水库除险加固工程初步设计

水库除险加固工程初步设计1、综合说明 1.1工程现状及设计基本资料说明 3 1.3工程地质 1.4工程任务及规模 1.5除险加固工程设计 1.6施工组织设计 1.7、工程管理设计 1.8、工程概算 2、水文 2.1流域概况 2.2气象 2.3洪水 3、工程地质 3.1区域地质概况 3.2坝址区工程地质条件 3.3天然建筑材料 203.4结论与建议 204、工程任务与规模 204.2水库除险加固的必要性 214.3水库任务和规模 224.4死水位复核 224.5水库调节计算 225、除险加固工程设计 295.1基本资料 295.2设计依据 295.3水库病险情况复核 5.4水库除险加固方案选择 315.5除险加固设计 6、施工组织设计 496.1施工条件 496.2工程施工 6.3施工总布置 6.4施工进度安排 7、工程管理设计 8、工程概算 8.1编制说明 8.2工程总投资 8.3概算表 水库位于凌源市四合当镇,属大凌河流域,渗津河二级支流上,河中水库由四合当镇政府管理。水库当时的设计标准是20年一遇，校核标准是100年一遇，主要功能是防洪、灌溉、养殖等综合利用的水库。1988年水库的溢洪水库大坝坝型为粘土心墙坝，原防浪墙顶高程465.96m,坝顶高程净宽29m，陡坡段长度100.7m，比降为0.04，通过现场检查，溢流道底板、侧程466.0m，启闭塔与大坝之间用交通桥连接，塔高15.0m，塔外形尺寸为2.5m河流域地处中纬度，属于温带向寒带过度的季风气候，其特点是冬季以多年平均风速为3m/s，最大风速可达20m/s，其相应风向为NW，多年平均1.2.3.1设计暴雨1.2.3.3设计洪水合理性分析本次计算的水库设计洪水成果较水库安全鉴定设计洪水成果基本相同，本工程区地质属元古界、震旦系下统大红峪组石英砂岩,石英砂岩含夹灰质坝顶下1.1m见心墙顶面，高程为463.95m。各项物理力学指标均较好。通坝壳填筑料岩性为砾砂或圆砾，其最大砾径约5cm，级配一般。1.3.3坝基本工程坝体坐落于河流冲洪积而成砂砾石层之上。该层厚度约10m，呈中1.3.4坝肩左岸坝肩位于左岸突出山脊的前缘，岩体裸露。岩性为弱风化石灰岩,岩体天然建筑材料来源于当地不同区域。砂来自万元店，运距80km，块石来自于程规模为：工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级。水库的设计防洪标准是水库是以防洪、灌溉为主，兼顾养殖的综合水利工程。水库库区面积固设计中防洪限制水位仍采用462.7m。放水设施不参加调洪计算。根据水文演重建钢筋混凝土防浪墙与粘土心墙相连接，新建防浪墙宽0.3m。坝顶砂砾料回在右坝端建管理房，管理房建筑面积60m2。1.1.1.1工程条件2、对溢洪道边墙衬砌维修，维修部分采用20cm厚C30钢筋混凝土衬砌。4、防冲池拆除重建，输水洞出口新建闸室，配工程所需天然建筑材料主要包括块石、碎石、砂子，采用外购。块石运距本工程使用材料供给主要是市场购买，水泥运距60km，钢材运距60km，木水体维修，观景台边墙拆除重建。溢洪道边墙、底板维修，新建消能设施;输水1.6.2.1大坝施工1.6.2.2溢洪道施工1.6.2.3放水设施施工库房及施工用房在附近新建200m2，工棚存放部分水泥、木材、钢材库房，2、增加雨量站、水位站及其相应设备，增加专业检测人员一名，保证资料1.8.1.1工程概况水库位于凌源市四合当镇。属大凌河流域，渗津河二级支流上，河1.8.1.2编制原则和依据依据设计工程规模和图纸，材料的市场价格；设计的施工方法。依据《辽宁省水利工程设计概（估）算编制规定》辽发改发［2005］1114号文件《辽宁水库位于凌源市四合当镇。属大凌河流域。座落于渗津河二级支流的该流域地处中纬度,属于温带季风气候区，其特点是冬季以西北季风为主，多年平均风速为3m/s，最大风速可达20m/s，其相应风向为NW，多年平均该地区属无资料地区,水文分析按辽宁省水文水资源勘测局1998年编制的16三日CC/CKP52331KFPPP——设计面暴雨强度(mm)P/τ1-n0p123456789℃℃℃%23NNWNNWSWNWWSWNNNnpp——洪峰流量系数P（%）0.20.331235P10P面52.048.440.936.233.329.7P1P面114.0105.888.777.971.563.4P6P面206.0190