某水庫初步設計(完整版)-在線瀏覽

　　

【正文】 重的水土流失，盡量不占用和破壞綠地。施工棄碴應合理堆置在壩腳線下游附近低洼地，但需堆放平整并應保持堆渣體穩(wěn)定，表面用細石與泥土進行平整處理 ，種上樹木。 本工程環(huán)保措施和水保措施施工簡單，范圍小，工程量少。 9 工程管理設計 水庫管理隸屬 太白鎮(zhèn)人民政府， 無專業(yè)管理人員。 按 《水庫工程管理設計規(guī)范》（ SL10696）的要求，同時結合工程實際情況，確定管理范圍按大壩外緣線以外 20m考慮，工程保護范圍按大壩外緣線以外 50m 考慮，迎水側及庫區(qū)均為工程保護范圍，在工程保護范圍內(nèi)，禁止從事危及大壩工程安全的活動。 設計概算 （ 1） 工程概況 東方紅水庫位于安徽省馬鞍山市當涂 縣太白鎮(zhèn)永寧行政村境內(nèi)，座落于長江流域姑溪河支流上。 主要工程量：土方開挖 5671m3，土方回填 2203m3，堆砌石 572m3，砼及鋼筋砼 152m3。 根據(jù)施工組織設計安排，本 工程施工工期為 6 個月 ，主體工程所需人工 萬工日。 （ 3） 編制依據(jù)和原則 本工程概算根據(jù)水利部水總 [2021]116 號文的有關規(guī)定編制，主要依據(jù)有： a) 水利部水總（ 2021） 116 號文頒發(fā)的《水利工程設計概（估）算編制規(guī)定》（以下簡稱“116號文 ”）。 c) 施工機械臺時費定額采用 2021 年水利部 116 號文頒發(fā)的《水利工程施工機械臺時費 10 定額》，其中第一類費用按臺 時 定額所列費用計入；第二類費用根據(jù)本工程所采用的人工、燃料等預算單價按實計算。 經(jīng)濟評價 本次除險加固工程總投資為 萬元，新增工程年運行費用為 萬元，年均效益為270 萬元。 經(jīng)過國民經(jīng)濟評價指標計算，經(jīng)濟內(nèi)部收益率 EIRR 為 %，當社會折現(xiàn)率為 8%時，經(jīng)濟凈現(xiàn)值為 364 萬元，經(jīng)濟效益費用比 EBCR 為 ，各項經(jīng)濟評價指標均能滿足《規(guī)范》要求，具有較顯著的經(jīng)濟效益。 五 工程占地與拆遷 1 永久占地 畝 0 2 臨時占地 畝 3 3 拆遷房屋 m2 0 4 其他 六 工程投資 萬元 其中預備費 萬元 14 2 水 文 流域概況 東方紅水庫位于當涂縣太白鎮(zhèn)永寧村境內(nèi)，壩址坐落于 長江流域水陽江水系水陽江河支流上。水庫灌溉面積 2021 畝，保護著下游 萬人和當涂縣太白鎮(zhèn)及馬蕪高速的防洪安全。水庫設計洪水標準 20 年一遇， 200 年一遇校核，總庫容 萬 m3，興利庫容 萬 m3，死庫容 萬m3。泄水建筑物為岸邊式溢洪道，溢洪道進口設開敞式寬頂堰，現(xiàn)狀堰頂高程 米，堰頂寬 7 米。 水庫流域內(nèi)降水季節(jié)性強，時空分布不均， 5～ 9 月降雨約占全年降雨的 70%左右。每年 6 月下旬至 7 月上旬，都會出現(xiàn)一段降水量大，降水日數(shù)多的梅雨天氣。 多年平均氣溫 ℃，年極端最高氣溫 ℃（ 1959 年 8 月 23 日），最低氣溫 ℃（ 1969年 2 月 6 日）。全年積溫累計平均值為 ℃。年平均日照時數(shù) 2105 小時，日照百分率為 48%。 歷次設計洪水計算方法與成果 東方紅水庫設計洪水無過去詳細設計資料，其歷次設計洪水計算方法與成果為無。 