完工验收设计报告

1、怀宁县皖埠水库除险加固工程单位工程投入使用验收设计工作报告市水利水电规划设计院二OO年十二月批准涂飞审查涂飞校核桐望编写叶春茂1工程概况1. 1工程位置1. 2工程现状及工程建设的必要性1. 3工程设计及批复情况1. 4工程任务和建设规模2工程规划设计要点2. 1设计标准2. 2工程地质2. 3工程规划2. 4工程设计3主要设计变更4设计质量管理5设计为工程建设服务6经验与教训7附件7. 1设计设置和主要人员情况表7. 2工程设计大事记1工程概况1.1工程位置皖埠水库位于怀宁县黄墩镇皖埠村境，金山河、花山河、横山河交汇 处，珠流河上游，属皖河流域。1. 2工程现状及工程建设的必要性皖埠水库于1

2、958年冬动工，60年停建，后分别在 6163年、6364 年续建，1968年基本建成，7679年除险加固至现状规模，1979年11月 通过脱险验收。由于建库时社会经济水平所限，施工手段落后，施工质量控制不严， 水库运行以来存在一些安全隐患，虽经除险加固，但仍存在许多问题：(1) 大坝存在渗漏带、塌窝等渗流险情；坝面护坡、坝脚排水体损坏； 坝体发现白蚁现象。(2) 溢洪道平面布置不规整；出口人行桥过水孔径小；侧墙高度不足； 二级消力池护砌冲刷损坏。(3) 放水涵为圬工结构坝下拱涵，竖井设置不合理，开启运行时震动 大；经过四十多年运行，涵身老化、断裂、渗水；沿涵身有接触渗流隐患。(4) 南北干渠

3、沿坝身布置的衬砌明渠及北干渠跨溢洪道处倒虹吸渗漏 严重。(5) 进库公路不畅。(6) 放水涵闸门漏水，启闭机老化。(7) 管理设施落后。1. 3工程设计及批复情况2004年3月怀宁县水利局组织有关单位对皖埠水库进行了大坝安全 鉴定，2005年水利部大坝安全管理中心以“坝函2005 1652号”文，认 定皖埠水库为“三类坝”受怀宁县水利局委托，我院于2006年1月编制了怀宁县皖埠水库除 险加固工程初步设计；2007年5月又编制了省怀宁县皖埠水库除险加固 工程初步设计报告（修定本）2007年8月，省水利厅以“皖水基2007 279号”文对皖埠水库除险加固工程初步设计予以批复；2007年12月，完成

4、了水库除险加固工程招标设计；2008年3月，我院根据省水利厅的批复 精神，进行了水库除险加固工程的施工图设计。1. 4工程任务和建设规模1. 4. 1工程规模水库坝址以上来水面积10kmi，总库容为640万m3，是一座以蓄水灌溉 为主，结合防洪、水产养殖和集镇供水的小（一）水库。水库死水位 50.9m（吴淞高程系，下同），正常蓄水位59.0m, 50年一遇设计洪水位60.64m, 500年一遇校核洪水位 61.22m。1. 4. 2工程任务皖埠水库除险加固工程施工，分二期实施。一期实施主要容为：（1）大 坝加固工程，包括大坝帷幕灌浆、坝体充填灌浆；（2）溢洪道加固工程，包括控制段改建、一级泄槽

5、及缓坡泄水槽扩建、出口改造、跨溢洪道交通 桥；（3）放水涵改造工程，为坝下污工涵洞拆除重建为钢筋砼结构，包括 进水口、涵身、消力池；（4）渠首节制闸拆除重建；（5）倒虹吸加固工程；（6）机电设备及安装工程；（7）金属结构设备及安装工程。二期实施主要容为：（1）大坝加固工程，包括大坝坝身防渗、上游护坡 拆建、坝顶防浪墙拆除、坝顶公路、坝顶高程达标、下游坝面排水沟及草 皮护坡；（2）灌溉渠道加固工程；（3）进库公路改造；（4）办公管理房改 造。2工程规划设计要点2.1设计标准2. 1. 1工程级别和建筑物级别皖埠水库坝址以上来水面积10km2，总库容为640万用，按照防洪标 准(GB5020 94

