喻桂容水库除险加固毕业设计 23页

水库除险加固设计说明书水利水电工程（专升本）喻桂容（学号200951581104）n目录1概述12水文23工程地质54工程任务与规模65工程加固设计86金属结构107施工组织设计118环境保护设计179水土保持设计1810工程管理1811工程概算1912经济评价20n1概述中盆水库位于武汉市黄陂区蔡店乡，属滠水河水系，于1959年10月动工兴建，至1960年4月建成蓄水，1965年、1971年两次加高，1978年增设坝顶防浪墙，1980年重建溢洪道。水库坝址以上承雨面积4.4km2，总库容258.27万m3，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、水产养殖的综合利用工程。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）的规定复核，中盆水库枢纽工程的规模为小（1）型，工程等别为IV等，主要建筑物级别为4级。设计防洪标准采用30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。校核洪水位99.24m，设计洪水位98.58m，正常蓄水位96.70m，死水位85.50m。总库容为258.27万m3，调洪库容51..27万m3。中盆水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道、输水涵管等建筑物组成。水库大坝为粘土心墙＋粘土斜墙坝，其中心墙顶部高程90.56m，斜墙顶部高程98.87m，防浪墙顶部高程100.41m；坝顶长度139.4m，坝顶宽2.52m，坝顶高程为99.42m，最大坝高为23.82m；上游坡比自上而下为1:2.8、1:1.8、1:2.47，折坡点高程94.22m、88.44m；下游坡比自上而下为1:2.3、1:1.8、1:1.5，在高程86.34m、82.24m处分别设有平台，平台宽分别为4.72m、5.66m；大坝迎水面、背水坡均采用干砌块石护坡。溢洪道位于大坝右端，为无闸门控制开敞式溢洪道，实用堰型，堰顶高程97.2m，堰顶宽13.6m，浆砌石结构，坝面为0.5m厚砼面层。边墙为浆砌石结构，面层为2cm厚水泥砂浆抹面。一级消力池长13.0m，底宽6.0～7.8m，底板高程89.0m，消力坎高1.95m，坎顶高程90.95m，消力池底板为混凝土结构，边墙采用浆砌块石护砌。消力池后接51.5m长泄槽，浆砌块石结构，底宽7.87m～10.0m，底坡i＝0.035。泄槽后二级消能未建，尾水直接垂直进入姚蔡河，一旦泄洪就冲毁河道及对岸公路。最大设计泄流量为66.47m3/s。输水管位于大坝左坝段内，为坝下砼压力埋管，输水管长62.0m，直径为φ400mm，引水流量0.5m3/s。采用手摇螺杆控制，立式拉杆启闭闸阀，进口高程85.5m。由于运行长久，闸阀、启闭机锈蚀严重，运行不灵，需修复；输水管接头处有渗漏现象，需进行防渗处理。21n中盆水库建成后，为当地农业发展起到了重要作用，调节灌溉水库下游的大片农田，保护农田面积8000亩，保护蔡店乡1万余人和姚蔡公路。水库一旦失事，将造成巨大的经济损失和重大的政治影响。中盆水库自1960年建成蓄水以来，至今已运行48年。因该水库兴建年代早，运行时间长，存在心墙及坝顶欠高、坝基渗漏、溢洪道未完建、坝下涵管漏水、金属结构锈蚀老化、防汛及其他工程管理设施不完善等诸多问题。这些问题直接威胁到水库大坝的安全和正常运用，故需进行除险加固。根据现场调查，提出加固措施如下：（1）对坝肩、坝基进行防渗处理，翻修上游护坡工程，并加强下游坝脚反滤导渗措施，降低坝壳内的自由水面线，增建反滤坝确保下游坝坡的稳定。（2）对质量差、且有白蚁危害的坝体进行防渗加固，并进行白蚁防治。（3）维修溢洪道，增建溢洪道二级消能设施。（4）对输水管进行封堵或拆除重建，对发电涵管封堵。（5）更换金属闸阀。（6）修筑坝顶防汛路，改造管理处办公危房，加强管理单位的交通、通讯等方面的建设。（7）设置大坝的安全监测设施。（8）除险加固措施完成之前，水库要严格控制运用，限制蓄水，并加强大坝的安全监测工作。2水文2.1流域概况中盆水库位于武汉市黄陂区滠水上游，该库所在河流为滠水，承雨面积4.4km2，主河道长度为3.2km，河道比降为111.25‰。中盆水库距黄陂区城区50km，海拔80m以上。该水库以灌溉为主，其兼有防洪、养殖等综合效益。