xx水库除险加固工程初步设计

XX省XX县XX水库除险加固工程初步设计报告XX省XX河勘测设计院2014年7月目录1综合说明111概述112水文713工程地质1014工程任务和工程规模1215工程总布置及主要建筑物1516机电及金属结构2517消防设计2518施工组织设计2619水库淹没处理及工程永久占地29110环境保护设计及水土保持设计29111劳动安全与工业卫生32112节能设计35113工程管理36114设计概算37115经济评价382水文4021流域概况4022气象4023基本资料4024径流4125洪水4226施工期洪水5127泥沙513工程地质5331概述5332水库区工程地质条件5533坝址区地质条件5834各类建筑物地质评价6235天然建筑材料6436结论与建议654工程任务和规模6841地区社会经济状况6842洪水调节计算7043坝顶高程复核7844工程任务8045工程规模805工程布置及主要建筑物加固设计8151设计标准和设计依据8152工程总体布置8453大坝防渗工程8754大坝加固设计9155坝体稳定计算9456输水洞加固设计10557管理房结构设计10658工程安全监测1066机电及金属结构10861电气设计10862金属结构设计1087消防设计11071工程概况和消防总体设计方案11072工程消防设计1128施工组织设计11481施工条件11482施工导流11683主体工程施工11784施工交通运输12485施工工厂设施12486施工总布置12587施工总进度1269水库淹没处理和工程永久占地13191概述13192水库淹没损失及永久占地13110环境保护及水土保持设计132101环境保护设计132102水土保持13511劳动安全与工业卫生142111设计依据142112工程概述142113劳动安全143114工业卫生145115安全卫生场所14612节能设计147121节能设计依据和设计原则147122通风、采光和照明147123工程节能14813工程管理150131管理机构150132主要管理设施151133工程管理运用15214工程设计概算154141编制说明154142设计概算表16015经济评价162151概述162152国民经济评价162153综合评价16716附件及附图168161附件168162附图168初步设计报告11综合说明11概述XX水库位于XX省鹤壁市XX县北阳镇XX村西约100米山口处。XX水库属于海河流域卫河水系北阳河上游，控制流域面积215KM2，干流长184KM，比降0033，水库现状总库容145万M，水库下游有4个村庄，4500多人口，1500余亩耕地。是一座以灌溉、防洪为主，兼顾水产养殖综合利用的小（2）型水库。水库由大坝、输水洞等建筑物组成。水库大坝为浆砌石重力坝，泄洪方式为坝顶溢流，最大坝高85M。大坝由挡水坝段、溢流坝段和坝后生产道路组成，挡水坝段和溢流坝段坝顶宽1421M，坝长74M。其中溢流坝段坝顶高程1305M，长30M；挡水坝段坝顶高程1308013128M，长44M；溢流坝段坝后生产道路高程1293M，挡水坝段坝后生产道路高程13005M，宽约23M。上游坝坡垂直，下游坝坡103，坝底最大宽度63M。筑坝材料以白灰砂浆砌块石为主，砌筑质量较差，下游无消能防冲设施。输水洞位于溢流坝段中部，由斜卧管和输水平管组成。输水洞出口高程为1244M，设计最大放水流量015M3/S。斜卧管为浆砌石结构，在斜卧管顶部设梯级放水孔，孔口直径025M。输水平管为DN400钢管，下游设控制阀门。因斜卧管放水孔孔口封堵块丢失，漏水严重,已用混凝土封堵，出口控制阀门老化失修、不能正常运行，严重影响水库安全运行。水库工程特性见表11。水库始建于1975年，1985年开始运行。由于受当时条件的限制，坝体施工质量较差。水库建库以来，在灌溉、防洪和水产养殖等方面发初步设计报告2挥了较大效益，但由于水库存在多方面的质量隐患，多年来一直带病运行，严重影响水库防洪安全和兴利效益的发挥。受XX县水利局委托，XX省XX河勘测设计院于2014年2月完成了对XX水库大坝的安全鉴定，编报了XX省XX县XX水库大坝安全评价报告（以下简称评价报告）。评价报告结论如下（1）工程质量评价大坝由群众自行组织修建，施工不规范；坝体砌筑质量较差。水库工程质量评定为“不合格”。（2）大坝运行管理评价水库有管理机构，管理制度相对完善，有专职管理人员，无通讯无照明、无抢救物资、无大坝观测设施和观测仪器等，很难对XX水库的洪水进行测报和调度。大坝运行管理评定为“差”。（3）防洪标准复核经复核，水库大坝20年一遇设计洪水位及100年一遇校核洪水位均高于水库大坝现状坝顶高程。水库防洪能力不满足国家防洪标准（GB5020194）要求。综合评定水库的防洪安全等级为“C”级。（4）结构安全评价经复核，大坝坝体抗滑稳定及大坝应力均满足规范要求；坝体砌筑质量较差，座浆不饱满，坝顶高程不满足要求。结构安全评定为“B”级。（5）渗流安全评价坝体，坝基及右坝肩存在渗漏问题，威胁大坝安全。渗流安全评定为“C”级。（6）抗震安全复核根据中国地震动参数区划图（GB183062001），水库工程区域地震动峰值加速度为02G，相应地震基本烈度为度。经复核，大坝抗震稳定性满足规范要求。抗震安全评定为“B”级。（7）金属结构安全评价输水洞出口控制闸阀损毁、锈蚀。金属结构安全综合评定为“C”级。