水库除险加固工程可行性研究报告.doc

云南省xx县xx水库除险加固工程可研设计报告xxxx水利电力勘察设计有限责任公司 目 录1综合说明11.1绪言11.1.1工程概况11.1.2有关本工程的文件11.1.3执行规范11.1.4除险加固的必要性21.1.5除险加固任务21.2水文21.2.1自然概况21.2.2水文气象21.2.3设计洪水复核31.2.4泥沙估算51.3工程地质51.3.1区域工程地质概况51.3.2枢纽区工程地质条件61.3.3枢纽区病害工程地质评价61.3.4天然建筑材料71.4工程任务和规模81.4.1工程任务81.4.2工程规模81.5工程布置及主要建筑物91.5.1工程等级及洪水标准91.5.2大坝复核91.5.3除险加固设计101.6金属结构121.6.1金属结构121.6.2消防设计121.7施工组织设计121.7.1施工条件121.7.2施工期水流控制121.7.3料场的选择与开采131.7.4主体工程施工131.7.5施工总布置131.7.6弃碴场及施工占地141.7.7施工总进度141.8工程管理及工程占地141.8.1工程管理141.8.2工程占地151.9环境保护设计151.9.1环境保护设计151.9.2环境保护投资171.10水土保持方案设计171.10.1工程建设中水土流失预测171.10.2可能造成的水土流失危害预测171.10.3水土流失防治措施181.10.4水土保持投资概算191.11设计概算201.11.1基础单价201.11.2工程投资主要指标201.12经济评价211.12.1国民经济评价211.12.2财务评价211.12.3综合评价212水文232.1流域概况232.1.1自然地理232.1.2气候252.1.3暴雨及洪水262.2基本资料262.3年洪水分析262.3.1水库防洪标准262.3.2设计洪水计算方法272.3.3暴雨统计参数分析272.3.4暴雨分区292.3.5设计洪水计算292.3.6 洪水成果的选用及合理性分析293.工程地质345工程布置及建筑物135.1设计依据135.1.1工程等别和建筑物级别135.1.2洪水标准135.1.3设计基本资料135.2现状枢纽建筑物存在主要问题155.2.1现状枢纽建筑物存在主要问题155.2 防渗处理设计165.2.1防渗设计基本资料165.2.2防渗基本方案及处理范围175.3.2大坝粘土斜墙防渗处理后稳定复核计算175.4.2输水建筑物236金属结构276.1输水涵洞276.2消防277 施工组织设计297.1 施工条件297.1.1 工程条件297.1.1 自然条件297.2 施工期水流控制307.2.1导流标准307.2.2导流度汛方式317.3 料场的选择与开采317.3.1 料场的选择317.3.1.1防渗土料317.3.1.2 风化料317.3.1.3 块石及粗细骨料317.4主体工程施工327.4.1防渗层施工327.4.2新建输水涵洞施工327.4.3输水老涵洞封堵施工337.4.4围堰的施工337.5施工总布置347.5.3风、水、电及通讯347.5.3.1施工用水347.5.3.4施工通信357.6弃碴场及施工占地357.7施工总进度367.7.1设计依据367.7.2施工总进度367.8主要技术供应397.8.1主要建筑材料供应397.8.2主要施工机械设备配置398工程管理及工程占地418.1工程管理418.1.1现水库管理所人员及设施情况418.1.2管理机构418. 1.2.1管理体制418.1.2.2机构设置及定员编制418.1.3主要管理设施418.1.3.1工程管理范围项目418.1.3.2工程管理范围及保护范围418.1.3.3管理、保护范围的保证工作428.1.3.4工程管理设施428.1.4工程运用管理428.1.4.1编制调度运行计划428.1.4.2工程维护管理428.1.4.3水费收取与水价改革438.2工程占地439环境保护459.3.2.1工程施工对环境的影响479.3.2.2针对不利影响采取的对策措施4910.水土保持方案设计5511设计概算7511.1工程概况7511.2现状主要建筑物及除险加固处理设计7511.3投资主要指标7511.4基础单价7611.5费率标准7611.6有关问题说明7712经济评价8912.1经济评价8912.2国民经济评价8912.3财务评价9112.4综合评价91附表 xx县xx水库除险加固工程特性表附图 xx县xx水库除险加固工程渗流稳定计算成果图1综合说明1.1绪言1.1.1工程概况xx水库位于xx县xx乡xx村北侧一季节性冲沟内，大坝距xx村约2.0km，距昆明市约230km，距xx县城约150km，距xx乡政府驻地约12km。本区径流面积约8.8km2,主要依靠大气降雨及部分溪沟径流引水入库。其地理位置：东经10233181023319、北纬261855261918之间，库区西侧有xx至乌东德水电站的碎石公路通过，交通较为方便。