四川省某水库枢纽除险加固工程初步设计

四川省XX县XX水库枢纽除险加固工程初步设计四川省XX市XX县水电勘测设计队目录前言1综合说明111序言112水文213工程地质214工程任务及规模315工程总布置及主要建筑物316金属结构417工程管理418施工组织设计419工程投资概算5110经济评价5111结论52水文6112流域概况6113洪水分析计算6114水库洪水调节计算9工程地质12115区域地质概况12116水库库区地质条件14117坝址区工程地质条件14118坝体工程地质特性及存在问题15119放水设施工程地质条件15120工程地质结论15工程任务及规模15121工程建设过程15122病险原因分析16工程总布置及主要建筑物18123设计依据18124工程整治设计20工程管理及工程占地21125主要设计规范及相关法律法规21126水库管理基本情况22127管理范围及保护范围22128观测设施23129枢纽工程运行管理24130工程管理与改革方案26131工程占地28施工组织设计29132工程情况29133施工导流31134施工招投标建议33135施工进度33环境影响评价和水土保持35136环境影响评价35137水土保持36138工程费用42139工程效益42140国民经济评价43141财务评价44142结论44附设计图纸附设计概算前言XX水库位于XX县城长江以北XX乡境内，距XX县城5KM，属长江水系二级支流，地理坐标为东经10508，北纬2843。XX水库大坝以上控制流域面积031KM2。总库容2268万M3，有效库容108万M3，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖的小（二）型水利工程。设计灌溉面积400亩，目前实际灌溉面积380亩。XX水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水设施组成。大坝为均质土坝一座。最大坝高52M，坝顶高程2989M，坝顶长968M，坝顶宽30M。溢洪道位于大坝左岸200米处，为开敞式岸边溢洪道，堰顶高程2976M，净宽25M。放水设施在大坝右侧，采用涵卧管放水，净空尺寸0709M（BH），底板厚03M。最大放水流量004M3/S。XX水库于1956年1月动工兴建，当年12月竣工完成。由于当时社会、政治、经济等多种因素的影响，该工程在设计和施工上，都存在较大的缺陷，据该库多年运行，观察，存在内外坝坡较陡，坝体单薄，内坡浪蚀严重，无风浪石，外坡抗滑稳定不足，无排水棱体，无排水沟；溢洪道未衬砌；放水设施淤塞；无观察设施；近年白蚁危害严重等现象，不能充分发挥功能，影响水库的正常运行。2008年5月，XX县水库大坝安全鉴定专家组对四川省XX县XX水库大坝安全鉴定评价报告进行审查，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，XX县XX水库大坝安全性评定为三类坝，属于病险水库。为确保下游居住人口2500多人，耕地面积3500余亩，在下游有“XX县天源工业园区生产基地”，其安全与大坝密切相关。故尽快对XX水库大坝病险进行整治具有十分必要和迫切。本次初步设计针对XX水库存在的病险情况，进行了整治设计，工程预计总工期4个月，即从2009年9月开工，当年12月底全面完成。工程总投资1765万元。XX水库工程特性表编号工程名称单位数量（整治前）数量（整治后）一水文1流域面积工程坝址以上KM20310312多年平均年径流量万M33代表性流量正常运用（设计）洪水标准P333333及流量M3/S5656非常运用（校核）洪水标准P033033及流量M3/S915915施工导流标准P及流量M3/S4洪量设计洪水总量万M3538538校核洪水总量万M3856856二水库1水库水位校核洪水位M29752975设计洪水位M297297正常蓄水位M297297死水位M2952952水库容积总库容（校核洪水位以下库容）万M322682268正常蓄水位以下库容万M3153153调节库容（正常蓄水位至死水位）万M3108108死库容万M345453库容系数4调节特性年调节年调节5水量利用系数950950三下泄流量及相应下游水位1设计洪水时最大泄量M3/S2校核洪水位时最大泄量M3/S四工程效益指标1灌溉效益保证灌溉面积（P750）亩400400其中田亩300320土亩00新增灌面亩0五主要建筑物及设备1挡水建筑物及设备均质土坝均质土坝地基特性泥岩、砂岩泥岩、砂岩地震基本烈度/设防烈度度坝顶高程M29892989最大坝高M5252坝顶长度M968968坝顶宽度M332泄水建筑物型式明渠式明渠式堰顶高程M297297溢流段长度M250250单宽流量M3/SM消能方式无无设计泄洪流量M3/S校核泄洪流量M3/S3放水建筑物型式右放水涵卧管右放水涵卧管设计引用流量M3/S004004最大引用流量M3/S进水口型式地基特性砂岩砂岩槛底高程M闸门型式闸门尺寸M闸门数量套启闭机型式启闭机容量KN启闭机数量台放水底孔闸门型式、尺寸M底孔底板高程M启闭机型式、容量、数量KN输水管道型式、尺寸M净宽07MX高09M净宽07M高09M设计水头M主管长M2525条数条最大水头M4输水建筑物设计流量M3/S加大流量M3/S输水道型式输水渠道输水渠道地基特性干渠长度M8686断面尺寸1矩形（宽高）M050605062梯形（底高）M衬