某水庫樞紐工程除險加固初步設計說明書(留存版)

　　

【正文】 工組織設計 XX水庫 位于 劍河鄉一村 ，距 劍河鄉 3 公里， 距 XX縣城 38Km， 水 庫至劍河鄉 和 XX 縣 城 有 瀝青油路 相通，外購材料及設備從鹽～綿二級公路直接運至工地，對外交通比較方便。 穩定問題 該水庫樞紐部份屬蓬萊鎮組中生界地層，傾向下游，傾角 3∽ 50，為近似水 平巖層，從地質條件分析，大壩不會因為地質原因發生失穩現象。由于該水庫一直采用臥管放水孔取水，一來取水極不方便，二來對放水人員極不安全 ，需要進行改造。 27＇，距劍河鄉 3公里，距 XX 縣城 38Km，水庫管理站公 路、電源、通訊均通。 水庫除險加固工程初步設計說明書 水利電力勘察設計隊 6 溢洪道 水庫現有正槽式溢洪道一座，位于河床左岸，堰頂高程 ，堰頂寬 16m，泄槽橫斷面為矩形斷面，泄槽寬 ，溢洪道全長 170m，溢洪道主要由進口段 、控制段和陡槽段組成 。 80 年代以來，加強 了庫內植樹造林和水土保持等措施，植被得到了很大改善，現在森林覆蓋率已達 %，庫內淤積減少。本次工程整治設計的項目及方案如下： 1. 大壩加固 上游： 先將 上游壩坡 未達到設計坡度的 壩坡采用 土石填筑至設計坡度（ 1： ） ，然后 澆筑 C15混凝土作封閉處理 ，混凝土下部鋪填 10cm 厚沙礫石作為反濾層 ；；死水位以下壩坡采用拋填塊石使其達到坡比達到 1： ，進行加固處理。 該水庫位置比較重要， 其下游涉及劍河鄉場鎮及該鄉多個村社 1 萬多人口，水庫一旦潰壩失事，將會對下游的居民及建筑物造成極大的威脅，造成重大的經濟損失和不利的社會影響。 上式中 α查 《手冊》確定， H24P由表 4— 1 給出。 3）成果分析 （ 1）上游壩坡所有工況的抗滑穩定最小安全系數均小于規范允許值，不滿足規范要求。 (1)鉆孔 可采用 KJ－ 100－ 1 型或 U－ 2PC型鉆機，開孔直徑 110mm，終孔直徑水庫除險加固工程初步設計說明書 水利電力勘察設計隊 24 75mm，壩體孔段必須安裝相應套管。機耕橋為梁板式結構，采用 C25 鋼筋砼現澆，橋面寬 米，橋板厚度為 30cm，梁厚 30cm，高度為 50cm， 詳見《 XX 水庫機耕橋設計圖》。 水庫除險加固工程初步設計說明書 水利電力勘察設計隊 29 施工布置 土石料場 由于土石料需要量較大，可以考慮在大壩兩端 480m 高程以上布置土石料場，一則可以加大施工強度；二則可以放小炮開挖；三可以盡量避 免施工干擾。 主要工程施工方法 大壩加固 土石開挖填筑 （ a） .開挖：由于取土位置已高于大壩 20余米，一般已距大壩 200m以外，可以采用松動爆破，但必須嚴格控制裝藥量，并由專人負責。 工程建后管理 工程管理機構 隨著水管單位體制改革的不斷深入，為了加強小型水利工程的管理，充分發揮工程效益，縣水務局對全縣小（一）型水庫管理站的用人制度和分配制度進行了改革。掌握大壩運行情況，判別工程安全狀況，并根據大壩觀測規程按時巡檢，對水庫供水及灌溉工程，利用供水空隙進行系統地檢查維護，尤其是汛前的檢查維護，作好防汛準備。針對目前水價形成機制不合理，供水管理體制不健全，供水價格偏低及終端水價秩序混亂等問題，按照《水業產業政策》 (國家計委 1997 年 9 月 4日 )及縣人民政府的有關政策，制訂統一水費收取改革方案。對于浪費水資源行為，要按照水資源浪費的數量實行懲罰性水價。 水庫除險加固工程初步設計說明書 水利電力勘察設計隊 40 7．工程概算 編制原則和依據 （ 1998） 379 號文頒發的《四川省水利水電工程設計概算 編制規定》執行。 基本原則 ，促進節約用水，保護和合理利用水資源。 常規檢查、觀測按有關規范和上級水行 政主管部門要求進行，主要對庫區水位、庫容、流量、降雨、水溫、大壩位移、沉陷、滲漏、浸潤線和各類水工建筑物、動力通訊設備、觀測設施、庫岸等進行觀測。完全實行自收自支、自負盈虧，分配由過去的固定工資制改為與效益掛鉤，多勞多得 。碾壓時灑水應充分、均勻，要求灑水量不小于填筑量的25％～ 35％，同層之間結合部超碾 米，做到鋪料、灑水、碾壓分區明確，避免漏振。 