中盆水库建成后，为当地农业发展起到了重要作用，调节灌溉水库下游的大片农田，保护农田面积8000亩，保护蔡店乡1万余人和姚蔡公路。21n水库所在黄陂区属中纬度亚热带季风区，气候温和，雨量丰沛，日照充足，多年平均气温16.3℃，极端高温可达40℃以上，七月最热,多年平均28.6℃，一月最冷，多年平均2.3℃，无霜期250天左右，年日照1980～2350小时，多年平均降雨量1171mm，雨日百天左右，5～9月多年平均降水量758.3mm，占多年平均降水量的65%。降水量年内分配和年际变化极不均匀，洪涝和干旱灾害时有发生，从年际变化上，主要水文特征是丰水年（频率在20%以下）年降水量在1400mm以上，实测最大年份为1983年，平均降水量1984.1mm；枯水年（频率在95%以上）年降水量在800mm左右，实测最小年份为1966年和1978年，年降水量仅769.9mm和771.1mm。2.2设计洪水复核中盆水库自身流域面积小，没有水文资料。水库附近黄陂长轩岭水文站，与其处于同一水文气候区，二者在气候及下垫面因素方面具有一致性，可采用黄陂长轩岭站降雨资料进行分析。据长轩岭水文站雨量观测（1955～2002年）48年资料统计，在年最大一日雨量超过100mm的15年中有10年暴雨出现在6月下旬～7月中旬，占67%，由此可见6月下旬～7月中旬是本流域年暴雨多发期。最大一日降雨量为272.9mm，出现在1970年。流域洪水主要由暴雨形成，故洪水发生时间与暴雨相对应，多发生在6月下旬～7月中旬。本流域缺乏流量实测资料，且水库承雨面积小，因此设计洪水拟采用暴雨途径进行分析。本次根据暴雨资料推求设计洪水，主要采用湖北省水利水电勘测设计院1985年5月编制的《湖北省暴雨径流查算图表》（以下简称《查算图表》）推荐的推理公式法和瞬时单位线法进行设计洪水计算。分别采用瞬时单位线法和推理公式法进行计算，根据计算结果，进行合理性分析，本次推荐采用推理公式法计算成果，详见表2-1。表2-1设计洪水过程线采用成果单位：m3/s时段△t=0.351hp=0.33%p=3.33%p=5%03.412.572.3116.394.644.10214.8610.539.19344.6331.2127.064159.10110.7695.825232.37161.67139.8221n6168.26117.13101.327115.6080.5369.69876.6853.4946.32956.0739.1733.941042.3429.6225.691130.8921.6718.811224.0216.8914.691317.1512.1210.561412.578.947.811510.287.356.441610.287.356.44177.995.765.06185.704.163.69195.704.163.69203.412.572.31根据流域降雨及洪水特点，4～10月份为丰水期，11～3月份为枯水期，其中12～2月份为最枯期。根据湖北省径流深等值线图和水库多年平均降雨量，结合当地实际情况，径流系数取0.65，承雨面积取4.4km2。施工期来水计算采用黄陂城关雨量站资料，把每年11～3月分月雨量进行排频统计，可以得到5年一遇的分月雨量，进而计算出相应的分月来水量。计算成果见表2-2。表2-2施工期5年一遇分月来水量月份1112123雨量（mm）75.632.143.564.394.5来水量（万m3）21.629.1812.4418.3927.03本次加固工程施工期利用输水管进行导流，在输水管施工时采用围堰挡水。根据分月雨量可看出，枯水期最枯月份为12～2月，输水管施工期采用12～2月，对历年12～2月期间总雨量进行频率计算，得到5年一遇雨量为138.6mm，来水总量为39.64万m3，相应库水位为88.23m。输水管完成后，利用输水管进行导流。21n3工程地质3.1地形地貌本库区地貌属低丘陵区，坝址建在山间沟谷出口处。库周山体顶高程一般为100~125m，坝脚为坡地、农田，地面高程74～75m左右。3.2地层岩性坝址区出露地层主要为元古界红安群天台山组下段（Pt）变质岩和第四系松散堆积层：（1）基岩（Pt）根据黄陂幅1:20万区域地质资料，并结合现场工程地质测绘和钻探资料可知，坝址区出露地层为元古界红安群天台山组下段岩层，岩性主要为：片麻岩、黑云母片麻岩、片岩，具鳞片变晶结构，片麻状构造，主要矿物组成有云母，长石和石英。