砌型式干渠主要建筑物渡槽座/长M倒虹吸管座/长M隧洞座/长M干渠建筑物长度与干渠长度比例8其他建筑物永久性房屋M2七施工1主体工程明挖土石方M3洞挖土石方M3填筑土石方M3浆砌石方M3混凝土和钢筋混凝土M3帷幕灌浆M加压加压式充填灌浆M2主要建筑物材料水泥T钢材T柴油T砂M3碎（卵）石M3块石M33所需劳动力总工日工时169718高峰月工人数人1204施工临时房屋M24505施工动力及来源供电设备容量KW2006对外交通公路公路距离KM10107施工导流8施工占地亩59施工期限4准备工期月05投产工期月35总工期月4八经济指标1静态总投资万元17652总投资万元1765建筑工程万元1508机电设备及安装工程万元金属结构设备及安装工程万元临时工程万元其他费用万元5093综合利用经济指标水库单位库容投资元/M3灌区单位灌溉面积投资元/亩396经济内部收益率896贷款偿还年限A30经济净现值万元3115经济效益费用比108综合说明11序言XX水库位于XX县城长江以北XX乡境内，距XX县城5KM，属长江水系二级支流，地理坐标为东经10508，北纬2843。海拔高程在2942989M左右。XX水库大坝以上控制流域面积031KM2。总库容2268万M3，有效库容108万M3，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖的小（二）型水利工程。设计灌溉面积400亩，目前实际灌溉面积380亩。根据水利水电工程等级划分及防洪标准（SL2522000）、防洪标准（GB5020194）的规定，XX水库工程等别为等，小（二）型水库，主要建筑物级别为4级。设计洪水为20年一遇（P333），校核洪水为200年一遇（P033）。2008年5月，受XX县水务局的委托，XX县水电勘测设计队承担XX水库枢纽除险加固工程初步设计任务。根据水利水电工程初步设计编制规程（DL502093）的规定，我队相关技术人员对工程的水文、工程地质、工程枢纽除险加固任务、工程枢纽除险加固设计、金属结构、施工组织设计、工程管理、环境影响评价和水土保持、工程概算、经济评价和改革方案等项目，经过大量的室内外工作，完成了四川省XX县XX水库枢纽除险加固工程初步设计报告。111社会经济简况XX县是四川省较贫困县之一，幅员面积为9117KM2，人口5166万人，其中农业人口4615万人，耕地面积608万亩，2008年全县工农业总产值153094万元，其中农业产值70163万元，工业产值82931万元。XX水库设计灌溉面积004万亩，目前实际灌溉面积仅为0038万亩，粮食年平均亩产350KG112工程现状XX水库枢纽由大坝、溢洪道、放水设施等组成。1、大坝大坝为均质土坝，最大坝高52M，坝顶长为968M，坝顶宽30M，坝顶高程为2989M。内外坝坡较陡，坝体单薄，内坡浪蚀严重，无风浪石，外坡从2007年始出现滑坡，且至今仍在滑动，无排水棱体，无排水沟，坝体不规范，大坝无观察设施，近年白蚁危害严重。从四川省XX县XX水库大坝安全鉴定评价报告结构安全分析评价得出大坝上游坡无风浪石，浪蚀严重。下游坡工况一、二、三的抗滑稳定最小安全系数均不能满足规范要求。因此，上、下游坡均存在不安全隐患。2、溢洪道溢洪道位于大坝右侧，为明渠式溢洪道。堰顶高程为29700M，进口净宽40M。经本次洪水复核，水库大坝现状能满足重现期20年一遇设计洪水，200年一遇校核洪水标准，相应P033的下泄流量为207M3/S。溢洪道全程未衬砌。3、放水设施放水设施位于大坝右侧，采用涵、卧灌放水，底板厚03米，断面（宽07米高09米），目前放水卧管淤塞严重，放水流量仅为正常流量的一半（为002M/秒）。113工程建设简况XX水库于1956年12月动工修建，1956年底竣工完成，受条件限制，设计和施工前未进行工程地质勘察工作。设计深度不够，施工条件较差，主要是人力施工，工程质量难保证。XX水库至1956年竣工以来，未进行过工程整治，大坝、溢洪道、放水实施都存在许多病害。水库设计灌溉面积400亩，有效灌溉面积380亩。114大坝安全鉴定结论2008年5月，XX市水库大坝安全鉴定专家组、XX县水库大坝安全鉴定专家组及四川省重点小（二）型水库大坝安全鉴定专家组对四川省XX县XX水库大坝安全鉴定评价报告进行审查，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，XX县XX水库大坝安全性评定为三类坝，属于病险水库。12水文XX水库位于长江水系二级支流河，坝址以上主河道112KM，河道平均坡降1786，控制流域面积031KM2，总库容2268万M3，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖的小（二）型水利工程。XX水库所在流域属于四川盆地湿润气候，具有气候温和、降水丰富、四季分明、季风气候明显的特征。多年平均气温181，极端最高气温406，极端最低气温15；多年平均降雨量为1130MM，多年平均径流深为455MM。由于工程流域无实测的洪水资料，根据四川省中小流域暴雨洪水计算手册适宜采用小流域暴雨洪水推理公式推求设计洪水。经计算该工程20年一遇设计洪水洪峰流量Q33356M3/S，洪水总量为538万M3，溢洪道下泄流量为00M3/S；200年一遇校核洪水洪峰流量Q033915M3/S，洪水总量为856万M3，溢洪道下泄流量为207M3/S。