洗身塘水库除险加固工程初步设计报告

'广西***县洗身塘水库除险加固工程初步设计报告(报批稿) 1综合说明11.1工程基本情况11.2水文51.3工程地质61.4工程任务和规模101.5工程加固设计内容121.6金属结构设计161.7工程施工171.8环境保护设计和水土保持方案171.9工程管理181.10工程概算192水文202.1基本资料的收集和整理202.2本次洪水设计242.3水文水情监测393工程地质403.1绪言403.2区域地质概况423.3库区地质概况423.4工程区地质概况433.5大坝坝体填筑质量与评价453.6大坝坝基和坝肩工程地质条件与评价473.7溢洪道工程地质条件与评价493.8放水涵管工程地质条件与评价493.9拟建输水涵洞工程地质条件与评价493.10结论与建议504工程任务及规模524.1社会经济发展概况524.2工程任务524.3工程建设的必要性534.4工程规模54 5水库除险加固设计585.1设计标准及依据585.2工程基本情况585.3现状建筑物安全复核625.4大坝加固设计715.5溢洪道加固835.6输水设施加固设计885.7水工、水文观测设施设计915.8安全观测设施设计915.9防汛抢险道路设计916电气和金属结构937工程施工组织设计947.1施工条件947.2施工导流和灌溉用水947.3工程施工方法957.4工程施工总体布置997.5施工总进度998.1环境保护设计1018.2水土保持1068.3环境保护设计和水土保持投资概算1079工程占地及工程管理1099.1工程占地1099.2工程管理11210工程概算及效益11410.1编制说明11410.2设计概算表117 序号名称1991年水文复核安全鉴定本次加固设计一地理特征1所在地点***县大坡镇直道村***县大坡镇直道利***县大坡镇直道村2所在河流北流河泗罗江支流北流河泗罗江支流北流河泗罗江支流3基本地震烈度VIⅥⅥ4设计地震烈度VIVIVI5高程基准面黄海高程相对高程黄海高程二水文特征l坝址以上流域面积0.279k㎡20.28k㎡20.279k㎡22多年平均降雨量1588.6㎡㎡1588.6㎡㎡3多年平均径流量239.2万㎡³239.2万㎡³4设计重现期20年20年20年雨量(24h)188㎡㎡198.9㎡㎡206㎡㎡洪峰流量7.83㎡³/s6.30㎡³/s7.21㎡³/s洪水总量2.69万㎡³4.40万㎡³4.27万㎡³5校核重现期200年200年200年雨量(24h)279㎡㎡301.1㎡㎡305㎡㎡洪峰流量10.65㎡³/s8.8㎡³/s10.43㎡³/s洪水总量4.54万㎡³7.1万㎡³6.87万㎡³三水库特征1调节性能年调节年调节年调节2校核洪水位瞬时:95.39㎡推理:95.42㎡94.08㎡95.35㎡3设计洪水位瞬时:95.1l㎡推理:95.15㎡93.80㎡95.08㎡4正常高水位94.60㎡93.26㎡94.60㎡5死水位88.10㎡88.10㎡89.OO㎡6总库容25.22万㎡³25.30万㎡³25.20万㎡³(1)调洪库容4.56万㎡³4.64万㎡³4.54万㎡³(2)兴利库容26.31万㎡³20.54万㎡³19.72万㎡³ 工程特性表序号名称原注册登记表安全鉴定本次加固设计(3)死库容0.12万m³0.12万m³0.94万m³四大坝特征1坝型均质土坝均质土坝均质土坝2坝顶高程96.20m96.05m96.20m3防浪墙顶高程无无96.80m4最大坝高11.8m11.8m11.8m5坝顶长度74m74m79m6坝顶宽度3.Om4.5～8.Om3.8m7大坝防渗型式无无上游坡面二布一膜土工膜防渗五溢洪道特征1型式宽顶堰宽顶堰宽顶堰2堰顶高程94.fiOm93.2tim94.60m3堰顶净宽1.7m2.Om2.5m4最大泄量2.06m³/s2.66m³/s5消能方式无无无六放水设施特征一)输水涵洞1型式圆形木管圆形木管无压箱涵2断面尺寸Φ0.3mΦ0.3m0.8m×1.5m3进口底高程88.10m88.10m89.OOm4闸门型式梯级道梯级道梯级道5设计泄量0.06m³/s0.06m³/s0.06m³/s6启闭设备七管理房泥砖瓦房砖混结构楼房 工程特性表序号名称单位原注册登记表安全鉴定本次加固设计八主要材料l水泥t361.72钢材t15.953块石m380.14砂m536.75碎石m852.4九主要工程量及工日1挖土方m86252挖石方m³1433填土m54134混凝土m³6945浆砌石m16l6砂石料m³1527干砌石m1918钢筋制安t15.19充填灌浆m941i0防渗土工膜m163811钢模板㎡122912劳动工时工时47384十工程概算总投资万元189.701建筑工程万元125.O22机电设备及安装工程万元1.623剑影球兹备煲避扛程万元0.924临时工程万元8.545独立费用万元40.236基本预备费万元8.827移民与环境万元4.54十一下游影响1保护灌溉面积万亩0.040.040.042保护下游人口万人0.0350.0420.043十二工程效益l设计灌溉面积万亩0.O90.O90.092恢复灌溉面积万亩0.023改善灌溉面积万亩0.07 1综合说明1.1工程基本情况1.1.1工程概况洗身塘水库是一座以灌溉为主的小(2)型水库，位于贵港市***县大坡镇直道村，坝址位于浔江水系北流河流域泗罗江支流大坡河的小支流上，集雨面积0.28k㎡。水库距***县约50km，地理位置为:东经ll0°32′53″，北纬23°13′23″。洗身塘水库地处低纬区，北回归线附近，属亚热带季风气候，夏无酷暑，冬无严寒，雨量充沛，四季气候温和。据***县气象站观测，多年平均降雨量1558.6mm；多年平均气温21.2℃～21.6℃。水库集雨面积0.279k㎡，河流长度O.85km，河道干流坡降130.70‰。