那音水库重大设计变更报告311.docx

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那音水库重大设计变更报告311

广西田阳县那音水库除险加固工程重大设计变更报告

广西百色水利电力设计院

二0一一年二月

1工程概况

1.1概述

那音水库位于田阳县西部的那音河上，距离县城23km，属田阳县那坡镇辖区，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、发电、供水、养殖等综合利用的中型水库。

水库于1959年12月动工兴建，次年4月完成大坝、溢洪道、输水管等主要建筑物的修建，1981年1月和1988年1月坝后电站和二级电站分别建成投产，1999年7月县城及附近乡镇的生活及工业用水管路建成。

水库控制集雨面积170.45km2，总库容1772万m3,从建成至今四十多年，工程已存在病险隐患。

1.2工程布置

枢纽工程由大坝、溢洪道、放水设施、坝后电站、灌区引水渠道组成。

大坝为粘土心墙坝，坝顶高程为183.741m（黄基），基础高程为152.571m（黄基），最大坝高31.17m，坝顶长198m，坝顶宽4.0m，坝底宽184.8m。

主坝上游坡从死水位159.371m（黄基）高程至182.471m（黄基）为块石护坡，坡比自下而上依次为1:

3.5、1:

3、1:

2.5。

主坝下游坡162.871m（黄基）高程以下为块石护坡，162.871m（黄基）高程以上为草皮护坡，坡比自下而上依次为1:

3.5、1:

2.5、1:

2。

坝脚反滤堆顶部高程156.571m（黄基）。

溢洪道为侧槽式溢洪道，过水堰为宽顶堰，堰顶宽5m，堰顶高程为179.751m（黄基），溢流堰顶长43m,侧槽为进口宽3.4m，出口宽13.5m，槽长40.8m，为矩形断面，进口高程178.979m（黄基），出口高程为176.709m（黄基）。

底坡i=0.056，侧槽后接一净宽为11m，长140m，底坡i=0.004的矩形断面泄水渠。

泄水渠后所接的陡坡水平距离50m，坡率i=0.3844，采用“M”字形齿坎增加糙率，齿坎宽0.6m，高0.5m，齿坎间距6m。

陡坡为矩形断面,净宽11m,泄水渠及陡槽边墙净高均为3.2m。

除陡坡底板用钢筋混凝土构筑外，其余护坦、消力池、边墙均用浆砌灰岩块石、水泥砂浆勾平缝构筑。

输水设施由放水设施、坝内输水涵管组成。

放水设施设在右岸，为6个木制球形闸（单孔直径0.4m），闸口平台高程为161.711m（黄基），下设双层木制叠梁闸门，闸底高程159.071m（黄基），球闸下的消力池底板高程153.471m（黄基），池底板浆砌石厚0.9m，进口部位为钢筋混凝土结构，入口处设钢筋笼式拦污栅，启闭球闸用设在183.141m（黄基）高程处的手动绞机绞动φ20钢丝绳启动，原安置一台木制圆盆绞机，后改为两台铸铁齿轮人力手启闭绞机。

坝内输水涵管为浆砌块石建筑，管内砌面用水泥砂浆抹面，截面为半圆拱，长126m，宽1.6m，高1.2m，圆拱半径0.8m，进口底高程159.071m（黄基）,出口底高程158.571m（黄基）。

涵管拱顶厚0.7m,底板厚0.6m，底板开挖宽4m。

坝后电站厂房尺寸为16.3×9.7m（长×宽），装机为3×200kw，设计水头20m，发电引用流量为3×1=3m3/s。

二级电站装机2×160千瓦，总装机920千瓦，年均发电500万kW·h；现由于机组老化，出力降低，电站年发电收益不能满足维修运行费用。

水库设有坝前水位、雨量、蒸发等水文观测设施和坝顶沉陷、坝脚漏水等大坝安全观测设施，但无测压管观测设施。

水库灌区内有那坡响水干渠（老干渠）和百峰干渠两条。

灌区设计灌溉面积2万亩，有效灌溉面积1.68万亩，1999年实灌1.1万亩，其中那坡响水干渠灌溉9000亩，百峰干渠灌溉2000亩。

2初步设计阶段加固内容

那音水库总库容1772万m3，属Ⅲ等中型工程，洪水标准为100年一遇设计和1000年一遇校核,消能防冲建筑物设计洪水标准为30年一遇。

工程等级定为三等，主要水工建筑物按3级设计，次要水工建筑物按4级设计。

本次加固内容主要有大坝、溢洪道、输水设施等加固内容。

2.1主坝加固

1）上游坝坡改造

2003年管理单位利用防洪经费在上游坝坡172.963m高程马道至坝顶之间铺设砼预制块进行护坡，预制块厚60mm，底部铺设250mm的砂砾料垫层，该部分护坡目前外观较好，不需要进行更新改造。