13工程地质XX水库始建于1956年1月，当年12底竣工完成。设计坝高52M。实际完成坝高52M，坝顶长968M，坝顶宽30M，大坝为均质土坝。XX水库属典型的“三边”工程。由于资金及时间关系，本次XX水库初步设计未做地勘，设计地勘资料采用25公里外的玛瑙滩水库地勘资料，即为工程区所处大地构造部位为扬子准地台四川台坳中的川中台拱和川东凹褶束交替带，具体为万岭向斜北翼、老翁背斜的南翼西南端。本区地层属于平缓，地层为侏罗系上统蓬莱镇组（J3P）暗紫红色钙质泥岩夹厚层块状钙质长石石英砂岩。14工程任务及规模XX县XX水库在兴建过程中，由于设计和施工等多方面原因，存在严重的病险。2008年5月，根据水利部、省水利厅要求，XX县水库大坝安全鉴定小组组织有关技术人员对XX水库进行了全面的测量复核，分析和论证水库存在的病险，提交了XX县XX水库大坝安全鉴定综合评价报告。根据XX水库大坝安全鉴定报告上结论，该工程大坝主要存在如下几方面病险情况1内、外皆坡较陡，坝体单薄。内坡浪蚀严重；外坡无排水棱体，排水沟，且滑坡严重；2、溢洪道未衬砌，无消力池。（3）、放水设施淤塞严重；（4）、白蚁危害严重；（5）、无观测设施，管理设施不完善。XX水库病险主要原因在于，该工程在设计和施工上，都存在一些缺陷，施工中安全质量控制不严，坝坡不稳定，坝身和坝基渗漏量增大现象等。经专家组鉴定，该工程大坝安全鉴定为三类病险水库大坝。为确保下游沿河两岸居住人口2500多人，耕地面积3500余亩，在下游有XX县的“天源工业园区”，其安全与大坝密切相关。尽快对XX水库大坝病险进行整治具有十分必要和迫切性。15工程总布置及主要建筑物151工程等别及设计标准XX水库总库容2268万M3，大坝高54M，设计灌溉面积400亩，属小（二）型水库，按水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）规定，水库枢纽工程等别为等工程，其主要建筑物大坝、溢洪道、放水设施为4级建筑物。根据防洪标准GB5020194的规定，工程设计洪水重现期采用20年，相应洪峰流量为56M3/S；校核洪水重现期采用200年，相应洪峰流量为915M3/S。工程区域内地震烈度为度，地震动反应谱特征周期为04S；地震动峰值加速度为005G。根据水工建筑物抗震设计规范（SL20397），仅考虑抗震措施，可不进行抗震分析计算。152工程枢纽除险加固设计1、大坝大坝枢纽除险加固是本次整治工程的主体部份，根据大坝病险及其原因分析，采取下列方案进行整治。（1）内坡C20混凝土板（厚8CM）2外坡滑坡体整治，新建排水棱体，新建排水沟；（3）规范坝顶大坝；（4）白蚁治理。2、溢洪道本次设计，将溢洪道延伸至下游河沟中，底板采用C20现浇混凝土（厚20CM）侧墙采用M75沙浆砌卵石。3、放水设施本次设计，降低库水位，对卧管进行翻安。4、其它项目增设、完善大坝观测设施。16金属结构本次XX水库病险整治，不涉及金属结构。17工程管理XX水库是一座以农业灌溉为主，兼防洪、养殖为一体，隶属于XX县水行政主管部门，实行事业单位企业管理的小（二）型水利工程。管理机构及人员设有XX水库管理所，在岗职工3人。根据水库管理现状，工程整治后，除继续采用原有的管理制度和人员配置外，临时工作人员视具体情况自行决定。该工程管理范围包括水库主要建筑物（大坝、溢洪道、放水设施）的运行和维护管理，灌溉渠道及渠系建筑物的运行和维护管理，水库管护范围以内的所有场地的管理，水库灌溉用水与供水的管理以及财务经营管理。经本次枢纽除险加固后，落实事企分开，实行综合经营部门推行企业管理，改革其水费征收制度，计量收费，逐渐变福利性供水转变为经营性供水，实行“自主经营、自负盈亏、自我发展、自我约束”的经营模式。并大力推行计划用水、节约用水、科学用水，提高灌溉效益。本次设计按照工程管理原则，制定了水库控制运行管理制度，大坝管理制度、放水设备管理制度、灌区用水和供水管理制度以及水库经营管理和财务管理建议等。18施工组织设计XX水库总工期为4个月，其中准备期半个月，主体工程施工期3个半月环境保护和水土保持设计，计划从2009年9月动工，当年12月底完成。XX水库属于四川省盆地亚热带季风性湿润气候，具有冬暖夏凉、干湿季分明的气候特征。工程区海拔高程在700820M之间（黄海高程），地属低中丘。多年平均降雨量为1130MM，多年平均径流深为485MM，多年平均蒸发量11273MM；多年平均气温181，最高气温406，最低气温15。多年平均风速20M/S，最大风速160M/S。工程区水土流失平均侵蚀模数2641T/KM2A，根据中华人民共和国土壤侵蚀分类分级标准SL19096，属中度侵蚀区。1、环境影响XX水库枢纽除险加固工程主要项目有大坝整治、溢洪道及放水设施整治等。根据工程特点，工程建设过程中永久占地的开挖破坏、弃碴堆放、施工临时占地扰动等是造成建设区新增水土流失的主要因素，水土流失的预测时段为工程建设期。2、水土保持措施弃碴场采取必要的植物措施和复耕措施，主体工程采取混凝土、浆砌石等工程措施予以保护，对其余零星坡面以及改建、新建公路两侧，分别采取种植草皮护坡和栽植行道树等植物措施予以保护。结合本工程特点，对堆碴进行监测。3、投资概算本工程为水库病险加固工程，水库主要建筑物已建成，仅需对病险进行整治修复。施工中破坏扰动原生地貌少，弃碴量、新增水土流失量也小，根据有关文件规定及当地水土保持措施概算收费标准，参照类似工程，XX水库环境保护和水土保持概算总投资为50万元。