小型病险水库除险加固工程-鹅子沟水库施工设计说明

PAGE1-小型病险水库除险加固工程-鹅子沟水库施工设计说明一、工程概况鹅子沟水库位于长江水系桃花溪河流域的一条支流上，水库坝址位于重庆市长寿区渡舟街道果园村境内，距长寿城区5.0km，距渡舟街道约5.0km。是一座以灌溉为主，兼顾防洪等综合效益的小（2）型水库，水库坝址处集雨面积1.76km2，设计总库容19.96万m³，正常库容17.83万m³，死库容5.4万m³，水库原设计灌溉面积510亩，下游农村居民200人、农田500亩。由于城市建设，下游影响范围内还涉及新城碧桂园、晶山小学等，下游防护对象重要性提高。根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》（SL252-2017）、《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2020）、《防洪标准》（GB50201-2014），枢纽工程属V等小(2)型工程，主要建筑物为5级，次要建筑物为5级。设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为200年一遇，溢洪道消能防冲设计洪水标准为10年一遇。枢纽工程由大坝、溢洪道、放水设施及其他附属建筑物等组成。枢纽工程由大坝、溢洪道、放水设施及其他附属建筑物等组成。二、施工图设计依据1、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）；2、《防洪标准》（GB50201-2014）；3、《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-2013）；4、《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2020）；5、《溢洪道设计规范》（SL253-2018）；6、《水工建筑物荷载设计规范》（SL774-2016）；7、《水库大坝安全评价导则》（SL258-2017）；8、《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）；9、《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）；10、《水工建筑物抗震设计规范》（GB51247-2018）；11、《水库工程管理设计规范》（SLl06-2017）；12、《土石坝安全监测资料整编规程》（DL/T5256-2010）；13、《水利水电工程施工治理检验与评定规程》（SL173-2019）；14、《水利水电建设工程验收规程》（SL223-2008）；15、重庆市长寿区水利局关于《重庆市长寿区第三批小型病险水库除险加固工程—鹅子沟水库初步设计报告》的批复，长水发〔2022〕238号。三、工程地质1、地层岩性枢纽区出露地层为侏罗系上统沙溪庙组（J2s），岩性为紫红色泥岩夹砂岩层。基岩表面分布有第四系全新统残坡积层（Q4el+dl）、冲洪积层（Q4pal）和第四系全新统人工填土层（Q4s）。区内岩性自上而下为： a、残破积土（Q4el+dl）：主要分布于坝区左、右两岸的斜坡上，为红色，褐红色粉质粘土，粘性中等，可塑状态。坡面分布厚度一般在0.5－1.5m。b、冲洪积土（Q4pal）：主要分布于坝区上游两侧的荒地上，为红褐色，粘性中等，软塑状态。坡面分布厚度一般在0.5－1.5m。c、人工填筑土（Q4s）:主要为坝体填筑土，棕红色粉质粘土，可塑状，切面稍有光泽，韧性和干强度中等，无摇震反应，为修建水坝堆填而成，堆填时间30年以上。含有少量植物根系及泥岩小颗粒。最大厚度为10～11m。d、侏罗系上统沙溪庙组（J2s）：紫红色泥岩夹紫灰色薄层状泥质粉砂岩、粉砂岩，以泥岩为主。岩体强风化层厚度一般在2～4m，主要为物理风化。