某山塘加固设计报告.docx

1、某山塘加固设计报告设计证书号：A144001143设计证书等级：乙级南雄市云峰山生态旅游景区下青草围水库工程可行性研究设 计 报 告 书四会市水利水电勘测设计院二一六年五月设计证书号：A144001143设计证书等级：乙级南雄市云峰山生态旅游景区下青草围水库工程可行性研究设 计 报 告 书附件：1、大坝浸润线计算书2、大坝稳定计算书3、溢洪道陡坡水面线计算书4、溢洪道侧墙稳定与应力计算书5、溢洪道消能计算书6、工程量计算书7、设计图纸1 综合说明1.1 工程概况1.1.1 工程地理位置下青草围水库位于韶关市南雄市江头镇武岭村，南雄市位于大庾岭南麓，东经11355301144438，北纬2456

2、59252520，东连江西省信丰县，东南界江西省全南县，西南比邻始兴县，西北与仁化县接壤。四周群山环抱，中为丘陵。东西极限84公里，南北极限52公里。全市面积2316.4平方公里。1.2 水文1.2.1 流域概况水库所在河流属珠江流域北江支流，库区范围属剥蚀丘陵区和“V”字型沟谷地貌，海拔高程在710740m之间。主要山脉、水系大致呈北北东方向分布。沟谷狭小，近似呈“V”型谷，两岸山坡较陡，岩石风化程度较深，覆盖层厚度大。区内植被发育，零散分部有居民点。1.2.2 径流本流域径流年际变化较大，年内分配极不均匀，以4月9月为汛期，约占年径流量的70%80%，最小径流量为1月，只占年径流量的2%左

3、右。1.2.3 设计洪水 设计洪水计算范围根据相关规范和标准，本次设计洪水计算范围为：10年一遇设计洪水（P=10%）；50年一遇校核洪水（P=2%）；5年一遇施工洪水（P=20%），施工导流洪水标准； 计算方法洪水计算按广东省水文总局2003年编制的广东省暴雨径流查算图表中提供的推理公式法和综合单位线法，依据上述参数，利用“广东水文水利设计计算软件平台”中的“暴雨洪水设计计算”软件，采用综合单位法进行计算，计算成果见表1.2-2；计算过程见后。表1.2-1 暴雨统计参数表项目T(小时）10min1h6h24h72hHt184265100140Cvt0.300.350.370.380.40At

4、(坝址）1.01.01.01.01.0P=10%时Kp1.4021.4691.4961.5091.535P=2%时Kp1.7691.9231.9872.022.08 计算成果根据计算，各频率设计洪水计算成果如下表1.2-2。表1.2-2 各频率下洪水总量计算成果表 频率方法10%2%综合单位线法3.154.101.3 工程地质1.3.1 区域地质库区范围属剥蚀丘陵区和“V”字型沟谷地貌，海拔高程在710740m之间。主要山脉、水系大致呈北北东方向分布。沟谷狭小，近似呈“V”型谷，两岸山坡较陡，岩石风化程度较深，覆盖层厚度大。区内植被发育，零散分部有居民点。根据120万区域地质图及区域地质构造分

5、析，区内构造较简单，为一套倾向为SW的单斜构造，走向310330，倾角4576。区内未见断裂构造通过。根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），本区地震基本烈度为度，地震动锋值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35S,库区内无发震地质构造，无现代活动性断裂，库区有古老构造带穿过，不存在水库诱发地震的问题，区域稳定性好。1.3.2 库区工程地质条件库区地貌为丘陵地貌，山体连绵，库区山体相对高差大，附近分水岭雄厚，库周无低矮垭口，库区地表一般被弱透水的第四系坡残积土层所覆盖，基岩为震旦系变质花岗岩，库区内未见区域性断裂构造及全新活动断裂构造通过的迹象，右坝肩见有较厚的填土，

