水库除险加固工程初步设计报告

3 8 41 41 41 411综合说明由于经济、技术、管理等多方面因素的制约，工程建设标准低，施工质量差，水库防洪能力及灌溉效益均达不到设计要求，急需采取除险加固工程措施。XX年5月，我院受XX县水利局委托，承XX市同州测绘有限公司XX年7月实测水库枢纽工程1:500局部地形图。依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》及《防洪标准》规定，考依据国家质量技术监督局发布的《中国地震动参数区划图》表1-1XX水库主要技术特性指标表项目特性指标单位加固前加固后备注水库控制流域面积km20.150.15防洪标准设计×年一遇3030校核×年一遇300300水位死水位m84.4m84.4m兴利水位m86.6m86.6m设计水位m87.39m87.39m校核水位m87.69m87.69m库容起调水位m86.6m86.6m死库容万m3兴利库容万m37.77.7调洪库容万m3总库容万m3控制泄洪控泄标准×年一遇防洪高水位m灌溉面积万亩0.040.04地震设防烈度ⅦⅦ大坝坝型粘土心墙砂壳坝粘土心墙砂壳坝坝长m最大坝高m坝顶宽m2.2~3.8m4.0坝顶高程m87.83～89.48m89.1防浪墙顶高程m无无防渗体顶高程m87.587.7边坡坡比上游坡1:2.4~2.6下游坡排水体型式/顶高程(m)—贴坡排水/79.0排水体长m—42戗台高程上游m 下游m——溢洪位置/型式左坝端/开敞式左坝端/开敞式闸门孔数/宽×高孔/m/×/×道堰顶(闸底板)高程m86.686.6控制断面净宽m3.03.0溢洪道总长m泄槽长m泄槽宽m3.03.0槽底比降2%/6.5%/23.5%2%/6.5%/23.5%设计洪水时最大泄量m3/s3.33.3校核洪水时最大泄量m3/s5.25.2消能型式放水洞结构型式卧管式砼管坝下埋管式断面尺寸mΦ0.2砼管Φ0.2砼管洞身长m3132进/出口底高程m84.5/84.184.5/84.1最大流量m3/s闸门型式坝后闸阀坝后闸阀启闭机型式、型号DN0.2位置（大坝桩号）0+0830+083然后运用高切林图解法进行调洪演算，对该水库大坝进行防洪安全核算。表1-3各种频率洪水情况表频率（%）0.333.33设计洪峰流量(m3/s)7.85.43.8入库洪水总量(万m3)4.92.1溢洪道最大泄量(m3/s)5.23.32.2大坝粘土心墙接高，迎水坡补土整修，采用干砌块石护坡；背水坡补土整坡、草皮防护，下游新建排水设施；坝放水洞进出口维修改造，进口建八字翼墙，新建坝后闸阀室，配套闸及安装工程0.87万元，临时工程投资3.48万元，其他20.06万元。计划20142基本情况大坝安全鉴定结论：一是水库现状大坝坝顶高程及粘土心墙顶高程达不到三十年一遇设计及三百年一遇校核洪水防洪标准。二是大坝填筑质量差，碾压质量达不到规范要求，水库在建设时受资金及条件的限制，施工质量较差；大坝迎水坡无护坡，局部坝坡塌陷；大坝坝顶无防护墙，且不平整；大坝坝后乱草丛生，无草坡防护，无排水沟，无排水体。三是溢洪道进口处有一浆砌乱石桥，桥洞为三根涵管，涵管断面狭窄，影响泄洪。四是放水洞进口已损毁，闸阀已损坏，不能正常使用，漏水严重，出口长溢洪道位于大坝右端，进口处有一浆砌乱石桥，桥洞为三根涵管，直洪道系利用自然地形开挖形成，土基断面，两侧无导流墙，溢洪道底未护出口底高程84.1m。放水洞进口已损毁，漏水严重，出口长年有明水流淌，调查分析，采用查暴雨等值线图获得洪水计算参数，利用经验公式法推算设计洪水，然后运用高切林图解法进行调洪演算，对水库大坝进行防洪安道进口处有一浆砌乱石桥，桥洞为三根涵管，涵管断面狭窄，影响泄洪。