塘坝初步设计剖析

1、6689.11111112 12 .14第一章 综合说明11.1工程概况11.2任务来源与勘测设计工作过程 11.3依据的主要规范、规程及相关文件 11.4工程规模等级 21.5设计洪水与调洪成果 21.6险情隐患及加固处理措施 31.7工程管理41.8施工组织设计1.9工程概算 第二章 水文2.1基本概况2.2设计洪水计算2.3兴利调节计算第三章工程地质 第四章工程概况与加固规模.4.1概况4.2工程存在的问题 4.3除险加固必要性和建设内容4.4工程规模与特性指标.第五章 水库洪水调节计算5.1调节计算的边界条件 145.2洪水调节计算 145.3洪水调节计算成果 15第六章大坝除险加固设

2、计 176.1坝顶高程复核 176.2大坝加固设计20第七章溢洪道工程加固设计 217.1工程布置217.2岸墙设计21第八章放水洞工程加固设计24&1放水洞洞身加固方案比选248.2放水洞布置248.3放水洞水力设计 25第九章 金属结构设计 279.1放水洞金属结构设计 279.2防腐处理27第十章 工程管理设计2810.1管理机构2810.2管理范围和保护范围 2810.3管理设施2810.4管理经费28第十一章施工组织设计 2911.1工程条件 2911.2 主体工程施工 3011.3施工交通运输 333311.4施工总布置11.5施工安全3411.6施工总进度34第十二章3512.1

3、工程概算指标3512.2编制依据3512.3基础单价及费率标准 3612.4临时工程3812.5其它费用3812.6工程概算表第十三章经济评价13.1除险加固的必要性13.2除险加固效益.13.3综合评价结论.3839393939李家石屋2号塘坝除险加固工程初步设计报告第一章综合说明1.1工程概况李家石屋2号塘坝位于蒙山旅游区管理委员会柏林镇李家石屋村北， 浚河水系金线河支流上游，水库控制流域面积 2.7km2。主河道长度 3km,平均干流比降 0.026。总库容70.2万m3,兴利库容 59.2万m3,死库容3万m3李家石屋2号塘坝于1959年10月建成。坝型为均质土坝，最大坝高 19m,水

4、库灌溉面积600亩。是一座以农田灌溉、防洪为主的小(2)型水库。水库枢纽工程主要包括大坝和放水洞两部分。水库受当时条件的限制，加之建设仓促，工程遗留问题多，且经过多 年的运行，工程老化、损坏严重，出现了许多问题，致使工程目前不能正 常运行，并严重影响工程安全和效益的发挥。因此对李家石屋2号塘坝进行除险加固是十分必要的。1.2任务来源与勘测设计工作过程2015年10月，我院成立了李家石屋 2号塘坝除险加固工程初步设计项 目组，承担李家石屋 2号塘坝除险加固初步设计任务。2015年11月编制完成了泰安市岱岳区李家石屋2号塘坝除险加固工程初步设计。1.3依据的主要规范、规程及相关文件1、 山东省小型

5、水库除险加固工程初步设计编制指导大纲(山东省水 利厅.2008.03)2、小(2)型病险水库除险加固工程初步设计指导意见3、防洪标准(GB50201-2014)4、 水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)5、 小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范(SL189-2013)6、 砌石坝设计规范(SL25 2006)6、溢洪道设计规范(SL253 2000)7、中小型水利水电工程地质勘察规范(SL55-2005 )8水工建筑物抗震设计规范(DL 5073-2000)/SL203-97)9、水利水电工程设计洪水计算规范(SL44-2006)10、 水工混凝土结构设计规范(SL191-2

6、008)11、 碾压式土石坝设计规范(SL274-2001)12、 水工建筑物荷载设计规范(DL5077-1997)13、 中国地震动参数区划图(GB18306-2001)14、 水库工程管理设计规范(SL106-96)15、 土石坝施工组织设计规范(SL648-2013)16、 水工建筑物抗冰冻设计规范(SL211-2006)17、其他有关规范、规程1.4工程规模等级根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000 )，李家石屋2号塘坝工程规模为小(2)型，工程等别为V等，建筑物级别为5级。根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000 ),工程设计洪水标准20年一遇，校核

7、洪水标准200年一遇，溢洪道消能防冲设计洪水标准为10年一遇。根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001)，库区地震动峰值加速度为0.05g，地震基本烈度为切度。1.5设计洪水与调洪成果本水库无实测流量资料，工程为小(2)型水库，本次洪水核算按照山东省水利厅山东省小型水库洪水核算办法(试行)的规定进行。现状溢洪道形式为开敞式，净宽 12m,兴利水位 66.28m，加固后堰顶 高程不变起调水位采用堰顶高程66.28m(即兴利水位)。设计洪水调算成果见表1-1。表1-1洪水调节计算成果表名称单位数量备注死水位m61.5兴利水位m66.28设计洪水位m68.0p=5%相应泄量m/s51设计调