xx水库属已建小（2）型水库，正常蓄水位2010m，总库容3.5105m3。坝型为粘土心墙风化料均质土坝，最大坝高22.0m，坝顶高程2015m。溢洪道布置于大坝左岸，长宽高=70m10.0m4.0m，左岸建有洞径为0.81.2m的城门洞型输水隧洞，全长120m。xx水库主要用于农田灌溉。1.1.2有关本工程的文件（1）xx县xx水库除险加固枢纽工程可研设计勘测设计合同。（2）xx县xx水库大坝安全评价报告。1.1.3执行规范（1）工程建设标准强制性条文（水利工程部分）（2005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）水工涵洞设计规范（sl2792002）。（9）溢洪道设计规范（sl2532000）。（10）水利水电工程可研设计报告编制规程（dl502193）。（11）国家其它相关的法令法规。1.1.4除险加固的必要性xx水库是一座以农业灌溉为主，兼顾人畜饮水的小（2）型水利工程。水库设计灌溉面积6972亩，同时承担灌区内1245人和960头大牲畜的饮用水任务。鉴于目前水库存在严重渗漏，水库实际无灌溉面积。其下游农业灌溉、人蓄饮水受到很大影响，也影响当地的社会经济发展。因此，为了解决农业灌溉、人蓄饮水问题，使人民的正常生活得到基本保障，从而促进当地社会经济的快速发展，对xx水库进行除险加固是很有必要的。水库的除险加固，将对缓解灌溉、乡镇用水矛盾，促进当地工农业的发展起到重要的作用。1.1.5除险加固任务本次除险加固工程的任务是保证现有规模不变的条件下，根据现行规范，针对水库渗漏情况提出相应处理方案。（1）对工程规模及防洪安全进行复核。（2）对大坝、库盆进行整体防渗处理，建立完整有效的防渗体系。（3）原输水涵洞存在病害隐患，需对现有输水涵洞进行封堵，并新建输水涵洞。（4）完善配套设备。1.2水文1.2.1自然概况xx水库位于xx县xx乡xx村北部xx河上，xx河为一季节性冲沟，汛期沟内水量较大，枯季河流干涸，少水。xx水库坝址距xx乡政府驻地约12km，距xx县城约150km。其地理位置：东经10233181023319、北纬261855261918之间。坝址海拔高程1998.7m，xx水库坝址以上径流面积约8.8km2，河长5.14km，河道平均比降27.2。流域水系图见2.1。xx水库库区西侧有xx至乌东德水电站的碎石公路通过，交通较为方便。xx河为金沙江的一级支流，发源于xx县北部的xx乡的撒五沟。河流自河源由南向北流入xx水库，出库后由西南向东北流入金沙江。1.2.2水文气象xx水库流域属北亚热带季风气候区。由于地势高差悬殊，气候具有明显的地域差异和垂直变化，形成了亚热带与温带共存的立体气候区。冬春干旱，少雨，日照充足，空气干燥；夏秋多雨，湿季为来自孟加拉湾和北部湾的暖湿气流控制，湿度大，降水充沛。流域干湿分明，雨季为510月，具有雨量集中的特点。雨季降雨量占全年降雨量的8590，旱季11月至次年4月，降雨量仅为全年降雨量的1015，年平均降雨量947.7毫米。1.2.3设计洪水复核1.2.3.1基本资料评价及设计洪水计算途径选择流域内暴雨的产生以79月最多，暴雨过程较为集中，多年平均最大6h暴雨量约占24h最大暴雨量的73%。洪水由暴雨形成，而暴雨主要由冷锋低槽、冷锋切变等天气系统造成。与暴雨相应，主要集中在79月。由于流域面积小，汇流历时较短，年最大洪水与最大暴雨的出现时间相对应，洪水峰型与暴雨雨型基本一致。由于流域山高坡陡，洪水涨落较快，具有山区性河流的一般洪水特性。xx水库流域径流面积小，洪水坦化作用小，大洪水过程呈陡涨陡落，一次洪水历时一般在24h以内。根据本流域暴雨洪水特性，结合流域具体情况综合考虑，xx水库设计洪水历时采用24h。1.2.3.2设计洪水计算根据上述分析得到的xx水库流域暴雨统计参数及流域特征值结合主净雨强度由经验公式转换为纳希瞬时单位线无因次参数，继而推出u (t)，按流域面积再转换为时段单位线q (t)，由确定产流参数将设计暴雨过程进行产流计算，得到时段净雨过程，由时段净雨过程和时段单位线进行汇流计算，得到地表设计洪水过程；地下径流量按概化三角形方法计算过程，地表、地下及基流三部分叠加后即为流域出口断面设计洪水过程，两种方法的设计洪水峰量成果见表2.3。表2.3 xx水库（两种方法）设计洪水成果比较表计 算 方 法p=0.5%p=1%p=2%p=5%洪峰流量（m3/s）实测法53.5 48.0 41.2 33.7 图表法52.0 46.5 41.0 33.3 一日洪量（万m3）实测法96.6 87.8 77.0 64.9 图表法10292.282.768.91.2.3.3 洪水成果的选用及合理性分析（1）设计洪水成果选用通过暴雨洪水途径两种方法求得xx水库设计洪水，其成果一并列入表2.3。