富顺县石河子人工湖工程项目可行性研究报告

富顺县石河子人工湖工程富顺县石河子人工湖工程 可行性研究报告可行性研究报告 初步设计初步设计 I 目目 录录 1 概述 5 1 1 工程概况 5 1 2 水文 5 1 3 工程地质 10 1 4 工程任务和规模 17 1 5 工程设计 19 1 6 施工组织设计 20 1 7 工程管理 23 1 8 人工湖淹没处理及工程占地 24 1 9 水土保持和环境影响评价 25 1 10 节能降耗 27 1 11 投资估算 27 1 12 项目招标方案 28 1 13 经济评价 28 1 14 结论及建议 29 2 水文 32 2 1 流域概况 32 2 2 气象 32 2 3 水文基本资料 33 2 4 径流 34 2 5 洪水计算 35 2 6 调洪演算 40 2 7 泥沙 43 3 工程地质 44 3 1 地形地貌 44 II 3 2 地震 44 3 3 库区工程地质 44 3 4 枢纽工程地质条件评价 46 3 5 岩土物理学指标 49 3 6 坝址主要工程地质问题及评价 52 3 7 溢洪道主要工程地质问题及评价 52 3 8 放水设施工程地质问题及评价 53 3 9 建筑材料料场评价 53 3 10 结论及建议 53 4 工程任务和规模 55 4 1 工程任务 55 4 2 工程规模 56 4 3 人工湖运行方式 58 5 工程布置及主要建筑物 59 5 1 设计依据 59 5 2 工程总体布置 61 5 3 设计计算 68 5 4 人工湖安全监测设计 78 6 施工组织设计 80 6 1 施工条件 80 6 2 施工导流 81 6 3 主体工程施工 81 6 4 施工总布置 83 6 5 施工进度安排 84 6 6 工程验收与资料整理 84 7 工程管理 86 III 7 1 管理机构及人员编制 86 7 2 工程管理范围 86 7 3 工程管理设施 86 7 4 工程管理维护费用 86 8 人工湖淹没处理及工程占地 87 8 1 人工湖淹没处理 87 9 水土保持和环境影响评价 89 9 1 水土保持 89 9 2 环境影响 89 10 节能降耗 91 10 1 概述 91 11 投资概算 98 11 1 编制说明 98 11 2 施工临时工程 101 11 3 独立费用 101 11 4 预备费 101 11 5 概算表及附件 101 12 项目招标方案 102 12 1 招标范围 102 12 2 招标组织形式 102 12 3 招标方式 102 12 4 招投标要求 102 12 5 招投标要求 103 13 经济评价 104 IV 13 2 国民经济评价 104 14 结论及建议 105 5 1 概述概述 1 1 工程概况工程概况 富顺县地处自贡平原东北部 东经 104 20 37 104 52 56 北纬 30 29 10 30 57 41 之间 县境东邻中江县 西连自贡市青白江区 龙泉驿区 南靠乐 至县 简阳市 北接广汉市 中江县 县境东西平均宽 36 9km 南北长 68km 幅员 面积 1156km2 县城距自贡市中区 30km 成金快速通道从此通过 交通便利 富顺县龙泉山脉 百湖计划 水源工程规划覆盖该县官仓 栖贤 三星 福兴 赵家 淮口 三星 三星 赵镇等 9 个乡镇 辖 45 个村 935 个组 总人口 128052 人 幅员面积约 320 km2 其中耕地面积 15 47 万亩 石河子湖工程是富顺县风江村沟村种养业发展规划 居民供水 建设森林旅游 和建设休闲之乡促进地方经济发展的重要工程 富顺县风江村沟旅游区位于富顺县 城东北部 龙泉山脉支系 山区地形 土壤条件为紫色土 属盆地亚热带湿润季风 气候区中的盆地西部区 主要气候特点 气候温和 雨水充沛 日照较丰富 四季 分明 大陆性季风气候显著 春季气温回升早 无霜期长 280 320 天 年平均气 温 16 7 度 与县城赵镇温差 2 5 度 日照时间 1300 小时 热量丰富 农作物生长期 长 能一年两熟或三熟 年降雨量 962 毫米 水资源较丰富 水利布局较为合理 石河子湖正常蓄水位 487 0m 相应库容 5 1 万 m3 设计洪水位 488 99m 校 核洪水位 489 65m 正常蓄水位人工湖水面面积 28 亩 人工湖枢纽工程由挡水建筑 物 泄水建筑物 放空建筑物等组成 工程总工期为 7 个月 其中准备工期 1 个月 主体工程施工期 5 个月 竣工收尾工期 1 个月 本工程的投资业主为四川省富顺县 水务局 其工程投资资金来源为县级资金 工程概算总投资 555 88 万元 1 2 水文水文 1 2 1 流域自然地理概况流域自然地理概况 流域地处四川盆地向川中丘陵的过渡地带 在构造上以断裂构造为主 褶皱构 造次之 岩层受强烈挤压 变形 节理 片理非常发育 岩体破碎 易风化剥蚀 流域为丘陵农垦区 人类活动频繁 本工程以上河流的集雨面积为 2 08km2 河长为 1 3km 平均比降为 11 69 6 1 2 2 水文基本资料水文基本资料 沱江流域内支流上设有汉王场 高景关 关口水文站 在干流上设有三皇庙 登赢岩 李家湾等水文站 测站基本资料情况见表 1 1 表表 1 1 沱江干支流测站基本资料一览表沱江干支流测站基本资料一览表 河名站 名 集水面积 km2 距河口 km 主要观测项目观测年份 绵远河汉王场410水位 