某加固初步设计报告.docx
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某加固初步设计报告
某加固初步设计报告
1工程概况
XX位于江西省会昌县白鹅乡梁屋村，山塘坝址座落于贡江左岸一级小支流的岭背安处，控制集水面积0.21km2，水库正常高水位98.00m（假设高程下同），水库总库容为2.5万m3。
枢纽建筑物有大坝、溢洪道、输水涵管和灌溉建筑物等组成，是一座灌溉为主，兼有养殖等综合效益的水利枢纽工程。
设计灌溉面积170亩。
水库于1973年9月动工兴建至1974年1月完成，当年大坝开始终蓄水，是大规模民用工上陈建成。
大坝为均质土坝，坝顶高程100.00m，最大坝高10m。
XX设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为200年一遇,设计洪水位98.70m，校核洪水位99.40m（本次加固计算）。
XX地理位置重要，坝址下游有梁屋村二个小组，工程一旦失事后果严重。
2水文气象
2.1流域概况
XX位于江西省会昌县白鹅乡梁屋村，山塘坝址座落于贡江左岸一级小支流的岭背安处，控制集水面积0.21km2，坝址距下游梁屋村1.2km，是一座灌溉、养殖等综合效益的小型水利枢纽工程。
该小支流，流向自西向东，坝区内为构造侵蚀低山丘棱区，大坝两岸山体左高右低，库区植被良好。
XX地理位置较高，一旦失事，将严重威胁下游梁屋村人口0.03万人、耕地150亩,失事后果严重。
2.2气象特征
流域属亚热带湿润季风气候区，气候温和，光照充足，四季分明。
季气候变化显著，具有春寒、夏热、秋凉、冬冷的一般特性，风向随季转换明显，冬季多为东北风，夏季盛行东南风。
流域内多年平均降水量为1610mm，最大年降雨量为2320mm，最小年降雨量为1087.6mm。
多年平均蒸发量为1210.0mm，降雨年内分配不均，4～6月降雨量占年降雨的48%，7月～10月降水量约占全年的24.2%左右，多年平均气温19.2℃，极端最高气温39.5℃，极端最低气温-6.7℃，多年平均相对湿度80%，多年平均最大风速14m/s，多年平均风速2.6m/s，年平均水温20.2℃。
3工程地质
3.1工程地质
3.1.1库区工程地质条件
库区属低山丘陵地貌，总体地势为南西高，北东低，其间分布有小规模的山间盆地，河流总体为南西流向北东，河道蜿蜒曲折。
两岸山体雄厚，山坡较陡，河谷狭窄。
区内植被较好，物理地质现象不发育。
库区内地下水，主要为孔隙潜水和基岩裂隙潜水。
基岩裂隙潜水主要赋存于基岩裂隙中，其含水量受地形、裂隙发育程度控制，一般含水量不太丰富，受大气降水或孔隙潜水补给，部分库水补给，排泄河床与沟谷中。
孔隙潜水主要埋藏在较低的坡残积层中，水量变化较大，主要由大气降水补给，排泄河床与沟谷中。
水质分析库水和坝后渗水均具有无其它腐蚀性。
3.1.2坝区地质
坝区内为构造侵蚀低山丘陵区,沟浴深切较发育，山脊走向大致为南西向。
大坝两岸山体右低左高，左岸山坡陡于右岸，山坡大部分为砂砾岩裸露。
山坡坡度一般为30～50°，河谷呈“U”型，河道较窄，河谷较发育，河流总体上由南西流向北东。
3.1.3天然建筑材料
XX上游左岸有一土料场，粘土料场土质为含砂低液限粘土，土的最大干密度为1.51～1.53g/cm3，最优含水量27.2～27.5%，内摩擦角19.9～20.9°，凝聚力24.4～27.4Kpa，渗透系数K=1.05×10-7～4.78×10-7cm/s，有用层厚度均为3m，满足设计要求，开采方便，剥离表层土厚度约0.3～0.5m。
距大坝约0.5km，储量丰富，需挖一条施工道路通大坝。
砂砾石料场位于白鹅乡贡江河床，有砂、砾石料场供应，公路5.0km，块石可在岭背安自行开采或在白鹅石场购买，运距7km。
4工程任务和规模
4.1工程原设计的开发目标、综合利用要求
XX位于贡江一级小支流左岸的岭背安处。
是一座灌溉、养殖等综合效益的小型水利枢纽工程。
坝址控制集水面积0.21km2。
主要枢纽建筑物有：
大坝、溢洪道、灌溉引水隧洞和灌溉建筑物等组成。
枢纽工程等别为V等，永久性主要建筑物为5级，永久性次要建筑物为5级，按20年一遇洪水设计，按200年一遇洪水校核，相应的设计和校核洪水位分别为198.70m与199.40m。
