云乐水库除险加固工程初步设计报告.doc

云乐水库除险加固工程 初步设计报告 xx 县水利水电勘测设计队 二 o 一一年三月 云乐水库除险加固工程 初步设计 1 目 录 1.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 水工建筑物加固设计10 1.6 施工组织设计12 1.7 工程占地13 1.8 环境保护与水土保持设计13 1.9 工程管理13 1.10 工程概算13 1.11 经济评价14 1.12 结论14 1.13 工程特性表15 2.水文 17 2.1 流域自然概况17 2.2 基本资料评价18 2.3 径流分析22 2.4 洪水分析26 2.5 蒸发36 2.6 泥沙估算36 2.7 水文观测37 3.工程地质 38 3.1 区域地质概况38 3.2 库区工程地质条件39 3.3 枢纽区工程地质条件42 云乐水库除险加固工程 初步设计 2 3.4 坝体质量评价46 3.5 排水棱体质量评价49 3.6 输水涵洞工程地质条件49 3.7 溢洪道工程地质条件49 3.8 枢纽工程存在的主要问题及处理建议49 3.9 建筑材料50 4.大坝安全评价和鉴定结论 53 4.1 工程质量评价、安全等级53 4.2 大坝运行管理综合评价、安全等级53 4.3 防洪标准复核、安全等级53 4.4 结构安全评价、安全等级53 4.5 渗流安全评价、安全等级54 4.6 抗震安全复核、安全等级54 4.7 金属结构评价、安全等级54 4.8 金属结构评价、安全等级54 4.9 综合评价、大坝安全类别54 5.工程任务及规模 56 5.1 工程任务56 5.2 工程规模56 6.水工建筑物加固设计 67 6.1 除险加固设计原则及依据67 6.2 大坝加固处理设计68 6.3 大坝防渗处理设计70 6.4 大坝防渗加固处理后渗流稳定计算78 6.5 大坝防渗加固处理后稳定复核80 6.6 改建溢洪道设计88 6.7 输水涵洞加固设计95 云乐水库除险加固工程 初步设计 3 7.施工组织设计 96 7.1 施工条件96 7.2 施工导流97 7.3 料场选择与开采97 7.4 主体工程施工98 7.5 施工交通运输101 7.6 施工辅助企业102 7.7 施工总平面布置102 7.8 施工进度103 8.水库淹没及工程占地 .105 8.1 水库淹没范围105 8.2 工程占地105 8.3 占地补偿105 9.工程管理 .106 9.1 管理机构106 9.2 工程管理范围和保护范围106 9.3 水情测报系统106 9.4 工程管理设施107 9.5 工程管理运用107 10.环境保护及水土保持方案设计 109 10.1 环境保护设计109 10.2 水土保持方案设计110 10.3 投资概算及效益分析113 11.工程概算 114 11.1 工程概况114 11.2 编制依据114 11.2.1 文件依据114 云乐水库除险加固工程 初步设计 4 11.2.2 定额依据115 11.3 基础价格115 11.4 费率标准.116 11.5 预备费.118 11.6 独立费用.118 11.6.1 建设管理费118 11.6.2 科研勘测设计费118 11.6.3 建设及施工场地征用费.118 11.7 编制方法.118 11.7.1 主体工程118 11.7.2 临时工程118 11.7.3 工程指标119 11.7.4 水土保持工程投资119 11.8 概算编制中其他应说明的问题119 11.9 投资主要指标119 12.经济评价 169 12.1 概述169 12.2 国民经济评价169 12.3 财务评价172 12.4 综合评价173 附件：工程图册 云乐水库除险加固工程 初步设计 1 1.综合说明 1.1 绪言 1.1.1 工程概况 xx 水库坐落于角奎镇 xx 村之乐寨，距 xx 县城 31km，地理位置东经 104 0436，北经 273148，海拔 1780m。xx 水库位于长江流域横江支流洛泽河右 岸支流角奎小河左岸支流海子河的左岸支流 xx 河上，径流面积 1.835 km2，其中库区 面积 1.5km2，引洪面积 0.335m2。 工程于 1970 年 10 月开工, 原设计坝高 36m，蓄水 25.1 万 m3。但因当时大河公社 考虑隧洞长 760m 无法打通，不同意共同施工，后工程改为坝高 22m 蓄水 24 万 m3，72 年冬已完成土石方 2 万 m3，xx 县为了适应农业生产的发展需要特提出扩建 xx 水库土 坝高 36m 蓄水 116.5 万 m3，解决 xx 县主要河谷历史旱片五个大队现有 4500 亩稻田的 用水问题，即塘房公社 xx 大队，大河公社石丫七树，半边街。后因隧洞长，后改为 25m 坝高，1979 年实际完成 24m 蓄水 43 万 m3，水库建成后因坝身及输水涵洞渗漏未能 蓄水，上报薄膜补坝方案报告，根据彝水电（90）34 号文件用我县工业品以二代赈水 利工程项目经费安排雷何田经费 4 万元，于 1991 年 4 月 3 日动工，1991 年 10 月 28 日 完工完。