溢洪道两侧无导流墙，末端尾水回冲坝脚，3水文水利计算水库为小(2)型水库，工程等别为Ⅴ等，考虑原设计标准，确定本次洪水复XX水库位于XX县潮河镇XX村东北0.干流比降0.01m/m，长0.5km。流域内坡度较陡，地势东高西低，属丘陵地区。流域内来水主要是降雨时山岭产流，流域内多根据对水库流域内暴雨特性及产汇流规律进行分析，可知该水库入库表3-1XX水库各设计频率暴雨量计算成果表频率(%)KPH24P(mm)0.333.68434.23.332.43286.7205.3表3-2XX水库各设计频率单位面积最大洪峰流量成果表频率(%)0.333.33qm(m3/s/km2)47.533.023.2根据上述公式，计算得各频率最大洪峰流量Qm，依据《山东省小型水库洪水核算办法》中规定，流域面积小于1km2的小(2)型水表3-3XX水库各设计频率最大洪峰流量成果表频率(%)0.333.33Qm(m3/s)7.85.43.8净雨深R由P+Pa～R关系图查得，其中，P=0表3-4XX水库各设计频率洪水总量计算成果表频率(%)0.333.33P(mm)325.7215.0P+Pa(mm)365.7255.0R(mm)296.5W(万m3)4.92.1表3-5XX水库各设计频率洪水历时计算成果表频率(%)0.333.33T(h)3.493.203.07溢洪道无闸控制，入库洪水自由下泄，起调水位为溢洪道进口设计宽调洪辅助曲线：根据实地踏勘及对水库管理人员的询问调查分析，该水库水位～库容关系变化不大，经研究确定采用原有水库水位～库容关系表3-6XX水库调洪辅助曲线表水库水位H(m)86.687.187.688.188.6库容V(万m3)8.79.4调洪库容V(万m3)00.72.43.4溢洪道泄量(m3/s)04.58.27表3-7XX水库调洪演算特征值成果表频率(%)入库洪峰流量(m3/s)溢洪道最大泄量(m3/s)最高库水位(m)相应调洪库容(万m3)0.337.85.287.693.335.43.387.393.82.287.210.9坝顶超高计算按照《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》tga=1/m上=0.4(m上=2.5)；2hB非常=0.0208×V风5/4×D吹1/3=经计算R正常=0.39m；R非常=0.25m。2、安全加高A：根据“设计导则”中6.1.1条规定，正常运用条件下A取正常运用y正常=R正常+A正常=0.89m；非常运用y非常=R非常+A非常=0.55m。按照“设计导则”6.1.2条规定，坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之三、正常蓄水位加非常运用条件的坝顶超高加地震涌浪高(地震涌浪高表3-8水库大坝防洪安全复核成果表运用情况洪水位(m)坝顶超高(m)核算坝顶高程(m)现状坝顶高程(m)设计洪水位正常运用87.390.8988.2887.83～89.48不满足要求正常蓄水位正常运用86.60.8987.4987.83～89.48满足要求正常蓄水位非常运用86.688.1587.83～89.48不满足要求校核洪水位非常运用87.690.5588.2487.83～89.48不满足要求满足要求。在设计洪水位正常运用情况、正常蓄水位非常运用加地震涌浪0.3m以上；非常运用情况应不低于非常运用的静水位。