厦门市某水库除险加固初步设计报告.doc
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1、目 录XX水库工程特性表41 综合说明71.1工程概况71.2气象、水文91.3工程地质91.4安全鉴定主要结论101.5工程任务及规模111.6工程总布置及主要建筑物除险加固设计121.7机电及金属结构161.8工程施工161.9水库淹没、占地处理161.10环境保护设计161.11工程管理171.12投资概算和资金筹措171.13经济评价181.14结论及建议182 水 文202.1流域概况202.2水文气象202.3洪水202.4洪水调节复核293 工程地质323.1概况323.2库区工程地质条件概述323.3坝体工程地质条件与水文地质条件333.4物理力学参数统计353.5各地层设计参
2、数建议值363.6 结论364 工程任务和规模374.1工程概况374.2工程建设的必要性374.3工程任务和建设内容405 工程布置及建筑物除险加固设计445.1设计依据445.2除险加固设计原则455.3现状工程安全复核455.4工程总体布置635.5大坝除险加固设计635.6溢洪道除险加固设计705.7溢洪道水力计算735.8放水涵洞除险加固设计765.9防汛道路工程设计765.10水库扩容方案比较775.11拟除险加固后工程安全复核786 机电及金属结构1017 施工组织设计1027.1施工条件1027.2施工导流1027.3施工总体布置1027.4主体工程施工1037.5施工期的安排
3、1088 淹没处理及工程占地1099 环境保护设计1109.1设计依据1109.2 环境影响1109.3 环境影响评价1119.4 环境保护措施1119.5 水土保持设计1129.6 环境监测1149.7 环境保护投资估算1159.8 环境保护管理11510 工程管理11610.1 主要设计规范11610.2 管理机构11610.3 主要管理设施11610.4工程管理运用11810.5管理运行费用来源及使用11911 工程概算及资金筹措12011.1编制说明12011.2工程投资概算表12411.3 资金筹措12412 经济评价12512.1概述12512.2国民经济评价12612.3敏感性分
4、析12912.4综合评价13013 附件131 XX水库工程特性表序号名称单位数量备 注加固前加固后一水文1流域面积坝址以上km20.130.132代表性流量设计洪水(P= 10 %)流量m3/s3.373.37校核洪水(P=2 %)流量m3/s5.535.533洪量设计洪水(P= 10 %)洪量(d)万m33.113.11校核洪水(P=2 %)洪量(d)万m34.644.64二水库1水库水位校核洪水位m28.0328.50设计洪水位m27.8628.34正常蓄水位m27.5028.00死水位m23.0023.002水库库容总库容万m38.8810.26正常蓄水位以下库容万m37.598.82
5、调洪库容万m31.291.44死库容万m30.0840.084三下泄流量及相应下游水位1设计洪水位时最大泄量相应下游水位m3/sm2.1501.8602校核洪水位时最大泄量相应下游水位m3/sm3.7603.350四工程效益指标1灌溉效益灌溉面积亩600600五淹没损失及工程永久占地1工程永久占地亩0六主要建筑物及设备1大坝坝型均质坝均质坝地基特性粉质粘土粉质粘土 坝顶高程m29.1029.10最大坝高m9.109.10坝顶长度m279279坝顶宽度m3.03.02溢洪道控制段型式宽顶堰宽顶堰堰顶高程m27.5028.00溢流堰宽度m6.006.00消能方式无底流消能设计泄洪流量m3/s2.1