（2）第四系(alQ3)主要为第四系残坡积层，为黄褐~褐色含碎石粘土、壤土，松散~稍密状，厚约3.0~6.0m，分布于大坝上、下游沟谷、坡地。（3）人工堆积层(rQ)人工堆积层岩性主要为壤土、含壤土角砾，含、夹少量的细粒土质砂、砾石等，褐~灰黄~黄褐色，为坝体填筑料的主要成份。3.3地质构造与地震本区在大地构造上处于秦岭褶皱系（I级）、淮阳隆起（II级）、大别山隆褶束（III级）的西南部边缘，东南侧以麻城—团凤断裂为界，西南侧与桐柏—红安隆褶束相毗邻。依据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.05g，相应的地震基本烈度为VI度。21n3.4库区主要工程地质问题及评价（1）大坝斜墙料的渗透偏大，斜墙料所起的隔渗作用有限，坝体存在渗漏问题；大坝坝基及坝肩基岩为片麻岩，强风化基岩存在渗漏问题，坝脚及左坝肩渗漏尤为明显，而弱风化岩体以弱透水性为主，相对不透水；大坝坝身显得单薄，大坝内侧护坡块石风化严重有松动现象，坝外护坡不完整，也影响到大的坝体稳定性。（2）溢洪道现溢洪道进行了简单的衬砌，基础为强风化片麻岩，外侧为山体坡地，强风化片麻岩允许承载力为400kPa，基础与岩质地基间的摩擦系数建议f=0.35。设计应对消力池等消能设施进行抗滑稳定性等验算。（3）输水管现输水管漏水严重，漏水的原因是输水管直接坐落在强风化基岩中，强风化基岩节理裂隙发育，通过后期的风化作用裂隙不断扩大和贯通，输水管漏水不排除外围强风化基岩裂隙漏水，建议在对输水管本身进行隔渗加固的同时，同样应对输水管周围强风化基岩进行灌浆处理。4工程任务与规模4.1工程概况中盆水库位于武汉市黄陂区蔡店乡，属滠水河水系。坝址以上承雨面积4.4km2，总库容258.27万m3，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、水产养殖的综合利用工程。枢纽工程主要由大坝、溢洪道及输水涵管组成。该水库原设计防洪标准采用50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。设计洪水位98.78m（黄海高程，下同），校核洪水位99.01m。原总库容为253.4万m3，其中兴利库容为184万m3，调洪库容37.4万m3，死库容32万m3。中盆水库大坝工程于1959年10月动工兴建，至1960年4月建成蓄水，1965年、1971年两次加高，1978年增设坝顶防浪墙，1980年重建溢洪道。21n4.2工程任务中盆水库以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益。根据多年的实际运行情况来看，本次除险加固后，水库枢纽维持原设计功能。设计死水位85.5m，正常蓄水位96.70m。4.3除险加固的必要性中盆水库位于湖北省武汉市黄陂区滠水上游，属长江支流滠水水系，是小（1）型水库，下游保护农田8000亩、黄陂区蔡店乡1万人生命财产安全。此外中盆水库的库区管养对水土流失危害得以减少，改善生态环境起到重要作用。水库一旦失事，将给人民生命财产和国家经济建设带来难以估量的损失。对水库进行除险加固是非常必要的。4.4洪水调节4.4.1防洪标准中盆水库的调洪，以确保自身的防洪安全为原则。按国家技术监督局中华人民共和国建设部1994年联合发布的GB50201-94《防洪标准》及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）规定，该工程属小（1）型水库，大坝及主要水工建筑物为Ⅳ等4级，次要建筑物为5级，大坝为粘土心墙+斜墙土石坝，水库的防洪标准按规定确定为30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。4.4.2洪水调节原则及调洪成果中盆水库设计死水位85.50m，正常蓄水位96.70m。中盆水库为开敞式溢洪道，洪水调算原则是：从正常蓄水位96.70m起调，溢洪道按泄流能力下泄，逐时演算至最高洪水位。洪水调节计算成果见表4-1。中盆水库30年一遇设计洪水位为99.24m，300年一遇校核洪水位为98.58m。表4-1洪水调节计算成果项目p=0.33%p=3.33%p=5%洪峰流量(m3/s)232.37161.67139.8221n最高洪水位(m)99.2498.5898.38相应库容(万m3)258.27244.78239.85最大下泄流量(m3/s)121.9077.7866.475工程加固设计5.1加固设计依据和基本资料5.1.1工程等级及防洪标准中盆水库总库容258.27万m3。