某水库除险加固工程初步设计报告.doc
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1、XX市 XX区XX水库除险加固工程初步设计报告XX市XX区水电勘测设计队二一一年七月目 录1 综合说明11.1工程概况11.2工程存在的主要问题及大坝安全鉴定结论21.3 除险加固的必要性51.4 主要建设内容和规模71.5 除险加固工程投资81.6 施工工期81.7 结论与建议82 水文122.1概述122.2基本资料的收集、整理与复核122.3设计洪水推求142.4 水库调洪计算182.5 坝顶高程的确定242.6 水库洪水复核结论263 工程地质283.1地质概况283.2地层岩性283.3地质构造及地震293.4水文地质条件293.5坝区工程地质条件303.6水库工程地质条件333.7
2、天然建筑材料333.8结论与建议354 主要建筑物整治设计374.1 工程等级和洪水标准374.2 大坝除险加固设计404.3 大坝整治加固后的渗流及坝坡稳定计算464.4 溢洪道除险加固设计554.5 放水设施整治设计594.6 其它附属设施设计614.7 整治工程主要工程量表615.电气和金属结构636 工程管理646.1 工程管理机构646.2 工程管理设施及实物指标646.3工程管理范围及保护范围657 施工组织设计677.1 施工条件677.2 施工导流687.3 料场的选择与开采697.4 主体工程施工697.5 施工总布置727.6 施工总进度738 工程占地778.1 工程占地
3、范围及实物指标778.2 工程占地补偿投资概算779 环境保护及水土保持设计799.1 环境保护设计799.1.1工程区自然环境和社会环境现状799.2 水土保持8110 设计概算8210.1编制原则和依据8210.2基础资料8210.3建筑材料预算价格8310.4电、风、水预算单价8410.5金属结构设备及价格8410.6其他8410.7概算成果8411 效益分析8511.1 工程概况8511.2 国民经济评价8511.3 综合评价90附图:1. 枢纽现状地形图;2. 平面布置图;3. 大坝灌浆平面图4. 大坝灌浆剖面图5. 大坝断面设计图;6. 大坝细部设计图;7. 溢洪道设计图(1/3)
4、;8. 溢洪道设计图(2/3)9. 溢洪道设计图(3/3);10. 卧、涵管设计图; 11. 盖板闸设计图;1 综合说明1.1工程概况XX水库是一座以农业灌溉为主,兼有防洪、供水等综合利用功能的小(2)型水利工程。XX水库位于XX区北部XX乡与XX区XX乡交界处,XX河支流上。水库有一条550m的小路与XX乡的乡级公路相接,坝址距XX乡约23km,对外交通较不方便。水库坝址以上控制流域面积0.187km2,主河道长0.769km,河道平均比降70.56。多年平均降水量1145mm。坝顶高程为713.505m,大坝最大坝高14.40m,水库校核洪水位712.913m,相应总库容10.71万m3,
5、正常蓄水位712.000m,相应库容9.093万m3。XX水库工程地处亚热带湿润气候区,气候主要表现为:冬寒、夏热、秋阴,气温较低,湿度大,雨量充沛,阴雨天多,晴天少,无霜期长,受大陆性季风影响显著,灾害性天气频繁。根据XX区气象站实测资料统计:多年平均气温15.8,多年平均日照1269.9小时,多年平均相对湿度81,多年平均径流深为550mm,多年平均风速0.9ms,多年平均最大风速10.0ms,多年平均降水量1145mm。XX水库坝型为均质土坝,最大坝高为14.40m,坝顶总长52m。根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)、碾压式土石坝设计规范(SL274-2001)的
