水庫除險加固工程初步設計報告

3 8 41 41 41 411綜合說明由于經(jīng)濟、技術、管理等多方面因素的制約，工程建設標準低，施工質量差，水庫防洪能力及灌溉效益均達不到設計要求，急需采取除險加固工程措施。XX年5月，我院受XX縣水利局委托，承XX市同州測繪有限公司XX年7月實測水庫樞紐工程1:500局部地形圖。依據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》及《防洪標準》規(guī)定，考依據(jù)國家質量技術監(jiān)督局發(fā)布的《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》表1-1XX水庫主要技術特性指標表項目特性指標單位加固前加固后備注水庫控制流域面積km20.150.15防洪標準設計×年一遇3030校核×年一遇300300水位死水位m84.4m84.4m興利水位m86.6m86.6m設計水位m87.39m87.39m校核水位m87.69m87.69m庫容起調水位m86.6m86.6m死庫容萬m3興利庫容萬m37.77.7調洪庫容萬m3總庫容萬m3控制泄洪控泄標準×年一遇防洪高水位m灌溉面積萬畝0.040.04地震設防烈度ⅦⅦ大壩壩型粘土心墻砂殼壩粘土心墻砂殼壩壩長m最大壩高m壩頂寬m2.2~3.8m4.0壩頂高程m87.83～89.48m89.1防浪墻頂高程m無無防滲體頂高程m87.587.7邊坡坡比上游坡1:2.4~2.6下游坡排水體型式/頂高程(m)—貼坡排水/79.0排水體長m—42戧臺高程上游m 下游m——溢洪位置/型式左壩端/開敞式左壩端/開敞式閘門孔數(shù)/寬×高孔/m/×/×道堰頂(閘底板)高程m86.686.6控制斷面凈寬m3.03.0溢洪道總長m泄槽長m泄槽寬m3.03.0槽底比降2%/6.5%/23.5%2%/6.5%/23.5%設計洪水時最大泄量m3/s3.33.3校核洪水時最大泄量m3/s5.25.2消能型式放水洞結構型式臥管式砼管壩下埋管式斷面尺寸mΦ0.2砼管Φ0.2砼管洞身長m3132進/出口底高程m84.5/84.184.5/84.1最大流量m3/s閘門型式壩后閘閥壩后閘閥啟閉機型式、型號DN0.2位置（大壩樁號）0+0830+083然后運用高切林圖解法進行調洪演算，對該水庫大壩進行防洪安全核算。表1-3各種頻率洪水情況表頻率（%）0.333.33設計洪峰流量(m3/s)7.85.43.8入庫洪水總量(萬m3)4.92.1溢洪道最大泄量(m3/s)5.23.32.2大壩粘土心墻接高，迎水坡補土整修，采用干砌塊石護坡；背水坡補土整坡、草皮防護，下游新建排水設施；壩放水洞進出口維修改造，進口建八字翼墻，新建壩后閘閥室，配套閘及安裝工程0.87萬元，臨時工程投資3.48萬元，其他20.06萬元。計劃20142基本情況大壩安全鑒定結論：一是水庫現(xiàn)狀大壩壩頂高程及粘土心墻頂高程達不到三十年一遇設計及三百年一遇校核洪水防洪標準。二是大壩填筑質量差，碾壓質量達不到規(guī)范要求，水庫在建設時受資金及條件的限制，施工質量較差；大壩迎水坡無護坡，局部壩坡塌陷；大壩壩頂無防護墻，且不平整；大壩壩后亂草叢生，無草坡防護，無排水溝，無排水體。三是溢洪道進口處有一漿砌亂石橋，橋洞為三根涵管，涵管斷面狹窄，影響泄洪。四是放水洞進口已損毀，閘閥已損壞，不能正常使用，漏水嚴重，出口長溢洪道位于大壩右端，進口處有一漿砌亂石橋，橋洞為三根涵管，直洪道系利用自然地形開挖形成，土基斷面，兩側無導流墻，溢洪道底未護出口底高程84.1m。放水洞進口已損毀，漏水嚴重，出口長年有明水流淌，調查分析，采用查暴雨等值線圖獲得洪水計算參數(shù)，利用經(jīng)驗公式法推算設計洪水，然后運用高切林圖解法進行調洪演算，對水庫大壩進行防洪安道進口處有一漿砌亂石橋，橋洞為三根涵管，涵管斷面狹窄，影響泄洪。