某小型水库除险加固初步设计报告书

某小型水库除险加固初步设计报告书 第一节工程概况 第二节水文气象 第三节水库工程特性表 第四节水库枢纽工程存在的问题及原因分析 一、水库枢纽目前成在的问题 二、原因分析 第一节加固原则 第二节防渗处理 第三节输水涵管改造设计 一、原输水涵基本资料 二、涵管更新改造缘由及方案拟定 第四节溢洪道设计 一、溢洪道泄洪能力校核 二、溢洪道消力池设计 一、地质条件 二、施工条件 第一节概算编制说明 一、工程简要说明 二、编制依据 三、基础单价 第二节工程估算 第一章综合说明xx水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益库枢纽工程于1972年10月动工修建，1974年元月竣工投入运行。大坝控制集雨面积3.6km2，总库容401万m3，正常库容280万m3，设计灌溉面积4100亩，实际受益三乡五村，灌溉水库枢纽由主坝，涵管及溢洪道三大主体建筑组成，另有主灌渠4.8km，其中块石护砌防渗渠1km。坝顶轴长210m，坝底轴长73m，原输水涵管为0.6×0.7m的圬工拱涵，总长度59m，设计最大过流量1.1m3/s，放水卧管为堰顶高程51.5m，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为500年一遇，最大下泄流量19.25m3/s。灌溉主干渠4.8km，其中块石护砌防渗渠1km。xx水库地处北亚热带湿润性季风气候区，气候温暖湿润，春末仲夏雨水集中多暴雨，伏秋干旱常见。多年平均降水量1164mm，多年平均降雨天数136d，多年日照时间1770h，常年多北风，多年平均大风日数13d，多年平均气温16.5℃。库区属武陵山余脉向洞庭湖盆地过渡地带，区内地势起伏，比降明显。地势自西南向东北倾斜，冲谷坳沟多，地形破碎，多岗地。第三节水库工程特性表工程特性表表一一123425‰5二1%22%三1m2m3m4m四12m3m4m5m工程特性表续表一五12mm3mm84六12mm3mm4mm1取消放水2m3m4m七121134‰‰第四节水库枢纽工程存在的问题及原因分析一、水库枢纽目前成在的问题1、大坝坝身严重渗漏，浸润线位置较高，坝脚局部有沼泽化现象；2、输水涵管渗漏，形成了明显的渗漏带，放水卧管严重3、溢洪道断面欠宽，已无泄洪能力；4、输水渠於塞、渗漏，影响灌溉效益；二、原因分析1、该坝设计时，没有设计水平和竖直防渗体，下游也没有排渗设施，致使渗径短，下游渗流出口处的渗透压力过高；2、原输水涵管为三合泥浆砌石拱涵，运行了30多年，工程自然老化，因而涵管裂缝不可避免。加上粘土与拱涵边界条件不同，没有止水设施，所以形成集中渗流；3、原溢洪道只做部分开挖，汛期一直采用加大坝顶高程的方法度汛。4、主灌渠全长4.8km，仅有1km进行了块石护砌防渗，其余3.8km为土渠，因水土流失而造成灌渠於塞和渗漏；第二章枢纽工程加固处理设计xx水库涉及津市三个乡镇五个行政村，是库区群众生活用水和农田灌溉用水的主要水源，xx水库的蓄水、保水就非常重要。因此，本次水库除险加固设计必须遵循以下原则：1、水库洪水设计50年一遇，校核500年一遇；2、保持正常高水位51.5m和坝顶高程54.5m不变，修建溢洪道解决泄洪问题，水库溢洪道设计中，根据原设计最大下泄流量9.25m3/s,以开挖堰顶宽8m满足要求；3、上游抛石防浪，下游采用堆石棱体排水的方案，对大坝进行防渗处理；4、输水涵管属隐蔽工程，加固较难，需重新改造成钢筋混凝土结构。原放水方式采用卧管放水，本次设计改建为启闭机闸放水，将原有的笛子涵封堵；5、渠道护砌防渗，主要是将南干渠1km长的主干渠进行护砌，以确保渠道利用率的提高。