6、库区存在一定的渗漏问题。据现场地质踏勘，库区岸坡较陡峻，表层主要为第四系残坡积粉质粘土和人工填土土质岸坡，植被发育，区内尚未发现崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害。土质岸坡在水位变动带内由于长期受水浸泡，土质各项主要物理性能降低，易产生局部塌岸现象。1.3.3 枢纽区工程地质条件坝址区范围内出露的地层主要有第四系（Q）地层和震旦系基岩（Z），根据5个孔钻孔揭露的地质情况，现将拟建坝址区的地层分述如下：第四系人工填土层（Qml）-素填土 层序号褐黄、灰黄等色，稍湿，松散稍压实，以粘性土、砂砾、碎石及块石等组成，成份稍复杂，不均匀。第四系坡积层（Qdl）-粉质粘土 层序号褐黄、褐红等色，稍湿，

7、可塑，粘性一般，干强度中等，韧性中等，含少量砂砾。第四系残积层（Qel）- 粉质粘土 层序号褐红、褐黄、暗红等色，稍湿湿，可硬塑，由变质花岗岩风化残积而成，稍具粘性，岩芯呈土柱状，遇水易软化。震旦系基岩（Z）- 变质花岗岩 层序号钻探深度内按岩石的风化程度划分为全风化岩、强风化岩和弱风化岩三个岩带，分述如下:1全风化变质花岗岩: 褐黄、暗红等色，岩石结构已基本破坏，但尚可辨认，岩芯呈坚硬土状，遇水易软化。2强风化变质花岗岩: 褐红、褐黄、黄灰等色，岩石结构大部分破坏，矿物成份已显著变化，风化裂隙发育，岩芯呈半岩半土状、土夹岩块状或碎块状，手压易碎，遇水软化崩解，风化不均匀，偶夹弱风化岩块。3弱

8、风化变质花岗岩: 褐黄、黄灰、浅灰等色，变余砂质结构，层状构造，裂隙较发育，岩芯较破碎，块状为主，夹碎块状或短柱状，锤击声较脆，岩质较硬。各岩土层主要物理力学性质指标见岩、土工试验报告及土层主要物理力学性质指标统计表、标准贯入试验统计表。1.3.4 水文地质根据资料，下青草围水库坝址主要含水层为全强风化变质花岗岩中孔隙潜水和弱风化变质花岗岩中裂隙潜水，上部粉质粘土含水性弱、透水性较弱。地下水动态受气候季节的影响明显，主要受大气降雨补给，由两岸向沟谷处径流。下伏基岩为弱风化变质花岗岩，岩体为裂隙切割，赋存裂隙潜水，岩石透水性与风化程度、岩体完整性密切相关，明显规律为随深度减弱。1.3.5 岩土力

9、学物理性质参照类似工程经验，同时结合同区域已建水库地质资料，下青草围水库坝址各层岩土、岩石层物理力学指标见下表1.3-1、1.3-2。表1.3-1 各岩土层物理力学指标建议值表 层序号岩土名称状态或风化程度压缩系数av（MPa-1）压缩模量ES(MPa)允许承载力R(kPa)摩擦系数凝聚力C(kPa)内摩擦角(度)素填土松散稍压实0.404.601000.209.5013.00粉质粘土可塑0.394.701700.2518.0019.00粉质粘土可塑硬塑0.384.902000.2819.0020.001变质花岗岩全风化0.325.503000.3520.5023.502变质花岗岩强风化/50

10、00.50/3变质花岗岩弱风化/1800/表1.3-2 岩石物理力学指标地质建议值部位岩体分类混凝土与基岩接触面岩体岩体变形模量坝基抗剪断抗剪抗剪断抗剪岩性fC(MPa)ffC(MPa)fE(GPa)弱风化变质花岗岩1.101.100.651.201.500.70101.3.6 天然建筑材料下青草围水库需大量土料和砂石料等天然建筑材料，因项目处于可行性研究阶段，尚未进行详细设计，天然建筑材料数量等尚未确定。库区及周边有丰富的土料储量，建议土料从当地直接开挖，砂料和石料统一从市场直接购买。1.3.7 结论与建议1、本区地震基本烈度为6度区，设计基本地震加速度为0.05g，设计特征周期为0.35s

