齐毛坞水库除险加固初步设计报告(报批稿)

齐毛坞水库除险加固工程齐毛坞水库除险加固工程 初步设计报告初步设计报告 报批稿报批稿 水利水电勘测设计有限公司水利水电勘测设计有限公司 二二 一一 年十一月年十一月 齐毛坞水库除险加固工程齐毛坞水库除险加固工程 初步设计报告初步设计报告 报批稿报批稿 水利水电勘测设计有限公司水利水电勘测设计有限公司 20102010 年年 1111 月月 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 目目 录录 绪绪 言言 1 1 1 1 综合说明综合说明 2 2 1 1 水库基本概况 2 1 2 水库除险加固的必要性 3 1 3 除险加固的主要内容 4 1 4 工程特性表 5 2 2 水水 文文 7 7 2 1 基本资料 7 2 2 设计暴雨 8 2 3 设计洪水 11 3 3 工程地质工程地质 1414 3 1 概述 14 3 2 工程地质条件及评价 15 3 3 天然建筑材料 16 3 4 结论与建议 16 4 4 加固设计加固设计 1818 4 1 工程任务和规模 18 4 2 主要加固项目 20 4 3 设计依据 20 4 4 工程总体布置 21 4 5 加固设计 23 4 6 上坝道路 38 4 7 安全监测设计 38 5 5 施工组织设计施工组织设计 3939 5 1 施工条件 39 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 5 2 主体工程施工 39 5 3 施工总进度 42 5 4 施工度汛与施工安全 43 6 6 水土保持与环境保护设计水土保持与环境保护设计 4444 6 1 水土保持设计 44 6 2 环境保护设计 44 7 7 工程管理设计工程管理设计 4545 7 1 原管理机构 45 7 2 管理机构及制度 45 7 3 管理范围和保护范围 46 8 8 水库淹没处理和工程永久占地水库淹没处理和工程永久占地 4747 8 1 水库淹没处理 47 8 2 工程永久占地 47 9 9 设计概算设计概算 4949 9 1 编制说明 49 9 2 基础单价 49 9 3 取费标准 49 9 4 临时工程 50 9 5 独立费用 50 9 6 预备费 50 9 7 设计概算 50 1010 结论与建议结论与建议 5858 10 1 加固设计结论 58 10 2 今后工作建议 58 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 附附 图图 目目 录录 图号图号图名图名图幅图幅 齐毛坞水库除险加固 初 01工程地理位置图 A3 齐毛坞水库除险加固 初 02加固前枢纽平面布置图 A3 齐毛坞水库除险加固 初 03加固后枢纽平面布置图 A3 齐毛坞水库除险加固 初 04大坝加固标准横断面图 A3 齐毛坞水库除险加固 初 05坝顶 踏步 排水沟细部结构图 A3 齐毛坞水库除险加固 初 06大坝虹吸管结构布置图 A3 齐毛坞水库除险加固 初 07虹吸管进出水池 镇墩 支墩结构图 A3 齐毛坞水库除险加固 初 08溢洪道平面及纵 横断面图 1 4 A3 齐毛坞水库除险加固 初 09溢洪道平面及纵 横断面图 2 4 A3 齐毛坞水库除险加固 初 10溢洪道平面及纵 横断面图 3 4 A3 齐毛坞水库除险加固 初 11溢洪道平面及纵 横断面图 4 4 A3 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 1 绪绪 言言 为配合水利部做好 全国小型病险水库除险加固专项规划 的编制工作 根据浙 江省水库管理总站关于开展小型水库除险加固工作的要求 水利水电局部署开展 齐毛坞水库的安全认定工作 从而积极推进 水库除险加固和标准化建设 受 横畈镇人民政府委托 水利水电勘测设计有限公司 以下简 称 我公司 根据杭州市水利水电勘测设计院编制的 齐毛坞水库大坝安全技术 认定综合评价报告 报批稿 并组织有关技术人员对齐毛坞水库进行了现场检查 踏勘 资料收集等工作 于 2010 年 11 月中旬完成 齐毛坞水库除险加固工程初 步设计报告 送审稿 的编制工作 经过 水利水电局组织各专业专家组的讨论 和审查 随后我公司根据专家组的意见和建议又进行了详细的修改与完善 于 2010 年 11 月底完成了 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 报批稿 在本次勘测 设计过程中得到了 水利水电局苕溪流域管理站和横畈镇人民政府等单位的大力支 持和帮助 在此一并表示感谢 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 2 1 1 综合说明综合说明 1 11 1 水库基本概况水库基本概况 1 1 11 1 1 自然社会概况自然社会概况 齐毛坞水库位于 横畈镇雅观村 水库距横畈镇政府 2 5km 距 区约 16km 该水库坝址以上集雨面积 0 65km2 水库总库容 33 5 万 m3 正常库容 27 0 万 m3 是一座以灌溉为主 兼有养殖 防洪功能的小 2 型水库 水库设计灌溉面积 500 亩 横畈镇是杭州市 辖镇 位于 域东北部边境 东 北与余杭区径山镇接 壤 南连青山湖街道 锦城街道 西邻高虹镇 横畈镇距杭州市区约 50 公里 距 区约 17 公里 距青山湖科技城核心区块约 3 公里 长西线穿镇而过 