石橋水庫出險加固工程初步設計報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 SL252— 20xx 的規定，確定本工程為 Ⅴ 等工程，其主要建筑物為 5 級。設計洪水標準為 20 年一遇。校核洪水標準為 200 年一遇。 工程設計 本工程除險加固項目根據大壩安全鑒定意見和工程現 狀情況確定，包括大壩壩坡整治、大壩壩基及壩身滲漏防滲處理，大壩涵 管 封堵 處理、溢洪道加固處理、 新建 輸水隧洞 、 防汛倉庫建設、防汛公路建設等。 （ 1） 大壩 壩坡 處理 本次設計對上游壩坡進行 整治 ， 整治后 上游 保持一級 坡， 坡比 為 1:， 上游 6 壩坡馬道寬為 ， 用 漿砌石砌筑 ， 厚 。上游壩坡 均 采用 100mm厚 C15砼預制塊 護坡，下設 150mm 厚 砂 石墊層。施工時先進行坡面清理后再回填 ，然后鋪筑墊層及護坡 。 本次設計對 下 游壩坡進行 整修 ， 下 游 設 三 級坡，為 1： ， 1： 和 1:。下 游壩坡 均 采用 草皮 護 坡 ， 施工時先 進行坡面清理，按設計坡比對壩坡進行粘土培厚，再對壩坡采用草皮護坡 。在壩坡兩側各設寬 深 = ，排水溝用 80mm厚的 C15 砼 澆筑 ， 壩坡中間設 一條。 大壩現狀壩頂 高程不滿足 要求，本次除險加固大壩 壩頂 采用采用 200mm 厚 泥結石 路面整修， 壩頂寬 ， 壩頂上游設高于壩 * 的砼路肩兼防護墩，下游側設 * 的砼路肩， 壩頂高程為 。設計 詳見設計圖 。 （ 2） 大 壩壩體防滲處理 針對 大 壩 壩身漏水現象 及大壩壩高 ， 壩基殘留 ～ 厚原土層， 壩體 防滲 采用 沖抓套井回填 處理， 下與 壩基防滲 帷幕灌漿相連，形成一道完整的防滲體， 防滲墻布置于 壩頂靠上游側 ， 詳見 第 節 壩體防滲處理設計。 （ 3） 壩基防滲處理 本工程左、右壩端 存在繞壩滲漏 ， 壩 基 為 破碎巖層 ，因此 防滲處理的基本方法為帷幕灌漿 ， 本次設計 采用帷幕灌漿的方式對壩基進行防滲堵漏處理，與壩體防滲墻形成一道連續的防滲體。 防滲帷幕深度達到相對弱透水層 （ q≤ 10Lu） ，本設計灌漿布置初定為單排帷幕，在平面上按直線布置 。帷幕灌漿孔距初定為 D=3m，排數 N=1。 （ 4） 大壩滲流 及壩坡 穩定復核 根據處理加 固后的大壩分區以及室內土工試驗及現場試驗資料 等為 基本依據，并參照其它類似工程經驗。計算 后 得出 大壩 滲透坡降值 小于允許滲透坡降 。 上下游壩坡計算斷面的穩定安全系數均大于規范規定的最小安全值，因而大壩穩定 滿足規范要求 。 （ 5） 溢洪道加固處理設計 現狀 溢洪道為正槽式，布置于大壩 左 岸， 設計 堰頂高程 ， 現狀進口高程 ， 進口堰寬 ；泄槽斷面為矩形，側墻為三合泥砌塊石砌筑而成，底板沒有砌筑，尾端無消能設施。 溢洪道為正槽式， 布置溢洪道于 大壩 壩頂山坳處，溢洪道本次設計由溢流堰、 7 泄槽段、消能段等三 部分組成，溢洪道全長 。 溢流堰厚 ，堰頂高程為， 采用 的 C20 鋼筋砼襯砌。其中 0+006～ 0+044 為泄槽段，長 38m。0+044～ 0+060 為 跌水消能 。泄槽段起點為 0＋ 006，泄槽段 0＋ 006～ 0＋ 044 為一個坡降為 18％的陡槽 , 0＋ 044～ 0＋ 060 段為一個坡降為 50％的 階梯式 陡槽， 0+060～0+ 段為個消力池。泄槽其中 0+006～ 0＋ 030 為收縮段 ，從 8m 收縮成 6m。保持溢洪道水流通暢，溢洪道過水斷面均采用矩形斷面。 ①溢流堰 堰頂高程 保持 至 ,溢洪道泄槽底板采用 C20 鋼筋砼襯砌 ,厚度為 。 ② 側墻 用 漿砌石全部重建重力式擋土墻。 ③溢洪道進口設交通橋。 ④末端設置消力池 。 （ 6）涵管加固設計 對涵管進行開挖封堵處理。