拦河坝除险加固工程设计报告

1、i / 99 文档可自由编辑打印工程设计甲级证书 190106-sj190106-sj工程勘察甲级证书 190106-kj某拦河坝除险加固工程设计报告勘测设计研究院i / 99 文档可自由编辑打印批批 准：准：分管副院长：分管副院长：核核 定：定：项目负责人项目负责人：林 彬专业负责人专业负责人：林 彬 阳 武 聂正茂 梁思维 杨聪辉 梁 芳 陈美芳 主要设计人员主要设计人员：周立宏 田司南 傅心铎 缪圣达 陈艳平 吴敏分章校审人员名单章次章节目录编写校核审查1综合说明林 彬陈 梅高振海2水文及气象杨聪辉赵孟坚郭彩萍3工程地质林 彬陈 梅高振海4工程任务和规模陈梅、杨聪辉林 彬高振海5工程布置

2、及建筑物林彬 梁思维陈梅 刘晓平高振海6金属结构、电气及自动化聂正茂 梁 芳卢毓颖 陈德燊聂正茂 陈德燊7施工组织设计郑娟、潘伟、张勇刚姚礼敏高飞8工程永久占地陈梅田司南林 彬9环境保护设计陈梅田司南林 彬10工程管理设计陈梅田司南林 彬11设计概算陈美芳邱郁敏陈艳平12经济评价杨聪辉赵孟坚郭彩萍i / 99 文档可自由编辑打印目目 录录1 综合说明综合说明.11.1 概述.11.2 水文及气象.11.3 工程地质.31.4 工程任务和规模.51.5 工程布置及主要建筑物.61.6 金属结构、电气及自动化控制.81.7 施工组织设计.91.8 工程永久占地.101.9 环境保护设计.101.1

3、0 工程管理设计.121.11 工程概算.131.12 经济评价.131.13 工程特性表.132 水文及气象水文及气象.152.1 流域概况.152.2 气象.152.3 水文基本资料.172.4 径流.172.5 洪水.172.6 施工洪水.192.7 泥沙.202.8 水位流量关系.202.9 潮汐.213 工程地质工程地质.233.1 概述.233.2 区域地质概况.253.3 工程地质条件评价.263.4 天然建筑材料.293.5 结论与建议.304 工程任务和规模工程任务和规模.324.1 地区社会经济概况.324.2 项目建设的必要性.354.3 工程任务和规模.364.4 工程

4、运行原则.375 工程布置及建筑物工程布置及建筑物.38ii / 99 文档可自由编辑打印5.1 设计依据.385.2 除险加固原则.405.3 加固改造项目.415.4 改造方案设计.425.5 设计计算.465.6 主要工程量表.525.7 建筑设计.535.8 观测设计.556 金属结构、电气及计算机监控金属结构、电气及计算机监控.586.1 金属结构.586.2 电气结构.616.3 计算机监控.627 施工组织设计施工组织设计.687.1 施工条件.687.2 施工导流.707.3 料场的选择与开采.727.4 主体工程施工.737.5 施工交通运输.747.6 施工工厂设施.747

5、.7 施工总布置.758 工程永久占地工程永久占地.798.1 设计依据.798.2 工程征地范围及主要实物指标.799 环境保护设计环境保护设计.809.1 设计依据.809.2 环境保护设计.819.3 水土保持措施.829.4 环境监测站网.839.5 环境管理计划.8310 工程管理设计工程管理设计.8410.1 管理机构设置及人员编制.8410.2 主要管理设施.8410.3 工程管理运用.8410.4 生产、生活房屋设施.8511 设计概算设计概算.8611.1 工程概况.8611.2 投资主要指标.8611.3 编制原则及依据.8611.4 其他说明.8712 经济评价经济评价.

6、88iii / 99 文档可自由编辑打印12.1 概述.8812.2 国民经济评价.8812.3 国民经济评价结论.901 / 99 文档可自由编辑打印1 综合说明综合说明1.1 概述1.1.1 工程概况大坳拦河坝是广州市流溪河灌区的渠首枢纽工程，始建于 1958 年 8 月，工程位于流溪河中下游的从化市神岗境内，集雨面积 1392km2。工程以灌溉为主，兼顾防洪、发电和供水。枢纽由拦河闸坝，左、右干渠进水闸以及闸坝后电站组成，是广州市重要水利工程。原设计灌溉从化市、花都区和白云区 41.4 万亩农田，有效灌溉面积 32.65万亩， ，是广东省三大灌区之一。拦河闸坝总宽 237.4m，闸上设有

7、交通桥和工作桥；设有 37 孔泄洪闸和船闸、筏道各一孔；除船闸改为溢流堰外，其余 37 孔及筏道均为液压启闭垂直升降平板钢闸门；右 6 孔主要用于泄洪，左 4 孔为电站进水孔，其余为调水及泄洪孔。2006 年 6 月中上旬，大坳拦河坝出现险情。浆砌石海漫消能防冲设施被冲坏，严重影响拦河坝闸室主体安全。经过向海漫、护坦塌方处持续回填石料、以钢筋石笼构建临时防冲笼等抢险措施，险情得到有效控制。但为了避免险情再次出现，影响灌区供水，大坳拦河坝必须进行除险加固。1.1.2 设计过程受广州市流溪河灌区总管理处的委托，广东省水利电力勘测设计研究院承担广州市流溪河大坳拦河坝除险加固工程的勘测设计任务。自 2

8、006 年 6 月 19 日起开始启动设计勘测工作，其间进行了多种方案的比较，分别对重建（橡胶坝、水闸） 、除险加固等方案进行了技术、经济上的分析比较，最终在 7 月 25 日确定除险加固为实施方案。详见广州市水利局办公会议记录 。1.2 水文及气象1.2.1 气象根据从化和广州两气象站的资料，流溪河流域多年平均降水量 1823.6mm，每年2 / 99 文档可自由编辑打印49 月为雨季，受热雷雨影响的前汛期(46 月) 占年降雨量的 49.8%，受热带风暴影响的后汛期(79 月)占年雨量的 29.4%。汛期降雨量占全年的 79.2%，形成丰、枯季节雨量不均的状况。流域多年平均气温约 21.2