区域植被一般，为山丘区地形。工程于1963年11月开工兴建，l965年12月建成并投入使用。水库工程设计灌溉面积900亩，现状有效灌溉面积700亩，近年来实灌面400亩。1991年原玉林地区水文复核组水文复核的成果为(黄海高程系统，采用注册登记的正常蓄水位94.60m进行调洪):20年一遇洪水设计、200年一遇洪水校核，相应水位分别为95.1lm、95.39m，正常蓄水位为94.60m，死水位为88.10m，水库总库容25.22万m³，调洪库容4.56万m³，兴利库容20.54万m³，死库容0.12万m³。安全鉴定水文复核成果为(黄海高程系统，采用1979年溢洪道被挖低1.2m后的溢洪道控制段底高程进行调洪):20年一遇洪水设计、200年一遇洪水校核，相应水位分别为93.90m、94.08m，正常蓄水位为93.26m，死水位为88.10m，水库总库容25.30万m³，调洪库容4.64万m³，兴利库容20.117 54万m³，死库容0.12万m³。本次除险加固设计水文复核的成果为(黄海高程系统，采用注册登记的正常蓄水位94.60m进行调洪):防洪标准采用20年一遇洪水设计、200年一遇洪水校核，相应水位分别为95.08m、95.35m，正常蓄水位为94.60m，死水位为89.OOm(原注册登记死水位为88.10m，因为现状下游渠道底部高程为88.9m，高于注册登记的死水位，而目前使用的涵管进口高程为89.O5m，己能满足灌溉用水要求，因此本次水文复核将死水位抬高至89.O0m)。水库总库容25.2万m³，其中调洪库容4.54万m³，兴利库容19.72万m³，死库容0.94万m³。本次除险加固完成后洗身塘水库枢纽建筑物主要有:大坝1座，溢洪道1座，放水设施l座。大坝:大坝为均质土坝，现状最大坝高11.8m，坝顶长80m，坝顶宽4.3m，坝顶高程为96.20m。大坝最大断面处，上游坡比自上而下依次为l:2.0、1:2.8，下游坡坡比为1:20.0。大坝坝顶为级配碎石路面，上游侧为C20砼防浪墙，下游侧为M7.5浆砌石路肩；上游坡从88.5m至96.2m为C20砼预制块护坡和防渗土工膜，下游为草皮护坡，坝脚设有贴坡式干砌石排水体。溢洪道:位于大坝右侧，为折线形实用堰，堰顶为矩形断面，高程为94.60m，宽2.5m，溢流堰为C20砼结构，两侧边墙为Cl5砼。陡槽段边墙、底板均为浆砌石。放水设施:为梯级放水道放水，放水平管为C25钢筋砼箱涵，断面尺寸为b×h=0.8m×l.5m，进口底高程为89.OOm，117 洗身塘水库全垮坝时，受影响的主要有直道村等村屯，影响人口350人，耕地400亩。洗身塘水库历次加固情况:洗身塘水库自建成至今没有进行过除险加固建设。1.1.2水库大坝安全鉴定结论2010年09月，贵港市***县水利局委托广西梧州水利电力设计院对洗身塘水库大坝进行安全鉴定工作。2010年10月经贵港市水利局鉴定专家组审定《洗身塘水库大坝安全评价报告》，提出了大坝安全鉴定成果核查意见表，评定洗身塘水库大坝安全类别为三类坝。大坝安全鉴定成果书面核查意见如下:1、大坝坝顶高程满足规范。坝体填土压实度、坝体填土渗透系数、下游坝坡抗滑稳定安全系数不满足规范要求。大坝形体不规则，坝顶路面凹凸不平、宽度不一，大坝内坡无防护，外皮草皮护坡破坏。无排水沟，坝趾无排水棱体，坝脚有漏水现象，无上坝步级，有白蚁。2、溢洪道进口底板及两侧均无衬砌，控制段、泄槽段底板及边墙衬砌完好；出口无消能设施，溢洪道出口为农田，排洪时冲毁农田。溢洪道不满足安全下泄要求。3、输水涵管为圆形木管，由于管壁与周围的土层接触不紧密，存在空隙，致使管壁形成渗漏通道。加之放水涵管运行多年，管身破损严重，局部有漏水现象。进水口梯级道开启不便，止水失效，漏水严重。4、进库路为简易道路，长约l.29km，宽3.117 Om，路面坑坑洼洼，雨天无法通车。5、未设水工水文观测设施。大坝安全鉴定成果现场核查意见如下:1、大坝内坡无护坡，波浪侵蚀严重，坝坡变形；大坝外坡杂草丛生，鼠害严重，坝坡变形严重，左坝段坝坡堆积有群众大量弃土，有滑坡现象。坝脚无排水棱体，渗漏严重，坝脚以外大范围土体呈沼泽状，存在坝基或接触面渗漏。大坝内、外坡及坝肩均无排水沟和上坝台阶。有蚁害。2、溢洪道进口底板及两侧均无衬砌，控制段j泄槽段底板及边墙衬砌较为完好；出口无消能设施，溢洪道出口为农田。跨溢洪道桥为危桥，现用木顶筒在支撑。溢洪道右侧山体有滑坡。3、原输水涵管为圆形木管，进水口梯级道开启不便，止水失效，漏水严重。管身破损严重，漏水严重，现己封堵，但不彻底，漏水仍然严重。现放水涵管为虹吸式放水涵，放水操作困难，不利于管理，并且虹吸管从溢洪道底部穿过，严重影响行洪安全及涵管有效放水。4、大坝无水位、渗流观测设施，无通讯、交通设备，有新建防汛值班房。5、进库路差，为简易道路，路面坑坑洼洼，雨天无法通车。1.1.3本阶段设计工作内容117 洗身塘水库已运行四十多年，目前大坝内坡填土波浪侵蚀严重，坝坡变形；外坡杂草丛生，鼠害严重，左坝段坝坡堆积有群众大量弃土，有滑坡现象；坝脚无排水棱体，渗漏严重，坝脚以外大范围土体呈沼泽状，存在坝基或接触面渗漏；原输水涵管封堵不彻底，漏水仍然严重；现放水涵管为虹吸式放水涵，放水操作困难，虹吸管从溢洪道底部穿过，严重影响行洪安全及涵管有效放水；溢洪道建设不完善，不能满足安全泄洪要求；；大坝没有安全检测设施，通讯设施落后；工程现状存在的各种问题对大坝安全运行不利。为使水库尽快脱险，我院受业主委托，根据《洗身塘水库大坝安全鉴定报告书》和经水利局审查同意的鉴定结论，对洗身塘水库进行除险加固工程初步设计。1.2水文1.2.1水文特征洗身塘水库位于大坡镇，座落在浔江水系北流河流域泗罗江支流大坡河的小支流上，地理位置为东经109°25，，北纬23°11′。