水库除险加固实施方案 17页

水库除险加固实施方案目录第一章综合说明3第一节工程概况3第二节水文气象5第三节水库工程特性表6第四节存在的问题及原因分析8一、水库枢纽目前存在的问题8二、原因分析9第五节除险加固的必要性11第二章水库除险加固设计12第一节除险加固原则12第二节大坝整治设计13一、坝顶整治设计13二、内坝坡整治设计：13三、外坝坡整治设计：14第三节溢洪道整治设计1517n一、溢洪道设计15二、交通桥设计15第四节大坝灌浆设计16第五节白蚁危害整治设计17第六节防汛公路整治设计18第七节管理房设计19第八节工程施工条件20第三章工程投资预算21第一节预算编制说明21一、工程简要说明21二、编制依据21第二节工程量及投资预算2317n第一章综合说明第一节工程概况八一水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的重点小（一）型水利枢纽工程。水库坝址位于广元市元坝区太公镇长岩村境内，距元坝城区67km，水库枢纽工程于1973年9月动工修建，由于各方面原因历经六年多时间于1979年12月竣工投入运行。大坝控制集雨面积6.2km2，总库容138.71万m3，正常库容99万m3，设计灌溉面积5600亩，主要受益张家乡的回龙村、洞坪村、雷音村、刘庄村，太公镇的双庙村、长岩村及虎跳镇的三公村、毗鹿村，实际有效灌溉面积5200亩。水库枢纽由大坝，涵卧管及溢洪道三大主体建筑组成，另有主灌渠9.8km，其中左干渠长5.6km，右干渠长4.2km。水库枢纽属四等工程，枢纽主要建筑物为4级，次要建筑物为5级。水库大坝为均质土坝，坝顶高程741.819m，最大坝高17m，坝顶轴长155.52m，坝顶宽为3.0m，坝底厚度170.18m。输水涵管为（宽×高）1.0×1.2m，设计最大过流量0.51m3/s，放水卧管为1.0×1.0m，设有φ0.25m的放水孔14个分布在不同高程上。溢洪道位于大坝右坝肩，为开敞式正堰溢洪道，进口形式为喇叭口形状，堰顶高程为737.699m，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为500年一遇，最大下泄流量181.21m317n/s，溢洪道堰顶净宽20.8m，其余段净宽15m，溢洪道全长223.6m，尾端采用消力池消能。灌溉主干渠长9.8km，其中左干渠长5.6km，支渠长8.31km，右干渠长4.2km，支渠长7.6km，渠道设计放水流量0.51m3/s。第二节水文气象八一水库地处亚热带湿润性季风气候区，气候温暖湿润，雨量充沛，四季分明，春季温暖，风高物燥；夏季炎热，雨水集中，夏旱突出；秋季潮湿，细雨绵绵，常有洪涝；冬季寒冷，严寒期短，少雨干旱。境内多年平均日照时间1389.1h，多年平均气温15.1℃，最热七月份为24.3℃，最冷一月份为4.2℃，全年无霜期长，无霜期236d，年降水量为1200mm，多年平均径流深为668mm，多年平均径流量为414万m3，常年多北风，年最大风速为27m/s。库区属四川盆地西北部丘陵区，海拔高度700-800m，地貌明显受岩性及构造控制，区内以构造剥蚀地貌为主，地势起伏，比降明显。地势自西南向东北倾斜，冲谷坳沟多，地形较完整，多坡地。第三节水库工程特性表工程特性表17n表一序号指标名称原设计标准加固标准备注单位数量单位数量一水文1水库集雨面积km26.22外引集雨面积km203干流长度km1.654干流平均坡降‰16.36二防洪标准1设计%22校核%0.2三水位1校核m740.3492设计m739.7993正常m737.6994死水m725.519四大坝1坝型均质土坝2最大坝高m173坝顶高程m741.8194坝顶轴长m155.525坝顶宽m3m56坝底宽m170.18m186.20工程特性表续表一17n序号指标名称原设计标准加固标准备注单位数量单位数量五溢洪道1形式正堰开敞式2堰顶高程m737.6993溢洪道宽m154溢洪道长度m