9、，最高月平均气温 29，最低月平均气温 10.3，极端最高温度 38.7，出现在白云区，极端最低温度-7.0，出现在从化吕田。流域多年平均蒸发量 1100mm，多年平均相对湿度 7585%，月平均相对湿度变化在 62%93%之间。1.2.2 径流根据大坳拦河坝近 30 年的观测资料，统计出大坳拦河坝坝址以上日多年平均流量为 49.7m3/s，多年平均日最大流量为 68.7m3/s。1.2.3 设计洪水及施工洪水2002 年广东省水文局广州分局编制了流溪河中、下游设计洪水水面线复核成果 ，对流溪河水库、牛心岭站及中下游河道中各控制断面的设计洪水作了复核分析计算，广州市水利局颁布使用该成果，本次设

10、计洪水直接采用该成果，查得大坳拦河坝各频率的设计洪水见下表 1-1。表 1-1 大坳拦河坝各频率的设计洪水成果表频率项目1%2%3.33%5%10%20%50%75%90%多年平均流量(m3/s)22652010180616721180962739550435822注：表中的数据为考虑流溪河水库泄洪的成果。根据施工工期的要求，本次计算施工期为 1012 月、13 月、10 月次年 3月三个时段，频率为 20%和 10%的施工期洪水流量，采用 1977 年 10 月2006 年 4月 29 年大坳拦河坝的坝上实测流量系列进行频率计算，分别统计各施工时段的经验频率和理论频率流量，本设计采用经验频率

11、流量值，5 年一遇流量 190316m3/s。3 / 99 文档可自由编辑打印1.2.4 水位流量关系大坳拦河坝自有观测资料以来，1983 年 6 月 17 日曾经出现过的最大流量为2011m3/s，因此大于 2011m3/s 的水位记录没有，只能通过水力学公式计算。闸下水位考虑下游河道变化较大，按河道断面测量范围（闸下 2km）每 50m 一个断面，往上游推算水面线至坝下，相应得到坝下的水位流量关系曲线。同时以近 30 年实测水位流量关系及 2005 年、2006 年更详细的资料进行合理性检查，最终确定闸下水位流量水位关系详见 2.8 章节，1.3 工程地质受业主委托对广州市大坳拦河坝加固工

12、程进行勘察，由于本次工程的特殊性及紧迫性，要求一次性满足初步设计阶段所需要的勘察工作。于 2006 年 6 月 30 日开始进行野外地质勘察工作，采用了工程地质测绘、地质钻探、野外原位测试和室内试验等综合地质勘察方法，完成钻孔 18 个，总进尺 538.35 m，于 7 月 22 日完成全部野外工作。工程区位于从化市大坳村，区内地势较为平坦，地面标高为 2125m，属广花盆地河谷冲积平原地貌。植被中等发育。根据钻孔揭露，地层大致可划分为以下几层： 砼：主要分布在现闸上游底板范围内，坚硬，厚度 0.1m0.5m。人工抛石：主要由坚硬花岗岩组成，密实，现闸上游底板靠近左岸处有分布，厚度约 1.4m

13、，现闸下游护坦、消力池、海漫处均有分布，厚度 3.3m6.8m。人工填砂：灰褐色，湿，含少时卵石，稍密，只在个别钻孔有揭露，厚度2.3m4m。人工填土：灰褐色，湿，呈粉质粘土状，土质不均一，含少量砂，少量卵石，可塑，只在个别钻孔有揭露，厚度 0.7m1.0m。-1 砾砂：饱和，稍密，级配一般，磨圆度较差，颗粒呈次棱角状，含约 520%卵石及 1030%圆砾，少量泥质。下游护坦、消力池、海漫处均有分布，现闸轴线处局4 / 99 文档可自由编辑打印部缺失。层顶标高 15.0022.28m，层底标高 9.50m20.30m，层厚 1.6011.10m。共做标贯试验 6 次，击数 823 击，平均击数

14、 15 击。-2 圆砾：饱和，稍密，级配一般，主要成分为石英、砂岩、石英砂岩，含约510%卵石，少量泥质。下游护坦、消力池、海漫处除靠近左岸缺失外，均有分布，现闸轴线处缺失。层顶标高 9.70m17.80m，层底标高 6.90m14.00m，层厚0.9010.80m。共做标贯试验 1 次，击数 15 击。-3 卵石：饱和，稍密中密，级配一般，磨圆度较好，主要成分为砂岩、石英砂岩，粒径一般为 1cm5cm，最大粒径 8cm，含约 2030%砾砂或圆砾，底部多为泥质胶结。层顶标高 8.40m20.65m，层底标高 2.10m18.05m，层厚 0.8013.20m。-4 砾砂：黄褐色，饱和，级配一

15、般，磨圆度较差，颗粒呈次棱角状，含少量卵石，约占 5%，泥质胶结，中密。层顶标高 6.40m15.70m，层底标高-2.30m11.80m，层厚 0.8018.00m。共做标贯试验 1 次，击数 28 击。 砂岩全风化土：棕红色，呈粉质粘土状，湿，风化均匀透彻， ，局部较多砂岩质小角砾和石英质砂粒，粘性较好，硬塑状。层顶标高-3.00m11.18m，层底标高-20.30m9.48m，层厚 1.60m17.30m。共做标贯试验 31 次，一般击数 833 击，平均击数 18 击。砾岩风化土：黄褐色，呈砂土状，泥质胶结，含少量砾石，约占 1020%，中密。分布不均匀，只在钻孔 ZK6 中有揭露。花