本次设计拟对172.963m高程以下上游坡进行全面改造。

上游坝面172.963m～162.870m之间现在为干砌石护坡，设计拟用中粗砂充填密实后加250mm厚砂砾料垫层，表面采用150mm厚现浇砼护坡。

所有现浇砼护坡均需要分缝，间距2×2m，缝宽20mm，采用沥青木板填缝。

根据规范要求，大坝上游护坡须至死水位以下不小于2.5m，考虑到输水涵管的过水能力较低，库水位降至死水位以下比较困难，本次设计在162.870m高程马道以下采用抛石护坡。

2）下游坝坡改造

下游坝坡156.571m高程以上原为草皮护坡，但草皮多为野生毛草，根系较发达，且有利于白蚁、田鼠的生长，为了更好的消除蚁、鼠患，本次设计将现在的野生毛草铲除，种植有利于坝坡稳定的马尼拉草坡。

大坝下游坡的马道及排水沟已经破损，本次设计拟将其修复。

排水沟断面尺寸为400×300mm（深×宽）,边墙采用M5浆砌石砌筑，底部采用100厚C20砼护底、防渗，边墙迎水面及顶部采用20mm厚M7.5水泥砂浆批挡。

人行马道宽1.1m，采用200厚C20砼浇筑。

本次设计拟拆除现有的排水棱体，更新排水棱体块石。

3）坝顶改造

本次设计将坝顶拓宽至5m，坝顶路面采用250mm厚C20砼浇筑，下设150mm厚级配碎石垫层。

砼路面每4m设一切缝，每隔16m设一伸缩缝，缝宽20mm，采用沥青木板填缝，改造后的坝顶高程为184.141m。

4）主坝防渗加固

主坝坝体防渗采用混凝土防渗墙+帷幕灌浆方案，在坝体沿坝轴线上游侧增设混凝土防渗墙,防渗墙穿过坝基覆盖层,并嵌入岩层1.0m.防渗墙轴线长196m,最大墙深33.53m,中心线位于坝轴线下游1m.混凝土防渗墙厚0.6m,抗渗等级W6,允许比降[J]=60～80。

考虑到强风化岩层透水性较大，沿坝基全线进行帷幕灌浆，帷幕灌浆沿防渗透墙布置，并向左、右岸山体延伸。

设计砼防渗墙总面积4447.3m2（0.6m厚），施工时先施工坝体混凝土防渗墙，在防渗墙内预埋灌浆孔，再进行坝基帷幕灌浆,帷幕灌浆孔按深入相对不透水层基岩透水率10Lu线以下5m控制，两坝肩帷幕范围为正常蓄水位179.751m与不透水层基岩透水率10Lu线的交接处。

混凝土防渗墙施工采用”两钻一抓”成槽，槽段长5～7m,泥浆护壁。

帷幕自上而下分段灌浆，帷幕灌浆施工应在枯水期完成。

2.2溢洪道加固设计

根据溢洪道存在的问题，对其采取如下加固措施。

（1）进水堰：

溢洪道进口段的浆砌石宽顶堰水泥砂浆老化，产生空隙等，透水性比较强，所以必须对进水堰进行防渗加固处理。

本次设计拟拆除现在堰体顶部500mm的浆砌石体，采用500mm厚C20砼按原来的堰型进行回建、加固。

（2）侧槽、平流段：

进水堰后接侧槽、平流段，这两部份的底板护坦浆砌石老化严重，局部被冲成凹坑，边墙浆砌石未批挡，剥蚀碳化严重，局部出现裂缝，需要进行加固。

经水力计算，现状溢洪道在Q≥80m3/s情况下为淹没出流，为了使其在校核洪水情况下不出现淹没出流，根据珠委专家组复核意见,开挖溢洪道侧堰下游平台，开挖深度以不产生淹没出流为原则，确保泄洪能力满足要求。

本次设计拟拆除侧槽和平流段原有底板0.5m厚浆砌石，往下开挖基岩1.3m，在基岩面上现浇300mm厚C20砼护面，使新建的底板顶部高程比原来底板的低1.5m，新面板采用钢筋锚杆与基岩锚固，锚杆长2.5m，采用梅花形布置，间距2m。