249m223.65最大下泄流量m3/s6.66尾端消能形式消力池消能挑流消能六输水涵卧管(一)穿坝底涵1断面尺寸m×m1.0×1.22放水流速m3/s0.51(二)放水卧管1断面尺寸m×m1.0×1.02放水孔尺寸mφ0.253放水孔底板高程m725.5194放水流速m3/s0.51七灌溉渠1左主干渠km5.62右主干渠km4.23干渠最大过流量m3/s0.514总支渠km15.9117n第四节存在的问题及原因分析一、水库枢纽目前存在的问题1、坝体单薄,不满足稳定要求,尤其是上游坝坡已分别于1995年7月及1999年6月两次出现大面积内滑坡，由于未进行彻底整治，大坝内坡于2000年6月再次出现内滑坡，坝顶裂缝长达78m，缝宽最大达8cm。2、溢洪道下游消力池已被严重冲毁，并且下游冲坑逐年向下游坝脚靠近，对大坝的安全带来严重危害。3、大坝左坝肩存在绕坝渗透现象，渗漏最终溢出点在下游坝坡729-731m范围内，高水位时渗漏量增大，经八一水库管理站勘测在正常蓄水位时，年渗漏量为34164m3，日渗流量为93.6m3。4、大坝左、右坝肩存在白蚁危害，周山50m内有白蚁群体生存，对大坝安存在隐患威胁。5、无专用防汛公路，唯一进库机耕道为当年建库时修建的临时运输材料所用，路面很窄，且为泥质路面，雨天无法行车，不利于防洪抢险。6、管理设施落后，工程现有管理房为土墙结构，均是当年兴建水库时的工地指挥部，距今已30年左右，经长期日晒雨淋，已成危房，不利于管理站职工正常工作和生活。17n二、原因分析1、由于历史原因，该大坝工程建设期间，缺乏专业的技术人员，工程未能按正规的基本建设程序进行，对筑坝土料性质认识不够，造成坝体土料填筑及不科学，施工质量控制不严，再加之工程建成运行期间的管理未能跟上，放水控制不好等原因，当水库水位急剧下降时，大坝浸润线不能及时下降，造成大坝内坡出现多次滑坡。2、当初只注重大坝主体工程的施工建设，而忽略了溢洪道配套工程的建设，对溢洪道下游消能设施，采取利用河道天然槽底进行防冲消能，现原河床消力池已被洪水冲得面目全非，冲坑向上游坝脚逐年延伸。3、八一水库设计建设时无地质资料，也没进行现场地质勘探，对左、右岸岩体的性质不明确，加之建设时在坝体和左、右岸岩基的接触处理上清基不彻底，水库建成后发现左岸岩体较破碎，透水性较强，左坝肩出现绕坝渗漏及渗透，高水位持续时间越长，渗漏量越大。4、管理设施落后，管理体制不顺，管理人员缺乏必要的业务素质。在八十年代我区的小型水库管理站由乡、镇政府直接管理，管理站的职责就是蓄水和放水，对工程管理根本不懂，大坝内外坡杂草丛生，人畜任意进入坝坡，坝坡冲沟，垮蹋严重，枯枝烂叶朽土使白蚁有了生存之机，附近林坡地也是白蚁之窝，长年累月白蚁形成建巢危害。17n5、元坝区是农业贫困县，本地财政相当困难，工程建设全靠无偿争取国家项目资金，而且在项目的建设上重建设轻管理，工程只要能蓄水放水，不影响农田灌溉就行，对工程的配套完善不重视，造成水库长年无专用防汛抢险公路，管理房破陋，至今没有资金来源进行维修改善。第五节除险加固的必要性八一水库下游两岸有许多农田，土地肥沃，村庄林立，下游距坝址5km处有虎跳镇，在可能受到水库洪水威胁范围内有中学1处，小学3处，水库保护下游人口3.42万人，保护农田6.84万亩，还保护太（太公镇）--虎（虎跳镇）公路，虎跳110kv变电站及变压线路，镇一些厂矿企业。水库的蓄洪滞洪作用，对于保护水库下游两岸农田和人民生命财产安全起到了至关重要的作用。由于大坝出现多次内滑坡、坝体渗漏严重、溢洪道存在安全隐患、坝体白蚁危害、无专用防汛抢险公路及管理设施滞后，这些都时刻威胁着水库下游人民的生命和财产安全，同时也使水库无法充分发挥其综合性利用效益，所以对水库进行除险加固迫在眉睫。17n第二章水库除险加固设计第一节除险加固原则八一水库涉及元坝区三个乡镇八个行政村，是库区群众生活用水和农田灌溉用水的主要水源，八一水库的蓄水、保水就显得非常重要。