溢洪道兩側無導流墻，末端尾水回沖壩腳，3水文水利計算水庫為小(2)型水庫，工程等別為Ⅴ等，考慮原設計標準，確定本次洪水復XX水庫位于XX縣潮河鎮(zhèn)XX村東北0.干流比降0.01m/m，長0.5km。流域內坡度較陡，地勢東高西低，屬丘陵地區(qū)。流域內來水主要是降雨時山嶺產流，流域內多根據(jù)對水庫流域內暴雨特性及產匯流規(guī)律進行分析，可知該水庫入庫表3-1XX水庫各設計頻率暴雨量計算成果表頻率(%)KPH24P(mm)0.333.68434.23.332.43286.7205.3表3-2XX水庫各設計頻率單位面積最大洪峰流量成果表頻率(%)0.333.33qm(m3/s/km2)47.533.023.2根據(jù)上述公式，計算得各頻率最大洪峰流量Qm，依據(jù)《山東省小型水庫洪水核算辦法》中規(guī)定，流域面積小于1km2的小(2)型水表3-3XX水庫各設計頻率最大洪峰流量成果表頻率(%)0.333.33Qm(m3/s)7.85.43.8凈雨深R由P+Pa～R關系圖查得，其中，P=0表3-4XX水庫各設計頻率洪水總量計算成果表頻率(%)0.333.33P(mm)325.7215.0P+Pa(mm)365.7255.0R(mm)296.5W(萬m3)4.92.1表3-5XX水庫各設計頻率洪水歷時計算成果表頻率(%)0.333.33T(h)3.493.203.07溢洪道無閘控制，入庫洪水自由下泄，起調水位為溢洪道進口設計寬調洪輔助曲線：根據(jù)實地踏勘及對水庫管理人員的詢問調查分析，該水庫水位～庫容關系變化不大，經(jīng)研究確定采用原有水庫水位～庫容關系表3-6XX水庫調洪輔助曲線表水庫水位H(m)86.687.187.688.188.6庫容V(萬m3)8.79.4調洪庫容V(萬m3)00.72.43.4溢洪道泄量(m3/s)04.58.27表3-7XX水庫調洪演算特征值成果表頻率(%)入庫洪峰流量(m3/s)溢洪道最大泄量(m3/s)最高庫水位(m)相應調洪庫容(萬m3)0.337.85.287.693.335.43.387.393.82.287.210.9壩頂超高計算按照《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則》tga=1/m上=0.4(m上=2.5)；2hB非常=0.0208×V風5/4×D吹1/3=經(jīng)計算R正常=0.39m；R非常=0.25m。2、安全加高A：根據(jù)“設計導則”中6.1.1條規(guī)定，正常運用條件下A取正常運用y正常=R正常+A正常=0.89m；非常運用y非常=R非常+A非常=0.55m。按照“設計導則”6.1.2條規(guī)定，壩頂高程等于水庫靜水位與壩頂超高之三、正常蓄水位加非常運用條件的壩頂超高加地震涌浪高(地震涌浪高表3-8水庫大壩防洪安全復核成果表運用情況洪水位(m)壩頂超高(m)核算壩頂高程(m)現(xiàn)狀壩頂高程(m)設計洪水位正常運用87.390.8988.2887.83～89.48不滿足要求正常蓄水位正常運用86.60.8987.4987.83～89.48滿足要求正常蓄水位非常運用86.688.1587.83～89.48不滿足要求校核洪水位非常運用87.690.5588.2487.83～89.48不滿足要求滿足要求。在設計洪水位正常運用情況、正常蓄水位非常運用加地震涌浪0.3m以上；非常運用情況應不低于非常運用的靜水位。