三八水库除险加固工程初步设计

湖南省洪江市三八水库除险加固工程初步设计概算（送审稿）目录1综合说明11工程概况12水文13工程地质14工程任务和规模15除险加固设计16水土保持和环境保护17工程管理设计18施工组织设计19安全生产110工程概算2水文21工程概况22气象23设计暴雨24设计洪水25调洪演算26防洪标准复核3工程地质31工程概况32区域地质33坝址工程地质条件34坝体工程地质特性35其他建筑物工程地质条件及评价36天然建筑材料37结论及建议4除险加固设计41工程任务和规模42主要加固项目43设计依据44大坝加固设计45溢洪道加固设计46放水设施加固设计47主、副坝安全监测系统设计48改造防汛公路49主、副坝白蚁防治5环境保护设计及水土保持设计51水土保持设计52环境保护设计53投资预算6工程管理设计61工程管理简况62设计依据63工程管理机构64管理设施及设备配置65工程管理范围与任务66工程检查与监测67管理办法和主要措施7施工组织设计71施工条件72施工导流73主体工程施工74施工交通运输75施工工厂设施及劳动力计划76施工总布置77施工总进度78施工组织管理8安全生产81工程概况82设计依据83安全生产问题可能易发点84安全防护措施85专用设施86安全生产管理与监督9工程概算91工程概况92工程投资规模93投资主要指标94编制原则和依据95基础单价96工程单价取费标准97其他98工程概算总表三八水库工程特性表序号名称单位原设计加固前加固后备注一水文特性1坝址以上流域面积KM20722地理位置2707，东经109593干流长度KM12814干流平均坡降185设计洪水标准P5050相应洪峰流量M3/S87875相应下泄流量M3/S319319校核洪水标准P0505相应洪峰流量M3/S1121126相应下泄流量M3/S4747消能防冲洪水标准P1010相应洪峰流量M3/S6246247相应下泄流量M3/S263263二水库特性1校核洪水位M1177111771相应库容万M3533853382设计洪水位M1174311743相应库容万M3521352133正常蓄水位M11651165相应库容万M34784784死水位M1057410574相应库容万M30220225总库容万M353385338三八水库工程特性表三工程效益指标1防洪保护人口人3003002灌溉面积亩9009003养鱼面积亩5165164防洪保护耕地亩300300四主要建筑物1大坝地震基本烈度度度粘土心墙粘土心墙主坝形式均质坝粘土心墙副坝地基特性红砂岩红砂岩坝顶高程M1180011800118001180主坝副坝最大坝高M14624521462452主坝副坝坝顶轴线长M397245397300主坝副坝坝顶宽度M33185035主坝副坝2溢洪道形式宽顶堰宽顶堰堰顶高程M11791165溢流堰宽度M2025溢流堰长度M37540溢洪道长度M5804700消能方式无鼻坎挑流消能防冲泄洪流量M3/S263三八水库工程特性表3输水建筑物涵管涵管无压隧洞无压箱涵主坝副坝形式箱型圆型封堵主坝副坝设计流量M3/S0032003200320032主坝副坝长度M5357201152801主坝副坝纵坡00095000770006300074主坝副坝断面尺寸M050503182151616主坝副坝进口高程M10574113481057411348主坝副坝出口高程M10565113381056511338主坝副坝4卧管形式钢筋砼圆管主坝副坝断面尺寸M0505主坝副坝长度M24070主坝副坝五改造防汛公路1路面泥结石宽度M30长度KM102排水沟C15砼排水沟断面尺寸M0304六施工总工期月6个七工程总投资万元19823八主体工程总投资万元160311综合说明11工程概况111工程概况三八水库位于湖南省洪江市红岩乡菊花村境内，坝址地理位置坐标为北纬2707，东经10959；坝址距红岩15KM,黔城镇125KM。主副坝均无乡村公路通达坝顶，交通不便。坝址控制集雨面积072KM2，坝址以上干流长度1281KM，干流平均坡降185，流域植被较好。水库死水位10574M，相应库容022万M3；正常蓄水位16550M，正常库容478万M3；设计洪水位（P5）11743M，相应库容5213万M3；校核洪水位（P05）11771M，相应总库容5338万M3。该水库始建于1972年，主坝为粘土心墙坝，副坝为均质坝；主坝顶高程11800M，最大坝高为1462M，坝顶宽33M，坝顶轴长397M；副坝顶高程1180M，最大坝高为452M，坝顶宽18M，坝顶轴长30M。灌溉面积900亩，养鱼面积516亩，保护下游人口300口，耕地300亩；是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养鱼等综合利用的小二型水利工程。除险加固后，水库死水位10574M，相应库容22万M3；正常蓄水位16550M，正常库容478万M3；设计洪水位（P5）11743M，相应库容5213万M3；校核洪水位（P05）11771M，相应总库容5338万M3。主坝顶高程1180M，防浪墙顶高程1186M，最大坝高为1462M，坝顶宽50M，坝顶轴长397M；副坝顶高程1180M，防浪墙顶高程1186M，最大坝高为452M，坝顶宽35M，坝顶轴长300M。