某水庫水毀修復工程設計說明書

1、水庫水毀加固修復工程初步設計說明書二三年十月三十日目 錄第一章 工程概況31.1 地理位置31.2 流域特征31.3 樞紐工程特性及現(xiàn)狀31.4 管理機構41.5 工程存在的主要問題及建設的必要性4第二章 水文計算與復核 52.1 基本資料搜集整理與復核 52.2歷次洪水標準復核情況 92.3 本次洪水復核計算 10第三章 工程設計183.1 大壩修整加固183.2 放水斜管翻新22第四章 施工組織設計234.1 施工條件234.2 工程施工23第五章 工程概算23 附表：總概算表設計圖紙目錄 圖 名 圖 號1、大壩平面布置圖 ××水工-012、大壩剖面圖 ×&#

2、215;水工-023、大壩結構大樣圖 ××水工-03第一章工程概況1.1地理位置 ××市××水庫位于田陽縣××鎮(zhèn)××村馱豆屯，處東經106°5728，北緯23 °4212，水庫大壩距百東河干渠100米、邕色二級公路1公里，距田陽縣城8公里。1.2 庫區(qū)特征××水庫控制集雨面積3.56平方公里，主要覆蓋田陽縣田州鎮(zhèn)右江林場及庫區(qū)一帶。庫區(qū)屬北亞熱帶季風氣候區(qū)，四季光照充足，氣溫暖和，雨量充沛，多年平均降雨量1055mm。極端最高氣溫39， 極端最低氣溫1.2

3、，年平均氣溫22。庫區(qū)地貌為土石山區(qū)，出露第四系近代沖積層和第三系砂巖、泥巖，風化復蓋層淺，植被、水質良好，水庫正常蓄水時水面寬敞，風景宜人。1.3 工程特性及現(xiàn)狀 ××水庫于1955年11月開工，1956年7月建成。水庫集雨面積3.56平方公里，總庫容133萬立方米，有效庫容102萬立方米，30年一遇設計洪水位124.20米，300年一遇校核洪水位125.7米，校核洪峰流量139立方米/秒，校核下泄流量15立方米/秒。壩型為均質土壩，最大壩高12米，壩頂長220米、寬2.54米，壩頂高程在125.51126.17米之間。大壩上游坡比在1:2.11:4.4之間變化，大壩下游

4、坡比在1:1.71:4.3之間變化。大壩建成至今運行47年，由于各種原因，壩頂、壩面雜草叢生，凹凸不平，壩頂寬度不一，高低不平，大壩無排水溝。壩體上下游坡度不規(guī)則，外觀形體尺寸很不完整，經多年的雨水沖刷及人為破壞，已受到不同程度的損壞。××水庫由于長期擔負右江大型灌區(qū)的補水任務，其水位多年來均保持在124.2米高程以下。2003年4月份，在水庫汛前安全檢查時發(fā)現(xiàn)在大壩外坡右壩肩117.2米和117.7米高程處因滲漏形成地濕，面積為0.3、0.5m2（當時水位為120.30米），直接影響大壩的安全運行。市領導現(xiàn)場查看險情后，為確保工程安全，研究決定在滲漏處開挖一條寬深為0.5

5、×1米斷面的導流溝，觀察滲漏量，減小滲漏影響。右江灌區(qū)設計灌溉面積11.5萬畝，實際灌溉面積10萬畝，灌區(qū)百東河干渠正常引水流量7m3/s，多年平均灌溉水量9081萬立方米，××水庫正常補水流量2m3/s，日供水量達14.1萬立方米，是灌區(qū)主要的補水水源。1.4 管理機構××市××水庫隸屬于××市水利局，該水庫由市水利局下屬單位右江灌區(qū)管理局直接管理。1.5 工程存在的主要問題及建設的必要性××水庫目前存在的主要問題有：1、大壩壩頂高低不平，高程在125.51126.17米之間，寬度不

