水库施工总说明

商城县鲍楼水库除险加固工程施工总说明 1 工程概述鲍楼水库位于信阳市商城县西部19km的汪桥镇鲍楼村，坝址处在淮河水系白露河支流望马河上游，是一座集防洪、灌溉为主，结合养殖等综合利用的小（1）型水库，控制流域面积3.2km2，总库容185万m3，设计灌溉面积3000亩，为粘土心墙砂壳坝。2007年5月，河南省水利勘测设计研究有限公司进行了该水库的大坝安全鉴定报告编制工作，河南省水利厅以豫水管【2008】34号文批复信阳市商城县鲍楼水库三类坝。2008年4月河南省水利勘测设计研究有限公司对水库进行除险加固初步设计，经河南省水利厅组织的专家评审后，完成了商城县鲍楼水库除险加固工程初步设计报告。按照2008年9月河南省水利厅关于对商城县鲍楼水库除险加固工程初步设计的审批(豫水行许字2008292号文)，进行了该水库除险加固工程施工图设计。本次除险加固工程施工图设计主要内容包括：大坝防渗、上、下游护坡翻修及坝顶工程；溢洪道加固工程；输水洞加固工程；电气工程；防汛路工程；完善大坝观测设施及管理工程、水库白蚁治理工程等。2 工程存在的问题及初步设计方案2.1安全鉴定核查意见2007年河南省水利厅以豫水管【2008】34号文核定鲍楼水库三类坝。书面核查意见如下：1、水库防洪能力满足防洪标准（GB5020194）要求，但溢洪道不能安全泄洪，防洪安全性为B级。2、主坝填筑质量差，大坝清基不彻底，上游护坡严重风化、坍塌；溢洪道明渠底及岸坡均未护砌，冲刷严重，无尾水渠，输水洞进出口连接段砌体风化，斜卧管断裂，止水老化，洞壁漏水严重，消能设施水毁，存在白蚁危害。工程质量不合格。3、据复核，坝坡稳定安全系数满足规范要求；溢洪道明渠段为土渠，下游无消能设施，无尾水渠。输水洞斜卧管断裂，出口消能设施水毁，大坝结构安全性为C级。4、主坝坝体填筑土料不合格，填筑质量差，渗透系数不满足规范要求，下游坡出现大面积渗水，排水设施不完善，危及大坝安全。渗流安全性为C级。5、根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.05g，相当于地震基本烈度度，可不进行抗震复核。6、无监测设施，管理设施不完善。2.2 初步设计方案及审查意见2.2.1 大坝1、上、下游护坡设计。大坝上游坡高程146.3m以上清除上游原块石护坡，重新采用现浇混凝土板进行护砌，尺寸为3m3m，厚20cm，每块设9个排水孔，孔径为F100mm。混凝土板下铺设一层厚0.2m砂砾石混合垫层。高程146.3m以下对现状块石护坡损坏严重的地方局部翻修。清除下游坝坡表层垃圾及覆土0.3m厚（垂直坝坡），整平后新建草皮护坡。堆石排水体按1:1.5放缓加宽。2、坝顶设计。坝顶做0.2m厚的泥结碎石路面，坝顶路面按i=2%向下游倾斜。坝顶上下游修建路沿石，下游修建的路沿石在下游坡排水沟处设排水孔。3、防渗墙设计。在坝轴线上游0.5m位置做一道塑性砼防渗墙，墙顶高程153.3m，墙底部进入弱风化花岗岩内1m， 墙厚0.5m，防渗墙总长174m。4、重修和新建排水沟。为了大坝下游坝坡集中排水，在下游左右坝肩及大坝坡脚设排水沟，坝后踏步处设竖向排水沟，使坝顶及坝坡排水集中通过排水沟汇入下游河道。5、坝体排水设施设计。本次设计保持原有排水棱体，在棱体后设干砌石排水沟，底宽50cm，厚30cm，末端采用浆砌石排水沟排入老河道。6、观测设施设计。为了更好的监测大坝的运行情况，在0+050和0+130断面各布置一排坝基测压管共8根，在0+049和0+129断面各布置一排坝体浸润线管共8根。7、白蚁治理。在大坝重点部位现场探测，编写探测报；将大坝坝肩及坝脚范围内白蚁窝巢彻底清除。