6、规定,本工程属等工程,主要建筑物为5级,次要建筑物为5级。大坝设计洪水重现期定为30年一遇,相应洪峰流量为4.01m3/s,设计下泄流量为1.54m3/s;校核洪水重现期定为300年一遇,相应洪峰流量为6.12m3/s,校核下泄流量为2.55m3/s。1.2工程存在的主要问题及大坝安全鉴定结论1.2.1 已成工程现状XX水库枢纽工程由大坝、溢洪道和放水设施组成。XX水库大坝为均质土坝,最大坝高14.40m,坝顶高程713.505m,坝顶总长52m,坝顶宽1m。水库动工前无详细的地质勘探资料,亦无正规设计图纸及竣工验收资料,水库现状根据XX水库“三查三定”资料和现场踏勘实测。大坝上游坝坡从上至下
7、坡比分别为:1:1.5、1:1.8,在高程711.975m处有一级平台,宽3.4m。大坝上游坝坡未进行护坡处理,在风浪和水位变幅的双重作用下,导致坝面淘刷,水面以上坡面杂草丛生,杂树较多;坝顶无防浪墙、未做处理;下游坝坡为一级坡比为1:1.7,大坝无排水棱体,坡面杂草丛生,杂树较多。溢洪道位于大坝右坝肩处只开挖一道沟槽,控制段宽2m,溢洪道总长42.64m,控制段高程为712.00m。沟槽形状不规则,坡降起伏较大,沟内杂草丛生,沟槽两岸风化、垮塌、堵塞严重。加之溢洪道边墙、底板未进行衬砌,消力池未修建,严重影响泄洪,危及坝脚安全。XX水库放水设施位于大坝右岸,为涵卧管取水。放水设施为斜卧式卧管
8、,涵卧管为浆砌条石结构。卧管净空尺寸:0.3m0.4m(bh);涵管净空尺寸:0.4m0.7m(bh),比降i=1/200。最大流量0.15m/s,据现场走访调查,水库建成运行期间,放水涵(卧)管均为石质浆砌结构,放水设备因衬砌质量差,局部有开裂、沉降现象,砂浆标号低,表面和砌缝砂浆均有不同程度的风化、开裂剥脱现象,漏水严重。1.2.2 工程存在的问题XX水库经多年运行,枢纽工程出现以下病害,经分析出现的主要问题如下: a.坝顶高度不够,坝顶宽度不够,坝体单薄,上、下游边坡较陡,坡面杂草丛生,杂树较多,无坡面排水沟,无排水棱体。b.溢洪道未按设计开挖衬砌,危及大坝安全。c.放水设备开裂、沉降严
9、重,放水盖板止水较差,漏水严重。d.大坝有白蚁危害。e.无工程监测设施。f无工程管理房和防洪抢险公路。1.2.3 大坝安全鉴定结论XX水库完建于1976年4月,工程建于“70年代”期间,水库的修建属无正规设计单位设计,无正规施工队伍施工,无竣工验收资料的“三无”工程,施工前无详细的工程地质勘察,故无项目规划、设计及地勘资料。根据大坝安全评价报告和实测资料并结合现场检查分析得出以下结论:(1)工程质量评价XX水库大坝在工程运行中已暴露出一些质量缺陷,工程质量不合格。(2)运行管理评价XX水库由XX区XX乡农业服务中心负责运行管理,同时制定了一定的规章制度(不完善),但未得到认真执行,水库大坝未进
10、行日常养护维修,缺乏大坝安全监测及资料记录。运行管理评为差。(3)防洪标准复核原大坝设计、校核洪水标准采用的是30年一遇洪水标准设计,300年一遇洪水标准校核。根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL 252-2000)中有关规定,原设计、校核洪水标准满足规范要求;水库大坝实际的抗洪能力满足国家现行规范要求;溢洪道未按设计要求开挖、衬砌,泄洪时危及坝脚安全,不能安全运行。大坝抗洪安全性评为C级。(4)渗流安全评价从渗流计算成果看:大坝允许渗透坡降J=0.610,XX水库大坝最大渗透坡降J=0.695J=0.610,经计算出浸润线出勉点较高,且坝肩、坝基渗漏流量较大,不能满足渗漏稳定要求。根据水