選擇在枯水期庫水位在死水位時進行，在涵管進口0～ 5m 處進行開挖，開挖坡比設計為 1： ，土方挖進到涵管全部露出之后結束，然后用 C15 砼對涵管進行封堵回填，封堵長度為 105m，進口段設置一道砼截水環，最后再用粘土回填夯實，使壩體和涵管緊密結合。 隧洞和臥管經過現場查看和方案比較，布置于大壩右岸處 。隧洞穿過大壩右岸山體， 總長 ， (7) 新修防汛公路 400m （ 8） 大壩白蟻防治 根據大壩已查明的蟻情，決定采用誘殺法 、 追挖法 對 大壩白蟻 進行滅治。 水土保持和 環境保護 對工程建設過程中的水土流失，主要通過加強施工監督與管理，以及采取必要的工程措施和植物措施進行防治。 溢洪道工程對棄渣采取集中堆放，在溢洪道下游低洼地帶布置渣場 1 處，興建擋土墻進行攔擋，棄渣完畢后渣場表面覆土種植林、草 。 大壩壩坡整修對棄渣采取集中堆放，在大壩壩肩低洼地帶布置渣場 1 處，興建擋土墻進行攔擋，棄渣完畢后渣場表面覆土種植林、草。 8 取土場在土料開采 過程中，設置攔渣堤，防止開挖的表層松散土壤被水流沖走，取土結束后，在取土場上覆腐殖土，種植林草。 除險加固工程的實施對周邊環境產生有利影響，也產生不利影響，有利影響主要表現在：可保證各建筑物的安全，充分發揮工程效益和減輕下游地區的防洪壓力，該工程實施無拆遷、移民，庫區人民極積擁護，投資環境好。不利影響主要在：施工期間可能導致某些傳染病流行，施工對區域水體水質、空氣質量、聲環境造成一定的污染，對周圍環境產生短期影響，建設開挖、取土、棄渣、臨時設施的搭建，將破壞部分植被資源，造成一定數量的水土流失，但這些不利影 響可通過采取適當的措施進行有效控制。 工程管理 水庫管理機構 為 石橋 水庫 管理所，隸屬 新化縣 坐石鄉 人民政府 ，工程加固后管理機構仍維持現狀，其人員編制按照精減高效原則，在現有管理人員的基礎上， 明確崗位、職責分工 。 石橋 水庫 管理設施陳舊、落后，需對必需的生產、生活設施進行完善，新建防汛 倉庫 。 （ 1）防汛公路建設 水庫 距 鄉村公路 400m， 交通不便 ， 不能 滿足防汛搶險的要求，根據《水庫工程管理設計規范》要求，防汛公路按四級公路設計，根據當地實際，按規范要求進行加寬、超高、平曲線的設置。將現有公路改造為泥結石路面，路面寬為 +2，路拱橫坡 %，土路基為 %。設計整修道路長度 400m。 （ 2）防汛倉庫及危房改建 為了保證水庫的正常生產， 并保證防汛搶險工作， 營造一個安穩的辦公、居住場所， 結合 防汛搶險物 資 倉庫 建設 50m2。 施工組織 施工條件 本工程位于山區，大壩 不通公路 ，交通條件較差，距縣城 38km。 本工程建材供應較為方便，當地建材碎石與塊石 就近開采 ，質量可滿足工程施 9 工需要。河砂于 新化 縣城 采購。其他主要建材鋼筋、木材、爆炸材料及油料等均可在 新化縣 城采購，水泥可以從廠家直接采購。 施工導流 除險加固工程施工時 ， 大壩防滲 處理 ， 涵管 封堵，消力井及新開灌溉輸水洞 等項目施工時必須保證一定的低水位，施工前采用現有 涵管 將水位降至最枯水位。新建 輸水隧洞 施工采用圍筑麻袋 草 土圍堰。施工期，先采用現有 涵管 導流，加快低水位施工項目進度，提前進行 輸水隧洞 建設 ，后期依靠 輸水隧洞 進行導流。 施工總布置 除險加固工程施工項目較為零散，施工總布置應盡量利用水庫工程原有設施，同時須遵照有利生產、方便生活的基本原則 進行布置 。 施工總進度 本工程施工工期從第一年 10 月到第二年 5 月，總工期 6 個月，其中準備工期一個月，掃尾工期一個月。主體工程施工期 4 個月 。 工程概算 編制依據 定額依據 （ 1）水利部水總【 20xx】 116 號文頒發的《水利建筑工程概算定額》； （ 2） 水建管【 1999】 523 號文頒發的《水利水電設備安裝工程概算定額》 ； （ 3）水利部水總【 20xx】 116 號文頒發的《水利工程施工機械臺時費定額》。 