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）的规定，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级。大坝、输水管（涵）、溢洪道等主要建筑物按4级，溢洪道消能等次要建筑物按5级进行设计。设计洪水标准确定如下：根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）的规定，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级。其水库设计洪水标准为30年一遇，相应下泄流量77.78m3/s，相应水位98.58m，校核洪水标准为300年一遇，相应下泄流量121.90m3/s，相应水位99.24m。水库正常蓄水位96.70m，死水位85.50m。溢洪道消能防冲设计按《溢洪道设计规范》（SL253－2000）规定，采用20年一遇洪水设计。地震烈度：根据《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001），工程区地震动峰值加速度为0.05g，水库所在地区相应地震基本烈度为VI度，根据规范规定可不进行抗震结构复核。5.1.2设计原则及依据(1)本次除险加固是按照国家有关的主要技术标准及规程、规范的规定，解决存在的工程质量隐患；并根据工程管理的有关要求，完善大坝安全监测等工程管理设施.(2)除险加固设计对水库的功能不作改变。5.1.3存在的主要问题（1）大坝欠高，坝顶宽度较小；大坝上游坡变形，块石护坡散乱；坝体局部填筑质量较差，局部渗漏较大；下游散浸严重，且排水反滤设施破损；大坝白蚁危害严重；21n（2）溢洪道未建二级消能设施，不能安全泄洪；（3）大坝输水管漏水严重；发电涵管废弃；（4）金属结构锈蚀、损毁严重，启闭设施失灵；（5）大坝无安全监测设施，无坝顶公路，管理设施落后。5.1.4枢纽加固设计针对中盆水库存在的问题，按照有关规程规范的要求，对水库进行如下项目的加固设计。1、对大坝坝顶加高、加宽，拆除重建大坝防浪墙，新建坝顶防汛道路。2、对大坝坝基、坝肩透水基岩进行帷幕灌浆，对质量差、渗透系数大的坝体进行静压灌浆及锥探灌浆处理。3、对上游死水位以上干砌石护坡部分翻修处理，对大坝下游增加纵横排水沟并对已有排水沟整修，对过坝渠拆除重建，对下游堆石排水体部分整修。4、对输水涵管进口拆除重建，对输水管进行内衬钢管加固处理；对发电涵管封堵。5、加固溢洪道，重建溢流堰两侧挡墙及溢流堰，部分泄槽边墙新建和修补，出口浆砌块石护砌，增设对岸公路防冲护砌。6、增设大坝安全监测设施。5.1.5坝体加固设计大坝坝顶加宽：为增加宽度，对下游坝坡增设挡土墙。大坝上游护坡：为保证坝坡安全，减少冲刷破坏，在94.20m处以上护坡翻修，将上游帮坡坡面整平，并采用30cm厚干砌块石护砌，下设15cm厚砾石垫层；94.20m以下原干砌块石护坡局部整修。大坝下游坡脚堆石排水棱体部分整修：堆石排水棱体部分翻修。大坝加高：经过计算，大坝原防浪墙高程满足要求，但由于原浆砌块石防浪墙局部破损，拟将浆砌块石防浪墙拆除，结合斜墙墙顶加高重建防浪墙。排水沟及过坝渠：对在大坝下游坝坡一级马道处的原过坝渠拆除重建，堆石排水棱体下游侧设置一道横向排水沟。坝顶：坝顶修建泥结石路面。21n大坝防渗体：大坝心墙及斜墙填筑质量不合格，对心墙采用充填灌浆，单排，孔距2.0m；对斜墙以上坝壳代料采用锥探灌浆，孔距、排距均为1.0m。坝肩坝基渗漏：采用帷幕灌浆方案，帷幕灌浆采用单排，孔距为2.0m；帷幕向岸坡山体延伸20m。5.1.6输水隧洞加固设计由于坝下涵管存在混凝土老化、止水破坏、严重漏水等问题，涵管直径较小，不便加固维修，本次加固拟拆除重建输水管闸首，并对涵管进行内衬钢管加固处理。封堵原发电涵管。5.1.7溢洪道加固设计进口段底部采用混凝土衬砌，两侧为开挖山体后形成岩石边墙，多年来运行情况良好，本次加固设计进口段仍维持现状；将控制段堰顶高程降至96.70m，实用堰型，将原堰顶凿除0.8m厚，新建堰面采用0.3m钢筋砼结构；控制段两侧浆砌石边墙拆除重建；一级泄槽为浆砌石护底，挡土墙为浆砌石重力式结构，迎水面水泥砂浆抹面，经多年运行，结构均较完整，本次加固设计维持现状；二级泄槽为浆砌石护底，挡土墙为浆砌石重力式结构，迎水面水泥砂浆抹面，经多年运行，结构均较完整，仅有局部挡墙破损和砂浆勾缝脱落，本次设计对破损部位拆除重建，以及局部重做砂浆抹面；三级泄槽底部维持原天然岩基，挡土墙为浆砌石重力式结构，对下游因欠高挡土墙拆除重建为衡重式挡土墙结构；对原溢洪道尾水渠部分河道底部采用浆砌块石护砌，尾水渠对岸公路挡土墙加固。