小型病险水库除险加固工程-纲要水库施工设计说明

PAGE1-小型病险水库除险加固工程-纲要水库施工设计说明一、基本情况纲要水库位于重庆市长寿区石堰镇兴庄村境内，属于长江左岸龙溪河流域支流，坝址距长寿区38km，距石堰镇12km，纲要水库大坝1957年11月动工，至1958年3月竣工。是一座以灌溉为主，兼防洪等综合效益的小（2）型水库，水库坝址处集雨面积0.33km2，总库容48.30万m3，正常库容44.70万m3，死库容2.6万m3，灌溉面积1334亩。根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》（SL252-2017）、《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2020）、《防洪标准》（GB50201-2014），枢纽工程属V等小(2)型工程，主要建筑物为5级，次要建筑物为5级。设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准为200年一遇，溢洪道消能防冲设计洪水标准为10年一遇。水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水设施组成。大坝为均质土坝，最大坝高为17.7m，坝顶高程455.64m，坝顶宽度5.0m，坝长128.46m。溢洪道为开敞式溢洪道，位于大坝左坝肩，堰型为宽顶堰，溢洪道由进口段、控制段、泄槽段和消力池4部分组成，总长87.5m；放水设施为放水竖井，位于水库右岸，竖井采用钢筋混凝土浇筑，通过DN350钢管取水，闸阀控制，涵管为浆砌条石内套DN350PE管。水库保护下游有农村居民300人及1500余农田，水库大坝一旦失事将给下游乡镇、沿岸居民造成灾难，地理位置重要。重庆市长寿区第一批小型病险水库除险加固工程-纲要水库于2022年2月份完成初步设计，长寿区水利局于2022年4月对该项目下达批复，同意对纲要水库进行除险加固。二、设计依据及规范（一）设计依据1、《重庆市长寿区第一批小型病险水库除险加固工程-纲要水库初步设计报告》（2022年2月）；2、《重庆市长寿区水利局关于重庆市长寿区第一批小型病险水库除险加固工程-纲要水库初步设计的批复》（长水发[2022]84号）；3、其他相关设计、地勘资料。（二）设计规程规范1、《水利工程建设标准强制性条文》（2020版）2、《水库大坝安全管理条例》3、《小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范》（SL189-2013）4、《溢洪道设计规范》（SL253-2018）5、《水工建筑物抗震设计规范》（GB51247-2018）6、《水库工程管理设计规范》（SL106-2017）7、《水利水电工程安全监测设计规范》（SL725-2016）8、《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL62-2014）9、《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）10、《水利水电工程边坡设计规范》（SL386-2007）11、《水工挡土墙设计规范》（SL379-2007）；12、《水工建筑物塑性嵌缝密封材料技术标准》（DL/T949-2005）；13、《水电工程土工膜防渗技术规范》(NB/T35027-2014)；14、《土工合成材料非织造复合土工膜》（GB/T17642-2008)。