金兰水库施工总说明

/新县金兰水库除险加固工程施工总说明工程概述金兰水库位于信阳市新县新集镇金兰村,处在淮河水系潢河支流，是以防洪、发电、灌溉为主，结合水产养殖等综合利用的小（1）型水库，控制流域面积1。4km2,总库容225万m３，为粘土心墙坝。２０07年３月,信阳市水利勘测设计院进行了该水库的大坝安全鉴定报告编制工作，2008年5月，河南省水利厅以豫水管【2008】33号文批复信阳市新县金兰水库三类坝。200８年６月河南省水利勘测设计研究有限公司对水库进行除险加固初步设计,经河南省水利厅组织的专家评审后,完成了《新县金兰水库除险加固工程初步设计报告》。按照2００8年9月河南省水利厅《关于对新县金兰水库除险加固工程初步设计的审批》（豫水行许字[20０8]27６号文)，进行了该水库除险加固工程施工图设计.本次除险加固工程施工图设计主要内容包括：主副坝加固工程；白蚁治理工程；溢洪道加固工程；输水洞工程；电气及金属结构更新改造;完善大坝观测设施及管理工程。工程存在的问题及初步设计方案2．1安全鉴定核查意见20０8年河南省水利厅以豫水管【2０08】33号文核定金兰水库三类坝。书面核查意见如下:1、大坝上游砌石护坡风化、空洞、坍塌严重；下游排水体失效,坝坡１４0．00～１45．０0m高程间大面积渗水；坝基清基不彻底、渗水严重，坡脚呈沼泽化；坝顶路面凸凹不平，无照明设施；存在白蚁侵害。2、溢洪道位于强风化岩体上,未护砌,冲刷严重、岸墙塌滑，无消能设施.3、输水洞进出口连接段砌体风化坍塌;无消能设施；砼洞身碳化，进口闸门止水失效,渗水严重；启闭房墙体裂缝，屋顶漏水。４、金属结构老化、锈蚀，启闭设备陈旧、破损，不能正常使用。5、防汛道路凸凹不平，宽窄不一,雨天无法通车,不满足防汛要求.6、无监测设施，管理设施不完善。２．２初步设计方案及审查意见２．2．１大坝１、主坝拆除上游坡高程129m以上干砌石护坡，新建3０0mm厚的干砌块石护坡,干砌块石下铺设一层厚０.2m的砂砾石混合垫层。整修下游坝坡,整修后按设计坡度新建草皮护坡。坝顶做0．2ｍ厚的泥结碎石路面。在主坝坝轴线上游0．5m位置做一道塑性混凝土防渗墙,墙顶高程15１.0m,防渗墙底部进入坝基不透水层１m，墙厚0。5ｍ,防渗墙总长２13m。在下游左右坝肩和坝坡每隔５0ｍ各设一道竖向排水沟,在主坝桩号０+0７０和0+０６9断面处各布置一排坝基和坝体测压管共6根，在副坝桩号在0+０９0和0+０9１处断面各布置一排坝基和坝体浸润线管共2、副坝拆除上游坝坡块石护坡,从坝顶下游坝肩处按1:1.85放坡至地面.结合坝坡放缓重新回填粘土，上游坡脚处做帷幕灌浆，深入弱风化花岗岩3m，单排布孔，孔距1。５m。上游坝坡采用3０0mｍ厚的干砌块石护坡进行护砌，干砌块石下铺设一层厚0。2m的砂砾石混合垫层.清除下游坝坡表层覆土，自坝顶按1：２．25坡放缓坝坡，重新回填土料，距地面4ｍ以上做贴坡排水,贴坡排水以上为草皮护坡.坝顶做0。2m厚的泥结碎石路面,新建排水系统和观测设施。3、白蚁治理。将大坝坝肩及坝脚范围内白蚁窝巢彻底清除,查找蚁巢，不论大小、深浅，每窝巢进行清除干净后，再用药物在巢穴中进一步消灭，使蚁道上的工蚁或兵蚁无法存活、繁殖，随后回填夯实，平整施工场地；在大坝及坝脚３0ｍ内,两坝肩3０m范围内，用预防药和灭治药分别拌土或喷雾施工，主要是消灭散蚁和预防作用;在大坝重点部位选用乳剂灭蚁药,配泥浆搅拌，在大坝打孔,孔深２ｍ，孔距1.2ｍ,低压灌浆；在大坝外围打孔距1m、孔深2.２.2本次溢洪道工程除险加固设计的主要内容为：溢0+000.00～溢0+０52。0０之间，底板清基0.3ｍ之后采用C２5砼护砌，护砌厚度０.3m。溢０＋000~溢0＋0１5之间底板高程为147。