2讲习水库设计总结

东海县讲习水库除险加固工程 水下工程阶段验收 设计工作报告 河海大学设计院 二 OO八年六月 2 目 录 1 工程概况 .1 2 工程规划设计要点 .2 2.1 工程规划要点 2 2.1.1水文 .2 2.1.2地质 .2 2.2 工程设计要点 3 2.2.1大坝工程的加固处理 .3 2.2.2涵洞工程的设计 .6 2.2.3溢洪道的设计 .6 2.2.4其它管理设施 .7 3 主要设计变更 .7 4 设计文件质量管理 .8 4.1 设计文件质量管理 8 4.2 按时提供设计图纸 8 5 设计为工程建设服务 8 6 经验与建议 8 7 附件 10 1 2004年 12月，受东海县水务局委托，我院承担了东海县讲习水库大 坝安全评价及防洪安全复核报告的编写工作，2005 年 1月开始除险加固 工程的初步设计工作，在初步设计通过审查后随即开始施工图的设计。在 东海县水务局的积极配合和支持下，设计工作进行顺利，按时、保质、保 量地完成了任务，受到了业主和施工单位的好评。现将设计的主要情况简 要报告如下。 1 工程概况 讲习水库位于东海县石榴镇境内，鲁兰河支流石榴树河上游。水库工 程于 1956年 10月开工兴建，同年 12月建成。水库集水面积 11.40km2， 总库容为 372.36万 m3，是一座以防洪、灌溉为主，结合水产养殖的小 （1）型水库。 现主体工程有：均质土坝一座，长 2150m，坝顶高程（废黄河基准， 以下相同）36.50m，坝顶宽 5.00m，最大坝高 9.00m；南、北灌溉涵洞二 座，合计设计流量 5.10m3/s，其中南灌溉涵洞兼作向昌平河调水的调度 涵洞；开敞式溢洪道一处，堰顶宽 75.00m，堰顶高程 33.30m。 水库 30年一遇设计水位 34.76m，设计库容 322.84万 m3；500 年一 遇校核水位 35.31m，校核库容 372.36万 m3；兴利水位 33.30m，兴利库 容 174.00万 m3；死水位 29.00m，死库容 21.00万 m3。 2 2 工程规划设计要点 2.1 工程规划要点 2.1.1水文 工程区年降水量为 939.6mm，冬、夏季降水不均，68 月降水量占全 年总降水量的 63。 讲习水库总库容 372.36万 m3,根据国家防洪标准（GB50201- 94）的规定，工程等别为等，工程规模为小（1）型。洪水标准为 30年 一遇设计，500 年一遇校核。 水库设计、校核洪水复核，根据江苏省水文总站 1984年出版的江 苏省暴雨洪水图集(以下简称“图集”)，采用小型水库调洪演算 SK-XC 电算程序进行计算。结果如下表： 表 2.1 调洪演算成果表 洪水标准 最高洪水位 Hmax(m) 对应库容 Vmax(万 m3) 设计洪水 30 年一遇 34.76 322.84 校核洪水 500 年一遇 35.31 372.36 2.1.2地质 讲习水库位于东海县丘陵区，地貌类型属剥蚀残丘。根据钻探揭露， 库区土质分为五层。 1、坝身土渗透 坝身土多为中等透水性，需进行防渗处理。建议采用机械垂直铺膜进 行防渗处理，施工前应进行试验，并检测施工效果，以便调整施工方案。 2、坝身稳定 3 层填土土质相对较差，特别是层，力学强度较低，可能会影响的 坝身稳定，故应对层土分布的地段坝身稳定予以重视，并进行边坡稳定 分析。根据本次坝体填土的击实试验，坝体填土尚未达到最大干密度和最 优含水量状态，其压实性一般。坝体迎水坡护坡一般，护坡不完整，护坡 砌筑质量差。 坝身现无地下水，且层粗砂上覆非液化土层厚10m，可不考虑液化 影响。 3、坝身下土层 坝体下伏土层中部分地段为透水性很好的砂层，致使当年水库漏水严 重，因该坝构筑在透水的河床上，随后的年代虽做过铺盖，但坝下渗水现 象仍有发生，长此以往将发生坝基渗水和管涌。 4、建议 建议对坝下砂层采用机械垂直铺膜防渗处理，施工前应先作试验段， 检测防渗效果，以便调整施工方案。 