山龙水库除险加固工程初步设计报告.doc

钦钦 州州 市市 钦钦 南南 区区 山龙水库除险加固工程山龙水库除险加固工程 初初步步设设计计报报告告 广西国瑞建设工程有限公司 南宁 2012 年 6 月 单位名称 ：广西国瑞建设工程有限公司 项目名称 ：钦州市钦南区山龙水库除险加固工程 设计证号： 水利行业丙级A245002591 总 经 理：余丕玉 总工程师：虞松宾 项目负责人：姚云鹏 广西钦州市钦南区山龙水库除险加固工程 初步设计报告编制人员 章节名称编写校核审查核定 1 综合说明姚云鹏林国范虞松宾余丕玉 2 水文汪 清张传燕虞松宾余丕玉 3 工程地质广西海林地质勘查有限公司 4 工程任务与规模汪 清林国范张传燕余丕玉 5 枢纽建筑物除险加固设计姚云鹏林国范张传燕余丕玉 6 电气与金属结构姚云鹏林国范张传燕余丕玉 7 施工组织设计姚云鹏林国范虞松宾余丕玉 8 水土保持及环境影响姚云鹏林国范虞松宾余丕玉 9 工程占地及工程管理姚云鹏林国范虞松宾余丕玉 10 设计概算李佳慧张传燕虞松宾余丕玉 目目 录录 1 综合说明综合说明.1 1.1 绪言.1 1.2 水文.4 1.3 工程地质6 1.4 工程任务和规模.9 1.5 枢纽建筑物除险加固设计10 1.6 机电与金属结构.15 1.7 施工组织设计.15 1.8 水土保持及环境影响.15 1.9 工程用地及工程管理.16 1.10 设计概算17 2 水水 文文错误！未定义书签。 2.1 流域概况.错误！未定义书签。 2.2 气象错误！未定义书签。 2.3 水文基本资料.错误！未定义书签。 2.4 流域特征值复核.错误！未定义书签。 2.5 洪水标准.错误！未定义书签。 2.6 设计暴雨.错误！未定义书签。 2.7 设计洪水.错误！未定义书签。 3 工程地质工程地质.20 3.1 绪言.32 3.2 区域地质概况.32 3.3 库区地质概况.32 3.4 工程区地质概况.32 3.5 大坝体填筑质量与评价.32 3.6 坝基和坝肩工程地质条件与评价.32 3.7 溢洪道工程地质条件与评价32 3.8 输水隧洞工程地质条件与评价.32 3.9 天然建筑材料.32 3.10 结论及建议32 4 工程任务和规模工程任务和规模 32 4.1 地区社会经济概况32 4.2 工程任务32 4.3 水库除险加固的必要性.32 4.4 工程规模32 5 枢纽建筑物除险加固设计枢纽建筑物除险加固设计32 5.1 工程概况.32 5.2 工程等别、标准及特征水位32 5.3 现状建筑物安全复核32 5.4 建筑物除险加固设计.32 6 电气与金属结构电气与金属结构 32 6.1 电气.32 6.2 金属结构32 7 施工组织设计施工组织设计32 7.1 施工条件32 7.2 工程施工32 7.3 施工布置32 7.4 施工进度32 8 水土保持及环境影响水土保持及环境影响.32 8.1 水土保持32 8.2 环境保护设计.32 8.3 水土保持及环境保护投资32 9 工程占地及工程管理工程占地及工程管理.32 9.1 工程占地32 9.2 工程管理32 10 设计概算设计概算 .32 10.1 编制说明32 10.2 概算成果表.32 10.3 设计概算附件.32 附件 1：大坝安全鉴定成果核查意见表 附件 2：山龙水库大坝安全鉴定报告书 附件 3：设计委托书 广西钦州市钦南区山龙水库除险加固工程 初步设计图纸目录 序 号图 名图 号 1工程加固平面布置图山龙初设水工-01 2主坝加固设计图（1/3）山龙初设水工-02 3主坝加固设计图（2/3）山龙初设水工-03 4主坝加固设计图（3/3）山龙初设水工-04 5主坝灌浆设计图山龙初设水工-05 6副坝加固平面布置图山龙初设水工-06 7副坝加固设计图山龙初设水工-07 8溢洪道加固设计图山龙初设水工-08 9放水系统加固设计图（1/2）山龙初设水工-09 10放水系统加固设计图（2/2）山龙初设水工-10 1 1 综合说明 1.1 绪言绪言 1.1.1 工程现状概况工程现状概况 山龙水库位于钦州市钦南区犀牛脚镇大灶村委会，地理位置：东经 10900 ，北 纬 2153 ，所在的河流为钦江支流，是一座以灌溉为主，兼顾养鱼的综合利用小 （1）型水库。水库集雨面积为 0.16km2，总库容 25.5 万 m3，兴利库容 4.7 万 m3。设 计灌溉面积为 400 亩，实际灌溉面积为 300 亩。 山龙水库 1967 年 1 月开始动工兴建， 1968 年 1 月建成投入运行。水库建成运行 至今，工程发挥了巨大的效益，但大坝一直带病运行，未进行过完整的除险加固。 山龙水库现状枢纽建筑物包括主坝、副坝、溢洪道、放水系统等。 大坝为均质土坝，坝长 63m，最大坝高 7.9m，坝顶宽 3.0m，坝项高程 18.00m， 上游坡比 1:2.86，无护坡石。下游坡比 1:3.0，草皮护坡，坡脚无排水反滤体。 副坝位于主坝的西面，为均质土坝，坝长 25m，最大坝高 4.25m，坝顶宽 5.0m， 坝项高程 17.50m，上游坡比 1:3.0，无护坡石。下游坡比 1:2.5，草皮护坡，坡脚无排 水反滤体。 溢洪道位于副坝右侧，在原山体上开挖而成的开敞式宽顶堰，净宽 8.5m，堰顶高程 16.00m。最大下泄流量 5.98 m3/s。