水库除险加固工程初步设计.docx

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水库除险加固工程初步设计

1．1绪言6

1.2水文6

1.3地质7

1.4工程任务和规模.8

1.5工程布置及建筑物.8

1.6施工组织设计.8

1.7水库淹没处理及工程永久占地.9

1.8工程管理.9

1.9环境保护设计.9

1.10设计概算.9

2.水文

11

2．1流域工程概况11

2.2暴雨洪水特性.11

2.3基本资料.11

2．4设计洪水计算11

3.地质14

3.1地形地貌.14

3.2地层岩性.14

3.3地质构造.14

3.4库区水文地质条件.15

3.5不良地质作用.15

4.工程任务和规模

4.1工程概况.

4.2工程任务和规模

4.3水利计算.

5.工程布置及建筑物

15

15

..15

16

21

3.6抗震设防.15

5.1设计依据.21

5.2工程布置及建筑物.22

5.3大坝22

5.4大坝工程除险加固设计26

6.金属结构.32

7.

33

施工组织设计

7.1施工条件.33

7.2主体工程施工.33

7.3施工总体布置.33

7.4施工进度安排.34

7.5施工管理与质量控制.34

8.水库淹没处理和工程永久占地

35

9.水土保持规划和环境保护35

9．1环境保护设计依据35

9．2水土流失防治方案设计35

9.3环境保护措施36

9.4结论36

摘要

XX水库位于XXXX位于大魏河支流，第IV水文分区，坝址处地理坐标系东经121°35',北纬39°49'，流域面积F=1.65平方公里，河道长L=1.5公里，河道比降J=23.01%o,汇流时间t=0.34小时。

XX是一座集防洪、灌溉于一体的小（II）型水库。

水库枢纽工程包括大坝、溢洪道、输水洞三大建筑物构成。

该水库始建于1974年10月,坝址以上集雨面积1.65平方公里,最大库容为24.08万立米。

。

XX水库是一座以灌溉为主，兼有防洪等综合利用小（n）型水库。

水库最大库容为24.08

万立米。

该水库可满足周边600亩果树和500亩旱田的灌溉,保护下游1个村1000人、1200亩耕地由于大坝、溢洪道存在安全隐患,水库不仅不能够很好的发挥效益,而且严重威胁下游人民的生命财产安全,所以进行水库除险加固处理。

根据防洪标准（GB50201-94）中工程等别和级别划分，XX水库工程等别为V等，主要建

筑物级别为5级,次要建筑物级别为5级,防洪标准执行SL252-2000,按10年一遇洪水标准设计,50年一遇洪水标准校核。

关键词：

XX水库大坝除险加固

Abstract

HanTempleReservoirislocatedinthecityofWafangdianCityredtownalongtheriverHanvillage,locatedintheWeiRivertributary,theIVhydrologicalregionalization.Iongitude121locatedinthegeographiccoordinatesystem,latitude39watershedareao4F=1'.65squarekm,

L=1.5kmlongriver,streamgradientJ=23.01%o,conflueneetime=0.34hours.

Hantempleisasetoffloodcontrol,irrigationinoneofthesmall（II）typereservoir.Reservoirdam,spillway,consistsofwaterconveyaneetunnelofthreebuildings.Thereservoirwasbuiltin1974October,damovertherainareaof1.65squarekilometers,themaximumstoragecapacityis240800m3..

Hantempleisareservoirforirrigation,floodcontrolandcomprehensiveutilizationofbothsmall（II）reservoir.Themaximumstoragecapacityis240800m3reservoir.Thereservoircanmeetthesurrounding600acresoffruittreesand500muoffarmlandirrigation,1000people,theprotectionofthelowerreachesofthe1village,1200acresofarablelandasaresultofthedam,spillway,hiddensafetyproblems,reservoirnotonlycantheverygoodbenefit,butalsoaseriousthreattolowerpeople'slivesandproperty,sothereinforcementofreservoir.