初步设计报告3（8）大坝安全综合评价综上所述，水库大坝综合评定为“三类坝”。2014年6月经XX省水利厅组织核查，最终形成核查意见如下（1）大坝挡水坝段坝顶高程不满足国家防洪标准GB5020194要求。（2）坝顶宽度不满足规范要求。（3）大坝坝体应力及抗滑稳定安全基本满足规范要求，大坝抗震稳定性满足规范要求。（4）坝体、坝基及右坝肩存在渗漏问题，有明流现象。（5）溢洪道为坝顶开敞式溢洪道，溢洪道凹凸不平，下游无消能防冲设施。（6）输水洞不存在结构安全问题，但输水洞出口破损严重，出口闸阀老化失修、漏水严重，无法正常使用。（7）大坝无监测设施，管理设施不完善。经专家核查，安全鉴定结论符合工程实际情况。同意专家意见，同意三类坝鉴定结论。受项目业主单位XX县水利局的委托，我单位于2014年7月编制完成了XX省XX县XX水库除险加固工程初步设计报告。初步设计报告4表11XX水库除险加固工程特性表序号及名称单位现状加固后备注1流域面积全流域KM22152152干流长度KM1841843干流平均比降003300334多年平均年径流量万M31721725代表性流量设计洪水标准及流量（P5）校核洪水标准及流量（P1）施工导流（非汛期P20）M3/SM3/SM3/S66149844015661498440156洪量设计洪水洪量（天）（P5）校核洪水洪量（天）（P1）万M3万M3393626393626一、水文7泥沙多年平均年输沙量万M30020021水库水位（1）校核洪水位（2）设计洪水位（3）兴利水位（4）死水位MMMM1317813152130512611315713125130512612水库库容（1）总库容（2）兴利库容（3）死库容万M3万M3万M31459281621599928162二、水库3下泄流量及相应下游水位初步设计报告51设计洪水时最大泄量2校核洪水位时最大泄量M3/SM3/S554689325558954表11XX水库除险加固工程特性表续表序号及名称单位现状加固后备注（1）防洪（防潮）效益保护面积（或城镇、工矿区）标准KM2215215（2）灌溉效益面积灌溉保证率万亩00301550三、工程效益指标（3）水面效益水产效益四、大坝大坝型式地基岩性地震基本烈度/设防烈度坝顶高程最大坝高坝顶长度坝顶宽度MMMM浆砌石重力坝片麻岩813081312885741421浆砌石重力坝片麻岩81315885741724浆砌石重力坝五、溢流坝段溢流堰顶高程堰面形式净宽MM1305宽顶堰301305WES实用堰35六、输水洞出口高程输水洞型式断面尺寸洞身长度工作闸门型式最大泄量MMMMM3/S1244钢管40056闸阀0151244钢管40060闸阀08七、（1）管理房M2385新建管理房初步设计报告6其他建筑物（2）监测设施（3）施工临时房屋处M24100新增变形监测点2个表11XX水库除险加固工程特性表续表序号及名称单位现状加固后备注（1）主体工程数量土方石方混凝土M3M3M3500322478759214（2）主要建筑材料水泥钢筋（钢材）柴油汽油块石碎石砂TTTTM3M3M3319351135047086136585357735129八、施工（3）所需劳动力总工时万个327九、施工临时房屋M2100十、施工动力来源供电KW可从08KM外村庄接入十一、对外交通（公路）现状道路可供通行十二、施工导施工围堰长度施工围堰顶宽施工围堰高度施工围堰下游面边坡MMM6102020115粘土初步设计报告7流施工围堰上游面边坡115十三、施工占地亩3临时占地表11XX水库除险加固工程特性表续表序号及名称单位现状加固后备注十四、施工期限准备工程投产工程总工期月月月201411201546十五、经济指标十六、静态总投资万元15200总投资建筑工程机电设备及安装工程金属结构及安装工程临时工程独立费用一到五合计预备费环境保护及水土保持费万元万元万元万元万元万元万元万元万元15200849518213114842121416770832512水文121流域概况XX水库位于XX省鹤壁市XX县北阳镇XX村西约100米山口处。系太行山东麓山前区，坝址区具山区沟谷地貌特征。河谷狭窄，谷内两岸植被稀少，80为基岩裸露。河床宽度在山区为4070M。河床右岸及上游基岩多出露，左岸有第四系黄土覆盖，河床内有淤积层。山地海拔初步设计报告8高在300M以上。122气象库区大陆性暖温带半干旱季风气候区。四季分明，春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季昼暖夜凉，冬季寒冷干燥。多年平均气温139，无霜期209天，降雨量605MM。区内河流流量受季节性变化控制，洪水期出现在7、8、9月；由于降雨集中，洪水暴涨暴落，极易造成洪灾，冬春季干旱少雨，又容易形成旱灾。123流域特征XX水库流域特征值本次计算自1/10000地形图（1997年出版XX省测绘局绘制）进一步复核，复核结果与安全鉴定一致。控制流域面积F215KM2，干流长度L184KM，干流平均比降J0033。根据XX省水文分区图按区进行计算。124径流XX水库控制流域范围内无实测径流资料，查XX省水资源（2007年）得当地多年平均径流深80MM，离差系数CV035，偏态系数CS2CV。计算得多年平均径流量172万M3。125设计洪水本流域内及邻近地区无实测的洪水流量资料，水库控制流域小于200KM2。