流量 降雨1956 至今 石亭江高景关629水位 流量 降雨1956 至今 湔江关口626水位 流量 降雨1956 至今 沱江三皇庙6590489水位 流量 泥沙 降雨1942 至今 沱江登瀛岩14484287水位 流量 泥沙 降雨1952 至今 沱江李家湾3328399 8水位 流量 泥沙 降雨1942 至今 支流上的汉王场 高景关 关口水文站 为山区河流 其水文特性与设计流域 相差较大 干流上的三皇庙 登赢岩 李家湾水文站 控制流域与设计流域相差较 大 故这些水文站点均无法作为本水文计算的参证站 设计流域的水文计算只能采 用 四川省水文手册 和 四川省中小流域暴雨洪水计算手册 表表 1 2 石河子湖水位库容关系曲线石河子湖水位库容关系曲线 高 程 m 库容 万 m3 备 注高 程 m 库容 万 m3 备 注 4800 04004875 1000正常蓄水位 4810 47684886 2042 4821 00904897 4038 4831 63654908 6987 4842 359449110 0889 4853 177649211 5745 4864 091149313 1554 1 2 3 径流径流 根据 四川省水文手册 查得设计流域多年平均径流深为 350mm Cv 值为 0 6 Cs 2Cv 流域集雨面积为 0 48Km2 由根据 四川省水文手册 将流域多年平 均径流深化为多年平均年径流量用以下公式计算 Qo 0 0000317 h F 式中 Qo 年平均流量 以秒立方米计 h 年径流深 以毫秒计 F 集水面积 以平方公里计 7 将上述各值带入上述公式求的改流域的年平均径流量为 16 79 万 m 年 根据 P 型频率曲线查出 50 75 90 的模比系数 Kp 计算相应保证率下的年径流量 见下表 1 3 表表 1 3 相应保证率下的年径流量相应保证率下的年径流量 保证率50 75 90 Kp0 870 520 31 年径流量 万 m 63 3237 8522 56 1 2 4 洪水计算洪水计算 1 2 4 1 防洪标准防洪标准 根据 水利水电工程等级划分及洪水标准 SL252 2000 石河子人工湖划定 为 等工程 主要永久水工建筑物为 5 级 次要建筑物为 5 级 由于地处丘陵区所 以按山区 丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准确定其防洪标准 其 设计洪水标准重现期为 20 年 P 5 校核洪水标准重现期为 200 年 P 0 5 1 2 4 2 设计暴雨设计暴雨 设计流域的暴雨多发生在 5 8 月 尤以 7 8 月居多 7 8 月为高温多雨季节 大气常处于不稳定状态 西风带高空低压槽活动增加 冷锋活动频繁 正值西太平 洋副热高压带发散的暖湿气流与北来冷空气的交锋地带 常形成大雨 暴雨的天气 过程 造成洪涝灾害 据青白江气象站实测资料统计 年最大 24 小时暴雨为 243 6mm 1982 年 7 月 8 日 由于设计流域面积较小 加之周围无这种小流域参证站点 根据设计洪水计算 规范 可采用水文手册法进行洪水计算 表表 1 4 流域设计暴雨采用成果表流域设计暴雨采用成果表 mm p H 历时 t h 均值 mm v C sv CC P 0 5 P 5 1 6h170 303 5 35 0326 61 1h450 393 5 111 6678 92 6h800 453 5 222 92150 47 24h1000 523 5 316 63203 06 考虑到石河子人工湖流域面积仅 2 08km2 定点定面折算系数接近于 1 0 因此 8 石河子人工湖以设计点雨量代替设计面雨量使用 1 2 4 3 设计洪峰流量设计洪峰流量 根据 水利水电工程设计洪水计算规范 SL42 2006 的有关规定 当流域面 积小于 1000km2 无实测洪水资料的地区 可以采用暴雨资料推求设计洪水 因此 本工程的入库洪水采用中国水利水电科学研究院推荐的推理公式 即 水科院法 采用暴雨资料来计算 表表 1 5 流域洪峰流量成果流域洪峰流量成果 频 率P 0 5 P 5 洪峰流量 m3 s 56 5837 05 按 四川省中小流域暴雨洪水计算手册 单峰洪水概化过程线模型 利用设计 洪峰流量及设计洪水总量推求设计洪水过程线 再加上基流量 即得设计洪水过程 线 根据 四川省中小流域暴雨洪水计算手册 关于基流量的地区综合成果 沱江 流域基流量按公式计算 设计及校核洪水过程线见图 1 1 和表 1 6 890 0 0 056 0 FQ 0 000 10 000 20 000 30 000 40 000 50 000 60 000 0 0001 000 2 0003 0004 000 5 0006 0007 000 8 0009 000 0 5 5 图图 1 1 洪水过程线图洪水过程线图 表表 1 6 设计洪水过程线表设计洪水过程线表 P 0 5 P 5 h t m3 s Q h t m3 s Q 0 0000 1070 0000 107 0 5262 9370 5091 960 0 6845 7660 6623 813 0 89411 4240 8657 518 1 05222 7401 01814 929 1 31534 0571 27322 340 9 1 63045 