11、，不存在水库诱发地震的问题。库区区域稳定性较好，库区内未见有区域性断裂构造及全新活动断裂构造通过的迹象，工程地质条件较简单，场地稳定性较好。2、根据工程地质条件，建议初拟坝型为土坝，建议以粉质粘土或全（强）风化变质花岗岩作为坝基持力层。坝基设计时宜加大基础底面尺寸及埋深，以满足坝基的沉降、变形及抗滑要求。拟建坝基岩土层中的人工填土为中等透水层，残坡积粉质粘土与全风化变质花岗岩为弱透水层,下伏强风化变质花岗岩为中等透水，弱风化变质花岗岩为弱透水，应做好坝基的防渗处理。3、拟建库盆范围较狭小，两岸山体雄厚，两岸地下水补给沟水；库盆不存在向邻谷渗漏问题。4、水库建成后，库水的流速、流态发生剧变，原不

12、稳定的岸边的冲刷减弱但应注意蓄水后长期受浪蚀或冲刷的岸坡稳定性，尤其是水库防洪预泄造成水位骤降时的岸坡稳定，其排水条件直接控制着边坡的稳定性。5、水库蓄水后，库区两岸水位发生明显变化，可能引起的其它环境地质问题，如水质变化，土质变化等应引起足够的重视。1.4 工程任务和规模1.4.1 工程任务本工程的主要任务是防洪、灌溉。1.4.2 工程规模 正常蓄水位根据水库地形地势规划建设，下青草围水库正常蓄水位为720.51m；此时水库库容为2.89万m3。 死水位水库上游植被繁茂，水土保持良好，基本不存在水土流失现象，但河床坡降较陡，经综合考虑后，将死水位确定为714.51m，此时水库库容为0.21万

13、m3。1.4.3总体布置方案根据地形地势、拟在下青草围水库河岸较窄处新建一座挡水坝（详见工程总体布置图），坝体内建一直径为600mm输水涵管，进口底高程为719.53m，引水至下游河道，补充下游农田用水，以满足不同高程段农田灌溉用水需求。由梯级斜涵放水，输水斜涵管径为0.4m；挡水坝左岸靠近坝肩位置设置一开敞式溢洪道。1.5 工程布置及建筑物下青草围水库主要建筑物包括：大坝、溢洪道及输水涵管等。1.5.1 大坝挡水坝为均质土坝形式，坝顶高程723.01m，坝基高程为714.01m，最大断面坝体高度为9.0m，上下游坝坡坡比均为1:2.5，坝顶宽度5.0m，上游坝坡采用C20砼护坡，下游坝坡采用

14、草皮护坡，同时下游坝坡设置贴坡排水反滤体。1.5.2 溢洪道挡水坝左岸靠近坝肩位置设置一开敞式溢洪道，溢洪道底板高程720.51m，行洪宽度2.0m，溢洪道分为引水段、控制段、陡槽段与消能段四部分，总长度为45.50m。溢洪道消能采用消力池底流消能方式消能。1.5.3 输水涵管输水底涵采用预制钢筋砼管，管径600mm，进水口高程719.53mm，由梯级斜涵放水，输水斜涵管径为0.4m。当下游农田需要灌溉用水时，采用输水斜涵控制放水。同时施工时也可以作为临时导流设施。1.6 工程管理 管理机构及人员下青草围水库工程由南雄市江头镇政府负责管理。 管理范围 凡属水库范围内均属本工程管理区范围。 水库