是 重 要的工业强镇 横畈镇总面积 72 平方公里 2009 年全镇总人口 15474 人 其中农业人口 14147 人 非农业人口 608 人 有外来人口 719 人 人口自然增长率 3 5 耕地面积 12497 亩 2009 年实现国内生产总值 5 48 亿元 工农业总产值 29 76 亿元 其中农业总产值 1 47 亿元 财政总收入 3409 万元 其中 地方财政收入 813 万元 全镇农村经济总收 入 11 62 亿元 农民人均收入 12191 元 工程流域属亚热带温湿型季风气候 气温适中 日照充足 雨量丰沛 四季分明 流域多年平均气温 15 2 最高月平均气温 29 7 7 月 最低月平均气温 4 8 1 月 极端最高气温 41 9 极端最低气温 13 3 年平均相对湿度 80 多年平均风速 1 8m s 实测最大风速 20 m s 春季多东北风 夏 秋 冬为西 南风 由于受季风影响 降水年际与年内的变化较大 形成流域大洪水的主要成因为梅 雨和台风雨 1 1 21 1 2 水库建设过程水库建设过程 齐毛坞水库于 1972 年动工兴建 最终于 1979 年竣工投入运行 至今已运行近 30 年 期间未进行过任何除险加固 1 1 31 1 3 工程现状特征工程现状特征 齐毛坞水库的工程等别为 等 工程规模为小 2 型 主要建筑物级别为 5 级 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 3 次要建筑物为 5 级 水库正常蓄水位 57 00m 正常库容 27 0 万 m3 水库大坝为粘土心墙坝 最大坝高 12 5m 坝顶高程 58 37m 1985 年国家高程基 准 下同 坝顶长 86m 宽 5 6m 左右 心墙顶高程 57 97m 顶宽 3 0m 底宽 6 0m 大坝迎水坡坡度为 1 1 91 未铺设护坡材料 背水坡坡度从上到下分别为 1 1 85 1 1 25 1 1 45 设有两级马道 高程分别是 56 00m 50 23m 第一级马道 以上未铺设护坡材料 以下为块石护坡 坝脚未设排水棱体 溢洪道布置在大坝左侧 为正槽溢洪道 溢洪道进口宽 7 9 米 进口底板高程 57 00m 溢洪道全长约 29m 泄槽段底宽约 4m 溢洪道全程均为土质山体开挖形成 除靠近大坝坝体有一部分块石挡墙外 其余底板及导墙无任何衬砌 水库放水设施位于大坝右侧 为坝底涵管 用启闭机控制放水 无启闭机房 坝 底涵管为篾笼素砼圆涵 内径 0 23m 长 52m 1 1 41 1 4 编制依据编制依据 本报告的编制依据主要有 1 浙江省 齐毛坞水库大坝安全技术认定综合评价报告 杭州市水利水 电勘测设计院 2 浙江省小型水库除险加固工程初步设计报告编制导则 试行 3 浙江省小型水库大坝安全技术认定报告书 齐毛坞水库 4 浙江省千库保安工程建设管理有关办法和规定汇编 5 关于 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告审查意见 6 齐毛坞水库保安工程设计委托合同文件 7 其他有关规程规范 1 21 2 水库除险加固的必要性水库除险加固的必要性 1 2 11 2 1 水库安全运行的需要水库安全运行的需要 根据杭州市水利水电勘测设计院编制的 浙江省 齐毛坞水库大坝安全技术认 定综合评价报告 中指出 水库存在以下问题 1 大坝现有防洪能力不满足规范要求 迎水坡未铺设护坡材料 有少量杂草 冲刷较严重 局部存在凹陷现象 背水坡坡度过陡 块石护坡风化严重 且坝体存在 白蚁危害 坝脚未设排水棱体 集渗沟 量水堰等监测设施 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 4 2 大坝下游右坝脚放水涵管旁有渗水现象 存在安全隐患 3 溢洪道导墙两侧局部存在坍塌现象 泄槽段底板和导墙冲刷 磨蚀严重 泄 槽段出口处未设消能工 水流直接顺山体冲向下游河道 4 放水设施陈旧 无启闭机房 存在安全隐患 5 大坝未设置必要的位移 沉降 渗流等监测设施 无供电线路 管理房等管 理设施 对防汛管理很不利 根据 浙江省中型水库大坝安全鉴定及小型水库大坝安全技术认定大纲 和 浙 江省小型水库安全技术认定办法 认定 齐毛坞水库大坝防洪能力不满足设计要求 防洪安全性为 C 级 大坝渗流存在一般缺陷 目前尚不危及大坝正常使用 为 B 级 大坝背水坡坡度过陡 有影响正常使用的一般缺陷 但目前尚不危及大坝安全运行 为 B 级 因此 浙江省 齐毛坞水库大坝安全技术认定综合评价报告 对齐毛坞水 库大坝的安全技术认定结论为 齐毛坞水库大坝为三类坝 为消除水库各种安全隐患 确保工程安全以及保障水库下游广大人民群众生命财 产的安全 充分发挥水库效益 保证当地社会经济持续 快速发展 齐毛坞水库的除 险加固十分必要 1 31 3 除险加固的主要内容除险加固的主要内容 根据 浙江省 齐毛坞水库大坝安全技术认定综合评价报告 提出的对大坝维 修加固的意见和建议 确定本次设计的主要加固项目为 1 加高大坝 全面修整上 下游坝坡 对上 下游坝坡进行培厚放缓 并进行护 坡 坝趾处新建排水棱体 2 对溢洪道导墙及底板进行修整加固 出口处增设消能防冲设施 3 封堵坝底篾笼素砼圆涵放水设施 采取措施对涵管周边的坝体进行补强 新建 虹吸管放水设施 4 大坝布置必要观测设施 为水库管理提供依据 5 新建水库管理房 并架设供电线路 满足水库防汛调度及管理要求 6 对大坝进行白蚁防治 