云南省某（二）型水库除险加固工程初步设计报告.doc

a 云南省云南省 xxxx 市市 xxxx 县县 xxxx（二）型水库除险加固工程（二）型水库除险加固工程 初步设计报告初步设计报告 云南省云南省 xxxx 市水利水电勘测设计研究院市水利水电勘测设计研究院 二零一一年三月二零一一年三月 b xxxx 县县 xxxx 水库地理位置图水库地理位置图 3 坝顶现状坝顶现状 启闭机启闭机 涵洞闸门涵洞闸门 溢洪道溢洪道 前坝坡前坝坡 后坝坡后坝坡 i 目目 录录 1 1综合说明综合说明 1 1 1.1序言1 1.2水文4 1.3工程地质7 1.4工程任务及规模10 1.5工程除险加固设计10 1.6金属结构13 1.7施工组织设计13 1.8水土保持工程16 1.9环境保护设计17 1.10工程管理17 1.11设计概算18 1.12经济评价18 1.13结论及建议18 1.14工程特性表20 2 2水文水文 2222 2.1基本情况22 2.2防洪标准25 2.3设计洪水26 2.4洪水合理性检查28 2.5泥沙31 3 3工程地质工程地质 3333 3.1概况33 3.2库区工程地质评述38 3.3坝址区工程地质条件41 3.4输水涵洞工程地质条件47 ii 3.5泄洪建筑物工程地质条件48 3.6天然建材48 3.7结论50 4 4工程任务及规模复核工程任务及规模复核 5151 4.1社会经济概况51 4.2水库现状52 4.3水库死水位复核52 4.4水库正常蓄水位复核53 4.5水库防洪能力复核53 4.6坝顶高程复核55 4.7水库特征水位及库容58 5 5工程除险加固设计工程除险加固设计 5959 5.1设计依据59 5.2大坝除险加固设计60 5.3泄水建筑物（溢洪道）73 5.4输水建筑物（涵洞）74 6 6金属结构金属结构 7676 6.1概述76 6.2闸门结构型式76 6.3启闭设备76 6.4金属结构统计表76 7 7施工组织设计施工组织设计 7777 7.1施工条件77 7.2施工导流78 7.3料场选择与开采79 7.4主体工程施工79 7.5施工交通82 iii 7.6施工辅助设施82 7.7施工总体布置83 7.8施工总进度85 8 8水土保持工程水土保持工程 8686 8.1水土保持现状及水土流失86 8.2工程建设过程中水土流失预测86 8.3水土流失防治方案88 8.4水土保持监测89 8.5水土保持投资概算89 8.6水土保持效益89 8.7结论90 9 9环境保护设计环境保护设计 9191 9.1设计依据及原则91 9.2工程对环境主要影响91 9.3保护措施设计92 9.4环境保护投资概算93 1010 工程管理工程管理 9595 10.1管理体制和机构设置95 10.2工程管理及保护范围96 10.3工程管理基础设施97 10.4安全检测设施97 10.5工程运用管理97 10.6工程养护维修98 10.7工程安全监测100 10.8工程技术档案管理101 1111 设计概算设计概算 102102 11.1概述102 iv 11.2编制原则102 11.3编制依据及基础资料102 11.4编制方法106 11.5主要经济指标107 11.6投资概算表108 1212 工程经济效益评价工程经济效益评价 126126 12.1评价原则及依据126 12.2国民经济效益分析126 12.3财务经济分析128 12.4评价结论及建议129 12.5经济评价计算表131 1313 结论及建议结论及建议 136136 1 1 综合说明综合说明 1.1 序言序言 1.1.1 工程概况工程概况 xx 水库位于 xx 自治县 xx 乡 xx 村，距 xx 县城 56km，距 214 国道 5 公里。 水库建于 南勐河支流小帮协河上游，地理位置 为东经 1000225，北纬 231652，水库控制径流面积 2.63km2，多年平均降雨量1350mm。 该工程 于 1966 年 2 月动工， 1973 年 5 月竣工投入使用 ，总 库容 13.5 万 m3，兴利库容 10.7 万 m3，死库容 1 万 m3。根据 水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准 （sl252-2000）规定， 本工程属小（二）型水库，工程等别为五等，主要建筑物级别5 级，次要建筑物级别5 级。根据 1/400 万中国地震动参数区划图 ，该地区地震动反应普特征周期为0.45s，地震动峰值加速度为 0.30g，工程 区相应地震烈度为 度。 xx 水库除险加固工程概算总投资 191.75 万元。 1.1.2 工程除险加固必要性工程除险加固必要性 xx 水库 工程任务以灌溉为主，兼顾人畜饮水。主要承担500 亩的灌溉任务 及 1267 余人、 600 余头大牲畜的饮水 。由于 水库建 设时间较早 ，限于当时的条件和技术等因素，给工程留下了许多 人为隐患， 使工程投入使用时即成为病险水库。且受 1988 年 “116”地震的影响，消力井和输水涵洞的部分地段产生裂缝，漏水 严重，已严重 威胁工程运行安全 ，县、乡曾多次对该工程的涵洞进 行过处理，但因经费等因素，处理不彻底，收效甚微。因病害严 重，水库采取限制蓄水，目前实际灌溉面积仅355 亩，工程效益 始终未能正常发挥 。 