毕业设计：湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计 128页

湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告1.综合说明1.1工程概况西湖水库是一座以防洪、灌溉为主兼有养殖等综合效益的小（I）型水利工程。坝址位于耒水流域蓼市河上游资兴市蓼江镇境内。西湖水库坝址位于资兴市蓼江镇大坪村，东经113°，北纬26°，属湘江水系耒水支流，集雨面积1.6km2。水库工程按30年一遇洪水设计，设计洪水位109.87m，300年一遇洪水校核，校核洪水位110.10m，水库正常蓄水位109.413m。西湖水库总库容为164.23万m3，正常库容138.22万m3。水库设计灌溉面积3000亩、有效灌溉面积2600亩、最大实灌面积2600亩，年灌溉供水量190×104m3；养鱼水面160亩，年产鱼48t。水库枢纽由主坝、副坝、高、低涵洞、溢洪道等组成，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。主坝为均质土坝，坝顶高程112.0m，最大坝高12.733m，坝顶轴线长58.5m，坝顶宽3.7m；副坝为粘土均质坝，坝顶高程111.60m，最大坝高8.33m，坝轴线长32m，坝顶宽4.7m；溢洪道为宽顶堰，堰顶高程为109.413m，一孔，堰顶宽度5m。主、副坝均有涵洞用来取水灌浆，涵洞为圆涵，直径为0.35。枢纽建筑物的主要特征见工程特性表。1.2水文及调洪演算西湖水库坝址位于资兴市蓼江镇大坪村，东经113°,北纬26°,属湘江水系耒水支流，集雨面积1.6km2，干流长2.05km，干流平均坡降19‰。本工程所处流域属山丘区，地处亚热带季风性湿润气候区，四季分明，雨量充沛，温热潮湿，夏热冬寒，春夏之间降雨集中。多年平均降雨量为1367.2mm，降水年内分配不均，3～8月占全年降水量的69.8％；多年平均气温16.8℃，极端最高气温38.7℃，7月份最热；极端最低气温-7.5℃；年平均相对湿度83.2％；多年平均蒸发量为1381.4mm；多年平均风速2.4m/s，最大风速22m/s（1985年2月8日）。根据调洪演算的基本原则和基本资料，利用调洪演算的基本方程，求得西湖水库调洪计算结果见表1.2.1。39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告西湖水库调洪演算成果表表1.2.1频率（%）洪峰流量（m3/s）坝前水位（m）最大泄量（m3/s）0.3322.5110.104.103.3314.5109.872.25512.9109.841.98原设计水位109.98m，校核水位110.23m，比本次计算值略高，以本次复核计算结果为设计依据。1.3工程地质1.3.1区域地质概况工程区地貌属于白垩系红层（砂砾岩）遭构造剥蚀而成的丘陵，地形特点表现为波状起伏的浑圆状低丘岗地；沟谷多为较开阔、平坦的“U”型田垄宽谷，水系较发育，但植被较差。区内出露地层主要为白垩系下统(K1)紫红色中厚层状砂砾岩；其次为第四系残坡积（Qedl）含碎石砂质粘土和坡洪积（Qdpl）灰黄色含砾砂壤土。区域构造处于新华夏系第Ⅱ沉降带的东缘、茶陵——永兴红层盆地的SE翼，构造走向呈N20°～30°E方向。工程区附近无区域性断裂通过，岩层呈单斜状产出，岩层产状N20°～30°E.NW∠6°～12°。物理地质现象主要为岩石风化强烈和沿砂砾岩层面产生中等溶蚀，岩溶形态为溶蚀小坑和深0.3～0.5m、宽0.1～0.3m的小溶沟。1.3.2大坝及主要附属建筑物的地质概况（1）主坝坝基工程地质：坝基河谷宽约28.0m，112.0m坝顶高程谷宽约58.0m；左、右岸山坡坝基开挖坡角分别为32°、51°，左岸坡脚溪沟流向S75°E。无深槽、古河道及埋藏谷等，地形完整。高程100.0m以下沟谷底部坝基持力层为第③层，坡洪积（Qdpl）紫红色砾质砂壤土，稍湿至湿，可塑，厚0.5～1.7m；两岸山坡107.0m高程以上至坝顶区间，坝基持力层为第④层，残坡积（Qedl）紫红色含碎石砂质粘土，稍湿，硬塑，厚0.5～2.0m；两岸山坡高程100.0～107.0m区间坝基持力层为第⑤层，岩性为白垩系下统（K1）紫红色中厚层状砂砾岩，岩体表部强风化厚5.4～9.6m。39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告（2）副坝坝基工程地质：副坝位于主坝右坝肩山包SE侧的垭口处。坝基持力层为第④层残坡积（Qedl）紫红色含碎石砂质粘土，土层稍湿，硬塑，厚1.5～2.0m；下伏白垩系下统（K1）紫红色中厚层状砂砾岩，岩体强风化，（3）溢洪道工程地质：溢洪道沿线自上而下地层结构为：①残坡积（Qedl）紫红色含碎石砂质粘土，土层稍湿，硬塑，厚1.5～2.0m；②白垩系下统（K1）紫红色中厚层状砂砾岩，岩层产状为N30°E.NW∠12°，走向与轴线直交，岩层单斜状倾向上游。未发现断层切割，岩体强风化厚约5.0m。（4）输水涵管工程地质：输水涵管埋置于沟谷左岸大坝建基面附近，受大坝填筑土自重作用及坝基土层不均匀沉陷变形影响，砂浆老化、脱落，导致涵管多处出现裂缝和变形。右岸山头标高120.0m，山坡坡角15°～40°，隧洞出口部位山坡呈陡崖。沿线地层岩性为：地表残坡积含碎石砂质粘土，厚0.5～3.0m，下伏白垩系下统（K1）紫红色中厚层状砂砾岩，区内未发现断层切割，岩层呈单斜状，产状为N20°～30°E.NW∠6°～10°。1.3.3主要工程地质问题评价（1）由于坝基清基不彻底，残留具中等透水性的透水土层、下伏砂砾岩沿层面溶蚀；对坝基渗透层未作防渗处理，坝基工程隐患主要为坝基渗漏。（2）由于坝填土主要为砾质砂质粘土，具中等至弱透水性。坝体主要险情隐患为坝坡散浸。（3）输水涵管多处裂缝，库水沿裂缝产生渗透，淘刷坝体，严重影响大坝安全。（4）由于水库运行多年溢洪道底板冲刷毁坏严重，下游农田冲刷、压覆淤积。且无消力池，，若不及时修复，一旦泄洪，可能冲毁溢洪道护坡，洪水危及大坝安全。1.3.4天然及人工建筑材料（1）粘土料：粘土料产地为大坪村江边组产地，为Ⅰ级冲积堆积阶地。产地面积0.007km2。地表无用根系土层平均厚0.5m，无用层体积0.35×104m3；有用层为粉质粘土，稍湿，硬塑，土层平均厚5.0m，有用层储量约3.5×104m339n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告，土的储量、质量满足设计要求。有简易公路通坝址，开采运输较方便，但产地为旱土、菜地。（2）砂砾石料、块石料：工程除险加固所需的砂砾石料、块石料需外购。砂砾石到香花乡程江口砂砾石供应场购买，质量、供给量满足设计要求，运距25.0km，有公路通坝址，运输方便。块石料到七里镇大树村灰岩采石场购买，岩石坚硬，储量丰富，有公路通坝址，开采运输方便，运距23.0km。1.3.5抗震评价地质调查未发现新构造运动痕迹。根据1/400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期0.35s。相应的地震基本烈度为Ⅵ度，工程区属相对稳定地块。1.4工程除险加固1.4.1工程任务及规程西湖水库是一座以防洪、灌溉为主兼有养殖等综合效益的小（I）型水利工程。坝址控制流域面积1.6km2，校核洪水位110.10m，设计正常蓄水位109.41m，总库容164.23×104m3，正常库容138.22×104m3。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）和《防洪标准》（GB50201-94）规定，西湖水库为小（Ⅰ）水库，枢纽属Ⅳ等工程，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。其设计洪水标准采用30年一遇，校核洪水标准为300年一遇，溢洪道消能防冲标准为30年一遇。1.4.2除险加固设计根据2009年4月由湖南省郴州水利局编制的郴州市市资兴市西湖水库安全鉴定报告书及工程现状，对本工程存在的问题和安全隐患进行加固设计，经过方案比较选定以下的加固措施：（1）主坝：针对主坝存在的渗漏散浸、坝坡稳定不够等问题：①对大坝坝基、坝肩及大坝坝身进行防渗处理；②对大坝上、下游坝坡采用培厚加高处理，以满足上、下游坝坡抗滑稳定要求；③对大坝上、下游坝面护坡进行整修改造；39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告④增设大坝下游导渗竖井，以降低坝身浸润线。（2）副坝：针对副坝存在的迎水坝坡浪蚀较严重，坡面坑洼不平问题：①对副坝上、下游坝面护坡进行整修改造（3）溢洪道：针对溢洪道侧墙及底板破损，泄槽未衬砌，出口无消力池等问题：①整修溢洪道、泄槽、重建消力池；（4）输水涵管：针对高、低涵放水设施卧管、涵管断裂，渗漏严重等问题：①对主坝输水涵进行封堵处理，新建取水隧洞。②对副坝新建卧管。（5）大坝监测系统增设主、副坝位移及渗流观测设施。（6）上坝公路改造上坝公路、增设通讯设施，以满足防汛要求。1.4.2.1主坝加固处理1）坝体、坝肩及坝基防渗处理：采用坝体、坝肩冲抓套井回填及坝基帷幕灌浆进行防渗处理。冲抓套井回填孔布置于坝顶轴线上，设计为单排孔，孔距0.78m，孔深至坝基以下1.0m，下与帷幕灌浆孔相连，冲抓套井回填与帷幕灌浆搭接长度1.0m。帷幕灌浆施工与高喷灌浆施工结合进行。帷幕灌浆孔布置在冲抓套井回填轴线上，设置单排孔，孔距2.0m，钻孔深至基岩相对隔水层以下3～5m。为了使帷幕线形成防渗封闭圈，需向两岸延伸至正常蓄水位与地下水位线衔接处，根据大坝水文地质横剖面图，左岸防渗帷幕需向左侧延伸17m，右岸防渗帷幕需向右侧延伸26.5m。2）坝坡处理对上、下游坝坡进行坝坡修整处理，修整后的上游坡自上而下为1：2.8、1：2.8，下游边坡自上而下为1：2.2、1：2.6。主坝坝体上游坡采用C15砼预制块护坡，厚度100mm,并设孔径50mm的PVC排水管，孔距、排距均为3m39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告，呈梅花型布置。主坝护坡从102.00高程护至坝顶112.0，采用砼基座，基座深1.5m，底宽为1m。砼护坡沿坝轴线方向每15m设伸缩缝。坝体下游坡采用草皮护坡，从排水棱体顶部护至坝顶，同时在下游坝坡增设纵横排水沟及踏步。3）导渗竖井新建主坝下游坝坡拆除原排水棱体新建导渗井。导渗竖井，直径1.1m，顶部高程为103.6m，底部高程为97.10，导渗竖井布置长度为41.6米，井距3米，下游设两道导渗沟与导渗井相连，导渗沟深2米将水引入导渗明沟内。1.4.2.2副坝加固处理副坝坝体上游坡采用C15砼预制块护坡，厚度100mm,并设孔径50mm的PVC排水管，孔距、排距均为3m，呈梅花型布置。副坝上游护坡从105.0高程护至坝顶111.6，采用砼基座，基座深1.5m，底宽为1m。砼护坡沿坝轴线方向每15m设伸缩缝。坝体下游坡采用草皮护坡，从排水棱体顶部护至坝顶，同时在下游坝坡增设纵横排水沟及踏步。1.4.2.3溢洪道加固处理溢洪道位于副坝左端，为正槽开敞式宽顶堰，堰顶高程为109.413m，宽5m，两侧墙为浆砌石，底板为现浇0.1m厚砼。无消力池。针对现存在的问题对溢洪道进行除险加固处理，其主要内容包括：溢洪道侧墙拆除重建；泄槽底板拆除重建；新建出口消力池。拆除原底板重新护砌：凿除原溢洪道浆砌石底板，再重新铺设400mm厚C20钢筋砼保护层，每隔10m分一道伸缩缝，分缝设止水。底板设纵、横向排水盲沟排水。侧墙拆除重建：拆除原浆砌石侧墙，重新修建，C20混凝土侧墙高2.4~1.1m，顶宽0.5m，侧墙挡土侧坡比1：0.45，侧墙分缝间距同底板。侧墙设孔径50mm的PVC排水管，排水孔孔距2.0m，梅花形布置。新建消力池：原设计无消力池，本次设计新建消力池。消力池采用等宽矩形断面下挖式消力池，根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）计算后，设计消力池池长10m，池深1.2m，消力池底板厚度500mm，底板设孔径50mm的PVC排水管，排水孔孔距2.0m，梅花形布置。1.4.2.4主坝输水低涵加固处理根据本工程实际情况，废除原放水低涵，采用C15砼封堵，在主坝右岸新建取水隧洞。39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告根据地形及地质条件，新建隧洞布置于主坝右侧，隧洞总长度为89.95米。隧洞进口采用塔式进水口取水，进水口闸门孔口尺寸为0.5*0.5米，底板高程为100.07米，进水口设工作闸门和检修闸门各一道，在104.07高程平台上建启闭排架，启闭平台高程为111.0，同时设宽1.5米，长8.5米的工作桥与交通道相连。闸门后设渐变段与隧洞衬砌相连接。隧洞洞身采用城门洞形断面，为便于施工，隧洞孔口尺寸为1.2*1.8（宽*高），隧洞采用全断面钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度为250mm,隧洞衬砌长度为83.95米。隧洞出口高程为99.6米，出口接消力池，消力池斜坡段长度为1.4米，坡比为1:2，消力池长度为8米，池底高程为98.9米，深度为1.0米，消力池下游接新建渠道。1.4.2.5副坝输水高涵加固处理在原高涵的右边新建斜卧管取水，斜卧管进水口顺坡布置，坡度为1:3，水平长度为28.45米，斜卧管设计有17个进水孔，进水孔高差为0.4米，高程从111.4米至104.95米；卧管末端设有消力池，以便于斜卧管出水消能，池底高程为103.2米，深度为0.5米，池长为4.15米，卧管壁厚300mm。1.4.2.6观测设施改造本工程的安全监测主要针对大坝、溢洪道等建筑物，进行水平位移和垂直位移、渗流量等观测项目，并进行水位、降雨、气温等观测，对工程的运行状况进行全面监测和分析，确保安全运行，并为工程鉴定提供可靠数据和资料。监测系统主要包括以下几个部分：1)大坝水平位移观测；2)大坝垂直位移观测；3)降雨量和气温观测；4)土坝渗压观测。大坝安全监测系统包括渗压观测，水平位移和垂直位移观测、渗漏观测。同时建立了水平位移和垂直的人工观测系统。①水平位移观测：主、副坝两侧山坡上各建一个稳定基点，主坝坝顶设置3个测点，副坝坝顶设置2个测点；②垂直位移观测：利用水平位移观测的基点和测点进行垂直位移观测；③39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告土坝渗压观测：主坝设3个观测断面，副坝设2个观测断面。主、副坝坝肩设测压管以观测绕坝渗流；渗流压力选用测压管，管内设扬压力计观测。1.4.2.7防汛公路改造现有公路标准很低，防汛公路为单行道泥土路面，路口狭窄，无排水沟，路面坑洼，晴通雨阻。为方便进库的防汛交通和进厂交通，需对现有公路进行改善和扩建，新建2km防汛公路。1.5水土保持和环境保护设计1.5.1水土保持设计（1）施工中造成的水土流失预测本项目属于改建项目，项目区新增水土流失主要发生在项目建设过程中，除险加固施工完成后，生产运行过程中不需扰动地面，不会新增水土流失。本项目水土流失预测时段考虑按项目各分区工程施工期（含施工准备期）和施工结束后自然恢复期，时间按二年考虑。本工程扰动地面主要发生在主体工程区、料场、弃渣场、施工临建区（包括加工厂、仓库、施工生产生活区等）、施工临时道路等地方。根据实地调查及量算，本工程扰动地表面积共1.69hm2，损坏水土保持设施面积不含原有建设用地，面积为0.94hm2。水土保持防治方案根据本工程不同区域可能造成水土流失的特点，确定本工程水土流失防治分区为主体工程区、弃渣场、料场、施工临建区、施工道路区5个一级分区。a.主体工程区西湖水库工程加固设计建筑物项目主要有大坝、溢洪道等建筑物。在主体工程设计时对溢洪道护砌、大坝采取护坡，这些措施使施工中的裸露表面得到了防护,有效地防止了水土流失，具有一定的水土保持功能,满足防治要求,投资计入主体工程,在水保设计时不重复考虑。本方案新增的水土保持措施为对主体工程区开挖及填筑边坡的防尘网临时覆盖,共需防尘网1600m2。b.弃渣区本工程规划弃渣场1处，布设在坝址左岸冲沟，总占地面积0.27hm2，占地类型为旱地，弃渣总量9332m3，平均堆渣高度3.5m。1）弃渣前修筑浆砌石重力式挡渣墙39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告2）根据渣场地形条件，弃渣场周边应修建排水设施，拦截坡面上方来水及引排周边集水。3）弃渣作业阶段，应对弃渣面分层压实。4）弃渣过程中应分层碾压，弃渣完成后应对弃渣面进行平整，对渣场进行改造。c.土料场区本工程需取土12600m3，为坡面取土方式，开采面积0.25hm2。取土前先将表土剥离,约1250m3堆放在挡渣坎内侧，待取土完毕后回填在开挖面上。料场开挖结束，料场周边应恢复植被，全面进行场地填凹平整、覆盖表层土，本方案规划土料场施工结束后恢复为旱土。d.施工临建区施工临建区占土地大多为农用地，开挖施工前应将占地表层0.3m厚的腐殖表土进行剥离，剥离的表土集中就近堆放。临时堆土场尽量不占用耕地，少量占压荒坡，严禁占用河道,在堆土周边采用袋装土垒砌防护及防尘网遮盖。临建设施内应根据用地布置情况布设土质排水沟（0.8m×0.5m×0.5m）及土质沉砂池（1.6m×3.2m×1m），施工结束后对迹地松土平整，复垦为旱地。e.施工临时道路区本工程施工临时道路占地0.06hm2，施工完成后进行拆除，按原土地利用情况进行恢复，防护措施主要是复垦旱土0.04hm2，路基坡面草皮护坡200m2。（3）投资概算菜枝坪水库除险加固水土保持总投资27.77万元，其中水土保持补偿费1.41万元。1.5.2环境保护设计本工程的建设有利于项目区社会、经济、生态环境协调发展，促进项目区资源的持续利用，促进项目区国民经济的可持续发展。该工程在施工期将对地表植被、水土流失多方面造成破坏和影响，运行期对外河水质可能会造成一些污染，对工作人员会产生一定的噪声影响，但这些不利影响都是局部的、暂时的，只要对这些局部的破坏和影响采取必要的防治措施，这些暂时的不利影响即可消除，局部的环境破坏即可得以恢复。从环境保护角度分析，工程建设可行。本次环境保护设计主要为水环保措施、施工噪声防治措施、39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告大气环境保护措施、施工区固体废弃物处理、人群健康保护措施等。工程施工时，环境保护措施先行。对生产、生活废水处理后达标排放，施工生产废碴按设计指定地堆放。工程加固后对水文、水质及上游植被、水土流失、交通、社会经济均不会产生不利影响。西湖水库除险加固环境保护总投资32.05万元。1.6金结根据西湖水库大坝安全鉴定报告及工程除险加固处理总体方案布置，本工程金属结构改造实施项目为取水隧洞进口检修门、工作门及相应启闭设备。根据水工布置，取水隧洞进口依次布置有检修门和工作门，两闸门拟采用相同的门页结构。检修门采用临时启闭设施静水操作；工作门采用螺杆启闭机动水启闭。该项目金属结构总工程量约3.5t，其中结构件（主要材料为Q235B）约3.0t，机械设备共1套，约为0.5t。为提高设备安全性、经济可靠性及延长设备的检修周期，设计中适当采用先进技术和新材料；所有闸门及埋件外露面均采用喷锌及涂料封闭防腐，所有埋件与水封接触面均贴焊不锈钢板。1.7工程管理（1）管理机构西湖水库管理机构为湖南省郴州资兴市西湖水库管理所，主管部门为资兴市水利局。按照《水利工程管理单位编制定员试行标准》（SLJ705-81）规定，西湖水库编制定员为五人，水库管理单位的机构仍为湖南省资兴市西湖水库管理所，直属资兴市水利局。工程建设管理所作为一个过渡性临时机构，人员主要由相关部门抽调组成，人员编制力求精简。同时应考虑到工程建成后管理机构的设置和管理上的有效衔接，其管理和生产人员主体应充分考虑到这一点。特别是为方便今后联合运行效益，西湖建管所和西湖水库管理所宜为同一管理实体。初步确定西湖水库枢纽除险加固工程建设期管理人员编制为9人。（2）管理设施改造项目a.防汛物质仓库、办公、管理危、旧房改建b.防汛工程指挥车c.防汛备用电源d.大坝观测设施改造39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告e.防汛公路改造1.8施工组织设计1.8.1概述西湖水库坝址位于资兴市蓼江镇大坪村，东经113°，北纬26°，属湘江水系耒水支流。本次除险加固初步设计的主要内容有：1）对主坝坝基、坝肩及大坝坝身进行防渗处理；对大坝加高培厚，上、下游坝坡采用护坡处理，调整下游坡坡比；新建大坝下游导渗竖井，以降低坝身浸润线。2）对副坝上下游坝坡采用护坡处理。2）整修溢洪道、泄槽、增设消力池。3）封堵原放水低涵，新建取水隧洞。4）放水高涵新建卧管4）大坝增设安全监测设施。5）管理设施和防汛公路改造等。据地勘详查，土料场位于工程区附近，距坝区平均运距3.0km，储量丰富，能满足工程要求，有简易公路直达。砂从永兴大布江砂场购买运距70km，砾石料从香花乡程江口村购买运距23km，块石料从七里镇大树村岩场购买，质量较好，储量丰富，运距23km。外来建筑材料主要有水泥、钢筋、钢材、木材、油料和炸药，可从资兴县购买，采用汽车运输，运距30km。施工用电可从水库管理所接线，满足施工要求。施工用水可直接从水库内抽取，生活用水可从水库管理所供水系统接取。由于施工时段内（主要为枯水期）需将水库内的水放空，此期间当地为农闲期，故工程施工对下游灌溉基本无影响。1.8.2施工导流本工程为小(Ⅰ)型水库，属Ⅳ等工程，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。根据《水利水电施工组织设计规范》（SL303-2004），本工程导流建筑物级别为5级，围堰的导流标准选择5年一遇洪水重现期。根据进度计划39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告安排，第一个枯水期先施工主坝新建的灌溉隧洞，利用主坝放水涵管将水库水位降低至99.79m，再修筑进口围堰挡水，施工期间利用原主坝放水涵管过流，初步确定灌溉隧洞进口围堰挡水水位取101.09m，围堰安全超高取0.5m，即进口围堰堰顶高程为101.59m。正常情况下，枯水施工期间洪水流量较小，围堰设计挡水水位时，放水涵管的泄流量约为0.3m3/s，考虑水库调蓄，可以满足施工期的导流要求。主坝及副坝上、下游整治等项目安排在第二个枯水期施工，由已建好的灌溉隧洞将库水位降低至100.10m，施工期间利用灌溉隧洞过流，由于施工项目高程较高，均可在干地施工，不需要修筑围堰挡水。1.8.3主体工程施工一、主坝及副坝加固（1）土方开挖主坝土方开挖主要为沟槽开挖采用人工开挖，弃料采用5t自卸汽车运至弃碴场。（2）土方回填土方填筑所需土料从土料场取料，采用1m3反铲挖装，5t自卸汽车运至工作面，推土机铺料，小型振动碾压实，边角部位采用人工夯实逐层夯实。（3）现浇混凝土施工现浇混凝土主要为护坡基座、排水沟等处，人工装模和制安钢筋，混凝土采用0.4m3移动式拌和机拌制，手推双胶轮车水平运输，振捣密实，人工洒水养护。（4）预制混凝土施工主坝及副坝上游坡面护坡采用混凝土预制块护坡，预制块厚0.1m。混凝土预制块就近在预制构件场集中预制，采用0.4m3移动式拌和机拌制混凝土，双胶轮车运输入仓。待预制块强度满足施工要求后采用双胶轮车运输至施工部位进行砌筑。（5）浆砌石砌筑浆砌石所需石料全部外购，采用5t载重汽车运至工地，双胶轮车运至砌筑作业面附近卸料，人工搬运至作业面。0.2m3砂浆拌和机拌制砂浆，人工挑运至施工作业面。（6）砂卵石垫层铺设砂石垫层铺设所需砂砾石料采用5t自卸汽车运至工地，手推胶轮车运至施工作业面进行铺设施工。采用人工简易工具平整夯实（7）帷幕灌浆39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告大坝坝基采用帷幕灌浆防渗。帷幕灌浆采用150型地质钻机钻孔，灰浆搅拌机制浆，BW200/50型灌浆泵灌注。灌浆分三序孔施灌，采用自下而上分段灌注法施灌。（8）泥结石路面坝顶路面为泥结石路面，碎石和土采用8t自卸汽车运输至路面，1m3反铲现场拌和，压路机压实。（9）冲抓回填冲抓套井开挖采用8JZ-95型冲抓试打井造孔机，弃料采用双轮手推车运50m转5t自卸汽车汽车运至弃料场。回填粘土全部从料场取土，5t自卸汽车运至附近转双轮手推车运直接卸入井内，夯锤夯实。（10）草皮护坡主坝及副坝下游坡面采用草皮护坡，采用人工铺草皮施工。草皮厚度不宜小于3cm，铺植时要铲槽贴紧拍平，并浇水养护，不宜于草皮生长的地方应先铺一层腐殖土。（11）泥结石路面坝顶路面为泥结石路面，碎石和土采用5t自卸汽车运输至路面，1m3反铲现场拌和，压路机压实。二、溢洪道改造溢洪道土方开挖主要采用1m3反铲挖掘机开挖，可利用料采用88kW推土机就近堆放，用于以后自身回填，弃料采用8t自卸汽车运输至碴场。砼拆除采用液压锤人工钢钎撬挖配合，弃料采用1m3反铲挖掘机装8t自卸汽车运输，弃至附近弃碴场。土方填筑全部利用自身开挖料，采用88kW推土机推运至工作面，采用人工夯实或蛙式打夯机逐层夯实。现浇混凝土采用人工装模和制安钢筋，混凝土采用0.4m3移动式拌和机拌制，手推双胶轮车水平运输，采用溜筒入仓，振捣器振捣密实，人工洒水养护。三、灌溉隧洞施工（1）土石方明挖土方开挖采用1m3反铲开挖，5t自卸汽车运输至弃碴场弃碴。石方明挖采用光面爆破，手风钻钻孔，人工装药，1m339n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告反铲挖掘机装碴，5t自卸汽车运输至弃碴场。（2）石方洞挖隧洞最大开挖洞径2.3m左右，石方洞挖采用手风钻钻孔爆破，部分碴料双轮车运至洞口，5t自卸汽车运至弃碴场。