由于大坝修建时没有设置防渗体，致使浸润线较高，逸出口渗透坡降较大，大于粘土的临界坡降，已有渗透破坏。初步设计在下游进行堆石棱体排水处理。分三段计算渗透量：(2)=h2−(h2+ao)21(3)s=b−m1(h1+do)−m2(h2+ao)f1ao=B-m1(h1+do)-m2(h2+ao)=81−41.5−2.367a0第三节输水涵管改造设计一、原输水涵基本资料内坡比1∶2.5，在高程47.00m处设内涵管原设计为无压出流，圬工结构，即以三合泥砌块石而进口底板高程43.00m，出口底板高程42.70m，全长59m，涵底纵坡比i＝1/197，设计输水流量Q＝1.1m3/s。取水方式为侧卧管、砼塞。水库正常蓄水位51.50m，50年一遇设计洪水位51.96m，500年一遇校核洪水位52.15m。二、涵管更新改造缘由及方案拟定由于原放水卧管渗漏，加之老涵管修建时，培厢夯实不严，致使运行多年后，造成涵管两侧培有多处渗漏带。涵管内外已形成通道。因为土体与圬工结构的边界条件不同，涵管周边形成集中渗流，把周边土粒带走，现在已在深层出现横向裂缝，严重危及坝体安全，迫切需要更新改造。2、方案拟定2.1在现有圬工涵的基础上以水泥浆冲填进行顶水灌浆。进行顶水灌浆，灌浆量必然较大，加上涵洞尺寸小，灌浆质量及效果难以保证。2.2采用内增补强。虽然工程量小，但一方面管外培厢流土得不到控制改善，另外原有断面过小，不能满足过水要求。2.3钢筋混凝土涵管新建。开挖大坝土方，拆除原底涵，要满足过水量要求，经水力计算，涵管断面需0.6m2左右，为方便施工及建成后检查维修方便，设计涵管断面尺寸为1.0×0.6m，该方案施工质量可靠，工期较短。拟选定3方案对xx水库进行除险加固，并新增一启闭机台，设置启闭闸门，对用水进行管理，为方便启闭闸门，修建工作桥一座。3、涵管水力计算：涵管设计灌溉流量0.8～1.1m3/s，管长60m。水库正常现有底涵纵坡1/197。水力计算：涵管内空断面积ω=1.0×0.6＝0.6m2，高水位引灌由于水头较大，流速高，过水能力大，所以仅需计算低水位时，断面尺寸能否满足设计过流量（1.1m3/s死水位点的中心水头为44.0-43.0-0.40.6m流速系数取φ=0.823/s＞1.1m3/s(符合设计要求)一、溢洪道泄洪能力校核xx水库溢洪道由宽顶堰、陡坡段、消力池及泄洪明渠四部分组成。由于水库无实测径流资料，原设计校核下泄流量为19.25m3/s，本设计从安全运行角度及原溢洪道已部分开挖现状，结构工程未实施两方面考虑，鉴于xx水库与朱亮桥水库相距不足10km，水文、地形、地貌条件类同，且xx水库集雨面积仅为朱亮桥水库集雨面积的一半，故可参照朱亮桥水库有关设计成果，8m堰宽完全能满足泄洪要求，不予拓宽，只作溢洪道和重力式挡土墙结构设置。二、溢洪道消力池设计xx水库溢洪道为宽浅式，堰顶高程51.5m，进口宽8m，堰长5m，堰顶下接65m的陡坡段i＝0.1262，溢洪漕后为15m×8m×1.2m的消力池。明渠为梯形断面，宽4m，边坡系数m＝0.8，坡降0.03。当最大下泄流量为19.25m3/s时，通过水力计算，此时即为消力池的最不利设计流量，根据此流量计算结果，消力池长15m，深1.2m，计算办法及过程如下：1、消力池出口明渠水深计算b=4mm=0.8i=0.003n=0.015（考虑浆砌块石护砌）假定下游水深hs，近似按明渠均匀流考虑，则?XRCQ4.86.560.7363.225.3686.820.7964.006.5527.330.9165.5422.415.9527.070.8464.71由上表得下泄流量Q与下游泄洪渠水深h关系，可知当下泄流量Q＝19.25m3/s，下游相应水深1.2m。