水库除险加固初步设计报告

水库除险加固初步设计报告
水库除险加固初步设计报告

目录

水库工程特性表

1综合说明7

1.1绪言7

1.2水文10

1.3工程地质11

1.4安全鉴定主要结论12

1.5工程任务和规模13

1.6工程布置及主要建筑物除险加固设计17

1.7机电及金属结构20

1.8施工组织设计20

1.9水库淹没处理及工程永久占地20

1.10环境保护设计21

1.11工程管理21

1.12工程投资概算22

1.13经济评价22

2水文24

2.1流域概况24

2.2水文气象特征24

2.3水文基本资料24

2.4洪水25

2.5泥沙36

3 工程地质37

3.1概述37

3.2工程地质情况37

3.3水文条件39

3.4大坝稳定性评价39

3.5结论及建议40

4 工程任务和规模41

4.1概述41

4.2工程建设的必要性43

4.3工程建设任务及内容45

4.4工程建设规模48

5 工程布置及主要建筑物除险加固设计50

5.1工程等级及设计标准50

5.2设计依据50

5.3除险加固前大坝安全复核结论51

5.4工程总体布置52

5.5大坝工程设计52

5.6溢洪道工程改造设计62

5.7放水涵洞工程设计72

5.8水库管理房及防汛道路工程设计73

5.9除险加固后大坝安全复核73

6机电及金属结构98

7施工组织设计99

7.1施工条件99

7.2施工导流99

7.3工程主要施工方法101

7.4施工总体布置106

7.5施工总进度106

7.6主要技术供应107

8水库淹没处理及工程永久占地108

8.1水库淹没处理108

8.2工程永久占地108

9环境保护设计109

9.1设计依据109

9.2环境影响评价109

9.3环境保护措施110

9.4工程水土保持设计112

9.5环境监测113

9.6环境保护投资估算114

9.7环境保护管理114

10工程管理115

10.1管理机构设置和人员编制115

10.2工程管理范围和管理办法115

10.3工程管理设施建设116

10.4工程管理运用116

10.5管理费用117

11工程投资概算118

11.1编制依据118

11.2编制说明118

11.3工程总投资121

11.4工程投资概算表122

12 经济评价123

12.1概述123

12.2经济评价依据123

12.3国民经济评价123

12.4综合评价125

附件:1、《×××××水库大坝安全鉴定报告书》

2、×××××水库除险加固工程初步设计图纸

×××××水库工程特性表

1综合说明

1.1绪言

1.1.1工程概况

×××××水库位于××市同安区××蔡宅村,水库流域主河道长0.44 km,河道比降53.6‰,坝址以上控制流域面积0.24 km2。水库于1968年1月动工修建,于同年9月建成蓄水。水库总库容17.52万m3,是一座以灌溉为主的小(2)型水库。随着灌区大量蔬菜的种植,灌区亩产效益的增加,水库灌溉功能进一步显现,同时随着农村的发展,道路等基础设施的建设,×××××水库防洪效益凸显。

水库枢纽工程由均质土坝、溢洪道和放水涵洞等主要建筑物组成:

1、大坝

水库大坝为均质土坝,坝顶长度140m,坝顶宽度5.8m,坝顶高程100.1m (假设高程,以下相同),最大坝高17.0m;迎水坡为干砌块石护坡,坡面设有反滤层,由内往外依次为10cm粗砂、10cm碎石和20cm块石,坡度为1:2.10;背水坡在高程93.05m和89.40m位置设有马道,宽度分别为2.26m和8.85m;背水坡高程89.40m以上坡面为草皮护坡,设有1:2.18和1:1.67上、下两个坡段,高程89.40m以下为大坝堆石排水棱体;排水棱体顶宽2m,高6.3m,上、下游坡度分别为1:1.0和1:2.0。

2、溢洪道

溢洪道设置在大坝左岸,为自流式宽顶堰,堰顶高程98.30m。堰上设有一交通桥,交通桥中墩将堰顶分为两孔。为了提高溢洪道泄洪能力,水库于1978年降低堰顶高程,现堰顶两孔高低不一,其中左侧孔净宽1.7m,底高程98.3m,右侧孔净宽1.15m,底高程为99m。宽顶堰后接明渠式泄槽,长19.28m,净宽2m,渠道坡降为1:4.38,泄槽三面均浆砌块石护砌,边墙高0.8—1.8m。泄槽后接一渠道,渠道外侧为浆砌块石挡墙,内侧为自然山坡,渠道宽1.5m,高0.6m,底坡i=0.03。

