某水庫除險加固設計初步設計報告-文庫吧資料

　　

【正文】 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，也是造成壩腳軟化的原因之一，再加上壩體 單薄，大壩斷面不足，對大壩造成嚴重威脅。 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。 105，通過以上情況分析，壩基土屬弱透水層。 36 (2)壩體填筑土主要由沖積和殘積層人工填筑，土體中含風化礫石，且含量在 20～ 30%，造成壩體土質較疏松，易形成滲漏和被雨水沖刷，使壩體變形。 不良地質條件 根據野外現場勘查與鉆探，存在的不良地質現象主要為： (1)基巖巖性較軟，為較強風化，層理，節理發育，節理每米大于 5條，風化深度大于 5 米，容易形成沿層理或節理滲漏，壩體左岸由于人工開挖呈陡坎，高度達 5m， 坡度大于 70m，易產生山體滑坡。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。無霜期長，多年平均有 264天 。多年平均氣溫為 ℃，一月最低為 ℃，七月最高為℃。 (2)水文氣象 XX 屬中亞熱帶北緣內陸季風氣候區。 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。 松散土體的孔隙水主要賦存于第四系人工堆積土層中及沖殘積層土體中，主要補給源為大氣降水與庫水補給。 根據 1:400 萬《中國地震動峰值加速度區劃圖》（ GB183062021）和《中國地震反應譜特征周期區劃圖》，本工程區地震 動峰值加速度為，地震動反應譜特征周期為 ，對應地震基本烈度為Ⅶ級。 E 展布；兩斷層距離水庫約 10km。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。左右，根據資料，本層厚度大于 200m。 34 (3)寒武系下統牛蹄塘組 本層巖石只在壩體兩側很小范圍內出露，系由人工將覆蓋層剝去或庫水沖刷而出露地面，為灰黃色、灰黑色、紫紅色薄 中層狀板巖，較致密，中等風化到較強風化，風化后呈灰白色，較軟，呈片狀，巖層呈單一傾向巖層，傾向 ES80100176。 (2)殘積層及沖積層（ Qal） 本層分布在庫區、壩區內外，殘積層分布在壩址兩側山坡，沖積層分布在庫區及溝底較平區，根據鉆探資料及實地觀測，厚度 1～ 5m。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。左右，壩體兩側山坡較陡，約 45176。其完成的勘察工作量見表 。本階段地勘工作的主要任務是：初步查明壩區水文、工程地質條件；初步查明壩區與主要建筑物區的險情隱患，對存在的主要工程地質問題進行評價；對壩體填筑土料的質量、壩體及壩基巖土的滲透性進行評價，為大壩加固設計與綜合評價提供符合工程實際的物理力學參數。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。 根據水庫基本情況，按《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（ SL2522021）第 條，其洪水標準按《防洪標準》（ GB5020194）山丘區標準確定，本工程的工程等級為Ⅴ級。21′58″ ，該庫于 1960 年 9 月動工， 1960 年 12 月竣工。 31 3 工程地質 概述 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。因此， XX 水庫溢洪道 控制段的頂部高程 不得低于 (+)m。 經計算， XX 水庫 大 壩頂部 高程按 《規范》要求 不得小于 ，XX 水庫 大 壩 現有高 ，滿足 《規范》要求。 式中： Z1—— 水庫大壩頂 部高程（ m）； 29 Z2—— 水庫大壩 防浪墻 頂部高程（ m）； Z0—— 水庫靜水位（ m）； Rp—— 波浪爬高， mPp RKR = ； KP—— 系數，按《規范》附表 確定； Rm—— 波浪平均爬高， 2Δ 1/ mLhKKR mmwm += ； ?K —— 糙率滲透系數，按《規范》附表 確定； KW—— 經驗系數，按《規范》附表 確定； hm—— 平均浪高（ m），按莆田公式計算； W—— 計算風 速，設計取 179。 水庫抗洪能力的復核 根據《水庫大壩安全評價導則》（ SL2582021） 的有關規定，抗洪能力復核主要是對水庫大壩壩頂高程和溢洪道控制段頂部高程等擋水建筑物進行復核。 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 。 ⑵ .庫容曲線和泄流曲線 XX 水庫的庫容曲線由水庫管理所提供的實測資料整理而得。⊿t/2=V2V1； 式中， Q Q2――時段⊿ t 始、末的入庫流量， m3/s； q q2――時段⊿ t 始、末的出庫流量， m3/s； V V2――時段⊿ t 始、末的水庫蓄水量， m3； ⊿ t――計算時段， s； 根據上述計算原則和水庫起調水位，當庫水位上升至超出堰頂高程 時，水庫開始自由泄流，水庫水位逐步上漲，最終高度取決于入庫洪水大小。 調洪演算的基本方程 調洪計算方法采 用水量平衡法，即 (Q1+Q2)179。 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。 