其他 只有帷幕灌漿用水量較大，但在庫內直接抽取，距離近，不需建固定的供水設施。 水文氣 象條件 該水庫流域屬亞熱帶濕潤季風氣候類型，四季分明，全年氣候濕潤溫和，多年平均氣溫 ，雨量較為充沛，日照充足，具有冬干春旱，夏洪、秋綿的特點，但也有全年干旱的時候。 (3)灌漿壓力 以不破壞巖 (土 )體及砌體結構為原則，因此可選用不同深度選擇不同壓力值進行施工，并以千分表作為監測，先進行嚴格試驗后再進行正式灌漿。 因此，大壩上游坡存在壩坡不穩定的安全隱患問題。 表 2— 2 XX 水庫設計洪水總量計算成果表 P（ %） H (mm) h(mm) α Wp(萬 m3) 223 2 297 調洪計算 按堰： q1=mB(2g)1/ q2=Qp(1Va/ Wp) 假設 Va 用試算法使 q1= q2即為正確，見下表 : 表 2— 3 XX 水庫調洪演算計算表 水庫除險加固工程初步設計說明書 水利電力勘察設計隊 17 P(%) 2 Va(萬 m3) H(m) Qp(m3/s) Wp(萬 m3) q(m3/s) 已成壩高情況下設計，校核水位的確定 1） 有關參數 ： ： D= 安全超高 a, 設計 a= 校核 a＝ Vf= V== = V2=Vf 2） 計算公式 d=HB+a HB＝ （ 2hL） tg a 3 浪高 2hL＝ 取 k＝ a＝ 23。 2 水庫水文及調洪演算 流域概況 XX 水庫位于 XX 縣劍河鄉一村，距劍河鄉 3 公里，距 XX 縣城 38Km，屬涪江水系梓江二級支流，控制流域面積 F=。 2. 壩肩滲漏處理 對 右壩肩 滲漏采取 帷幕灌漿 處理 ， 灌漿全部采用單排孔，孔距 2m，灌漿深度為 25 米。按推理公式計算洪峰流量，當 P=2%時，洪峰流量為 ，設計洪水位。 壩下涵管全長 42m，斷面型式為漿砌條石矩形斷面，斷面尺寸 （高寬）。 該庫 位于 XX 縣劍河鄉一村，樞紐地理坐標東經 105176。 2. 溢洪道 : 洪水復核結果表明， 三道嘴水庫防洪能力滿足《中華人民共和國國家標準》 GB50201— 94 及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252— 2021規定的 50年一遇洪水設計和 500年一遇洪水校核的標準，但一是大部分溢洪道邊墻及底板尚未襯砌；二是其邊墻及底板多為泥粉質砂巖構成，強度較低，極易垮塌，嚴重危及壩腳安全，不利于安全泄洪和溢洪道的穩定，嚴重影響下游兩岸的穩定 ， 需要對其進行整治。地層似斜南北，傾角 3∽ 50，近似水平。 新建機耕橋 為了保證汛期防洪搶險物資運輸及行人安全，本次設計在溢洪道上方增設一機耕橋。流域區屬淺丘陵區，植被較好， 多年平均氣溫 ，最大風速 ，屬亞熱帶濕潤季風氣候，夏長秋短，四季分明。 3 工程設計 工程等級和設計依據 根據水利部 SL－ 2021 防洪算準中水利水電樞紐工程等級劃分規定，XX 水庫 屬小 一 型水庫，樞紐為Ⅳ等工程，主要永久建筑按四級建筑物設計，次要建筑物按五級建筑設計，本次工程除險加固設計依據，采用上述工程等級劃分和大壩安全鑒定結論。 詳見 《 XX水庫大壩整治設計橫剖面圖 》。 全段灌漿結束后，可采用 ∶ 1或 ∶ 1的水泥砂漿人工進行封孔。 由于是已成工程的除險加固，對土料沒有嚴格的要求，可以采用土石 混合料，壩區周圍相當豐富，可以滿足工程需要。 水庫除險加固工程初步設計說明書 水利電力勘察設計隊 30 施工計劃 施工工期 、 塊石 開采計劃從 2021 年 3月開始， 2021年 5月初結束。 必須按照鉆孔→沖洗→壓水→注漿→結束→封孔→檢查孔施工順序進行。水庫生產、生活區為管理范圍。 綜合經營 XX 水庫 管理站在確保工程安全運行的前提下，充分利用庫區水土資源及管理站人力物力資源，因地制宜地開展綜合養殖、綠化、旅游等多種經營項目，不斷發展壯大經濟。 ，兼顧各方的承受能力，統籌規劃，分步實施。 （ 1997） 495號頒發《四川省、重慶市水利水電工程施工機械臺班費定額》。 