根据水利水电工程设计洪水计算规范SL4493有关规定，对于小流域，可采用小流域推理公式法计算洪水。设计洪水采用XX省中小流域设计暴雨洪水图集（以下简称“84图集”）和XX省水文水资源局2005年12月编制的XX省暴雨参数图集（以下简称“05图集”）查算后的成果进行比较，推求设计洪水。初步设计报告9根据查算后结果进行比较，“84图集”和“05图集”的洪峰流量和洪水总量计算成果见表12。表1284图集洪水总量和洪峰流量计算成果表重现期（年）项目84图集05图集洪峰流量QM（M3/S）6614649320年一遇洪水总量W24104M3393393洪峰流量QM（M3/S）98449401100年一遇洪水总量W24104M3626626从上表比较可知84图集计算洪量与05图集计算结果一致；84图集计算洪峰流量均比05图集计算结果有所偏大。本次洪水复核两图集查算的洪峰流量偏差不大于10，本次洪水复核查算所得计算成果合理可信。分析产生偏差的主要原因是因为两个图集查得的降雨量及CV值有所不同，造成了模比系数和暴雨递减指数有所不同，造成两图集查算的洪量和洪峰流量结果不一致。为安全计，本次设计洪水采用84图集查算成果。126施工期洪水根据施工计划安排，工程施工全部安排在非汛期，XX水库输水洞工程、上游坝面面板施工、帷幕灌浆工程施工安排在12月份至次年3月份施工。根据水利水电工程施工组织设计规范（SL3032004）表322导流建筑物洪水标准划分，确定施工期洪水重现期为5年。参考已经批准的鹤山区韩林涧水库5年一遇施工期洪水标准，韩林涧水库控制流域面积159KM2，5年一遇非汛期洪水113M3/S。采用面积类比法，本水库控制流域面积215KM2，则5年一遇非汛期洪水015M3/S。127泥沙初步设计报告10XX水库多年平均输沙量分别采用实测法和推理公式法进行计算。经实测法得到水库多年平均输沙量为002万M3，由推理公式计算的多年平均输沙量为007万M3，两者相差较大，根据工程实际情况，本水库多年平均输沙量采用实测结果，即多年平均输沙量为002万M3。13工程地质本次勘察主要内容是查明水库坝址区工程、水文地质条件（包括地形地貌、地层岩性、地质构造与地震等）；重点查明大坝坝体质量、大坝坝基、坝肩渗水通道的分布及渗漏原因，查明坝址区地下水、地表水类型，评价其对混凝土的腐蚀性。提出各类岩层的物理力学参数建议值，对各岩层的透水性进行分析，对可能存在的工程水文地质问题作出评价并提出合理性处理建议。另外了解工程所需天然建材的质量和储量。本次勘察外业工作于2013年11月进行。131水库区工程地质条件建库以来，水库存在淤积现象，以坝前最为严重。根据实测资料，现水库大坝前淤积严重，淤积厚度可达3米左右。库区地层岩性主要为太古界片麻岩，强风化为主，岩芯多风化、切割呈碎块状，左岸上覆有薄层重壤土，库内未发现断层等构造发育情况。因此，不存在库岸稳定及库区渗漏问题；水库两岸山体较高，也没有农田及房屋，因此不存在淹没及浸没问题。132坝址区工程地质条件根据钻探资料及地质测绘结果，坝址区存在的工程地质问题主要为坝体及坝肩、坝基部位渗漏问题。（1）坝基、坝肩渗漏问题水库大坝坝基地层岩性为片麻岩，强弱风化，根据钻探揭露情况，初步设计报告11强风化带深度一般136148M，大坝直接坐落在强风化带上，岩芯破碎，且节理裂隙发育，根据钻孔压水试验，接触带透水率为1418LU，具中等透水性。因此，坝体、坝基接触带存在渗漏问题，建议进行防渗灌浆处理，处理下限应深入下部弱透水层35M。水库大坝左坝肩地层岩性为重壤土，具弱透水性，一般不存在渗漏问题；右坝肩地层岩性为片麻岩，强弱风化，强风化带深度一般8M左右，岩芯破碎，且节理裂隙发育，坝体坐落在强风化带上，强风化带上部具中等透水性。因此，右坝肩存在绕渗问题，建议进行防渗灌浆处理，处理下限应深入下部弱透水层35M。（2）坝体质量评价本次勘察对浆砌石坝体进行了钻探，根据钻探资料，XX水库坝体块石料为灰岩，石料形状不一，大小不等，块径一般815CM，局部小于10CM，杂乱无章。砌筑灌浆不饱满，施工质量较差，且水泥白灰的粘结强度低，耐久性差，在水软化及大气影响作用下剥落离淅。勘察期间发现下游面浆砌石缝口脱落较严重，上下游坝体均有白灰淅出。根据钻孔压水试验成果，坝体透水率范围值为1426LU，平均197LU，具中等透水性，不能满足防渗要求。测绘期间发现坝后有两处渗漏点，渗漏点高程约为1259M，渗漏量分别为36L/S和11L/S。由于本次勘察钻孔较少，揭露坝体范围有限，不能全面反映坝体的渗漏情况，但从坝体外观和历史资料记载分析，坝体存在渗漏问题，抗渗性能不满足要求，建议对大坝坝体进行防渗灌浆处理。133地质构造及地震勘察区按区域大地构造分区位于华北准地台黄淮海拗陷2的西部边缘。新构造运动单元分区属华北断陷隆起区（）的太行山隆起分区（3）和河北断陷分区（5）交接部位。初步设计报告12勘察区位于华北地震构造区、华北平原地震带的西部，新构造差异运动强烈，地震活动强度大、频度高。经调查，目前勘察区尚未发现新构造断裂活动痕迹。根据中国地震动参数区划图（GB183062001，1/400万）可知，勘察区地震动峰值加速度020G，相当于地震基本烈度度。XX库库区内无大的断裂构造地质情况，诱发地震的可能性不大。134天然建筑材料XX水库大坝为浆砌石重力坝，所需天然建筑材料主要为砂砾料及块石料。