.6158.4137.8126.0110.9P24P面355.8327.3265.9226.8204.9176.7P三P面421.3387.6314.9268.6242.6209.2P1P/P6P0.550.550.560.570.570.57P6P/P24P0.580.580.600.610.610.63N0p0.560.570.570.570.580.58N1p0.670.670.680.690.690.69N2p0.610.610.630.640.650.6724N2P-10.2870.2920.3040.3160.3290.3486N1P-N2P1.1251.1191.1021.0891.0701.044P98.491.476.867.562.055.1IP137.7127.9107.494.486.777.00.730.720.660.620.560.52三p0.590.570.520.480.4420.41三-24p0.30.280.210.20.190.19W三p198.87176.75131.00103.1685.8068.63W三-24p8765W24p9680640.0440.0430.0420.0400.0400.038Qp223.5204.7157.7130.2108.089.1TQT/QPQ0Q't备注0000060QP=89.10.0020.1800.18Q6=1.260.0040.400.40.0090.800.80.0300.0756.706.70.197025.50.28625.5025.5189.1089.126.50.57651.3051.30.35231.4031.40.13300.065.305.30.0443.903.90.0353.103.10.02700.0200.01500.0120400.0080.700.7450.0060.500.50.0040.400.40.0020.200.200.000.0TQT/QPQ0Q't备注0000060QP=1080.0020.2200.22Q6=1.520.0040.400.40.00900.0323.503.50.0828.908.90.21523.2023.225.50.3133.5033.51108.00108.026.50.5963.7063.70.36939.9039.90.14400.0657.007.00.0495.305.30.0384.104.10.0293.103.10.02200.01700.0130400.0090450.0060.600.60.0050.500.50.0030.300.300.000.0TQT/QPQ0Q't备注0000063.6003.60QP=204.70.0020.4100.41Q6=3.60.00500.0100.0377.607.60.09300.21944.8044.825.50.35272.1072.11204.70204.726.50.605123.80123.80.39580.9080.90.1632.8032.80.07300.05600.0438.808.80.0336.806.80.0255.105.10.0193.903.90.0153.103.1400.0110450.00800.00600.0030.600.600.000.0水库流域范围内没有水文站，无法承担水文资料采集任务，为实现防洪抗旱工程体系的科学调度和满足施工与运营管理需要，因而需设雨量站和水位1套12套13套14套15台16套17套11台22套23台24块45台6块7台68米9个套台1台台1台1套1河谷，河谷宽约120m，右岸较陡，岩石裸露；左岸较缓，多为坡积物覆盖。坝工程处于阴山—燕山东西构造带与大兴安岭—努鲁尔虎山山系北东向构造本工程区地质属元古界、震旦系下统大红峪组石英砂岩,石英砂岩含夹灰质基岩裂隙水主要分布在坝址区与坝端基岩风化裂隙带中，由于大气降水是第四系孔隙潜水主要分布于库区内与坝址下游沟谷中，含水层岩性为砂卵3.1.1.1坝体工程地质条件463.95m。通过进行现场观测和对业主及当地群众调查得知，下游坝坡未发生库坝壳填筑料岩性为砾砂或圆砾，其最大砾径约5cm，级配一般。砂砾石层均3.1.1.2坝基工程地质条件3.2.1.3坝肩工程地质条件左岸坝肩位于左岸突出山脊的前缘，岩体裸露。