三八水库工程由于老化、失修等问题，一直采取控制蓄水等运行方式带病运行。为了彻底根治工程枢纽存在的问题，洪江市水利局于2012年9月编制了三八水库大坝安全认定报告，组织专家团评定审核，评定三八水库大坝安全类别为三类坝。112存在的问题三八水库与1972年10月动土新建，1973年3月投入运行。经过多年的风雨剥蚀，水库隐患逐年增加，水库运行管理一直在病态中，无法正常发挥水库的应有效益。根据2012年完成的水库安全论证报告，田冲水库建筑物主要存在以下问题主坝1）大坝上游坝坡过陡，为117，无腰道，无防浪护坡，下游坝坡坑洼不平，变形严重，排水棱体失效；外坝中端下沉。2）施工中坝基处理不彻底，坝体填筑质量差，存在坝基，坝体渗漏，严重威胁大坝安全。3）放水卧管和输水涵管漏水，存在安全隐患。4）溢洪道未衬砌，断面狭窄，末端无消能设施。5）无观测设施。6）有约600M未通公路，对防汛抢险构成安全隐患。7）无防汛仓库，给防汛抢险带来安全隐患。副坝1）坝身损毁严重。2）坝顶宽度过小，仅1820M。3放水卧管和输水涵管漏水，存在安全隐患。4）左段农田标高过低（1167），主坝未溢洪，洪水已先从此处溢出；历史上曾多次发生过洪水从此处农田翻出，大片农田作物遭到冲毁，损失惨重。5）无观测设施。6）有约400M未通公路，对防汛抢险构成安全隐患。7）无防汛仓库，给防汛抢险带来安全隐患。12水文三八水库工程属于亚热带润湿性气候区，气候温和，四季分明，光照充足，雨量充沛。水库无水文、气象观测资料，根据洪江市气象站记载多年蒸发量846MM,多年平均气温17，多年平均无霜期304天，多年平均日照时间为1354H，年平均降雨量1359MM，70的降雨集中在47月。多年平均风速17M/S,最大风速170M/S。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）规定，该水库属等工程，其主要建筑物为5级，次要建筑物为5级，相应的洪水标准设计洪水为20年一遇，校核洪水为200年一遇，消能防冲工程设计洪水标准取10年一遇。三八水库缺乏完整的水文、气象观测资料，此次洪水复核的有关参数均根据湖南省水电厅1984年编制的湖南省暴雨洪水查算手册以下简称查算手册进行查算。具体结果见表121。表121设计洪水及调洪演算成果频率入库洪峰流量（M3/S）相应库容（M3）最高洪水位（M）相应最大下泄流量（M3/S）起调水位（M）05112533811771471165587521311743319116510782631165对挡洪建筑物的顶部高程进行复核，成果如表122表122三八水库枢纽工程要求最低高程运用情况Z0（M）R（M）E（M）A（M）Z（M）主坝坝顶工程（M）副坝坝顶高程（M）农田顶部工程（M）正常运用1174306300002051186118011801167非常运用1177105170001031186118011801167经计算对挡水建筑物的顶部高程进行复核，主坝目前顶部高程为1180M；副坝目前顶部高程为1180M，靠水库边农田高程1167M。按照土石坝进行波浪爬高计算，三八水库主、副坝顶部、靠水库边农田高程在正常运用情况下不得低于1186M，非常运用情况下不得低于1186M；因此，三八水库主、副坝顶部、靠水库边农田高程高程均不满足规范要求。三八水库溢流道无闸门控制，根据溢洪道设计规范（SJ2532000）237规定，控制段岸墙顶部高程不得低于校核洪水位加安全超高03M，因此三八水库溢洪道控制段导墙顶高程不低于11801M。三八水库枯水期一般为9月至次年3月，水库除险加固施工最好在这段时期进行。根据洪江气象局的日降雨资料分析计算水库枯水期的洪水，水库9月至次年3月、11月至次年2月和12月至次年1月的洪水计算成果见表13。表13施工洪水成果表频率时段9月次年3月11月次年2月12月次年1月P2019715609613工程地质131概述三八水库坝址位于湖南省洪江市红岩乡菊花村，属沅水一级支流，地理坐标东经10959、北纬2707。坝址距黔城镇125KM。水库无防汛公路通住坝顶，交通不方便。水库枢纽工程由主坝、副坝、溢洪道、灌溉涵管及卧管等建筑物组成，主要建筑物为5级，是一座以灌溉为主，兼顾防洪和养殖等综合利用的小（2）型水库工程，设计灌溉面积900亩，保护人口300人，保护耕地300亩。三八水库大坝控制集雨面积072KM2，干流长度1281KM，平均干流坡降为185。水库正常蓄水位为1167M，正常库容为478万M3，设计洪水位（P5）为11743M，相应库容5213万M3，校核洪水位（P05）为11771M，水库总库容为5338万M3。主坝为粘土心墙坝，最大坝高1462M，坝顶高程1180M，坝顶轴长397M，坝顶宽33M。副坝为粘土均质坝，最大坝高452M，坝顶高程1180M，坝顶轴长300M，坝顶宽18M。坝溢洪道位于主坝右端，为正槽式溢洪道，目前堰顶高程1175M（设计1167M），泄流宽度2M，溢洪道全长375M，无衬砌，无消能设施，最大下泄流量为33M3/S（P05。主坝输水涵管位于主坝左岸坝体下，全长535M，为浆砌料石箱涵，宽05M，高05M，进口底板高程10574M，出口底板高程10564M，纵坡I1/2000，设计最大流量0032M3/S。卧管位于库内左岸山坡，全长12M，为浆砌石方管，断面尺寸0404M，放水孔尺寸200MM。