70m，底宽由15.9m收缩至10m宽。溢０+015~溢０+02０之间底板高程为147．７0m，底宽10ｍ。溢0＋０2０～溢0+0５２之间底宽10m,底高程由１47.70m以１：45.7１的坡比降至１４7。00ｍ。护底末端设齿槽，后接天然河槽洼地.2。2。３防汛路工程本次设计整修防汛路总长0。5ｋm,在原路基上铺设20ｃm厚泥结碎石路面。2。2。4输水洞对主坝输水洞进口拆除后新建２.５m长砼引渠,后接２×2×２m砼箱涵同原洞身相接，出口维持原结构接入下游电站。对副坝输水洞进出口拆除重建，进口段新建洞身长6m，采用Φ500ｍｍC25钢筋混凝土圆管结构，后接30ｍ长原输水洞管身。出口段新建洞身长7m，结构段面形式同进口新建洞身部分。出口新建消力池采用底流消能，综合式消力池，消力池与输水洞管身出口之间先为2m长水平段,后采用３m斜坡段连接长5.5m深0。5的矩形消力池。消力池平面为梯形，宽度由2m扩散至3m，矩形槽顶高程为143ｍ,池底高程１39.60m，钢筋砼衬砌厚度均为0。5m。出口连接段及消力池均采用Ｃ2５钢筋混凝土.消力池后设置一定长度的渐变段与下游渠道连接，两侧挡土墙采用M７。5浆砌石扭面，底板为衬砌厚０。4m的M7。５浆砌石.2。2.5电气及金结设计本次设计新建管理房50m2，新增管理用电线路300ｍ.增设管理所照明设施,主副坝输水洞进口设斜拉工作闸门1扇，选用平面铸铁闸门，配备手动螺杆启闭机2台。2.2．62０08年９月，河南省水利厅以《关于对新县金兰水库除险加固工程初步设计的审批》（豫水行许字[2008]27６号文)对初设报告进行了批复,批复基本同意以上各主体工程的初步设计方案。优化及完善初步设计本次施工图设计完全按照批复初步设计进行。基本资料4。1工程等级和建筑物级别金兰水库除险加固后，水库正常运用洪水标准为50年一遇，设计水位149．62ｍ,相应库容１6８万ｍ3，设计洪峰流量65m3／s,溢洪道最大下泄量22m3/s；校核洪水标准为500年一遇，校核水位15０。08m,相应库容185万ｍ3,洪峰流量９９m3／s,溢洪道最大下泄量34m3/ｓ。溢洪道消能防冲洪水标准为2０年一遇，相应最大泄量为１7m3/s。按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（ＳL252—２0０0)的规定,工程等别为四等，主要建筑物级别为Ⅳ级，次要建筑物等别为Ⅴ级。4．2除险加固后的水库规划指标本工程实施后,一方面提高了防洪标准，保障了当地的财产安全;另一方面保证了农业灌溉用水，为当地国民经济发展和人民生活水平的提高创造了条件,灌溉渗水有利于补充地下水,水库水面的增加有利于改善当地小气侯,增加空气湿度、净化环境。除险加固后水库规划指标见下表。金兰水库除险加固后水库规划指标表名称单位除险加固后名称单位除险加固后校核洪水位(0.２％）m１4９.０2兴利库容万m3195.７4设计洪水位(2％)m1４8.67死库容万m37。76正常蓄水位ｍ１47．70设计洪水位时最大泄量m3/s１5．0死水位m127.40校核洪水位时最大泄量m３/s2３。0总库容万m32２5.０4.３地质为了查清金兰水库坝址区域内的地质情况及主要建筑物的工程地质情况，2008年６月对该水库进行了详细勘察,主要结论如下：主、副坝心墙填料主要为大坝附近的残积物,岩性以重粉质壤土为主，局部为粉质粘土，并夹有较多的风化砂和岩块,土质杂乱,结构较松散;由室内试验成果并结合现场勘察，填土厚度不一,施工压实不均匀，钻进过程中有缩孔现象，主、副坝心墙填料填筑不均，填筑质量较差；根据主副坝心墙１0组现场注水试验,渗透系数K范围值2.3×1０-５~3.