6、51.86校核泄洪流量m3/s3.763.353放水涵洞设计引用流量m3/s0.0750.075闸门型式坝后闸阀坝后闸阀地基特性粉质粘土粉质粘土进口底板高程m23.0023.00启闭设备手动闸阀手动闸阀涵洞型式铸铁管铸铁管内径m150mm150mm七施工1主体工程数量干砌石方m31286.69浆砌石方m32103.50砼m36.852主要建筑材料主要材料用量:水泥450.46t,钢筋2.1t,砂159.15m3,块石1702.99m3。砂m3592.59水泥t17.48钢筋t0.5块石m32530.763施工期限总工期月7八经济指标1静态总投资万元182.882总投资万元182.88建筑工程万
7、元147.71金属结构及安装工程万元0.15临时工程万元6.65独立费用万元28.37九经济评价1国民经济内部收益率%10.432国民经济净现值(Is=8%)万元31.861 综合说明1.1工程概况XX水库位于厦门市XX区XX镇XX村,所在流域为九溪流域支流,主河道全长0.33km,河道比降20.53,坝址以上控制流域面积0.13km2。水库于1985年9月动工兴建,于1986年12月竣工投入运行。水库原设计总库容10.10万m3,是一座小(2)型水库,依据2008年福建省厦门市XX区XX镇XX水库大坝安全鉴定评价报告成果:水库总库容为8.88万m3。经本次除险加固后,XX水库总库容可达到10
8、.26万m3,是一座以灌溉为主,兼有养殖、防洪等功能的小(2)型水库。XX水库为小(2)型水库,大坝为均质土坝,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,大坝属等5级建筑物;水库位于平原、滨海区,按平原、滨海区的防洪标准,即10年一遇洪水标准设计,50年遇洪水标准校核。XX水库大坝为均质土坝,坝长279米,最大坝高9.1m,坝顶高程29.10m(假设高程,下同),坝顶宽3.0米。迎水坡采用干砌块石护坡,坡比为1:2,背水坡没有护坡,坡比为1:1.5。背水坡在22.5m高程以下为贴坡排水,排水体高2.5m,坡比为1:1.5,排水体下设0.5
9、m0.5m的简易土质排水沟。XX水库溢洪道位于大坝右边,为无闸宽顶堰,堰体净宽6m,堰顶高程27.5m。溢洪道底板和边墙均采用浆砌石结构。水库的左右岸各有一个放水涵管,均为150mm的铸铁管,最大放水流量为0.075m3/s,进口底高程23.00m,放水设备采用坝后闸阀启闭。水库于1985年9月动工修建,1986年12月竣工。1995年进行抛石压坡,1999年和2005年对大坝进行白蚁治理。2008年10月,厦门市水利局组织相关专家对XX水库进行安全鉴定,鉴定结果显示XX水库综合评价水库大坝为二类坝。主要存在以下几个问题。大坝存在的主要问题有:(1)坝顶杂草较多,坝顶路面坑洼不平;(2)大坝迎
10、水坡为干砌块石护坡,块石凌乱、松散,不整齐,且未设置防渗结构,有杂草;(3)大坝背水坡没有护坡,有杂草,存在菜地占用坝坡情况;(4)大坝在高水位运行时背水坡存在渗漏现象;(5)背水坡桩号0+1300+210段现状为贴坡排水结构,现场勘查发现贴坡排水结构干砌石松动、贴坡排水体上长满杂草,且经计算贴坡排水高度不满足规范要求;贴坡排水体相连接的排水沟为土质排水沟且排水不通畅;(6)大坝没有沉降、位移、渗漏、变形等观测系统。溢洪道目前存在的主要问题是:溢洪道无引水渠及进口段,宽顶堰前段场地极为不平整,阻碍泄洪;控制段两侧侧墙均存在严重裂缝;泄槽段底板和侧墙护砌均不完整;泄槽后无任何消能设施,原消力池被