粘土心墻頂高程復表3-9粘土心墻頂高程復核成果表運用情況洪水位(m)心墻頂超高(m)核算心墻頂高程(m)現(xiàn)狀心墻頂高程(m)設計洪水位正常運用87.390.387.6987.5不滿足要求正常蓄水位正常運用86.60.386.987.5滿足要求校核洪水位非常運用87.69—87.6987.5不滿足要求滿足要求；在設計洪水位正常運用情況、校核洪水位非常運用情況下，不4大壩工程設計大壩現(xiàn)狀壩頂寬度2.2～3.8m，根據(jù)根據(jù)第三章水文水利計算中粘土心墻頂高程復核成果知，大壩現(xiàn)狀粘根據(jù)工程現(xiàn)狀，并考慮壩型、壩高、壩基材料等因素，參照已建類似土壩的經(jīng)驗，確定大壩迎水坡坡比1:2.5，背水坡坡比1:2.25，大壩0+017~計劃在大壩0+007～0+090樁號范圍內，清除壩前淤泥，然后采用拋石方法，由壩坡向庫內拋填推進的施工方案，進行拋石護腳。設計護腳平臺大壩迎水坡局部缺土，無護坡。大壩按設計坡比補土筑坡，采用干砌砌石在最大局部波壓力作用下，所需的直徑由水文水利計算可知，正常運用時平均波高：hm=0.121m；累計概率大壩原有坡面無縱橫向排水溝。根據(jù)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則》(SL189—96)規(guī)定，沿大壩軸線設置縱向(垂直于壩軸線方向)設橫向(平行于壩軸線方向)排水溝1道。大壩左右壩肩處各設1道斜向排水溝，通至排水體下游橫向排水溝。排水溝考慮管理、維護等因素確定斷面外邊坡1:2.0。排水體頂部寬0.5m，采用M10漿砌塊石壓頂，外坡面采用干砌塊石護砌，厚度均為0.15m，內側設反濾層，自內而外第一層為250壩頂采用泥結碎石路面，厚0.15m，下設5溢洪道工程設計現(xiàn)狀底寬3.0m。根據(jù)“鑒定報告”，針對工程存在的問題采取相應措施，對綜合考慮溢洪道泄洪能力、水流條件、工程量及投資、水庫長遠發(fā)展道，泄洪能力不滿足，本次設計改建。現(xiàn)狀溢洪道系土基開挖，設計對溢洪道進行開挖整修，采用漿砌亂石護砌。考慮尾水回沖壩腳因素，溢洪道溢洪道縱斷面設計為：樁號0+000～0+005段，為寬頂堰；樁號0+005~0+075段，底坡i=2.0%。樁號0+075～0+109段，底坡i=6.5%。樁號0+109~根據(jù)實測資料，結合工程現(xiàn)狀，設計溢洪道為矩形斷面，底寬3.0m。根據(jù)溢洪道泄洪能力及除險加固設計的各分段斷面型式和護砌結構型溢洪道為矩形斷面，底寬3.0m。樁號0+005～0+075段，長70m，底坡i=2.0%；樁號0+075～0+109段，長34m，底坡i=6.5%；樁號0+109～0+135根據(jù)不同頻率的溢洪道最大泄量，分別計算相應的臨界水深和臨界底算溢洪道水面線。計算公式為△L=(ES22—上下斷面水深(m)；表5-1溢洪道各段不同頻率泄量水流流態(tài)判別成果表樁號0+000～0+0050+005～0+0750+075～0+1090+109～0+135設計底坡00.020.0650.235設計底寬(m)3.0泄量(m3/s)P=0.33%5.2P=3.33%3.32.2臨界水深(m)P=0.33%0.70P=3.33%0.520.40臨界底坡P=0.33%0.006692P=3.33%0.0065960.006642坡型緩坡流態(tài)緩流急流面處發(fā)生臨界水深，以該水深作為控制水深，分別向上、下游推算溢洪道溢洪道泄槽水流應考慮波動和摻氣影響。波動及摻氣后水深按《溢洪道設計規(guī)范》(SL253-2000)附錄A公式hb=(1+ξV/表5-2溢洪道水面曲線推算成果表斷面樁號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前高出設計渠底的土體及風化巖體，使進水渠與清障后的庫區(qū)自然連接，83.9～77.7m，兩側邊坡及渠底護泄洪?？紤]過水能力及交通要求，本次除險加固對其進行改建。交通橋位于溢洪道樁號0+000～0+005處，與溢洪道軸線成90°角。設計標準為公路—Ⅱ級，交通橋兩側與外部道路及壩頂平順連接。C30鋼筋混凝土橋面板，板厚0.4m，橋面設C40混凝土鋪裝層，厚0.10~面兩側設大理石欄桿，座于橋面板兩側欄桿底座上，欄桿柱高1.2m，柱距6放水洞工程設計分組成。