水库除险加固工程初步设计报告书

'水库除险加固工程初步设计报告书屋背塘水库除险加固工程初步设计报告书31 水库除险加固工程初步设计报告书目录1综合说明11.1、概况：11.2、工程存在的主要问题51.3、工程等级和洪水标准61.4、工程除险加固项目及措施61.5、加固后工程规模71.6、工程投资概算81.7、工程效益82水文水利计算102.1、等级及洪水标准102.2、工程水文计算102.3、水库调洪演算113工程地质143.1、概述143.2、库区地形地貌特征和地质条件143.3、地形地貌143.4、工程地质特征143.5、结论与建议153.6、天然建筑材料164工程加固设计174.1、工程总体布置1731 水库除险加固工程初步设计报告书4.2、大坝工程加固设计174.3、溢洪道加固设计194.4、输水涵管加固设计225其他项目设计246工程管理246.1、工程管理范围和保护范围246.2、管理机构及运行246.3、工程管理制度256.4、工程管理措施257施工组织设计277.1、施工条件及施工组织274、主要建筑材料的来源和运输情况287.2、施工管理297.3、施工导流297.4、施工进度安排及主要工程量298投资概算298.1、概算编制依据298.2、工程概算298.3、建设资金筹措：2931 水库除险加固工程初步设计报告书1综合说明1.1、概况：㈠基本情况屋背塘水库位于某市营仔镇多浪坡村委屋背塘村东北角约0.3Km，离营仔镇6.1Km，水库于1961年5月建成并开始蓄水运行，水库控制集雨面积0.5Km2，库区原地貌为低山丘陵地貌，场地周边地势起伏较大，地表植被茂盛，场区地势相对较为平整。屋背塘水库是某市营仔镇的主要小型水利工程设施之一，水库自1961年5月建成以来，对当地经济发展发挥了重要作用，解决了该镇多浪坡村委300亩农田的灌溉和420人的生活用水问题，同时亦担负着防洪面积550亩，捍卫人口650人的重要任务。本水库原设计总库容16.1万m3，属小（二）型水库。水库现有枢纽工程包括：（1）主坝一座，坝顶长116.6m，坝顶宽1.9~2.8m，坝顶高程20.82~21.60m（黄海高程，以下同），最大坝高5.45m，坝迎水边坡1：1.49~2.14左右，背水边坡1:1.41~1.76左右；(2)输水涵一座，为直径0.20m的低标号砼砂浆包瓦涵结构；（3）开敞式土溢洪道一座，底宽3.0m。（4）无固定管理房屋和专职管理人员。该水库是一宗以灌溉为主，结合防洪、养殖的综合利用的小（二）型水库。㈡水文气象该水库位于雷州半岛北部，属九州江水系，该区域最高气温39.5℃，最低气温2℃，多年平均气温22.8℃。该水库所在地多年平均降雨量为31 水库除险加固工程初步设计报告书1460mm，多年平均径流深639.1mm，多年平均最大风速为5.46m/s，多年平均气温22.8℃左右，每年10月至翌年3月，降雨量占全年的15％，4月-9月降雨量占全年85％。有关水文特征值见下表。水文特征表表1—1项目十年一遇洪水五十年一遇洪水24小时暴雨（mm）272.20398.62洪峰流量（m3/s）5.186.86一天洪水总量（万m3）7.7812.61三天洪水总量（万m3）8.9114.53㈢工程地质该工程有地质钻探资料，根据地质钻探资料作如下概述：本次钻探最大揭露深度为12.00m，揭露土层从上至下主要有现代人工堆积层(Q4ml)，下部属第四系全新统冲洪积相沉积层(Q4al+pl)及第四系残积层(Qel)。以下按成因类型及岩土工程特性将上述岩土层划分为3个主层，各岩土层岩性特征及分布特点分述如下:1、现代人工堆积层(Q4ml)第①层素填土：水库坝体填筑土。浅黄褐色、灰褐色，以粉质黏土为主，上部含中粗砂颗粒及少量碎石块等，黏性较差，湿，松散～稍压实，为近期人工堆填。场地内均有分布，层顶标高为16.67～21.50m，层底标高为13.97～20.33m；厚度0.80～7.50m，平均厚度3.75m，标贯击数N=4～8，平均标贯击数为5.3。