首先观察白蚁活动迹象或留下的痕迹，查找蚁巢，不论大小、深浅，每窝巢进行清除干净后，再用药物在巢穴中进一步消灭，使蚁道上的工蚁或兵蚁无法存活、繁殖，随后回填夯实，平整施工场地；在大坝及坝脚30m内，两坝肩30m范围内，用预防药和灭治药分别拌土或喷雾施工，主要是消灭散蚁和预防作用，所使用的药物应为国家有关部门批准的高效低毒药剂，对人畜无害，对环境无污染；在大坝重点部位选用乳剂灭蚁药，配泥浆搅拌，在大坝打孔，孔深2m，孔距1.2m，低压灌浆;在大坝外围打孔距1m、孔深1m的一条隔离带，孔内用乳剂灌注或用粉剂拌土灌注，实施小面积隔离。2.2.2 溢洪道 溢洪道加固自桩号溢0+000开始，至桩号溢0+120结束，总长120.00m。由于桩号溢0+000溢0+013之间已经护砌，本次除险加固从桩号溢0+013开始，至溢0+120结束。 加固后的溢洪道为梯形断面，底宽714m不等，对底板清基0.2m后，用C25砼护砌，护砌厚度0.2m，护砌长度107m，桩号溢0+013桩号溢0+030之间的底板高程为148.3m，桩号溢0+030桩号溢0+063之间高程由148.3m渐变为147.6m，底板坡降为1：47.14；桩号溢0+063桩号溢0+120之间高程由147.6m渐变为146.8m,底板坡降为1：71.25。左右岸坡以1：1.0的边坡护砌，护砌厚度0.2m。2.2.3 防汛路工程鲍楼水库原防汛路总长0.423km，路面已破旧，本次对防汛路进行整修。2.2.4 输水洞加固工程对输水洞进口斜卧管拆除重建，斜卧管过流断面尺寸采用0.9mx0.9m，壁厚0.25m，C25钢筋砼结构，斜卧管底坡1/2.4，每隔0.5m高差修建一砼平台，平台共23级，平台高程139.2m151.0m，平台长1.2m，宽1.1m，台内设置2个0.3mx0.3m进水孔，进水孔采用直径350mm铸铁拍门控制。本次除险加固设计大坝防渗处理采用塑性混凝土防渗墙，为避免破坏原输水洞洞身，在输水洞及附近1m范围内防渗墙底部高程应至少比输水洞进水高程137.70m高4m。2.2.5 电气设计 本次设计新建管理房50 m2，新增管理用电线路200m。管理房内采用双管荧光灯照明。2.2.6 初设审查意见 2008年9月，河南省水利厅以关于对商城县鲍楼水库除险加固工程初步设计的审批(豫水行许字2008292号文)对初设报告进行了批复，批复基本同意以上各主体工程的初步设计方案。3 优化及完善初步设计本次施工图设计完全按照批复初步设计进行。4 基本资料4.1 工程等级和建筑物级别鲍楼水库除险加固后，水库正常运用洪水标准为50年一遇，设计水位149.62m，相应库容168万m3，设计洪峰流量65m3/s，溢洪道最大下泄量22m3/s；校核洪水标准为500年一遇，校核水位150.08m，相应库容185万m3，洪峰流量99m3/s，溢洪道最大下泄量34m3/s。溢洪道消能防冲洪水标准为20年一遇，相应最大泄量为17 m3/s。按照水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）的规定，工程等别为四等，主要建筑物级别为级，次要建筑物等别为级。4.2 除险加固后的水库规划指标本工程实施后，一方面提高了防洪标准，保障了当地的财产安全；另一方面保证了农业灌溉用水，为当地国民经济发展和人民生活水平的提高创造了条件，灌溉渗水有利于补充地下水，水库水面的增加有利于改善当地小气侯，增加空气湿度、净化环境。除险加固后水库规划指标见下表。 鲍楼水库除险加固后水库规划指标表名 称单位除险加固后名 称单位除险加固后校核洪水位（0.2%）m150.08兴利库容万m3123.0设计洪水位（2%）m149.62死库容万m34.5正常蓄水位m148.30设计洪水位时最大泄量m3/s34.0死水位m137.70校核洪水位时最大泄量m3/s22.0总库容万m3185.004.3 地质为了查清鲍楼水库坝址区域内的地质情况及主要建筑物的工程地质情况，2008年6月对该水库进行了详细勘察，主要结论如下：大坝为粘土心墙砂壳坝，心墙填土杂乱，以砾质重粉质壤土为主，夹细粒土砂，干密度合格率低，心墙渗透系数大于规范要求。大坝砂壳填筑材料杂乱、压实不均匀、含泥量高，渗透系数小，填筑质量差。