16、岗岩全风化土：棕红色，呈砂土状，稍密中密，泥质胶结，沿见原岩结构。分布不均匀，只在左岸侧有揭露。层顶标高 6.40m11.81m，层底标高-7.60m1.40m，层厚 5.00m17.20m。共做标贯试验 11 次，一般击数 1829 击，平均击数 24 击。 强风化砂岩：棕红色，岩芯呈圆柱状，岩质稍硬，RQD 约为 90%。只在钻孔ZK5、ZK15、ZK16、ZK19 有揭露。强风化花岗岩：红褐色，岩芯呈圆柱状，局部破碎，岩质稍硬，5 / 99 文档可自由编辑打印RQD=4050%。只在钻孔 ZK5 有揭露。 弱风化砾岩：灰白色，岩芯呈圆柱状，岩质较硬，裂隙不发育，局部破碎，见石英岩脉，RQ

17、D=4050%。个别钻孔有夹层，为棕红色粉质粘土，呈软塑状。根据中国地震动参数区划图 （GB18306-2001） ，工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震基本烈度为度。本工程区的砂层属中等强透水层，基坑开挖过程中，极易产生地下水的突涌和基坑管涌等不良现象，将对施工造成很大的困难。1.4 工程任务和规模1.4.1 工程建设的必要性2006 年 6 月中上旬，大坳拦河坝出现险情。浆砌石海漫消能防冲设施被冲坏，严重影响拦河坝闸室主体安全。经过向海漫、护坦塌方处持续回填石料、以钢筋石笼构建临时防冲笼等抢险措施，险情得到有效控制。根据广州市流溪河灌区大坳拦河闸坝安全评估报告的结论，本工程是必要而迫切

18、的。1）闸坝下游河床不断下切，原工程设计运行的前提条件发生了很大的变化，致使工程现在的消能设施，起不到应有的功效，这是工程出险的主要原因。2）本闸坝已运行近 50 年，虽经多次加固，但土建工程“先天不足”的问题依然存在；加上闸基为强透水的中粗砂层，分选性差，具备发生管涌和渗透破坏的条件，当在长期不断增大的地下渗流作用下，地基中细颗粒被潜移或带走，导致上部建筑物（闸前的铺盖和闸后的海漫）的下沉或开裂，是造成险情的内在原因。3）工程设计标准低不符合现行规范规定该工程 1958 年设计时，工程等别为等，主要建筑物级别为 5 级；1994 年对闸坝改造时，工程等别提高到等，主要建筑物级别提高到 3 级

19、；根据水闸设计规范（SL265-2001） ，该水闸最大过闸流量在 50001000m3/s 之间，工程等别等，规模为大（2）型，主要建筑物级别为 2 级，次要建筑物为 3 级。因此，原设计及其后更新改6 / 99 文档可自由编辑打印造的设计标准不符合现行规范规定。在今年的 6 月份只发生中等洪水大坳拦河坝的护坦多处被洪水冲毁，严重危害大坳拦河坝的安全，经过近 10 天的抢险，捍卫了大坳拦河坝的安全。鉴于本工程目前运用指标无法达到设计标准，工程又存在较多问题和安全隐患，建议立即开展除险加固的各项工作。为了避免明年汛期出现同样的事故，大坳拦河坝必须在今年枯水期施工，在明年汛期到来之前竣工并发挥作

20、用。1.4.2 工程任务目前大坳拦河坝以灌溉、引水（水环境）为主，兼顾发电等功能，拦河坝左、右岸分别是流溪河灌区的左、右干渠，左干渠引水灌溉约 11m3/s，灌溉面积的 80%为蔬菜、20%为水稻；右干渠引水灌溉约 22m3/s，灌溉面积的 80%为水稻、20%为蔬菜。根据 2005 年广州市中心城区河涌水系规划报告 ，规划左干渠给广州市部分河涌补水，营造河涌水环境。1.4. 3 工程规模大坳拦河坝属于平原地区的拦河闸，拦河闸坝现状为 38 孔，其中 37 孔净宽 5m，另外原拦河坝筏道现已作为一孔泄水孔，孔宽 4.21m。闸孔总净宽 197.71m（含重新打开的船闸孔） 。根据前述，本工程任

21、务是对大坳拦河坝进行除险加固，包括对消能防冲设施的重建、交通桥的改造、液压启闭系统的改造，管理中心（含中控室）的搬迁重建、监测及自动化控制系统的重建。1.5 工程布置及主要建筑物1.5.1 工程等别及建筑物级别大坳拦河坝最大过闸流量为 2265m3/s，根据防洪标准及水闸设计规范 ，本工程等别为等，主要建筑物级别 2 级,次要建筑物级别 3 级，临时建筑物级别 4 级。工程按 50 年一遇洪水设计，100 年一遇洪水校核。7 / 99 文档可自由编辑打印1.5.2 主要建筑物设计根据前述工程存在问题，通过现场勘查并讨论研究，结合工程及上下游河道现状，在利用现有荔湖电站基础上经过技术经济比较分析

22、，选定如下方案作为推荐方案：保持现有闸室结构，闸底板高程不变（22.41m） ，改造闸门启闭系统，并对消能防冲设施进行重新改造。1）闸室闸室主体不作大的改动，仅对交通桥进行改造。闸底板高程 22.41m，原浆砌石底板长 5m。拆除交通桥及人行道上部的钢筋砼板，重新浇筑厚 20cm 的交通桥面板，人行道板厚 12cm，对栏杆予以重建。把已封堵的船闸孔重新打开，作为闸室过水断面的一部分。2）上游防渗帷幕由于闸室基础为中粗砂，虽然本次险情未对其基础造成大的影响，但为加强工程的抗渗稳定，在上游采用防渗帷幕，深度 14.11m，底高程 8.30m。3）下游消能防冲设施由于原有的消能防冲设施已经毁坏，因此