3731 57829 750 1 97253 8601 90935 308 2 36756 6892 29137 161 2 57753 8602 49435 308 2 86645 3732 77429 750 3 26134 0573 15622 340 3 78722 7403 66514 929 4 70711 4244 5567 518 5 5225 7665 3453 813 6 2592 9376 0581 960 8 1520 1077 8900 107 1 2 4 4 施工分期设计洪水施工分期设计洪水 工程施工设计洪水计算以汉王场水文站为参证站 为了合理划分分期洪水的时段 点绘了汉王场水文站月最大流量散步图 结合 暴雨洪水特性分析可知 河流洪水随降雨变化 有明显的季节性 每年 5 月进入汛 前过度期 洪水量级显著增大 6 9 月为主汛期 10 月为汛后过度期 11 月至翌年 2 月为稳定的退水期 根据洪水年内变化规律 结合施工要求 将全年划分为 1 2 月 3 月 4 月 5 月 6 9 月 10 月 11 月 12 月八个分期 主汛期 6 9 月 采用年最大洪峰流量 计算成果 其余各分期按年最大值独立选择 分别进行频率计算 其成果见表 2 11 本工程坝址按面积比的 n 次方直接移用汉王场水文站分期设计洪水成果 主汛 期采用年最大流量计算成果 5 月 10 月过渡期分期设计洪水采用面积比的 2 3 次方 移用 12 月 3 月采用 1 次方移用 其余采用 0 80 次方移用 计算成果见表 2 11 把各分期洪水的均值及各频率的设计值 点绘在洪水年内分布图上 其季节性 变化规律与实际相符 各分期洪水频率曲线与年最大流量频率曲线不相交 相互之 间保持合理差距 表表 1 7 工程坝址施工设计洪水成果表工程坝址施工设计洪水成果表 单位 m3 s 站 名 分期 频率 1 2 月3 月4 月5 月6 9 月10 月11 月12 月 P 5 6 4426 610010521508146 310 7 汉 P 10 6 1222 670 884 5167066 836 99 79 10 P 20 5 7418 344 964 3120052 927 88 74 王 场 P 50 5 0811 818 338 158734 216 67 06 P 5 0 0330 1351 4603 10031 3812 3920 6760 054 P 10 0 0310 1151 0332 49524 3751 9720 5390 050 P 20 0 0290 0930 6551 89817 5151 5620 4060 044 坝 址 P 50 0 0260 0600 2671 1258 5681 0100 2420 036 1 2 5 设计水位设计水位 洪水入库过程详见上节计算结果 起调水位为 487 0m 在 P 5 的设计洪水条 件下 入库最大洪峰流量为 37 16m3 s 溢流堰最大下泄流量为 36 87m3 s 滞洪库容 为 2 30 万 m3 设计洪水位 488 99m 相应库容为 7 40 万 m3 在 P 0 5 校核洪水条 件下 入库最大洪峰流量 56 69m3 s 溢流堰下泄最大流量为 56 38m3 s 滞洪库容为 3 14 万 m3 校核洪水位 489 65m 相应库容为 8 24 万 m3 表表 1 8 调洪演算成果表调洪演算成果表 项目值备注 溢流堰顶高程 m 487 起调水位 m 487 设计洪水 5 入库洪峰流量 m3 s 37 16 入库洪水总量 万 m3 33 93 滞洪库容 万 m3 2 30 总库容 万 m3 7 40 最大库水位 m 488 99 最大下泄流量 m3 s 36 87 校核洪水 0 5 入库洪峰流量 m3 s 56 69 入库洪水总量 万 m3 53 52 滞洪库容 万 m3 3 14 总库容 万 m3 8 24 最大库水位 m 489 65 最大下泄流量 m3 s 56 38 1 3 工程地质工程地质 1 3 1 勘测工作方法及工作量勘测工作方法及工作量 1 库区工程地质调查 11 比例尺 1 1000 面积约 1 1km2 用穿越法进行地形地貌 地质 水文地质 工程 地质基本情况调查 2 钻探 对坝区进行钻探 共布设勘探孔3 个 两岸坝肩和坝体中段分别布置1 个钻孔 钻孔深 为20 60 25 40m 均采用全取芯回转钻进 3 取样及试验 取原状土样 1 组 进行常规土工试验 取岩样 5 组 进行单轴极限抗压强度试验 地表水与地下水各 1 件 进行水质检测 检测工作由四川省地质工程勘察院岩 土水质检测中心进行 4 钻孔压水试验 对沿坝轴线上的钻孔进行了压水试验 试验段长度 5m 左右 按三级压力5 个阶段进行 三级压力分别为0 1MPa 0 2MPa 0 3MPa 按P1 P2 P3 P4 P2 P5 P1 进行压水 由于孔浅 未计算管道压力损失 勘察工作完成的工作量见表 1 9 表表 1 9 勘察工作完成主要工作量统计表勘察工作完成主要工作量统计表 序号工作项目单位工作量备注 1 1 1000 库区工程地质 测绘 km21 1 2钻 探m 孔69 8 3 其中控制孔 2 个 一 般孔 1 个 原状土样组1土常规试验 岩 样组5 天然及饱和抗压 抗 剪试验 3 取样 及试 验 