5.1.8大坝安全监测依照《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）的要求，针对水库大坝的实际情况，本次安全监测项目设置包括大坝的表面位移、渗流等。6金属结构中盆水库输水管位于大坝左坝段内，为坝下砼压力埋管，输水管长62.0m，直径为21nφ400mm，引水流量0.5m3/s。采用手摇螺杆控制，立式拉杆启闭闸阀，进口高程85.5m。输水管位于大坝的左侧，为φ400mm坝下砼压力埋管，引水流量0.5m3/s，采用手摇螺杆控制，立式拉杆启闭闸阀，进口高程85.5m。输水管主要作用是为灌溉用水供水，必要时用作预泄滞洪库容。闸阀没有管理人员维护，现已不能正常使用，锈蚀严重，主要构件均已锈迹斑斑，闸阀漏水严重。本次金属结构的主要改造内容为：（1）闸门及启闭设备输水管进口闸门底板高程85.50m，其孔口截面净尺寸为0.4×0.6m。闸门选用定型铸铁闸门。闸门运行条件为动水启闭，考虑利用水柱加重，启闭设备采用一台QLSD-50KN的手电两用螺杆式启闭机启闭闸门。（2）金结防腐方案闸门、拉杆及埋件外露表面均采用喷锌防腐处理。（3）工程量汇总闸门、拉杆、埋件钢材总重量3.1t，启闭设备总重量0.5t，喷锌防腐总面积1.5m2。7施工组织设计7.1施工条件中盆水库位于武汉市黄陂区蔡店，坝址处距黄陂城关50km，距武汉市85km。工程对外交通完全依赖公路。黄陂区位于武汉市北部，318国道穿过其中，乡镇及村级公路四通八达，对外交通较为便利。各主要交通干线路面状况好，交通流量一般，完全能满足工程对外交通要求。工程区暴雨多发生在5～10月，5～9月为主汛期，11月～次年3月为枯水期。工程所需建筑材料主要有水泥、钢筋（材）、木材、油料、砂石料及炸药等，其中水泥、钢筋（材）、木材、油料、炸药及各类雷管等均从黄陂区或武汉市市场采购，汽车运输，运距50km或85km，块石、碎石、粗砂等材料需要人工开采制取。中盆水库库内无工业污染，水质较好，工程用水及生活用水可直接由河水抽取。施工用电可由附近村庄农网变压器接入，线路总长3.5km，可做为施工期电源。21n7.2施工导流中盆水库流域内雨洪关系十分密切，径流年内分配季节性相当明显，洪水一般发生在夏秋两季，汛期5～9月份来水量占全年的68%，4月、10月占全年的17%，枯水期11～3月份来水量只占全年的15%。因此，在尽量减少导流费用，扩展枯水时段施工时间的原则下，据各期施工洪水流量特征，将5～9月划分为主汛期，11～3月划分为枯水施工期，4月份定为汛前过渡施工期，10月份定为汛后过渡施工期。4月、10月在施工作业面满足渡汛要求的前提下，亦可作为施工期。本工程等别为Ⅳ等，主要建筑物大坝为4级建筑物。根据施工规范，导流临时建筑物为5级，选用5年一遇的施工期洪水作为导流标准。根据本次除险加固设计要求，大坝上游坡需要加固、输水涵管闸首拆除重建，因此，必须将库水放空后才能施工。据此施工特性，结合工程的实际布置情况，施工导流方案可选择为：利用坝下输水涵管降低库水位，然后输水管进口修筑围堰，先施工大坝上游坝坡及输水管进口，待输水管满足过水要求后，再拆除围堰。从工程进度安排上考虑，要求在10月底将库水位降到输水管进口底板高程85.50m，随后在输水管进口前填筑围堰，输水管进出口两个工作面作业，在一个枯水期内完成全部施工任务，因此，要求围堰能抵挡枯水期5年一遇12～2月全部来水量。上游进口施工围堰，采用粘土填筑。根据施工期洪水计算，枯水期5年一遇12～2月总来水量为39.64万m3，相应库水位为88.23m。考虑一定的安全超高，确定围堰顶部高程为88.73m。围堰长30m，顶宽3m，上下游边坡均为1：2，粘土填筑，迎水坡采用50cm厚袋土守护。共填筑土粘土围堰1465m3，袋土233m3，共计围堰填筑1698m3。7.3主体工程施工除险加固工程的施工内容主要有：大坝加高加宽、防浪墙拆除重建、对上游死水位以上干砌石护坡部分翻修处理，对大坝下游增加纵横排水沟并对已有排水沟整修，对过坝渠拆除重建，对下游堆石排水体部分整修；坝体充填灌浆、锥探灌浆及坝基帷幕灌浆防渗处理；溢洪道增设出口末端消力池；对输水涵管进行内衬钢管加固处理；对发电涵管封堵。