編制辦法及費用標準 （ 1） 依據湖南省水利廳湘水建管 [20xx]16 號文頒布的《湖南省水利水電工程設計概（估）算編制規定》。 工程量及工期 該工程主體建筑工程量為土 石 方 明 挖 ， 洞挖石方 480m3, 土 方 填筑 10 7255m3，砼及鋼筋砼 ，鋼筋制安 ， 模板 ， 砌石 ，帷幕灌漿 ， 沖抓回填 。 該工程主要材料用量為水泥 466t，鋼筋 ，河砂 834m3，碎石 2254m3，塊石 701m3。 該工程計劃工期 9 個月 ，施工總工 時 萬個。 投資主要指標 按 20xx 年第三 季度物價水平計算，本工程靜態總投資 萬元。 工程總投資 萬元 工程靜態總投資 萬元 基本預備費 萬 元 大壩除險加固工程 萬元 溢洪道除險加固工程 萬元 輸水涵管加固工程 萬元 防汛公路改造工程 萬元 房屋建筑工程 萬元 機電設備及安裝工程 萬元 金結設備及安裝工程 萬元 臨時工程 萬元 其他費用 萬元 環境保護與水土保持投資 萬元 11 2 水文及調洪演算 流域概況 石橋 水庫位于 資江水系三級支流珠溪河上游，壩址座落在新化縣坐石鄉石橋管區同心村境內，大壩集雨面積 （基本流域參數從湖南省測繪局 1974 年出版的1： 1 萬圖 海安坪進行量測獲得），水庫控制干流長度 ，河流平均坡將為‰，總庫容 萬 m3，正常蓄水位 ，正常庫容為 萬 m3，死水位為 ，死庫容為 萬 m3，屬山丘小 (Ⅱ )型水 庫，距縣城 38km，庫區內植被發育較好，水庫上游無其他大的水利設施。 氣象 石橋 水庫地處新化縣 北部 ，屬于典型的中亞熱帶季風氣候區，氣候溫和，降水豐沛、徑流豐富， 新化縣降雨時空分布不均，自然災害頻繁 ，根據新化氣象站資料，水庫區多年平均年降雨量為 ， 石橋 水庫多年平均 徑流 量為 萬 m3，徑流系數為 ，基本符合婁底小流域匯流特點， 石橋 水庫洪水主要由暴雨產生，洪水暴漲暴落。據新化氣象站資料統計推算， 石橋 水庫區域多年平均風速 ，多年平均年最大風速 。多年平均氣溫 ℃ ，年極端最高氣溫 ℃ ，最低氣溫 ℃ ，高溫一般發生在 7～ 8 月，低溫一般出現在 1～ 2 月，具體氣溫和降雨見表 、表 。 表 新化氣象站歷年各月氣溫統計表 單位： ℃ 項目 月份 全年 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 月平均氣溫 最高氣溫 最低氣溫 表 新化氣象站歷年各月日不同降雨強度出現天數統計表 單位： d 降雨強度 月 份 降雨天數 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 d 5mm 10mm 25mm 50mm 12 洪水 基本原理 石橋 水庫缺乏完整的水文、氣象觀測資料，此次洪水計算的有關資料按湖南省水利水電廳 1984 年編制的《湖南省暴雨洪水查算手冊》（以下簡稱《查算手冊》）進行查算，主要步驟為：設計暴雨的查算 ——設計凈雨過程的計算 ——用推理公式求各頻率的洪水。 為了更合理確定洪水，本次初設階段采用了水庫相鄰水文氣象站的實測資料對洪水暴雨查算相關計算成果進行了合理性及可靠性復核。 根據《水利水電樞紐工程等級劃分及洪水標準》（ SL25220xx）規定，確定 石橋 水庫工程為 Ⅴ 等工程，相應主要建筑物 拱壩 為 5 級建筑物。本次洪水復核標準為 20 年一遇設計， 200年一遇校核，消能防沖設施按 10 年一遇洪水設計。 設計暴雨及凈雨 根據水庫的地 理位置，根據《查算手冊》，查及暴雨一致區分區第七區，產流為第Ⅱ區，此時 I0＝ 27mm，查得： P＝ 10％， Kp＝ ； P＝ 5％， Kp＝ ； P＝ ％，Kp＝ ；α =1（流域面積較小，均取 ）。 （ 1）點暴雨： H24 點 ＝ 點24H Kp （ 2）面暴雨： H24 面 ＝ H24 面 α （ 3）設計暴雨的時程分配： 按以下公式推求 1－ 24 小時各種歷時的暴雨： 1～ 6 小時用： Ht＝ ...(a) 6～ 24