工程施工主要由受益群众出劳工，并组织县级机关，学生等单位参加义务劳 动。现状坝高 24m，总库容 43 万 m3，坝底高程 1804.00m,坝顶宽 4.0m,坝顶长 67.5m。 xx 水库枢纽由大坝、溢洪道和输水涵洞组成。 大坝：xx 水库大坝设计坝型为粘土心墙坝，由于坝壳料与心墙土料相似，所以近 似认为均质土坝，最大坝高 24m，总库容 43 万 m3。坝顶高程 1804.00m,坝顶宽 4.0m, 坝顶长 67.5m, 大坝上游坝坡高程 1780.00m1788.00m，坡比为 1：3.0, 高程 1788.00m1796.00m，坡比为 1：2.354，高程 1796.00m1804.00m，坡比为 1：1.922；上游坝坡分别在高程 1788.00m 和 1796.00m 处设有 1.5m 宽马道。大坝下游 坝坡高程 1804.00m1794.00m，坡比为 1：1.763；程 1794.00m1786.00m，坡比为 1：1.938；高程 1786.00m 以下为排水棱体，坡比为 1：2.0，顶宽 1.5，高 6.1m，排水 棱体已大面积垮塌，致使棱体失效。 输水涵洞：输水涵洞进口底板高程为 1787.50m，输水涵洞进口设 1 道 400 斜拉 转盖闸门，进口为长 9.5m 的混凝土输水涵洞，后接长 73.5m 的浆砌石箱汗，涵洞总长 83m.断面 1.0m1.5m, 混凝土段衬砌厚度 0.4m，坡降 0.01。 云乐水库除险加固工程 初步设计 2 溢洪道：溢洪道在水库右岸，溢洪道未进行衬砌，为临时土渠，开挖长度为 40m， 宽 1.5m，深 1.5m，溢洪底高程 1802.50m。 xx 水库本次除险加固设计复核后的死水位为 1788.50m，死库容为 4.55 万 m3；正 常蓄水位为 1802.00 m，对应库容 40.35 万 m3，兴利库容为 35.80 万 m3；泄洪型式为 开敞式溢洪道泄洪，溢洪道底板高程 1802.00m，溢洪道净宽为 5m；设计洪水位为 1803.37m，对应库容 46.78 万 m3，下泄流量 12.46 m3/s；校核洪水位为 1803.89m，对 应库容 49.21 万 m3，下泄流量 20.16m3/s；消能防冲洪水最高洪水位为 1803.19m，对 应库容 45.93 万 m3，最大下泄流量 10.07m3/s；水库总库容为 49.21 万 m3；坝顶高程 1804.00m；增设 0.6 米防浪墙，防浪墙顶高程 1804.60 m。 根据水利水电工程等级划分及洪水标准 （sl252-2000） ，xx 水库工程规模为小 （二）型，工程等级为等，其主要建筑物级别为 5 级，次要建筑物为 5 级。按水 利水电枢纽工程等级划分标准 ，结合水库的具体特点，确定该水库的永久建筑物正常 运用洪水标准为 20 年一遇，非常运用洪水标准为 200 年一遇。 1.1.2 执行规范 (1)工程建设标准强制性条文 （水利工程部份） （2000 版） ； (2)防洪标准 （gb5020194） ； (3)水利水电枢纽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)建筑物抗震设计规范 （gb500112001） ； (6)水工建筑物抗震设计规范 （sl20397） ； (7)水工混凝土结构设计规范 （sl/t19196） ； (8)水工建筑物水泥灌浆施工技术规范 （sl6294） ； (10)溢洪道设计规范 （sl253-2000） ； (11)水利水电工程初步设计报告编制规程 （dl502193） ； (12)国家其它相关的法令法规。 (13)xx 水库大坝安全鉴定报告。 1.1.3 安全鉴定结论 根据xx 县 xx 水库大坝安全鉴定报告中对 xx 水库现状情况进行评价分析的结 果： 云乐水库除险加固工程 初步设计 3 水库工程质量评价等级为不合格； 水库运行管理评价等级为差； 防洪标准复核安全评价等级为 c 级； 结构安全评价等级为 c 级； 渗流安全评价等级为 c 级； 金属结构安全评价等级为 c 级。 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 水库大坝 安全性评定为三类坝。 1.1.4 除险加固的必要性 xx 水库施工时，正值文革期间，只注重施工进度，不注重质量，没有设计资料， 也没有专职的技术人员进行指导，行政领导指挥，受益区民工上坝，石碾碾压，施工 质量差。竣工蓄水后，就出现了后坝坡大面积潮湿，涵洞渗漏等病害，成了病害工程。 虽在 1991 年进行过防渗处理，但未根本解决大坝和涵洞的渗漏问题。工程存在的主要 问题有： （1）坝基及坝肩结合部清基不彻底，坝基覆盖层为第四系坡洪积层，属中等透水， 存在较严重的坝基及两坝肩结合部渗漏。 （2）上坝土料种类混杂，颗粒级配不连续，碾压质量差，层间渗漏严重，后坝坡 大面积潮湿，水库蓄水位 1802m 时，后坝坡高程 1794m 以下潮湿面积达 150m2。 （3）大坝排水体垮塌，已失去排水作用，浸润线逸出点高。 （4）粘土心墙与坝壳料土质基本相同，并且未施工完毕，所以未起到防渗作用。 （5）输水涵洞砌体老化，砂浆脱落，涵洞洞身有裂缝，渗漏严重，坝土被渗流水 带出，危及大坝安全。涵洞闸门及启闭设施落后，均属人力启闭，应急能力差。 （6）溢洪道为土渠，凹凸不平，淤积严重，端面尺寸小，过流能力无法满足泄洪 要求，严重威胁大坝安全。 （7）坝顶出现塌陷现象，后坝坡未设纵横排水沟，雨水直接冲刷坡面，水土流失 严重。 （8）大坝无任何监测设施。 xx 水库受益 xx 村、田坝、官寨、堡堡、大坪、渔湾、云坪、元堡、田湾、良子、 萝卜、干田、田坎、赶场、三加、xx、杉树、龚坪、街上 18 个社 706 户，3180 人，畜 云乐水库除险加固工程 初步设计 4 生 2230 头，设计灌溉面积 1500 亩，实际灌溉面积 3370 亩，其中水田 880 亩，水浇地 2490 亩。同时 xx 水库承担着下游 xx 村 500 人的防洪安全任务和水库下游耕地面积 1000 亩的保护任务。 水库一旦失事，将直接威胁到下游人民的生命财产安全。只有将隐患消除，水库 的综合效益才能正常发挥，才能长期有效地促进该地区农村经济的发展。因此，xx 水 库除险加固工程建设势在必行，迫在眉睫。 1.1.5 除险加固的任务 本次除险加固工程的任务是保证现有工程规模不变的条件下，根据现行规范，针 对坝体功能的改变和水库病险情况，提出相应的除险加固任务。 （1）对工程规模及防洪安全进行复核，确定坝顶高程为 1804.00m，坝顶增设防浪 墙高 0.6m。 （2）对下游坝坡进行清坡处理，采用坝壳料培厚找平后种草护坡，在 1794.00m 高程处设宽为 2m 的马道，竣工后的坡比为 1:2.0、1:2.25，在原坝土与培厚坝壳料间 设置混合反滤层厚 30cm。新建排水棱体高 7.0m，顶部高程为 1784.00m，并在此设 2.0m 宽的马道平台。 （3）对大坝进行整体防渗处理，包括坝体、坝基和左、右坝肩作防渗处理，建立 完整有效的防渗体系。 （4）输水涵洞存在严重的安全隐患，直接威胁大坝安全，先拆除原涵洞进口闸门 及进水口，然后，新建进口喇叭口，在涵洞设 d300mm 供水管供水，出口设闸阀控制供 水；从上游坝坡钻孔对原洞身进行灌浆防渗处理，灌浆孔孔距 1.5m。 （5）改建溢洪道，基本沿原溢洪道路线，根据调洪计算成果改建溢洪道。 1.2 水文 1.2.1 基本情况 xx 水库位于长江流域横江支流洛泽河右岸支流角奎小河左岸支流海子河的左岸支 流 xx 河上。xx 水库坝址坐落于 xxxx 县角奎镇 xx 村之乐寨，距 xx 县城 31km，地理位 置东经 1040436，北经 273148。具体见附图: xx 水库地理位置及水系图。 经本次初步设计复核，xx 水库坝底高程 1780m，坝顶高程 1804m，坝高 24m。径流 面积 1.835 km2，其中本区面积 1.50km2，引洪区面积 0.335km2。本区主河长 云乐水库除险加固工程 初步设计 5 l=1.29km，主河道平均坡度 j=75，平均高程 1850m，流域形状系数 0.90。引水区主 河长 l=1.32km，主河道平均坡度 j=20，平均高程 1900m，流域形状系数 0.19。 1.2.2 水文基本资料 由于 xx 水库缺乏较系统的水库水文观测资料，无法进行入库洪水的还原计算，即 不能由水库流量资料推求设计洪水。 水库邻近各水文站集水面积与水库相差太大，产、汇流条件差异悬殊，两者洪水 特性截然不同，若用其雨洪资料分析实际的参、系数并经修正移置设计流域，因面积 悬殊，计算结果不切合实际，因此，不宜采用其产、汇流参数，亦即不能利用水文站 资料推求设计洪水。故：xx 水库设计洪水采用暴雨资料推求。 1.2.3 设计年径流 限资料条件，本区和引区径流分析采用水文比拟法和等值线图法两种方法计算， 经选择比较后选用水文比拟法计算成果为本工程设计年径流成果，本水库多年平均年 径流量为 56.41 万 m3，p=75%年径流量为 48.68 万 m3，p=50%年径流量为 55.22 万 m3，p=25%年径流量为 62.84 万 m3。 1.2.4 设计洪水 xx 水库设计洪水计算应为入库洪水的计算，但考虑到该水库正常蓄水位 1802.00m 时对应水面面积为 4.35 万 m2，仅占水库本区径流面积 1.5km2 的 2.90%，所占比例较 小，根据水利水电工程设计洪水计算规范sl44-2006，可不计算库面洪水，采用坝 址设计洪水代替。 xx 水库设计洪水采用以下两种方法计算： （1）采用查xx 省暴雨统计参数图集 （2007 年版）和xx 省暴雨洪水查算图表 实用手册 （1992 年版）计算设计洪水（以下简称“雨洪法” ） ； （2）用 xx 气象站实测暴雨推求设计暴雨统计参数，经订正移置到水库，采用 xx 省暴雨洪水查算图表实用手册中的产、汇流参数推求设计洪水（以下简称“移 置法” ） 。 