6、)、水利水电工程等级划分洪水标准(SL252-2000)规定，本枢纽工程为小(一)水库，工程等别为W等，主要建筑物级别为4级，次要建筑物为5级。水库枢纽主体工程有大坝、溢洪道、放水涵，以上按4级建筑物设计，渠首工程按5级建筑物设计。按照防洪标准(GB502094)规定，4级建筑物设计洪水标准按30 50 一遇洪水，土坝校核洪水标准按 3001000 遇洪水。综合考虑本水库 的防洪地位，主体工程洪水标准采用：50年一遇洪水设计，500年一遇洪 水校核。2. 1. 2设计依据1 )国家现行有关规程、规、标准防洪标准(GB502094);水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000);碾压式

7、土石坝设计规(SL274- 2001);溢洪道设计规(SL253-2000);水闸设计规(SL265-2001);小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则(SL189- 96);混凝土结构设计规(GB5001 2002);水工混凝土结构设计规(SL/T191 96);水工建筑物抗震设计规(SL203-97);水工建筑物荷载设计规（DL50771997）;土石坝安全监测技术规（SL60- 94）;水工建筑物水泥灌浆施工技术规 （DL/T5148 2001）；其它有关规程、规等。2）有关设计文件及审查、评估意见（1）皖埠水库各设计阶段的设计文件、图纸、计算书和相关的技术 总结；（2） 省怀宁县皖埠水库

8、大坝安全综合评价报告（市水利水电规划 设计院，2004年2月）；（3）怀宁县皖埠水库大坝安全鉴定报告书（市水利局，2004年3 月）；（4）省怀宁县皖埠水库除险加固工程初步设计阶段工程地质勘察 报告（市水利水电勘测院，2007年5月）；（5） 怀宁县皖埠水库除险加固工程初步设计 （2007年5月）；（6） 关于怀宁县皖埠水库除险加固工程初步设计的批复（省水利 厅“皖水基2007 279号”文，2007年8月）。2. 2工程地质整个库区及上游为低山地貌，工程区出露地层为风化残积土、三叠系 灰岩、白垩系砂岩。灰岩岩体完整，砂岩呈不同程度风化状。坝址原为一不对称河谷，河床基本被粘土覆盖（局部有砂砾石

9、）。两侧山坡中左岸平坦，被风化残积土覆盖；右岸陡峻，岩体出露。（1）坝基地质坝基地质基本分两层，其工程地质条件分别描述如下：a）老土：该层层顶分布高程49.06 52.08m,主要成份为粉质粘土、粘土，黄褐 色，可至硬塑，为低含水量、低孔隙比、低压缩性土，具有良好地物理、 力学性质，其野外平均标贯击数为12.0击，为优良的天然地基。该层局部 夹有小圆砾，从工程地质剖面图看，该层为坝体下伏的天然地基，但层位 不稳定。b)基岩：由灰岩和砂岩组成。其中灰岩在大坝东侧出露，该层作为坝基的层顶 高程44.9148.38m,灰色，中至新鲜，岩质坚硬；砂岩在大坝西侧出露， 该层为黄褐色，呈强中等风化。(2)

10、 坝体地质坝体由心墙和砂壳组成。a) 心墙部分该部分层顶分布高程为62.0Om50.30m,其主要成份为粉质粘土，含 人工拌和的白石灰、小角砾等，局部夹有粗砂。心墙部分标贯击数2.015.0 击；干密度12.916.8KN/m3;固结快剪指标 C=2(48Kpa, =18 31 26 41 ;渗透系数 5.23 x 10-5 8.83 x 10-7cm/s。b) 砂壳部分该层层顶分布高程为59.50m,主要成份为大坝西侧坝肩上的风化砂石 组成。砂壳部分标贯击数8.030击。(3) 溢洪道地质溢洪道进口控制段至一级消力池右边坡和槽底岩石出露，为三叠系灰 岩，岩层产状NW87/NE/ 41，岩体新