工程下游影响区主要为河谷，坡度较大，基本无人居住，但有耕 2 地 2407 亩，水库一旦溃坝，经计算，其溃坝洪水将达993m3/s， 会对下游农田、耕地造成毁灭性冲击，造成较大损失。 因此，为了满足农业灌溉、防洪和大坝安全运行的要求，早日对 xx 水库 进行工程除险加固、完善配套设施是非常必要的。水库除险 加固后能解决 下游 部分村寨农灌缺水状况，带动当地农民脱贫致富， 对推动全乡农业生产发展，乃至xx 县的社会经济发展产生积极的 推动作用，对各民族团结、边疆稳定起到重要的作用。 1.1.3 安鉴主要结论及审批意见安鉴主要结论及审批意见 根据 水库大坝安全鉴定办法 及水库大坝安全评价导则 （sl258-2000） ，2010 年，由 xx 市临翔区水利水电勘察设计队承 担对 xx 水库 进行安全鉴定，编制了 xx 县拉祜族、佤族、布朗 族、傣族自治县xx 水库 大坝安全评价报告 以及 xx 水库 大坝 安全鉴定报告书 ，安全鉴定结论如下： 1、在各种运用工况下，水库大坝安全超高不能满足要求 ；溢 洪道为土渠，断面小，不能满足安全泄洪要求。根据 水库大坝 安全评价导则 （sl2582000）及相关规范 ，确定水库防洪 安全 等级评价 为c级。 2、坝基承载力低，透水性强，坝基及岸坡未采取防渗措施，存 在基础及岸坡接触渗漏，综合评价基础处理不合格。 3、施工中，质量控制不规范，碾压方式落后，坝土压实度低， 透水性强，后坝 13m16m坝面阴湿，局部已形成沼泽，坝顶沉陷达 0.4m。坝面及岸坡结合部多处形成集中漏水通道，工程质量评价为不 合格。 4、大坝存在坝基、接合部和坝体渗漏，大坝沉陷、变形严重； 输水涵洞多处断裂漏水，危及工程运行安全。综合评价大坝渗流安全 等级为 c级。 5、水库下游坝坡在正常蓄水位、设计洪水位和校核洪水位加地 震工况下，抗滑稳定安全系数小于规范值，综合评价大坝抗震安全等 3 级为 c级。 6、金属结构 设备老化 、锈蚀严重，启闭困难 ，运行保证率低 。 综合评 价金属结构安全等级为 c级。 xx水库大坝防洪安全等级为c级，坝体及其建筑物的各项评价 指标为 c级，工程存在严重安全隐患。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册 ，综合评定 xx水库大坝 安全类别为三类坝。建议尽快进行大坝除险加固处理。 安全鉴定建议的除险加固工程处理措施：1、对大坝基础、岸 坡及坝体进行防渗加固处理，建立完整有效的防渗体系，改善坝体运 行工况； 2、输水涵洞渗漏严重，危及大坝运行安全，且断面较小， 维修养护极其困难，建议封堵原涵洞，新建输水设施及控制设施； 3、大坝整修、培厚，重建倒滤体，增设水位、沉陷、位移、渗流等 观测设施； 4、设置防浪墙，扩建溢洪道，提高水库抗洪能力； 5、建盖管理房，加强用电、交通、通讯设施，改善工程管理条件， 保证紧急情况下的防汛要求；6、在大坝未进行除险加固之前，限 制水库蓄水位。 1.1.4 勘察设计过程勘察设计过程 受 xx 县水利局的委托， 2009 年 6 月， xx 市水利水电勘测设 计研究院开展了xx 水库地质勘探工作，结合xx 水库 大坝安全 鉴定结论及专家提出的评审意见，我院积极开展初设工作，对现状工 程建筑物进行复核，进一步明确工程病害情况，提出设计方案，进行 方案比较，切实做到优化设计。于2010 年 12 月完成了 xx 县 xx 水库除险加固工程初步设计报告 ，为 xx 水库尽早的完成除 险加固，发挥工程效益创造条件。 2011 年 4 月，由 xx 市水务局组织相关部门及专家对该水库初 步设计进行了评审，针对评审意见，我院组织相关技术人员对设计进 行了修改，最终完成xx 水库工程除险加固初步设计工作。 4 1.2 水文水文 1.2.1 基本情况基本情况 xx 水库位于 xx 乡 xx 村民委员会辖区内，属澜沧江水系二级 支流南矮河上游，水库控制径流面积2.63km2，总库容 13.7 万 m3，兴利库容 10.7 万 m3，设计灌溉面积500 亩，实灌面积 355 亩，是 xx 乡的骨干水利工程之一，地理位置为东经100 0225，北纬 231652。多年平均降雨量1350mm，流域属典型的 中山地区亚热带气候类型，其气候特点是干湿季节分明。 xx 水库坝址高程 1490m、流域最高点 1840m，流域平均海拔 约 1665m，径流面积 2.63km2。属高山地形地貌，主要分布有花岗 岩类， 植被类型多为灌草及低矮常绿植物群落。 设计流域内主要分布有灌草及低矮常绿植物，植被保护良好，植被覆 盖率在 5080%左右，因此，汛期对延缓坡面流，减少水土流失具有良好 的调蓄作用，但今后库区周围的植被保护工作不容忽视。 xx 水库流域地处低纬的西南亚热带季风区，水气主要来自印度洋的 孟加拉湾。据邻近流域水文、气象雨量观测站点实测最大 24 小时暴雨分 析，暴雨多发生在每年的 5 月下旬至 11 月中上旬。暴雨特性表现为历时 短、大强度。 水库设计流域的洪水主要产生于暴雨，成因关系密切，且暴雨与洪水 基本同频率。据 xx 水文分局对 xx 市小汇水面积（10.5200km2）的各 小河站多场实测暴雨资料分析：次洪水过程一般不超过 24 小时，起涨历 时一般在 0.53 小时之间，且以单峰为主，峰高量小，属典型的山区性小 流域陡涨陡落的洪水特性。 