坝址设计洪水成果：p=0.50%洪峰流量为 37.29 m3/s，p=5%洪峰流量为 24.83 m3/s，p=10%洪峰流量为 20.90m3/s，p=20%洪峰流量为 16.80m3/s。 云乐水库除险加固工程 初步设计 6 1.2.5 泥沙 xx 水库无实测泥沙资料，其所处的角奎小河流域亦无泥沙观测资料。鉴于此，水 库泥沙特征值根据由 xx 省水利厅完成并出版的xx 省土壤侵蚀遥感调查报告 （2006 版）估算。 水库多年平均入库总输沙量为 0.088 万 t，总体积为 0.066 万 m3。水库库底泥沙 淤积量按总输沙量的 80%计，计算得年均库底淤积量为 0.052 万 m3。 1.2.6 蒸发 据 xx 气象站观测资料统计，多年平均水面蒸发量 1359.4mm。但是，xx 气象站蒸 发量为小口径蒸发器的量测值，还须订正成近似大水体（一般以 e601 型代替）的蒸发 量，限资料条件，蒸发量折减系数采用xx 省水资源调查评价报告 （2007 年版）一 书中的分析值，本流域取 0.72，故求得水库库区多年平均水面蒸发量为 978.8mm。 根据年径流量分析成果，水库坝址断面多年平均径流深为 307.4mm。按水量平衡方 程求得水库流域多年平均陆面蒸发量为 532.6mm。 水库由陆面变为水面后增加的蒸发量为多年平均水面蒸发量与多年平均陆面蒸发 量之差，即 426.2mm。 1.2.7 观测设施 水库大坝、溢洪道、输水涵洞、输水隧洞为 5 级建筑物，根据有关规范要求并结 合本工程特点，拟配置经纬仪一台，水准仪一台，大坝布置沉陷位移测点 4 个，起测 基点、工作基点及校合基点各 5 个，测压管 5 支，水位标尺 1 套，量水堰 1 个，雨量 站 1 个。 1.3 工程地质 1.3.1 库区地质及地震烈度 工程区地处云贵高原北部，属我国大地构造的扬子准地台滇东北台褶束，主要构 造带呈北东南西向延伸，自喜马拉亚构造运动来，一直处于极缓慢的上升侵蚀。在 西部有马边xx、xx莲峰等断裂构造，区内震级较大的地震有 1974 年 5 月 11 日永 善、大关钟家营 7.1 级地震等背景，地震对工程会有一定的影响，但距工程区距离在 30km 以上，工程区内未见明显的新构造活动迹象，工程处于相对稳定地区。 根据 1/4000000中国地震动峰值加速度区划图 （gb183062001）和中国地震 云乐水库除险加固工程 初步设计 7 动反应谱特征周期区划图 （gb183062001） ，工程区地震动峰值加速度为 0.05g，对 应地震基本烈度为度，反应谱特征周期按中硬场地类型取 0.45s，按水工建筑物抗 震设计规范 （sl20397）规定，抗震设防采用度设防。 1.3.2 库岸稳定及水库浸没 现场调查 xx 水库库区出露地层为二迭系上统峨眉山玄武岩。岩层走向与库岸斜 交，区域岩层倾向 300320，倾角 1620，两岸地形坡度 2030。库岸 部分基岩裸露，残坡积层较薄，库岸再造现象不明显，不良物理地质现象不发育，库 岸基本稳定。 xx 水库坝顶高程以上岸坡大于 22，且岸坡基岩裸露，10m 范围内无居民点等人 工建筑物，也无可供开采的矿产资源及国家重点保护树木，且无耕地分布，该水库不 存在浸没危害。由于本次除险加固工程的规模保持与原水库规模不变，因此，不会产 生浸没和新的淹没。 1.3.3 水库渗漏 xx 水库属于典型的山区河沟地形，自然条件下地下水分水岭与地表水分水岭近于 一致，不存在向低邻谷渗漏问题。 据钻孔揭露，库盆基岩为上二叠统玄武岩，库盆基岩之上为灰黄色含碎石土、粘 土夹 14m 含残坡积土。 水库存在向大坝下游产生坝基渗漏及绕坝渗漏问题。 结合沿岸坡洪积、残坡积层孔隙及基岩裂隙地下水向河谷、冲沟低洼地带呈点状 （泉点）或散浸状排泄的特点以及水库数十年运行情况分析，库水向低邻谷渗漏的可 能性较小。 1.3.4 水库淤积 xx 水库迳流区内，主要出露碳酸盐岩及砂页岩、第四系松散层等，地表抗侵蚀能 力较差，但水库径流区基本无耕地等裸露区域，植被覆盖率高，可达 90%以上，径流区 的水土流失在微度以下，水库淤积量相对较小，主要来源于入库河道侵蚀物质。根据 本次初步设计计算每年平均库底淤积 0.59 万 m3。 1.3.5 枢纽区工程地质条件 水库枢纽区包括水库大坝、输水涵洞等建筑物区域。 云乐水库除险加固工程 初步设计 8 枢纽区横断面呈“v”形谷，两岸地形坡度 2332。左右坝肩出露较破碎的玄 武岩，除节理裂隙发育外，其它不良地质现象不发育。近坝库岸岩层裂隙发育，枢纽 区岸坡较完整，属基本稳定型岸坡，其它不良地质现象不发育。岸坡稳定性较好。 1.3.6 坝体质量评价 大坝坝体填筑土料为玄武岩、砂岩的全强风化料。土工试验表明，坝土的碎块石 含量为 14.234%，砂粒含量为 13.2%22%，粉粒含量 2333.3%，粘粒含量 17.940.2%，粘粒含量平均为 30.4%。从钻探揭露的情况可看出，坝体普遍存在碎块 石含量偏高、碾压质量差的层位。根据钻孔揭露，坝体土料主要为全强风化玄武岩、 砂岩土料，土质极不均匀，部分含有大于 15的块石；单层碾压不均，密实度差，局 部结构松散。