不畅,右岸导流墙坍塌,不能安全泄洪;北放水洞出口附近坝脚存在渗水明流,与坝体之间存在接触冲刷可能;中放水洞交通桥排架柱倾斜断裂;溢洪闸和放水洞金属结构和电器设备均不能安全运用;工程安全监测设施、防汛道路、大坝照明等大坝管理设施不完善等。为保护下游人民生命财产安全,充分发挥水库效益,对水库进行除险加固是必要的。二、 水文(一)水文气象初步设计根据气象统计资料,提出田庄水库流域多年平均降水量730.6mm、多年平均气温11.9、最大风速15.0m/s(风向西北偏西)等气象特征。复核认为:初步设计提出的水文气象要素特征值基本符合田庄水库

5、流域特性,基本满足设计要求。(二)径流和泥沙初步设计提出:田庄水库流域内设有田庄水库水文站,根据田庄水库19612005年实测水文资料,采用田庄水库历年逐月实测月均出库流量、月初月末蓄水量、实测蒸发深、水库上游历年取用水水文调查成果等进行天然径流量的还原计算。流域多年平均天然径流量为9509万m3,径流深为224.3mm。田庄水库无实测泥沙资料,位于水库下游沂河干流上的东里店站具有19572005年连序49年实测泥沙资料系列,采用类比分析计算,田庄水库多年平均来沙量为4.7万t,水库年淤积量约2.9万m3。随着上游水土保持工作的开展,输沙量呈下降的趋势。复核认为:采用田庄水库的出库流量、蓄变量

6、等水文资料进行径流计算的方法合适,天然径流量计算成果基本合理。水库泥沙分析结论与流域实际情况基本相符。(三)设计洪水初步设计提出:采用实测流量资料和暴雨资料两种方法计算设计洪水。经综合比较分析,确定采用由19612005年共45年实测流量、洪量连序系列,并考虑1908年历史调查洪水进行分析计算的设计洪水成果。由于设计洪水成果存在偏小的可能,对校核标准洪水洪量增加10的安全修正值。100年一遇和5000年一遇设计洪峰流量分别为4587m3/s和10129m3/s,最大72h洪量分别为10610万m3和23205万m3。经与邻近流域地区其它水库的洪峰洪量模数比较,说明设计洪水成果基本合理。复核认为

7、:根据田庄水库现有水文资料情况,采用实测流量法和实测暴雨法两种方法计算设计洪水,并经综合比较分析后确定设计洪水成果是合适的。设计洪水成果基本合理。(四)施工期洪水初步设计提出:根据田庄水库19662005年施工期连续40年实测水位、蓄水量、出库流量过程,依据水量平衡原理推求施工期入库洪峰流量及不同时段洪水总量,由此推求10年一遇各施工期洪水。施工期10月次年5月:以库水位302.00m为起调水位,利用中放水洞泄流时的最高库水位为303.08m。施工期10月12月:以库水位306.00m为起调水位,利用南、北、中三个放水洞同时泄流时的最高库水位为306.08m。施工期1月4月:以库水位298.9

8、4m为起调水位,利用南、北两个放水洞同时泄流时的最高库水位为299.30m;以库水位296.00m为起调水位,计算1月4月10年一遇来水量为982万m3,考虑蒸发损失,在不泄流情况下的最高库水位为300.97m。复核认为:施工期设计洪水和导流水位计算方法可行,成果基本合理。(五)坝下水位流量关系初步设计提出:根据河道地形条件,采用明渠均匀流计算方法复核计算田庄水库出水渠下游河道水位流量关系。复核认为:推求坝下河道水位流量关系方法可行,成果基本合理。三、 工程地质初步设计阶段勘察单位在安全鉴定勘察的基础上对田庄水库坝址区进行了工程地质勘察,根据室内外勘察试验资料编制了地质勘察报告及相关图件。(一

9、)初步设计勘察报告提出:水库地处低山丘陵区,水库已运行多年,近坝库岸基本稳定。坝址区地下水按其埋藏条件可分为第四系孔隙潜水、喀斯特裂隙水,地下水对混凝土无腐蚀性。根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001),工程区地震动峰值加速度为0.10g,相应地震基本烈度为度。复核认为:上述评价结论是合适的。(二)初步设计勘察报告提出:主坝壤土宽心墙砂壳坝段(桩号0+3150+480)的心墙共分为四期,各期心墙衔接良好;期心墙分布范围较大,渗透系数5.0×10-62.9×10-5cm/s;、期心墙及齿墙分布范围较小,渗透系数分别为1.7×10-33.4×10

10、-3cm/s 、1.56×10-33.07×10-4cm/s 、2.1×10-46.4×10-5cm/s 、5.0×10-62.9×10-5cm/s ,具有中等至弱透水性。上游坝壳填料主要成分为壤土及砾质粗砂,碾压后相对密度达到0.70以上;下游坝壳填料成分主要为碎石杂土夹砾质粗砂,结构混乱,级配复杂,填筑质量差。主坝桩号0+0000+315均质坝段坝体填筑土料主要为含碎石壤土,压实度低,渗透系数为1.4×10-31.8×10-4cm/s,不满足规范要求,坝体质量很差;0+4800+881均质坝段坝体填筑土料主要为

11、碎石壤土夹碎石土,填筑质量差,渗透系数4.7×10-55.1×10-3cm/s;局部坝体(桩号0+6800+881段下部)填筑为碎石土,渗透系数1.5×10-22.93×10-2cm/s,建议对其采取截渗处理措施。主坝桩号0+8810+980坝段为浆砌石坝,该坝段位于兴利水位以上,坝体砌缝砂浆饱满,无裂缝、砂浆脱落及砌石松动等缺陷。第一副坝坝体填料为含碎石壤土,碾压不实,填筑质量差,上游坝坡已采用土工布截渗处理。坝基地层岩性为全新统的砾质粗砂、上更新统的黄土状壤土及壤土、奥陶系中统马家沟组灰岩并夹有数层泥质灰岩和泥灰岩等,具有中等至弱透水性,局部具有强透

