湖南某水库初步设计报告 精品Word文件下载.docx

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1、坝身损坏及渗漏

本次现场勘察时发现水库大坝坡面毁坏严重，迎水坡多处出现塌陷坑和雨淋沟，泥土流失严重，原65.500～74.00m高程的预制砼护坡也出现了面积约200m2的沉陷。

坝体不均匀沉降位移，坡面极不规则。

坝基、坝肩嵌入深度未达到不透水岩土，清理，开挖深度不够，坝基强风化带渗漏。

外坝坡、坝肩，下游有泉水逸出点，呈明流，散浸状。

2、主坝上游坝坡干砌卵石大部分已松动挪位，填土层出露，护坡体失效。

3、由于溢洪道修建时间早泄洪次数少，露天时间多，当时居民把它当成了晒坪，在上面晒谷烧肥，导致溢洪道损坏严重；

再加上原施工缝设置间距过长，底板多处出现不均匀贯穿性裂缝，最宽处约3cm，严重影响安全泄洪。

4、涵管为预制砼构件，砌缝渗漏严重。

5、卧管闸门锈蚀严重、渗漏。

1.1.3大坝安全意见

针对XX水库存在以上问题，水利水电勘测设计院对XX水库进行了全面的勘测和论证，对大坝进行地质勘探，并取样进行了室内土工试验，复核了水库的洪水，进行了调洪演算，采用二维有限元渗流计算方法对主坝体的渗流状况进行分析，对坝坡的抗滑稳定性进行计算分析，提出《XX水库大坝安全论证报告》。

1.3.1.1大坝安全论证分析结论

一、工程质量评价

（1）大坝

大坝施工时，第四系松散层、强风化层岩土清理开挖，未达不透水新鲜岩土，截水槽开挖不够，两岸坝肩未设截水齿槽，也未作其它防渗处理，大坝建成后出现接触渗漏，泉水逸出点。

同时填土质量控制不严，层位厚度不均一，土粒密实度差异性较大，运行期间外坡出现散浸渗漏，沉降不均。

主坝上游坝坡干砌卵石大部分已松动挪位，填土层出露，护坡体失效。

（2）溢洪道

溢洪道底板砼标号偏低，仅为150#砼，厚度20cm，消能防冲性能较差，出现不均匀性裂缝。

导流段边坡风化崩坍，淤塞上游导流明渠。

基础底面第三系红层泥岩，节理裂隙发育强风化，与砼衔接脱层、分离，地下水沿侧墙、底板砼渗流，岩体强度降低，不耐冲刷。

（3）输水涵洞

输水涵管基础岩土为第四系冲积、洪积层蠕虫状、网纹状粘土。

岩土沉积紧密，属隔水组。

未发现基础沉降、断裂、外围渗漏等。

由于拱顶为预制构件，现已出现砌缝接触渗漏和进出口消力池渗漏。

工程质量评定为C级。

二、大坝运行管理评价

防汛管理设施不完善等病险和问题，水库长期带病运行，限制蓄水至今，水库无水情自动测报系统和大坝安全监测设施。

大坝运行管理评价为差。

三、防洪标准复核

XX水库大坝坝顶高程75.90m，比复核所需高程76.18m低0.04m,不能满足国家《防洪标准》（GB50201-94）及《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的要求。

大坝粘土心墙顶部高程实际高程为73.40m，比复核所需高程74.50m低1.1m，不满足规范要求。

溢洪道控制段导墙顶部现实际高程高于复核所需高程74.7m，控制段导墙顶高程能满足泄洪要求。

防洪安全性为C级。

四、抗震复核

据GB18306-2001《中国地震动峰值加速度区划图》和《中国地震动反应谱特征周期区划图》，本区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相对应的地震基本烈度为Ⅵ度。

按照《水库大坝安全评价导则》的要求，不需对工程进行抗震安全复核。

五、渗流稳定分析评价

XX水库大坝为粘土心墙坝，下游无反滤排水设施，坝基、坝肩强风化带渗漏。

XX水库存在着严重的大坝渗漏现象，大坝渗流性态是不安全的，其渗流性态安全性分级我们评定为C级。

六、结构稳定分析评价

（1）从计算结果可知，在任何工况下，大坝上游坝坡抗滑稳定安全系数满足《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001要求，下游坝坡抗滑稳定安全系数满足《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001要求。

