小二型水库除险加固初步设计报告.docx
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小二型水库除险加固初步设计报告
附图:
序号
图名
图号
图幅
张数
备注
1
xx水库现状病害分布图
YTQ-QLASK-CBSJ-01
A3
1
2
xx水库除险加固平面图
YTQ-QLASK-CBSJ-02
A3
1
3
大坝整治断面图（1/2）
YTQ-QLASK-CBSJ-03
A3
1
4
大坝整治断面图（2/2）
YTQ-QLASK-CBSJ-04
A3
1
5
溢洪道整治图
YTQ-QLASK-CBSJ-05
A3
1
6
放水设施整治图
YTQ-QLASK-CBSJ-06
A3
1
7
工程地质平面图
YTQ-QLASK-CBSJ-07
A3
1
8
I-I'大坝地质横剖面图
YTQ-QLASK-CBSJ-08
A3
1
9
2-2'放水设施地质剖面图
YTQ-QLASK-CBSJ-09
A3
1
10
新建溢洪道地质剖面图
YTQ-QLASK-CBSJ-10
A3
1
合计
10
1综合说明
1.1前言
1.1.1工程概况
xx水库地处自贡市沿滩区邓关镇境内，为小
（二）型水库，水库枢纽于1958年12月竣工蓄水，至今已运行50余年，为地方经济的发展起到了积极的作用。
xx水库坝址处于沱江水系釜溪河支流的铁钱溪河流域，距沿滩区城区约19km。
xx水库为多年调节水库，正常蓄水位为297.80m，死水位为294.75m，20年一遇设计洪水位为298.464m，200年一遇校核洪水位为：
298.755m，总库容为14.10万m3，兴利库容为7.40万m3，死库容4.0万m。
其工程任务是以灌溉为主，兼有防洪、城镇供水等综合利用功能。
目前已经配套干支渠1.2km，设计灌面0.121万亩，有效灌面0.0335万亩。
1.1.2主要结论
2012年7月底，沿滩区水利局组织水库管理单位负责人及相关工程技术人员等对xx水库枢纽进行现场检查，开始进行xx水库的安全鉴定工作。
于2012年9月，由都江堰水利电力勘测设计院提出了《沿滩区xx水库枢纽安全鉴定报告》，目前未经相应的主管单位或部门进行评审。
xx水库大坝安全鉴定结论摘录如下：
1、防洪标准评价
xx水库的工程等别、等级及防洪标准与原资料一致，为小
（二）型水库，工程等别为Ⅴ，主要建筑物为5级，次要建筑物为5级，相应的设计洪水标准为20年一遇，校核洪水位200年一遇，消能防冲标准为10年一遇。
大坝现有防洪能力不满足200年一遇校核洪水标准和20年一遇设计洪水标准。
所以，水库大坝的防洪标准复核级别评定为C级。
2、结构安全评价
1）、大坝上、下游坝坡未发现滑坡等结构安全问题，计算出的最小抗滑系数大于规范规定的最小允许安全系数，不存在上、下游坝坡安全度不够的问题。
2）、库区溢洪道由一根0.6m的泄洪管和浆砌条石的泄槽段组成，结构稳定，仅出水
口无消力设施。
3）、放水设施：
放水设施能正常运行；仅在出口无消力设施。
4）、库区无管理房。
所以，大把的稳定安全综合评价为B级。
3、渗流安全评价
1）坝体各特征部位的渗透比降小于允许的土体渗透比降，不会发生渗漏破坏。
2）坝体、坝基及坝肩均未发现渗漏。
3）溢洪道和放水设施不存在渗漏问题。
所以，大坝的渗流安全评价为A级。
4、抗震安全评价
根据《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97），工程所在区地震基本烈度为Ⅵ度，不需进行xx水库大坝进行抗震复核。