4、方案实施保证根据中华人民共和国水土保持法、中华人民共和国水土保持法实施条例等有关法律法规的要求，按“谁开发、谁保护、谁造成水土流失、谁负责治理”的原则，本工程水土保持防治费应纳入工程基建费中统筹安排，列入工程总投资。并建立完善的监督实施机制，保证资金及时到位，专户储存，专项管理，专款专用，严禁挪用和占用。19工程投资概算本次XX水库枢纽除险加固工程静态总投资1765万元，其中建筑工程投资1508万元，独立费用173万元，基本予备费084万元110经济评价本工程属病险水库除险加固项目，除险加固后，将在灌溉，水产养殖等多方面发挥较大的社会效益和经济效益。经计算各项国民经济评价指标经济净现值ENPV2525万元（0），经济内部收益率EIRR872IS（8），经济效益费用比EBCR10610，说明此项目在经济评价上是合理可行的。111结论XX县XX水库大坝经安全鉴定为三类病险坝。工程病险主要表现为大坝坝坡稳定不足；大坝白蚁危害严重；放水实施淤塞严重；溢洪道未衬砌；无观测设施。该大坝的稳定直接关系着下游2500多人，3500多亩农田，因此，该大坝急需进行除险加固。经过本阶段的分析论证，工程主要建筑物的设计和施工在技术上是可行的，从环境影响的角度评价整治该工程也是可行的，通过对本工程经济评价表明兴建该工程是经济合理的，不存在制约工程实施的不利因素。综上所述，为保证工程正常运行，有效发挥水库效益，同时保障下游工农业生产及人民群众生命财产安全，建议将本项目作为近期建设项目，尽快审批开展下阶段工作。2水文112流域概况1121自然地理概况XX水库位于XX县桐梓镇境内，属长江支流。XX水库控制集水面积031KM2，主河道长112KM，河床平均坡度1786。1122气象特征XX水库地处亚热带四川盆地湿润气候区，具有气候暖和、降水丰富、四季分明、季风气候明显等特点。据XX县气象局多年实测气象资料统计多年平均气温181，极端最高气温406（1972827），极端最低气温15197729，多年平均相对湿度83，多年平均风速20M/S，最大风速160M/S。多年平均日照时数12248小时，多年平均蒸发量11273MM。多年平均降水量1130MM。降雨量年内分配不均，59月为雨季，占全年降水70，又以7、8月为最多，7月平均降水198MM，占全年176，8月182MM，占161。最大雨和暴雨发生的主要时期；最少月为1月，246MM；次为12月，25MM。从头年11月至下年3月降水都在50MM以下，形成冬春偏旱、夏季偏涝的特点。降水最多年达15293MM，最少年为7841MM，最多年是最少年的195倍。113洪水分析计算1131洪水特性XX水库流域洪水主要由暴雨形成，水库控制流域面积较小，一般暴雨都能笼罩整个控制流域。大洪水多发生在69月，多为单峰洪水，由于流域面积小，河道流程短，坡降较大，具有明显的陡涨陡落特征，年最大洪水过程一般持续0510天，洪水的大小及过程与暴雨的大小及过程密切相关。1132防洪标准根据水利行业水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000），XX水库为小（二）型水库，大坝为均质土坝，永久性水工建筑物级别为四级，其设计洪水标准采用20年一遇（P5），校核洪水标准采用200年一遇（P05）。因此本次设计分析计算洪水标准采用设计洪水20年一遇；校核洪水200年一遇。1133洪水计算由于水库所在流域属无资料地区，流域面积小，河道流程短，坡降较大，形成汇流的时间短，单位面积上形成的流量大。根据四川省中小流域暴雨洪水计算手册适宜采用小流域暴雨洪水推理公式推求设计洪水。11331流域特征参数根据110000航测图，测量得出水库大坝以上控制流域面积为031，河道长度为112KM，河道平均坡度为1786，流域特征系数574。11332设计暴雨XX水库所在流域及周边地区无实测暴雨观测资料，本次计算根据四川省中小流域暴雨洪水计算手册暴雨及其统计参数等值线图，查得水库所在流域年最大24小时暴雨均值H24105MM，CV05，CS350CV。由PIII型频率统计参数表查算出设计流域年最大24小时设计暴雨，见下表21。XX水库年最大24小时设计暴雨计算成果表表2124小时各频率暴雨计算值MM24小时暴雨平均值MMCVCSP5P051050535CV20932111333流域产流参数XX水库地处盆地丘陵区，流域地形相对平缓，植被覆盖较低。参照四川省中小流域暴雨洪水计算手册，产流参数按下式计算，CV018，CS350CV。19084F经计算，设计流域的设计产流参数分别为P5时，P79751MM/HP05时，P94142MM/H11334汇流参数XX水库设计流域属盆地丘陵区，造峰暴雨历时较短，强度集中，洪水调蓄能力小，形成洪峰陡涨陡落，参照四川省中小流域暴雨洪水计算手册中关于流域汇流参数M值综合成果表，其汇流参数按公式计算，得出设计流域汇流参204318M数M04542。11335设计洪峰流量计算XX水库设计洪峰流量采用水科院推理公式计算，即，计算结FSQN/2780果见表22，成果摘录如下Q05915M3/S，Q5560M3/S。11336设计洪水总量计算XX水库地处盆地丘陵区，暴雨历时较短，且多为单峰暴雨，根据四川省中小流域暴雨洪水计算手册，本次计算按单峰洪水计算，采用公式，流FHWTPP10域设计洪水总量计算结果见表23，成果值摘录如下P05，WP856万M3P5，WP538万M3。