其涉及到的主要施工项目及其施工方法分别叙述如下：（1）土石方开挖21n坝体上下游坡面及下游面排水沟土方主要由人工开挖，溢洪道及新建输水洞土石方采用手风钻钻孔、0.5m3反铲挖掘机挖装，局部辅以人工开挖集渣，采用5t自卸汽车运输。（2）土石方回填坝体代料回填：主要指大坝上游坡面回填，回填所需代料全部由料场开采。由5～8t自卸汽车运至坝肩，再由机动翻斗车或人力斗车运到坝顶，后通过溜槽输送到作业面，采用人工夯实。碎石及砂石垫层回填：主要包括大坝上游坝面护坡垫层料、溢洪道反滤垫层等回填。回填所需垫层料均需石料场开采，填筑方式采用自卸汽车配人工斗车上料，由人工按设计坡度和厚度自下而上铺筑，不得从高处顺坡倾倒，垫层料应进行必要的压实，已铺筑好的垫层料，应及时进行上层护坡铺筑施工，严禁人车通行。（3）浆砌石施工包括大坝防浪墙、大坝脚槽砌石、溢洪道挡土墙等部位，块石料由汽车从采石场运至砌筑面附近地面，然后采用胶轮斗车或人工抬块石至砌筑面，由人工砌筑，浆砌块石砂浆采用人工拌和。砌筑前，应将石料在砌体外刷洗干净，并保持湿润；块石间用沙浆充填饱满。（4）混凝土工程混凝土施工主要包括溢洪道衬砌混凝土和输水洞混凝土等项目。根据进度安排的施工强度，需要在现场布置0.8m3强制式的混凝土拌和机拌制混凝土，由机动翻斗车或人力斗车通过脚手架直接运输混凝土入仓浇筑；部分斗车不能直接入仓的部位也可铺溜槽入仓浇筑。输水洞混凝土衬砌采用机动翻斗车运输、人工锹送入仓浇筑。在混凝土浇筑过程中，应控制混凝土的自由下落高度，不宜大于2m，超过时，应采用溜管、串筒或其它缓降措施；混凝土应随浇随平，不得使用振捣器平仓。混凝土浇筑应连续进行，上层混凝土应在下层混凝土凝固前浇筑，若因故中断且超过允许间歇时间，应按施工缝处理。施工缝的处理应按规范要求进行。还应对施工道路进行必要的养护，以免将污物带入仓内，影响砼质量。采用插入式振捣器振捣混凝土。发电涵管封堵21n由于发电涵管尺寸较小，只有，人工进不到洞内，因此，混凝土浇筑只能采用泵送入仓浇筑，采用一台HB30型混凝土泵，布置在输水管的出口处，混凝土有机动翻斗车运输。质量要求：为了保证浇筑面板的质量，防止裂缝的发生，应加强施工中的温度控制、表面保护和养护，提高混凝土的质量及其抗裂性能，才能确保混凝土面板防裂。冬季施工，由于气温较低、寒潮频频发生，必须注意混凝土的保护，要求混凝土浇筑温度不低于8℃，当日平均气温低于10℃时，应加强混凝土表面的覆盖保护（在浇筑后的初期和龄期未超过28天的混凝土拆模以后的后期表面保护），防止裂缝的产生。要求采用抗拉强度和极限拉伸率大、热强比小的水泥，还应根据试验选择合适的混凝土级配、外加剂及掺适量的粉煤灰，在保证设计强度的前提下，尽量降低水泥用量。另外，由于混凝土裂缝多发生在浇筑的初期，因此，要求配制的混凝土具有一定的早期强度和弹模。（5）灌浆工程①帷幕灌浆帷幕灌浆分为三序灌浆，按分序加密的原则进行。钻孔拟采用100型钻机进行。基岩灌浆采取自上而下分段灌浆，分段长度3～5m，表层第一层不得超过2m。灌浆压力、浆液浓度及终孔条件等则可根据灌浆试验和施工时的具体情况决定。②静压灌浆静压充填灌浆基本原理是，利用浆液在自重或微压条件下，对缝隙进行充填，达到使心墙周边填土密实防止渗漏的目的。灌浆步骤：布孔——造孔——制浆——灌浆——观测。首先按设计要求布孔、造孔，造孔应保证铅直，偏斜不得大于孔深的2%；采用专业机械制浆或人工制浆，浆液一般采用泥土浆，浆液的稠度，即水和粘土的比例，在之1：1～1：6间。灌浆过程中浆液容重和输浆量应每小时测定1次并记录，浆液的稳定性和自由析水率10天测1次，如浆料发生变化，应随时加测。灌浆开始先用稀浆，经过3～5min后再加大泥浆稠度。若孔口压力下降和注浆管出现负压（压力表读数为0以下），应加大浆液稠度，浆液的容重应按技术要求控制。在灌浆中，应先对第一序孔轮灌，采用“少灌多复”21n的方法。待第一序孔灌浆结束后，再进行第二序孔。每次最大灌浆量应按设计要求控制，每孔灌浆次数应通过试验确定。在灌浆过程中自始至终都应进行综合控制：灌浆量控制、灌浆压力控制、横向水平位移控制、裂缝开展宽度控制等。两次灌浆间隔时间不应少于5天。当浆液升至孔口，经连续复灌3次不再吃浆时，即可终止灌浆。灌浆过程中应进行观测：表面变形、位移、灌浆压力、裂缝、冒浆及浆液固结灌测等。在灌浆过程中应有专门观测人员负责观测工作，全面控制灌浆质量，及时发现和解决问题。