工程区附近没有好的天然砂砾料，所需砂砾料可采用人工骨料代替，人工骨料及块石料可取自XX县庙口乡石棚料场。该料场位于XX县庙口乡石棚村附近，储量1340万M3，运距约30KM，交通较便利。岩性为灰岩，厚层状，致密坚硬。14工程任务和工程规模141地区社会经济状况XX水库位于XX省鹤壁市XX县北阳镇XX村西约100米山口处。XX水库属于海河流域卫河水系北阳河上游，控制流域面积215KM2，干流长184KM，比降0033，现状水库总库容145万M3，兴利库容928万M3，死库容162万M3，是一座以灌溉、防洪为主，兼顾水产养殖综合利用的小（2）型水库。近年来，北阳镇坚持东部抓高产高效种植业、中部抓畜牧养殖业、西部抓旅游服务业的发展思路，抢抓机遇，务实苦干，各项工作取得了可喜成绩。突出发展，招商引资和项目建设实现了新飞跃。该镇强化“选商引税”和“服务企业”理念，重点选择成长性好、符合国家产业初步设计报告13政策、促进财政增收的项目。目前，总投资22亿元的邵氏牧业兔一体化项目续建工程已经完工；投资3000万元的鹤壁九大牧业有限公司种兔养殖项目已经竣工；总投资2000万元的聚香园熟食加工项目正在调试设备；投资8380万元建设的5万吨粮食储备库项目已经投入使用；总投资179亿元的玫瑰庄园已栽植玫瑰150万棵；总投资33亿元的杏鲍菇深加工项目正在紧张施工中。142开发任务及综合利用要求XX水库位于XX省鹤壁市XX县北阳镇XX村西约100米山口处。水库属于海河流域卫河水系北阳河上游，控制流域面积215KM2，干流长184KM，比降0033，现状水库总库容145万M，水库下游有4个村庄，4500多人口，1500余亩耕地，水库设计灌溉面积1500余亩。XX水库是一座以灌溉、防洪为主，兼顾水产养殖综合利用的小（2）型水库。水库建成运用以来效果显著，改变了水库附近村庄极其缺水的局面，在改善当地的农业生产条件和补给地下水，解决山区村庄人畜吃水困难等方面发挥了很大的作用。水库下游有4个村庄，保护人口4500余人，耕地1500余亩。XX水库的安全性直接影响下游群众的安全，一旦溃坝失事，将给下游村庄的人民生命财产造成巨大损失。因此，该水库的防洪位置十分重要。143洪水调节计算采用入库出库水量平衡公式，利用半图解法进行调洪演算。XX水库采用24小时洪水控制，自溢流坝段顶部起调，起调水位1305M。XX水库调洪计算成果见表13。初步设计报告14表13XX水库调洪演算成果表重现期（年）洪峰流量M3/S下泄流量M3/S最高洪水位（M）相应库容万M3堰上水深M）20661455581312514350751009844954131571599107调洪计算成果XX水库洪水标准20年设计水位13125M，相应库容为1435万M3；100年校核水位13157M，相应库容为1599万M3。144坝顶高程复核经计算正常运用情况下HB072M，HZ0206M；非常运用情况下HB043M，HZ011M。安全超高HC经查得设计洪水时，取04M；校核洪水时，取03M。因此XX水库加固后需要防浪墙顶高程为正常运用时13125072020604013258M非常运用时1315704301103013241M综上，因现状坝顶高程为13128M，比校核水位13157M低029M，本设计将坝顶加高03M至13158M并在上游侧增设高10M的防浪墙，防浪墙顶高程为13258M。145工程任务本工程主要承担灌溉和防洪任务，根据XX水库设计标准及存在的问题，拟定的XX水库枢纽建筑物除险加固的主要任务是大坝上游坝面增设混凝土防渗面板，坝基及两坝肩进行帷幕灌浆；挡水坝段坝顶采用C25砼加高整平并在上游侧增设防浪墙；拓宽溢流坝初步设计报告15段、拆除部分砌体，然后采用C25砼浇筑成WES实用堰的形式，溢流坝段下游左侧增设导流墙；拆除斜卧管并对输水洞进口改造，更换出口闸阀并增设闸房；增设大坝变形观测设施；完善工程运行、管理及防汛设施，提高水库蓄水和防洪能力，确保水库大坝安全，并使工程加固后达到设计灌溉面积，充分发挥本工程的经济和社会效益。146工程规模XX水库属小（2）型水库，加固后规划水库设计洪水标准为20年一遇设计洪峰流量为6614M3/S，最大泄流量为5558M3/S，相应库容为1435万M3；100年一遇校核洪峰流量为9844M3/S，最大泄流量为954M3/S，相应库容为1599万M3；按照水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）的规定，工程等别为等，主要建筑物如大坝、输水洞级别为5级，次要建筑物等别为5级。15工程总布置及主要建筑物151工程等别和标准XX水库是一座以灌溉、防洪为主，兼顾水产养殖等综合利用的（2）型水库工程，加固后总库容1599万M3。按照中华人民共和国水利部发布的水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000以及国家技术监督局、中华人民共和国建设部联合发布的防洪标准GB5020194的有关规定，复核该工程规模为小（2）型水库，水库工程等别为等，永久性主要水工建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级。其相应的运用洪水标准为设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为100年一遇。