粘土心墙顶高程复表3-9粘土心墙顶高程复核成果表运用情况洪水位(m)心墙顶超高(m)核算心墙顶高程(m)现状心墙顶高程(m)设计洪水位正常运用87.390.387.6987.5不满足要求正常蓄水位正常运用86.60.386.987.5满足要求校核洪水位非常运用87.69—87.6987.5不满足要求满足要求；在设计洪水位正常运用情况、校核洪水位非常运用情况下，不4大坝工程设计大坝现状坝顶宽度2.2～3.8m，根据根据第三章水文水利计算中粘土心墙顶高程复核成果知，大坝现状粘根据工程现状，并考虑坝型、坝高、坝基材料等因素，参照已建类似土坝的经验，确定大坝迎水坡坡比1:2.5，背水坡坡比1:2.25，大坝0+017~计划在大坝0+007～0+090桩号范围内，清除坝前淤泥，然后采用抛石方法，由坝坡向库内抛填推进的施工方案，进行抛石护脚。设计护脚平台大坝迎水坡局部缺土，无护坡。大坝按设计坡比补土筑坡，采用干砌砌石在最大局部波压力作用下，所需的直径由水文水利计算可知，正常运用时平均波高：hm=0.121m；累计概率大坝原有坡面无纵横向排水沟。根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》(SL189—96)规定，沿大坝轴线设置纵向(垂直于坝轴线方向)设横向(平行于坝轴线方向)排水沟1道。大坝左右坝肩处各设1道斜向排水沟，通至排水体下游横向排水沟。排水沟考虑管理、维护等因素确定断面外边坡1:2.0。排水体顶部宽0.5m，采用M10浆砌块石压顶，外坡面采用干砌块石护砌，厚度均为0.15m，内侧设反滤层，自内而外第一层为250坝顶采用泥结碎石路面，厚0.15m，下设5溢洪道工程设计现状底宽3.0m。根据“鉴定报告”，针对工程存在的问题采取相应措施，对综合考虑溢洪道泄洪能力、水流条件、工程量及投资、水库长远发展道，泄洪能力不满足，本次设计改建。现状溢洪道系土基开挖，设计对溢洪道进行开挖整修，采用浆砌乱石护砌。考虑尾水回冲坝脚因素，溢洪道溢洪道纵断面设计为：桩号0+000～0+005段，为宽顶堰；桩号0+005~0+075段，底坡i=2.0%。桩号0+075～0+109段，底坡i=6.5%。桩号0+109~根据实测资料，结合工程现状，设计溢洪道为矩形断面，底宽3.0m。根据溢洪道泄洪能力及除险加固设计的各分段断面型式和护砌结构型溢洪道为矩形断面，底宽3.0m。桩号0+005～0+075段，长70m，底坡i=2.0%；桩号0+075～0+109段，长34m，底坡i=6.5%；桩号0+109～0+135根据不同频率的溢洪道最大泄量，分别计算相应的临界水深和临界底算溢洪道水面线。计算公式为△L=(ES22—上下断面水深(m)；表5-1溢洪道各段不同频率泄量水流流态判别成果表桩号0+000～0+0050+005～0+0750+075～0+1090+109～0+135设计底坡00.020.0650.235设计底宽(m)3.0泄量(m3/s)P=0.33%5.2P=3.33%3.32.2临界水深(m)P=0.33%0.70P=3.33%0.520.40临界底坡P=0.33%0.006692P=3.33%0.0065960.006642坡型缓坡流态缓流急流面处发生临界水深，以该水深作为控制水深，分别向上、下游推算溢洪道溢洪道泄槽水流应考虑波动和掺气影响。波动及掺气后水深按《溢洪道设计规范》(SL253-2000)附录A公式hb=(1+ξV/表5-2溢洪道水面曲线推算成果表断面桩号P=0.33%P=3.33%h(m)V(m/s)hb(m)水面高程(m)h(m)V(m/s)hb(m)水面高程(m)h(m)V(m/s)hb(m)水面高程(m)0+0000.820.8487.440.620.6387.230.480.4987.090+0050.702.480.7287.320.520.5387.130.400.4187.010+0750.483.540.5085.710.363.060.3785.570.282.620.2985.490+1090.345.100.3683.360.254.400.2683.260.203.670.2183.210+1350.256.930.2777.170.205.500.210.193.860.2077.10前高出设计渠底的土体及风化岩体，使进水渠与清障后的库区自然连接，83.9～77.7m，两侧边坡及渠底护泄洪。