2、地质构造该水库大坝枢纽工程位于梁平向斜东南翼（小山寨向斜南西翼近南倾伏端一带），工程区未见断层及破碎带。构造以构造～侵蚀为主，基岩出露地段露头良好，岩层产状为140°∠12°。主要发育裂隙为卸荷裂隙与风化裂隙。通过调查，未见软弱夹层。裂隙不发育，调查中未见成组裂隙。3、岩土物理力学特性及指标建议值：本次地质调查未采取坝体土样及坝基岩样进行试验，根据已有资料与工程区相关工程经验，提出坝体及坝基岩体物理力学指标建议值见表1-1、1-2、1-3。表1-1坝体土物理力学参数建议值岩土名称重度（KN/m3）比重孔隙比天然抗剪指标饱和抗剪指标天然饱和C（Kpa）φ（度）C（Kpa）φ（度）坝体土20.1220.342.730.6521.514.016.512.0坝后土18.3517.902.700.6016.411.012.39.0表1-2坝基岩体物理力学指标建议值岩石名称重度（KN/m3）摩擦系数f抗剪断强度天然饱和内聚力（Mpa）摩擦角（°）强风化基岩21.522.800.400.2029.0弱风化基岩23.024.00.450.5035.0表1-3坝体材料渗透系数表部位小值平均值大值平均值坝体粉质粘土1.2×10-4cm/s2.5×10-4cm/s强风化基岩15.00Lu20.00Lu弱风化基岩5.00Lu8.00Lu四、主要建筑物除险加固设计1、大坝除险加固设计⑴坝顶：整治后大坝坝顶高程统一整平为337.90m，坝顶宽度为5.7～56.6m，坝顶原硬化路面采用C25砼加厚0.3m，整治后宽度为5.7m，坝高11.0m，坝顶上游侧设置C25砼防撞墩，防撞墩上设C30混凝土仿木栏杆0.9m，高出坝面1.4m；坝顶设C25砼排水沟排水，尺寸400mm×400mm，厚度为0.1m。⑵上游坝坡：清除上游砼护坡、浆砌条石防滑墩并按1：2.4坡比整平坝面，坝体回填土压实度不小于0.97；大坝上游坝面采用厚0.2m的C25钢筋砼面板护坡，在高程332.71m处设C25砼防滑墩，防滑墩高1.2m，宽1.0m，在上游坝脚及坝面四周设C25砼趾墩，趾墩高1.2m，宽1.0m，基础置于岩基上；上游坝面钢筋砼护坡竖向每6m设伸缩缝，横向设2道伸缩缝，采用“651”型橡胶止水带止水，并采用沥青砂浆填缝。⑶下游坝坡：大坝下游坝坡及坝脚设C25砼排水沟排水，尺寸400mm×400mm，厚度为0.1m，大坝下游右坝坡及下游坝脚设C25砼重力挡墙进行防护。2、溢洪道⑴进口段：溢0-007.5～溢0+000段为溢洪道进口段，本次拆除重建，进口段底板采用厚0.20mC25钢筋砼底板，边墙采用C25砼边墙，右边墙高度为2.95m，迎水面为直墙，背水面坡比为1：0.3，左边墙高度为1.43m，边墙顶宽为0.6m，挡墙为直墙，墙底设φ22砂浆锚杆，L=2.5m，间距为1.5m。⑵控制段：溢0+000～溢0+005.7段为控制段，控制段采用无闸门控制的宽顶堰形式，堰顶高程为335.05m，长13.0m，净宽10.0m。本次拆除重建，底板采用厚0.8mC30钢筋砼底板，上下游侧设齿墙，齿墙深度0.6m，底宽0.6m，边墩、中墩采用C30钢筋砼边墙，桥墩高度为2.95m，桥墩顶宽为1.0m。⑶交通桥：交通桥位于控制段，净跨为5.0m。交通桥桥面板结构为C30钢筋砼现浇，桥面板厚度为0.3m，底梁为0.30m×0.55m（宽×高），交通桥宽5.7m，桥面设C30砼铺装层，桥面两侧设C30钢筋砼防撞墩，临空面设φ50PVC排水管，防撞墩上设栏杆，本次整治拆除原交通桥重建。⑷泄槽段：溢0+005.7～溢0+043段为溢洪道泄槽段，泄槽段的底坡坡比i=1:60.5，宽度为11～7.1m，本次拆除重建，底板采用厚0.20mC25钢筋砼底板，底板下设纵横向碎石排水盲沟，盲沟尺寸为0.3m×0.3m，边墙采用C25砼重力式挡墙，边墙高度为2.95～2.0m，边墙顶宽为0.6m，迎水面为直墙，墙底设φ22砂浆锚杆，L=2.5m，间距为1.5m。