水库除险加固工程设计投标文件文档格式.docx
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溢洪道位于主坝左侧垭口,坐落于强风化岩石上,为宽浅式,溢流堰堰顶高程为425.2m,由进口段、控制段、一级陡坡段、二级陡坡段、消力池、泄洪渠组成,其中进口段长15.0m,控制段长35.5m,坡降2%,一级陡坡段长48.02m（宽×
高=5m×
1.8m,坡降37.3%,二级陡坡长69.28m,坡降29.2%,消力池长14m,宽5m,下接泄洪渠,未衬砌。
灌溉输水低涵位于主坝中部,为圬工拱涵。
进口底板高程397.63m、断面尺寸为0.9×
1.2m、输水能力为2.1m³
/s,卧管取水,闸门型式为悬臂铸铁闸门,启闭设备为3t手摇绞车。
刘家院副坝为均质坝,坝顶高程426.99m,最大坝高12.45m,坝顶轴线长172m,坝顶宽4.0m,坝顶高防浪墙未建成。
灌溉输水高涵位于刘家院副坝中部,已损毁,具体情况不明,取水设施未建成。
王家皂副坝设计为均质坝,未建成。
引水渠共5条,总长为19.8km,分别是地田冲、蔡家田、城天堂、付家坪、刘家院引水渠。
外引集雨面积为17.48k㎡。
引水隧洞共2条,总长996m,分别是喷水岩及东塘岭引水隧洞。
该工程于1964年动工兴建为小（Ⅰ型水库,坝高20.6m,蓄水量556.0万m³
1978年冬,将小（Ⅰ型水库扩建改造,主坝设计坝高34.46m,设计坝顶高程427.943m,由于沉陷,实际坝顶高程426.80m,坝高33.32m。
水库扩建后,由于水源问题,一直未正式批文升级。
1986年3月,打通了栗树庙岩溶水入库,年增水量276.48万m³
1995年10月,打通了东塘岭岩溶水,通过引水隧道引入已建的城天堂引水渠入库,年引水量达430.62万m³
湖南省水利厅于1998年6月23日正式批复,同意张家冲水库从小Ⅰ型水库级为中型。
1.2工程任务
1.2.1初设报告任务篇章:
（1综合说明
（2水文
（3工程地质
（4除险加固设计
（5工程管理
（6水土保持和环境保护
（7机电及金属结构
（8施工组织设计
（9投资概算
（10经济评价
（11综合评价和结论
1.2.2招标及施工图勘测设计工作任务
发包及施工图勘测设计阶段按工程计划、工程实际进展状况和业主要求,积极配合进行工程招标和施工详图设计工作,编制相关工程招标文件,提供施工技术文件及设计图纸,作好现场设代服务等。
（1招标设计
1根据项目前期工程实际进展状况,积极配合进行前期工程、工程招标和施工详图设计工作。
2依据可研报告的审定意见,完成施工规划报告,确定分标方案,编制监理、招
标文件;
3开展施工控制网的设计和建立。
4按照批准审定的可研报告及相关规程规范要求,开展招标设计工作,完成招标设计文件及图纸（分标段
5工程永久占地（不含水库和施工期征地范围图
6围绕工程建设项目招标的需要,复核初设阶段的地质资料和结论,补充查明遗留的工程地质问题,为完善和优化设计及落实招标合同有关的问题提供地质资料。
（2施工详图设计
1按照工程计划和与业主签订的施工技术文件及设计供图计划,进行枢纽建筑物、引水建筑物及各专业设计,提供工程建设所需各专业施工详图。
2组建满足工程进展的常驻现场的设计代表处,做好现场设计服务工作。
a.工程开工后组建设计代表部,配备办公生活用品,派驻设代人员,提供现场设计服务。
b.遇到工程技术问题时派出相关专业人员参与研究,提出处理意见和技术方案。