因此，本次水库除险加固设计必须遵循以下原则：1、水库洪水必须满足设计50年一遇，校核500年一遇；2、对大坝上游坡实行削坡减载换填土料，拓宽原坝顶3m至5m，加固上游堆石体，确保坝坡稳定；3、在溢洪道下游兴建挑流坎，保证溢洪道的安全运行及保护大坝下游坝脚的稳定；4、对大坝左坝肩渗漏采用帷幕灌浆进行整治，确保大坝安全蓄水；5、及时清除坝体及周边地区的白蚁穴，加强对水库白蚁的预防管理；6、维修改造进场防汛抢险公路，修建必要的水库管理设施。第二节大坝整治设计一、坝顶整治设计八一水库大坝顶高程741.819m17n，根据规范要求该水库正常运行和非常运行洪水标准为50年一遇设计，500年一遇校核，均能满足规范要求。大坝顶宽3.0m，考虑坝区交通及美观问题，拓宽坝顶至5.0m，坝顶路面采用20cm厚C20砼路面，下为30cm厚砂砾石垫层，坝顶公路两端设60cm高条石栏杆，栏杆底部设M7.5浆砌条石基础，详见大坝整治横断面图。二、内坝坡整治设计：由于上游坝坡已出现多次滑坡现象，故采用对滑坡体进行全部挖出，具体为以大坝顶裂缝处分别采用1：0.6、1：1.5、1：2.5及1：8.0的坡比对原滑坡体部分进行削坡至上游堆石体顶面高程725.519m，并应保证全部清除滑坡体，为确保新旧土料的良好接触，清除采用阶梯状，阶高不小于50cm，台宽为不小于30cm为宜。然后采用50cm厚砂砾石料作为反滤料垫层，最后采用硬岩石渣料对坝坡进行回填压实。在高程736.5m处设一宽2m的马道，马道以上坝坡比为1：3.0，马道以下坝坡比为1：3.5。对坝前原堆石体采用抛填块石护脚，抛石体上部宽度20m，边坡1：1.5，抛石体顶部控制高程729.519m。对上游坝坡表面进行防护处理，马道以上采用8cm厚C20砼预制块护面，下部采用50cm厚砂砾石垫层作反滤料；马道以下采用30cm厚干砌块石护面。护坡框格采用M7.5砌石棱形或矩形结构,三、外坝坡整治设计：17n对外坝坡坝肩两侧设顺坡向排水沟,同时以防人畜肆意进入坝坡内，在马道上沿坝轴线设一纵向排水沟，排水沟坡比为3‰，排水沟为M7.5砌石矩形结构，宽×深=0.4×0.4m。对外坝坡堆石体以上部分进行草皮绿化护坡，以防雨水冲涮。第三节溢洪道整治设计一、溢洪道设计根据水文计算溢洪道最大泄洪能力应为Qmax=181.21m3/s，溢洪道水深Hmax=2.65m，堰顶宽度B=20.8m，溢洪道堰顶高程：737.699m。溢洪道由进水口、开敞式正堰宽顶堰、跌坎、弯道段、后段挑流坎及交通桥组成。对溢洪道边墙及底板水毁段进行彻底浆砌整治，同时对尾端消能设施进行整治设计。消能段共长21.4m，底宽15m，坡度为1∶2.0，底板采用C20砼，厚度80cm，边墙采用M7.5砌条石，基础超挖部分采用M5.0砌块石回填。挑流鼻坎采用C20砼砌筑，挑射角为25º，下部采用M7.5浆砌石防冲齿墙护脚，详见溢洪整治横断面设计图。二、交通桥设计原溢洪道设计有一简易人行桥，但由于进库防汛公路必须穿溢洪道而过，故本次设计在溢洪道跌坎末端设置一交通桥，跨度为15m，设计失跨比为1/6，采用M10砌拱石，拱桥半径为12.5m，拱石厚0.7m，桥宽4.0m，桥面总长21.8m，桥面采用20cm17n厚C20砼浇筑，两端桥台采用M7.5砌条石，拱腹内采用砂砾石料回填。交通桥最大净空高4.2m，设计车荷载6t。第四节大坝灌浆设计根据大坝渗漏特征，本次帷幕灌浆仅设在左坝肩39m段，沿坝轴线设置一排孔，共31个(详见大坝灌浆孔布置图)，孔距1.5m，最深灌浆孔底部高程为718.5m，平均灌深为12.1m(详见大坝灌浆设计图)。采用XJ-100型钻机回转钻孔，15/10型砂浆机灌浆，灌浆采用循环式灌浆，帷幕灌浆从上而下分段灌注，段长不超过5m，灌浆压力根据试验确定为1.5倍水头，也可根据灌浆施工现场试验确定。灌浆采用3序孔施工顺序，1序孔距为6.0m，2序孔距为3.0m，3序孔距为1.5m，钻孔灌浆总进尺为375.7m。灌浆材料采用纯水泥浆，水灰比控制在10：1，6：1，至0.8:1，先稀后浓的原则，具体根据现场灌浆试验确定。