杨家峪水库除险加固初步设计说明书.docVIP

1 1 1 综合说明综合说明 1.11.1 绪言绪言 1.1.11.1.1 工程概况工程概况 杨家峪水库位于迁西县汉儿庄乡杨家峪村，滦河支流上，水库于 1973 年 11 月开始兴建，1975 年 9 月完成。控制流域面积 0.8km2，多年 平均径流量 18.40 万 m3。设计总库容 24.00 万 m3，兴利库容 19.70 万 m3，死库容 0.7 万 m3。是一座以防洪、灌溉为主的小（2）型水库。水 库设计防洪标准为 20 年一遇洪水，校核标准为 100 年一遇洪水（经专 家评审后降为 100 年一遇洪水）。水库由大坝、溢洪道、放水洞三部分 组成。 大坝为浆砌石重力坝，坝长 63.3m，最大坝高 18.6m，坝顶高程 28.60m，坝顶设计宽度 2.00m，上游坝坡坡比为 1:0.1，下游坝坡坡比 为 1:0.7。(注：高程系统为相对高程系统。) 溢洪道位于大坝中间，堰型为开敞式宽顶溢流堰，堰顶高程 26.80m，堰顶设计宽度 12.00m，设计最大泄量 43.00m3/s。 放水洞位于大坝右侧，形式为坝下埋管，洞径尺寸为 0.45m，进 口底高程 13.00m，最大泄量 1.40m3/s，闸门形式为提拉式闸门，启闭 形式为螺杆启闭机。 1.1.21.1.2 工程存在的主要问题及安全鉴定结论和意见工程存在的主要问题及安全鉴定结论和意见 （1）存在的主要问题： 杨家峪水库大坝安全鉴定论证报告于 2014 年 11 月完成并上报唐山 市水务局，唐山市水务局组织有关专家鉴定后经河北省大坝安全鉴定中 心核查，评定杨家峪水库大坝安全类别为三类坝工程。主要存在的问题 有： 2 坝顶浆砌石水泥砂浆抹面多处开裂、剥离，局部沉陷，坝顶砼栏 杆破损严重，大坝前坡及背坡多处水泥砂浆勾缝脱落； 坝基左侧与山体结合处渗漏；坝体正常蓄水位以下多处渗漏； 溢洪道位于大坝中间，堰型为堰顶溢流式，堰型结构基本完好， 溢流面混凝土剥蚀、脱落； 闸门、启闭机老化锈蚀严重，不能正常运行； 水库无监测设施； 杨家峪水库位于迁西县汉儿庄乡杨家峪村，有乡间公路相通，交 通尚属方便，上坝路路面为乡村砼路面。 （2）安全鉴定结论 经复核满足 20 年一遇设计洪水、不满足 100 年一遇校核洪水标 准。 大坝坝坡抗滑稳定满足要求。 闸门及启闭设施老化。 无安全监测设施和照明设备。 坝体渗漏。 防护栏老化。 根据水利部水库大坝安全鉴定办法（水建管2003271 号）和 水库大坝安全评价导则（SL258-2000）的规定，鉴定杨家峪水库大 坝为“三类坝”。 （3）安全鉴定意见建议 坝体面板防渗处理。 坝顶增设防浪墙设施 更换闸门及启闭设施。 增设监测设施和照明设备。 新建防护栏。 （4）核查意见 3 杨家峪水库现状抗洪能力满足 20 年一遇设计、不满足 100 年一遇 校核防洪标准；坝体、坝基存在渗漏，左侧与山体结合处存在渗漏；放 水洞闸门及启闭设施不能正常运用；无安全监测设施，管理设施不完善。 同意三类坝鉴定结论。 1.1.31.1.3 工程除险加固设计项目及工作内容工程除险加固设计项目及工作内容 根据大坝安全鉴定对大坝安全加固意见和建议，并结合工程管理等 具体问题，本次除险加固设计的主要项目有：水文复核；地质钻探；大 坝安全复核及加固设计；溢流堰加固设计；放水洞闸门、启闭机设计； 工程管理用房及观测、管理设施配套设计等。 受迁西县水务局的委托，我院派出设计和勘察人员进行现场踏勘， 并开展了全面的勘测设计工作，测量、设计由我院完成，地质勘查由河 北君恒岩土工程有限公司完成。2015 年 5 月,唐山市水利规划设计研究 院编制完成了迁西县杨家峪水库除险加固工程初步设计报告， 2015 年 5 月，唐山市水务局在迁西县组织专家对该初步设计进行了审 查，提出了审查意见，唐山市水利规划设计研究院根据专家审查意见对 原设计进行修改和完善，于 2015 年 5 月完成了迁西县杨家峪水库除 险加固工程初步设计报告（报批稿）。 杨家峪水库工程位置图详见图 1-1。 4 图图 1-11-1 迁西县杨家峪水库位置图迁西县杨家峪水库位置图 5 1.21.2 水文水文 1.2.11.2.1 流域概况流域概况 杨家峪水库位于迁西县汉儿庄乡杨家峪村，滦河支流上，系小 （2）型水库。坝址以上控制流域面积 0.8km2，主河道长度 1.1km，河 道比降 10，该流域位于燕山迎风区。 1.2.21.2.2 水文气象水文气象 杨家峪水库控制流域属典型的低山丘陵区，因受燕山山脉和海洋季 风等因素影响，为华北地区多雨区域。据迁西县 1956-2005 年降水统计 资料，多年平均降水量为 702.1mm，降水量有年际变化大、年内分配不 均匀的特点。降水时间多出现在 6-9 月份，4 个月的降雨量占全年降水 量的 80%以上，其中又以 7、8 月份最为集中。降水的年际变化也比较 大。丰、枯年降水极值比在 2.8-4.8 之间。 1.2.31.2.3 设计洪水设计洪水 防洪标准（GB50201-2014）规定小（2）型水库防洪设计标准 为 20-30 年一遇，校核标准为 100-200 年一遇。由于杨家峪水库规模小， 效益低下，所以本次设计杨家峪水库的设计标准确定为 20 年一遇，校 核标准为 100 年一遇。 