15、正常蓄水位以下的土地为水库管理区范围，正常蓄水位以上工程集雨面积内的土地为水库保护区范围。 挡水坝下游1.5km内。 当水库组织运行实施期间，将进一步调整核实库区保护范围。 水库的管理及保护区凡属工程建设范围内均属水库管理区。在工程、水库保护范围内，土地上附着物的所有权及使用权维持现状不变，但严禁破坏水土保持，防碍库区正常运行，危害建筑物安全和水质污染等的一切活动。1.7 施工组织设计1.7.1 施工条件 工程条件下青草围水库工程主要由大坝、溢洪道及输水涵管等工程组成。 自然条件本流域内雨量充沛，但年内分配不均匀，其中49月为雨季，降雨量约占全年降雨量的70%；10月至翌年3月为旱季，降雨量约

16、占全年降雨量的30%，46月降雨多为峰面雨，710月降雨多为台风雨。库区范围属剥蚀丘陵区和“V”字型沟谷地貌，海拔高程在710740m之间。主要山脉、水系大致呈北北东方向分布。沟谷狭小，近似呈“V”型谷，两岸山坡较陡，岩石风化程度较深，覆盖层厚度大。区内植被发育，零散分部有居民点。库区地表一般被弱透水的第四系坡残积土层所覆盖，基岩为震旦系变质花岗岩，库区内未见区域性断裂构造及全新活动断裂构造通过的迹象，右坝肩见有较厚的填土，库区存在一定的渗漏问题。 交通条件下青草围水库工程对外交通较便利，下青草围水库位于江头镇武岭村，距南雄市市区约35km。本工程施工场面小，都集中在大坝周围，各施工点可根据场

17、内实际开几条临时场内施工道路进行施工。1.7.2 施工导流结合本工程的特点及工程施工进度安排，导流设计洪水标准为5年一遇施工洪水，即Q=2.70m/s。本工程导流采用输水涵管兼做导流管，底涵采用预制钢筋砼管，管径600mm，进水口高程719.53mm，由梯级斜涵放水，输水斜涵管径为0.4m，完全能满足施工期导流要求。1.7.3 主要建筑物施工方法本工程的主要项目有：大坝工程、输水涵管工程及溢洪道工程等。本工程的主要施工项目有：土石方开挖、土方填筑、草皮护坡、混凝土浇筑等。 土石方开挖土方开挖采用1 m3的挖掘机开挖，8t自卸汽车运输挖料至大坝下游的弃渣场。石方开挖采用风钻钻孔，小药量装药爆破，

18、1 m3的挖掘机开挖、装车，8t自卸汽车运输挖料至大坝下游的弃渣场。 土方填筑大坝的土方填筑主要是对坝体进行粘土填筑，填筑前先对坝址草皮、树根等进行清理，待基面和接触面整理符合设计及规程规范要求后，进行坝体土方的填筑施工。坝体土方填筑采用进占流水作业法进行施工，土料开挖采用1 m3的挖掘机开挖，1m3装载机上料，8t自卸汽车配合运输上坝。坝上工作区依次按铺土、平土、压土流水作业。铺土、平土使用1m3装载机和74kw的推土机配合进行，压土使用13.5t的振动碾和8t羊足碾联合进行压实。分层压实面使用拉毛机拉毛，根据拉毛面湿度情况，人工洒水湿润，进行下一层的铺土。边角面用人工夯击密实。 混凝土浇筑

19、本工程项目混凝土的制备采用在混凝土搅拌场集中制取。将制备好的混凝土用手扶拖拉机运送到浇筑现场，仓面位置较低的搭设溜槽配合人工运送至浇筑工作面，直捣式震荡器和震荡板震荡密实，浇筑尽量采用平浇法，少用台阶法浇筑。模板使用钢制模板。 输水涵管本工程底涵采用600mm的预制钢筋砼管进行施工，输水斜涵采用400PVC管施工。1.7.4 施工总体布置本工程根据现场施工条件和工程施工项目分布、施工现场地形地貌，施工总布置的规划原则，本工程分水库片和下游河道片布置。将本工程所有项目划分为三个区，一是施工区，二是施工工厂区，三是生活区。施工区为工程施工各场点，位于大坝周边；大坝施工区为主体工程施工现场，主要是大