5、金属结构安全评价
本工程无金属结构，故不做此评价。
综上所述，xx水库大坝安全综合评价指标中有一项为C级，根据《水库大坝安全鉴定办法》（水建管【2003】271号）第六条安全分类标准，该水库大坝评定为三类坝。
1.2水文
1.2.1流域水文气象概况
1、流域象概况
xx水库位于四川省自贡市沿滩去邓关镇，水库坝址处于沱江水系釜溪河支流的铁钱溪河流域，大坝属于均质土坝。
坝址以上集雨面积0.19Km2。
，上游主河道长0.705km，河道比降49.6‰。
2、气象特征
xx水库地处亚热带湿润季风气候区，具有气候温和，冬暖夏凉，雨量丰沛四季分明的特点。
据自贡市气象局统计资料多年平均气温17.8℃，极端最高气温42℃，极端最低气温
-2.8℃。
多年平均相对湿度80%，多年平均风速1.6m/s，年平均最大风速15.0m/s，最大风速21m/s，风向以东北风和偏北风为主。
多年平均降水量982.5mm，降雨年内分配不均，6～9月雨量占年雨量的72.5%，其中7、8月占年雨量的46.0%，是大雨和暴雨发生的主要时期。
1～4月雨量较少，仅占年雨量的15%，其中12～2月雨量3.3%，形成冬干春旱夏洪秋多绵雨的特点，降雨量季节变化大，丰水年雨量约占枯水年雨量的2.5倍。
1.2.2洪水分析计算
本次计算根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》四川东部地区小流域洪水概化过程推求设计洪水过程线。
设计洪水过程线概化短历时TP=2.78WP/QP，P=0.5%，TP=1.70小时；P=5.0%，TP=1.62小时。
水库所在流域岷江水系，查该区的基流公式，计算为：
Q=0.245×F^0.795=0.0654m3/s。
1.2.3洪水调节计算
1、洪水标准
xx水库为小
（二）型水库，Ⅴ等工程，主要永久水工建筑物为5级，其设计洪水标准采用20年一遇（P=5%），校核洪水标准采用200年（P=0.5%），消能标准10年一遇。
2、洪水调节计算的原则
调洪时泄洪管不参加泄洪，下游无新的限泄要求，调节采用新建3.0m宽溢洪道。
3、洪水调节计算
根据上述基本资料和调节方式，按照三角形调洪公式法，采用试算法逐时段计算溢流道下泄流量过程，并据以确定最大下泄流量和最高库水位。
调洪计算成果见表1-2。
表1-2调洪计算成果表
洪水标准P
（%）
洪峰流量
（m3/s）
洪水总量
（万m3）
溢洪道水深
（m）
最高库水位
（m）
相应库容
（万m3）
最大下泄流量
（m3/s）
备注
5.0
5.344
3.76
0.664
298.464
13.267
2.685
0.5
8．022
6.40
0.955
298.755
14.1
4.63
4、水文复核结论
表1-3xx水库大坝坝顶高程计算成果表（整治后）
运行情况
项目
正常蓄水位
正常运行情况
（设计洪水位）
非常运行情况
（校核洪水位）
洪水位H（m）
297.800
298.464
298.755
坝顶超高y（m）
1.594
1.524
0.950
波浪爬高R（m）
1.093
1.023
0.650
安全加高（m）
0.50
0.50
0.30
风壅水面高度（m）
0.001
0.001
0.001
复核要求防浪墙顶高程（m）
299.394
299.988
299.704
现有坝顶高程（m）
300（无防浪墙）
存在情况
+0.375
+0.022
+0.295
注：
整治前上游坡坡比1:
1.1.93，泄洪管直径0.6m，溢洪道底板高程297.80m，坝顶高程300m，无防浪墙。