三、工程除险加固本次除险加固施工图设计按重庆市长寿区水利局关于重庆市长寿区第一批小型病险水库除险加固工程-纲要水库初步设计的批复，主要建设内容如下：（一）大坝工程1、上游坝坡设计本次对大坝右坝段上游坝坡采用齿墙+复合土工膜进行防渗处理，防渗整治区域面积1445m2，复合土工膜（800g/m2）上下层分别设置10cm厚粗砂垫层，面层采用10cm厚C20砼六棱块护坡，坝坡坡比为1:2.5；在坝坡高程451.44m、447.44m设置C20抗滑齿槽，在底部和岸坡设置C20砼齿墙，齿墙尺寸为1.0m×1.0m，岸坡和底部齿墙嵌入基岩，坝坡上齿墙嵌入坝体，齿墙总长119m。复合土工膜采用两布一膜，防渗结构待基础压实收合格后铺设，土工膜为两布一膜(土工布一土工膜一土工布)，规格为800g/m2，型号：SN2/PE-16-800-0.5，纵横向断裂强度>16KN/m，纵横向标准强度对应拉长率≥30%-100%，CBR顶破强力≥2.8KN，纵横向撕破强力≥0.56KN，耐静水压不低于1.0MPA，复合土工膜搭接宽度≥25cm，搭接铺设过程中须防止空鼓的出现。未尽事宜参照土工织物施工规范。复合土工膜幅宽不小于5.0m，幅与幅之间连接可采用热熔焊接法焊接连接。2、坝顶拆除坝顶砖砌防浪墙，重建0.4m高C20砼防浪墙，防浪墙厚0.3m，防浪墙上建0.9m高砼预制仿木栏杆；对坝顶开裂路面进行修复，长度25m，路面为C20砼结构，厚0.2m。3、下游坝坡将下游坝坡电线杆及线路移至下游坝脚，共2排，一排为220V电线线路，一排为光纤线路；加高下游贴坡排水体高度，新建贴坡排水体顶高程为446.14m，底部高程443.44m，顶部设置C20砼道路，宽1.0m，内侧为C20砼排水沟，净空尺寸为0.3m×0.2m，新建贴坡排水面层为混凝土预制块砌筑，混凝土预制块护坡采用C20砼结构，尺寸为600mm×300mm×300mm（长×宽×厚），以下依次为20cm厚碎石垫层、20cm厚中粗砂垫层；清除下游坝坡树木、杂草，在现状坝坡框格内增设20cm厚种植土，然后再铺设四季常绿草皮，草皮可以选择百慕大混播黑麦草、高羊茅、四季青、果岭草等。（二）附属工程1、上游坝坡水位标尺及梯步在上游坝坡增设水位标尺及梯步，水位标尺采用斜坡式，宽度0.8m，水位标尺采用在大理石面上雕刻字体，然后对字体进行刷漆，大理石采用M10水泥砂浆砌筑在坝坡六棱块上；上游梯步位于大坝右侧，沿齿墙布置，梯步顶与挡土墙衔接，梯步顶高454.50m，梯步底至死水位443.20m，坡比为1:3.65，梯步宽度1.0m，右侧利用齿墙作为路沿，左侧新建0.2m厚路沿，梯步高0.2m，长0.73m。2、下游梯步重建下游人行梯步，梯步长65m，总宽1.5m，采用C20砼路面，厚15cm，以现状路面作为梯步基础，两侧设置C20砼路缘，尺寸为0.4m×0.2m。3、管理房为满足水库管理的管理用房，对管理房屋顶改造成琉璃瓦四坡屋面，管理房外墙采用贴白色墙砖，内墙采用刷白色乳胶漆。管理房改造后，禁止在二层放置重型设备、堆置杂物、人员聚集，避免对房屋楼板造成破坏；在管理房侧面增设一座钢梯步上二层，钢梯步宽度1.0m。4、安全防护在左、右岸道路临水侧增设砼预制仿木栏杆和隔离网，左岸砼预制仿木栏杆长55m，右岸砼预制仿木栏杆长35m，隔离网设在右岸临水居民房屋处，新建隔离网长度25m，规格为：直径4mm，网孔尺寸75mm×150mm，长×宽3.0m×1.8m，边框20mm×30mm×1.5mm，浸塑后钢丝直径4.8mm，立柱采用48mm×2mm×2200mm，预埋基础尺寸500mm×300mm×300mm）。