23、必须对其重建。原消力池位置打 18 锚筋，浇筑 C25 钢筋形成连接段。采用一级消力池型式，深 1.0m，底高程 18.41m，厚0.7m，总长 32m，其中水平段长 15m，斜坡段长 17m。下游 C25 钢筋砼护坦长 10m，厚 0.5m。C25 钢筋砼海漫长 25m，以 1:25 坡度与抛石防冲槽相接。海漫末端齿墙深度为 7.5m，底高程 9.91m。抛石防冲槽宽 9m，深 1.41m。由于本次大坳拦河坝抢险抛填了大量的石头，因此消能防冲设施的基础均为松散的块石，必须对开挖后的块石基础进行处理后才能施工上部结构。具体措施为：在开挖至设计高程后，对基础面碾压平整，埋设导管进行灌水泥浆使其基

24、础密实。4）右岸翼墙设计由于消力池、海漫的重建，对右岸流溪河大堤的挡土墙有影响，因此须采取支护措施保护流溪河大堤，保证堤上道路的畅通。根据不同地形、开挖深度分别采取灌注8 / 99 文档可自由编辑打印桩、钢板桩支护措施。为保护下游滩地，右岸修建 M10 的浆砌石导水墙，以利洪水的宣泄，共长 71m。5）左岸荔湖电站前池导水墙的恢复由于本次抢险时填电站前池作为临时通道，自左岸向塌方处回填石料，因此对前池导水墙有一定的破坏。本次亦考虑对破坏的部分进行重建。建筑及环境设计包括调度管理中心建筑设计，调度管理中心办公区景观环境设计，设备房建筑设计。6）调度管理中心共四层，总建筑面积为 1365 m2，首

25、层面积 550 m2，设置会议大厅、展示厅、办公室、卫生间等功能用房；二层面积 415 m2，设置阅览室、综合室、信息中心等功能用房；三层面积 320 m2，设置会议室、主任办公室等功能用房；四层面积 80m2，设置中央控制室。1.6 金属结构、电气及自动化控制1.6.1 金属结构目前大坳拦河坝启闭系统存在以下问题：1）钢丝绳锈蚀严重；2）供油管路单一；3）电磁阀标准不统一；4）部分油缸漏油现象严重；5）油箱无副油箱；6）闸门采用两只油缸顶升无双缸同步控制功能，致使闸门在启闭过程中经常出现卡阻、斜吊现象；7）左干进水闸由于操作条件的变化在高水位关闭闸门时存在闸门关闭不到位情况，闸门需增加压载。

26、针对以上问题，采取以下措施解决：1）更换所有启闭机钢丝绳；2）左干进水闸闸门增加压载，每扇闸门增加压载 400kg；3）将原船闸的封堵拆除，增设闸门及启闭设备，船闸改为泄水孔。孔口尺寸为 51.6m，底坎高程 22.41m，采用 250kN 顶升式液压启闭机启闭。液压缸行程 3m。与泄水闸闸门一致；4）更换大坝 19#38#闸门油缸。油缸为 250kN 顶升式液压启闭机，液压缸行程 3m；5）增设双缸同步行程检测装置；6）更新改造液压泵站系统。9 / 99 文档可自由编辑打印1.6.2 电气电源从现有 160KVA 变压器低压侧用 ZRYJV224x185mm2电缆引来，向拦河坝的闸门、大坝照

27、明、办公管理楼、职工宿舍以及检修等回路供电。在低压配电室旁设置一台 120KW 柴油发电机作备用电源向大坝供电。低压侧配电均采用单母线结线，一回电源从变压器引入，另一回电源从备用柴油发电机引入。启闭机设备房设置了低压配电室及柴油发电机室。低压配电室布置低压抽出式配电柜；柴油发电机室布置柴油发电机组及油箱装置。1.6.3 自动化控制广州市大坳拦河坝计算机监控系统总体设计原则：系统必须安全可靠、技术先进、实用经济、易维护、可扩展。系统按“少人值班、少人值守”的目标进行设计，整个自动化监控管理系统的日常运行完全采用计算机全自动控制。建设广州市大坳拦河坝枢纽计算机监控系统的目的是利用水利、计算机、网络

28、、自动控制、通讯、管理等方面的现代技术和手段，实现拦河坝枢纽工程运行管理信息、水、雨情的实时监测；坝（闸）安全监测；闸门自动控制；闭路电视监视及办公自动化等，实现工程管理现代化，充分发挥工程的经济效益和社会效益。计算机监控系统具有独立自动控制、报警和设备故障诊断功能，并由控制中心全面监控、调度与控制以及远程图像监视并录像。具备网络数据库管理，报表，图形，工程运行、水文、安全监测等资料管理与分析，远程查询系统等信息管理功能。根据建设目的，要求系统具备水情监测、安全监控、闸门控制以及现代化管理功能。可通过网络连接在线监控系统、离线管理系统和远程查询与决策支持系统。系统设置 1 个监控中心和 4 个

29、 RTU 站，1RTU 负责闸门自动化子系统的监控，2RTU负责大坝安全监测子系统的数据的采集、存储，3RTU 和 4RTU 负责采集上下游水位，闭路监控子系统的视频图像通过光纤传输到中心控制室，由硬盘录像机负责采集、10 / 99 文档可自由编辑打印存储、传输。以上具体见广州市流溪河大坳拦河坝除险加固工程计算机监控系统专项设计 。1.7 施工组织设计为了满足来年汛期过水要求，本工程必须在一个枯水期内施工完毕，工期较短；施工期间必需保证灌区正常供水，又要兼顾施工的连续性；本工程采用分期导流方式进行施工，利用闸坝现有闸门拦挡基坑上游来水。本工程仅施工导流围堰需用粘土料填筑，拟采用就近购买方式供料