8、洪库容万m4.9校核洪水位m68.6p=0.5%最大泄量3m/s82校核调洪库容万m8总库容万m70.2兴利库容万m59.2死库容万m31.6险情隐患及加固处理措施一、出险主要问题：（1）坝前护坡局部破损，副坝无防护墙，存在漏水现象。（2）溢洪道位于大坝右端，无交通桥，下游为自然冲沟，抗冲刷能力 低，无消能设施。（3）放水洞损坏严重，无法正常运行。（4）无工程管理及观测设施。二、采取的加固措施主要包括：（1）大坝加固工程主坝上游干砌石护坡维修；副坝新建防护墙，坝脚采用水泥土防渗； 新建坝顶碎石路面，增设路沿石；下游坝坡整修，新建草皮护坡，设坝脚 浆砌石排水沟。（2）溢洪道工程溢洪道现状实用堰上

9、设 3孔交通桥1座；溢洪道进出口右岸采用30cm厚浆砌石护坡，坡比1:1.5 ;溢洪道进口左岸采用干砌块石护砌，底部设1m高浆砌石挡墙，上部采用干砌石护坡；出口左岸设浆砌石导流墙；下游底部米用浆砌石护底。(3) 放水洞工程放水洞：板涵内衬300的PE管，进出口采用 C15砼封堵；进口浆砌石竖井拆除，设浆砌石八字挡墙及护底；出口设砖砌圆形阀门井， 采用DN300工作闸阀和DN300检修蝶阀控制。(4) 管理设施新建管理房30mf，增设水位观测水尺一套。1.7工程管理水库管理单位为化马湾乡土山村委，主管部门为化马湾乡水利站。土 山村委负责水库正常运行管理、大坝管护、防汛等工作。1.8施工组织设计李

10、家石屋2号塘坝除险加固工程施工自2015年5月2015年6月，施工期为2个月。1.9工程概算工程概算总投资 69.16万元。其中：建筑工程 55.08万元；金属结构 设备及安装工程 0.51万元；临时工程 1.39万元；独立费用 8.89万元；基 本预备费3.29万元。附表(技术特性表)技术指标见表1-2表1-2李家石屋2号塘坝主要技术特性指标表项目特性指标单位加固后水库控制流域面积km22.7防洪标准设计X年一遇20校核X年一遇200水位死水位m61.5兴利水位m66.28设计水位m68.0校核水位m68.6起调水位m66.28库容死库容万m3兴利库容万m59.2调洪库容万m58总库容万m5

11、70.2灌溉面积万亩0.06地震基本烈度度6大坝坝型均质坝坝长m175最大坝冋m19坝顶宽m3坝顶咼程m69.28边坡坡比上游坡1 : 2.0下游坡1 : 2.0溢洪道型式宽顶堰闸门孔数/宽X高孔/ m无堰顶（闸底板）高程m66.28控制断面净宽m12设计洪水时最大泄量m/s51校核洪水时最大泄量m/s82放水洞结构型式PE管断面尺寸m0.3进口底咼程m61.5第二章 水文2.1基本概况李家石屋2号塘坝位于泰安市岱岳区化马湾乡，控制流域面积2.7km2，主河道长3km，平均干流比降 0.026。2.2设计洪水计算2.2.1设计标准及内容按照水利部水利水电工程等级划分及洪水标准照工程原防洪标准，

12、本工程设计洪水标准200 年一遇（P=0.5%）。2.2.2采用方法本水库无实测流量资料，工程为小省水利厅山东省小型水库洪水核算办法2.2.3洪峰流量计算（SL252-2000），并参20年一遇（P=5%），校核洪水标准（2）型水库，本次洪水核算按照山东（试行）的规定进行。（1）流域特征参数21）流域面积F:本工程流域面积为2.7km。2）主要河道长度 L :从地形图上量算本工程主要河道长度3km3）主河道比降 J:0.026。4）流域特征综合参数从山东省小型水库洪水核算办法（试行）辅助图表查得：F2/5=1.488，J1/3 =0.296。流域特征综合参数：k=L/（J 1/3F2/5） =

13、 6.81（2）多年平均最大24小时降雨量H24及变差系数 Cv根据山东省小型水库洪水核算办法（试行）山东省部分县（市、区）暴雨统计参数分析成果表”查出工程地点以上流域中心多年平均最大24小时降雨量 H24 = 110mm，变差系数 Cv = 0.57，取Cs= 3.5Cv，根据皮尔逊川 型曲线的模比系数Kp值表查得Kp值，进而可计算出某种频率的设计标准24小时暴雨量见表 2 1。H24P% = H 24LKp表2-1各洪水标准24小时暴雨量洪水标准10%5%0.5 %Kp1.742.143.4524小时暴雨量(mm)191.4235.4379.5(3) 设计标准的单位面积洪峰流量模数q m根

14、据流域特征综合参数K和设计标准降雨量 H24，按工程地点所在位置和流域坡度、土壤土质、植被等情况，查山东省小型水库洪水核算办法 (试行)泰沂南山区qmH24k关系曲线。得出设计标准的单位面积洪峰流 量模数qm，见表2 2。(4) 最大洪峰流量Qm将单位面积最大洪峰流量模数qm,乘以流域面积F,即可求得设计标准的最大洪峰流量Qm。Qm=qm XF表2-2各洪水标准最大洪峰流量Qm洪水标准5%0.5 %H 24P%235.4379.5qm2436.5Q m64.898.62.2.4洪水总量的推求以设计标准的最大 24小时暴雨量H24P%的75%，加上前期影响雨量Pa，查山东小型水库洪水核算办法(试