c.应业主要求参与各种以外情况的处理工作,如防洪、度汛,质量事故的处理等。
3进行施工地质工作,检验、核定前期勘察的地质资料和结论,提出工程地质问题处理措施建议,补充论证专门性工程地质问题。
分析施工其地质检测和监测资料,提出完善施工期和运行期的工程地质监测和检测内容、布置方案和技术要求建议。
4施工期分年提供的工程度汛报告。
5阶段性设计报告。
包括水库蓄水、加固验收等阶段性工作报告,并参与工程安全鉴定。
;
6施工控制网的设计、建立、稳定期观测及资料移交等报告;
（3设计总结及项目后评价
1编制施工设计报告及阶段性验收、竣工验收所需相关设计文件和报告。
2配合业主开展各专项验收及工程竣工验收工作。
3编制技施设计报告等。
4按照《水利工程建设项目后评价报告编制规程》的规定,配合业主开展项目后评价工作。
1.2.3勘测设计工作任务
（1勘测工作量详见本设计大纲部分。
（2科学试验、专题研究的工作规划见本大纲部分。
（3张家冲水库除险加固的工程方案进行综合比较,选择动能指标较优的方案。
（4研究枢纽总布置方案,进行多方案比较,从而选择推荐的枢纽布置方案。
（5施工导流布置方案,施工总进度布置,场内交通布置,主体工程施工方法也必须进行多方案比较论证,一般比较方案不少于2个。
（6其它项目按对初设报告的深度要求进行论证。
1.3工程规模
张家冲水库大坝座落在邵阳县郦家坪镇栗树庙村,系资水二级支流槎江水系,距县城塘渡口56km,距邵阳县62km,张家冲水库集雨面积23.78k㎡（库区6.3k㎡、外引17.48k㎡,坝址以上干流长3.5km,平均坡降350
%。
该水库以农田灌溉为主（总体灌溉两个镇39个行政村的农田,设计灌溉面积3.49万亩,现实际灌溉1.80万亩,旱涝保收1.6万亩,兼有防洪养殖、旅游等综合效益。
枢纽工程主要由主坝、刘家院副坝、主坝溢洪道、主坝输水涵洞、副坝高涵、5条引水渠及2条引水隧洞组成。
主坝为粘土心墙坝,最大坝高33.51m,水库正常水位425.2m,相应库容为1010万m³
校核洪水位为426.57m³
死水位397.63m,相应库容3万m³
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《防洪标准》（GB50201-94,确定等别为Ⅲ等工程,中型水利工程。
主要建筑物级别为3级,次要建筑物级别为4级,设计洪水标准为100年一遇,校核洪水标准为1000年一遇。
溢洪道消能防冲洪水标准为30年一遇。
1.4工程认识
1.4.1对现场安全检查存在的问题的认识
张家冲水库运行40多年来,出现过一系列隐患,这些隐患部分虽已处理过,1998年进行过扩建改造,但由于配套资金不足,前期工作时间早,深度不够等原因,大坝加固处理不彻底,仍存在部分工程隐患及问题有待进一步改进处理,以保证大坝的安全运
行,现以建筑物分序分述存在的主要问题。
1.4.1.1主坝存在的主要问题
a主坝基岩节理裂隙较发育,且由于清基不彻底,坝基存在厚约7.0m左右的中等透水带,特别是接触带透水率较大,当库水位处于401.0m高程时,下游坡脚有明显的漏水现象,渗量达2.5L/s左右,且随库水位上升而加大;
b主坝填筑质量差,夯压不密实,造成主坝沉陷,坝顶累计沉陷量达最大达0.52m（现坝顶高程左岸最高427.01m、中间最低为426.47m及右岸为426.80m;