1.2.2 防洪标准防洪标准 xx 水库总库容 13.5 万 m3，最大坝高 16m，规模为小（二）型水库。 根据国家防洪标准 （gb50210-94）及水利水电工程等级划分及设计 标准 （sl252-2000） ，水库大坝枢扭工程属等 5 级，水库的防洪设计标 5 准为 20 年一遇（p=5%） ，校核标准为 200 一遇（p=0.5%） 。 1.2.3 设计洪水设计洪水 因水库流域无任何水文气象资料，根据水利水电工程设计洪水规范 （sl442006） ，中 4.3.3 条规定“当流域面积小于 1000km2,实测资料短缺时， 可采用经审批的暴雨径流查算图表作为计算设计洪水的一种依据。 ”本次 洪水复核由“云南省暴雨径流查算手册” （简称手册法）推求。 xx 水库流域特征值、暴雨及产汇流参数水库流域特征值、暴雨及产汇流参数 f(km2)l(km)j()暴雨区产流区汇流区 2.632.2995.9 776 hp1(mm)hp6(mm)hp24(mm)cv.1cv.6cv.24 3650750.410.380.40 xx 县县 xx 水库设计洪水成果水库设计洪水成果 设计洪水 qp 频率 项目p=0.33%p=0.5%p=3.33%p=5% qmax(m3/s)26.2324.991816.54 w24max(104m3)29.5427.3716.8615.48 6 1.2.4 泥沙泥沙 鉴于 xx 县 xx 水库流域内无任何实测泥沙资料，所以，xx 水库泥 沙采用 2006 年由云南省水利水电厅、云南省水利水电科学研究所编制的 云南省 2004 年土壤侵状况遥感调查报告成果 xx 市 1:25 万土壤侵蚀 现状图进行估算。 xx 水库多年平均输沙量估计成果水库多年平均输沙量估计成果 项目 位置 多年平均 输沙量 w沙(t) 多年平均悬移 质 输沙量 ws(t) 多年平均推移 质 输沙量 wb(t) 多年平均 固体径流 q固(m3) 水库坝址1052877 175 801 1.3 工程地质工程地质 1.3.1 库区地质条件库区地质条件 库区地形地质条件好，两岸山体厚实，左右两岸地形基本对称，坡度 一般在 2030 度之间，表层有残坡积含砂亚粘土覆盖，厚度 1.003.00 米，基底岩性为三叠系边缘相 花岗岩，花岗结构或不等粒状结构，块状 构造。但风化强烈，全风化层埋深较大，一般约 3050 米，岩土强度较 低，手搓即散，呈含砾粗砂土状。 库区两岸及上游均有泉水出露，出露位置高于水库正常蓄水位高程， 水库没有向低邻谷渗漏的条件，不存在低邻谷渗漏。地下水类型为层间裂 隙水，略高于河水位，地下水补给河水。 库区构造不发育，物理地质现象仅表现为库区左右两岸的老年期冲沟， 沟中常年有水；未发现大规模的塌岸现象和滑坡痕迹，仅有小规模的边岸 再造，加之表层有第四系残坡积含砂亚粘土层覆盖，回水线以上，草皮灌 木从生，植被较好，故库区两岸及上游水土流失少，淤积不大，水库运行 多年未出现大规模塌岸现象，库内边坡基本上处于相对稳定状态。 7 库区构造不发育，物理地质现仅表现为库区左右两岸的老年期冲沟， 沟中常年有水，水量随季节性而变化，未发现大规模的滑坡痕迹和不良物 地质现象。库岸基本稳定，边岸再造轻微。 1.3.2 坝址区工程地质条件坝址区工程地质条件 坝址区河床宽约 2025m，两岸地形基本对称，右岸略陡，左岸地形 相对平缓，地层岩性单一，基础均匀。为花岗岩，地表为第四系残坡积含 砂粘土，厚度 1.52.5 米。 根据钻孔水文地质试验，渗透系数大部分在中等透水之间，局部为强 透水。其下为花岗岩，中上部节理裂隙发育，下部节理裂隙相对较少，渗 透系数基本在弱透水范围内。 地下水位出露较高，远高于坝顶，地下水补给河水，地下水类型为第 四系孔隙水和基岩裂隙水。 坝址区两岸地形基本对称，右岸略陡，左岸地形相对平缓，地层岩性 单一，基础均匀，构造和物理地质现象不发育，基础岩性为三叠系边缘相 花岗岩全风化层，全风化层埋深较大。左右两岸地形基本对称，坡度相对 均匀，边坡基本稳定。 1.3.3 输水涵洞工程地质条件输水涵洞工程地质条件 输水涵洞为坝下浆砌石箱涵，断面尺寸为 0.50m0.80m，涵洞前端设 闸下消力井，安装直径 0.30m 圆盘转盖闸控制，闸门锈蚀严重，最大放水 流量 0.3m3/s，底部设冲沙底闸，出口设消力池。 输水涵洞基本都置于花岗岩全风化层之上。 1.3.4 溢洪道工程地质条件溢洪道工程地质条件 已建溢洪道位于大坝右岸，开敞式，在山凹上开凿而成，断面尺寸 0.80m1.00m，堰顶高程 1508.00m，设计最大泄水流量 1.0m3/s。 基础地层岩性为三叠系边缘相 花岗岩全风化层。未见明显的物理地 质现象和构造痕迹。 该溢洪道位置布置合理，地层岩性单一，基础强度满足要求，工程地 8 质条件简单。基础工程地质条件满足建筑物对基础的要求。 1.3.5 天然建筑材料天然建筑材料 xx 水库坝坡过陡，施工采用人海战术，土法上马，所有施工工序都是 由人工完成，对基础不作任何防渗处理。未采取坝基和坝肩结合防渗措施。 上坝土料主要靠人工手推车运输，人工碾压，造成坝体压实度低，大坝需 要进行培厚，以增强坝体的稳定性。 