库区右岸两景观亭之间增设防浪墙，长度55m，高1.6m，厚0.3m，防浪墙基础置于老土上，基础承载力不低于80KPa。5、右岸坡挡墙在右坝肩新建C20砼挡土墙，长度35m，挡土墙高2.5m，顶宽0.4m，坡比1：0.4，加高挡墙内侧道路，使路面高程不低于水库正常蓄水位，加高后路面高程454.50m，基础置于基岩上，施工中待降水后可根据实际地形地质情况适当调整。6、生态放水闸阀为满足生态流量，在放水涵管管道末端增设一个DN350放水闸阀，用于生态流量放水。7、标志牌及竣工标志牌为限制重车路过坝顶时对坝顶路面造成破坏，在坝顶两端分别各增设一块限重标志牌，限制重量5t。设置竣工公示牌一座，增设大坝公示牌、安全警示牌等，位置根据现场确定，下游坝坡增加水库名称标志。四、主要施工技术要求（一）土石方开挖由于本工程开挖量较小，机械难以到达作业面，土石方开挖全部采用人工开挖，人工采用铁锹、镐等进行土方开挖，采用手持式风镐（风镐型号为G10，耗风量≤1.2L/S）进行石方开挖。基础开挖的弃土、石渣等由人工胶轮车运走至就近弃渣场堆放。基面开挖后，应及时报验。基面验收后应抓紧施工，若不能立即施工时，应做好基面保护，复工前应再检验，必要时须重新清理。（二）土石方填筑大坝右坝肩挡墙施工涉及土石回填，回填土石料部分利用原开挖土石料，回填方量较小，采用人工回填，蛙式打夯机夯实。（三）混凝土工程（1）拌制砼的材料要求粗骨料：碎石宜采用石灰石或Mu50号以上的砂岩由破碎机破碎呈立方体的成型碎石，薄片、针状碎石含量不得大于15%；粒径级配粒径级配Cu＞5.0。细骨料：砂宜采用经质检部门认可的机制砂或河砂，含泥量小于5.0%，细度模数Mx为3.7~1.6。水泥：水泥应采用符合国家和行业现行标准的R42.5号硅酸盐水泥，水泥细度为通过80µm标准筛余量不大于5%，受潮、结块的水泥，严禁使用。水：水应采用符合国家和行业现行标准执行，凡生活可饮用水，可用于拌制砼，未经处理的工业废水、污水、及沼泽水不能使用，相关事宜按照《混凝土用水标准》（JGJ63-2006）执行。（2）钢筋材料要求①钢材必须是合格正品。各类钢筋应符合国家和行业现行标准，钢筋表面应光洁无破损、油污、泥土、浮锈，使用前必须清除干净，锈蚀结垢的钢筋严禁使用。②钢筋绑扎成型后应满足混凝土保护层设计厚度的要求。（3）施工工艺要求①混凝土级配为二级，施工前应做混凝土配合比试验。水泥、粗细骨料和水应符合国家质量标准。②模板制作安装既要满足设计强度与刚度要求，又要满足施工工艺要求、表面平整光洁、接缝严密，架立安装与支撑牢固可靠，不得有任何松动。③混凝土原则采用机械拌和，砼拌制成熟后方能出机，及时运达浇筑地点，运输中不应有分离、漏浆和严重泌水情况。④混凝土浇注前应详细检查仓外模板、钢筋、预埋件、永久施工缝和基础面是否符合设计与规范要求，经验收合格后方能浇注。⑤混凝土应按顺序和方向分层平仓浇注振捣密实，不得有气泡蜂窝，切实做到内实外美。砼浇筑必须并保持连续性，如因故中止或混凝土施工已超过允许间歇时间，待复工时必须按工作缝（面）处理后方能进行下步工作。⑥各阶段混凝土浇筑完毕，待初凝后应及时进行养护，养护时间不得少于10天，大体积混凝土必须按相关施工规范预留温度缝并对缝进行处理。⑦本工程应按《水工混凝土施工规范》（SL677-2014）的有关规定进行混凝土表面保护。⑧未尽事宜应严格按照《混凝土结构工程施工及验收规范》（