正常蓄水位198.00m（假设，下同）水库总库容2.5万m3，设计灌溉面积170亩。
水库具有较好的社会效益和经济效益。
4.2除险加固任务
4.2.1大坝加固任务
1、放水设施处理
（10）《水工混凝土结构设计规范》（SL/T191-96）
（11）《水电水利工程施工导流设计导则》（DL/T5114-2000）
（12）《水电水利工工程围堰设计导则》（DL/T5087-1999）
5.1.3设计基本资料
1、水文气象
主要水文气象特征值见表5.1.1。
表5.1.1主要水文特征值
项目
单位
数量
多年平均降水量
mm
1587
年最大降水量
mm
2300
年最小降水量
mm
1088.6
多年平均蒸发量
mm
1210
多年平均年径流量
万m3
184
多年平均流量
m3/s
0.066
多年平均径流深
mm
872
多年平均气温
℃
19.2°
最高气温
℃
39.5°
最低气温
℃
-6.7°
多年平均最大风速
m/s
14
2、特征水位与流量
本次加固设计后特征水位与流量见表5.1.2。
表5.1.2特征水位与流量表
序号
项目
库水位
（m）
下游水位（m）
洪峰流量（m3/s）
下泄流量（m3/s）
备注
1
校核水位（p=0.33%）
99.40
92.00
4.4
3.7
2
设计水位（p=3.3%）
98.70
92.00
2.8
2.42
3
正常高蓄水位
98.00
4
死水位
3、坝体填土物理力学参数
坝体填土各种参数见下表5.1.3。
表5.1.3坝体填筑土料的物理力学参数
项目
湿容重（g/cm3）
饱和重（g/cm3）
凝聚力（kpa）
内摩擦角（°）
有效应
力指标
总应力
指标
有效应
力指标
总应力
指标
坝体土
1.88
1.97
6.94
8.94
24.85
22.85
反滤层
2.04
2.20
0
0
33
33
坝后覆盖层
1.94
2.01
8
10
27
25
4、基岩力学参数
大坝、溢洪道等基岩物理力学参数见表5.1.4。
表5.1.4岩石（体）物理力学性质指标建议值表
力学
指标
风化
程度
容重
（kN/m3）
湿抗压强度
（Mpa）
变形模量
（Mpa）
承载力标准值
（kpa）
砼/基岩抗剪（断）强度
抗剪断强度（岩体）
泊
松
比
备
注
f′
f′
C′
（Mpa）
f′
C′
（Mpa）
全风化
19
220
0.35
0.35
0.01
强风化
22
8
800
600
0.40
0.4
0.10
0.45
0.08
0.30
弱风化
上部
23
20
2500
0.45
0.45
0.35
0.55
0.32
0.25
下部
25
40
5000
0.55
0.55
0.60
0.65
0.70
0.22
微新
岩石
26
60
7000
0.65
0.65
0.90
0.7
0.95
0.20
5、设计控制标准
（1）坝顶安全超高
坝顶安全超高按《碾压式土石坝设计规范》和《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》中有关规定，确定如表5.1.5。
表5.1.5坝顶安全加高
运用情况
坝顶安全加高（m）
坝的级别
正常运用
0.5
5
非常运用
0.3
地震涌浪高度
1.0
（2）坝坡稳定安全参数
据规范大坝上、下游坝坡抗滑稳定安全系数见表5.1.6。
表5.1.6大坝上、下游坝坡抗滑稳定最小安全系数
运用条件
瑞典圆弧法
简化毕肖普法
正常运用情况
1.15
1.25
非常运用情况
1.05
1.15
非常运用情况
1.05
1.10
（3）其它稳定安全系数
溢洪道边墙、消力池底板等稳定安全系数见表5.1.7。
表5.1.7稳定安全系数
运用条件
抗滑稳定安全检查系数（抗剪）kc
抗浮稳定安全系数kf
基本组合
1.00
1.1～1.20
特殊组合
（1）
1.00
1.00
（2）
1.00
1.00
5.2工程现状及存在的主要问题
白鹅乡XX于1973年9月开工兴建1974年1月完工,同年水库开始蓄水,坝顶高程200.00m，坝顶宽度3.5m。
5.2.1工程现状
枢纽工程此次除险加固设计的主要建筑物有：
大坝、水箱放水设施，益洪道。
1、大坝