整治后上游坡比1:
1.93,溢洪道底宽3.0m，底板高程297.80m，坝顶高程300m，无防浪墙。
1.3工程地质
工程区属构造剥蚀之浅切割丘陵地貌，且以浅切割丘陵为主,其地形地貌主要受岩性控制：
丘顶地带多为粉砂岩、砂岩，以浑圆状，脊状等组成该区之正地形（多数已被改造为旱地），而在沟谷地带多为泥岩，组成该区负地形。
水库属沱江流域，支沟近似树枝型分布，河谷较为宽阔。
大坝枢纽座落在两浅丘之间，右坝肩基岩裸露，形成高约10m的局部陡坎，为紫红色粉砂岩夹粉砂质泥岩，产状近水平。
左坝肩偶见基岩出露，为泥质粉砂岩，自然地形坡度＜20°。
区内以风化、剥蚀、搬运等外动力地质作用为主，坡顶与坡上部多为残积物（粉质粘土为主），坡下端多为坡积物加残积物（粉砂质粘土夹杂碎块石），馒头山之间的冲沟主要为洪积成因的粉质粘土（多被改造为水田）。
无高边坡、滑坡、泥石流等不良物理地质现象。
据现场踏勘及收集工区附近已有资料类比，岩体强风化带厚度一般2～4m，弱风化带厚度一般3～6m。
岩体风化裂隙一般被泥质充填
1.4工程任务及病险分析
1.4.1工程任务
xx水库位于釜溪河的一级支流铁钱溪流域，本次是对该水库枢纽进行除险加固，其工程任务不变，仍是以灌溉为主，兼有防洪、城镇供水等综合利用功能。
xx水库除险加固工程的任务为消除xx水库存在的各种不安全隐患，使工程正常运行和发挥效益。
具体整治项目为大坝、溢洪道、放水设施及完善观测和管理设施。
1.4.2工程现状及除险加固的必要性
xx水库位于釜溪河的一级支流铁钱溪上游邓关镇境内，是一座以灌溉为主，兼有防洪、城镇供水等综合利用功能的小
（二）型水库，现已经配套干支渠1.2km，设计灌面0.121万亩，有效灌面O．0335万亩。
水库枢纽于1958年12月竣工，投入运行50余年以来，发挥了很好的效益。
因为多方面原因，工程存在病害。
为确保大坝安全运行和下游人民生命财产安全，为就近村镇供水提供优质水源，充分发挥效益，促进灌区经济社会可持续发展以及新农村建设，对水库枢纽实施除险加固是十分必要的。
1.5工程总布置及主要建筑物
1.5.1设计依据
xx水库枢纽工程由主坝和放水设施等组成．以灌溉为主，兼有防洪、城镇供水等综合利用功能。
大坝为均质土坝。
水库总库容为13.99万m³，主坝最大坝高8.72m，按《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000），工程等别为五等，工程规模为小
（二）型。
主要建筑物为5级，次要建筑物为5级。
主要、次要和临时建筑物的设计洪水标准见表1-4
表1-4xx水库建筑物洪水标准
序号
建筑物
洪水重现期（年）
备注
类型
名称
级别
设计
校核
1
主要建筑物
主坝（均质土坝）
5
20
200
2
溢洪道
5
20
200
3
放水设施
5
20
200
4
次要建筑物
消力池
5
20
5
管理房等
根据《中国地震动参数区划图》（GBl8306—2001），工程区地震动峰值加速度为O．05g，对应地震基本烈度为Ⅵ度，设计时各建筑物按Ⅵ度地震设防，所以本工程各建筑物可不进行抗震计算。
1.5.2除险加固设计
一、防洪标准不足的除险加固设计
从xx水库的《沿滩区xx水库枢纽安全鉴定报告》中可知，xx水库枢纽的安全级别为C级的主要原因之一为该水库的防洪标准不足。
本阶段依据《防洪标准》（1850201—94）又对其进行了洪水标准复核，结果与安全鉴定的结果基本一致。
