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六六庄水库除险加固施工组织设计

指导老师：黄景忠

姓名：王壬

学号：20100510327

院系：水利与环境学院

专业：水利水电工程3班

1.1 施工条件

1.1.1工程条件

六六庄水库位于**县**乡**村的淮河支流流动河上，属淮河流域。该水库于1965年10月动工兴建，1966年5月竣工。坝址以上控制流域面积0.98km2，干流长1.9km，平均比降0.022。

六六庄水库工程等别为V等，主要建筑物级别为5级，水库原设计防洪标准为20年一遇设计，200年一遇校核，校核洪水位210.50m（黄海高程系），相应库容31.6万m3；设计洪水位208.5m，相应库容为21.66万m3；兴利水位207.50m，兴利库容19.4万m3；死水位199.5m，死库容为0.4万m3。

六六庄水库主要建筑物有大坝、溢洪道和输水洞等，是一座以防洪为主，兼顾灌溉、水产养殖等为一体的综合利用小（2）型水利枢纽工程，目前由**县**乡水利站代管。六六庄水库下游有**乡和毛集镇的5个行政村，耕地0．31万亩，人口0.25万人，并有沪陕高速公路，地理位置重要。

本次除险加固的主要任务是：

由于历史原因，六六庄水库坝体与坝基接触渗漏，坝体顶部有3～4.1m风化砂，上游护坡干砌石老化变形，下游无护面，杂草丛生，无反滤排水设施，溢洪道无护砌，大坝无观测设施及管理房、防汛路等运行管理设施。针对工程存在的主要问题，本次加固工程主要内容有：

（1）大坝加固工程。主要包括上游护坡整修后采用现浇混凝土板护坡、坝顶工程、下游护坡工程、贴坡排水工程、大坝充填式灌浆防渗工程等。

（2）溢洪道护砌整修。

（3）输水设施进口段工程。主要包括进水口爬坡漏拆除重建，新建启闭机室。

（4）防汛路工程整修。

（5）管理设施。包括管理设施及观测设施建设。

（6）其他工程。主要包括环境保护、水土保持等项目。

本次除险加固主体工程中：土石方开挖工程14996 m3，砌石工程20377 m3，混凝土及钢筋混凝土29132 m3，模板6026 m2，坝体灌浆及帷幕灌浆49893延m。详见主体工程主要工程量汇总表1.1-1。

表1.1-1 主体工程主要工程量汇总表

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1.1.2自然条件

该流域地处北亚热带北部边缘，属亚热带季风型大陆性气候，季风进退与更迭较为明显，四季分明。极端最低气温-20.3℃，极端最高气温41.l℃。多年平均降雨量为1143mm，降雨年内分配不均，降雨主要集中在6～9月，约占全年降雨量的69％，且多以暴雨形式出现，其暴雨大气系统以切变线和切变线低涡为最多，洪峰多为单峰。

依据河南省水文水资源局2007年编制的《河南省水资源》，流域多年平均径流深R=350mm，乘以流域面积0.98km2，计算得坝址处多年平均径流量34.3万m3。

由于六六庄水库无实测水文资料，设计暴雨洪水依据1984年出版的《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》（以下简称84图集）和2005年出版的《河南省暴雨参数图集》（以下简称05图集）查算，用推理公式法计算洪峰流量，用概化三角形叠加法推算设计洪水过程线。其计算结果为20年一遇设计洪水洪峰流量为22.3m3/s，24小时洪量19.99万m3；200年一遇洪水洪峰流量为38.9 m3/s，24小时洪量36.85万m3。

根据实测资料进行分析，目前水库坝前淤积面平均高程为201.15m，对应水库淤积量为2.35万m3。据此测算，六六庄水库目前已运行46年，年淤积量510.8m3。淤积物干容重取1.3t/m3，泥沙沉积率0.85，可推算得六六庄水库以上流域内年平均侵蚀模数为797.2t/km2。

1.2 天然建筑材料

六六庄水库工程地质勘察，共选土料场、砂料场、石料场各一个。

1.2.1石料

石料拟采用外购。选用距水库下游10km有一选矿场附件有石料场，石料场岩性为花岗岩，岩石呈弱～微风化状，岩石致密、性脆、坚硬，其物理力学指标为：岩石饱和抗压强度70MPa，软化系数0.75，天然密度2.50 g/cm3，储量及质量满足要求。

1.2.2砂料

购砂料拟采用外。料场选在**县毛集镇毛集河砂场，砂料场开采条件较好，场地开

阔，有公路通往料场，运距约20km。

料场岩性为砾砂，以石英为主，长石次之，砾石含量47.0%，砂粒含量49.5%，粉粒含量3.5%。控制粒径d60=2.45mm，d30=0.89mm，有效粒径d10=0.385mm，平均粒径d50=1.8mm，不均匀系数Cu=6.4，曲率系数Cc=1.8，细度模数Mn=3.20，为级配良好。

1.2.3土料

土料场选在大坝下游1.0km右岸，该料场长100m，宽100m，面积10000m2，有用土层厚3m，储量约3万m3，用人工或机械开采均可，运距约1.0km。

土料岩性为粉质粘土，灰黄色，硬塑状态，砂粒含量7.1%，粉粒含量61.9%，粘粒含量31.0%；土料比重2.710，液限34.12%，塑限18.47%，塑性指数15.65。土料击实试验最优含水量18.89%，最大干密度1.713g/cm3。土料制备样含水量20.84%，干密度

=0.15MPa-1，中等压缩性；渗透系数K=2.80×10-6cm/s，微1.645 g/cm3，压缩系数α

v1-2

透水；饱和固结快剪凝聚力C=43.6kPa，摩擦角φ=17.6°。

1.3 主体工程施工

1.3.1坝坡加固

坝坡加固设计主要内容包括：坝顶风化砂置换为粘土、上游护坡工程、下游坝坡工程以及下游排水导渗工程。

1.3.1.1上游护坡工程

现状大坝上游坝坡不等，平均坡度为1：1.8，大坝迎水坡大坝上游干砌石护坡松动脱落，岸坡垮塌。

本次除险加固设计将上游坡比整修为1:2后，采用现浇混凝土板进行护砌。经比选，上游护坡设计采用C20现浇混凝土板，混凝土板几何形状采用边长2.0m×3.0m的长方形（沿坝轴线方向长3.0m，沿坝坡方向宽2.0m）。

根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)，对具有明缝的混凝土或钢筋混凝土板护坡，当坝坡坡度系数m＝2～5时，板在浮力作用下稳定的面板厚度可按下式（5-1）