副坝输水涵管位于副坝中部坝体下，全长72M，为砼圆管涵，直径03M，进口底板高程11348M，出口底板高程11338M，纵坡I1/3000，设计最大流量0016M3/S。卧管位于内坝坡，全长约8M，为浆砌石方管，断面尺寸0404M，放水孔尺寸200MM。水库大坝于1972年动工兴建，1973年2月主体工程完成开始蓄水。由于受当时施工条件限制，坝体填筑采用群劳力上马，填筑土料从附近山坡选用，人工挑运上坝，分层用羊角碾碾压，坝体填筑质量无保证措施，致使工程在运行过程中存在诸多隐患1）主坝坝身渗漏；上游坝坡较陡，无防浪设施，浪蚀严重；下游坝坡坑洼不平，无坡面排水，无排水棱体。副坝坝顶宽度窄小，坝身损毁严重。2）主坝、副坝坝基和坝肩存在浅层坝基渗漏及绕坝渗漏问题。3）主、副坝放水涵管、卧管均存在渗漏问题。4）溢洪道末完成开挖，无衬砌，无消能设施。5）主、副坝坝体上无任何观测设施；6）无防汛公路通往主、副坝顶；无防汛仓库，防汛抢险存在安全隐患；2012年9月12月，受洪江市水利局委托，我院承担了三八水库除险加固初步设计地勘工作，采用现场踏勘、地质测绘，调查访问方法，结合历史资料，初步查明了工程区区域地质情况，确定了工程区地震基本烈度；查明了坝址坝基地层、构造情况及岩土体特性，坝基和坝肩的水文工程地质条件、依据类似工程经验提供了坝体渗透和抗剪力学参数指标；对枢杻工程存在的主要问题进行了原因分析。对天然建筑材料进行了初步查勘。132地形地貌水库坝址及库区为丘陵驼丘沟谷地貌，一般海拔200500M，相对切深一般50250M，山顶浑圆，山坡平缓，山脊延伸不长，短而浑圆，此起彼伏，多见馒头山、半面山，局部见陡崖，边坡角一般1030之间。山脊走向与地层走向大致相同，沟谷多为“U”形谷。1321地层岩性库区和坝区出露的地层除第四系的河流冲积和残坡积堆积外，主要为白垩系第二岩组（K2）地层。根据沉积规律及岩石的工程地质特性，将出露的岩层由老至新分述如下白垩系第二岩组（K2）岩性为紫红色粉砂质泥岩夹砂岩，底部砾岩。分布于库区及坝址。第四系（Q）残坡积层（Q4EDL）为红褐色含少量砾石粘土，多堆积在两岸平缓山坡、山顶及坡脚，厚度0515M不等。河流冲积层（Q4AL）为粉质粘土与砂岩、泥岩块石，砾石，砂粒极少，磨圆度及级配差，厚度变化大，分布于平缓河段。1322地质构造与地震工程区地处新华夏系武陵雪峰山隆起带之南西段，区内构造形迹按力学性质和组合关系，可划分为多字型构造，旋扭构造等。华夏系构造呈北东南西向斜贯图区中部，其北西、南东两侧为新华夏系构造，S型构造出露于图区中北部。与工程有关的构造为托口S形构造，槐花园压性断层。根据区域地质调查和1/400万中国地震动峰值加速度区划图，本工程区地震活动微弱，按GB183062001抗震设计规范确定，本区地震动峰值加速度为005G，地震动反应谱特征周期为035S，相对应地震基本烈度为度，属相对稳定地块。1323水文地质工程区为红色碎屑岩岩系，地下水类型主要为基岩裂隙水，其次为松散层孔隙水，主要受降水补给，水位季节变化明显。根据区域地质资料，地下水为重碳酸钙钠镁水，对砼无侵蚀破坏作用。133枢纽工程地质条件评价及工程地质问题1331坝基（肩）工程地质条件评价及工程地质问题主坝坝址处为基本对称的“U”型谷，两岸地形坡角在3035，两岸基岩基本裸露。副坝坝址处为不对称的“U”型谷，左岸为一低矮台地，台地地面高程120122M，地形坡角4060，右岸为低矮山包，山顶高程127M左右，地形坡角2535，副坝坝址两岸基岩出露少，基本为第四系残坡积层覆盖。主、副坝址处基岩为白垩系第二岩组（K2）紫红色砾岩。主坝址两岸坡山坡上部有残坡积（Q4EDL）红褐色含少量砾石粘土，厚0515M不等；副坝址两岸基本为第四系残坡积层覆盖，厚1230M不等。坝址区位于托口S型构造的北东部，槐花园压性断层从工程区东面穿过，对工程无影响。坝址处岩层产状N3WSW15，岩层走向与主坝轴线交角约33，倾向大坝下游左岸，与副坝轴线交角约58，倾向大坝右岸上游。由于地层为红色碎屑岩岩系、岩体抗风化能力差，风化破碎严重，节理裂隙较发育且相互切割，成为坝基、坝肩渗漏通道。根据现场调查访问，施工时河床基础面已挖至弱风化岩层，但坝基岩体节理裂隙发育，未对其进行防渗处理。两岸山坡基岩裸露，岸坡基础部位仅挖除表面松散层，没有深入到不透水层，也没有进行防渗处理即回填土料。运行中外坝坡两岸山坡与坝体交接处有渗漏出水，表明坝基及岸坡处理不彻底，存在浅层渗漏及绕坝渗漏问题，需对坝基和坝肩采取防渗处理，建议采取常规帷幕灌浆，推测灌浆深度在坝基面以下50100M。1332附属建筑物区工程地质条件评价及工程隐患13321溢洪道溢洪道位于大坝右岸山体，开挖未成形，目前堰顶高程11765M，进水口宽约17M，无衬砌，末端无消能设施。地层岩性为白垩系第二岩组（K2）强风化至弱风化紫红色砾岩，岩层产状N3WSW15，岩层走向与溢洪道走向交角溢流段约为22，泄洪段约为38，末段约68，倾左侧下游。地下水类型为基岩裂隙水，受降水补给，水量季节变化明显。目前溢洪道未开挖成形，溢流断面狭窄，底板边墙无衬砌，两侧边坡岩体风化破坏严重，左侧边坡常有零星崩落，淤塞溢洪道；溢洪道下游无消能设施，溢洪道不能正常行洪，建议对溢洪道整修加固处理。