11337设计洪水过程线本次计算根据四川省中小流域暴雨洪水计算手册川西南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TPWP/QP，P05，TP260H；P5，TP267H。XX水库设计洪水过程推求成果见下表23。XX水库各频率洪峰流量计算成果表（推理公式法）表22参数F（KM2）L（KM）J（）MXX031112178657404542P（）H24（MM）NSP0PQPM05321078161160351465794142091291507799150454252090806381129616405797510884217049556004542XX水库设计洪水过程线成果表表23P5设计洪水P05设计洪水序号THQM3/STHQM3/S10000000000000000202670280026004583034705600338091540481112004681830506142240059836606074833600728549070881448008587320809615320093686939106856001040915010130853201274869311160244801560732012208333602028549013285722402782366014480611204680183015694205606760091516854402808320045817104130000101400000洪水总量538万M3856万M3114水库洪水调节计算1141防洪标准按照部颁SL2522000标准，本水库设计洪水标准采用20年一遇，校核洪水标准采用200年一遇。1142基本资料1、水库库容曲线本次复核水库库容曲线，详见表24及附图。XX水库库容节点表表24水库水位M29529532956295929622965库容万M34504785516638141004水库水位M296829712974297729802983库容万M3123315351808227425392953水库水位M29862989库容万M3338638392、溢洪道参数溢洪道泄流曲线溢流堰为实用堰，堰顶高程29700M，堰宽400M。溢流堰下泄流量按堰流公式计算2/30HGMNBQCS式中流量，M3/S；淹没系数，经计算取值为100；S侧收缩系数，取值在083100之间；C流量系数，取值在033036之间；孔口数，N1；堰宽，B350M；重力加速度，G取981；包含行进流速的堰上水头，M。0H经计算溢洪道泄流曲线见表25及附图。溢洪道泄流曲线表25水库水位M297002972029740297602978029800下泄流量M3/S00005231478271641825844水库水位M2982029840298602988029890下泄流量M3/S768296801182714113153051143调节方式调节计算过程中不考虑洪水预报，洪水来临时，水库水位为29700M（即溢洪道进水口底板设计高程），自由泄流。1144洪水调节根据上述基本资料及调节方式，按照水量平衡方程，采用试算法逐时段计算溢洪道下泄流量过程，并据以确定最大下泄流量和最高库水位。水库调洪计算成果详见表26。XX水库调洪计算成果表表26洪水标准P（）505洪峰流量（M3/S）560915洪水总量（万M3）538856溢洪道水深（M）020050最高库水位（M）2970029750相应库容（万M3）14971918最大下泄流量（M3/S）0002071145坝顶高程复核坝顶高程为设计（校核）洪水位加坝顶超高，堤顶超高由波浪爬高、风壅增高和安全加高组成。XX县无最大平均风速测量成果，借用XX市气象站成果，最大平均风速V12M/S，吹程在航测图上量得D01KM，大坝内坡比为1100（风浪区），采用水工建筑物公式计算如下80241HL601MNB计算成果见表27。XX水库大坝风浪爬高计算表表27运行情况最大平均风速M/S计算风速M/SMN2HM2LMDKMHM正常121810015502837601132非常121210015501725201076安全超高按水工建筑物规定，该库为小（二）型水库，工程等级为五等，故安全超高值为当P5时，A05M；当P05时，A03M；风壅增高E按下式计算COS2GHDKV因90，故E0，取E0。大坝允许高程当P5时，坝顶高程为29882M29890M；当P05时，坝顶高程为29856M29890M由以上计算得知，现有大坝坝顶高程满足设计要求。工程地质115区域地质概况1151地形地貌水库库区地处四川盆地西南缘，南临云贵高原，属川南山地。山脉走向大致呈北东南西向，总的地势南高北低，海拔高程在250350M，相对高差50100M，属3/1562DVH于深丘区。区内物理地质现象以侵蚀冲沟为主，沟口多分布有洪积堆积层或洪积扇，规模较小，但总体看物理地质现象不发育。1152地质构造工程区所处大地构造部位为扬子准地台四川台坳中的川中台拱和川东凹褶束交替带，具体为万岭向斜北翼、老翁背斜的南翼西南端。本区地层属于平缓，地层为侏罗系上统蓬莱镇组（J3P）暗紫红色钙质泥岩夹厚层块状钙质长石石英砂岩。一、褶皱1、老翁背斜总体轴向呈北50东延展，起于竹海以北，呈东西向延伸至老翁镇。