20、坝。充分利用大坝的地形地势，进行本水库工程施工项目的现场加工、安装工作，一些临时简易的施工设施可就近布置在各施工项目点的附近。施工工厂区可布置在大坝下游迁建工程项目平整后的场地上。主要有混凝土搅拌系统、砂石料堆放场、木材加工厂和钢筋加工场，生活区可设在迁建工程项目生活区为临时生活办公场所。1.7.5 施工进度本工程施工按工程筹建准备期、主体工程施工期、工程完建期阶段进行。根据6个月工期的要求，结合工程项目任务，工程宜分在二个年度进行。工程准备期宜在第1年度枯水期开始，用1个月完成；主体工程施工期在第2年1月至第2年4月底完成，用4个月完成；工程完建期用1个月完成任务。1.8 环境保护设计根据国

21、家法律法规关于环境保护的标准与规程规范，对本新建工程的环境保护进行设计。环境保护的主要内容是：自然环境中的水质保护、社会环境中移民安置区环境保护和人群健康保护以及施工期间主体工程施工区的环境保护等。水质保护采取的主要措施有：施工期将产生较多的生产废水和生活污水，需对其进行处理达标后排放，但这是暂时的，对水质不会造成永久性的影响，将随着工程的竣工而消除，严格控制污染源并加强监测。环境保护措施的重点是：防治区域内水土流失；限制或制止对资源的不合理利用；控制农药的污染及其它污染源的产生等。人群健康保护则要搞好环境卫生、清除疾病传播孳生地、加强群众自我保健意识、建立健全的卫生保健机构、完善疫情管理等。

22、施工期间主体工程施工区的环境保护主要措施是：防治责任范围区内的水土流失；处理好“三废”问题；设法减轻工程施工对工作人员的不利影响，恢复并改善施工迹地景观等。从总体上分析，工程的实施对自然环境和社会环境的有利影响是主要和长远的；无大的、严重的不利影响，所产生的不利影响是次要的和短暂的，均可采取简单的措施来予以控制解决。因此，从环境角度评价，本工程是切实可行的。1.9 工程占地本工程在南雄市江头镇武岭村云峰山生态旅游景区管理范围内对水库进行新建工程施工，不涉及工程征地拆迁。1.10 水土保持设计 水土保持防治措施 合理组织施工，土方回填尽量利用土方开挖料，土方回填后的余料运至低洼的地方，在取土及弃

23、渣后的扰动面积进行植草皮。 工程产生的弃渣量为2.0万m3。 水土保持投资估算本水土保持方案的估算总投资为6.0万元。1.11 工程设计估算 编制依据（1）广东省水利厅关于发布广东省水利水电工程概（预）算补充定额（试行）的通知（2012年11月）；（2）广东省水利厅关于公布我省水利水电工程概预算部分定额调整的通知（广东省水利厅建设管理处，2013年5月）（3）广东省水利厅文件粤水建管2009462号文关于调整我省地方水利工程部分费用标准及砌石工程等概估算定额（试行）的通知。 （4）规范水利工程设计工作研讨班材料（广东省水利水电技术中心）（2009年10月）（以下简称研讨班材料）；（5）广东省水

24、利厅粤水基20062号文发布的广东省水利工程设计概（估）算编制规定（试行）（以下简称编制规定）及其配套定额（V8.5版最新定额）；（6）水利水电工程设计工程量计算规定（SL328-2005）；（7）设计报告及图纸；（8）其他直接费用、现场经费、间接费、企业利润、税金：按编制规定规定的费率计算，现场经费、间接费取中小值；（9）缺项定额采用水利部水总2002116号、水建管1999523号及相关行业主管部门颁发的现行定额。 工程估算总投资工程项目总投资估算为153.43万元。其中建安工程费116.51万元，独立费27.81万元，设备购置费1.8万元，基本预备费7.31万元。下青草围水库工程特性表序