322涵（隧）洞三八水库输水涵管从左端坝体下穿过，全长535M，为浆砌料石箱涵，宽05M，高05M，进口底板高程10574M，出口底板高程10564M，纵坡I1/2000，设计最大流量0032M3/S。放水涵管因工程老化，渗漏较大，本次设计建议对其进行封堵，在右岸新建放水隧洞。13322隧洞基本地质条件拟建放水隧洞位于大坝右岸山体，山体自然边坡较陡，顶部的坡残积层较薄，植被发育。洞轴线呈折线形布置，桩号00000018走向为S12E，洞线走向与岩层走向夹角10；桩号00180069走向为N70W，洞线走向与岩层走向夹角约为67；桩号00690103走向为S68W，洞线走向与岩层夹角约为70。隧洞进口高程10574M，出口高程1055M，全长约115M。隧洞所穿地层岩性为白垩系第二岩组（K2）强风化至弱风化紫红色砾岩，岩层产状N3WSW15，无区域性断层通过。隧洞进口段山体自然边坡陡峻，基岩裸露，岩体强风化，节理裂隙发育，岩体较破碎，稳定性差；洞身段岩体弱风化至微风化，稳定性较好；隧洞出口段自然边坡较缓，基岩裸露，岩体强风化，表层岩体破碎，稳定性差。隧洞经过地段水文地质条件简单，地下水类型主要为基岩裂隙水和第四系松散堆积层孔隙水。接受大气降水补给，动态随季节性变化，多以下降泉或湿地散泉的形式向低洼地带排泄。13323工程地质评价根据隧洞所处地形地貌、地层岩性、地质构造及水文、工程地质条件，对放水隧洞进行围岩工程地质分类、稳定性评价，并提出各类围岩物理力学参数。原卧管位于库内左岸山坡，全长12M，为浆砌石方管，断面尺寸0404M，放水孔尺寸200MM。卧管因施工质量较差及老化破损，渗漏严重，建议结合新开隧洞新建卧管。新建卧管位于右岸山坡，山坡坡角3545，坡度较陡，基岩裸露，岩性为强风化至弱风化砂质板岩，岩层产状N70WSW13，表层岩体节理裂隙发育，岩体较破碎，建议卧管斜向布置，基础适当深挖，施工时注意开挖坡比，以保证施工安全和以后卧管运行安全。134坝体工程质量及存在问题1341坝体填筑质量三八水库主坝为粘土心墙坝，最大坝高1462M，坝顶高程1180M，坝顶轴长397M，坝顶宽33M。副坝为粘土均质坝，最大坝高452M，坝顶高程1180M，坝顶轴长300M，坝顶宽18M。水库大坝于1972年动工兴建，1973年2月主体工程完成开始蓄水。由于受当时施工条件限制，坝体填筑采用群劳力上马，填筑土料从附近山坡选用，人工挑运上坝，分层用羊角碾碾压，坝体填筑质量无试验数据，运行过程中发现主坝坝身渗漏；上游坝坡较陡，无防浪设施，浪蚀严重；下游坝坡坑洼不平，无坡面排水，无排水棱体。副坝坝顶宽度窄小，坝身损毁严重。1342大坝分区根据水库原有资料、现场勘查访问，三八水库主坝为粘土心墙坝，下游坝脚无排水棱体，坝体可分为二个区；副坝为粘土均质坝，只有一个分区。（1）主坝分区区粘土心墙，主要由黄褐色、红褐色含少量砾石粉质粘土等填筑，硬可塑至软可塑状，最大砾径约20MM，砾石含量0530，砂粒含量2530，粉、粘粒含量67745。现场调查大坝运行中发现有渗漏散浸现象，坝体碾压欠密实，推测坝体填土渗透系数为104105CM/S左右，不能满足心墙坝体防渗规范要求。区坝壳层，主要由黄褐色、红褐色含较多砾石、碎石的粉质粘土、强风化的砾岩块石等混合填筑，由于粗粒含量多，碾压欠密实，坝壳填土层渗透系数较大，推测其渗透系数在104CM/S左右，满足坝壳层填土质量要求。但上游坝坡较陡，无防浪设施，浪蚀严重；下游坝坡坑洼不平，无坡面排水，无排水棱体。（2）副坝分区区为均质坝体，主要由黄褐色、红褐色含砾石粘土等填筑，硬可塑至软可塑状，最大砾径约20MM，砾石含量50100，砂粒含量3035，粉、粘粒含量5565。现场调查大坝运行中末见有渗漏散浸现象，坝体碾压较密实，推测坝体填土渗透系数为105CM/S左右，能满足均质坝体防渗规范要求，坝体不需进行防渗处理。但坝顶宽度较窄，坝身损毁严重。建议坝体培厚整修，内坡护坡防浪。135天然建筑材料1351块石料坝址附近无块石开采，所需块石要到黔城镇采石场购买，岩性为石炭系中上统壶天群（C23）中厚层状石灰岩，成块条件较好，饱和抗压强度60MPA，储量丰富，开采方便，公路运输距离125KM。1352砂砾石料工程区河床无可采砂砾料，砂砾料需黔城镇砂石码头购买，其砂砾料来源可靠，质量较好，公路运输方便，运距125KM。1353粘土料坝壳土料可就近开采，岩性为残坡积含碎石粘土，其天然含水量2428，天然密度189193G/CM，压缩性低，有机质含量少，最优含水量258，最大干密度155G/CM，运距05KM以内；冲抓回填土料需到坝址下游采运，为石灰岩风化粘土，质量好，运距约2KM。136结论及建议根据GB183062001版1400万中国地震动峰值加速度区划图和中国地震动反应谱特征周期区划图，本区地震动峰值加速度为005G，地震动反应谱特征周期为035S，相应地震基本烈度为度；施工中坝基及岸坡处理未彻底，坝基和两岸坡岩体透水率较大，存在浅层坝基渗漏及绕坝渗漏问题。建议基础帷幕灌浆处理；主坝坝体有渗漏现象，大坝上游较陡，无防浪措施，浪蚀严重，外坡无坡面排水设施；下游无排水棱体。建议坝坡整形，内坡护坡防浪，外坡面设排水设施；新修排水棱体。副坝坝顶宽度窄，坝身损毁严重。建议坝体培厚整形，内坡设护坡放浪；原放水涵管渗漏较大，需封堵，新建隧洞。