溢洪道两侧没有边墙，底板没有衬砌，杂草丛生， 淤积严重，局部边坡不稳定，无消力池。 放水设施由斜拉放水闸和放水平管组成。采用手动螺杆启闭，放水平管为混凝土 方形无压涵，进口底高程 13.25m，断面尺寸为 0.25 0.25(m)，长 32m，最大放水量 0.1m3/s，放水平管破损严重，渗漏大。 1.1.2 水库大坝安全鉴定结论水库大坝安全鉴定结论 钦州市钦南区水利局委托广西国瑞建设工程有限公司于 2010 年 8 月完成了山龙水 库大坝安全评价论证工作。2010 年 9 月广西钦州市水利局水库大坝安全鉴定专家组对 广西钦州市钦北区山龙水库大坝安全评价报告进行了评审，提出了大坝安全鉴定 2 报告书，评定山龙水库大坝安全类别为“三类坝三类坝”。2011 年 4 月，山龙水库“三类坝”安 全鉴定成果通过钦州市水利局的核查，同意“三类坝”鉴定结论，核查意见如下： （1）书面核查意见 1）副坝坝顶高程不满足防洪要求。 2）主坝和副坝坝体压实度低，填筑质量达不到规范要求，坝体填土渗透系数均值 不满足规范要求。 3）主坝和副坝在正常蓄水位工况和校核水位降落到正常水位工况下，浸润线逸出 点较高，坝脚无反滤体。 4）主坝和副坝上游坝坡风浪冲刷严重，下游坝坡杂草丛生有蚁害，两侧无排水沟。 5）溢洪道两侧无边墙，底板无衬砌，下游无消能设施。 6）斜拉闸混凝土闸门密封性差，漏水严重，闸门及门槽埋件、拉杆长期泡于水下， 锈蚀严重，维修困难，手动斜拉闸启闭设施运行不便，不能控制闸门放水流量。放水 平管破损严重，有大量渗漏，容易带走大坝土体掏空大坝。 7）水库无管理房，无交通通讯工具，不便于开展防汛抢险工作。 8）水库无水位、雨量观测设施。 9）水库防汛公路为泥土路面，无路肩石，无排水沟，路面变形严重，坑洼不平， 雨天无法通车，严重影响汛期抢险工作。 （2）现场核查意见 1）主坝及副坝坝顶凹凸不平，无排水沟，冲刷严重；上下游坝坡杂草丛生无衬砌， 无排水沟及排水棱体。 2）斜拉杆锈蚀严重，放水涵管老化，有渗漏。 3）溢洪道底板、边墙无衬砌，无消能设施，不满足泄洪安全要求。 4）进库防汛道路差。 5）坝首无管理房，大坝无安全观测设施。 1.1.3 除险加固主要项目除险加固主要项目 根据安全鉴定结论及核查意见，结合山龙水库实际情况，经本阶段复核分析后， 拟对如下工程项目进行除险加固设计： 3 （1）主坝加固 1）主坝坝顶加固 坝顶上游侧设 C15 混凝土防浪墙，下游侧设 0.40.5m 的 C15 混凝土路肩，路面 铺设 20cm 的泥结石路面。 2）主坝上游坝坡加固 本次设计将坝坡清理后用 15cm 厚的砂石料进行找平，然后浇筑 10cm 厚的 C15 混 凝土六角块护坡，13.25m 高程处设 C15 混凝土护脚墙，坝面两侧设 0.40.5m 混凝土 齿墙。 3）主坝下游坝坡加固 本次设计将坝坡清理后，13.1m 高程以上种植草皮护坡，13.1m 高程以下设干砌石 贴坡排水体，贴坡排水体顶部及底部设 M7.5 浆砌石排水沟。13.1m 高程处设 2.53m 宽 马道。同时大坝下游两侧坡面新建浆砌石排水沟。 4）主坝坝体、基础防渗处理 主坝坝体采用充填灌浆进行防渗处理，根据地质提供的参数，灌浆底部高程为 4.5m，灌浆孔距 1.5m，单排布置。 （2）副坝加固 1）副坝坝顶加固 坝顶加高培厚，上游侧设 C15 混凝土防浪墙，下游侧设 0.40.5m 的 C15 混凝土 路肩，路面采用 20cm 的泥结石路面。 2）副坝上游坝坡加固 本次设计将坝坡清理整平后，铺设土工膜，在土工膜上部覆 15cm 厚 1:1 砂砾石垫 层，然后浇筑 10cm 厚的 C15 混凝土六角块护坡。坝脚设 2.0m 深 C15 混凝土防渗墙， 坝面两侧设 0.40.5m 混凝土齿墙。 3）副坝下游坝坡加固 本次设计将坝坡清理后，15.1m 高程以上种植草皮护坡，15.1m 高程以下设干砌石 贴坡排水体，贴坡排水体顶部及底部设 M7.5 浆砌石排水沟。15.1m 高程处设 2.15m 宽 马道。同时大坝下游两侧坡面新建浆砌石排水沟。 4）副坝坝体、基础防渗处理 副坝坝体采用 600g/m2复合土工膜进行防渗处理。 （3）放水系统改建 4 在副坝原放水系统位置采用挖坝方式挖除原有放水涵管，在原位新建新建放水箱 涵和放水斜管。 （4）改建建溢洪道 对原溢洪道两侧进行衬砌，并新建 C20 混凝土实用堰及顶部交通桥。 （7）管理房 水库原有管理房位于水库设计水位高程以下，不满足防洪要求，本次设计拟在主 坝右坝肩新建水库管理用房 35m3，为砖混结构平房。 （8）防汛抢险公路改建和新建 从西角水库到水库大坝坝脚的防汛抢险道路路线保持不变，总长约 1.2km，将路面 扩宽为 3.5m，采用泥结石路面；新建上坝顶的防汛道路，总长约 300m。 1.2 水文水文 1.2.1 流域概况流域概况 山龙水库位于钦南区犀牛脚镇大灶村，属钦江流域，是一座以灌溉为主的小（2） 型水利工程。 原注册登记山龙水库坝址以上，水库集雨面积为 0.16km2，无注册登记河流长度和 河道比降。 本次复核得水库坝址以上，河流长度 0.48km，河床平均比降 27.5，水 库集雨面积为 0.16km2。 