经调洪计算和坝顶高程复核，现状大坝坝顶高程为300.00m经计算，设计洪水位+安全超高+波浪爬高=301.162m，校核洪水位+安全超高+波浪爬高=300.606m，坝顶不满足防洪要求。
本次除险加固采用新建溢洪道方案为解决防洪标准不足的推荐方案。
二、大坝除险加固设计
1、坝顶
现状水库主坝坝顶现状为混泥土路面。
本次整治保持原有坝顶宽度4.50m，将原有的坝顶乡村公路由3.5m宽增加至现有大坝坝顶宽度4.50m。
坝顶上游修建1m高防护栏杆，下游侧修建0.4m的浆砌条石路缘石。
2、上游坝坡
上游坝坡完好，不需要整治。
3、下游坝坡
大坝下游坝坡坡比保持不变，坝坡新建砼框格植草护坡，新建岸坡排水沟断面0.30m×0.30，采用C15砼浇筑；坝脚增设干砌块石贴坡排水。
三、溢洪道除险加固设计
本次除险加固新建开敞式溢洪道，溢洪道布置于大坝左坝肩，为开敞式宽顶堰，高程点297.80，溢洪道全长29.481m。
由进口段、控制段、泄槽段、消力池段组成。
四、管理房和防洪公路
本次整治将新建50m2的管理房，新建500m防洪抢险公路。
1.6施工组织设计
1.6.1施工条件
水库地处白贡市沿滩区邓关镇境内，水库现有防汛抢险公路为村道干线，路宽3.50m。
工程区内无固定电话，对外通讯只能通过移动电话，通讯信号较好。
施工大部分为露天作业，故均采用自然通风；工程涉及石方开挖部分可采用空压机供风。
本工程为水库除险加固工程，库内终年有水，完全可满足施工生产用水的要求。
大坝附近自来水设施完善，完全能满足施工生活用水的要求。
工程区内有地方电网，供电质量安全可靠，只需架设少量临时施工输电线路
即可解决施工用电问题。
本工程所需水泥、钢筋、木材等建筑材料全部可以在沿滩区或自贡市区采购，
质量能够满足本工程需要。
施工人员生活所需粮食、蔬菜及副食品，均可在邓关镇或富顺县城采买，且
医疗卫生条件也可得到保证。
1.6.2料场的选择与开采
工程区内砂砾石料缺乏，因此砼粗细骨料需外购解决，工程区附近之王渡、邓关均有来自沱江一带的砂砾石卖场，其质量和储量均能满足工程所需，料场至工程区的、有公路相通，其交通运输方便。
1.6.3主体工程施工
本次主体工程施工项目包括大坝除险加固施工、溢洪道除险加固施工、放水设施除险加固施工、大坝监测设施施工、防洪公路工程、水库管理房施工等。
均采用常规施工方法进行施工。
1.6.4工程总体布置
一、施工场地布置
工程区内为丘陵地形，开阔平坦的场地较少，因此就地修建施工临时设施非常有限，本工程施工生活生产设施主要为施工机械停放、骨料堆放、材料仓库、材料加工和生活办公用房等，水库大坝右岸为原水库管理所位置，现场附近有一些民房可以考虑租用。
水泥仓库、油库、材料堆放和材料加工厂等占地面积不大，考虑在两岸坝肩至公路两侧根据地形进行修建，搭设一些临时性的工棚可以得到解决。
施工总布置规划按尽量集中原则进行布置，生产设施按各工区就近布置，生活设施则尽量集中，租用管理所附近民房及利用现管理所房屋。
1.6.5施工组织及进度安排
一、施工组织
本次水库除险加固工程项目多，涉及面广，建议成立除险加固工程建设指挥
部进行协调，由沿滩区水务局领导，主要由xx水库管理所成员组成，负责具体日常工作，择优选择监理和施工队伍。
二、进度计划编制
本工程施工期分为四个时期，即工程筹建期、工程准备期、主体工程施工期及工程完建期，按规范规定筹建期不计入总工期。
本工程总工期6个月，其中准备期1个月，主体工程工期4个月，完建期1个月。
1.7工程管理设计
xx水库于1958年12月竣工蓄水。
工程由乡、村组织修建而成。
按照分级管理的原则xx水库属于小
（二）型水库，现隶属沿滩区水务局，由xx水库管理站管理。