6、一，在2.54米之間，通行不暢，且無防浪墻和護坡齒墻。2、大壩上下游壩坡凹凸不平整，坡度不規(guī)則，雜草叢生，上游坡無護坡，下游壩面無排水溝。3、大壩外坡右壩肩117.2米和117.7米高程處均發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，面積為0.3、0.5m2，直接影響大壩的安全。4、從邕色二級公路通往××村的村級公路通過壩頂，并在距右壩肩80米處經過下游壩坡形成斜坡路面通往××村，直接影響了大壩的穩(wěn)定和安運行。由上述可知，××水庫建成運行時間較長，大壩壩體老化破壞，并存在安全隱患，屬老、病、險水庫。為保證水庫及右江灌區(qū)灌溉秩序的正常運行，保證水庫及下游人民群眾生命

7、財產安全，對其進行水毀加固修復是非常必要的。第二章 水文計算與復核2.1 基本資料搜集整理與復核2.1.1 水庫流域基本概況××水庫流域屬北亞熱帶季風氣候區(qū)，四季光照充足，氣溫暖和，雨量充沛，多年平均降雨量1055mm。極端最高氣溫39， 極端最低氣溫1.2，年平均氣溫22。壩址控制集雨面積3平方公里，河道長2公里, 平均坡降0.5 %,多年平均降雨量1093mm, 多年平均徑流量 萬m3。流域內為土石山區(qū), 巖石主要為砂泥巖，風化復蓋層較淺，森林復蓋,植被較好,河流水質良好。2.1.2 氣象特性××水庫流域附近沒有水文站、氣象站及雨量站,由廣西壯族自治

8、區(qū)水利電力廳一九八四年九月出版的廣西壯族自治區(qū)地表水資源中查廣西多年平均降水量等值線圖可知，××水庫和田陽縣城處于同一等值區(qū)內，因此××水庫的降雨量、氣溫、風向風力等資料可移用田陽縣氣象局資料。1、雨量:水庫為亞熱帶氣候,雨量充沛,多年平均降雨量為1093mm,年降雨量系列19592000共42年,最大年降雨量1461毫米(1996年), 最小年降雨量685毫米(1963年),雨量年內分配極不平均,多集中于5-9月份,年內分配如表2-1。月份123456789101112全年分配率(%)1.77 1.90 3.07 5.09 13.17 18.29 16

9、.79 17.65 10.91 6.07 3.62 1.62 100.00 降雨量(mm)19.420.833.655.6144199.9183.5192.9119.366.339.617.710932、氣溫:由于氣溫隨海撥的升高而降低,其遞減率為0.5/100m,以此進行修正。極端最高氣溫42.5, 極端最低氣溫-2, 水庫年平均氣溫20,如表2-2。月份123456789101112年平均最高氣溫()18.520.524.929.432.132.933.933.232.127.624.420.627.6最低氣溫()9.911.715.719.82324.525.124.422.619.21

10、4.910.118.53、風向風力:水庫坐落在土石山區(qū)，盛吹se風向。如表2-3、表2-4。表2-3：水庫多年月最大風速、風向表月份123456789101112多年平均最大風速風速(m/s)1010141940181513121110915風向sswnnennennenwnnennennesnnennennenne表2-4：水庫多年月平均風速表月份123456789101112全年平均風速(m/s)1.11.41.81.91.61.21.20.90.90.90.80.91.22.1.3 水庫工程基本資料1、集雨面積與流域特征值××水庫的集雨面積為3km2,壩址以上河流長度

11、為2km,壩址以上河道坡降為0.5%,量算根據(jù)為1/10000及1/50000地形圖。2、水位與庫容關系曲線本次水文復核計算的××水庫水位面積庫容關系曲線是由1/10000地形圖進行量算，成果見表2-5。表2-5：××水庫水位面積庫容關系表水位(m)115.708115.982116.572116.968117.382117.916118.503119.076庫容(萬m3)27.59.012.515.518.52328.5面積(萬m2)0.020.0250.0450.070.0720.0740.0750.09水位(m)119.676120.326120.