（3）现浇混凝土施工隧洞边拱及顶拱钢筋砼衬砌均采用组合钢模浇筑，底板采用拖模一次浇筑，进出口、渐变段等部位砼浇筑则采用钢木模板施工，混凝土采用0.4m3移动式拌和机拌制，双轮车运至浇筑仓面，衬砌砼采用15m3/h混凝土泵入仓，人工平仓，2.2kw振捣器振捣密实。（4）回填灌浆回填灌浆采用在衬砌混凝土中预埋灌浆管，泥浆搅拌机制浆，BW135型灌浆泵注浆。四、副坝高涵卧管重建土方开挖主要为卧管边缘开挖采用人工开挖，可利用料就近堆放，弃料人工运至坝顶转5t自卸汽车运至弃料场。土方填筑全部利用自身开挖料，采用人工夯实或蛙式打夯机逐层夯实。砼浇筑采用溜筒入仓，振捣密实，人工洒水养护。1.8.4施工交通运输一、对外交通运输资兴市交通便捷，通讯畅达。铁路有郴三线与京广线相连；省道1813线贯穿全境，3517线与1803线和1813线相接，郴资高等级公路上1813线与京珠高速公路和106线107国道相通。本工程对外交通运输的主要任务为施工设备运输以及施工所需外来建筑材料的运输，外来建筑材料主要包括钢筋、钢材、木材、水泥、油料等，可从资兴购买，采用汽车运输，运距30km。二、场内交通运输本工程场内交通运输主要为天然建筑材料土料和砂石料的场内运输以及基础土石方开挖出碴、混凝土浇筑等运输。场内交通运输除利用现有的防汛公路外，还需整修和新修施工道路长300m，路面宽4.5m，泥结石路面。1.8.5施工总布置39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告施工临建设施面积表项目建筑面积（m2）占地面积（m2）备注木材加工厂30120钢筋加工厂30100砼构件预制场0400机修厂50100水泥仓库1002002处砼拌和站505002处，包括堆场综合物资仓库100200办公生活福利设施280600部分租用附近民房合计64022201.8.6施工工期本工程施工总工期20个月，从第一年9月至第三年4月。第一年9月至10月为施工准备期，主要进行整修前期施工道路、临时工棚搭设和供电与供水系统修建。第一年10月至第三年3月为主体工程施工期，在两个枯水期内将主体工程施工完毕，第一个枯水期施工内容包括新建灌溉隧洞、副坝高涵、封堵原涵管；第二个枯水期施工内容包括主坝及副坝上、下游加固、溢洪道改造、防渗处理。第三年4月为工程扫尾期。根据施工进度安排，本加固工程土石方开挖高峰期强度为32m3/d，土石方填筑高峰期强度为26m3/d，混凝土浇筑高峰期强度为77m3/d。1.9工程概算1.9.1编制依据（1）文件依据39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告根据水利部颁发的水总[2002]116号文关于印发《水利水电工程设计概（估）算编制规定》。（2）定额采用建筑工程执行2002年水利部颁《水利水电建筑工程概算定额》及2005年水利部颁《水利工程概预算补充定额》。安装工程执行2002年部颁《水利水电设备安装工程概算定额》。施工机械台时费执行2002年水利部颁《水利水电工程施工机械台时费用定额》。1.9.2工程投资基本预备费，按一至五部分投资合计的5%计算，为20.35万元。价差预备费按规定不计。除险加固工程总投资为443.77万元。39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告2水文2.1流域概况西湖水库坝址位于资兴市蓼江镇大坪村，东经113°,北纬26°,属湘江水系耒水支流，集雨面积1.6km2，干流长2.05km，干流平均坡降19‰。水库坝址以上流域四周为重叠的低矮山岭，林草茂密，植被良好，保水含水能力强。2.2气象本工程所处流域属山丘区，地处亚热带季风性湿润气候区，四季分明，雨量充沛，温热潮湿，夏热冬寒，春夏之间降雨集中。流域洪水主要由暴雨形成，洪水时空变化与暴雨基本一致。根据资兴气象站资料统计：多年平均降雨量为1367.2mm，降水年内分配不均，3～8月占全年降水量的69.8％；多年平均气温16.8℃，极端最高气温38.7℃，7月份最热；极端最低气温-7.5℃；年平均相对湿度83.2％；多年平均蒸发量为1381.4mm；多年平均风速2.4m/s，最大风速22m/s（1985年2月8日）。2.3水文基本资料西湖水库无水文站，没有实测水文资料，亦无实测暴雨资料。由于无流量观测资料，本次采用暴雨推求设计洪水。本次借用程江流域支流源溪下洞雨量站为参证站，有1961~2002年实测暴雨资料。2.4设计洪水复核西湖水库所在流域无水文测站，因此，本次设计洪水的复核采用暴雨推求洪水的方法来推算设计洪水。2.4.1设计暴雨计算本次设计暴雨采用二种方法计算作比较：一种为采用加下洞雨量站实测雨量资料排频计算；另一种为直接采用《湖南省暴雨洪水查算手册》（以下简称《查算手册》）中暴雨等值线图。2.4.1.1下洞站设计暴雨本次统计下洞站1961～2002年42年长系列最大24小时降雨资料，进行频率计算，采用P－Ⅲ型频率曲线，经验频率公式采用P=m/(n+1)×100%，用目估适线法适线。频率计算成果见表2.4.1。39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告2.4.1.2由《查算手册》计算根据水库的地理位置及1984年版《湖南省暴雨洪水查算手册》湖南省最大二十四小时点雨量均值等值线图，查得知水库最大二十四小时设计暴雨参数为：均值H24=105mmCv=0.46Cs/Cv=3.5从而求得各频率设计值。见表2.4.1-1。西湖水库设计年最大24小时暴雨成果表表2.4.1-1方法0.333.335%备注下洞实测暴雨332.5223.7205.3采用《手册》315.1217.4199.7从成果比较来看，下洞站实测暴雨成果较《手册》成果为大，但两方法的成果相差不大，在2.8～5.6%之间，从安全考虑，推荐采用下洞站实测暴雨计算的设计成果。2.4.1.4设计暴雨过程由《暴雨洪水手册》查得西湖水库的24小时暴雨点面系数为0.999，从而得到西湖水库设计面暴雨。根据分析比较，以《查算手册》中典型雨型作为典型，按各时段设计暴雨分段控制推求。各时段设计暴雨按《查算手册》公式计算推求，即：1～6小时：6～24小时：其中，n2、n3由《查算手册》附图查得。成果见表2.4.1-2。39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告西湖水库各时段面暴雨成果表表2.4.1-2项目0.33%3.33%5%n20.5850.6220.630n30.7400.7630.767H1（mm）110.181.876.5H3（mm）173.8123.8114.9H6（mm）231.8160.9148.6H12（mm）277.5189.6174.62.4.1.5设计净雨过程由设计暴雨过程推求净雨过程，其中初损取I0＝30mm，R上/R总＝0.70～0.90。2.4.2设计洪水本次采用《湖南省暴雨洪水查算手册》中的推理公式及经验单位线法计算水库设计洪水。方法一：推理公式法按《湖南省暴雨洪水查算手册》中的推理公式计算。计算公式如下：根据已知的净雨过程，自最大净雨强度开始向前后相邻时段连续累加，并除以相应的历时，得出时段平均最大净雨强度，点汇～τ相关线。根据已知的流域特征和汇流系数，进行试算。求出各频率设计洪峰流量。方法二：经验单位线法根据坝址以上流域地理特征，选定经验单位线，由前面计算的净雨过程推求设计洪水。成果见表2.4.3。39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告西湖设计洪峰流量成果表表2.4.2计算方法项目各频率设计值（%）0.333.335推理公式Qm（m3/s）22.514.512.9经验单位线法Qm（m3/s）21.413.712.1从上表可以看出:采用经验单位线法推求的结果比推理公式法的结果小，考虑到成果的稳定性且偏安全的因数，故推荐采用推理公式法的结果作为西湖水库的设计洪水成果。从洪水模数看，本次成果符合本地区小流域特性。2.4.3设计洪水过程线西湖水库地面设计洪水过程线采用《查算手册》径流分配系数法求得，地下水过程按等腰三角形法求得，地面地下径流过程叠加得各频率设计洪水过程线，成果见表2.4.3。设计洪水过程线图见图2.4.3。西湖水库设计洪水过程线表2.4.3单位：m3/s时段（1h）0.33%3.33%5%时段（1h）0.33%3.33%5%10.050.040.04182.201.491.3322.271.411.25192.051.411.25311.06.645.91201.901.321.17422.514.512.9211.741.231.09513.68.317.39221.591.151.02610.16.325.62231.441.060.9477.914.914.37241.280.980.8786.524.063.61251.230.940.8495.543.473.09261.180.890.79104.773.002.67271.120.850.76114.202.662.37281.070.810.72123.742.392.13291.020.770.69133.382.171.93300.960.730.65143.122.031.81310.910.690.61152.871.881.67320.860.650.58162.611.731.54330.800.610.54172.351.581.41340.750.570.5139n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告2.4.4分期洪水根据本工程地理位置及水文气象条件，施工专业选择施工时段为10~次年3月。本次统计下洞雨量站历年该时段最大日降雨量，进行频率计算，得各频率设计暴雨，从而计算其产水量。径流系数采用0.6。分期洪水设计成果表表2.4.4项目10%20%3.33%H1日（mm）97.578.763.7W（104m3）9.367.556.112.5调洪演算2.5.1调洪演算的原则本工程溢洪道为无闸门控制的开敞式宽顶堰，本次计算采用无泄量控制的方式，从正常蓄水位109.41m起调，当入库流量大于溢洪道的泄流能力时，库水位上涨，水库滞洪；至入库洪水流量等于溢洪道的泄流能力时，水库水位达到该次洪水的最高水位；随后，入库洪水流量小于溢洪道的泄流能力，库水位下降。按照评估导则的有关条款和说明，本次以静库容加坝址洪水进行调洪演算。2.5.2调洪演算的基本方程39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告根据水量平衡原理，调洪演算的基本方程为：式中：Q—入库流量（m3/s）；q—出库流量（m3/s）；V—库容（万m3）；t—计算时间（s）；Δt—计算时段（Δt=1h）。2.5.3调洪演算的基本资料及来源1）入库洪水过程线入库洪水过程线详见表2.4.3。2）库容曲线和泄流曲线库容曲线本次采用原设计成果，见表2.5.3-1。西湖水库库容曲线表表2.5.3-1Z（m）99.69100.2101.2102.2103.2104.2105.2V（万m3）00.5533.2378.43816.67728.20942.972Z（m）106.2107.2108.2109.2110.2111.2112.2V（万m3）60.65881.156104.823132.084163.068197.729236.1813）泄流曲线西湖水库溢洪道为开敞式宽顶堰，堰顶高程109.41m，堰宽5.0m，按照《溢洪道设计规范》的宽顶堰泄流量公式对其泄流能力进行复核。计算公式如下:式中Q----流量，m3/s；B----总净宽，m；39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告H0----计入流速水头的堰上总水头，m3；m----二元水流宽顶堰流量系数，进口为直坎，按如下公式计算：ε----闸墩侧收缩系数。计算结果见表2.5.3-2，泄流曲线未考虑灌溉管的泄流能力。西湖水库泄流曲线表表2.5.3-2Z（m）109.41109.5109.6109.7109.8109.9110.0Q（m3/s）00.180.581.101.722.433.22Z（m）110.1110.2110.3110.4110.5110.6110.7Q（m3/s）4.085.05.987.028.129.2610.462.5.4调洪演算成果根据调洪演算的基本原则和基本资料，利用调洪演算的基本方程，求得西湖水库调洪计算结果见表2.5.4。西湖水库调洪演算成果表表2.5.4频率（%）洪峰流量（m3/s）坝前水位（m）最大泄量（m3/s）0.3322.5110.104.103.3314.5109.872.25512.9109.841.98原设计水位109.98m，校核水位110.23m，比本次计算值略高，以本次复核计算结果为设计依据。2.6水库抗洪能力复核2.6.1水库大坝坝顶高程复核39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告根据《碾压式土石坝设计规范》（SDJ274-2001），以下简称《规范》，水库大坝的坝顶高程等于水库静水位与超高之和。根据水库的实际情况，库水位与超高按以下三种不同运用条件计算，取相应组合的最大值作为水库大坝的设计坝顶高程。1）设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高；2）正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；3）校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高。根据《规范》第5.3.1条之规定，坝顶在水库静水位以上的超高应按下式确定：式中——坝顶超高，m；——最大波浪在坝坡上的爬高，m；——最大风壅水面高度，m；A——安全加高，m；正常运用情况取A=0.5m，非常运用情况取A=0.3m。（1）波浪爬高R计算按蒲田试验站公式计算波浪平均爬高式中——斜坡的糙率渗透性系数，上游为干砌石护坡，根据护坡类型查得——经验系数，由风速W、坡前水深H、重力加速度g所组成的无维量按附表（1.6）确定。根据计算查表得。hm——平均波高——多年平均最大风速，12.5m/s——吹程Lm——平均波长39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告——坝坡系数，取m=1.7（2）风壅水面高度风沿水域吹过所形式的水面升高即为风壅水面高度，按下式计算：式中——计算点处的风壅水面高度（m）；——综合摩阻系数，取k=3.6×10-6；——水面上10米处的风速，取12.5m/s；——从计算点作水域中线的平行线与对岸的交点到计算点的距离（m）；——水域平均深度（m）；——风向与水域中线的夹角（度）。经计算，正常及非常运用情况下所需坝顶高程如表2.6.1所示。大坝坝顶高程复核计算成果表表2.6.1项目计算情况库水位（m）风浪爬高（m）水面壅高（m）安全加高（m）计算坝顶高程（m）设计洪水位109.871.0100.0040.50111.38正常蓄水位109.410.6400.0020.50110.55校核洪水位110.100.9910.0030.30111.39根据计算结果，西湖水库大坝坝顶高程不得低于111.39m，大坝现有坝顶高程为112.0m，比要求的最小坝高高0.61m，大坝能满足挡洪要求。2.6.2溢洪道控制段导墙顶部高程复核西湖水库溢洪道为开敞式无闸门控制，根据《溢洪道设计规范》（SL253—2000）2.3.7规定，溢洪道控制段导墙顶部高程在泄洪时不得低于校核洪水位加安全超高0.3m即110.40m，在挡水时不低于设计洪水位加波浪计算高度和安全超高即111.38m，而现有挡墙顶高程为112.0m，满足挡洪要求。39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告3工程地质3.1工程地质勘测为确保大坝安全运行，我院于2008年12月～2009年3月受资兴市水利局委托，完成了该工程大坝及主要建筑物安全鉴定阶段的工程地质勘察工作，并提交了相应阶段的工程地质勘察报告（简称《安评报告》）及附图，工程地质勘察主要结论为：①工程区地震基本烈度为Ⅵ度，属相对稳定地块；②两岸岸坡坝基持力层为强风化砂砾岩；沟谷底部坝基持力层为坡洪积砾质砂壤土，坝基工程隐患主要为坝基渗漏。导致渗漏的原因是坝基清基不彻底，残留具中等透水性的透水土层、浅部砂砾岩沿层面产生中等溶蚀，沿溶蚀裂隙存在渗漏。③大坝填土主要为砾质砂质粘土，具中等至弱透水性。坝体主要险情隐患为坝坡散浸。建议结合坝基防渗帷幕灌浆，对坝体进行冲抓回填或高喷防渗墙，主坝、副坝坝面进行块石护坡。④输水涵管多处裂缝，库水沿裂缝产生渗透，淘刷坝体，严重影响大坝安全。建议封堵涵管，新辟引水管线。⑤溢洪道底板冲刷毁坏严重，下游农田冲刷、淤积严重。建议浇筑混凝土底板，加固边墙，出口新建消力池。勘察成果于2009年4月通过了郴州市水利局组织的相关专家的审查，专家审查意见为：同意《安评报告》对坝址区工程地质条件和地质安全的评价结论，同意报告对大坝、副坝、溢洪道、输水涵管等主要建筑物工程质量和坝基处理的评价结论。为便于制定经济可行的除险加固措施和技术参数，我院受资兴市水利局委托，继续承担了该工程除险加固初步设计阶段的工程地质勘察工作。本次勘察工作的主要内容是：按照《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）、《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005）、《病险水库初步设计导则》（湖南省建管处）、《湖南省小型水库除险加固工程初步设计报告编制提纲》（湖南省水利厅、2010.4）等规程规范的要求，详细查明大坝及主要建筑物区的水文、工程地质条件及坝体填筑质量，分析论证散浸、渗漏等险情隐患的产生原因、发展趋势等，为工程除险加固优化设计提供地质资料。主要勘测手段以收集整理前期地质勘察成果为主，结合地质测绘、勘探及现场观测。勘测人员于2010年03月25日进场，历时15天完成外业，累计完成主要勘探工作量统计于表3.1-1。39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告完成主要勘探工作量统计表表3.1-1序号工作内容单位完成工作量备注安全鉴定初步设计11：1000坝址区工程地质平面测绘km20.200.2021：500坝址区工程地质剖面测绘km2.02.03钻孔进尺/孔数81.8m/345.9m/34钻孔压水试验段955钻孔注水试验段326土工试验组697标准贯入试验次538麻花钻进尺/孔数5.6m/29现场观测、资料收集整理工日10103.2工程区地质概况3.2.1地形地貌工程区地貌属于白垩系红层（砂砾岩）遭构造剥蚀而成的丘陵，地形特点表现为波状起伏的浑圆状低丘岗地；沟谷多为较开阔、平坦的“U”型田垄宽谷，水系较发育，但植被较差。3.2.2地层岩性区内出露地层主要为白垩系下统（K1）紫红色中厚层状砂砾岩；其次为第四系残坡积（Qedl）含碎石砂质粘土和坡洪积（Qdpl）灰黄色砾质砂壤土。3.2.3地质构造及地震区域构造处于新华夏系第Ⅱ沉降带的东缘、茶陵——永兴红层盆地的SE侧，构造走向N20°～30°E。工程区岩层呈单斜状产出，岩层产状N20°～30°E.NW∠6°～12°。地质测绘查明无区域性断裂通过工程区，未发现有新构造运动痕迹，挽近期构造特点表现为缓慢的上升运动。根据1/400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，地震基本烈度为Ⅵ度，工程区属相对稳定地块。3.2.4不良地质现象近坝水库岸坡特征为：左岸为由残坡积碎石土构成的土质岸坡，右岸为由强风化砂砾岩构成的岩质岸坡。地质测绘查明：库首岸坡无危害建筑物安全稳定的岸坡崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象。工程区不良地质现象主要为岩石风化强烈和沿砂砾岩层面及走向39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告N20°～40°E节理产生中等溶蚀，地表见溶蚀小坑、蜂窝麻面和深0.30～0.50m、宽0.05～0.10m的溶沟溶槽等岩溶地貌，深部岩溶不发育。3.2.5水文地质地下水类型有贮存于第四系松散地层中的孔隙潜水和贮存于砂砾岩裂隙中的裂隙水两类，前者为中等富水地区，后者水量贫乏。地下水接受大气降水的下渗补给，以下降泉形式排泄于沟谷低洼处。据区域水文地质资料，地下水化学类型为低矿化度的碳酸钙型，PH=6.8~7.2，对砼无腐蚀性。3.3坝基（肩）与附属建筑物工程地质条件及工程地质问题3.3.1主坝坝基（肩）工程地质条件及工程地质问题3.3.1.1工程地质条件坝址位于大坪村蓼江小溪的峡谷口处，左、右岸山头标高分别为150.0m、130.0m，山坡坡角分别为25°～30°、15°～40°。沟谷底部地面标高100.1～100.5m（水塘底标高约98.0m），坝基沟谷宽约28.0m，坝顶112.0m高程处谷宽约58.0m；左、右岸山坡坝基开挖坡角分别为32°、51°；小溪沟位于左岸坡脚，宽1.0～2.0m，流向S75°E，区内无深槽、古河道及埋藏谷等，地形完整。坝址区地层岩性自上而下分为：第①层：人工堆积（Qs）：坝体填筑土，成分为紫红色砾质砂质粘土、砾质粘土，稍湿，可塑，厚0.5～12.8m。第②层：人工堆积（Qs）：下游坝脚堆石排水棱体、溢洪道底板及边墙浆砌块石，块石岩性为砂砾岩，厚0.5～1.5m。第③层：坡洪积（Qdpl）：紫红色砾质砂壤土，稍湿至湿，可塑，厚1.5～4.3m，为沟谷底部地表覆盖土层；第④层：残坡积（Qedl）：紫红色含碎石砂质粘土，稍湿，硬塑，厚0.7～3.5m，为两岸山坡地表覆盖土层；第⑤、⑥层：白垩系下统（K1）紫红色中厚层状砂砾岩，坝址区下伏岩层。表部强风化岩体为第⑤层，右坝肩上、下游岸坡陡坎处有强风化岩体出露；下部弱风化岩体为第⑥层。坝基持力层岩性特征为：100.0m高程以下至沟谷底部坝基持力层为第③层，坡洪积（Qdpl）紫红色砾质砂壤土，稍湿至湿，可塑，厚0.5～1.7m；107.0m39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告高程以上至坝顶两岸山坡区域，坝基持力层为第④层，残坡积（Qedl）紫红色含碎石砂质粘土，稍湿，硬塑，厚0.5～2.0m；100.0～107.0m高程两岸山坡坝基持力层为第⑤层，岩性为白垩系下统（K1）紫红色中厚层状砂砾岩，岩体表部强风化厚5.4～9.6m。未发现断层切割坝基，岩层呈单斜状产出，岩层产状为N20°～30°E.NW∠6°～12°，岩层倾向上游偏左岸，岩层走向与主坝区溪沟流向夹角约70°。根据右坝肩库首岸坡出露岩石中的节理统计，岩体中主要节理为：①、N60°～75°E.SE（NW）∠75°～80°，走向与流向夹角35°～50°，张开宽1.0～3.0mm，充泥，延伸长大于3.0m，节理间距0.5～1.0m，沿该组节理见有轻微溶蚀；②、N20°～40°E.NW∠75°～80°，走向与流向夹角70°～90°，延伸长大于3.0m，节理间距1.0～2.0m。沿该节理产生中等溶蚀，形成深0.30～0.50m、宽0.05～0.10m的溶沟溶槽或蜂窝麻面；③、N40°～50°W.SW（NE）∠75°～80°，走向与流向夹角20°～30°，节理闭合、面平直，延伸长0.5～1.0m，节理间距约1.0m。据地表调查和钻孔揭露，坝址区岩体风化特征统计于表3.3.1-1。坝址区岩体风化特征统计表表3.3.1-1风化程度左岸沟谷底部右岸厚度（m）下限埋深（m）厚度（m）下限埋深（m）厚度（m）下限埋深（m）强风化5.2～6.86.0～16.54.5～6.016.5～19.46.2～9.611.2～15.6注：下限埋深指自坝顶以下铅直深度。坝基持力层水文地质特性：地下水类型主要为贮存于沟谷底部砾质砂壤土层中的孔隙潜水，地下水埋深0.8～1.0m；两岸山坡基岩裂隙水贫乏，地下水埋深4.2～16.5m。钻孔注水试验测得坝基坡洪积（Qdpl）砾质砂壤土渗透系数为（1.4～4.3）×10-4cm/s，属中等透水层。坝基钻孔压水试验成果统计于表3.3.1-2，坝基岩石透水性分带特征于表3.3.1-3。39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告钻孔注水、压水试验统计表表3.3.1-2段次项目ZK1ZK2ZK3ZK41孔深(m)5.60～8.6013.00～15.004.50～9.106.0～8.0高程(m)103.40～106.4097.00～99.00102.90～107.5097.36～99.36透水性K=2.9×10-4cm/sK=4.3×10-4cm/sK=1.4×10-4cm/sK=4.6×10-4cm/s2孔深(m)8.60～13.6015.60～20.6011.70～16.709.0～12.4高程(m)98.40～103.4091.40～96.4095.30～100.392.96～96.36透水性q=14.7Luq=15.3Luq=16.2Luq=15.8Lu3孔深(m)13.60～18.6020.60～25.6016.70～21.70高程(m)93.40～98.4086.40～91.4090.30～95.30透水性q=8.6Luq=13.9Luq=8.5Lu4孔深(m)18.60～24.1025.60～30.6021.70～26.70高程(m)87.90～93.4081.40～86.4085.30～90.30透水性q=5.6Luq=5.0Luq=6.1Lu坝基岩石透水性分带特征统计表表3.3.1-3基岩透水率分带（Lu）左岸沟谷右岸中等透水带10≤q＜100Lu厚度（m）4.5～5.85.8～10.55.6～9.2下限埋深（m）6.5～16.016.0～25.510.6～15.8下限高程（m）96.0～108.586.0～96.096.0～112.0弱透水带q＜10Lu上限埋深（m）6.5～16.016.0～25.510.6～15.8上限高程（m）96.0～108.586.0～96.096.0～112.0注：下限埋深指自地表或坝顶以下深度；据表3.3.1-3，坝基岩土层具弱至中等透水性，左岸、沟谷底部、右岸坝基下伏基岩岩石透水率小于10.0Lu的相对隔水层埋深分别为6.5～16.0m、16.0～25.5m、10.6～15.8m（自地表或坝顶以下铅直深度），相应高程96.0～108.5m、86.0～96.0m、96.0～112.0m。