152工程现状及存在的主要问题工程现状初步设计报告16水库大坝为浆砌石重力坝，泄洪方式为坝顶溢流，最大坝高85M。大坝由挡水坝段、溢流坝段和坝后生产道路组成，挡水坝段和溢流坝段坝顶宽1421M，坝长74M。其中溢流坝段坝顶高程1305M，长30M；挡水坝段坝顶高程1308013128M，长44M；溢流坝段坝后生产道路高程1293M，挡水坝段坝后生产道路高程13005M，宽约23M。上游坝坡垂直，下游坝坡103，坝底最大宽度63M。筑坝材料以白灰砂浆砌块石为主，砌筑质量较差，下游无消能防冲设施。输水洞位于溢流坝段中部，由斜卧管和输水平管组成。输水洞出口高程为1244M，设计最大放水流量015M3/S。斜卧管为浆砌石结构，在斜卧管顶部设梯级放水孔，孔口直径025M。输水平管为DN400钢管，下游设控制阀门。因斜卧管放水孔孔口封堵块丢失，漏水严重,已用混凝土封堵，出口控制阀门老化失修、不能正常运行，严重影响水库安全运行。存在主要问题（1）大坝挡水坝段坝顶高程不满足国家防洪标准GB5020194要求。（2）坝顶宽度不满足规范要求。（3）坝体砌筑质量较差，坝体有明流现象。（4）坝址右岸及坝基基岩节理裂隙发育，与坝轴线斜交，局部破碎成块状，右坝肩及坝基处漏水严重。（5）溢流坝段出口未设消能设施，坝后冲刷严重。（6）输水洞进口斜卧管损坏，出口闸阀锈蚀严重，已损坏，漏水严重。（7）大坝无监测设施，管理设施不完善。153大坝加固设计初步设计报告17大坝加固工程包括大坝上游面增设防渗面板、坝基及两坝肩帷幕灌浆、挡水坝段坝顶加高并在上游侧增设防浪墙、扩宽溢流坝段并新建WES实用堰，溢流坝段下游增设抛石防冲槽等处理措施。A）坝顶加固工程根据第四章坝顶高程复核，坝高计算成果见下表15。表15坝高计算成果表重现期（年）最高洪水位M风浪爬高M风壅高度（M）安全加高M核算防浪墙顶高程M现状坝顶高程M2013125072020604132581312810013157043011031324113128由上表可得，现状坝顶高程不满足规范要求。现状坝顶高程13128M，坝顶宽度1421M。大坝在20年一遇设计洪水和100年一遇校核洪水时，坝顶高程不满足防洪要求，本次加固对坝顶整修，在顶部浇筑30CM厚C25混凝土面层，加高至高程13158M并在挡水坝段坝顶上游侧设高10M、厚02M的C25混凝土防浪墙，防浪墙每隔10M设伸缩缝一道，缝内填充低发泡沫板，内设651型橡胶止水带，采用M10水泥砂浆封口。根据砌石重力坝设计规范SL252006,规定，坝顶结构应满足设备布置、检修、交通和观测等方面的要求，坝高50M以上的非溢流坝坝坝顶宽度不宜小于3M。XX水库为浆砌石重力坝，最大坝高85M，属小（2）型水库，XX水库大坝坝后有生产道路，坝顶无设备布置，现状坝顶宽1421M，加固后坝顶宽度1724M，能满足结构稳定和观测要求。B）大坝防渗加固工程根据工程地质条件，本工程区域裂隙、断层、岩溶较发育，坝基漏初步设计报告18水严重，本次对坝基防渗采用帷幕灌浆，本次灌浆在坝基设厚15M、宽25M的混凝土盖重，每隔10M设置一道伸缩缝，搭接部位设长15M锚杆连接，盖重在坝基面以上08M，坝基面以下07M，帷幕灌浆孔位于盖重中心线上，单排，孔径59MM，孔距15M，灌浆深度取915M，个别孔深可根据地质情况适当调整。灌浆帷幕必须与上游坝面防渗面板紧密相连，以达到有效阻水的目的，使坝基防渗体与坝体防渗形成一个完整的防渗体系。本次设计拟对坝体采用C25混凝土防渗面板进行防渗处理，在原坝面设长12M的20MM锚杆，外露20CM，间距20M20M，呈梅花型布置。防渗面板自坝顶至坝基并与盖重衔接，面板顶宽03M，底宽05M。防渗面板在竖直方向每隔10M设伸缩缝，缝内填低发泡沫塑料板，顶部水泥砂浆填缝，内设651型橡胶止水带。154溢流坝加固设计大坝现状溢流坝坝顶高程1305M，长30M，宽2M。大坝现状防洪能力不满足要求，下游无消能防冲设施。鉴于此，本次除险加固拓宽溢流坝段至35M、拆除部分砌体，然后采用C25砼浇筑成WES实用堰的形式，溢流坝段下游设抛石防冲槽并在左侧增设导流墙，以保证坝体及坝基安全，使水流顺主河槽，安全、顺畅泄洪。根据水利水电工程等级划分标准及洪水标准（SL2522000）山区、丘陵区水利水电工程的永久性泄水建筑物消能防冲设计的洪水标准可低于泄水建筑物的洪水标准，根据溢洪道设计规范（SL2532000），XX水库溢流坝段泄洪能力按照20年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核，起调高程为溢流堰顶1305M，经调洪演算，洪水标准20年一遇设计水位13125M，下泄流量5558M3/S；100年一遇校核水位13157M，初步设计报告19下泄流量954M3/S。本次除险加固拟对坝体中部的溢流坝段扩宽，将原坝体浆砌石拆除到设计断面后浇筑WES实用堰堰体及溢流面，堰顶高程1305M，净宽35M，堰顶部位采用间距10M、长度15M外露20CM，直径20MM的锚杆锚固，溢流面板用厚30CM的C25混凝土进行加固，堰面由3段圆弧组成，圆弧半径分别为0043M、02M、05M，堰后接30CM厚C25钢筋混凝土面板，面板设置82020CM温度筋，保护层厚度35MM。溢流坝段下游增设抛石防冲槽，长6M，最大深度15M，抛石防冲槽以后与下游河道平顺连接。