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 5 1 41 4 工程特性表工程特性表 数 量备 注 序号及名称单位 加固前加固后 一 水文 1 坝址以上集雨面积km20 650 65 2 河流坡降 0 0160 016 3 代表性流量 设计洪水洪峰流量m3 s7 39 2 P 3 原为 5 校核洪水洪峰流量 m3 s13 213 7 P 0 3 原为 0 5 二 水库 1 水库水位 校核洪水位m57 9658 02 P 0 3 原为 0 5 设计洪水位m57 6557 78 P 3 原为 5 正常蓄水位m57 0057 00 死水位m 可放空水位 2 水库库容 总库容万 m333 533 9 正常蓄水位以下库容万 m327 027 0 死库容万 m3 三 工程效益指标 灌溉面积亩500500 四 主要建筑物 1 大坝 坝型土石坝土石坝 地震基本烈度度 VI VI 最大坝高m12 5013 47 坝顶长度m86 0086 00 2 溢洪道 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 6 序号及名称单位 数 量备 注 加固前加固后 结构型式正槽式自溢流正槽式自溢流 堰顶高程m57 0057 00 溢流堰净宽m7 97 9实测 最大单宽流量m3 s1 671 73 P 0 33 原 P 0 5 下泄流量m3 s7 39 2 P 3 3 原 P 5 下泄流量m3 s13 213 7 P 0 33 原 P 0 5 3 输水涵管 现运行涵管 需封堵 类型篾笼素砼圆涵虹吸管 管径m0 23 0 3 管长m52 0066 10 五 工期和投资 工期月6 工程总投资万元279 20 建筑工程万元161 09 临时工程万元14 96 独立费用万元41 80 水土保持及环境保护万元10 征地补偿费万元30 40 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 7 2 2 水水 文文 2 12 1 基本资料基本资料 2 1 12 1 1 流域概况流域概况 齐毛坞水库位于 横畈镇雅观村 水库距横畈镇政府2 5km 距 区约16km 水库流域水系隶属中苕溪 中苕溪为东苕溪的主要支流 发源于石门姜岭坑 主峰海拔 1073 9m 东南流经石门 高虹 横畈 长乐至汤湾渡 由左岸汇入东苕溪 河流全长 47 8 km 流域面积229 km2 齐毛坞水库坝址以上集雨面积0 65km2 水库总库容33 5 万 m3 正常库容27 0 万 m3 是一座以灌溉为主 兼有 养殖 防洪功能的小 2 型水库 水库设计灌溉面积500 亩 2 1 22 1 2 气象气象 设计流域属亚热带季风气候区 气候温和湿润 雨量丰沛 四季分明 日照充足 具 有山区气候特点 3 4 月初春季节 地面盛行东南风 多降连绵细雨 5 7 月春末夏初 暖湿太平洋高压气团渐向大陆推进 锋面常在流域上空停滞或摆动 造成连续降水 降水 强度大且量多 俗称梅雨 7 9 月盛夏季节 天气炎热 盛行偏南风 多雷阵雨和 台风 雨 10 11 月秋季 天气以晴朗少雨为主 12 2 月寒冬季节 地面盛行偏北风 气温低 会出现雨雪天气 根据本地区的水文情况 全年可划分为非汛期 梅汛期及台 汛期三个时 段 具体时间段为4 月 16 日 7 月 15 日为梅汛期 7 月 16 日 10 月 15 日为台汛期 10 月 16 日至次年4 月 15 日为非汛期 根据临安气象站的资料统计 设计流域多年平均气温为15 1 C 最热月 7 8 月 平均气温为25 5 29 7 C 最冷月 12 2 月 平均气温4 6 4 8 C 全年无霜期 207 268 天 年日照时数为1495 4 2211 3 小时 年平均降雨量约1500mm 日最大降雨 量为190 5mm 1965 年 7 月 5 日 常年主导风向为ENE 东北偏东 夏季以东南风为主 冬季多西北风 2 1 32 1 3 水文测站水文测站 水库流域内无水文站 横畈雨量站距水库 约 4 0km 雨量资料系列始于1957 年 系 列较长 可靠性较好 本次 设计收集到横畈雨量站1957 2004 年共48 年实测雨量系列 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 8 2 1 42 1 4 流域特征值流域特征值 根据 浙江省 齐毛坞水库大坝安全技术认定综合评价报告 杭州市水利水电 勘测设计院 确定水库上游集雨面积为0 65km2 主流长度1 39km 平均坡降J 1 6 本次设计在万分之一地形图上对上述流域特征值进行复核 结果基本一致 故本次 设 计仍采用上述成果 2 22 2 设计暴雨设计暴雨 2 2 12 2 1 设计暴雨计算设计暴雨计算 暴雨是形成本流域洪水的主要因素 由暴雨推求设计洪水通常认为暴雨与洪水具有 相 同的频率 根据齐毛坞水库所在地理位置查 浙江省短历时暴雨 2003 年 得流域各时段雨量 均值及Cv 值 计算得到流域各时段设计暴雨值 计算成果详见表2 1 表表 2 12 1 浙江省短历时暴雨浙江省短历时暴雨 各时段设计暴雨成果表各时段设计暴雨成果表 历时 项目 10min60min6h24h3d H 19 042 567 5108 5145 0 Cv 0 380 470 520 550 55 H0 33 48 5130 1226 8385 2514 8 H0 