且整体渗透系数较大,未达到规范要求,当库水位为424.8m高程时,主坝外坡415.5m高程平台以上左端出现大面积散浸,面积约为90㎡,漏水量最大达到1.0L/s;
c主坝排水棱体局部淤堵严重,排水效果差,导致坝体浸润线及逸出点升高,危及大坝结构稳定;
d坝体内坡护坡块石脱落,损坏严重,外坡杂草丛生,原草皮护坡损毁严重,坡面排水沟部分毁坏、淤堵。
1.4.1.2刘家院副坝存在的主要问题
a坝基施工质量差,清基不彻底,坝基存在5.0m左右中等透水带,高水位时下游坝脚、平台部位出现渗漏现象;
b刘家院副坝坝体填筑质量较差,干密度偏低,坝身存在渗漏隐患,当库水位为424.8m时,坝体有7处漏水点、漏水量1.2L/s。
c副坝内坡护坡块石脱落,损坏严重,外坡杂草丛生,原草皮护坡损毁严重,坡面排水沟部分毁坏、淤堵。
1.4.1.3溢洪道存在的主要问题
a溢洪道泄槽及消力池底板混凝土质量较差,存在开裂现象;
b溢洪道基础未处理彻底,表层存在5.0m左右中等透水带,破碎严重,存在渗漏隐患;
c溢洪道进口年久失修,损毁严重,堰顶水平段未铺盖,尾水渠利用自然水沟,未衬砌;
d溢洪道进口上坝公路左侧山体有一不稳定崩塌体,最大厚度达5.1m,面积达500㎡,体积约800m³
由于一直未处理,对溢洪道及大坝存在极大安全隐患;
e溢洪道进口处无公路桥,行人、车辆直接从进口平台上坝,存在较大安全隐患。
1.4.1.4输水建筑物存在的问题
张家冲水库库区存在问题的输水建筑物主要包括:
主坝输水涵洞、副坝高涵、喷水岩引水隧洞、东塘岭引水隧洞及库区的5条引水渠。
（1主坝涵洞存在的问题
主坝涵洞施工质量差,洞身衬砌不彻底,漏水严重,当库水位达到401.0m时,实测漏水量达2L/s,当水位继续上升时,最大渗量达5L/s,存在严重的安全隐患,且启闭机已锈蚀毁坏,无法使用,卧管损毁严重。
（2副坝高涵存在的问题
由于配套资金未到位等原因,副坝高涵取水设施一直未建成,现高涵已损毁弃用。
（3引水隧洞存在的问题
喷水岩、东塘岭引水隧洞由于年久失修,且原本未衬砌,存在渗漏隐患。
（4引水渠存在的问题
库区的5条引水渠普遍存在衬砌质量差或未衬砌,局部垮塌、渠中淤堵、渗漏严重,引水利用率极低。
具体如下:
付家坪引水渠已垮塌废弃;
蔡家田、地田冲引水渠未衬砌,内侧边坡多处垮塌,阻塞渠道;
城天堂引水渠未衬砌;
刘家院引水渠已垮塌废弃。
1.4.1.5其他问题
a拟建的王家皂副坝坝址处现有高程423.20m,小于水库的正常蓄水高程427.79m,不满足要求,存在安全隐患;
b库尾存在库底岩溶渗漏通道,当库水位为401.0m时,实测渗量达3L/s,且随库水位升高而不断加大,影响大坝的蓄水和功能的正常发挥;
c部分防汛公路砼路面长期受过往载重汽车碾压,损坏严重;
大坝观测设施需改造。
1.4.2对工程质量评价的认识
1.4.2.1工程地质及水文地质
59′,坝址区属剥蚀、溶蚀丘陵地区,河谷较狭窄,两岸山体低矮,基岩裸露,山坡较缓,植被发育。
海拔高程为400-500m。
坝址区水文地质条件简单,坝址区地下水分孔隙水、基岩裂隙水和岩溶水以及承压渗水。
区内第四系松散层内孔隙水和基岩裂隙水亦较贫乏,岩溶水较为发育。
地下水主要靠大气降水补给,向低洼处排泄。
岩溶水和库水相互补给。
承压渗水是库水经基岩裂
隙在下游出溢,随库水位升降而变化。
经调查,工程区内存在的不良地质现象为岩溶和塌滑。
塌滑发生在上坝公路左侧,接近主坝,影响到溢洪道进口。
库区东侧大多为灰岩,岩溶发育,库水位高时形成漏水通道。