背斜轴部宽缓，岩层产状平缓，倾角89，两翼较陡且对称，倾角1520。2、万岭向斜总体轴向呈北80东延展，起于铜锣乡以西3KM，呈东西向延伸，经相岭镇向万里镇延伸。向斜轴部宽缓，岩层产状平缓，倾向05，两翼较陡且对称，倾角1525。工程区位于万岭向斜北西翼、老翁背斜南东翼。老翁背斜、万岭向斜为长宁向斜和长宁双河大背斜之间发育的次一级的褶皱。二、断层工程区内无断层存在，仅在区外见有断层，如李端逆断层、双河逆断层等，均为非活动断层，对工程区无影响。三、地震根据中华人民共和国地震动参数区划图（GB183062001），查得本工程区地震动反应谱特征周期为04S；地震动峰值加速度为005G，相应地震基本烈度为度。四、地层岩性工程区出露地层除第四系外，主要为白垩系夹关组（K2J），现自新至老分述如下（1）第四系全新统残、坡积堆积层（Q4DLEL）为粉质粘土夹块石及植物腐烂物等组成，分布于山地斜坡及坡脚洼地地带，厚度020M。（2）白垩系夹关组（K2J）砖红色厚层块状泥质岩屑长石砂岩、长石粉砂岩夹泥岩条带，厚度100500M。（3）侏罗系上统蓬莱镇组（J3P）暗紫红色钙质泥岩夹厚层块状钙质长石石英砂岩，厚度139452M。（4）中统遂宁组（J2SN）为鲜红、棕红色泥岩、粉砂质泥岩、偶夹薄层粉砂岩与石英砂岩透镜体，厚度为180350M。1153水文地质条件按本区地下水埋藏条件，主要为孔隙潜水和基岩裂隙水两大类。（1）第四系松散堆积层孔隙潜水，零星分布于洪积、残坡积等松散堆积层中，主要受上层滞水、地表水、大气降水等补给，随季节变化而变化。（2）基岩裂隙水本区处于向斜近轴部，发育有构造裂隙，呈“”型，泥岩、砂质泥岩的节理、裂隙填充有粘土，砂岩的节理、裂隙多呈张开状。地下水主要埋藏于白垩系夹关组（K2J）砖红色厚层块状泥质岩屑长石砂岩、长石粉砂岩的裂隙中，其构造裂隙、风化裂隙、卸荷裂隙等成为地下水径流的主要通道，而裂隙潜水、大气降水则为主要补给来源，库区周围河流两岸均见有此类泉水出露，排泄于河流之中。116水库库区地质条件库区水面展布呈树枝状，出露地层岩性主要为白垩系夹关组（K2J）砖红色厚层块状泥质岩屑长石砂岩、长石粉砂岩夹泥岩，第四系地层分布于低缓及冲沟地带。库区岩石透水性较差，构造裂隙不发育，岩层缓倾，坡面植被发育。从地形地貌来看，四周山体浑厚，无单薄分水岭。因此库区坡体较稳定，不存在渗漏、浸没等不良地质问题，从建库运行近50年看，XX水库库区地质条件良好。117坝址区工程地质条件坝址处地貌河谷呈对称的“V”字型，属于横向谷。两岸坡度1525。出露地层岩性为白垩系夹关组（K2J）砖红色厚层块状泥质岩屑长石砂岩、长石粉砂岩夹泥岩条带。岩层产状倾向160，倾角10。坝轴线走向111，岩层倾向右岸偏上游。岩石呈强至弱风化状。坝基（肩）岩石节理裂隙不发育，岸边卸荷裂隙多被泥质成分充填。坝址及其周围边坡稳定，无滑坡、崩塌等不良物理地质现象。工程区地下水主要为孔隙潜水和基岩裂隙水两大类，第四系松散堆积层孔隙潜水、基岩裂隙潜水，坝基地下水主要埋藏于白垩系夹关组（K2J）泥质岩屑长石砂岩、长石粉砂岩的裂隙中，其构造裂隙、风化裂隙、卸荷裂隙等成为地下水径流的主要通道，地表水、大气降水则为地下水的主要补给来源，水库水也成为地下水的补给来源。118坝体工程地质特性及存在问题大坝坝高52M，坝顶长968M，坝顶宽30M，大坝为均质土坝。坝体土材料主要为砖红色粉砂土及砂岩碎块夹少量粉质粘土组成。坝基基本稳定。119放水设施工程地质条件放水涵卧管（左放水设施），位于大坝右侧，基岩为白垩系夹关组砖红色砂岩。120工程地质结论1、工程区内无活动断层存在，区域稳定性好。地震动反应谱特征周期为04S；地震动峰值加速度为005G，相应地震基本烈度为度。2、水库库底、库盘岩性为白垩系夹关组（K2J）砖红色厚层块状泥质岩屑长石砂岩、长石粉砂岩。河谷狭窄，两岸山体浑厚，无深切邻谷，也无岩溶地层，因此在正常高库水位时，不具备向库外渗漏的条件。库岸为岩质边坡，库岸是稳定的。水库不存在浸没，但是水库淤积不严重。3、组成大坝坝体为粉砂夹碎石。土体压实度较低，坝体土质不均，级配均匀性及密度差，透水性不均匀，致使坝体渗漏量大，坝坡下部漏水严重。5、天然建筑材料防渗土料初查储量50000M3，满足设计用量要求，质量指标满足规范要求，远距10KM，开采条件好；块石料、粗细骨料、储量丰富，质量满足要求，开采条件好，有公路直通料场。工程任务及规模121工程建设过程XX水库于1956年12月动工修建，1958年竣工。该库大坝的建设过程中，由于施工管理不完善，片面强调工程进度，使工程质量差。XX水库于1956年12月动工修建，1956年底竣工完成，受条件限制，设计和施工前未进行工程地质勘察工作。设计深度不够，施工条件较差，主要是人力施工，工程质量难保证。XX水库至1956年竣工以来，未进行过工程整治，大坝、溢洪道、放水实施都存在许多病害。水库设计灌溉面积400亩，有效灌溉面积380亩。122病险原因分析1221大坝12211防洪标准复核XX水库大坝为均质土坝，现有坝顶高程298900M。按20年设计，200年校核，在正常运用情况下坝顶高程应为29856M，现坝顶高程为298900M，满足防洪要求；非常运用情况下坝顶高程应为29882M，现坝顶高程为2989M，满足防洪要求。12212坝体渗漏大坝坝体大坝从2005年8月开始，当蓄水至295M高程时，大坝右侧坝身下游坡面出现二处漏水现象。