溢流坝段下游左侧设M75浆砌石导流墙，导流墙顶宽05M，背坡104，基础厚度06M。155坝体稳定复核A荷载组合荷载组合见表16。表16坝体稳定计算荷载组合荷载荷载组合计算工况自重静水压力泥沙压力扬压力浪压力冰压力地震荷载土压力动水压力兴利水位设计水位基本组合兴利冰冻校核水位特殊组合兴利地震B）计算断面选择根据坝体布置及坝基地质情况，不同坝段选择不同的计算断面。计初步设计报告20算时选择单宽断面进行稳定分析，单宽坝体在可能荷载组合作用下应满足规范要求的稳定安全系数。根据水工设计手册（第四册），本次大坝坝体结构应力计算采用坝体最大坝面。根据中国地震动参数区划图（GB183062001）该场区地震动峰值加速度为020G，相当于地震基本烈度度区。对于地震基本烈度为度，必须考虑地震荷载，进行抗震复核。C）计算参数选择根据勘探报告中给出的岩层抗滑参数值，稳定计算时，按地质报告的参数值选用其力学性能指标采用值，具体数值见下表17表17坝基岩体物理力学性设计参数采用值表密度G/CM3抗压强度（MPA）静弹模（103MPA）（饱和）泊松比（饱和）岩体抗剪强度岩体抗剪断强度岩土体单元编号及名称干饱和吸水率（）干饱和FFC（MPA）浆砌石坝体05065055强风化片麻岩258261084251585021045050055045弱风化片麻岩263265083458030601250250650701012D稳定计算成果加固前挡水坝段和溢流坝段坝基面抗滑稳定安全系数计算结果如下表18、19。表18挡水坝段坝基面稳定计算成果基本组合特殊组合（一）特殊组合（二）工况正常蓄水位情况设计洪水位情况正常蓄水位时冰冻情况校核洪水位冰冻情况正常蓄水地震情况抗滑稳定安全系数KS18714149138146初步设计报告21抗滑稳定安全系数KS规范要求1051051051010结论满足满足满足满足满足表19溢流坝段坝基面稳定计算成果基本组合特殊组合（一）特殊组合（二）工况正常蓄水位情况设计洪水位情况正常蓄水位时冰冻情况校核洪水位冰冻情况正常蓄水地震情况抗滑稳定安全系数KS1761321413137抗滑稳定安全系数KS规范要求1051051051010结论满足满足满足满足满足加固后挡水坝段和溢流坝段坝基面抗滑稳定安全系数计算结果如下表110、111。表110挡水坝段坝基面稳定计算成果基本组合特殊组合（一）特殊组合（二）工况正常蓄水位情况设计洪水位情况正常蓄水位时冰冻情况校核洪水位冰冻情况正常蓄水地震情况抗滑稳定安全系数KS211172168162161抗滑稳定安全系数KS规范要求1051051051010结论满足满足满足满足满足表111溢流坝段坝基面稳定计算成果初步设计报告22基本组合特殊组合（一）特殊组合（二）工况正常蓄水位情况设计洪水位情况正常蓄水位时冰冻情况校核洪水位冰冻情况正常蓄水地震情况抗滑稳定安全系数KS201163160154155抗滑稳定安全系数KS规范要求1051051051010结论满足满足满足满足满足XX水库大坝为5级建筑物，依据浆砌石坝设计规范（SL252006），其抗滑稳定安全系数规范要求如下抗滑和抗剪断计算的抗滑稳定安全系数满足基本荷载组合KS105特殊荷载组合（一）KS100特殊荷载组合（二）KS100由表18、19、110、111稳定计算成果可以看出，坝体在加固前后各工况下抗滑安全系数均满足规范要求。156大坝应力计算坝体应力计算根据规范要求采用材料力学的方法，计算断面仍选稳定计算时的断面。应力计算的荷载组合与稳定计算时的荷载组合相同。工况选择兴利水位、设计洪水位、正常蓄水位冰冻情况、校核洪水位和正常蓄水位地震情况时大坝最高坝段上下游面应力情况。除险加固前后应力计算结果汇总表见表112、113、114、115。表112加固前挡水坝段坝基面应力计算成果表工况基本组合特殊组合初步设计报告23正常水位情况设计水位情况冰冻情况校核水位情况兴利水位地震情况最小压应力01110061004400560089最大压应力01301702017015容许压应力2323232727抗压安全系数177351353511535159301830结论满足满足满足满足满足表113加固前溢流坝段坝基面应力计算成果表基本组合特殊组合工况正常水位情况设计水位情况冰冻情况校核水位情况兴利水位地震情况最小压应力00450021001700150022最大压应力021026029026023容许压应力2323232727抗压安全系数11035883579351043011730结论满足满足满足满足满足表114加固后挡水坝段坝基面应力计算成果表基本组合特殊组合工况正常水位情况设计水位情况冰冻情况校核水位情况兴利水位地震情况最小压应力01140076005700640093最大压应力01660199022402100188容许压应力2323232727抗压安全系数1393511635103351293014430结论满足满足满足满足满足初步设计报告24表115加固后溢流坝段坝基面应力计算成果表基本组合特殊组合工况正常水位情况设计水位情况冰冻情况校核水位情况兴利水位地震情况最小压应力00960054001600400072最大压应力01920229027102420216容许压应力2323232727抗压安全系数120351003585351123012530结论满足满足满足满足满足由坝体应力计算成果表112、113、114、115可知大坝加固前后最小压应力均大于零，坝体在各工况下均不会出现拉应力。