2、消力池深度计算查灌区水工建筑物丛书《水闸》P70表3-14满足满足σ=1.051.10的要求，根据计算结果，消力池深3、消力池长度计算消力池长度包括水跃长度和水平射程长度，根据经验公宽顶堰下射水舌的水平射程L1可用下式计算：4、海漫段长度估算L＝(1.65-2.40)Lj取系数2，L＝20m五、输水渠断面设计1、设计最大灌溉流量Q＝1.1m3/s输水渠糙率取n＝0.017，干渠坡降取i＝0.0005，边坡系数m＝0.5。2、断面尺寸一、地质条件项目区属武陵山余脉向洞庭湖盆地过度地带，地貌上属冲积平原，由全新统冲积湖砂质粘土，砂卵石层组成，含铁锰质结核。大坝为人工素填土层，地面以下为粉土层和砂卵石层，为主要承力层，本工程为改造工程，未进行地质勘察，地质资料参考当地其它建筑地质数据，库区土层地基允许承载力约为200Kpa。地质条件满足工程设计要求。二、施工条件工程地处北亚热带气候区，温暖湿润，枯水期为10月至次年4月间，可进行施工。项目区位于津市市李家铺乡，乡镇距离津市市区12公里，湘北干线S205线纵穿市区，南通常德，交通便利，工程所需原材料可在当地采购。水库有防汛公路连接集镇，原材料及施工设备可直接运抵施工地。主要工程包括土方工程、砼工程及浆砌石工程，用电负荷小，工程可采用水库管理所电源，用水抽取水库水源。第三章工程投资概算第一节概算编制说明一、工程简要说明xx水库除险工程包括原底涵拆除工程、涵管新建工程、启闭机平台及工作桥工程、溢洪道护砌工程、输水渠护砌工程等及相关工程。工程总投资69.4万元,其中建筑工程52.2万元,设备及安装工程5.45万元,其它费用11.75万元。二、编制依据本概算组成和编制规程执行湖南省水利水电厅《湖南省水利水电工程设计概算编制办法及费用标准》（湘水电水建南省水利水电厅[1992]设备安装工程采用水利部《中小型水利水电设备安装工程预算定额》（水利部[1台班采用湖南省《水利水电工程施工机械台班费定额》，其中第一类费用上调5%。该工程由县级施工企业施工，根据湘水电水建[1998]5号取费标准，其它直接费取费率，建筑工程按基本直接费的3.7%计算，安装工程按基本直接费的5.2%计算，间接费取费率分别为：土方工程为直接费的14%、石方工程为直接费的17%、砌石工程为人工费的50%、砼工程为人工费的80%、设备安装工程为人工费的110%、计划利润为直接费与间接费之和的7%、税金为直接费、间接费与计划利润之和的3.22%。建设单位管理费按工程费用的1.20%计算，工程建设监理费按工程费用的1.50%计算，勘察，设计费按工程费用的2.50%计算，竣工图编制费按设计费的0.05%计算。三、基础单价1、人工工资：26.4元/d2、主要材料：第二节工程估算土方工程8.6万元、原涵管及卧管拆除工程0.1万元、浆砌石工程：启闭机2.9万元、铸钢闸门2.5万元、金结构0.68万元；临时工程：临时房屋建筑工程1.2万元、其它临时工程3.5万元；其它费用6.3万元；预备费3.3万元。1234567一12345二123三12四1234五1六建筑工程概算表1234567一二三四t五m设备及安装工程概算表1234567一tt二台1建筑工程概算表1234567一%2二%6一1%2%3%二%三%四1%2%3%一%5元主要原材料价格表123t4t5678水9电m施工机械台班（时）费汇总表单位：元单位估价表t水元t水元单位估价表1工日2元34元单位估价表1工日2元34元单位估价表挖装、运输、自卸、空回一元1元工日2元元3元元元二元三元四元五元单位估价表一元1工日2元元元二元三元四元五元单位估价表一元1工日2元