Accordingtothefloodcontrolstandards（GB50201-94）inengineeringanddon'tgrade,don'tVasHanTempleReservoirEngineering,themainbuildingsweregrade5,secondarystructureweregrade5floodcontrolstandards,SL252-2000,designaccordingto10yearfloodstandard,50yearfloodstandardcheck.

Keywords:

HanandMiaoreservoirdamreinforcement

1.综合说明

1．1绪言

1.1.1工程概况

XX水库位于XXXXXXXXXXXX村，即东经121°35'，北纬39°49',是一座集防洪、灌溉于一体的小（II）型水库。

该水库始建于1974年10月，坝址以上集雨面积1.65平方公里，最大库容为24.08万立米。

该水库可满足周边600亩果树和500亩旱田的灌溉，保护下游1个村1000人、1200亩耕地。

水库枢纽工程包括大坝、溢洪道、输水洞三大建筑物构成。

大坝：

现坝顶平均高程25.2米，坝长120米，坝顶宽3.0米，最大坝高12.54米，坝顶设一道浆砌石防浪墙，墙高1.0米，大坝迎水坡坡比为1:

2.3，块石护坡，背水坡坡比为1:

2.2，草皮护坡，坝体防渗体为粘土心墙。

溢洪道：

溢洪道位于大坝左侧，型式为正槽开敞式，底高程21.80米，净宽6.0米，溢洪道无衬砌，淤积、滑坡严重。

设计洪水时下泄流量12.11秒立米，校核洪水时最大下泄流量23.62秒立米。

输水洞：

位于大坝左侧，现已报废并堵死。

1.1.2大坝安全鉴定结论

2010年10月由XXXXXK利局组织专家组对《XX水库大坝安全鉴定报告》进行审查，根据水利部《水库大坝安全鉴定办法》和《水库大坝安全评价导则》，从防洪能力、大坝结构、大坝渗流、输泄建筑物、运行管理五个方面进行安全评价，评定结论如下：

XX水库属小（U）型水库，大坝防洪设计标准为十年一遇、校核标准为五十年一遇。

大坝现有防洪能力满足SL252-2000的要求；大坝迎水坡护坡石块径偏小，凹凸不平，大坝下游排水体破损严重；溢洪道两侧无衬砌，滑坡淤积严重，影响正常泄洪；大坝无管理房等管护设施，交通条件差。

根据大坝安全分类标准，大坝鉴定为二类坝。

应限期对大坝进行除险加固。

1.1.3工程除险加固的必要性水库除险加固后，消除了工程隐患，增加蓄水量，正常投入运行。

可保证下游600亩果树、500亩耕地的灌溉用水；保护下游人口1000人，同时将改善当地生态环境，为本地区的农业产业结构调整起到积极的促进作用。

因此，对XX水库进行除险加固是十分迫切和必要的。

1.2水文

1.2.1流域概况

xx水库位于大魏河支流，坝址位于xxxxxxxxXXxx村，系第IV水文分区，流域面积F=1.65平方公里，河道长L=1.5公里，河道比降J=23.01%。

，汇流时

间t=0.34小时。

1.2.2气象

本地区属温带季风性气候，四季分明，多年平均气温9.5C,最高气温35C,最低气温-27C,冻土层平均厚度0.85m,多年平均降水量600mm降雨多集中在7〜9月份，多年平均水面蒸发量1430mm多年平均风速4米/秒，最大风速25米/秒，多年平均最大风速14.4米/秒。

1.2.3基本资料复核

地形图为辽宁省测绘局出版的1:

10000地形图，大坝、库区地形图为XXXXX水利勘测设计有限公司测绘的1:

1000地形图。

流域内无水文站，按无资料地区降雨和径流查《辽宁省水资源》，设计洪水根据1998年《辽宁省中小河流（无资料地区）设计暴雨洪水计算方法》，采用集水面积小于300平方公里的设计洪水计算方法。