浆砌块石基本组合容许压应力23MPA，特殊组合容许压应力27MPA。由以上计算成果可知坝体在各工况下应力均满足规范要求。坝基抗压强度在饱和状态下最小值为06MPA，远大于挡水坝段和溢流坝段最大压应力，满足规范要求。157输水洞加固设计输水洞位于溢流坝段中部，由斜卧管和输水平管组成。输水洞出口高程为1244M，设计最大放水流量015M3/S。斜卧管为浆砌石结构，在斜卧管顶部设梯级放水孔，孔口直径025M。输水平管为DN400钢管，下游设控制阀门。因斜卧管放水孔孔口封堵块丢失，漏水严重,已用混凝土封堵，出口控制阀门老化失修、不能正常运行，严重影响水库安全运行。为此针对上述问题本次加固拆除斜卧管并对输水洞进口改造、出水口整修清理，更换下游DN400闸阀，采用法兰连接，手动启闭并增设闸房。闸房尺寸15M15M15M（长宽高），采用M75水泥砂浆砖混结构，墙体厚度24CM，外侧采用M10水泥砂浆抹面，顶板12CM厚初步设计报告25C20钢筋混凝土结构。158管理房设计XX水库管理所目前无办公用房和防汛用房，满足不了工程管理的需要，为此应按小（2）型水库管理要求进行管理设施配套。计划新建永久性管理房，建筑面积385M2，办公防汛共用。159工程安全监测XX水库大坝为浆砌石重力坝，最大坝高85M，坝顶长度74M。为确保大坝安全运行，应针对地质情况和水工设计的关键问题设置安全监测项目，以便了解大坝的运行状态，掌握施工状况，严密监视工程安全，同时为验证设计成果，工程所设置的安全监测项目主要为大坝变形观测。本次对大坝进行变形观测设计，在垂直大坝轴线布置一排共3个变形观测点，在两侧山基上各选择一处基准点，使其与坝体基点位于同一条直线上，以便观测坝体整体位移情况。观测点分别布置于大坝0006、0054桩号处，观测基准点布置于左右岸。16机电及金属结构161电气设计XX水库现状无供电设施。本次加固设计拟从XX村引入约08KM供电线路。管理房每间房内照明进户电源电压220V，屋内安装双管荧光灯，安装高度25M。162金属结构加固设计初步设计报告261、闸门现状本工程输水洞位于溢流坝段中部，出口高程为1244M，泄水管直径为DN400，输水洞出口现状闸阀历经多年运行，锈蚀、漏水严重。2、闸门及启闭设施设计为此针对上述问题本次加固除更换下游DN400MM闸阀，选用法兰连接钢制闸阀，手动启闭，操作简单，运行便利。17消防设计为确保生产和非生产场合安全，拟采取以下安全保障措施。1消防水源对消防而言，水是重要且必不可少的，水源必须得到有效的保证。办公区、职工宿等场合的消防水源，拟充分利用水库水源作为消防水源。2供电为在火灾发生时能够保障供电，在重要场合处，要保证安全通道的照明，确保火灾现场人员的疏散和扑救。3消防车道按照有关消防规范的规定，各建筑物前后应留有不得被占用的道路供消防车辆通行，该道路可与交通道路相结合。XX水库除险加固工程易发火灾的区域主要是施工用电线路、生活和管理区以及附属设施。生活和管理区，按民用建筑要求设置消防系统即可。管理房耐火等级为二级，根据规范可不设消防给水。为消防安全，在室内布置磷酸铵盐干粉灭火器，按A类火灾轻危险级场所配置灭火器，单个灭火器最大保护面积20M2。管理房内共布置干粉灭火器2个。灭火器应设置在位置初步设计报告27明显和便于取用的地点，设置在托架上或灭火器箱内，其顶部离地面高度12M，其铭牌必须朝外。仓库为保管水库物资器械及防汛物资的场所，虽没有列入水利水电工程设计防火规范火灾危险性类别，但对于水库而言，它也是比较重要的场所。因此，仓库除采用承重墙隔离体隔离外，并配置消防栓和相应的消防设备，同时要加强管理，保持设施完好。18施工组织设计181施工条件1、交通与通讯大坝现有道路与外界公路相通，可直接通到XX县满足工程运输需要。本工程所需的水泥、木材、钢材、汽油、柴油、砂石料及金属结构物等，还有施工机械设备、机电设备等物资均能从该道路运入。场内交通主要满足施工期间的交通运输要求，按实际最大纵坡控制在10以内，临时施工道路沿大坝左岸库岸进行布置。修建临时下坝道路，到达坝体上游施工现场。2、主要建筑材料及生产供应情况1供水、供电条件施工期内施工用水可直接抽取库水使用，生活用水从XX村接入；施工、生活用电可从距08KM处的村庄接入。2建筑材料来源XX水库位于XX省鹤壁市XX县北阳镇XX村西约100米山口处，交通便利，当地物资丰富，可作为工程主要的生活物资必需品供应地。水泥可就近到XX县水泥厂购买，XX水库大坝为浆砌石重力坝，所需天然初步设计报告28建筑材料主要为砂砾料及块石料。工程区附近没有好的天然砂砾料，所需砂砾料可采用人工骨料代替，人工骨料及块石料可取自XX县庙口乡石棚料场。钢筋等建筑材料可从XX县或鹤壁采购，对于机械可就近到XX县或鹤壁市专业修理厂修理。182施工导流1、导流标准依据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）和水利水电施工组织设计规范SDJ33889的有关规定，本工程永久性主要建筑物为5级，次要建筑物为5级，临时性建筑物级别采用5级。导流围堰属临时性5级建筑物，非汛期洪水标准采用5年一遇。XX水库5年一遇的非汛期流量为015M3/S。