洗身塘水库坝址控制集雨面积0.279k㎡，多年平均降雨量l558.6mm，河流长度0.85km，河道干流坡降130.70‰。水库地处低纬度地区，受南太平洋亚热带季风气候影响明显，高温多雨，雨水充足。流域内多年平均气温为21.4℃，最高气温39.5℃，最低气温-3.3℃；多年平均降雨量1558.6mm，降雨年内分配不均匀，多集中在4～9月，约占多年降雨量的80％。1.2.2洪水计算117 洗身塘水库没有雨量观测点，本次设计水文复核实测系列法采用六陈水库雨量站的降雨资料作为计算的依据，采用H24=125mm，CY=0.5，CS=3.5CY，进行适线，得到设计暴雨成果见表l.3-1；同时采用等值线图法，查阅《广西暴雨统计参数等值线图》(2010版)，得到本水库年最大lh、6h、24h暴雨均值、Cv值分别为:H24=125mm，Cv=0.60，CS/Cv采用3.5，得到设计暴雨成果见表1.3-1。洗身塘水库各频率最大24小时暴雨成果表表l.3-1项目时段均值CvCs/CvP％0.512510实测系列法(1962～2007年)lh530.353.512l11l10288786h830.393.520518716914512624h102.20.43.5258235211180156等值线图法(2010版，采用)lh530.423.513412211094816h830.443.522620418215313124h1lO0.453.5305275245206175本次水文复核采用查等值线图法的设计暴雨成果，经推理公式法及瞬时单位线法计算分别计算洪水过程，得结果见表1.3-2。洪水复核计算成果表表l.3-2洪水计算训算方法洪水频率(％)H24P(mm)洪峰流量(m³/s)洪水总量(万m³)术次设计推理公式法52067.223.970.530510.236.49瞬时单位线法(采刚)101756.153.4052067.214.270.530510.436.871.3工程地质1.3.1库区地质概况117 库区位于大坡镇直道村小河上，两岸山顶高程100.0～200.Om之间，树枝状水系较发育。库区两岸为大部分为土质山坡，山坡坡度较平缓，一般20～30。。表层为粘性土覆盖层，坡面植被茂盛。局部山坡为岩质山坡，坡度略陡，一般30～40°。构成库盆的河段基岩为白垩系下统大坡组粉砂岩(K。8)，上部为第四系残坡积粉质粘土，地层较简单。残坡积层厚度约2.O～6.Om左右，弱透水性，隔水性好。库区内无区域性大断裂及活动性断裂通过，岩石完整性较好，是良好的库盆。库区地下水分水岭高于水库正常蓄水位，两岸没有低于正常蓄水位的鞍部，地形封闭条件好。库区未发现向邻谷渗漏现象。经地质勘察调查，库岸大部分地段为土质岸坡，山坡表层为粘性土覆盖层，有植被覆盖，对岸坡稳定有利。库区未发现有滑坡、塌岸、泥石流等较大的不良地质现象，不存在威胁大坝安全的隐患，库岸稳定性好。1.3.2工程区地质概况1.3.2.1地形地貌坝址区地貌上属低山丘陵、河谷侵蚀地貌。坝址区位于直道村小河上，基本上呈对称的“U，，型谷，原河床较开阔。河道两侧为低山丘陵，大坝两坝肩山体雄厚，山体高程约l50～250.Om，坡度约20～30°。两岸山体坡面上部表层为第四系残坡积土层，有植被覆盖。大坝下游河段较平直，为大片开阔的农田。1.3.2.2地层岩性坝址区出露地层主要为:第四系坝体填筑土(Q4s)及残坡积粉质粘土(QJ)，下伏基岩为白垩系下统大坡组粉砂岩(K1d)，现将岩性从上到下分述如下:117 1)坝体填筑土①(Q4S):棕红色、褐红色，主要由残坡积粉质粘土组成，土质较纯，以粘粒、粉粒为主，局部含约5～10％砂岩碎屑。湿，可塑状，中等偏高压缩性，遇水易软化，具一定的湿陷性。2)残坡积粉质粘土②(Q4edl):棕红色、褐红色，兴狄黄色，土质较纯，局部含约5～15％砂岩碎屑。土体结构呈致密状。湿～稍湿，土体呈硬塑状，中等压缩性。主要分布于大坝坝体之下及两坝肩上部，一般厚度约2.0～6.Om左右。3)白垩系下统大坡组粉砂岩③(Kld):紫红色、暗紫色，中厚层状，粉砂质结构，岩石成份主要为长石、石英。上部强风化岩体节理裂隙较发育，岩石完整性差，厚度2.0～5.Om:下部弱风化，岩石节理裂不发育，岩石完整性较好，岩质较坚硬，强度较高，厚度大于5.Om。白垩系下统大坡组粉砂岩下伏于整个坝基。1.3.2.3地质构造与地震根据区测地质资料，区内未发现有近期的地质构造运动，未发现具有破坏性的地震现象。按《中国地震动参数区划图》GBl8306-2001的划分，场区抗震设防烈度为六度，设计基本地震加速度值为O.05g，设计地震分组为第一组；设计特征周期为0.35s。1.3.2.4岩体风化特征坝址区岩体为白垩系下统大坡组砂岩(K。6)，按风化程度划分为强风化带、弱风化带。强风化带:紫红色，中厚层状，粉砂质结构，节理裂隙较发育，中等透水性，岩石完整性差，厚度2.0～5.0m117 ；下部弱风化，岩石节理裂不发育，岩石完整性较好，属弱透水层，岩质较坚硬，强度较高，厚度大于5.Om。1.3.2.5近坝库岸稳定性近坝库岸山体大部分地段为土质岸坡，坡度较缓，坡度约15～25。，覆盖层为第四系残坡积粉质粘土，土体结构致密，坡植被较茂盛，对岸坡稳定有利，未发现有滑坡现象。岸坡局部地段为岩质岸坡，表层岩石完整性较差，岩石较破碎，对库岸稳定性有不利的影响。下部岩石完整性较好，岩质岸坡无崩塌现象、综合认为，近坝库岸大部分地段为土质岸坡，局部地段岩质岸坡，水库经多年运行，岸坡未见大范围的滑坡、崩塌等不良地质现象，近坝库岸稳定性较好。1.3.3结论和建议1、本测区位于广西东南部，区内主要地层主要为:奥陶系、朱罗系、白垩系及第四系。区内无新的活动性断层经过，区域稳定性较好。2、库区内无区域性大断裂及活动性断裂通过，库区未发现向邻谷渗漏现象，库岸稳定性好。