根据室内土工试验成果，该层土的物理力学指标平均值如下：含水量w=17.2%，孔隙比e=0.764，比重Gs=2.69，质量密度ρ=1.79gcm-3，液性指数IL=-0.12，塑性指数IP31 水库除险加固工程初步设计报告书=15.9，压缩系数av0.1~0.2=0.442Mpa-1，压缩模量Es0.1~0.2=4.44MPa，水平渗透系数（室内）Kh=0.120×10-4cm/s，竖向渗透系数（室内）Kv=0.103×10-4cm/s，直接快剪黏聚力Cq=24.3kPa，内摩擦角φq=21.4度，属中等压缩性土。2、第四系全新统冲洪积相沉积层(Q4al+pl)第②层中砂：灰褐色、黄褐色，饱和，松散，含粉黏粒，级配一般。主要分布于ZK1、ZK2、ZK4等孔所在地段，层顶标高为13.97～17.50m，层底标高为12.67～16.30m；厚度0.90～1.30m，平均厚度1.13m，标贯击数N=7～8，平均标贯击数为7.5。根据《工程地质手册》（第四版）193页Peck公式，快剪黏聚力Cq=0，内摩擦角φq=29.0度。3、第四系残积层(Qel)第③层砂质黏性土：由花岗岩风化残积形成，灰褐色、浅黄褐色，湿，可塑，含中粗砂颗粒较多，黏性较差。场地内均有分布，均未钻穿，层顶标高为12.67～20.33m，揭示厚度3.60～4.70m，标贯击数N=7～17，平均标贯击数为11.0。根据室内土工试验成果，该层土的物理力学指标平均值如下：含水量w=19.0%，孔隙比e=0.645，比重Gs=2.70，质量密度ρ=1.95gcm-3，液性指数IL=0.01，塑性指数IP=18.5，压缩系数av0.1~0.2=0.350Mpa-1，压缩模量Es0.1~0.2=5.10MPa，水平渗透系数（室内）Kh=0.042×10-4cm/s，竖向渗透系数（室内）Kv=0.062×10-4cm/s，直接快剪黏聚力Cq=25.1kPa，内摩擦角φq=23.2度。31 水库除险加固工程初步设计报告书㈣水库特性表水库特性表表1—2序号及项目单位数量或名称备注加固前加固后一、水文　　　　1、集雨面积△km20.50.5　2、设计洪水标准△P(%)1010　3、设计洪水流量△m3/s　5.18　4、校核洪水标准△P(%)22　5、校核洪水流量△m3/s　6.86　二、水库　　　　1、校核洪水位△m21.121.07　2、设计洪水位△m20.720.81　3、正常蓄水位△m20.120.1　4、死水位△m1515　5、校核洪水位相应库容△104m316.116　6、设计洪水位相应库容△104m314.815　7、正常蓄水位相应库容△104m311.611.6　8、死库容△104m30.50.5　三、下泄流量　　　　1、校核洪水下泄流量△m3/s4.44.4　2、设计洪水下泄流量△m3/s22.8　四、工程效益　　　　1、捍卫人口人650650　2、捍卫耕地亩550550　3、灌溉面积亩300300　4、供水m3/d　　　5、发电装机kw　　　五、主要建筑物　　　　（一）挡水建筑物　　　　A、主坝　　　　1、型式△　均质土坝均质土坝　2、顶部（防浪墙顶）高程△m20.82~21.6022.3　3、最大坝高△m5.455.45　4、坝顶宽度△m1.8~2.85　5、坝顶长度△m116.6131.1　B、副坝　　　　（二）输水建筑物　　　　1、型式△　圆型圆涵　2、断面尺寸△mφ0.20.8　3、长度△m14.83224.1　4、闸门型式　无平板　31 水库除险加固工程初步设计报告书（三）泄水建筑物　　　　1、型式△　开敞式开敞式　2、堰顶高程△m20.5620.1　3、过水净宽△m33　4、溢流段长度m80.743.57　5、消能方式△　无底流消能　6、闸门型式　无　　　1.2、工程存在的主要问题根据省有关精神，组织技术人员对该水库进行了安全检查，通过现场检查和观察，发现该水库存在的主要问题有以下几点：1、水库大坝：①主坝上游坝坡受风浪淘刷，原砼防渗护坡老化、崩塌严重，护坡表面长满杂草、杂木；下游坡坡面杂草丛生，并不同程度地滋生蚁患，下游坡脚反滤体老化崩塌，下游坡面出现渗漏现象。②副坝上游坡无设护坡防渗，受风浪淘刷，水土流失较严重。