岩性为弱风化石灰岩,岩体输水洞为2根直径为0.4m钢筋混凝土涵管，洞长85m，进口高程450.9m,碎石、砂子。块石来源于四官小窝铺，运距50km，碎石运距2、区域地震动峰值加速度为0.05g，反应谱特征周期为0.45s相应抗震烈4、工程任务与规模1971年—1986年，水库由五家子乡政府管理。1920年一遇，校核防洪标准100年一遇，工程规模属于小（一）型水库。主要功水库枢纽工程由拦河坝、输水洞、溢洪道组成。拦河坝类型为粘土心墙输水洞位于右岸，为2根直径为0.4m钢筋混凝土涵管，洞长8程450.9m，出口底高程450.0m,由平板钢闸门用启闭塔操纵，启闭塔顶高程466.0m，启闭塔与大坝之间用交通桥连接，塔高15.0m，塔外形尺寸为2.5m×国家水利部关于提高水库防洪的指示精神，1988年对水库进行了一次加固，加固主要内容为将溢洪道在右岸陡坡段拓宽，大该水库经除险加固后，可正常蓄水，是发展下游灌溉工程，改善农业种植为使死库容的确定更据科学性。通过查原库容曲线，并从上游正常水位开0规模属于小（1）型水库，所以水库现状工程规模为：工程等别为Ⅳ等，主要建次防洪限制水位仍采用462.7m，防水设施不参加调洪演算。根据水文演算得出水库水位Z库容V堰顶以上库容v/△t下泄流量qq/2(v/△t)+(q/2)m万m3m3/sm3/sm3/sm3/s462.7186.400.000.000.000.00463193.26.818.897.623.8122.70464216.830.484.4468.7834.39118.83465241.354.9152.50161.8580.92233.42466267.180.7224.17278.16139.08363.24467294.6108.2300.56413.73206.87507.42468323.9137.5381.94518.77259.38641.33qZ00001234567819qZ0000123456789qZ00001234567895、除险加固工程设计5.2.1.1大坝现状水库大坝坝型为粘土心墙砂壳坝，防浪墙顶高程465.96m,坝顶5.2.1.2溢洪道现状净宽29m，陡坡段长度100.7m，比降为0.04，通过现场检查，溢流道底板、侧5.2.1.3放水设施现状程466.0m，启闭塔与大坝之间用交通桥连接，塔高15.0m，塔外形尺寸为2.5m5.2.2.1大坝存在的问题（2）迎水坡护坡石块石粒径小，破损严重，表面凌乱、不平整，达不到护坡要5.2.2.2溢洪道存在的问题（1）溢洪道边墙局部混凝土衬砌脱落，不满足规范要求，伸缩缝开裂，底板破5.2.2.3放水设施存在的问题5.2.2.4其他存在问题（3）由于水库不能正常输水灌溉，导致下游干支渠道及渠系建筑物失去管理而5.3.2.1堰体稳定复核水库溢洪道建于弱风化岩石上，多年运行，为见异常，因长期低水位运5.3.2.2边墙高度复核5.3.2.3消能工复核与粘土心墙连接，回填砂砾料后坝顶采用碎石路面，坝顶宽度4m（含防浪大坝迎水坡坡比维持不动，自上而下为1:观景台边墙倾斜，拆除重建，地面以下采用挡土墙结构，地面以上采用高溢洪道底板衬砌拆除，重建0.2m厚，C30钢筋混凝土衬砌。溢洪道边墙维溢洪道采用跌坎消能，下游建消力池，池长29.5米，宽为8-11米，池深砌筑，基础深1.5m。边墙采用《挡土墙标准图集》俯斜式挡土墙结构；左侧山5.4.4其他设施加固方案在右坝端建水库管理房，管理房建筑面积60m2。水库工程规模为小（一）型水库，工程等别为Ⅳ等。主要建筑物按四级5.5.2.1坝顶高程确定）；）；）；2）波浪爬高R计算：m——斜坡坡率，土坝m=3；D——由计算点逆风向量到对岸的距离（m）;W——设计洪水位取1.5倍的多年平均年最大风速，校核洪水位取多年3）风壅水面高度E计算：）；）；）；4）安全加高A：5)坝顶高程复核算准计标计算坝顶实测坝顶实测防浪土坝5.5.2.2大坝标准断面设计本次设计对大坝防浪墙设计宽0.3m。路面宽依然为35.5.2.3护坡加固处理方式Pmax=1.59YwK(2h)DM=D/0.85由上表计算结果，考虑结构安全系数（1.5块石粒径最小尺寸为22cm，15cm，厚度约为8～12cm，现状块石大小不满足要求。本次设计对迎水坡护坡拆5.5.2.4坝顶路面及防浪墙设计路面外设20cm×70cm路缘石，详见大坝除险加固标准断面图。型）坐落在粘土心墙上。