本次采用由原水電部規(guī)劃總院驗收，水電部批準頒發(fā)使用的《安徽省暴雨參數(shù)等值線圖、山丘區(qū)產(chǎn)匯流分析成果和山丘區(qū)中、小面積設計洪水計算辦法》（以下簡稱“ 84 年辦法”）進行水庫設計洪水計算。根據(jù)該流域的暴雨及洪水特性， 考慮本水庫的來水面積較小， 本次以最大 1h、 24h 的設計暴雨量進行設計洪水的峰、量控制。 1995 年 3 月安徽省水利設計院編制了《安徽省長短歷時年最大暴雨統(tǒng)計參數(shù)等值線圖》，該圖包含了最大 24h、 3d 等暴雨均值及 Cv 等值線，采用的暴雨系列較長，并進行了面上平衡，參數(shù)進行了必要的調整、修正， 能反映短歷時暴雨統(tǒng)計參數(shù)地區(qū)分布規(guī)律， 可以滿足規(guī)劃設計要求。考慮到等值線圖上參數(shù)經(jīng)過面上平衡， 能反映短歷時暴雨統(tǒng)計參數(shù)地區(qū)分布規(guī)律， 偏安全考慮，東方紅水庫年最大 1h、 24h 點雨量均值采用值分別為 45mm、 110mm。 （ 1） 點、面設計暴雨 ①點暴雨量 根據(jù)“ 84 年辦法”降雨量等值線圖查得流域中心處的 24H 、 1H 、 Cv2 Cv1，并根據(jù) PⅢ型曲線模比系數(shù) KP 值求出各種頻率的點暴雨量 H2 H1。 表 21 設計點、面暴雨量計算成果表 單位 :mm 暴雨 歷時 設計參數(shù) 頻率 P（ %） 均值 Cv Cs/Cv 2 5 1h 45 146 138 109 90 24h 110 425 398 304 242 ②面暴雨量 16 根據(jù)流域面積查暴雨量點～面關系折算系數(shù)α 24=α 1=，面暴雨量按下式計算： 242424 HP ?? ? 111 HP ?? ? 式中：α 2α 1— 分別為 24h、 1h 暴雨點面折算系數(shù)； H2 H1— 分別為 24h、 1h 設計點暴雨； P2 P1— 分別為 24h、 1h 設計面暴雨。 （ 3）面凈雨量 面凈雨量即地面徑流，為面暴雨量扣除損失量和地下水。經(jīng)扣損后，計算出各種頻率面凈雨量 R24，再根據(jù) 241PP 值計算 n 和 R3，見表 22。 通過以上水庫流域凈雨量的計算，根據(jù)水庫流域特征參數(shù)進行洪水計算，計算得水庫 20 年一遇設計洪峰流量， 200 年一遇校核洪峰流量為 。 皖南地區(qū)：采用概化公式，當 N 采用 時 05..0)(3 ?????????? JFRJFK m1=n k 式中： m1— 瞬時單位線參數(shù)， h； F— 流域面積， km2； J— 主河道平均坡降，‰； R3— 最大 3 小時設計凈雨量， mm。 ②設計洪水過程線 因流域形狀系數(shù) f=B2/F=，故洪峰流量不需要修正。再根據(jù) n 值和 qm查“表 9”中洪峰流 量模接近 qm的過程，并將洪峰流量模差值在下一時段中消除，然后逐項乘以 100024RF? ，即得地表徑流設計洪水過程線。 設計洪水過程線計算成果見表 23。 施工期洪水 根據(jù)施工組織設計需要，需對東方紅水庫施工期 10 月～次年 3 月、 11 月～次年 4 月、11 月～次年 3 月入庫水量及洪峰流量進行分析。 