隧洞除进、出口段岩体较破碎，成洞条件稍差以外，洞身地质条件较好，基本适宜隧洞开挖。建议隧洞进出口边坡选择合适坡比开挖，开挖后及时回填，后期衬砌；洞身段视开挖情况局部衬砌，其他喷护。因隧洞围岩水理性质差，遇水易软化产生崩塌，在隧洞开挖过程中注意做好排水及临时衬砌工作；原放水卧管渗水严重。建议结合新开隧洞新建卧管，新建卧管处自然边坡陡，表层岩体破碎，建议卧管斜向布置，基础适当深挖，保证其抗冲刷稳定性；溢洪道开挖未成形，溢流断面过窄，无衬砌，下游无消能设施。建议溢洪道进行全面整修；该工程无位移，浸润线监测、雨量观测等设施；无防汛公路，无管理所，无防汛仓库。建议新修建防汛公路，增补观测、监测设施，增设管理所和防汛仓库；天然建材坝体填筑土料可就近开采，质量储量满足要求，且运距近。但块石料、砂砾料缺乏，需外购，运距稍远。14工程任务和规模141工程存在的主要问题及除险加固的必要性三八水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养鱼等综合利用的小二型水利工程。灌溉面积900亩，养鱼面积516亩，保护下游人口300口，耕地300亩。坝址距红岩15KM,黔城镇125KM。主副坝均无乡村公路通达坝顶，交通不便。坝址控制集雨面积072KM2，坝址以上干流长度1281KM，干流平均坡降235。根据对三八水库大坝（主坝、副坝、溢洪道、输水建筑物等）历年运行情况的回顾与总结，以及根据大坝安全鉴定结论，复核三八水库大坝的安全，结论如下（1）主坝（A）大坝坝基透水率偏大漏水严重，大坝上游坝坡过陡，上游坝坡为117，无腰道，无防浪护坡；下游坝坡为自上而下为119,118,119，外坡有一定程度损毁，中端有下沉，无排水系统，排水棱体失效；大坝上下游在各种工况中坝坡抗滑稳定最小安全系数均小于规范要求。（B）输水涵（卧）管灌溉输水涵管接缝处施工质量差，未进行防渗处理，经多年运行，渗漏严重。放水卧管基础处理不到位，在库水的浸泡下，基础产生不均匀沉陷，接缝处出现错位，且主管损毁严重，渗漏严重。（C）溢洪道溢洪道未衬砌，断面狭窄，不能满足泄洪要求；末端无消能设施，对溢洪道下游基础稳定造成不利影响。（D）观测设施大坝无观测设施，影响大坝安全监测工作。（E）防汛公路无上坝防汛公路，坝区无防汛仓库，防汛物资无处存放。（2）副坝（A）大坝坝基透水率偏大漏水严重，大坝上游坝坡无防浪护坡，坝坡损毁严重，已严重变形，坝顶宽度狭窄，仅1820M；大坝上下游在各种工况中坝坡抗滑稳定最小安全系数均小于规范要求。（B）输水涵（卧）管灌溉输水涵管接缝处施工质量差，未进行防渗处理，经多年运行，渗漏严重。放水卧管基础处理不到位，在库水的浸泡下，基础产生不均匀沉陷，接缝处出现错位，且主管损毁严重，渗漏严重。（C）农田低洼处左段农田标高过低（1167），主坝未溢洪，洪水已先从此处溢出；历史上曾多次发生过洪水从此处农田翻出，大片农田作物遭到冲毁，损失惨重。（D）观测设施大坝无观测设施，影响大坝安全监测工作。（E）防汛公路无上坝防汛公路，坝区无防汛仓库，防汛物资无处存放。综上所述，该工程存在比较严重的质量问题和工程隐患，已严重影响到水库的安全，必须采取加固措施，才能使大坝安全运行。142除险加固初步设计的主要内容根据洪江市三八水库大坝安全鉴定报告书中鉴定结论以及本次大坝安全复核，确定出险加固初步设计的主要内容如下主坝（1）大坝工程（A）对大坝上下游坡进行培厚整修，坝顶加宽，上游坝坡死水位至设计洪水位设预制六棱块护坡，设计洪水位上至坝顶及下游坝坡设草皮护坡，并完善下游坝坡排水系统，新建排水棱体；上下游新建上坝顶踏步。B对坝基进行帷幕灌浆处理，坝体进行冲抓回填处理。（2）输水工程新建钢筋砼卧管设施和放水隧洞并衬砌，原灌溉涵管封堵。（3）溢洪道工程重新修整溢洪道并衬砌地板和边墙，末端做消能设施。（4）观测设施（A）增设大坝位移观测点，以便对大坝位移进行全面观测。B增设水文雨量观测站。（5）防汛公路修建600M上坝防汛公路。（6）新修管理站房等生产生活设施。副坝（1）大坝工程（A）对大坝上下游坡进行培厚整修，坝顶加宽，上游坝坡死水位至设计洪水位设预制六棱块护坡，设计洪水位上至坝顶及下游坝坡设草皮护坡，并完善下游坝坡排水系统，新建排水棱体；上下游新建上坝顶踏步。B对坝基进行帷幕灌浆处理。（2）输水工程新建钢筋砼卧管设施和放水隧洞并衬砌，原灌溉涵管封堵。（3）观测设施（A）增设大坝位移观测点，以便对大坝位移进行全面观测。B增设水文雨量观测站。（4）防汛公路修建400M上坝防汛公路。15除险加固设计151大坝加固1511主坝加固设计坝顶宽50M，上游坝坡以培厚整形为主处理，下游坝坡以削坡整形为主处理；上游坝坡面（设计洪水位到高程为106145的位置）铺设预制六棱砼块护坡；下游采用草皮护坡。大坝上游坝坡做成二级坡，坡度从上至下拟定为1225、125；下游坝坡做成二级坡，坡度从上至下依次拟定为1200、1225；新建排水棱体。对坝基、坝肩帷幕灌浆处理；坝体采取冲抓回填处理。1512副坝加固设计坝顶宽35M，坝轴线前移008M；上游坝坡以培厚整形为主处理，下游坝坡以整形为主处理；上游坝坡面（设计洪水位到高程为1148的位置处）铺设预制六棱砼块护坡；下游采用草皮护坡。大坝上游坝坡做成一级坡，坡度从上至下拟定为125；下游坝坡做成一级坡，坡度从上至下依次拟定为1200；对坝基、坝肩帷幕灌浆处理。