大坝为均质土坝，坝体渗漏严重。
下游坝坡采用草皮护坡，但由于管理存在缺限，到处杂草木丛生。
坝后坡坡面不平整，存在不均匀沉陷现象。
2、溢洪道
溢洪道位于大坝左岸，由山坡开挖而成，为正槽开敞式溢洪道，由明渠段和陡陂段组成。
溢洪道存在开挖高程不够及开挖断面不够等问题。
3、灌溉引水涵管
灌溉引水涵管为坝下涵管，进口采用钢丝绳滚球控制，涵管为无压管。
后发现水箱损坏，无钢丝绳及绞车等启闭设施。
5.4大坝加固实施
5.4.1大坝渗漏处理
坝体渗漏采用坝顶进行套井回填粘土心墙，其高程到顶，底部厚度为２米，顶部厚度为１米。
5.4.2大坝水箱、放水设施处理
大坝渗漏经过多年的观测，一是水箱破坏，二是放水启闭设施简陋。
现山塘蓄水困难，为了从根本上解决水箱、放水设施问题，根据国内病险水库加固处理技术经验，结合本工程的实际情况，大坝防渗加固处理采用：
（1）拆除原水箱，重新建水箱，水箱长度2.２米,宽度1.４米,高度2.2米,内空:
长度1.8米,宽度1.0米,高度1.8米,盖板及墙厚0.2米。
（2）安装钢丝绳及设制绞车。
5.5溢洪道加固实施
溢洪道为开敞式溢洪道，位于大坝左岸，由岩石开挖而成,溢洪道边墙高度1.5米，过水宽度1.0米，底高程98.50米。
此次加固处理对溢洪道进行扩宽,宽度达到2.5米，底部高程降低到98.00米。
5.7大坝安全监测实施
本工程为小型水库，水库总库容为2.3万m3，最大坝高为8m，自1964年建成投入运行至今已有42年，沉降固结已趋于稳定。
根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》规定及有关文件精神，XX大坝安全监测以肉眼巡视和外部观测为主，主要观测项目为：
巡视检查是安全监测的重要环节，应定期由熟悉工程具有实践经验的工程技术人员负责进行。
巡视检查为加固期人工巡视检查和运行期人工巡视检查。
加固期检查一般每月2—4次，正常运行期可逐渐减少，但每月不宜少于一次，每年在汛前、汛后以及发生有感地震后必须巡视检查，主要检查项目为：
（1）大坝有无裂缝、坍陷、隆起、沙沸、涌水或植物滋生等现象。
（2）溢洪道、灌溉引水隧洞等有无裂开、挤碎、架空、错断、倾斜、渗漏等情况。
6施工组织
6.1施工条件
XX枢纽建筑主要有大坝、溢洪道、灌溉引水涵管。
本次水库除险加固工程项目主要包括：
（1）水箱放水设施处理；
（2）溢洪道处理。
加固工程施工特性为：
（1）XX是下游170亩农田的灌溉水源，施工时会对供水造成一定影响，为减轻供水影响，工程需安排在非灌溉时段施工并且在第二年雨季来时水库可蓄水。
（2）加固项目相对集中，可同时施工，但需分项目进行施工布置；
（3）工期紧、项目较多，各工序间须协调衔接，对施工组织要求高；
（4）本工程是加固工程，施工布置尽可能利用现有路网、场地和设施，以减少临时工程费用。
6.1.2对外交通及场内施工运输条件
XX位于会昌县白鹅乡梁屋村，距白鹅乡5.5km，距会昌县城42km，山塘有1.1公里未通公路。
6.2施工导流
6.2.1导流标准
依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）、《水利水电施工组织设计规范》及《水电水利工程施工导流设计导则》（DL/T5114-2000）的有关规定，本工程永久性主要建筑物为5级，次要建筑物为5级，临时性建筑物级别采用5级。
工程加固施工期，导流时段选在枯水期10～2月，其洪水标准采用2年一遇，导流流量为0.05m3/s。
6.2.2导流方式
水库放空后，工程加固进入施工期，水箱及坝下涵管处理时施工导流采用抽水解决，回填开挖坝土时施工导流由已建好的涵管丞担。
6.2.3围堰
本工程坝前坡脚前围堰采用土石围堰，涵管进口底高程92.00m，壅高水位92.50m，加上1.0m的风浪超高，堰顶高程93.50m，围堰顶宽取0.8m，上下游坡比为1:
1，堰高1.2m，设计围堰长约10m。
6.2.4导流围堰施工
导流围堰施工采用人工开挖水箱部位的上游进行填筑围堰。
6.3料场选择
工程加固所需天然建筑材料主要为碎石、混凝土骨料、土料等。
位于距大坝下游200m的土料场符合施工要求，碎石、混凝土骨料在贡江砂石厂采购。
钢材、水泥需至白鹅乡建材市场购买，运距5.5km。