1.4.2.2工程实际施工质量复查
经现场调查,张家冲水库原为小（Ⅰ型水库,坝高为20.6m,1964年由当地政府组织村民施工,无完善的质量管理措施。
坝基施工时只清除了表层杂土,未清除风化破碎带,未做防渗处理,导致坝基渗漏:
库水位401.0m时,实测涌水量达2.5L/s,且随库水位上升而变大。
坝体填筑土取自库内山坡,由人工填筑和夯压,没有完全控制土的质量和夯实的质量。
1978年,水库扩建改造,主坝加高至34.46m,修建了刘家院副坝。
施工中还是以大兵团作战,参加施工的人员多而杂,只求进度,不管质量,导致坝体施工质量较差。
主坝外坡存在散渗:
库水位424.8m时,主坝外坡415.5m平台以上左端出现大面积散渗,面积达90㎡,漏水量最大约1.0L/s;
涵洞漏水:
涵洞自0+000（进口开始,至0+082均出现拱顶和边墙砌缝渗漏,库水位较高时甚至出现射流,在砌缝周边形成钙华。
另一方面,由于缺乏资金,刘家院副坝处高涵启闭设施未完工,王家皂副坝未修建。
（1坝基工程地质条件评价
本次勘察主坝坝顶3个钻孔揭露,坝基岩石均为砂岩。
岩石裂隙较发育,岩心多较为破碎。
主坝基岩内共进行压水试验9段,岩石透水率为3.2-40.4Lu,其中大于10Lu的有6段,透水率为11.4-40.4Lu,建基面以下接触带2m左右透水率较大,为23.7-40.4Lu,坝基内存在一厚度约7m的中等透水带,造成坝基渗漏。
由于库水位一直在低位运行,未见两坝肩渗漏。
刘家院副坝坝顶2个钻孔揭露,坝基岩石均为砂岩。
岩石裂隙较发育,岩心多较为破碎。
主坝基岩内共进行压水试验4段,岩石透水率为4.2-15.7Lu,其中大于10Lu的有2段,透水率为14.3-15.7Lu,坝基内存在一厚度约5m的中等透水带,造成坝基渗漏。
（2坝体工程地质条件评价
a主坝坝体工程地质条件评价
主坝为斜心墙坝。
坝体斜心墙部分为砂质粘土、壤土,含少量碎石。
斜心墙分两次筑成,1964年是筑成小（Ⅰ型水库的心墙至415.48m,1978年扩建时,在415.48m
以上修建了斜墙至坝顶。
由于受施工技术和机械缺乏所制约,碾压不均匀,经取样试验,其天然含水量为21.4-26.5%,天然密度为1.87-1.99,干密度为1.48-1.61,孔隙比为0.697-0.887,塑性指数13.8-18.7,固结快剪φ值为11.4-15.3°
c值为18.6-19.7KPa,慢剪φ值为16.8-18.7°
c值为22.5-23.3KPa,水平渗透系数为4.61E-05~2.28E-04cm/s,垂直渗透系数为4.65E-05~2.34E-04cm/s;
现场注水试验渗透系数为2.13E-05~4.52E-05cm/s。
干密度和内摩擦角偏小,渗透系数偏大,不能满足心墙的防渗标准。
坝壳亦分两期筑成,第一期筑成小（Ⅰ型水库的坝壳,1978年扩建时,筑成下游部分至现在坝顶高程。
坝壳填土为砂土、壤土等,含碎石较多,经取样试验,其天然含水量为17.6-29.6%,天然密度为1.91-2.08,干密度为1.45-1.72,孔隙比为0.595-0.887,塑性指数13.6-17.8,固结快剪φ值为12.2-18.7°
c值为17.1-24.7KPa,慢剪φ值为15.2-19.9°
c值为19.7-24.2KPa,水平渗透系数为3.09E-04~1.36E-02cm/s,垂直渗透系数为3.12E-04~6.06E-03cm/s;
现场注水试验渗透系数为4.27E-04~1.61E-03cm/s。