从表2.3分析来看，对洪峰流量来说，实测法0.5%、%1、2%、5%的计算成果分别大于图表法法相应频率的计算成果2.8%、3.2%、0.5%、1.2%，相差很小，对洪峰来说，两种成果均可采用。而实测法的一日洪量成果0.5%、1%、2%、5%分别小于图表法相应频率的成果5.3%、4.8%、6.9%、5.8%，相差也不大，按理说两种方法的计算成果也都可以采用。但从流域的实际情况来看，xx水库流域地区岩溶较发达，流域内有多出溶洞渗漏水，因此，从水库安全角度考虑，xx水库的设计洪水采用图表法的计算成果。（2）成果合理性分析根据云南省暴雨洪水查算图表中的暴雨洪水计算方法，首先由流域产汇流等有关参数及瞬时单位线进行地表径流计算，地下径流则概化为三角形，地表、地下及基流三部份叠加后即为流域出口断面设计洪水过程，反应了小流域（流域面积8.8km2）洪水水产、汇流的基本特性。故直接用“手册”的产汇流方法计算得到的洪水成果具有一定的精度。由表2.4也可以看出，xx水库各频率设计洪水（图表法）的峰、量模数及洪量系数具有随频率数值增大而逐渐减小的趋势，符合一般水文规律。说明各频率设计成果之间无明显的矛盾。综上所述，xx水库设计洪水采用图表法计算成果是合理的。表2.4 xx水库设计洪水成果合理性分析表项 目p=0.5%p=1%p=2%p=5%洪峰模数(m3/s.km2)5.91 5.28 4.66 3.78 洪量模数(万m3/km2)11.6 10.5 9.40 7.83 设计面暴雨(mm)172158144125洪量径流系数0.674 0.663 0.653 0.626 1.2.4泥沙估算水库分水岭以内植被较好，库区草被发育，据实地查勘，由于人为破坏，库区水土流失较为严重。流域内人口较为密集，加之林木砍伐及农田耕作等因素，显然人类活动的频繁给流域内水量交换及水土流失产生了较为复杂的影响。xx水库径流面积小，设计流域无实测泥沙资料，本次泥沙计算采用土壤侵蚀分类分级标准（sl19096）及云南省土壤侵蚀遥感调查报告（2000.8）进行估算。根据云南省土壤侵蚀模数图可知，流域内仅存在无明显侵蚀的土壤侵蚀类型。而根据云南省土壤侵蚀遥感调查报告中的土壤侵蚀强度分级标准，无明显侵蚀的侵蚀模数为小于500 t/（km2a）。xx水库侵蚀模数取500 t/（km2a）。从而计算得到xx水库多年平均来沙量0.44万t，其中推移质按悬移质的20%来估算。则得到坝址处多年平均悬移质输沙量为0.37万t，推移质为0.07万t。1.3工程地质1.3.1区域工程地质概况测区位于康藏高原东南边缘，云贵高原中部北端，属金沙江流域。金沙江自西向东横贯全区，区内主要山脉略呈南北向展布，成为金沙江两岸主要的分水岭。测区内地势变化明显，金沙江流域两岸地势险峻，发育较多高达数百米的悬崖陡壁，相对高差一般可达1500m2500m。受区域地形地貌的影响控制，根据工程区内地貌的成因、组合形态、海拔高程、切割深度等，可将测区地貌划分两大类型。（1）、构造剥蚀低中山地貌广布于xx水库大坝以北地区，工程区内高程19772040m，相对高差约63.0m，主要由中生界碎屑岩组成。山顶多呈脊状、圆状，山坡陡峭，坡度约2030。工程区内地表水系不发育，有少量冲沟，沟谷岸坡岩体破碎，多见坠石、坍塌等。（2）、构造溶蚀峰丛山地广布于xx水库库区以南的大部分地区，高程19992039m，相对高差约40m。该类地貌类型切割深度变化大，沟谷交错，峰丛发育，峰顶尖削，地势高耸陡峻，沟谷横断面多呈“v”字型发育，两岸陡崖发育，基岩裸露，岩溶发育，可见溶孔、溶沟、溶槽及溶洞等岩溶形迹。该类地貌特征尤以工程区以南，xx村至xx一带较为明显。1.3.2枢纽区工程地质条件枢纽区位于“s”形河流尾（南）端锁口处，河床宽1530m，坡降10。两岸地形地貌不对称，左岸为一南北长、东西宽皆约为100150m左右的单薄山脊，山顶高程1612m，高差113m，山顶浑圆，山坡坡度30左右。溢洪道两侧为残坡积层，坡顶面平缓（10左右），前缘山坡坡度稍陡（2030）。右岸山体较宽厚连续，高差可达200多米，山坡坡度40以上，坝后下游有陡坎出现。枢纽区分布地层主要为中生界白垩系中统曼岗组、新生界的第四系，地质构造主要为次一级断层（f1）顺河横穿大坝及库内，上游左岸靠近库内冲沟处出露；下游掩埋于冲洪积层之下。无较大不良物理地质现象分布，具体表现为坍塌、岩石风化及侵蚀性冲沟三种形式。1.3.3枢纽区病害工程地质评价1.3.3.1库区渗漏库区两岸山体表层分布的第四系残坡积层，岩性主要为粉质粘土夹碎石，厚约6.0m20.1m，据钻孔注水试验，该层渗透系数k=1.2m/d；上三叠系下侏罗统白果湾群（t3j1bg）厚度约4.427.5m，据钻孔注水试验，该层渗透系数k=0.440.75m/d；震旦系上统灯影组（zbd）揭露厚度约13.029.5m，区域厚度300m，据钻孔注水试验，该层渗透系数k=0.240.47m/d；库区地表分水岭与地下分水岭基本一致，库区正常蓄水位高于地下分水岭，库水补给地下水，有向西侧底邻谷渗漏的可能。