12、963121.618122.31123.09123.77124.25庫容(萬m3)3442.561.573.0087103.00120.00130.0面積(萬m2)0.110.140.170.190.20.210.240.253、壩頂高程水庫現(xiàn)壩頂高程為125.85126.38米，溢流壩溢流堰頂高程124.25米，最大壩高12.38米，壩頂長220米，壩頂寬2.84.2米。4、水位與泄洪能力關系曲線××水庫溢洪道溢流堰進水口型式為開敞式寬頂堰，現(xiàn)溢流堰頂高程為124.25米，現(xiàn)溢流堰頂進口斷面為矩型,寬20米，按寬頂堰流公式計算:q=mb(2g)0.5h1.5式中：q-下泄

13、流量，m3/s；b-溢洪道的平均寬度，m,b=20米；g-重力加速度，9.8m/s2；h-溢洪道的過水深度，mm-流量系數(shù)，××水庫取m=0.35。××水庫水位與溢流堰下泄流量關系成果見表2-6。表2-6：溢洪道泄洪曲線水位（m）124.25124.5124.75125125.25125.5125.75126泄洪流量（m3/s）03.8810.9620.1431.0143.3356.9671.785、基本資料收集與整理按年最大值法選樣，由田陽縣氣象局提供的實測資料，每年選取12場大暴雨資料，搜集洪水（水位、庫容）資料，經分析整理后供本次洪水復核計算使用。

14、2.2 歷次洪水標準復核情況××水庫的設計洪水，以往共計算過二次，對于1954年原設計的計算方法，由于沒有查閱到原設計資料，所以其計算方法和過程無從考證，以下僅對1986年××地區(qū)水電局水庫水文復核計算簡述如下:1984年，廣西水電廳水管局為統(tǒng)一進行了平衡全區(qū)水庫水文設計和復核成果，對全區(qū)1100多座?。ㄒ唬┬鸵陨系乃畮爝M行了有系統(tǒng)的水文復核計算，復核計算的方法，統(tǒng)一應用廣西暴雨徑流查算圖表中的瞬時單位線法及推理公式法進行。根據(jù)以上情況，××地區(qū)水電局對××地區(qū)小（二）型以上的水庫進行水文復核?，F(xiàn)將×&#

15、215;水庫的水文復核成果摘要如表2-7。表2-7：1986年××水庫水文復核成果設計標準p（%）設計歷時設計暴雨(mm)洪峰流量(m3/s)最高庫水位(m)水庫庫容(104m3)最大下泄流量(m3/s)3.324h19534.5/48.6124.87/124.84151/150.318.1/17.30.3324h26651.5/65.7125.06/125.06156.8/156.825.7/25.8(*/*：推理公式法/單位線法)2.3 本次洪水復核計算本次水文復核采用的水位面積庫容曲線見表2-6，用其進行洪水調節(jié)計算。因資料不全的原因，××水庫的洪

16、水復核只能由暴雨資料推求設計洪水。2.3.1 設計年降雨量及水庫來水量計算1、設計年降雨量以田陽縣氣象局1959年至2000年降雨量進行頻率計算,如表2-8,計算多年平均降雨量1093毫米；采用p-型配線，以cv=0.19,cs=3.5cv。得成果如表2-8。表2-8；××水庫年平均降雨量頻率計算表年份年平均降雨量h年平均（mm)序號h年平均由大到小排列(mm)kiki-1(ki-1)2p=m/(n+1)*100%備注19591277.811461.31.33700.3370 0.11352.33cv=0.1919601129.321401.61.28230.2823 0.

17、07974.65cs=3.5cv1961122931367.61.25120.2512 0.06316.9819621172.941357.11.24160.2416 0.05849.301963684.551341.21.22710.2271 0.051611.631964731.361315.61.20370.2037 0.041513.9519651059.871283.61.17440.1744 0.030416.281966759.981277.81.16910.1691 0.028618.601967119091260.51.15320.1532 0.023520.93196811

18、17.7101258.41.15130.1513 0.022923.2619691260.5111235.81.13060.1306 0.017125.5819701163.7121232.91.12800.1280 0.016427.9119719301312291.12440.1244 0.015530.2319721178.91411901.08870.0887 0.007932.5619731401.6151178.91.07860.0786 0.006234.8819741098.9161172.91.07310.0731 0.005337.211975926.5171163.71.