152新建溢洪道主坝新建钢筋砼宽顶溢流堰，其中溢流堰宽度25M，溢流堰体长4005M，堰顶进口高程11650M，溢流堰采用05M厚C20钢筋砼；新建C20钢筋砼导墙，导墙迎水面衬砌15CM钢筋砼；同时对宽顶溢流堰进行帷幕灌浆处理。泄槽总长26M，宽50M，底坡I0004（长400M）及I0294（长395M）；底板采用C20钢筋砼结构，底板下设排水系统，沿泄槽底板纵缝中心线设纵向排水沟1条，共设横向排水沟5条；同时侧墙迎水面衬砌15CMC20钢筋砼。侧墙与底板按桩号设一道横向伸缩缝；纵缝沿溢洪道中心线方向布置2条；缝宽均为20CM。153放水涵封堵设计因主、副坝灌溉涵断面尺寸较小，且漏水严重，不便于进洞进行处理，本次拟对主坝灌溉涵进行全断面灌水泥浆封堵，对副坝进行明挖拆除处理。主坝灌溉涵封堵施工，首先在原灌溉涵管进、出口明挖一段，且拆除浆砌石箱涵，再浇筑18M18M20MC20砼塞；然后在坝顶适当处钻100灌浆孔至原灌溉涵，直至钻穿原灌溉涵顶进行灌水泥浆全断面封堵。154新建灌溉隧洞、箱涵设计在主坝右岸山体新建无压输水箱涵，采用卧管放水，洞身断面形式为城门洞形式。本次断面尺寸按施工要求采用城门洞形式，其断面尺寸高宽18M215M，长1152M。对隧洞全断面进行衬砌，拱顶、底板及直墙段采用C20钢筋砼衬砌。在副坝右岸山体新建无压输水箱涵，采用卧管放水，箱涵断面形式为城门洞形式。本次断面尺寸按施工要求采用城门洞形式，其断面尺寸高宽18M215M，长801M。箱涵拱顶、底板及直墙段采用C20钢筋砼衬砌。隧洞、箱涵按10M进行分缝，缝宽2CM，设橡胶止水，以聚乙烯泡沫板填充。在洞挖段隧洞拱顶布设排水孔和回填灌浆孔，回填灌浆范围在隧洞顶部中心角180范围内，排距30M，每排布孔2个，衬砌后进行砼与围岩接触面的回填灌浆。155新修放水卧管设计根据工程规模，根据水库主坝灌溉面积为600亩，本次设计输水流量为根据相关经验取值Q0032M3/S。主坝放水卧管根据进口处实际地形布置，放水卧管与水平面的夹角为300，卧管全长240M，管顶高程1178M，管顶设150的通气孔，管底与消力井顶板相接；卧管最上层的放水孔中心高程为1067M，最底层放水孔中心高程为1058M，放水孔间距（高差）05M，放水孔内径05M。根据水库副坝灌溉面积为300亩，本次设计输水流量为根据相关经验取值Q0016M3/S。副坝放水卧管根据进口处实际地形布置，放水卧管与水平面的夹角为200，卧管全长70M，管顶高程1198M，管顶设150的通气孔，管底与消力井顶板相接；卧管最上层的放水孔中心高程为11586M，最底层放水孔中心高程为11486M，放水孔间距（高差）05M，放水孔内径020M。156办公场所、防汛仓库及坝体白蚁防治三八水库一直没有办公场所和防汛仓库，根据国家对水库除险加固要求，结合三八水库实际地形条件，本次设计在新建总面积为345M2管理所和防汛仓库各两所。157大坝观测设计三八水库自建成运行以来，大坝至今尚无坝肩沉降、位移、坝脚渗漏水量的观测设施，无法掌握大坝渗流、稳定情况。根据土石坝安全监测技术SL6094和湖南省土石坝原型表面变形、渗流观测细则试行的有关规定，为了加强水库大坝工程监测，保证工程安全运行，拟增设坝体表面变形观测设施、渗流设施和水文观测设施。16水土保持和环境保护三八水库属无污染型小（二）型水利工程，对该工程除险加固处理，水库有关特征水位的改变不大，不会对库区和水库下游带来不利影响。因而没有制约本工程的环境影响问题。但工程施工对工程所在地方的自然环境、生态环境将产生一定的不利影响，可通过相应措施加以减免。具体措施有1、加强施工区环境保护；2、道路及护坡工程施工时队边坡进行草皮护坡处理，对有交通要求的路面进行改造；3、设置环境保护管理机构。17工程管理设计新建施工和防汛公路，管理人员暂借住租用的附近民房，由水利局统一调度使用。在库内设水尺观测水位，完善水库调度系统。根据水利部颁发的水利工程管理单位编制定员试行标准规定和水库的规模，设置三八水库管理所，隶属洪江市水利局，其职责负责水库的经营、运行、维修等全面管理。为加强水库工程管理，合理调度，按有关规定和工程实际核定水库管理人员为5人。18施工组织设计本工程对外交通不方便，须新建防汛公路；施工水、电直接由库内和电网供应。坝壳料当地残破积土可满足要求，冲抓回填土需到县城附近开采，运距约50KM，块石料需到黔城附近采购，运距约125KM，运距较远，砂卵石料需到黔城潕水或沅水沿线砂砾石场采购，运距约125KM。本次加固主要工程量如下土石方开挖2052M3土石回填4236M3砼及钢筋砼777M3砌石558M3钢筋制安1682T帷幕灌浆40M回填灌浆164M2冲抓回填146M本次加固工程主要材料用量如下水泥312T砂875M3砾石869M3块石603M3钢筋18T本次加固工程施工总工期为6个月，主体建筑工程劳动总工时为38114万个工时。资金筹措本项目已列入湖南省病险水库除险加固规划重点小（）工程，工程投资由中央资金及省市县配套资金组成。19安全生产安全生产必须坚持“安全第一，预防为主”的方针，按照“以人为本”的科学发展观，依法依规严格管理。根据本工程建设与运行管理的特点，分别采取适当的安全措施进行防护。