一、风化料一、风化料 勘察的风化料场为三叠系边缘相 花岗岩全强风化层，位于左坝肩 以北临时公路以上，运距 100m 以内。 产地概述产地概述 料场位于左坝肩以北临时公路以上，开采后直接上坝，运距 0.3km 以 内，分布高差 18m，属类产地。清除约 0.51m 的覆盖层后，大部出露 全强风化花岗岩。可开采储量为 8 万 m3，料场为全强风化花岗岩。 开采运输条件及环境评价开采运输条件及环境评价 料场位于右坝肩以北的斜坡上，开采后直接上坝，运距 0.1km 以内， 为山梁地形，开采条件好；分布高差 18m，为重车下坡运输，运距近，运 输条件好；开采场地为独立运输线，对其它无影响；开采后永久边坡属岩 质边坡，稳定性好，不会产生坍塌、滑坡等不良物理地质现象。 二、石料及砂料二、石料及砂料 石料：取自 xx 河边，为花岗岩圆砾，开采条件优越，运距约 3km， 属独立运输线。 砂料：用量小，取自 xx 河边，运距 4 公里。 1.4 工程任务及规模工程任务及规模 1.4.1 工程任务工程任务 按照维持现有工程规模，对水库进行除险加固，恢复工程的设计功能 的原则，使水库稳定有效地发挥经济效益和社会效益。故本次除险加固维 9 持原工程任务不变，水库除险加固后工程任务为农业灌溉。 1.4.2 工程规模工程规模 根据有关规定及要求， xx 水库 除险加固原则上保持原规模不 变，通过防洪安全复核，选定泄洪方案，并进行水库调洪计算后，确 定正常蓄水位为 1508.00m 不变，相应库容为11.7 万 m3，总库容 13.5m3。水库除险加固后特征水位见下表 ： 除险加固后除险加固后 xx 水库特征水位成果表水库特征水位成果表 项 目水位（m）库容（万 m3） 校核洪水位（p=0.5%）1509.3713.5 设计洪水位（p=5%）1509.0113.0 汛期限制水位（空库度汛）1495.001.0 正常蓄水位1508.0011.7 死水位1495.001.0 1.5 工程除险加固设计工程除险加固设计 1.5.1 工程等别及设计标准工程等别及设计标准 xx 水库设计总库容 13.5 万 m3，属小（二）型水库。水库工程任务为 农业灌溉。根据中华人民共和国国家防洪标准 （gb50201-94）和水 利水电枢纽工程等级划分及洪水标准 （sl252-2000）的规定，确定 xx 水库属小（二）型水库，大坝枢纽工程属等五级，主要及次要建筑物等 级为 5 级，防洪设计标准为 20 年一遇（p=5%） ，大坝防洪安全非常运用 标准为 200 一遇（p=0.5%） 。 1.5.2 工程现状工程现状 该工程于 1966 年 2 月动工兴建，1973 年 5 月竣工投入使用。枢纽建 10 筑物主要由大坝、输水涵洞和溢洪道组成。属小（二）型水库工程。 主坝为均质土坝，坝高 16.0m，坝顶高程 1510.00m，坝顶长 72.0m， 坝顶宽 5.0m。坝体上、下游坝面均为二级坡，上游坝面高程 1594.00m1502.00m，坡比为 1:2.75，戗台宽 1.00m；高程 1502.00m1510.00m，坡比为 1:2.5。坝体下游坝面高程 1494.00m1502.00m，坡比为 1:2.20，戗台宽 1.50m；高程 1502.00m1510.00m，坡比为 1:2.00；倒滤体经多年运行，现已失效，表 面被土层覆盖，从外观上已看不到倒滤体部分。 输水涵洞为坝下浆砌石箱涵，断面尺寸为 0.50m0.80m，涵洞前端设 闸下消力井，安装直径 0.30m 圆盘转盖闸控制，最大放水流量 0.3m3/s，底 部设冲沙底闸，出口设消力池。 溢洪道位于大坝右岸，开敞式，在山凹上开凿而成，断面尺寸 0.80m1.00m，堰顶高程 1508.00m，溢洪道总长 85m，设计最大泄水流量 1.0 m3/s。 1.5.3 主要病害主要病害 1.5.3.1拦河坝拦河坝 根据 安鉴资料及 现场检查， 坝顶高程不能满足防洪安全超高要 求、坝体单簿， 坝体、坝基 、坝肩及结合部存在不同程度渗漏， 顶部最大沉陷 0.4m。坝坡、坝面变形，倒虑体变形失效。 1.5.3.2输水涵洞输水涵洞 输水涵洞布置于大坝右岸，输水涵洞为坝下浆砌石箱涵，长 83.4m， 断面 0.50m0.80m，最大放水流量 0.3m3/s。涵洞前端设闸下消力井，安装 直径 0.30m 圆盘转盖闸控制，底部设冲沙底闸，出口设消力池。 经过多年的运行，涵洞浆砌石体变形开裂现象严重。转动门盖的铸铁 门框、门盖、角铁转动杆及钢绳老化陈旧，锈蚀严重，启闭困难，安全性 能差，已影响工程安全运行，部分设施需更换。金属结构现状质量评价为 不合格。 11 1.5.3.3溢洪道溢洪道 溢洪道在拦河坝右岸， 在山凹上开凿而成，断面尺寸 0.80m1.00m，底板高程 1508.00m。 根据溢洪道的结构型式采用堰流计算公式： 2/3 2mhgbq o 对溢洪道现状结构尺寸的泄洪能力，流量系数取值为：mo=0.385，复 核后溢洪道现状结构尺寸的泄洪能力不能满足下泄要求。 1.5.4 工程除险加固的任务及措施工程除险加固的任务及措施 1.5.4.1工程除险加固的任务工程除险加固的任务 按照维持现有工程规模，对水库进行除险加固，恢复工程的设计 功能的原则，使水库稳定有效地发挥经济效益和社会效益。