3、根据《中国地震动参数区划图》(GBl8306—2001)，本区地震动峰值加速度为0.059，地震动反应谱特征性周期0.35s，地震基本烈度为Ⅵ度。4、坝区地下水类型主要为孔隙水和基岩裂隙水，地下水对砼无侵蚀性，对钢结构有弱侵蚀性。5、近坝库岸大部分地段为土质岸坡，局部地段岩质岸坡，岸坡未见大范围的滑坡、崩塌等不良地质现象，近坝库岸稳定性较好。6、坝体土具中等偏高压缩性，压实度89.117 2％，达不到规范设计要求。坝体土局部地段碎石含量较多，结构松散，中等透水性，达不到规范要求。建议对大坝进行培厚压实和防渗处理，提高坝体土的压实度及防渗性能。7、大坝内坡无干砌石或砼护坡，坡面破损。坝顶不平整，宽度不达规范设计要求。下游坝坡局部坡面破损，坡面无排水沟，坡脚无排水棱体。建议对大坝坝坡及坝顶破损部位进行整修，内坡用干砌石或砼护坡，外坡种植草皮，并修建外坡面排水沟及坡脚的干砌石排水体。8、坝基存在渗漏现象，两坝肩存在渗漏现象。建议对坝体与坝基接触带进行防渗灌浆处理，灌浆深度应达到岩土分界线。9、溢洪道右侧山体出现滑坡，建议对右侧山体进行重新放坡及坡面防护；溢洪道进口底板及两侧均无衬砌，建议溢洪道进口段加砌底板，两侧加砌边墙防护；出口处新建消能设施和排水渠道，保护农田。10、原放水涵管运行多年，放水木管破损严重，整体强度较低，局部有漏水现象，危及大坝安全，必须对放水涵管进行进行防渗及加固处理或重新修建放水涵管。1.4工程任务和规模1.4.1地区社会经济概况大坡镇位于贵港市***县的北面，是***县的“北大门”，与来宾、武宣交界，交通便利，209国道贯穿境内，商贸繁荣，是邻近几个乡镇的商贸交易中心，有着较好的区位优势。1.4.2工程任务洗身塘水库是一座以灌溉为主兼顾防洪、养殖的小(2)型水库工程，水库总库容25.22万m³，其中调洪库容25.25万m³，兴利库容25.82万m³117 ，死库容0.1万m³。灌区目前实际灌溉面积为500亩，保护下游直道村等乡村人口6000人，公路2.5km，耕地3000亩。1.4.3工程现状和除险加固的必要性洗身塘水库工程由大坝、溢洪道、放水涵管等设施组成。水库经四十多年的运行，枢纽工程和建筑物存在诸多的问题，如大坝内坡干砌石干砌石护坡散乱、缺失，大部份已损坏；坝脚干砌石贴坡排水己被泥土填满失效，坝脚有湿润且坝脚下游水田有沼泽化的现象，岸坡、坝脚没有排水沟；溢洪道为山体开挖而成，控制段、部分陡槽段底板无衬砌，砌石衬砌的砌筑砂浆均已风化、脱落，陡槽段底板局部己完全毁坏，控制段右侧边坡无衬砌，左侧、陡槽段浆砌石护坡老化、脱落；浆砌石穿坝放水涵管侧壁砌筑砂浆多处老化剥落有漏水现象；没有必要的安全观测设施等。洗身塘水库现状工程建筑物己严重影响水库的安全运行，水库长期处于带病运行状态，使水库不能发挥应有的综合利用效益。根据《水库大坝安全评价导则》洗身塘水库大坝己鉴定为三类坝。为了确保水库安全运行和灌区农业发展提供保障，尽早对洗身塘水库进行除险加固非常必要和十分紧迫。1.4.4工程规模1.4.4.1设计标准洗身塘水库注册登记总库容25.22万m³，最大坝高11.8m，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(8L252—2000)和国家《防洪标准》(GB50201—94)规定:117 属小(2)型水库、V等工程，5级建筑物，设计标准为20～30年一遇洪水设计，200～300年一遇洪水校核。本次初步设计水文复核采用与1991年水文复核相同的标准，即l0年一遇消能洪水，20年一遇设计洪水，200年一遇校核洪水。1.4.4.2水库特征水位洗身塘水库正常蓄水位为94.60m，死水位88.10m，设计、校核水位经调洪计算确定，成果见表l.4-1。表1.4-1调洪计算成果表洪水计算计算方法洪水频率(％)H24P(mm)洪峰流量(m³/s)水位(m)库谷(万m³)下泄流量(m³/s)本次设计推理公式法52067.2295.100.530510.2395.38瞬时单位线法(采用)101756.1595.O31.3652067.2195.O81.550.530510.4395.3525.22.661.5工程加固设计内容1.5.1水库大坝加固1.5.1.1大坝加固对坝顶加固设计:坝顶新建级配碎石路面200mm厚，路面总宽度为3.8m，净宽3.0m，在路面上游侧新建顶高程为96.80m的C20防浪墙，在下游侧新建0.4m×0.5m的M7.5浆砌石路肩石，路肩石上设厚度为100mm的C20砼压顶。路面倾向上游，坡度3％。大坝防渗设计:防渗方案为大坝上游面设二布一膜土工膜+坝体局部充填灌浆防渗。防渗膜从85.55m117 高程开始，一直铺到坝顶并埋入C20砼防浪墙中，大坝右侧土工膜铺至原大坝右侧放水涵管开挖回填土范围以外，截渗墙要求落在原生土体上，并与溢流堰、溢洪道边墙形成封闭的防渗体系。按设计坡比修整原大坝内坡后，用200mm厚粘土找平坝坡，然后铺二布一膜土工膜。为了保护土工膜，在土工膜上层依次铺一层土工布和厚30mm水泥砂浆保护层，最后铺设厚lOOmmC20砼预制块护坡。防渗土工膜须与坝底砼底座、坝肩砼或齿墙紧密相接，构成完全封闭的体系。充填灌浆孔沿设计坝轴线单排布置，灌浆起止桩号为B0+049～B0+088，充填灌浆上限为95.35m，灌浆下限为岩土分界线，充填灌浆孔数共25个，灌浆钻孔总进尺350m，灌浆总深度330m。充填灌浆材料采用水泥粘土浆，水泥(标号为42.5#普通硅酸盐水泥)含量为15％。对上游坝坡加固设计:对有群众弃土的坝坡按设计坡比进行弃土清理、无弃土的坝坡表面按设计坡比进行表土清理，坝坡的设计坡比从上到下依次为:l:2.0、1:2.8；完成后用200mm厚粘土层找平；人工开挖岸坡、坝坡、坝脚齿墙基坑，铺设防渗土工膜并在土工膜上铺一层土工布进行保护后，修建坝肩、坝坡砼齿墙和坝脚砼底座，然后铺设30mm厚M7.5水泥砂浆保护层，最后用C20砼预制六角块衬砌。