库区多年平均降水量为600mm坝址以上径流深为150mm

1.2.4设计洪水

流域内无水文站，按无资料地区降雨和径流查《辽宁省水资源》，设计洪水根据1998年《辽宁省中小河流（无资料地区）设计暴雨洪水计算方法》，采用集水面积小于300平方公里的设计洪水计算方法进行设计洪水计算，成果见下表。

表1-1设计洪水成果表

频率

峰量'

0.5%

2%

5%

10%

洪峰Qm（m3/s）

、67.2

49.6

37.6

29.0

洪量W4（万m）

41.47

28.58

20.59

15.00

1.3地质

1、地层岩性

库区地层岩性以震旦系及第四纪地层为主，震旦系以板岩、泥灰岩地层为主,第四纪分布在丘间冲积-洪积谷地或坡地上，以松散粉质粘土、砂砾石层为主。

2、库区、坝址地质

库区内地质构造不复杂，未发现有大的断裂构造发育，地表岩层可见小规模褶曲和节理裂隙密集带发育，为印支一燕山期岩浆活动中的伴生褶皱现象，属新华夏构造体系的一部分。

场地区未发现大的构造断裂以及特殊性岩土层存在，综合各方面因素，场地不良地质作用不发育，对库区及坝址无危害。

3、抗震设防

按《水工建筑抗震设计规范》（DL5073-2000），《中国地震动区划图》

（GB18306-2001）规定，坝区所在地区地震烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g,设计地震分组为第一组。

4、工程地质条件

库区内没有发现陡坡或危崖，没有滑塌及危石脱落现象，库区范围很小，沟谷较短，没有泥石流等不良地质作用的条件。

场地区未发现大的构造断裂以及特殊性岩土层存在，综合各方面因素，场地不良地质作用不发育，对库区及坝址无危害。

1.4工程任务和规模

工程建设任务是通过对水库除险加固，使其正常发挥效益。

XX水库是一座以灌溉为主，兼有防洪等综合利用小（U）型水库。

水库最大库容为24.08万立米。

根据防洪标准（GB50201-94中工程等别和级别划分，XX水库工程等别为V等，主要建筑物级别为5级,次要建筑物级别为5级，防洪标准执行SL252-2000,按10年一遇洪水标准设计，50年一遇洪水标准校核。

由于大坝、溢洪道存在安全隐患，水库不仅不能够很好的发挥效益，而且严重威胁下游人民的生命财产安全，所以进行水库除险加固处理。

1.5工程布置及建筑物

1.5.1工程等别及设计标准

XX水库最大库容为24.08万立米。

根据防洪标准（GB50201-94中工程等别和级别划分，XX水库工程等别为V等，主要建筑物级别为5级,次要建筑物级别为5级，防洪标准执行SL252-2000,按10年一遇洪水标准设计，50年一遇洪水标准校核。