12、水性;第一副坝及主坝0+0000+530段坝基岩体已进行过帷幕灌浆处理,帷幕防渗效果良好;0+4250+520段坝基粗砂层已进行过高压灌浆处理,处理效果较好。主坝桩号0+4700+710段坝基岩性为黄土状壤土,垂直裂隙发育,具中等透水性;桩号0+5900+620段坝基底部存在砾质粗砂,属强透水层;桩号0+5300+980坝基岩石透水率达10488Lu,主河床左岸在高水位时坝后有渗漏明流;上述透水层及接合部位存在渗漏和接触冲刷问题。上游砂壳砾质粗砂由于进行了翻压处理,相对密度大于0.7,不存在液化的可能性。度地震条件下,桩号0+3380+470段坝后地基砂5.5m以上存在液化可能,而5.5m以下

13、不存在液化可能。主坝上游坝脚进行了抛石压重处理,质量达到了设计要求。主坝填筑压实不均,部分坝段坝体压实度和防渗性不满足规范要求、坝基存在渗漏和渗透变形问题,建议对其进行防渗加固处理,整修大坝护坡和排水体。第二副坝坝基上部为壤土层,透水性微弱,基下为石灰岩,透水率为12.121.2Lu,现状坝基地面较高,地基强度满足要求。复核认为:对坝体填筑质量和坝基地质评价基本合适。(三)初步设计勘察报告提出:北、中、南放水洞地基均位于石灰岩中,地基强度满足设计要求;北放水洞洞周存在渗漏问题,洞身顶部与坝体之间存在接触冲刷的可能,建议采取处理措施;中放水洞洞身内衬钢管,钢管周围已采用静压灌浆密封,效果良好复核

14、认为:对放水洞地基的地质评价基本合适;放水洞施工时,应及时做好施工地质工作。(四)初步设计勘察报告提出:溢洪道位于上五井与付家庄两大断裂之间,发育有9条断层,多与溢洪道斜交;沿线分布地层多为石灰岩与泥灰岩的互层,断层附近岩石风化剧烈,由于断层多为高倾角,破坏了岩体的整体性和稳定性,削弱了岩体的抗冲刷能力,现状冲蚀严重。溢洪道中部断裂构造发育,岩体破碎,抗冲刷能力差;两侧分布的泥灰岩层抗风化和抗冲刷能力较低,对边坡稳定有不利影响。桩号0+108(自溢洪道护坦起)0+330段,左岸分布厚层灰岩及泥灰岩互层、右岸分布厚层泥灰岩,岩体破碎,低悬岩质边坡稳定性差,建议采用喷锚保护,并做好排水措施;溢洪道

15、和溢洪闸消能防冲设施施工开挖时,应注意减少爆破震动的影响;0+3300+450段,分布厚层灰岩,边坡低矮,岩体稳定性好。溢洪闸底板位于石灰岩夹薄层泥灰岩上,岩体较完整,力学强度较高,抗滑能力较强;F6断层从第5 、6 闸墩间穿过,断层影响带宽5m6m,断层带内裂隙发育,岩石破碎,建议采取工程处理措施。闸基岩体透水性变化较大,局部具有强透水性,闸下钻孔中测得承压水位较高,对闸底板具有顶托作用;建议对闸基采取防渗、减压处理措施。复核认为:对溢洪道及溢洪闸的地质评价基本合适;建议对闸室两端与大坝连接处进行防渗处理,及时做好施工地质工作。(五)初步设计勘察报告提出:选定土料场位于沂源县南麻镇西鱼台村西

16、南1km处,距大坝约为10km,土质为山前冲洪积壤土;砂料取自沂源县东里镇政府驻地沂河采砂场,运距约50km;石料和混凝土用粗骨料取自沂源县南麻镇大田庄石料场,运距约10km,天然建筑材料质量和储量基本满足工程要求。复核认为:对天然建筑材料的地质评价基本合适;下阶段应就近、择优选择砂料供应地,补充混凝土骨料碱活性试验。四、 工程任务与规模(一)水库加固任务初步设计提出的除险加固任务为:主坝坝基、坝体防渗加固;重修主坝顶防浪墙和坝顶防汛道路;阶地段下游坝坡增做贴坡排水;结合溢洪闸拆除重建,接长第一副坝;加高加固第二副坝;溢洪闸拆除重建,新建引水渠,改造泄槽及挑流鼻坎,扩挖出水渠;北、中放水洞改造

17、,机电设备更新;修缮管理区办公用房及仓库,整修防汛路,增加主坝坝顶照明设施,更换大坝观测设备,完善交通、通讯、监测、水文等设施。复核认为:初步设计针对水库存在的主要问题,根据安全鉴定和核查意见的结论提出的除险加固任务基本合适。(二)工程规模本次加固设计采用的洪水标准为:100年一遇洪水设计,5000年一遇洪水校核。正常蓄水位310.64m,设计洪水位312.46m,校核洪水位314.90m,死水位293.64m;加固后水库总库容1.20亿m3,兴利库容0.6840亿m3。初步设计洪水调节计算采用的起调水位为现状兴利水位310.64m。下游河道安全泄量根据淄博市人民政府防汛抗旱指挥部印发的关于太