故本次除 险加固维持原工程任务不变，水库除险加固后工程任务以灌溉为 主。 1.5.4.2工程除险加固的措施工程除险加固的措施 通过本次除险加固，应达到根除病害、运行可靠、方便管理，可以发 挥其较好经济效益的目标。本次除险加固设计主要应解决以下问题： 1、从水库运行的安全性及水库效益出发，应及时对水库大坝沉 陷部分进行加固处理，对坝体、坝基、坝肩及其结合部位采取高压喷 灌的方式进行防渗处理；对后坝坡培厚处理；修整坝顶、坝坡、坝面， 加设排水沟、踏步等；翻修倒虑体。 2、改造输水涵管运行方式，降低涵管渗漏对坝体的威胁，即在 涵管进口设竖井，涵洞内采用钢管内衬。 3、对溢洪道进行扩建，保证水库泄洪安全。 4、建立完整的观测设施，增加水平位移、沉陷、测压管等观测 设施，并按规范进行观测和资料记录整理。 12 5、完善水库管理体系，新建管理房，增加交通、通讯等设施， 加强人员培训，提高业务水平。 1.6 金属结构金属结构 本工程输水涵管设置 启闭塔 及工作闸门，竖井布置在涵管进口 段段，启闭机房高3m。根据水工建筑物的运行条件，通过技术经济 比较，确定本工程的金属结构为工作闸门一套，为平板铸铁闸门，规 格为 0.50.5m，采用手电螺杆ql-100-sd 启闭机启闭。进口设粗 格拦污栅一套，尺寸规格为2.31.4m。 1.7 施工组织设计施工组织设计 1.7.1 施工条件施工条件 xx 水库是 xx 县 xx 乡的骨干水利工程之一 ，水库距离 xx 县城 56km，xx 县城至 xx 乡公路从水库经过 ，工程所需的外来 材料，设备均可运输到工程区。 xx 水库除险加固方案主要对坝体、坝基、坝肩及结合部进行防 渗处理。施工项目有：坝体，坝基及坝肩高压灌浆工程，坝土培 厚；涵管改造，修建涵管进口竖井；溢洪道改造； 观测设施埋设 等工程的施工。 1.7.2 施工导流施工导流 根据 水利水电工程施工组织设计规范sdj338-89 的规定， xx 水库为小（二）型工程，工程等级为等五级建筑物，施工期 洪水设计标准按5 年一遇设计（ p=20%） 。 xx 水库为已建工程，汛期泄洪任务由输水涵管承担，涵管改造 时配套水泵抽水。根据确定的施工期间设计洪水标准（p=20%枯 期洪水），采用 水利水电工程设计程序集v3.0中 c-2 经进行 调洪演算的，在p=20%枯期洪水时采用原涵管导流，可满足施工导 流要求。 13 按照确定导流方式、洪水标准、洪水调节演算成果，采用涵管导 流方案是可行的，但需在输水涵管进口前修建围堰。 根据洪水调节演算成果，根据水电水利工程围堰设计导则 （dl/t5087-1999）规范要求，确定围堰顶高程为1496.50m，涵 管改造维持原进口高程，闸门塔修建时需在进口前修建围堰。 围堰为土石 坝围堰， 堰顶高程为 1496.50m，顶宽 2.5m，上下 游坡 坡比均为 1:2。 1.7.3 主体工程施工主体工程施工 1.7.3.1拦河坝施工拦河坝施工 拦河坝加固工程主要施工项目有：土方开挖、培厚坝体，基础帷幕灌 浆、坝体高压灌浆、坝面修整、观测设施等施工。施工程序为：土方开挖 帷幕灌浆高压旋喷灌浆倒虑体翻修培厚坝体坝坡修整安装观 测设施。 1.7.3.2输水涵管及溢洪道施工输水涵管及溢洪道施工 溢洪道布置于大坝左岸。进口底板 高程 1508.00m。溢洪道 现 状无法满足泄洪要求 ，将对溢洪道进行 扩建 。 输水涵管为坝下埋管。本次除险加固工程主要考虑改造闸门控制 形式，在进口端增加闸门启闭塔，采用平板铸铁闸门控制。 主要施工项目有土石方开挖，土石方回填，浆砌石衬砌， 混 凝土浇筑 等。 1.7.3.3金属结构安装金属结构安装 闸门安装施工，输水涵管工作闸一套，尺寸为0.50.5m 铸 铁闸门。进口设有2.31.4m 拦污栅一套，主要以人工安装为主， 按设计要求准确安装，其工程材料、设备用汽车运输至工地。 14 1.7.4 施工辅助设施施工辅助设施 主要包括：砂石料加工系统，混凝土拌和站以及风、水、电及通讯设 施等。 1.7.5 施工总进度施工总进度 xx 水库除险加固工程施工总工期为 12 个月，分为施工准备期、工程 施工期、工程扫尾三个阶段。施工准备期为第一年 10 月，共 1 个月。主 体工程施工安排在第一年 11 月至第二年 8 月，共 10 个月。工程扫尾为第 二年 9 月，共 1 个月。 1.7.6 水库淹没及工程占地水库淹没及工程占地 xx 水库 为已建工程，故本阶段未进行洪水回水计算，根据调洪 演算及库区滑坡、崩塌及库岸浸没影响分析，确定水库淹没影响范围 以正常蓄水位 1508.00m 为基点，增加 2.0m 即 1510.00m 高程以下 为本阶段水库淹没范围。 水库除险加固后工程规模保持不变，水库正常蓄水位 1508.00m、设计洪水位 1509.01m、校核洪水位 1509.37m、坝顶高 程 1510.00m，本次工程除险加固不产生新的占地及搬迁。工程占 地包括工程永久占地及施工临时占地两部份，原有永久占地包括溢洪 道、库区、大坝及进厂公路等，新 增的永久占地 为 80m2的管理所 占地 。临时占地包括施工场地，弃渣场，临时公路等。施工场地 2.8 亩，弃渣场 1.5 亩，共计 4.3 亩， 基本在水库管理范围以内， 工程完工后可复耕。 