1.5.2工程布置及主要建筑物本次除险加固设计主要是大坝、溢洪道及附属建筑物。

XX水库现坝顶平均

高程25.2米，坝长120米，最大坝高12.54米，坝顶宽3米，坝体防渗体为粘土心墙。

溢洪道位于大坝左侧，型式为正槽开敞式，底高程21.8米，净宽6.0米，两侧均为土坡，无衬砌，局部滑坡、渠道淤积严重，末端无消能防冲设施。

输水洞位于大坝左侧，现已报废并堵死。

1.6施工组织设计

为了确保水库除险加固工程按期保质保量完成任务，要求成立以XXXXX水利局为项目法人，通过招标选择专业施工队承担施工任务，由XXXXXK利局工程管

理科负责质量监督和技术指导工作，严格按着设计要求及水工规范进行施工和施工组织设计，施工组织设计批准后方可施工。

根据本工程特点及工程量，本工程工期计划2个月，从2012年3月20日开

始施工，2012年5月20日正式完工。

1.7水库淹没处理及工程永久占地

本次大坝迎水坡护坡石翻修，溢洪道衬砌等，均在原有规模基础上，工程不存在新的淹没问题和工程永久性占地问题。

1.8工程管理

XX水库为小（U）型水库，由xxxxX镇水利站管理，主要设施村里负责看护，工程调度运用计划在XXXX）水利局防汛办批复。

为了确保大坝安全，水库实行了严格详细的防洪调度，总的调度原则为：

在汛期实行“以泄为主”，在非汛

期实行限制水位下蓄水，汛期限制水位为21.8m。

1.9环境保护设计

XX水库的功能以灌溉为主，兼有下游农田和村屯防洪。

库区周围植被及生态环境保护较差，属轻度水土流失区，本工程整治水土流失的有效措施是林草措施与工程措施相结合，根据实际情况，进行平整土地，并同水保措施相协调，搞好工程环境的绿化工作。

此次除险加固施工，对区域生态影响甚微，水质不会受到影响。

除险加固后，水库将正常发挥其应有的效益，促进当地农业和农村经济的发展，对社会效益、经济效益和环境效益都是十分有利的。

1.10设计概算

本次XX水库除险加固工程总投资154.44万元。

其中建安工程费117.15万元，临时工程费11.22万元，独立费用18.72万元，基本预备费7.35万元。

水库除险加固工程特性表

表1-2

序号

名称

单位

数量

备注

加固前

加固后

-一-

水文

1

流域面积

Km2

1.65

1.65

坝址以上

2

多年平均降雨量

mm

600

600

3

设计标准洪峰

m3/s

34.1

29.0

4

校核标准洪峰

m3/s

64.1

49.6

-二二

水库

1

洪水标准

设计标准

P（%）

5%

10%

校核标准

P（%）

0.5%

2%

2

特征水位

校核洪水位

m

23.7

23.72

设计洪水位

m

22.9

23.03

正常畜水位

m

21.8

21.8

汛期限制水位

m

21.8

21.8

死水位

m

16.54

16.54

3

库容

总库容

万m3

34.8

24.08

正常蓄水位以下库

万m3

22.2

12.86

死库容

万m3

1.83

0.78

兴利库容

万m3

20.37

12.08

调洪库容

万m3

12.6

11.22

序号

名称

单位

数量

备注

加固前

加固后

三

大坝

1

坝型

粘土心墙坝

粘土心墙坝

2

坝顶咼程

m

25.2

24.8

3

取大坝冋

m

12.54

12.14

4

坝顶宽度

m

3.0

4.0

坝顶兼路

5

坝顶长

m

120

120

6

上游坡比

1:

2.3

1:

2.3

7

下游坡比

1:

2.2

1:

2.2

8

护坡材料

干砌石

干砌石

五

溢流道

1

型式

开敞式宽顶

开敞式宽顶堰堰

2

底咼程

m

21.8

21.8

3

净宽

m

6.0

6.0

4

下泄流量

m3/s

38.76

23.62

六

加固处理措施

1

坝体

坝坡平整

2

坝坡

贴坡排水

背水坡设排水体

3

溢洪道

两侧无衬砌

衬砌

4

管理房

新增

增加管护设施

2.水文

2.1流域工程概况

2.1.1流域自然地理条件

xx水库位于大魏河支流，坝址位于xxxxxxxxXXxx村，系第IV水文分区，流域面积F=1.65平方公里，河道长L=1.5公里，河道比降J=23.01%。

，汇流时间t=0.34小时。

2.1.2气象资料

本地区属温带季风性气候，四季分明，多年平均气温9.5C,最高气温35C,最低气温-27C,冻土层平均厚度0.85m,多年平均降水量600mm降雨多集中在7〜9月份，多年平均水面蒸发量1430mm多年平均风速4米/秒，最大风速25米/秒，多年平均最大风速14.4米/秒。