18、河、田庄、萌山、石马水库汛期控制运用方案的批复(淄汛旱20078号)确定,考虑水库洪水与下游区间洪水组合,下游第一安全泄量为1000m3/s,田庄水库控制下泄流量为600m3/s,相应标准为20年一遇;下游第二安全泄量为2000m3/s,田庄水库控制下泄流量为1000m3/s,相应标准为50年一遇。洪水调节计算采用的调度运用方式为:20年一遇设计洪水,按600m3/s控制下泄,得到20年一遇防洪高水位;50年一遇设计洪水,低于20年一遇防洪高水位按600m3/s下泄,高于20年一遇防洪高水位按1000m3/s控制下泄,得到50年一遇防洪高水位;100年一遇及以上设计洪水,低于20年一遇防洪高水

19、位按600m3/s下泄,高于20年一遇防洪高水位按1000m3/s控制下泄,超过50年一遇防洪高水位为自由敞泄。复核认为:1、初步设计采用的设计洪水标准和校核洪水标准符合防洪标准(GB5020194)和水利水电工程等级划分及洪水标准(SL2522000)的规定。2、本次除险加固维持死水位293.64m 、正常蓄水位310.64m不变是合适的。采用长系列时历法进行水库兴利调节计算方法合适,成果基本合理。3、鉴于1985年山东省三查三定资料汇编和水库原设计中采用的起调水位均为310.64m,初步设计采用310.64m作为洪水调节计算的起调水位对工程安全进行复核是合适的。洪水调节计算中采用的调度运用

20、方式和计算方法基本合适,成果基本合理。五、 水工设计(一)工程等别和建筑物级别初步设计提出:根据防洪标准(GB50201-94)和水利水电工程等级划分及洪水标准(SL 252-2000)规定,水库总库容为1.2亿m3(加固后),属大(2)型水库,等工程,相应枢纽主要建筑物级别为2级,次要建筑物级别为3级。主要建筑物包括:主、副坝、溢洪道、放水洞等建筑物。挡、泄、放水建筑物采用100年一遇洪水设计,5000年一遇洪水校核;消能防冲建筑物按50年一遇洪水设计。地震设防烈度取地震基本烈度,为度。复核认为:工程等别、建筑物级别及采用的洪水标准符合水利水电工程等级划分及洪水标准(SL2522000)规定

21、。地震设防烈度取度符合水工建筑物抗震设计规范(SL203-97)的规定。(二)主坝工程1、坝顶工程初步设计提出:主坝桩号0+3150+480段(主河槽段)为宽心墙混合料砂壳坝,现坝顶宽7.0m,顶高程316.14m,上游设防浪墙,墙顶高程317.30m,大坝上游坡约为1:3.0,304.0m高程有2m宽戗台,292.0m和296.0m高程分别有一抛石压重后形成的平台;下游坡自上而下分别为1:2.5和1:3.0,在304m高程设有3.5m宽戗台兼作道路,295m高程以下为锥形砌石排水体(顶宽7.0m,外坡1:1.5)。桩号0+0000+315和0+4800+881为壤土均质坝,坝顶宽、坝坡坡比同

22、0+3150+480坝段。其中0+8770+881段为过坝公路缺口,顶高程约315.64m。桩号0+8810+980为浆砌石坝,坝顶高程316.14m,顶宽1.0m,上下游边坡均为1:0.3,基础与下伏石灰岩接触。经计算复核,计算坝顶高程316.02m,除0+8770+881段高程不满足要求,其余坝段顶高程均满足要求。考虑到现状坝顶路面部分已经损坏,加之坝体防渗处理时路面将遭到破坏,本次加固设计坝顶路面按三级道路设计,坝顶路面宽维持现状7.0m,采用厚0.20m的C30砼路面,下设石灰粉煤灰稳定粒料基层厚0.2m。同时结合防护墙施工,在防护墙位置每隔50m埋设照明线杆一根。本次除险加固拟将0+

23、8770+881缺口进行封堵,采用壤土筑坝,压实度不小于98%,坝顶宽度及上下游坡比同主坝。考虑到交通要求,该段不设防护墙。复核认为:坝顶高程计算方法合适,坝顶高程、宽度和坝顶工程结构设计基本合理。2、坝体、坝基工程初步设计提出:主坝0+0000+315均质坝段坝体上层为含碎石壤土,渗透系数为1.8×10-41.4×10-3cm/s,不符合规范对防渗体要求;下层为坝基壤土,渗透系数为7.5×10-6cm/s。0+3150+480为宽心墙砂壳坝:期心墙加固部分干密度不合格率为81.3,渗透系数范围值2.1×10-46.4×10-5cm/s;期心墙

24、干密度不合格率为90.9,心墙土的渗透系数为8.8×10-5cm/s;期心墙渗透系数为1.7×10-33.4×10-3cm/s ,为中等透水层;期心墙干密度不合格率为86.3,渗透系数为5.8×10-62.9×10-5cm/s,大于1.0×10-5cm/s的占50%。桩号0+4800+520均质坝段坝体高程305.54310.83m为含碎石壤土,填筑质量较差,渗透系数为4.7×10-55.1×10-3cm/s。桩号0+5200+680段为含碎石壤土,填筑质量较差,渗透系数4.7×10-55.1×

25、10-3cm/s;0+6800+881段上层为含碎石壤土,下层为碎石土,下层碎石土渗透系数范围值1.5×10-22.56×10-2cm/s。主坝桩号0+0000+530坝基岩石曾进行帷幕灌浆处理,处理后其帷幕灌浆带的岩石透水率为0.48.9Lu,属于微透水弱透水,帷幕灌浆质量良好,达到了防渗的效果。主坝桩号0+5300+980坝基基岩体由奥陶系泥质条带灰岩、石灰岩组成,有多条断层在坝基下交汇或穿过,致使局部岩石破碎,岩石透水率10488Lu不等,为强极强透水层,未采取防渗处理措施。根据主坝渗流和稳定安全复核:由于坝体土渗透系数很大,各种工况的浸润线都很高;坝体渗漏量较大;均