坝身土多为中等透水性，需进行防渗处理； 场地区地震动参数峰值加速度为 0.15g，地震动反应谱特征周期为 0.4s，地震基本烈度值为度。 2.2 工程设计要点 2.2.1大坝工程的加固处理 一、坝顶加高 水库坝顶现有高程 36.50m，高于计算坝顶高程 29.163，故主坝顶高 程满足要求。现有坝顶宽度 4.1-5.0m，满足小（1）型水库坝顶宽度不小 于 4.0m的要求。 满足水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000 的规定。二、 4 坝体防渗设计 在大坝坝下做注水试验三段次，求得坝下土的渗透系数 k= 5.80104 2.4410 3 cm/s ，平均渗透系数 k= 2.03103 cm/s，属 中等透水性。由于水库坝体渗透系数偏大,大坝渗水严重,故对桩号 0+200-1+600段大坝灌粘土浆，单排布孔,孔距 2m。总进尺为 5879m;坝基 做高喷压力灌浆, 单排布孔,孔距 2m。总进尺为 2998m。 根据计算的坝体浸润线结果，按照规范要求，反滤体起止高程 28.10-31.20m，桩号 0+0750+360，计 3131m2。原有 0+3600+632断 面反滤体顶高程接高至 31.20m， 反滤体结构形式设计为 8cm厚预制六边形砼块、10cm 厚碎石垫层、 10cm厚黄砂垫层、400g 土工布。 三、迎水面护坡 大坝护坡比较了砼护坡和灌砌块石护坡两种方案，综合各种因素，采 用 C20砼护坡结构。 1、大坝桩号 0+0751+253 段，底齿墙高程为 31.0032.50m，顶齿 墙为 33.80米范围内，原护坡整修加固,方法为原护坡经整平后，在上现 浇平均厚为 10cm的 C20砼，每隔 10m做一道伸缩缝。高程 33.80m以上原 干砌块石护坡拆除，其块石用于高程 31.0033.80m 之间护坡整修护砌。 底齿墙拆除重建。重建的浆砌块石底齿墙高程为 31.00至 32.5m，断 面为 BH=0.50.7m; 高程 33.80m处做浆砌块石顶齿一道，断面为 BH=0.400.60m。 5 2、1+2532+000 段高程 32.5033.80m 新做 10cm砼护坡，长 747m。方法为底部铺一层 200g/m2土工布，再铺一层 8cm碎石垫层，上浇 砼。 3、桩号 0+0752+150，高程 33.8036.50m 土方整平后，进行草皮 防护。 四、背水面护坡及排水设计 1、大坝背水坡坡面土方整平后，种植草皮防护。 2、在背水坡坝肩处设置纵向排水槽一道，排水槽采用 C20砼预制块 装配，预制块断面为 BH=3020cm，总长为 2150m。 3、大坝背水坡每隔 50m做一道横向排水槽，排水槽采用 C20砼预制 块装配，预制块断面为 BH=3020cm，总长 435m。 4、大坝桩号 0+0750+793 有后戗做马道，坝脚纵向排水沟设在马道 内侧，为浆砌石结构，断面 BH=4050cm，长 718m; 桩号 0+7932+150 坝脚纵向排水沟设在坝脚，为浆砌石结构，底宽 0.5米，顶口宽 1.75m, 深 0.5 m,总长 1367m。 5、在坝脚向外每隔 100m设一道横向排水沟，共 20道，总长 400m， 使集水从横向排水沟经护坝地向外排出。设计排水沟上口宽 1.5m，下口 宽 0.5m，深 0.5m。 五、坝后填塘固基 大坝桩号 0+7930+990 段进行坝后填塘固基，该段坝后共有坑塘 4 处，填筑宽度为坝脚外 10m，高度填至平地面。 6 2.2.2涵洞工程的设计 一、北灌溉涵洞设计 原北灌溉涵洞洞身净尺寸为 0.60.8m，为了便于洞身检修维护，新 建的北灌溉涵洞采用钢筋砼箱涵，洞身净尺寸为 0.81.2m。涵洞底板顶 高程 29.00m，顺水流向 26.5m，垂直流向 3.0m。下游河底高程为 29.00m。涵洞底板上游设 7.75m长 C20砼铺盖，下设 C25钢筋砼消力池， 池深 0.7m，池长 10.0m。