杨家峪水库调洪成果表杨家峪水库调洪成果表 表 1-1 项目100 年一遇20 年一遇 洪峰流量（/s） 3 m43.9023.90 最高洪水位(m)28.2627.76 相应库容(万) 3 m23.2621.93 最大泄量(/s) 3 m34.0018.12 1.2.41.2.4 年径流年径流 6 据唐山市水文手册，查图得杨家峪水库的多年平均地面径流深 为 220 mm，多年平均径流量为 17.60 万 m3。 1.2.51.2.5 泥沙泥沙 依据唐山市水文手册，杨家峪水库控制流域土壤侵蚀类型为土 石山地轻度侵蚀，其多年平均悬移质输沙模数为 220-270t/km2。 经现场勘查，该水库淤积较轻，且其上游为低山丘陵区，植被覆盖 良好，综合考虑各方面影响因素，确定杨家峪水库控制流域多年平均悬 移质侵蚀模数为 240t/km2。推移质计算根据附近水文站资料推悬比的 10%确定。根据杨家峪水库多年平均输沙量为 211.2t。 1.31.3 地质地质 1.3.11.3.1 地形地貌地形地貌 杨家峪水库位于迁西县汉儿庄乡杨家峪村，属海河流域滦河系，系 小（2）型水库。 库区为低山丘陵地区，地面高程一般为 10.1134.94m，低洼处为 5.8510.75m，所处河流冲沟属横河的小支流，水系总体为由东北西 南流向，库区地势总体为东高西低，库盆为由东向西倾斜的丘陵谷地， 冲沟谷地两侧地形为低缓的丘陵，低洼带横断面呈相对狭窄的“U”型， 属低山丘陵缓坡地貌。 工程区处于低山丘陵谷地内，与库区同属侵蚀型地形地貌。 1.3.21.3.2 地层岩性地层岩性 根据地质资料结合地表地质调查及钻探揭露，库区及其周围出露地 层主要有太古界迁西群上川组（Ars）和第四系的残坡积层（Qedl）。 其岩性特征由老至新分述如下： 7 太古界迁西群上川组基岩（Ars），片麻岩，黄褐-青灰色，全风化 -强风化，表层全风化片麻岩岩芯呈土状，原岩结构构造以被破坏，含 原岩结构风化残留物及风化碎石，下部强风化片麻岩岩芯呈碎块状或短 柱状，节理发育，岩石较为破碎软弱。 第四系残坡积层（Qedl），含碎石壤土，黄褐色，稍湿，中密，硬 可塑状，切面较光滑，手捻有砂感，干强度中等，碎石含量 1520%， 粒径 0.55cm 不等，成份以片麻岩为主，该层主要分布在库区的山前 缓坡带和沟谷地。 1.3.31.3.3 地质构造与地震地质构造与地震 通过地质测绘，工程场区未发现不良地质构造。 根据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）和中国地震局制定、 国家质量技术监督局发布的中国地震动参数区划图（GB18306- 2001），库区抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度为 0.10g；地 震动反应谱特征周期为 0.40s，设计地震分组为第二组。 1.3.41.3.4气象条件气象条件 该区属暖温带大陆性季风气候。冬季寒冷，最低气温出现在 1 月份， 极值为-23，平均气温-5.8；夏季炎热，最高气温出现在 7 月份， 极值为 39.3，平均气温为 25.2。多年平均气温为 10.6。全年无 霜期为 176 天，近二十年的最大冻结深度为 760mm。 本区多年平均降水量为 586mm，最大积雪厚度为 230mm，多年平均 蒸发量 1636.30mm，多年平均相对湿度为 49%80%。 本区的主导风向受季风控制，冬季多东北风，夏季多西南风，最大 风速为西北风，风速可达 21m/s。 1.3.51.3.5 物理地质现象物理地质现象 坝址区范围内未发现滑坡、崩塌等不良物理地质现象，查阅建筑 8 地基基础设计规范（GB500072011）附录 F“中国季节性冻土标准 冻深线图”，迁西县多年平均冻土厚度约为 0.8m。 1.41.4 工程任务工程任务及规模及规模 1.4.1.4.1 1 工程任务工程任务 杨家峪水库位于位于迁西县汉儿庄乡杨家峪村，在滦河支流上，是 一座以防洪、灌溉为主的小（2）型水库，控制流域面积 0.8km2。经鉴 定杨家峪水库为三类坝。水库设计灌溉面积 350 亩，但实际上从未达到 设计灌溉效益。除险加固主要内容如下： （1）大坝迎水面做砼贴面； （2）溢流堰新建砼罩面； （3）增设坝顶防浪墙； （4）拆除坝顶破损栏杆及砖墙，新建坝顶下游侧钢制栏杆； （5）更换放水洞闸门、启闭机； （6）新建配备相应的观测设备及照明设施。 1.4.21.4.2 工程规模工程规模 水库控制流域面积 0.8Km2，总库容 24.00 万 m3，兴利库容 19.70 万 m3，死库容 0.70 万 m3，水库设计灌溉面积 350 亩，但实际上从未达 到设计灌溉效益。水库设计洪水标准为 20 年一遇洪水，相应的库水位 为 27.76m，校核洪水标准为 100 年一遇，相应的库水位为 28.26m。杨 家峪水库是以防洪、灌溉为主，兼顾养殖、旅游等综合利用的小（2） 型水库，根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）， 工程等级为等，主要建筑物级别为 5 级，次要建筑物级别为 5 级。 