1.8 水土保持工程水土保持工程 据水土流失预测分析， xx 水库 建设项目防治责任总面积为 2.5hm2，产生弃渣自然方0.2 万 m3，折合松方 0.3 万 m3。如果在 施工过程中不采取强有力的水土流失防治措施，项目施工区因工程建 设将新增水土流失量0.25 万 t。 15 为解决因工程建设造成的水土流失问题，本方案提出了多种措施 进行综合治理：弃渣场采取挡土墙、排水工程；施工场地植被恢复措 施；施工道路护路林营造等。工程治理措施主要针对弃渣场及料场， 采取拦碴和排水工程措施。xx 水库 除险加固工程水土保持投资为 2.19 万元。 工程建设期间，要主体设计中具有水土保持功能的措施基础上， 通过本水土保持方案有效实施，有效控制了项目施工区的水土流失量， 避免或减少了滑坡、泥石流等危害发生，在确保水库安全施工和运行， 保护施工人员和周围群众生命财产安全的同时，恢复区域自然景观、 改善当地生态环境和社会环境，有利于促进当地社会经济的良性发展。 1.9 环境保护设计环境保护设计 针对水库除险加固工程对环境的不利影响，以减免和防范工程不利影 响为重点，坚持宏观控制与具体措施相结合原则，制定切实可行的保护措 施，力争资源开发与环境保护相协调，保证库区社会经济发展和生态环境 良性循环。 xx 水库除险加固工程环境保护设计采取措施主要包括： 工程建设对施工区环境污染的保护处理； 工程建设对施工区水土植被造成破坏恢复治理费； 施工期生产生活废水净化处理措施；施工期间粉尘、噪声防治、施 工人员卫生防疫措施。 按照现行水利工程投资构成，经测算本项目已计入工程投资中的环境 保护投资为 0.73 万元。 1.10工程管理工程管理 工程管理根据水库工程管理设计规范 （sl106-96） 、 水利工程管 理单位定岗标准、水利工程维修养护定额标准进行编制。水库主管单位 为 xx 县水利局，设 xx 水库管理所，专人进行管理，水库管理所编制总 定员为 1 人。 16 工程管理范围包括拦河坝、输水涵洞、溢洪道、供水设施、变电设施、 水文观测设施、观测设施、专用通讯及交通设施等各类建筑物周围。水库 保护范围为：拦河坝坝址以上至第一道分水岭脊线之间的库区径流区，径 流区属水源保护区范围。 水库工程管理设施应包括：水库工程内外观测设施，水库内外通讯设 施、交通道路、专用输电线路供水建筑物、水库管理单位办公、生产用房、 职工住宅和文化福利设施、各类车辆、船只及附属设施等。 1.11设计概算设计概算 编制依据：1、云南省水利厅、云南省发展和改革委员会云水规2005 116 号下发的云南省水利工程概（估）算编制规定（试行）；水利部 水总2002116 号文颁发的水利建筑工程概算定额、施工机械台时 费定额、水利部水建管1999523 号文颁发的水利水电设备安装工程 概算定额、水利部水总2005389 号文颁发的水利工程概预算补充定 额、水利部颁发的其他补充定额和有关行业主管部门颁发的定额；2、 云南省水利水电建设经济定额站云水定字（1996）第 3 号文关于调整云 南省水利水电基本建设工程次要材料预算价格的通知；3、水利工程设 计工程量计算规定；4、初步设计有关文件、图纸、资料。 xx 水库除险加固工程概算总投资 191.75 万元。 1.12经济评价经济评价 工程项目经济效益分析评价主要依据水利建设项目经济评价规范 sl7294、建设项经济评价方法与参数、云南省水利工程供水价格 实施办法（云计价格20031246 号），以下简称规范、规定、 方法、办法。 根据经济费用流程表计算项目各项经济指标如下： 静态投资回收期：9.7 年； 经济收益率：9.83%； 经济净现值：47.97 万元； 经济效益费用比：1.20； 17 当社会折现率 i=7%时，国民经济各项指标均满足规范要求，说 明“xx 水库除险加固工程”项目在经济上是合理的。计算期内项目总增 国民经济总值 296.98 万元。 1.13结论及建议结论及建议 本次除险加固设计前对该水库进行了地质钻探及水文地质实验， 基本明确了该水库存在的主要问题，并针对存在的问题分别进行除险 加固设计及论证分析，总结以下结论及建议： 一、结论 1、该水库存在的主要病险隐患为：坝顶、坝坡部分沉陷变形， 后坝坡较陡；坝体、坝基、坝肩及其结合部位存在不同程度渗漏；输 水涵洞工作运行方式不合理，存在变形、断裂及渗漏的隐患；溢洪道 较小，不能满足泄洪要求；水库基本检测观察设施及管理设施不全。 2、通过渗流及稳定计算，大坝在正常运行工况处于稳定状态， 仅在非常运行工况时出现稳定性偏低的情况。通过防渗处理后，大坝 在各工况均能达到安全稳定要求。 3、xx 水库除险加固工程总投资191.75 万元，工程措施易于 实施，投资合理。 二、建议 1、从水库运行的安全性及水库效益出发，应及时对水库大坝沉 陷部分进行加固处理，对坝体、坝基、坝肩及其结合部位采取高压喷 灌的方式进行防渗处理；对后坝坡培厚处理；修整坝顶、坝坡、坝面， 加设排水沟、踏步等；翻修倒虑体。 2、改造输水涵管运行方式，降低涵管渗漏对坝体的威胁，即在 涵管进口设竖井，涵洞内采用钢管内衬。 3、对溢洪道进行扩建，保证水库泄洪安全。 4、建立完整的观测设施，增加水平位移、沉陷、测压管等观测 设施，并按规范进行观测和资料记录整理。 5、完善水库管理体系，新建管理房，增加交通、通讯等设施， 18 加强人员培训，提高业务水平。 