某水库除险加固工程初步设计

1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。1 综合说明1.1 工程概况1.1.1 地理位置及自然地理环境某水库位于某市太平镇北张庄村, 东经112 59 ,北纬323 , 距某市城区 25km, 拦截泥河支流 , 承雨面积 4.2km2, 是一个以灌溉为主兼有防洪、 水产养殖等综合效益的小 (一)型水库。本次设计复核总库容 188.1 万 m3, 兴利库容 116 万 m3, 死库容 4.5 万 m3, 调洪库容 67.6 万 m3。水库库区周围为低山丘陵地形 ,大坝两肩为云母岩、 大理岩。库区上游系桐柏山系西南麓之余脉 , 库区下游为岗坡状平原 , 地面坡度 10以下 ,

2、 在地貌成因上 , 属风化剥蚀及水力侵蚀堆积共同作用的结果。库区地层主要分布有第四系中更新统冲洪积冲积粘土、壤土和太古应山群云母片岩和大理岩。水库枢纽及其灌区属亚热带季风气候区 , 具有四季分明、 光照充分、 气候温和、 无霜期较长、 严冬酷暑短、 雨热同季和气候多宜等特点。据气象部门统计资料 , 年平均气温 14.9, 极端最高气温 40.8, 最低气温 -15.1 , 无霜期 229 天, 日照时数 2100 小时左右 , 年平均太阳辐射为 108 114 千卡 /平方厘米。1.1.2 枢纽工程现状某水库枢纽工程包括大坝、溢洪道和输水涵管等建筑物, 现将资料内容仅供您学习参考，如有不当或者

3、侵权，请联系改正或者删除。主要基本建筑物情况分述如下:( 1) 大坝大坝为均质土坝, 坝顶高程191.4m, 坝顶长425m, 坝顶宽3.0m3.8m。大坝内坡 1:2.7, 外边坡较陡 , 外坡 1:2.0。大坝内坡 189.7 m 高程以下采用干砌块石护砌 , 外坡为草皮护坡。 坝顶兼有交通功能 , 是北张庄村通往西袁庄的乡村公路。( 2) 输水涵管输水涵管位于大坝0+410 处 , 为城门洞形现浇钢筋砼管, 内径宽 0.8m, 高 1.2m, 管底进口高程 181.90m, 输水流量 3.0 m3/s。进口安装有直径 0.8m 的圆筒活塞闸门 , 启闭机为 3T 手摇螺杆启闭机。涵管出口

4、紧接灌溉渠道 , 可灌溉下游 2900 亩的农田。( 3)溢洪道溢洪道位于大坝右岸 , 系利用一处较低的山凹开凿而成 , 其泄流型式为开敞宽浅式明渠 , 进水渠渠首底部高程 189.7m, 底宽 7m。溢洪道范围为强风化云母片岩及中 -微风化大理岩 , 强风化云母片岩成状,抗冲刷能力极低, 未衬砌,且洪水季节易冲毁。1.1.3 工程设计与建设过程某水库于1971年12 月由太平人民公社自行组织修建。当时正值文革时期 , 建设程序极为混乱 , 规划、 设计、 施工极不规范 , 由农民技术人员负责设计和施工 , 在未做地质工作的情况下 , 仅从地形条件和工程量方面进行比较后选定了坝址, 根据坝区附

5、近土料和民工施工的特点决定大坝采用均质土坝的型式, 县水利局派技资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。术员现场指导。太平人民公社组织民工施工, 采用机械碾压。该工程 1974 年 5 月建成并投入使用 , 由于该工程施工期间正处于动乱时期的原因 , 没有留下任何设计和施工等方面的资料。1.1.4 水库的地位和作用某水库有着较大的经济效益和社会效益, 一是控制灌溉面积2900 余亩 ; 二是防洪则保护下游多亩耕地和2 个村 1500 多人的生命财产安全 ; 三是有着一定的养殖效益。1.2 工程地质由于本工程属于小型水利工程 , 建坝以来一直未做地质勘探工作。 4 月 5

6、月 , 为配合安全论证工作 , 某市水利局委托中南勘察基础工程总公司对水库大坝和溢洪道进行了必要的勘探、野外地质调查、 现场及室内试验工作 , 从而为工程设计提供了可靠的基础资料。水库地处秦岭褶皱东段南部和扬子准地台北缘中段构造体系的联合或复合地部位。区内岩浆活动、 变质作用、 沉积建造及新构造运动特征显著。枢纽及其库区为低山丘陵地形, 侵蚀剥蚀地貌 , 总的地势呈现出自北东向西、西南逐渐降低的趋势。大坝两肩为云母岩、 大理岩 , 坝基底下为云母片岩及大理岩 , 坝基下强风化云母片岩成砂状 , 透水性相对较好。溢洪道范围前部资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。为云母片

7、岩 , 后部为大理岩 ; 与坝基底下揭露的地层基本一致。区域资料表明 , 坝址周围不存在大的活动性断裂, 至今也无发生 过 强 震 的 历 史 记 录 。 根 据 中 国 地 震 动 参 数 区 划 图( GB18306-) 确定工程区地震动峰值加速度为0.05g, 对应地震基本烈度为度。1.3 洪水复核与防洪调度方案按照国家防洪标准( GB50201-94)和水利部水利水电工程等级划分及洪水标准( SL252- ) , 本工程属等工程, 主要建筑物属 4 级建筑物。其设计洪水标准按30 年一遇 , 即 P=3.33%; 校核洪水标准按3 一遇 , P=0.33%。由于某水库无实测水文资料,