水 样件2 地表水 1 件 地下水 1 件 4钻孔压水试验段次 孔9 3 1 3 2 区域地质概况区域地质概况 1 3 2 1 地形地貌地形地貌 工程区位于龙泉山麓的红层丘陵地区 库区所在的富顺县太平乡区域地势由西 北向东南微倾 龙泉山脉中段纵卧区境东南部 境内地貌主要由低山 浅丘 平坝 组成 工程区内有一条混凝土路 满足附近居民日常生活与生产 该人工湖的左右 两岸为低山 库区内为农田和菜地 12 1 3 2 2 地层岩性地层岩性 库区表面为红色粘土 出露地层主要有第四系全新统植物层 Q4pd 及第四系 全新统冲积层 Q4pl 和白垩系下统天马山组 K1t 砂岩和砾岩 具体分述如下 一 第四系 Q 1 全新统植物层 Q4 pd 为深度 0 5m 1 5m 的红色粘土 富含有机质 稍湿 广泛种植农作物和果 树 可塑 硬塑 稍湿 湿 分布在库区范围内的地表处 2 全新统冲积层 Q4pl 主要为灰白色块状砾石层 松散堆积 透水率大 钻孔揭露厚约 1 60m 分 布在河床中部 二 白垩系下统天马山组 K1t 岩性主要为薄 中厚层状红色 灰白色泥岩 砂岩及砾岩 红色为砂岩 岩芯呈块状 较密实 岩质均匀 灰白色为强风化砾岩 较密实 岩质均匀 钻孔 至中风化岩层以下 钻孔揭露出的岩层厚度约为 18 5 23 9m 1 3 2 3 地质构造及地震地质构造及地震 工程区位于扬子准地台四川中台坳 川中台拱和川西台陷的过渡地带 构造体 系属新华夏系第三沉降带四川盆地川中褶皱带 龙泉山背斜西翼 龙泉山背斜西翼 出露地层主要为侏罗系上统天马山组 K1t 为缓倾斜岩层 岩层产状一般为 310 320 24 25 总体呈向北西倾斜的单斜构造 区内由于地层平缓 构造简单 裂隙大多垂直于层面 与岩性关系较密切 厚层砂岩中裂隙宽大 稀疏 有的裂面 有泥砂充填 泥岩 粉砂岩中裂隙较密集 但延伸短 裂隙宽度小 裂隙不穿层 砂岩中的宽大裂隙止泥岩的接触面 裂隙面裂隙多成波状弯曲 宽 0 5cm 4 0cm 常 见裂隙率 0 5 3 2 平均 1 64 河床中部植物层以下存在冲积层 冲积层主要为 砾石 夹有细砾 松散堆积 透水率大 工程区邻龙泉山断裂带 西距龙门山地震带约 100km 1943 年自贡地震 震级 5 级 烈度 6 度 1967 年双流大林地震 震级 5 5 级 烈度 7 度 2008 年 5 12 汶川 8 0 级地震波及到本区 震感较强 龙泉山断裂带近期地震活动多以小震 弱震为主 历史震级均小于 6 级 为微弱全新活动断裂 1 3 3 库区工程地质条件库区工程地质条件 1 3 3 1 基本地质条件基本地质条件 13 库区位于太平乡风江村沟村的红色丘陵地区 库区内有小溪风江村沟 将主要 风江村沟汇水和天然降雨形成人工湖 汇水面积较大 约为 0 3km2 库区内表层覆 盖厚度为 0 5m 1 5m 耕植土 河床中部埋藏冲积砾石层 夹杂细砾 基岩埋藏于 耕植土与砾石层之下 钻孔揭露的基岩为强风化 中风化砂及砾岩 库区内广泛分 布农田 菜地和果园 库区主要地层为第四系全新统植物层 Q4pd 第四系全新统 冲积层 Q4pl 和白垩系下统天马山组 K1t 库区主要工程地质岩组为松散岩组 极软岩组 软岩岩组和较软岩岩组 a 松散岩组 由第四系全新统植物层组成 质粘土为主 呈散体结构 b 极软岩组 由第四系全新统冲积层组成 呈松散状态 碎 岩石基本质 量级别为 级 c 软岩岩组 由强风化砂岩和强风化砾岩组成 锤击声哑 易击碎 岩石 基本质量等级为 级 d 较软岩岩组 由中风化砂岩和中风化砾岩组成 岩芯成柱状 浸水后指 甲可刻出印痕 岩石基本质量等级为 级 库区未发现大的崩塌 滑坡和泥石流等不良地质现象 库区水文地质条件简单 主要含基岩裂隙水 白垩系下统天马山组砂岩和 砾岩为主要含水层 含水性受地质构造控制 裂隙发育带富水性中等 钻孔水位埋 深 0 8 5 4m 平均 3 23 m 地下水位标高 480 88 486 7m 地下水的主要补给来源 是溪流及大气降水 由于岩层倾角为 28 25 与砂岩呈不等厚互层状 起到了一定 的隔水作用 经过 3 个钻孔 12 段次的压水试验 岩石透水率为 5 67 11 06Lu 平 均透水率 8 43Lu 为中 弱透水岩石 河床中部以下冲积砾石层是潜在透水通道 可能存在渗漏问题 1 3 3 2 工程问题及评价工程问题及评价 第四系植物层与第四系全新统冲积层主要分布于两岸缓坡及坡脚平地及河床中 部 厚度为 0 50 3 1m 分布高程部分位于水库正常蓄水位以下 部分位于水库正 常蓄水位以上 库区内未见库岸坍塌与泥石流等不良地质现象 但发现有少量微型 滑坡发生 据此 库区的覆盖层边坡稳定 库区位于丘陵地区 两岸斜坡坡角 10 20 地质构造简单 地层平缓 主 要由白垩系下统天马山组组成 基岩上覆厚 0 50 1 50m 第四系植物层和厚 1 60m 第 四系全新统冲积层 无崩塌 泥石流 地裂缝 地面塌陷 底面沉降等不良地质作 14 用 局部有微型滑坡发生 无古河道 暗滨等对工程不利的埋藏物 地震烈度为 7 度 基本地震加速度值为 0 10g 无液化土层分布 为对建筑抗震一般地段 水库蓄 水后 在水库动水压力作用下局部库岸有可能存在小规模的坍滑等库岸再造问题 因规模不大 不会影响水库的正常运行 库岸总体稳定性均较好 但在水库蓄水后 