考虑过水能力及交通要求，本次除险加固对其进行改建。交通桥位于溢洪道桩号0+000～0+005处，与溢洪道轴线成90°角。设计标准为公路—Ⅱ级，交通桥两侧与外部道路及坝顶平顺连接。C30钢筋混凝土桥面板，板厚0.4m，桥面设C40混凝土铺装层，厚0.10~面两侧设大理石栏杆，座于桥面板两侧栏杆底座上，栏杆柱高1.2m，柱距6放水洞工程设计分组成。根据安全排查报告中放水洞暴露的主要问题，决定对放水洞进行建闸阀室，平面尺寸2.5×2.0m。坝后原Φ0.2m混凝土涵管，后接DN0.2m钢7水土保持及环境保护设计处理和绿化措施，包括大坝上游坝坡砌石护坡，下游坝坡草皮护坡等，这溢洪道挡土墙背后填平，剩余弃土石渣等回填至取附近土塘，开挖面采用(3)放水洞工程包括放水洞进出口段的维修改建等。在主体工程设计中，开挖出的土石渣用于大坝坝体回填，开挖面均采用砌石护砌，满足水表层土剥离和临建设施拆除三部分。弃土、石渣都运回取土塘，弃土场占地为临时占地。主体工程设计中已安排了复耕措施，水土保持工程仅考虑植观赏性乔木和花卉，使树木的高低、形态错落有致，互相搭配；在管理所内道路和管理所的进所道路两侧种植乔木，并对所有可能裸露的地面播选取工程重点区域进行水土流失监测，监测时段分为工程建设期和工程试运行期两个阶段，工程建设期汛期每月一次，工程试运行期即竣工后一年内，汛前、汛期、汛后各监测一次。监测内容主要为水土流失量监测和水本工程水土保持投资概算为0.9万元(不包括工程措施投资，工程措施以来，发挥了一定作用，对减轻水库下游地区农田、村庄免遭洪水灾害，促进农业高产稳产，提高群众生活水平发挥了重要作用，同时对保护及改随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，工农业和城市生活等各部门对水的需求与日俱增，水资源的价值亦将相应提高。本次除险加固工程完成后，扩大水库下游灌溉面积，大大减少上游洪水对下游乡镇重要工本工程主要是改变了土地利用功能对环境产生一定的影响；本工程的实施过程不存在污染转移，也不增加水污染程度；工程虽然存在施工期废水和生活污水、使水土流失量增加，产生一定的大气环境污染、噪声污染本工程建设不存在制约性的环境因素，工程对环境的有利影响远大于工程应对施工期混凝土拌和及养护废水、含油废水、生活污水等进行处理；租用洒水设备、在临时生活区设垃圾桶，对施工场地的大气环境及生活垃圾进行处理；施工人员生活用水打深井取水，经监测符合生活饮用水卫生标准后方可使用；土方工程采取湿法作业，为施工人员发放防尘面罩等，减少粉尘对施工人员及周边环境造成污染；加强施工道路管理和养护，保持路面平整和清洁，混凝土装卸地点、施工营地、施工运输道路洒水降尘；改进施工技术以降低噪声，合理安排施工车间和临时生活区的位置，利用绿化降低噪声，给作业人员配发噪声防护用具；每天对施工区进行清理，处理生活垃圾，施工结束后对迹地进行消毒，拆除临时设施产生的建筑垃圾回填至取土塘；施工人员进入工区后要加强群体防抗病意识，对施工人员定期进行卫生检疫，对工地炊事人员进行全面体检和卫生防疫知识培训，定期对饮用水质和民工食品进行卫生检查；对水库上游来水水质和水库水质进行经常性监测；主体过程建设区在设计阶段进行土石方优化平衡，合理利用开挖土石方，减少弃土、弃石、弃渣占地，施工生产和生活临时占地，在施工完毕后尽快采取翻土复耕、绿化等措施，恢复原有地表植被，恢复和改善当地生态环境；在今后的管理中，应大力加强库区水土保持建设工作，封山造林，涵养水土，并加强水质检测工作，以保护设兼职环境监理人员对施工期环境保护进行监理；施工期对污废水、施工导流、生态、施工噪声、水土流失进行监测；运行初期对水土流失及8工程管理根据XX县确权划界情况，XX水库工程安全运行管理由潮河镇水利站为了切实搞好洪水调度，确保水库安全运行，充分发挥灌溉、供水效益，水利站应配备专职人员负责水库工程管理。