5 46 2123 0214 0362 4484 3 H3 33 35 389 0150 5251 7336 4 H5 32 981 8137 0227 9304 5 H10 28 768 9113 4186 6249 4 H20 24 255 789 8145 4194 3 2 2 22 2 2 成果合理性检验成果合理性检验 根据横畈站1957 2004 年共48 年实测一日暴雨系列 采用P III 型曲线进行频率计 算 计算公式如下 1 3 4 n 1 m m P n m 式中 经验频率 m P 实测系列 取48 n 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 9 采用适线法对频率计算成果进行调整 得到横畈站设计暴雨成果详见表 2 2 表表 2 22 2 24h24h 设计暴雨成果分析表设计暴雨成果分析表 频率设计值 mm 方法均值 mm CvCs Cv 3 33 0 33 横畈站1050 533 5237 3360 1 短历时暴雨108 50 553 5251 7385 2 从上述计算结果可知 浙江省短历时暴雨 计算成果与横畈站30 年一遇 300 年一 遇 24h 设计暴雨计算成果基本一致 仅偏大5 7 和 6 5 考虑横畈雨量站不在本工程流域内 故本次设计暴雨采用 浙江省短历时暴雨 计 算成果 2 2 32 2 3 设计雨型设计雨型 1 日程分配 暴雨日程分配 根据 浙江省短历时暴雨 确定 最大一日排在第二天 第一天为 H 三日 H24 的60 第三天为 H 三日 H24 的40 见表2 3 表表 2 32 3 齐毛坞水库设计暴雨日程分配齐毛坞水库设计暴雨日程分配 日程第一天第二天第三天 占 H三日 H24 60 占 H24 100 占 H三日 H24 40 2 时程分配 各时段内设计雨量按暴雨公式计算 其设计雨量和暴雨衰减指数计算公式如下 当 ti 在 10 60 分钟之间 10 60 1 10 10 n ii HtH 10 601060 1 1 285lg nHH 当 ti 在 1 6 小时之间 1 6 1 6 6 n ii HH t 1 616 1 1 285lg nHH 当 ti 在 6 24 小时之间 6 24 1 24 24 n ii HHt 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 10 6 24624 1 1 661lg nHH 暴雨衰减指数根据 浙江省短历时暴雨 各时段设计暴雨值进行计算 计算成果见 表 2 4 表表 2 42 4 暴雨衰减指数成果表暴雨衰减指数成果表 频率 10 60 n 1 6 n 6 24 n 0 33 0 4490 6900 618 0 5 0 4530 6910 620 3 3 0 4840 7070 629 5 0 4920 7120 633 10 0 5110 7220 641 20 0 5340 7330 652 相邻历时 ti 雨量之差值 即为从大到小排列的时段雨量 最大一天降水量24 小时雨型按下列规则排列 时段雨量老大项末时刻排在18 00 时段雨量老二项排在老大项的左边 其余项从大到小奇数项排列在左边 偶数项排列在 右 边 当右边排满24 00 后 余下各项时段雨量从大到小都排列在左边 其余两天24 小时雨型同样按24 小时雨型规则排列 2 2 42 2 4 设计净雨过程设计净雨过程 我省属南方湿润地区 主要产流方式是蓄满产流 即在土湿满足田间持水量以前不 产 流 所有的降水都被土壤吸收 而在土湿满足田间持水量后 所有的降水 减去同期 的蒸 散发 都产流 本次设计采用蓄满产流简易扣损法 即初损为 20mm 最大24 小时雨量后 损为1mm h 其余几日后损为0 2mm h 各频率设计暴雨根据设计雨型排列得到毛雨过程 然后再进行扣损即得净雨过程 计 算过程见表2 5 和表2 6 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 11 表表 2 52 5 24h24h 净雨过程计算表 净雨过程计算表 P P 3 33 3 序号时序 h 毛雨量 mm 净雨量 mm 12 188 6 6 4 24 369 2 7 0 36 559 9 7 7 48 7310 7 8 5 510 9111 7 9 5 613 0914 8 12 6 715 2718 1 15 9 817 4524 9 22 7 919 64112 8110 6 1021 8217 415 2 1124 0013 010 8 表表 2 62 6 24h24h 净雨过程计算表 净雨过程计算表 P P 0 330 33 序号时序 h 毛雨量 mm 净雨量 mm 12 0013 511 5 24 0014 312 3 36 0015 113 1 48 0016 214 2 510 0018 916 9 612 0023 621 6 714 0025 823 8 816 0037 335 3 918 00155 5153 5 1020 0027 425 4 1122 0020 918 9 1224 0017 415 4 2 32 3 设计洪水设计洪水 2 3 12 3 1 设计洪水标准设计洪水标准 齐毛坞水库总库容33 5 万 m3 正常库容27 0 万 m3 根据 水利水电工程等级划分 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 