3.3.1.2主要险情隐患及处理坝基险情隐患主要为坝基渗漏及下游坝脚附近存在不同程度的散浸。由于经费制约，坝基渗漏险情一直未得到处理，为确保工程安全运行，只能采取降低水库蓄水位来维持水库运行，水库效益得不到正常发挥。3.3.1.3工程地质条件评价①、坝基及岸坡开挖地质测绘结合钻孔勘探查明：两岸岸坡100.0～107.0m39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告高程之间坝基已清至强风化基岩；107.0m高程以上左、右坝肩残留残坡积含碎石砂质粘土厚0.5～2.0m；100.0m高程以下沟谷底部（河床部位）坝基残留厚0.5～1.7m、具中等透水性的坡洪积砾质砂壤土。大坝清基基本满足土坝坝基清基要求，但大坝填筑前，未采取任何措施对砾质砂壤土及坝基浅部砂砾岩溶蚀风化裂隙渗透层进行防渗处理，留下坝基渗漏的工程隐患。②、坝基持力层岩土承载强度及不均匀沉陷问题沟谷底部坝基持力层为坡洪积砾质砂壤土（第③层），土层稍湿至湿，可塑，具中低压缩性；两岸岸坡坝基持力层为第⑤层强风化砂砾岩，属于软岩类，岩体中NE、NW向节理中等发育，沿岩层层面、节理产生中等溶蚀，为层状碎裂结构岩体，属于CⅣ类坝基工程岩体；两岸坝肩附近坝基持力层为第④层含碎石砂质粘土，土层稍湿，硬塑，具低压缩性，弱透水性；下部弱风化砂砾岩，岩溶不发育，岩体较完整，具弱透水性，工程形状良好。总之，坝基无淤泥质软土层分布，持力层承载强度满足土坝对坝基的要求，在坝体荷载作用下产生不均匀沉陷变形的可能性较小。③、坝基渗漏及渗透稳定问题下游坝脚附近旱土存在不同程度的散浸，属于坝基渗漏问题。产生坝基渗漏的主要根源是：①坝基持力土层为具中等透水性、抗渗透能力较差的坡洪积砾质砂壤土；②坝体垫层填土与坝基持力土层结合欠密实，存在分层界面；③坝基浅部砂砾岩厚4.5～9.6m强风化破碎，节理裂隙发育，具中等透水性；④沿岩层层面、节理产生中等溶蚀，形成溶蚀裂隙、溶沟溶槽等。水库蓄水后，库水沿分层界面、土中孔隙、溶蚀裂隙向下游产生渗透，形成坝基渗漏、坝脚散浸。随着水库蓄水水位升高，相应的渗透力增强，渗透水流的搬运能力增强，长期的渗透作用，不断恶化岩土工程特性，而且渗透水流带走土中的细小颗粒，导致土中孔隙增大，透水性增强，因而渗漏、散浸呈现逐年加重的现象。造成坝基渗漏、坝脚散浸的原因是大坝填筑前，未采取任何措施对坝基具中等透水性的持力土层及坝基浅部溶蚀风化破碎、渗漏岩层进行防渗处理。针对坝基渗漏问题，建议采用防渗帷幕灌浆的措施进行处理。在防渗帷幕灌浆施工实施前，进行灌浆试验，以便优化帷幕灌浆孔孔距、灌浆压力及浆液水灰比等参数。3.3.2副坝坝基（肩）工程地质条件及工程地质问题3.3.2.1工程地质条件39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告副坝位于主坝右坝肩山包SE侧的垭口处。沟谷向南延伸，沟底标高103.04～104.07m，底宽约5.0m，坝顶111.64m高程处沟谷宽约34.0m，左、右侧山坡坝基开挖坡角分别为20°～25°、15°～20°。坝基持力层为残坡积（Qedl）紫红色含碎石砂质粘土，土层稍湿，硬塑，厚1.5～2.0m；下伏白垩系下统（K1）紫红色中厚层状砂砾岩，岩体强风化，风化特征统计于表3.3.2-1。坝基区岩体风化特征统计表表3.3.2-1风化程度左岸沟谷底部右岸厚度（m）下限埋深（m）厚度（m）下限埋深（m）厚度（m）下限埋深（m）强风化3.4～5.06.5～10.03.0～3.510.0～12.03.0～5.25.4～9.2注：下限埋深指自坝顶以下铅直深度。未发现断层切割坝基，下伏基岩岩层产状为N30°E.NW∠12°，岩层走向与坝轴线呈57°夹角，单斜状倾向库内偏右侧山坡。两侧山坡基岩裂隙水地下水位埋深5.0～6.0m；钻孔压水试验成果统计于表3.3.2-2，坝基岩石透水率＜10Lu的弱透水带埋深约15.0m。钻孔注水、压水试验统计表表3.3.2-2段次项目ZK5ZK61孔深(m)4.40～6.406.80～11.00高程(m)105.24～107.24100.94～105.14透水性K=3.4×10-4cm/sq=13.5Lu2孔深(m)7.50～12.5011.00～16.00高程(m)99.14～104.1495.94～100.94透水性q=17.2Luq=7.8Lu3孔深(m)12.50～17.50高程(m)94.14～99.14透水性q=9.2Lu3.3.2.2主要险情隐患及处理因近年来水库水位较低，副坝未发挥挡水作用，故未发现坝基渗透、散浸等险情隐患。39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告3.3.2.3工程地质条件评价副坝填筑前，清除了地表根系土层。坝基持力层为具弱透水性的残坡积（Qedl）含碎石砂质粘土，土层稍湿，硬塑，具低压缩性，承载强度满足土坝对坝基的要求，在坝体荷载作用下，产生不均匀沉陷变形的可能性较小。由于历年水库水位处于坝脚附近，目前未发现坝基渗漏及渗透变形问题。但坝基浅部下伏（K1）砂砾岩强风化破碎，节理较发育；沿砂砾岩层面、节理产生溶蚀，形成蜂窝麻面、溶沟溶槽，形成渗水通道，岩体具中等透水性。水库水位较高时，可能沿坝基土中孔隙、砂砾岩中溶蚀裂隙产生坝基渗漏，影响坝体安全运行。为排除隐患，建议对坝基进行防渗帷幕灌浆，两侧山坡、沟谷底部防渗帷幕下限深度分别为10.0m、15.0m。3.3.3输水涵管工程地质条件及工程地质问题3.3.3.1主坝输水涵管工程地质条件及工程地质问题（1）工程地质条件输水涵管埋置于左岸坡脚大坝建基面附近，管线长61.8m，管径0.35m，为浆砌石园涵结构，进、出口底板高程分别为99.6m、98.8m。涵管基础持力层为白垩系下统（K1）紫红色中厚层状砂砾岩，岩石强风化厚约6.0m。（2）主要工程隐患及处理主坝输水涵管目前存在的险情隐患是多处裂缝，库水沿裂缝产生渗透。水库蓄水位较高时，渗水呈黄色。由于经费制约，涵管渗漏的险情隐患一直未得到处理。（3）工程地质条件评价据参与施工的村民反映：涵管基础持力层为强风化砂砾岩，岩体承载力满足设计要求，在坝体荷载作用下，地基不会产生不均匀沉陷变形。但砌石砂浆中含泥量偏高、配合比不符合设计要求、块石间的空隙砂浆充填欠密实。经过50多年的运行，因砂浆老化、脱落，以及坝体荷载作用，导致涵管多处出现裂缝和变形。库水沿裂缝产生渗漏，目前涵管出口渗水流量达0.25L/min。水库水位较高时，高压力渗透水流沿涵管与大坝接触面冲刷并带走大坝填土，渗水呈黄色浑浊状。渗透水流淘刷大坝填土是导致坝体塌陷的重要原因，应及时对涵管渗漏进行处理。但涵管断面小，修复和采用防渗灌浆处理施工难度大，技术要求高，建议封堵涵管，另外开辟引水管线。39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告3.3.3.2副坝涵管工程地质条件评价涵管基础持力层为残坡积（Qedl）含碎石砂质粘土，稍湿，硬塑，承载强度等工程特性满足设计要求。因利用率较低，目前未发现险情隐患。建议在涵管通水时，加强渗漏、变形观测。3.3.4新开隧洞工程地质条件评价新开输水隧洞拟定布置于主坝右坝肩山体内，隧洞进口距迎水坝坡脚约30.0m，洞线长约82.0m，进、出口底板高程与输水涵管相同，设计开挖洞径1.8m。右岸山头标高120.0m，山坡坡角15°～40°，隧洞出口部位山坡为陡崖，进口为岩质岸坡。隧洞沿线地层岩性为：地表残坡积含碎石砂质粘土厚0.5～3.0m，下伏白垩系下统（K1）紫红色中厚层状砂砾岩，岩层呈单斜状，产状为N20°～30°E.NW∠6°～10°，区内未发现断层切割。隧洞沿线围岩工程特性如下：（1）桩号0+000～0+004隧洞进口明挖段：岸坡已出露白垩系下统（K1）紫红色中厚层状砂砾岩，为顺向坡，但岩层平缓，岩层倾向对岸坡稳定影响不大。岩体强风化，进口闸门基础持力层为强风化岩体。主要工程地质问题为洞口边坡开挖时，表部风化破碎岩体可能沿节理面产生小体积滑塌变形，建议对边坡岩体进行喷锚支护处理。岩土物理力学参数推荐值为：强风化砂砾岩：容重r=2.40g/cm3承载力标准值［R］=0.8MPa开挖坡比：临时1：0.75，永久1：1.0（2）桩号0+004～0+007隧洞进口浅埋段：隧洞围岩岩性为（K1）中厚层状砂砾岩，强风化，属于软岩类，岩层走向与隧洞轴线夹角约70°。洞顶上覆岩体厚度2.5～6.0m，水库水位深8.6m。围岩节理发育，成洞条件较差，属Ⅳ类围岩。主要工程地质问题：隧洞开挖时，可能存在洞顶围岩掉块、坍落等问题，建议采用边挖边衬的开挖方式。岩土物理力学参数推荐值为：39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告坚固系数f=1.0～2.0弹性抗力系数K0=3.0～5.0MPa/cm（3）桩号0+007～0+077.8隧洞深埋段：隧洞围岩岩性为（K1）中厚层状砂砾岩，弱风化，属于软岩类，岩层走向与隧洞轴线夹角约60°。洞顶上覆岩体厚度6.0～21.0m，地下水埋深5.2～12.5m，围岩相对完整，具备成洞条件，属Ⅲ类围岩。主要工程地质问题：隧洞开挖时，局部地段可能存在洞顶围岩掉块、地下水沿裂隙渗漏等。岩土物理力学参数推荐值为：坚固系数f=3.0～4.0弹性抗力系数K0=8.0～10.0MPa/cm（4）桩号0+077.8～0+086隧洞出口浅埋段：隧洞围岩岩性为（K1）中厚层状砂砾岩，强风化，属于软岩类，岩层走向与隧洞轴线夹角约40°。洞顶上伏岩体厚度2.0～8.2m，地下水埋深2.0～5.2m，围岩节理发育，成洞条件较差，属Ⅳ类围岩。主要工程地质问题：隧洞开挖时，可能存在洞顶围岩掉块问题。建议采用边挖边衬的开挖方式。岩土物理力学参数推荐值为：坚固系数f=1.0～2.0弹性抗力系数K0=3.0～5.0MPa/cm（5）桩号0+086～0+100隧洞出口明挖段：地表坡洪积紫红色砾质砂壤土厚1.2～3.2m，土层稍湿至湿，可塑；下伏白垩系下统（K1）紫红色中厚层状砂砾岩，反向坡，岩体表部强风化厚2.2～4.0m，地下水埋深0.5～2.0m。主要工程地质问题：洞口边坡开挖时，表部风化破碎岩体可能沿节理面产生小体积滑塌变形，建议对边坡岩体进行喷锚支护处理。岩土物理力学参数推荐值为：强风化砂砾岩：容重r=2.40g/cm3承载力标准值［R］=0.8MPa开挖坡比：土层临时1：1.25，永久1：1.5039n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告强风化岩体临时1：0.75，永久1：1.03.3.5溢洪道工程地质条件评价3.3.5.1工程地质条件溢洪道位于副坝右坝肩山包西侧垭口处，轴向S68°E、长54.8m，进口堰顶、出口泄槽底板高程分布为109.41m、103.04m，堰顶宽4.8m，左、右侧山坡坡角分别为15°～20°、25°，泄槽底板浆砌块石厚约0.3m，浆砌块石边墙墙体厚0.3～0.5m、墙高1.0～2.0m，进口无闸门、出口未建消力池。溢洪道沿线自上而下地层结构为：①残坡积（Qedl）紫红色含碎石砂质粘土，土层稍湿，硬塑，厚1.5～2.0m；②白垩系下统（K1）紫红色中厚层状砂砾岩，岩层产状为N30°E.NW∠12°，走向与轴线直交，岩层单斜状倾向上游。未发现断层切割，岩体强风化厚约5.0m。3.3.5.2主要险情隐患及处理目前溢洪道存在的险情隐患主要为底板被洪水冲刷成坑坑洼洼，两侧边墙局部垮塌，出口农田冲毁淤积严重。由于经费制约，险情隐患一直未得到处理。3.3.5.3工程地质条件评价由于浆砌块石为抗风化能力较差的砂砾岩，加之砌筑砂浆中砂的含泥量偏高，块石空隙中砂浆充填欠密实等。工程经过50多年的运行，因岩石风化、砂浆老化脱落，以及库水、地下水沿残坡积（Qedl）含碎石砂质粘土渗漏，带走细小颗粒，淘空基础持力土层等，引起泄槽底板、边墙基础产生不均匀沉陷变形，导致底板裂缝、边墙塌陷垮塌。汛期泄洪时，洪水淘刷底板携带的泥土冲刷出口农田，并造成出口农田淤积、毁坏。针对溢洪道存在的险情隐患类型和危害程度，建议浇筑混凝土泄槽底板，采用抗风化能力较强的块石（如灰岩等）加固两侧挡墙或浇筑混凝土挡墙，出口新建消力池。3.4坝体工程质量及存在的问题3.4.1主坝、副坝坝体填筑质量3.4.1.1坝体填筑土工程特性通过6个钻孔（主坝4个、副坝2个）共127.7m进尺、8次标准贯入试验和15件土工试验对坝体填筑质量进行检测。39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告（1）主坝坝体填筑土工程特性根据土工试验成果，主坝坝体填筑土主要为砾质砂质粘土、砾质粘土，其次为含少量砾的壤土、砂质粘土。土工试验主要指标为：砾质砂质粘土（4组试样，占随机取样的44.5%）：含水量为19.9%～23.0%、干密度1.50～1.64g/cm3、孔隙比0.659～0.832、液性指数-0.34～-0.12、塑性指数12.8～14.3、渗透系数为（1.08～1.11）×10-4cm/s、摩擦角14.3°～16.9°、凝聚力20.8～21.8KPa；砾质粘土（3组试样，占随机取样的33.3%）：含水量为18.5%～23.7%、干密度1.50～1.70g/cm3、孔隙比0.609～0.809、液性指数-0.37～-0.08、塑性指数14.7～16.0、渗透系数为（5.01～8.81）×10-5cm/s、摩擦角15.9°～18.3°、凝聚力19.9～22.7KPa；含少量砾的壤土、砂质粘土各为1组试样，均占随机取样的11.1%。现场标准贯入试验击数为4～6击，钻孔注水试验测得填土的渗透系数K=（1.4～4.6）×10-4cm/s。（2）副坝坝体填筑土工程特性副坝坝体填筑土为砾质砂质粘土和砾质粘土。土工试验主要指标为：砾质砂质粘土（3组试样，占随机取样的50%）含水量为19.9%～20.6%、干密度1.65～1.66g/cm3、孔隙比0.623～0.629、液性指数-0.20～-0.22、塑性指数12.6～14.4、渗透系数为8.80×10-5～1.11×10-4cm/s、摩擦角18.8°～20.3°、凝聚力18.0～20.8KPa；砾质粘土（3组试样，占随机取样的50%）：含水量为20.9%～21.3%、干密度1.58～1.62g/cm3、孔隙比0.684～0.718、液性指数-0.24～-0.26、塑性指数13.9～16.6、渗透系数为（6.94～9.45）×10-5cm/s、摩擦角16.4°～17.4°、凝聚力19.9～21.8KPa。现场标准贯入试验击数为5～7击，钻孔注水试验测得填土的渗透系数K=3.4×10-4cm/s。3.4.1.2坝体填筑工程质量主坝、副坝坝体填筑土主要为砾质砂质粘土和砾质粘土，土中粘粒含量33%～41%，含水量19.9%～23.7%，低于最优含水量26.6%；注水试验最大渗透系数Kmax=4.6×10-4cm/s，偏大；干密度1.50～1.66g/cm3，达到最大干密度1.52g/cm3指标。大坝填土稍湿至湿、可塑至硬塑，中密状态，具弱至中等透水性、中低压缩性。39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告但大坝填筑施工由当地村民采用大兵团作战完成，实行分区填筑，存在各区进土混杂、填筑厚度及上升速度不一致，造成填土分层界面较多，加之碾压欠密实，甚至存在局部漏压等质量缺陷，填筑质量无法保证。即坝体填筑质量整体较差。3.4.2主要工程隐患及处理3.4.2.1主坝坝体主要工程隐患及处理由于坝体本身存在填筑质量较差的质量缺陷，经过55年的运行后，受各种地质作用及岩土工程特性衰减、恶化的影响，导致坝体呈现许多险情隐患，主要险情隐患为：①背水坝坡105.3m高程平台以下至坝脚区域普遍存在散浸。较严重的两处处于坝体中部，面积分别为42.9.0m2、51.4m2，高程分别为102.0～104.0m、102.5～104.5m；②下游坝脚堆石棱体导渗、排水功能失效。由于经费制约，对主坝坝坡散浸严重问题只采取了开挖导渗沟的措施进行处理。为了既保大坝安全，又使水库发挥效益，只得采取控制水库蓄水位的办法，使水库带病运行。3.4.2.2副坝坝体主要工程隐患及由于历年水库水位多在坝脚附近，因此，未能发现坝体渗漏、散浸等险情隐患。但坝坡水土流失较严重，坝面坑坑洼洼需进行护坡外。应及时进行坝坡护砌。3.4.3坝体工程地质条件评价（1）产生坝坡散浸的主要原因是：①大坝填筑土为砂砾岩风化的砾质砂质粘土、砾质粘土，土中含砂量较高，抗渗能力较低，结构较松散，压密相对困难；②施工时实行分区填筑，各区进土混杂、堆填厚度和上升速度不一致，造成填土接合面多，碾压欠密实，甚至存在局部漏压等质量缺陷；③工程经历了50多年的运行，受自然灾害的影响，填土工程特性衰减、恶化。水库蓄水后，库水沿土中孔隙向下游产生渗漏，尤其是水库高水位、强渗透压力作用下，渗透水流不但恶化土层的工程特性，加速土中碎石风化，而且淘空孔隙，致使坝体渗透性增强，造成散浸日趋严重的现象。（2）堆石棱体排水功能失效的主要原因是：排水棱体由抗风化能力差的砂砾岩块石堆积而成。块石经坝体渗水湿润，强度降低，加速风化破碎。而风化碎石及坝体流失土堵塞块石间的孔隙，导致棱体渗透性能降低，丧失导水功能。（3）根据大坝填筑土的物质成分、工程特性，结合本地区地震基本烈度等工程地质条件分析，参照砂性土、粘性土液化评判标准，坝体填筑土及坝基土层在本地区基本地震烈度震动作用下产生液化变形的可能性极小。39n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告针对坝体存在的险情隐患，建议对坝体采用冲抓回填或高喷防渗墙等措施进行处理；同时，用混凝土块或块石对坝坡进行护坡；重建排水棱体。3.5坝体分区及岩土物理力学指标建议值3.5.1大坝填土分区（1）主坝填土分区根据钻孔勘探及土工试验查明，坝体填土较为均匀，主要为砾质砂质粘土，为均质土坝。填土主坝填土分为两区：第①区：坝体主要填筑区，填土成分主要为紫红色砾质砂质粘土，其次为含少量砾的壤土、砂质粘土、砾质粘土。大坝填土稍湿至湿、可塑至硬塑，中密状态，具弱至中等透水性、中低压缩性。大坝填筑质量整体较差。第②区：为背水坝坡脚的堆石排水棱体，块石岩性为砂砾岩，导水、排渗功能已失效。（2）副坝填土分区副坝无堆石排水棱体。副坝填筑土主要为砾质砂质粘土、砾质粘土，填土工程特性与主坝相同。3.5.2岩土物理力学性质试验标准贯入试验成果统计于表3.5.2-1，钻孔注水试验、压水试验成果统计于表3.3.1-2、3.3.2-2，坝体填土土工试验成果统计于表3.5.2-2。土工试验由湖南省水利水电勘测设计研究总院科研所完成，试验成果见《资兴市西湖水库土工试验报告》。大坝填筑土标准贯入试验成果统计表表3.5.2-1孔号孔深标准贯入击数孔深标准贯入击数ZK15.10～5.4066.80～7.105ZK25.00～5.3069.00～9.304ZK39.50～9.805ZK43.85～4.155ZK53.85～4.155ZK63.05～3.35739n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告资兴市西湖水库主坝填土土工试验成果统计表表3.5.2-2岩土名称土样件数统计值天然含水量(%)密度孔隙比比重g/cm3塑性指数液性指数渗透系数cm/s压缩系数MPa-1压缩模量MPa摩擦角°凝聚力KPa干g/cm3湿g/cm3饱和固结饱和固结砂质粘土1试验值20.51.621.950.6812.7214.00.291.25E-40.4543.7014.922.7平均值大值小值砾质砂质粘土3区间值19.9～23.01.50～1.641.84～1.980.659～0.8322.72～2.7412.8～14.3-0.34～-0.12（1.08～1.11）E-40.283～0.5053.63～5.8614.3～15.416.921.820.8平均值21.21.591.920.7262.7313.8-0.211.097E-40.3764.8214.8521.8大值平均23.01.631.960.8322.7414.25-0.1551.1E-40.5055.4115.421.8小值平均20.41.501.840.6732.7212.8-0.341.08E-40.3123.6314.321.8砾质粘土1试验值18.51.702.010.6092.7314.7-0.375.01E-50.3215.0116.419.9平均值大值平均小值平均坝体填土试验值综合统计（6）区间值18.5～26.81.50～1.701.84～2.010.659～0.8322.71～2.7412.8～14.7-0.34～-0.125.01E-4～1.38E-40.283～0.5053.63～5.8614.3～15.416.4～16.921.8～22.719.9～20.8平均值21.61.601.940.732.7314.0-0.261.07E-40.374.715.216.722.120.4大值平均24.91.651.980.822.7314.4-0.331.2E-40.485.315.416.922.720.8小值平均19.91.501.900.662.7212.8-0.165.0E-50.323.714.616.421.819.9资兴市西湖水库副坝填土土工试验成果统计表41n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告续表3.5.2-2岩土名称土样件数统计值天然含水量(%)密度孔隙比比重g/cm3塑性指数液性指数渗透系数cm/s压缩系数MPa-1压缩模量MPa固结快剪干g/cm3湿g/cm3摩擦角°凝聚力KPa砾质砂质粘土4区间值19.9～20.61.65～1.661.98～2.000.623～0.6292.69～2.7012.6～14.4-0.22～-0.208.80E-5～1.11E-40.198～0.3015.84～8.67平均值20.21.6571.990.6272.7013.4-0.211.01E-40.2397.5919.519.6大值平均20.41.662.000.6292.6914.4-0.221.08E-40.3018.4720.320.4小值平均19.91.651.980.6232.7213.0-0.210.88E-40.2015.8419.118.0砾质粘土3试验值20.9～21.31.58～1.621.92～1.960.684～0.7182.72～2.7313.9～16.6-0.26～-0.24（6.94～9.54）E-50.289～0.3265.17～5.9116.4～17.419.9～21.8平均值21.11.601.940.7032.72715.2-0.257.96E-50.3105.4317.121.2大值平均21.31.621.960.7132.7316.6-0.269.54E-50.325.9117.421.8小值平均20.91.591.930.6842.7214.5-0.257.17E-50.2895.2016.419.9坝体填土试验值综合统计（9）区间值19.9～21.31.58～1.661.92～2.000.623～0.7182.69～2.7312.6～16.6-0.20～-0.267.4E-5～1.11E-40.198～0.3265.17～8.6717.4～20.318.0～21.8平均值20.671.631.960.6652.7114.5-0.239.03E-50.2746.5118.320.4大值平均21.31.661.980.7032.7215.9-0.251.03E-40.318.4719.521.5小值平均20.41.601.930.6272.7013.6-0.217.71E-50.215.5417.119.341n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告3.5.3岩土的物理力学参数推荐值综合分析土工试验、钻孔注水试验和压水试验成果、险情隐患的类型、成因及发展趋势等，结合类似工程经验，按照“①含水量、孔隙比、渗透系数、压缩系数取大值平均值，其中渗透系数结合现场注水试验成果；②干密度、抗剪参数取小值平均值；③湿密度、塑性指数、液性指数取算术平均值”的取值原则，推荐工程区岩土的物理力学参数见表5.3-1。