８×10-４cm/s，不满足心墙防渗体渗透系数小于1×10-5ｃm/s的要求砂壳为全风化岩代替料,以细粒土质砂为主,夹砂壤土、含碎石、砾石等,根据４组细粒土质砂颗分试验资料，大于0。075mm的砂粒含量平均66％,粉粒含量28％，粘粒含量6％。根据9组现场注水试验，渗透系数范围值为（2.1～6。9）×1０－4cm／ｓ，平均４。２×10-4ｃm/ｓ,为中等透水性,不满足土坝坝壳砂砾料渗透系数>１×１０-３溢洪道座落在弱风化花岗岩上,左、右岸均为强风化花岗岩，风化现象明显.左右边坡坡角约5０°左右,较陡,强风化花岗岩抗冲刷能力较差，因此溢洪道泄洪时，在洪水的冲刷下,易引起边坡失稳,产生塌滑.输水洞洞身基础部分由抗渗性能较好的弱风化花岗岩组成,质地坚硬,工程地质条件较好，可满足工程建筑的需要。建筑物设计5。1设计依据和规范5．1.11、《河南省信阳市金兰水库大坝安全评价报告》(2０07年3月)；2、《大坝安全鉴定报告书》（信阳市水利局2007年4月）；3、《金兰水库除险加固工程地质勘察报告》(2008年６月）4、《河南省水利厅关于金兰水库三类坝安全鉴定成果的核查意见》（豫水管【2008】33号文）;5、2０08年9月河南省水利厅《关于新县金兰水库除险加固工程初步设计报告书的审批》（豫水行许字［２０08］276号文）；５.1。2《防洪标准》GB50２０１－94；《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-200０；《溢洪道设计规范》SＬ253—2０00；《碾压土石坝设计规范》SL2７4－２００1；《水工建筑物荷载设计规范》DL5077－1997；《水工混凝土结构设计规范》SL／T191-96。5。２水工设计5.２。11、主坝（1)、上、下游护坡设计。拆除上游坡高程１29m以上干砌石护坡，新建３０0mm厚的干砌块石护坡,干砌块石下铺设一层厚0.2ｍ的砂砾石混合垫层.清除下游坝坡表层土3００m厚（垂直坝坡)，新建草皮护坡。(2)、坝顶设计。坝顶做0。2m厚的泥结碎石路面,坝顶路面按i=２%向下游倾斜.坝顶上下游修建路沿石,下游修建的路沿石在下游排水沟处设排水孔。(3）、防渗墙设计。在主坝坝轴线上游0。5m位置做一道塑性混凝土防渗墙，墙顶高程151.0m,防渗墙底部进入坝基不透水层1m，墙厚０．５m(4）、新建排水系统.为了大坝下游坝坡集中排水，在下游左右坝肩和坝坡每隔50m各设一道竖向排水沟，使坝顶及坝坡排水集中通过排水沟汇入下游河道。（5）、观测设施设计。为了更好的监测大坝的运行情况，在主坝桩号0+070和０+0６9断面处各布置一排坝基和坝体测压管共6根，在副坝桩号在0+09０和0+091处断面各布置一排坝基和坝体浸润线管共６根.2、副坝（1）、上、下游护坡及坝基防渗设计.拆除上游坝坡块石护坡,从坝顶下游坝肩处按1：1．85放坡至地面.结合坝坡放缓重新回填粘土，上游坡脚处做帷幕灌浆,深入弱风化花岗岩3m，单排布孔,孔距1。5m,灌浆压力按试验确定.上游坝坡采用３0０mm厚的干砌块石护坡进行护砌,干砌块石下铺设一层厚0．2ｍ的砂砾石混合垫层。清除下游坝坡表层覆土３00mm厚（垂直坝坡)，自坝顶按１:2。２５坡放缓坝坡，重新回填土料，距地面4ｍ以上做贴坡排水，贴坡排水以上为草皮护坡。(２)、坝顶设计。坝顶做0．２m厚的泥结碎石路面,坝顶路面按i=2%向下游倾斜.坝顶上下游修建路沿石，下游修建的路沿石每隔10ｍ设10０ｍｍ(3)、新建排水系统。为了大坝下游坝坡集中排水，在下游左右坝肩和坝坡每隔50m各设一道竖向排水沟，使坝顶及坝坡排水集中通过排水沟汇入下游河道.（4）观测设施设计。为了更好的监测大坝的运行情况，在副坝桩号在副0+090和副0+091处断面各布置一排坝基和坝体浸润线管共6根。