GB50204-2015）施工。（四）砌体工程新建贴坡排水棱体，混凝土预制块可在现场预制，5～8t自卸汽车运输至坝脚。砌筑过程施工严格遵守《砌体工程施工质量验收规范》（GB50203-2011）规定，采用平缝砌筑法人工砌筑，砌筑时将砌体宽面和坡面竖向垂直，与横向平行。施工时应挂线进行砌筑，自下而上，力求紧靠密实，表面平整。（五）复合土工膜施工（1）材料准备复合土工膜必须符合国家的标准规范《土工合成材料非织造复合土工膜》（GB/T17642-2008)要求。复合土工膜材料的购买必须是信誉良好厂家的产品，并要具有国家认证的权威单位的检测报告，必须具有出厂合格证；性能及特征指标和使用说明书，并委托第三方对产品进行检测，合格后方可使用。在选择复合土工膜宽度时应在满足厚度要求的前提下使膜接缝最少。运至现场的土工膜应在当日用完。（2）现场准备基底准备：检查并确认基础支撑层已具备铺设复合土工膜的条件。基面应干燥（含水率应控制在15%以下）压实（密实均匀，压实系数≥0.95）。表面平整、无裂痕、无泥泞、无洼陷、坡度均匀一致，铺膜内的平直度应平缓变化，阴阳角处圆滑。铺设前准备工作：①下料分析，合理裁剪；②检查复合土工膜的外观，记录并修补损伤、孔洞等缺陷；③做实验段，确定焊接温度，速度等施工工艺参数；④在铺膜前用小型夯实设备完成坡面夯实。技术及人员准备：施工前应对图纸审核，了解本工程施工图中的技术要求，并根据施工方案或技术措施，做好上岗前培训和技术交底。临水、临电接入准备：现场用电主要为照明、土工膜焊接用电，结合本工程的实际情况，临水采用洒水车考虑、临电采用发电机考虑。（3）土工膜的施工工艺流程运膜—展膜—裁膜—试铺土工膜—试焊土工膜—焊件检验—焊接土工膜—取样检验—瞄锢—检查验收（4）土工膜的施工方案1）支护层的铺设坡面开挖及坝基土表层夯实完成后，采用人工检除大粒径块石，硬质土块及硬质杂物和有机质植物等，铺设0.15m后的粗砂垫层，采用小型碾压设备碾压平整，边角和局部机械不能碾压的用人工平整或者小型机械碾压整平，使其符合铺膜前的设计要求。2）土工膜铺设复合土工膜的铺设为了施工方便，保证拼接质量，复合土工膜应尽量采用宽幅，减少现场拼接量，施工前应根据复合土工膜幅宽、现场长度需要，在专用场地剪裁，并拼接成符合要求尺寸的块体，卷在钢管上，人工搬运到工作面铺设。铺设采用自上而下（复合土工膜长幅平行于坝轴线）铺设，水平方向上由坡脚向外端铺设；铺设时复合土工膜两侧放置人行木板，并注意张驰适度，要求复合土工膜与垫层结合面务必吻合平整，避免人为和施工机械的损伤。施工人员均应穿平底布鞋或软胶底鞋进行铺设，严禁穿钉鞋以防踩坏土工膜，复合土工膜铺设要与保护层铺设相协调，做到随铺随压。（5）土工膜铺设的技术要求1）技术要求①按先上后下、先边坡，后槽底的顺序分区分块的进行人工铺设。②铺设时膜应适当放松，应预留3%～5%的富余度。做成突起的波浪形松弛方式。以适应气温变化及基础的沉陷。并僻免人为硬折合损伤。③坡面上复合土工膜的铺设，接缝排列方向应平行或垂直最大坡度线且应按由上而下的顺序铺设。坡面弯曲处应使膜和接缝连接。两侧挡水墙同槽底一次铺设完成。④复合土工膜应自然松弛与支持层贴实，不宜折皱悬空。⑤按需要尺寸裁剪拼接，两幅连接处要平整无褶皱。⑥复合土工膜应边铺边压，以防止风吹起。