41n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告表3.5.3-1资兴市西湖水库岩土物理力学指标建议值统计表岩土名称含水量(%)湿密度g/cm3干密度g/cm3孔隙比比重g/cm3塑性指数液性指数渗透系数cm/s压缩系数MPa-1压缩模量MPa固结快剪固结慢剪允许承载力KPa摩擦系数f砼/土允许渗透坡降抗冲流速m/s摩擦角°凝聚力KPa摩擦角°凝聚力KPaQs坝体填土22.01.921.600.732.7214.5-0.213.2×10-40.404.515.520.017.019.01550.280.380.35Qpdl砾质砂壤土24.01.91.550.782.714.3×10-40.325.516.511.017.510.01650.270.380.45Qedl含碎石砂质粘土20.01.911.590.712.7213.00.103.0×10-40.305.816.020.017.018.01700.280.400.50K1全风化碎石土19.02.11.600.682.7212.50.153.5×10-40.286.017.017.018.515.01750.300.400.40Qs排水棱体2.400.652.735.0×10-2K1砂砾岩强风化：承载力标准值［R］=0.5～0.6MPa，抗剪强度f=0.40～0.45，c=0；抗剪断强度f′=0.60～0.65，c′=0.15～0.20MPa弱风化：承载力标准值［R］=1.2～1.5MPa，抗剪强度f=0.48～0.52，c=0；抗剪断强度f′=0.80～0.85，c′=0.35～0.40MPa41n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告3.6天然建筑材料本工程除险加固需要：砂0.11×104m3、砾石0.20×104m3、粘土0.40×104m3、块石0.10×104m3。根据水利水电工程天然建筑材料勘察规范的勘察原则，工程地质勘察时对工程区附近15.0km范围内的砂砾石料、粘土料、块石料的产地分布及储量和质量进行了详查，各种材料分布、质量特征为：3.6.1粘土料粘土料产地为大坪村江边组产地，为Ⅰ级冲积堆积阶地。产地面积0.007km2。地表无用根系土层平均厚0.5m，无用层体积0.35×104m3；有用层为粉质粘土，稍湿，硬塑，最大干密度1.52g/cm3，最优含水量26.6%。土层平均厚5.0m，有用层储量约3.5×104m3，土的储量、质量满足设计要求。有简易公路通坝址，开采运输较方便，但产地为旱土、菜地。3.6.2砂砾石料、块石料工程除险加固所需的砂砾石料、块石料需外购。砂砾石到香花乡程江口砂砾石供应场购买，质量、供给量满足设计要求，运距25.0km，有公路通坝址，运输方便。块石料到七里镇大树村灰岩采石场购买，岩石坚硬，储量丰富，有公路通坝址，开采运输方便，运距23.0km。3.7结论及下步工作建议3.7.1结论（1）、工程区新构造运动微弱。挽近期以来工程区地壳运动以缓慢地上升运动为主，根据1/400万《中国地震动参数区划图》，本区地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期0.35s，相应的地震基本烈度为Ⅵ度，工程区属相对稳定地块。（2）、两岸岸坡坝基持力层主要为强风化砂砾岩；沟谷底部坝基持力层为坡50n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告洪积砾质砂壤土。坝基工程隐患主要为坝基渗漏。导致渗漏的原因是坝基清基不彻底，残留具中等透水性的砾质砂壤土透水土层、下伏砂砾岩沿层面中等溶蚀；对坝基渗透层未作防渗处理。建议对坝基进行防渗处理。（3）、大坝填土主要为砾质砂质粘土，具中等至弱透水性。坝体主要险情隐患为坝体散浸、渗漏。建议对坝体进行冲抓回填或高喷防渗墙处理，坝面块石护坡。（4）、输水涵管多处裂缝，库水沿裂缝产生渗透，淘刷坝体，严重影响大坝安全。建议封堵涵管，新辟引水管线。拟建新开隧洞沿线围岩具备成洞条件，主要工程地质问题：①进、出口洞脸边坡岩土稳定问题，建议采取喷锚支护处理；②隧洞进、出口4～10m区段开挖时，可能存在洞顶掉快坍落、地下水沿裂隙渗漏等，建议采用边挖边衬的施工措施。（5）、溢洪道底板冲刷毁坏严重，下游农田冲刷、压覆淤积。建议浇筑混凝土底板，加固边墙，出口新建消力池。（6）、根据大坝填筑土成分、砂土液化评判标准，坝体填筑土在基本地震烈度作用下，不会发生液化变形。（7）、除险加固所需的土料可到大坪村江边组产地开采，土质为冲积堆积粉质粘土，储量、质量满足设计要求，开采运输较方便；砂砾石、块石靠外地购进，运距23.0～25.0km。3.7.2下步工作建议除险加固施工期间，加强施工地质工作，对施工中新揭露的水文、工程地质问题进行必要的勘探、试验工作，为优化除险加固设计提供地质依据。50n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告4、除险加固设计4.1工程任务和规模西湖水库是一座以防洪、灌溉为主兼有养殖等综合效益的小（I）型水利工程。坝址位于耒水流域蓼市河上游资兴市蓼江镇境内。西湖水库坝址位于资兴市蓼江镇大坪村，东经113°，北纬26°，属湘江水系耒水支流。坝址控制流域面积1.6km2，校核洪水位110.10m，设计正常蓄水位109.41m，总库容164.23×104m3，正常库容138.22×104m3。水库洪水标准重现期，设计按30年，洪峰流量14.5m3/s，校核洪水重现期300年，洪峰流量22.5m3/s，水库为年调节水库。4.2主要加固项目水库枢纽由主坝、副坝、高、低涵洞、溢洪道等组成，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。主坝为均质土坝，坝顶高程112.0m，最大坝高12.733m，坝顶轴线长58.5m，坝顶宽3.7m；副坝为粘土均质坝，坝顶高程111.60米，最大坝高8.33米，坝轴线长32米，坝顶宽4.7米；溢洪道为宽顶堰，堰顶高程为109.413米，一孔，堰顶宽度5米。主、副坝均有涵洞用来取水灌浆，涵洞为圆涵，直径为0.35。该工程于1953年动工兴建，1955年竣工投入运行。工程兴建前，未进行任何工程地质勘探试验工作，工程设计由资兴县水利局完成，当地群众完成施工。由于工程区附近筑坝优质土料缺乏，施工时缺乏专业技术人员现场指导，又是非专业队伍施工。施工队伍庞大，工作面广，施工时只追求进度，而忽视工程质量，存在清基不彻底、分区填筑厚度不均匀，碾压不密实或局部位置漏压等质量缺陷，施工质量差。水库投入运行不久，就出现了坝基、坝体渗漏等险情隐患，经过53年的运行，因工程设施老化，年久失修，枢纽建筑物均存在不同程度的险情隐患，近年来出现的隐患逐年增多、险情加重，对大坝的安全稳定构成极大地威胁。4.2.1安全评价意见2009年4月由郴州市水利局对西湖水库进行了安全鉴定，本工程安全评价报告书提出了如下几点结论性意见。50n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告1)防洪能力评价：水库防洪标准符合规范要求；主、副坝坝顶高程能满足国家防洪标准规定的挡洪、防浪要求；溢洪道堰体规模能满足国家防洪标准规定的泄洪要求。2)抗震能力评价：坝址位于地震动峰值加速度为0.05g的地区，相应的地震基本烈度为Ⅵ度。该水库大坝不需作抗震安全复核。3)渗流安全评价：主坝：大坝存在坝身、坝基渗漏问题；下游排水设施失效，坝身浸润线高，大坝的最大渗透坡降Jmax都发生在下游坝坡较高的位置，其值为0.474～0.493，而坝体填土允许渗透坡降为0.38，该处无渗流保护设施，因此，其渗流性态属不安全。副坝：其渗流性态属安全。输水设施：库水沿裂缝及涵管与坝体的接触带产生渗透，渗水直接冲刷并带走坝体填筑土，渗水呈黄色浑浊状，留下坝体塌陷甚至溃坝的安全隐患。4)结构安全评价：主坝正常运用条件下下游坝坡最小抗滑稳定安全系数为0.979，不满足规范要求；非常运用条件下的上游坝坡抗滑稳定最小安全系数0.921，不满足规范要求。因此，主坝坝坡抗滑稳定不满足规范要求。副坝坝坡抗滑稳定满足规范要求。主、副坝迎水坝坡和背水坝坡均未护坡，坡面坑洼不平，杂草丛生；排水棱体失去导渗功能，导致坝体排水不畅。输水涵管多处裂缝、砂浆老化脱落，库水沿裂缝产生渗透，冲刷坝体。溢洪道底板冲刷毁坏严重。5)大坝安全类别评定为Ⅲ类坝。50n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告4.2.2安全评价审查主要意见：根据上述大坝安全论证分析，对大坝除险加固措施的建议如下：1）大坝：针对大坝存在的渗流异常问题，建议：①对主、副坝坝基及坝身进行防渗处理；②对主坝上、下游坝坡采用培厚加固处理，以满足上、下游坝坡抗滑稳定要求；③对主副坝上、下游坝面护坡进行整修改造；④重建主坝排水棱体，以降低坝身浸润线。2）溢洪道：针对溢洪道底板、挡墙多处裂缝，下游无消能设施，建议：①重新浇筑混凝土底板，加固边墙；②出口新建消力池，减小对下游的冲刷。3）放水低涵：针对该涵管裂缝、渗漏问题，考虑涵管断面小，修复和采用防渗灌浆处理施工难度大，建议：封堵涵管，另外开辟引水管线。4）上坝公路路面砼硬化，增设大坝位移及渗流观测等大坝监测设施。4.2.3大坝除险加固项目及内容：根据大坝安全鉴定结论以及对各种处理方案进行分析论证后，大坝除险加固具体措施如下：1）大坝：①对主坝坝基及坝身进行防渗处理；②对主坝上、下游坝坡采用培厚加固处理。③对主副坝上、下游坝面护坡进行整修改造；④新建主、副坝下游坡面导渗井。2）溢洪道：①拆除溢洪道底板及挡墙，重新浇筑混凝土底板、边墙；②出口新建消力池。3）主坝低涵处理措施：封堵涵管，新建输水隧洞。4）副坝高涵：根据“国家重点小型水库病险库除险加固专项规划三类坝鉴定成果核查表”及根据业主要求，新建副坝卧管。5）上坝公路路面砼硬化，增设大坝位移及渗流观测等大坝监测设施。50n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告4.3设计依据4.3.1工程等级与建筑物级别西湖水库总库容为164.23万m3，正常库容138.22万m3，水库设计灌溉面积3000亩，根据国家《防洪标准》（GB50201-94）和《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000的规定，该水库为小⑴型水库，枢纽属Ⅳ等工程，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。其设计洪水标准采用30年一遇，校核洪水标准为300年一遇，溢洪道消能防冲标准为30年一遇。4.3.2设计基本资料4.3.2.1特征水位及流量正常蓄水位：109.41m设计洪水位(p=3.33%)：109.87m校核洪水位(p=0.33%)：110.10m设计洪峰流量(p=3.33%)：14.5m3/s设计下泄流量(p=3.33%)：2.25m3/s校核洪峰流量(p=0.33%)：22.5m3/s校核下泄流量(p=0.33%)：4.1m3/s4.3.2.2地质参数50n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告资兴市西湖水库岩土物理力学参数采用值表表4.3.2-1岩土名称含水量(%)湿密度g/cm3干密度g/cm3孔隙比比重g/cm3塑性指数液性指数渗透系数cm/s压缩系数MPa-1压缩模量MPa固结快剪慢剪承载力标准值KPa摩擦系数f砼/土允许水力坡降抗冲流速m/s摩擦角°凝聚力KPa摩擦角°凝聚力KPaQs坝体填土22.01.921.600.732.7214.5-0.213.2×10-40.404.515.520.017.019.0155Qs坝体填土22.0Qpdl砾质砂壤土24.01.91.550.782.714.3×10-40.325.517.511.018.510.0165Qpdl砾质砂壤土24.0Qedl含碎石砂质粘土20.01.911.590.712.7213.00.103.0×10-40.305.816.020.017.018.0170Qedl含碎石砂质粘土20.0K1全风化碎石土19.02.11.600.682.7212.50.153.5×10-40.286.017.017.018.515.0175K1全风化碎石土19.0Qs排水棱体2.400.652.735.0×10-3Qs排水棱体K1砂砾岩强风化：承载力标准值fk=0.5～0.6MPa，抗剪强度f=0.40～0.45，c=0；抗剪断强度f′=0.60～0.65，c′=0.15～0.20MPa弱风化：承载力标准值fk=1.2～1.5MPa，抗剪强度f=0.48～0.52，c=0；抗剪断强度f′=0.80～0.85，c′=0.35～0.40MPa50n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告4.3.2.3坝坡抗滑稳定最小安全系数根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）有关规定，对于Ⅳ等工程，采用瑞典圆弧法计算时，坝坡抗滑稳定安全系数不小于下列数值：正常运用条件：K≥1.15；非常运用条件Ⅰ：K≥1.054.3.2.4文件依据及参考资料（1）《湖南省资兴市西湖水库大坝安全评价报告》(2009年4月，湖南省水利水电勘测设计研究总院编)（2）《湖南省病险水库除险加固工程初步(技施)设计导则》；（3）《湖南省暴雨洪水查算手册》(湖南省水利水电厅1984年编)（4）由湖南省郴州市水利局编制的《大坝安全鉴定书》4.3.2.5规程规范⑴《水利水电工程等别划分及洪水标准》（SL252-2000）；⑵《防洪标准》(GB50201-94)；⑶《溢洪道设计规范》(DL/T5166-2002)；⑷《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(SL62-94)；⑸《水工混凝土结构设计规范》(DL/T5057-1996)；⑹《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)；⑺《土石坝安全监测技术规范》(SL60-94)；⑻《湖南省病险水库除险加固工程初步(技施)设计导则》⑼《建筑物荷载设计规范》（DL5077-1997）；⑽《水工隧洞设计规范》(SL279-2002);⑾《湖南省暴雨洪水查算手册》(湖南省水利水电厅1984年编)。⑿《水库工程管理设计规范》(SL106-96)73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告4.4加固设计4.4.1大坝4.4.1.1坝顶高程复核根据水文2.6.1水库大坝坝顶高程复核结果，现有大坝能满足挡洪要求4.4.1.2工程险情1)主坝（1）主坝正常运用条件下下游坝坡最小抗滑稳定安全系数为0.979，不满足规范要求；非常运用条件下的上游坝坡抗滑稳定最小安全系数0.921，不满足规范要求。因此，主坝坝坡抗滑稳定不满足规范要求。(2)坝基、坝肩渗漏问题：坝基清基不彻底，大坝填筑前，未采取任何措施对坝基透水岩土层进行防渗处理；大坝填筑过程中，因填土混杂，存在碾压不密实或局部漏压现象，水库蓄水后，库水沿接触界面、坝基土层中的孔隙、强风化岩体中的节理裂隙、溶蚀裂隙等向下游产生渗透，形成坝基、坝肩渗漏。(3)坝体渗漏问题：大坝填筑施工时施工队伍庞大，填筑质量差，造成填土接合面多、碾压欠密实，甚至存在局部漏压等质量缺陷，坝体渗漏严重。(4)坝坡及坝脚附近散浸问题：大坝填筑施工实行分区填筑，各区进土混杂、填土厚度和上升速度不一致，造成填土接合面多、碾压欠密实，甚至存在局部漏压等质量缺陷；（5）背水坝坡脚堆石棱体失效：棱体由抗风化能力极差的砂砾岩块石堆积而成，块石强烈风化破碎；风化碎石及坝体流土堵塞块石间的孔隙，导致棱体导水、排渗功能丧失。（6）迎水坝坡和背水坝坡均未护坡，坡面坑洼不平，杂草丛生。2)副坝迎水坝坡浪蚀较严重，坡面坑洼不平，杂草丛生。4.4.1.3坝身及坝基防渗处理设计（1）方案比较根据本工程实际情况本次设计选取三种方案进行比较：73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告方案一：高喷灌浆+帷幕灌浆：高喷灌浆孔布置于坝顶轴线上，设计为单排孔，孔距1.0m，孔深至坝基以下1.0m，下与帷幕灌浆孔相连。大坝坝基、坝肩采用帷幕灌浆处理，灌浆区上部与高喷灌浆搭接长度为1m，下部深入基岩相对隔水层(5Lu)以下3～5m，设计单排孔，孔距2.0m。方案二：土工膜+截渗墙+帷幕灌浆：在大坝上游面从坝顶至坝基铺设土工膜，土工膜与混凝土截渗墙相连，截渗墙伸入基岩内1m，下与坝基帷幕灌浆孔相连，截渗墙与帷幕灌浆搭接长度1.0m。大坝坝基、坝肩采用帷幕灌浆处理，帷幕灌浆下部深入基岩相对隔水层(5Lu)以下3～5m，设计单排孔，孔距2.0m。方案三：冲抓套井回填+帷幕灌浆：冲抓回填孔布置于坝顶轴线上，对坝顶至坝基以下1.0m进行冲抓回填，对坝基进行帷幕灌浆，冲抓回填与帷幕灌浆搭救接长度1.0m，冲抓回填孔孔距为0.78m。大坝坝基、坝肩采用帷幕灌浆处理，帷幕灌浆下部深入基岩相对隔水层(5Lu)以下3～5m，设计单排孔，孔距2.0m。方案比较表表4.4.1-2比较项目方案工程量投资(万元)主要优缺点高喷灌浆高喷灌浆746m，帷幕灌浆1144m.103.051.投资大，施工工艺简单2.处理效果好土工膜+砼防渗墙土工膜2048m2，防渗墙61m2，帷幕灌浆1698m.99.241.投资相对较小；施工工艺复杂2.处理效果较好冲抓套井回填冲抓回填总深度935m，帷幕灌浆1040m.84.131.投资小2.处理效果好经综合比较，本次坝体防渗处理推荐方案为冲抓套井回填方案。（2）坝体防渗处理设计经技术经济比较采用冲抓套井回填措施对坝体防渗进行处理，实际上就是在坝体内形成一道沿坝轴线方向的连续的粘土防渗墙，以达到坝体防渗效果。73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告①防渗墙布置冲抓套井回填孔布置于坝顶轴线上，采用一排孔布设防渗墙，孔深至坝基以下1.0m，下与帷幕灌浆孔相连，冲抓套井回填与帷幕灌浆搭接长度1.0m。冲抓回填总深度935m。②冲抓套井回填技术要求冲抓套井防渗墙布置在坝轴线上，墙体伸入坝体基岩，采用冲抓式打井机具造孔，开孔直径110cm，孔距78cm，打井造孔严格按先主井后套井的顺序施工，即先造奇数孔，后造偶数孔，造孔应连续作业，不得停歇，以免塌孔，严格控制井孔垂直度，以免产生井孔偏斜。打井完工后，应立即连续分层回填粘土夯实，每层回填粘土厚30～50cm，回填粘土设计指标：粘土含量为35%～50%，渗透系数小于1×10-5cm/s，含水量控制20%～30%，干密度大于1.55g/cm3。夯击机具和次数根据现场夯击功能试验确定，夯击过程中，一定要保持夯锤稳定，不左右摇摆，不碰撞井壁，以提高夯压效果，当出现严重塌孔时，可用土回填击实后再进行冲抓。防渗墙质量可通过现场取样测定回填土的含水量，并检查夯实后土的干容重是否大于1.55g/cm3。4.4.1.4坝基帷幕灌浆设计对大坝坝基、坝肩采用帷幕灌浆处理。帷幕灌浆施工与高喷灌浆施工结合进行。灌浆区上部与高喷灌浆搭接长度为1m，下部深入基岩相对隔水层(5Lu)以下3～5m，设计单排孔，孔距2.0m。①灌浆孔布置帷幕灌浆孔布置在高喷灌浆轴线上，设置单排孔，孔距2.0m，钻孔深至基岩相对隔水层以下3～5m。为了使帷幕线形成防渗封闭圈，需向两岸延伸至正常蓄水位与地下水位线衔接处，根据大坝水文地质横剖面图，左岸防渗帷幕需向左侧延伸17m，右岸防渗帷幕需向右侧延伸26.5m。②　灌浆技术要求灌浆材料：坝基岩石灌浆材料均为425#普通硅酸盐水泥帷幕灌浆分二序进行，顺序依次为：Ⅰ序孔→Ⅱ73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告序孔，对单个孔而言，按照自上而下原则逐段往下灌注。回填段灌浆压力大约在0.3Mpa，高喷段灌浆压力大约在1Mpa～3Mpa，帷幕段灌浆压力大约在0.3Mpa～1Mpa，具体取值应根据施工时现场试验最后确定。灌浆时在基础面应注意控制压力，尽量使浆液沿基础面扩散充填以利接触面的防渗。对断层处的帷幕灌浆，可考虑采用浓浆，如发现采用浓浆仍达不到灌浆压力，证明浆液被渗漏水带走，则可考虑在浆液中掺加水玻璃等速凝剂，再行灌注。根据规范要求，帷幕灌浆应设检查孔，检查孔孔数按总孔的8～10%控制，在防渗帷幕施工完成后对检查孔进行检查，要求检查孔岩石吸水率应达到设计要求。4.4.1.5主坝渗流、稳定计算(1)渗流计算1)计算工况根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》SL189-96有关规定，渗流计算应考虑水库运行中出现的不利条件，一般需计算下列水位组合情况。①上游正常蓄水位与下游相应最低水位；②库水位降落(或骤降)时对上游坝坡稳定最不利的情况。2)计算方法本设计系采用北京理正软件设计研究所编制的《渗流分析软件3.4版》有限元法计算，基本方程为：其中：[K]—透水系数矩阵{H}—总水头向量[M]—单元储水量矩阵{Q}—流量向量t—时间3)计算参数73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告本次设计大坝渗流计算根据地质勘探和土工实验资料,确定各分区渗透系数见表4.4.1-4。西湖水库大坝计算断面渗透分区指标表表4.4.1-4分区渗透系数(cm/s)123456坝体填筑土导渗竖井砾质砂壤土砂砾岩坝基帷幕灌浆冲抓回填K2.2×10-43.00×10-34.28×10-41.15×10-75×10-66.3×10-64)计算成果a.主坝稳定渗流计算①上游正常蓄水位109.41m+下游无水；b.主坝非稳定渗流计算①上游正常蓄水位109.41m聚降到100.31m（上游坝坡稳定最不利的情况）+下游无水非稳定渗流计算时，考虑时段内无降雨，灌溉输水涵管以其最大泄流量往下游泄水，库水位从正常蓄水位连续降落的工况。计算时段内上游水位降落及相应的时间（天数）见表4.4.1-5。西湖水库大坝非稳定计算时段及水位表4.4.1-5时间（天）时间间隔（天）库水位（m）备注015109.41正常蓄水位15100.31最不利工况根据工程实际情况本次设计对加固前主坝断面进行了渗流稳定复核，对采取了加固措施后主坝断面进行了渗流稳定计算，计算结果见表4.4.1-673n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告西湖水库主坝断面最大渗透坡降计算结果表4.4.1-6项目分类上游水位(m)下游水位（m）最大渗透坡降Jmax渗流量（m3/d）备注稳定渗流加固前109.41无水0.4930.29稳定渗流加固后109.41无水0.230.15非稳定渗流加固前109.41～100.31无水0.4740.27非稳定渗流加固后109.41～100.31无水0.210.13结论：由以上计算结果可知，对于主坝加固前，无论是稳定渗流还是非稳定渗流的运行情况，其大坝的最大渗透坡降Jmax都发生在下游坝坡较高的位置，其值为0.474～0.493，而坝体填土允许渗透坡降为0.38，因此，其渗流性态属不安全。主坝经过上、下游坝坡陪厚、坝身坝基防渗，下游坝坡布置导渗竖井后，有效的降低了坝体浸润线位置，最大渗透坡降及渗流量都满足渗流稳定要求。(2)主坝稳定计算稳定计算的目的是保证大坝在自重、各种情况的孔隙压力和外荷载的作用下，具有足够的稳定性，不致发生通过坝体或坝体和地基的整体剪切破坏。1)计算工况根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》SL189-96有关规定，稳定分析中应核算的控制土石坝稳定的三个时期为：①施工期的上、下游坝坡(此工程不考虑)；②稳定渗流期的下游坝坡；③水库水位降落期的上游坝坡。2)计算方法本设计系采用北京理正软件设计研究所编制的《边坡稳定分析软件》3.4版计算。计算方法为瑞典园弧法。计算公式为：K=Σ{c.secα+[{ΣWK-ΣDV}.cosα-ΣDh.sinα-(Vs-rα.Z).secα].gφ}/[（ΣWh-ΣDV）.sinα+Mc/R0]73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告式中：R0——滑弧半径Mc—--水平向地震惯性力(ΣDh)对园心的力矩：Mc/R0=（ΣDh.cosαΣDh.Σh）/2R。Σh——某一土条总高度。ΣDh(ΣDv)——某一土条的水平(垂直)地震力总和，如不考虑地震设防，ΣDh(ΣDv)=0a——土条底面中点处切线与水平线的夹角Z——大坝外水位高出土条底面中点的距离r0——水容重Vs——在条块底面中点处的孔隙水位压力值C.φ——土的强度指标ΣWk——计算抗滑力时单位宽度土条的重量ΣWh——计算滑动时单位宽度土条的重量3)计算工况水位：①上游正常蓄水位109.41m+下游无水②上游设计洪水位109.87m+下游无水③上游校核洪水位110.10m+下游无水④上游从正常蓄水位109.41m聚降到100.31m+下游无水；4)计算参数大坝边坡稳定分析根据地质勘探和土工实验资料,确定各分区材料力学指标见表4.4.1-8。73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告主坝各分区材料物理力学指标表表4.4.1-8区号γ湿(KN/m3)γ饱(KN/m3)凝聚力(KPa)内摩察角(°)备注119.219.91917坝体填土区219.019.71018.5砾质沙壤土32420.4035导渗竖井421.022.0100060砂砾岩3)根据工程实际情况本次设计对加固前主坝断面进行了边坡稳定复核，对采取了加固措施后主坝断面进行了边坡稳定计算，计算成果详见表4.4.1-9。主坝边坡稳定分析成果表表4.4.1-9工况下游坝坡K上游坝坡K规范规定K备注主坝加固前：上游109.41m，下游无水1.02-1.15不符合要求上游109.87m，下游无水0.99-1.15不符合要求上游110.10m，下游无水0.97-1.05不符合要求上游109.41骤降至100.31m，下游无水-0.991.05不符合要求主坝加固后：上游109.41m，下游无水1.19-1.15符合要求上游109.87m，下游无水1.16-1.15符合要求上游110.10m，下游无水1.1-1.05符合要求上游109.41骤降至100.31m，下游无水-1.131.05符合要求73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告从以上计算结果可以看出，大坝经坝坡陪厚处理和防渗处理加固后，上、下游坝坡在各种运行工况下，抗滑稳定均能满足规范要求。