6、在水库未进行除险加固前应对水库加强观测管理，严格控制 水库蓄水位，保证水库安全运行。 1.14工程特性表工程特性表 xx 水库除险加固工程特性表水库除险加固工程特性表 序号序号名称名称单位单位 数量数量 （除险加固后）（除险加固后） 数量数量 （现状）（现状） 一一水文水文 1坝址以上流域面积km22.63 2洪水标准 设计洪水标准年20 校核洪水标准年200 3洪量 设计洪峰流量m3/s20.2 校核洪峰流量m3/s31.0 4泥沙 多年平均悬移质年输沙量t877 多年平均推移质年输沙量t175 二二水库特征参数水库特征参数 1水库水位 校核洪水位m1509.37 设计洪水位m1509.01 正常蓄水位m1508.00 死水位m1495.00 2水库容积 总库容万 m313.5 兴利库容万 m310.7 死库容万 m31 三三下泄流量下泄流量 19 序号序号名称名称单位单位 数量数量 （除险加固后）（除险加固后） 数量数量 （现状）（现状） 1设计洪水位时最大下泄流量m3/s6.53 2校核洪水位时最大下泄流量m3/s6.87 四四工程效益指标工程效益指标 1设计灌溉面积亩500500 五五主要建筑物及设备主要建筑物及设备 1挡水建筑物 型式均质坝均质坝 地基特性砾岩、长石石英砂岩夹粉砂岩 地震基本烈度/设防烈度度8/88/8 坝顶高程m1510.001510.00 最大坝高m1616 坝顶长m7272 2泄水建筑物 型式开敞式溢洪道开敞式溢洪道 地基特性强风化石英砂岩岩 堰顶高程m1508.001508.00 堰顶宽m2.51.0 设计洪水位下泄流量m3/s6.53 校核洪水位下泄流量m3/s6.87 3输水建筑物 型式无压钢管浆砌石涵洞 进口底板高程m 1494.00 .00 1494.00 最大流量m3/s0.52 尺寸m直径 0.4m0.5m0.8m 六六工程施工工程施工 1临时施工占地亩 2管理所建筑面积m280 3施工期月12 20 序号序号名称名称单位单位 数量数量 （除险加固后）（除险加固后） 数量数量 （现状）（现状） 七七经济指标经济指标 1静态总投资万元191.75 2总投资万元191.75 21 2 水文水文 2.1 基本情况基本情况 2.1.1 流域自然地理概况流域自然地理概况 xx 水库位于 xx 乡 xx 村民委员会辖区内，属澜沧江水 系二级支流南矮河上游，水库控制径流面积2.63km2，总库 容 12 万 m3，兴利库容 11 万 m3，设计灌溉面积500 亩，实 灌面积 355 亩，是 xx 乡的骨干水利工程之一，地理位置为东 经 1000225，北纬 231652。多年平均降雨量1350mm， 流域属典型的中山地区亚热带气候类型，其气候特点是干湿季 节分明。 xx 水库有关气象要素估算表水库有关气象要素估算表 表 2-1 多年平均极端值 气温 最高气 温 最低气 温 风速 m/s霜日 d 相对湿 度% 最高气 温 小于 2霜 冻日 14.519.4102.34068.23018 2.1.2 地形地貌地形地貌 xx 水库坝址高程 1490m、流域最高点 1840m，流域平 均海拔约 1665m，径流面积 2.63km2。属高山地形地貌，主 要分布有花岗岩类， 植被类型多为灌草及低矮常绿植物群落。 22 2.1.3 植被植被 设计流域内主要分布有灌草及低矮常绿植物，植被保护良好， 植被覆盖率在 5080%左右，因此，汛期对延缓坡面流，减少水土 流失具有良好的调蓄作用，但今后库区周围的植被保护工作不容忽 视。 xx 水库流域水系图（图水库流域水系图（图 2.1） 23 双江县大南矮水库除险加固初步设计报告 24 2.1.4 人类活动人类活动 沧源县贺勐水库径流区内，除水库本身外无任何水利工程设施，由于 水库周围的村落生活燃料以柴为主，人类活动对水库径流区有一定的影响， 水库径流区内的水土保持应引起重视，加强管理。 2.1.5 流域和河道特性流域和河道特性 水库径流区属澜沧江流域二级支流南矮河上游 ，水库流域呈扇形， 河流右西向东流向。流域植被较好，河道多为小卵石，水道断面宽小于 3m，一般在 0.5m2.0m 间，呈 v 字型。 xx 县县 xx 水库流域特征参数表水库流域特征参数表 表 2-2 参数 位置 集水 面积 f(km2) 干流 长度 lb(km) 形状 系数 rf 河网 密度 d 干流 坡降 j() 流域平 均高程 z(mm) 坝址2.632.290.50 0.81 95.9 1665 2.1.6 流域暴雨、洪水特征流域暴雨、洪水特征 xx 水库流域地处低纬的西南亚热带季风区，水气主要来自印度洋的 孟加拉湾。据邻近流域水文、气象雨量观测站点实测最大 24 小时暴雨分 析，暴雨多发生在每年的 5 月下旬至 11 月中上旬。暴雨特性表现为历时 短、大强度。 水库设计流域的洪水主要产生于暴雨，成因关系密切，且暴雨与洪水 基本同频率。据 xx 水文分局对 xx 市小汇水面积（10.5200km2）的各 小河站多场实测暴雨资料分析：次洪水过程一般不超过 24 小时，起涨历 时一般在 0.53 小时之间，且以单峰为主，峰高量小，属典型的山区性小 流域陡涨陡落的洪水特性。 