局部地段在库水的长期浸泡 水位 变动及浪蚀作用下 可能产生小方量的坍塌 但对水库运行没有影响 水库两岸地形完整 坡度较缓 山体宽厚 无横切山脊的深大断裂分布 地表 分水岭分布位置距库区较近 库区所在的位置是两岸地表水及地下水的最终排泄区 无其它深切邻谷 不存在邻谷渗漏问题 库区主要地层为第四系全新统植物层 Q4pd 和第四系全新统第四系全新统冲积 层 Q4pl 白垩系下统天马山组 K1t 砂岩和砾岩 岩层平缓 根据钻孔压水试验 其透水率为 5 67 11 06Lu 平均透水率 8 43Lu 属弱透水岩石 钻孔的透水率呈现 出随着深度增加而减小 且都小于 10 故岩体本身防渗性能较好 库区内破碎带很 少 不连续分布 挤压较为密集 客观上起到了阻水防渗的作用 岩体裂隙一般切 割不深 延伸长度较小 不存在库水沿断层破碎带或宽大裂隙的集中渗漏问题 不 存在永久渗漏的问题 以上的因素综合说明 水库蓄水后不存在大的永久性渗漏问 题 1 3 4 坝址工程地质条件坝址工程地质条件 1 3 4 1 基本地质条件基本地质条件 库区位于自贡市富顺县太平乡风江村沟村 两岸均为延伸较远的浅丘 低山 左岸坡角 30 45 为山林 右岸坡角 25 40 为居民点和山林 基岩埋藏较浅 为强风化 中风化砂 砾岩 库区内广泛分布耕植土 种植有农作物和果树 河 床砾石层较薄 需采取适当的地基处理措施 1 3 4 2 坝址地层岩性坝址地层岩性 坝址主要地层为第四系全新统植物层 Q4pd 第四系全新统冲积层 Q4pl 和白 垩系下统天马山组 K1t 植物层 Q4pd 为深度 0 5m 1 5m 的红褐色粘土 富含有机质 广泛种植农作 物 松散 可塑 硬塑 湿 稍湿 分布在库区范围内的地表处 根据钻孔取样可 见植物根系 冲积层 Q4pl 主要为砾石 松散堆积 透水率大 钻孔揭露厚约 1 6m 分 15 布在河床中部表面以下 2 5 3 0m 范围 白垩系下统天马山组 K1t 岩性主要为薄 中厚层状红色 红色泥岩 砂岩和 灰白色砾岩 钻孔至中风化岩层以下 揭露出的岩层厚度约为厚度 18 5m 23 9m 根据风化程度可将基岩划分为二个带 强风化带 裂隙较发育 岩质较破碎 裂面多见土质充填 天然抗压强度 1 21 6 96MPa 平均 1 63MPa 属极软岩 岩体基本质量级别为 级 平均岩石质 量指标 RQD 13 分布普遍 中风化带 裂隙不发育 岩芯呈柱状或短柱状 砾岩天然抗压强度 8 8 12 68MPa 平均 10 12MPa 属软质岩 岩体基本质量级别为 级 砂岩天然抗 压强度 12 30 18 20MPa 平均 17 42MPa 属软岩 岩体基本质量级别为 级 平 均岩石质量指标 RQD 55 分布普遍 1 3 4 3 坝址的地质构造坝址的地质构造 库区覆盖层为第四系全新统植物层 Q4pd 和第四系全新统冲积层 Q4pl 在库 区内广泛分布 地下岩层主要为白垩系下统天马山组 K1t 区内岩石节理裂隙较发 育 裂隙率在 0 5 到 3 2 之间 覆盖层较厚 1 3 4 4 坝址区的不良地质现象坝址区的不良地质现象 坝址及其附近无滑坡 崩塌等不良地质现象 基础开挖过程中 要注意可能引 发的小型土体滑坡 但是由于基础开挖不深 上覆全风化土层薄 危害性不大 据 勘探资料 坝区各部位岩石风化特征见表 1 10 表表 1 10 坝址区岩石风化特征表坝址区岩石风化特征表 工程部位左岸坡河 床右岸坡 全风化带厚度 m 0 50 1 500 50 1 60 50 1 50 强风化带厚度 m 0 70 1 801 80 9 805 10 7 30 1 3 4 5 坝址的水文地质条件坝址的水文地质条件 坝址区水文地质条件简单 主要含基岩裂隙水 白垩系下统天马山组砂岩为主 要含水层 含水性受地质构造控制 裂隙发育带富水性中等 地下水位埋深 0 8 5 4m 平均 3 23 m 地下水位标高 480 88 486 7m 地下水的主要补给来源是 溪流及大气降水 经过 3 个钻孔 9 段次的压水试验 见表 4 2 岩石透水率为 5 67 11 06Lu 平均透水率 8 43Lu 为中 弱透水岩石 表表 1 11 坝址区钻孔压水试验成果表坝址区钻孔压水试验成果表 16 钻孔编号试验孔深 m 透水率 Lu 渗透性等级 2 10 7 1011 06中等透水 7 10 12 1010 0中等透水 12 10 17 106 7弱透水 ZK1 17 10 22 105 7弱透水 2 80 7 8011 05中等透水 7 80 12 809 8弱透水 12 80 17 807 4弱透水 ZK2 17 80 20 605 67弱透水 2 40 7 4011 0中等透水 7 40 12 408 6弱透水 12 40 17 407 9弱透水 ZK3 17 40 22 406 3弱透水 据地表水 地下水化学分析成果 见表 1 10 坝址区地表水属弱碱性 低矿化 度的淡水 地下水也属弱碱性 低矿化度的淡水 坝址区地表水属 HCO3 SO4 Ca Mg 型水 据此按 GB50287 99 规范有关环境水对混凝土腐蚀性评价标准评判 坝址区地 下水 地表水对混凝土各项腐蚀性评价具有弱腐蚀 表表 1 12 水质分析成果表水质分析成果表 水样 水样 类型 水质类型 总硬度 mg L PH K Na mg L Mg2 mg L Ca2 mg