3、放水涵洞

放水涵洞位于大坝右岸,为浆砌条石箱涵,尺寸为(宽×高):0.2m×0.25m。涵洞进水口设有Ф20cm的转动门盖,采用简易绳索启闭。涵洞进口底高程为89.70m。

2008年安全鉴定复核防洪标准为30年一遇设计、300年一遇校核,经调洪计算得相应设计洪水位99.46m,校核洪水位99.78m。总库容17.52万m3,正常蓄水位98.30m,正常库容13.32万m3,死水位89.70m,死库容0.24万m3。

1.1.2水库存在的问题

2008年受××镇政府委托,设计院对×××××水库大坝进行安全鉴定工作,并编制《×××××水库大坝安全鉴定评价报告》。2008年9月26日,同安区水利局组织相关专家对×××××水库大坝进行安全鉴定评审。通过专家评审复核,×××××水库存在以下几项主要问题:

一、大坝

(1)经防洪复核计算,水库大坝坝顶高程不能满足规范要求,即大坝现有坝顶高程100.1m低于防洪设计要求高程(按水库除险加固近期非常运用洪水标准计算要求高程为100.4m)。

(2)大坝缺乏水文、水量、变形、位移、渗漏等观测系统,无法对大坝进行及时准确地安全监测,影响水库安全正常运行。

(3)大坝背水坡存在白蚁蚁患。

(4)由于大坝迎水坡和背水坡坡面杂草丛生,影响水库管理员的日常观测和管理。

二、溢洪道

(1)宽顶堰堰上杂草丛生,堰上右侧墙局部存在松动、变形损坏,左侧墙和底板均无护砌,宽顶堰中间开挖的排洪沟断面狭小,宽顶堰段面不规则。

(2)溢洪道明渠泄槽断面狭小,侧墙高度不能满足过洪要求,下泄水流会漫过泄槽造成坝体冲刷,泄槽砌体结构松散存在老化松动,局部破坏现象。

(3)泄槽末端未设消力池。

(4)出水渠道槽内杂草丛生,断面狭小,最宽处为仅为1.5m宽,除外侧设

一浆砌块石挡水墙,底板和内侧坡均无护砌,另外挡水墙高度不能满足过洪要求,下泄水流会漫过泄槽造成坝体冲刷。

三、放水涵洞

由于涵洞转动们盖及启闭绳索均已锈蚀不堪,金属结构磨损老化,门盖启闭费时费力,不易操作,且门盖关闭不严,涵洞存在漏水问题,不利于水库放水涵洞的正常运行。

四、防汛道路

×××××水库进坝防汛道路为一条傍山弯曲土路,路面窄小且凹凸不平。遇雨天时,道路受雨水冲刷破坏,泥泞不堪,车辆难以通行,危险性较大,不利于水库防洪抗汛抢险工作。

1.1.3除险加固的必要性

(一)国家政策要求

党中央、国务院非常重视病险水库的除险加固工作。胡锦涛总书记、温家宝总理强调用2至3年的时间完成全国大中型病险水库的除险加固工作。水利部亦提出用3年时间完成大中型和重要小型病险水库的除险加固任务,以保障人民群众生命财产安全。为贯彻落实党中央国务院和省、市关于加大病险水库除险加固治理力度的指示精神,××市委、市政府高度重视,组织水利局及相关部门计划在2010年前完成全市所有小(2)型以上水库除险加固任务,彻底消除病险水库隐患,保障人民群众生民财产安全,建设社会主义和谐社会。

(二)地区社会发展及防洪安全的需要

×××××水库所在地同安区××位于××市同安城郊西南侧,北邻祥平,南临集美,东边西柯,西接莲花、凤南。该镇地处闽南“金三角”中心地带,交通四通八达,福厦铁路、福厦高速公路、324国道、同集公路、同莲路穿镇而过,其地理位置及社会经济地位非常重要。

随着同安区××区域经济建设的发展,×××××水库下游防护对象也随之发生变化,且日益重要。目前水库下游防护对象主要为庙山、内竂、山前三个自然村,保护人口约2000人,且随着经济的不断发展,水库防洪保护人口及防护对象将不断增加,因此为了保障区域经济建设安全、稳步、快速发展,保障水库