未覆盖保护层前应在膜的边角处每隔2～5m放一个20～40kg重的沙袋。⑦为保证施工方便和拼接质量，复合土工膜应尽量采用宽幅，减少现场拼接量，根据需要在单位内裁剪。⑧铺设土工膜时应在室外气温5℃以上，风力4级以下无雨雪天气时铺设。若遇雨雪天气应停止施工且对已铺的复合土工膜用彩条布或塑料布遮盖。2）铺设过程中应随时检查膜的外观有无破损、麻点、孔眼等缺陷。3）发现膜后有缺陷或损伤，应及时用新鲜母材修补。补疤每边应超过破损部位10～20cm。（6）复合土工膜的焊接焊接技术要求如下：1）焊接前用干净的纱布或棉布擦拭或用吹风机吹焊缝搭接处，做到无水，无尘，无垢。土工膜平行对齐，适量搭接，宽度为10cm。2）焊膜机的行走速度一般为1.5～5m/s，，施焊温度180℃～200℃。3）复合土工膜与挡水强的连接采用粘结剂粘结（粘结剂由沥青乳胶涂料，水泥，水拌合而成），粘结完毕后，在水位线以上锚固。4）采用现场撕拉检验焊接好的试样，焊缝不被撕拉破坏，母材被撕裂认为合格。5）焊接完成后报检验收，验收前施工单位自检，承包单位进行抽检。（7）土工膜焊接的注意事项1）焊接处复合土工膜应熔接为一个整体，不得出现虚焊、漏焊或超量焊。2）出现虚焊、漏焊时必须切开焊缝。使用焊接机对切开损伤部位用大于破损直径一倍以上的母材焊接。3）焊接双缝宽度宜采用2mm×10mm。4）横向接缝错位尺寸≥500mm。5）T字型接头宜采用母材补痕，补痕尺寸为300mm×300mm。（8）土工膜检测及修补1）复合土工膜的检测①目测，对铺设的HDPE土工膜外观，焊接质量、T型焊接、基地杂物等进行细致的检查。②现场检漏法：双焊缝长采用充气法（充其长度30～60m）对焊缝进行检测。试验方法：将待测段两端就封死，插入气针，充气至0.25MPA，静观5min后观察真气表，如气压下降＜20%，表明不漏。③破坏实验：现场按每1000㎡取一组进行试验，其强度不低于母材的80%，且试样断裂不得在拉缝处，否则拉缝质量不合格。2）复合土工膜的修补检测完毕，应立即对检测时所作的充气打压穿孔全部用挤压焊接法补堵，对检测发现不合格的部位应及时用新鲜的母材修补，经再次检测合格后，立即缝合上层土工膜。（9）土工膜保护层铺设在复合土工膜铺设及焊接试验合格后，应及时铺设保护层，保护层的铺设速度应与铺膜的速度相匹配，保护层铺设过程中不得破坏已铺设完工的复合土工膜。保护层施工工作面不宜上重型机械和车辆，宜铺放木板用手推车，搬运土方材料，推平后人工压实。为更好的保护复合土工膜不受机械或其他人为因素而破坏，更结合实际情况，故膜上30cm厚的细砂、碎石垫层的压实采用平板振动器进行分层夯实。（六）上游坝坡护坡施工⑴预制块拆除、坝面清理由于水库运行多年，大坝上、下游坝坡已存在附着物和大量淤泥，坝面清理时，首先拆除原有预制砼六棱体，转运至两岸空地堆放，应尽可能清除坝坡腐殖土和淤泥，应露出原坝体土料，然后按设计要求回填碾压新的土料。⑵上游坝面护坡1）垫层施工上游坝坡清理后，护坡垫层材料采用粗砂垫层，采用胶轮车从临时堆料场运至工程位置，采用人工填筑，修整。平均厚度10cm。2）护坡铺设护坡采用C20砼正六边形砼预制块，厚10cm。砼预制场设在大坝左端场地内，用人工搬运上坝。铺设由专人负责，要求板面平整，缝口均匀一致，线条顺直，美观大方。（七）坝顶栏杆安装(1)柱的安装1）拉线安装，在柱座面上弹出柱身边线，在柱座侧面弹出柱身中心线，安装时柱顶石上的十字线应与柱中线重合。