金沙江为区内最低侵蚀基准面，库区北侧距金沙江直平距约5.0km，相对高差1095m，库区存在严重的渗漏问题。库区南部地层岩性主要为震旦系灯影组白云岩，基岩裸露，岩体岩溶较发育，库区正常蓄水位高于地下分水岭高程，库水沿岩溶裂隙运移、径流，补给地下水，所以库区存在渗漏问题。库区西侧（左岸）约3.0km处有太平小河低邻谷存在（高差约948m）。库岸由t3j1bg长石石英砂岩及zbd白云岩组成，据钻孔注水试验，两套岩体均存在较大的渗透性，且库区正常蓄水位高于太平小河河床高程，所以库水有向低邻谷渗漏的问题。综上所述，库区存在严重的渗漏问题，是导致现在库容只有7.2104m3的主要原因，也是该水库近32年来水库不能正常运行的原因。1.3.3.2库岸稳定及边岸再造水库左岸表层为第四系残坡积层粉质粘土夹碎石，结构松散，发育一坍塌体，长约40m，厚约3.05.0m，坍塌壁高约2.05.0m，见照片1，该坍塌体主要是形成库区淤积；t3j1bg长石石英砂岩，岩体表层风化强烈，节理裂隙发育，基岩裸露，岸坡基本稳定性，不存在边岸再造问题。库区及岸坡主要由第四系残坡积层粉质粘土夹碎石，两岸地形坡度2530，沿水库回水线一带的岸坡，现状下分布有大量的耕地，局部陡坎地带(高35m)，易形成小的坍塌体，但对水库正常蓄水无影响。岸坡基本稳定。水库正常蓄水后基本不存在边岸再造问题。1.3.3.3水库淤积库区自身径流面积小，库区泥砂量比较小，库区回水范围内分布有大量耕地，存在一定的水土流失，库区左岸发育的c2冲沟雨季将带来部分松散物质，在一定程度上会造成库区淤积，但一般规模较小。此外，库区没有滑坡堆积物进入库内，库岸基本稳定。因此水库淤积程度轻。1.3.3.4水库淹没及浸没水库正常蓄水后，将淹没库区范围内部分耕地，库内无重要矿产及设施。沿水库回水线一带的岸坡分布有第四系松散土体，会有一定的浸没问题，但无建筑物分布，故影响不大。1.3.4天然建筑材料xx水库在1976年修建时，在大坝右岸设置一取土场，开采石料及土料进行现有坝堤的修筑，现已经废弃。取土场范围内出露的岩性主要为第四系残坡积层的松散土体和三叠系下侏罗统白果湾群长石石英砂岩，岩体表层风化强烈，新鲜岩体强度大，此外库区两侧斜坡基岩裸露，其质量及数量均能满足大坝下一步施工要求。1.4工程任务和规模1.4.1工程任务xx水库兴建于1976年,水库控制径流面积8.8 km2，水库主要任务是农业灌溉和人畜饮水。xx水库属已建小（二）型水库，正常蓄水位2010m，总库容35.0万m3。坝型为粘土心墙风化料坝，最大坝高22.0m，坝顶高程2015m。原溢洪道布置于大坝左岸，长宽高=70m10.0m4.0m，左岸建有洞径为0.81.2m的城门洞型输水隧洞，全长120m。本次加固建设根据水工设计溢洪道尺寸为宽高=5.0m4.0m，输水隧洞洞径尺寸为1.82.2m，输水隧洞不参与泄洪，其功能主要是输水满足下游灌溉及人畜饮水。由于库区地层岩性、地形地貌等因素，xx水库从修建至今库水从未达到正常蓄水位2010m，库水存在严重的渗漏问题。1.4.2工程规模1.4.2.1死水位的选择由于xx水库处于金沙江一级支流xx河支流源头区，水库位置较高，库底高程高于灌溉及人蓄饮水要求的高程，死水位的确定主要取决于泥沙淤积高程和输水涵洞对最低运行水位的要求。xx水库建于1976年，原设计输水涵洞底板高程与死水位齐平。水库至今运行了32年，由于其处于支流源头区，库区森林植被较好，水土保持情况良好，人类活动较少。经水文分析计算得到的多年平均来沙量也仅为0.44万t。加之本地区为岩溶地区，泥沙被洪水带来的很少，几乎没有。因此，水库运行近32年也未见明显的淤积，泥沙淤积不严重。本次根据水为满足输水涵洞在最低水位时仍能按设计要求满足下游村庄的人蓄饮水要求以及水库实际运行的需要，确定xx水库的死水位为2005m，与输水涵洞进口底板高程齐平。1.4.2.2正常蓄水位的确定xx水库本次加固建设设计的主要任务是确保水库大坝的安全及处理水库的防渗问题。其正常蓄水位仍采用原设计正常蓄水位2010m，相应库容为22.9万m3。1.4.2.3调洪计算xx水库兴建于1976年，水库功能主要为农业灌溉和人畜饮水，设计坝高22.0 m ，总库容为35.0万m3。 水库大坝的工程等别为等，水工主要建筑物的级别为5级，次要建筑物为5级。根据防洪标准（gb50201-94）和水利水电工程等级划分及洪水标准（sl252-2000），确定xx水库的防洪标准为20年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。1.5工程布置及主要建筑物1.5.1工程等级及洪水标准1.5.1.1工程等级和建筑物级别xx水库设计总库容35.0万m3，按水利水电工程等级划分及洪水标准（sl252-2000）规定划分：xx水库工程等别为等，工程规模为小（2）型，其主要建筑物大坝、溢洪道、输水涵洞为4级，次要建筑物为5级。