19、06470.0647 0.004239.5319761013.21811511.05310.0531 0.002841.8619771367.6191129.31.03320.0332 0.001144.1919781341.2201117.71.02260.0226 0.000546.5119791151211098.91.00540.0054 0.0000348.8419801033.1221074.80.9833-0.0167 0.000351.1619811235.8231060.80.9705-0.0295 0.000953.4919821074.8241059.80.9696-0.

20、0304 0.000955.8119831315.6251059.50.9694-0.0306 0.000958.141984832261052.40.9629-0.0371 0.001460.4719851052.4271048.50.9593-0.0407 0.001762.7919861258.4281033.10.9452-0.0548 0.003065.1219871060.8291013.20.9270-0.0730 0.005367.441988778.230998.10.9132-0.0868 0.007569.771989858.431989.10.9049-0.0951 0

21、.009072.091990989.132966.30.8841-0.1159 0.013474.4219911048.5339460.8655-0.1345 0.018176.741992966.3349300.8509-0.1491 0.022279.0719931357.135926.50.8477-0.1523 0.023281.4019941232.936872.10.7979-0.2021 0.040883.72199594637858.40.7854-0.2146 0.046186.0519961461.3388320.7612-0.2388 0.057088.371997128

22、3.639778.20.7120-0.2880 0.083090.7019981059.540759.90.6952-0.3048 0.092993.021999998.141731.30.6691-0.3309 0.109595.352000872.142684.50.6263-0.3737 0.139797.67合計45899.345899.3平均10931093表2-9：××水庫設計頻率降雨量成果表p(%)kphp (mm)備注0.011.992175采用p型配線，計算得多年平均降雨量1093mm,配線采用cv=0.19,cs=3.5cv。0.11.7719350.2

23、1.718580.331.6518030.51.61176011.53167221.4615963.331.41154151.341465101.251366201.151257500.981071750.86940900.77841.6950.73797.9990.65710.52、水庫設計年來水量計算(1)以典型年1983年為豐水年(p=15%), 1974年為平水年(p=50%), 1989年為枯水年(p=85%)。以水文年降雨量與典型年降雨量之比值進行修正，即k= h設/ h典，h設=k·h典。（2）采用降雨徑流法推求徑流量。以月徑流系數(shù)(如表2-10)進行月徑流計算:w0=

24、1000fhp，為月徑流系數(shù),f為集雨面積,f=3km2，hp為月降雨量,加基流（查廣西暴雨徑流查算圖表中廣西基流值表得××水庫基流為0.5立方米/秒）,得各設計逐月徑流量，如表2-10。表2-10：水庫月徑流系數(shù)表月雨量03030100100150150200200250250300300以上月徑流系數(shù)00.10.10.20.20.250.250.30.30.40.40.50.5表2-11：××水庫豐、平、枯水年徑流量表年份月徑流量(萬m3)全年(萬m3)12345678910111219831.4182.1631.7521.04610.318.764

25、12.288.93841.198.1253.0950.87110.53319740.12100.4282.226.07230.2733.911.5515.761.8690.0410.017102.2519891.3360.482.8380.6557.00713.8610.79.2975.7251.3920.0010.08853.3862.3.2 洪水標準××水庫總庫容130萬立方米，根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標準水利水電工程等級劃分及洪水標準（sl252-2000）表2.1.1及表2.2.1的規(guī)定確定, ××水庫為iv等工程，主要建筑物為4級。×&

26、#215;水庫按30年一遇洪水設計，300年一遇洪水校核。2.3.3 設計洪水采用廣西暴雨徑流查算圖表查1h、6h、24h多年平均雨量和cv值，計算各時段的設計暴雨量。1、設計暴雨按廣西暴雨徑流查算圖表查算各時段設計暴雨均值及cv，計算得設計暴雨量，如表2-12。 表2-12:田陽站暴雨頻率計算表 cs=3.5cv歷時1h6h24h3dcv0.350.40.40.4h5580100140p(%)kphp(mm)kphp(mm)kphp(mm)kphp(mm)0.013.261793.753003.753753.755250.12.71493.042433.043043.044260.22.52

27、1392.822262.822822.823950.332.391312.662132.662662.663720.52.291262.532022.532532.5335412.111162.311852.312312.3132321.921062.081662.082082.082913.331.881031.951561.951951.9527351.67921.781421.781781.78249101.47811.531221.531531.53214201.26691.281021.281281.28179500.93510.91730.91910.91127750.74410.