3、白蚁治理在大坝重点部位现场探测,编写探测报;将大坝坝肩及坝脚范围内白蚁窝巢彻底清除。首先观察白蚁活动迹象或留下的痕迹,查找蚁巢，不论大小、深浅,每窝巢进行清除干净后，再用药物在巢穴中进一步消灭,使蚁道上的工蚁或兵蚁无法存活、繁殖,随后回填夯实，平整施工场地；在大坝及坝脚30m内，两坝肩30m范围内，用预防药和灭治药分别拌土或喷雾施工，主要是消灭散蚁和预防作用,所使用的药物应为国家有关部门批准的高效低毒药剂，对人畜无害,对环境无污染;在大坝重点部位选用乳剂灭蚁药，配泥浆搅拌，在大坝打孔，孔深２m,孔距１。2ｍ，低压灌浆；在大坝外围打孔距1m、孔深5．2。2防汛路本次设计整修防汛路总长0.5ｋｍ，路面宽５~6m,在原路基上铺设3０cm厚泥结碎石路面，道路两侧设浆砌石排水沟。5.2．3本次溢洪道工程除险加固设计的主要内容为：溢0+000。00～溢0+052.00之间，底板清基０．3ｍ之后采用C25砼护砌,护砌厚度０.3ｍ。溢0+０00～溢0+0１5之间底板高程为１47。70m,底宽由15。9m收缩至10m宽。溢0+01５~溢0+０2０之间底板高程为１４7．70m,底宽10m。溢０＋0２０~溢０+０５2之间底宽10m，底高程由1４７。70m以１：４5.７１的坡比降至14７。00m。护底末端设齿槽,后接天然河槽洼地.5。2。4对主坝输水洞进口拆除后新建2.５m长砼引渠，后接２×２×２m砼箱涵同原洞身相接,出口维持原结构接入下游电站。对副坝输水洞进出口拆除重建，详细布置如下：改建输水涵管进水口,桩号为洞0-004.5～洞0+000,采用C２０砼U型槽结构引渠和箱涵,底板高程14０。７０m，厚0．２m。进口段新建洞身部分桩号为洞0+000～洞０＋0０6,长６m，采用Φ500mmC25钢筋混凝土圆管结构,壁厚０。2m,下部设0．3m厚M7.5浆砌石管座,后接30m长原输水洞管身。出口段新建洞身部分,桩号为洞０+0３6～洞0+04３，长7ｍ，结构段面形式同进口新建洞身部分.出口段桩号洞0+0４3～洞0+０54,新建消力池采用底流消能,综合式消力池,消力池与输水洞管身出口之间先为２m长水平段,后采用3m斜坡段连接长5.5m深0．5的矩形消力池.消力池平面为梯形，宽度由2m扩散至３m，矩形槽顶高程为1４３ｍ，池底高程13９.60m，钢筋砼衬砌厚度均为0。5m.出口连接段及消力池均采用Ｃ２5钢筋混凝土。消力池后设置一定长度的渐变段与下游渠道连接,两侧挡土墙采用M7.５浆砌石扭面,底板为衬砌厚０．4m的M7。5浆砌石。消力池厚接浆砌石渐变段与下游渠道连接。5.３电气及金结结构5.３.1本次除险加固主要对水库管理所办公提供照明、工作用电.主要电气设计包括:新增管理用电线路３００m，管理房内采用双管荧光灯照明。5.3。2主副坝输水洞进口设斜拉工作闸门1扇，选用平面铸铁闸门，配备手动螺杆启闭机２台。5４。4消防管理房配置2台MFZL5型磷酸铵盐干粉灭火器,防汛仓库配置2台MFZL5型磷酸铵盐干粉灭火器.5.5工程管理本次新建办公管理用房５0m2，位置经与管理单位沟通,建议位于大坝右岸的高地上施工6.1工程任务金兰水库除险加固工程主要任务有：（1）大坝工程.包括坝顶工程，上游坡翻修整治工程，增设坝坡排水沟、大坝防渗工程等。(2)溢洪道加固工程.包括边坡及渠底的护砌等.（3）输水洞加固工程。输水洞进出口拆除重建等。(4)管理设施。包括新增安全监测设施、管理用房工程等。６.2施工条件６。2。１乡道可直接上坝,交通十分便利.6．２。2工地施工用水水源主要采用水库围堰蓄水，经水处理后，水质及水量能够满足工程所需。工程施工期间,拟在工地设立1个供水站，向各生产、生活区供水。其它零星用水，可设小型水泵直接从水库抽取使用。。