某水庫除險加固設計初步設計報告(完整版)

　　

【正文】 m 3 干流平均坡降 ‰ 二 水庫 1 水庫水位 1） 校核洪水位 m P=3% 2） 設計洪水位 m P=3% 3） 正常蓄水位 m 4） 死水位 m 2 庫容 1） 總庫容 104m3 2） 興利庫容 104m3 3） 正常庫容 104m3 4） 死庫容 104m3 三 洪水 1） 設計洪峰流量 m3 /s 2） 設計下泄流量 m3 /s 3） 校核洪峰流量 m3 /s 4） 校核下泄流量 m3 /s 四 壩 1） 型式 均質土壩 均質土壩 均質土壩壩 2） 壩頂高程 m 3） 最大壩高 m 12 12 4） 壩頂寬 m 5 5 5 5） 壩頂軸線長 m 87 87 87 五 泄水建筑物 1 溢洪道 1） 堰頂高程 m 2） 型式 寬頂堰 寬頂堰 寬頂堰 3） 溢流堰寬度 m 2 序號 指標名稱 單位 原設計 加固前 加固后 備注 4） 消能方式 消力池 5） 設計溢流流量 m3 /s 6） 校核溢流流量 m3 /s 六 輸水建筑物 涵管 拆除重建 1） 型式 砼圓管 砼圓管 箱涵 臥管放水 2） 進口底板高程 m 3） 出口底板高程 m 4） 斷面尺寸 m 直徑 直徑 * 5） 涵洞長度 m 37 37 40 6） 設計流量 m3 /s 七 工程效益 1 灌溉面積 畝 1500 1500 1500 2 保護人口 人 800 800 800 80 800 3 距主要鄉鎮 km 距 XX25km 4 距 交通干線 km 距棠棠公路 3 1 綜合說明 工程概況 XX 水庫是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養殖等綜合利用的小（ 2）型水庫，庫址座落在 XX市 XX鄉 XX村境內，地理位置 東經 111176。 該水庫是以農田灌溉為主，兼有防洪、養殖任務等綜合性小（ II）型水庫。 2021 年冬對以上滲漏部位采用 1： 2： 4 三合泥進行處理，但沒有達到理想效果。 XX 水庫調洪演算成果表 洪水頻率 P（ %） 洪峰流量 （ m3/s） 洪水位 （ m） 相應庫容 V （萬 m3） 下 泄流量 q （ m3/s） 水庫抗洪能力的復核 根據壩址處的水文氣象條件和水庫特征值，采用官廳水庫公式計算波浪爬高和風浪雍高并及入安全超高后 ， XX 水庫大壩的最低高程 應 不低于 ， 大壩 整治后 高程 滿足要求。傾角 60176。另外南部有毛里湖斷層分布，被第四系覆蓋層覆蓋。工程所需塊石料、砂礫石料均要外地購置，塊石可到 XX 新洲鎮 塊石料場購買，運距約 35km，砂、礫 石主要從岳陽、汩羅船運至料場，運輸方便，運距 25km。 結論 及建議 結論 ： (1)場地地震基本烈度值為Ⅶ度，設計施工中必須按Ⅶ度對大壩和建筑物進行抗震復核。 工程處理措施建議： (1)對大壩壩體和壩基進行防滲處理，基巖部分的防滲處 理應深入至弱透水帶。 除險加固設計 設計依據、原則和任務 除險加固設計的主要依據是 XX 水庫大壩安全 評價報告、安全 認定報告、安全核查 報告等前期工作結論和國家現行的規程規范。正常蓄水位以上至壩頂高程采用草皮護坡。 12 涵臥管 設計 涵 管 位于大壩右端， 斷面尺寸 ф 500mm，進口底板高程 ，用臥 式 啟閉機 閘門 控制。 施工組織設計 XX 屬中亞熱帶北緣內陸季風氣候區。土場厚度平均 ，面積 1 萬 m2左右，土料 萬 m3。 鋼材加工：主要制作鋼筋等，占地為 80 m2，配有切斷機，彎曲機和對焊機等。 水庫一直帶病運行，工程效益未能很好發揮，生產、生活投入甚少，大壩等主體工程缺乏必要的觀測設施，生活辦公設施及交通通信設施不能滿足工作需要，工程管理條件十分落后，急待改善。 