灌浆结束后，经28天待凝，再作压水检查，在基岩压水时，单位吸水量要求小于或等于0.05升/分·米·米，为防渗质量合格。第五节白蚁危害整治设计对八一水库白蚁防治应采取综合治理，以达到消除蚁患目的。17n1、开沟截路取巢：根据蚁害迹象，在迎水坡及背水坡各开一条1.5×1.5m（宽×深）的顺沟，在土坝两端与山丘连接处，各开一条1.5×1.5m（宽×深）的横沟，通过开沟，截断蚁道。继而通过分析判断选出主蚁道，追挖主巢，取出巢体，填实巢穴。2、表层药剂处理：在迎水坡与背水坡所开顺沟之间的土坝表面，面积约7500㎡，同时打孔650个，孔距1m，呈梅花状布置，深0.3-0.5m，对每个孔作灌蚁药处理，直至饱和。3、施放毒饵诱杀包：对所开顺沟和坝两端的横沟，采用毒土隔墙处理，，以堵断穿坝蚁道的形成，同时对土坝两端的林地，山丘施放白蚁诱杀包，以达到灭杀白蚁，防止蔓延危害。第六节防汛公路整治设计本次设计防汛进库公路，拟对原有2.6km进库机耕道进行加宽整治，同时新建2km防汛公路，公路路面宽设计为5.0m，按泥结石路面施工，路基利用原天然土层，其压实度不小于95%，结构底层采用20-30cm厚砂砾石垫层，表层采用10cm厚泥结碎石，路面由中心向两侧做成2%坡度，以利于排水。公路两侧各设置一道排水沟，排水沟梯形结构，底宽30cm，顶宽60cm，沟深50cm，排水沟采用M7.5砌条石结构，详见防汛公路设计横断面图。17n第七节管理房设计兴建砖混结构管理房工程182.7㎡,详见管理房设计图。第八节工程施工条件八一水库工程地处亚热带气候区，温暖湿润，枯水期为10月至次年4月间，可进行施工。项目区位于元坝区太公镇，距元坝城区67公里，国道212线纵穿集镇，太（太公镇）-虎（虎跳镇）公路绕库而过，交通便利，工程所需原材料可在当地采购。水库有防汛公路连接集镇，原材料及施工设备可直接运抵施工地。主要工程包括土方工程、砼工程及浆砌石工程，用电负荷小，工程可采用水库管理站电源，用水抽取水库水源。第三章工程投资预算第一节预算编制说明一、工程简要说明八一水库除险工程包括大坝滑坡整治工程、溢洪道整治工程、大坝防渗灌浆工程、白蚁防治、维修防汛公路、兴建管理设施及相关工程。工程总投资350.17万元,其中建筑工程291.65万元,机电设备及安装工程22.00万元，临时工程15.09万元,其它费用21.43万元。17n二、编制依据本概算组成和编制规程执行《四川省水利水电建筑工程预算定额》（1997年）；水利部《最新水利水电工程概预算定额实施手册》上、中、下册（2002年）；《四川省重庆市水利水电工程设计概（估）算编制规定》；广元市建筑材料价格（2006）和元坝区物价局出具的《材料价格信息》及《八一水库初步设计报告》。该工程由三级以上水电施工企业施工，根据川水电水建[1998]5号取费标准，其它直接费取费率为：土方工程按基本直接费的1.5%计算、石方工程按基本直接费的2.0%计算、其它工程按基本直接费的2.5%计算，间接费取费率分别为：土方工程及其它工程为直接费的5%、石方工程为直接费的4%，计划利润为直接费与间接费之和的7%、税金为直接费、间接费与计划利润之和的3.22%。建设单位管理费按建安工程费用的2.0%计算，工程建设监理费按建安工程费用的1.50%计算，勘察设计费按建安工程费用的2.50%计算。三、基础单价1、人工工资：工长4.91元/工时，高级工4.56元/工时，中级工3.87元/工时，初级工2.11元/工时。2、主要材料：水泥320元/t，河沙30元/m3，卵石20元/m3。17n第二节工程量及投资预算八一水库除险加固工程需完成土石方开挖回填38496.32m3，砼3414.26m3，砌石20827.44m3，大坝帷幕灌浆375.7m，需水泥360.97t，需砂卵石4668.87m3，工程总投资350.17万元,其中建筑工程291.65万元,机电设备及安装工程22.00万元，临时工程15.09万元,其它费用21.43万元。17