30、；砼粗、细骨料以及其它碎石料、回填砂料等均就近按市场价购买；其余块石料可利用清基开挖块石；工程所需钢材、水泥、木材等建筑材料可在从化市或广州市购买；生活用水利用当地居民用水系统；生产用水可抽取流溪河水供施工用水；工程施工可利用当地系统电网供电，另在工地配设发电机组作备用电源。本工程选择 5 年一遇洪水作为本工程导流建筑物的设计洪水标准，本阶段选定分期导流方式。本工程施工上游围堰利用现有水闸闸门挡水，其挡水水头为 1.5m，各期围堰布置均按泄流时上游水头 1.5m 控制。经计算，可设一期围堰围护左岸 20 孔水闸，右岸 12孔水闸过流；设二期围堰围护左岸 14 孔水闸，右岸 18 孔水闸过流，以

31、上计算按围堰占两孔宽度考虑。围堰填筑料考虑采用粘土填筑，堰基防渗采用高压摆喷防渗墙，施工营地布置在闸坝左岸的空地，临时堆场亦利用两岸空地，不需另外再征地。总工期为 7.5 个月。本工程共需要钢筋 848t，水泥 8832t，木材 43m3。1.8 工程永久占地本工程为除险加固工程，拦河坝部分无永久占地，新建控制管理中心永久占地面积15.19 亩。工程占地均在大坳灌区管理处范围内，无征地拆迁问题。11 / 99 文档可自由编辑打印1.9 环境保护设计大坳拦河坝是流溪河灌区工程的一个重要组成部分，是流溪河上的挡水建筑物，不会产生污染源。工程以灌溉为主，兼顾防洪、排涝于一体。大坳拦河坝加固工程建设期

32、间工程建设将对其范围内的水环境、大气、声环境等产生一定的影响，并造成一定程度的水土流失。工程建设对环境的影响是小范围的、短暂的，可以通过采取一定的防治措施减少不利影响，达到环境保护的目的。1）施工期污水处理措施工程产生的水污染物主要有施工人员产生的生活污水，施工中砼搅拌系统、砂石料冲洗等过程产生的浊度较高的废水及施工机械设备清洗的含油废水等。施工人员产生的生活污水可通过排污管引入灌区管理处的排污管网，不需考虑其处理。由于工程施工砼量较少，施工期共产生含泥沙的生产废水须经过处理后排放。2）噪声保护措施为消减工程施工产生的噪声对周边居民的影响，应加强施工管理。车辆途经居民区需适当减速，车速控制在

33、40km/h 以下，并遵守禁鸣喇叭的交通规定，施工公路应定时维护保持平坦顺畅，减少因汽车震动引起的噪声。个人卫生防护：在噪声较强的作业点，施工人员可戴个人防噪声用具，如耳塞等，高噪音岗位应严格控制每岗的工作时间。3）大气保护措施本工程施工期应采取的防尘措施有：（1）施工运输道路在无雨天气应每天定期洒水两次，保持工地有一定的湿度，使粉尘对居民区基本无影响；（2）施工场地设洗车场，定期清洗进出施工场地的车辆；（3）运输车辆在经过居民区时应控制速度，以控制扬尘的影响；（4）运输散状物料应使用专用运输散体材料的车辆；（5）施工场地和居住区不容许随意焚烧废物和垃圾。4）人群健康保护措施施工期间应做好工地

34、卫生及垃圾处理，生活垃圾应及时清理并进行填埋处理，定12 / 99 文档可自由编辑打印期灭鼠、灭蚊、灭虫，开工前及施工中应安排施工人员服食防疫药或打防疫针；施工人员不得超时、超负荷工作，受噪声及粉尘影响较大的部分施工人员应做好劳动保护措施，如戴耳塞及口罩等。由于施工人群集中，卫生条件相对较差，尤其要密切注意防止传染病，并应在当地卫生部门的指导和监督下做好卫生防疫工作。5）水土保持措施工程进出料场、渣场道路均为现有道路，不需采取防护措施。大坳拦河坝加固工程完成后，在其两岸管理处范围内的空地上进行园林绿化，保持水土及美化环境。工程施工临时生产设施都布置在堤后，施工结束后对场地进行清理，并播种草种，

35、以恢复植被。1.10 工程管理设计1.10.1 管理机构设置及人员编制1）管理机构设置大坳拦河坝由广州市流溪河灌区管理处负责拦河坝日常运行、维修养护和监测。2）人员编制维持原大坳管理处人员编制不变。1.10.2 主要管理设施1）管理与保护区范围参照水利部水闸工程管理设计规范SL170-96，结合大坳实际情况，拦河坝的管理范围为坝区以内各建筑物覆盖范围。大坳拦河坝覆盖范围以外的管理范围：水闸上游 300m，水闸抛石防冲槽下游 300m，该范围内不得进行威胁坝体安全的活动。 2）交通与通讯工具由于该工程为重建工程，交通、通讯工具可继续使用，对内、对外通讯均纳入广州市流溪河总灌区管理处通讯网络统一设

36、置。1.10.3 工程管理运用1）运行调度原则13 / 99 文档可自由编辑打印以满足上游灌溉水位（23.91m）为原则。洪水期开闸泄洪历时长，以开闸为主；枯水期由于上游来水少，水闸挡水时间长，以关闸和局部开启为主。由于该工程为除险加固工程，具体的调度运行方式管理单位可在已有丰富经验的基础上进一步完善。 2）建筑物管理建筑物包括进水渠（含翼墙） 、消力池和海漫（含翼墙）等。进、出水渠应当定期清淤，水泵和相关机电设备每年汛期前必须进行检查维护，以确保汛期调度正常。1.11 工程概算工程造价 3,919.34 万元。其中建安费 2690.52 万元（包临时工程费 264.24 万元） ；设备购置费