未进行渗漏量计算，但根据管理人员的记录和XX县水务局工程技术人员现场勘测分析，渗漏原因为在建库施工过程中，由于历史原因，坝体填筑质量差，及内坡无风浪石等原因出现渗漏。据观察，渗漏溢出点均在水库大坝浸润线内。12213大坝上下游边坡抗滑稳定不足大坝外坡右侧高程2955M处，从2006年7月起开始出现滑坡（长20米，高12米），至今仍在滑动。经分析、计算，现有大坝安全系数均小于允许安全系数。大坝外坡抗滑稳定不足。XX水库大坝白蚁危害严重（见下表）水库堤坝白蚁危害程度调查表XX水库系小（二）型编号坐落地址XX县XX乡草坝村负责人罗世国坝型土坝坝高52M坝长968M坝顶高程29890M修建时间1956年01月竣工时间1956年12月土质红砂土水库基本情况库容量（万M3）2268集水面积（KM2）031水库地形特征位于竹海群山下，库呈深长沟状，下游山口峡谷。坝体内坡块石护坡，小灌木，生杂草。左端平行竹林山坡。库区植被状况右端平缓松林、竹林山头。蚁种黑翅土白蚁巢区分布内坡4巢，外坡5巢坝内坡遍布白蚁取食现象，坝顶至8M斜面近水位随处可见。坝外坡左、中、右共80M段面，坝顶到18M斜面均有白蚁取食。左端与坝相连远到50M内竹林，土埂场有白蚁取食。右端溢洪道边缘到60M内松林、竹林山头有白蚁活动。白蚁危害程度周山远到数百米的竹林均有白蚁分布。是否产生渗漏、塌坑、滑坡左卧管严重渗漏白蚁危害程度类型属坝上建巢调查结论由于多次加高加厚，原有老白蚁群体深埋坝体内，特别是左进坝45M，右进坝40M段面，巢体深埋后，形成15至20条33CM，55CM的主蚁路穿透坝体，巢体直径可达150M，巢龄20年以上有一巢。备注该库所在长江水系长江二级支流，溢洪道是否达到标准已达鉴定人郑崇渊时间199504当日气象晴181222溢洪道溢洪道位于大坝右端，属实用堰式溢洪道，堰顶高程29700M，实测堰宽4M，全程未衬砌，属未完工程。溢洪道按20年一遇洪水设计、200年一遇洪水校核，最大下泄流量为207M3/S。溢洪道存在的问题全程未衬砌，需整治完善。1223放水设施XX水库放水设施为涵卧管放水，目前卧管已不能使用，卧管经多年运行，淤塞严重，设计流量004立方米/秒，因淤塞后，现有流量为002立方米/秒，不能正常放水。直接影响该水库安全。1224工程枢纽除险加固的必要性XX水库由于枢纽工程存在严重的病险，威胁大坝安全，目前水库蓄水位运行，灌区农业生产不能得到灌溉用水保障，使当地人民生产、生活及经济发展受到严重制约。每年为了得到灌溉用水，保证农业生产顺利进行，当地政府和群众为此付出大量人力、物力和时间，水成为灌区生产发展、人民生活水平提高的一大障碍。因此，灌区人民群众迫切希望尽快整治XX水库病险，使水库早日正常运行。工程整治后，水库能够正常蓄水、防洪、灌溉，充分发挥综合效益。对XX水库枢纽工程枢纽除险加固是加快西部大开发的基础设施建设。根据中央的西部大开发的总体思路，要改变西部生产力落后的状况，要加快基础设施建设，加大农村产业结构调整，加快高效农业带、生态农业带的建设，推进农业产业化。对XX水库枢纽工程枢纽除险加固正是出于农业产业化的需要，出于西部大开发基础设施建设的需要。综上所述，XX水库枢纽除险加固工程是十分必要和迫切的。工程总布置及主要建筑物123设计依据1231设计采用的主要规范和依据1、水利水电工程初步设计报告编制规程（DL502093）；2、防洪标准GB5020194；3、水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000；4、碾压式土石坝设计规范SL2742001；5、工程建设标准强制性条文（2004年版）；6、溢洪道设计规范SL2532000；7、水工混凝土结构设计规范SL/T1911996；8、水工建筑物抗震设计规范SL20397；9、水工建筑物荷载设计规范DL50771997；10、水工建筑物水泥灌浆施工技术规程（DL/T51482001）；11、中华人民共和国地震动参数区划图GB183062001；12、工程建设标准强制性条文2004年版；13、XX市XX县XX水库大坝安全鉴定论证报告2008年5月；1232工程等级及建筑物级别根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000规定，XX水库枢纽工程为等工程，枢纽主要建筑物为4级建筑物，次要建筑物为5级建筑物。1233洪水标准根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000规定，XX水库正常运行洪水标准为20年一遇设计，非常运用洪水标准为200年一遇校核。1234设计基本资料12341水文1、校核洪水位29750M，相应P033的下泄流量为207M3/S，相应库容1918万M3。2、设计洪水位297M，相应P333的下泄流量为0M3/S，相应库容1497万M3。3、设计正常蓄水位29700M，相应库容1497万M3。4、死水位295M，相应库容45万M3。12342地震烈度根据中华人民共和国地震动参数区划图（GB183062001），查得本工程区地震动反应谱特征周期为04S；地震动峰值加速度为005G，相应的地震基本烈度VI度。本水库属等，主要建筑物为4级，次要建筑物为5级，根据水工建筑物抗震设计规范（SL20397），仅考虑抗震措施，而不进行抗震计算。