11、鲜完整，左边坡采用块石护砌。控 制段现有地面高程约59.1m左右，宽度约44m左右，满足泄洪要求，但进 口处右岸为一山包，使得溢洪道进水不顺，建议切除右岸阻水山包；一级 泄槽宽度约17.7m左右，右陡坡灰岩出露，新鲜完整，裂隙发育，产状主 要有二组：NE35 87 /NW/ 62 71、NW32 /SM 84 或 NEZ 56, 裂隙对岩质边坡稳定影响不大。一级消力池消力坎后至二级消力池基本为土基，底宽约15m左右，虽有浆砌石衬砌，但冲刷严重。（4）放水涵地质放水涵涵身座在三条老河交汇处，施工时清基不彻底，进口段座在偏软基础上，导致涵身断裂。2. 3工程规划水库死水位50.9m （吴淞高程系，

12、下同），正常蓄水位59.0m, 50年一 遇设计洪水位60.64m, 500年一遇校核洪水位61.22m。2. 4工程设计2. 4. 1大坝除险加固设计1、大坝防渗加固设计（1）坝身防渗坝身防渗采用机械开槽回填粘性土、人工挖竖井回填粘性土及多头小直 径水泥土防渗墙。桩号0+1140+388段采用多头小直径水泥土防渗墙，多头小直径搅拌 水泥土防渗墙沿坝上游坝肩布置，防渗墙墙顶高程61.7m,底高程按照深入 老粘土 1.0m控制，有效墙厚0.3m，要求防渗墙渗透系数K 1MPa（28天），水泥掺入量12% 桩号0+387.30+416段采用人工 挖竖井回填粘性土，桩号0+4160+456段采用机械

13、开槽回填粘性土，竖井 回填及开槽回填粘性土渗透系数不大于 1 x 10-5cm/s。（2）坝基防渗为消除坝基不良地质隐患，对老河槽（右岸进入灰岩钻8孔为止）至左坝 肩的中等透水的全、强风化砂岩进行帷幕灌浆，孔沿坝轴线单排布置，钻 孔深度以进入10Lu的基岩为准，灌浆孔距2m灌浆材料采用水泥浆；土基段及封孔按充填灌浆，灌浆材料采用粘土水泥浆2、坝面整治设计(1) 大坝标准断面整修后大坝标准断面为：坝顶高程 63.5m,顶宽5.0m，迎水坡在57.0m 高程设3.0m宽平台，平台以上坡比1: 2.75，平台一下坡比1 : 3;背水坡 在60.0m、51.4m、49.0m高程各设一平台，60.0m高

14、程平台宽度约15.2m, 其上坡比1 : 2.5，其下坡比1 : 2.75 , 51.4m高程平台宽度约8.2m,其上 分布有灌溉渠，其下坡比1 : 2.5,49.0m高程平台宽度4.56m,以下坡比1 :2。(2) 坝顶改造坝顶公路是防汛主要通道，现状坝顶无防汛路面，不利于防汛和管理， 本次除险加固拟新建坝顶公路。坝顶公路为砼路面，路面宽 4.0m,路面高程63.5m。路面结构层自上 至下分别为：20cm厚C30砼、15cm厚水泥稳定基层、15cm厚碎石垫层。(3) 上游坝坡整修本次设计对55.0m高程至坝顶之间护坡予以全部拆除重建，新砌筑坝 面均采用预制砼块。新建护坡结构层自上至下分别为：