大坝结构安全，评定为A级。

（2）溢洪道损坏严重；

再加上原施工缝设置间距过长，底板多处出现不均匀贯穿性裂缝，严重影响安全泄洪，同时也对溢洪道结构安全不利。

因此，溢洪道结构不安全，评定为C级。

（3）输水涵洞渗漏严重，启闭设施老化和损坏严重，存在结构不安全的隐患，评定为C级。

七、金属结构评价

XX水库输水涵洞的进口启闭设施已老化，维修时难以找到配件。

启闭机、拉绳及闸门严重锈蚀，启闭困难，闸门和启闭设施运行状况差。

金属结构安全评价为C级。

八、存在的主要问题

大坝粘土心墙顶部和坝顶高程均低于复核所需高程，不满足规范挡洪要求。

坝坡大面积散浸。

大坝存在不均匀沉陷，坝基及坝肩存在渗漏。

大坝上游护坡体失效。

溢洪道损坏严重，底板多处出现不均匀贯穿性裂缝，最宽处约3cm，严重影响安全泄洪。

输水涵管为预制砼构件，砌缝渗漏严重，输水涵洞出口渠道被冲毁。

卧管、闸门锈蚀严重，长年漏水。

1.2水文及调洪演算

1.2.1自然概况

水库自身控制集雨面积5.75km2，坝址以上干流长度3.93km，干流平均坡降11.3‰；

水库外引集雨面积2km2。

水库正常蓄水位73.40m，正常库容418万m3，死水位62.00m，死库容3.88万m3。

设计洪水位74.24m，校核洪水位74.50m，总库容500万m3。

是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合利用的小

（一）型水库。

XX水库属亚热带季风性湿润气候区。

夏暖冬寒，四季分明，气候温和，雨量充足，多年平均降雨量1334.4毫米,并且随季节变化明显,4-6月降雨集中，雨量大。

多年平均风速1.8m3/s，多年平均最大风速为17.1m3/s，多年平均气温为16.8℃，历史最高气温40.5℃。

XX水库大坝为粘土心墙土坝，正常库容418万m3，大坝最大坝高16.0m，按《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）第3.1.2条，其洪水标准按山丘区标准确定。

根据国家《防洪标准》和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），确定该工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为四级，次要建筑物级别为五级，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为500年一遇。

1.2.2数据处理及计算方法说明

XX水库没有水文观测数据，洪水复核的所有参数均只能从湖南省水利水电厅1984年编制的《湖南省暴雨洪水查算手册》（以下简称《查算手册》）查算。

1.2.3设计洪水及调洪演算成果

起调水位取溢洪道堰顶高程（即正常蓄水位，亦即防洪限制水位）73.40m。

当洪水入库后，按自由泄流进行调洪演算，来多少，泄多少，水库水位自由涨落。

此次调洪演算根据调洪演算基本方程，采用试算法，计算结果详见表1.2-1。

表1.2-1洪水计算及调洪演算成果

频率

水位

（m）

库容

（104m3）

洪峰流量

（m3/s）

洪水总量（104m3）

最大下泄流量（m3/s）

0.2%

74.50

500

95.38

233

24.87

2%

74.24

473

64.97

161

16.57

5%

74.12

465

54.28

131

13.05

1.2.4抗洪能力复核结论

XX水库大坝坝顶高程75.90m，比复核所需高程76.18m低0.28m,不能满足国家《防洪标准》（GB50201-94）及《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的要求。

大坝粘土心墙顶部高程实际高程为73.40m，比复核所需高程74.50m低1.14m，不满足规范要求。

溢洪道控制段导墙顶部现实际高程75.2m，高于复核所需高程74.70m，控制段导墙顶高程能满足泄洪要求。

表1.2-2抗洪能力复核

部位

现有高程（m）

所需高程（m）

结论

大坝坝顶

75.9

76.18

不满足规范要求

粘土心墙顶

73.40

74.54

溢洪道导墙顶部

75.20

74.70

满足规范要求

1.3工程地质

1.3.1库区工程地质

XX水库坝址区沟谷流向大致自北向南，轴走向东西。

两岸侵蚀丘岗低矮，雄厚。

第四系蠕虫状红土及砾卵石掩盖。

丘顶高程约80～90m，沟谷切深20～30m。

沟谷呈“∪”形，宽缓。

谷底高程60m，两岸丘坡20～25度，为缓坡。

第三系基岩出露不明显。

为残积坡积层掩盖。

板溪群泥质砂岩板岩距离较远，出露唐家铺以南约5公里。

坝址区地层单一。

1.3.2地震评价

根据《湖南省地震烈度区划图》，XX水库处在地震基本烈度VI度地区，水库枢纽属四等工程，大坝、溢洪道、输水设施等主要建筑物属四级，根据《大坝安全评价导则》要求可不作抗震安全复核。