26、质坝段下游坝坡出逸坡降值小于下游坝坡土的临界值,满足要求。大坝心墙截水槽处各种工况下的渗透坡降值为2.122.44,小于规范允许值35,满足要求。经方案比选,主坝0+0000+881段坝体采用混凝土防渗墙和0+4800+881段坝基采用帷幕灌浆处理方案,0+881以后坝基基岩面高于兴利水位,不再进行处理。混凝土防渗墙位于坝轴线上游0.8m,墙厚0.4m。防渗墙顶高程315.74m,底高程为:心墙坝段嵌入壤土心墙2.0m,均质坝段嵌入基岩1.0m或坝基壤土2.0m。坝基帷幕灌浆轴线位于塑性混凝土防渗墙轴线下,并在0+480处垂直坝轴线折向上游,与已灌帷幕形成整体。主坝采取防渗处理后,经复核坝体和

27、坝基渗流稳定满足要求。另外,根据动力分析成果,在正常蓄水位遭遇7度地震时,上游坝脚压重区域外的液化区域因距坝体较远,对坝体影响较小,也说明上游压重体有效抑制了坝基砾质粗砂层的地震液化影响问题。下游坝脚处未发现液化区,对坝体安全无影响。复核认为:主坝防渗处理措施是必要的,初步设计提出的主坝和坝基防渗处理设计基本合理。3、上、下游坝坡工程初步设计提出:根据计算复核,上游砌石护坡厚度满足要求,下游草皮护坡也满足规范要求,本次加固设计维持现状护坡不变,仅对因施工破坏的下游草皮护坡采取修补措施。根据坝体防渗加固后坝体渗流稳定计算:河槽段浸润线未出逸,不再进行处理;阶地段浸润线大部分未在坝坡出逸,因此可构

28、造设贴坡排水体,贴坡排水高度根据加固后浸润线出逸点加2.0m的超高确定,未出逸坝段为地面以上2.0m。排水体与排水沟相结合。排水沟底宽1.0m,下游侧边坡1:1,采用干砌石护砌,厚度25cm。复核认为:初步设计提出的坝坡局部修补和下游排水体设计基本合理。(三)第一副坝工程初步设计提出:第一副坝位于溢洪闸右岸,全长240m,坝顶高程316.14m,防浪墙顶高程317.30m,为均质坝,坝顶宽8.0m,上下游边坡均为1:3.0。上游采用块石护坡,护坡石最小厚度25cm。坝体采用复合土工膜防渗,上垫层为粒径2040mm的碎石,厚150mm,根据复核,第一副坝坝顶高程、上游护坡厚度、坝体渗流和稳定均能

29、满足规范要求,本次加固设计维持现状不变。拆除新建溢洪闸后,溢洪闸右侧留有24.8m缺口,需接长第一副坝。接长坝段为壤土均质坝,坝顶高程316.14m,坝顶宽度同第一副坝,为8.0m,上下游坡比均为1:2.85。上游坝面采用干砌方块石护坡,护坡厚度不小于0.20m,下游植草皮护坡。下游排水体采用褥垫排水。坝顶路面同主坝。复核认为:溢洪闸拆除后对第一副坝接长处理是必要的,初步设计提出的第一副坝接长设计基本合理。(四)第二副坝工程初步设计提出:第二副坝为非常溢洪道改建的浆砌石重力坝,全长439m,坝顶高程315.64m,坝顶宽0.4m,上游边坡为1:0.05,下游边坡1:0.4。根据复核,计算坝顶高

30、程为315.88m,第二副坝顶高程不满足防洪要求;根据大坝稳定安全复核,部分坝段抗滑、抗倾稳定不满足规范要求。经方案比选,推荐在坝踵砌筑1.5m高M10浆砌块石,依靠自重维持坝体稳定的加固方案。加固后的坝体顶宽0.5m,顶高程315.9m,顶部采用C20混凝土压顶,厚200mm。经复核,加固后的坝体稳定满足规范要求。复核认为:对第二副坝进行加固处理处理是必要的,初步设计提出的设计方案基本合理。(五)溢洪道工程初步设计提出:现状溢洪道位于主坝右端,溢洪闸为开敞式钢筋砼结构,共8孔、每孔净宽10m,闸室顺水流向长20m。中间2孔设低堰,堰顶高程303.64m,其余6孔闸底板高程为303.64m;底

31、板跨中分缝,闸墩厚1.6m;墩顶设机架桥和启闭机房,下游侧为新建的交通桥。溢洪道泄槽段长52m,溢洪闸中间两孔对应子槽底坡为1:15,其余为1:100,泄槽末端采用挑流消能,挑流鼻坎齿墙深入基岩,下游接天然河道。根据复核,从桩号0+047之后,左侧边墙墙顶高程不满足要求,右侧边墙从桩号0+020之后墙顶高程不满足要求。溢洪道布置不合理,当溢洪道泄洪时,无论是50年一遇还是100年一遇洪水,挑流坎位置(0+052)之后仍为急流,难以起到消能的作用,下游行洪不畅,抗冲能力差,泄洪不安全。闸室结构稳定性差,砼结构强度不足,不能正常使用。本次加固设计进行了拆除重建和补强加固两个方案进行比较,根据比较结