4.4.1.5副坝渗流、稳定计算(1)渗流计算1)计算工况和计算方法和主坝相同2)计算参数本次设计大坝渗流计算根据地质勘探和土工实验资料,确定各分区渗透系数见表4.4.1-10。西湖水库大坝计算断面渗透分区指标表表4.4.1-10分区渗透系数(cm/s)1234坝体填筑土导渗竖井砾质砂壤土砂砾岩K3.2×10-43.00×10-34.28×10-41.15×10-74)计算成果a.副坝稳定渗流计算①上游正常蓄水位109.41m+下游无水；b.副坝非稳定渗流计算①上游正常蓄水位109.41m聚降到103.7m（上游坝坡稳定最不利的情况）+下游无水非稳定渗流计算时，考虑时段内无降雨，灌溉输水涵管以其最大泄流量往下游泄水，库水位从正常蓄水位连续降落的工况。计算时段内上游水位降落及相应的时间（天数）见表4.4.1-11。西湖水库大坝非稳定计算时段及水位表4.4.1-11时间（天）时间间隔（天）库水位（m）备注015109.41正常蓄水位15103.7最不利工况73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告根据工程实际情况本次设计对加固前副坝断面进行了渗流稳定复核，对采取了加固措施后副坝断面进行了渗流稳定计算，计算结果见表4.4.1-12西湖水库副坝断面最大渗透坡降计算结果表4.4.1-12项目分类上游水位(m)下游水位（m）最大渗透坡降Jmax渗流量（m3/d）备注稳定渗流加固前109.41无水0.390.55稳定渗流加固后109.41无水0.290.426非稳定渗流加固前109.41～103.70无水0.3850.27非稳定渗流加固后109.41～103.70无水0.270.22结论：由以上计算结果可知，副坝经过下游坝坡布置导渗竖井后，有效的降低了坝体浸润线位置，最大渗透坡降及渗流量都满足渗流稳定要求。(2)副坝稳定计算稳定计算的目的是保证大坝在自重、各种情况的孔隙压力和外荷载的作用下，具有足够的稳定性，不致发生通过坝体或坝体和地基的整体剪切破坏。1)计算工况和计算方法与主坝相同2)计算工况水位：①上游正常蓄水位109.41m+下游无水②上游设计洪水位109.87m+下游无水③上游校核洪水位110.10m+下游无水④上游从正常蓄水位109.41m聚降到103.70m+下游无水；3)计算参数大坝边坡稳定分析根据地质勘探和土工实验资料,确定各分区材料力学指标见表4.4.1-14。73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告主坝各分区材料物理力学指标表表4.4.1-14区号γ湿(KN/m3)γ饱(KN/m3)凝聚力(KPa)内摩察角(°)备注119.219.91917坝体填土区219.019.71118.5乐至沙壤土32420.4035排水冷提421.022.0100060沙砾岩4)计算成果详见表4.4.1-15。副坝边坡稳定分析成果表表4.4.1-15工况下游坝坡K上游坝坡K规范规定K备注副坝加固前：上游109.41m，下游无水1.17-1.15符合要求上游109.87m，下游无水1.14-1.15不符合要求上游110.10m，下游无水1.08-1.05符合要求上游109.41骤降至103.70m，下游无水-1.031.05不符合要求副坝加固后：上游109.41m，下游无水1.20-1.15符合要求上游109.87m，下游无水1.18-1.15符合要求上游110.10m，下游无水1.09-1.05符合要求上游109.41骤降至103.70m，下游无水-1.11.05符合要求73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告从以上计算结果可以看出，副坝经防渗处理加固后，上、下游坝坡在各种运行工况下，抗滑稳定均能满足规范要求。4.4.1.6外坡新建导渗井棱体由抗风化能力极差的砂砾岩块石堆积而成，块石强烈风化破碎；风化碎石及坝体流土堵塞块石间的孔隙，导致棱体导水、排渗功能丧失，致使坝体浸润线抬高，造成大坝外坡出现大面积的散浸，甚至沼泽化，严重影响大坝的正常运行，为降低大坝浸润线，需对其进行处理，以确保其排水效果。参照我省其他类似工程的经验，主坝下游坝坡拆除原排水棱体新建导渗井。导渗竖井，直径1.1m，顶部高程为103.6m，底部高程为97.10，导渗竖井布置长度为42.0米，井距3米，下游设两道导渗沟与导渗井相连，导渗沟深2米将水引入导渗明沟内。4.4.1.7上、下游坝面护坡改造主、副坝坝体上游坡采用C15砼预制块护坡，厚度100mm,并设孔径50mm的PVC排水管，孔距、排距均为3m，呈梅花型布置。主坝护坡从102.00高程护至坝顶112.0，副坝护坡坡脚从105.0高程护至坝顶111.6，采用砼基座，基座深1.5m，底宽为1m。砼护坡沿坝轴线方向每15m设伸缩缝。主、副坝坝体下游坡采用草皮护坡。4.4.2溢洪道除险加固设计溢洪道位于右坝肩山包的SW垭口处。轴线长约59.66m，为开敞式宽顶堰溢洪道，堰顶高程109.41m,堰顶宽5.0m,泄槽两侧边墙高约2.0m,由于溢洪道底板砌石砂浆配合比不符合设计要求，强度低；加之充填欠密实，施工质量差。经过53年的运行，砂浆老化、脱落，块石风化，浆砌石结构松散，堰体底板冲毁严重，坑坑洼洼；最严重的是泄槽底板未进行护砌，泄洪冲刷严重，现无法泄洪。出口未建消力池，造成冲毁下游农田。对于以上存在的问题，本次设计的加固方案的内容：对泄槽底板进行护砌对边墙进行拆除重建出口新建消力池73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告4.4.2.1溢洪道除险加固设计拆除原底板重新护砌：凿除原溢洪道浆砌石底板，再重新铺设400mm厚C20钢筋砼保护层，每隔10m分一道伸缩缝，分缝设止水。底板设孔径50mm的PVC排水管，排水孔孔距2.0m，梅花形布置。侧墙拆除重建：拆除原浆砌石侧墙，重新修建，C20混凝土侧墙高2.4~1.1m，顶宽0.5m，侧墙挡土侧坡比1：0.45，侧墙分缝间距同底板。侧墙设孔径50mm的PVC排水管，排水孔孔距2.0m，梅花形布置。溢洪道和消力池底板设纵、横向排水盲沟将水引致下游排出。新建消力池：原设计无消力池，本次设计新建消力池。消力池采用等宽矩形断面下挖式消力池，根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）计算后，设计消力池池长10m，池深1.2m。消力池底板厚度500mm，底板设孔径50mm的PVC排水管，排水孔孔距2.0m，梅花形布置。4.4.2.2溢洪道泄流能力复核西湖水库溢洪道为开敞式宽顶堰，堰顶高程109.41m，堰宽5.0m，按照《溢洪道设计规范》的宽顶堰泄流量公式对其泄流能力进行复核。计算公式如下:式中Q----流量，m3/s；B----总净宽，m；H0----计入流速水头的堰上总水头，m3；m----二元水流宽顶堰流量系数，进口为直坎，按如下公式计算：ε----闸墩侧收缩系数。73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告计算结果见表4.4.2-1，泄流曲线未考虑灌溉管的泄流能力。西湖水库泄流曲线表表4.4.2-1Z（m）109.41109.5109.6109.7109.8109.9110.0Q（m3/s）00.180.581.101.722.433.22Z（m）110.1110.2110.3110.4110.5110.6110.7Q（m3/s）4.085.05.987.028.129.2610.464.4.2.3溢洪道泄槽水面线推求推求校核洪水位时溢洪道水面线作为确定挡墙顶高程依据之一。校核水位为110.10米，堰顶高程109.41米，最大下泄流量Q=4.1m3/s。根据单宽流量求出收缩断面水深hc和临界水深hk，判别水平段水面曲线类型，然后再利用水力指数法试算求出陡坡段水面曲线。临界水深按下式计算：(4.2.5.3-2)式中：hk——临界水深(m)；q——单宽流量(m3/s)；α——系数，取α=1。对溢流面逐段进行计算，计算成果如表4.4.2-2。溢洪道水面曲线计算成果表表4.2.4-2序号距堰顶末端距离（m）堰面高程（m）计算断面水深（m）备注18.2108.10.62215.3106.760.2473n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告328.3102.7320.18444.56101.70.15从以上计算成果可以看出：溢洪道泄槽水深较浅，不作为确定挡墙墙顶高程的控制条件。挡墙墙顶高程基本按原设计确定，下游局部因与消力池连接按地形确定。4.4.2.4溢洪道消能防冲计算1）自由水跃共轭水深h2可按下列公式计算：(4.2.5.6-1)(4.2.5.6-2)式中：Fr1——收缩断面弗劳德数；h1——收缩断面水深(m);v1——收缩断面流速(m/s)。2）自由水跃长度L按下列公式计算：L=6.9（h2-h1）(4.2.5.6-3)上式适用范围：Fr1=5.5～9.0。3）等宽矩形断面下挖式消力池的水跃形态如图4.2.5.6所示，池深、池长可按下列公式计算：图4.2.5.6d=σh2－ht－△Z(4.2.5.6-4)73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告(4.2.5.6-5)Lk=0.8L(4.2.5.6-6)式中：d——池深(m)；σ——水跃淹没度，可取σ=1.05;h2——池中发生临界水跃时的跃后水深(m)；ht——消力池出口下游水深(m)；△Z——消力池尾部出口水面跌落(m)；Q——流量(m3/s)；b——消力池宽度(m)；φ——消力池出口段流速系数，可取φ=0.95;L——自由水跃的长度(m)。经计算得出在校核工况下消力池长度为9米，深度为1.2米。4.4.3主坝低涵加固设计4.4.3.1主坝低涵存在的问题输水涵管埋置于沟谷左岸大坝建基面附近，管线长62.4m，管径0.35m，为浆砌石园涵结构，进、出口底板高程分别为100.07m、99.6m。经过53年的运行，受大坝填筑土自重作用及坝基土层不均匀沉陷变形影响，砂浆老化、脱落，导致涵管多处出现裂缝和变形。库水沿裂缝及涵管与坝体的接触带产生渗透，目前涵管出口渗水流量达0.25L/min。渗水直接冲刷并带走坝体填筑土，渗水呈黄色浑浊状，留下坝体塌陷甚至溃坝的安全隐患由于管径小无法进人维修，而挖除大坝拆除重建也不现实，所以根据安全评价建议，对原涵管进行封堵，新建输水隧洞。4.4.3.2设计方案比选输水低涵设计拟选了两个方案进行比较：73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告左岸新建输水隧洞方案和右岸新建输水隧洞方案。左岸方案隧洞进出口部位山坡坡度较缓，隧洞成洞条件差，能成洞的线路长度仅占总路线的1/2，进出口段需建明渠与隧洞连接，且隧洞出口明渠经过上坝公路，需修建涵洞。而右岸新建输水隧洞方案，右岸山头标高120.0m，山坡坡角15°～40°，隧洞出口部位山坡为陡崖，进口为岩质岸坡，隧洞成洞条件很好，根据地形及地质条件分析，右岸山体比左岸山体更具备成洞条件，因此，选定右岸新建输水隧洞方案4.4.3.3主坝输水低涵加固设计根据本工程实际情况，废除放水低涵，采用C15砼封堵两端，并埋管对低涵中间段进行水泥灌浆填塞。根据地形及地质条件，新建隧洞布置于主坝右侧，隧洞总长度为89.95米。该隧洞主要起到是放空水库和灌溉下游农田的作用,隧洞灌溉最大流量为0.157m3/s。隧洞进口采用塔式进水口取水，进水口闸门孔口尺寸为0.5*0.5米，底板高程为100.07米，进水口设工作闸门和检修闸门各一道，在103.07高程平台上建启闭排架，启闭平台高程为111.0，同时设宽1.5米，长8.5米的工作桥与交通道相连。闸门后设渐变段与隧洞衬砌相连接。隧洞洞身采用城门洞形断面，为便于施工和检修，隧洞洞身尺寸为1.2*1.8（宽*高），隧洞采用全断面钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度为250mm,隧洞衬砌长度为83.95米。隧洞出口高程为99.6米，出口接消力池，消力池斜坡段长度为1.4米，坡比为1:2，消力池长度为8米，池底高程为98.9米，深度为1.0米，消力池下游接新建渠道。按照《水力学计算手册》中进口段设置有压短洞无压泄流隧洞的计算公式对其泄流能力进行复核。计算公式如下:式中Q----流量，m3/s；B----收缩断面处的底宽，m；H-----由有压短洞出口的闸孔底板高程算起的上游库水深e----闸孔开启高度；u----短洞有压段的流量系数ε---有压短洞出口的工作闸门垂直收缩系数。当闸门全开时，隧洞的泄流曲线的计算结果见下表：73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告闸门全开隧洞泄流曲线表Z（m）109.41108.41107.41106.41105.41104.41103.41Q（m3/s）3.283.12.892.672.442.181.89Z（m）102.41101.41101.07Q（m3/s）1.541.080.874.4.3.4隧洞回填灌浆隧洞采用钢筋混凝土衬砌，拱顶120度范围内必须进行回填灌浆。回填灌浆的目的主要是填满衬砌结构的顶部与岩面之间形成的空隙和空腔，首先在衬砌结构的顶部预埋灌浆管和排气管，衬砌完成后，再进行钻孔灌浆，分两序孔施工，钻孔深度为穿透管壁后伸入岩石20cm，然后再通过钻孔向外灌注水泥浆。钻孔沿管顶布置，灌浆孔排距为2m，孔深深入岩石不小于10cm,灌浆水泥标号不低于425号，灌浆孔之间为排气孔。灌浆技术参数根据施工情况调整。在坍塌、溶洞、较大超挖等部位预埋灌浆管和排气管，其预埋管的数量和位置应根据实际情况确定。4.4.4副坝输水高涵加固设计根据“国家重点小型水库病险库除险加固专项规划三类坝鉴定成果核查表”的现场核查意见及业主意见新建副坝卧管。4.4.4.1副坝卧管加固设计副坝高涵起灌溉下游农田的作用，涵管为园涵，直径0.35米，本次设计在原高涵的右边新建斜卧管取水，斜卧管进水口顺坡布置，坡度为1:3，水平长度为28.45米，斜卧管设计有17个进水孔，进水孔高差为0.4米，高程从111.4米至104.95米；卧管末端设有消力池，以便于斜卧管出水消能，池底高程为103.2米，深度为0.5米，池长为4.15米，卧管壁厚300mm。4.4.5安全监测设计工程原设计没有设计观测设施项目，严重影响了水库的正常运行。基于工程观测设施现状，根据观测设计有关规范，需对工程重新进行观测设计。73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告西湖水库属Ⅳ等工程，大坝属4级建筑物。根据《土石坝安全监测技术规范》(SL60-94)要求其观测项目为：巡视检查、大坝表面变形、大坝渗流量、坝体渗流压力、上、下游水位、降水量、气温等项目。4.4.5.1建立安全监测系统的必要性国务院发布的《水库大坝安全管理条例》规定：“国务院水行政主管部门对全国的大坝安全实施监督”。“各级水利、能源、建设、交通、农业等有关部门，是其所管辖的大坝运行的主管部门”。“大坝管理单位必须按照有关技术标准，对大坝进行安全监测和检查；对监测资料应当及时整理分析，随时掌握大坝运行状况。发现异常现象和不安全因素时，大坝管理单位应当及时向主管部门汇报，及时采取措施”。由此可见在本工程补建安全监测系统的必要性。根据《土石坝安全监测技术规范》(SL60-94)，本工程的大坝、溢洪道等都应进行有关项目的观测，及时发现渗流破坏，结构老化等安全隐患，确保安全生产。水库失事的灾难是巨大的，而根据以往统计资料，大坝安全事故多发生在低水头建筑物，约占总事故概率的60%～70%，失事的原因多在于施工缺陷、水文地质调查不充分，工程老化出现病险及管理上的失误等，所以在设计有足够安全系数的前提下，建立安全监测系统也是必不可少的。4.4.5.2监测系统任务及规模本工程的安全监测主要针对大坝、溢洪道等建筑物，进行水平位移和垂直位移、渗透压力和渗流量等观测项目，并进行水位、降雨、气温等观测，对工程的运行状况进行全面监测和分析，确保安全运行，并为工程鉴定提供可靠数据和资料。监测系统主要包括以下几个部分：1)大坝水平位移观测；2)大坝垂直位移观测；3)降雨量和气温观测；4)土坝渗压观测。5）渗流量观测4.4.5.3安全监测系统设计1)观测设计原则；①以人工观测为主；73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告②在满足规模要求的前提下，力求观测方便、直观，各观测值能相互核对，保证观测成果可靠；③在全面反映建筑物实际工况基础上，观测项目力求简而精，有针对性，突出重点；④在观测断面选择和测点布置上，注意地质构造和受力条件复杂的结构，兼顾仪器分布的均匀性；⑤仪器精密可靠，长期稳定性好，安装维护方便，在同类工程上有成功运用的经验。2)大坝安全监测系统大坝安全监测系统包括渗压观测，水平位移和垂直位移观测、渗漏观测。同时建立了水平位移和垂直的人工观测系统。①水平位移观测：主、副坝两侧山坡上各建一个稳定基点，主坝坝顶设置3个测点，副坝坝顶设置2个测点；②垂直位移观测：利用水平位移观测的基点和测点进行垂直位移观测；③土坝渗压观测：主坝设3个观测断面，副坝设2个观测断面。主、副坝坝肩设测压管以观测绕坝渗流；渗流压力选用测压管，管内设扬压力计观测。4.4.5.4监测系统施工监测系统施工主要包括渗压计埋设钻孔，位移基点的基础砼等土建项目；各种测量仪器安装等仪埋项目。仪器设备的安装有较高的专业技术要求，应由有经验的单位和专业技术人员承担安装任务或提供现场指导，确保仪器正确安装，不致损坏或降低观测精度。安装完成后应进行调试，并取得初始值。工程验收按《水电站基本建设工程验收规程》进行。验收后应将所有资料移交业主。监测系统的施工宜在枯水期到来时动工，争取在年底完成调试和试测工作。在枯水期取得初始值，保证下一年度有完整的观测资料。4.4.5.5观测技术要求73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告安全监测系统应当由专门技术人员进行维护和管理，管理人员应进行专业知识培训，掌握仪器的使用和维护，熟悉软件的功能和操作。安全监测工作由专人分管，发现异常现象和不安全因素时，应及时报告主管部门，采取处理措施。观测资料应归档保存。4.4.5.6观测工程量观测项目工程量见表4.4.5-1大坝安全监测设备表表4.4.5-1单位：m观测项目设备名称单位数量备注大坝水位水准基点个1水平、垂直位移观测共用校核基点个6水平、垂直位移观测共用工作基点个6水平、垂直位移观测共用大坝位移位移标点个8水平、垂直位移观测共用经纬仪台1水平移观测用水准仪台1垂直位移观测用坝体渗流压力测压管个14钻孔孔径φ110～150mm扬压力计支14大坝水位水尺把2降雨量雨量器个1气温百叶箱个1渗流量量水堰个34.5金结4.5.1概述根据西湖水库大坝安全鉴定报告及工程除险加固处理总体方案布置，本工程金属结构改造实施项目为取水隧洞进口检修门、工作门及相应启闭设备。根据水工布置，取水隧洞进口依次布置有检修门和工作门，两闸门拟采用相同的门页结构。检修门采用临时启闭设施静水操作；工作门采用螺杆启闭机动水启闭。该项目金属结构总工程量约3.5t，其中结构件（主要材料为Q235B）约3.0t，机械设备共1套，约为0.5t。为提高设备安全性、经济可靠性及延长设备的检修周期，设计中适当采用先进技术和新材料；所有闸门及埋件外露面均采用喷锌及涂料封闭防腐，所有埋件与水封接触面均贴焊不锈钢板。4.5.2设计依据及标准73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告《西湖水库大坝安全鉴定报告》《水利水电工程钢闸门设计规范》SL74《水利水电工程启闭机设计规范》SL41《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》　　DL/T5018《水利水电工程启闭机制造、安装及验收规范》DL/T5019《水工金属结构防腐蚀规范》SL1054.5.3取水隧洞进口闸门及启闭设备取水隧洞进口依次布置检修门和工作门，孔口尺寸均为0.5m×0.5m，底坎高程均为100.07m，设计水头9.343m（至底坎）。考虑到两闸门孔口尺寸相同，布置位置靠近，为方便设计和施工，检修门和工作门采用相同的门页结构，为潜孔式平面滑动钢闸门（采用底摩阻滑块）。检修门平时存放于启闭机房，采用临时启闭设施静水操作（小开度提门平压）；工作门动水启闭，利用水柱闭门，采用一台型号为LQ-50的螺杆启闭机进行启闭操作。检修门、工作门主要技术参数：型式潜孔滑动平面闸门孔口尺寸0.5m×0.5m封水尺寸0.6m×0.55m设计水头9.343m总水压力29.92kN操作条件检修门为静水（小开度提门平压）工作门为动水（水柱闭门）启闭设备检修门采用临时设施工作门为LQ-50螺杆启闭机，容量50kN孔口数量各1孔闸门数量各1扇启闭机数量1台4.5.4本项目金属结构及设备工程量表：73n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告西湖水库除险加固工程金属结构初设设备清单序号项目闸门启闭设备备注型式启闭方式孔口尺寸(宽×高)设计水头孔口数量门页数量门页重量（t）埋件重量（t）型式启闭容量（KN）扬程（m）台数重量（t）单重小计单重小计单重小计1取水隧洞进口检修门潜孔定轮闸门静水启闭0.5×0.59.343110.20.21.31.3临时启闭设备2取水隧洞进口工作门潜孔定轮闸门动水启闭0.5×0.59.343110.20.21.31.3QL－50螺杆机503.210.50.5焊接钢闸门工程量3.0t,启闭设备工程量0.5t,总工程量3.5t128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告4.6工程量汇总西湖水库除险加固工程主要工程量见表4.6-1。西湖水库除险加固工程主要工程量表表4.6-1序号项目单位主坝副坝主坝低涵副坝高涵溢洪道防汛公路合计1土方开挖m316571.4402638.42土方回填m39935462432418873明挖土方m32042044明挖石方m3480184985洞挖2682686C15砼m31051057C20砼m3229424907618C25砼22229浆砌石m3787810浆砌石拆除m3704.2332406.211导渗竖井m969612草皮护坡m23320463378313钢筋t213.4327.414钢材0.170.1715φ50PVC排水管m92.492.416橡胶止水m652357.8145.817帷幕灌浆总进尺m1694169418帷幕灌浆m1144114419冲抓回填总深度m1029102920回填灌浆钻岩孔m11.3411.3421回填灌浆钻砼孔m13613622回填灌浆m219919923防汛公路除险加固m200002000024预制砼护坡m24678912559025砂垫层m2483099878590226泥结石路面m221018339327启闭机房m2171728栏杆m40.5384113.5128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告5.水土保持和环境保护设计5.1水土保持设计5.1.1项目及项目区概况西湖水库坝址位于资兴市蓼江镇大坪村，东经113°,北纬26°,属湘江水系耒水支流，集雨面积1.6km2，干流长2.05km，干流平均坡降19‰。本工程所处流域属山丘区，地处亚热带季风性湿润气候区，四季分明，雨量充沛，温热潮湿，夏热冬寒，春夏之间降雨集中。流域洪水主要由暴雨形成，洪水时空变化与暴雨基本一致。根据资兴气象站资料统计：多年平均降雨量为1367.2mm，降水年内分配不均，3～8月占全年降水量的69.8％；多年平均气温16.8℃，极端最高气温38.7℃，7月份最热；极端最低气温-7.5℃；年平均相对湿度83.2％；多年平均蒸发量为1381.4mm；多年平均风速2.4m/s，最大风速22m/s（1985年2月8日）。资兴市土地总面积2267.1km2，水土流失面积为330.94km2，占土地总面积的12.41%；其中轻度流失131.80km2，中度流失139.12km2，强度流失59.61km2，剧烈流失0.42km2，土壤侵蚀类型以水力侵蚀为主，项目区平均土壤侵蚀模数为2250t/km2.a。根据湘政函[1999]115号《湖南省人民政府关于划分水土流失重点防治区的通告》项目区属湘东南工矿重点监督区。5.1.2编制依据5.1.2.1主要法律法规及部委规章《中华人民共和国水土保持法》；《中华人民共和国水土保持法实施条例》；《湖南省实施<中华人民共和国水土保持法>办法》；《水土保持生态环境监测网络管理办法》；《开发建设项目水土保持验收管理办法》；《湖南省物价局、湖南省财政厅关于水土保持设施补偿费和水土流失防治费标准有关事项的通知》（湘价费[2006]145号）。5.1.2.2主要技术标准及规范《开发建设项目水土保持技术规范》（GB50433-2008）128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告《开发建设项目水土流失防治标准》（GB50434-2008）《土壤侵蚀分类分级标准》（SL190-2007）5..1.2.3技术文件《湖南省水土保持生态建设规划》（2001~2050年）；《郴州市水土保持总体规划》《资兴市水土保持总体规划》5..1.3水土流失防治责任范围根据《开发建设项目水土保持技术规范》（GB/T50433-2008）的有关规定，通过对本工程影响地区查勘、调查，结合工程的规模、总体布局，以及对周围环境的影响程度，确定本项目水土流失防治责任范围主要包括项目建设区和直接影响区两大部分：1）项目建设区，主要指生产建设扰动的区域，包括水库改建、新建各建筑物的用地范围、料场区、弃渣场、施工临建、施工道路等直接建设施工并扰动地表的区域，面积共计1.69hm2。