下游防护对象及人民生命财产安全,对×××××水库进行必要的除险加固是非常必要的,也是十分迫切的。

(三)水库工程本身的需要

×××××水库运行近40年,目前水库主要存在:①大坝坝顶高程不能满足规范防洪高程要求,遇设计洪水时,水库水将漫过坝顶,危及大坝安全;②溢洪道泄槽侧墙不能满足过洪要求,下泄水流可能漫过泄槽,造成坝体冲刷,影响坝体安全;③大坝缺乏水文、水量、变形、位移、渗漏等观测系统,无法对大坝进行及时准确地安全监测,影响水库安全正常运行;④涵洞转动们盖及启闭绳索锈蚀不堪,金属结构磨损老化,门盖启闭费时费力,不易操作,且门盖关闭不严,涵洞存在漏水问题,不利于水库放水涵洞的正常运行。⑤进坝防汛道路泥泞难行,不利于汛期防汛抢险工作。这些问题的存在,将严重影响×××××水库的正常运行,危及大坝运行安全,直接威胁水库下游防洪安全,危及人民生命财产安全。因此对×××××水库进行必要的除险加固是十分必要和迫切的。

1.1.4工程任务

针对×××××水库存在的主要问题,严格按照××市水利局(厦水利【2008】27号)文件关于“抓紧做好水库除险加固前期工作及除险加固工程建设内容的要求(即水库除险加固要突出主体工程,兼顾配套设施;突出保安工程,兼顾景观建设;突出工程建设,兼顾日常管理)”,从防洪加固处理、坝体加固处理、溢洪道加固处理、放水涵洞加固处理、管理人员和设施建设及水库景观绿化建设六大方面对×××××水库进行全面的除险加固建设。

1.2水文

水库地处中国东南沿海,所在流域属南亚热带海洋性季风气候区,气候温暖湿润、四季温和。根据同安、××两座气象站的气象统计资料:区内多年平均气温21.0℃,最热月平均气温(7月份)28.4℃,最冷月平均气温(1月份)12.8℃,极端最高气温38.3℃,极端最低气温-1.0℃。多年平均相对湿度78%,全年日照2233h,全年主导风向为东北风,其中春夏季多东风或西南风,秋冬季多东北风或西南风。同安沿海一带是我国台风影响较为频繁的地区,年均受台风影响5~6

次。

×××××水库为小(2)型水库,,大坝为均质土坝,水库流域主河道长0.44 km,河道比降53.6‰,坝址以上控制流域面积0.24 km2。根据《防洪标准(GB50201-94)》与《水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)》规定,本次水库大坝洪水复核取防洪标准上限即:30年—遇设计,300年—遇校核。水库消能设施按10年一遇洪水设计。

×××××水库所在河流无实测流量资料和雨量资料;邻近×××××的区域最近的桉柄雨量站,可作为本流域设计暴雨计算的参证站。经对比,从安全考虑采用1998年编制的《福建省暴雨径流查处图表》查算×××××水库控制流域的暴雨特征值参数。

暴雨特征值参数如下:

H24=141.00mmCv=0.50 Cs=3.5Cv;

H6 =89.70 mmCv=0.52 Cs=3.5Cv;

H1 =54.10mmCv=0.41 Cs=3.5Cv。

经计算,×××××水库设计标准(30年一遇)的设计洪水洪峰流量为11.62m3/s,洪水总量7.38万m3;校核标准(300年一遇)的设计洪水洪峰流量为16.65m3/s,洪水总量10.96万m3,10年一遇的设计洪水洪峰流量为16.65m3/s,洪水总量9.16万m3。

经调洪演算,30年一遇(设计标准)洪水最高库水位99.46m,最大下泄流量为4.25 m3/s,300年一遇(校核标准)洪水最高库水位99.78m,最大下泄流量为6.50m3/s,10年一遇洪水最高库水位99.28m,最大下泄流量为3.23m3/s。

1.3工程地质

2008年3月××辉固工程技术有限公司对水库大坝及库区地质进行钻孔勘查,在水库大坝坝顶轴心线、迎水坡及背水坡上布置勘探孔7个,总进尺115.60m,钻探勘查工作方法采用地质测绘与调查、钻探、水文地质试验、原位测试试验、室内试验相结合的方法。其中土工试验中:常规试验6件、渗透试验6件、击实试验3组、水质分析4件,共进行49次标准贯入试验,并对其中三孔进行注水试验。