124工程整治设计1241大坝整治设计方案选定根据XX水库存在的病因，结合实际进行综合治理，治理内容为（1）内坡砌风浪石；（2）外坡新建排水棱体、排水沟，整治滑坡体，规范坝顶；（3）溢洪道清淤，衬砌溢洪道；（4）放水设施整治。1242整治方案设计一、大坝整治1、内坡整治内坡现有坡比为11，本次整治坡仍为11，坡底采用M75沙浆条石压脚，坡面采用C20砼板（厚8CM）。2、外坡整治（1）新建排水棱体。采用干砌条石镶边（030306），内为干砌片石，棱体高度15米，外坡11，内坡105，棱体顶部宽1米，棱体顶高程为2952M渗漏溢出点为295M3、排水沟设计在下游坝坡与两岸及排水棱体顶部，布置宽03M，深03M的M75浆砌条石岸坡排水沟，沟底采用C15砼淌底（厚10CM）4、滑坡体整治。对外坡滑坡体进行开挖清除，然后进行粘土回填夯实。二、溢洪道整治。对现有垮塌淤塞的溢洪道继续土石方挖运，然后新砌卵石渠墙（M10沙浆砌卵石），溢洪道底采用C15砼现浇淌底。溢洪道进口底板高程297M,进口渐变段长3M,进口宽6米；溢洪道长250M,消力池为长6M5M。溢洪道高为15M上顶宽05M,下口宽125M,祥见图纸。三、放水设施整治放水至死水位，对现有淤塞的卧管进行翻安，采用M75沙浆砌条石。四、白蚁整治根据XX水库白蚁危害程度调查表，大坝坝体白蚁危害严重，为了确保水库的安全运行，消除白蚁隐患，须对堤坝白蚁进行综合治理。采用以下治理措施1、开沟截路取巢从在水库土坝的迎水坡正常蓄水位的到背水坡的浸润线之间的倾斜坡面，根据白蚁活动的迹象规律，选准部位在迎水坡和背水坡各开一条1515M（宽深）的顺沟，在土坝两端与山丘连接处，自迎水坡的正常水位至背水坡的浸润线各开一条1515M的横沟。通过开沟来截断坝体上的蚁道，分析判断选出主蚁道，追寻白蚁主巢，取出巢体，填实巢穴。2、土坝表层土壤消毒为了灭杀坝上白蚁幼龄巢和预防白蚁有翅成虫分飞落坝的危害，应选用白蚁预防药剂，对土坝表层消毒，处理范围在背水坡所开顺沟至迎水坡所开顺沟处的土坝表面，面积约为2974M2，同时需打孔2774个，孔距1M，呈梅花型，深0305M，对每孔作灌液处理，直至饱和。3、设置毒土隔墙对所开的顺坝沟和坝两端接山丘处开的横沟，在回填时应进行粉层毒土。每回填10CM喷一次预防药剂，直到回填完毕，形成6至7条毒土隔墙，以堵断穿坝蚁道的形成。4、投放毒饵诱杀包对该土坝两端林地、山丘，投放白蚁诱杀包以达到灭杀山丘白蚁，以免山丘白蚁对土坝产生蔓延危害。施药后，坝上严禁放牧牲畜，坝上沾药草及土壤，不作它用，只宜土埋。并做好定期复查工作，每年不少于一次。工程管理及工程占地125主要设计规范及相关法律法规1、中华人民共和国水法；2、中华人民共和国防汛条例；3、中华人民共和国水土保持法；4、水利工程管理单位编制定员试行（SLJ70581）；5、水库工程管理设计规范（SL10696）；6、土石坝安全监测技术规范（SL6094）；7、水库渔业设施配套规范（SL9594）。126水库管理基本情况XX水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖及多种经营等综合利用的小（二）型水利工程。水库自流灌溉设计面积004万亩，目前实际灌溉面积0038万亩。水库投入运行40多年来，解决了当地群众生产及生活用水，为当地农村经济的发展和飞跃做出了重大的贡献。该水库工程管理由XX县玛瑙滩水库联合管理站管理。水库管理所现有在岗人员3人，管理房现有150M2，早已破旧不堪，且已成危房。水库管理所负责对大坝、放水设施、溢洪道、主干渠等工程设施进行管理维护，保证蓄水，防洪调度，保护水面及库区生态环境，实行用水分配，进行水费征收等管理工作。由于该库于1956年建成，各方面基础设施比较落后和不完善，给水库的运行管理工作带来许多困难，制约着水库经济效益的发挥。为了满足水库正常运行管理的需要，经XX县水务局和XX水库管理所共同研究，列入本次整治设计的管理项目有1、观测设施；2、防汛设施；3、管理设施。127管理范围及保护范围根据水库工程管理需要，结合XX水库自然地理条件和当地情况，按照水库工程管理设计规范（SL10696）的有关规定，确定工程管理范围和保护范围。1271工程管理范围工程管理范围包括工程区和生产、生活区（含后方基地）。工程区管理范围包括大坝、溢洪道、放水建筑物、输水渠道、供水设施、水文站、观测设施、专用通信及交通设施等各类建筑物和水库征用线以内的库区。水库下游从排水沟外沿向外不少于20M。大坝两端从坝端外延不少于100M。溢洪道由工程两侧轮廓线向外不少于50M，消力池以下不少于100M。其它建筑物从工程外轮廓向外20M。生产、生活区管理范围包括办公区、仓库、职工住宅、福利设施、车库等。1272工程保护范围工程保护范围工程管理范围边界线外延，主要建筑物外延100M，一般外延20M。水库保护范围由坝址以上，库区两岸（包括干、支流）土地征用线以上至第一道分水岭脊之间的陆地。128观测设施XX水库自1956年建成以来，由于资金的限制，水库管理所只能对该库水位进行简单的观测，其他观测设施和设备没有。按照规范规定，特别重要的小（二）型水库应参照等工程设置水平位移、垂直沉陷、渗漏、气象等观测设施，保证水库安全运行。本工程需购置1台经纬仪，1台水准仪，库水位尺1个，渠道水位尺2个，以利于运行管理中进行观测，在坝下设置三角堰一个，进行渗漏观测。项目名称数量单位备注一、观测设