1.4.31.4.3 汛期调度运汛期调度运用方式用方式 为保证大坝安全，水库汛期的调度运用方式为：汛期为 6 月 15 日- 9 9 月 15 日，水库汛限水位为 26.80m，当水位超过 26.80m 时由溢洪道泄 洪。 1.51.5 工程工程布置及主要建筑物布置及主要建筑物 1.5.11.5.1 工程现状工程现状 大坝为浆砌石重力坝，坝长 63.3m，最大坝高 18.60m，坝顶高程 28.60m，坝顶设计宽度 2.00m，上游坝坡坡比为 1:0.1，下游坝坡坡比 为 1:0.7。(注：高程系统为相对高程系统。)坝基座落在强风化花岗片 麻岩，节理裂隙发育，具弱透水性，地下水类型为孔隙潜水和基岩裂隙 水，强风化岩透水率建议值采用 9.9Lu，坝体为浆砌石，具中等透水性， 砼防渗心墙质量较差，漏水严重，通过对现场踏勘发现，坝基左侧与山 体结合处存在库水绕坝渗漏；坝体正常蓄水位以下多处渗漏。 溢洪道位于大坝中间，堰型为开敞式宽顶溢流堰，堰顶高程 26.80m，堰顶设计宽度 12.00m。溢流堰面破损严重。 放水洞位于大坝右侧，形式为坝下埋管，洞径尺寸为 0.45m，进 口底高程 13.00m，最大泄量 1.40m3/s，闸门形式为提拉式转动闸门， 启闭形式为螺杆启闭机。闸门、启闭机设施锈蚀老化严重，螺杆弯曲， 已不能正常运用。 1.5.21.5.2 工程加固措施工程加固措施 （1）拦河坝渗漏处理 坝体防渗采用砼防渗面板形式，面板顶厚 50cm，底厚 50cm。面板 垂直方向每 10m 设一道缝，内设 P651 橡胶止水带，缝内填塞聚乙烯闭 孔泡沫板，砼标号采用 C30F200W6。坝基防渗采用砼齿墙，齿墙深入基 岩 1.5m，左侧坝肩与山体结合部位，防渗体深入基岩 3m，右侧深入 1m 具体形式见图。 10 （2）增设坝顶防浪墙设施 本次工程加设 0.8m 高 M10 砼防浪墙，防浪墙与砼防渗面板浇筑在 一起，砼标号为 C30F200W6，防浪墙顶宽 0.5m，防浪墙每 20m 设一道结 构缝，缝内填塞聚乙烯闭孔泡沫板。 （3）溢流堰面工程加固 原溢流堰面堰面砼剥蚀破坏严重，本次工程将原堰面砼凿毛，冲洗 干净，重新浇筑 30cm 厚钢筋砼，砼标号为 C30F200W6，砼与原堰面之 间设置锚固钢筋，钢筋直径 22mm，锚入原堰体 1.2m。溢流堰面最下游 出口处做成挑坎形式，挑坎半径 12m，挑流角为 20具体形式见图。 （4）新建浆砌石泄洪渠护底 新建浆砌石护底长 20m，宽 14m，护砌厚度 0.5m。 （5）新建坝顶钢制栏杆 拆除原坝顶钢制栏杆 124m，由于上游侧新建防浪墙，所本次工程 新建坝顶下游侧钢制栏杆 62m。 （6）增设水库观测设备 在水库大坝断面上增设 2 个大坝渗流测压管，测压管采用镀锌钢管， 内径 50mm，深入坝基 1m。 1.61.6 金属结构及电气设备金属结构及电气设备 1.6.11.6.1 金属结构金属结构 根据水闸安全鉴定规定（SL214-98），水闸投入运行后每隔 15-20 年进行一次安全鉴定。杨家峪水库闸门运行已经超过 30 年，必 须对该水库所有闸门及启闭机进行一次全面安全检查。经检测放水洞闸 门、启闭机各设备老化失修，不能正常运行。本次工程更换闸门及启闭 机设施，新建浆砌石垫墙，垫墙高 1m,厚 0.5m。 1.6.21.6.2 电气设备电气设备 11 原管理房无电气设施，本次工程对管理房新增电气照明设施，新建 架设照明设施。 1.71.7 消防消防 消防设计贯彻“预防为主，防消结合”和确保重点、兼顾一般、便 于管理、经济实用的原则。建筑设计满足防火分区的要求，设有安全出 口，满足安全疏散要求。 1.81.8 工程施工工程施工 杨家峪水库除险加固工程项目有：大坝迎水面砼贴面、溢流堰面加 固、新建坝顶防浪墙，埋设水库观测设施等。 杨家峪水库位于位于迁西县汉儿庄乡杨家峪村，滦河支流上，是一 座以防洪、灌溉为主的小（2）型水库，控制流域面积 1.0km2。交通方 便，可利用防汛路及乡村道路作为主要施工道路。溢洪道的施工不受水 库水位及度汛的影响。 库区内的工程施工受放空水库和确保第二年渡汛安全及水库汛后蓄 水的限制，该工程水下部分必须在一个枯水期内完成。其余附属工程可 安排在其后进行。工程总工期为 8 个月。 1.91.9 水库淹没处理水库淹没处理和工程占地和工程占地 由于该工程是除险加固工程，水库的正常蓄水位、设计洪水位和校 核洪水位在除险加固后降低，故不存在淹没处理问题。 由于工程永久占地均为原库区范围内用地，该部分用地不再计算补 偿费用。依据河北省实施中华人民共和国土地管理法办法（2001） 及其他有关政策文件的规定，经计算施工临时占用 0.55hm2。 12 1.101.10 环境环境保护保护 杨家峪水库除险加固工程场地远离城镇，无环境影响敏感区和移民 安置问题。工程施工期间，对水库灌溉、水产养殖功能的发挥会产生一 定的影响。 施工区采取的环境保护措施是： (1)对施工废水进行沉淀处理；生活污水经消毒处理后排放至农田 禁止向河道排放。 (2)对施工期产生的废气、烟尘，采取净化防尘措施，减少排放量。 (3)对施工噪声应采取劳保措施。 (4)搞好环境管理与监测，对施工区的水质、大气、噪声进行追踪 监测。 工程结束后，应进行场地清理和平整工作，临时占用土地应在施工 结束后恢复耕地的功能。