据《×××××水库工程地勘报告》显示:

(1)大坝坝肩山体整体坡度稍有起伏,坡体植被较发育,分布的地层主要为花岗岩各风化带,其分布的地层力学强度较高,工程性能较好,渗透系数一般在10-4~10-5cm/s之间,属弱透水层,据调查无明显渗漏通道形成,未见开裂、沉陷等,坝肩地基稳定性一般。

(2)大坝坝基持力层为强风化花岗岩②,力学强度较高,工程性能较好,为弱透水层,坝基稳定性较好,整体相对较为稳定。另外,钻探岩芯未揭露有洞穴、空洞及裂隙,坝基经多年固结压密,坝基变形已稳定,坝基承载力满足结构稳定要求。

(3)大坝坝体素填土①形成时间约40年,工程性能一般,为中等透水层。其密实度较均匀,一般呈中密状态,上部局部为稍密状态,坝体填土压实度λ=0.83~0.85,根据规范规定:粘性土料坝,压实度取0.95—0.97,则坝体填土压实度不能满足规范要求,应进行适当的加固处理。

(4)根据本次勘察结果,坝体填土的渗透系数为8.49×10-5~4.65×10-4cm/s,平均值2.11×10-4cm/s,渗透性分级为中等透水;根据地区经验,强风化花岗岩的渗透性分级为弱透水。

1.4安全鉴定主要结论

2008年,受××镇政府委托,泉州市水利水电勘测设计院对×××××水库大坝进行安全鉴定工作,并编制《×××××水库大坝安全鉴定评价报告》。2008年9月26日,同安区水利局组织相关专家对×××××水库大坝进行安全鉴定评审。通过专家评审复核,×××××水库大坝安全鉴定结论如下:水库大坝坝顶高程不能满足规范要求,溢洪道侧墙高度也不满足规范要求,下泄水流将流向左坝肩及大坝坡脚,造成冲刷破坏危及大坝安全,因此防洪安全性级别评为C级;经渗流分析计算,水库各建筑结构渗流性态基本安全,但在设计工况Ⅰ~Ⅲ下,大坝坝体单宽渗流量较大,水库渗流安全性级别评为B级;经大坝坝坡稳定计算分析、变形计算分析,水库大坝、溢洪道、放水涵洞结构均满足稳定及抗震要求,因此水库结构安全性级别、抗震安全性级别均评为A级;考虑到目前放水涵洞转动门盖虽能够正常运行,但涵洞启闭设备及转动门盖存在锈蚀、操

作困难等问题,水库金属结构安全性级别评为B级;另外根据现场调查了解及相关资料分析,×××××水库工程质量合格,大坝运行管理较好;综合评价×××××水库为:三类坝。

表1—1 安全综合评价表

1.5工程任务和规模

1.5.1建设任务

一、大坝部分

(1)针对大坝坝体填土压实度λ=0.83~0.85,不满足规范要求(规范规定:粘性土料坝,压实度取0.95—0.97),坝体填土渗透系数平均值为2.11×10-4cm/s,渗透性分级为中等透水,大坝坝体防渗性能较差;以及大坝坝体在正常、设计、校核水位工况下,坝体单宽渗漏流量均较大,大坝坝体存在一定的渗漏隐患等问题,经方案比较,设计采用迎水坡全坡面铺设复合土工膜防渗处理方案。复合土工膜采用两布一膜型式,复合土工膜规格为200g/0.5mm/200g,产品单重为900g/㎡,铺设面积为5812.8㎡,建设费用约16.6万元。

(2)考虑大坝迎水坡块石坡面修建年代久远,经多年运行、水流、风浪冲刷、打击后,坡面存在一定的变形、老化现象,坡面防抗冲刷能力及滤水护坡能力减弱,且经现场检查迎水坡坡面杂草丛生,影响水库外观质量。另外为结合大

坝迎水坡坡面复合土工膜的铺设,从坝体结构结构稳定及渗流安全出发,拟对大坝迎水坡从坝顶至坝底进行全面翻砌。经方案比较,设计采用干砌块石护坡方案,即:保持大坝迎水坡原有坡比1:2.10不变,拆除原干砌块石坡面及反滤结构,并除去坡面表皮10cm的松软土,接着在迎水坡坡脚布置一道M7.5浆砌块石阻滑墙,然后结合坝坡复合土工膜及其上部垫层铺设进行坝坡干砌块石铺设,设计干砌块石厚30cm。另外为加强干砌块石坡面稳定,设计在迎水坡坡面高程95.10和高程89.10两处各布置一道M7.5浆砌块石防滑墩。