1.2.2 气象特征气象特征 据钦州气象站资料统计，坝址以上流域多年平均降雨量为 2111mm，多年平均气温 22，极端最高气温 37.5（1968 年 7 月） ，极端最低气温-1.8（1955 年 1 月） 。多 年平均蒸发量 1718 mm，年最大蒸发量为 1878mm，年最小蒸发量为 1509mm。年平均相 对湿度为 79%以上，多年平均最大风速 18m/s。影响本区的台风风力多在 79 级，最 大 12 级以上。 本流域主要特点是高温多雨，干湿分明，季风盛行，夏秋之间台风和暴雨较为频 繁。 5 1.2.3 洪水洪水 山龙水库的设计洪水，经历了水库原设计、2010 年安全鉴定等两个阶段。本次设 计洪水复核采用 1:10000 地形图量算，得到的数据见表 1-2-1。 表 1-2-1 水库流域特征值量算成果与各次设计采用比较表 设计阶段 项目 钦州地区小型水库资料 安全鉴定 （2010 年 10 月） 本次加固 （2012 年 4 月） 设计单位 广西国瑞建设有 限公司 广西国瑞建设有 限公司 集雨面积 F(km2) 0.160.160.174 河流长度 L(km) -0.890.48 平均坡降(J=) -3227.5 量算依据1/10000 地形图1/10000 地形图1/10000 地形图 （1）设计暴雨及雨型 山龙水库流域内无水文站及雨量站，缺乏实测暴雨资料。本次设计， 10 分钟、1 小时、6 小时、24 小时暴雨相关参数从广西暴雨统计参数等值线图研究（2010 年版） 查取。水库各时段设计点暴雨量成果见表 1-2-3。 表 1-2-3 山龙水库设计点暴雨量成果表 P% v CvH0.33 5.0 10.0 10min0.3 24.0 51.4 37.7 33.6 1h0.3575180.0 125.3 110.3 6h0.5140454.2 278.6 232.4 24h0.55210747.6 438.9 361.2 注：Cs/Cv=3.5 6 （2）设计洪水推求 本次设计洪水采用广西暴雨径流查算图表中介绍的瞬时单位线法、推理公式 法两种方法推求。根据山龙水库所在的产流、汇流分区及流域地形、植被情况，查得 山龙水库流域平均最大蓄水量为 Wm=100mm，初损 I0=30mm；稳定入渗率 2.0mm/h（推理公式法） ；产流期平均入渗率 f=6.0mm/h（瞬时单位线法） 。两种方 法计算的洪水成果见表 1-2-4。 表 1-2-4 山龙水库设计洪水成果表 设计标准 P(%) 24h 暴雨 (mm) 洪峰流量 (m/s) 24h 洪量 (万 m) 0.33 747.6 6.5410.53 5 438.9 4.405.95 纳什瞬时单位线法 10 361.2 3.817.77 0.33 747.6 7.3710.72 5 438.9 4.716.18 推理公式法 （采用） 10361.24.005.07 本次设计洪水计算采用广西暴雨径流查算图表中有关资料推求洪水，且暴雨 和洪水参数均由广西实测资料经综合平衡所得，设计暴雨历时和时段t 选定比较符合 小流域的特点和实际情况，本次洪水复核两种方法推算的洪峰流量、洪量成果相近。 由结果可见推理公式法得出结果较高，从工程偏安全考虑，本次洪水复核采用推理公 式法推求的结果。 1.3 工程地质工程地质 1.3.1 区域及库区地质概况区域及库区地质概况 测区位于钦州盆地南面，总体地势西北高东南低，库区为丘陵地形，高程 3050m。 测区地层为：志留第（S）砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩、页岩；侏罗系 7 （J）砂岩、泥质粉砂岩、砂砾岩、泥岩、二迭系（P）砂岩、泥质粉砂岩、泥岩和第 四系（Q） 。 测区位于南华准地台华厦褶断带的粤西隆起西南端与右江褶断区越北隆起北缘褶 断束东南端的接壤地区。褶皱、断裂发育，并具明显的分带性。西北部构造线以北东 东向为主，伴有少许北西向断裂，中部自西南向东北，略呈舒缓的“S”形展布，断裂 异常发育。西北部褶皱以宽展型为主，北东向和北西向断裂部分集中，成断层束状； 东南部则以近东西向的紧密线状褶皱为主，略呈反“S”型，断裂不甚发育。与水库密 切相关的断层为防城至大垌大断层和平吉断层，断层均从水库外经过，对水库无影响。 据中国地震动参数区划图(GB18306-2001)，区内的地震动峰值加速度为 0.05g，反应谱特征周期为 0.35s，对应地震基本烈度为度。 1.3.2 工程区工程地质工程区工程地质 库区为丘陵地貌，自然坡度2030之间，两岸山头高程在3050m 为主，沟谷 较发育，植被茂盛。库盆及坝址区由 志留系下统连滩群第三组（S1lnc）砂岩、泥质粉砂 岩组成，两岸山体高程高于坝顶高程10m20m，山体较雄厚，无构造破碎带穿越库区， 岩体阻水性较好，水库不存在向邻谷渗漏问题，库区未发现较严重的渗漏现象。 库岸以残坡积土为主，层厚一般为 12m，库水面面积较小，库盆山体植被较好， 由于受风浪影响，库区局部地段有少量塌岸现象，但规模不大。根据地质测绘，近坝 库岸基本稳定。 1.3.3 主坝工程地质评价主坝工程地质评价 （1）坝体物质组成及分布特征 填土以含碎石粘土为主，黄色，局部夹黄褐色或灰白色，填土来源于附近山头的 残积土及基岩风化土，含大量风化岩碎块。浸润线以上土层一般呈干稍湿，可硬塑 状态。