15、行)山区P+PahR降雨径流关系曲线求出净雨hR，其中山区小型水库的前期影响雨量Pa取40mm。以净雨hR乘上流域面积F即得到洪水总量 W:W=0.1hRXF（万 m3）洪水过程按三角形计算， 洪水历时T（即三角形过程的底宽）按下式计算:T=W/（1800 -Qm）（小时）式中：W 洪水总量，Qm 最大洪峰流量。涨洪历时为三分之一 T,即最大洪峰Qm出现在三分之一 T的地方，计 算结果见表2-3表2-3各洪水标准洪水总量洪水标准5%0.5 %净雨hR(mm)133241洪水总量W（万m3）35.965.1洪水历时T（小时）3.083.672.3兴利调节计算本水库除险加固不考虑提高兴利水位，本次

16、加固仅对兴利库容进行简单复核。水库流域多年平均径流深计采用山东省19562000年平均年径流深等值线图”进行查算，多年平均径流深 150mm，流域面积2.7km2,多年平 均径流量40.5万m3,库容系数1.46。10第三章 工程地质3.1地形地貌李家石屋2号塘坝位于徂徕山西北侧。地貌上属鲁中南构造侵蚀为主 低山丘陵区一一强弱切割侵蚀中低山丘陵亚区。徂徕山地势差异显著， 主峰太平顶海拔 1027m,相对高度800m。库区地貌形态以低山丘陵地貌与 河谷地貌为主，分述如下：1、 低山丘陵。库区低山丘陵主要为侵蚀剥蚀型，剥蚀带宽约2km,海 拔200700m。长期受中浅度剥蚀切割，沟谷下切较强烈，切

17、割深度在50100余米。山体多由片麻状英云闪长岩组成，大多山势较陡。库区地形 南高北低，上游冲沟较发育，环绕山体多呈放射状或树枝状，横断面呈“ V型，山坡坡度在一般 5070。2、 河谷。库区河谷地貌不发育，呈狭窄的准“U字形，河谷下切至 基岩，谷内堆积物不丰富，堆积物厚度薄而呈零散分布。坝址区河床宽度小于50m,主要由冲积洪积堆积的漂卵石组成。3.2地层岩性本区域地层主要为晚太古代泰山期新甫山阶段太平顶单元片麻状英云 闪长岩。仅山坡及坡脚残存少量的坡洪积堆积的壤土、壤土夹砂及河床有 少量的砂砾石、卵砾石。3.3地质构造及地震场区大地构造单元位于鲁西中台隆（U2）鲁西拱断束（川8）新蒙凹断束（

18、切26 ）区内。区域内构造发育，脆性断裂以北西方向为主，北东方 向、东西方向、南北方向次之。其中北西向断裂形成最早，具长期多次活 动特点，之后依次为南北方向、东西方向和北东方向的形成。库区8km范围内，仅东部发育有23条、西部发育有1条规模较小的北西向断裂。这些断裂延伸一般小于5km,对水库安全影响甚微。控制库区构造稳定的断裂主要为库区北部的泰安大王庄山前弧形断裂，东部的铜 冶店孙祖断裂，两断裂分别构成莱芜断陷盆地的北部、东部边界。简述如下:泰安大王庄山前弧形断裂：走向80。90。，倾向南，倾角为86长达50km,宽0.010.1km。北盘上升，南盘下降，断裂带由碎裂岩、蚀 变岩及断层泥组成，

19、断裂面高岭土化，为正断层，大部分被第四系覆盖。铜冶店孙祖断裂（区内称“鹿野蔡庄断裂”）:走向北西 330335。延伸，长达70km,宽0.10.2km，是一条长期活动的断裂。形成于燕 山晚期，喜山早期也有强烈活动。断裂带由高岭土化蚀变岩、断层角砾岩、 断层泥组成，硅化蚀变岩发育。表现为东盘上升西盘下降的正断层。3.4水文地质条件场区内地下水主要为基岩裂隙潜水，根据区域水文地质资料，基岩透 水率一般0.505.0Lu，为微弱透水层。地下水埋藏深度亦随地形的起伏各 不一致，一般几米至几十米，以及裂隙在分布上的不均一，岩石含水性亦 不一致；地下水主要接受大气降水和上游来水补给，季节动态变化显著； 以

20、地下水补给河水为主。地下水和环境水对砼无侵蚀性。李家石屋2号塘坝除险加固工程设计报告第四章 工程概况与加固规模4.1概况4.1.1工程现状概况李家石屋2号塘坝位于徂徕山北麓，化马湾乡土山村，属黄河流域大汶河水系淘河支流，水库控制流域面积2.7km2。主河道长度3km,平均干流比降0.026。水库总库容70.2万m，兴利库容 59.2万m，死库容3万卅。李家石屋2号塘坝于1959年10月建成。坝型为均质土坝，最大坝高19m,水库灌溉面积 600亩。是一座以农田灌溉、防洪为主的小（2）型水库。水库枢纽工程主要包括大坝、溢洪道和放水洞三部分。（1）大坝大坝为均质坝，长175m,现状坝顶高程为 69.