(3)针对背水坡存在的问题,考虑水利工程生态景观设计概念及工程实际建设需要,设计对大坝背水坡采用M7.5浆砌条石网格草皮护坡方案。浆砌条石网格尺寸为:4m×4m,浆砌条石骨架宽0.5m,厚0.5m,网格内种植狗牙根草皮。背水坡条石网格护坡前应先进行坡面白蚁治理,可采用毒杀与挖处结合处理。另外根据坡面结构及坡面排水需要,设置马道排水沟及大坝岸坡排水沟。

另外经现场检查,背水坡坡脚堆石排水棱体保存较为完整,未发现明显破坏情况,但棱体表面杂草丛生。经渗流稳定分析,排水棱体结构设置满足规范要求,能够很好的起到降低坝体浸润线及坝体排水的作用。因此设计保留棱体原有结构不变,仅对其进行表面杂草清理及局部破损翻砌处理。

(4)考虑坝体外观质量需要及水利生态景观设计概念,设计在坝顶两侧布置M7.5浆砌花岗岩条石压顶,断面尺寸(宽×高):0.5m×0.5m。考虑大坝管理房位于大坝左侧,坝顶有通车的需要,且为了不影响大坝坝顶变形、裂缝观测,设计在坝顶铺设泥结碎石路面,路面厚0.3m。

考虑水库管理上、下坝的需要,设计在大坝中部(桩号0+058)迎水坡坡面及背水坡坡面各布置一道M7.5浆砌条石台阶。台阶设计宽1.2m。

(5)针对大坝缺少水工观测设施情况,根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》SL189-96和《土石坝安全监测技术规范》SL60-94规定,增加大坝变形观测及渗漏观测设施。设计在大坝最大断面处(即大坝中部)布置一排变形观测点和测压管,根据现场实际情况,共设计埋设3个变形观测点,3个渗漏观测点,6个工作基点,6个校核基点。另外设计在大坝背水坡坡脚位置设置1个量水堰,用以观测大坝的渗漏情况。

二、溢洪道

(1)针对溢洪道宽顶堰断面不规则,堰上右侧墙砌体存在松动、变形损坏,左侧墙和底板均无护砌等问题,对宽顶堰进行修整、护砌处理。本次设计保持堰顶高程(排洪沟沟底高程)不变仍为98.3m,将排洪沟拓宽至2.8m与宽顶堰同宽,对边墙和底板进行重新护砌,边墙护砌至100.1m高程。宽顶堰长26.026m(K0+0~K0+26.026),宽顶堰底板与边墙采用整体式结构,底板厚0.5m,边墙厚0.5m,底板、边墙均采用M7.5浆砌条石结构。

(2)针对溢洪道泄槽断面狭小,侧墙高度不能满足过洪要求,下泄水流会漫过泄槽造成坝体冲刷,泄槽砌体结构松散等缺陷对溢洪道泄槽进行拓宽、重新护砌处理。为了便于泄槽与宽顶堰连接平顺及水流的稳定,泄槽拓宽至 2.8m,根据实测地形设计泄槽长16.8m(K0+26.026~K0+42.826)坡比1:3.5,泄槽K0+26.026~K0+39.675段底板和边墙为整体式结构,K0+39.675~K0+42.826段底板与边墙采用分离式结构,底板厚0.5m。K0+26.026~K0+29.525段边墙高由1.8m 渐变为0.95m,K0+29.525~K0+39.675段边墙高为0.95m,K0+39.675~K0+42.826段边墙高由0.95m渐变为1.85m与消力池侧墙顺接。

(3)针对泄槽末端未设消力池,下泄水流未经消能将对下游渠道造成冲刷,在泄槽末端设一矩形下挖式消力池,消力池宽 2.8m,池长 5.8m (K0+42.826~K0+48.626),池深0.5m。消力池底板、边墙采用分离式结构,边墙高1.85m采用M7.5浆砌块石结构,底板厚0.5m,采用M7.5浆砌条石结构。(4)针对出水渠道仅在外侧设一挡水墙,底板及内侧边坡未护砌,出水渠道断面狭小,且槽内杂草丛生,侧墙高度不能满足过洪要求,下泄水流会漫过泄槽造成坝体冲刷等缺陷对溢洪道泄槽进行拓宽、护砌处理。出水渠宽2.8m,根据实测地形设计K0+48.626~K0+51.596为转弯平段,高程为94.0m,转弯半经为3m。K0+51.596~K0+53.196段设3级跌坎总高差为 1.55m以便与末段衔接。K0+53.196~K0+111.73段比降为1:0.07,K0+67.366~K0+91.956为转弯段,转弯半经为21.185m。