土工试验表明，部分坝土均为高压缩性含砾粉质粘土，呈软塑可塑状。 坝体土干容重 r=1.121.38g/cm3，平均 1.27g/cm3，坝体压实度 75.793.2%， 压缩系数 a1-2=0.16mpa-10.66mpa-1，平均为 0.44mpa-1，压缩模量 es1- 2=3.607.4mpa，平均为 5.20mpa，属中压缩性土夹高压缩性土。根据击实，坝土的最 大干密度为 1.48g/cm3，部分坝体压实度为 70.394%，低于规范要求（3 级中、低坝 及 3 级以下的中坝压实度应为 9698）要求。 水库坝体土质不均，碾压不均，质量差，各层土的参数差异大，平均压实度低。 1.3.7 倒滤体质量评价 xx 水库大坝为均质土坝，排水棱体大面积垮塌，导致浸润线逸出点高，由于大坝 中下部位坝土长期处于饱和状态，渐渐软化，抗剪强度指标衰减，加之坝体施工质量 和现状质量不合格，大坝存在严重的安全隐患。影响大坝的运行安全。 1.3.8 原输水涵洞工程地质条件 输水涵洞均为坝内涵洞，砌体老化，砂浆脱落，洞内渗漏和砌体裂缝十分严重， 威胁大坝安全。涵洞闸门及启闭设施落后，均属人力启闭，应急能力差。 由于清基不彻底，涵洞坐落在第四系冲洪积层上，导致涵洞发生不均匀沉降，产 生裂缝；涵洞存在严重渗漏现象。 涵洞与坝体间接触带有严重漏水，坝土中的细小颗粒有被渗水带走现象。 云乐水库除险加固工程 初步设计 9 1.3.9 溢洪道工程地质条件评价 溢洪道布置于右坝肩，为开敞式溢洪道，自进口段第一泄槽段，长度 34.76m，该段溢洪道侧墙上部为褐黄色碎石土，含碎块粉质粘土，结构松散中密， 厚 13 米；侧墙下部及地基为强风化灰绿色、灰黑致密状玄武岩，柱状节理发育，岩 石破碎。底板地基承载力能满足规范要求。 第二泄槽段为陡坡段，该段地形坡度较陡，局部地段出露全强风化的玄武岩，柱 状节理发育，岩石较为破碎。抗冲刷能力低，边墙局部易出现掉快。 消力池、尾水段地形较平缓，该段地形平缓，地层为褐色砂砾土，含碎块粉质粘 土，局部夹有软塑状灰色粘土。厚 34 米。稍密-中密。边墙易坍塌掉块。 溢洪道底板地基承载力能满足规范要求，但强风化玄武岩边墙易出现掉快现象， 溢洪道的衬砌高度不小于 2m，以上部分适当削坡。参数建议土层: =1.651.72g/cm3，=1416，c=1015kpa。因地基及侧墙岩石风化强烈，柱 状节理发育，建议开挖边坡坡比为 1：0.75 左右。全断面衬砌。 1.3.10 建筑材料 经勘察选定土料场 1 个，为一般性土料，位于左坝肩上游约 400 米，需新修临时 道路 0.20km。料场均为缓坡地形，坡度一般 724，场区植被少，主要为杂草及疏 林，料场较开阔，易开采。 料场位于右坝肩下游，距坝址 300 米，需新修临时道路 0.3km，料场地形变化不大， 为缓坡冲沟地形。 料场为斜至陡坡地形，坡度 1730,表层被砂壤土和碎屑砂土零星覆盖，无用土 层厚一般 0.62.1m，平均厚 1.5m，植被不发育，主要为杂木林。坝壳料为中等强 风化的二迭系上统玄武岩组。地表至地下 5m 内的岩性及强度基本相同，主要为强至中 等风化，强度高，裂隙发育，可开采各种块径的坝壳料。 区内附近缺乏砂、碎石料场，碎石料由已建石料厂提供，但须经现场监理同意。 1.4 工程任务和规模 1.4.1 工程任务 xx 水库受益 xx 村、田坝、官寨、堡堡、大坪、渔湾、云坪、元堡、田湾、良子、 萝卜、干田、田坎、赶场、三加、xx、杉树、龚坪、街上 18 个社 706 户，3180 人，畜 云乐水库除险加固工程 初步设计 10 生 2230 头，设计灌溉面积 1500 亩，实际灌溉面积 3370 亩，其中水田 880 亩，水浇地 2490 亩。同时 xx 水库承担着下游 xx 村 500 人的防洪安全任务和水库下游耕地面积 1000 亩的保护任务。 1.4.2 工程规模 根据水利水电工程等级划分及洪水标准 （sl252-2000） ，xx 水库工程规模为小 （二）型，工程等级为等，其主要建筑物级别为 5 级，次要建筑物为 5 级。按水 利水电枢纽工程等级划分标准 ，结合水库的具体特点，确定该水库的永久建筑物正常 运用洪水标准为 20 年一遇，非常运用洪水标准为 200 年一遇。 本次除险加固涉及到大坝坝体和坝基防渗加固、新建防浪墙、上下游坝坡培厚和 护坡、重建坝趾反滤排水体、改造溢洪道等项目。本次除险加固设计后，20 年一遇设 计洪水位 1803.37m，相应库容 46.78m3，最大泄流量 12.46m3/s；200 年一遇校核洪水 位 1803.89m，相应库容 49.21 万 m3，最大泄流量 20.16m3/s。 1.5 水工建筑物加固设计 xx 水库校核洪水位 1803.37m，设计洪水位 1803.89m，正常蓄水位 1802.00m。 根据 xx 水库存在的主要问题和大坝功能的改变，为确保水库运行安全以及正常发 挥水库的各项功能，必须对该水库进行除险加固处理。 