1.5.1.2洪水标准依照水利水电工程等级划分及洪水标准（sl2522000）和防洪标准（gb5020194）的规定，xx水库取用设计洪水频率p=5%（20年一遇），校核洪水频率p=0.5%（200年一遇）。1.5.2地震基本烈度按中国地震动参数区划图（gb183062001），本区地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征为0.45s， 本工程区地震基本烈度为7度，枢纽工程建筑物按7度设防。1.5.2大坝复核1.5.2.1坝顶高程复核根据水库调洪计算，正常蓄水位为2010m，设计洪水位（p5%）为2012.49m，校核洪水位（p0.5%）为2013.43m。多年平均最大风速为14.1m/s。水库吹程为0.8km。大坝按4级建筑物设计。根据碾压式土石坝设计规范（sl2742001）规定，坝顶高程分别按以下情况进行计算，取其最大值。设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高；正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高；正常蓄水位加非常运用条件的坝顶超高加地震涌浪高。坝顶超高按下式确定：y=r+e+a根据计算结果，坝顶高程由设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高控制（2014.588m），现有坝顶高程为2015m，故现有坝顶高程满足规范要求。1.5.2.2渗漏及渗透变形分析浸润线及渗流量复核计算参考安全鉴定进行。由于坝体土料渗透系数离散性不大，考虑取均值作计算值，首先求出坝体最大断面时的单宽渗透流量（q），最后求出整个坝体的总渗透流量(q)。渗透系数：大坝坝体平均渗透系数为0.58m/d，河床坝基砂卵砾石层平均渗透系数为0.864m/d，坝基平均渗透系数为0.31 m/d，排水棱体平均渗透系数为8.64m/d。大坝单宽渗透流量为0.27m3/d.m，据此估算大坝年渗漏量为15.74104m3，占总库容的3.7%。大坝渗漏主要集中于坝体、坝基渗漏，xx水库大坝渗漏存在一定问题严重。1.5.2.3大坝稳定复核计算大坝坝坡稳定复核计算采用中国水利水电科学研究院的土质边坡稳定分析程序stab2005进行计算。坝体土物理力学指标根据安全鉴定地质资料和现初设阶段坝体钻孔、注水、压水试验、室内原状样试验的成果，经分析整理的基础上，对土工试验物理力学指标按规范所要求的方法进行统计分析。根据设计所用地形地质图，选择大坝标准剖面为坝坡稳定最不利断面，只要此断面满足稳定分析的安全要求，则认为整个坝体均满足安全要求。根据碾压式土石坝设计规范（sl2742001）要求，抗滑稳定计算采用刚体极限平衡法和计及条块间作用力的简化毕肖普法进行。根据成果分析，大坝上游坡在地震工况下抗滑稳定系数满足规范要求；下游坝坡地震工况下抗滑稳定系数不满足规范要求，另外下游坝坡蚁害严重，对大坝构成安全隐患，结合坝体防渗选择合适的方案进行加固。1.5.3除险加固设计1.5.3.1加固后大坝渗流、稳定计算（1）渗流计算大坝进行防渗处理后，坝体及坝基渗流主要受防渗体系（防渗墙、帷幕灌浆）控制。按碾压式土石坝设计手册介绍的方法采用透水地基上有截水墙的心墙土石坝渗流计算方法计算坝体和坝基渗漏量，并推求坝体浸润线。同时采用“里正渗流软件”进行坝体渗流复核计算，并结合实测结果进行比较，确定计算浸润线。计算结果表明，防渗处理后大坝年渗漏量大大减少，采用混凝土防渗墙方案防渗效果极为明显。防渗墙、墙顶粘土均质防渗体与帷幕灌浆等永久性防渗措施构成的综合防渗体系可满足大坝坝体、坝基及坝肩防渗要求。（2）坝坡稳定计算根据坝体钻孔、注水、压水试验及室内原状样试验的成果，经分析整理，工程类比，确定坝体各区土料物理力学指标。选择大坝标准剖面为坝坡稳定最不利断面，只要此断面满足稳定分析的安全要求，则整个坝体均满足安全要求。从计算成果看，大坝加固设计断面对可能出现的各种工况都是安全的，抗滑稳定安全系数满足规范要求。1.5.3.2新建输水涵洞新建输水涵洞由进口引渠段、有压洞身段、闸室段、无压洞身段、出口明渠段组成，涵洞总长164.144m，设计流量0.5m3/s。1.5.3.3原输水涵洞封堵处理本次初设除险加固决定封堵原输水涵洞，施工期间，老涵洞作为唯一的施工导流通道，并利用其向下游供水，涵洞的封堵要结合施工导流的工期安排进行，在施工结束后对其进行封堵。具体措施如下：低水位时，在涵洞进口围堰，并在老涵洞进口位置作15m长的混凝土堵头，为便于施工，对涵洞进口设施进行适当拆除。1.5.4.4溢洪道xx水库溢洪道位于水库左岸，未进行衬砌处理，坍塌比较严重，抗冲刷能力比较低，本次除险设计中，考虑对溢洪道进行衬砌处理。