预制块护坡从高程88.55m护到坝顶防浪墙边。砼六角块边长300mm，必须采用固定模板机械化制作，排水孔按梅花型布置，间距为l.8m×2.08m。对外坡加固设计:外坡按台阶进行开挖、进行蚁害治理后，按1:2.0坡度进行培厚，并种植草皮护坡；在坝坡两侧新建岸坡排水沟；在坝脚新建排水反滤体。反滤体顶高程为91.30m，顶宽1.0m，棱体内坡比为1:1，外坡比l:2.0，干砌石与坝体问做反滤层，反滤层分三层，分别为厚15cm的细砂、粗砂和碎石层，用厚lOOmm厚的C20砼对反滤体进行压顶。1.5.1.2旧放水涵管的防渗设计117 本次设计对两座涵管均进行封堵处理，封堵办法如下:两座涵管拆除原进口浆砌石体后，用C20砼对涵管进行封堵，在进口处新建C20砼管塞，在出口处设置砂碎石反滤，并对涵管进行局部充填灌浆处理。两座充填灌浆轴线均为涵管中心线，灌浆孔采用三排布置，排距为1.5m，孔距为1m，充填灌浆材料均采用水泥粘土浆，水泥(标号为42.5#普通硅酸盐水泥)含量为15％。大坝左侧涵管充填灌浆长度为设计坝轴线往上游lOm，灌浆上限为涵管顶线以上2.5m，下限为涵管底线以下2.5m，每排造孔11个，总造孔33个，灌浆总进尺为342m，灌浆总深度为216m。大坝右侧涵管充填灌浆长度为大坝充填灌浆轴线往上游13m，灌浆上限为高程93.O0m，下限为岩土分界线，每排造孔l3个，总造孔39个，灌浆总进尺为336m，灌浆总深度为309m。1.5.2溢洪道加固设计本次设计溢洪道加固内容为进口段、控制段和跨溢洪道交通桥。1、进口反坡段本次设计对进口段进行清理杂草并整平后，在左侧桩号Y0-003.7～YO+000、右侧桩号Y0-O03～YO+000新建Cl5砼边墙，起到挡水、导流的作用，左侧边墙顶与大坝坝坡相平，右侧边墙墙高随地形定。底板整平后用200ram厚现浇C20砼衬砌。2、控制段宽顶堰本次设计校核洪水位为95.35m117 ，按规范要求宽顶堰两侧边墙顶应该高于95.65ma原溢洪道已衬砌，控制段底板高程为93.35m，低于注册登记正常蓄水位，因此本次在控制段新建溢流堰恢复原注册登记正常蓄水位。溢流堰为C20砼结构，溢流堰两侧新建Cl5砼边墙3、泄槽段泄槽段底扳及边墙浆砌石衬砌较为完好，因此泄槽段保留原状。4、消能设施溢洪道出口为农田，无消能设施。溢洪道消能按10年一遇洪水设计，设计下泄流量为l.36m³/s，流量不大，且出口后水流即刻扩散，因此不增设消能设施。5、交通桥本次设计在溢洪道泄槽段桩号YO+017.3处新建交通桥，交通桥为斜交，按10级设计，桥面高程为96.OOm，采用板桥结构。桥面斜净宽4.0m，斜总宽4.4m，桥面板、墩帽、栏杆采用C25钢筋砼，桥面铺装为C25砼，桥墩为Cl5砼结构。6、溢洪道右侧滑坡体处理溢洪道边墙右侧山体由于建设大坝右侧放水涵管开挖时未进行合理放坡和适当防护，局部边坡已出现滑坡现象，滑坡体范围约l60㎡。因滑坡范围不大，弃土处理方便，因此本次设计对滑坡体以及周围山体进行局部挖除处理，开挖边坡为l:1.5，完成后种植草皮护坡，并在坡底设置0.3m×0.3m的M7.5浆砌石排水沟，在坡顶开挖线以外2m处设置C20砼截水沟。1.5.3输水设施加固设计117 1、箱涵设计箱涵采用矩形断面，底宽0.8m，净高1.5m。箱涵全线长67m，其中FO+O00～FO+060为箱涵段、FO+060～FO+067为出口明渠段。箱涵起始高程为89.OOm，终点高程为88.96m，坡降为1/2000。箱涵采用C25钢筋砼衬砌，衬砌厚度为0.3m，出口明渠段为M7.5浆砌石，浆砌石见光面用l:3水泥砂浆抹面30mm厚。2、梯级放水道设计拟建梯级放水道位于大坝左岸山坡上，采用C25钢筋砼结构，梯级断面为120cm×50锄共8级，每级布置一个进水井，进水井直径为20cm，内衬厚6册钢管，最低一级进水口高程为死水位88.20m，最高一级进水口高程为94.80m。梯级放水斜管的放水孔直径为40cm，内衬厚6mm钢管，放水斜管底部与放水隧洞进口连接。1.5.4水工、水文观测设施本次设计主要为新建水位尺l套、量水堰1个。1.5.5防汛抢险道路设计水库现有进库公路为泥质简易道路，长l.29km，路面宽窄不一，坑洼不平，本次除险加固设计拟对进库道路进行维修加固处理。进库道路设计以通农用车为标准，基本按照原人行便道路线为主，设计路面宽度为3.0m，采用级配碎石路面结构，道路最大纵坡不大于12％，平面曲线最小半径9m。1.6金属结构设计本次设计，新建放水箱涵采用梯级放水道放水，无金属结构设备。117 1.7工程施工1、施工条件:洗身塘水库位于贵港市***县大坡镇直道村，距***约50公里距大坡镇约3km，现有农用路通往坝顶，长约1.29km，但路面凹凸不平，局部路段太窄。水库水质满足施工要求，施工用水可直接从水库中提取解决。洗身塘水库已经安装有生活用电，施工用电可通过附近的变压器拉线架设。本次除险加固工程设计所需的土料较少，利用开挖料已完全满足，不能使用和使用不完的土料运至弃土场放置，运输距离约500m。主要建筑材料水泥、钢筋需从***县购买，运输距离约55kin，砂可从武林砂料场购买，运输距离30km，碎石、块石可从丹竹石料场购买，运输距离约36km。2、施工导流根据洗身塘水库水文特征，地质地形条件，结合本工程性质和施工条件、进度，不需要设专门的导流建筑物即可满足施工要求。3、施工进度考虑到灌溉用水及汛期，本工程计划总施工期为12个月，主体项目施工安排在当年10月至次年9月。施工分大坝加固、溢洪道加固及附属工程设施配套三个部分进行。1.8环境保护设计和水土保持方案1.8.1环境保护设计117 洗身塘水库除险加固工程实施的社会效益、环境效益是显著的，其改善环境的作用大于对环境的不利影响。