浸润线以下土层一般较湿，呈可软塑状态，砾石成分为石英，据土工试验，砾 含量为 19.5%，砂含量 14.5%，粉粒含量为 44.8%，粘粒含量为 21.2%。填土最优含水 率为 16.2%，击实最大干密度为 1.85g/cm3，压实度仅为 89%。坝体填土土质较差，压 实度未达到要求。主坝填土基本顺着原河谷填筑，两侧坝肩填土层厚度较薄，主坝中 8 心部位填土层最厚，约 9.6m。 （2）坝体填土压实度 坝体填土的标准击实最大干密度dmax=1.85g/cm3，最优含水率op16.2%，填土 干密度为 1.63g/cm3，则压实度为0.88。主坝填土压实度均未满足碾压式土石坝设计 规范 （SL274-2001）的要求。 （3）渗透系数统评价 根据现场注水试验，坝体人工填土的渗透系数以 10-410-3级为主，属中等透水。 （4）坝基和坝肩工程地质条件与评价 坝基主要由第四系（Q）和志留系下统连滩群第三组（S1lnc）灰黄色黄色泥质粉 砂岩组成。 1）粘土：灰色深灰色，湿，可塑状，含少量粉细砂，有沙感，摇震反应无。 分布于河床，厚 0.6m。 2）强风化泥质粉砂岩：灰黄色黄色，局部夹黄色砂岩，中薄层状，砂状结 构，裂隙较发育，岩芯呈土柱状或碎块状，手折可断。分布于两坝肩，厚大于 5m。 坝基及坝肩岩土层主要为粘土和强风化泥质粉砂岩。强风化泥质粉砂岩渗透系数 为 2.710-4cm/s，属中等透水层。大坝坝基岩土中粘土为弱透水；强风化泥质粉砂岩 均为中等透水，需对坝基进行防渗。 1.3.4 副坝工程地质评价副坝工程地质评价 副坝为均质土坝， 填土来源于附近山头的残积土及基岩风化土，含大量风化岩碎块， 与主坝填土基本一致，由于副坝矮小，本次未做钻探和试验工作，由于坝体填土与主 坝填土基本一致，当时的施工条件基本一致，所以副坝坝体填土物理力学指标建议值 可参考主坝的指标采用。 1.3.5 溢洪道工程地质条件与评价溢洪道工程地质条件与评价 溢洪道位于副坝右岸，底板均为强风化泥质粉砂岩，两侧均为全强风化泥质粉砂 岩边坡，其承载力和抗剪强度满足要求。 溢洪道目前存在的问题：溢洪道两侧没有边墙，底板没有衬砌，杂草丛生，淤积 严重，局部边坡不稳定，无消能设施。 9 为了解决上述问题，需加固溢洪道及相关设施。 1.3.6 输水箱涵工程地质条件与评价输水箱涵工程地质条件与评价 拟建的输水箱涵位于位于副坝中间，其基础座落于全强风化泥质粉砂岩上，承 载力和抗剪强度满足要求。 岩石力学指标建议值：全强风化泥质粉砂岩承载力准值：fk250300KPa；抗 剪断强度：f0.40；c=0.1MPa。 1.3.7 输水箱涵工程地质条件与评价天然建筑材料输水箱涵工程地质条件与评价天然建筑材料 经调查，工程所需的天然建筑材料除土料可就近开采，储量、质量可满足要求。 砂砾料、块石料均缺乏。 工程所需要土料，但数量不大，就近山坡上取土，土质为含碎石粘性土，可开采 厚度 12m，其数量和质量符合要求。 工程附近砂砾料和块石料缺乏，需到市场购买。 1.4 工程任务和规模工程任务和规模 1.4.1 工程任务工程任务 山龙水库于 1968 年 1 月建成投入运行，水库现状的任务是以灌溉为主，兼顾养鱼 的综合利用工程，设计灌溉面积 400 亩，现状实际灌溉面积 300 亩。水库下游主要影 响人口 250 人，耕地 300 亩。 1.4.3 水库除险加固的必要性水库除险加固的必要性 广西国瑞建设工程有限公司于 2010 年 8 月完成的广西钦州市钦南区山龙水库大 坝安全评价报告 、2010 年 10 月由钦州市水利局水库大坝安全鉴定专家组审定的 “山 龙水库大坝安全鉴定报告书”、2011 年 4 月钦州市水利局的核查意见，均评定山龙水库 大坝为“三类坝”，并建议尽快对该坝进行除险加固。 为确保水库正常发挥其灌溉、防洪、养殖效益，保护下游人民生命财产安全，保 障当地国民经济的发展和社会的稳定，对水库实施除险加固是十分必要的。 10 1.4.4 工程规模工程规模 山龙水库工程由主坝、副坝、溢洪道、放水设施组成，主坝及副坝为均质土坝， 总库容 25.5 万 m3。原设计标准按 20 年一遇设计，300 年一遇校核。 山龙水库现状的正常蓄水位较低，导致兴利库容较小，不能满足下游灌溉要求， 且因为本水库按现状正常水位调洪所得校核水位比较低，故本次设计正常水位抬升 1m，即为 17.0m。死水位登记为 9m，本次设计依据实测死水位高程定为 13.25m。 根据本次推算的设计洪水过程、库容曲线、起调水位，泄流曲线，采用静库容法 对山龙水库坝址设计洪水进行调洪，计算得山龙水库大坝的设计洪水位(P=5%)为 17.30m，校核洪水位(P=0.33%)为 17.44m，相应总库容 25.5 万 m3。 1.5 枢纽建筑物除险加固枢纽建筑物除险加固设计设计 1.5.1 工程等级及建筑物级别工程等级及建筑物级别 根据防洪标准 （GB5020194）及水利水电工程等级划分及防洪标准 （SL2522000）的相关规定，山龙水库属小（2）型水库，工程等别为等，主要建 筑物大坝、溢洪道级别为 5 级，次要建筑物放水设施级别为 5 级。大坝设计洪水标准 为 20 年一遇，校核洪水标准为 300 年一遇，溢洪道消能防冲设施设计洪水标准为 10 年一遇。 