1.5.3.5观测设计大坝的安全是水库能否正常运行的关键。为了监测大坝施工期及运行情况，在水库运行期间，除应进行一般外表观测外，还应对坝面位移、坝体及坝基渗流、绕坝渗漏、库水位等进行观测并作详细记录。根据土石坝观测技术规范要求，xx水库大坝所布设的观测设施有位移观测设施、渗流观测设施及库水位观测设施。1.6金属结构1.6.1金属结构xx除险加固工程金属结构由一条输水涵洞组成，共设闸门2扇，相应的启闭设备2台套。整个水库除险加固工程金属结构总重32.5t。其中，门叶总重4.5t，加重块13t,门槽总重10t，启闭机总重5t，1.6.2消防设计消防设计遵照国家基本建设的有关方针政策和“预防为主、防消结合”的消防工作方针，结合本工程的特点和具体条件进行。xx水库枢纽工程部分消防主要对象是：输水涵洞工作闸室和检修闸室。根据水利水电工程设计防火规范（sdj278-90），闸室的火灾危险性类别为戊类，耐火等级为三等。机房闸室配置手提式卤代烷或二氧化碳灭火器可满足需要，灭火器按现行的国家标准建筑灭火器配置设计规范(gbj140)的规定配置，每间机房各设灭火器2支。1.7施工组织设计1.7.1施工条件工程施工所需的钢材、木材、水泥、柴油、汽油、炸药等外购材料，均可在xx县购买，主体工程所用水泥及钢材等影响工程质量的关键材料须采用大厂生产的材料。根据地质及建设单位提供的资料，工程所用毛块石、混凝土用粗细骨料、砌石用砂料、反滤料，可在xx县城附近的已有的砂石料加工厂购买。施工用水可配备水泵抽取库水解决；10kv输电线路已架至管理所附近，施工用电可直接从此引接。1.7.2施工期水流控制xx水库工程总库容为35.5万m3，规模为小（2）水库，枢纽工程为等4级，导流建筑物按5级建筑物设计。导流建筑物设计洪水标准为p=20%，其洪峰流量3m3/s，一日洪量为5.95104 m3。新建输水涵洞施工期间，老坝体挡水，老涵洞、溢洪道泄流；首先待库水位降至老输水涵洞进口高程2000m附近时，此时由老输水涵洞过水修建新建涵洞进口，新建输水涵洞施工完后，老坝体挡水，拆除输水涵洞进口围堰，水流由新建输水涵洞及老涵洞泄流。1.7.3料场的选择与开采（1）土料场防渗土料场所用的土料均为第系紫红色砂壤土（qedl），结构中密至密，下伏白垩系曼岗组（k1m2）粉细砂岩夹泥岩。可进行机械化开采。推荐勘察储量为4.15104m3，剥采比0.19。土料场地形平缓，开采条件较好，运输上坝便利。（2）风化料场风化料场位于大坝右岸，为荒坡地，主要为白垩系曼岗组（k1m2）强风化紫红色粉砂质泥岩夹砂岩。推荐勘察储量为13.23104m3，剥采比0.085。风化料场位于大坝右岸，约高于坝顶5m为开采底界面。整个料场可以进行机械化开采，离坝较近，极为方便。土料场施工：表层剥离，采用74kw推土机进行，剥离料直接推至料场范围外堆放，待开挖结束后推回填坑；土料由2.0m3挖掘机挖装，10t自卸汽车运至填筑面。风化料场施工：表层剥离，采用74kw推土机进行，剥离料直接运至弃渣场；风化料由2.0m3挖掘机挖装，10t自卸汽车运至填筑面。块石、砂及碎石料成品料由砂石料场购买。1.7.4主体工程施工本项目主体工程施工采用机械为主、人工为辅的施工方法，防渗铺盖层选择专业队伍进行施工。1.7.5施工总布置根据本工程坝址区地形条件、施工特点及场地条件，立足于有利于生产，便于管理，合理使用场地，尽量少占农田多用坡地的原则，进行施工布置。水库工程为除险加固工程，对外公路已基本形成。尚需修建枢纽区至新建输水涵洞进口约0.5km的施工公路，至坝顶公路约0.1km，至下游涵洞出口及坝脚约0.90km的场内公路，共计1.5km。为有利于生产，便于管理，拟将木材加工厂、钢筋加工厂及模板加工厂布置在至老坝顶公路两侧。混凝土搅拌系统结合混凝土的使用，采用四台0.4m3移动式混凝土搅拌机，随使用点分别布置在使用点附近。油库布置在进场公路边，距坝顶0.7km。将生活基地主要布置在坝上游xx村附近的台地。1.7.6弃碴场及施工占地根据出碴及土石方平衡利用规划，本工程总开挖渣量为10.65104m3（自然方），拟将弃渣场布置在大坝右岸的冲沟及台地。施工占地，主要包括土料场、风化料场、弃碴场占地、施工公路占地、施工生活及辅助企业占地，约39.3亩。1.7.7施工总进度xx水库加固工程施工总工期为两年，其中，准备工期2个月，主体工程施工期22个月。 根据以上进度计划安排，整个工程土石方明挖平均强度5600m3/月，帷幕灌浆平均强度为503m/月，混凝土浇筑平均强度382m3/月。整个工程土石方明挖高峰强度8370m3/月，混凝土浇筑高峰强度595m3/月，混凝土防渗墙高峰强度830m2/月。整个工程的施工总工日为5.43104工日，施工高峰人数为170人，平均施工人数为130人。1.8工程管理及工程占地1.8.1工程管理1.8.1.1现水库管理所人员及设施情况xx水库建成时就未设立了水库管理站，未对水库进行管理。