L HCO3 mg L SO42 mg L 侵蚀 CO2 mg L 地表水河水 HCO3 SO4 Ca Mg 335 37 113 1123 7195 19277 6380 600 00 地下水钻孔水 HCO3 SO4 Ca Mg 337 87 517 0223 7296 19280 6888 600 00 1 3 5 天然建筑材料天然建筑材料 在考察了坝基地质条件 筑坝材料的储量及运输条件之后 建议本工程采用 17 粘土心墙 石渣坝 考虑到道路只为附近居民日常生活所用 必须做适当的加固 措施 为节约耕地和减少投资两方面考虑 建议就近选择坝址区附近的空地作 为施工准备场地 建立拌和站 工棚等 场地开阔平坦 利于布置 同时 也能 节约完工后耕地复垦与水土保持等费用的投资 修筑粘土心墙石渣坝所需的石渣 料和粘土在工程区附近有足够的储量 运距约为 20km 修筑溢洪道所用的混凝土 钢筋 水泥等材料可以从赵镇购买运距为 40km 1 4 工程任务和规模工程任务和规模 1 4 1 工工程程建建设设的的必必要要性性 富顺县龙泉山脉地区主要以微型 小型蓄水设施解决灌溉和找山泉 打井解决 农业生产及人口饮水 现有小 1 型水库 4 座 小 2 型水库 14 座 山坪塘 1680 座 石河堰 183 座 蓄水池 8035 口 水窖 260 口 灌排泵站 331 处 该地区受自然 技术 经济等条件的制约 天然的水资源开发利用较少 在党 的十一届三中全会以来 全县人民在县委 政府的正确领导下 水源工程建设有了 较快的发展 蓄引提能力大大提高 对抗御自然灾害 保证工农业生产起到了积极 的作用 但由于水资源时空分布不均 水资源组合不平衡等客观因素造成了季节性 区域性的干旱缺水 同时对水资源缺乏保护和合理利用及水污染等人为因素 加重 了干旱缺水和洪涝灾害影响 致使农业灌溉用水严重不足 主要存在以下几个方面 的问题 工程调蓄能力不足 抗旱减灾能力不能满足要求 水土流失问题突出 水 源工程分布不均 人均占有量低 病险工程增多 地震造成的水源工程损毁急需修 复 政策法规难配套 管理体制不完善 富顺县龙泉山脉地区多年平均径流总量 0 92 亿 m3 入境水量 0 61 亿 m3 地下 水可利用量 0 03 亿 m3 水资源总量共计 1 56 亿 m3 虽然较富顺县平原区和东部丘 陵区水资源总量相对缺乏 但还是足以满足该地区农业 生活及生态用水需求 而 造成该地区缺水的主要原因是工程性缺水 通过一系列水源工程的规划建设 合理 规划 科学利用 充分发掘本地区可利用水资源潜力 规划区内供水能力可持续支 撑本地区经济社会的发展 并能维持良好的生态系统 因而兴建石河子湖是必要的 1 4 2 工工程程任任务务 18 石河子湖的主要开发任务为风江村沟村建设深林旅游和建设休闲之乡促进地方 经济发展 同时兼顾下游种养业发展规划 居民供水 根据富顺县龙泉山脉地区的具体情况 以保障区内经济社会发展需水 改善区 域水生态环境为目标 按照 以人为本 人与自然和谐相处 因地制宜 量力而 行 统筹兼顾 突出重点 建设 管理 改革同步 的原则 新建中小型水源 工程及巩固和挖掘现有工程效益 大力发展小型 微型水利 实行大 中 小 微 结合 湖 塘 堰 池结合 灌溉用水与解决人 畜饮人结合 新建与挖潜改造结 合 进一步增强抗旱减灾能力 形成乡镇有水库 村村有堰塘 社社有井池的水源 体系 以确保农业的旱涝保收 并使生态环境得到彻底改善 减少水土流失量 1 4 3 工工程程规规模模 根据石河子湖的开发任务 其正常蓄水位选择主要是满足森林旅游水面面积 并 兼顾下游综合用水要求 因而本阶段拟定其正常蓄水位为487 0m 正常蓄水位以下库 容为5 1 万 m3 正常蓄水位人工湖水面面积28 0 亩 1 洪水标准 石河子人工湖湖拦河大坝为粘土心墙石渣坝 根据 水利水电工程等级划分及 洪水标准 SL252 2000 石河子人工湖划定为 等工程 主要永久水工建筑物为 5 级 次要建筑物为 5 级 由于地处丘陵区所以按山区 丘陵区水利水电工程永久性 水工建筑物的洪水标准确定其防洪标准 其设计洪水标准重现期为 20 年 P 5 校核洪水标准重现期为 200 年 P 0 5 2 溢洪道规模 石河子湖采用开敞式溢流堰 自然溢流 溢流堰顶高程为487 0m 净宽为8 0m 泄洪能力按以下计算 3 2 2 SW QmBgH Q 流量m3 s B 溢流堰净宽m Hw 计入行进流速的堰上总水头 m m 流量系数 闸墩侧收缩系数 s 淹没系数 19 2 调洪方式 石河子湖采用开敞式溢流道 溢流堰顶高程即正常蓄水位 因而以正常蓄水位 487 0m 为起调水位进行洪水调节计算 3 洪水调节主要成果 按照上述洪水标准 调洪方式进行调洪演算 计算结果为人工湖校核洪水位 489 65m 设计洪水位488 99m 1 4 4 人人工工湖湖运运行行方方式式 石河子湖主要满足森林旅游水面要求 基本维持在487 0m 运行 汛期或者其他时 刻当来水超过487 0m 时 由溢流堰自由下泄 供水期 根据下游灌溉或供水需要 逐 渐下降水位 然后逐渐回蓄至正常蓄水位487 0m 1 5 工程设计工程设计 1 5 1 工工程程等等别别及及标标准准 本工程开发任务为建设森林旅游 同时兼顾下游的种养业发展规划 居民供水 石 河子湖正常水位以下库容5 1 万 m3 