1.4加固任务

根据工程目前存在的问题，本次加固设计内容包括大坝、溢洪道、输水建筑物等三大部分。

（1）大坝：

加固项目有大坝防渗、坝坡整形加固、坝顶硬化、增设防浪墙、大坝上下游护坡、大坝排水设施改造等。

（2）溢洪道：

全面加固改造。

（3）输水建筑物：

对输水涵洞进行全面改造和灌浆处理，更新改造启闭设施，出口消力池翻修。

1.5除险加固设计

1.5.1大坝

1）对坝顶路面进行硬化，长度410m。

增设防浪墙。

2）坝体进行冲抓套井和高压旋喷灌浆，坝基和坝肩帷幕灌浆。

3）坝坡整形后，上游用砼预制块，下游用草坡护坡。

4）排水设施：

下游坝坡设排水沟，坡脚采用毛细透排水带。

1.5.2溢洪道

1、进水渠：

由17.2m渐变收缩至15m，长66m（0+000～0+066），底板高程73.40m。

底板采用0.3m厚的C15砼护砌，边墙为M7.5浆砌石挡土墙。

2、控制段：

宽15m，长16m（0+066～0+082），底板高程为73.40m。

底板为C20钢筋砼结构，边墙为M7.5浆砌石挡土墙。

3、泄槽段：

宽15m，长34m（0+082～0+116），底坡i=0.1088，其中0+012～0+116为圆弧转弯段，中心线圆弧半径52.5m，泄槽位置圆弧夹角4.44°

泄槽底板为C20钢筋砼结构，边墙为M7.5浆砌石挡土墙。

4、消力池：

宽15m，长8.9m（0+116～0+124.9）底板高程为69.70m，坎顶高程70.20m，消力池位于圆弧转弯段，该圆弧与泄槽段为同一圆弧，消力池位置圆弧夹角12.50°

消力池底板为C20钢筋砼结构，边墙为M7.5浆砌石挡土墙。

5、尾水渠：

宽15m，从消力池出来先接3m（0+124.9～0+127.9）长平流段，平流段后底板底坡i=0.0417，长64.1m（0+127.9～0+192，其中前36m长为圆弧转弯段，圆弧夹角40.10°

），0+127.9～0+192段增设M7.5浆砌石边墙。

1.5.3输水建筑物

1）输水涵管进口改造：

多孔取水改为立式启闭，选用15t卷扬式启闭机，设工作门一道，新修进水塔。

2）输水涵管洞身改造：

对砌缝进行环氧砂浆补缝处理，对整个管身进行回填灌浆。

3）出口消力池翻修。

1.6施工

1.6.1施工条件

XX水库位于XX区XX乡下XX村境内，属亚热带季风性湿润气候区。

1.6.2对外交通

坝址有碎石公路与砼路面公路相通，对外交通较为便利。

1.6.3施工期水流控制

本工程施工期主要考虑涵管和上游坝坡护坡施工的洪水控制。

通过施工洪水计算，上游护坡下限为65.50m，不需要设置围堰。

输水涵管施工时需要设置围堰，围堰具体布置见施工组织设计，围堰采用人工就近取土，挑运填筑。

涵管完工后，将围堰进行拆除，人力挑运，就近弃土。

1.6.4主体工程施工

1.6.4.1护坡施工

大坝上游坡面62.00m至坝顶采用六边形砼预制块护坡，下设砂石垫层，下游坝脚设毛细透排水带导渗体，下游坡面采用草皮护坡；

1.6.4.2毛细透排水带施工

先用机械在下游坡面上，从设计高程开挖500mm厚至坝脚，然后，人工进行整形，保证仓面平整，然后在坡面上铺设0.05m厚砂垫层，再将毛细透排水带紧砂垫层铺设，铺设完成后，然后回填粘土。