对大面积裸露区域，进行植草绿化和美化。除 险加固工程各项目均在水库已征地范围内，不涉及移民问题 1.11.11 1 水土保持水土保持 根据项目建设的施工布局、地形地貌、水土流失特点，将项目区分 为主体工程施工区、弃渣场、施工道路、施工生产生活区 4 个区。 水土流失防治的基本思路是：工程措施和植物措施相结合，临时措 施和预防保护措施相结合，形成水土保持综合防护体系，水土保持工程 布局坚持以下原则： (1)工程措施：在弃渣场、施工道路和生产生活区等水土流失重点 地段采取工程措施防治水土流失。施工道路和施工区开挖排水沟。 (2)植物措施：在适宜种植林草的地方，采取植物措施，防治水土 流失。本项目永久占地的可绿化面积进行绿化；在弃渣场顶面栽植植物； 13 施工道路在停止施工后恢复植被。 (3)土地整治措施：在生产生活区和施工道路等工程结束使用后， 实施土地平整和覆土等土地整治措施，恢复原土地利用类型或农田，以 保持水土。 (4)临时措施：在主体土方工程、弃渣场、生产生活区和施工道路 等工程施工中，采取临时措施防治水土流失，特别是汛期施工时，应采 取必要的排水挡护、沟道清淤等临时水土流失防治措施。 1.121.12 劳动安全与工业卫生劳动安全与工业卫生 安全设计总体贯彻“安全第一，预防为主”的方针，其目标是保障 工程建成后符合劳动安全卫生的要求，保障劳动者在劳动过程中的安全 与健康。 1.131.13 节能节能 本工程地处我国建筑热工设计气候分区中寒冷地区，在管理房的布 置和设计中，充分利用冬季日照并避开冬季主导风向，利用夏季凉爽时 段的自然通风调节室内温度，节约建筑用能。建筑的布置结合周围的河 道水面，利用自然水面平衡环境温度、湿度，提高建筑室内热舒适度。 本工程设计中充分考虑节约能源。施工中充分利用弃渣作为工程材 料，变废为宝，减少了二次开采和运输的能耗，施工机械选用配套功率， 降低能耗。 1.141.14 工程管理工程管理 1.14.11.14.1 管理机构管理机构 杨家峪水库由迁西县金厂峪镇杨家峪村村委会负责管理，现有管理 机构和人员的配置基本满足管理要求，不再进行调整。管理范围及职责 14 为水库大坝、溢洪道、放水洞、及其它附属设施的运行、观测、维护、 调度、库区安全以及库区绿化建设等。 1.14.21.14.2 主要管理设施主要管理设施 为方便水库的运行管理，本次除险加固设计新增工程观测设施，安 装固定电话 1 部。 1.11.15 5 设计概算设计概算 工程总投资为 175.35 万元。其中建筑工程为 101.82 万元，机电设 备及安装工程 2.28 万元，金属结构设备及安装工程为 0.96 万元，临时 工程为 14.50 万元，独立费用为 34.94 万元，基本预备费为 7.73 万元， 水土保持投资为 7.88 万元，环保投资为 5.24 万元。 1.161.16 经济评价经济评价 杨家峪水库除险加固工程对于确保水库安全度汛，正常蓄水，充分 发挥其应有的防洪社会效益和经济效益，保障社会稳定，促进国民经济 发展和人民生活水平的提高，推动社会主义新农村建设，实现全面建设 小康社会具有十分重要的意义。 经济费用效益分析的结果表明：经济内部收益率为 17.23%，大于 社会折现率 8%，经济净现值为 119.19 万元，大于零，说明建设杨家峪 水库除险加固工程在经济上是合理的。 1.171.17 结论及遗留问题结论及遗留问题 本次除险加固工程实施后，水库在防洪及安全运用方面将达到水 利水电工程等级划分及防洪标准(SL252-2000)的要求。 本次除险加固工程将使水库安全运行管理达到设计要求。 15 1.181.18 工程特性表工程特性表 除险加固后的水库工程特性表见表 1-2。 杨家峪水库工程特性表杨家峪水库工程特性表 表 1-2 指标 序号项目 加固前加固后 一工程位置迁西县金厂峪镇杨家峪村 二水文 1 河系滦河支流 2 控制流域面积（km2） 1.00 3 代表性流量 设计洪峰流量（p=5%）（m3/s） 23.9023.90 校核洪峰流量（p=1%）（m3/s） 43.9043.90 设计洪水总量（p=5%）（万 m3） 9.609.60 校核洪水总量（p=1%）（万 m3） 17.8417.84 4 流域多年平均年降水量（mm） 702.10 三水库 1 水库高程系统相对高程系统 2 标准 设计洪水标准20 年一遇20 年一遇 校核洪水标准200 年一遇100 年一遇 3 水库水位 20 年一遇设计洪水位（m） 27.7627.76 100 年一遇校核洪水位（m） 28.2628.26 正常蓄水位（m） 26.8026.80 汛限水位（m） 26.8026.80 死水位（m） 13.0013.00 4 水库容积 总库容（万 m3） 23.2623.26 死库容（万 m3） 0.700.70 兴利库容（万 m3） 19.7819.78 四下泄流量 16 20 年一遇洪水下泄流量（m3/s） 18.1218.12 100 年一遇洪水下泄流量（m3/s） 34.0034.00 五拦河坝 坝型浆砌石重力坝 坝址区地震基本烈度（度） 坝顶高程（m） 28.6028.60 最大坝高（m） 18.6018.60 坝顶长度（m） 63.363.3 坝顶宽度（m） 22 上游坝坡坡比 1:0.11:0.1 下游坝坡坡比 1:0.71:0.7 六溢洪道 型式开敞式宽顶堰 堰顶宽度（m） 1212 堰顶高程（m） 26.8026.80 孔数（孔） 11 最大泄量（m3/s） 34.0034.00 七放水洞 型式坝下埋管 进口底高程（m） 13.0013.00 孔数（孔） 11 最大输水流量（m3/s） 1.401.40 闸门孔口尺寸（m）0.45m0.45m 闸门型式铸铁闸门铸铁闸门 启闭方式螺杆启闭螺杆启闭 17 2 2 水文水文 2.12.1 流域概况流域概况 杨家峪水库位于迁西县汉儿庄乡杨家峪村，滦河支流上，系小 （2）型水库。