6.2．结合永久建筑物的布置,导流方式拟采用第一年汛期进行施工准备，工程具备开工条件,汛后利用原有输水管将库水放至死水位,利用原有输水管泄流，在新建输水洞进口处处上游设置一期围堰，于第二年汛期前施工完大坝及输水洞并拆除一期围堰;第二年汛后利用新建输水洞泄流，在溢洪道上游设置二期围堰，拆除重建溢洪道.在非汛期来临时，根据导流工程布置要求,围堰采用建筑物开挖壤土填筑，采用１ｍ3的反铲挖掘机开挖，配合8t自卸汽车分层铺筑。每层厚0.3~0.4m，用履带式拖拉机压实由于采取了非汛期施工，基坑排水任务不大，主要是雨水和施工弃水。采用挖排水明沟，设集水井的方法汇集基坑集水.排水明沟沿基坑底部周边布置，集水井设在四角，配备IS50-32—２50型清水式离心泵4台,流量３。75ｍ3／ｈ,扬程２０．5m，电机功率1。5ｋW6.3施工注意事项6.3。1上游干砌石护坡砌筑块石上下两面应大致平整，无尖角，块石的块径不宜小于25cm。施工工艺和质量控制标准参照《碾压式土石坝施工规范》(DL/T51２9-200１)和《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准（七)碾压式土石坝和浆砌石坝工程》（SＬ38-92）中有关规定执行。下游坝坡先清除现有草皮，之后撒播黑麦草、白三叶、高羊茅等低矮草种,并加强养护.浆砌石施工采用铺浆法,使用前必须用水湿润，并洗净表面附着的泥土和水锈，用大的块石砌角，石料大小搭配,外露表面要平整，逐坡卧砌坐浆,使砂浆饱满。石块之间较大的空隙应先填砂浆,后用碎石片嵌实，上下层要互相错缝，内外交叉搭砌，避免出现通缝、干缝、空隙和孔洞,以免承重后产生错位、劈裂、外鼓等现象。6.３。2溢洪道主要为砼工程施工，溢洪道砼工程施工主要参照《水工混凝土施工规范》（DL/T5110—200０)进行,混凝土结构伸缩缝内填低发泡沫塑料板。６.3。3混凝土施工中应严格按照设计标准和规范要求，对材料的质量、规格、配合比、拌和、运输、浇注养护等进行监督检查.6。3。4主坝防渗墙施工Ｃ5塑性混凝土防渗墙材料要求：采用42.５MPａ普通硅酸盐水泥；碎石最大粒径不大于２0mm，其含泥量不大于l％，饱和面干吸水率不大于１。50％；砂的细度模数２．7~3．0，含泥量不大于1％,饱和面干吸水率不大于1。60％;水质必须符合JGJ6３-89的规定,拌浆水的温度不得高于40℃；粘土粘粒含量应不小于50%，塑性指数应不小于35,粘土掺入量通过试验确定；各种外加剂的掺量应通过试验确定,质量必须符合DL／Ｔ51０0—1999的有关规定；膨润土粘粒含量应不小于５5％，塑性指数应不小于60。塑性混凝土配合比根据相关规定进行室内和现场配合比试验，性能指标应满足下列要求：混凝土无侧限抗压强度等级C5,抗拉强度不低于抗压强度的１／10；渗透系数〈1×10-７cｍ/ｓ，入孔坍落度18～22cm，扩散度34~40cm，拌和析水率应小于3%，初凝时间不小于６h，终凝时间不大于24h,混凝土的密度不宜小于2１00kg／m塑性混凝土强度增长较为缓慢，后期强度增长较大，根据以往工程实例试验结果统计，塑性混凝土强度一般采用90天强度较为合理。塑性混凝土的配制强度应根据混凝土的设计强度，强度保证率及离差系数等指标，依据有关规定确定,《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》(SＬ1７4—96）中指出:一般认为泥浆下浇筑的混凝土强度只有陆上浇筑混凝土强度７0％左右,综合以往塑性混凝土的实用情况，塑性混凝土的配制强度可采用下式计算:R配＝R90÷（1-t×Cｖ0)式中Ｒ配——塑性混凝土配制强度；Ｒ90——塑性混凝土设计强度;