背水面坡比为1：0.3；泄槽末端溢0+035～溢0+043段设渐变段与消能段衔接。⑸消能段：溢0+043～溢0+106为消能段溢洪道现状完好，本次不对其进行整治，维持现状，消能段底宽宽5m，设12级跌坎，断面呈“U”型，边墙、底板均为混凝土结构，边墙厚0.5m，高2.5m，迎水面边坡为1：0.5，背水面为1：0.3。3、放水设施拆除原卧管，并对涵管进行封堵，在原址采用C25钢筋砼结构重建卧管，过水断面尺寸为0.50m×0.50m(宽×高)，边墙厚0.30m，底板厚度为0.30m，卧管内包DN500，HDPE双壁波纹管。斜卧管底板比降顺地形布置，每隔0.92m高差设一个进水口，共设置8个进水口，进水口为圆形，直径为0.30m，进口盖为C25砼孔塞，直径为0.41m，斜卧管顶部设置DN100钢管通气管。斜卧管水平长度20.0m，斜卧管末端设消力池，长度为2.50m，消力池末端接涵管。新建涵管采用定向拖拉管新建DN400HDPE管，新建放水涵管长度82m，采用拖拉管施工，涵管进口为消力池（管底高程328.38m），于原涵管出口处接入下游（管底高程327.61m），采用混凝土对涵管进口空隙进行防渗，防止沿涵管管壁渗漏。放水卧管旁设C25砼梯步，梯步宽度为1.2m，梯步侧设花岗岩水位尺，以便观测水位。4、上坝公路整治上坝公路与坝顶顺接，对DL0+000～DL0+026段公路进行开挖整治，起点为已建城市道路，终点为溢洪道交通桥，整治后公路宽度为4.5～5.7m，公路路面采用C25砼路面，厚度0.2m，下设0.2m碎石垫层，路沿两侧设C25砼排水沟，尺寸300mm×300mm，厚度为0.1m。五、施工方法及要求1、大坝整治工程施工大坝施工主要包括上游坝坡整形护坡，坝顶整平，上游侧设置防撞墩及栏杆。1、上游坝坡清除大坝上游坝坡砼预制块及砼护坡。坝面清理均采用机械施工，清除后对松动土进行压实处理。施工顺序为：清除上游坝面砼护坡→整平碾压回填上游坝坡→铺设碎石垫层→C25钢筋砼面板浇筑。2、坝顶施工顺序为：开挖基槽→设置防撞墩→加厚路面→整平恢复坝顶→建设坝顶砼排水，使其与设计坝顶高程保持一致，采用机械分段进行，运输方法采用机械挖运堆放至下游坝坡，运距约50m内。3、下游坝坡施工顺序为：基础开挖→新建砼挡墙→建设坝顶砼排水，砼挡墙及排水沟设置于右坝坡及坝脚，采用人工配合脚轮车进行施工，开挖土石方堆放至下游坝坡，运距约50m内。大坝整治工程施工产生多余土石方全部堆放至下游坝坡，并采用机械压实。2、溢洪道工程施工溢洪道交通桥拆除前，应先搭建好临时交通桥，保证后续施工。临时交通桥采用热轧型“工”字钢、槽钢搭建。溢洪道施工顺序为：溢洪道开挖，浇筑混凝土边墙，底板，土石填筑。溢洪道基础土方开挖主要以1.0m³挖机开挖为主，配合人工开挖，胶轮车与人力运输相结合，弃渣运至指定的渣场，石方开挖采用凿岩机进行；混凝土均采用0.4m³强制式搅拌机就近拌制，人工立模。砼采用人工手推胶轮车运至浇筑点卸料后人工入仓，采用插入式振捣器振捣密实，然后采用人工抹面收光。溢洪道整治工程施工产生多余土石方全部堆放至下游坝坡，并采用机械压实。3、放水设施整治工程施工⑴卧管施工：放水设施施工前将库内水位降至死水位以下，在左坝肩位置采用钢筋砼重新修建。放水卧管砼拌制采用0.40m3砼拌和机拌制，手推车运输入仓，振动棒振捣。⑵涵管施工：涵管施工采用拖拉管施工方法。拖拉管施工采用水平导向钻进法，它的主要特点是，可根据预先设计好的牵引线路驱动装有契形钻头的钻杆从地面钻入，地面仪器接收由地下钻头内传送器发出的信息，控制钻头按照预定的方向绕过地下障碍物直达接收地，然后卸下钻头换装适当尺寸和特殊类型的回程扩大器，使之能够在拉回钻杆的同时将钻孔扩大至所需直径，并将需要铺装的管线同时返程牵回钻孔入口处。在整个工作中，混合机组提供的钻孔混合液不断地从钻头的钻口嘴喷出，用以润滑钻头、钻杆，以提高整个工程的工作效率。