15、12cm厚C20砼六棱块、10cm厚碎石垫层。50.759.0m高程护坡维持现状。(4) 下游坝坡整修大坝上游坝坡为无组织排水，下游坝坡为有组织排水。为避免雨水漫 流冲刷坝坡，在下游坝坡面上设置纵、横向排水沟。纵向排水沟沿60.0m高程平台末设一条，横向排水沟垂直坝轴线方向布置于下游坝面，每隔50m设置一道，下游坡面与左岸山体交线处设一条横向排水沟，纵、横向排水 沟相互连通，排水至灌溉渠道，排水沟采用C20砼结构。(5) 灌溉渠道改建为保证坝面干燥、防止水土流失，本次对灌溉渠衬 10cm砼，砼沿渠长 10m设变形缝，变形缝用胶泥嵌缝，处理后灌溉渠有效断面尺寸为1.2mx1.2m。2. 4. 2

16、溢洪道除险加固设计1、控制段改建将原堰坎上游填土挖至 57.0m高程，恢复为宽顶堰，宽度不足按原断 面扩建，改建后堰面总宽为 30.5m。2、一级泄槽（及消力池）、缓坡泄水槽扩建a、左侧岸墙（坝侧）墙后坝体开挖 3.0m重新回填，同时将原墙顶约 2m高干砌石贴坡岸墙（原为干砌石，外用砂浆勾缝）拆除，改建为M10浆砌石；b、切除右岸台地和山包，将一级泄槽（即一级消力池）和缓坡泄水 槽进口拓宽至30.5m,缓坡泄水槽出口渐变至现有宽度 26m c、拆除重建 现有缓坡泄水槽护底。3、出口改造a、拓宽二级陡坡及二级消力池，宽度均为 26m原护底拆除重建，新 砌筑护底为钢筋砼结构；对两侧挡墙进行拆建或加

17、高； b、二级消力池后加 铺10m浆砌石海漫及10m堆石防冲槽。4、出口生产人行桥拆建现溢洪道缓坡泄水槽出口有 3孔人行桥，此桥为当地多个村民组共用 生产便桥。本次加固设计对溢洪道出口拓宽，考虑桥孔窄，与溢洪间轴线不吻合 等原因，也须对人行桥进行拆除重建。拆建后的人行桥为梁板式桥，4孔，每孔净跨6.1m,桥面宽3.5m。5、北渠倒虹吸加固北渠穿溢洪道段原设计为渡槽，后于77年实施时改为倒虹吸。倒虹吸为圬工盖板涵结构，全长36.5m。其中穿溢洪道段长18.0m,涵顶距溢洪道 槽面仅0.3m。倒虹吸现存在的问题是：放水期涵顶冒水，导致溢洪道槽底 局部空洞。因倒虹吸长期冒水会危及溢洪道安全，本次对北

18、渠倒虹吸盖板进行防 渗加固，加固措施为：沿盖板之间凿缝、嵌缝，盖板上开挖面用砼补平。2. 4. 3放水涵除险加固设计放水涵在原址重建，进口距右坝头 64m由进水口、坝下涵身段、出口 消力池组成。进水口长度7.0m,底板高程50.7m;涵身纵向总长81.0m,底 板高程50.750.4m;消力池长8.0m,池底高程49.9m;出口消力池接灌溉 渠首分水闸，闸底板高程50.4m。进水口为塔式结构，由喇叭口、闸室段、检修平台、启闭机台组成。 喇叭口孔径1.2 x 2.27m,闸室孔径1.2 x 1.7m,闸室底板厚侧墙厚 0.6m。 闸室设铸铁闸门，配螺杆式启闭机。闸室上部设检修平台、启闭机台，检

19、修平台高程54.2m,启闭机台高程62.5m。启闭机台与坝顶由交通便桥连通， 便桥宽1.2m。坝下涵身为孔径1.2 x 1.7m,壁厚0.35m;涵身共9节，每节长度9.0m, 节间沉降缝设橡皮止水及钢筋砼套框。为防止接触渗漏，心墙下第三、四 涵身设钢筋砼截水环；砂壳下涵周包裹 1.0m厚粘土。出口消力池为钢筋砼箱涵，厚0.4m。2. 4. 4渠首节制闸除险加固设计本次将渠道三个节制闸拆除重建，重建节制闸为钢筋砼整体式结构， 三闸呈品字形布置，每座闸均配置钢筋砼平板式闸门及螺杆式启闭机。3主要设计变更3. 1重大设计变更根据省厅批复及招标设计，大坝坝身防渗处理采用冲抓套井回填粘土心 墙方案。由