實行水量、水價、水費“三公開”，提高水費管理透明度。 水庫除險加固工程初步設計說明書 水利電力勘察設計隊 38 當按規定安裝合格的計量用水設施。并根據國家水利產業化政策，所有單位和個人必須按規定繳納水費。實行自收自支、自負盈虧、企業管理的單位，主要任務是蓄水、保水、供水、工程維護、運行觀測和開展多種經營等。 勞動力 該工程計劃從 20217年 3月開工， 2021年 6月底全部結束，總工期 4水庫除險加固工程初步設計說明書 水利電力勘察設計隊 31 個月，根據不同的施工項目、時段和組織形式，計劃平均保證有 6080人施工，高峰期 150 人，總計劃用工量 。 條石砌筑 及砼澆筑 ：由 于涉及泄洪，對 條石砌筑 及砼施工要求高，一般采用專業隊伍施工。詳見《 XX 水庫 溢洪道整治設計圖》 。 XX 水庫 右壩肩 帷幕灌漿，主要是防滲堵漏，根據工程具體情況。該程序可用以計算具有粘性土防滲墻的各種土石壩的上、下游壩坡及庫水位驟降時的壩坡穩定情況。暴雨參數由 《四川省中小流域暴雨洪水計算手冊》（ 1984年 6 月版）（以下簡稱《手冊》）上的等值線圖查算。 水土保持與環境影響評價 該工程為除險加固整治工程，需移動的土石方量不大，對水庫功能的正常發揮和環境改善十分有利，不利的因素是帷幕灌漿可能會對下游魚池產生 一定污染，但都是局部和暫時的，抓緊施工可以避免不利的情況出現。該水庫為Ⅳ等工程，相應主要建筑物按四級建筑物設計，次要建筑 物和臨時建筑物按五級設計。多年平均徑流深 162mm。 大壩基巖為棕褐色長石石英巖、粉砂質泥巖。 樞紐工程由大壩、溢洪道、放水設備三部分組成。流域形狀近似長條型。 水庫除險加固工程初步設計說明書 水利電力勘察設計隊 10 工程設計 工程等級 XX水庫是一座以灌溉為主，兼有防洪、 人飲、 養殖等綜合效益的小 一 型水庫。 施工安排 水庫主要承擔灌溉用水，大壩加固既要保證工程順利進行，又要不影響水庫的灌溉和蓄水， 上 游壩坡 及 溢洪道 整治 涉及夏季行洪，須在洪水期來臨前整治完工；帷幕灌漿為了保證質量 ，可以盡量安排在春灌后的低水位進行。 推理公式為： Qp = ψ S F/τ n = f (F、 L、 J、 S、 n、μ、 m) 式中： Qp —— 最大流量（ m3/s）； ψ —— 洪峰徑流系數； τ —— 流域匯流時間（ h）； F —— 流域集雨面積（ km2）； L —— 自出口斷面沿主河道到分水嶺的河流長度（ km）； 水庫除險加固工程初步設計說明書 水利電力勘察設計隊 15 J —— 河道平均坡度； S —— 暴雨雨力，即最大一小時暴雨量（ mm/h）； n —— 暴雨公式指數； μ —— 產流參數（ mm/h）； m —— 匯流參數。 2）下游壩坡： （ 1）工況一：正常高水位 形成的穩定滲流期； （ 2）工況二：校核洪水位 形成的滲流期。由于該水庫大壩高度不大，只有 22m，因此考慮帷幕底部只需深入壩基以下 3m 即可，帷幕深度即為 25m。 但 由于該水庫集雨面積較大，幾乎每年都有較大洪水 ，經過多年運行， 現在一是大部分溢洪道邊墻及底板尚未襯砌；二是其邊墻及底板多為泥粉質砂巖構成，強度較低，極易垮塌，嚴重危及壩腳安全，不利于安全泄洪和溢洪道的穩定，嚴重影響下游兩岸的穩定。 （ b） . 土石開挖：為了節約工程投資，可以由受益鎮、鄉組織民工開挖，但不利是工期會拖得過長。 ： 2021 年 3月開始開鑿， 5月中旬進行條石砌筑及砼澆筑， 5月底完工，計劃工期三個月。工程整治中雖然要開挖一部分土石，暫時會對局部水土造成一些破壞，但可以采取工程于以處理，不至于產生水土流失。由XX 水庫 管理站負責水庫運行管理，并根據灌區工農業用水情況，本著加強計劃用水、節約用水、保證農田灌溉生產及生活用水的原則，編制供水計劃，制訂供水章程。 量編制供水計劃，制訂供水細則，并報上級水行政主管部門批準后實施。加強農業水價的管理和監督，逐步理順供水體制，減少農業供水的中間加價、收費環節。主要材料預算價格見下表： 主要材料預算價格匯總表 編號 材料名稱及規 格 單位 基礎價 （ t） 預算價 （元） 價