21、28m。最大坝高19m,坝顶宽3.0m ;上游坝坡坡比1: 2.0左右，为干砌乱石护砌；下游坡为草皮护 坡，坡比为1:2.0。（2）溢洪道溢洪道位于大坝右端，开敞式，溢洪道现状底高程 66.28m，净宽12.0m。（3）放水洞放水洞位于大坝右端，为浆砌石板涵。4.1.2工程建设情况该水库建于1959年10月，属于人民群众会战工程，运土方式是小推车 推土、人工抬土 ，人工碾压夯实，坝型为均质坝。4.2工程存在的问题根据安全鉴定，李家石屋2号塘坝现状存在的主要问题有：（1）坝前护坡局部破损，副坝无防护墙，存在漏水现象。（2）溢洪道位于大坝右端，无交通桥，下游为自然冲沟，抗冲刷能力 低，无消能设施。

22、（3）放水洞损坏严重，无法正常运行。(4) 无工程管理及观测设施。4.3除险加固必要性和建设内容4.3.1除险加固必要性李家石屋2号塘坝是一座以农田灌溉、防洪为主的小(2)型水库，该水库设计灌溉面积 600亩，下游保护 1500人1800亩耕地，对保障当地人 民生命财产安全起到重要作用。鉴于大坝、溢洪道、放水洞存在的问题，为保证防洪安全，促进当地 经济和社会发展，对李家石屋2号塘坝进行除险加固是非常必要的。4.3.2建设内容(1) 大坝加固工程主坝上游干砌石护坡维修；副坝新建防护墙，坝脚采用水泥土防渗； 新建坝顶碎石路面，增设路沿石；下游坝坡整修，新建草皮护坡，设坝脚 浆砌石排水沟。(2) 溢

23、洪道工程溢洪道现状实用堰上设3孔交通桥1座；溢洪道进出口右岸采用30cm厚浆砌石护坡，坡比1:1.5 ;溢洪道进口左岸采用干砌块石护砌，底部设1m高浆砌石挡墙，上部采用干砌石护坡；出口左岸设浆砌石导流墙；下游 底部米用浆砌石护底。(3) 放水洞工程放水洞：板涵内衬 300的PE管，进出口采用 C15砼封堵；进口浆砌 石竖井拆除，设浆砌石八字挡墙及护底；出口设砖砌圆形阀门井， 采用DN300工作闸阀和DN300检修蝶阀控制。(4) 管理设施新建管理房30卅，增设水位观测水尺一套。4.4工程规模与特性指标4.4.1工程规模根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000 )，水库工程规模为

24、小(2)型，工程等别为V等，建筑物级别为5级，工程设计洪水标准20年一遇，校核洪水标准200年一遇，溢洪道消能防冲洪水标准为10年一遇。442特性指标除险加固后水库枢纽工程指标如下：水库正常蓄水位 66.28m，相应库容 62.2万m;设计洪水位 68.0m，相 应库容为67.1万m;校核洪水位 68.6m，相应库容为 70.2万卅；死水位 61.5m，相应库容为3万m。17第五章水库洪水调节计算5.1调节计算的边界条件5.1.1起调水位的确定溢洪道形式为开敞式，堰顶高程为66.28m，净宽为12m,加固后堰顶高程不变，起调水位采用堰顶高程66.28m（即兴利水位）。5.2洪水调节计算5.2.

25、1溢洪道泄量计算工程为无闸控制开敞式溢洪道，堰净宽12m,采用流量计算公式：Q = ；m 2gbH0/2式中：Q流量（m/s）g重力加速度（n/ s2）b溢洪道净宽（mh计入行进流速的堰上水头（mm流量系数 侧收缩系数根据水库的不同水位算出溢洪道的相应泄量见表5-1 ,然后将水库水位、库容和q对应列成表格，或绘成曲线，供调洪时使用。表5-1水库水位库容溢洪道泄量水库水位（m）水库库容（万m3）溢洪道泄量（m3/s）66.2859.200.0066.7861.108.0667.2863.2022.8067.7865.6041.8968.2868.2064.4968.7871.6090.1269.

26、2875.70118.475.2.2洪水调算方法调洪演算采用图表法。本工程为小（2）型水库，且溢洪道为无闸控制开敞式溢洪道，用三角形调洪法进行。5.3洪水调节计算成果调洪过程详见图5-15-3，调洪结果见表5-2表5-2调洪结果洪水标准库容（万m3）溢洪道泄量（m3/s）防洪水位（m）5%67.151680.5%70.208268.6图5-2二百年一遇调算图图5-3水位泄量关系曲线李家石屋2号塘坝除险加固工程设计报告22第六章大坝除险加固设计针对大坝现状存在的问题，需要采取以下加固措施：主坝上游干砌石护坡维修；副坝新建防护墙，坝脚采用水泥土防渗；新 建坝顶碎石路面，增设路沿石；下游坝坡整修，新

27、建草皮护坡，设坝脚浆砌 石排水沟。6.1坝顶高程复核6.1.1坝顶超高计算（1）基本资料风速：根据岱岳区气象局提供的资料，确定水库水域上空10m处多年平均最大风速为 14.6m/s。风区长度：根据水库水域情况，在库区 1/10000地形图上量得：设计洪 水位68.0m，风区长度为 700m;校核洪水位 68.6m，风区长度为 750m。水深：取水域平均深度。设计情况Hm=10.5m，校核情况 Hm=11m。（2）波浪爬高计算1）风浪要素：按碾压式土石坝设计规范 （SL274-2001）（附录一）莆田试 验站公式进行计算匹=0.!3th 。舁匹W2W丿20.45th.0018(gD/W)20.7