下游设 C20浆灌砌石海漫、护坡。上游翼墙采用 C20 U型钢筋砼墙，下游翼墙均采用 M10重力式浆砌石挡土墙。设铸铁闸 门 1扇，配 5t螺杆式启闭机 1台。洞顶回填土筑坝，坝顶高程 36.5m， 顶宽 5m。 二、南灌溉涵洞设计 原南灌溉涵洞为浆砌石结构，洞身为砼圆管，内直径为 0.9m，底板 高程为 30.5m。为了便于洞身检修维护，新建的南灌溉涵洞采用钢筋砼箱 涵，洞身净尺寸为 0.81.2m。涵洞底板顶高程 30.50m，顺水流向 11.3m，垂直流向 3.0m。下游河底高程为 30.50m。涵洞底板上游设 10.0m 长 C20砼铺盖，下设 C25钢筋砼消力池，池深 0.5m，池长 10.0m。下游设 10m长 C20浆灌砌石海漫、护坡。上、下游翼墙均采用 M10重力式浆砌石 挡土墙。设铸铁闸门 1扇，配 5t螺杆式启闭机 1台。洞顶回填土筑坝， 坝顶高程 35.0m，顶宽 7.6m。 2.2.3溢洪道的设计 溢洪道堰顶高程 33.30m，堰顶宽 75m。原溢洪堰顶拆除 0.40 m厚,重 新浇筑 20cm厚 C25砼,下设 20cm厚碎石垫层,斜坡及下游河底采用 C20灌 7 砌块石,厚 40cm,下设 10米碎石垫层、10 米砂垫层，护砌长度为 50m，各 护坡、护底间分别做浆砌石格埂。 2.2.4其它管理设施 1、新建戗台及上坝防汛道路 1730m，路面宽 4.0m，采用沥青路面。 2、增设水位、雨量观测设施。 3、新建管理用房 120m2。 3 主要设计变更 本工程主要设计变更是根据施工图审查以及验槽意见作出，变更主要 有以下几方面： 1、桩号 0+0751+253 段，高程 33.80m以下原干砌石护坡，采用 C20砼现浇，厚 10cm。 2、桩号 0+0751+253 段，高程 33.80m处顶格埂，改为 M10浆砌块 石格埂，断面尺寸为 1.20.8 m 表面采用 5cm厚 C20砼封顶；桩号 0+0751+253 段，每隔 40m增设一道 M10浆砌块石横向格埂，断面尺寸 为 0.40.4 m，表面采用 5cm厚 C20砼封顶。 3、溢洪道设计考虑到与交通道路的连接，按图纸 SG-29（修）施工， 原设计图 SG-29作废。 4、戗台交通道路上游集水沟每隔 15m埋设一直径 50mm的软式透水管 穿过交通道路排至农田。 5、大坝劈裂灌浆段灌浆孔底高程根据施工钻探情况调整。 6、南、北灌溉涵洞下游消力池斜坡底端至第一排冒水孔之间反滤层 取消。 7、根据现场实际情况，南灌溉涵洞下游渠道宽度由原设计的 7m改为 5m，消力池末端宽度对称地由 7m改为 5m，钢筋长度随之调整。 8 8、为保证低水位灌溉，将原设计图中消力槛改为消力墩，原图 SG- 18、SG-23 作废，变更为 SG-18（修）、SG-23（修）。 4 设计文件质量管理 4.1 设计文件质量管理 我院已取得 ISO9001质量体系认证，所有设计文件均按质量程序规定 符合质量体系文件要求处于受控状态。设计产品根据不同等级，严格履行 设计（编制）、校核、审查、审定（批准）程序，并对出院产品进行评审 和质量等级评定。 4.2 按时提供设计图纸 根据施工进度计划，自 2004年 12月开始，我院制定了初步设计、及施工图设计 工作计划，各有关专业图纸均能按计划完成，设计图纸（文件）完成之后，一般派专 人送东海县水务局，未曾发生因设计图约纸延误影响工程进度的现象。 5 设计为工程建设服务 自工程开工以来，本院成立了设计代表组，本院设计图纸交付后，均 及时进行技术交底，指出施工中应注意的主要问题及和关键工序，解答各 方的有关疑问。在工程施工过程中，设代人员经常到施工现场，了解工程 进展情况，与业主、监理、施工等单位密切合作，及时解决施工中出现的 技术问题，参加隐蔽工程及其他重要工程的验收工作，为工程能够按期完 工及工程质量提供了技术保证。 6 经验与建议 工程施工过程中，建设单位、监理单