12 及洪水标准 SL252 2000 确定齐毛坞水库的工程等别为 等 工程规模为小 2 型 主要建筑物挡水坝 溢洪道 放水涵管级 别为5 级 次要建筑物 临时建筑物为5 级 由 于水库下游规划为横畈镇工业功能区 属于 省级经济开发区扩容的先行区块 也是 规划中省级科创基地产业承接中心 因此本次设计水库设计洪水标准采用 30 年一遇 P 3 33 校核洪水标准采用300 年一遇 P 0 33 2 3 22 3 2 设计洪水设计洪水 设计洪水根据1988 年版浙江省水电院推理公式法来计算 推理公式法计算公式如下 1 0 278 R mp h QF 2 0 278 L V 3 1 31 4 m Vm JQ 式中 汇流时间 小时 时段内净雨量 mm R h F 库区范围集雨面积 km2 为 0 65 设计洪峰流量 m3 s mp Q 流域平均汇流速度 m s V 自坝址断面至流域分水岭的主河长度 km 取1 39 L 河道坡降 取1 60 J 汇流参数 m 流域特征值 2 59 90 根据流域植被情况 下垫面条件属于II 类情况 1 3 L J 经计算取m 值 0 39 再根据 1 2 3 式联合试算即可计算出各频率的洪峰流量 齐 毛坞水库设计洪水计算结果见表2 7 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 13 表表 2 72 7 齐毛坞水库设计洪水汇总表齐毛坞水库设计洪水汇总表 频率 项目单位 0 33 0 5 3 33 5 10 20 汇流时间h2 02 062 282 352 482 66 洪峰流量m3 s13 713 39 27 86 34 7 24h 洪水总量万 m323 522 615 412 910 97 9 2 3 32 3 3 设计洪水合理性分析设计洪水合理性分析 1 设计洪峰流量合理性分析 浙江省 齐毛坞水库大坝安全技术认定综合评价报告 中 水库20 年一遇洪 峰流量为7 3 m3 s 200 年一遇洪峰流量为13 2 m3 s 本次计算成果与其相差较小 仅 为 0 75 6 4 在允许误差范围内 故此次计算洪水成果基本合理 2 设计洪水地区合理性分析 本次设计选择东坞弄水库对设计洪水进行合理性分析 东坞弄水库位于 青山湖 镇泉口村南面 坝址距离泉口村约0 7km 水库流域水系隶属南苕溪 坝址以上集雨面积 0 22km2 表表 2 82 8 设计洪水合理性检验表设计洪水合理性检验表 项目 集雨面积 km2 设计频率 洪峰流量 m3 s 洪峰流量模数 m3 s km2 0 33 13 721 07 齐毛坞水库0 65 3 33 9 214 15 0 33 6 830 91 东坞弄水库0 22 3 33 4 228 18 从上表可知 设计频率越高 洪峰流量模数越大 相同频率情况 集雨面积越大 洪 峰流量模数越小 均合乎一般规律 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 14 3 3 工程地质工程地质 3 13 1 概述概述 由于本项目规模较小 建设业主未对该水库进行地质勘察工作 在地质测绘并参 考 2003 2010 年类似工程已有的地质勘察成果基础上 提交工程地质条件与评价 建 议后期增加地质补勘工作 3 1 13 1 1 水库原施工质量水库原施工质量 坝基和岸坡处理 坝基和岸坡的清理达到设计和施工技术要求 防渗体基础及岸 坡的开挖基本达到设计和施工技术要求 坝体填筑 由于缺乏重型碾压机械设备 坝体填筑料压实质量一般 坝体存在不 均匀沉降 导致部分坝体凹陷 溢洪道 边坡稳定 坝下输水涵管 由于缺乏钢筋 采用竹筋砼浇筑 坝下输水涵管质量无法满足现 行规范要求 涵管与坝体接触有少量漏水 3 1 23 1 2 坝址区域地质坝址区域地质 1 概况 流域地势总体趋势为西南高 东北低 地势微向东北倾斜 地貌形态为砂岩为主 的高丘地貌 往下游东方向为山前冲积平原与冲积平原 测区分布岩性主要为奥陶系砂岩 厚度 65 447m 第四系全新统风化残坡积物 el dlQ4 由粉质粘土 厚度一般 1 2m 本区位于万市桥复向斜东南侧 东北向构造清晰且发育 构造以节理为主 无较 大的断层通过 物理地质现象以小型土质滑坡为主 无其它不良现象出现 测区内未 发现较大断层分布 岩石风化一般 节理发育 岩层产状 NW270o 300o NE 350o 2 水库渗漏 水库周边山体雄厚 两侧分水岭高程在 100 米以上 均为相对隔水岩体 未见和 邻谷贯穿的渗漏地层分布 不存在渗漏通道 本区地下水 主要有孔隙水和基岩裂隙水两种 孔水赋存于第四系松散堆积层孔 隙中 基岩裂隙水赋存于基岩裂隙中 受大气降水补给 并排泄于溪流中 3 库岸稳定 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 15 水库区基本为岩质库岸 稳定性良好 局部崩积 坡积层较厚地段在长期库水浸泡 及水库水位的变动影响下 局部可能发生小规模的滑坡与坍岸 不会影响大坝运行安 全 4 水库浸没 水库回水线附近没有城镇 工矿企业和大片农田 不存在浸没问题 5 水库地震 根据国家地震局编制的 中国地震动峰值加速度区划图 2001 年版 本区地震 动峰值加速度为 0 05g 相应地震基本烈度小于 度 可不设防 3 23 2 工程地质条件及评价工程地质条件及评价 3 2 13 2 1 主要建筑物工程质量评价主要建筑物工程质量评价 