水库对渔业采取承包制度，主要运行管理经费来源于水费和渔业养殖承包费。
工程管理范围依据规范规定，经市水行政主管部门和国土部门认可，并由国土部门进行确权、划界和颁证，据此，工程管理单位同当地乡镇、村、社签定工程管理责任书。
为了提高工程经济效益效益和农业综合生产能力为目标，对工程的管理体制运行机制、投入机制、水价及人事制度等方面进行全面改革，实现水资源的优化配置和高效利用，使工程走向良性运行和持续发展的轨道。
1.8工程占地
xx水库为已建水库，本次除险加固工程的主体工程施工、管理房新建，均为水库管理范围内用地不新增永久征地，临时用地除利用水库管理范围内的用地外，因施工需要临时占用少量土地。
经过水工、测量、移民调查等专业技术人员再次到现场进行了复核。
根据xx水库除险加固工程施工总平面布置图和确定的实物指标调查范围进行测量并实地标识。
1.9水土保持及环境保护设计
1.9.1水土保持
根据《开发建设项目水土保持方案技术规范》（SL204—98）中有关规定，本工程水土流失防治目标是：
预防和治理责任范围内的新增水土流失，通过治理促进工程安全与工程地区生态环境协调发展。
根据工程施工特点、植被恢复情况及当地自然条件，水土保持具体目标为：
在水土保持责任范围内，使扰动土地治理率达98％以上，水土保持治理度达98％以上，水土保持控制率达95％以上，植被恢复系数大于98％，水土流失控制在自然状态以内。
在水土保持措施中坚持如下原则：
①防治结合、因害设防的原则；②综合防治的原则；③经济、高效、实用的原则；④整体性原则。
水土保持措施主要由工程措施和植物措施构成。
其中，工程措施包括边坡防护及排水设施等措施，用以控制大面积、高强度流失，为植物措施实施创造条件：
植物措施包括植物护坡、l临时占地植被恢复等措施，与工程措施配套，提高水保效果、减少工程投资、改善生态环境。
根据不同防治区的水土流失特点，确定防治重点和措施配置。
1.9.2环境保护设计
本水库除险加固工程是一个有利于农业生态环境保护和建设，以及众多乡镇供水的重要水利工程，其主要不利影响主要表现在施工期。
工程实施带来的主要环境问题是工程施工对局部生态环境的影响和工程占地对当地社会环境的影响。
工程施工期间，土石方开挖、钻孔、交通运输、生产生活废污水对施工区局部生态环境将产生一定影响。
建议针对本工程区地形地质以及施工区相对集中，施工区下游人口众多的特点，切
实注意施工过程中的环境保护问题；建议切实落实本工程环保监理、环境监测工作，同时根据施工区地形条件和施工布置切实落实环境保护措施；为使环境保护措施落到实处，下一步应开展招标、技施阶段环境保护设计工作，对本阶段措施进行优化，进一步深化，达到“三同时”的要求。
1.10设计概算
1.10.1编制原则文件依据
项目划分、费用构成及计算标准
按照四川省水利厅颁发的川水发［2007］20号文《四川省水利水电工程设计概（估）算编制规定》（以下简称“编制规定”）执行，结合现行国家、地方有关政策规定编制该工程投资概算。
1.10.2其他
1、主体工程按设计提供工程量乘工程单价计算。
2、交通工程、仓库等均按施工组织设计提供工程量计算。
3、生活办公及福利设施、其他施工临时工程分别按一至四部分建安工作量之和的1.5%、1.0%计算。
1.10.3投资主要指标
本工程设计概算主要工程量：
土方开挖517.32m3，砼104.36m3，干砌块石237.81m3，模板工程301.50㎡,钢筋工程6.45t。
主要材料用量：
水泥34.54，砂5.74m³，石粉58.66m³，碎（卵）石92.44m³，块（条）石292.04m³，钢筋6.45t。