根據(jù)安全排查報告中放水洞暴露的主要問題，決定對放水洞進行建閘閥室，平面尺寸2.5×2.0m。壩后原Φ0.2m混凝土涵管，后接DN0.2m鋼7水土保持及環(huán)境保護設計處理和綠化措施，包括大壩上游壩坡砌石護坡，下游壩坡草皮護坡等，這溢洪道擋土墻背后填平，剩余棄土石渣等回填至取附近土塘，開挖面采用(3)放水洞工程包括放水洞進出口段的維修改建等。在主體工程設計中，開挖出的土石渣用于大壩壩體回填，開挖面均采用砌石護砌，滿足水表層土剝離和臨建設施拆除三部分。棄土、石渣都運回取土塘，棄土場占地為臨時占地。主體工程設計中已安排了復耕措施，水土保持工程僅考慮植觀賞性喬木和花卉，使樹木的高低、形態(tài)錯落有致，互相搭配；在管理所內道路和管理所的進所道路兩側種植喬木，并對所有可能裸露的地面播選取工程重點區(qū)域進行水土流失監(jiān)測，監(jiān)測時段分為工程建設期和工程試運行期兩個階段，工程建設期汛期每月一次，工程試運行期即竣工后一年內，汛前、汛期、汛后各監(jiān)測一次。監(jiān)測內容主要為水土流失量監(jiān)測和水本工程水土保持投資概算為0.9萬元(不包括工程措施投資，工程措施以來，發(fā)揮了一定作用，對減輕水庫下游地區(qū)農田、村莊免遭洪水災害，促進農業(yè)高產穩(wěn)產，提高群眾生活水平發(fā)揮了重要作用，同時對保護及改隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，工農業(yè)和城市生活等各部門對水的需求與日俱增，水資源的價值亦將相應提高。本次除險加固工程完成后，擴大水庫下游灌溉面積，大大減少上游洪水對下游鄉(xiāng)鎮(zhèn)重要工本工程主要是改變了土地利用功能對環(huán)境產生一定的影響；本工程的實施過程不存在污染轉移，也不增加水污染程度；工程雖然存在施工期廢水和生活污水、使水土流失量增加，產生一定的大氣環(huán)境污染、噪聲污染本工程建設不存在制約性的環(huán)境因素，工程對環(huán)境的有利影響遠大于工程應對施工期混凝土拌和及養(yǎng)護廢水、含油廢水、生活污水等進行處理；租用灑水設備、在臨時生活區(qū)設垃圾桶，對施工場地的大氣環(huán)境及生活垃圾進行處理；施工人員生活用水打深井取水，經(jīng)監(jiān)測符合生活飲用水衛(wèi)生標準后方可使用；土方工程采取濕法作業(yè)，為施工人員發(fā)放防塵面罩等，減少粉塵對施工人員及周邊環(huán)境造成污染；加強施工道路管理和養(yǎng)護，保持路面平整和清潔，混凝土裝卸地點、施工營地、施工運輸?shù)缆窞⑺祲m；改進施工技術以降低噪聲，合理安排施工車間和臨時生活區(qū)的位置，利用綠化降低噪聲，給作業(yè)人員配發(fā)噪聲防護用具；每天對施工區(qū)進行清理，處理生活垃圾，施工結束后對跡地進行消毒，拆除臨時設施產生的建筑垃圾回填至取土塘；施工人員進入工區(qū)后要加強群體防抗病意識，對施工人員定期進行衛(wèi)生檢疫，對工地炊事人員進行全面體檢和衛(wèi)生防疫知識培訓，定期對飲用水質和民工食品進行衛(wèi)生檢查；對水庫上游來水水質和水庫水質進行經(jīng)常性監(jiān)測；主體過程建設區(qū)在設計階段進行土石方優(yōu)化平衡，合理利用開挖土石方，減少棄土、棄石、棄渣占地，施工生產和生活臨時占地，在施工完畢后盡快采取翻土復耕、綠化等措施，恢復原有地表植被，恢復和改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境；在今后的管理中，應大力加強庫區(qū)水土保持建設工作，封山造林，涵養(yǎng)水土，并加強水質檢測工作，以保護設兼職環(huán)境監(jiān)理人員對施工期環(huán)境保護進行監(jiān)理；施工期對污廢水、施工導流、生態(tài)、施工噪聲、水土流失進行監(jiān)測；運行初期對水土流失及8工程管理根據(jù)XX縣確權劃界情況，XX水庫工程安全運行管理由潮河鎮(zhèn)水利站為了切實搞好洪水調度，確保水庫安全運行，充分發(fā)揮灌溉、供水效益，水利站應配備專職人員負責水庫工程管理。