1 挡水坝 坝基和岸坡的清理达到设计和施工技术要求 防渗体基础及岸坡的开挖基本达到 设计和施工技术要求 由于缺乏重型碾压机械设备 坝体填筑料压实质量一般 坝体 存在不均匀沉降 导致局部坝体凹陷 各填筑土的分布及物理力学性质叙述如下 a 上下游坝坡 上游坝坡部份使用干砌块石护坡 部份无护坡 局部塌陷 下游护坡为干砌块石 中等硬度 不易风化 b 坝身填土 由基岩上层残积含砾粘土与表层强风化层与开挖料填筑而成 稍密 含砾量一般 50 0 65 0 个别达 75 含砂量 15 25 粘粒含量 8 10 根据现场注水试验 渗透系数 2 6 10 2cm s 属强透水 c 心墙填土 由残坡积亚粘土填筑而成 粘土成土母质为砂岩 塑性指数约为 12 15 含砾量 一般 15 25 含砂量 30 40 粘粒含量 40 45 根据现场注水试验 渗透系数约 3 10 4cm s 属弱透水 心墙填土与基岩接触较好 不存在接触渗漏现象 2 溢洪道 边墙 底板基础均为基岩 岩质为强风化砂岩 厚度约 0 5m 节理较发育 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 16 3 坝下输水涵管 由于缺乏钢筋 采用竹筋砼浇筑 坝下输水涵管质量无法满足现行规范要求 存 在安全隐患 涵管与坝体接触有少量漏水 3 2 23 2 2 主要建筑物工程地质条件及评价主要建筑物工程地质条件及评价 1 挡水坝工程地质条件及评价 河谷成 V 形 两岸山体第四系覆盖层厚度 0 5 1 0m 岸坡稳定 坝址处地基为 奥陶系砂岩 岸坡与河床基岩基本呈强化状 强风化层厚约 1 5 2 5 米 节理发育 呈中等透水状 基岩强风化层易成渗漏通道 坝体心墙由残坡积亚粘土填筑而成 粘土成土母质为砂岩 塑性指数约为 12 15 根据现场注水试验 渗透系数约 3 10 4cm s 属弱透水 心墙填土与基岩接 触较好 不存在接触渗漏现象 坝址工程地质条件较好 2 溢洪道 边墙 底板基础均为基岩 岩质为强风化砂岩 厚度约 0 5m 节理较发育 工程 地质条件一般 建议将表层强风化挖除 基础置于弱风化基岩 3 33 3 天然建筑材料天然建筑材料 本工程所需的粘土可在下游对面山体挖取 土质以壤土为主 塑性指数约为 12 15 运距 2 5km 工程区块石 砂砾料缺乏 须采用商品料 3 43 4 结论与建议结论与建议 1 水库周边山体雄厚 不存在渗漏通道 2 水库区基本为岩质库岸 稳定性良好 不会影响大坝运行安全 3 水库回水线附近没有城镇 工矿企业和大片农田 不存在浸没问题 4 地震动峰值加速度为 0 05g 相应地震基本烈度小于 度 可不设防 5 坝址处地基为奥陶系砂岩 岸坡与河床基岩基本呈强化状 强风化层厚约 1 5 2 5m 节理发育 坝体心墙属弱透水 心墙填土与基岩接触较好 不存在接触渗 漏现象 坝址工程地质条件较好 齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 17 6 边墙 底板基础均为基岩 岩质为强风化砂岩 厚度约 0 5m 节理较发育 工程地质条件一般 建议将表层强风化挖除 基础置于弱风化基岩 7 本工程所需的粘土可在下游对面山体挖取 土质以壤土为主 塑性指数约为 12 15 运距 2 5km 工程区块石 砂砾料缺乏 采用商品料 临安市齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 18 4 4 加固设计加固设计 4 14 1 工程任务和规模工程任务和规模 4 1 14 1 1 工程任务工程任务 本工程主要任务是对齐毛坞水库大坝 溢洪道 输水设施及配套建筑物进行除险 加固 解决水库遗留下来的安全隐患 配套各种功能设施 对库区环境进行保护和改 善 建立和完善水库管理制度 以达到 工程安全 设施齐全 功能完备 管理高效 环境美丽 的高标准水库安全管理目标 充分发挥水库功能 为社会的可持续发展 全面建设小康社会服务 除险加固后 齐毛坞水库的主要功能不变 仍是一座以灌溉为主 兼有养殖 防洪功能的小 2 型水库 水库下游灌溉农田面积为 500 亩 防洪保护范围包括横畈 镇工业功能区 除险加固后水库的 正常蓄水位 57 00m 设计洪水位 57 78m 校核洪水位 58 02m 坝顶高程 59 34m 最大坝高 13 47m 坝长 86m 坝顶宽度为 5 0m 水库加固 后总库容为 33 9 万 m3 正常库容为 27 0 万 m3 4 1 24 1 2 工程规模工程规模 齐毛坞水库加固后总库容 33 9 万 m3 正常库容 27 0 万 m3 根据 水利水电工程 等级划分及洪水标准 SL252 2000 齐毛坞水库的工程等别为 等 工程规模为小 2 型 主要建筑物挡水坝 溢洪道 放水涵管级别为 5 级 次要建筑物 临时建筑 物为 5 级 由于水库下游人口密集 地理位置比较重要 因此本阶段水库设计洪水标准 采用 30 年一遇 P 3 33 校核洪水标准采用 300 年一遇 P 0 33 4 1 34 1 3 调洪演算和洪水计算调洪演算和洪水计算 1 调洪演算 水库溢洪道为不设闸门的正槽实用堰 布置在大坝左侧 溢洪道进口宽 7 9 米 进口底板高程 57 00m 本水库坝址以上集雨面积较小 水库库容也较小 对洪水的调节能力弱 洪水主 要受入库洪峰流量控制 故本次设计不进行调洪计算 直接以入库流量作为下泄洪峰 流量 计算得洪水位 