设计洪水位 17.30m，洪峰流量 4.71m3/s，溢洪道相应下泄流量 1.97m3/s ；校核水 位 17.44m，洪峰流量 7.37m3/s，溢洪道相应下泄流量 3.5m3/s。10 年一遇洪水溢洪道相 应下泄流量 1.61m3/s。水库正常蓄水位 17.0m，死水位 13.25m。 工程所处区域地震基本烈度为度。 1.5.2 建筑物现状安全复核建筑物现状安全复核 1.5.2.1 大坝现状安全复核大坝现状安全复核 （1）坝顶高程复核 经复核，计算坝顶高程以设计洪水位工况控制，为 18.84m，现状主坝坝顶高程为 18.00m，副坝坝顶高程为 17.50m，不满足防洪标准 （GB5020194）规定的要求。 11 （2）渗流及坝坡稳定复核 根据小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则 （SL18996）规定，对大坝现 状在设计工况下的计算成果见表 1-5-1、表 1-5-2。 表 1-5-1 大坝现状渗流稳定复核计算成果表 渗透比降 Jc 计算工况 计算值允许值 出逸点高程 （m） 总渗流量 （L/s） 正常蓄水位（17.00m） 0.130.5215.090.0054 主坝 校核洪水位（17.44m） 0.150.5215.850.0058 正常蓄水位（17.00m） 0.130.5215.570.0031 副坝 校核洪水位（17.44m） 0.150.5216.180.0036 表 1-5-2 大坝现状坝坡抗滑稳定计算结果表 坝坡计算工况计算方法安全系数 K规范值K 上游坝坡 校核洪水位（17.44m）骤 降至正常水位（17.00m） 有效应立法 3.009 1.05 主坝 下游坝坡正常蓄水位（17.00m）有效应立法 1.8811.15 上游坝坡 校核洪水位（17.44m）骤 降至正常水位（17.00m） 有效应立法 4.786 1.05 副坝 下游坝坡正常蓄水位（17.00m）有效应立法 2.6321.15 渗流稳定复核成果表明：大坝在正常蓄水位工况下，最大渗透坡降小于坝体填土 的允许渗透坡降，所以大坝局部渗透是稳定的，不会发生局部渗透破坏；大坝在计算 工况下浸润线均从下游坝坡逸出，逸出点高程较高，对下游坝坡稳定不利；大坝渗流 量也较大。 坝坡稳定复核成果表明：在正常蓄水位工况下下游坡稳定安全系数满足规范要求， 12 在库水位从校核洪水位骤降至正常水位的工况下，上游坝坡稳定安全系数满足规范要 求。 1.5.2.2 溢洪道现状安全复核溢洪道现状安全复核 本次设计不对原结构进行安全复核，仅根据本次计算成果确定加固方案。 1.5.3 建筑物除险加固设计建筑物除险加固设计 1.5.3.1 主坝加固设计主坝加固设计 （1）坝体防渗处理 大坝防渗加固处理采用充填灌浆方案，灌浆孔沿坝轴线方向布置，灌浆范围由大 坝右坝肩桩号 B0+000 起至左坝肩桩号 B0+063 共 63m，灌浆底高程为 4.5m，顶高程为 17.5m。灌浆孔距为 1.5m，单排布置。 （2）上、下游坝坡加固 本次设计将上游坝坡清理后沿原坝面用15cm厚的砂石料进行找平，然后浇筑10cm 厚的C15混凝土六角块护坡，六角块上预留不小于2cm的排水孔。坝脚13.25m高程处设 C15混凝土护脚墙，坝面与两侧山体衔接处设0.40.5m混凝土齿墙。为方便大坝运行 管理，在坝坡中间修建一条宽1.0m的C15混凝土上坝台阶。 下游坝坡清理后，13.1m高程以上种植草皮护坡，13.1m高程以下设干砌石贴坡排 水体，贴坡排水体顶部及底部设M7.5浆砌石排水沟。13.1m高程处设2.53m宽马道。大 坝下游两侧坡面新建0.30.3m的M7.5浆砌石排水沟。在坝坡中间修建一条宽1.0m的 C15混凝土上坝台阶。 （3）坝顶维修加固 坝顶上游侧设 C15 混凝土防浪墙，下游侧设 0.40.5m 的 C15 混凝土路肩，坝顶 铺设 20cm 的泥结石路面。加固后坝顶总宽为 3.0m，坝顶高程为 18.00m，防浪墙顶部 高程 18.85m。 1.5.3.2 副坝加固设计副坝加固设计 （1）坝体防渗处理 结合副坝的实际情况，参考类似工程的处理经验，经过技术经济比较，选定“截水 13 墙+土工膜”方案对副坝进行防渗处理。 （2）上、下游坝坡加固 本次设计将上游坝坡清理整平后，铺设 600g/m2复合土工膜，复合土工膜的接缝 采用机器焊接，焊缝搭接宽度不小于 10cm。在土工膜上部覆 15cm 厚 1:1 砂砾石垫层， 然后浇筑 10cm 厚的 C15 混凝土六角块护坡，六角块上预留不小于 2cm 的排水孔。坝 脚设 2.0m 深 C15 混凝土截水墙，坝面两侧设 0.40.5m 混凝土齿墙。 下游坝坡清理后，15.1m 高程以上种植草皮护坡，15.1m 高程以下设干砌石贴坡排 水体，贴坡排水体顶部及底部设 M7.5 浆砌石排水沟。15.1m 高程处设 2.15m 宽马道。 大坝下游两侧坡面新建 0.30.3m 的 M7.5 浆砌石排水沟。 （3）坝顶维修加固 坝顶上游侧设 C15 混凝土防浪墙，下游侧设 0.40.5m 的 C15 混凝土路肩，坝顶 铺设 20cm 的泥结石路面。加固后坝顶总宽为 3.1m，坝顶高程为 18.00m，防浪墙顶部 高程 18.85m。 