下游坡坡面杂草丛生，并不同程度地滋生蚁患，下游坡脚无设反滤体，下游坡面出现渗漏现象。③大坝无观测设施，影响安全监测。分析其原因，主要是当时设计时标准低，为“三边”工程，土法上马，施工质量难以保证，且经过三十多年的运用，长期遭受洪水及台风的袭击，使土坝坝体冲刷严重。2、溢洪道：溢洪道为开敞式浆砌石溢洪道，两侧侧墙浆砌石老化，局部有脱落，堰顶段砼护底老化，溢洪道出水口杂草、杂木丛生，阻水严重，且没有设置防冲消能措施，严重影响水库正常排洪。3、放水涵：放水设施均为启闭平板闸门放水，主坝输水涵截面尺寸为0.7×0.75m，副坝输水涵直径为0.3m的低标号砼砂浆包瓦涵结构，断面尺寸为φ0.3m。经现场检查，涵身已老化漏水，主坝输水涵工作桥下沉约10cm，原因主要是长期的运用，结构老化和人为损坏等。31 水库除险加固工程初步设计报告书4、其它：水库进库公路坎坷不平、窄小，没有管养房、通讯设施、观测设备，也没有备用的防汛砂石料。1.3、工程等级和洪水标准根据国家《防护标准》（GB50201-94）及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）规定，该水库属Ⅴ等小（二）型水库，主要建筑物为5级，洪水标准为：按10年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核；施工洪水按5年一遇计算。1.4、工程除险加固项目及措施针对安全检查发现的该水库存在的安全隐患，水库除险加固项目及措施主要为：1、针对大坝存在的安全隐患，提出大坝除险加固的措施是：（1）坝体：①主坝按坝顶高程21.60m，防浪墙顶高程22.30m，坝顶宽度按稳定计算要求为5.0m，迎水坡、背水坡按前削后补原则，迎水面坡比为1：2.5、背水面坡比为1：2.5进行坝坡修整，上游坡采用砼护坡，底铺级配碎石垫层；下游坡种草皮护坡，设坡面排水沟；坝脚0+12.1~0+106设排水棱体和纵向排水沟，坝体全坝段进行劈裂灌浆防渗，坝顶泥结石路面。2、溢洪道：加固溢洪道。堰段侧墙、溢流堰及消力池均为混凝土，陡坡段侧墙为浆砌石结构，池后铺浆砌石护底和干砌石海漫。3、放水涵：主坝原输水涵破坝重建，新建预应力钢筋砼压力管，管内径0.8m。4、其它：整修防汛公路1.987km，配套管养房80m2，电话一台（套），设置水位及位移变形观测设备，按有关规定备足防汛砂石料并作料场。31 水库除险加固工程初步设计报告书1.5、加固后工程规模1、水库加固后各水位及库容如下表表1—3名称类别水位（m）库容（万m3）死水位16.692.8正常水位20.1012设计水位（10%）20.8115校核水位（2%）21.07162、挡水建筑物：加固后挡水建筑物的特性如下表：表1—4序号及项目单位数量或名称备注一、主坝1、坝型均质土坝2、坝顶高程m21.603、防浪墙顶高程m22.304、坝高m5.455、坝顶长m131.106、坝顶宽m5.07、上/下游坝坡比1:2.5/1:2.58、护坡型式砼护坡9、反滤排水排水棱体10、坝顶路面结构泥结石3、泄水建筑物：加固后溢洪道的特性如下表表1—5序号及项目单位数量或名称备注1、溢洪道型式座开敞式宽顶堰2、堰顶高程m20.103、溢洪道宽m34、消能方式底流5、最大下泄流量m3/s4.404、输水建筑物：加固后放水涵的特性如下表31 水库除险加固工程初步设计报告书表1—6序号及项目单位主坝备注数量或名称1、放水涵型式圆型2、放水涵基本尺寸㎜Ф8003、进/出口底高程m16.69/16.694、设计输水量m3/s2.345、控制型式平板闸门1.6、工程投资概算本概算工程量根据水利工程工程量计算规则进行计算，按粤水基[2006]2号文予以发布的《广东省水利水电工程设计概（估）算编制规定（试行）》、《广东省水利水电建筑工程概算定额（试行）》、《广东省水利水电设备安装工程概算定额（试行）》、《广东省水利水电工程施工机械台班费定额（试行）》，运用广东省水利水电工程概预算软件（2006）进行计价。主要材料单价采用2011年8月份《湛江建设工程造价信息》中公布的参考价加上实际扩大运距运杂费而成，次要材料价采用省厅公布的2011年次材价。