11、现有土路填埋;另外溢洪道内树枝、杂草较多,对泄洪造成一定影响。涵洞存在的主要问题是:启闭设备存在轻微锈蚀现象,启闭房简陋、破旧。防汛道路存在问题:XX水库位于XX区XX镇XX村,距最近的水泥路有1.39公里,现有上坝公路为崎岖不平的土路,尤其是遇到阴雨天气时,路滑难行,非常不利于水库管理和抢险工作。另外水库库区内存在轻微淤积现象。福建省厦门市XX区XX镇XX水库大坝安全鉴定评价报告也针对以上问题提出建议。因水库存在以上问题,迫切需要除险加固,XX区XX镇委托我院编制福建省厦门市XX区XX镇XX水库大坝除险加固工程初步设计报告。1.2气象、水文XX水库所在流域属南亚热带海洋性季风气候区,气候温暖
12、湿润、四季温和。根据同安、厦门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,年最大风速14.5m/s,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、XX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56次。水库坝址以上集雨面积0.13km2,坝址以上主河道全长0.33km,主河道平均坡降20.53。该区短历时暴雨强度大,是产生洪水的主要原因。本次除险加固洪峰流量计算暴雨特征值采用福建省暴雨径流查算图
13、表查算,设计洪水采用推理公式和华东特小流域计算方法相互印证,经分析确定XX水库设计(P=10%)洪峰流量为3.37m3/s,洪水总量为3.11万m3,设计洪水位为28.34m ,对应的库容为9.82万m3;校核(P=2%)洪峰流量为5.53m3/s,洪水总量为4.64万m3,校核洪水位为28.50m,对应的库容为10.26万m3。1.3工程地质水库整体呈南北走向,北窄南宽,呈三角形状,整体地势北高南低,西、北两侧为丘陵地带,东南两侧分布一低矮垭口,坝体位于东南侧,库区属剥蚀残丘地貌。库区西北侧山体植被较发育,东南两侧为灌溉种植地。据调查了解,自水库使用以来,未见有山体滑坡、崩塌、泥石流等现象发
14、生。水库库区主要分布的地层为第四系冲洪积层(主要为粉质粘土层)及花岗岩各风化带,根据地区工程经验,第四系冲洪积层及花岗岩风化带其渗透数系数一般在10-410-5cm/s之间,属弱透水层,透水性小,受区域地质构造影响形成的裂隙在风化过程中也已被次生矿物充填,故无明显渗漏通道形成。根据中国地震动参数区划图(GB 18306-2001)及水工建筑物抗震设计规范(DL 5073-2000)第4.3.1条,该坝址水平向设计地震加速度代表值h=0.1g(g取9.81m/s2);按4.3.6条确定其特征周期Tg=0.30s。根据水工建筑物抗震设计规范(DL 5073-2000)和建筑抗震设计规范(GB 50
15、011-2001)划分,该大坝填土(粉质粘土)和粉质粘土属中软土,剪切波速250VS140m/s,场地的覆盖层厚度大于350m,其场地类别为II类;属对抗震不利地段。1.4安全鉴定主要结论2008年10月福建省厦门市XX区XX镇XX水库大坝安全鉴定评价报告结果表明,大坝整体施工质量一般,经过近20多年的运行,大坝质量基本能够满足现状防洪标准和灌溉的要求,大坝运行状况比较好,工程质量评价为合格;从多年水库运行管理情况分析,XX水库管理处能够严格按照各项管理制度办事,运行管理情况评为较好,坝顶高程满足规范要求,溢洪道控制断面顶高程均满足泄洪要求,因此,该工程质量认定为合格。根据水库多年来的运行管理
16、情况看,XX水库运行管理综合评价为较好。经计算分析:XX水库防洪安全性等级定为B级;渗流性态基本安全,渗流安全评价为B级;大坝结构安全评价定为A级;大坝抗震安全评价等级为A级;经现场考查和分析金属结构质量评价等级为B级。综上所述,根据水库大坝安全评价导则(SL258-2000),水库大坝综合评价等级定为二类坝。具体评价情况如表1-1所示。表1-1 大坝综合评价表编号项目等级其它ABC1工程质量评价合格2大坝安全运行管理较好3防洪标准复核B4渗流安全评价B5结构稳定评价A6抗震安全复核A7金属结构安全评价B8综合评价综合评价为:二类坝1.5工程任务及规模XX水库位于福建省厦门市XX区XX镇XX村