110工程概算1101编制依据三八水库工程除险加固初步设计资料、图纸；本工程投资概算采用湖南省水利厅湘水建管（2008）第16号文颁发的湖南省水利水电工程设计概（估）算编制规定有关规定执行。概算定额采用水利部总（2002）第116号文颁发的水利建筑工程概算定额；水利工程施工机械台时费定额；水利工程概预算补充定额水利部水总2005389号；水利工程概预算补充定额水文设施工程专项水利部水总2006140号；水利水电设备安装工程概算定额水利部水建管1999523号；中小型水利水电设备安装工程概算定额水利部水建199363号；监理费按发改价格200816号文发布的建设工程监理与相关服务收费管理规定计算。此次计算取建安工作量的20。设计费按计价格200210号工程勘察设计收费管理规定计算，此次计算取计费基数的65。1102概算投资三八水库加固工程静态总投资19823万元。其中建筑工程投资12810万元；机电设备投资176万元；金结投资126万元；临时工程投资1113万元，其他费4654万元，基本预备费944万元，环境保护工程投资209万元，水土保持工程投资279万元。主体工程总投资16031万元。2水文21工程概况三八水库位于湖南省洪江市红岩乡菊花村境内，坝址地理位置坐标为北纬2707，东经10959，坝址控制集雨面积072KM2，坝址以上干流长度1281KM，干流平均坡降185，流域植被较好。水库正常蓄水位1655M，相应库容478万M3，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养鱼等综合利用的小2型水利工程。水库枢纽工程由大坝、溢洪道、灌溉输水管涵及卧管等建筑物组成。22气象三八水库缺乏完整的水文、气象观测资料，根据洪江市气象站19532006年实测资料统计，多年平均气温17，多年平均无霜期304天，多年平均日照时间为1354H，多年平均降雨量1359MM，70的降雨集中在47月。多年平均风速17M/S，多年平均最大风速17M/S。23设计暴雨231工程等级及洪水标准三八水库位于山丘区，根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）和国家防洪标准（GB5020194）规定三八水库为小（2）型水库，枢纽工程等级为等，主要建筑物为5级。大坝设计为均质土坝，按水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）的321条规定，本次复核的设计洪水标准采用20年一遇，校核洪水标准采用200年一遇，消能防冲洪水标准采用10年一遇。232洪水计算三八水库所在河流没有相应水文测站及雨量站，且该水库建成运行至今没有开展入库流量、降雨量等项目实测工作，缺乏完整的水文、气象观测资料。因此，本阶段洪水复核的主要参数参照湖南省水利水电厅1984年编制的湖南省暴雨洪水查算手册（以下简称手册）进行查算。233设计暴雨根据三八水库的地理位置及集雨面积F072KM2，干流长度L1281KM，干流平均坡降J185，利用湖南省暴雨洪水查算手册查得该水库所在流域属暴雨一致区第四区，多年平均最大24小时点降雨量24点100MM，CV042，CS35CV。H其他有关参数的查算结果见表21。表21三八水库设计暴雨计算成果表P项目05510备注KP263182156ERROR24点（MM）100100100H24面（MM）292918191560N2062206370643N3078508280844484484484099970999709997H1（MM）991748663H3（MM6（MM）195214331256H12（MM）226516151400H3H1510367318H6H3450319275H12H6314182143H24H12364204160R总237915691310R计参数24点100MMHCV042CS35CV点面关系09997初损I0250MM暴雨一致取第四区24设计洪水参照查算手册计算，三八水库入库洪水的地面洪峰流量采用推理公式计算，地面径流、地下径流均采用径流分配系数法推求,有关参数及入库洪水过程线计算成果见表2223，图2123。表22三八水库设计洪水计算成果表P项目05510备注净QMM3/S389263160（H）168318562102QIM3/S1053652529QM/QI036904040303QM地M3/S032202000162QM地M3/S002300140012W104M3542335272F072KM2L1281KMJ235225M0216采用图四十一平均线表23三八水库入库洪水过程线计算成果表单位M3/STP05510TP0551000070004700391409060608050916389428735861508360561047021120088647879160767051404313493433112770170697046703924328222021843180627042103535268217991506190558037403136227315251277200488032702747202413581137210418028002358174311690979220348023401969149410020839230279018701571013410899075324020901400118111219081806852501390093007812100206720563260070004700391309760654054927图21200年一遇校核洪水过程线0020406080100120051015202530R上R下图2220年一遇设计洪水过程线0020406080100051015202530R上R下图2310年一遇洪水过程线00102030405060708090051015202530R上R下242洪水复核结果的合理性检查本次复核洪水成果与洪江市三八水库大坝安全评价报告洪水成果一致，成果可靠。