本工程总投资253.11万元，其中建筑安装工程费192.30万元，设备费3万元，独立费用39.06万元，预备费18.75万元。总需土方明挖2062.26m3，土石方填筑4973.07m3，砼728.30m3，钢筋1吨，劳动力4689.70工日，水泥360.67吨，碎石3139.28立方，块石747.39方。本工程设计概算投资253.11万元。由上级按有关规定给予补助外，其余由地方自筹。1.7、工程效益该水库设计灌溉面积300亩，由于现坝体渗流严重，不能有效的挡蓄洪水，威胁到下游农田的正常生产，实际灌溉面积不足200亩。31 水库除险加固工程初步设计报告书同时，由于不能正常蓄水，也影响了养殖业和农村人畜生活用水。加固后，水库挡蓄洪水的能力提高，能充分发挥它的灌溉效益；另外，水面面积增加，也可促进养殖业的发展，达到社会效益和经济效益的双丰收。31 水库除险加固工程初步设计报告书2水文水利计算2.1、等级及洪水标准根据国家《防洪标准》（GB50201-94）及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），确定本水库为小（二）型水库，工程等级为Ⅴ等，主要建筑物为5级，洪水标准确定为：按十年一遇洪水设计，五十年一遇洪水校核。2.2、工程水文计算1、基本情况：该水库位于营仔镇多浪坡村委屋背塘村东北角约0.3Km，集雨面积0.5Km2，坝址以上河流长度1.12km，河流平均坡降0.005，库区内植被良好。该水库位于雷州半岛北部，属九州江水系，该区域最高气温39.5℃，最低气温2℃，多年平均气温22.8℃。该水库所在地多年平均降雨量为1460mm，多年平均径流深639.1mm，多年平均最大风速为5.46m/s，多年平均气温22.8℃左右，每年10月至翌年3月，降雨量占全年的15％，4月-9月降雨量占全年85％。建库以来，库区没有任何水文和气象观测资料，因此，水文计算的各种参数须查有关资料。2、水文参数由于该水库没有任何水文和气象观测资料，因此，水利水文计算参数采用2003年广东省水文局编制的《广东省暴雨参数等值线图》查得，采用综合单位线法计算洪水。各设计频率暴雨参数及洪水成果见表2-1、表2-2。31 水库除险加固工程初步设计报告书设计暴雨参数表表2-1表2-1-1（P=20%）项目T（小时）11Hα59.3Hα59.3HαCvt0.26Cvt0.26CvtKpt1.199Kpt1.199Kptα1α1α表2-1-2（P=10%）项目T（小时）11Hα59.3Hα59.3HαCvt0.26Cvt0.26CvtKpt1.348Kpt1.348Kptα1α1α表2-1-3（P=2%）项目T（小时）11Hα59.3Hα59.3HαCvt0.26Cvt0.26CvtKpt1.651Kpt1.651Kptα1α1α各设计频率洪水成果表2-2计算方法Qm（m3/s）W24（104m3）备注P=20%P=10%P=2%P=20%P=10%P=2%综合单位线法4.425.186.865.857.7812.612.3、水库调洪演算1、调洪原则：本水库以灌溉为主，起调水位定为正常水位20.10m，溢洪道为开敞式宽顶堰，无闸控制，堰底高程20.10m。当需要泄洪时，来多少泄多少。水库水位～库容关系曲线如下表。31 水库除险加固工程初步设计报告书屋背塘水库水位～库容曲线31 水库除险加固工程初步设计报告书2、泄流参数：根据溢洪道形式和进口段尺寸，根据水利水电出版社的《运行管理》溢洪道计算，确定溢流参数以及各水位对应的下泄流量，结果如上表。3、调洪演算成果：调洪演算采用广东省水利厅编制的调洪演算程序（Th-3.GD），根据上面确定的泄洪参数进行调洪。各频率洪调洪演算成果见下表：表2—4洪水计算方法频率P起调水位（m）洪峰流量（m3/s）库容（万m3）泄洪流量（m3/s）水位H（m）备注综合单位线法10%20.105.18152.820.812%20.106.86164.421.074、施工渡汛该水库因缺乏施工时段水文计算有关资料，无法对施工洪水（五年一遇洪水）进行计算。