32、果推荐采用原址拆除重建方案,并对溢洪道过流能力和消能防冲设计进行水工模型试验验证。新建溢洪道包括引水渠段、控制段、泄槽段、挑流消能段、冲坑段、出水渠段,分述如下:引水渠段:引水渠段边墙及护坦现状长度只有10.0m,长度太短,无法保证良好的入流条件。另外,水工模型试验报告指出:现状溢洪道试验情况表明,左侧导墙长度过短,不能把水流平顺导入溢洪道,进口左侧前端产生绕流,引起闸室左侧两孔前面形成一个较大范围的漩涡,水面出现明显跌落,影响溢洪道的过流能力。这说明进口左侧导墙的形式不合理,需要修改。结合溢洪闸拆除重建,重新布置引水渠段。左岸翼墙采用衡重式,共分两段,其中直墙段长共24.0m,圆弧段长10.

33、0m。右岸翼墙采用扶臂式,分段形式与左岸相同。护底为C25钢筋砼铺盖,长24.0m。闸室段:新建闸室靠近溢洪道左侧,右侧用壤土筑坝封堵。闸室长22m,共5孔,每孔净宽12m,中墩厚1.6m,闸室底板高程303.64m。地质报告表明:F6断层从第5 、6 闸墩间穿过,断层影响带宽56m,断层带内裂隙发育,设计沿断层走向闸室范围内将断层破碎带下挖4m,回填C20混凝土。闸室处基岩透水率7.0333.0Lu,基岩透水严重。拟对闸基进行帷幕灌浆处理。灌浆孔距1.5m,浆液采用水泥浆。灌浆轴线位于闸底板上游齿坎下面。帷幕灌浆两侧分别与从前除险加固时的主副坝灌浆轴线相接。闸基下帷幕灌浆深度设计取15.0m

34、。为减少水流绕渗产生的墙后水压力,拟在闸室两侧设置刺墙,沿闸室基坑开挖边坡向两侧山体岩石深入4.4m,刺墙厚度为0.4m。闸室内布设一道检修闸门和一道工作闸门,在闸室上游段设叠梁式检修闸门及检修桥,顶高程316.14m。工作闸门采用弧形钢闸门,卷扬式启闭机,弧门半径11.85m,上方设排架及启闭机房,闸室两岸设桥头堡。重建后的交通桥位于工作闸门的下游侧,跨径13.6m,共5孔,两岸桥头钢筋混凝土搭板长6m,荷载设计标准按公路-II级折减设计,桥面板为空心板结构,桥面宽净7.0+2×0.5m,顶高程316.14m。根据溢洪道的实际情况,溢洪道左岸需要开挖边坡,采用衡重式挡土墙;右岸不需

35、要开挖边坡的采用扶壁式挡土墙。泄槽段:泄槽段起止桩号0+0000+190, 其中0+0000+090.26及0+166.90+190为直线段,0+090.260+166.9为弯道,转弯半径400.0m,圆心角11°。泄槽为矩形,底宽66.4m,底坡为1:15。原泄槽底板按设计底坡凿除,不足部分采用溢洪道开挖的石渣回填(Dr0.7),底板采用C25钢筋混凝土,厚0.5m,下部设C15素砼垫层厚100mm。左岸为M10浆砌块石衡重式挡土墙,结构形式同上游翼墙,右岸为C25钢筋砼扶臂式挡土墙,墙顶高程316.14296.22m。泄槽底部设置0.3×0.3m矩形断面纵、横向排水沟,

36、纵向5条,横向18条;沟内埋设透水软管,纵向直径200mm,横向直径100mm,透水软管周围包裹300g/m2土工布两层;排水沟充填粗砂。挑流鼻坎段:挑流消能段起止桩号0+1900+195,底宽66.4m。挑流鼻坎挑角22°,反弧半径10.36m,鼻坎顶高程291.72m。冲坑段:冲坑段桩号为0+1950+257,底宽66.4m。冲坑两侧设为M10浆砌块石衡重式挡土墙(面层及底板均为钢筋砼结构),墙顶高程296.22295.81m,墙底设钢筋砼排桩,桩径0.8m,间距2.8m,桩长按冲坑下1.0m考虑,水力计算冲坑深度7.0m,模型实验冲坑深度9.03m,综合考虑,桩长1.59.0m

37、。出水渠:桩号为0+2570+366,底宽66.4m,渠底比降1:150,两侧边墙为M10浆砌块石挡土墙结构,墙高依据20年一遇水面线加0.5m安全超高确定,为2.6m;水力计算表明:出水渠水流流速4.454.47m,模型实验表明:出水渠水流流速2.433.45m,最大流速均稍大于出水渠不冲流速,考虑到出水渠已远离大坝,确定出水渠渠底只开挖不护砌。另外,右岸南埠东村导流堤已遭洪水破坏,拟对破坏部分进行修复,修复长度116m。该段地面高程约282.0m,导流堤底高程确定为282.0m,顶高程平墙后地面,为285.0m。复核认为:对溢洪道(闸)进行加固是必要的,初步设计提出的加固设计方案基本合理。

38、(六)放水洞工程初步设计提出:通过安全鉴定及现状复核,田庄水库北中两个放水洞存在如下问题:1、北放水洞下游坝脚出口附近有水流渗出,洞身周围存在接触冲刷的可能。2、中放水洞交通桥排架2向上游方向倾斜,高程308.7m处排架断裂,裂缝宽度达5mm,裂缝周围混凝土松动。3、中放水洞与北放水洞启闭机设备老化、陈旧,闸门漏水严重,不能正常运用。4、两个放水洞均没有检修门,无法进行正常的检修。本次加固设计对北、中放水洞采用以下处理方案。北放水洞工程根据结构复核,启闭机大梁无法满足新设启闭机的承载能力要求。本次加固设计结合更换启闭机及闸门,将排架柱顶端机架桥大梁及以上机房全部拆除重建,重建后的机架桥与排架整