临安市齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 19 2 洪水计算 根据溢流堰断面形式 本次设计采用实用堰流公式来计算水库泄流能力 计算公式 如下 32 10 2 s HQmBg 式中 流量系数 本次取0 40 m 侧收缩系数 取0 96 1 淹没系数 取1 0 s 溢流段计算宽度 取7 9m B 溢流堰堰顶作用水头 m 0 H 计算得水位 泄量关系曲线见表 4 1 表表 4 14 1 水位 泄流量成果表水位 泄流量成果表 高程 m 泄流量 m3 s 高程 m 泄流量 m3 s 57 00 0058 217 66 57 21 2058 422 26 57 43 4058 627 19 57 66 2558 832 45 57 89 6159 038 01 58 013 4459 243 85 本次计算不考虑上游水库对天然洪水的调蓄作用 直接采用天然洪水作为入库洪 水 当库水位达 57 00m 时 溢洪道开始泄洪 经计算得到水库 30 年一遇 300 年一遇 水位成果见表 4 2 表表 4 24 2 水位计算成果表水位计算成果表 项目3 0 3 洪峰流量 m3 s 9 213 7 流量水头 m 0 781 02 最高库水位 m 57 7858 02 3 灌溉用水流量计算 水库灌溉下游农田 500 亩 本灌区水稻为单季稻 灌水定额按照 100m3 亩估算 临安市齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 20 灌水延续时间 10d 每天灌水 24h 渠系水利用系数 0 8 则灌溉所需要的引用流量 Q灌 500 100 10 24 3600 0 8 0 07m3 s 根据 水利水电工程等级划分及洪水标准 SL252 2000 本工程规模仍为小 2 型水库 工程等别为 V 等 4 24 2 主要加固项目主要加固项目 浙江省 齐毛坞水库大坝安全技术认定综合评价报告 对齐毛坞水库大坝的 安全技术认定结论 水库大坝防洪标准安全等级为 C 级 渗流稳定安全等级为 B 级 结构稳定安全等 级为 B 级 齐毛坞水库大坝为三类坝三类坝 根据安全认定 本次除险加固工程的主要项目如下 1 加高大坝 全面修整上 下游坝坡 对上 下游坝坡进行培厚放缓 并进行护 坡 坝趾处新建排水棱体 2 对溢洪道导墙及底板进行修整加固 出口处增设消能防冲设施 3 封堵坝底篾笼素砼圆涵放水设施 新建虹吸管放水设施 对涵管周边的坝体进 行补强处理 4 大坝增设位移和沉降观测点 坝脚设量水堰等观测设施 5 新建水库管理房 并架设供电线路 满足水库防汛调度及管理要求 6 对大坝进行白蚁防治 4 34 3 设计依据设计依据 4 3 14 3 1 工程等别与建筑物级别工程等别与建筑物级别 齐毛坞水库加固后总库容 33 9 万 m3 根据 水利水电工程等级划分及洪水标准 SL252 2000 确定工程等别为 等 永久性水工建筑物级别为5 级 水库位于 横畈镇雅观村 水库距横畈镇政府 2 5km 距 区约 16km 根 据 水利水电工程等级划分及洪水标准 SL252 2000 由于水库下游人口密集 地 理位置比较重要 本次设计各建筑物洪水标准取上限 详见表 4 3 临安市齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 21 表表 4 34 3 建筑物等级及防洪标准建筑物等级及防洪标准 防洪标准 建筑物级别 设计校核 挡水坝530300 永久建筑物 溢洪道530300 本工程消能防冲建筑物设计洪水重现期取 10 年 临时性建筑物设计洪水重现期取 5 年 根据国家地震局编制的 中国地震动峰值加速度区划图 2001 年版 工程区地 震动峰值加速度小于 0 05g 相应地震基本烈度小于 度 按照 SL203 97 水工建筑 物抗震设计规范 的规定 本工程不进行抗震计算 4 3 24 3 2 设计规范设计规范 水利水电工程初步设计报告编制规程 DL5021 93 防洪标准 GB50201 94 水利水电工程等级划分及洪水标准 SL252 2000 水利水电工程设计洪水计算规范 SL44 93 小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则 SL189 96 碾压式土石坝设计规范 SL274 2001 水工隧洞设计规范 SL279 2002 溢洪道设计规范 SL253 2000 水利水电工程建设征地移民设计规范 SL290 2003 村镇供水工程技术规范 SL310 2004 道路设计规范 JTJ011 94 4 44 4 工程总体布置工程总体布置 齐毛坞水库除险加固工程除放水涵管为必须改造的建筑物外 其余挡水坝 溢洪 道 等建筑物位置基本不变 仅在原建筑物的基础上进行除险加固 工程总布置如下 一 大坝 1 坝顶高程 59 34m 宽 5 0m 新建 20cm 厚泥结石路面 坝轴线不变 坝顶上 临安市齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 22 下游侧设路肩 路肩断面0 35 0 2m 2 大坝迎水坡坡度为1 2 0 采用 12cm 厚 C20 砼预制块护坡 预制块下铺设 20cm 厚碎石垫层 迎水坡46 80m 高程以下为4 6m 宽抛石平台 迎水坡坝顶至抛石平台 设一道 1 5m 宽踏步 3 大坝背水坡坡度为1 2 0 