28、0.13th 0.7(gHm/W )Tm 二 4.438 hmLm 二 gTm2/ 2 二式中：g重力加速度，取 9.8m/s2 ；hm 平均波高（m）；Tm 平均周期（s）；Lm 平均波长（m）；W 风速（m/s），设计洪水位取满库期多年平均最大风速的1.5倍,校核洪水位取多年平均最大风速；Hm 水域平均水深（m）；D 风区长度（m） o2）波浪爬高计算按照莆田试验站公式计算：Rm =hmLm山+m2式中：Rm 波浪在斜坡上的平均爬高 （m）;K 斜坡的糙率渗透性系数；Kw经验系数，由风速 W，坡前水深H，重力加速度g所组成的无维量W/ gH查附表得设计洪水情况时Kw，见表6-1 ;m大坝坝

29、坡率。表6-1不同洪水标准Kw值名称频率P( % )50.5Kw1.0501.006波浪爬咼Rp=K P Rm o式中：Kp为不同累积频率下的波高与平均波高比值。由hm/Hm查碾压式土石坝设计规范附表得累积概率P=5%时的Kp= 1.84（3）风壅水面高度计算风壅水面高度按下式计算：kW 2D recos :2gH m式中：e计算点处的风壅水面高度（m）;K 综合摩阻系数，取 K=3.6 X10-6;Hm 水域平均水深（m）;B风向与水域中线的夹角（度）o计算结果见表6-2 o（4）坝顶超高计算根据碾压式土石坝设计规范坝顶超高按下式确定：Y=R p+e+A式中：丫一坝顶超高（m）;Rp在坝坡上

30、波浪最大爬高 （m）；e最大风壅咼度（m）；A 安全加高（m），设计 A=0.5m，校核 A=0.3m。水库防浪墙顶超高计算成果见表6-2。表6-2大坝顶超高计算成果项目频率P( % )50.5波高（m）0.2880.191波长（m）8.8475.861波浪爬高（m）0.8900.568风壅水面咼（m）0.0060.003安全加高（m）0.5000.300坝顶超高（m）1.3960.8706.1.2坝顶高程防洪安全复核水库防浪墙顶高程69.88m，本次水库防洪核算成果见表6-3。表6-3大坝防洪核算成果表项目频率P( %)50.5最高洪水位（m）6868.6坝顶超高（m）1.3960.870核

31、算坝顶咼程（m）69.39669.470现状坝顶咼程（m69.2869.28防浪墙顶咼程（m）69.8869.88防浪墙顶咼程与核算坝顶咼程之差（m）0.4840.410由表6-3，水库大坝防浪墙顶高程高于设计、校核洪水核算坝顶高程，水库大坝满足防洪标准6.2大坝加固设计6.2.1上游坝坡主坝上游干砌石护坡维修加固。副坝挖深6m设12%水泥截渗斜墙，顶宽 1m,底宽2m内侧坡比1:0.5， 外侧采用开挖沙壤土回填压实，压实度不小于0.96。6.2.2坝顶构造根据坝顶核算成果，并结合大坝实际情况，坝顶高程维持现状。坝顶宽度4.0m，新建碎石路面，路面净宽 3.0m，路面横坡 2%向下游 侧倾斜；

32、副坝上游侧设防护墙，高 0.6m ;下游侧设路沿石，每隔 50m设一排 水口。防护墙做法：底部采用 M10浆砌块石基础，厚 50cm,宽60cm；墙身采用 M10浆砌块石结构，高45cm,宽40cm；顶部采用C25预制砼块压顶，宽50cm, 厚15cm；每隔15m设一分缝，橡塑板填缝。路沿石做法：采用C25预制砼块，单块长0.8m，断面尺寸为0.12m x 0.4m。 6.2.3下游游护坡设计下游坝坡清理整平，新建草皮护坡，坝脚设浆砌石排水沟。坝脚排水沟采用 M10浆砌石砌筑，M12.5水泥砂浆勾缝；隔 15m设一伸 缩缝，缝宽2cm，用橡塑板填缝。李家石屋2号塘坝除险加固工程设计报告第七章溢

33、洪道工程加固设计针对溢洪道现状存在的问题，本次加固设计主要采取以下加固措施：溢洪道现状实用堰上设3孔交通桥1座；溢洪道进出口右岸采用30cm厚浆砌石护坡，坡比 1:1.5 ;溢洪道进口左岸采用干砌块石护砌，底部设1m高浆砌石挡墙，上部采用干砌石护坡；出口左岸设浆砌石导流墙；下游底部采 用浆砌石护底。7.1工程布置溢洪道主要建筑物主要由进口段、控制段、出水渠段组成。1、 进水渠段：进水渠左岸采用干砌块石护砌，长18m,底部设1m高浆砌石挡墙，上部采用干砌石护坡；干砌石护坡自上而下依次为15cm厚干砌石、15cm厚2-4cm碎石垫层、200g/m2土工布一层。右岸采用浆砌石护坡，长15m,坡比1:

34、1.5，底部设10cm厚2-4cm碎石垫层，底部及顶部均设M10浆砌石齿墙。2、 控制段：现状实用堰上部新建 3孔防汛交通桥，桥宽4.0m，桥面高 程69.28m，设计荷载为农桥-U级，交通桥上部为现浇钢筋砼板结构，下部 为浆砌石墩台结构。3、 出水渠段：出水渠长 15m,出口左岸设浆砌石导流墙，高 2-0.5m，出 口右岸采用浆砌石护坡，长 15m,坡比1:1.5，底部设10cm厚2-4cm碎石垫 层，底部及顶部均设 M10浆砌石齿墙。底部设 30cm厚M10浆砌块石护底。7.2岸墙设计岸墙采用M10浆砌块石重力式挡土墙结构，顶宽0.5m，墙背坡1:0.4，墙趾长0.3m，墙踵宽0.3m，基

35、础厚度0.5m，临水侧采用 M12.5水泥砂浆勾 缝。为解决岸墙前后水位变化排水问题，距底部高0.5、1.25m处设一排250PVC排水管，间距2m,梅花型布置，墙后设 300的200g/m 土工布包1-2cm 小石子。岸墙分缝缝宽2cm,橡塑板填缝。7.2.1岸墙稳定计算1 计算断面选取24李家石屋2号塘坝除险加固工程设计报告挡土墙选取进口段最高挡土墙断面，墙体高2.0m。2计算条件地基承载力120kPa,地基摩擦系数 0.3。3 基底应力根据水工挡土墙设计规范 （SL379 2007）中式（6.3.3 ）计算cHG 丄 HMP maxmin A W式中：Pm axmin 岸墙基底应力的最大

36、值或最小值（ kPa）;刀G作用于岸墙上的全部竖向荷载（kN）；a岸墙基底面的面积（m）;刀MH作用于岸墙上的全部竖向和水平向荷载对于基础底面垂直水流方 向形心轴的力矩（kN m）；w岸墙基底面对其垂直水流方向形心轴的截面矩（m）4抗滑稳定计算根据水工挡土墙设计规范(SL379 2007)中式 635-1计算Kc式中：Kc 抗滑稳定安全系数；F岸墙基础底面与基岩接触面之间的摩擦系数；刀P作用于岸墙上的全部水平向荷载（KN ；刀W作用于岸墙上的全部荷载对计算滑动面的法向分量（KN）;其余符号及意义同上。5.抗倾覆稳定计算抗倾覆稳定计算公式采用水工挡土墙设计规范（SL379 2007）中式 6.4

37、.1。KMv K0式中：K0-岸墙抗倾覆稳定安全系数；刀MV对岸墙前趾的抗倾覆力矩（KN- m）;刀MH对岸墙前趾的倾覆力矩（KN- m）。岸墙稳定计算成果详见表7-1。表7-1岸墙稳定计算成果表墙咼工况抗滑稳定抗倾稳定地基应力（kPa）承载力 允许值计算 值允许 值计算 值允许 值er maxe min2.0施工期1.211.054.541.3070.435.0120正常挡水位1.281.204.401.4065.218.8120设计洪水位1.871.206.451.4039.015.1120经计算：溢洪道岸墙的抗倾和抗滑稳定安全系数满足规范规定的安全系数允许值，基底最大压应力小于基岩容许压

38、应力26李家石屋2号塘坝除险加固工程设计报告第八章放水洞工程加固设计针对放水洞现状存在的问题，本次加固设计主要采取以下加固措施：放水洞内衬PE管，拆除放水洞进口段导流翼墙及控制竖井，新建八字翼 墙，坝后新建阀门井，设检修蝶阀和工作闸阀。8.1放水洞洞身加固方案比选针对工程存在的问题，根据工程经验，对洞身加固进行方案比选。方案I:内衬 PE管方案洞内内衬PE管，公称直径 300mm公称压力0.6MPa, PE管与现状浆砌 石涵洞进出口采用 C15细石混凝土进行圭寸堵。方案U:内衬钢管方案洞内内衬钢管，直径 300mm壁厚6mm钢管与现状浆砌石涵洞进出口采 用C15细石混凝土进行圭寸堵。放水洞方案

39、比选见表 8-1。表8-1放水洞方案比选表万案内容、*”r万案I（内衬PE管）方案n（内衬钢管）单位投资（元/ m ）260450方案比较新型材料，耐久性好，施工 方便，投资较少耐久性较差，施工难度大，投资大通过对比，方案I造价较低，耐久性好，施工方便，且作为一种新型材 料，具有较大推广价值；方案U造价高，施工难度大，且耐久性较差。经综 合考虑，选用方案I,即采用洞内内衬 PE管方案。8.2放水洞布置进口段：长5m,进口底高程61.5m，进口段首端底宽 3.0m，末端底宽1.0m， 拆除现状浆砌石竖井，重建M10浆砌块石八字翼墙。洞身段：总长 55m,为原浆砌石涵洞内衬PE管（公称直径 250

40、mm，PE管涵洞之间进出口充填C15细石混凝土封堵。27李家石屋2号塘坝除险加固工程设计报告出口段：出口段设控制阀门井，阀门井采用砖砌圆形结构，内径2m井深2.0m，井内增设检修蝶阀（DN3O0和工作闸阀（DN3O0）。8.3放水洞水力设计8.3.1放水洞流量李家石屋2号塘坝除险加固工程完成后，放水洞主要用于农业灌溉8.3.2放水洞泄流能力计算（1 ）泄流计算在通常情况下，放水洞涵管的水流流态属有压自由出流，其过流能力按 水工设计手册中的公式计算。Q L ,.2g（Ho il - a）式中：Q 放水洞输水能力（m3/s ）流量系数，1.1(2gL/C2R)co 涵管的过水断面积（m）；H0计入