工程总投资概算46.70万元，其中建筑工程费39.02万元，机电设备及安装工程费0.00万元，金属结构设备及安装工程费0.00，临时工程费2.19万元，独立费用5.49万元。
（详见第九章概算表）
1.11经济评价
通过经济评价计算，其主要经济指标均满足规范要求。
敏感性分析表明，投资、效益不确定因素在一定范围内变动时，国民经济评价指标有所变动，但均在规范规定范围内。
因此，从国民经济评价角度衡量，工程在经济上是合理、可行的。
1.12工程特性表
表1-6工程特性表
序号
名称
单位
整治前
整治后
备注
一
河流特性
1
流域名称
铁钱溪
铁钱溪
2
坝址控制集雨面积
Km²
0.19
0.19
3
河道比降
‰
49.6
49.6
4
设计洪水流量（5.0%）
m³/s
对应洪水总量
万m³
3.76
3.76
5
校核洪水流量（0.5%）
m³/s
对应洪水总量
万m³
6.40
6.40
6
径流
多年平均径流深
多年平均径流总量
mm
多年平均径流总量
万m³
7
多年平均降雨量
mm
982.5
982.5
8
多年平均气温
℃
17.8
17.8
9
多年平均蒸发量
mm
10
多年平均最大风速
m/s
15
15
11
最大风速
m/s
22.5
22.5
二
水库特性
1
调节性能
多年调节
多年调节
2
死水位
m
294.75
294.75
3
正常蓄水位
m
297.80
297.80
5
设计洪水位（5.0%）
m
298.97
298.464
6
校核洪水位（0.5%）
m
299.74
298.755
7
死库容
万m³
4.0
4.0
8
正常蓄水位库容
万m³
11.4
11.4
9
设计洪水位库容
万m³
14.72
13.27
10
校核洪水位库容
万m³
17.16
14.10
11
设计灌面
万亩
0.121
0.121
12
有效灌面
万亩
0.0335
0.0335
13
实际灌面
万亩
三
设计标准
1
规模
小
（二）型
小
（二）型
2
等别
等
Ⅴ
Ⅴ
3
主要建筑物等级
级
5
5
4
次要建筑物等级
级
5
5
5
水库设计洪水标准
%
5.0
5.0
6
水库校核洪水标准
%
0.5
0.5
7
抗震标准
度
Ⅵ
Ⅵ
四
大坝
1
坝型
均质土坝
均质土坝
2
最大坝高
m
8.73
8.73
3
坝顶长度
m
67
67
4
坝顶宽度
m
4.50
4.50
5
坝顶高程
m
300.00
300.00
6
上游坝坡
1：
1.93
1：
1.93
7
下游坝坡
1：
2.28
1：
2.25
8
截水槽
截水槽位置
五
溢洪道
1
型式
泄洪管
开敞式
2
进口总宽
m
0.6
3.0
3
长度
m
23.6
29.481
4
设计洪水位（p=5.0%）
m
298.97
298.464
5
相应条洪下泄流量
m³/s
0.62
2.685
6
校核最高洪水位（p=0.5%）
m
299.74
298.755
7
相应条洪下泄流量
m³/s
0.80
4.63
8
出口消能型式
六
放水设备
1
取水方式
涵卧管型式
涵卧管型式
2
控制方案
3
输水管道
涵管
涵管
4
最大放水能力
m³/s
0.15
0.15
七
观测设备
1
垂直及水平位移观测点
处
无
无
2
渗漏流量观测
处
无
无
3
降雨量观测
处
无
无
4
水位观测
处
无
1
2水文
2.1流域概况
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