根据某市水库施工习惯做法，选择在每年的枯水期施工，放水涵施工根据实际适当围筑土围堰，围堰高度一般选择2.50m，堰面宽2.50m，按1：2放坡。31 水库除险加固工程初步设计报告书3工程地质3.1、概述为查明坝体、坝基（岩）土层的结构、物理力学性质，水文地质及工程地质特征，为设计提供依据，福建省地质工程研究院受某市水务局的委托，承担了屋背塘水库安全加固阶段的工程地质勘察任务。通过野外收集资料、踏勘、工程地质调查、勘探、原位测试和室内试验，初步查明水库区内及各构筑物的地形地貌、工程地质条件，岩土层的物理力学性能，对坝体、坝基稳定、渗透变形等工程地质问题作出评价，并提出相应处理措施的建议，为水库除险加固设计、施工提供可靠的工程地质资料。3.2、库区地形地貌特征和地质条件本次勘察完成的工作量如下：勘探孔4个，总进尺35.05m，标贯试验15次，钻孔内注水试验5段，砂土样8个，水样1个。3.3、地形地貌坝区原地貌为低山丘陵地貌，场地周边地势起伏较大，地表植被茂盛。勘察场区地势相对较为平整，位于主坝顶部的钻孔孔口地面标高为21.13～21.50m，坝基下部勘探孔的孔口标高为16.67m。3.4、工程地质特征1、现代人工堆积层(Q4ml)第①层素填土：水库坝体填筑土。浅黄褐色、灰褐色，以粉质黏土为主，上部含中粗砂颗粒及少量碎石块等，黏性较差，湿，松散～稍压实，为近期人工堆填。场地内均有分布，层顶标高为16.67～21.50m，层底标高为13.97～20.33m；厚度0.80～7.50m，平均厚度3.75m31 水库除险加固工程初步设计报告书，标贯击数N=4～8，平均标贯击数为5.3。根据室内土工试验成果，该层土的物理力学指标平均值如下：含水量w=17.2%，孔隙比e=0.764，比重Gs=2.69，质量密度ρ=1.79gcm-3，液性指数IL=-0.12，塑性指数IP=15.9，压缩系数av0.1~0.2=0.442Mpa-1，压缩模量Es0.1~0.2=4.44MPa，水平渗透系数（室内）Kh=0.120×10-4cm/s，竖向渗透系数（室内）Kv=0.103×10-4cm/s，直接快剪黏聚力Cq=24.3kPa，内摩擦角φq=21.4度，属中等压缩性土。2、第四系全新统冲洪积相沉积层(Q4al+pl)第②层中砂：灰褐色、黄褐色，饱和，松散，含粉黏粒，级配一般。主要分布于ZK1、ZK2、ZK4等孔所在地段，层顶标高为13.97～17.50m，层底标高为12.67～16.30m；厚度0.90～1.30m，平均厚度1.13m，标贯击数N=7～8，平均标贯击数为7.5。根据《工程地质手册》（第四版）193页Peck公式，快剪黏聚力Cq=0，内摩擦角φq=29.0度。3、第四系残积层(Qel)第③层砂质黏性土：由花岗岩风化残积形成，灰褐色、浅黄褐色，湿，可塑，含中粗砂颗粒较多，黏性较差。场地内均有分布，均未钻穿，层顶标高为12.67～20.33m，揭示厚度3.60～4.70m，标贯击数N=7～17，平均标贯击数为11.0。根据室内土工试验成果，该层土的物理力学指标平均值如下：含水量w=19.0%，孔隙比e=0.645，比重Gs=2.70，质量密度ρ=1.95gcm-3，液性指数IL=0.01，塑性指数IP=18.5，压缩系数av0.1~0.2=0.350Mpa-1，压缩模量Es0.1~0.2=5.10MPa，水平渗透系数（室内）Kh=0.042×10-4cm/s，竖向渗透系数（室内）Kv=0.062×10-4cm/s，直接快剪黏聚力Cq=25.1kPa，内摩擦角φq=23.2度。31 水库除险加固工程初步设计报告书3.5、结论与建议1、该水库的主坝坝体填筑土（第①层素填土）含砂粒、粉粒较多，局部地段上部含较多中粗砂颗粒及碎石块等，总体渗透性为中等透水；压缩性较高，属于中等压缩性土；土质结构较松散，土体易吸水饱和软化，强度较低。此外，在主坝坝体部分地段分布有透水性较好第②层中砂，为可液化饱和砂土层,液化等级为轻微，对坝体渗漏影响较大，建议采取高压旋喷、劈裂灌浆、充填灌浆等措施对该水库的主坝坝体填筑土及坝基土（主要是第②层中砂）进行加固防渗处理，同时做好坡面防渗加固。