2）直接影响区指项目建设区以外因施工可能造成水土流失及直接危害的区域，面积为0.42hm2。直接影响区范围界定见表5.1.3-1。直接影响区范围界定表表5..1.3-1项目直接影响区范围水库除险加固区各新建、改建建筑物周边外延5m料场周边外延5m计算弃渣场取渣场坡脚下方周围10m计算施工临时工程在平地的取周围2m，在坡地的取下方5m计算。综上所述，本工程防治责任范围面积为2.11hm2，详见表5.1.3-2。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告项目区防治责任范围表表5.1.3-2防治分区占地类型及数量(hm2)合计占地旱地林地水域及水性质利设施用地项目建设区主体工程区0.140.750.89永久占地土料场0.250.25临时占地弃渣场区0.270.27施工临建区0.070.150.22施工道路区0.060.06小计0.540.400.751.69直主体工程区0.090.130.22接土料场0.040.04影弃渣场区0.060.06响施工临建区0.080.08区施工道路区0.020.02小计0.090.200.130.42合计0.630.600.882.115.1.4水土流失预测及其影响分析5.1.4.1预测范围工程水土流失预测范围即为项目区建设占地的区域，本项目预测范围面积共计1.69hm2，主要包括主体工程区、料场区、弃渣场区、施工临建区、施工临时道路区。5.1.4.2预测时段本项目属于改建项目，项目区新增水土流失主要发生在项目建设过程中，除险加固施工完成后，生产运行过程中不需扰动地面，不会新增水土流失。根据《开发建设项目水土保持方案技术规范》规定，应对项目建设期（包括施工准备期、施工期和自然恢复期）的水土流失进行预测。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告在施工准备期、施工期，由于开挖坡面、采石取料、机械碾压等原因，破坏了项目建设区原有地貌和植被，扰动了表土结构，致使土体抗蚀能力降低，土壤侵蚀加剧，排放弃土弃渣如不采取相应的水土流失防治措施将导致水土流失大量增加；在施工期结束后，因施工破坏（因施工形成的裸露坡面、开采面、弃渣渣面）而影响水土流失的各种因素在自然封育下可逐渐消失，并且随着时间的推移，土壤固结及植被逐步恢复，水土保持功能得到日益发挥，生态环境将逐步得到恢复和改善，水土流失量逐渐减少直至达到新的稳定状态，因此本项目水土流失预测时段考虑按项目各分区工程施工期（含施工准备期）和施工结束后自然恢复期（根据项目区特点，项目区自然恢复期年限一般为1～2年，本项目按1年考虑）。根据本工程施工计划，项目施工期为20个月（含施工准备期1个月，完建期2个月），水土流失预测时段根据项目水土流失防治分区及其施工进度、工期等分施工单元分别进行预测，对不同的区域采取不同的预测时段，各单元的预测时段按最不利的影响时段考虑，当预测时段小于雨季时段时（本项目区雨季为4～7月，历时4个月），按占雨季的比例计算；大于雨季时段时按全年计算。各区水土流失预测范围、预测时段划分见表5.1.4-1。水土流失预测时段划分表5.1.4-1工程分区预测时段(a)施工准备期施工期自然恢复期主体工程区　1.51土料场　1.51弃渣场区　1.51施工临建区0.251.251施工道路区0.251.2515.1.4.3预测内容(1)扰动原地貌、损坏土地、植被及水土保持设施情况本工程扰动地面主要发生在主体工程区、料场、弃渣场、施工临建区（包括加工厂、仓库、施工生产生活区等）、施工临时道路等地方。根据实地调查及量算，本工程扰动地表面积共1.69hm2，损坏水土保持设施面积不含原有建设用地，面积为0.94hm2，详见表5.1.4-2。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告扰动地表及毁损水保设施面积表表5.1.4-2防治分区扰动类型及数量(hm2)合计毁损水保旱地林地水域及水设施面积利设施用地(hm2)主体工程区0.14　0.750.890.14土料场　0.25　0.250.25弃渣场区0.27　　0.270.27施工临建区0.070.15　0.220.22施工道路区0.06　0.060.06合计0.540.400.751.690.94(2)弃土、弃石、弃渣量根据主体工程施工方案安排及土石方平衡分析，本工程建设共产生弃渣9332m3（堆实方），左岸设置渣场一处，渣场总占地为0.27hm2，详见施工专业土石方平衡规划表。5.1.4.4预测方法（1）预测方法水土流失预测的方法较多，包括同类工程实测资料类比法、地方经验方程计算法、监测小区实测资料法、专家估判法等，各方法均有一定的优缺点，亦有一定的适用范围，结合本工程的实际情况，并考虑预测方法的可操作性，对主体工程区、料场区、弃渣场区、施工临建区、施工临时道路区等扰动地表施工活动因工程建设造成的水土流失量均采用专家判估法按以下公式进行预测。本工程水土流失量预测按公式（1）计算，新增水土流失量按公式（2）、（3）计算。1）水土流失量预测计算公式：……………（1）2）新增水土流失量计算公式：……………（2）128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告……………（3）式中：W—扰动地表土壤流失量，t；△W—扰动地表新增土壤流失量，t；n—预测单元，1，2，3，……n；k—预测时段，1，2，3，指施工准备期、施工期和自然恢复期；Fi—第i个预测单元的面积，km2；Mik—扰动后不同预测单元不同预测时段的土壤侵蚀模数，t/km2.a；△Mik—不同单元各时段新增土壤侵蚀模数，t/km2.a；Mi0—扰动前不同预测单元土壤侵蚀模数，t/km2.a；Ti—预测时段（扰动时段），a。（2）水土流失参数取值项目区各施工单元原生侵蚀模数可采用当地水土保持部门在当地不同地类的实测数据并按各分区占地地类比例采用加权平均法计算取值。因项目区缺乏同类项目监测资料，扰动后土壤模数考虑项目区降雨、土壤母质、地形地貌等因子的影响因素，采用专家估判法确定，详见表6.1.4-3。各施工单元扰动后土壤侵蚀模数取值表表5.1.4-3单位：(t/km2.a)防治分区背景值施工准备期施工期自然恢复期主体工程区1650　125002800土料场区1850　165002800施工临建区21501350045002900施工道路区22001350045002900弃渣平面2150　165003200场区坡面　2220035005.1.4.5可能新增水土流失总量的预测根据水土流失预测公式及各施工单元不同施工时期的土壤侵蚀模数和流失面积，结合各分区的预测时段，计算本项目建设期水土流失总量为355.0128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告t，其中新增水土流失量288.4t，详见表5.1.4-4。水土流失预测汇总表表5.1.4-4预测单元预测时段土壤侵蚀背景值(t/km2.a)扰动后土壤侵蚀模数(t/km2.a)流失面积(hm2)侵蚀时间(a)水土流失量(t)新增原生总量主体工程区施工期1650125000.891.5144.922166.9自然恢复期165028000.2112.43.55.9土料场施工期1850165000.251.5556.961.9自然恢复期185028000.2512.44.67施工临建区施工准备期2150135000.220.256.21.27.4施工期215045000.221.256.55.912.4自然恢复期215029000.2211.74.76.4施工道路区施工准备期2200135000.060.251.70.32施工期220045000.061.251.71.73.4自然恢复期220029000.0610.41.31.7弃渣场区平面施工期2150165000.221.547.47.154.5自然恢复期215032000.2212.34.77坡面施工期2150222000.051.515.11.616.7自然恢复期215035000.0510.71.11.8合计288.466.63555.1.4.6水土流失预测结论根据预测成果分析，水土流失主要集中在弃渣场区、主体工程区、施工临时道路区和料场区的水土流失也不可忽视，因而上述区域为本方案的重点防治区。5.1.4.7水土流失危害分析本工程建设过程中扰动地表面积大、土石方开挖量和弃渣量较大，如果不采取适当的水土保持防治措施，将剧烈加剧区域水土流失，由此可能造成的危害主要表现如下：（1）淤积河道：由于施工场地在河道内或河道两侧，扰动的地面和弃渣产生的水土流失直接进入水库，造成水库淤积，降低水库使用功能。（2）损坏土地：表层土被扰动或搬移后，土壤结构发生变化，肥力下降，影响植物生长，如不采取改良土壤和植物措施，可能出现土壤沙化、酸化现象。（3）危害农田：泥沙流失可能侵占下游农田，使其表土板结，影响作物生长。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告（4）破坏生态环境：项目建设造成植被破坏，地表裸露，如不采取合适的水土保持措施，对区域生态环境将造成严重破坏。5.1.5水土流失防治总体要求和初步方案5.1.5.1防治原则和目标（1）防治原则坚持预防为主，防治并重，突出重点，防治措施力求经济合理；按“三同时”制度的要求，合理安排水土保持工程实施进度；实现生态效益、社会效益和经济效益的同步发展。（2）防治目标总体目标是预防和治理因工程建设可能新增的水土流失，使可能新增的水土流失得到有效控制，确保工程建设及运行安全，保护、改良和合理利用土地资源，提高土地生产率，使毁坏的林草植被在设计水平年得到较好的恢复，重建良好的生态环境。本工程位于湖南省水土流失重点监督区，根据《开发建设项目水土流失防治标准》（GB/T50434-2008）和该项目区的降水量、地形地貌、土壤侵蚀等因素，综合上述总体目标，确定本项目的防治标准为II级，至本项目水土保持设计水平年的防治目标见表5.1.5-1（综合目标值为各防治分区目标值按面积加权平均计算）。水土流失防治目标一览表表5.1.5-1序号防治标准防治分区扰动土地整治率(%)水土流失总治理度(%)土壤流失控制比拦渣率(%)林草覆盖率(%)植被恢复系数(%)1主体工程区97900.7955952取料场区97920.79650953弃渣场区97950.79645954施工临建区97900.79545955施工临时道路区97900.7952595二、综合目标97900.7953095说明：表中林草覆盖率中不包括临时用地复垦措施面积。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告5.1.5.2防治措施总体布局要求本工程建设区新增水土流失的防治，应以工程措施为先导，工程措施、植物措施、临时防护措施相结合。按照“先拦后弃”的原则，在渣场、料场建立防护拦挡工程，使施工出现的弃渣、开挖面产生的水土流失在“点”上集中拦蓄；施工中形成的新生面采取截水（洪）沟、护坡和修筑挡渣墙（坎），保护边坡和坡脚稳定，同时使水土流失在“线”上有效控制，减少地表径流冲刷，使泥、土、石“难出沟、不下河、不入库”；同时对施工迹地进行土地整治，即进行土地的平整、改造、修复、种植水保林草或复垦，形成“面”的防治。通过点、线、面防治措施有机结合、相互作用，形成立体的综合防治体系，达到保护地表，改善生态环境，防治水土流失的目的，实现水土流失由被动控制到综合开发治理的转变。5.1.5.3防治分区根据本工程不同区域可能造成水土流失的特点，确定本工程水土流失防治分区为主体工程区、弃渣场、料场、施工临建区、施工道路区5个一级分区。一、主体工程区西湖水库工程加固设计建筑物项目主要有大坝、副坝、溢洪道、低涵、引水渠和防汛公路等建筑物。溢洪道布置于右岸，低涵布置于左岸，引水渠布置于坝后，防汛公路布置于大坝左右两岸。在主体工程设计时对出水池池底护砌、渠道护砌，这些措施使施工中的裸露表面得到了防护,有效地防止了水土流失，具有一定的水土保持功能,满足防治要求,投资计入主体工程,在水保设计时不重复考虑。本方案新增的水土保持措施为对主体工程区开挖及填筑边坡的防尘网临时覆盖,共需防尘网1600m2。二、弃渣区本工程规划弃渣场1处，布设在坝址左岸冲沟，总占地面积0.27hm2，占地类型为旱地，弃渣总量9332m3，平均堆渣高度3.5m。1）弃渣前修筑浆砌石重力式挡渣墙。拟定挡渣墙断面尺寸如下：顶宽0.5m，内侧坡面竖直，外侧坡坡比1：0.4，挡渣墙高度2.5m，基础埋深1m，挡渣墙顶部高程以上至渣面按1∶2.5放坡，对渣场外坡面进行整治，铺草皮护坡。挡墙稳定性分析利用“理正岩土计算”128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告软件，考虑堆渣在最不利条件下的各力学参数采用以下公式对挡渣墙的抗滑动稳定性、抗倾覆稳定性及基底应力和偏心距进行了验算，计算时浆砌块石墙体容重取23kN/m3，墙后填土内摩擦角取30°～35°，墙后填料容重取17～19kN/m3，墙底摩擦系数取0.25。抗滑稳定计算公式：（≥1.3）式中，—抗滑稳定安全系数；—作用于墙身上全部竖向荷载总和；—作用于墙身上全部水平荷载总和；—底板与基础摩擦系数。抗倾覆稳定计算公式：（≥1.5）式中，—抗倾覆稳定安全系数；—作用于墙身上各力对墙前趾的稳定力矩；—作用于墙身上各力对墙前趾的倾覆力矩。基底应力计算公式：=式中，—挡渣墙基底应力最大值及最小值；—作用于墙身上全部竖向荷载总和；—墙底宽度；—合力偏心矩，≤/6。浆砌石挡渣墙典型断面示意图见图5.5-1，典型弃渣场挡渣墙验算成果见下表5.1.5-1。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告图5.1.5-1浆砌石挡墙典型设计断面示意图（单位:cm）典型重力式挡渣墙稳定计算表表5.1.5-1渣场土石比挡土墙断面尺寸(m)抗滑稳抗倾覆基底合力基底最大墙身编号定系数系数偏心距压应力截面积　B1BH(Ks)(Kt)(e)(kPa)(m2)左岸土石渣场0.51.852.51.3495.90.13482.0233.375经计算，挡渣墙各项参数满足规范要求，建议在下一阶段对挡渣墙的稳定及应力分析作进一步计算，优化挡渣墙断面尺寸，在满足工程要求的前提下，尽量降低工程造价。2）根据渣场地形条件，弃渣场周边应修建排水设施，拦截坡面上方来水及引排周边集水。为防止坡面洪水直接排入弃渣场，导致堆积较松散的渣场失事，在渣场周边布设排洪沟与原排水系统连接。①洪峰流量的确定弃渣场排洪沟集水面积一般均少于1.0km2，坡面洪峰流量按《开发建设项目水土保持技术规范》公式（8-1）确定：式中，—10年一遇最大洪水洪峰流量，m3/s；—径流系数；—10年一遇最大1h降雨强度，mm/h，根据当地水文站统计数据；—山坡集水面积，km2。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告②排洪沟断面尺寸确定一般采用梯形断面，断面尺寸按明渠均匀流公式计算确定，排水沟中流速应满足不冲不淤条件。渠道纵坡采用3/1000～5/1000，内坡比均采用1:0.75，外坡比采用1:1，安全加高按△h=1/4×h+0.2确定，h为通过洪峰流量时的水深。经水文分析计算，资兴市10年一遇24h最大暴雨为65mm/h。计算的洪峰流量分别为0.62m3/s。确定排水沟尺寸如下：渣场排水沟采用采用梯形断面，底宽0.6m,渠深0.8m，内坡比1：1，渠顶宽2m。为防止排水沟土体崩塌，对其采取全断面浆砌石护砌，厚0.3m，同时对渠顶及外侧边坡进行撒草籽护坡。3）弃渣作业阶段，应对弃渣面分层压实。弃土弃渣结束后，应利用废弃的土石方进行凹坑回填，弃渣平推处理，4）弃渣过程中应分层碾压，弃渣完成后应对弃渣面进行平整，对渣场进行改造。根据该项目实际情况，左岸弃渣场恢复为旱地。渣场防治措施及工程量表见5.1.5-2。弃渣场水土流失工程措施量表表5.1.5-2编号工程措施浆砌石挡渣墙浆砌石排洪设施铺草皮护坡(m2)土地平整(hm2)复垦(hm2)长度(m)高度(m)挖方(m3)浆砌石方量(m3)长度(m)挖方(m3)浆砌石方量(m3)左岸弃渣场602.575202.5105198.45103.954500.230.23合计6075202.5105198.45103.954500.230.23说明：复垦措施包括复垦范围内表土回填、土壤熟化、青苗补偿等内容，一并计入单价中，不另单列工程量。三、土料场区本工程需取土12600m3，为山包取土，开采面积0.25hm2,约1250m3堆放在挡渣坎内侧，待取土完毕后回填在开挖面上。（1）开采前，将表土层剥离堆放于场内固定地点，周边可采用袋装土垒砌，雨季防尘网覆盖，进行必要的防护，以便开采结束后恢复表层土壤。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告（2）开挖场上部周边要有挡水设施，以拦截上部径流，其它边缘部位要有排水沟渠，以汇集周边雨水，防止料场四周冲刷沟的产生。开挖场外侧布设拦渣设施，以拦蓄施工中由于降水冲刷开采面、开采的土料造成的土壤流失，拦渣设施可利用表土充填麻袋垒砌，既满足拦渣需求，又可减少表土堆置区面积，利于开采后表层废弃土回填。坡顶截流排水沟采用浆砌石砌筑，排水沟断面根据当地暴雨特征值与取土场汇流面积按明渠均匀流公式计算确定，选用底宽50cm、口宽80cm、深50cm，纵坡不小于3/1000的浆砌石梯形断面，浆砌石厚0.3m，下设0.15m厚砂砾石垫层。截流排水沟典型设计断面见图5.1.5-2。305050砂砾垫层厚1530图5.1.5-2截流排水沟典型设计断面示意图（单位:cm）（3）开采过程中，要求分区开挖，尽量做到挖完一片，覆土恢复一片，绿化改造一片。防止开挖造成大面积裸露面，导致严重的水土流失。（4）开挖面坡度要小于土体天然稳定角，断面高度不应大于6.0m，否则应做削坡开级处理，同时应在坡脚开挖排水沟。对开采形成的边坡进行修整、植草，坡比1:1.5。草皮应选用生长快、耐旱、耐瘠薄、根系发达、固土作用大的草种，如假俭草、狗牙根草，草皮铺设后1～2年内，应进行必要的封禁和抚育管理，对地质条件较复杂的不稳定边坡，应采取包括工程措施在内的综合治理方案。（5）料场开挖结束，料场周边应恢复植被，全面进行场地填凹平整、覆盖表层土，本方案规划土料场施工结束后恢复为旱土。土料场防治措施量详见表5.1.5-3。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告土料场防治措施及工程量表表5.1.5-3取料数量(m3)占地面积（hm2）工程措施临时工程措施植物措施浆砌石截水沟复垦(hm2)土地平整(hm2)表土开挖(m3)表土回填(m3)袋装土垒砌（m）临时排水沟土质沉砂池彩条布覆盖（m2）草皮护坡绿化(m2)长度(m)挖方(m3)浆砌石方量(m3)砂砾石垫层(m3)长度（m）挖方（m3）数量（个）挖方（m3）126000.257511956250.220.221250125080802615300300128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告四、施工临建区施工临建区占土地大多为农用地，开挖施工前应将占地表层0.3m厚的腐殖表土进行剥离，剥离的表土集中就近堆放。临时堆土场尽量不占用耕地，少量占压荒坡，严禁占用河道,在堆土周边采用袋装土垒砌防护及防尘网遮盖。临建设施内应根据用地布置情况布设土质排水沟（0.8m×0.5m×0.5m）及土质沉砂池（1.6m×3.2m×1m），施工结束后对迹地松土平整，复垦为旱地。五、施工临时道路区本工程施工临时道路占地0.06hm2，施工完成后进行拆除，按原土地利用情况进行恢复，防护措施主要是复垦旱土0.04hm2，路基坡面草皮护坡200m2。5.1.6水土保持措施施工组织设计（1）施工条件水土保持防治工程是与主体工程在同一区域施工，主体工程已布置了施工道路和施工场地，可以满足施工材料运输需要。水土保持防护工程施工用水和用电量相对较小，土料场、施工临建区及主体工程的水土保持防护工程用水可利用主体工程供水系统供水。施工用电可由主体工程供电系统统一供应。（2）水土保持措施施工工艺排水沟等基础开挖，采用机械或人工作业。施工场地硬化层清除采用机械作业。土地整治先用机械粗整，再人工细整。水保林草按照“适地适树”的原则，结合当地气候、土壤及立地条件，并考虑到地方经济效益，选择适宜的树种。（3）实施进度安排根据主体工程施工进度安排，结合各水土流失防治区的具体防治措施，按照“三同时”的原则，以尽量减少工程施工期间的新增水土流失为目的，安排本工程水土保持措施实施进度。本工程水土保持措施施工时段与主体工程基本保持一致，渣场的挡渣墙、排水措施在基础开挖之前实施，复垦、植树种草等植物措施在工程完工前的最后几个月内进行。主体工程完成一段，水土保持措施也相应完成，可最大限度的防止水土流失。5.1.7水土保持监测5.1.7.1监测时段、频次128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告本项目属建设类项目，监测时段划从施工准备期开始至设计水平年结束，监测期共计4年。项目所在区域40%以上的降雨量集中在4～7月，降雨量大，持续时间长，且多暴雨，因此4～7月为监测重点时段。土壤侵蚀量、水土流失量监测频次按8～10次/年，水土保持效益在恢复期5、9、12月各监测一次，各类防护工程完好率在每年雨季前后各监测一次。植物措施的地面观测安排在恢复期每年春季和秋季各一次。调查监测工作除重力侵蚀等应在汛期结束之前进行外，其它项目的调查监测工作原则上安排在枯水季节进行。每次调查均应填写调查表，年末进行汇总整理。5.1.7.2监测方法与内容1、监测方法根据《水土保持监测技术规程》规定，本项目水土保持监测采用地面定点监测、调查监测和场地巡查监测相结合的方法。对工程建设造成水土流失的面积，水土流失危害，环境状况，水土保持设施运行情况，林草措施成活率、保存率、生长情况等采用调查法进行监测；对易造成较大影响和危害的地方，进行巡查监测；对原地貌、土地和植被破坏严重，在可能造成较严重水土流失的施工区，设立水土流失观测场，对水土流失指标进行定点、定位的地面观测。2、重点监测内容（1）影响水土流失的因子监测主要包括影响土壤侵蚀的降雨、地形、地貌、土壤等自然因子及工程建设对这些因子的影响；工程建设引起的对土地扰动及面积、弃渣量、挖方、填方量及占地面积；工程建设引起的破坏水土保持设施的种类与面积等。其中降雨情况的监测主要包括项目区最大24h降雨量、最大1h降雨量等。（2）水土流失状况监测主要包括工程建设期的扰动地表面积、损毁水土保持设施数量、水土流失面积、分布、强度、流失量及其变化情况以及对下游和周边地区造成的危害及其趋势等。（3）水土保持措施防治效果监测128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告主要对水土流失防治措施的数量和质量的监测；林草措施成活率、保存率、生长情况及覆盖度的监测；防护工程的稳定性、完好程度和运行情况的监测和各项防治措施的拦渣保土效果。本方案主要是对六项防治目标达到情况设的监测。3、重点监测区域根据本项目水土流失预测成果以及项目施工建设期水土流失的特点，确定本项目监测的重点区域为：弃渣场、施工临时道路开挖边坡、施工场地等，取土场以及主体工程区的水土流失也不容忽视。5.1.7.3监测点布设本项目为建设类项目，在施工期和试运行期布设临时性监测点，其定点监测点布置如下：（1）简易坡面量测法监测点1处，布设在左岸弃渣场。（2）沉砂池法监测点2个。分别布设在施工临时道路填筑边坡1处；施工临建区周边1处。5.1.8投资概算及效益分析5.1.8.1投资概算1、编制依据（1）《开发建设项目水土保持工程投资概（估）算编制规定》、《开发建设项目水土保持工程概算定额》、《开发建设项目水土保持工程施工机械台时费定额》（水利部水总[2003]67号）；（2）《湖南省物价局、财政厅关于水土保持设施补偿费和水土流失防治费标准有关事项的通知》；（3）《关于印发〈建设工程监理与相关服务收费管理规定〉的通知》（发改价格[2007]670号）；（4）《关于开发建设项目水土保持咨询服务费用计列的指导意见》（水利部司局函保监[2005]22号）；（5）经过调查后确定的当地植物苗木、林草种子单价；（6）《水土保持综合治理效益计算方法》（GB/T15774___1995）。2、价格水平年本水土保持方案投资概算编制的价格水平年、主要工程材料单价与主体工程相一致，不足部分按市场价格和水利部水总[2003]67号文规定编制。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告3、编制方法水土保持工程投资概算以水利部水总（2003）67号文发布的《开发建设项目水土保持工程投资概（估）算编制规定》为主要依据，结合本工程的具体情况进行编制。水土保持投资包括水土保持静态投资和水土保持设施补偿费两部分。水土保持静态投资由水土保持工程措施费、植物措施费、临时工程费和独立费用、基本预备费五部分组成。工程措施费按本方案设计工程量乘以工程单价进行编制。植物措施费按本方案设计苗木、草、种子等植物措施量乘以植物措施单价进行编制。施工临时工程包括临时防护工程和其他临时工程两部分，其中临时防护工程费按设计方案工程量乘以单价编制，其他临时工程费按第一部分工程措施和第二部分植物措施投资的2%编制。