1.5.1 坝顶加固设计 xx 水库大坝原无防浪墙，坝顶宽 4.0m，坝顶高程 1804.00m，本次除险加固设计坝 顶宽为 4.0m，坝顶高程 1804.00m 不变，在坝顶新建防浪墙高 0.6m，坝顶路面采用 c20 混凝土路面。 1.5.2 大坝坝体、坝基、坝肩防渗加固处理 在坝体、坝基防渗加固处理方面，考虑坝体填筑质量不均，坝土与坝基接触带渗 漏较明显，故本次初步设计采用常规的防渗灌浆，灌浆防渗段沿坝轴线长108m，共布 置55个灌浆孔；坝体部分沿坝轴线长58m,采用充填灌浆防渗加固处理，灌浆孔单排布 置，灌浆孔轴线布置在加固后的坝轴线上，孔距为2.0m；坝基及坝肩部分采用帷幕灌 浆防渗加固处理向左岸延伸14m，右岸延伸36m，灌浆孔单排布置，灌浆孔轴线布置在 加固后的坝轴线上，孔距为2.0m；帷幕灌浆底界按进入弱透水层q10lu控制。 云乐水库除险加固工程 初步设计 11 1.5.3 大坝坝坡加固处理 根据xx 县 xx 水库大坝安全鉴定报告中对 xx 水库现状坝体的稳定安全复核结 论，xx 水库大坝坝坡稳定安全系数不满足规范要求。因此，须对坝体进行培厚加固处 理，上游坝坡采用土料填筑，下游坝坡采用风化料培厚，除险加固处理后，大坝上游 坝坡坡比为 1:2.0、1:2.5，下游坝坡坡比为 1:2.0、1:2.25。上游坝坡采用预制砼块 护坡，下游坝坡采用种草护坡，坝坡与两岸山体接触处设置排水沟。 1.5.4 排水棱体加固处理 排水棱体已失效，排水功能已丧失，造成坝体下游渗流不通畅，棱体以上坝面潮 湿浸水，浸润线升高，坝体内水外排效果差，下游坝坡大面积潮湿。因此，须对原排 水棱体进行处理，新建排水棱体顶高程 1784.00m，顶宽 2m。为保证不出现有害渗透变 形，在排水棱体与地基接合处铺设 0.60m 厚三层反滤层。 1.5.5 输水涵洞处理设计 本次除险加固设计对输水涵洞处理的方案为：在原涵洞内套 300mm 供水钢管， 先拆除原涵洞进口，进口设喇叭口，上游坝坡开挖后用粘土回填，在原涵洞洞身两侧 从坝坡钻孔灌浆防渗，孔距 1.5m，共布灌浆孔 36 孔，每孔灌浆段长为 8m，为洞底板 以下 3m 至以上 5m；在新培厚部分坝体下的涵管采用箱涵进行套管；涵洞出口设闸阀控 制供水。 1.5.6 改造溢洪道设计 根据溢洪道现状及安全鉴定成果，为有利于施工及减少工程量，经方案比较确定 沿原溢洪道路线改建溢洪道，形式为开敞式、堰型为宽顶堰、无闸门控制，溢洪道全 长 92.45m。 里程 0+000.00+100.00m 为引水渠段，平坡，长 10m，宽由 8.0m 渐缩为 5.0m， 底板高程 1802.00m； 里程 0+010.00+014.00m 为溢洪道控制段，宽顶堰、无闸门控制，长 4.0m、宽 5m，堰顶高程 1802.00m； 里程 0+014.00+080.45m 为泄槽段，泄槽在平面上布置了一个转弯，转弯角度为 27，转弯段半径 r=20.0m；泄水槽底坡分为两级：第一陡槽段长 20.76m，底坡为 i=0.200，底板净宽由 5.0m 渐缩为 3.0m，墙高 2.0m；第二陡槽段长 49.69m，底坡为 云乐水库除险加固工程 初步设计 12 i=0.500，底板净宽 3.0m，墙高由 2.0m 渐降为 1.2m； 里程 0+080.450+083.45m 为扩散段，底坡为 i=0.000，底板净宽由 3.0m 扩散为 5.0m，墙高 1.8m； 里程 0+083.450+088.45m 为消力池段，底板净宽 5.0m，消力池深 0.6m，墙高 1.8m； 里程 0+088.450+092.45m 为尾水渠段，底板净宽 5.0m，墙高 1.8m。 溢洪道消力池出口为天然箐沟，箐沟内基岩出露，为峨眉山玄武岩（p2）：灰绿 色、灰黑致密状玄武岩，地质条件能满足防冲刷要求。 改造后的溢洪道设计洪水泄洪量 12.46m3/s，校核洪水泄洪量 20.16m3/s。 1.5.7 大坝监测设计 本工程为小（2）型水库工程，因此，只设渗流量、水位、浸润线、坝体位移等观 测设施。 本工程设浸润线观测管 5 根、坝体位移观测点 4 个、位移观测工作基点 2 个、位 移观测校核基点 3 个、量水堰 1 个、水位尺 1 套。 1.6 施工组织设计 1.6.1 施工条件 xx 水库坐落于角奎镇 xx 村之乐寨，距 xx 县城 31km，地理位置东经 104 0436，北经 273148，海拔 1780m，xx 水库公路通至坝顶，工程施工所需建 筑材料及机械设备均可经此公路直接运抵工地。 xx 县属大陆性季风气候，干季受盛行的西风环流影响，气流来自伊朗高原和印度 西部的干燥地区为热带大陆气团控制，降雨稀少，雨季受来自印度洋上西南季风影响， 带来潮湿气流，地下水充沛，形成明显的干季和雨季。干季平均时间在 10 月上旬至 5 月中旬（个别年份延至 6 月下旬） ，历时七个月左右。雨季平均时间在 5 月下旬至 9 月 下旬（个别年份提早到 9 月上旬）历时五个月左右。 1.6.2 施工总布置 本工程枢纽区建筑物比较集中，故施工总布置采用分散与集中相结合的原则进行。 