1.6.4.3输水建筑物改造施工

输水涵管管身渗漏严重，拟对管身进行灌浆处理,进口为多级卧管式取水方式，启闭设施老化，取水时操作十分不便。

设计将原卧管取水方式改为塔式，新建启闭设施。

1.6.4.4溢洪道施工

溢洪道改造包括控制段、溢流堰后40m泄槽段和泄槽与灌溉渠交叉部位的加固处理。

浆砌石拆除：

人力用钢钎和铁锤对浆砌石进行撬挖，石料可利用率70%，其余为弃料。

溢洪道侧墙为M7.5浆砌石，砌筑水泥砂浆采用0.2m3砂浆拌和机制作，块石由汽车运输到现场后，人力抬运至施工地点，采用座浆法进行砌筑。

1.6.5施工总布置

本加固除险工程根据施工特点设施分布如下：

（1）预制场布置在大坝右端山顶，坝顶硬化施工的砼拌和站布置在坝顶，水泥仓库、砂石堆场布置在大坝右端；

溢洪道施工的砼拌和站、水泥仓库、砂石堆场布置在溢洪道附近；

输水涵管施工的砼拌和站布置在进口处，水泥仓库、砂石堆场布置在大坝右端，渡槽施工的砼拌和站、水泥仓库和砂石堆场布置在坝脚。

（2）钢筋加工厂、木材厂、机修厂、仓库、工棚布置在管理所；

1.6.6施工工厂设施

（1）砼系统

预制场、溢洪道、输水涵管、渡槽各处分别布置1台0.4m3拌和机。

（2）风、水、电、通信及照明。

施工用风主要指灌浆施工用风，选用9m3/min移动式空压机供应。

施工用水主要为钻孔、灌浆、砼拌和及养护、空压机冷却以及少量机械冷却、清洗等。

水泵（IS125-100j-250，Q=60m3/h、H=21.5m，P=11kW）直接从水库和下游坝脚池塘取水。

施工用电主要包括砼生产、空压站、灌浆、加工厂、照明系统等，用电均从水库管理所电力系统直线接线供电，不另设施工变电站和备用电源。

增设坝区对外通信设施，夜间设置碘钨灯照明。

1.6.7施工总进度

1.6.7.1设计依据

⑴根据工程特点，坝体加固、溢洪道改造分散布置，有些项目可平行施工；

⑵输水建筑物施工必须将水库放空至62.00m水位；

⑶要求总工期为14个月。

1.6.7.2施工期

本工程从第1年7月～8月为准备期，第1年9月至第2年11月为主体工程施工期，第2年12月为扫尾期，总工期14个月。

1.6.7.3工程准备期和扫尾期进度

工程准备期2个月，主要完成施工临时房屋、道路、辅助设施的修建；

主体工程施工期11个月；

工程扫尾期1个月，主要为数据整理、工程验收、场地清理。

1.6.7.4主要技术供应

⑴主要建筑材料：

工程施工主体工程所需主要建筑材料为水泥、钢筋、钢材、木材、砂砾石等主。

⑵主要施工机械设备：

工程施工所需主要机械、设备包括自卸汽车、推土机、砼拌和机、砂浆搅拌机、地质钻机、砼振捣器、钢筋加工机械等。

1.7环境保护

1.7.1环境保护设计依据

1）《中华人民共和国环境保护法》

2）《建设项目环境保护管理条例》

3）《建设项目环境保护设计规定》

4）《地表水环境质量标准》（GHZB1-1999）

5）《环境空气质量标准》（GB3095-96）

6）《建筑施工场界噪声限制》（GB12523-90）

1.7.2环境保护的的主要措施

XX水库除险加固工程任务较重，须设立专门的环境保护管理机构，机构的职责是：

贯彻执行环境保护法规和标准，组织制定工程环境保护管理规章制度，组织进行环保设施的建设与运行操作学习，制定并组织实施施工期的环境保护规划，检查环保设施的运行情况，检查工程水土保持措施的执行情况，定期向工程主管部门和环保部门提出书面报告。