28、71570.71710.7199900.62340.58460.58580.5881950.57310.53420.53530.5374990.5280.47380.47470.47662、設計洪水計算采用設計暴雨推求洪水方法，以推理公式法及瞬時單位線法進行計算，計算得設計洪水成果。分別如表2-13。表2-13：設計洪水成果表 計算方法 設計標準p(%)推理公式法瞬時單位線法qpqp3.331211390.331831982.3.4 洪水調節(jié)計算1、水庫水位面積庫容曲線本次水文復核采用的水庫水位面積庫容曲線，見表2-。2、洪水調洪輔助曲線由××水庫溢洪道泄洪曲線,如表2-7

29、,然后采用雙輔助線半圖解法,按相應水位及庫容計算v/t±q/2(t=3600s),計算洪水調節(jié)輔助曲線，如表2-14。表2-14：雙輔助曲線計算表z （米）h（米）v （萬米3）v/t (米3/秒）q （米3/秒）q/2 （米3/秒）v/t+q/2 (米3/秒）v/t-q/2 (米3/秒）110.00000000110.50.527.45768.7748172111.0157.1815924.7912171146111.51.589.9425045.5522.775273227112.02125.3234870.1235383313112.52.5162.44519849500402

30、3、洪水調節(jié)根據(jù)水庫面積庫容曲線(表2-),溢洪道泄水能力曲線（表2-7）和洪水調節(jié)輔助曲線(表2-14),列表計算得成果如表2-15。表2-15：設計洪水與洪水調節(jié)計算成果表設計標準p(%)設計暴雨歷時設計洪水計算方法推理公式法瞬時單位線法qp (m3/s)qm (m3/s)zm (m)qp (m3/s)qm (m3/s)zm (m)3.3324h12131.1111.1613933.3111.210.3324h18351.3111.6219853.8111.682.3.5 設計洪水成果合理性分析本次設計洪水計算采用廣西暴雨徑流查算圖表中有關資料和介紹的兩種方法推算,且暴雨和洪水參數(shù)均應用廣

31、西實測資料經綜合平衡所得。雖然兩種方法的計算成果有些誤差，但在充許范圍之內。故本次水文復核計算成果較為可靠，采用其進行除險加固設計。第三章 工程設計根據(jù)工程存在的主要問題，本次除險加固設計主要內容有：大壩修整加固；放水斜管翻新。3.1 大壩修整加固3.1.1 壩頂高程復核根據(jù)水利水電工程等級劃分及洪水標準（sl252-2000）表2.1.1及表2.2.1的規(guī)定，××水庫為iv等工程，主要建筑物為4級。采用的洪水標準為：設計洪水標準：p=3.33%；校核洪水標準：p=0.33%；由第二章水文計算知，××水庫30年一遇設計洪水位為111.21米,300年一遇

32、校核洪水位為111.68米。1、最大風速確定根據(jù)本地區(qū)和自治區(qū)水文氣象資料，××水庫多年平均最大風速為15m/s，設計水位情況采用多年平均最大風速的1.5倍，校核水位采用多年平均最大風速。2、有效吹程的確定根據(jù)有效吹程的確定方法，××水庫的吹程從萬分之一地形圖上直接量取，結果為0.4km。3、壩頂高程計算壩頂高程=z+e+ha+ae=0.0036v2dcos/（2gh）ha=0.45*2h/（m.n0.6）2h=0.0166v5/4d1/3式中：z設計（校核）水位（m）； e風浪引起的壩前水位壅高；ha波浪沿著壩坡的爬高；a安全超高，設計洪水： a=0.