拖拉管施工顺序依次为：现场准备、测量放线定位、管道安装组焊及钻机安装调试、导向孔钻进、分级反扩成孔、管道回拖施工、清理泥浆并切割管头。①前期准备包含设施、水源、动力、材料设备等。②定位根据施工图纸，进行测量放样。并根据施工范围的地质情况、埋深、管径和一次牵引的管道长度，并设计好钻杆轨迹。③打导向孔定向钻机采用钻进液辅助碎岩钻头钻压从钻杆尾部施加。钻头通常都带有一个斜面，所以钻头连续回转时则钻出一个直孔，而保持钻头朝某个方向不回转加压时，则使钻孔发生偏斜。探测器或探头可以安装在钻头内，也可安装在紧靠钻头的地方，探头发出信号，被地面接收器接收或跟踪，从而可以监测钻孔的方位、深度和其它参数。在不能稳定跟踪钻孔轨迹的地方，或因钻孔深度太大，用无线电频率方法难以保证定位精度的地方，也可采用有缆式导向系统。首先将探测棒插入导向头内，导向头后端与钢管连接，然后用钻机给钢管施加压力，推进导向头，将导向头打入地下；导向仪可随时接收导向头的方位与深度，钻机可根据此信息及时旋转导向头，使导向头随时改变深度和方向，在地下形成一条直径为100mm的圆孔通道，孔道中心线即为所需敷设管道的中心线。④扩孔、成孔在孔洞形成后，将导向头卸下，装上一钻头，钻头孔径比孔洞大1.5倍，然后将钻头往回拖拉至初始位置，卸下该钻头，换上更大的钻头，来回数次，直到达到规范要求。为了防止塌孔，在注射的水中加入外加剂，外加剂相关指标参照规范，该外加剂有固化洞壁。

润滑钻杆等作用。⑤牵引管道钻孔完成后，将管材按连接成规范许可的长度，将管材两端封闭，一端与钻头相连，将其一次性拖入已形成的孔洞中，即完成整个埋管程序。4、混凝土工程施工（1）拌制砼的材料要求粗骨料：碎石宜采用石灰石或Mu50号以上的砂岩由破碎机破碎呈立方体的成型碎石，薄片、针状碎石含量不得大于15%；粒径级配粒径级配Cu＞5.0。细骨料：砂宜采用经质检部门认可的机制砂或河砂，含泥量小于5.0%，细度模数Mx为3.7~1.6。水泥：水泥应采用符合国家和行业现行标准的R42.5号硅酸盐水泥，水泥细度为通过80µm标准筛余量不大于5%，受潮、结块的水泥，严禁使用。水：水应采用符合国家和行业现行标准执行，凡生活可饮用水，可用于拌制砼，未经处理的工业废水、污水、及沼泽水不能使用，相关事宜按照《混凝土用水标准》（JGJ63-2006）执行。（2）钢筋材料要求①钢材必须是合格正品。各类钢筋应符合国家和行业现行标准，钢筋表面应光洁无破损、油污、泥土、浮锈，使用前必须清除干净，锈蚀结垢的钢筋严禁使用。②钢筋绑扎成型后应满足混凝土保护层设计厚度的要求。（3）施工工艺要求①混凝土级配为二级，施工前应做混凝土配合比试验。水泥、粗细骨料和水应符合国家质量标准。②模板制作安装既要满足设计强度与刚度要求，又要满足施工工艺要求、表面平整光洁、接缝严密，架立安装与支撑牢固可靠，不得有任何松动。③混凝土原则采用机械拌和，砼拌制成熟后方能出机，及时运达浇筑地点，运输中不应有分离、漏浆和严重泌水情况。④混凝土浇注前应详细检查仓外模板、钢筋、预埋件、永久施工缝和基础面是否符合设计与规范要求，经验收合格后方能浇注。⑤混凝土应按顺序和方向分层平仓浇注振捣密实，不得有气泡蜂窝，切实做到内实外美。砼浇筑必须并保持连续性，如因故中止或混凝土施工已超过允许间歇时间，待复工时必须按工作缝（面）处理后方能进行下步工作。⑥各阶段混凝土浇筑完毕，待初凝后应及时进行养护，养护时间不得少于10天，大体积混凝土必须按相关施工规范预留温度缝并对缝进行处理。⑦本工程应按《水工混凝土施工规范》（SL677-2014）的有关规定进行混凝土表面保护。⑧未尽事宜应严格按照《混凝土结构工程施工及验收规范》（

GB50204-2015）施工。6、主要建筑材料要求（1）钢材普通钢筋采用HPB300和HRB400钢筋，钢筋应符合《钢筋混凝土用钢第一部分：热轧光圆钢筋》（GB1499.1-2008）和《钢筋混凝土用