由于枯水期 XX 水庫無任何實測水文資料，施工洪水計算選擇臨近流域類似工程已有分期洪水成果，按面積比的 1 次方移植到 XX 水庫。 施工期洪水 XX 水庫流域 9 月份至第二年的 3 月份為枯水期，根據該工程工期安排，施工圍堰期擬定為 11 月至次年的 3 月。洪水計算過程中產、匯流參數是按《手冊》竹壁堰水庫壩址設計洪水過程線圖 0 3 6 9 12 15 18 21 24 時段 T(h) 流量 Q(m3/s) 圖 1 P=% P=% P=5% 24 中規定選取的。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。 21 表 水庫設計暴雨參數及成果表 P（％） 5 備注 Kp F= km2 H24點 (mm) 303 213 197 L= 5 km H24面 (mm) 303 213 197 J= n2 3 6 1 = 107 mm n3 5 3 0 Cv= H1（ mm） 105 Cs= H3（ mm） 160 121 113 Io= 27 mm H6（ mm） 210 156 145 α = 1 H12（ mm） 252 182 169 R 總 （ mm） 276 186 170 Ψ R 上 （ mm） 207 130 119 用推理公式推求設計洪水 a) 產、匯流參數及設計洪水成果 參照《湖南省暴雨洪水查算手冊 (84 版 )》，地面徑流洪峰流量采用《手冊》介紹的推理公式法中的試算法推求，地面徑流過程用徑流分配系數法推求，地下徑流過程及峰值采用等腰三角形法推求， XX 水庫設計洪水參數及成果見表 ，各頻率設計洪水過程線如表 。 因該水庫集雨面積僅 ，故可視為設計點雨量已籠罩水庫集雨面積，不必進行點面雨量的換算，將查算設計點雨量成果直接作為水庫流域設計面暴雨量計算。 設計暴雨 XX 水庫控制流域面積 F=，河道長度 L=，河道平均坡降 J=‰， XX 水庫屬無實測暴雨資料工 程，根據水庫所在地理位置在《湖南省暴雨洪水查算手冊 (84 版 )》查得 24 小時點暴雨均值 H24點=107mm、變差系數 Cv=、 Cs/Cv=。此標準符合規范要 20 求，本次仍采用上述標準進行復核。 工程等級及洪水標準 XX水庫為小 (二 )型水庫，根據 GB5020194《防洪標準》及 SL2522021《水利水電工程等級劃分及洪水標準》的規定 ,工程等別屬 Ⅴ 等工程，主要建筑物級別為 5 級，次要建筑物級別為 5 級 。多年平均無霜期 264天。多年平均氣溫為 ℃，氣溫的年際變化不大，但年內氣溫變化較大， 1 月最低為 ℃， 7 月最高。 XX 屬中亞熱帶北緣內陸季風氣候區。壩址以上干流長度 ，控制集雨面積 ，河道平均坡降 ‰。 工 程概算 工程總投資為 萬元，其中：建筑工程投資 萬元， 18 機電設備及安裝工程投資 萬元 ， 臨時工程投資 萬元 ， 獨立費用 萬元 ， 基本預備費 萬元 ， 水（環）保工程投資 萬元 。 由于 工程本身考慮了草皮護坡等有利于水土保持的工程措施，主體工程范圍內不會造成大流失。 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。通過采取措施完全可以將其影響降到最低限度。 工程對環境的不利影響主要由工程施工造成。 施工期間水庫管理單位參與工程質量檢查 、 監督 和 竣工驗收。 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 。 水庫防汛服從上級主管部門和 防汛 調度 部門統一 指揮 。庫周 邊 以正常高水位邊線至第一道分水嶺脊線之間的陸地為水庫保護范圍。 參 照部頒《水利工程管理單位定崗標準（試點）》，結合水庫生產管理、防洪搶險、后勤保障服務等實際情況，本著精簡、高效的原則， 完善管理 機構。 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。 溢洪道加固自第 1 年 10 月 1 日開工， 3 月 20 日完工。 主體工程以大壩防滲處理施工為關鍵項目。 本工程主要輔助施工設施：砼拌和站，鋼材加工廠，木材加工廠，倉庫、施工機械停放場，保養場，土料，塊石開采堆放以及供水供電設施和生活營區等。 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。 主體工程施工 本水庫樞紐除險加固工程主要施工項目為土方開挖、土方回填、沖抓回填、混凝土 、砌石 工程和鋼筋制安等。 施工組織管理 工程施工實行項目法人制、招標投標制、建設監理制。 施工用電在附近 農網搭 接，施工用水直接用水泵從庫內抽取，生活用水可利用 附近居民 的用水設施。土場厚度平均 ，面積 1 萬 m2左右，土料 萬 m3。 大壩距 XX 縣 城 25km，對外交通方便。多年平均無霜期 264天。多年平均氣溫為 ℃，氣溫的年際變化不大，但年內氣溫變化較大， 1 月最低為 ℃， 7 月最高。 施工組織設計 XX 屬中亞熱帶北緣內陸季風氣候區。 （寬179。 本次除險加固擬對原臥管及涵管拆除重建，重建臥管每 1m 高差設一放水孔，放水孔內徑為 ，用鑄鐵翻蓋閘門控制。 輸水設施改造可從兩方面來考慮：一是廢除現有輸水設施，在大壩左岸壩體內新開一條涵洞；一是對現有輸水設施進行加固。 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