(5)经现场查看,溢洪道现有一条条石结构交通桥,交通桥中墩砌体松散,结合溢洪道改造,为了便于水库管理和人员通行,重新修建交通桥。结合现场实际地形,设计仍选择在宽顶堰设一交通桥,取桥面高程为100.1m。该桥净跨2.8m,总长4m。桥面板采用C30钢筋砼板结构,板厚12cm,长7.2m,宽2.0m;边墩

为M10浆砌条石结构,边墩高1.68m,顶宽0.6m,底宽0.6m,长2.5m;边墩基础均采用M10浆砌条石结构;桥面设C20钢筋砼栏杆。

三、放水涵洞

考虑放水涵洞转动门盖及启闭绳索均已锈蚀不堪,门盖启闭费时费力,不易操作,且门盖关闭不严,涵洞存在漏水问题,影响水库灌溉效益。另外放水涵洞无启闭房,不利于涵洞放水灌溉及放水泄洪等日常运行管理,设计更换放水涵洞转动门盖(Φ200铸铁转动门盖)及启闭设备(简易手摇启闭机及启闭绳索),修建放水涵洞启闭房。

四、管理房及防汛道路

(1)水库管理房是于2007年新建的,结构完好,不再另行建设。

(2)按照××市水利局(厦水利【2008】27号)文件精神及要求,从水库防洪抗汛抢险工作,保障水库下游人民生命财产安全角度出发,设计修建×××××水库防汛道路。水库防汛道路采用水泥路面,路面宽度 3.5m,总长1047.465m。

1.5.2建设规模

×××××水库除险加固工程建设规模主要为:(1)迎水坡全坡面5812.8m2,铺设复合土工膜(两布一膜型式,复合土工膜规格为200g/0.5mm/200g,产品单重为900g/㎡),并采用30cm厚干砌块石进行坝坡护砌,总护砌量1305m3;(2)大坝背水坡坡面3129.8 m2,采用网格草皮护坡;(3)大坝坝顶上游侧防浪墙长约136m,下游侧设置条石压顶(断面尺寸:0.25m×0.3m,长136m),中间铺设泥结碎石路面(756.8 m2);(4)配套布置大坝变形观测点3个,渗流观测点3个,工作基点6个,校核基点6个,量水堰一座,并配套相应的观测仪器一套;(5)溢洪道宽顶堰、泄槽、出水渠道改造拓宽、重新护砌,增设消力池,改造溢洪道总长111.73m。主要工程量为:土方开挖525.4m3,M7.5浆砌条石353 m3 M7.5浆砌块石78.6m3,C10砼52.85m3;(6)新建一座交通桥,长4m,宽2m;主要工程量为:C20砼1.4m3、M10浆砌条石6.43m3;(7)更换放水涵洞转动门盖(Φ200的铸铁转动门盖1个)和启闭设备(简易手摇启闭机及启闭绳索1套),新建涵洞启闭房(单层砖混结构,尺寸:2.5m×2.5m);(8)修建防汛水泥道路,

宽3.5m,长1047.465km。

1.6工程布置及主要建筑物除险加固设计

1.6.1工程等级及设计标准

×××××水库总库容为17.52万m3,根据《防洪标准(GB50201-94)》与《水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)》规定,水库工程等别为Ⅴ等,工程规模为小(2)型,水库主要建筑物:大坝、溢洪道、放水涵洞及其它次要建筑物均属5级建筑物。

水库大坝为均质土坝,根据2008年大坝安全鉴定复核情况:水库最大坝高17.0m(大于15m),上下游水头差13.2m(大于10m),应该按山区、丘陵区的防洪标准,即20~30年一遇洪水标准设计,200~300年—遇校核。考虑到×××××水库下游有庙山、内竂、山前等自然村,人口约2000人,且×××××水库地处山势较高,一旦水库失事,将造成巨大的人民生命财产损失。为确保水库防洪安全,保障人民生命财产安全,本次除险加固采用设计防洪标准为:30年一遇洪水设计,300年一遇洪水校核,消能防冲设施按10年一遇洪水标准设计。