但因查算手册编制于八十年代初期，近20年来，特别是九十年代，不少地区发生的暴雨资料没有修编，因此，有必要对本次计算成果进行合理性检查。设计暴雨的计算主要是推求洪江市城24小时降水各频率设计暴雨值。设计暴雨是利用麻阳气象站19532006年实测资料，对实测雨量资料进行频率分析，其成果见表24。表24黔城水文站暴雨频率分析成果表参数均值020332333520333成果（MM）81643013276521411914177612731048与本次查算暴雨成果比较，实测成果稍大于查算成果，两者在各频率下相差不大。同时，考虑到湖南省水利水电厅1984年编制的湖南省暴雨洪水查算手册是目前湖南省无资料地区设计洪水公认的唯一依据。为了安全起见，本次仍采用查算成果，即该水库20年一遇洪水的洪峰模数为136M3/SKM2，计算结果基本合理。经与洪江市气象站的实测资料比较，认为三八水库本次洪水复核的成果是可信的。243施工分期洪水三八水库枯水期一般为9月至次年3月，水库除险加固施工最好在这段时期进行。根据洪江市气象局的日降雨资料分析计算水库枯水期的洪水，水库9月至次年3月、11月至次年2月和12月至次年1月的洪水计算成果见表25。表25施工洪水成果表频率时段9月次年3月11月次年2月12月次年1月P2014101511144425调洪演算251基本资料及调洪原则三八水库的溢洪道位于大坝右岸，溢洪道未衬砌，断面狭窄，不能满足泄洪要求；末端无消能设施，对溢洪道下游基础稳定造成不利影响。溢流堰为无闸门控制的宽顶堰，堰顶高程1165M即正常蓄水位，相应库容478万M3，堰宽25M。根据原有溢洪道实际情况，现设计在主坝右岸新修整溢洪道；新修整溢流堰为无闸门控制的宽顶堰，堰顶高程1165M，堰宽25M。为安全起见，自暴雨开始起至结束，出库流量只计算溢洪道的泄流量，其他输水设施均不参与泄流计算。252泄流与库容曲线三八水库库区植被良好，库尾各支流入库口均无淤积现象，本次洪水计算仍采用三八水库设计图所测定的水位库容曲线。水位与库容关系见表44、下泄流量关系曲线见表45。三八水库的泄流曲线是根据该水库溢流道的堰型，泄流形式，按照溢洪道设计规范（SL2532000）的有关规定计算的，计算公式如下2/30HGBMQS式中Q流量，M3/S；B总净宽，M；M宽顶堰流量系数；H0计入流速水头的堰上总水头，M；闸墩侧收缩系数；S淹没系数；表26三八水库水位库容关系曲线表水位（M）103104105106107108109110111库容（万M3）0045815674388141283171621942607水位（M1121131141151161165117118119库容（万M3）3132355739824309463648502254675911表27三八水库水位泄流关系曲线表库水位ZM11651167116911711173117511771179118111831185堰顶水头H0M0020406081121416182堰顶宽B（M）2525252525252525252525综合流量系数M142142142142142142142142142142142泄流量Q溢M3/S0000320901652543554675887188571004水位库容关系曲线102104106108110112114116118120051015202530354045505560V万MZM水位下泄流量关系曲线116116511711751181185119000200400600800流量M/S水位M253调洪演算根据水库水量平衡原理，为安全起见，自暴雨开始起至结束忽略其他输水设施的引用流量，调洪公式12121VTQTQ式中V1、V2时段T始、末的水库的蓄水量（M3）；Q1、Q2时段T始、末入库流量（M3/S）；Q1、Q2时段T始、末出库流量（M3/S）；T计算时段（S）。调洪成果见表28。表28三八水库调洪演算成果表频率P入库洪峰流量总QMM3/S洪水总量W104M3库水位ZMM相应库容VM104M3最大泄量QMM3/S起调水位ZMM0511220011771533847508713011743521331910781101057478642631165从表28可知10年一遇消能防冲洪水位为10574M，相应下泄流量为263M3/S；20年一遇设计洪水位为11743M，相应下泄流量为319M3/S；200年一遇校核洪水位为11771M,相应下泄流量为47M3/S。26防洪标准复核根据水库大坝安全评价导则SL2582000的有关规定，抗洪能力复核主要是对水库挡水建筑物顶部高程及洪水能否安全下泄进行复核。对三八水库而言，就是对水库大坝坝顶高