坝址以上控制流域面积 0.8km2，主河道长度 1.1km，河 道比降 10，该流域位于燕山迎风区。水库流域特征值由 1/1 万地形 图量测，见表 2-1。 杨家峪水库流域特征值表杨家峪水库流域特征值表 表 2-1 流域面积（km2）主河道长度（km）主河道坡度（） 0.81.110 2.22.2 水文气象水文气象 杨家峪水库控制流域属典型的低山丘陵区，因受燕山山脉和海洋季 风等因素影响，为华北地区多雨区域。据迁西县 1956-2005 年降水统计 资料，多年平均降水量为 702.1mm，降水量有年际变化大、年内分配不 均匀的特点。降水时间多出现在 6-9 月份，4 个月的降雨量占全年降水 量的 80%以上，其中又以 7、8 月份最为集中。降水的年际变化也比较 大。丰、枯年降水极值比在 2.8-4.8 之间。 2.32.3 年径流年径流 2.3.12.3.1 多年平均年径流深多年平均年径流深 杨家峪水库控制流域无实测年径流资料，本次年径流计算采用唐 山市水文手册（1997 年）和河北省水资源评价（2004 年）推荐 的方法进行计算分析。 （1）唐山市水文手册（1997 年）方法 18 采用唐山市水文手册（1997 年）推荐的查图改正法进行计算。 经查图改正得多年平均年径流深 R、变差系数 Cv 及 Cs/Cv 取值。不同 频率的年径流深计算成果见表 2-2 径流深成果计算表径流深成果计算表 表 2-2 统计参数不同频率的年径流深（mm） 计算项目 均值 CvCs/Cv20%50%75% 径流深（mm） 2590.642378225140 径流量（万 m3） 20.720.64230.241811.2 （2）河北省水资源评价（2004 年）方法 经查图得多年平均年径流深 R、变差系数 Cv 及 Cs/Cv 取值。不同 频率的年径流深计算成果见表 2-3。 径流深成果计算表径流深成果计算表 表 2-3 统计参数不同频率的年径流深（mm） 计算项目 R 均值 （mm） CvCs/Cv20%50%75% 径流深（mm） 2200.712331185107 径流量（万 m3） 17.60.71226.4814.88.56 （3）年径流深计算成果比较 经计算，两种计算成果相差不大，综合考虑，取河北省水资源评 价（2004 年）方法计算的成果。 2.3.22.3.2 年径流量计算年径流量计算 多年平均或指定频率的设计年径流量，按下列公式计算： FyW FyW PP 1 . 0 1 . 0 式中：、 分别为多年平均和某一频率的设计年径流量W P W （万 m3）； F 流域面积（km2），F0.8km2； 19 设计流域多年平均年径流深（mm）， 220mm；yy 某一频率的设计年径流深（mm）。 P y 计算成果见表 2-4。 不同设计保证率年径流量表不同设计保证率年径流量表 表 2-4 不同设计保证率年径流成果表 频率 20%50%75% 年径流量（万 m3） 26.4814.88.56 2.3.32.3.3 径流量年内分配径流量年内分配 水库年径流量年内分配，采用河北省水资源评价（2004 年） 分析的本地区径流量分配过程，分析结果见表 2-5 不同保证率年径流量年内分配成果表不同保证率年径流量年内分配成果表 表 2-5 20%保证率50%保证率75%保证率 月份 比例 （%） 水量 （万 m3） 比例 （%） 水量 （万 m3） 比例 （%） 水量 （万 m3） 11.30.34 2.40.36 5.10.44 21.10.29 20.30 4.60.39 31.20.32 2.10.31 5.60.48 41.20.32 1.20.18 3.30.28 50.80.21 0.60.09 1.70.15 60.60.16 0.40.06 2.50.21 719.25.08 16.82.49 35.33.02 830.38.02 53.67.93 19.51.67 928.37.49 101.48 8.40.72 109.12.41 50.74 6.40.55 114.21.11 3.40.50 3.90.33 122.70.71 2.50.37 3.70.32 合计 10026.48 10014.80 1008.56 2.42.4 泥沙泥沙 依据唐山市水文手册，杨家峪水库控制流域土壤侵蚀类型为土 石山地轻度侵蚀，其多年平均悬移质输沙模数为 220270t/km2。 经现场勘查，该水库淤积较轻，且其上游为低山丘陵区，植被覆盖 良好，综合考虑各方面影响因素，确定杨家峪水库控制流域多年平均悬 20 移质侵蚀模数为 240t/km2。