独立费用参考水利部保监[2005]22号文件及水总[2003]67号文标准计取，其中建设管理费取一至三部分之和的2%，不足时与主体工程合并使用；勘测设计费、工程监理费与主体工程合并，不再重复计算；水土保持设施补偿费按生产建设占用地表面积1.5元/m2征收；基本预备费本阶段取一至四部分之和的3%。4、概算结果概估算，本项目水土保持措施总投资27.77万元，其中水土保持设施补偿费1.41万元，详见表5.1.8-1。水保投资概算总表表5.1.8-1单位：万元序号工程或费用名称建安工程费植物措施费独立费用合计栽植费苗木费第一部分　工程措施13.751主体工程区2料场区3.163.163弃渣场区9.389.384施工临建区0.960.965施工道路区0.250.25第二部分　植物措施0.491主体工程区2料场区0.170.090.263弃渣场区0.100.020.124施工临建区0.060.010.07128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告5施工道路区0.030.010.04第三部分　临时工程6.441主体工程区0.330.332料场区2.452.453弃渣场区4施工临建区3.263.265施工道路区0.120.126其他临时工程0.280.28第四部分　独立费用4.911建设管理费0.410.412工程建设监理费0.000.003勘测设计费0.000.004水土保持监测费4.504.50一至四部分合计20.190.360.134.9125.59基本预备费0.77静态总投资26.36水土保持设施补偿费1.41水土保持工程总投资27.775.1.8.2效益分析方案实施后，对扰动的地面采取工程及恢复植被措施，可增加地面植被保土拦沙，拦蓄地表径流，减少洪水总量，起到一定的拦蓄滞洪作用，因防护工程的恢复和增加，可减轻土壤侵蚀(沟蚀、面蚀)和降低因降雨冲刷地面而产生水土流失的可能性，从而达到保土保水的功能。水土保持工程完工后，工程弃渣得到有效治理，开挖裸露面全面防护，部分植被得以恢复，边坡得到了稳定，可避免滑坡、崩塌的发生，减少水土流失危害，减少入渠、塘、库、河流泥沙，有力地保障了周边农田、村庄居民的安全，对当地及周边经济、社会的可持续发展具有积极意义。5.1.9实施保障措施128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告为了保证水土保持工程的顺利实施，在工程建设过程中必须严格落实项目法人制、招投标制和水土保持监测监理制。发包标书中应有水土保持要求，并列入招标合同，明确承包商防治水土流失的责任。监理人员应具有水土保持工程监理资质，从事水土保持监理工作。聘请的监测单位必须具有水土保持监测资质；并按照方案中的监测要求，编制监测计划并实施；监测成果要定期向建设单位和水行政主管部门报告；水土保持设施竣工验收时要提交监测专项报告。建设单位和承包商在施工中要接受当地水行政管理部门的监督检查，建设单位必须加强工程质量控制和施工过程管理，保证工程的质量，同时在主体工程投入运行前，必须验收水土保持设施。根据《中华人民共和国水土保持法》及其实施条例的规定，水土保持设施所需费用，应从主体工程总投资中列支，并与主体工程资金同时调拨。建设单位应按照水土保持工程分年投资计划将资金落实到位，并做到专款专用，严格控制资金的管理与使用，确保水土保持措施保质保量按期完成。5.1.10结论与建议5.1.10.1综合结论水土保持措施实施以后，把水土流失控制到了最低程度。提高了项目区蓄水保土能力以及植被覆盖率，同时美化了周围环境；还可产生直接经济效益。当地政府应加大水土保持宣传发动，各相关部门如水利、城建、土地、林业等各部门密切配合，按“三同时”制度要求搞好本项目水土保持工程建设。从水土保持角度分析，本工程建设是可行的。5.1.10.2建议（1）建议进一步优化施工时序，避免引起不必要的水土流失。（2）建议各类开挖边坡在复核稳定的基础上尽量采用生态护坡。（3）弃渣场作为本水土保持方案的防治重点，下阶段应加强地质工作，进一步优化弃渣场的位置、堆渣的高程，优化拦渣方案。5.2环境保护设计5.2.1环境影响评价结论128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告本工程的建设有利于项目区社会、经济、生态环境协调发展，促进项目区资源的持续利用，促进项目区国民经济的可持续发展。该工程在施工期将对地表植被、水土流失多方面造成破坏和影响，运行期对外河水质可能会造成一些污染，对工作人员会产生一定的噪声影响，但这些不利影响都是局部的、暂时的，只要对这些局部的破坏和影响采取必要的防治措施，这些暂时的不利影响即可消除，局部的环境破坏即可得以恢复。从环境保护角度分析，工程建设可行。5.2.2设计依据与标准5.2.2.1设计依据1)《建设项目环境保护管理条例》，1998年11月29日实施；2)《中华人民共和国环境保护法》，1989年12月26日颁布实施；3)《中华人民共和国水污染防治法》，1996年5月修订；4)《中华人民共和国大气污染防治法》，2000年9月1日起执行；5)《中华人民共和国环境噪声污染防治法》，1997年3月1日起执行；6)《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》，2004年12月修订；7)《建设项目环境保护设计规定》国家计委、国务院环境保护委员会（87）国环字第002号文。5.2.2.2设计标准1)《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)；2)《污水综合排放标准》（GB8978—1996）；3)《环境质量空气标准》(GB3095—1996)；4)《大气污染物综合排放标准》(GBl6297—1996)；5)《城市区域环境噪声标准》(GB3096—93)；6)《建筑施工场界噪声限值》(GBl2523—90)。5.2.2.3设计规程、规范1）《水利水电工程环境保护概估算编制规程》（SL359-2006）2)《水利水电工程初步设计编制规程》(DL5021—93)；3)《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T91—2002)；5.2.3环境保护措施128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告5.2.3.1施工期环境保护措施一、水环境保护措施根据本工程施工特点，确定本工程施工期产生的污水主要有砂石料冲洗废水、机械冲洗的含油废水以及施工人员生活污水等。1)砂石料冲洗废水处理措施：对砂石料加工废水采用沉淀法处理。废水处理工艺流程见图。其处理设施主要包括：引水渠、沉砂池、沉淀池、弃泥干化场等，处理规模为约为60t/d。废水沉砂池沉淀池沉沙弃泥弃渣场弃泥干化场（自然干化）水分蒸发加絮凝剂本方法施工简单，造价低，泥渣定期清理。根据施工布置在砂石料加工系统附近设置一套砂石料加工废水处理设施。2)机械含油废水处理：此类废水含油，需要进行隔油处理，可采用小型隔油池处理设备如CYT-5型同向流隔油池来进行废油回收，清液外排。含油废水处理流程见下图。收集综合利用含油废水小型隔油池排放含油废水处理流程图汽车、机械设备检修冲洗废水主要污染物为石油类和悬浮物。根据本工程施工特征及影响源分析，拟在机修场设置1个集中检修冲洗点，检修冲洗废水由明沟收集，导入同向流隔油池。隔油池设计参数为1.6m×1m×1.8m。中间清液排入外河，分离出的废油进行集中回收重复使用，底层污泥输送至弃渣场。根据国内外的运行资料，污水在这种隔油池内的停留时间为90～120min，池内水流速v一般取2～5mm／s，可以除去的油粒粒径一般不小于100～150μm，除油效率在70%以上。它的优点是结构简单，管理方便，除油效果稳定。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告3)施工临时生活区生活污水处理措施根据施工区生活废水量以及类比同类工程对生活废水的处理经验，南岳庙电排站更新改造工程施工期生活污水排放量较小，本工程施工高峰期住于施工营地的施工人员约80人，按每人每天用水0.2m3、排放污水0.16m3计算，高峰期施工人员生活污水的排放量约12.8m3/d。对于本工程施工人员产生的生活污水，本工程采用化粪池进行处理，化粪池处理工艺投资省、构造简单的特点。根据施工布置，在临时生活设施区各设置1个化粪池，化粪池有效容积16m3，化粪池池身长7.92m，宽2.94m，设计使用人数均为114人。化粪池为砖砌式，采用污废合流方式运行，水力停留时间均为12小时，清淘周期为180天。化粪池处理后的生活污水尚不能达到排放标准，引入附近的农田做灌溉之用，其污泥定期清运至就近的弃渣场填埋。二、施工噪声防治措施1）噪声源控制方面加强高噪声施工设备的维修管理，做好机械设备使用前的检修，减少设备非正常运行时所产生的噪声。对于噪声大于90dB(A)的高噪声施工机械应合理安排使用时间，减少夜间施工。同时应配备、使用减震坐垫和隔音装置，降低噪声源的声级强度。汽车运输产生交通噪声，其主要控制措施是控制超载、限速和禁止鸣放高音喇叭，重型运输车辆应安装消声器。运输车辆在经过居民区时，应适当减速，禁止大声鸣笛，以减小噪声污染。同时加强道路养护和车辆的维修保养，减少噪声产生。2）噪声传播途径控制将噪声大的车间及设备与办公生活区和居民区分开。混凝土搅拌、骨料破碎、筛分等极强噪声源，在选址上远离居民点及施工人员临时生活办公区。3）施工人员个体防护对距离施工运输道路很近的受影响居民房屋，将居民暂时安置到别的地方或给与经济补偿。对于施工人员，应加强个人劳动保护，128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告对处于生产第一线高噪声环境下的施工人员，每天连续工作时间不超过6小时，并配备相应的防噪设施，如耳塞、防声头盔等。三、大气环境保护措施工程施工带来的大气方面的不利影响主要为粉尘污染及汽车尾气污染。粉尘污染主要源于车辆运输过程中产生的道路扬尘、风钻打孔及爆破；汽车尾气主要源自于各种使用燃油的机械车辆，主要污染物有CO、SO2、NO2等。对于大气污染，主要采取以下措施进行防范：（1）施工材料尤其是散装水泥等的运输应尽量采用密闭形式，定期对运输机械的密封性进行检查和维修。（2）对施工工场内的永久公路路面采用砼硬化或水泥硬化处理，可减小土、碎石路面交通运输产生的扬尘。（3）委托当地环卫部门，对施工场所和施工材料运输道路进行洒水抑尘，具体洒水频率和洒水量视天气和路况而定，保护施工场地和施工道路周围环境和空气质量。（4）加强大型机械和车辆管理，定期检查维护，同时严禁施工运输车辆超负荷及超速运行。四、施工区固体废弃物处理对于施工人员生活垃圾处置，施工期间在施工区及生活区合适位置处各设垃圾桶5个，在施工人员生活营地附近各设置一临时垃圾站，定期对生活垃圾进行清运至附近的垃圾场，为防止蚊蝇滋生，每周不得少于3次。五、人群健康保护措施本工程施工期间外来人口骤增，人员集中、居住条件简陋拥挤、卫生条件差，加之施工人员劳动强度大、抵抗力低，较易引起某些疾病如流行性感冒、出血热的暴发流行，采取以下防范措施：（1）在施工人员进场前，对施工区进行全面的清理和一次性消毒。在施工人员集中的地方应修建厕所，设置垃圾收集桶。根据施工布置和施工人员活动分布情况，在临时生活区附近设置2个公共厕所，每个厕所设5～7个蹲位。公共厕所配备自动冲水系统，下水通往化粪池，厕所屋顶高度不低于3m，保持空气流通及良好的采光条件。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告（2）在施工队伍进驻工地前，各施工单位应对施工人员进行全面的健康调查和疫情建档。调查和建档内容主要包括年龄、性别、籍贯、健康状况、传染病史等。根据调查情况对进场的施工人员进行疫情抽样检查，抽样调查方法采用随机法，随机抽取人群人数的10%。抽检病种的确定主要依据施工人员来源地的疾病构成及当地易在人群中造成传染流行的病种，如伤寒、疟疾、传染性肝炎等。根据抽检结果制定治疗和预防措施，以达到消除传染源的目的。在施工期，对接触高浓度粉尘、高强度噪声作业岗位的施工人员应增加职业病检查频次，以利于职业病的早期发现和控制。（2）定期对施工区及生活区进行灭菌、消毒，定期对公共场所进行灭蚊、灭蝇、灭鼠等，有效控制各类传染性疾病的媒介。及时处理生活垃圾，防止蚊蝇滋生、鼠类繁殖。（3）对进入施工营地的食物进行监督和管理，保证良好的食物来源和食物加工，加强饮食卫生的管理。施工区饮食服务人员需有健康证明并定期做身体检查，建立餐具消毒制度。保证施工人员的用水安全同时，要加强卫生知识普及教育，使施工人员养成良好的卫生习惯。加强生活饮用水源的卫生管理，在取水点周围严格控制污染物的进入，建立水处理设施，使饮用水符合《生活饮用水卫生标准》。（4）施工期间发现传染病患者应立即隔离治疗，患者用具及排泄物需用20％漂白液消毒。对施工人员做好预防接种工作，提高免疫力。（5）改善施工人员的居住环境。临时生活区应避免设置在潮湿、不通风、采光差的地点，居住条件不能过于简陋拥挤，定期在室内外喷洒灭蚊药剂。5.2.3.2运行期环境保护措施本工程建成后运行期主要是水库灌溉，基本无污染源和噪声源。5.2.4环境管理、环境监理及环境监测5.2.4.1环境管理一、环境管理目标根据有关的环境保护法规及项目施工、运行特点，西湖水库除险加固工程的环境管理总目标为：确保工程建设活动符合环境保护法规的要求；实现工程建设的环境效益、社会效益与经济效益的统一。二、环境管理机构128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告依据《中华人民共和国环境保护法》和《企业法》的基本精神，在生产和经营中防止污染、保护环境应是企业重要职责之一。建设单位在设置工程管理机构中应建立环境保护管理机构，以便于对工程施工期和运行期的环境保护工作进行监督和管理，管理机构应设专职管理人员，其职责如下：①监督工程施工期和运行期环保措施的实施。②负责工程运行期日常环境保护管理。③负责与地方环保部门的联系，包括区域环境保护措施的协调。④宣传、贯彻和执行国家、地方政府及有关部门制订的环境保护法律、法规和条例等。三、环境管理计划①监控工程弃渣堆放，使弃渣位置、堆放方式符合设规定的要求，防止弃渣造成新的水土流失；②监督检查施工区饮水水质状况、污水处理措施、大气及噪声污染控制情况、固体废弃物处置方式及卫生防疫情况，保护施工区环境及施工人员身体健康；③监督承包商处理施工现场产生的废料和垃圾，使施工现场保持整洁；④对施工区出现的环境问题及时发现、及时制止，进行妥善处理；⑤调查评价工程占地的复耕及植被恢复措施落实情况；⑥监督与环境有关的合同条款的执行，参与单位工程验收和工程竣工验收并签署环境监理意见，使工程施工符合环境保护法规的要求。5.2.4.2环境监理工程建设环境监理是工程监理的重要组成部分，应贯穿工程建设全过程。环境监理工程师受业主的委托，主要在施工期间对所有实施环保项目的专业部门及工程项目承包商的环境保护工作进行监督、检查、管理。施工区环境监理依照国家及当地政府有关环境保护法律、法规和工程承包合同对承包商进行监理。根据施工区环境状况和工程特点，监理可采取检查、旁站和指令文件等监理方式。5.2.4.3环境监测计划一、施工期环境监测1）水质监测为了解本128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告工程施工期水污染情况及污废水治理情况，防止水体污染，保护地表水环境质量，需进行施工期水质监测；监测断面：在大坝溢洪道出水口下游的500m处设1个，共1个。监测项目：pH值、SS、COD、石油类、粪大肠菌群5项；监测时段和频次：根据施工强度和布置点，每月各监测一次，每次连续测3天。2）大气监测监测点位：在施工区、生活区、施工区内主要运输线路旁及附近居民区各设置1个监测点。监测项目：为TSP、NO2、SO2。监测频次：施工期间，每月各监测1期，每次连续采样3天，每天07时、12时、18时各1次。3）噪声监测监测布点：在施工区、办公生活区、施工区内主要运输线路旁及附近居民区各设置1个监测点。监测项目：L10、L50、L90及等效A声级Leq。监测频次：施工期每月各监测1期，每次连续采样3天，每天白天、晚上各测1次，每小时连续读取100个数据。4）人群健康监测监测人群：施工人员和受施工影响的居民，抽样检查人数比例为施工人员和受影响居民总人数的10%。监测项目：常见流行性、传染性疾病为主。监测频次：施工期每年1次。监测方法：按照有关传染病理学调查要求进行。二、运行期水质监测监测项目：pH值、SS、COD、石油类、粪大肠菌群等。监测断面：位于大坝溢洪道出水口下游500m。监测时段及频次：电排站开始灌溉后开始监测，每个水文期各监测1期。5.2.5.环境保护投资128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告本工程的环保投资主要为减免工程对环境的不利影响而采用的工程设施、设备以及环境监测、环境管理所需费用。环境保护总投资为32.05万元，详见表6.2.5-1。环境保护投资概算表表5.2.5-1序号工程费用和名称单位数量单价（元）合计（万元）备注第I部分环境保护措施1水土保持及景观恢复列入水保专项投资第II部分环境监测措施9一施工期81水质监测2000022环境空气质量监测3000033噪声监测2000024人群健康调查次1100001二运行期11水质监测年1100001第III部分仪器设备及安装10.841沉砂池个446001.842沉淀池个430001.23生活污水处理250002.54防噪用品2.55垃圾桶个102000.26临时厕所个430001.27隔油池处理设备个270001.4第IV部分环境保护临时措施7.7一施工区废污水处理3.61砂石料冲洗废水处理年270001.42含油废水处理年2500013生活污水处理年260001.2二环境空气质量保护1.21洒水年260001.2三生活垃圾处理t500201四人群健康保护1.91施工区卫生清理0.48128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告2卫生检疫人·次50800.43灭鼠、灭蚊、灭蝇年236000.724预防接种人·次50600.3I-IV部分合计27.54第V部分独立费用3.58一建设管理费1.10按总投资的4%二环境监理费0.83按总投资的3%三环境保护勘测设计费1.65按总投资的6%I-V部分合计31.12基本预备费0.93I-V项之和3%环境保护专项投资32.05128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告6.工程管理设计6.1管理机构本工程是以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合效益的小一型水利工程。资兴市小型水库实行分级管理，其管理单位为蓼江镇人民政府，运行管理实行经营管理和防汛抗旱责任一体化。经营管理由碑记乡政府发包，承包人承包经营和管理，同时为防汛抗旱责任人，执行市防汛抗旱指挥部调度命令。管理单位对水库负有全面的运行管理责任，市水利局负主管部门的责任。目前已有管理职工7人，村组管理人员1人，本次除险加固因未增加新的项目，管理机构维持不变。为了稳定职工队伍，充分发挥工程效益，根据工程规模，业主应参照水利部有关工程管理的有关规定设置一套完整的运行管理机构，以确保工程安全，经济运行。6.2管理范围及任务枢纽区及生产区的征地范围，包括对外交通、道路桥梁、通讯线路、临近大坝的上游库区均为本工程的管理范围，在边界应设置明显的标志，在管理范围严禁外单位进行放炮，开山等生产性活动。生活区、枢纽区的各种机修、起重、交通运输、供电、用电设施均为管理单位拥有。枢纽管理单位的任务是，确保工程安全，充分发挥工程效益，开展综合经营，不断提高管理水平。主要工作内容：（1）贯彻执行有关方针政策和上级部门的指示。（2）熟悉本工程的规划、设计、施工和管理运行等资料，水库运用等情况。（3）进行检查观测、养护防汛及坝顶公路、随时掌握工程动态，处理工程隐患。（4）做好水文预报，掌握雨情水情，了解气象预报，做好工程的调度运行和工程的防汛工作。（5）做好水质监测。（6）制定库区绿化，水土保持和发展生产规划。（7）加强管理培训，提高全体干部职工的思想素质和管理水平及业务能力。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告（8）经常向群众进行爱护工程，保护水源和防汛保安的宣传教育，结合群众利益，发动群众共同管好水利工程。（9）定期对全部监测设施进行检查，校正、维护、更新和完善。定期整编和分析监测成果，建立监测技术档案。（10）按工作需要设置岗位，按岗定人，合理安排各岗位人员。（11）利用水库有利条件，积极开展多种经营，发挥水库综合效益，在搞好灌溉供水的同时，积极搞好生活供水项目和开展水库旅游事业。（12）设立常年工程维修队伍，每年从总收入中提取10%的经费作为工程维护费，做到专款专用，确保工程及时维修，延长工程使用寿命。6.3工程检查及观测本工程检查与观测的任务是：监视工程处理后的状态变化和工作情况，掌握工程变化规律，为正确管理运用提供科学依据，及时发现不正常迹象，分析原因，采取措施，防止事故的发生，通过对各建筑物原型观测，对原设计的计算方法及指标进行验证，监视水质变化，做好水质恶化预报。6.3.1枢纽工程检查(1)经常检查：枢纽管理单位对各建筑物的各个部位，闸门及启闭机械，动力设备、观测设备、通讯设施、水流形态、库区岸坡稳定等进行经常检查，由专职人员负责。(2)定期检查：每年汛期、汛后抬高水位运行时应对挡水建筑物作定期检查。定期检查由管理单位负责人组织领导，并结合各建筑物所埋设的观测设备和观测数据进行分析，做出检查方案。(3)特别检查：当发现特大洪水，暴风暴雨，地震等工程非常运行情况(或发生重大事故)，管理单位及时组织力量检查，必要时请上级主管部门共同检查。6.3.2枢纽工程观测本工程观测项目为：巡视检查、大坝表面变形、大坝渗流量、坝体渗流压力、上、下游水位、降水量、气温等项目。通过建立的大坝安全监测系统，可以监测大坝运行期间的工作状态，充分发挥工程效益。加强巡视检查，及时处理和分析观测资料，以确保大坝安全运行。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告必须全面对建筑物进行监测，根据监测数据对建筑物的工作状态进行详细分析，并与设计数据验证对比，作出全面分析报告，检查书面报告，必要时报上级主管部门。各观测项目观测频率表观测项目加固后第一次蓄水期正常运行期大坝位移观测1次/天～1次/旬1次/旬～1次/月渗流压力观测1次/天1次/旬～1次/月渗流量观测1次/天1次/旬～1次/月水位观测2次/天2次/天降雨量观测连续自记连续自记气温观测连续自记连续自记注：1.蓄水前应进行基准值观测；2.洪水和异常情况应增加测次。6.4工程管理范围及保护范围6.4.1工程管理范围坝区：近坝库区以最高水位边线为准外延50m，坝轴线向上游50m，坝脚线向下游100m，大坝两端距坝端200m，上、下游与坝头管理范围端线相衔接。其它以建筑物外边线以外20m为宜。溢洪道：工程两侧外轮廓线向外20m，消力池以下不少于50m。生活管理区：包括厂房、办公生活用房等，以按不少于3倍的房屋建筑面积计算。6.4.2工程保护范围水库保护范围：坝址以上至水库10年一遇回水线末端，库区(包括干、支流)土地征用线以上至第一道分水岭脊线之间的水体和陆地为水库保护区。工程保护范围：坝址以下管理范围边界线外延200m。6.4.3工程保护范围管理本工程保护区范围内的土地不征用，但必须严格执行国家的“森林法”、“水土保持法”、“水污染防治法”和“环境保护法”128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告，管理方应协助有关部门搞好天然林保护和水土保持，防止水土流失和水污染；一切基本建设项目，除应办的其它手续外，必须征求管理方的意见或批准；管理方应安排专人负责保护范围内的定期巡视，做好有关记录，发现问题及时向有关部门汇报和处理。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告7.施工组织设计7.1施工条件7.1.1工程条件西湖水库坝址位于资兴市蓼江镇大坪村，东经113°，北纬26°，属湘江水系耒水支流。水库坝址以上集雨面积1.6km2，水库校核洪水位110.03m，总库容164.3万m3；正常蓄水位109.21m，正常库容138.22万m3，水库为年调节水库。水库为小（1）型水库，是一座具有防洪、灌溉、养鱼等综合效益的工程。水库枢纽由主坝、副坝、溢洪道、输水涵等组成。主坝为均质土坝，坝顶高程112.0m，坝顶轴线长58.6m。副坝亦为均质土坝，坝顶高程111.6m，坝顶轴线长32m。溢洪道位于右坝肩山包的SW垭口处。轴线长约59.0m，为开敞式宽顶堰溢洪道，堰顶高程109.213m，堰顶宽5.0m，泄槽两侧边墙高约2.0m，两侧山坡坡角20°～30°，山坡较平缓。主坝输水涵埋置于沟谷左岸大坝建基面附近，管线长62.4m，管径0.35m，为浆砌石园涵结构，进、出口底板高程分别为99.59m、98.8m。副坝高涵埋置于副坝右岸为浆砌石圆函结构，进、出口高程分别为103.7m、103.3m。根据《大坝安全鉴定报告》，目前存在的主要问题有：主坝背水坝坡104.34m高程以下至坝脚附近农田普遍存在散浸,较严重的两处面积分别为43.0m2、51.4m2；主坝输水涵管裂缝，沿裂缝渗水，冲刷坝体，渗水量达0.25L/min；下游坝脚导渗排水、功能失效；副坝迎水坝坡风浪淘蚀严重，坝面坑坑洼洼；溢洪道底板冲毁严重。