39、浇在一起,机架桥顶高程仍为316.00m,启闭机大梁截面尺寸为b×h=300×600mm,为C25钢筋混凝土结构。机架桥上新建机房。将门槽凿除,并按设计要求预设埋件,然后浇筑门槽。为彻底消除洞身周围接触冲刷的隐患,拟采用灌浆进行处理。根据放水洞的实际情况,在坝面钻孔对洞身外围灌注水泥浆,封堵坝体与洞身之间的缝隙,灌浆压力暂定为0.150.4MPa。灌浆孔共设3排,排距1.5m,每断面均布5个灌浆孔,水泥浆层影响厚度不小于1.0m。中放水洞工程根据结构复核,启闭机大梁无法满足新设启闭机的承载能力要求。本次加固设计结合更换启闭机及闸门,将排架柱顶端机架桥大梁及以上机房全部拆除重

40、建,重建后的机架桥与排架整浇在一起,机架桥顶高程仍为316.14m,启闭机大梁截面尺寸为b×h=300×800mm,为C25钢筋混凝土结构。机架桥上新建机房。将门槽凿除,并按设计要求预设埋件,然后浇筑门槽。将靠近闸室侧引桥排架柱拆除重建,新建的引桥柱为C25钢筋混凝土框架结构,整个框架高15.0m,由四根柱子整浇在一起,柱截面尺寸b×h=400×400mm,并分别在311.54m、307.54m、303.54m高程处设联梁。排架柱上引桥拆除重建。复核认为:对北、中放水洞采取处理措施是必要的,初步设计提出的加固设计基本合理。(七)防汛公路设计初步设计提出:

41、水库现有两条防汛路,其中一条位于大坝左岸,长414m,宽7.0m,另一条位于大坝右岸,长915m,宽7.0m,均为沥青砼路面。两条防汛路均为第二次除险加固期间修筑,目前已多处损坏。本次除险加固就损坏部分重新修筑,路面宽仍为7.0m,路面采用沥青砼,上层为4cm厚沥青砼路面,下层为20cm厚灰土。复核认为:为满足水库防汛抢险需要,对水库现有防汛公路进行维修加固是必要的,初步设计提出的加固方案基本合理。(八)工程观测设施初步设计提出:水库大坝测压管原设计14排63只测压管,现仅存测压管49只,但其中38只因渗压计损坏已无法正常使用,无法继续对大坝进行正常观测,观测资料已中断多年。沉陷位移观测设施遭

42、到破坏,已经报废不能使用,观测资料也已中断。对现存的49根测压管冲洗并增设测压传感器;增设8排沉陷位移标点,共计40个,每排在坝左右岸设1个起测基点,1个工作基点、1个校核基点,每种基点各8个。配备精密经纬仪2台、自动调平水准仪2台、全站仪1台及标尺2套。复核认为:增设大坝安全观测设施是必要的,初步设计提出的观测设施布设加固方案基本合理。六、 机电与金属结构(一)电气1、溢洪闸供电电源初步设计提出:供电电源初拟2个方案进行经济技术比较。方案一:更换水电站站用变压器,用0.4kV电缆从该变压器接引0.4kV电源至溢洪闸,总长约700米;方案二:在溢洪闸设一台变压器,供电电源由荆山变电站至管理处原

43、10kV线路T接,距离约150米。方案一供电距离较长,电压下降较大,不利于溢洪闸电机启动,投资约31.75万元,方案二采用10kV供电,利于溢洪闸电机启动,投资约10.06万元,相对较省,设计确定采用方案二。另在低压侧设1台40kW柴油发电机组作备用电源,该电源与系统电源通过自动切换开关实现闭锁。复核认为:溢洪闸供电电源配置基本可行。电气主接线初步设计提出:溢洪闸10kV进线经跌落保险、高压电缆接至变压器高压侧。变压器低压侧及柴油发电机组经自动电源切换开关接至380/220V低压母线。该母线为单母线不分段,溢洪闸启闭机电机、检修门电机和大坝照明用电等均由该母线引接。复核认为:溢洪闸电气主接线设

44、计基本合理。主要电气设备选择初步设计提出:变压器选用SC9-80/10±5%/0.4kV型,备用电源选用THLC64PT型40kW柴油发电机组1套,与变压器互为备用。低压柜选用GGD2型,机旁控制箱选用JT2型。复核认为,主要电气设备选型基本合理。设备布置初步设计提出:溢洪闸设变配电室,柴油发电机室。变压器和低压配电柜等设备布置在变配电室内,柴油发电机设在专用房间内。启闭机旁设有一对一的机旁箱。复核认为:电气设备布置基本可行。防雷与接地初步设计提出:在启闭机房及桥头堡屋顶设避雷带防直击雷;在10kV进线终端杆上及变压器高压侧设避雷器防感应雷;利用水工建筑物钢筋网和启闭机基础埋件作为自

45、然接地体。将结构柱内主钢筋作为接地引下线,与底板钢筋网焊接,形成电气通路。变压器、发电机外壳、进线电缆中性线及铠装钢带、低压柜柜体、启闭机电机等所有电气设备外壳均应通过PE线可靠接地。防雷、工作、保护等接地合用一套接地装置,接地电阻值不大于4。复核认为:基本同意防雷与接地设计成果。电气二次设计初步设计提出,启闭机既可在桥头堡内配电柜上集中控制,也可在机旁控制箱上现场操作。低压配电柜及机旁箱进出线主要回路空气开关均为电动操作,并设相应灯光信号;变压器低压回路装设三相电流表、电压表、三相四线电度表,发电机回路装设三相电流表,其余主要回路装在B相设单相电流表。变压器短路保护通过跌开式熔断器实现,过负