推移质计算根据附近水文站资料推悬比的 10%确定。根据杨家峪水库多年平均输沙量为 211.2t。 2.52.5 洪水洪水 2.5.12.5.1 流域暴雨洪水特性流域暴雨洪水特性 水库所在流域地处燕山迎风区，年内暴雨集中在 78 月份，其暴 雨特点是雨量大、历时短。据资料记载，水库所在流域发生暴雨洪水的 年份有 1959 年、1964 年、1967 年、1978 年、1979 年、1980 年、1996 年、1998 年等，这些年份杨家峪水库控制流域内洪水均属于较大洪水 范围。 2.5.22.5.2 设计洪水复核设计洪水复核计算计算 杨家峪水库流域内无实测洪水资料，不能通过实测洪水分析方法 进行设计洪水计算，只能采用地区经验公式或暴雨途径推求设计洪水， 本次将采用唐山市水文手册中的单因子经验公式法和推理公式法两 种方法，通过对比及合理性分析确定设计洪水结果。 2.5.3.1 设计暴雨 水库汇水范围的设计暴雨采用唐山市水文手册中 1h、3h、6h、12h 和 24h 五个时段的暴雨均值和 CV等值线图，据此可 以查得流域中心的暴雨均值、变差系数 CV，取 CS=3.5CV即求得不同频 率的设计暴雨点量。流域设计面雨量由设计点雨量乘以定点定面折减系 数得到。设计点雨量参数及面暴雨成果见表 2-6。 流域暴雨特征值表流域暴雨特征值表 表 2-6 特征值各重现期设计暴雨（mm） 时段 均值（mm） CvCs/Cv 500 年300 年200 年50 年30 年 1h440.453.51291231119283 3h650.453.5191181164136122 6h850.53.5275260233189167 21 12h1100.553.5391367326260231 24h1300.563.5469441391312276 2.5.2.2 设计洪峰流量 本次计算采用唐山市水文手册中的单因子经验公式法和推理公 式法两种方法分别复核计算。 单因子经验公式法 设计洪峰流量按下列公式计算： （1LL时，在静水位 LL以下浪压力忽略，浪压力计 算公式如下： PL= 22 )2( 2 021ll llhhH 冰压力 冰块撞击在在铅直或接近铅直坝面上所产生的动冰压力可按下式计 算： Fbk=0.07vdi ic Af 式中： Fbk-冰块撞击坝面的动冰压力，MN； v-冰块流速； di-计算冰厚（可取当地最大冰厚得 0.7-0.8 倍，流 冰初期取最大值），m； 55 A-冰块面积（可由当地或临近地点实测或调查资料 确定），m2； fic-冰的抗压强度（宜由试验确定，当无试验资料时， 可采用 0.3MPa）, MPa； （4）坝体抗滑稳定、应力计算 抗滑稳定复核： 根据 2015 年 3 月地质勘察实验结果，结合水库原设计值确定设计 参数，对大坝坝体稳定进行复核，选取最大坝高断面为计算断面。 抗滑稳定计算公式：K= P Wf 式中： K-按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数； f-坝体与坝基接触面的抗剪摩擦系数； -作用在坝体上的全部荷载（包括扬压力）对滑动面上的法 W 向分值； -作用在坝体上的全部荷载（包括扬压力）对滑动面上的切 P 向分值。 坝基上下游基底应力按下式计算： = 上，下 ) B 6e (1 B W 式中： -坝基上下游垂直正应力； 上，下 -作用在坝段上的所有荷载对坝基面的法向分力之和； W B-坝基底宽，m； e-合力偏心距,m；e= W M B 2 56 -作用在坝段上的所有荷载对坝锺弯矩之和； M 上下游坝面的垂直正应力： = y 2 6 T M T W T-坝体计算截面上、下游方向的宽度； -计算截面上全部垂直力之和（包括扬压力），以向下为 W 正。对于实体重力坝，计算时取单位长度坝体。 -计算截面上全部力对计算截面形心的力矩之和，以使上 M 游产生应力者为正。 原坝体稳定及应力复核计算成果列表 5-2 原拦河坝体稳定及应力复核计算成果原拦河坝体稳定及应力复核计算成果 表 5-2 坝基应力 计算成果 计算工况 （KN/m2） 上 （KN/m2） 下 抗滑安全系数规范要求 死水位 337.54137.547.601.05 正常蓄水位 345.64154.361.181.05 基本 设计洪水位 390.59184.561.271.05 校核洪水位 395.23182.381.191.00 特殊 正常蓄水位+7 度地震 397.46193.591.151.00 5.3.35.3.3 拦河坝抗滑稳定及应力复核计算结论拦河坝抗滑稳定及应力复核计算结论 由表 5-2 可知，在各种工况下，现状坝体抗滑稳定安全系数均满足 规范要求。 在各种计算工况下，基底最小应力为压应力，最大应力不大于砌体 容许抗压强度，即在各种计算工况下，坝体基底应力均满足规范要求。 57 5.45.4 加固工程设计加固工程设计 5.4.15.4.1 拦河坝加固工程设计拦河坝加固工程设计 （1）坝前防渗 坝体部分主要由表层人工浆砌石和混凝土心墙组成。表层和混凝土 心墙两侧均为人工砌筑的浆砌石，主要由片麻岩块石组成，水泥砂浆胶 结，局部胶结很差，漏水严重。