6.4主体工程施工
6.4.1大坝
大坝加固施工有水箱、坝下涵管处理、坝体回填土施工、后坡排水设施、前坡反滤层及块石护坡处理等。
先行放空水库，再进行大坝加固施工。
6.5施工总布置
6.5.1布置原则
（1）根据工程的施工特点及要求，尽量简化施工企业设施；；
（2）场地布置既要便于施工，又要不影响施工区现有设施；
（3）根据工程特征和性质，不设大规模的临时生活区；
（4）施工布置以不占耕地，做到节约用水；
（5）施工布置，不影响附近群众的交通便利和水库的生产。
6.5.2施工总平面布置
根据上述布置原则，施工现场主要布置施工人员办公设施、水泥仓库、钢筋及木材加工厂，砂石备料场、弃渣场及施工道路等。
各项工程施工采用人工进行，施工现场布设于大坝左、右岸。
为减小临时建设设施和规模，现场施工人员住房尽可能利用水库管理所现房及租借当地民房。
另需设置必要的机械设备修配、建材加工场地等，在施工项目附近设置临时堆料仓库。
加固施工时，充分利用施工区现有村级道路，施工营地、备料场及弃渣场等布置原则为尽量布置在现有交通道路附近，以便施工要求
施工场地布置详见施工布置总平面图。
6.6施工总进度
6.6.1设计依据及原则
（1）加固工程设计方案及主要工程量；
（2）工程区资源情况及工程条件、自然条件；
（3）施工方案以人工为主，辅以小型机械；
（4）加固工程安排一个枯水期内完成。
6.6.2施工总进度
施工各阶段进行形象控制如下
准备期：
10月开始，业主发布开工令后，施工单位进场，开始进行施工准备工作：
场内交通、临时仓库、工棚、风、水、电；10月前水库水放空。
主体工程施工期：
10月至2月。
大坝除险加固工程，须在1月底左右完成大坝除险加固的大部分工作。
完建期：
次年2月。
主要完成所有的扫尾工作，水土保持工程施工以及施工队伍的退场。
局部工程施工在时间进程上可以有适当的交叉，以平衡基建投资及施工劳力，具体进度安排详见表7.2施工进度计划表。
本工程石料位于坝上游0.15km处，块石成材料较高，上覆无用层较薄，土石弃渣量不大，可堆填在两侧不远的冲沟内，沟口修建挡渣墙，辅建排水沟，工程竣工后进行植被绿化恢复。
水土保持设施工程量主要有：
场土平整150m2，草皮护坡200m2。
9工程概算
9.1编制说明
9.1.1工程概况
XX是一座灌溉兼养殖等综合效益的小
（二）型水利枢纽工程。
水库总库容为27.9万m3，位于会昌县白鹅乡梁屋村，水库至206国道3.5km，至县城24km。
本次除险加固及完建工程主要有：
大坝加固、涵管、水箱渗漏处理、溢洪道处理等。
主要建筑工程量：
土石方开挖：
1577m3土方填筑：
1482m3
砼：
34m3砌石：
76.2m3
钢筋制安：
0.62t
主要材料用量：
水泥：
10t钢筋：
0.66t板枋材：
2.83m3
砂：
391m3碎石：
75m3块石：
92m3
9.1.2投资主要指标
工程静态总投资为12.72万元，其中环境保护投资0.1万元，水土保持投资0.15万元。
9.1.3编制依据
（1）工程概算费用构成及计算标准执行江西省水利厅赣水计字（1999）032号颁发的《江西省水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准（试行）》，赣水计（1999）180号颁发的《关于调整江西省水利水电工程设计概（估）算有关费率的通知》，赣水建管字[2003]11号《关于水泥钢筋材料预算价格计费基价有关事项的通知》。
（2）定额采用1983年《江西省水利水电建筑工程概（估）算定额》。
机械台班费采用能源部、水利部1991《水利水电工程施工机械台班费定额》并按赣水计字（1999）032号文调整机械台班费中一类费用标准。
阶格水平计算采用2006年第三季度会昌县市场价格。
（3）砂、石、土料场根据地质勘察选用的料场，结合施工组织设计进行采购。
（4）水泥钢筋木材火工及石油产品价格，按照建设单位提供的会昌县2006年上半年平均价格，同时结合实际运输条件进行计算。
（5）概算编制费率根据江西省水利厅赣水计字（1999）032号颁发的《江西省水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准（试行）》中附表二十二（工程类别划分）按IV类取值。