环境上不存在制约前期准备工程建设的重大因素，因此从环境角度来说，洗身塘水库除险加固工程的建设是可行的。建议施工期做好环境保护工作，工程完工后因地制宜的做好植被恢复、绿化工作，恢复和创造良好的自然植被和生态景观。施工区环境保护设计主要包括水质保护、大气质量保护、噪声防治、弃渣及生活垃圾处理和人群健康保护等内容。环境监测设计主要包括水质、人群健康、大气和噪声监测。1.8.2水土保持本工程施工开挖的水土流失为方案水土流失重点防治对象之一，水土保持措施主要是开挖渣土堆放好以及加快回填，及时进行表面整治，利用砌挡土墙等工程措施和表面种草皮等植物措施措施预防水土流失，并做好排水工程等措施。施工临时用地首先进行土地平整压实，地面硬化处理，用地旁边设排水沟。施工结束后，对污染物进行清理，尽可能覆盖土复垦。1.8.3环境保护与水土保持投资本工程环境影响补偿费l.5万元，水土保持总投资为1.5万元。1.9工程管理水库管理机构为大坡镇直道村委会，主管部门为***县水利局。2010年已新建值班房，本次除险加固设计配套和完善大坝安全监测设施、通讯和交通设施。1.10工程概算117 本工程概算投资建筑工程部分主要为:1、大坝加固；2、溢洪道加固；3、旧涵管封堵；4、新建放水设施；5、增设水工水文观测设施等五部分构成。概算编制原则和编制依据按广西水利厅颁布的有关定额标准及费用构成执行。本工程概算总投资和劳动工时如下:工程投资万元189.70工程建筑万元125.O2机电设备及安装工程万元1.62余属结构设备及安装工程万元0.92临时工程万元8.54独立费用万元40.23基本预备费万元8.82移民与环境万元4.54劳动工时工时47384主要工程量:土方开挖(m³)石方开挖(m³)土石方填筑(m³)混凝土(m³)浆砌石(m³)砂石料(m³)干砌石(m³)钢筋(t)充填灌浆(m)防渗土工膜(㎡)钢模板(㎡)8625143541369416115219115.194116381229主要材料用量:水泥(t)钢材(t)块石(m³)砂(m³)碎石(m³)钢模板(㎡)361.715.95380.1536.7852.41126117 2水文2.1基本资料的收集和整理2.1.1流域概况洗身塘水库位于***县大坡镇直道村，坝址地理位置为:经ll0°32′53″，北纬23°13′23″。洗身塘水库坝址位于浔江水系北流河流域泗罗江支流大坡河的小支流上。泗罗江发源于大容山脉南麓，向北流经容县石头、***平山、藤县岭景，后于北流河汇合，再经藤县注入浔江，泗罗江流域面积833.8k㎡，河长98.5km，河流平均坡降2.18‰。大坡河发源于寺面镇大务岭东南面，向东流经白木根、双鱼咀至大坡与由猪母岭流来的支流汇合，再经平合村、大坡中学旁边流入藤县境内与泗罗江汇合。大坡河流域面积75.0K㎡，河长17.3km，河流平均坡降0.96‰。其中，***县境内流域面积55.8k㎡，河道长8km，多年平均径流量3348万m³，多年平均流量1.06m³/s。洗身塘水库流域地处低纬区，北回归线附近，属亚热带季风气候，夏无酷暑，冬无严寒，雨量充沛，四季气候温和。据***县气象站观测，多年平均降雨量l558.6mm；多年平均气温21.2℃～21.6℃，极端最高气温39.5℃(1971年7月22日)，极端最低气温-l.8℃(1963年1月15日)；平均相对湿度为80％；多年平均最大风速为12m/s，多年平均风速1.5m/s，曾于1980年11月26日20时40分，在丹竹镇石灰塘向南一带，最大瞬时最大风速52.9m/s，风力超过l2级。2.1.2流域工程水文特征值本次初步设计复核从I:117 1万地图上求得洗身塘水库集雨面积及流域特征值，结果与1991年复核结果相差不大，因此本次设计流域特征参数采用值见表2.1-l。表2.1-1洗身塘水库流域特征参数设计阶段1991年水文复核本次除险加固本次采用值设计单位原玉林地区水文复核组贵港市水利电力勘测设计研究院贵港市水利电力勘测设计研究院集雨面积F(k㎡)0.2790.280.279河流长度L(km)0.850.8410.85河床比降J(‰)130.70116.8130.7117 2.1.3洪水基本资料洗身塘水库管理所没有雨量观测点，考虑到洗身塘水库最近的雨量站为六陈水库(大型水库)雨量站，与洗身塘水库直线距离约11公里，地理、气候等条件大致相同，可直接采用六陈水库47年的降雨资料(1961～2007年)作为本次洪水复核计算的依据。六陈水库观测站位于***县南部距六陈镇l.5km的四鸦山峡谷的六陈水库坝首，地理位置东经110°22′，北纬23°13′。六陈水库于1959年12月开工，l969年7月建成，水库集雨面积448k㎡，总库容3.32亿m³，有效库容I.71亿m³。六陈水库主要观测项目为水位、降雨量、沉降位移等，现有的观测资料系列较长并且连续。由于六陈水库观测站观测资料系列较长且完整，整编比较规范，距离洗身塘水库较近，且与洗身塘水库属于同一个气候区，降雨特性比较相近，因此可以作为本次设计的暴雨资料。2.1.4年降雨量与年径流量根据六陈水库雨量站雨量资料分析，多年平均降雨量为l558.6mm。由《广西水文图集》查“广西多年平均年径流系数等值图”，得洗身塘水库坝址以上流域多年平均年径流系数α为0.55。W=αHFQ=W/TR=1OOOH/Fα一多年平均径流系数；H---多年平均降雨量，mm；F---集雨面积k㎡，F=0.279k㎡:w---多年平均径流量，万m³；R---多年平均径流深，mm:117 Q---多年平均流量，m³/s。由以上公式推算出洗身塘水库多年平均流量0.1m³/s，多年平均径流量239.2万m³。2.1.5水库基本资料1、水库～水位～面积库容关系本次设计采用的高程系统为黄海高程，与注册登记高程系统一致，水位～面积～库容关系曲线直接采用注册登记的值，见表2.1-2和图2-1。