灌浆观测与灌浆控制应密切配合，协调一致。③锥探灌浆灌浆孔布置于大坝迎水面，孔距1.0m，排距1.0m，梅花型布置。灌浆用浆液选用壤土，由泥浆搅拌机拌制，采用60～80mm的钢管作输浆管，分接到各灌注孔进行灌浆。本工程除险加固主要施工机械设备详见表7-1。表7-1主要施工机械设备一览表机械名称规格及型号数量单位备注反铲挖掘机0.5～1m34台自卸汽车5～8t6辆3.5t4辆推土机74kw2台筛分机SZZ2800×16001台液压钻孔机械SGZ-IA，CZF－12002，1套灌浆泵BW-2502套机动翻斗车5辆胶轮斗车10辆混凝土拌和机0.8m32台蛙式打夯机HW603台水泵2台电焊机2台砂浆搅拌机JF1502台空压机3～6m34台手风钻6台振捣器插入式9台21n7.4土石方平衡规划本工程土方开挖709m3，石方开挖345m3，土方回填465m3，分析比较开挖土石料后，开挖渣料全部作为弃渣考虑，回填料全部从料场开采获得。弃渣场需就近选定，并做好水土保持。弃渣一部分可沿大坝下游河床抛填，一部分可根据弃渣部位就近堆放。7.5施工总布置施工辅助设施布置本着既要符合工程需要又要结合地形条件的原则进行规划布置。经比较后选定左岸下游管理处附近作为主要布置区，布置项目包括：混凝土拌和系统、砂石加工系统、机械维修停放场、钢筋模板加工厂及仓库、施工营地等。施工临时建筑面积590m2，占地面积14380m2。7.6施工总进度本工程计划从第一年8月初开始，到第二年7月底结束，主体工程主要利用1个枯水期施工，汛期可进行附属工程建设，总工期12个月。表7-2施工控制进度表施工进度施工项目第一年度第二年度789101112123456789101112施工准备施工导流大坝上游坡大坝坝体大坝下游坡溢洪道输水闸其它附属工程21n8环境保护设计本工程在施工期间对当地自然环境会产生局部影响，随着施工的结束，很快就可以恢复。但是该工程实施后，消除了工程隐患，保证了水库的正常运行，可为当地的工农业生产和人民生活提供更安全的环境，减少每年的防汛投入，有利于当地社会经济的发展和人民的安居乐业。本工程对环境的不利影响表现在施工占用土地，因工程施工在局部地方产生噪声、空气、水质和土壤环境污染，也会带来部分水土流失，但是其中绝大部分不利影响可以通过采取一定的措施来减轻或消除，所以，从环境的角度来说，工程是可行的。环境保护措施设计为：（1）生产废污水处理对含油废水，设置集水沟蓄水清污，经过沉淀，除油达标后才能排放。对冲洗砂石料等含泥沙悬浮物的废水，经沉淀后再用于生产，最后沉淀物集中于集水坑中。对生活污水应集中到处理池，处理后才能排放。所有处理的废水不能排放于水库中，只能排向下游天然河道。（2）噪声控制在施工过程中应严格控制施工机械的高音鸣笛，地拌和机、空压机等噪声大的机械周围设遮音屏障，并远离居民点。对长期处在严重噪声污染环境中的一线工人应佩戴防声或隔音耳罩等。（3）空气污染控制对施工机械尾气排放和扬尘等采取预防控制，燃油机械配置尾气净化器来降低污染，产生场尘的施工场地及道路，安排专人或设备喷洒水来降低扬尘。（4）生活垃圾处理对施工人员产生的生活垃圾应集中处理，或选择合适地点深埋，或运送到垃圾处理厂。（5）人群健康保护定期对施工人员进行健康检查，宣传卫生防疫知识，根据需要注射免疫预防针或服用药品。经常进行卫生大扫除清理及消毒，提供文明卫生的生活居住环境。21n9水土保持设计本工程项目建设区扰动地表植被或土壤的地方主要包括料场、改建防汛道、新建施工道路、弃渣场等。主要采取种草、植树等植物措施和采取干砌块石护坡、设置排水沟、沉砂池等工程措施来防止水土流失。（1）土料场为耕地，开采前沿边界线布设排水沟和沉沙坑，排除雨水和降低土体含水量，开采时表层耕作腐植土开挖堆放于料场周边合适地点，便于取土完毕场平整后回填表面以利还田。（2）弃渣场，施工弃渣场布置在合适的小山沟、谷中，为防止雨水冲刷危及堆渣体的稳定，随时堆及时平整，堆填坡度不陡于1：2.5。施工完毕后进行平整，面铺土壤盖层，厚度50cm，种植林木。（3）施工道路施工临时公路开挖平整路面后，对开挖边坡适当防护，建护坡或植草皮，路侧设置排水沟，填方边坡也应块石护坡或植草皮防冲。（4）施工临时用地施工临时用地指施工机具、加工场所及施工材料临时堆放场。施工期间平整好后应压实、开沟、防止水土流失。施工结束后采取平整还耕或绿化植树。（5）管理、防汛公路道路建成后两旁应块石护坡或植草护坡、护路肩，同时绿化植树，以利保护水土、美化环境。