37、 356.06 万元；独立费用 633.54 万元；预备费 239.21 万元。主要工程量：土方开挖 12301m3；石方 4829 m3；土方回填 13022m3；开挖石方64475m3;混凝土 15945m3；模板 683m2；灌浆 4756m。1.12 经济评价本项目国民经济评价依据国家计委、建设部 1993 年 4 月颁发的建设项目经济评价方法与参数 （第二版） ，水利部颁发的水利建设项目经济评价规范 （SL72-94） ，节水灌溉技术规范 （SL207-98）和参考我院 2000 年 5 月广州市流溪河综合整治规划报告中流溪河灌区受益田亩等资料的调查成果。如前所述，大坳拦河坝加固改造

38、总投资 3919.34 万元。根据分析，工程年运行费为 152 万元，大坳拦河坝加固工程的效益为 565.2 万元/年。通过项目经济评价，国民经济内部收益率 EIRR=15.41%12%。净现值ENPV=1239.0 万元，表明项目建设经济指标优越。从敏感度分析表明，内部回收率EIRR=13.8415.41%，说明大坳拦河坝加固工程具有较强的抗风险能力，工程投资可行，宜及早开工建设。14 / 99 文档可自由编辑打印1.13 工程特性表工程特性见表 1-2。15 / 99 文档可自由编辑打印表 1-2 工 程 特 性 表序号项目单位数量说明一1设计防洪标准年一遇502校核防洪标准年一遇100二

39、地震设防烈度度三特征水位1正常水位m23.912设计洪水流量m3/s2010P=2%3设计洪水位m25.96P=2%4校核洪水流量m3/s2265P=1%5校核洪水位m26.31P=1%四拦河坝工程1工程等别等2主要建筑物级别2 级3闸门高度m1.54泄水孔宽度宽数量5375原筏道孔宽数量4.2116原船闸宽数量8.517总宽度m197.7139 孔五主要工程量1砼m3145502钢筋t7323土方开挖m3117154抛石体开挖m3599295土方回填m312986抛石m31597高压摆喷墙m23708消能工基础灌浆m322009土工布m2657510碎石反滤m3287111止水分缝m2900

40、1250PVC 排水孔m304513植草砖m289214浆砌石挡土墙m3420六经济指标总投资万元3919.3416 / 99 文档可自由编辑打印2 水文及气象水文及气象2.1 流域概况流溪河地处广州市北部，是我市境内一条雨量充沛的重要河流，它发源于从化市吕田桂峰山，流经从化市、花都区和白云区，在江村的南岗口与白坭河相汇后入珠江，流域形状呈东北至西南的狭长形，南北长约 116km，东西宽约 20km。流溪河干流广州段长 156km，全流域集雨面积 2300km2，占我市国土面积的 31%。流溪河开发利用较早，从五十年代后期开始，先后建成了以流溪河水库为龙头，一批中型水库为骨干，一大批小型水库为

41、补充，干流梯级引水灌溉与发电相配套，蓄、引、提互为调节，可灌溉 50 多万亩的大型灌溉网，实现了灌溉、防洪、发电等综合利用，改变了本区域洪、涝、旱灾频繁发生的局面，促进了农业生产和地方经济的发展。大坳拦河坝是以上灌溉系统的重要组成部分，建于 1958 年，当时的设计标准为 20年一遇，校核为 100 年一遇，至今大坳拦河坝运行近 50 年，发挥了巨大的灌溉效益。流溪河大坳拦河坝以上的流域面积为 1392km2，河长 55.82km。近年由于流溪河采砂，致使河床下切严重，严重危害两岸的堤防及沿途的水利设施。从河道大断面测量成果来看，流溪河大坳拦河坝以下段河床下切约 2m，致使大坳拦河坝在 200

42、6 年 6 月的洪水中出现了较严重的安全隐患。2.2 气象2.2.1 气象站分布和观测情况流溪河流域主要的气象站为从化和广州站，1908 年开始有观测资料，但资料比较完备且精度较高的是从 1951 年开始的观测系列。水文、气象站的设立，大致有两种情况：一是五十年代按流域规划和水资源开发的需要而设立的测站；二是建库建坝后为工程调度和管理而设立的坝址测站。流域内17 / 99 文档可自由编辑打印各主要测站的观测项目及年限见表 2-1。表 2-1 主要水文、气象站基本情况表观测项目及年限站 名流 域面 积(km2)水 位流 量雨 量备 注东 村1191956.61958.81956.61957.12

43、流溪乡5391953.31958.71953.41957.121953.3至今1959 年起为水库资料分田水口5491955.41958.121955.41955.12温 泉5291951.41958.1219511952.41952.1至今1959 年建坝后，观测水位至今（闸上水位）大坳坝14291977至今1977至今1960至今闸上水位牛心岭15511952.41975.121952.41964.419531976从 1976 年迁太平场，停止水位观测太平场15741975.1至今1975至今李溪坝19301971至今1971至今人和坝21001989至今1989至今1989至今花 县1

44、951至今气 象 站从 化1951至今气 象 站2.2.2 气象特征流溪河流域位于广东省中部，地处东亚大陆边缘，属华南亚热带湿润地区，受季风环流影响以及临近南海的海洋调节，气候温和，雨量充沛，冬季，蒙古高压势力强盛，极地大陆气团笼罩华南，气候以干冷、晴天为主，春季（24 月）副热带太平洋高压西伸，温湿水汽，常出现梅雨天气，夏初南北气团锋面游移，56 月份有连续暴雨发生。78 月份副热高压北移，则受热带季风影响，以热带气旋和热带低压形成的暴雨常伴有台风发生。911 月，北方冷空气开始南下入侵，天气晴朗少云，时有秋旱出现。流域多年平均气温约 21.2，最高月平均气温 29，最低月平均气温 10.3