水位～面积～库容关系图表2.1-2水位(m)8788.18990919293库容(万m³)O0.120.942.735.328.7512.88水位(m)94.6959697989994.6库容(万m³)20.6622.8528.6434.4741.7948.9720.662.1.6安全评价的成果广西梧州水利电力设计院于2009年10月对洗身塘水库大坝进行安全评价，洗身塘水库的设计暴雨资料，采用六陈水库47年实测年最大日降雨量资料，分析得水库年最大24小时降雨量均值为l02.2mm，CV=0.117 48。设计暴雨采用实测系列法的成果，适线选采用H24=102.2mm，CV=0.48，CS=3.5CV，，设计暴雨成果如下表2.1-3。年最大各时段降雨频率计算成果表表2.1-31时段均值CvCs/CvP﹪0.10.20.512510124h102.20.483.5371341301270240199167以水库的正常蓄水位94.60m作为起调水位，采用宽顶堰堰流公式进行下泄流量计算，经调洪演算成果如下表2.1-4。水库洪水调洪计算成果表表2.1-4设计标准日最大雨量(mm)洪峰流量(m³/s)洪量(万m³)最高水位(m)排洪流量(m³/s)相应库容(万m³)5％1996.34.493.800.5％3018.87.194.082.0625.32.2本次洪水设计2.2.1工程设计标准复核洗身塘水库原注册登记库容25.2万m³，坝高11.8m，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)和《国家防洪标准》(GB50201—94)规定，属小(2)型水库，V等工程，5级建筑物，大坝的设计标准为20～30年一遇洪水设计，200～300年一遇洪水校核。经综合分析水库注册登记和1991年水文复核的成果，本次除险加固设计水文复核标准采用1991年水文复核的标准，即20年一遇洪水设计、200年一遇洪水2.2.2设计暴雨的计算设计暴雨分别采用实测系列法和查算图表法计算，经综合分析后采用。1、实测系列计算设计暴雨117 洗身塘水库没有雨量观测点，流域附近六陈水库雨量站有47年的降雨资料(1961～2007年)，本次设计实测系列洪水计算采用六陈水库雨量站的降雨资料作为计算的依据。根据六陈水库雨量站47年实测年最大日降雨量资料，以该年最大日降雨量乘以l.1作为最大24小时降雨量，进行频率计算，得到设计暴雨量均值、变差系数Cv和偏态系数Cs如下。最大24小时降雨量统计参数及经验频率计算表2.2-1.由表2.2-1统计得n=47，∑H24=4803.9mm∑(Ki-l)2=7.433，计算均值H24==102.2mm离差系数Cv==0.4经P-Ⅲ型理论曲线适线，最后采用H24=102.2mm，Cv=0.4，Cs=3.5Cv进行适线，频率曲线见图2.1，其设计暴雨成果见下表2.2-2。序号年份H24(mm)KiKi一1(Ki一1)2P=m/(n+1)*100％11982235.82.3071.3071.7082.0821981216.72.1201.1201.2554.1731995186.21.8220.8220.6756.2541998160.41.5690.5690.3248.33序号年份H24(mm)KiKi一1(Ki一1)2P=m/(n+1)*100％51985152.71.4940.4940.24410.4261966149.71.4650.4650.21612.5071986138.71.3570.3570.12714.5881971131.61.2880.2880.08316.6791973128.21.2540.2540.06518.75101988127.11.2440.2440.05920.831l2004126.11.2340.2340.05522.92121993121.91.1930.1930.03725.OO132001120.61.1800.1800.03227.O8141967119.91.1730.1730.03029.17151964116.31.1380.1380.01931.251619901091.0660.0660.00433.331719971061.0370.0370.00135.42181992104.91.0260.0260.00137.50117 191970104.81.0250.0250.00139.58201961102.41.0020.0020.00041.67212006100.70.985-O.Ol50.00043.75221969100.20.980-0.0200.00045.8323199496.80.947-0.0530.00347.9224198395.40.933-0.0670.00450.OO25199693.60.916-0.0840.00752.O826196590.20.882-0.1180.01454.17271976890.871-0.1290.01756.2528197286.80.849-0.15l0.02358.3329200385.70.838-0.1620.02660.4230198083.60.818-0.1820.03362.5031198781.80.800-0.2000.04064.5832200779.50.778-0.2220.04966.6733197878.70.770-0.2300.05368.7534197777.80.761-0.2390.05770.8335196876.90.752-0.2480.06172.9236200276.20.746-0.2540.06575.OO37197475.10.735-0.2650.07077.08序号年份H24(mm)KiKi一1(Ki一1)2P=m