1.8.1.2管理体制及定员编制xx水库工程由国家投资修建，其工程固定资产属全民所有，由国家实行统一管理。管理所属事业单位，隶属于xx县水务局，实行企业管理，性质为综合性。根据水库工程等别、灌区面积、水库功能及重要性拟定水库管理所的人员编制，xx水库属小（2）型水库中库容和效益较大的水库，根据工程等级，依据有关规范，管理所编制定员2人，其中所长1人，工作人员1人。1.8.1.3主要管理设施根据有关规定，xx水库需新增以下工程管理设施：新建管理用房：90m2：新增交通设施：车一辆；新增通讯设施：程控电话一部。工程管理所目前无任何观测设备，本次设计根据观测项目配置了所需的观测设备，具体设备见观测设计图。1.8.1.4工程调度在确保工程安全的前提下，根据本工程确定的灌溉、防洪等工程任务，结合水库来水情况，编制年度的调度运行计划，报主管部门审批后，统一按计划进行兴利和防洪调度，综合利用水资源，把灾害降低到最小范围，将效益扩大到最大限度。1.8.2工程占地xx水库工程占地分永久占地及施工临时占地，永久占地27.69亩，施工占地，主要包括土料场、风化料场、弃碴场占地、施工公路占地、施工生活及辅助企业占地，约39.3亩。工程占地总投资42.75万元。1.9环境保护设计1.9.1环境保护设计根据环境保护有关要求，xx水库除险加固工程环境保护设计主要是施工区环境保护设计，主要针对生产、生活用水，弃渣、施工区绿化，粉尘与噪声防护、人群健康等方面进行保护设计。1.9.1.1工程施工对环境的影响（1）对生态环境的影响工程施工占地改变了施工区土地的原有利用方式，对耕地资源造成轻微损失。工程的开挖及弃渣堆弃将对植被造成破坏，导致植物个体资源的损失。施工活动对植被的破坏、施工过程中产生的噪声等，都可能对评价区动物的生境造成一定影响，由于库区并未干涸，仍保持一定水量，故水库泄水对库区鱼类影响有限，不会导致鱼类资源的大量减少和物种的灭绝。xx水库除险加固工程施工过程中会导致水土流失量增大，也可能对库区水质产生一定不利影响。（2）对水环境的影响本工程施工废水主要来源于工程区混凝土拌和系统施工过程中产生的零星的、分散的废水。施工过程中产生的生产、生活废水如果直接排放，会对水库及坝下水环境造成一定影响，须经过适当处理后方可排放。（3）对声环境及空气环境的影响 施工开挖、混凝土拌和、砂石料加工、交通运输等过程产生的噪声及粉尘、废气对施工人员将产生不利影响，须采取措施，保护施工人员的身心健康。（4）生活用水来源对施工人员健康的影响主体工程设计供水并未考虑到施工人员生活用水，直接抽取施工用水饮用将会对施工人员身体健康造成不利影响。（5）生活垃圾对环境及人群健康的影响施工人员生活垃圾、粪便等，可能对水环境、空气环境产生不良影响，处置不当还可能滋生蚊虫，导致疾病流行。因此应采取适当措施对生活垃圾及粪便等进行处置。按按每人每天产生生活垃圾0.8kg计，施工期平均每天产生生活垃圾0.104t，预计整个施工期产生生活垃圾总量约为31.2t。1.9.1.1针对不利影响采取的对策措施废水、污水处理施工期收集施工废水，经沉淀、加酸处理后排放，底泥运至弃渣场进行简易填埋。在施工生活区、修建排污沟及厕所。废渣处理对弃渣进行集中堆放，做到先挡后弃，严格按照水土保持方案进行水土保持恢复。生活垃圾应集中堆放，定期进行打扫清运。施工噪声、粉尘污染防治在干旱季节，场内施工道路用洒水车降尘，施工开挖工序采用湿式除尘作业，场内施工人员佩戴防尘口罩，噪声源旁工作的施工人员佩戴防噪声耳塞、耳罩。库区鱼类保护措施工程施工期间，应对施工人员及周边居民进行环保宣传及教育，加强管理，禁止入库捕捞野生鱼类；由于水量较少，库区鱼类生存环境较为脆弱，应严格管理以避免库区蓄水受到污染而导致鱼类死亡。人群健康对策措施工程区内不存在特殊的地方病、自然疫源性疾病，工程施工期间，大量施工人员和家属进驻工地，人口密集，如果卫生设施和防护措施跟不上，会引起各种疾病的流行和传染，特别是流动人员多，更易带进其他病源。因此应重视环境卫生工作，尤其应考虑到生产生活区消毒、施工人员饮水卫生、生活垃圾及粪便等的处理等方面，搞好疾病预防和治疗工作。1.9.2环境保护投资本工程环境保护投资为14.12万元。1.10水土保持方案设计1.10.1工程建设中水土流失预测预测时段内，由于工程建设可能造成水土流失的区域主要有主体工程区、公路区、料场区、施工临时占地区和弃渣场区。可能造成水土流失的面积2.65hm2。详见表10.6。