3.6、天然建筑材料在材料场取样一组土样进行室内重型击实试验，击实试验结果为：含砂低液限黏土，最大干密度2.00g/cm3，最优含水量w=9.5%。材料场土量储量充足，可满足加固坝体需求。31 水库除险加固工程初步设计报告书4工程加固设计4.1、工程总体布置该水库位于营仔镇多浪坡村委屋背塘村，工程主要布置有主坝坝顶长131.1m的土坝一座，最大坝高5.45m，坝顶平均宽5.0m；在水库的右侧山坡处布置开敞式溢洪道一座，堰顶高程20.10m，净宽3.0m；在主坝上布置Ф800预应力压力管各一座，涵身长为24.1m。由于该水库为小（二）型水库，工程等级为Ⅴ等，主要建筑物为5级，则工程按十年一遇洪水设计，五十年一遇洪水校核标准进行除险加固。4.2、大坝工程加固设计1、大坝高度复核分设计和校核两种情况复核坝体高度⑴波浪爬高计算水库波浪爬高计算根据当地的风速资料和水库的风区长度，采用莆田公式计算波浪爬高和水面壅高（具体计算见计算书）。风速资料采用某市气象台提供的36年（1971～2006年）风速资料进行计算，风速换算及水库风区长度计算按《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）要求进行（详见计算书）。⑵坝顶超高计算坝顶超高计算公式：Y=R+e+A式中：Y―坝顶超高，R―风浪爬高e―最大风壅水面高度，A－安全超高4、5级建筑物：A设=0.5m，A校=0.3m31 水库除险加固工程初步设计报告书坝顶高程计算成果见下表坝顶高程成果表表4-1名称运用条件静水位爬高R雍高e安全加高A所需坝顶高程备注主坝正常运用120.100.7730.0190.521.392砼护坡情况正常运用220.810.8160.0140.522.14非常运用121.070.8900.0030.322.263非常运用220.100.8490.0040.3+0.521.753⑶坝顶高程确定：最大坝顶高程为22.263m，现有坝顶高程为21.60m，坝顶高程不满足设计要求，需要加高坝体，确定坝顶高程为21.60m，增设防浪墙，墙顶高程22.30m。2、大坝稳定分析计算根据水库现有坝坡及地质钻探资料数据，按迎水面坡比1：2.5、背水面坡比1：2.5进行渗流及坝坡稳定计算，成果如下：主坝坝坡下游稳定分析计算成果表表4-2目断面情况断面正常运用条件非常运用条件正常水位下游坝坡K库水位在1/3坝高处上游坝坡K设计水位降至正常水位上游坝坡K正常水位+加地震Ki上、下游坝坡稳定最小安全系数加固前1.3741.3261.3231.226加固后主坝最大断面1.358上下游坡比相同，不用计算1.3501.19231 水库除险加固工程初步设计报告书规范要求1.251.251.251.10根据上面成果得：屋背塘水库主坝下游坝坡稳定加固前不满足抗滑稳定要求，对大坝进行加固后满足抗滑稳定要求，主要是对大坝坡面按统一的坡比进行削、补及防渗。3、大坝存在的安全隐患和除险加固措施根据现场勘查及地质钻探资料数据，水库大坝坝身填土疏松。主坝迎水面砼防渗护坡老化、崩塌严重，护坡表面长满杂草、杂木，背水坡面杂草丛生，背水坡渗流严重；副坝迎水坡无设护坡防渗，受风浪淘刷，水土流失较严重，背水坡面杂草丛生，背水坡渗流严重，这一切都影响着水库大坝的稳定安全。针对大坝存在的安全隐患，提出大坝除险加固的措施是：⑴坝身土方：根据坝顶高程计算成果，按“前削后补”原则，上游以1:2.5坡比，下游坡比1:2.5坡比，坝顶按5.0m宽标准进行整治。⑵坝坡：上游坡采用砼护坡，厚12cm，下铺砂石垫层；下游坡新建坝坡格条，植草皮护坡，并设置纵横向排水沟。⑶坝脚：在主河床坝脚段设置排水棱体及纵向排水沟。⑷坝顶：坝顶在土方填筑完成后，铺筑泥结石路面厚20cm，路面作2%的散水坡。⑸坝体：对坝体全坝段进行劈裂灌浆防渗。4.3、溢洪道加固设计1、溢洪道存在问题及加固措施⑴溢洪道为开敞式宽顶堰，1孔，净宽3.0m，无闸控制。经过长年累月的运用，洪水的冲蚀，溢洪道31 水库除险加固工程初步设计报告书两侧侧墙浆砌石老化，局部有脱落，堰顶段砼护底老化，溢洪道出水口杂草、杂木丛生，阻水严重，且没有设置防冲消能措施，不满足泄洪要求，严重影响水库的安全运行。