由于在拆除底板浆砌石及开挖基岩的过程中需要进行爆破，不可避免的对现有浆砌石边墙产生振动破坏，故需要拆除边墙重建。

重建的边墙断面与现有的相同，顶宽1m，为直立直墙型，总高4m，采用C20砼浇筑。

（3）泄槽段：

平流段后接泄槽段，泄槽底板护坦老化严重，局部被冲成凹坑，边墙浆砌石未批挡，剥蚀碳化严重，局部出现裂缝，需要进行加固。

本次设计在现在的浆砌底板面上现浇300mm厚C20砼护面，新面板采用钢筋锚杆与基岩锚固，锚杆长2.5m，采用梅花形布置，间距2m。

边墙迎水面先凿毛、清洗干净，立模筑捣200mm厚C20砼护面，新面板采用钢筋锚杆与旧边墙及基岩锚固，锚杆做法与底板相同。

（4）消力池：

消力池底板及边墙均采用300mm厚C20砼护面，新面板采用钢筋锚杆与基岩锚固，锚杆长2.5m，采用梅花形布置，间距2m。

（5）消力池出口下游防护：

现在消力池出口下游均没有采取工程措施进行衬护。

本次设计为了保护消力池出口的公路桥基础不被洪水冲涮，需要进行衬护至公路桥以下10m，护坦总长57.70m，按30年一遇洪水流量95.2m3/s进行防护。

边墙按照现在的河岸走向进行布置，边墙最高3.7m，过水断面最窄处7.72m，最宽处11.89m，墙顶比30年一遇洪水位高0.4m。

边墙采用C15砼浇筑，迎水面垂直，背水面边坡为1:

0.4，墙顶宽0.5m。

底板基层采用500mm厚M7.5浆砌石衬砌，迎水面采用300mm厚C20护面。

2.3新建输水隧洞设计

新建那音水库输水隧洞位于大坝左岸。

隧洞为圆形有压洞，洞径1.8m，采用300mm厚C20钢筋砼衬砌，衬砌好之后进行回填灌浆。

新建放水塔为竖井式放水塔,放水塔位于隧洞轴线0+050m桩号处，竖井为圆筒式造型，圆筒外径2.5m，采用C20钢砼衬砌，壁厚0.5m。

放水塔基础厚1.5m基底高程为154.571m，流道底部高程为155.571m，顶部设有检修室和启闭机室，检修室平台比正常水位高0.5m，平台高程为180.231m，启闭机平台比校核水位高1.5m，平台高程为183.251m，启闭机房顶部高程为187.051m，放水塔总高32.48m。

启闭机平台与地面高程齐平，不设交通桥。

放水塔沿塔身每3m高设一固结灌浆断面，预留φ50mm灌浆孔，孔距2m，孔深2m，塔身施工完成后进行固结灌浆施工。

隧洞进水口栏污栅顶部平台与放水塔平台之间通过地面台阶连接，台阶宽2m，每级台阶踏步宽0.3m，高0.2m，采用M7.5浆砌石砌筑。

2.4旧涵管封堵设计

坝内涵管采用C20砼进行封堵，先对原放水管消力池及顶板球形放水孔用C20砼封堵，进水口封堵后沿着现有的放水涵管周边进行回填灌浆，灌浆完成后用砼将原来的放水管填塞密闭。

2.5安全观测设计

1、安全监测设施设计

那音水库安全监测设计的内容包括：

渗流监测、大坝变形监测、渗水量监测和库水位监测等。

①渗流监测：

渗流监测包括坝体、坝基界面渗流压力监测，坝体、坝基界面渗流压力监测共设3个观测断面。

大坝中部最大断面处设一排、两侧各一排，每排设置3个测压管，上游坝面1个，下游坝面2个。

在测压管内安装渗压计，渗压计选择灵敏度较高的弦式仪器，观测用电缆引入观测站，然后集中引入到工程管理房中控室，以适应人工观测和自动化监测的要求。

②变形监测：

大坝变形观测包括竖向位移和横向水平位移观测，共设6排观测标点，每排设2个位移标点，坝顶设1个标点，下游坝面172.871高程马道设1个标点，共12个观测标点。

同时，在每一纵排标点的两端岸坡上各设一个工作测基点，在两岸每一纵排标点延长线上各布置一个校核基点。

竖向位移观测采用精密水准仪测量，横向水平位移观测采用2″全站仪测量。

③渗水量监测：

坝体渗水量通过水平排水带经堆石排水体排入下游尾水渠，拟在反滤堆后侧设置量水堰。

④库水位监测：

在大坝上、下游设置水位观测设施，并将库水位监测接入自动化监测系统。

2、安全监测自动化系统设计

那音水库安全监测项目主要包括渗流监测、大坝变形监测、渗水量监测和库水位监测等，根据目前国内大坝安全监测自动化经验，将渗流监测、库水位监测纳入自动化监测的范围。

那音水库大坝安全监测系统拟采用智能节点分布式数据采集监测系统，测量控制单元和