最大坝高13 35m 根据 水利水电工程等级划分 及洪水标准 SL252 2000 石河子人工湖划定为 等工程 主要永久水工建筑物 为 5 级 次要建筑物为 5 级 由于地处丘陵区所以按山区 丘陵区水利水电工程永 久性水工建筑物的洪水标准确定其防洪标准 其设计洪水标准重现期为 20 年 P 5 校核洪水标准重现期为 200 年 P 0 5 表表 1 13 建建筑筑物物级级别别及及洪洪水水标标准准 洪水重现期 年 建筑物类别及名称建筑物级别 设计校核 坝 溢洪道 放水管520200 1 5 2 工工程程总总体体布布置置 1 坝型选择 从坝址区地形地质条件 建筑材料 并考虑到本工程的开发任务主要改善生态环 境 发展旅游 从与周围环境一致 谐调等方面本工程宜采用 粘土心墙石渣坝 2 工程总体布置 石河子湖坝址位于富顺县太平乡风江村沟村 工程包括挡水建筑物 泄水建筑物 和放空建筑物组成 挡水建筑物采用 工程区附近开挖的石渣料 泥岩 砂岩等材料 溢 洪道布置在左岸 为开敞式自由溢流 放空管布置在 挡水建筑物下方 用作人工湖放空 20 设施 1 5 3 工工程程主主要要建建筑筑物物 1 挡水建筑物 大坝粘土心墙石渣坝 坝顶高程 490 35m 最大坝高 13 35m 坝顶宽 4m 坝轴 线长 45m 上游坝坡为 1 2 25 上游坝面依次布置 10cm 厚 C15 砼预制块护坡 20cm 厚砂砾石垫层 坝脚处设置 C20 砼基座 坝壳料主要为泥岩石渣 砂岩砂岩 砾岩等 粘土心墙的填料为粉质粘土 心墙上游和下游的坡比均为 1 0 2 均设置 50cm 厚的粗砂反滤层 粘土心墙顶高程为 489 35m 顶宽为 3 0m 底宽为 7 94m 心墙底部设置一个粘性土截水槽 截水槽的顶部宽度与心墙底宽度相同都为 7 94m 深为 2 0m 两侧坡比为 1 1 两侧边坡均设置 50cm 厚的粗砂反滤层 截水槽的底部 宽度为 2 0m 坝顶为 20cm 厚的混凝土路面 底部铺设 10cm 厚的碎石垫层 上游设 高为 1 7m 厚为 24cm 的 M10 浆砌砖防浪墙 防浪墙底部设置 30cm 厚的 C15 砼基 础 防浪墙顶高程为 491 35m 防浪墙高出坝顶 1 0m 坝顶下游侧设 60cm 24cm 高 宽 M10 浆砌砖路缘石 下游坝坡为 1 2 0 下游坝面采用 M10 浆砌砖网格草皮护 坡 底部铺设 10cm 的耕植土 下游坝面从坝顶至排水棱体顶部设置一道阶梯踏步 下游坝坡的两侧设置一条岸坡排水沟 均为 M10 浆砌砖砌筑 排水棱体的顶高程为 480 0m 顶宽为 2 0m 棱体顶部设一条 M10 浆砌砖排水沟 排水棱体内侧坡比为 1 1 5 内侧设置 10cm 的粗砂层 20cm 的碎石垫层做为排水体的反滤层 排水棱 体的填筑料为堆石 底部铺设 20cm 的碎石垫层 外侧坡比为 1 2 0 2 溢洪道 溢洪道布置在坝体左岸 全长为 55m 采用自由溢流 溢洪道由喇叭形进口段 溢流堰 渐变段 陡坡 消力池 尾水渠组成 进口段 溢流堰 渐变段 陡槽段 的底板均采用 30cm 厚的 C25 砼 底板和挡墙的均底部铺设 10cm 的碎石垫层 消力 池底板厚度为 50cm 底部铺设 10cm 的碎石垫层 消力池的出口端设置消力坎 底 部铺设 10cm 的碎石垫层 消力池的底板布置 50PVC 排水管 尾水渠的底板采用 40cm 厚 C25 砼 喇叭口段长为 5m 初始段宽为 12m 末段为 8m 底坡为 1 10 溢流堰净宽为 8 0m 长为 5m 溢流堰边墙与坝体结合处设置一道混凝土插入墙 溢 流堰的上方设置 C25 钢筋砼交通桥与大坝坝顶连接 其底板厚度为 60cm 两侧设置 M10 浆砌砖防浪墙 渐变段的长度为 5 6m 陡坡段的长度为 20m 消力池的长度为 7 0m 尾水渠的长度为 8 0m 21 3 放空管 放空管布置在左岸坝下 全长 60m 直径为 0 4m 壁厚为 10mm 厚钢管 外包 20cm 厚的 C25 砼 进口中心高程为 485 0m 出口高程为 484 85m 涵管进口设置拦 污栅 出口布置控制阀门 放空管出口连接放水明渠 1 6 施工组织设计施工组织设计 1 6 1 施施工工条条件件 1 6 1 1 交通 通讯条件交通 通讯条件 石河子人工湖位于富顺县太平乡风江村沟村 该坝址右岸有一条村际水泥路 从该水泥路可直达赵镇 在施工前需修建一条永久道路长约 105m 左右 将大坝和乡 村水泥路连接起来 大坝建成之后可用作永久防洪抢险通道 根据现场实际情况 该道路路基 主要为石渣回填 形成 同时在施工的过程中需修建一条 410m 左右的 施工便道 便于施工材料运输以及施工机械进入施工场地 工程对外交通方便 工 程区内主要通讯公司网络覆盖 有线 无线通讯条件较好 1 6 1 2 供应条件供应条件 1 建材供应 工程区附近有足够储量的石渣料和粘土 能达到筑坝设计规范要求 且交通运 输方便 运距约 20km 左右 由于库区附近无天然的砂 砾石料 以及施工中所需要 的钢筋 混凝土 骨料 可去附近的赵镇购买 其储量较大 质量能达到规范要求 满足本工程设计需要 运距为 40km 2 生活物资供应 工程施工人员生活所需粮食蔬菜及副食品 可就近在太平乡采购 医疗卫生条 件亦有保证 3 施工风 水 电 本工程采用移动式空压机供风 本工程属新建工程 