46、荷保护通过低压侧空气开关长延时脱扣器实现,变压器低压侧空气开关瞬时脱扣器作为0.4kV低压母线短路保护;低压配电柜各回路均采用自动空气开关作为短路保护;电动机利用空气开关瞬时过电流脱扣器作为短路保护,长延时过电流脱扣器、热继电器作为过负荷保护,热继电器作为断相保护,磁力起动器低压释放特性实现低电压保护。复核认为:电气二次设计内容基本可行。通信设计初步设计提出:水库管理所原无总机,无专用通信线路,通话质量不保障。本次设计在水库管理所设置30门的程控交换机一部。设两条直拨外线。复核认为:通信设计方案基本合理。2、中、北放水洞配电设计初步设计提出:两放水洞0.4kV供电电源均维持现状不变。电气主接线

47、均为单母线不分段,启闭机电机、机房照明等负荷均由该母线引接。两放水洞均设一块JDQ型动力配电箱。动力箱嵌入安装在机房内侧墙上。在各放水洞机房屋顶设避雷带防直击雷。两放水洞各自的防雷、工作、保护接地均共用相应的1套接地装置,每套接地装置均利用启闭机基础埋件和放水洞机房底板以下水工建筑物钢筋网作为自然接地体,接地电阻值不大于4。电源进线进入动力箱时应进行零线重复接地。动力箱上进线及各主要出线回路空气开关均为电动操作,动力箱进线回路装设三相电流表,其余主要回路装在B相设单相电流表。动力箱各回路均采用自动空气开关作为短路保护;利用热继电器作为电动机的过负荷保护。复核认为:中、北放水洞配电设计合理可行。

48、3、大坝观测自动化系统设计初步设计提出:水库大坝共设置13个测压管断面,每个断面设一MCU-F-0.3×0.3×0.3型转接盒(共13个)。各转接盒将数据通过HYA23型电缆送至前置机,与微机监控系统连接,实现对大坝观测系统进行自动化管理。复核认为:大坝观测自动化系统设计基本合理。(二)金属结构金属结构设计包括溢洪闸、中放水洞、北放水洞的闸门以及各自的启闭机设计。1、初步设计提出:溢洪闸闸门于1972、1974年加工完成并投入使用,距今已有三十余年,根据水利水电工程金属结构报废标准SL226-98,应予以报废。溢洪闸闸门更换成5扇12×7.5-7.0m(宽

49、5;高-设计水头)露顶式弧形钢闸门,动水启闭,配5台2×250kN固定卷扬式弧门启闭机;检修闸门设计采用叠梁式平面钢闸门,检修门由5节组成,每节高1.4m,配一台2×50kN移动式电动葫芦及自动抓脱梁。复核认为:初步设计提出的溢洪闸工作闸门和检修闸门设计方案及启闭机选型基本合理。建议适当提高工作闸门启门速度。2、初步设计提出:北放水洞闸门于1990年更换,目前启闭设施陈旧失效,闸门锈蚀、磨损严重、存在漏水,本次设计予以更换。北放水洞闸门更换成1扇1.45×1.45-15.96m(宽×高-设计水头)潜孔式平面定轮钢闸门,动水启闭,配1台160kN固定卷扬式

50、平门启闭机。复核认为:初步设计提出的北放水洞工作闸门设计方案及启闭机选型基本合理。3、初步设计提出:中放水洞闸门于1988年更换,目前启闭设施陈旧失效,闸门锈蚀、磨损严重、存在漏水,本次设计予以更换。中放水洞闸门更换成1扇1.7×1.7-21.26m(宽×高-设计水头)潜孔式平面定轮钢闸门,动水启闭,配1台250kN固定卷扬式平门启闭机。复核认为:初步设计提出的北放水洞工作闸门设计方案及启闭机选型基本合理。4、初步设计提出:闸门及埋件外露部分防腐,喷砂除锈至Sa2.5级,粗糙度Ry60100m,喷锌160m,涂H53-1厚浆型环氧云铁防锈漆一道70m,再涂J43-1氯化橡胶

51、面漆两道80m。复核认为:初步设计提出的闸门及埋件防腐方案基本合理。七、 消防设计初步设计提出:根据建筑灭火器配置设计规范规定,确定溢洪闸桥头堡、启闭机房、放水洞启闭机房耐火等级为二级,属中危险级工业建筑,配置基准为2A,灭火器选用MF/ABC3手提磷酸铵盐干粉灭火器。在溢洪闸桥头堡一层柴油发电机室门口个设2个灭火器,三层配电室门口个设2个灭火器,两侧桥头堡每层楼梯间各设2个灭火器,放在灭火器箱内;溢洪闸启闭机房两侧门口各设4个灭火器。中放水洞门口设2个灭火器,北放水洞门口设2个灭火器,放在灭火器箱内。根据建筑灭火器配置设计规范规定,确定管理区变电所耐火等级为二级,属中危险级民用建筑,配置基准