顶高程466.05m；墙顶宽0.3m，墙高2.1m，基础底宽5.5.2.5排水体设计本次除险加固设计部分（约30%）贴坡排水体维修重建,维修重建部分表面5.5.2.6坝顶观景台设计高1.2m，宽0.5m直立式边墙。边墙全长33m，前15米水库溢洪道为侧堰式,由侧堰、陡坡段、消能工等组成，5.5.3.1溢洪道设计内容修处结构采用20cm厚C25钢筋混凝土衬砌。5.5.3.2溢洪道边墙高程确定bQQ进口88kkk1.26561.170.0036524.464.450.00396P=3.3%ik=0.00365P=0.33%ik=0.00396＜式中：△L1-2—分段长度m；h1、h2—分段始、末断面水深m；bnRJV8888bhnRJV0+36.380.0170.0085.6229.30+65.680.0170.860.0197.240+84.380.0170.7960.0257.9552.70+13780.94bnRJV88885.5.3.3溢洪道掺气水深计算计算公式：hb=V—不掺气情况下泄槽计算断面的流速，ζhVhbhVhbhVhb0+0003.202.072.193.602.302.975.613.200+06.516.346.528.372.220+27.52.162.942.252.53.152.614.124.044.350+36.33.964.263.055.463.280+65.60.956.676.982.058.132.280+84.30.887.200.977.518.812.120+1370.87.930.890.948.399.98H—边墙高，m；Z—边墙顶高程，m。hVhb安全超高Δ边墙高H底板高程z墙顶高程Z0+0002.975.613.200.914.11461.70+06.58.372.223.22462.7463.40+27.54.124.044.350.855.20457.1463.40+36.33.055.463.280.904.19457.24630+65.62.058.132.280.993.28455.6461.10+84.38.812.123.14454.9458.20+1379.982.95453.4457.2根据上面计算，溢洪道进口段边墙局部现状高程相比较低于计算高程,因此5.5.3.4消能设施计算gWD9.37σVQBψ下游河8Ρm—取0.027KP—取0.05Pw—水密度，取9.8KN/MV—收缩断面处流速。A—底板面积。根据以上计算结果，跃前水深0.335m，跃前水跃长度取9.5m，跃后水深4.08m，消力池长取20m，消力池高取1.5；边墙安全超高取0.5m，跃前水跃至跃后水跃处墙高4.6m，墙基础深选择最大冻土深度1.5m；在消力池后接20m长石笼护坦，护坦厚0.6m，护坦左侧山体不做防护，右侧做浆砌石边墙，墙基础123455）跨中弯矩最大值M=257.7kN.m,支座边估算钢筋直径20mm，则a=c+d/2=25+20/2=35mm，h0=h并在常用配筋率范围并在常用配筋率范围内（0.4%0.8%故截面尺寸合适。配置6Φ225.5.5.1现状概述5.5.4.2放水设施存在的主要问题5.5.4.3加固设计本次水库除险加固，原有输水洞体维持现状不变，放水设施设计的具体内容4、防冲池拆除重建池长5m，宽3m,深1m，采用5.5.7.1水文观测设备一个1台1台1套1套1套1个1套1个1个1个1二台1台1台1台1台1三5.5.5.2视频监控系统设备数量单价备注前端部分一体化摄像机40.35护罩云台解码器40.3防雷接地体40.4电杆、配件40.20.8网路部分视频传送器(视频服务器功能)10.50.54路图像传至省或市里ADSL路由器10.10.14路图像传至省或市里视频线、控制电缆等10.40.4ADSL电路ADSL电路（1M）租费10.250.25年租费6.25ttt个62t根3mt4t9mm5t967%6、施工组织设计6.1.1.1工程地理位置及交通6.1.1.2水库主要建筑物加固内容大坝长度不变，迎水坡、背水坡坡比不变；迎水坡干砌石按原状维修；背水坡1、对溢洪道底板衬砌混凝土拆除，重建20cm厚C22、对溢洪道左边墙衬砌维修30%，右边墙衬砌维修70%，维修采用20cm厚4、防冲池拆除重建，输水洞出口新建闸室，配新建水库管理房，管理房建筑面积60m2。工程所需天然建筑材料主要包括块石、碎石、砂子，采用外购。块石运距本工程使用材料供给主要是市场