11、库大坝安全评价导则之规定,渗流安全等级为C级。(5)结构安全评价本工程库岸是稳定的,XX水库大坝形状不规则,坝顶较窄,未见明显开裂、沉陷现象。上游坝坡坡面未护坡,下游坝坡为自然草护坡,上、下游杂草丛生,杂树较多,凹凸不平,有雨淋沟出现,根据水库大坝安全评价导则,XX水库大坝变形安全性评价为C级。综合大坝工程现状和各单项安全评价级别,依据水利部颁布的水库大坝安全鉴定办法及水库大坝安全评价导则(SL258-2000)的具体要求,XX水库工程大坝评定为三类坝。1.2.4 除险加固的意见和建议针对XX水库枢纽工程存在的病险问题,需对水库进行除险加固,确保工程安全,建议采取以下措施进行除险加固:a.加高
12、坝顶高度,加宽坝顶宽度,培厚坝体,增设大坝坡面排水沟,设置排水棱体,对大坝进行灌浆防渗处理。b.完善、修建溢洪道设施,确保到达泄洪能力。c.改造放水设施。d.消除白蚁对大坝的危害。e. 防洪抢险公路。1.3 除险加固的必要性(1)民生水利与农业综合开发的需要根据中央一号文件要求,以加快民生水利发展为主线。XX水库灌区内农业生产条件较好,区位优势突出,市场前景广阔。农业综合开发要有良好的水利基础条件,XX区旱象频繁,旱灾对综合农业生产的影响格外突出。据气象资料和灾情统计,基本是年年遇不同程度的干旱,旱象的发生往往具有夏伏连旱和冬干接春旱的特点。干旱造成溪沟断流、山塘干凅,人、畜饮水相当困难,粮食
13、减产约54.8%。农谚说:“春旱续夏旱,秋旱接冬干,十年就有九年旱,最怕伏旱连秋旱”。旱灾已成为综合农业生产可持续发展的严重制约因素。由于XX区XX水库大坝结构不稳定,水库抗洪能力低,水库大坝有整体失稳的危险,为了保证大坝的整体稳定和水库防洪安全,汛期需限制水位运行,减少了水库蓄水量,使水库难以起到抗御旱灾、确保综合农业稳产丰收的作用。因此,必须对XX水库病险进行工程整治,充分发挥其灌溉、抗旱功能。(2)治病除险、缓解供需矛盾、充分发挥工程效益的需要XX水库由于工程建设过程处在特定的历史时期,以当地民工队伍群众性施工为主,土料填筑部分为人力带石滚平碾碾压,整个施工过程中缺乏必要的不同高程不同部
14、位碾压取样的检测、试验资料,因此,施工中难于控制、改进土坝施工质量。水库大坝坝坡偏陡,就大坝整体而言处于不稳定状态,安全评价为三类坝。XX水库下游350人和财产及380亩农田的安全,由于大坝安全性低,每年汛期需限制水位运行,减少了水库蓄水量,使水库难于充分发挥蓄水功能,使300亩农田灌溉不能得到保证,严重制约当地的经济发展。 工程供水能力低下,一有干旱,特别是伏旱,往往产生农业灌溉、农村人畜饮水等供需水难以协调平衡的矛盾,争水、抢水等水事纠纷不断,影响生产、工作、学习和社会稳定。综上所述,通过对XX水库枢纽工程进行除险加固后,使XX水库恢复蓄水量4万m,恢复设计灌溉面积300亩,因此,为XX乡
15、石河村的建设和发展提供充足的水源,提高了防洪能力,使下游村民生活用水得到保障,也是当前社会主义新农村建设和创建和谐社会的必要条件。因此对水库枢纽进行除险加固,显得十分迫切和非常必要,建议尽早动工建设。1.4 主要建设内容和规模(1)工程整治任务由于XX水库大坝结构不稳定,水库抗洪能力低,水库大坝有整体失稳的危险,为了保证大坝的整体稳定和水库防洪安全,必须对XX水库进行彻底的整治,以满足设计和现行规程规范的要求,从而确保下游人民生命财产安全,更好地发挥水库蓄水兴利功能,充分利用水资源,增加灌溉和供水效益。本次枢纽整治设计按XX市水利局审核通过的大坝安全鉴定意见和范围进行。(2)水库规模根据水利水