52、为2A,每具灭火器剂充装量为3kg,手提磷酸铵盐干粉灭火器选用MF/ABC3,在箱式变电站箱内设3个灭火器。复核认为:消防设计原则、系统方案合理,消防设备配置基本可行。八、 施工组织设计(一)初步设计提出:本工程导流建筑物级别为4级,导流洪水标准选用非汛期10年一遇设计洪水。复核认为:导流标准及导流时段的确定符合水利水电工程施工组织设计规范(SL303-2004)的规定。(二)初步设计提出:施工导流分两个时段进行,第一个非汛期利用中放水洞导流,将库水位预降至302.0m,实施溢洪道(闸)和北放水洞工程。第二个非汛期施工主坝和中放水洞加固工程,其中主坝加固工程主要在坝顶和坝后,不受库水位影响;中

53、放水洞工程内容为更换闸门和启闭设施,重建机房,安排于该非汛期的1月4月施工,并利用南、北放水洞导流。复核认为:主体工程施工分两个非汛期进行,中放水洞与南、北放水洞互为导流的施工导流安排是合理的。(三)初步设计提出:溢洪道施工期库水位低于溢洪闸进口开挖底高程,不需修筑临时施工围堰。北放水洞施工期需修筑临时施工围堰,围堰设计水位为303.08m,最大堰高6.12m,围堰采用编织袋装土围堰,顶宽2m,迎水面边坡1:1.5,背水面边坡1:1,围堰迎水面铺设复合土工膜防渗。中放水洞围堰施工期库水位为300.51m,最大堰高8.57m,采用编织袋装土填筑,顶宽2m,迎水面边坡1:1.5,背水面边坡1:1,

54、围堰迎水面铺设复合土工膜防渗。复核认为:下阶段应优化北、中放水洞围堰结构型式,复核围堰断面尺寸、边坡稳定,确保施工期围堰工程安全。(四)初步设计提出了土石方工程、混凝土工程、防渗墙工程、灌浆工程、砌体工程等主体工程的施工方法。复核认为:主体工程施工方法基本合理。(五)初步设计对施工道路及施工临时设施等进行了规划布置。复核认为:临时生产生活区的布置基本合理。(六)初步设计提出:本工程施工总工期为24个月,跨三个年度。复核认为:施工总体进度安排基本合理。下阶段应进一步优化各单项工程施工进度安排。九、 工程占地与拆迁田庄水库加固工程永久占地共17.06亩,其中溢洪道占地16.98亩,第二副坝占地0.

55、08亩。按土地类型分,耕地0.83亩,果园地3.91亩,林地11.76亩,鱼塘0.56亩。临时占地16.5亩,其中施工道路占地4.9亩,生活文化活动区占地10亩,施工临时设施占地1.6亩,全部为耕地。本工程影响果树2354棵,树木6578棵,坟墓12座;蔬菜大棚1332。工程影响的专业项目有:电信电缆0.1km,广播电视线路0.02km,35kV电力线路0.1km,10kV线路0.1km,380V低压线0.3km。复核认为:1、初步设计提出的溢洪道和第二副坝永久占地范围和面积基本合理。根据现行有关规定,同意永久占用土地补偿及安置补助费之和耕地和园地为前三年平均年产值的16倍。其他农用地和林地参

56、照新近批准的其他治淮工程按前三年平均年产值的10倍补偿。2、工程临时占地范围、面积及相应地面附着物数量基本合理。3、适当调整地面附着物补偿标准。4、依据中华人民共和国耕地占用税暂行条列(国务院令第511号)的规定补列耕地占用税。十、 环境保护设计初步设计提出:根据工程建设区和工程影响区的环境现状,确定水质、水土保持、施工区环境质量、生态环境、人群健康作为环境保护的主要目标。本工程对环境的不利影响主要是施工期产生的生产废水、生活污水、粉尘、噪声、固体废物等,但影响是短期暂时的,且在施工期采取相应的保护措施后可以得到有效控制或减免。采取的环保措施主要是水环境保护采取了设置集水池收集机械清洗废水和生

57、活污水;空气环境采取了洒水等措施防治;声环境保护采取噪声源控制,个人防护措施,敏感地保护,对受噪声影响较大的居民给予补偿;人群健康采取防疫、卫生清理等措施。并提出相应的水质、空气质量、噪声等监测内容。复核认为:根据本工程特点,提出的环境保护目标明确,采取的环境保护措施和控制措施基本合理。施工期环境监测内容基本符合工程实际。十一、 水土保持设计初步设计提出:根据本工程建设的实际状况,确定项目建设水土流失防治责任范围为3.08hm2,其中项目建设区为2.42hm2、直接影响区为0.66hm2。水土流失防治分区总体上分为主体工程防治区、临时弃土防治区、施工临时道路工程防治区和施工生产生活防治区,共四

58、个防治区。提出了扰动土地治理率等6项水土流失防治目标。在水土流失防治措施总体布局上,主体工程防治区以工程措施为主,辅以植物措施;临时弃土防治区采取对裸露土铺设防尘网防护和植被恢复措施;施工临时道路防治区采取了土地整治设计,并在施工道路两侧开挖临时排水沟进行施工排水;施工生产生活区对周转性建筑材料采取铺覆防尘网等措施。并对水土流失状况进行监测。复核认为:项目建设水土流失防治责任范围的界定基本合适,防治目标、防治分区和水土保持措施总体布局基本合理,主体工程区、临时弃土区、施工临时道路和施工生产生活区等防治分区的水土保持措施设计基本可行。水土保持监测内容基本合理。十二、 工程管理(一)初步设计提出:田庄水库工程管理处隶属山东省沂源县水务局,水库灌区未设单独的管理机构,由田庄水库管理处统一管理,属“库灌合一”,管理处现有职工160人,其中在职管理人员134人。依据源田水管20082号关于<沂源县田庄水库水利工程管理体制改革实施方案>的请示,根据水利工程管理单位定岗标准和水利工程维修养护定额标准(试行)的通知,核定水库工程管理岗位定员55人,

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