由于心墙和砂壳渗透系数接近，该坝类似均质坝，砂壳不能有效排水，因此引起下游坝坡大面积散浸，坝坡出现多处渗水点，并形成小的冲坑。大坝左坝肩上部为强风化花岗岩，褐黄色，岩石破碎，RQD为0，强风化厚度9m左右，透水率为1130lu，具中等透水性，下部为弱风化，岩心成灰绿色柱状，RQD在60%左右，透水率为1.530lu，弱中等透水。存在坝肩绕渗问题。勘测期间在桩号0+0650+065之间、143m高程以下有多处渗水，其中一处出现明流。大坝河槽段宽约50m，基岩主要为强风及弱风化化花岗岩，中粗粒结构，块状构造，强风化厚度36m，岩心呈碎块状和砂状，透水率6.329Lu，中等透水性，下部弱风化，岩心呈柱状，岩体较完整，RQD在67%，透水率29.8Lu，弱透水性，因此，存在坝基渗漏问题，运行期间下游坝脚可见到多处渗水形成的泉点。大坝右坝肩上部强风化花岗岩厚度10m左右，岩石破碎，RQD为0，透水率79 Lu，中等透水性，下部弱风化，岩心成柱状，RQD在60%左右，透水率2.541Lu，存在坝肩绕渗问题，右坝肩分布有多处渗水点，其中下游右坝脚处有一渗水形成的小坑直径约30cm，泉水出逸高程约138.00m，以上升泉的形式出现，可见砂浮现象勘测期间测得流量每分钟约15L。在右坝肩下游山坡坡面也可见到散浸现象。溢洪道明渠段进口桩号0+0300+130左右两岸及渠底为壤土，右岸低洼，有人工填筑的防洪堤，未护砌，抗冲刷能力差；桩号0+1300+376段地层结构简单，两岸及渠底岩性主要为强风化花岗岩，局部为弱风化，右岸地表大部分为壤土覆盖，局部高程较低，抗冲能力低，沿线岸坡较陡，可见多处因冲刷引起的坍塌体和危岩体，工程地质条件较差；桩号0+3600+600段为傍山渠道，渠道较窄，左侧为山体，岩性为强、弱风化花岗岩，岸坡较陡，裂隙发育，右侧为山间洼地，上部为壤土，下部强风化花岗岩，抗冲刷能力差。5 建筑物设计5.1 设计依据和规范5.1.1 设计依据1、河南省信阳市鲍楼水库大坝安全评价报告（2007年4月）；2、大坝安全鉴定报告书（信阳市商城县鲍楼水库），信阳市水利局（2007年4月）；3、鲍楼水库除险加固工程地质勘察报告（2008年6月）4、 河南省水利厅关于鲍楼水库三类坝安全鉴定成果的核查意见（豫水管【2008】34号文）；5、2008年9月河南省水利厅关于商城县鲍楼水库除险加固工程初步设计报告书的审批(豫水行许字2008292号文)；5.1.2 规范规程防洪标准GB50201-94；水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000；溢洪道设计规范SL253-2000；碾压土石坝设计规范SL274-2001；水工建筑物荷载设计规范DL5077-1997；水工混凝土结构设计规范SL/T 191-96；5.2 水工设计5.2.1大坝工程1、坝坡翻修和加固工程大坝上游坡高程146.3m以上清除上游原块石护坡，重新采用现浇混凝土板进行护砌，尺寸为3m3m，厚20cm，每块设9个排水孔，孔径为F50mm。混凝土板下铺设一层厚0.2m砂砾石混合垫层。，护坡下设齿槽。高程146.3m以下对现状块石护坡损坏严重的地方局部翻修，按30%的面积进行现场控制。清除下游坝坡表层垃圾及覆土0.3m厚（垂直坝坡），整平后新建草皮护坡。堆石排水体按1:1.5放缓加宽，加宽至2m,棱体后设干砌石排水沟，底宽1m，高0.7m，边坡1：1.5，加宽排水体及干砌石排水沟基础设三层反滤，自上而下依此为粒径520mm的碎石厚20cm、粒径15mm的砾石厚15cm、粒径0.251mm的粗砂厚15cm，重修和新建坡面浆砌石排水沟。2、坝顶工程现状坝顶为土质路面，本次设计新修坝顶路面，坝顶做0.2m厚的泥结碎石路面，路面高程153.3m，坝顶路面按i=2%向下游倾斜。坝顶上下游修建C15素砼路沿石，每隔15m设伸缩缝一道，缝内填底发泡沫板。下游修建的路沿石在下游坡排水沟处设排水孔，以利于坝顶路面排水。