管理机构的定员编制为1人。

环境保护措施包括：

水质保护设计、空气质量保护设计、噪声防护设计、交通保护设计、人群健康保护设计、水土保持设计等方面的措施。

1.8投资概算

1.8.1编制原则和依据

（1）湖南省水利厅水建[1998]第5号文“关于印发《湖南省水利水电工程设计概算编制办法及费用标准》的通知”。

（2）定额：

建筑工程执行湘水电农字（1992）第10号文颁发的《湖南省水利水电建筑工程概算定额》；

其中施工机械台班费的第一类费用调整系数为1.7432；

安装工程执行水利部水建（1993）63号文颁发的《水利水电设备安装工程概算定额》。

（3）概算编制：

根据《XX水库大坝除险加固工程初步设计报告》编制。

1.8.2工程总投资及年度投资

加固项目静态总投资650.72万元，分二年实施完成。

本工程计划共分二年实施，第一年投资417.83万元，第二年投资232.89万元。

1.9经济评价

XX水库担负着下游0.25万亩农田的灌溉重任，是当地农业生产的命脉。

由于历史的原因，该水库建成以来一直带病运行，水库保护下游耕地面积0.54多万亩，紧靠下游有凌津滩镇、桃凌县道，国家及集体个人房屋九百多栋，下游固定资金0.1亿左右，水库失事还直接威胁下游12000人的生命财产安全。

本加固工程总投资为650.72万元，经国民经济评价，试算求得经济内部收益率为15.35%，按社会折现率12%计算时，ENPV=165.61万元，EBCR=1.30>

1，从兼顾社会公益性质和经济效益两方面考虑，项目是可行的。

2．水文及调洪演算

2.1流域概况

2.2气象气候特征

XX水库位于XX区XX乡下XX村，属亚热带季风性湿润气候区。

2.3洪水

2.3.1洪水复核依据

（1）《防洪标准》（GB50201-94）

（2）《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-93）

（3）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）

（4）《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）

（5）《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）

（6）《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）

（7）《溢洪道设计规范》（SL253-2000）

（8）《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）

2.3.2基本资料

（1）《湖南省暴雨洪水查算手册》（湖南省水利水电厅，1984年）

（2）水库基础资料

集雨面积：

7.75km2（自身5.75km2,外引面积2km2）

干流坡降：

J=11.3‰

干流长度：

L=3.93km

坝顶高程：

75.9m

库容曲线：

见表2.5-1

泄水建筑物型式:

宽顶堰

堰顶高程：

73.40m

溢流堰宽：

15m

2.3.3工程等级及洪水标准

XX水库大坝为粘土心墙坝，正常库容418万m3，大坝最大坝高16m，按《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）第3.1.2条，其洪水标准按山丘区标准确定。

2.3.4设计净雨过程

XX水库没有水文观测数据，洪水复核的所有参数均只能采用湖南省水利水电厅1984年编制的《湖南省暴雨洪水查算手册》（以下简称《查算手册》）查算。

一、设计暴雨查算

（1）五十年一遇24h点雨量

根据XX水库的地理位置及控制流域面积F=7.75km2，由《湖南省暴雨洪水查算手册》查得H24点平均=105mm，CV=0.45，取Cs=3.5CV，查得五十年一遇Kp=2.25，则五十年一遇24h点雨量H24点=236.25mm。

（2）五十年一遇24h面雨量

水库流域位于暴雨径流一致区第六区，查得a=0.992，求得五十年一遇24h面雨量H24面=234.4mm。

（3）五十年一遇设计暴雨24h的时程分配

1-24h各种历时的暴雨按下面公式计算：

1-6hHt=H24*24n3-1*6n2-n3*t1-n2

6-24hHt=H24*24n3-1*t1-n3

查图得n2=0.629，n3=0.761，求得

H1=86.6mm，H3=130.1mm，H6=168.3mm，H12=198.6mm

以上查算结果详见下表。

表4.2-1设计暴雨与净雨过程计算表

H24点平均

CV

Kp

H24点

a

H24面

查图三

查图四

查表二

H24点平均*Kp

查图二十一

H24点*a

105

0.45

3.14

329.7

0.992

327.1

2.25

236.25

234.4

1.88

n2

n3

H1

H3

H6

H12

查图三十四

查图三十五

按公式计算

0.605

0.726

110.2

170.1

223.7

270.5

0.629

0.761

86.6

130.1

168.3

198.6

0.638

0.788

二