根據(jù)工程管理范圍，參照定，考慮工程管理現(xiàn)狀，XX水庫配備管理人員1人，具體負責水庫的日常工程管理人員負責水庫大壩及水文觀測設施的維護保養(yǎng)；負責工程巡查及記錄工作與報告；組織工程的養(yǎng)護修理；負責工程技術資料的收集、整編、保管等管理工作。保障工程安全和發(fā)揮工程效益，并負責工程管理為給管理人員提供適宜的生產、生活環(huán)境，使水庫管理工作逐步正規(guī)為了搞好水庫控制運用和防洪調度，并及時做出水庫洪水優(yōu)化調度方案，為防汛抗旱提供科學的決策依據(jù)，提高預見性，滿足防汛減災及區(qū)域水資源分析評價的需要，并根據(jù)水庫工程等別及其重要性高低，水庫需要考慮防汛要求，結合本次除險加固工程，在水庫大壩附近對防汛路進道、放水洞、輸水渠道等各類建筑物及管理房和其它設施，興利水位線以下的庫區(qū)。大壩下游壩腳線向下50m，大壩壩端以外100m，溢洪道兩側輪保護范圍：設計興利水位線至校核洪水位線之間的庫區(qū)，大壩管理范圍的相連地域以外100m，引水、泄水等建筑物管理范圍的相連地域以外XX水庫由XX村集體管理，按照誰管理誰負責的原則，落實管理經(jīng)費與運行維護費。也可采取承包、租賃等多渠道開辟管理經(jīng)費來源?？紤]該水9施工組織設計建筑材料、燃料均可直接運達工地。個別不能運至工地的，可修建短程臨場內施工道路，可根據(jù)不同的單項工程位置及施工要求分別布置，因現(xiàn)有設備用電可從附近村莊引供電線路至項目區(qū)解決，采用柴油發(fā)電砂、石料皆可就近購買，量大質優(yōu)，滿足供應。水泥可利用本市水泥廠產品，生產廠家多，質量有保證，運輸距離短。以上產品均應有質檢合施工導流建筑物屬于臨時建筑物，根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)，本工程的臨時建筑物為5級，圍堰結構型式采用常根據(jù)設計要求，本次加固工程中放水洞進口維修改造，放水洞進口底高程84.4m，大壩上游拋石護腳頂高程為85.2m。為滿足放水洞工程施工要算法推算施工期設計洪水，得到設計頻率P=20%時的施工期來水量為0.59游砌石護坡、壩腳拋石護腳、放水洞進口維修改造等。施工準備期，利用(1)放水洞進口維修改造導流：施工期安排在2014年11月，設計在放水(2)壩坡平整、壩前砌石護坡及拋石護腳導流：施工期安排在2014年10放水洞加固施工時，需在放水洞進口上游處筑一圍堰，確定施工期圍合，圍堰頂寬取3m。為防止波浪沖刷，迎水工程施工排水主要是壩后排水體基礎開挖經(jīng)常性排水。擬采用明排方整平壓實，人工附助夯實。要求壓實后滲透系數(shù)均質壩不大于1×10-4補坡土方應嚴格控制鋪土厚度及壓實遍數(shù)，以保證壓實度及相對密度達到鋪設反濾料時，不得將反濾料自坡上向下傾倒，以免顆粒分離。鋪設時，并在基礎面上鋪一層3～5cm厚的稠砂漿，然后再安放石塊；對巖石基礎，鋪漿前應灑水濕潤，砌筑用的石塊表面必須沖洗干凈，砌筑前也應灑水濕潤，以便與砂漿粘結。砌石要求安放穩(wěn)固，填漿飽滿，砌縫交錯，勾縫密石表面應與樣線齊平，橫向有通縫，但豎向直縫須錯開，一定做到底實上混凝土的骨料質量和水泥標號要符合設計要求，級配合理，配料準確，嚴格執(zhí)行《水工混凝土施工規(guī)范》的有關規(guī)定和要求，保證混凝土澆筑過程工程施工總布置，包括施工交通、施工倉庫及加工廠設施、辦公及生活福利建筑等。本著因地制宜、有利生產、方便生活、易于管理、安全可水庫左右壩端外側作為