20、于施工阶段考虑施工工艺、施工条件、施工进度等因素，经业 主、设计、监理及施工单位共同确定调整大坝坝身防渗处理措施，变更后 的坝身防渗采用坝身防渗采用机械开槽回填粘性土、人工挖竖井回填粘性 土及多头小直径水泥土防渗墙。3. 2主要设计变更1、大坝部分(1) 大坝原有防浪墙为浆砌石结构，未设沉降缝，墙体多出开裂，砂浆脱落，初步设计及省厅批复对其均采用拆除重建方案，新建砼防浪墙墙 顶高程63.5m。施工时考虑大坝坝身断面较大，为减少工程投资，对坝顶防 浪墙拆除后米用坝身土料加咼坝顶咼程的措施，加培后坝顶咼程63.5m。(2) 大坝上游坝面原设置干砌石护坡，坡面凹凸不平，风化严重，部分整体下陷。初步设

21、计及批复的处理方案为：对高程59.0m平台以上坡面全部翻修，翻修砌石抛至死水位以下，使坡脚延伸。施工图阶段考虑施工 方便、美观，经参建各方协商进行变更，变更后处理措施为：对57.0m高程至坝顶之间护坡予以全部拆除重建，新砌筑坝面均采用预制砼块。新建护坡结构层自上至下分别为：12cm厚C20砼六棱块、10cm厚碎石垫层。(3) 省厅批复指出下游坝面草皮生长良好，尽量保护。但在施工过程 中由于坝身加固方案的改变破坏了草皮护坡，施工时予以了恢复。2、溢洪道部分(1) 溢洪道二级陡坡及二级消力池右侧岸墙上部为干砌石，下部为浆 砌石挡墙，由于受水流长期冲刷，两侧岸墙形成较多空洞，因此由原设计 加高处理变

22、更为拆除重建。（2）溢洪道防冲槽与老河槽连接段左右两侧增设浆砌石挡土墙，挡土 墙断面尺寸：顶宽0.60m,底宽1.50m,高度2.10m。（3）由于一级消力池及陡坡右岸底部已抵制水库管理所基础挡墙，一 级消力池及陡坡下口宽度由30.5m缩小至29.0m。（4）为了运行单位管理安全，二级消力池及陡坡段两侧挡土墙顶部增 设200厚C15砼压顶及钢管栏杆。3、放水涵部分（1）为了运行单位管理安全，放水涵出口消力池翼墙增设250mn厚C15 砼压顶及钢管栏杆。（2） 为方便运行单位管理，放水涵出口渠首节制闸由原招标设计的3 台3T螺杆启闭机更换为3台5T螺杆启闭机。4设计文件质量管理我院为乙级设计单位

23、，已取得IS09001质量体系认证，所有设计文件 均按质量程序规定符合质量体系文件要求处于受控状态。设计产品根据不 同等级，严格履行设计（编制）、校核、审查、审定（批准）程序，并对出 院产品进行评审和质量等级评定。5设计为工程建设服务本院在设计、施工过程中，还始终贯彻设计为工程建设服务的思想，落实到行动上可归结为三条：（1）设计人员在施工图完成后，向建设、监理、施工单位有关人员及 时进行土建工程、金属结构、机电安装等施工技术交底，详细解释设计意 图和技术要求，介绍施工中应注意的重点和难点等。（2）派驻现场设计代表，及时了解工地情况，现场贯彻设计精神，并 及时反馈现场信息，及时进行设计调整或变更。（3）设计人员将自己视为参建单位一分子，为建设单位及施工单位出 谋划策。6经验教训1、水利工程普遍存在一个重建轻管的问题，工程完工验收后，建议业 主督促工程管理单位加强工程管理