本工程施工设施主要布置在大坝右岸，在该区内视不同的高程、位置、距单项工 云乐水库除险加固工程 初步设计 13 程施工场地的远近，相应布设钢筋模板加工厂、机械设备维修停放场、综合仓库、实 验室、混凝土预制厂、临时工棚等 1.6.3 施工总进度 本工程计划第一年 9 月 1 日正式开工，第一年 9 月为施工准备期；主体工程施工 期从第一年 10 月 1 日至第二年 5 月 31 日，工期为 9 个月；第二年 6 月 30 日本工程全 部竣工，总工期为 10 个月。 1.7 工程占地 工程占地包括大坝、溢洪道、输水涵洞等永久占地和料场、弃渣场、临时施工道 路、临时用地和施工场地等临时占地，其中永久占地均为原水库工程占地，临时占地 为 4850m2，合计 7.3 亩。 1.8 环境保护与水土保持设计 1.8.1 环境影响评价 xx 水库大坝除险加固工程对环境的影响既有有利方面，也有不利方面，从总体上 看，工程以显著的防洪、灌溉效益占主导地位；工程施工期间，可能对工区环境产生 不利影响，但影响是局部的、暂时的，可采取适当的水土保持措施使水土流失得到有 效控制，由于工程施工集中在水库枢纽区和料场分布区，其范围内有一定森林植被发 育，但无工矿企业及居民点，因此，只要按设计要求，采取适当的措施可使小范围的、 暂时的大气污染和水污染得到治理。 1.8.2 水土保持设计 根据工程区水土流失现状和生态保持现状，结合工程建设特点，着重对工程建设 过程中的水土流失情况进行控制，以尽量少占地、少损坏天然植被和节省投资为原则， 以天然植被保护、封育为主，辅之以人工造林措施和适宜工程措施的水土保持方案。 争取在方案实施后的2 年内使工程影响范围内的生态环境得到恢复和改善。 1.9 工程管理 根据水库工程管理设计规范 （sl106-96）的有关规定及管理所实际情况，需要 增加的管理设施如下： （1）观测设施：浸润线观测管 5 根、坝体位移观测点 4 个、位移观测工作基点 2 个、位移观测校核基点 3 个、量水堰 1 个、水位尺 1 套。 云乐水库除险加固工程 初步设计 14 （2）生产及生活用房：本工程需新建生活及办公用房 80m2。 1.10 工程概算 按 2011 年 1 季度物价 xx 县水平计算，该项目工程总投资 355.84 万元。其中：建 筑工程 270.99 万元，机电设备及安装工程 2.71 万元，金属结构及安装工程 8.98 万元， 临时工程 3.62 万元，独立费用 47.33 万元，预备费 16.68 万元，水土保持费 4.14 万元， 环境保持工程投资 1.38 万元。 1.11 经济评价 从国民经济评价的角度来看，本项目的各项指标都优于规定指标，经济净现值大 于零，经济内部收益率大于社会折现率（8%） ，经济效益费用比大于 1。各项指标均满 足规范要求。敏感性分析无论是单因素浮动还是多因素同时浮动，国民经济评价 指标也都达到规范要求的评价准则，工程具有较强的抗风险能力，说明此项目在 经济上不但是合理的，也是较为可靠的。 1.12 结论 从国民经济评价的角度来看，本项目的各项指标都优于规定指标，经济净现值大 于零，经济内部收益率大于社会折现率（8%） ，经济效益费用比大于 1。各项指标均满 足规范要求。敏感性分析无论是单因素浮动还是多因素同时浮动，国民经济评价 指标也都达到规范要求的评价准则，工程具有较强的抗风险能力，说明此项目在 经济上不但是合理的，也是较为可靠的。因此建议尽早实施水库除险加固工程。 云乐水库除险加固工程 初步设计 15 1.13 工程特性表 xx 水库除险加固工程特性表 数量 序号名 称单位 现状除险加固后 备注 一水文 1 坝址以上流域面积 km21.5(0.335)1.5(0.335) 2 设计洪水标准 5% 3 校核洪水标准 0.5% 二水库 1 校核洪水位（p=0.5%） m 1803.89 2 设计洪水位（p=5%） m 1803.37 3 正常蓄水位 m 1802.001802.00 4 死水位 m1777.501788.50 5 水库容积 6 总库容（校核洪水位）万 m3 49.21 7 兴利库容(正常蓄水位至死水位)万 m3 35.80 8 死库容万 m3 4.55 三工程效益指标 1 灌溉效益万元/年 2 面积亩 33703370 3 防洪保护面积万亩 1.21.2 4 防洪保护人口万人 0.40.4 四主要建筑物及设备 1 大坝 均质土坝 2) 地基特性 3) 地震基本烈度度 66 4) 坝顶高程 m1804.001804.00 5) 最大坝高/顶宽 m24.0/4.024.0/4.0 6) 坝顶轴线长 m67.567.5 7) 防渗处理方式 帷幕灌浆 2 溢洪道 1) 型式 土沟开敞式宽顶堰 2) 堰顶高程 m1802.501802.00 3) 堰宽 m1.55.0 净宽 4) 总长度 m40 9245 5) 消能型式 无消力池 6) 设计泄洪流量（p=5%） m3/s 12.46 7) 校核泄洪流量（p=0.5%） m3/s 20.16 3 输水涵洞 1) 型式 无压涵洞无压涵洞内设 d300 钢管 云乐水库除险加固工程 初步设计 16 