10工程管理中盆水库现无任何观测设施，为此需设置坝面垂直位移和水平位移、上、下游水位、水库流量观测等项目，以满足对水库大坝运行状况的了解和监控。为保障防汛期间防汛抢险、防汛物资和器材的运输道路畅通，需改建防汛公路2km，新建上坝公路1.5km，路面宽3.5m，泥结石路面。中盆水库管理处无交通车辆和船只，为此，需配备车辆1辆，木船1艘。管理处目前办公、生产等设施简陋，为满足工程管理运用的需要。因此，需新建防汛办公用房150m2。21n11工程概算11.1编制原则本设计概算执行鄂水利发[2005]3号文颁布的《湖北省水利水电工程设计概(估)算编制规定》。其中：建筑工程采用水利部《（2002）水利建筑工程概算定额》；机械台班采用水利部《(2002)水利工程施工机械台时费定额》；设备安装工程：采用水利部《(1999)水利水电设备安装工程概算定额》。基础单价：基本工资按枢纽工程标准计取，工长550元/月，高级工500元/月，中级工400元/月，初级工270元/月，施工津贴4.4元/天，计算人工工时预算单价为工长6.83元/工时，高级工6.34元/工时，中级工5.35元/工时，初级工2.92元/工时。建筑材料按武汉市建筑工程造价管理站2008第4期《武汉建设工程价格信息》公布的价格。其中：R32.5水泥410.31元/t，板材、枋材1755.41元/m3，钢筋5395.51元/t，柴油7770.48元/t，汽油6777.07元/t。其中水泥以270元/t、钢筋以2700元/t、柴油3300元/t，汽油3400元/t为基价进入工程单价，与预算价之差额计算税金后列入相应部分中。地材由当地供应,就近购买:砂67.5元/m3，碎石83.26元/m3，块石83.93元/m3。施工用水、电、风价格：水0.50元/m3，电0.80元/kw.h，风0.13元/m3。费率计算：费率计算执行湖北省水利厅鄂水利发［2005］3号文颁发的《湖北省水利水电工程设计概（估）算编制规定》:1、其他直接费：建筑工程按直接费的2.2%计取，安装工程按直接费的2.9%计取。其中冬雨季施工津贴费为0.7%；夜间施工增加费建筑工程为0.5%，安装工程为0.7%；其他建筑工程取1%，安装工程取1.5%。2、现场经费：按枢杻工程标准计取。建筑工程以直接费为计算基础：土石方工程7%，模板工程8%，砼浇筑工程8%，钻孔灌浆工程7%，其它工程6%；机电、金属结构设备安装工程按人工费45％计取。21n3、间接费：按枢杻工程标准计取。建筑工程以直接工程费为计算基础：土石方工程7%，模板工程6%，砼浇筑工程5%，钻孔灌浆工程7%，其它工程6%；机电、金属结构设备安装工程按人工费50％计取。4、企业利润：按直接工程费与间接费之和的7%计算。5、税金：考虑工程所在地，税金按3.22%计取。计算方法：1、建筑工程：主体工程按规划提供的工程量乘以相应的工程单价计算，其他建筑工程按费率计算(1％)。2、设备及安装工程：金属结构按设计提供的设备清单分别列示，安装费按规定计算。3、临时工程：其他施工临时工程按工程一至四部分建安工作量（不包括其他施工临时工程）之和的2％计取。4、独立费用：（1）建设单位人员经常费用按枢纽工程指标37923元/人.年计取。（2）工程建设监理费按发改价格［2007］670号文发布的《建设工程监理与相关服务收费管理规定》计取。（3）工程勘测设计费按照国家计委、建设部计价格［2002］10号文规定执行。5、基本预备费：按第一至五部分之和的5％计算。11.2工程投资中盆水库除险加固主要工程量如下：土方开挖1054m3，土方回填465m3，各类砌石3045m3，各类混凝土898m3，碎石垫层486m3，砌石拆除3103m3，锥探灌浆7883m，钢筋钢材24.4t；主要材料R32.5水泥783t，砂1161m3，碎石3385m3，块石2526m3，柴油24t，汽油1.2t；总标工9.88万工时。工程总投资为331.30万元，其中：建筑工程217.81万元，金属结构及安装工程12.20万元，临时工程17.78万元，独立费用64.65万元，预备费用15.62万元，环保、水保专项费用3.23万元。12经济评价该工程静态投资331.30万元，扣除工程投资中属于国民经济内部转移支付的税金、计划利润等费用后，国民经济评价投资为294.45万元21n。水库除险加固工程实施后，可增加经济效益33万元，国民经济内部收益率为9.39%，满足公益性项目要求，工程经济效益及社会效益显著，工程在经济上是可行的。21