表10.6 可能造成的水土流失面积预测表 单位:hm2项目地类小计合计梯坪地林地荒草地主体工程区输水涵洞0.01 0.02 0.03 0.03 公路区临时公路0.84 0.36 1.20 1.20 料场区土料场0.21 0.21 0.48 土料场表土剥离料堆场0.03 0.03 0.03 风化料场0.27 0.27 风化料场表土剥离料堆场0.02 0.02 0.02 施工临时占地区生活区0.21 0.21 0.51 生产区0.30 0.30 弃渣场区弃渣场0.35 0.35 0.38 弃渣场剥离料堆场0.03 0.03 合计1.74 0.65 0.26 2.65 2.65 1.10.2可能造成的水土流失危害预测xx县xx水库除险加固工程的建设过程中，工程区征地范围内的地表将遭受不同程度的破坏，局部地貌将发生较大的变化，如不采取水土保持措施，项目区内新增水土流失量达3723t，将对区域土地生产力、区域生态环境及区域内河道冲淤变化等产生不同程度的影响。（1）影响本工程的施工建设和运行水土流失将影响本工程的施工建设和运行。工程施工区产生的弃土如不能及时有效地处理，流失的水土将进入施工现场，影响施工进度，以及生产期的安全运行，也对人员的人身安全构成威胁。（2）堵塞河道工程建设过程中产生的水土流失将随地表径流进入下游河道并淤积，抬高河床，直接影响了河道的行洪能力，且土石渣的流入将直接影响下游的水质，给下游人民的生活带来了一定的负面影响。（3）降低土壤肥力，减少土地资源由于工程施工扰动了原地貌，引起地表植被损坏，使裸地在雨水的冲刷下引发水土流失，从而带走土壤表层的营养元素，降低土壤肥力，影响农作物及林木的生长，对土地资源带来不利影响。1.10.3水土流失防治措施（1）主体工程区本次除险加固工程，主要是对原均质土坝进行防渗及后坝脚排水棱体处理、新建输水涵洞。主体工程区指输水涵洞永久占用土地区域，共占地0.03hm。其水土流失主要时段在工程施工期，基础开挖面以及工程建设过程中散落废弃的土石渣料等因在工程施工期受洪水和雨水的冲刷产生水土流失。对于工程运行期，没有开挖扰动破坏地表，主体报告已从工程本身稳定出发，设计了一些相应的防护措施能够达到水土保持的要求，涵洞具有防护等措施都具有水保功能，水土流失渐趋微弱，本方案不再增加新的水土保持措施，在此区要求主体工程基础开挖产生的土石方，可利用部分应及时利用回填，减少堆存时间，废弃土石渣及时运往渣场堆放，开挖边坡尽快采取设计好的工程防护措施。（2）弃渣场本工程弃渣总量为22745m3（松方），其中弃入弃渣场19011 m3（松方），工程共布置了1个弃渣场，弃渣场布置在大坝下游左岸永久进场公路下方的冲沟上。对弃渣场进行拦渣、排水、护坡等系统的工程设计。弃渣场工程措施采用浆砌石挡渣墙拦挡。弃渣场占用一定旱地，堆渣坡面采用种草措施，堆渣结束后采取复垦措施来防治，植草面积0.16hm2，草种选择百喜草，复垦面积为0.2hm2，覆土644m3，采用弃渣场表土剥离料进行覆土。弃渣场剥离料堆场占用一定的旱地，堆渣结束后采取复垦措施来防治，复垦面积为0.03hm2。（3）施工道路区尚需修建枢纽区至新建输水涵洞进口约0.5km的施工公路，至坝顶公路约0.1km，至下游涵洞出口及坝脚约0.90km的场内公路，共计1.5km。施工结束后临时施工道路不在使用。公路占用一定的旱地和林地，工程完工后，清理杂物，平整场地，进行植树造林，植树面积为0.36hm2，植树900株，树种选择西南桦，复垦面积0.84 hm2，需覆土1200m3，土料来源于弃渣场表土剥离料场。（4）料场区土料场0.21hm2，占用一定的荒草地，料场的工程措施为设置临时排水沟排除地表径流。临时排水沟底宽0.3m，两侧坡比1：0.4，高0.4m，临时排水沟长140m，需开挖土方25.76m3。开挖的土料和料场表土剥离料采用土工布临时覆盖，需土工布17000m2。 料场开采结束后恢复植被，种草0.24 hm2，草种选用百喜草，需覆土460m3，土料来源于土料场剥离料堆场。风化料场0.27hm2，占用一定的林地，料场的工程措施为设置临时排水沟排除地表径流。临时排水沟断面同土料场，排水沟长181m，需开挖土方33.30m3。风化料场剥离料堆场0.02 hm2，风化料场表土剥离料放置于风化料场一角，采用废弃土石编织袋对土料场表土剥离料临时拦挡，断面尺寸同弃渣场，需设置废弃土石编制袋挡墙35m，采用土工布临时覆盖，需土工布200m2。风化料场开采结束后恢复植被，风化料场的水保措施为种植攀缘植物，树种为爬山虎。面积为0.29hm2，需725株。风化料场需覆土590m3，覆土料来源风化料场表土剥离料堆场。1.10.4水土保持投资概算本工程水土保持投资估算的总投资为25.05万元。其中工程措施费为 15.32万元，植物措施费0.56万元（含林草及种子费），水土保持临时工程费3.59万元，水土保持独立费 2.29万元，基本预备费0.65万元，水土保持设施补偿费 2.65万元。1.11设计概算1.11.1基础单价(1)人工预算单价根据云水规计2005116号文，人工预算单价为：枢纽工程：工长7.11元/工时，高级工6.61元/工时，中级工5.62元/工时，初级工3.04元/工时。(2)材料预算单价主要材料原价按昆明及xx县城材料交易市场的市场成交价计算，运杂费按目前市场运价计算，采购及保管费按材料运到工