41、行进流速的涵洞进口水头（m）;势能修正系数，=0.85 ;i 涵管的纵坡；l涵管的总长度（m；a涵管的高度（m；从涵管进口至出口的各种局部损失系数之和;C 谢才系数，1 1C=-R6，其中：R 水力半径（m） 0nn糙率系数，R水力半径；n=0.013 ；当水库水位降至洞顶附近时，涵洞水流变为半有压流和无压流，此时涵 洞的过流能力应按半有压流和堰流的有关公式计算。水库兴利水位66.28m时，放水洞最大泄流量为0.27m3/s37第九章金属结构设计9.1放水洞金属结构设计放水洞金属结构设计包括控制阀门设计、拦污栅设计。工作闸阀：选用Z45T-10型暗杆楔式闸阀，手动控制，公称压力I.OMpa，公

42、称直径300mm检修蝶阀：蝶阀公称直径300mm公称压力I.OMpa，手动控制。拦污栅：为固定式，尺寸为 1.0mx1.0m（宽x高）,安装角度为90，顶、底梁及边梁采用等肢角钢焊接，栅条为直径16mm的圆钢，栅条间距为100mm（中到中）。9.2防腐处理阀门：出厂前按照规范进行防腐处理。拦污栅：喷锌厚度 0.16mm,再涂J43-1氯化橡胶面漆两道，漆膜干膜厚度 80um。第十章工程管理设计10.1管理机构水库管理单位为化马湾乡土山村委，主管部门为化马湾乡水利站。土山 庄村委负责水库正常运行管理、大坝管护、防汛等工作。10.2管理范围和保护范围由于李家石屋 2号塘坝工程管理范围和保护范围基本

43、没有划定，也没有 确定管理范围内土地等资源的管理使用权，各地可根据实际情况合理确定。10.3管理设施水位观测：主要是坝前水位观测，在大坝附近库岸稳定、水流平稳处、 设置1组砼水尺。为便于管理，新建管理房一处，采用砖混结构，面积约30卅。10.4管理经费小型水库一般由乡、镇或村级管理。按照谁管理谁负责的原则，落实管 理经费与运行维护费。也可采取承包、租赁等多渠道开辟管理经费来源。考 虑小型水库防洪作用的重要性，应对每座小型水库实行安全管理员与财政补 贴制度。第一章施工组织设计11.1工程条件11.1.1工程主要施工特点（1 ）本工程为水库除险加固工程，大坝、溢洪道、工程观测等施工内容 相对比较集

44、中，场地条件较狭窄，需合理安排施工工序，减少施工交叉干扰。（2）本工程利用非汛期施工。11.1.2交通、供水、供电条件李家石屋2号塘坝现状交通较便利，现有道路基本满足施工车辆进出场 及物料运输的要求。施工用水水源为库水。生活用水水源取用工程区附近地 下水。施工用电由当地电网解决，采用柴油发电机组作为备用电源。11.1.3自然条件（1）水文、气象李家石屋2号塘坝工程汛期承担着 2.7km2流域面积来水的拦蓄与调洪任 务。为保证大坝安全渡汛及下游人民生命财产的安全，并降低工程的施工难 度和工程投资，大坝加固工程安排在非汛期。（2）地形及工程地质条件李家石屋2号塘坝位于徂徕山北麓，淘河支流上游。库区

45、地貌形态以丘 陵地貌与河谷地貌为主。（3 ）水文地质场区内地下水按其埋藏条件和含水层岩性不同，可分为第四系孔隙潜水 和基岩裂隙潜水两种类型：1、第四系孔隙水：第四系孔隙潜水主要赋存于河床砾质粗砂中。含水层 具强透水性，补给充沛，径流畅通，富水性强；主要受库水补给，以向下游 排泄为主。2、基岩裂隙潜水：主要赋存于岩体构造裂隙中。该类水接受孔隙潜水、河水及大气降水的补给，具有浅部循环、短途排泄的特点，局部就地补给、 就地排泄。受地貌及构造控制，裂隙发育程度不均一，透水性亦有较大差别。 根据钻孔压水试验成果，场区次混合二长花岗岩透水率为19.628.2Lu，具中等透水性。11.1.4建筑材料块石、乱

46、石、砂、石子、钢筋、水泥等就近购买。11.2主体工程施工(1) 干砌石护坡施工对大坝上游坡按设计的坡比进行碾压、修坡和平整，压实度应不低于0.96 o在修整好的坝坡上自上而下依次为干砌块石护坡150mm 2-4cm级配碎石垫层150mm和200g/m2 土工布。护坡的垫层厚度、铺设位置以及含泥量，均 应符合设计要求，在铺设过程中必须严格控制。施工时，应注意以下几点： 凡呈片状或针状的砾石或碎石，不宜作为垫层材料，垫层料不得夹有泥块或 杂物；在斜坡上铺设垫层时，应与护坡块石密切配合，自下而上，随铺随砌。 同时，禁止在暴雨时铺设；分段铺设垫层时，必须做好接缝处各层之间的连 接，使接缝处层次清楚，防