33、5米；校核洪水： a=0.3米；2h波高；v計算風速，設計水位時采用多年平均最大風速的1.5倍，校核水位時采用多年平均最大風速；d吹程，d=0.4km；h水庫水域的平均水深，取h=9.5m；m壩坡坡率，取m=2.75；n壩坡粗糙系數(shù)，砼預制塊護坡取n=0.025；風向與軸線法線方向的夾角，取=0。經計算，結果如下：設計水位情況：壩頂高程=111.21+e+ha+a=111.21+0.0039+0.89+0.5=112.60m校核水位情況：壩頂高程=111.68+e+ha+a=111.68+0.0017+0.54+0.3=112.52m現(xiàn)壩頂高程112.34112.71米，高低不等，從復核結果來

34、看,現(xiàn)壩頂高程修整至112.60m高程，即可滿足要求。2.1.2 壩頂修整擬采用設計方案為：（1）壩頂上下游側設m5水泥砂漿砌石擋土墻。下游墻頂高程為125.7米，墻寬0.5米，墻高0.5米，墻頂面用1:3水泥砂漿批擋2cm厚；上游墻頂高程為126米，墻寬0.5米，墻高1米，并設0.3米高的防浪墻，墻頂、側面用1:3水泥砂漿批擋2cm厚。（2）壩頂面填土修整壓實，再鋪設20cm厚的c20砼路面，修整后壩頂高程為125.7米，壩頂寬度為4.5米。2.1.3 上游壩坡修整上游壩坡面雜草叢生，凹凸不平 ，坡度很不規(guī)則。擬用修整方案為：（1）挖、鏟除原壩面雜草；（2）從121.7米高程到距壩頂0.4米

35、的125.3米高程的不規(guī)則壩坡面全面削整成1：2.5的坡面，壩面鋪植草皮護坡，草皮采用人工種植的馬尼拉草皮。（3）在121.7米高程處設置一寬為1米的馬道，馬道外側設置高0.8米、寬0.5米的m5水泥砂漿砌石擋土墻，墻頂面用1:3水泥砂漿批擋2cm厚，墻頂與馬道路面齊平，內側為0.1米厚、0.5米寬有c20砼路面。（4）從121.7米高程到117.7.3米高程的不規(guī)則壩坡面全面削整成1：2.5的坡面，充填夯實，然后鋪筑一層20cm的粗砂層，再鋪筑砼預制塊，砼預制塊為正六角形，采用c20砼，邊長30cm，厚6cm。鋪筑時預制砼塊間隔2cm，間隔縫用m7.5水泥砂漿填縫厚5cm。砼預制塊護坡邊線設

36、m5水泥砂漿砌石齒墻，下游齒墻寬50cm，深80cm，兩則齒墻為寬40cm，高40cm，墻頂面用1:3水泥砂漿批擋2cm厚。（5）在大壩內坡右壩肩設排水溝，凈寬30cm，凈高30cm。排水溝采用30cm×40cm m5水泥砂漿砌石邊墻，頂面及內則用1:3水泥砂漿批擋2cm厚。排水溝底板采用c20砼，寬30cm，厚10cm。2.1.4 下游壩坡修整下游壩坡面雜草叢生，凹凸不平 ，坡度較陡又不規(guī)則。擬用修整方案為：（1）挖、鏟除原壩面雜草；（2）從壩頂125.7米高程至120米高程，修整成1:2.5的壩坡。壩面鋪植草皮護坡，草皮采用人工種植的馬尼拉草皮。（3）從壩頂120米高程至114.5米高程，修整成1:3.2的壩坡。壩面鋪植草皮護坡，草皮采用人工種植的馬尼拉草皮。（4）在120米高程處設置一寬為2米的馬道，馬道內側設排水溝，凈寬30cm，凈高30cm。排水溝采用30cm×40cm m5水泥砂漿砌石邊墻，頂面及內則用1:3水泥砂漿批擋2cm厚。排水溝底板采用c20砼，寬30cm，厚10cm。排水溝從中間向兩側壩肩排水，其坡度為1：5