干密度偏低。
b刘家院副坝坝体工程地质条件评价
刘家院副坝为均质坝,1978年建成。
坝体为粘土,含少量碎石。
经取样试验,其天然含水量为22.2-27.2%,天然密度为1.93-1.99,干密度为1.53-1.60,孔隙比为0.718-0.816,塑性指数15.2-17.1,固结快剪φ值为11.0-17.6°
c值为17.8-21.1KPa,慢剪φ值为14.1-19.2°
c值为18.2-24.1KPa,水平渗透系数为1.34E-05cm/s,垂直渗透系数为1.42E-05。
现场注水试验渗透系数为2.69E-05~4.36E-05cm/s。
总体质量较好,但干密度偏低。
（3其它建筑物工程地质条件及评价
a溢洪道工程地质条件及评价
溢洪道基础为砂岩,岩性坚硬,岩心一般较为破碎。
溢洪道于山体内开凿,除进口段底板外其余底板均衬砌混凝土,但混凝土质量较差。
边墙为浆砌石,砂浆抹面,质量较好。
下游尾水渠利用自然水沟,未衬砌。
经钻孔压水试验,溢洪道表层5m左右为中等透水带,产生的渗漏可能引起底板顶托产生破坏。
溢洪道进口、上坝公路左侧为一塌滑体,塌滑厚度最大达5.1m,一般厚1.5-2.0m,
面积约500㎡,体积约800m³
原是因为修建上坝公路而引起的塌滑,有可能在暴雨时因应力状态改变而活动,从而阻塞溢洪道进口。
地质综合评价与建议:
溢洪道工程质量较差,建议对溢洪道作除险加固处理。
b主、副坝涵洞工程地质条件及评价
主坝灌溉输水涵洞位于坝体左端,为圬工拱涵。
进口底板高程397.63m、断面尺寸为0.9×
1.2m、输水能力为2.1m³
/s,卧管取水,闸门型式为悬臂铸铁闸门,启闭设备为3t手摇绞车。
涵管漏水严重,库水位401.0m时,实测漏水量达2L/s,高水位时漏水量加大且带泥,最大达5L/s。
启闭机已锈蚀毁坏,无法使用,卧管损毁。
刘家院副坝灌溉输水高涵位于坝体中部,已损毁,具体情况不明,取水设施未建成。
c库区引水渠及引水隧道工程地质条件及评价
引水渠工程包括地田冲、蔡家田、城天堂、付家坪、刘家院5条引水渠。
付家坪引水渠开凿于弱风化灰岩中,基本已经垮塌废弃。
地田冲引水渠开凿于强风化、弱风化砂岩中,未衬砌,内侧边坡多处垮塌,阻塞渠道。
蔡家田引水渠开凿于弱风化灰岩中,未衬砌,边坡多处垮塌,阻塞渠道。
城天堂引水渠开凿于弱风化灰岩中,大多未衬砌。
刘家院引水渠开凿于弱风化灰岩中,基本已经垮塌废弃。
喷水岩隧洞、东塘岭隧洞均位于蔡家田引水渠上,围岩均为弱风化、微风化灰岩,均未衬砌,但较为稳定。
1.4.2.3施工质量结论
根据前述各建筑物工程质量复查情况和本次大坝勘探成果,该水库大坝实际施工质量比较差,在运行过程中也暴露出许多质量问题,虽经过1998年扩建改造,但由于配套资金不到位等原因,主坝存在渗漏隐患;
主坝溢洪道、刘家院副坝等仍存在较多工程隐患,根据导则SL258-2000的有关要求,该水库工程质量评价为不合格。
1.4.3对大坝运行管理的认识
1.4.3.1水库大坝的管理机构
张家冲水库管理机构为张家冲水库管理所,属县管股级事业单位,主管部门为邵阳县水利局。
1.4.3.2大坝运行
按照SLJ705-81《水利工程管理单位编制定员试行标准》,管理机构定员总数应在30人左右,目前水库现有人员编制38名,其中行政管理10名,工程管理9名,灌溉管理19名。
由于管理所人员负担大,难以保证水库能得到完善的维修,导致水库至今带病限制蓄水运行。