建設期的管理體制及實施辦法 由縣人民政府或委托水行政主管部門組建項目法人，實行項目法人負責制 ， 工程施工采用公開招標的方式選擇施工隊伍， 委托有資質的單位對 工程建設進行全過程的監理 ， 質量監督部門跟蹤進行質量監督 。 水土流失影響分析 本工程 施工項目主要有 沖抓回 填、 帷幕灌漿、 大壩護坡、混凝土澆筑、 砌石、 臨時建筑物的修建等。 XX 屬中亞熱帶北緣內陸季風氣候區。此標準符合規范要 20 求，本次仍采用上述標準進行復核。水庫設計洪水計算成果匯總表見表 : 23 表 XX 水庫設計洪水成果匯總表 設計頻率 洪峰mQ （ m3/s） 洪量 W（萬 m3） P=% P=% P=5% 合理性分析 本次水庫壩址以上流域特征值在萬分之一地形圖上進行了復核量算，精度滿足設計要求。 表 分期洪水估算結果 項目 重現期 11月至次年 3月 一日洪量 5年一遇 m3 庫水位 (m) 5年一遇 說明 ，死庫容 m3。 表 XX 水庫水位庫容曲線表 水位（ m) 82 85 庫容 (萬m3） ⑶ .泄 流曲線 XX 水庫溢流堰的型式為寬頂堰，泄流量依照 《 溢洪道設計規范 》 推薦的公 式（ 2/32 oHgmBq = ）計算，其中 B 為堰寬 (B=)， m 是流量系數， H0 是水頭，結果見表 。因此， XX 水庫溢洪道 控制段的頂部高程 不得低于 (+)m。2021 年 2 月，我院受 XX 水務局、 XX 鄉政府及鄉水利水電管理站的委托，對大壩進行了初步設計階段地質勘探工作。植被發育，以喬木為主，庫區內為灌木林，植被覆蓋率在 90%以上，水系不發育，自然狀態下岸坡穩定狀態較好。該區有一系列隱伏的區域斷裂，有的近期仍在活動，烽火山斷層，大致走向為 N65176。 35 地表水全部為大氣降水，庫壩區排水條件較好，降雨停而地表水由地面或土體中的孔隙排泄至小溪溝內。降水比較豐沛，但時空分布不均勻和水利工程布局的差異，水、旱災時有發生。 溢洪道工程地質條件及工程質量 溢洪道位于壩體右側，由山體 開鑿而成，巖土層為殘積層，沒有進行任何防滲加固處理，就是一條土渠，因而形狀極不規則，沖坑，沖槽到處可見，加上過水斷面不夠，汛期還經常出現垮塌而堵塞溢洪道，對大壩造成嚴重威脅，工程地質條件較差，一是土體不密實，二是土質差， 37 因而造成險象。 104cm/s，從上述指標表明：土料粗顆粒含量較高，含水量差異大，干密度偏低，具高壓縮性，結構中密。 104 39 (2)壩基區 本節已在上節詳細敘述。料場內地形開闊、平坦，開采運輸條件較好，按照均質土壩的質量要求對土料的有關指標進行對比評價，土中的粘粒含量較大和含水量偏小，滲透系數小，各項指標均符合要求。 (3)壩體的填筑土料和施工質量較差，壩體滲漏嚴重，防滲性能差，達不到防滲指標要求，壩體存在散浸問題。 (3)輸水涵管翻修重建，建議為鋼筋砼涵管。現壩頂高程 滿足規范要求。 ② 護坡設計 為了滿足抗風浪 和變形 要求 ,上游壩坡需護坡，采用預制 混凝土六方塊護坡。在大壩 壩頂以下采用 沖抓套井回填 。套孔（雙號孔）為整圓，主孔（單號孔）被套孔切割，呈對稱蝕圓。 50 ③ 防滲墻有效厚度計算 單排孔形成的防滲墻有效厚度按下式計算 L=2Rcosα=2179。10 5cm/s，含水量控制在 21%～ 25%左右，干密度大于 ,干密度和含水量均通過現場試驗，控制在設計要求范圍內。檢測內容為鉆孔的深度與造孔的偏斜率，土料的含水量，最優含水量依現場試驗確定，確保滿足規范和設計要求。 105 179。 因本次計算為已建工程的 加固，不需計算施工期工況。 