本次地质勘测在大坝坝体钻了 1 个孔， 孔深 10m，坝基是中等风化斜长片麻岩，节理发育，岩石完整性较差， 在 1 孔做了注水实验，注水实验表明渗透系数为 9.9Lu。根据地质勘测 分析大坝坝体存在不等程度的渗漏，结合大坝现状考虑坝体砼贴面防渗 和帷幕灌浆防渗方案比较： 方案一：坝体砼贴面防渗设计 坝体迎水面防渗设计是在坝体上游面浇筑一层钢筋混凝土防渗面板。 防渗面板顶厚 0.5m，底厚 0.5m，坝脚设砼防渗齿脚，深入基岩 1.5m。 对于两岸，防渗面板厚度与主河床相同，左侧深入两侧岩体 3m，右侧 深入两侧岩体 1m。混凝土强度等级： C30W6F200，防渗面板每 10m 分 一道竖缝，缝内设置一道 P651 橡胶止水，缝内填塞聚乙烯闭孔泡沫板。 为保证砼面板与坝体浆砌石的牢固连接，在其之间设置锚杆，锚杆 间距 1.0m，排距 1.0m，呈矩型布置。锚杆采用 22 的钢筋。所有锚杆 均采用药卷锚固剂全孔锚固。具体布置详见附图。 方案二：坝体灌浆方案设计 坝顶帷幕灌浆：本次加固在左坝肩沿坝轴布置 1 排帷幕灌浆孔，帷 幕灌浆范围右坝头沿坝轴线至溢洪道方向 63m；孔间距 1.5m，设计孔深 20m，钻孔总进尺 840m。 58 坝体加固设计方案比较 两方案主要工程量及直接投资比较表两方案主要工程量及直接投资比较表 表 5-3 工程量备注 项目单位 方案一方案二 坝面 C30 砼 3 m771.85 锚杆（平均锚入坝体 3m）22根 918.00 长 1m 锚杆（锚入山体 3.8m）22根 196.00 长 2m 坝体灌浆 m840 工程总投资万元 43.5654.60 两方案主要技术经济比较 方案一：坝体贴面砼防渗设计方案 该方案施工相对较简单，防渗效果好，施工质量易于控制。 方案二：坝体灌浆设计方案 该方案实施后将改善原坝体砼防渗墙上游侧浆砌石的胶结程度，封 堵渗漏通道，能够达到防渗的目的，并提高砌石的整体强度。缺点是工 程施工难度相对较大，灌浆效果不明显。 经上述经济、技术综合比较，两方案投资相差不大，但是方案一施 工方便，所以本报告推荐方案一。 (2)加设坝顶防浪墙措施 针对拦河坝防洪标准不满足要求，拆除原砖墙，本次工程加设 0.8m 高 C30F200 砼防浪墙，防浪墙与砼防渗面板浇筑在一起，防浪墙 顶宽 0.5m,防浪墙每 20m 设一道结构缝，缝内填塞聚乙烯闭孔泡沫板。 5.4.25.4.2 溢流堰加固溢流堰加固 （1）溢洪道工程现状 溢洪道位于大坝中间，堰型为堰顶溢流式，堰型为开敞式宽顶溢流 59 堰，堰顶高程 26.80m，堰顶设计宽度 12.00m，堰型结构基本完好，溢 流面混凝土剥蚀、脱落； （2）溢洪道泄流能力复核 本溢洪道属于宽浅式溢洪道且进口为棱柱型平底槽，由于 =15/2.5=610，所以用以下公式进行计算： H/ 32 0 2 cs QmBgH 式中：泄流量（m3/s）；Q 侧收缩系数； c 淹没系数； s m自由溢流的流量系数； B溢流净宽； H0堰上水头（m）。 经计算，校核洪水位 28.26m 时，通过溢洪道最大泄量为 41.47 m3/s。不满足泄洪要求。 （3）溢流堰面设计 溢流堰面砼剥蚀、脱落严重，本次工程对溢流堰面砼进行凿毛，然 后冲洗干净，重新浇筑 30cm 厚 C30F200W6 钢筋砼罩面，罩面砼与原堰 面之间设置锚固钢筋，钢筋直径 22mm，锚杆间距、排距均为 1m，锚入 原堰体 1.2m。溢流堰面最下游出口处做成挑坎形式，挑坎半径 12m，挑 流角为 20具体结构形式见图。 （5）溢流堰挑坎后新建浆砌石消能设施 新建浆砌石护底长 20m，宽 14m，护砌厚度 0.5m。 5.4.35.4.3 更换坝顶栏杆更换坝顶栏杆 首先拆除原有坝顶破损钢制栏杆 62m，新建坝顶下游侧钢制栏杆 60 62m。 5.4.45.4.4 新建启闭机螺杆支撑墙新建启闭机螺杆支撑墙 原放水洞闸门启闭方式为绞架式，本次除险加固改为螺杆式。需要 增加启闭机连接杆支撑台。闸门启闭杆呈坝坡走向,为固定启闭杆,拟在 坝坡上做水泥砂浆砌石启闭杆垫墙。闸门启闭杆垫墙全长 31m，墙宽 0.5m，高 1.5m，墙基础宽 1m，高 0.4m，其中坝坡以下 1.0m,垫墙顶采 用厚 0.3m 的 C25 砼，垫墙顶每隔 2m 设 1 个启闭杆抱轮。 5.4.55.4.5 观测设备观测设备 杨家峪水库主坝现状没有工程监测设施，不能满足工程监测的需要。 根据水库工程管理设计规范（SL106-96）的要求，本次除险加固工 程设计中，对观测设施进行完善、更新。 在水库大坝断面范围内增设 2 个大坝渗流测压管，测压管采用镀锌 钢管，内径 50mm，深入坝基 1m。 5.55.5 除险加固后稳定复核除险加固后稳定复核 由于除险加固前，大坝坝坡渗流及稳定满足规范要求，除险加固过 程中仅对大坝迎水坡做砼贴面，这些措施对大坝的渗流稳定及坝坡稳定 是有利的，所以除险加固后无需再进行渗流、稳定计算，即除险加固后 的渗流稳定满足规范要求。 61 6 6 金属结构及电气设备金属结构及电气设备 6.16.1 金属结构金属结构 根据水闸安全鉴定规定（SL214-98），水闸投入运行后每隔 15-20 年进行一次安全鉴定。杨家峪水库闸门运行已经超过 30 年，闸 门及启闭机破损严重，不能正常运行，本次工程更换 PGZ0.6*0.6 闸门 1 扇、LQC-3A 启闭机 1 台。 （1）原工程概况 迁西县杨家峪水库除险加固工程涉及金属结构设备的建筑物包括灌 溉洞。 灌溉洞位于大坝的右侧，共 1 孔，洞底高程为 13.00m，进口设置 一扇 0.6*0.6 的插板闸门，由一台螺杆启闭机启闭。 工程自建成以后，投入运行 30 多年，灌溉洞的闸门锈蚀严重，启 闭机不能正常运行。 （2）改建设计 改建后灌溉洞进口设置 1 扇孔口尺寸为 0.6m0.6m（宽高）的 铸铁闸门。 6.26.2 电气电气 （1）电气 原管理房无电气设施，本次工程对管理房新增电气照明设施，新建 架设照明设施。电源引自附近村庄，距离 1km。不增加其它电气设备。 照明配线采用穿管暗敷设方式，配线全部采用铜芯。 （2）通信 水库无通信设施，增设固定电话一部。 62 7 7 消防设计消防设计 7.17.1 消防设计原则及主要依据消防设计原则及主要依据 消防设计贯彻“预防为主，防消结合”和确保重点、兼顾一般、便 于管理、经济实用的原则。建筑设计满足防火分区的要求，设有安全出 口，满足安全疏散要求。消防设计主要依据如下规范： （1）水利水电工程设计防火规范（SDJ278-90）； （2）建筑设计防火规范（GBJ16-1987，2001 年版）； （3）建筑灭火器配置设计规范（GB50140-2005）。 7.27.2 消防设施消防设施 电力电缆：电缆敷设采用电缆沟及电缆穿管的敷设方式。采用防火 堵料、防火涂料、膨胀型阻火包等防火措施。 7.37.3 防火管理防火管理 防火管理必须制定出防火、灭火规章制度，经常对全体人员进行防 火安全教育及消防器材使用培训。 63 8 8 施工组织施工组织设计设计 8.18.1 施工条件施工条件 8.1.18.1.1 工程概况工程概况 杨家峪水库位于迁西县金厂峪镇杨家峪村，滦河支流上，流域面积 0.8 km2，设计标准 20 年一遇，校核标准 100 年一遇。属小（2）型， 是村管水库，归村集体所有，目前由杨家峪村管理并由杨家峪村村民承 包，总库容 24.00 万 m3，兴利库容 19.70 万 m3，死库容 0.7 万 m3。水 库设计灌溉面积 300 亩。水库由浆砌石重力坝、溢洪道、放水洞等组成。 本次除险加固工程项目主要包括： （1）大坝迎水面做砼贴面。 （2）修建坝顶砼防浪墙。 （3）溢流堰面新建砼罩面，溢流堰挑坎下做浆砌石护底。 （4）更换放水洞闸门、启闭机设施。 （5）配备相应的观测设备及照明设施。 主要工程量见表 8-1 杨家峪主体工程主要工程量表杨家峪主体工程主要工程量表 表 8-1 序号工程项目单位工程量备注 1 土方开挖 m33759.00 2 石方开挖 m3323.40 3 土方回填 m30 4 浆砌石 m3168.00 5 混凝土 m3959.00 6 模板 m2374.30 8.1.28.1.2 交通运输条件交通运输条件 64 各种材料设备的运输，可利用乡间道路和防汛路作为交通运输道路， 交通条件较为便利。 8.1.38.1.3 主要材料设备来源主要材料设备来源 块石、卵石等当地材料供应量丰富，可就近购买，要求块石不得使 用易风化的片麻岩石等。砂料可从迁西就近购买。 根据当地的料场分布情况，本工程砂子来自滦河河砂，运距 15Km；石子取自迁西县城北的清河砂砾料场，块石取自工程附近石料厂， 运距 12Km。 8.1.48.1.4 施工工期条件施工工期条件 本次工程的实施，需在库区水位较低的条件下进行，施工工期宜安 排在水库放水之后进行，且应在上汛之前完工，因此宜于 9 月份至翌年 7 月份安排该类项目工期。 8.28.2 施工导流施工导流 本次除险加固工程项目放水洞维修涉及到施工导流，导流为施工期 洪水导流，导流标准为 5 年一遇，导流施工期为 11 月份，通过水文计 算施工期洪水最高蓄水位 14.87m，为便于施工，考虑一部分排水，将 水位降低至 13.00m，在坝前搭设围堰，堰顶宽 4m，两侧边坡比 1:2， 堰高 3.5m，堰顶高程 13.50m。 本工程需在一个枯水期内完成，确保安全渡汛。 8.38.3 主体工程施工主体工程施工 8.3.18.3.1 土石方工程施工土石方工程施工 土方开挖为坝前清淤，工作面狭窄，施工采用挖掘机开挖，汽车运 65 输 1000m，并弃至左岸上的山沟内。 石方开挖主要是上游面板底座开挖，开挖厚度 1.5m 左右。面板底 座开挖，最低建基面高程 8.50m，开挖次序由坝顶向下分层开挖，开挖 方式采用手风钻钻孔爆破，一次开挖至设计高程。施工时应加强监测对 老坝体的影响。石渣运输 1000m，弃置在左岸上的山沟内。 8.3.28.3.2 上游砼面板施工上游砼面板施工 上游砼面板施工是本工程的关键，也是加固的难点，必须加强管理 确保工程质量。面板厚度底部 0.8m，顶部 0.5m，垂直分缝宽度 10m。 施工程序：应待上游底板砼达到设计强度后进行，应首先清理坝体 上游面，用手持钻机打孔并安装锚杆，安装外模板，绑扎钢筋，浇注砼。 砼拌合站设在右坝头较为平坦的地方，采用 0.4m3拌和机拌制，由 人力胶轮车由坝顶送至浇注仓面，插入式振捣器振捣。每 3-4m 为一浇 筑层，按照面板分缝跳仓浇注。 由于面板系薄壁结构，且钢筋分布较为密集，故在砼施工中应注意 以下几点： （1）加强砼