16、电工程等级划分及洪水标准SL252-2000的规定,规模以总库容确定,XX水库整治后总库容为10.71万m3,水库规模仍属小(2)型。(3)主要建设内容1)增加坝顶宽度,对大坝进行培厚加固,设置排水沟,新建排水棱体等。2)完善、修建溢洪道设施,确保到达泄洪能力;3)对大坝、坝肩(基)进行帷幕灌浆,坝体进行劈裂灌浆;4)对大坝进行白蚁整治;5)在放水设备原位置,重修放水设备;6)新修防洪抢险公路550m。1.5 除险加固工程投资本工程概算总投资155.40万元,其中:建筑工程:103.60万元,金属结构设备及安装工程2.22万元,临时工程8.39万元,独立费用29.03元,基本预备费7.16万元
17、,水(环)保工程5万元。1.6 施工工期本工程施工总进度安排为6个月,跨2个施工年份。从第一年10月完成水库放空,设备进场,11月至第二年3月中旬主体工程完工,3月底完成其他工程及场地清理、资料整理等扫尾工作。1.7 结论与建议XX水库病险工程整治加固后,可提高大坝整体稳定安全性态,正常和非常工作条件下的坝坡抗滑稳定安全系数达到规范规定要求,使大坝抗洪能力达到300年一遇校核洪水标准,水库投入正常运行后可确保下游300人和财产及380亩农田的安全。水库达到正常调节蓄水能力,减少弃水损失,可较好地利用水资源,充分发挥灌溉、供水效益,增加水库经济收入,为水库管理和维护提供一定的财源。工程具有较好的
18、自然和整治建设条件,枢纽建筑物病险整治可就地取材,单一易建,施工期短,见效较快,对促进周边区域社会经济的发展将发挥重要的作用。由于工程承担灌溉、农村人畜饮水任务,建议管理单位应严格执行水环境保护法和水污染防治法的有关规定,保护好工程区水环境,保持供水水质良好。XX水库枢纽特性表1-1序号名 称单 位整治前整治后备 注一、水文1枢纽控制集雨面积km20.1870.1872多年平均降水量mm114511453多年平均径流深mm5505504多年平均径流总量万m310.410.45设计洪峰流量3.3m3/s6.126.126校核洪峰流量0.33%m3/s4.014.017设计洪水下泄流量m3/s1.
19、541.548校核洪水下泄流量m3/s2.552.559设计洪水总量3.3万m32.1692.16910校核洪水总量0.33万m33.0393.03911正常蓄水位m712.000712.00012设计洪水位m712.652712.65213校核洪水位m712.913712.91314死水位m702.000702.00015水库总库容万m310.7110.7116设计滞洪库容3.3万m31.1371.13717校核滞洪库容0.33万m31.6171.61718兴利库容万m39.0939.09319死库容万m30.4930.49320实际灌面亩300300二、大坝21坝型均质土坝均质土坝22坝顶
20、高程m713.505713.505XX水库枢纽特性表1-2序号名 称单 位数 量备 注23最大坝高m14.4014.4024坝顶长度m525225坝顶宽度m13.5三、溢洪道26溢洪道型式岸边正槽式岸边正槽式27溢洪道堰顶高程m712.000712.00028堰顶净宽m2229最大下泄流量m3/s2.552.55校核洪水下泄流量四、放水建筑物30放水建筑物型式石质涵卧管石质涵卧管31进口底板高程m702.000702.00032最大放水流量m3/s0.150.1533涵管长度m5353五、观测设备34降雨量观测处无无35库水位观测处无无36渗透流量观测点个无无37垂直及水平位移观测点个无无2
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