大壩進行防滲處理后，增加了防滲心墻，心墻部份的抗剪強度比壩體填土高，但心墻較薄，為簡化計算，從偏安全角度考慮，不單獨分區，仍按原壩體的力學指標。 在滲流計算的基礎上，計算下列工況大壩穩定安全系數： ① 上游正常蓄水位與下游無水時，下游壩坡穩定安全系數（有效應力法）； ② 上游設計洪水位與下游無水時，下游壩坡穩定安全系數（有效應力法）； ③ 上游校核洪水位與下游無水時，下游壩坡穩定安全系數 （有效應力法）； ④ 上游 1/3 壩高水位與下游無水時，上游壩坡穩定安全系數（有效應力法） ⑤ 上游水位從正常蓄水位驟降至 1/3 壩高與下游無水時，上游壩坡穩定安全系數（有效應力法和總應力法）。 溢洪道加固設計 溢洪道由進口段、控制段、泄槽段和消能段組成。泄槽段縱坡 1。 56 表 水庫大壩壩坡穩定計算成果表 計算工況 計算邊坡 上游水位 下游水位 安全系數 K 規范要求 [K] 穩定滲流期、庫水位驟降 下游邊坡 校核洪水位 無水 下游邊坡 設計洪水位 無水 下游邊坡 正常蓄水位 無水 上游邊坡 1/3壩高水位 無水 上游邊坡 水位驟降（有效應力法） 無水 地震 下游邊坡 正常蓄水位 無水 地震 上游邊坡 1/3壩高水位 無水 通過本次計算分析，大壩計算斷面上、下游壩坡在各工況下最小抗滑穩定安全系數均大于規范要求，經除險加固后大壩結構安全滿足規范要求。 ） C （ KPa） φ （ 176。各工況下計算結果 及 相應浸潤線高度見本章附圖 42～附圖 46。 105 179。 52 滲流安全和結構安全復核 一、 大壩滲流計算分析 （一） 、滲透分區及指標 大壩滲流計算斷面選取本次勘探取樣斷面。填土層的厚度控制在 至 。cos45176。 表 大壩防滲方案比較表 比較內容 沖抓套井方案 壩腳截滲墻 高壓噴射 +壩身土工膜鋪蓋 方案 壩頂布孔，沖抓孔經 ，孔距 , 上游壩腳設 1179。 方案三： 高壓噴射灌漿方案。 ③ 壩頂構造設計 大壩壩頂寬 5m， 壩頂路面采用 泥結石 硬化，厚度 200mm，雙面排水，坡度 3%，路面上、下游側設 厚、 寬 C20 混凝土路緣石 。 (二 ）大壩 結構加固 設計 ① 結構加固方案 經 復核 ，水庫大壩 按 沖抓套井回填粘土 防滲后， 壩體浸潤線降低，下游壩坡穩定性有一定提高 ，大 壩在各工況下的 穩定 安全系數均滿足 47 規范要求。 (5)壩體迎水面進行砼護坡，背水面采用生物護坡。 (5)溢洪道未進行加固防滲處理，造成損壞嚴重，可造成沖毀。由于工程區附近沒有石料開采，所用石料須從外地購買，購買地主要 為 XX 新洲鎮 塊石料場，該料場的巖石為紫紅色厚層狀砂巖，弱風化，巖性較堅硬，質量較好，含量極為豐富，運距 35km。 表 XX 水庫大壩鉆孔壓水試驗統計表 鉆孔編號 試段位置(m) 試段長度(m) 表 壓 力(Mpa) 透水率 備注 ZK1 9 ZK2 9 ZK3 7 物理力學指標建議值 根據野外地質鑒定、鉆孔試驗、現場調查及壩體原狀土料室內試驗成果分析，壩體為均質土壩。一直存在大壩滲漏，壩腳散浸嚴重。 壩體工程質量及存 在的問題 壩體填筑質量 該工程壩體填筑土，土料的來源就是附近兩岸山坡及庫區內的沖積土，土料均一性較差，加上施工中采用的是“人海戰術”，施工夯實設備簡陋，夯壓欠密實，且壩體施工分多階段進行，層與層，片與片之間填土存在一定差異，施工期間晴、雨相間，填筑土含水量差異也較大，導致施工質量差，從而引起大壩塌陷、滲漏、散浸嚴重，從壩腳往上垂直高度 5m 的范圍內散浸嚴重，面積達 800m2，局部可見明水溢出，導致壩體受損，局部滑坡，壩腳嚴重時人不能在上面行走，同時未設排水棱體，也是造