管理所人员编制不满足要求,且大多分居两地,住房交通都很困难。
按照SL106-96《水库工程管理设计规范》,根据水库工程管理的需要,现有的工程管理范围和保护范围基本符合要求,办公和职工住宅及文化福利房未达到规定数量,很难满足日常办公生活需求。
水库缺少防汛专用车辆。
根据水库工程的任务、防洪兴利调度运用原则和工程建筑物的运用条件,制订了水库调度运用规程,编制了水文预报方案,按照SL224-98《水库洪水调度考评规定》,其经常性工作可评一般,洪水预报及洪水调度可评为一般。
1.4.3.3大坝维修
张家冲水库主、副坝存在坝基及坝身渗漏隐患;
主坝输水涵洞渗漏严重;
溢洪道结构破损;
副坝高涵损毁;
引水渠漏水严重;
引水隧洞存在渗漏隐患;
观测设施缺乏等。
对于这些工程运行过程中的局部问题,没有得到及时维修,也没有按规定开展岁修工作,大坝扩建改造也由于配套资金不到位和前期工作深度不够的原因未彻底解决水库大坝存在的问题,按照SL210-98《土石坝养护修理规程》,工程没有得到完好的维修,为工程的安全运行带来隐患。
1.4.3.4大坝安全监测
根据《土石坝安全监测技术规范》SL60-94和《土石坝安全监测资料整编规程》SL169-96,张家冲水库运行管理的方式方法比较落后,对安全监测工作不够重视,只设立了简易的水情观测设备,使水库无法进行正常的安全监测。
1.4.3.5大坝运行管理结论
张家冲水库大坝于1964年冬开工,1965年竣工。
运行至今40多年,大坝及其附属建筑物出现了一些工程问题和隐患,进行了一些加固改造,1998年也进行了扩建改造,但由于配套资金不到位等原因,水库大坝没有得到根本的整治。
依据对大坝的运行、维修及安全监测工作的评价,各个方面均存在不同程度的问题,不能满足大坝安全运行及科学管理的需要。
按照导则SL258-2000规定,该水库大坝运行管理工作评价为差。
1.4.4对防洪标准的认识
1.4.4.1设计洪水复核及调洪演算
张家冲水库的实际情况,洪水复核采用《湖南省暴雨洪水查算手册（1984年》（以下简称《查算手册》推求设计洪水。
调洪演算的基本原则是从正常蓄水位（425.20m起调,在起调水位以上自由泄流。
同时,为安全起见,调洪演算只计算溢洪道的泄洪能力,其它放水设施（输水涵洞等不参与泄洪,且外引洪水不入库,不参加调洪演算。
1.4.4.2水库抗洪能力复核
（1张家冲水库大坝防浪墙现有高程427.79m,较《规范》要求高程高0.18m;
刘家院副坝顶部最小高程不得小于427.48m,刘家院副坝防浪墙现有高程427.79m,较《规范》要求高程高0.31m;
拟建的王家皂副坝坝址现有高程低于水库的正常蓄水位,不满足规范要求。
（2防渗体（心墙的顶部高程复核
根据《规范》规定,水库在正常运用时,防渗体（心墙顶部的高程不应小于静水位加超高（心墙为0.3~0.6m;
非常运用时,不应小于水库静水位。
张家冲水库大坝心墙不得小于426.57m,心墙现有高程426.99m,较《规范》要求的最小高程高0.42m,满足要求。
（3溢洪道控制段顶部高程复核
根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000的规定,控制段闸墩、胸墙或岸墙的顶部高程,在宣泄校核洪水时不得低于校核洪水位加安全超高（3级建筑物为0.30m,张家冲水库溢洪道无闸
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