2）柱安装时，应将望柱榫头和地袱石的榫槽、榫窝清理干净，先在榫窝上抹一层水灰比为0.5素水泥砂浆，厚约10mm，再将望柱对准中心线砌上，如有竖向偏斜，可用铁片在灰缝边缘内垫平。3)安装柱时，应随时用线坠检查整个柱身的垂直，如有偏斜应拆除重砌，不得用敲击方法去纠正。(2)栏板安装1）安装望柱也应按规矩拉通线，按线安装，栏板安装前应在望柱和地楸石上弹出构件中心线及两侧边线，校核标高。栏板位置线放完后，按预先画好的栏板图进行安装。2）坐浆：栏板安装前将柱子和地楸上的榫槽、榫窝清理干净，刷一层水灰比为0.5的素水泥浆，随即安装，以保证栏板与望柱之间不留缝隙。3）搬运：栏板搬运时必须使每条绳子同时受力，并仔细校核料的受力位置后慢慢就位,将挑出部位放于临时支撑上。4）就位：栏杆构件按榫、窝、槽就位。5）凋整：当栏板安装就位后仔细与控制线进行校核，若有位移，应点撬归位，将构件调整至正确位置。6）勾缝：如料间的缝隙较大，可在接缝处勾抹大理石胶，大理石胶的颜色应根据石材的颜色进行调整，采用白水泥进行颜色可达到最佳效果;如缝子很细，应勾抹油灰或石音，若设计有说明则按设计说明勾缝。灰缝应与石构件勾平，不得勾成凹缝。灰缝应直顺、严实、光洁。7）安装完毕后，局部如有凸起不平，可进行凿打或剁斧，将石面“洗”平。（八）管理房坡屋面施工(1)放线：混凝土屋面应先找平，然后按以下步骤放线：首先，确定屋顶轮廓。在屋脊弹出中分线，尽量使屋面对称或使两部分平行。再在屋檐往上与屋檐平行弹出第一条平行线，以确定屋檐第一层屋面瓦的位置，从而保证屋檐挑出50mm~70mm。然后，弹出与第一条水平线垂直、距山檐位置由瓦形而定的两条铺屋面瓦横向起、止线段。最后，确定横向及纵向铺贴屋面瓦数量。横向有效线段的长度除以屋面瓦遮盖宽度的数值为横向铺贴屋面瓦的数量。可充分利用搭接边筋允许3mm左右的调节位置，将屋面瓦调节成整片数，如调节不成整片数，可将屋面瓦调节到中拱位置，便于切割加工。纵向铺贴屋面瓦数量的确定，应首先根据屋顶坡度及瓦形结构确定屋面瓦有效遮盖长度，再由有效遮盖长度除以屋面铺贴屋面瓦的纵向长度，其值为纵向铺贴屋面瓦的数量，最后在保证不小于有效搭接长度的前提下，将瓦片数量调节为整数片。(2)安装挂瓦条安装挂瓦条前应先确定排水沟位置，排水沟的宽度应根据集水区面积大小和所设计坡度及降雨量等确定。确定排水沟宽度后，画出排水沟中心线，以中心线为准，按宽度要求钉2根顺水条。钉挂瓦条时应选其最佳直角为上棱，并按画线位置钉牢，挂瓦条横向对缝接口处应交错排列，并保证其上棱为一直线。(3)屋面瓦安装因屋檐挑出50mm~75mm，屋檐第一层屋面瓦放在屋面上会出现低垂现象。在安装屋檐第一层屋面瓦时，用挂瓦条或水泥砂浆垫起，与其第二层以上屋面瓦保持在一个平面上。屋面横向两端以同样作法拉水平线，开始铺设屋檐第一层屋面瓦。第一层屋面瓦固定后在屋檐右下角自右向左(或自左向右)，自下而上按放好的线位置铺设屋面瓦。屋面瓦必须使用钢钉加固牢靠。每层屋面瓦纵向接合方式可以成直线，也可交错排列。为提高瓦屋面保温隔热性能，铺贴第一排屋面瓦时，屋檐挑出长度为50mm~75mm，固定檐口挂瓦条时，屋檐口留30mm位置，并用水泥砂浆封实，以防止鸟筑巢及时间长对挂瓦条腐蚀。山檐预留60mm宽窄缝为安装檐口瓦位置。(4)脊瓦安装：安装脊瓦应由封头脊瓦开始，脊瓦搭接铺至末端封头脊瓦。当使用圆脊瓦时，应将最后一脊瓦切割成适合安装的长度。使用锥脊时，山檐两端应分别选用大封头脊瓦和小封头脊瓦。斜脊瓦安装：斜脊瓦的安装应从斜脊封头开始，斜脊瓦自下而上安装，底部应卧浆饱满，搭