2、导流方式大坝防渗处理施工需放空水库，需一个完整的枯水期，结合该水库施工的特点，可以首先利用输水洞放至死水位，然后采用排污泵将库水抽干。XX水库5年一遇的非汛期流量为015M3/S，计划在输水洞进口建筑物前采用粘土围堰，经计算围堰顶高程为12766M，围堰长610M，堰顶宽20M，高20M，上、下游边坡为115，布置在坝前20M处。详见施工平面布置图。整治工程完工后，拆除施工围堰，运至指定弃料场。施工导流采用施工围堰与排污泵抽水导流的方式相结合。本工程为除险加固工程，原有工程可以利用。为了减少工程投资和施工期洪水对施工的影响，与水库蓄水相关的整治主体工程施工选择在非汛期。临时施工围堰主要采用粘土填筑，保证施工导流的安全性。大坝施工导流及宣泄施工期洪水上游主要靠输水洞泄流和排污泵抽水。183施工工厂设施初步设计报告29根据本工程规模及施工条件，确定其辅助企业及设施项目主要有混凝土拌和系统、钢筋加工厂、木材加工厂等。根据主要工程项目工程量及施工总进度计划确定的施工强度估算其规模如下混凝土拌合系统100M2，钢筋加工厂、木材加工厂建筑面积50M2,仓库100M2,为了便于管理和方便施工，其辅助企业及设施就近安置。具体可以设置在水库右岸。可以在此设置变压器，就近接入施工用电。施工用水可以从水库内抽取，运输至施工砂石料拌和系统处。生活用水从XX村接入。184施工总进度工程量如下所示，其中混凝土59214M3，土方工程50032M3，石方工程24787M3，钢筋制安635T，锚杆872根，帷幕灌浆总进尺745M。需主要材料用量钢筋1135T，水泥31935T，碎石53577M3，砂子35129M3，块石13658M3，柴油472KG，汽油85652KG，总工时327万个。XX水库除险加固工程按照工期统筹安排，初拟施工工期为6个月，根据工程的轻重缓急分别作总进度计划和施工强度分析。19水库淹没处理及工程永久占地本次工程是除险加固工程，原有工程占地和工程管理范围内的占地已经征用，不存在永久占地。水库临时占地很少，主要是水库除险加固过程中临时道路、料场及机械停放场等得占地，经计算临时占地共3亩。110环境保护设计及水土保持设计初步设计报告301101环境保护设计1、工程施工对周围地区环境影响的分析和预测本工程为加固工程，工程对环境的主要影响体现在工程施工建设中，主要在土石方开挖填筑及混凝土浇筑等施工活动和施工人员日常生活中，产生的施工废水、生活污水和废气对河流水质及施工区空气质量产生一定影响；由于施工车辆运输，产生的废气、噪声和扬尘对周围环境有一定影响；施工人员较多，可能引起传染病流行等人群健康方面的问题。2、对不利影响所采取的减免和改善措施为了减免施工中对周围环境的不利影响，主要采取了以下措施（1）混凝土拌和系统降尘措施拌和系统设有袋式收尘器，定期检测收尘器除尘效果，收尘效率降低时应及时清理；在水泥装卸过程中，应保持良好的密封状态；细骨料堆设简易棚，骨料堆积边坡角度不宜过大，给细骨料堆适当加湿，防止细骨料被风吹散，在拌和楼进料层和贮料层能粘附水泥颗粒。（2）交通扬尘防治措施实行场内干道车辆速度控制，限制在15KMH；干旱、多风季节及运输高峰期，交通干道每天洒水两次，以减少扬尘量；装载多尘物料时，应对物料适当加湿或用帆布覆盖，经常清洗运输车辆。（3）燃油机械尾气定期维修、保养机械设备。使用零号柴油和无铅汽油。（4）施工弃渣XX水库除险加固工程的施工弃渣较少，考虑将弃渣运至下游沟道处铺平，覆土绿化。初步设计报告31（5）施工期生活污水、生产废水及垃圾工程距离村庄较远，水库施工期间，生活污水主要来源于施工人员的日常生活；生产废水主要来自砂石料的冲洗、混凝土拌和及浇筑、汽车冲洗等，废水中主要是含泥沙和岩石碎屑等固体物质，采用沉沙池和投加凝聚剂的方式处理，处理后外排。生活污水应采用相应的综合污水处理设备进行处理，使处理后的污水达到排放标准。每天产生的生活垃圾通过新建垃圾站集中，最后采用挖坑掩埋处置。（6）噪声防护由于施工区远离村庄，对于工程的噪声影响，施工人员应进行个人防护，常用的防护用具有耳塞、防声棉、耳罩、头盔等。1102水土保持本工程建设任务是对水库除险加固，工程主要包括大坝、输水洞加固等。施工项目主要有土石方开挖、混凝土浇筑、砌石等。由于工程施工对原有地貌有所改变，植被将受到一定破坏，特别是上坝道路处土石方开挖产生的弃土弃渣和施工围堰拆除产生的弃土以及库岸的削坡产生的弃土弃渣，将对区内水土保持产生一定的影响。因此，需对建设项目进行水土流失预测和制定相应的水土保持措施，力求减小工程所造成的水土流失影响。1、水土流失预测本工程建设中产生的水土流失量主要是因为项目建设造成原地貌水土保持功能降低甚至丧失，土地生产力下降，导致土壤侵蚀加剧而增加的水土流失量。新增的水土流失量由两部分组成一是由于工程扰动原地貌，破坏、占用土地及植被，使土壤侵蚀加剧所造成的水土流失；二是由工程建设产生的大量弃渣，表面易受水力侵蚀而产生水土流失。预初步设计报告32测弃土、弃石碴及石方总量为约02万M3。随着工程完工，水土保持措施的实行，水土流失将得到有效的控制。2、水土流失影响分析由于工程的施工，地表植被受到破坏，地表土壤疏松，表土层剥离及地表机械车辆碾压，道路硬化，将使岩土体下渗和容蓄水分能力降低，地表水表现为地表径流迅速汇集而流失，使边坡易产生沟蚀，导致平台干旱，植被不生；土壤肥力主要集中在表层，工程施工首先破坏的是表层土，使土层变