3、防渗墙设计在坝轴线上游0.5m位置做一道塑性砼防渗墙，墙顶高程153.3m，墙底部进入弱风化花岗岩内1m， 墙厚0.5m，防渗范围为桩号0+0000+174(为防止防渗墙施工破坏现状输水洞，在现输水洞轴线两侧各4m范围采用帷幕灌浆进行处理)，防渗墙总长174m。4、白蚁治理在大坝重点部位现场探测，编写探测报；将大坝坝肩及坝脚范围内白蚁窝巢彻底清除。首先观察白蚁活动迹象或留下的痕迹，查找蚁巢，不论大小、深浅，每窝巢进行清除干净后，再用药物在巢穴中进一步消灭，使蚁道上的工蚁或兵蚁无法存活、繁殖，随后回填夯实，平整施工场地；在大坝及坝脚30m内，两坝肩30m范围内，用预防药和灭治药分别拌土或喷雾施工，主要是消灭散蚁和预防作用，所使用的药物应为国家有关部门批准的高效低毒药剂，对人畜无害，对环境无污染；在大坝重点部位选用乳剂灭蚁药，配泥浆搅拌，在大坝打孔，孔深2m，孔距1.2m，低压灌浆;在大坝外围打孔距1m、孔深1m的一条隔离带，孔内用乳剂灌注或用粉剂拌土灌注，实施小面积隔离。5.2.2 防汛路工程鲍楼水库原防汛路总长0.423km，路面已破旧，本次对防汛路进行整修。5.2.3 溢洪道工程溢洪道加固自桩号溢0+000开始，至桩号溢0+120结束，总长120m。由于桩号溢0+000溢0+013之间已经护砌，本次除险加固从桩号溢0+013开始，至溢0+120结束。 加固后的溢洪道为梯形断面，底宽714m不等，对底板清基0.2m后，用C25砼护砌，护砌厚度0.2m，护砌长度107m，桩号溢0+013桩号溢0+030之间的底板高程为148.3m，桩号溢0+030桩号溢0+063之间高程由148.3m渐变为147.6m，底板坡降为1：47.14；桩号溢0+063桩号溢0+120之间高程由147.6m渐变为146.8m,底板坡降为1：71.25。左右岸坡以1：1.0的边坡护砌，护砌厚度0.2m。两岸护坡均设置排水孔，间距2.0m，布置一排，位于底板以上0.5m，管后设置反滤料。5.2.4输水洞工程本次对输水洞进口斜卧管拆除重建，斜卧管过流断面尺寸采用0.9mx0.9m，壁厚0.25m，C25钢筋砼结构，斜卧管底坡1/2.4，每隔0.5m高差修建一砼平台，平台共23级，平台高程139.2m151.0m，平台长1.2m，宽1.1m，台内设置2个0.3mx0.3m进水孔，进水孔采用直径350mm铸铁拍门控制。对输水洞出口消能设施损坏部分进行维修。本次除险加固设计大坝防渗处理采用塑性混凝土防渗墙，为避免破坏原输水洞洞身，防渗墙施工前应彻底查清洞身分布。5.3 电气及金结结构5.3.1 电气本次除险加固主要对水库管理所办公提供照明、工作用电。主要电气设计包括：新增管理用电线路200m，管理房内采用双管荧光灯照明。5.3.2 金属结构本次对输水洞斜卧管进口配备46套直径350mm的铸铁拍门。54.4 消防管理房配置2台MFZL5型磷酸铵盐干粉灭火器，防汛仓库配置2台MFZL5型磷酸铵盐干粉灭火器。5.5 工程管理本次新建办公管理用房50m2，位置经与管理单位沟通，建议位于大坝右岸左侧的高地上。6 施工6.1 工程任务鲍楼水库除险加固工程主要任务有：（1）大坝工程。包括坝顶工程，上游坡翻修整治工程，增设坝坡排水沟、大坝防渗工程等。（2）溢洪道加固工程。包括边坡及渠底的护砌等。（3）输水洞加固工程。输水洞洞进口斜卧管拆除重建等。（4）管理设施。包括新增安全监测设施、管理用房工程等。6.2 施工条件6.2.1 施工道路水库大坝下游有S339省道和信叶公路通过，施工前需对现有连接道路进行改造，以满足工程需要。场内交通是联系施工工地内部各工区、堆渣场、各生产、生活区之间的交通，场内交通与对外交通相衔接，根据道路施工期高峰运输量、行车密度，路面采用泥结碎石路面，路面宽为7m，最大纵坡8%。场内其他临时道路均为土路，包括下基坑道路、临时堆料场道路以及弃料场道路等。场内临时道路共1km。6.2.2 施工用水电 工地施工用水水源主要采用水库围堰蓄水，经水处理后，水质及水量能够满足工程所需。