双江县大南矮水库除险加固初步设计报告 25 2.1.7 水库工程特性水库工程特性 xx 水库位于 xx 乡 xx 村民委员会辖区内，属澜沧江水系二级支流 南矮河上游，水库控制径流面积 2.63km2，总库容 13.5 万 m3，兴利库容 10.7 万 m3，设计灌溉面积 500 亩。该工程于 1966 年 2 月动工兴建，1973 年 5 月竣工投入使用。枢纽建筑物主要由大坝、输水涵洞和溢洪道组成。 属小（二）型水库工程。主坝为均质土坝，坝高 16.0m，坝顶高程 1510.00m，坝顶长 72.0m，坝顶宽 5.0m。 2.1.8 下游河道防洪要求下游河道防洪要求 xx 水库主要用途是以农田灌溉为主，兼顾防洪的小二型水利工 程，设计灌溉面积 500 亩。工程下游影响区主要为河谷，坡度较大，基 本无人居住，但有耕地2407 亩，水库一旦溃坝，经计算，其溃坝 洪水将达 993m3/s，会对下游农田、耕地造成毁灭性冲击，造成较大 损失。 2.1.9 本次应用水文气象资料及评价本次应用水文气象资料及评价 本次计算所采用的水文、气象资料，均属水文部门按行业的技术规范 进行设立、观测、整编，所搜集的水文、气象资料均严格按规范进行整理， 资料可靠。 2.2 防洪标准防洪标准 xx 水库总库容 13.5 万 m3，坝高 16m，规模为小（二）型水库。根据 国家防洪标准 （gb50210-94）及水利水电工程等级划分及设计标准 （sl252-2000） ，水库大坝枢扭工程属等 5 级，水库的防洪设计标准为 20 年一遇（p=5%） ，校核标准为 200 一遇（p=0.5%） 。 2.3 设计洪水设计洪水 因水库流域无任何水文气象资料，根据水利水电工程设计洪水规范 （sl442006） ，中 4.3.3 条规定“当流域面积小于 1000km2,实测资料短缺时， 可采用经审批的暴雨径流查算图表作为计算设计洪水的一种依据。 ”本次 双江县大南矮水库除险加固初步设计报告 26 洪水复核由“云南省暴雨径流查算手册” （简称手册法）推求。 由云南省暴雨统计参数图集 （2007 年 9 月省水利厅组织审定后成 果）查得：xx 县 xx 水库流域中心处属暴雨分区 7、产流分区 7、汇流分 区 6，产汇流计算参数见表 2-3，由表 2-3 中参数代入洪水计算程序进行设 计洪水推求（具体方法不再赘述） ，设计洪水成果见表 2-4，设计洪水工程 见表 2-5、图（2.2） 。 xx 水库流域特征值、暴雨及产汇流参数水库流域特征值、暴雨及产汇流参数 表 2-3 f(km2)l(km)j()暴雨区产流区汇流区 2.632.2995.9 776 hp1(mm)hp6(mm)hp24(mm)cv.1cv.6cv.24 3650750.410.380.40 xx 县县 xx 水库设计洪水成果水库设计洪水成果 表 2-4 设计洪水 qp 频率 项目p=0.33%p=0.5%p=3.33%p=5% qmax(m3/s)26.2324.991816.54 w24max(104m3)29.5427.3716.8615.48 双江县大南矮水库除险加固初步设计报告 27 xx 县县 xx 水库设计洪水过程水库设计洪水过程 表 2-5 qp(t) t(h) p=0.33%p=0.5%p=3.33%p=5% 00000 12.11.722.120.2 232.83112.211 318.917.86.66 41110.33.73.4 56.76.32.22 64.341.41.2 72.92.710.9 82.11.90.80.7 91.61.50.70.7 101.31.20.70.7 111.11.10.70.7 121.0 1.0 0.80.7 131.0 1.0 0.80.8 141.0 1.1 0.80.7 151.0 1.1 0.70.7 161.0 1.0 0.60.6 171.0 0.9 0.60.5 180.90.90.50.5 190.80.80.40.4 200.80.70.40.4 210.70.60.30.3 220.60.60.20.2 230.60.50.20.2 双江县大南矮水库除险加固初步设计报告 28 t(h) qp(t) p=0.33%p=0.5%p=3.33%p=5% 240.5000 250.4 260 qmax(m3/s)26.2324.991816.54 w24max(104m3)29.5427.3716.8615.48 图（2.2） 2.4 洪水合理性检查洪水合理性检查 2.4.1 与暴雨频率分析成果比较与暴雨频率分析成果比较 把本次洪水计算的成果表 2-4，换算为与暴雨成果对应的雨深比较如 下表。 双江县大南矮水库除险加固初步设计报告 29 xxxx 水库洪水深与暴雨深比较水库洪水深与暴雨深比较 表 2-6 水 库 设 计 流 域雨深 （mm）p=0.33%p=0.5%p=3.33%p=5% h197.7392.969.7664.64 q135.4 33.4 23.5 21.4 h6127.5121.5792.9486.57 q6104.3 98.0 65.0 59.1 h24199.44189.77143.35133.06 q24131.00 122.78 79.94 73.23 径流系数0.66 0.65 0.56 0.50 洪峰模数9.97 9.50 6.8