1.5.3.3 溢洪道加固设计溢洪道加固设计 溢洪道总长约34m（水平长度） ，由进口段、实用堰、泄槽段组成。 进口段长8.0m，过水断面为矩形断面，底宽8.5m，底部高程15.60m16.00m，纵 坡为1:20。两侧边墙采用M7.5浆砌石挡墙防护，墙体高2.00m2.60 m，坡内埋设 50PVC排水管，排水管进口设土工布反滤袋，孔距1.5m，梅花形布置。底板为20cm 厚C20混凝土，底板前后缘设高0.5m、底宽0.3m的齿坎。 控制段由实用堰及消力池组成，长10.0m，宽8.5m。实用堰由C20混凝土浇筑，堰 体顶部高程为17.00m。消力池底板为0.5m厚的C20混凝土浇筑，底板顶部高程为 14.50m，消力池深0.5m。两侧边墙采用M7.5浆砌石挡墙，挡墙顶部高程为17.80m，挡 墙墙身设50的PVC排水管，排水管进口设土工布反滤袋。实用堰顶部设交通桥，桥 宽3.5m，采用C25的现浇钢筋混凝土简支梁结构，梁高0.8m，交通桥顶部设C25的钢筋 混凝土栏杆。 泄槽段水平总长16m，分为2个泄槽段，每个泄槽段水平长度为8.0m。泄槽过水断 面为矩形断面，底宽8.5m，底部高程15.00m14.20m，纵坡为1:20。两侧边墙采用 M7.5浆砌石挡墙防护，墙体高1.1m，坡内埋设50PVC排水管，排水管进口设土工布 14 反滤袋，孔距1.5m，梅花形布置。底板为30cm厚C20混凝土，底板前后缘设高0.5m、 底宽0.3m的齿坎。 1.5.3.4 放水系统改建放水系统改建 鉴于放水设施存在严重的安全隐患，本次加固设计拟采用挖坝方式拆除原有放水 系统，在原放水涵管位置侧新建梯级放水斜管和放水箱涵。 新建放水系统按无压流设计，设计放水流量 0.1 m3/s。放水系统由梯级放水斜管、 消力池、箱涵段及出口明渠段组成。 梯级放水斜管：斜管坡度为 1：5，共 5 级，每级高 0.5m，每级平台上设 2 个直径 为 20cm 的放水孔。放水斜管采用 C25 的钢筋混凝土结构，内套 400PE 管，底板设 20cm 的 C15 混凝土垫层。为保障操作的安全，在梯级放水斜管的一侧设置 C25 的钢 筋混凝土栏杆。 消力池：消力池为 C25 钢筋混凝土箱涵结构，平面尺寸为 3.61.2m，高为 3.0m，共设 3 个梯级，每个梯级平台上设一个直径为 0.2m 的放水孔。根据结构设计的 要求，箱涵壁厚有 0.3m 消力池与放水斜管以及进口段的箱涵采用紫铜止水片进行止水。 放水箱涵采用明挖方式，全长 30.0m，与梯级斜管下部消力池相连接。涵管为矩形 断面，宽高为 1.01.6m，管壁采用 30cm 厚 C25 混凝土浇筑。中部设 0.5m 厚 C25 混 凝土截水墙。涵管按无压流设计，设计放水流量为 0.1m3/s。涵管底板纵坡 i=0.5%，进 口底板高程 13.25m，出口底板高程 13.10m。 出口明渠段：涵管出口后设置一段长约 25m 的浆砌石引水渠与原灌溉渠道顺接。出 口明渠过水断面为矩形断面，底宽 1.0m，高 1.0m，渠道两侧由 M7.5 浆砌石砌筑，表面 抹 20mm 厚 M10 水泥砂浆，底部为 20cm 厚 C20 混凝土浇筑。 1.5.3.5 防汛抢险道路改建和新建防汛抢险道路改建和新建 从西角水库到山龙水库大坝坝脚的防汛抢险道路路线保持不变，总长约 1.2km，将 路面扩宽为 3.5m，采用泥结石路面；新建上坝顶的防汛道路，总长约 300m，路面宽 3.5m，采用泥结石路面，厚 0.2m，用碾压机压实。 15 1.5.3.6 管理房管理房 水库原有管理房位于水库设计水位高程以下，不满足防洪要求，本次设计拟在主 坝右坝肩新建水库管理用房 35m3，为砖混结构平房。 1.5.3.8 观测设施观测设施 水库原来未设置任何监测设施，对水库安全监测不利。本次加固拟在主坝下库 梯级边设搪瓷水尺 1 组，用于观测水库水位。 1.6 机电与金属结构机电与金属结构 水库管理房采用小型太阳能发电机配电，2 盏 236W 的简式荧光灯进行工作照明； 没有复杂的电气设备。 工程施工用电由施工单位采用柴油发电机自行发电，费用自理。 本工程采用梯级放水设施，无金属结构。 1.7 施工组织设计施工组织设计 山龙水库位于钦州市钦南区犀牛脚镇大灶村委会，钦江支流上游。坝址处距离青 塘镇 14km。其中从犀牛脚镇到山龙水库有 2.5km 为简易的山间道路到达坝脚，一般 车辆难以通行，需对原道路进行改造并新建上坝顶道路。施工用水可直接抽取水库里 的蓄水。施工用电由施工单位自备柴油发电机自行解决。 山龙水库除险加固工程施工的主要项目为土石方开挖、土石方填筑、明挖石方、 混凝土浇筑及浆砌石排水沟等，均为常规项目施工，且工程量不大，施工队伍可根据 自己的实际情况，选择合适的施工方法。 大坝、溢洪道在枯水期旱地上施工，放水箱涵计划利用原坝内涵管将库水位降低 后利用开挖出来的弃料做临时围堰进行施工。 山龙水库除险加固工程施工总工期 8 个月。 16 1.8 水土保持及环境影响水土保持及环境影响 1.8.1 水土保持水土保持 本工程水土保持防治目标：扰动土地整治率达 95%，水土流失总治理度达 85%， 土壤流失控制比达到 0.7，拦渣率达 95%，林草植被恢复率达 95%，林草覆盖率达到 20%。 