17、,所在流域为九溪流域支流,水库枢纽工程于1985年9月动工兴建, 1986年12月竣工投入运行。水库控制集雨面积0.13km2,总库容10.26万m3,是一座以灌溉为主,兼顾防洪、养殖及多种经营等综合利用的小(2)型水库。遵照水利水电工程等级划分及洪水标准(SL2522000)、防洪标准(GB50201)和水库大坝安全评价导则(SL2582000)的规定,XX水库工程等别为V等,小(2)型水库,主要建筑物级别为5级。根据水库存在的问题,本次除险加固的主要任务如下:(1)大坝:坝顶宽度不变,维持现状;在现有的坝顶上增设厚度为20cm 的泥结石路面;迎水坡坡比维持现状的1:2不变;对迎水坡全坡段进
18、行翻砌,采用干砌块石护坡,增设土工膜防渗处理措施;背水坡清除杂草,坡比维持现状的1:1.5不变,增设网格草皮护坡;翻砌贴坡排水及新建排水沟;大坝设置变形观测点。(2)在维持溢洪道宽顶堰净宽的前提下对整个溢洪道进行翻砌重建。并在泄槽后增设消力池及出水渠,出水渠与下游水塘相连接。(3)对水库左右两侧涵洞进水口进行整修,重建启闭房并且更换涵洞启闭闸阀。(4)在原有进坝土路基础上修建路面宽3.5m的水泥路,并且在水泥路左侧修建排水沟,低洼处设置涵洞。道路尽量根据现有的土路情况布置,在满足交通要求的情况下,尽量避免大的挖填方。(5)水库扩容采用溢洪道堰顶高程增加方案。1.6工程总布置及主要建筑物除险加固
19、设计1.6.1工程的等别和标准由于此次的除险加固工程主要是对原有设施进行维护或翻新,不涉及对整体工程结构进行重大调整,因而水库工程等级仍为V等工程,大坝等主要永久性建筑物级别为5级。1.6.2工程布置及主要建筑物除险加固设计本工程任务主要涉及对大坝、溢洪道、放水涵洞等主要建筑物进行除险加固,工程总体布置详见附图,工程总体情况如下:(一)大坝(1)针对坝顶杂草较多,路面坑洼不平的现状特点,本次设计决定清除坝顶杂草,并且增设泥结石路面,以达到增强大坝美观、便于观察大坝变形和防止坝顶杂草再生的目的。泥结石路面结构层:面层为20cm的泥结层。考虑水库管理上、下坝的需要,设计在迎水坡两个放水涵洞处各布置
20、一条下坝台阶,迎水坡下坝台阶采用M10浆砌条石,背水坡下坝台阶采用M7.5浆砌条石,台阶尺寸(长宽高):1.1m0.34m0.17m。(2)针对大坝迎水坡为干砌块石护坡,块石凌乱、松散,不整齐,且未设置防渗结构,有杂草以及大坝运行中存在轻微的渗漏现象,决定对整个迎水坡进行翻砌,并铺设土工膜,通过铺设土工膜不仅仅可以达到防渗的目的,还可以降低坝体浸润线。迎水坡坡度维持现状的1:2.0不变;迎水坡的护坡结构由坡面由下往上依次为600g/m2土工膜,20cm砂卵石垫层,25cm干砌块石。(3)针对背水坡没有护坡,有杂草,存在菜地占用坝坡情况,本次设计决定清除背水坡杂草,对其整坡并且整个贴坡排水体以上
21、高程做网格草皮护坡,网格尺寸:6.0m8.0m,浆砌条石宽0.5m,厚0.5m,网格内种植狗牙根草,坝坡维持现状1:1.5不变。(4)针对背水坡贴坡排水衬砌不完整,砌石松动、排水体上长满杂草且贴坡排水体高度不满足规范要求以及土质排水沟排水不通畅的情况,决定拆除原贴坡排水砌石,在背水坡桩号0+070.2-0+229.2段重建贴坡排水体,贴坡排水体脚修建排水沟。贴坡排水体顶高程22.50m,顶宽0.6m;贴坡排水由内及外的结构为:40cm厚的砂垫层、40cm厚的碎石垫层和30cm厚的干砌石。排水沟尺寸:深0.50m,底宽0.5m,采用干砌块石结构。(5)针对大坝缺少水工观测设施情况,根据小型水利水
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