25、号及名称单位数量备注一、水文1、流域面积水库控制集雨面积km20.1772、洪峰流量P=20%洪峰流量m3/s2.70P=10%洪峰流量m3/s3.15P=2%洪峰流量m3/s4.10二、水库1、水位校核洪水位(P=2%)m721.82设计洪水位(P=10%)m721.62正常蓄水位m720.51死水位m714.512、容积校核洪水位库容万m37.22设计洪水位库容万m36.56正常蓄水位库容万m32.89三、排洪流量设计水位最大泄量m3/s3.15校核水位最大泄量m3/s4.10四、主要建筑物及设备1、大坝坝顶高程m723.01最大坝高m9.0坝顶宽度m5.0 2、溢洪道进口高程m720.5

26、1溢洪道长度m45.50泄洪宽度m2最大泄洪量m3/s4.10校核洪水3、输水涵管进口高程m719.53出口高程m714.01底涵管长m51.4600预制钢筋砼管输水斜涵管长m17.6400PVC管序号及名称单位数量备注五、施工1、主要工程量土方明挖m3674.94土石方填筑m34560.06混凝土m3549.22六、经济指标 1、总投资万元153.43 建筑工程万元116.51 独立费万元27.81 基本预备费万元7.312 水文2.1 流域概况下青草围水库位于韶关市南雄市江头镇武岭村，江头镇位于广东南雄市区的南侧，镇政府所在地距市区13公里。全镇区域面积164平方公里。有坪岗、涌溪、元埔、

27、江头、渔仙、大汗、南埔、小竹、武岭、小汗等10个村委会，97个村民小组。总户数2673户，人口11725人。其中农业人口11071人。有山林面积17万多亩。耕地面积14334亩，其中水田面积12000多亩。水库所在河流属珠江流域，库区范围属剥蚀丘陵区和“V”字型沟谷地貌，海拔高程在710740m之间。主要山脉、水系大致呈北北东方向分布。沟谷狭小，近似呈“V”型谷，两岸山坡较陡，岩石风化程度较深，覆盖层厚度大。区内植被发育，零散分部有居民点。2.2 水文气象南雄市属亚热带季风气候,有明显的湿热和干冷季,具有夏秋季气温较高,雨量充沛的海洋性气候特征,又有冬春气候干燥,气温低的大陆性气候特点,四季分

28、明。凌江河流域内山峦重叠，树木茂盛，植被良好，流域地处中亚热带季风区、南岭山脉南麓，纬度较高，加上山地地形影响，全年温度较低。夏季雨水较多，湿度大；冬季雨水少，气候较干燥。根据南雄雨量站1955至2009年降雨资料的统计结果，流域内多年平均降雨量为1519.8毫米，年最大降雨量为2234.8毫米，最小降雨量为1104.9毫米。工程集雨流域多年平均气温在19.5，最高气温39.5，最低气温6.2, 最大风力8级,风速20m/s，西南风向为主。平均有霜期68天，最长有霜期119天，最短有霜期32天。降雨年内分配不均，主要集中在46月，占全年降雨的50%。2.3 洪水计算因下青草围水库流域内无实测洪水资料，本次洪水复核采用设计暴雨推求法。考虑到广东省暴雨参数等值线图（2003年版）是收集最新的暴雨资料编制而成的，因此利用该等值线图直接查取暴雨参数推算设计洪水。本工程属小（2）型工程，依据广东省暴雨径流查算图表使用手册的规定，因此采用综合单位法计算水库洪水，并作为本次的设计洪水依据。2.3.1洪水标准下青草围水库大坝最大坝高9.0m，水库最大库容3.03108m3，根据国家防洪标准（GB50201-2014）及水利部水利水电工程等