⑵溢洪道设计标准：根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）规定，本水库溢洪道为5级水工建筑物，它的洪水标准按：十年一遇洪水设计，五十年一遇洪水校核。⑶溢洪道加固措施：由于原水库溢洪道经过长年累月的运用，洪水的冲蚀，溢洪道两侧侧墙浆砌石老化，局部有脱落，堰顶段砼护底老化，溢洪道出水口杂草、杂木丛生，阻水严重，且没有设置防冲消能措施，不能安全溢洪，因此，须加固溢洪道，加固后，溢洪道共1孔，过水净宽3.0m，堰顶高程为20.10m，泄流段侧墙为C20混凝土，陡坡段、消力池、前坦段侧墙均为C20+15%大石砼，消力池后铺浆砌石护底，再铺砌干砌石海漫。2、溢洪道设计有关计算（1）溢洪道流量计算溢洪道为开敞式宽顶堰，1孔，设计堰宽为3.0m，堰顶高程20.10m。根据宽顶堰流量计算公式计算如下：Q=σ*ε*m*B*SQR（2*g）*Ho^（3/2）式中：SQR---开方号Ho=H+Vo*Vo/2/g（米）;B---堰宽（米），B=3m；m---流量系数σ---淹没系数ε---侧收缩系数，取0.7。溢洪道流量计算结果如下：31 水库除险加固工程初步设计报告书序号溢洪道宽度B（m)正常水位（m）水位（m）库容（万m3）泄流量（m3/s）备注1320.1150.50.00　2320.1160.950.00　3320.1172.20.00　4320.1184.60.00　5320.1197.90.00　6320.120.1120.00　7320.120.714.82.14　8320.121.116.14.60　9320.121.6198.46　10320.122.12413.02　（2）消能工设计计算本次除险加固中，溢洪道效能方式为下挖式消力池消能，消力池顶部高程为18.90m，底部高程为18.40m,消力池宽3.0m,消力池计算简图如下：消力池简图经计算，消力池深0.50m，长6.7m，宽3.0m。计算得海漫长度为：9.20m。（4）溢洪道陡坡水面线计算陡坡水面线计算DP-3(1994.10)GD---------起始槽宽B0=3(m)31 水库除险加固工程初步设计报告书糙率N0=.016动能修正系数A=1.1分段数N=2M=1T=1(T=1/2(等宽/不等宽))IJ(I)M(I)DL(m)B(m)L(m)1.019137.6337.6---------计算流量Q=2.8(m/s)临界水深hk=.673(m)IL(m)H(m)V(m/s)起推水深HC(1,0)=.67310.6732.45237.6.28.27计算流量Q=4.4(m/s)临界水深hk=.876(m)IL(m)H(m)V(m/s)起推水深HC(1,0)=.87610.8762.8237.6.2788.8（5）侧墙稳定计算根据屋背塘水库地质钻探资料，对溢洪道侧墙进行稳定计算，采用《挡土墙稳定与应力计算书G-9》进行计算，得断面1结果如下：K1=1.9661K2=7.3505，CV=1.71m3;断面2计算结果如下：K1=12.7254，K2=7.6553，CV=1.23m3。与规范给定最小安全系数比较得侧墙满足抗滑稳定要求。4.4、输水涵管加固设计1、输水涵管存在问题和加固措施⑴输水涵现状及存在的安全隐患：主坝输水涵的截面尺寸现为0.20m的瓦涵31 水库除险加固工程初步设计报告书，经检查发现，涵管管身均老化，涵身漏水严重，主坝输水涵工作桥下沉约10cm，影响了大坝的安全。⑵针对上述问题，分析其原因，主要是长期的运用，自身老化和人为破坏。因此，必须对放水涵进行破坝重建。2、加固设计措施本次设计考虑对旧涵破坝重建，新建预应力压力管，管身直径为Φ800。主坝放水涵进口高程为16.69m，涵全长24.10m，涵出口高程16.69m，后接渠道。31 水库除险加固工程初步设计报告书5其他项目设计1、防汛公路：推土机平整防汛公路1.987Km，路基宽5.0m；铺泥结石路面长0.55km，宽3.5m，厚0.2cm，两侧挖排水沟。2、管养房：配套80m2砖混结构平房。