8、洪水计算只能采用暴雨途径推求水库坝址洪水。暴雨资料采用 湖北省暴雨径流查算图表提供的流域暴雨参数进行推求。据本次水文及调洪演算结果, 在溢洪道进水渠渠首底部高程为189.70m条件下 , 30 年一遇设计洪水位190.88m,相应洪水总量82.92 万m3,经水库调节后下泄洪峰流量16.85m3/s; 3一遇校核洪水位 191.56m, 相应洪水总量 123.98 万 m3, 经水库调节后下泄洪峰流量 36.08m3/s。根据溢洪道工程设计规范的相关规定 , 本工程溢洪道消能防冲设施按 20 年一遇洪水标准进行设计 , 按 30 年一遇洪水标准进行校核。本次调洪演算结果表明,在现状条件下,大坝

9、欠高1.04m, 水库资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。防洪能力仅为一遇。在防洪调度方案选择时, 根据水文及调洪演算结果 , 综合考虑工程量、投资、 施工条件及工程安全等因素, 权衡利弊 , 经过以下三个方案比较: ( 1) 保持现有的溢洪道规模, 加高培厚大坝 , 增加调洪库容 ; ( 2) 保持现有的坝顶高程不变, 增加和扩大溢洪道的泄洪能力;( 3) 完建现有溢洪道, 坝顶新建防浪墙来满足水库防洪要求。 推荐采用第三种方案即采取保持现有的溢洪道规模在原坝顶上加0.2m 厚的泥结石路面并在坝顶增设0.9m 高的防浪墙的途径来解决水库防洪安全问题。,1.4 工程存

10、在的主要问题和除险加固的必要性某水库建于文革时期 , 限于当时的政治背景和生产力水平 , 规划设计的基础工作十分薄弱 , 建设管理混乱 , 缺乏完善的施工规程和质量检测措施 , 质量没有得到有效地控制 , 从而为水库枢纽留下了不少缺陷和隐患。水库建成运行后, 几乎未做过维修工作, 加上年久失修, 管理手段落后, 使得水库多年带病运行, 严重影响工程的正常运用。根据防汛要求, 因汛期实行限制蓄水而被迫弃水, 造成水资源浪费而且影响工程效益的正常发挥。4 月9 日,襄樊市水利局组织有关专家、工程技术人员组成了大坝安全鉴定专家组, 对某水库大坝进行了现场安全检查。8 月 ,襄樊市水利规划设计院对水库

11、大坝安全进行分析论证, 并按水利部颁发的大坝安全鉴定办法将其定性为类坝。5 月 ,水利部大坝安全管理中心以坝函资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 1027 号文核查某水库为类坝。其存在的主要问题如下:( 1) 水库坝顶高程欠高, 水库防洪能力不能满足防洪标准( GB50201-94) 要求。大坝当前防洪能力仅一遇。( 2) 坝顶现有宽度小于规范要求的最小值, 大坝坝基渗漏严重。坝基有强风化云母片岩层, 透水率大于规范要求的10LU 值 , 最大 q=27.3Lu, 超出了现行规范对坝基的要求。( 3) 大坝上游坡护砌块石厚度不够,风浪淘刷塌陷严重。 大坝浸润线偏高

12、, 大坝坝体渗透坡降大于壤土允许渗透坡降值, 坝体不满足渗透稳定要求。下游坡无反滤排水设施, 坝体含水量偏大。( 4) 溢洪道未衬砌 , 无消能防冲设施。( 5) 输水涵管闸门漏水严重 , 工作房和工作桥破坏严重 , 涵管出口未衬砌 ,启闭设备已超过规定使用年限 ,启闭不灵。( 6) 坝区防汛公路路况差, 晴通雨阻。( 7) 水库无管理用房、交通工具 , 不得于日常管理。( 7) 大坝缺乏必须的观测设施。鉴于工程存在上述问题, 并考虑工程在当地农业和国民经济发展中的地位和作用, 工程的除险加固显得十分必要。1.5 除险加固工程设计某水库除险加固工程包括大坝整治工程、输水涵管改造工程、溢洪道工程

13、 , 分述如下 :资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。1.5.1 大坝整治工程大坝整治工程包括坝基帷幕灌浆防渗、大坝上游坡砼衬砌、大坝下游坡坡面整治、新建大坝下游排水沟、坝顶防浪墙新建及坝顶泥结石路面工程。坝基有强风化云母片岩层, 透水率大于规范要求的10LU 值, 计划采用帷幕灌浆防渗措施。上游坡面原为干砌块石护坡 , 厚度仅 0.2m, 由于坝体不均匀深陷和风浪淘刷形成大面积冲坑、浪坎 , 且干砌石护坡兴建时采用风化严重的石料, 计划将大坝上游坝坡原干砌块石护坡平整后, 增设现浇砼护坡, 底部铺0.1m厚砂砾石垫层反滤排水。在原坝顶上加0.2m厚的泥结石路面并在坝顶上游侧增设悬臂式钢筋砼防浪墙,墙净高0.9m,全长425m。坝下游坡面为草皮护坡,但下游坝坡已出现不同程度的沉陷和毁坏, 造成坝坡面凹凸不平。坡面最低洼处下陷达0.6m, 且草皮养护不好 , 出现损毁坡面不平整 ,无排水沟 ,计划对坡面用透水性强的代料进行培厚整治 ,完善其排水沟系统。 由于坝顶兼有交通功能 , 可