根据工程规模和水土保持防治措施，水土保持专项投资为 2 万元。 1.8.2 环境保护环境保护 山龙水库除险加固工程的主要有利影响是其灌溉效益、防洪效益、经济效益和社 会效益，而工程主要不利影响是施工期对周边环境的影响，工程用地对社会、经济、 生态环境的影响。 山龙水库除险加固工程的有利影响是长期的，而不利影响主要发生在施工期，其 影响是短期的、可恢复的，只要在施工期加强管理，并采取有效措施，工程施工期对 周围环境的影响可得到有效减免，在环境上不存在制约工程建设的重大因素。因此从 环境角度来说，工程的兴建是可行的。 根据规划的环保措施，山龙水库除险加固工程环保专项投资为 2 万元。 1.9 工程用地及工程管理工程用地及工程管理 根据工程枢纽及施工布置，山龙水库除险加固工程占地主要包括新建防汛道路用 地和弃碴场占地。弃碴场占地 0.7 亩（疏林地） ，属临时占地；新建防汛道路长 300m， 按宽 5.0m 征地，共计占地 0.4 亩（林地） ，为水库所属用地。用地补偿标准主要参考广 西实施中华人民共和国土地管理法办法和桂发改法规20109 号文广西壮族自 治区人民政府办公厅关于实施征地统一年产值标准有关问题的通知的有关规定，以 及钦州市国土局提供的“钦州市征地补偿标准” 。临时林业征地按 4395 元/亩/年计，临 时旱地征地按 1393 元/亩计，经计算，本工程需 0.39 万元征地费用，均为临时用地投 资。 山龙水库由犀牛角镇水利站负责管理，技术上属钦南区水利局负责。水利站现有 17 职工 1 人，需在原水利站的基础上增设 2 名技术人员和 1 名管理人员，并增加配备必 要的工程监测设施、交通工具和通讯设施等，以供日常运行管理使用。 山龙水库工程管理和保护范围由钦南区水利局按中华人民共和国水利部水库工 程管理设计规范 （SL10696）和广西壮族自治区水利工程管理条例的有关规定， 结合山龙水库具体情况确定。 水库运行水位按钦南区防汛抗旱指挥部下达的山龙水库汛期控制水位运行，并逐 日把水位和蓄水量报钦南区防汛抗旱指挥部。 1.10 设计概算设计概算 1.10.1 编制依据编制依据 （1） “桂水基200738 号”文颁布的广西水利水电工程设计概（预）算编制规定 和广西水利水电建筑工程概算定额 、 广西水利水电设备安装工程概算定额 。 （2） 国家计委、建设部“计价格（2002）10 号”工程勘察设计收费管理规定 。 （3）广西水利厅关于执行的通知 （桂 水基200718 号） 。 1.10.2 主要工程量及材料主要工程量及材料 主体工程主要工程量：土石方明挖 1851m3、土石方填筑 1590m3、混凝土浇筑 622m3、充填灌浆 451m，砌石：522m3。 主体工程主要材料用量：水泥 391.5t，钢筋 13.87t，块石 563.7m3，河砂 557.4m3， 碎石 821.3m3，柴油 2.629t。 劳动总工时：3.22 万工时。 1.10.3 投资指标投资指标 （1）价格水平年：2012 年 4 月。 （2）工程静态总投资 159.9 万元。 18 山龙水库除险加固工程特性表山龙水库除险加固工程特性表 序号名 称单位数量备注 一 水文 1坝址以上集水面积km20.174 2代表性流量 校核洪峰流量（P=0.33%）m3/s7.37 设计洪峰流量（P=5%）m3/s4.71 二水库 1水位 校核洪水位（P=0.33%）m17.44 设计洪水位（P=5%）m17.30 正常蓄水位m17.00 死水位m13.25 2水库库容 总库容万 m321.9 正常蓄水位时相应库容万 m319.5 兴利库容万 m39.5 死库容万 m310.0 3调节特性年调节 三下泄流量 1校核洪水下泄流量（P=0.33%）m3/s3.50 2设计洪水下泄流量（P=5%）m3/s1.97 四工程效益指标 1设计灌溉面积亩400 2 有效灌溉面积亩300 五除险加固建筑物 1主坝 坝型均质土坝 地基特性强风化泥质粉砂岩 坝顶高程m18.00 坝顶宽度m3.0 最大坝高m7.9 19 续表 山龙水库除险加固工程特性表 序号名 称单位数量备注 坝顶长度m63 2副坝 坝型均质土坝 地基特性 强风化泥质粉砂岩 坝顶高程m18.35 坝顶宽度m3.1 最大坝高m5.25 坝顶长度m25 3溢洪道 堰型实用堰 堰顶高程/净宽m17.00/8.5 消能方式低流消能 4输水系统 （1）放水斜管 结构型式梯级 地基特性强风化泥质粉砂岩 工作闸门型式混凝土塞 孔口尺寸mm 400 放水孔尺寸m直径 0.2m （2）输水箱涵 结构型式无压/矩形 设计引用流量m3/s0.1 地基特性全强风化泥质粉砂岩 进口底板高程m13.25 断面尺寸m 1.01.6（宽高） 六施工总工期个月8 九概算投资主要指标 1总投资万元159.9 2静态总投资万元159.9 20 2 水文 2.12.1 流域概况流域概况 山龙水库位于钦南区犀牛脚镇大灶村，属钦江流域，是一座以灌溉为主的小（2） 型水利工程。 原注册登记山龙水库坝址以上，水库集雨面积为 0.16km2，无注册登记河流长度和 河道比降。 本次复核得水库坝址以上，河流长度 0.48km,河床平均比降 27.5,水库 集雨面积为 0.16km2。 