/(n+1)*100％38198469.30.678-0.3220.10479.1739197562.70.613-0.3870.14981.2540199962.30.610-0.3900.15283.334l200561.50.602-0.3980.15985.4242199161.20.599-0.4010.16187.5043197960.90.596-0.4040.16389.5844196258.60.573-0.4270.18291.6745198952.90.518-0.4820.23393.7546196352.80.517-0.4830.23495.8347200034.70.339-0.6610.43697.922、查等值线图法查阅《广西暴雨统计参数等值线图》(2010版)，得到本水库年最大1h、6h、24h暴雨均值、Cv值分别为:H24=110mm，Cv=0.45，Cs/Cv采用3.117 5，得到设计暴雨成果见表2.2-2，其频率曲线见以下附图。117 117 年最大各时段降雨频率计算成果表表2.2—2项目时段均值CvCs/CvP％0.512510实测系列法(1962～2007年)1h530.353.512111110288786h830.393.520518716914512624h102.20.43.5258235211180156等值线图法(2010版，采用)1h530.423.5134122llO94816h830.443.522620418215313l24h1100.453.5305275245206175从表2.2-2可以看出，实测系列法得到的最大lh、6h、24h降雨均值、各频率设计暴雨成果均与查等值线图法成果有些偏差。考虑到等值线图成果是根据区域多个雨量站实测资料作平衡修正后得出的结果，更能代表区域暴雨情况，故本次复核推荐采用查等值线图法的设计暴雨成果。2.2.3设计洪水的计算2.2.3.1净雨计算(1)设计暴雨采用表2.2-2。(2)时段△t选用l小时，小于100k㎡时，用点雨量代替面雨量。(3)根据l、6、24小时面雨量计算暴雨指数n值l、6、24小时面雨量计算暴雨指数n值计算表表2.2-3暴雨指数nP=10％P=5％P=0.5％n1p=l+1.285lg(h10p/h60p)0.4080.3830.341n2p=1+1.28519(h1p/h6p)0.7320.7240.707n3p=l+1.66119(h6p/h24p)0.7910.7890.783(4)根据公式计算其他小时雨量当6》。3、广西水利厅桂水技字(2007)第18号文《关于执行建设工程监理费与相关服务收费管理规定的通知》。117 4、计价格[2007]i0号按国家计委、建设部关于《工程勘察设计收费管理规定》。5、贵港市建设工程造价信息2011年第5期结合当地材料价。6、初步设计文件及图纸。7、其他有关文件。10.1.2编制说明一、人工工资每工时人工费预算单价使用水电厅2007年定额为3.46元计，进入工程的直接费。二、主要材料预算价格主要材料预算限价为:水泥250元/t，钢材3000元/t，原木600元/m³，枋材800元/m³，汽油3000元/t，柴油3000元/t，河砂30元/m³，块石30元/m³，碎石30元/m³。主要的建筑材料均是到市场购买，并加运到工地价计算。市场价大于材料预算限价的，超出部分作为材料价差列入相应工程项目的建筑工程费内。三、风、水、电价格风:0.12元/m³，水:0.30元/m³，电:0.75元/kW.h。四、建筑、安装工程单价编制1、建筑工程单价117 建筑工程单价由直接工程费、间接费、企业利润、材料价差、税金组成。2、安装工程单价安装工程单价由直接工程费、间接费、企业利润、未计价装置性材料费、材料价差、税金组成。五、工程概算编制本工程主要由建筑工程费、机电设备及安装费、金属结构设备与安装工程、施工临时费用、独立费用组成。㈠建筑工程建筑工程按主体建筑工程、交通工程、房屋建筑工程、外部供电线路工程、其他建筑工程分别采用不同的方法编制。㈢机电设备及安装工程机电设备及安装工程投资由设备费、安装工程费、运杂费和税金组成。㈢金属结构设备及安装工程金属结构设备及安装工程投资由金属结构设备(制作)费和安装工程费组成，编制方法同机电及设备安装。㈣临时工程1、施工交通工程根据工程所在地区造价指标或有关实际资料，采用扩大单位指标编制。2、施工房屋建筑工程包括施工仓库和办公、生活及文化福利建筑两部分。3、其他临时工程费按建筑安装工程费的3％的计算。117 ㈤独立费用独立费用包括建设单位管理费、科研勘测设计费和其他费用。㈥基本预备费按5％计列。10.1.3工程概算总投资及劳动总工日本工程概算总投资和劳动工时如下:工程投资万元189.70工程建筑万元125.O2机电设备及安装工程万元1.62金属结构设备及安装工程力兀0.92临时工程力兀8.54独立费用万元40.23基本预备费万元8.82移民与环境力7154.54劳动工时工时4738410.1.4主要工程量及材料用量主要工程量:土方开挖(m³)石方开挖(m³)土石方填筑(m³)混凝土(m³)浆砌相(m³)砂石料(m³)干砌石(m³)钢筋(t)充填灌浆(m)防渗土工膜(㎡)钢模板(㎡)8625143541369416115219115.194116381229主要材料用量:水泥(t)钢材(t)块石(m³)砂(m³)碎石(m³)钢模板(㎡)361.715.95380.1536.7852.4112610.2设计概算表工程投资概算表包括:117 表1工程概算总表表2总概算表表3建设工程概算表表4机电设备及安装工程概算表表5金属结构设备及安装工程概算表表6临时工程概算表表7独立费用概算表附表l建筑工程单价汇总表附表2安装工程单价汇总表附表3主要材料预算价格汇总表117'