47、止产生层间错动或折断混淆现象。在斜坡上的横 向接缝，应收成坡度不小于1:2的斜坡，其各层接缝处则应铺成阶梯形的接头。(2) 浆砌石施工1) 浆砌石砌筑淤泥、腐植土以及混杂有建筑残碴的土壤均应清理干净。如遇泉眼，则 应在砌筑前引走或采用反滤层铺盖处理。如发现软基则应采取换基础等措施，必要时，还应对较松软的基础或坡面普遍夯实，再行砌筑。岸墙、护坡、底 板浆砌石在砌筑前，其基础应进行清理，按设计要求的坡度、深度开挖，防 止坡度过陡或坡度急骤变化等现象发生。浆砌石一律采用座浆砌筑的方法。砌筑前应先在基础面上铺一层3050mm厚的稠砂浆，然后再安放石块。砌筑时，石块宽面向下，小面朝上，以便让砂浆挤满石块

48、底部及四周的全部缝隙。根据空隙的大小，应选用合适的 整块小石挤入石缝里的砂浆中，不宜同时用几块碎片填缝，这样既增加灰缝， 又浪费砂浆。同时，还应防止先塞石块，后倒砂浆，以防产生干缝或空隙。挤入石缝中的石块，不应高出整层石面，以免防碍上一层的接砌。最后，将凹 陷不平的地方，用少量砂浆填补捣实，再开始砌筑第二层。浆砌石砌筑要坚 持“平、稳、紧、满”的原则。根据浆砌石工程施工规范要求，砌体对设计尺寸的允许误差不得超过下列规定： 基础部分，砌层的边缘与设计位置的误差不得超过50mm 基础以上部分，砌层的边缘与设计位置的误差，每m高度不得大于下列数值。 岸墙、护坡为土 20mm但砌体全高总误差不得大于全

49、高的0.8 %。2）浆砌石勾缝与留缝浆砌石砌体须进行勾缝。勾缝不仅能加强砌体的整体性，同时还可减少 砌体的渗水和浸蚀。勾缝的型式多用平缝。勾缝的程序是在砌体砂浆未凝固 以前，先沿砌缝预留25mm左右深度的缝槽，待砌体完成和砂浆凝固以后进行。 勾缝前，应将缝槽冲洗干净，自上而下进行。勾缝用的砂浆要稠，避免凝固 时收缩而与砌体脱离。砌体的隐蔽回填部分，可不专门作勾缝处理，但为了 加强防渗，应事前在筑砌过程中，用原砂浆砌缝压实抹平。浆砌体常因地基有不均匀沉陷的情况产生，或考虑到砌体的热胀冷缩的 作用，为避免砌体发生裂缝，在设计中一般均在建筑物某些接头或形体变化 处留有沉陷缝。施工时，可按照设计图纸规

50、定的厚度尺寸及不同材料做成缝 板，缝板采用两面刷柏油的木板，其厚度为缝的设计厚度。砌筑时，先架好 缝板，两面同时等高砌筑。3）浆砌石的养护浆砌石砌体应在凝固后的 710天内，及时养护。在常温下养护的方法 一般是配以专人洒水，经常保持砌体的湿润，也可在砌体上加盖草帘和稻草 等，以减少水分的蒸发。当砌体在未达到要求的强度以前，砌体不得受力或受震动等影响；墙后隐蔽工程的回填时间，在常温下 （1018 C ） 一般以28天为宜，但最少不得少 于1214天。4）浆砌石施工注意事项： 墩、墙等宽厚砌体，应先从外围的边行开始砌筑，行列定位的镶面石应选用坚硬、平整的粗料石。 砌体每层厚度视石块尺寸大小而定，一

51、般约为300mm由于石块大小并不完全一致，故应每砌三层大致找平一次。 砌体施工，应把大块石料放在底层，大块石强度高，石缝少，沉陷也较小。 凡带有尖角的石块，必须敲掉尖角后再行使用，因为尖端部分受压时首先破碎，将导致墙身松动，并增大石缝，多用砂浆。 石块在放妥和铺浆找平以后，就不宜在其上敲打修理其它石块，以防震动脱缝。 浆砌石砌体上下直缝应交错排列，避免通缝，以加强砌体横向联结。 使用规则形状石块砌筑的墩、台及翼墙时，任一断面中，丁石的面积不宜少于全面积的五分之一。砌筑时，不得使丁石位于竖缝之上，也不得使 上层竖缝位于下层丁石之上，丁石长度应不小于两顺石的宽度。（3）混凝土浇筑及养护浇筑混凝土时

52、，应有专人负责观察模板的情况，当发现有变形、走动等情况时，应立即停止浇筑，并应在混凝土凝固前赶抢修整完好。混凝土的浇 筑应连续进行，如必须间歇时，间歇时间应尽量缩短，并应在前层混凝土凝 固前将次层浇完。间歇时间一般不得超过两小时。混凝土的浇筑方向应从一 端开始，并与卸料方向相反。每层浇筑厚度视坍落度和振捣工具而定。进行 斜坡混凝土浇筑时，应从低处开始，自下而上浇筑，使混凝土保持分层水平 上升，这样可以防止泌水集中流动而带走灰浆。混凝土灌进模板仓里，是处 于一种松散的状态，其中有很多空隙。振捣就是要排除混凝土中的空气，减 少混凝土内部的空隙，使混凝土密实，并使水泥砂浆均匀地包裹住石子，增 强混凝土的强度和耐久性。振捣工具采用插入式振捣器和平板式振捣器。使