工程施工期间，拟在工地设立1个供水站，向各生产、生活区供水。其它零星用水，可设小型水泵直接从水库抽取使用。坝址附近现有10kv线路，施工用电可就近“T”接至场内变电站，降压后供生产和生活用电。6.2.3 料场布置根据工程周围的地形情况，左岸坝头附近有一台地，易于混凝土拌和系统和砂石料堆放场地布置，经比较确定设两台0.4 m3拌和机，并设砂石料储放场。6.2.4施工度汛输水洞改建工程需要施工导流。考虑工程安全和施工安全，施工期选择11月4月。为施工安全在输水洞进口前310m处修建土石围堰，堰顶高程确定为139.9m，底部高程136.8m，堰顶宽采用2.0m，围堰边坡采用1：2，堰长为40m，围堰工程量为937m3。施工采用1m3挖掘机装8t自卸汽车运输，平均运距500m；采用进占法施工，74kW推土机碾压。进入汛期施工单位要成立以项目经理为首的防汛度汛领导小组，负责汛期的施工度汛工作。在各工程部的周围挖设排水沟防止雨水侵入，发现积水及时用水泵向外抽水。6.2.5 施工用房由于水库目前无管理用房，施工单位需修建临时施工用房及管理用房。6.3施工注意事项6.3.1 大坝工程上游干砌石护坡砌筑块石上下两面应大致平整，无尖角，块石的块径不宜小于25cm。施工工艺和质量控制标准参照碾压式土石坝施工规范（DL/T5129-2001）和水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准（七）碾压式土石坝和浆砌石坝工程（SL38-92）中有关规定执行。下游坝坡先清除现有草皮，之后撒播黑麦草、白三叶、高羊茅等低矮草种，并加强养护。浆砌石施工采用铺浆法，使用前必须用水湿润，并洗净表面附着的泥土和水锈，用大的块石砌角，石料大小搭配，外露表面要平整，逐坡卧砌坐浆，使砂浆饱满。石块之间较大的空隙应先填砂浆，后用碎石片嵌实，上下层要互相错缝，内外交叉搭砌，避免出现通缝、干缝、空隙和孔洞，以免承重后产生错位、劈裂、外鼓等现象。6.3.2 溢洪道工程溢洪道主要为砼工程施工，溢洪道砼工程施工主要参照水工混凝土施工规范（DL/T5110-2000）进行，混凝土结构伸缩缝内填低发泡沫塑料板。6.3.3 混凝土施工混凝土施工中应严格按照设计标准和规范要求，对材料的质量、规格、配合比、拌和、运输、浇注养护等进行监督检查。6.3.4 防渗墙施工C5塑性混凝土防渗墙材料要求：采用42.5MPa普通硅酸盐水泥；碎石最大粒径不大于20mm，其含泥量不大于l%，饱和面干吸水率不大于1.50%；砂的细度模数2.73.0，含泥量不大于1%，饱和面干吸水率不大于1.60%；水质必须符合JGJ63-89的规定，拌浆水的温度不得高于40；粘土粘粒含量应不小于50%，塑性指数应不小于35，粘土掺入量通过试验确定；各种外加剂的掺量应通过试验确定，质量必须符合DL/T5100-1999的有关规定；膨润土粘粒含量应不小于55，塑性指数应不小于60。塑性混凝土配合比根据相关规定进行室内和现场配合比试验，性能指标应满足下列要求：混凝土无侧限抗压强度等级C5，抗拉强度不低于抗压强度的1/10；渗透系数110-7cm/s，入孔坍落度1822cm，扩散度3440cm，拌和析水率应小于3%，初凝时间不小于6h，终凝时间不大于24h，混凝土的密度不宜小于2100kg/m3，水胶比不宜大于0.65，塑性混凝土的拌和与运输应按照SLl74-96第5.3节规定执行。塑性混凝土强度增长较为缓慢，后期强度增长较大，根据以往工程实例试验结果统计，塑性混凝土强度一般采用90天强度较为合理。塑性混凝土的配制强度应根据混凝土的设计强度，强度保证率及离差系数等指标，依据有关规定确定，水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范（SL174-96）中指出：一般认为泥浆下浇筑的混凝土强度只有陆上浇筑混凝土强度70%左右，综合以往塑性混凝土的