1.6.2工程总体布置及除险加固设计

由于本项目工程建设内容主要是对×××××水库进行除险加固建设,因此按照“除险加固措施应最大程度利用既有工程”原则,本次除险加固工程的总体布置与原水库总体布置基本相同,主要是在水库原有基础上对大坝进行防渗加固处理、大坝边坡护砌处理、溢洪道拓宽改造加固处理、放水涵洞加固处理及防汛道路整修建设等。

经分析比较,水库工程各主要建筑物除险加固设计如下:

一、大坝部分

(1)大坝防渗处理:设计采用迎水坡全坡面铺设复合土工膜防渗处理方案。复合土工膜采用两布一膜型式,复合土工膜规格为200g/0.5mm/200g,产品单重为900g/㎡,铺设面积为5812.8㎡,建设费用约16.6万元。

(2)迎水坡翻砌:设计采用干砌块石护坡方案,即:保持大坝迎水坡原有

坡比1:2.10不变,拆除原干砌块石坡面及反滤结构,并除去坡面表皮10cm的松软土,接着在迎水坡坡脚布置一道M7.5浆砌块石阻滑墙,然后结合坝坡复合土工膜及其上部垫层铺设进行坝坡干砌块石铺设,设计干砌块石厚30cm。另外为加强干砌块石坡面稳定,设计在迎水坡坡面高程95.10和高程89.10两处各布置一道M7.5浆砌块石防滑墩。

(3)设计对大坝背水坡经坝坡除草、白蚁治理后采用草皮护坡。方案如下:首先清除坡面杂草,并全面治理坝坡白蚁,消除坝体内白蚁隐患,坝坡白蚁治理可采用挖除和毒杀两种方法相结合;其次对坡面进行修坡平整,设计在高程93.05m设置一级马道,宽2.26m,在高程89.40m设置二级马道,宽8.85m,其中一级马道以上坡面按1:2.18坡度进行修坡平整,一级和二级马道之间坡面按1:1.67坡度进行修坡平整,二级马道以下为原堆石排水棱体;然后进行背水坡坡面狗牙根草草皮护坡。另外设计在坝坡与两侧山体结合处设置浆砌块石岸坡排水沟,在一级、二级马道内侧设置浆砌块石排水沟,且将岸坡排水沟与马道排水沟连通以形成有效的坝坡排水系统,将坝坡及两侧山坡雨水排至大坝下游水沟。同时为保护马道结构及防止马道杂草丛生,方便水库管理,设计对一级、二级马道采用干砌块石硬化,块石厚20cm。对排水棱体进行表面杂草清理及局部破损翻砌处理。

(4)坝顶上游侧设计防浪墙采用全封闭式M7.5浆砌条石结构,防浪墙长约136m,墙顶高程100.5m,墙顶宽0.25m,墙身高1.0m。坝顶铺设泥结碎石路面(碎石粒径5—40mm),路面厚0.2m。坝顶下游侧布置M7.5浆砌条石压顶,断面尺寸(宽×高):0.25m×0.3m。考虑水库管理上、下坝的需要,设计在大坝中部(桩号0+058)迎水坡坡面及背水坡坡面各布置一道M7.5浆砌条石台阶。另外为便于放水涵洞转动门盖及启闭绳索的日常维护,设计在放水涵洞边增设一道M7.5浆砌条石台阶。台阶设计宽1.2m,台阶底部采用M7.5浆砌片石填塞。

(5)水工观测设施:设计在大坝最大断面处(即大坝中部)布置一排变形观测点和测压管,根据现场实际情况,共设计埋设3个变形观测点,3个渗漏观测点,6个工作基点,6个校核基点。另外设计在大坝背水坡坡脚位置设置1个量水堰,用以观测大坝的渗漏情况。

二、溢洪道

(1)本次设计保持堰顶高程(排洪沟沟底高程)不变仍为98.3m,将排洪沟拓宽至2.8m与宽顶堰同宽,对边墙和底板进行重新护砌,边墙护砌至100.1m 高程。宽顶堰长26.026m(K0+0~K0+26.026),宽顶堰底板与边墙采用整体式结构,底板厚0.5m,边墙厚0.5m,底板、边墙均采用M7.5浆砌条石结构。