xx 水库除险加固工程特性表 序号名 称单位 数量 备注 现状除险加固后 2) 闸门型式 转盖闸闸阀 3) 最大泄流量 m3/s0.20.2 4) 进口底板高程 m1786.001786.00 5) 总长度 m83.089.50 五施工 1 主体工程数量 1) 土石方开挖 m3 11309.4 2) 土料填筑 m3 2539.6 3) 坝壳填筑 m3 7595.0 4) 反滤料填筑 m3 887.8 5) 堆石填筑 m3 890.5 6) 碎石垫层 m3 265.3 7) c15 砼 m3 629.5 8) c20 砼 m3 618.3 9) 钢筋制安 t 15.0 10) 草皮护坡 m2 2477.8 11) 帷幕灌浆钻孔 m 1352.9 12) 帷幕灌浆 m 1105.1 13) 房建 m2 96 2 施工期限 1) 总工期月 10 六经济指标 1 静态总投资万元 355.84 2 总投资万元 355.84 1) 其中：建筑工程万元 270.99 2) 机电设备及安装工程万元 2.71 3) 金属结构设备及安装工程万元 8.98 4) 临时工程万元 3.62 5) 独立费用万元 47.33 6) 预备费万元 16.68 7) 水土保持方案及环境保护投资万元 5.53 3 综合利用经济指标 4 水库单位库容投资元/m3 7.23 5 经济内部收益率 % 19.76 6 经济净现值万元 428.94 7 经济效益费用比 1 2.156 云乐水库除险加固工程 初步设计 - 17 - 2.水文 2.1 流域自然概况 2.1.1 工程自然概况 xx 水库位于长江流域横江支流洛泽河右岸支流角奎小河左岸支流海子河的左岸支 流 xx 河上。xx 水库坝址坐落于 xxxx 县角奎镇 xx 村之乐寨，距 xx 县城 31km，地理位 置东经 1040436，北经 273148。具体见附图: xx 水库地理位置及水系图。 经本次初步设计复核，xx 水库坝底高程 1780m，坝顶高程 1804m，坝高 24m。径流 面积 1.835 km2，其中本区面积 1.50km2，引洪区面积 0.335km2。本区主河长 l=1.29km，主河道平均坡度 j=75，平均高程 1850m，流域形状系数 0.90。引水区主 河长 l=1.32km，主河道平均坡度 j=20，平均高程 1900m，流域形状系数 0.19 水库上游无水库等蓄水、提水水利工程。库区植被覆盖较好，上游松散土层较厚， 局部有冲沟发育。洪水季节有一定量的冲洪积固体径流物淤积于库内。 该水库原设计坝高 36m。工程于 1970 年 10 月开工,但因当时大河公社考虑隧洞长 760m 无法打通，不同意共同施工，后改为 25m 坝高，实际 1979 年完成时 24m 坝高：正 常蓄水位 1802.00m。 xx 水库受益 xx 村、田坝、官寨、堡堡、大坪、渔湾、云坪、元堡、田湾、良子、 萝卜、干田、田坎、赶场、三加、xx、杉树、龚坪、街上 18 个社 706 户，3180 人，畜 生 2230 头，设计灌溉面积 1500 亩，实际灌溉面积 3370 亩，其中水田 880 亩，水浇地 2490 亩。同时 xx 水库承担着下游 xx 村 500 人的防洪安全任务和水库下游耕地面积 1000 亩的保护任务。 不论从灌溉效益方面，还是从防洪作用来讲，xx 水库大坝的安全性都具有重大的 意义。但由于病险，水库不但无法发挥效益而且对下游人民生命财产安全构成巨大威 胁。 2.1.2 水文气象特征 xx 县属大陆性季风气候，干季受盛行的西风环流影响，气流来自伊朗高原和印度 西部的干燥地区为热带大陆气团控制，降雨稀少，雨季受来自印度洋上西南季风影响， 带来潮湿气流，地下水充沛，形成明显的干季和雨季，多年平均降雨量 850mm。干季平 云乐水库除险加固工程 初步设计 - 18 - 均时间在 10 月上旬至 5 月中旬（个别年份延至 6 月下旬） ，历时七个月左右。雨季平 均时间在 5 月下旬至 9 月下旬（个别年份提早到 9 月上旬）历时五个月左右。县城春 季 4 月平均气温 18.3，最高 40.5，最低 0；夏季 7 月平均 25.6，最高 40.2， 最低 12.3；秋季 10 平均 17.4，最高 33.7，最低 1.5；冬季 1 月平均 7.2， 最高 33.5，最低-3.7，县城年平均 17，最高 40.5，最低-3.7。 xx 位于全国东北西南向地域分界的过渡区，受台风的外围影响，加之 xx 高原上 空水汽含量不足，暴雨和洪水的量级都是比较低的。xx 位于 xx 的东北角，没有滇东南 和滇西南的低压系统和水汽条件，但作为冷空气南进的重要门户，受四川盆地进入 xx 高原的过渡地带新月形地形的影响，形成了 xx 市北部稳定的多雨带，由于地形地势条 件利于南移天气系统的抬升和水平辐合作用，因此，暴雨的量级还是很大的，被称为 “滇东北大暴雨区” ，低压槽、切变线、西南涡和冷锋是形成 xx 暴雨的主要天气系统。 xx 省实测最大 24h 暴雨量 265.0mm（滇东南） ，xx 北部省界附近的平安站也达