其中：
①其它直接费费率：
为直接费的1.9%；
②现场经费（以直接费为基数）；
A．土石方工程5%
B．砌石工程5.5%
C．砼工程6%
D．钻孔灌浆及基础处理工程6%
E．其他工程5%
③间接费（以直接工程费为基数）
A．土石方工程6%
B．砌石工程5%
C．砼工程5%
D．钻孔灌浆及基础处理工程7%
E．其他工程6%
④计划利润为直接工程费与间接费之和的7%
⑤税金为直接工程费、间接费、计划利润之和的3.22%
9.1.4基础单价
根据赣水计字（1999）032号文，人工工资为20.83元/工日。
主要材料、施工用电、砂石料等基础单价均采用现行市场价格。
施工用水、用风通过公式计算所得。
9.1.5费计算标准及依据
各项费率均按赣水计字（1999）032号文取费标准。
工程质量监督费及工程监理费分别按建安工作量的0.25%和2%计列。
勘测设计费按规定计列，基本预备费率取5%。
9.2工程投资概算表
表9.2.1总概算表
表9.2.2建筑工程概算表
表9.2.3临时工程概算表
表9.2.4其他费用概算表
表9.2.5主要材料单价汇总表
总概算表
表9.2.1
工程或费用名称
建安工
程费用
设备及
安装费
其它费用
合计（元）
备注
第一部分：
建筑工程
99972.55
99972.55
第二部分：
临时工程
8412.35
8412.35
第三部分：
设备安装工程
第四部分：
其他费用
9397.56
9397.56
第一至第四部分合计
117782.46
基本预备费（5%）
5889.12
环境保护投资
1500
水土保持投资
2000
工程静态投资
121282.46
工程总投资
127171.58
建筑工程概算表
表9.2.2
序号
工程或费用名称
单位
数量
单价（元）
合计（元）
备注
第一部分：
建筑工程
99972.55
1
土方开挖
m3
1408
14.075
19817.28
2
土方填筑
m3
1481.5
22.09
32721.18
3
止水环C20砼
m3
4
403.91
1615.64
4
溢洪道开挖
m3
169
21.23
3588.07
7
水箱基础清挖
m3
17.67
30.76
543.55
8
水箱200#砼
m3
5.83
582.39
3395.32
9
输水涵管拆除
m3
19.8
45.66
904.08
10
输水涵管200#砼
m3
28
588.34
16473.42
11
钢筋制作安装
T
0.62
5952.38
3690.47
12
原干砌石拆除
m3
46.2
13.23
611.28
13
反滤层
m3
68.7
122.795
8435.84
14
干砌石
m3
76.2
107.30
8176.42
临时工程概算表
表9.2.3
序号
名称或费用名称
单位
数量
单价（元）
合计（元）
备注
第二部分：
临时工程
8412.35
一
施工导流工程
1062.9
1
土石围堰
M3
15
31.22
468.3
2
抽水（潜水泵7kw）
台班
12
49.55
594.6
二
施工道路
km
0.15
15000
2250
三
临时房建
3100
1
施工仓库
m2
20
50
1000
2
施工单位临时房建
m2
30
50
1500
3
建设单位临时建筑
m2
12
50
600
四
其他临时工程
按建安工作量2%
1999.45
其它费用概算表
表9.2.4
序号
工程或费用名称
编制依据及计算说明
概算价（元）
备注
第四部分：
其他费用
9397.56
一
建设管理费
2599.42
1
建设单位经常费
500
2
工程监理费
按建安工作量的2%计
1999.45
3
项目建设管理费
按建安工作量0.1%计
99.97
二
科研勘测设计费
5%
5998.35
三
其他费用
799.78
1
定额编制测定费
按建安工作量的0.1%计
99.97
2
工程质量监督费
按建安工作量的0.25%计
249.93
3
工程保险费
建安工作量的4.5‰计
449.88
主要材料概算价格汇总表
表9.2.5
序号
材料名称
单位
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