45、，极端最高温度 38.7，出现在白云区，极端最低温度-7.0，出现在从化吕田。流溪河流域多年平均降水量 1823.6mm，最高为流域东北部南侧的天堂顶为2885mm，最低为李溪 1157mm，每年 49 月为雨季，受热雷雨影响的前汛期(46 月) 18 / 99 文档可自由编辑打印占年降雨量的 49.8%，受热带风暴影响的后汛期(79 月)占年雨量的 29.4%。汛期降雨量占全年的 79.2%，形成丰、枯季节雨量不均的状况。流域多年平均蒸发量 1100mm，多年平均相对湿度 7585%，月平均相对湿度变化在 62%93%之间。从化地区多年平均年最大风速 17m/s。2.3 水文基本资料由于大坳

46、拦河坝从 1977 年至今，均有水位、流量、雨量的观测资料，系列完整，较准确可靠，具有一定的代表性。本次水文分析主要采用水位、流量观测成果，新测地形图和河道大断面成果，以及参考 2002 年广东省水文局广州分局编制的流溪河中、下游设计洪水水面线复核成果中的相关成果。2.4 径流根据大坳拦河坝近 30 年的观测资料，统计出大坳拦河坝坝址以上日多年平均流量为 49.7m3/s，多年平均日最大流量为 68.7m3/s。表 2-2 大坳拦河坝日平均流量各频率成果表频率项目0.05%0.1%0.5%1%2%5%10%20%50%多年平均流量(m3/s)82070645935726315489.245.7

47、27.949.7表 2-3 大坳拦河坝日最大流量各频率成果表频率项目0.05% 0.1%0.5%1%2%5%10%20%50%多年平均流量(m3/s)125010807095584172491446930.668.72.5 洪水2.5.1 暴雨特性流溪河流域东北为山区，西南为平原，由于特定的自然环境和地形条件，水源充19 / 99 文档可自由编辑打印沛，形成暴雨的热力、动力条件较强，由冷锋、台风及高空切变形成的暴雨频次多，强度大，具有明显的季节性，全年降雨量主要集中在 49 月，其中 5、6 两月雨量占全年 40%，一般年份都超过 900mm，半年为少雨季，有些年份连续数月少雨或无雨，按多年平

48、均值分析，46 月占全年雨量 49.8%，79 月占 29.4%。据实测暴雨资料分析：年最大 24 小时点雨量均值从化市以上 160mm，太平场至从化 152mm，太平场以下 145mm。最大日雨量 345.3mm（1971 年流溪乡） ，最大三日雨量 480mm（1959 年，街口） 。大暴雨多数是全流域性，且自东北向西南减小，中小暴雨有时为局部性，流域内分布不均，暴雨历时一般为 12 天或间隔一天。洪水由暴雨产生，流溪河洪水出现的频次、时间和时程分布等均与暴雨相应。大洪水多出现在 56 月份，个别年份也出现在 4 月或 7 月份以后，但 7 月以后的洪水往往显示涨洪历时加长和洪峰平缓的特点

49、。由于大至特大暴雨都是全流域性的降雨，24 小时降雨量 5099.9mm 或 12 小时3069.9mm 均属于大暴雨，大于这种暴雨都是流域内同时发生洪水；而小洪水则显示区间性，上、中、下游峰量、洪量大小不一，时程与历时不一，单、双峰变化不一等。从化以下干流洪峰一般只持续 12 小时，洪水过程为 12 天。一般年份流溪河出现暴雨到大暴雨较多。流溪河水库及一批中、小型水库的建成运行，对流域洪水起了拦洪、滞洪和削峰、错峰的作用，尤其是流溪河、黄龙带两座水库的调度使中、下游洪峰减少 30%以上。2.5.2 历史洪水流溪河流域暴雨频繁，且集中，一遇暴雨，山洪暴发，洪水沿流溪河迅速下泄，中下游沿岸地区易

50、形成洪涝威胁，长期以来均受洪灾之苦。据历史资料统计：民国前主要洪灾有 6 次，其中：康熙二十八年农历四月初三暴雨成灾，洪水冲入从化县城东门，民舍、店铺全部受淹，部分倒塌，死 13 人。花都会龙、石角、李溪一带水淹庄稼。民国期间，较大洪水灾害有记载的有 14 次，其中民国 4 年农历 5 月普降暴雨，石角、李溪水淹，花都、从化受淹农田共 24.7 万亩。受灾人口 20 多万，饥民遍地，死20 / 99 文档可自由编辑打印尸枕藉。建国后流溪河流域共有 16 年出现洪涝灾害，其中重灾的有 1959 年、1966 年、1983 年、1987 年、1997 年。1997 年 5 月 8 日凌晨骤降特大暴

51、雨，邻近流溪河的从化龙潭镇降雨量达434mm，鳌头镇 424mm，暴雨引来洪水，白云区有 1000 多米堤漫顶出险，部分村庄受浸，受浸农田 83 亩，民房倒塌许多，经济损失 4885 万元。从化市河段 30.45km 堤围被冲崩，受灾堤围 211.66km、损坏护岸 106 处、渠堤决口 523 处、涵闸 38 座、水陂67 座，万亩良田被淹，灾情严重。2.5.3 设计洪水2002 年广东省水文局广州分局编制了流溪河中、下游设计洪水水面线复核成果 ，对流溪河水库、牛心岭站及中下游河道中各控制断面的设计洪水作了复核分析计算，广州市水利局颁布使用该成果，本次设计洪水直接采用该成果，查得大坳拦河坝各

52、频率的设计洪水见下表 2-4。表 2-4 大坳拦河坝各频率的设计洪水成果表频率项目1%2%3.33%5%10%20%50%75%90%多年平均流量(m3/s)22652010180616721180962739550435822注：表中的数据为考虑流溪河水库泄洪的成果。2.6 施工洪水根据施工工期的要求，本次计算施工期为 1012 月、13 月、10 月次年 3月三个时段，频率为 20%和 10%的施工期洪水流量，采用 1977 年 10 月2006 年 4月 29 年大坳拦河坝的坝上实测流量系列进行频率计算，分别统计各施工时段的经验频率和理论频率流量，经分析经验频率较理论频率值更符合实际，因