本次水库除险加固主要项目包括：主坝及副坝上、下游治理、防渗处理，溢洪道改造，新建灌溉隧洞，封堵原涵管，副坝高涵新建。本次水库除险加固工程主要工程量见表6.1-1。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告加固工程主要工程量表表6.1-1序号项目单位主坝副坝溢洪道副坝高涵卧管重建坝身坝基防渗主坝取水隧洞合计1土方开挖m316404027102058422石方开挖m30001805846023土方回填m3993032424021015514草皮护坡m23321463//37845砼浇筑m31050483422298586砼预制块护坡m34678911/55898钢筋t/03.010.207.0510.269砂石垫层m3483099877.870590510浆砌石拆除m3694.2332/40611冲抓回填m0//10290102912帷幕灌浆m/11440114413回填灌浆m219819815浆砌石m3777719泥结石路面m2209183//392据地勘详查，土料场位于工程区附近，距坝区平均运距3.0km，储量丰富，能满足工程要求，有简易公路直达。砂从永兴大布江砂场购买，运距约70km，砾石料从香花乡程江口村购买，运距约23km，块石料从七里镇大树村岩场购买，质量较好，储量丰富，运距约23km。外来建筑材料主要有水泥、钢筋、钢材、木材、油料和炸药，可从资兴县购买，采用汽车运输，运距30km。施工用电可从水库管理所接线，满足施工要求。施工用水可直接从水库内抽取，生活用水可从水库管理所供水系统接取。由于施工时段内（主要为枯水期）需将水库内的水放空，此期间当地为农闲期，故工程施工对下游灌溉基本无影响。7.1.2自然条件本区域位于属亚热带季风湿润气候区，四季分明，雨量充沛，温热潮湿，日照长，霜期短。根据怀化市气象站历年实测气象资料统计，气象要素如下：128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告多年平均气温16.6℃，极端最高气温37.6℃，极端最低气温-7.5℃。流域内暴雨以由气旋所造成的锋面暴雨出现机会最多，范围一般属区域性，出现时间多为5～7月。台风暴雨出现机会不多，间有发生也一般在7月至9月。据统计，且水库集水面积小，河长短，坡降大，地形作用强烈，雨水汇集迅速，洪水峰形高瘦，骤涨陡落，表现典型的山区洪水特征。坝址分期洪水设计成果见表7.1-2。坝址分期洪水设计成果表表7.1-2项目时段频率P(%)1020洪量(m3)10～3月93600755007.1.3地形地质条件工程区为构造剥蚀地貌，属于白垩系红层丘陵地形，地形特点为波状起伏的浑圆状低丘岗地，山顶标高130～150m，相对高差30～50m，山坡坡角15°～30°；沟谷多为较开阔平坦的“U”型田垄宽谷，植被和水系不太发育。区内出露地层主要为白垩系下统紫红色中厚层状砂砾岩；其次为第四系残坡积含碎石砂质粘土和坡洪积灰黄色含砾砂壤土。7.2施工导流7.2.1导流标准本工程为小(Ⅰ)型水库，属Ⅳ等工程，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。根据《水利水电施工组织设计规范》（SL303-2004），本工程导流建筑物级别为5级，围堰的导流标准选择5年一遇洪水重现期。根据湘水流域洪枯情况，汛期一般为4月～9月，枯水期一般为10月～次年3月。本工程主坝灌溉隧洞施工时应修建进口围堰，主坝及副坝上、下游整治、防渗处理，溢洪道改造，封堵原涵管等项目施工时不需要修建围堰。根据进度计划安排，本工程各项目安排在二个枯水期内完工，选择灌溉隧洞进口围堰挡水时段为10月～次年3月。7.2.2导流方式主坝放水涵管位于主坝右岸，总长62.4m，为浆砌石箱涵，管径0.35m128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告，进口底板高程99.59m，纵坡i=1/100。根据进度计划安排，第一个枯水期先施工主坝新建的灌溉隧洞，利用主坝放水涵管将水库水位降低至99.79m，再修筑进口围堰挡水，施工期间利用原主坝放水涵管过流，初步确定灌溉隧洞进口围堰挡水水位取101.09m，围堰安全超高取0.5m，即进口围堰堰顶高程为101.59m。正常情况下，枯水施工期间洪水流量较小，围堰设计挡水水位时，放水涵管的泄流量约为0.3m3/s，考虑水库调蓄，可以满足施工期的导流要求。主坝及副坝上、下游整治等项目安排在第二个枯水期施工，由已建好的灌溉隧洞将库水位降低至100.10m，施工期间利用灌溉隧洞过流，由于施工项目高程较高，均可在干地施工，不需要修筑围堰挡水。7.2.3导流建筑物设计与施工灌溉隧洞进口挡水围堰采用均质粘土围堰，进口围堰顶宽3.0m，内外边坡均为1：1.5，围堰堰顶高程为101.59m,轴线长69m，均质粘土填筑3674m3；围堰填筑料从土料场取土，5t自卸汽车运至填筑仓面，拖拉机压实。围堰使用完后需毕全部拆除，采用1m3反铲挖掘机装碴，5t自卸汽车运输至弃碴场。7.2.4基坑排水本工程基本无初期排水。围堰形成后，可设2台小型水泵进行经常性排水。7.2.5下闸蓄水根据施工总进度安排，灌溉隧洞可在第三年3月底下闸，水库开始蓄水。7.3料场的选择与开采7.3.1砂石料场及块石料场选择与开采本工程混凝土总计6535m3，浆砌石77m3，砂石垫层5905m3，需要砂料0.35万m3，卵石0.71万m3。本工程除部分利用开挖料外,需从土料场取料0.58万m3，从石料场购买块石0.1万m3。工程附近无砂卵石及块石料源，砂从永兴大布江砂场购买运距70km，砾石料从香花乡程江口村购买运距23km，块石料从七里镇大树村岩场购买，质量较好，储量丰富，运距23km。7.3.2土料场选择与开采128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告本工程土料主要用于主坝、副坝填筑及围堰填筑，需从土料场取料5848。本次设计地勘专业提供了1个土料场，位于工程区附近，距坝址约3.0km。质量较好，储量丰富，运距近，开采运输方便。无用层剥离采用88kW推土机直接推运，就近堆存，待开采完成后再回填开采区。土料开采采用1.0m3反铲挖掘机挖装，5t自卸汽车运输至各用料点。7.4主体工程施工7.4.1主坝及副坝加固主坝及副坝整治主要内容有：主坝及副坝上、下游整治、防渗帷幕灌浆和冲抓回填等项目。7.4.1.1土方开挖主坝土方开挖主要为沟槽开挖采用人工开挖，弃料采用5t自卸汽车运至弃碴场。7.4.1.2土方回填土方填筑所需土料从土料场取料，采用1m3反铲挖装，5t自卸汽车运至工作面，推土机铺料，小型振动碾压实，边角部位采用人工夯实逐层夯实。7.4.1.3现浇混凝土施工现浇混凝土主要为护坡基座、排水沟等处，人工装模和制安钢筋，混凝土采用0.4m3移动式拌和机拌制，手推双胶轮车水平运输，振捣密实，人工洒水养护。7.4.1.4预制混凝土施工主坝及副坝上游坡面护坡采用混凝土预制块护坡，预制块厚0.12m。混凝土预制块就近在预制构件场集中预制，采用0.4m3移动式拌和机拌制混凝土，双胶轮车运输入仓。待预制块强度满足施工要求后采用双胶轮车运输至施工部位进行砌筑。7.4.1.5浆砌石砌筑浆砌石所需石料全部外购，采用5t载重汽车运至工地，双胶轮车运至砌筑作业面附近卸料，人工搬运至作业面。0.2m3砂浆拌和机拌制砂浆，人工挑运至施工作业面。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告7.4.1.6砂卵石垫层铺设砂卵石垫层主要为主坝及副坝上游预制块护坡砂石垫层、下游排水棱体砌石反滤层等。砂石垫层铺设所需砂砾石料采用5t自卸汽车运至工地，手推胶轮车运至施工作业面进行铺设施工。采用人工简易工具平整夯实。7.4.1.7帷幕灌浆主坝及副坝坝基采用帷幕灌浆防渗。帷幕灌浆采用150型地质钻机钻孔，灰浆搅拌机制浆，BW200/50型灌浆泵灌注。灌浆分三序孔施灌，采用自下而上分段灌注法施灌。7.4.1.8冲抓回填冲抓套井开挖采用8JZ-95型冲抓试打井造孔机，弃料采用双轮手推车运50m转5t自卸汽车汽车运至弃料场。回填粘土全部从料场取土，5t自卸汽车运至附近转双轮手推车运直接卸入井内，夯锤夯实。7.4.1.9泥结石路面坝顶路面为泥结石路面，碎石和土采用5t自卸汽车运输至路面，1m3反铲现场拌和，压路机压实。7.4.1.10草皮护坡主坝及副坝下游坡面采用草皮护坡，采用人工铺草皮施工。草皮厚度不宜小于3cm，铺植时要铲槽贴紧拍平，并浇水养护，不宜于草皮生长的地方应先铺一层腐殖土。7.4.2溢洪道改造溢洪道土方开挖主要采用人工开挖，可利用料就近堆放，用于以后自身回填，弃料采用5t自卸汽车运输至碴场。浆砌石拆除采用人工钢钎撬挖，弃料采用1m3反铲挖掘机装5t自卸汽车运输，弃至附近弃碴场。土方填筑全部利用自身开挖料，采用人工夯实或蛙式打夯机逐层夯实。现浇混凝土采用人工装模和制安钢筋，混凝土采用0.4m3移动式拌和机拌制，手推双胶轮车水平运输，卸槽段采用溜筒入仓，振捣器振捣密实，人工洒水养护。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告7.4.3灌溉隧洞施工7.4.3.1土石方明挖土方开挖采用1m3反铲开挖，5t自卸汽车运输至弃碴场弃碴。石方明挖采用光面爆破，手风钻钻孔，人工装药，1m3反铲挖掘机装碴，5t自卸汽车运输至弃碴场。7.4.3.2石方洞挖隧洞最大开挖洞径2.3m左右，石方洞挖采用手风钻钻孔爆破，部分碴料双轮车运至洞口，5t自卸汽车运至弃碴场。7.4.3.3砼浇筑隧洞边拱及顶拱钢筋砼衬砌均采用组合钢模浇筑，底板采用拖模一次浇筑，进出口、渐变段等部位砼浇筑则采用钢木模板施工，混凝土采用0.4m3移动式拌和机拌制，双轮车运至浇筑仓面，衬砌砼采用15m3/h混凝土泵入仓，人工平仓，2.2kw振捣器振捣密实。7.4.3.4回填灌浆回填灌浆采用在衬砌混凝土中预埋灌浆管，泥浆搅拌机制浆，BW135型灌浆泵注浆。7.4.4副坝高涵卧管重建土方开挖主要为卧管边缘开挖采用人工开挖，可利用料就近堆放，弃料人工运至坝顶转5t自卸汽车运至弃料场。土方填筑全部利用自身开挖料，采用人工夯实或蛙式打夯机逐层夯实。砼浇筑采用溜筒入仓，振捣密实，人工洒水养护。7.5施工交通及施工总布置7.5.1对外交通运输资兴市交通便捷，通讯畅达。铁路有郴三线与京广线相连；省道1813线贯穿全境，3517线与1803线和1813线相接，郴资高等级公路上1813线与京珠高速公路和106线107国道相通。本工程对外交通运输的主要任务为施工设备运输以及施工所需外来建筑材料的运输，外来建筑材料主要包括钢筋、钢材、木材、水泥、油料等，可从资兴购买，采用汽车运输，运距30km。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告7.5.2场内交通运输本工程场内交通运输主要为天然建筑材料土料和砂石料的场内运输以及基础土石方开挖出碴、混凝土浇筑等运输。场内交通运输除利用现有的防汛公路外，还需整修和新修施工道路长300m，路面宽4.5m，泥结石路面。7.5.3施工工厂1)混凝土系统本工程混凝土总量约0.65万m3，混凝土用量不大，主要用于主坝及副坝砼预制块护坡、溢洪道砼浇筑、取水隧洞砼浇筑。根据施工需要和地形条件，在主坝右岸与取水隧洞进口附近布置1台0.4m3移动式混凝土拌和机，在溢洪道与副坝附近布置1台0.4m3移动式混凝土拌和机。2)风、水、电及通讯系统本工程主要供风对象为石方开挖。考虑用风量少,拟在灌溉隧洞进、出口各布置1台VY-9/7型移动式空压机。本工程高峰期施工用水量为20m3/h，在主坝右坝肩高程105m处设置一个30m3蓄水池，供工程场内施工用水，配置1台IS65-40-200型水泵（流量30m3/h、扬程47m、电机功率7.5KW）从上游库内抽水。生活用水可接水库管理所供水系统。本工程主要用电负荷为施工机械、施工工厂设备用电等。从水库管理所用电线路接入。本工程施工期间通讯主要采用程控固定电话方式，对讲机和移动通讯为场内主要通讯方式。7.5.4施工总布置1）布置条件水库两岸山坡陡峻，防汛公路沿线有少许空地，不受洪水的影响，可以用于施工临建设施布置。2）施工工厂和仓库根据工程规模及施工需要，主要施工工厂和仓库集中布置于防汛公路沿线空地。施工工厂与仓库临建面积详见表6.5-1。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告3）办公生活设施本工程高峰期施工人数按50人考虑，办公生活设施部分租用水库管理用房及附近民房。建筑面积及占地面积详表6.5-1。施工临建设施面积表表7.5-1项目建筑面积（m2）占地面积（m2）备注木材加工厂30120钢筋加工厂30100砼构件预制场0400机修厂50100水泥仓库1002002处砼拌和站505002处，包括堆场综合物资仓库100200办公生活福利设施280600部分租用附近民房合计64022207.5.5土石方平衡规划本工程开挖及拆除（包括围堰拆除）工程量总计5117m3，填筑工程量4442m3。本工程溢洪道土方开挖部分利用自身回填，弃碴料全部运至附近山坳弃料，利用量324m3，弃碴场弃料共计4793m3。围堰填筑用粘土料从附近土料场取料。土石方平衡规划详见表7.5-2。土石方平衡规划表表7.5-2部位类别数量(m3)弃碴量利用填筑利用部位主坝土方开挖164164溢洪道土方开挖40278324溢洪道浆砌石拆除332332取水隧洞土方开挖205205石方开挖584584围堰拆除土方开挖34293429合计51174793324128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告本工程弃碴主要弃于防汛公路附近山坳及低洼地带。经土石方平衡，弃碴场面积1600m2，平均堆碴高度约3m。7.5.6施工临时占地本工程施工临时占地主要包括施工工厂设施、施工仓库、办公及生活福利设施、工程取料场、弃碴场、施工临时道路等，其中临建设施占地面积2220m2，土料场占地面积为1614m2，弃碴场占地1600m2，施工临时道路占地1350m2，共计6784m2，折合约10.1亩。施工临时占地面积见表6.5-3。施工临时占地面积表表7.5-3项目名称占地面积(m2)备注施工临建设施2220防汛公路附近平整场地施工道路1350　弃碴场1600平均堆碴高度3m土料场1614平均开采厚度3m合计6784　7.6施工总进度7.6.1设计依据本工程施工总进度编制考虑以机械化施工为主，人工施工为辅。施工总进度的安排原则是：以取水隧洞和主坝加固工程为关键线路，其它工程项目在保证取水隧洞和主坝整治工程施工的前提下尽可能提前完成，同时兼顾各项目之间的衔接和施工的均衡。7.6.2施工总进度本工程施工总工期20个月，从第一年9月至第三年4月。第一年9月至10月为施工准备期，主要进行整修前期施工道路、临时工棚搭设和供电与供水系统修建。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告第一年10月至第三年3月为主体工程施工期，在两个枯水期内将主体工程施工完毕，第一个枯水期施工内容包括新建灌溉隧洞、副坝高涵、封堵原涵管；第二个枯水期施工内容包括主坝及副坝上、下游加固、溢洪道改造、防渗处理。第三年4月为工程扫尾期。根据施工进度安排，本加固工程土石方开挖高峰期强度为32m3/d，土石方填筑高峰期强度为26m3/d，混凝土浇筑高峰期强度为77m3/d。7.6.3主要技术供应本工程主要技术供应指建筑材料用量、劳动力消耗及施工机械设备需要量。主要建筑材料消耗为：水泥1995t，钢筋10.7t，砂3515m3，卵石7150m3，木材20m3、炸药0.12t。枢纽工程施工需施工劳动总工日为1.0万个，高峰期施工人数为50人。工程施工所需主要施工机械设备见表6.6-2主要施工机械设备表7.6-2序号设备名称规格型号单位数量备注一.土石方机械1手风钻YT24台62反铲挖掘机1.0m3台23蛙式打夯机台14压路机12t台15推土机74kw台16推土机59kw台2二.基础处理机械1地质钻机150型台12灰浆搅拌机200L台13灌浆泵BW200/50型台14冲抓式打井机8JZ-95台1三.混凝土施工机械1砼搅拌机0.4m3台2移动式2砂浆搅拌机0.2m3台1移动式3砼振捣器2.2kw插入式台44混凝土泵15m3/h台1四.运输机械128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告1自卸汽车5t辆32手推双胶轮车0.4m3辆203洒水车6000L辆1五辅助机械1空压机VY-3/8台2移动式2空压机VY-6/8台1移动式3水泵IS60-50-160台1施工供水128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告8设计概算8.1编制说明8.1.1工程概况：西湖水库坝址位于资兴市蓼江镇大坪村，属湘江水系耒水支流，集雨面积1.6km2。大坝为均质土坝，坝顶高程111.523m，最大坝高12.733m，坝顶轴线长58.5m，坝顶宽3.7m，校核洪水位110.033m，总库容164.23万m3；正常蓄水位109.213m，正常库容138.22万m3。该水库为小I型水库，是一座具有防洪、灌溉（设计3000亩、有效2600亩、最大实灌2600亩，供水量190×104m3）、养鱼（养鱼水面160亩，最高总产48t）等综合效益的工程。枢纽由大坝、溢洪道（堰顶高程109.213m，堰顶宽5m，堰型为正槽式宽顶堰）、涵洞（进口底板高程99.09m，圆涵）等组成。本次工程加固主要包括：主坝坝身坝基防渗；主坝副坝上下游护坡重设；溢洪道底板拆除重建，新建取水隧道，新建涵管等。主要建筑工程量：土方开挖:1110m3土方填筑:2170m3石方开挖:334m3砼浇筑:866m3钢筋制安:27t帷幕灌浆:1144m8.1.2编制原则和依据：8.1.2.1文件依据∶本概算编制执行“湘水建管（2008）16号”文颁布的《湖南省水利工程设计概（估）算编制规定》。8.1.2.2定额采用：　建筑工程执行2002年水利部颁《水利水电建筑工程概算定额》及2005年水利部颁《水利工程概预算补充定额》。安装工程执行2002年部颁《水利水电设备安装工程概算定额》。　施工机械台时费执行2002年水利部颁《水利水电工程施工机械台时费用定额》。8.1.2.3基础单价计算依据：128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告1）、人工预算单价：按“湘水建管（2008）16号”文颁布的《湖南省水利工程设计概（估）算编制规工长9.87元/工时高级工9.32元/工时中级工7.22元/工时初级工5.6元/工时2）、主要材料预算价格主要材料价格按资兴市水利局提供的主材价格加运杂费（公路运费为0.6元/km.t）计算。主要材料供货地点、原价和预算价格见下表：材料名称　单位来源地原价（元）预算价（元）水泥　t水泥厂320358.7284钢筋　t资兴市42004354.84杉原木　m3资兴市800852.84松原木　m3资兴市770821.9490#汽油　t资兴市79400#柴油　t资兴市7220砂　m3永兴县85150.1砾石　m3资兴市3361.05次要材料预算价格按照郴建价（2010）第07号文执行。3）、施工风、水、电价格风、水、电单价按施工组织设计提供的资料进行计算，其中电价0.85元/kw.h，水价0.80元/m3，风价0.15元/m3。8.1.2.4主要设备价格编制依据：主要设备原价按厂家的询价或类似在建(或已建)工程的合同价。8.1.2.5费用计算标准及依据：建筑安装工程单价费用构成及计算标准依据水总[2002]116文,按枢纽工程类别计取。项目建设管理费计算中，建设单位定员按2人。8.1.3资金来源：国家投资和地方配套资金。8.1.4其他说明：1、工程主要材料中汽油、柴油、钢筋、水泥、砂石料采用基价法进入工程单价，其基价为：汽油3600元/t、柴油3500元/t、钢筋3000元/t、水泥300元128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告/t，砂、卵石70元/m3，超过部分调差。2、预备费：工程部分的基本预备费按一至四部分投资合计的5%计算，价差预备费按有关规定暂未计算。3、水土保持费和环境保护费用详见各有关专业报告。8.2概算表投资主要指标：静态总投资：443.77万元。总投资：443.77万元。　工程总概算详见表8.2.1总概算表表8.2.1　序号　工程或费用名称建安工程费设备购置费独立费用合计占一至四部分投资%I工程部分　　　　　　第一部分建筑工程295.91　　295.9172.71%一挡水工程149.21　　149.21　二泄洪工程32.98　　32.98　三引水工程62.20　　62.20　四交通工程30.00　　30.00　五房屋建筑工程13.00　　13.00　六其他建筑工程8.51　　8.51　　第二部分机电设备及安装工程0.088.53　8.612.11%一观测设施设备0.088.53　8.61　　第三部分金结设备及安装工程1.245.36　6.601.62%一取水隧洞金结设备1.245.36　6.60　　第四部分施工临时工程31.62　　31.627.77%一导流工程13.79　　13.79　二施工交通工程3.00　　3.00　128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告三房屋建筑工程8.39　　8.39　四其他施工临时工程6.45　　6.45　　序号　工程或费用名称建安工程费设备购置费独立费用合计占一至四部分投资%　第五部分独立费用　　64.2564.2515.79%一建设管理费　　33.4633.46　二安全鉴定费　　10.0010.00　三科研勘察设计费　　19.2419.24　四其他　　1.541.54　　一至五项合计328.8413.8964.25406.98　　预备费　　　20.35　　基本预备费　　　20.35　　工程静态投资　　　427.33　II移民和环境部分　　　16.44　　水土保持工程　　　9.87　　环境保护工程　　　6.58　Ⅲ工程总投资　　　　　　工程静态投资　　　443.77　　总投资　　　443.77　8.3分年实施投资计划本工程施工总工期20个月，从第一年9月至第三年4月，分年实施投资计划详见表8.3.1。128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告分年度投资表表8.3.1单位：万元序号工程项目合计建设工期（年）　　　12I枢纽工程　　　一建筑工程295.91207.1388.77二机电设备及安装工程8.616.022.58三临时工程31.6222.149.49四独立费用64.2544.9719.27　一至四部分合计328.84280.27120.11　　　　　　预备费20.3514.246.10　基本预备费20.3514.246.10　　　　　II移民和环境部分投资16.4411.514.93　　　　　III工程投资总计　　　　静态总投资443.77306.02131.15　总投资443.77306.02131.15　　　　　128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告目录1.综合说明11.1工程概况11.2水文及调洪演算11.3工程地质21.4工程除险加固41.5水土保持和环境保护设计81.6金结101.7工程管理111.8施工组织设计111.9工程概算172水文182.1流域概况182.2气象182.3水文基本资料182.4设计洪水复核182.5调洪演算222.6水库抗洪能力复核243.1工程地质勘测283.2工程区地质概况293.3坝基（肩）与附属建筑物工程地质条件及工程地质问题303.4坝体工程质量及存在的问题393.5坝体分区及岩土物理力学指标建议值423.6天然建筑材料483.7结论及下步工作建议484、除险加固设计504.1工程任务和规模504.2主要加固项目504.3设计依据524.4加固设计５６4.5工程量汇总795.水土保持和环境保护设计80128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告5.1水土保持设计805.1.1项目及项目区概况805.1.2编制依据805.1.3水土流失防治责任范围815.1.4水土流失预测及其影响分析815.1.5水土流失防治总体要求和初步方案815.1.6水土保持措施施工组织设计815.1.7水土保持监测815.1.8投资概算及效益分析815.1.9实施保障措施815.1.10结论与建议815.2环境保护设计815.2.1环境影响评价结论815.2.2设计依据与标准815.2.3环境保护措施815.2.4环境管理、环境监理及环境监测815.2.5.环境保护投资816.工程管理设计816.1管理机构816.2管理范围及任务816.3工程检查及观测816.3.1枢纽工程检查816.3.2枢纽工程观测816.4工程管理范围及保护范围816.4.1工程管理范围816.4.2工程保护范围816.4.3工程保护范围管理817.施工组织设计817.1施工条件817.2施工导流817.3料场的选择与开采817.4主体工程施工81128n湖南省资兴市西湖水库除险加固工程初步设计报告7.5施工交通及施工总布置817.6施工总进度818设计概算818.1编制说明818.1.1工程概况：818.1.2编制原则和依据：818.1.3资金来源：818.1.4其他说明：818.2概算表818.3分年实施投资计划81附件:1、西湖水库大坝安全鉴定报告书2、西湖水库除险加固工程初步设计图册3、西湖水库除险加固工程初步设计投资概算书4、西湖水库除险加固工程初步设计阶段工程地质勘察报告128