采用 C20 砼预制块与草皮结合的型式进行护砌 背水坡设两级马道 其中一级马道高程 56 00m 宽 1 50m 二级马道高程48 50m 宽 1 50m 二级马道以下新建干砌块石排水棱体 棱体上游侧坡度1 1 0 下游侧坡度为 1 1 5 棱体外侧设90cm 厚反滤层 由内至外依次是30cm 厚小卵石 30cm 厚小砾石 30cm 厚粗砂 排水棱体下游侧设C20 砼排水沟 排水沟过水断面0 6 0 4m 背水坡坝 顶至二级马道设一道1 5m 宽踏步 背水坡与两岸山体交界处新建C20 砼排水沟 排水 沟过水断面为0 6 0 4m 二 溢洪道 溢洪道由进口控制段 渐变槽段 泄槽段 消能段以及出水渠段组成 全长 76 0m 1 进口控制段长2 6m 其中溢流堰堰前1 9m 为倒坡型式 i 0 42 溢流堰顺水 流方向长 0 7m 宽 7 9m 堰顶高程57 00m 进口控制段底板采用C20 砼衬砌 边墙临 水侧直立 采用M7 5 浆砌石衬砌 2 渐变槽段长4 8m i 0 40 底宽由 7 9m 渐变至 4 0m 渐变槽段为矩形过水 断面 底板采用C20 砼衬砌 边墙采用M7 5 浆砌石衬砌 3 泄槽段首端接渐变槽段 总长21 2m i 0 039 为梯形过水断面 底宽 4 0m 边墙临水侧坡度为1 0 3 采用 M7 5 浆砌石衬砌 底板采用C20 砼衬砌 4 消力池采用底流消能型式 池长6 0m 底宽 4 0m 边墙临水侧直立 采用 M7 5 浆砌石衬砌 底板采用 C20 砼衬砌 5 出水渠段上游接消力池 底宽4 0m 全长 41 4m 共分三段 一级渠道为平 直段 i 0 二级渠道i 0 24 三级渠道i 0 11 与下游水塘连接 三 放水设施 1 废除原坝体篾笼素砼涵管 并采用 C20 砼封堵 同时对原涵管周边坝体做灌 浆补强处理 2 新建虹吸管输水 布置于桩号0 067 7m 处 临安市齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 23 3 虹吸管管材选用Q235 钢 总长 66 1m 管内径 0 30m 壁厚 6mm 4 虹吸管采用坝外明管型式 转弯处设置C20 砼镇墩 镇墩之间隔4 5m 设置 M7 5 浆砌石支墩 5 虹吸管进口设 C20 砼进水池 进水口管中心线高程为48 15m 虹吸管驼峰处 管中心线高程为 53 35m 出口设 C20 砼出水池 出水管中心线高程为47 62m 四 观测设施 1 坝体沉降位移观测 在大坝周边合适基岩位置上各设置 1 个水准基点 1 个校核基点 在坝顶增设坝体 沉降位移观测点3 个 2 坝体渗流观测 在坝下游排水棱体后设排水沟和三角形量水堰 以观测坝体渗流情况 3 库水位观测 在大坝上游坝坡踏步右侧布置一排水位尺 对库水位进行观测 水位尺共计8 个 五 其他 1 大坝右岸新建一座 46 5m2的水库管理房 2 对水库大坝右侧上坝道路予以拓宽 整平 拓宽后路宽5 0m 路面采用泥结 碎石路面 4 54 5 加固设计加固设计 4 5 14 5 1 挡水建筑物挡水建筑物 4 5 1 1 坝顶高程计算 根据 碾压式土石坝设计规范 SL274 2001 的规定 坝顶超高按下式计算 Y R e A 式中 Y 坝顶超高 m R 最大波浪在坝坡上的爬高 m e 最大风雍水面高度 m A 安全加高 m 1 波浪爬高计算 水库除险加固后的 正常蓄水位为 临安市齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 24 57 00m 设计洪水位为 57 78 m 校核洪水位为 58 02m 根据 碾压式土石坝设计规范 SL274 2001 采用官厅公式计算正常 设计和校 核工况时的波浪爬高 R5 R0 5 及风雍高 e5 e0 5 平均波高 平均波长按官厅水库公式计算 1 3 1 12 22 0 0076 ghgD W WW 1 3 75 1 2 15 22 0 331 m gLgD W WW 式中 h 当时 为累计频率5 的波高 h5 m 2 20250 gD W 当时 为累计频率10 的波高 h10 m 2 2501000 gD W Lm 平均波长 m W 计算风速 m s 库区多年最大平均风速13 0 m s 正常与设计工况 W 1 5V 1 5 13 19 5m s 校核工况W V 13 0m s D 风区长度 D 512m g 重力加速度 取9 81m s2 hm 平均波高 m 经计算得 h5 正 0 545m Lm 正 6 424m h5 设 0 545m Lm 设 6 424m h5 校 0 328m Lm 校 4 280m 根据设计规范 hm Hm 0 1 时 Hm为水域平均水深 查表得 h5 hm 1 95 得 hm 正 0 279m hm 设 0 279m hm 校 0 168m 波浪平均爬高计算 mmm Lh m KwK KR 2 1 式中 Rm 平均波浪爬高 m K 斜向来波折减系数 取1 0 临安市齐毛坞水库除险加固工程初步设计报告 杭州浙大恒立水利水电勘测设计有限公司 25 m 单坡的坡度系数 取2 0 K 斜坡的糙率渗透性系数 为砼预制块护坡 取 0 9 Kw 经验系数 查表得 设计 1 00 校核 1 06 hm 平均波高 hm 设 0 279m hm 校 0 168m Lm 平均波长 Lm 设 6 424m Lm 校 4 280m 经计算得平均爬高值为 Rm 正 0 573m Rm 设 0