2.2暴雨洪水特性

降水主要集中在夏、秋汛期7〜9月，该时段降水占全年降水量的74.9%,年际分配也不均匀。

洪水主要由暴雨形成，河川基流、洪峰水量集中，洪峰水量的大小取决于暴雨的大小。

洪水与暴雨存在明显的对应关系，略缓于暴雨。

2.3基本资料

中华人民共和国行业标准SL44-93《水利水电工程设计洪水计算规范》（以下简称《洪水规范》中4.1.3规定：

各种历时设计暴雨可采用经过审批的暴雨统计参数等值线图查得。

根据国家有关规范规定，采用辽宁省水利厅2005版《辽宁省水资源》（下称《水资源》和《XXXXX水资源综合规划》中的相关资料作为本次设计依据。

暴雨洪水资料依据辽宁省水文水资源勘测局1998年版《辽宁省中小河流（无资料地区）设计暴雨洪水计算方法》（以下简称《计算方法》）查算取得。

2.4设计洪水计算

2.4.1洪水计算方法及标准

设计洪水根据1998年《辽宁省中小河流（无资料地区）设计暴雨洪水计算方法》，采用集水面积小于300平方公里的设计洪水计算方法。

根据《防洪标准》GB50201-94,XX水库按10年一遇洪水标准设计，50年一遇洪水标准校核。

2.4.2设计洪水

242.1多年平均来水量计算

由《辽宁省水资源》查得多年平均径流深Y=150毫米，则多年平均来水量：

W^0.1FY=0.1X1.65X150=24.75万立米

2.4.2.2设计暴雨、洪水计算

根据1998年《辽宁省中小河流（无资料地区）设计暴雨洪水计算方法》，采用集水面积小于300平方公里的设计洪水计算方法，进行洪水复核。

计算步骤

◎

如下：

（1）由t=0.78J0.71计算得汇流历时t=0.34小时。

（2）计算10分钟、1小时、24小时和三日的设计面雨量及n°p值。

由附图（1-3）、（1-4）、

（1-5）、（1-6）、（1-7）、（1-8）、

（1-9）查出

-P三=100毫米

G=0.62

Cs=3.5C/

—Rm=90毫米

G=0.62

Cs=3.5C/

-R=30毫米

G=0.54

Cs=3.5Cv

-Rq=15毫米

G=0.45

Cs=3.5Cv

由附图（1-12），辽宁省东部地区暴雨时一面一深关系曲线（Kf—F—t）查

得，当F=1.65平方公里，t=24小时，点面折减系数Kf=1.0，由附表（1-1）查

得不同频率下&值，根据公式Rp面=只KpKf进行各频率面雨量计算，计算见下表。

表2-1各频率下面雨量计算表

项目

频率

（P听）

0.5

2

5

10

C=062

374

283

224

179

C=062

374

283

224

179

C=054

328

255

207

171

C=045

279

225

188

160

Kf

100

100

100

100

p三（毫米）

100

100

100

100

R三p面（毫米）

3740

3740

2830

2240

毫米）

90

90

90

90

P?

4P面（毫米）

3366

2547

2016

1611

P三P面-P24P面毫米）

—374

283

224

179_

R（毫米）

30

30

30

30

P1R面（毫米）

984—

765

621

—513—

Pc（毫米、

15

15

15

15

P10P面（毫米）

—419—

—333—

282

—240—

PlOp面/P1P面

0.43

0.44

0.45

0.47

N0p

0.53

0.54

0.55

0.58

注：

nop由Piop面/Pip面查附表（1-2）短历时暴雨指数n°p得到。

（3）计算t历时各频率设计面雨量及面暴雨强度ip。

1-n0p

tp面=pip面入T

Pp面

ip=-

表2-2t历时各频率下设计面雨量及面暴雨强度ip

项目

频率p（%）

0.5

2

5

10

Pip面（毫米）

98.4

76.5

62.1

51.3

1-n°p

0.47

0.46

0.45

0.42

T

0.34

0.34

0.34

0.34

1-n0p

T

0.60

0.61

0.62

0.64

PtP面（毫米）

59.26

46.57

38.22

32.61

ip（毫米/小时）

174.3

137.0

112.4

95.9

（4）从附表（3-2）查出洪峰径流系数书p、a三p、a（三-24）p,将ip、书p、F

代入公式0=0.278"ip，F,即可求得设计洪峰流量Q表2-3