表 24 東方紅水庫施工期洪峰流量頻率計算成果 單位 : m3/s 項目 重現(xiàn)期 （年） 施工時段 10 月～次年 3 月 11 月～次年 4 月 11 月～次年 3 月 流量 （ m3/s） 10 5 3 19 3 工程地質 完成的工作量 依據(jù)有關水庫大壩除險加固工程勘測任務書要求結合壩區(qū)的具體情 況有針對性地對壩身和壩基進行了勘察工作，勘察人員及有關設備于 2021 年 2 月 2 開展工作，于 2021 年 2 月 3日完成外業(yè)工作，室內(nèi)試驗同步開展，累計完成工作量見下表。在庫區(qū)北部見有太古界霍邱群變質巖出露。燕山旋回以前，兩地塊分別經(jīng)歷各自的相對活動和相對穩(wěn)定的發(fā)展過程，燕山旋回以來，逐漸趨于一致，共同進入以斷塊活動為特征的新的地史發(fā)展階段，從而構成了本區(qū)復雜的地質構造格局。 地形 地貌 水庫大壩處地貌單元為低山地貌，表現(xiàn)為沖溝與剝蝕殘丘相間地形。庫區(qū)和壩肩均未見坍岸、滑坡等不良的地質現(xiàn)象，壩區(qū)的低洼地帶及主壩南北兩側多為第四系沖洪積性 20 重粉質壤土覆蓋。 根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（ GB50011－ 2021）及《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（ GB18306－2021）（安徽省部分 1： 400 萬）等規(guī)范的有關規(guī)定，復核庫區(qū)場地地動參數(shù)如下：抗震設防烈度為 6 度，設計地震基本加速度值為 ，設計分組為第一組，地震動反應譜特征周期。庫區(qū)屬抗震穩(wěn)定性好地段。 （ 2）壩身土層 水庫大壩主壩壩身為人工填土（ Q4ml），工程地質剖面圖上標識為 ① 層素填土。結構松散，濕。大壩填土主要位 于大壩壩基以上，以壤土及粘土為主要成分，顏色較為雜亂，呈松散～稍密狀態(tài)，濕。含大量植物根莖等雜物。 壩身填土的物理力學性質詳見土工試驗報告及物理力學性質指標統(tǒng)計表。 ② 層粘土（ Q3al+pl） —— 層厚 米，主要分布在南側大壩 ,層底標高 ～ 米。搖振無反應，切面光滑，干強度高，韌性高。 （ 2）壩基巖土層分述 水庫大壩壩基巖土層在本次勘探范圍揭露為上更新統(tǒng)（ Q3al+pl）。黃褐、灰黃色，結構致密。 以上各地層分布詳見工程地質剖面圖。 水文地質條件綜述 勘探區(qū)內(nèi)第四系上更新統(tǒng)及第四系全新統(tǒng)地層廣泛分布，地下水主要分布為類型主要為上更新統(tǒng)粘土（ Q3al+pl）中的孔隙潛水，受大氣降水和庫水補給。 根據(jù)區(qū)域地質資料和庫區(qū)附近的水質分析資料，水庫大壩的水對混凝土無腐蝕性。現(xiàn)狀試驗結果分述如下： 壩身土室內(nèi)滲透試驗成果見下表： 表 壩身土室內(nèi)滲透試驗成果表 巖 土層 室內(nèi)滲透試驗 滲透性 垂直滲透系數(shù)cm/s 水平滲透系數(shù)cm/s ① 層 平均值 弱透水層 水庫大壩地形地貌單元屬低山地貌，工程地質條件較為簡單，未出現(xiàn)滑坡、沉陷及開裂不良地質現(xiàn)象。 （ 1）壩身工程地質評價 ① 層素填土，主要由重粉質壤土夾粘土及粉質壤土（ Q4ml）組成，顏色雜亂，分布不均勻，狀態(tài)較差，物理力學性質不均一，孔隙比在 ～ ，壓縮 模量在 ～ 之間，平均為 ，壓縮系數(shù)平均為 ，為中等壓縮性土。 （ 2）壩基工程地質評價 22 根據(jù)本次勘察揭露，水庫大壩主壩壩基屬單層結構，為粘性土類。堤基工程地質條件分類為 B 類。 （ 3）、壩區(qū)各地基土的地基基礎 設計參數(shù) 根據(jù)本次勘察結果，結合我院巖土工程勘察工作經(jīng)驗，現(xiàn)提供有主壩及溢洪道地基土的地基礎設計參數(shù)如下表： 表 主壩及溢洪道地基土的地基礎設計參數(shù) 層序 容許承載力 [σ ] (kPa) 天然地基承載力特征值 fak(kPa) 壓縮模量 Es(MPa) ② 層 220 200 ③層 380 350 結論 水庫大壩大壩自建成運行以來未出現(xiàn)大的安全事故，說明大壩總體是穩(wěn)定安全的，但水庫大壩壩區(qū)現(xiàn)狀存在的主要工程地質問題為可能產(chǎn)生滲透破壞，應 針對此問題采取有效的防治措施進行除險加固。 23 表 東方紅水庫土工試驗成果表 24 4 工程任務和規(guī)模 工程概況 東方紅水庫位于安徽省馬鞍山市當涂縣太白鎮(zhèn)永寧行政村境內(nèi)，座落于長江流域姑溪河支流上。 東方紅水庫樞紐工程由大壩、溢洪道、放水涵洞等組成。 溢洪道位于大壩右壩肩，進口設開敞式實用堰，堰頂高程 ， 溢洪道寬 7m。 本次設計擬對 放水涵更換啟閉機和閘門，并新建啟閉機房。水庫管理隸屬太白鎮(zhèn)永寧村，無專業(yè)管理人員。但由于修建年代較長，加之受當時條件限制，壩基清除不徹底，土料 混雜，土層暗縫多，碾壓不均等原因，造成水庫蓄水運行后存在較大隱患。 工程存在的主要問題 東方紅水庫始建于 1976 年 10 月， 1977 年 4 月完工，是一座以灌溉為主的小（ 2）型水庫。 2021 年進行了安全復核，確定水庫防洪標準為 20 年一遇洪水設計、 200 年一遇洪水校核。 （ 1）大壩始建于上世紀 70 年代，為均質土壩，主要由人工挑筑而成。大壩施工質量均達不到現(xiàn)行規(guī)范及設計要求，輸、泄建筑物現(xiàn)狀存在一定的安全隱患，放水涵洞及溢洪道等工程質量差；放水涵洞漏水；溢洪道下游消能防沖設施有部分損壞。 （ 2）壩基出現(xiàn)滲漏、兩壩肩出現(xiàn)繞滲現(xiàn)象，影響大壩安全運行，需進行截滲處理。 （ 4）大壩 背水坡無排水系統(tǒng)，大壩無反濾排水設施，并且缺少必要的大壩安全監(jiān)測設施，防汛防汛交通、通訊及管理設施不完善。 水庫加固原則 本次水庫除險加固，以不改變水庫設計正常蓄水位和汛限水位，不改變水庫以灌溉為主兼有防洪等綜合功能，不降低水庫工程效益，不增加庫區(qū)淹沒范圍為原則。加固任務主要有： （ 1）大壩壩體防滲采用截滲墻； （ 2）更換放水涵啟閉機和閘門，并新建啟閉機房； （ 3）大壩背水坡做排水系統(tǒng)和排水棱體； （ 4）將迎水面砼預制塊護坡接長至壩頂； （ 5）在東側修建約 50m 長的擋土墻； （ 6）修建壩頂?shù)缆贰４髩螢榫?質土壩，原設計標準為 20 年一遇設計， 200 年一遇校核。 根據(jù) 《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（ SL2522021）， 溢洪道消能防沖建筑物的洪水標準按 20年一遇洪水設計。水 26 庫水位～面積～庫容曲線見表 41 表 41 東方紅水庫水位～面積～庫容曲線 水位（ m） 36 37 38 面積（萬 m2） 庫容（萬 m3） 水位（ m） 39 40 面積（萬 m2） 庫容（萬 m3） 汛限水位 水庫正常溢洪道無閘門控制，為開敞式寬頂堰，進口底板高程為 ，底寬 。 水庫泄洪設施及泄洪運用方式 東方紅水庫本次洪水復核僅考慮溢洪道泄洪，現(xiàn)狀溢洪道為開敞式寬頂