根据工程管理范围，参照定，考虑工程管理现状，XX水库配备管理人员1人，具体负责水库的日常工程管理人员负责水库大坝及水文观测设施的维护保养；负责工程巡查及记录工作与报告；组织工程的养护修理；负责工程技术资料的收集、整编、保管等管理工作。保障工程安全和发挥工程效益，并负责工程管理为给管理人员提供适宜的生产、生活环境，使水库管理工作逐步正规为了搞好水库控制运用和防洪调度，并及时做出水库洪水优化调度方案，为防汛抗旱提供科学的决策依据，提高预见性，满足防汛减灾及区域水资源分析评价的需要，并根据水库工程等别及其重要性高低，水库需要考虑防汛要求，结合本次除险加固工程，在水库大坝附近对防汛路进道、放水洞、输水渠道等各类建筑物及管理房和其它设施，兴利水位线以下的库区。大坝下游坝脚线向下50m，大坝坝端以外100m，溢洪道两侧轮保护范围：设计兴利水位线至校核洪水位线之间的库区，大坝管理范围的相连地域以外100m，引水、泄水等建筑物管理范围的相连地域以外XX水库由XX村集体管理，按照谁管理谁负责的原则，落实管理经费与运行维护费。也可采取承包、租赁等多渠道开辟管理经费来源。考虑该水9施工组织设计建筑材料、燃料均可直接运达工地。个别不能运至工地的，可修建短程临场内施工道路，可根据不同的单项工程位置及施工要求分别布置，因现有设备用电可从附近村庄引供电线路至项目区解决，采用柴油发电砂、石料皆可就近购买，量大质优，满足供应。水泥可利用本市水泥厂产品，生产厂家多，质量有保证，运输距离短。以上产品均应有质检合施工导流建筑物属于临时建筑物，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)，本工程的临时建筑物为5级，围堰结构型式采用常根据设计要求，本次加固工程中放水洞进口维修改造，放水洞进口底高程84.4m，大坝上游抛石护脚顶高程为85.2m。为满足放水洞工程施工要算法推算施工期设计洪水，得到设计频率P=20%时的施工期来水量为0.59游砌石护坡、坝脚抛石护脚、放水洞进口维修改造等。施工准备期，利用(1)放水洞进口维修改造导流：施工期安排在2014年11月，设计在放水(2)坝坡平整、坝前砌石护坡及抛石护脚导流：施工期安排在2014年10放水洞加固施工时，需在放水洞进口上游处筑一围堰，确定施工期围合，围堰顶宽取3m。为防止波浪冲刷，迎水工程施工排水主要是坝后排水体基础开挖经常性排水。拟采用明排方整平压实，人工附助夯实。要求压实后渗透系数均质坝不大于1×10-4补坡土方应严格控制铺土厚度及压实遍数，以保证压实度及相对密度达到铺设反滤料时，不得将反滤料自坡上向下倾倒，以免颗粒分离。铺设时，并在基础面上铺一层3～5cm厚的稠砂浆，然后再安放石块；对岩石基础，铺浆前应洒水湿润，砌筑用的石块表面必须冲洗干净，砌筑前也应洒水湿润，以便与砂浆粘结。砌石要求安放稳固，填浆饱满，砌缝交错，勾缝密石表面应与样线齐平，横向有通缝，但竖向直缝须错开，一定做到底实上混凝土的骨料质量和水泥标号要符合设计要求，级配合理，配料准确，严格执行《水工混凝土施工规范》的有关规定和要求，保证混凝土浇筑过程工程施工总布置，包括施工交通、施工仓库及加工厂设施、办公及生活福利建筑等。本着因地制宜、有利生产、方便生活、易于管理、安全可水库左右坝端外侧作为