(2)对溢洪道泄槽进行拓宽、重新护砌处理。为了便于泄槽与宽顶堰连接平顺及水流的稳定,泄槽拓宽至 2.8m,根据实测地形设计泄槽长16.8m(K0+26.026~K0+42.826)坡比1:3.5,泄槽K0+26.026~K0+39.675段底板和边墙为整体式结构,K0+39.675~K0+42.826段底板与边墙采用分离式结构,底板厚0.5m。K0+26.026~K0+29.525段边墙高由 1.8m渐变为0.95m,K0+29.525~K0+39.675段边墙高为0.95m,K0+39.675~K0+42.826段边墙高由0.95m渐变为1.85m与消力池侧墙顺接。

(3)设计在泄槽末端设一矩形下挖式消力池,消力池宽 2.8m,池长 5.8m (K0+42.826~K0+48.626),池深0.5m。消力池底板、边墙采用分离式结构,边墙高1.85m采用M7.5浆砌块石结构,底板厚0.5m,采用M7.5浆砌条石结构。

(4)出水渠宽2.8m,根据实测地形设计K0+48.626~K0+51.596为转弯平段,高程为94.0m,转弯半经为3m。K0+51.596~K0+53.196段设3级跌坎总高差为1.55m以便与末段衔接。K0+53.196~K0+111.73段比降为1:0.07,K0+67.366~K0+91.956为转弯段,转弯半经为21.185m。

(5)结合现场实际地形,设计在宽顶堰设一交通桥,取桥面高程为100.1m。该桥净跨2.8m,总长4m。桥面板采用C30钢筋砼板结构,板厚12cm,长7.2m,宽2.0m;边墩为M10浆砌条石结构,边墩高1.68m,顶宽0.6m,底宽0.6m,长

2.5m;边墩基础均采用M10浆砌条石结构;桥面设C20钢筋砼栏杆。

三、放水涵洞

设计更换放水涵洞转动门盖(Φ200铸铁转动门盖)及启闭设备(简易手摇启闭机及启闭绳索),修建放水涵洞启闭房。

四、防汛道路

按照××市水利局(厦水利【2008】27号)文件精神及要求,×××××水库防汛道路采用水泥路面,路面宽度3.5m,道路长1047.465m。

本次除险加固设计无机电设备及安装部分。

1.7机电及金属结构

本次除险加固设计,金属结构部分主要是:放水涵洞转动门盖及其启闭设备。

针对×××××水库放水涵洞金属结构存在的问题,经分析,设计更换放水涵洞转动门盖(Φ200的铸铁转动门盖1个)及启闭设备(简易手摇启闭机及启闭绳索1套)。

本次除险加固设计无机电设备及安装部分

1.8施工组织设计

施工总布置应按照以下原则进行:①施工临时设施与永久性设施相互结合,统一规划;②确定施工临建设施项目及其规模时,对已有设施的利用;③场内交通规划,必须满足施工需要,全面协调单项工程、施工区间的连接与配合;④施工总布置应紧凑、合理,节约用地,并尽量利用荒滩地,坡地,不占或少占良田。

依据上述原则,本次除险加固工程的布置方案为:

考虑到水库坝址距离下游村庄较远,为便于工程施工管理,办公生活区应尽量靠近水库大坝,根据坝址实际地形可选择设置在大坝右侧山坡平地上。另外仓库、砂石料场及砼拌和系统可就近布置在大坝右侧及溢洪道左侧的空地上,风、水、电等系统可根据工程分散位置不同,设置相应的集中供应系统。

按照××市水利局(厦水利【2008】27号)文件关于“抓紧做好水库除险加固前期工作及除险加固工程建设内容的要求”精神,本次除险加固工程计划于2009年11月初开工,2010年4月底完工,总工期为6个月(其中第一个月为施工准备期,中间4个月为工程主体建设期,最后一个月进行工程扫尾)。

1.9水库淹没处理及工程永久占地

由于本工程属于水库大坝除险加固工程,主要是在原有水库基础上对水库大坝、溢洪道及放水涵洞进行维修加固处理,不会增加水库的淹没范围,因此不必考虑淹没问题。

根据水库除险加固工程设计,水库溢洪道改造项目需要新增永久占地0.5亩。根据国土资源部、经贸委、水利部联合下发的国土资发【2002】355号“关于水

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