库内终年有水 可满足施工生产 生活用水要求 工程区内国家电网已建成 供电质量安全可靠 只需架设少许临时施工输电 线路即可解决施工用电问题 4 劳动力 22 工程区人口稠密 当地劳力富裕 除了技术要求较高的坝体填筑等由专业施工 队伍完成外 其余的土石方开挖 条石块石砌筑等可由当地乡 村民工参与施工 1 6 1 3 施工期施工期 根据工程实际 确定本工程的总工期为 7 个月 2012 年 11 月 2012 年 05 月 1 6 2 施施工工导导流流 根据库区地质及各方面因素综合考虑 采用分期围堰导流方式 初步设计一期 围堰长为 50m 二期围堰长为 45m 均采用土石围堰且高都为 2m 宽都为 4 0 m 根据施工进度安排 坝体施工时段为 11 4 月 相应导流流量为 0 1m3 s 考虑施工期间为枯水期及过渡期 坝址上游来水相对较小 前期仅需低水头土 石围堰保护 利用水泵抽水 1 6 3 施施工工总总体体布布置置 1 6 3 1 施施工工分分区区 主体工程主要集中在大坝处和溢洪道 工作面较为集中 拟采用 1 个施工工区 进行建设 布设在大坝右岸空地附近 1 6 3 2 施施工工交交通通运运输输 石河子人工湖位于富顺县风江村沟村 工区坝址处有当地乡村公路通过 路基 宽约 3 0m 需修建一条长为 105m 的永久抢险通道将乡村公路与坝体连接起来 即 可满足工程对外交通需要 根据现场实际情况 该道路路基主要为石渣回填形成 为满足工程施工需要 需新建场内施工便道约 410m 泥结碎石路面 与料场区 连接起来 1 6 3 3 施施工工辅辅助助设设施施 1 料场 工程所需条 块 石料和砼粗细骨料均由购买方式解决 需设置料 场 只有大坝填筑所需的石渣料需在大坝附近开采 需设料场一处 2 弃碴场 经土石方平衡计算 弃渣量不大 无需设永久弃渣场 3 砼拌和系统 根据工程具体情况 在右岸施工区配备 0 4m 拌合机械一台 以满足本工程砼和砂浆的制作 4 施工仓库及生活福利用房 生活福利用房 临时仓库面积分别为 50m2 50m2 共计 100m2 工人住房就近租用民房解决 23 5 其它 根据本工程实际 在施工区内无须设置专门的钢筋 木工 机修加 工厂 1 6 3 4 风风 水水 电电的的供供应应 主体工程开挖采用两台 10m3 min 移动式空压机供风 料场开采设置固定式空压 站一座 配备 2 台 20m3 min 空压机供风 施工供水 抽取沟水至高处 50m3水池 水泵选用 IS65 50 125 型 其参数为 Q 25m3 h H 20m P 3KW 施工供电 工程施工用电高峰负荷约为 380KvA 工区附近有当地农网通过 可 T 接至工区来满足施工用电需要 1 6 4 施施工工进进度度安安排排 1 6 4 1 施施工工分分期期 按 施工组织设计规范 规定 本工程施工划分为四个阶段 1 筹建期 安排在第一年 11 月以前 主要由业主单位完成工程征地移民 湖区清理和工程招投标等前期工作 为承包单位进场开工创造条件 按规定不计入 总工期 2 工程准备期 工程准备期为第一年 12 月 主要进行生产生活区建设 施 工道路新建 风水电线路架设 施工工厂施工及备料等临时工程施工 3 主体工程施工期 从河床开挖至人工湖开始蓄水的工期 即从第一年 12 月至第二年 4 月 主体工程工期为 5 个月 主要进行坝体石渣碾压 粘土心墙填筑 放空洞施工 溢洪道施工及下游河道整治施工等项目 4 工程完建期 自人工湖蓄水至工程竣工止的工期 主要进行工程收尾 竣 工验收及资料整理等工作 完建期为 1 个月 即第二年 5 月 工程总工期为 7 个月 人工湖建成并开始蓄水时间为 2 个月 1 7 工程管理工程管理 1 7 1 管管理理机机构构及及人人员员编编制制 设置 富顺县石河子人工湖工程建设管理处 其性质为事业单位 由县政府统 一管理 县水利局进行业务指导 下设工程管理 综合经营 行政办公 法制等科 室 建设管理人员 26 人 其中办公室 9 人 工程管理科 13 人 综合经营科 2 人 法制科 2 人 24 1 7 2 工工程程管管理理和和保保护护范范围围 工程管理范围包括工程区及生产 生活区 含后方基地 下游从坝脚线向下 150 0m 大坝两端以第一道分水岭为界 上游从坝轴线向上 200 0m 不含工程占地 和库区征地重复部分 溢洪道 放空隧洞 取水隧洞 水位站 观测设施 专用通 信及交通设施等建筑物轮廓线或开挖线向外 50 0m 上 下游与坝头管理范围端线相 接 输水渠道及渠系建筑物从工程外轮廓线或开挖线向外 20 0m 以及水库土地征用 线以内的范围 生产 生活区 含后方基地 管理范围 按水库管理处办公用房 各类库房 机修厂 职工住宅及文化福利设施 综合经营设施等房屋占地面积的 3 倍计算 工程保护范围以工程管理范围边界线外延 大坝等主要建筑物以 200 0m 划定保 护范围线 次要建筑物 输水渠系及渠系建筑物以 50 0m 划定保护范围线 1 7 3 工工程程管管理理设设施施 办公 会议等其它公共设施生产用房面积为 150m2 职工住宅及文化福利房屋 含后方基地 200 m2 水文气象观测 工程观测 仓库 车库以及灌溉试验点等 用房 200m2 办公 生活及生产用房总面积为 200m2 工程建成后 需配备一定数量的办公 通讯和交通设施 以适应现代化管理的 需要 1