53、此推荐经验频率流量作为施工期设计洪水的依据，具体见表 2-5。表 2-5 大坳拦河坝施工期设计洪水月 份10 月12 月1 月3 月10 月次年 3 月备 注21 / 99 文档可自由编辑打印P=20%190267316P=10%242392392经验频率P=20%190268318施工流量(m3/s)P=10%239458480理论频率2.7 泥沙流溪河没有实测输沙量的资料，洪水过后河道局部出现淤积，但每年的河道采砂量大于淤积量，因此输沙量不作为工程设计依据。2.8 水位流量关系大坳拦河坝下游 16.3km 处兴建牛心岭拦河闸坝枢纽工程，拦河闸正常蓄水位18.0m，当来水小于 340m3/s

54、 时，部分闸门开启，控制闸上水位在 18.0m，当来水大于340 m3/s 时，把闸门多开或全开。闸门在不同工况运行中，闸上回水最远达 11.0km 至神岗桥，离大坳拦河坝下仍有 5.3km，因此牛心岭拦河闸坝的兴建对大坳拦河坝下游水位没有影响。大坳拦河坝自有观测资料以来，1983 年 6 月 17 日曾经出现过的最大流量为2011m3/s，因此大于 2011 m3/s 的水位记录没有，只能通过水力学公式计算。本次闸上、下游水位流量采用 2006 年 7 月实测河道断面资料，闸下游 2km、闸上游 1km 共 3km长的河道，断面间距 2550m，进行水文分析计算，由下游 2km 处往上游推算

55、水面线至坝下，相应得到坝下的水位流量关系曲线。由于小流量对水闸下游防冲影响大，在小流量时的水位流量关系曲线采用实测水位流量资料进行拟合，再经过近 30 年实测资料进行合理性检查，尤其是近年河道下切后对下游的水位影响较大。根据大坳拦河坝 2006 年 56 月份自记的下游水位、流量资料，拟合出大坳拦河坝坝下水位流量关系曲线，同时采用 2005 年 6 月洪水的坝下水位流量关系曲线进行对比，两年洪水拟合的水位流量关系曲线整体趋势是一致的，同一流量下，2006 年拟合的曲线比 2005 年拟合的曲线低 12m，与大坳拦河坝下近年河道采砂，河床下切造成实际情况相符。从最近测量观测大坳拦河坝下 300m

56、、800m 处的水位来看，与 2006 年拟合的曲线基本一致。经分析得出当流量小于 900m3/s 时，采22 / 99 文档可自由编辑打印用 2006 年洪水拟合的坝下水位流量关系较合理，经修正后得出坝下水位流量关系见表2-6。根据大坳拦河坝坝下游水位流量关系反求闸上的水位，大坳拦河坝上、下游水位流量关系见表 2-6 及附图 1。以分析确定的施工期洪水推求施工期水位见表 2-7。表 2-6 大坳闸坝水位流量关系表编号流量(m3/s)下游水位(m)上游水位(m)备 注15018.7323.91电站 4 孔开度 0.54m，另外 3 孔开度 0.45 m221020.0423.9115 孔全开3

57、37020.8623.9326 孔全开453021.4623.9337 孔全开569021.9924.18全开685022.4824.44全开7101022.9324.68全开8117023.3424.91全开9133023.7025.12全开10149024.0525.33全开11165024.3725.53全开12180624.6825.72全开13201025.0625.96全开14213025.2726.10全开15226525.5126.31全开16229025.5526.35全开17245025.8226.57全开表 2-7 大坳拦河坝的施工期上下洪水位月 份10 月12 月1 月

58、3 月10 月次年 3 月备 注流 量(m3/s)190267316上游水位（m）23.9123.9223.92下游水位（m）19.8820.3320.58经验频率（P=20%）流量(m3/s)242392392上游水位（m）23.9123.9323.93下游水位（m）20.2020.9420.94经验频率（P=10%）2.9 潮汐珠江流域属感潮水道，潮汐性质属不规则半日潮，即一个太阳日内有两次高潮和23 / 99 文档可自由编辑打印低潮，而且两个相临的高潮或低潮的潮位和潮流历时均不相等。潮区界枯水期可上溯至官窑涌的官窑至金溪之间，流溪河可达江村至蚌湖之间；汛期退至老鸦岗附近。潮流界枯水期可达

59、江村至老鸦岗之间，洪水期在黄埔附近。大坳拦河坝在蚌湖上游，因此不受潮汐影响。24 / 99 文档可自由编辑打印大坳拦河坝上下游水位流量关系曲线1818.51919.52020.52121.52222.52323.52424.52525.52626.52727.5285025045065085010501250145016501850205022502450流量(m3/s)水位(m)下游水位流量关系上游水位流量关系25 / 99 文档可自由编辑打印3 工程地质工程地质3.1 概述3.1.1工程概况广州市流溪河大坳拦河坝位于从化市大坳村，距广州市区 52km。建成于 1959 年，总宽度 237.

60、4m，现状 39 孔（含已封堵的船闸孔） ，是广东省三大灌区之一流溪河灌区的渠首枢纽工程。由于近年来拦河坝下游非法采砂活动屡禁不止，造成河床下切。今年 5 月以来上游连续出现较强降雨，上游来水剧增，导致拦河坝海漫冲毁，护坦底部掏空，严重威胁水闸安全。经过抢险，水闸险情已得到控制。3.1.2工程勘察内容受业主委托对广州市大坳拦河坝加固工程进行勘察，主要勘察内容如下：1）查明拦河坝所在河道地段内的地层结构、分布深度、厚度及垂直、水平方向的变化规律；2）查明相对隔水层和透水层的埋深、厚度和特性；3）查明软土层、粉细砂层的特性，堤基持力土（岩）层的物理力学性质，对砂土的震动液化、软土的稳定性进行评价；