2.22.2 气象气象 据钦州气象站资料统计，坝址以上流域多年平均降雨量为 2111mm，多年平均气温 22，极端最高气温 37.5（1968 年 7 月） ，极端最低气温-1.8（1955 年 1 月） 。多 年平均蒸发量 1718 mm，年最大蒸发量为 1878mm，年最小蒸发量为 1509mm。年平均相 对湿度为 79%以上,多年平均最大风速 18m/s。影响本区的台风风力多在 79 级，最大 12 级以上。 本流域主要特点是高温多雨，干湿分明，季风盛行，夏秋之间台风和暴雨较为频 繁。 2.32.3 水文基本资料水文基本资料 山龙水库没有实测水文资料，故其设计洪水根据设计暴雨推求。 广西壮族自治区水文水资源局（原广西水文总站）编制的广西壮族自治区暴雨 径流查算图表 （1984 年版）和暴雨等值线图（2010 年版）是广西无实测资料中小型 水库洪水计算的依据。 10 分钟、1 小时、6 小时、24 小时暴雨相关参数从广西暴雨等值线图（2010 年版） 查取，推求设计暴雨；采用广西壮族自治区暴雨径流查算图表 （1984 年版）上推荐 的推理公式法和瞬时单位线法，计算设计洪水。 2.42.4 流域特征值复核流域特征值复核 集雨面积复核：采用 1:10000 地形图量算，得到山龙水库集水面积为 21 0.174km2。 河道长度复核：从 1:10000 地形图上量算河长，经复核水库坝址以上总河长为 0.48km。 河流比降复核：主河道平均坡降计算采用公式： J=（H0+H1）*L1+（H1+H2）*L2+（Hn-1+Hn）*Ln-2 H0L/L2 式中: Hi-等高线高程（i=0、1、2、3） Li-相邻两根等高线的距离( i=1、2、3） L-主河道长 表 2.1 山龙水库流域地理参数山龙水库流域地理参数 L1L2 图上高程(m） 4.317.5 距离（m） 0480 复核结果得到主河道平均坡降 27.5。 山龙水库本次河流特征复核成果及与各次复核成果比较见表 2.2。 表 2.2 水库流域特征值量算成果与各次设计采用比较表水库流域特征值量算成果与各次设计采用比较表 设计阶段 项目 钦州地区小型水库资料 安全鉴定 （2010 年 10 月） 本次加固 （2012 年 4 月） 设计单位 广西国瑞建设有 限公司 广西国瑞建设有 限公司 集雨面积 F(km2) 0.160.160.174 河流长度 L(km) -0.890.48 平均坡降(J=) -3227.5 量算依据1/10000 地形图1/10000 地形图1/10000 地形图 由表 2.2 可看出，本次复核结果集雨面积中与登记资料成果差别不大，故采用登 记资料中的成果。而河道长度和河道比降与安全鉴定阶段差别较大，分析原因为安全 鉴定阶段复核工作稍微粗略，本次复核准确性较高，故采用本次复核所得成果。 故本次采用的水库流域特征值为F=0.16km2，L=0.48km，J=27.5。 22 2.52.5 洪水标准洪水标准 山龙水库原设计按20年一遇洪水设计、300年一遇洪水校核。山龙水库属小（2） 型水库，根据水利水电工程等级划分及防洪标准(SL252-2000)的规定，土石坝的 洪水标准可按30-20年一遇洪水设计，300-200年一遇洪水校核，鉴于水库大坝为土坝 组成，并考虑到水库大坝原设计及目前可达到的洪水标准，认为大坝应按20年一遇 (P=5%)洪水设计，300年一遇(P=0.33%)洪水校核，消能防冲洪水标准为10年一遇(P=10%) 洪水设计。 2.62.6 设计暴雨设计暴雨 2.6.12.6.1 设计点暴雨量设计点暴雨量 山龙水库流域内无水文站及雨量站，缺乏实测暴雨资料。本次设计， 10 分钟、1 小时、6 小时、24 小时暴雨相关参数从广西暴雨等值线图（2010 年版）查取，水库各 时段设计点暴雨量成果见表 2.3。 表 2.3 山龙水库设计点暴雨量成果表 P% v CvH0.33 5.0 10.0 10min0.3 24.0 51.4 37.7 33.6 1h0.3575180.0 125.3 110.3 6h0.5140454.2 278.6 232.4 24h0.55210747.6 438.9 361.2 注：Cs/Cv=3.5 2.6.22.6.2 设计暴雨历时设计暴雨历时 设计暴雨历时 t 选用 0.5h。 2.6.32.6.3 设计雨型设计雨型 1 1、点面换算系数、点面换算系数 因 F0.16km2100km2，不作点面雨量换算，用点雨量代替面雨量。 23 2 2、暴雨指数、暴雨指数 根据 10min、1h、6h、24h 的面雨量，按广西壮族自治区暴雨径流查算图表编 制说明式（4）（5）计算暴雨指数 n1p、n2p、n3p值，各频率暴雨指数计算成果见表 2.4。 表 2.4 山龙水库暴雨指数成果表 暴雨指数 n1pn2pn3p p=0.33%0.30010.48350.6405 p=5%0.32970.55380.6721 p=10%0.33690.58380.6819 3 3、设计雨型各频率暴雨过程、设计雨型各频率暴雨过程 根据暴雨指数 n1p、n2p、n3p值，按编制说明式（7）（9）计算各历时面雨量及 相邻两历时的 0.5h 时段雨量。根据工程地点查雨型分区图属第 8 区，再查广西分区综 合 24 小时雨型表，参照所属分区雨型排列，即得设计暴雨过程，设计雨型