3、设置各种观测设施，配套水位尺、雨量自计仪、量水堰、水准仪、经纬仪各一套。4、根据防汛要求，预备必要的砂、石料及其它防汛器材。5、根据水库管理发展需要，设置小型水库动态监管系统。6、坝体白蚁防治。6工程管理6.1、工程管理范围和保护范围根据有关法律、法规的规定，与当地国土管理部门、政府共同做好水库管理范围、保护范围的划分工作，办理定权发证，明确管理、保护权限，制定相应管理办法。6.2、管理机构及运行本水库属营仔镇多浪坡委31 水库除险加固工程初步设计报告书会管理，由镇水管所负责具体安全运作的指导工作。水库加固后，建议由镇水管所直接管理，负责各项具体工作，管理人员由镇水管所聘请，并对其进行培训和指导，水库正常运行经费考虑由两方面筹措：一方面收取相应的灌溉水费，另一方面发展水面养殖业。只要管理权限明确，理顺各方关系，管理措施得力并到位，水库的正常运行管理是能够维持的。6.3、工程管理制度1、明确工程运行管理的主要目的，确保工作的正常运行和完整，合理利用水资源，提高工程的社会效益和经济效益。2、按规范对工程进行经常和定期性地检查、观测，掌握工程运行状况及变化情况，在特大洪水或重大事故发生时要进行特别检查，如出现重要情况要报请上级或主管部门。3、贯彻执行党的方针、政策以及上级主管部门和地方政府的指示，依法办事。4、对工程进行维修、养护，维护工程完整、设备完好，提高抗灾害能力，确保工程的安全、美观。5、编报和执行防汛、维修计划。6、认真做好防汛，特别是特大洪水预报，掌握雨情、水情，了解主汛期的有关情况，做好汛期的调度运用。7、搞好计划用水，科学用水，合理节约用水。8、做好工程安全保护工作，建立健全各项工程运行档案，编写工程大事记，做好资料积累、分析、整编工作。9、培训工程管理技术人员，提高工程管理水平。6.4、工程管理措施工程管理措施的“四要”、“五不准”31 水库除险加固工程初步设计报告书四要：1、要对水库各水工建筑物进行经常性的检查、观测，并作记录，对观测成果资料进行整编、分析，整理上报2、要对水库各水工建筑物进行经常性的维修养护，确保工程状况良好3、要做好防洪控制运用，确保工程安全，兼顾上下游防洪要求4、要做好水量调度，确保经济效益和社会效益的双丰收五不准：1、不准破坏水库大坝内的各种建筑物及设施2、不准乱挖坝体、防洪设备3、不准在大坝保护范围内开垦种植4、不准在大坝区内放牧5、不准随意在水库钓鱼、捕鱼、毒鱼、炸鱼31 水库除险加固工程初步设计报告书7施工组织设计7.1、施工条件及施工组织1、工程施工特点：该水库加固工程总的施工特点是工期短、施工难度小，高标准、严要求。2、工程地自然条件：该水库所在地多年平均降雨量1460毫米，最少600毫米，最高1720毫米，每年10月至翌年3月，降雨量占全年的15％，4月-9月降雨量占全年85％，其余时间均适宜水利工程的施工。工地距某市城65Km，外部交通较为便利，但需要整修1.987Km的入库防汛公路。3、主要加固项目的施工方法及质量控制要求。水库除险加固的主要项目有：主坝培厚，新建砼护坡，增建防浪墙，坝坡纵向排水等；破坝重建主坝输水涵，新建预应力压力管；加固溢洪道。⑴土坝加固土坝加固工程主要以机械化施工为主，辅以人工。土料填筑，先做好料场表土和腐殖物的清除，以挖掘机挖装，自汽汽车运输土料上坝，推土机推平。上料前先清基，并铲除原坝面浮土，坡面表土层。土料以光轮压路机碾压，辅以人工平土。在与建筑物接触部位，由人工分层夯实。填土压实厚度一次一般不得超过25cm31 水库除险加固工程初步设计报告书，土料干密度不小于1.6g/㎝3，填土压实度不少于0.95，同时取土样试验。土坝施工严格按《碾压式土石坝施工技术规范》（SDJ—84）的有关规定和要求执行。坝体、坝基灌浆参数根据现场试灌指标及严格按有关规程进行。⑵迎水面砼护坡迎水面坡按设计坡比削坡整理规则后，以人工进行原土夯实，根据做好的砼配合比，控制好砼骨料级配和标号，把好搅拌质量关，先浇筑护坡齿墙，后进行护坡砼浇筑。浇筑时以平板式震捣器震实，并作好分缝及防渗措施。浇筑砼护坡前，平整坝坡后，铺砂石垫层。施工每班组做混凝土试件，每道工序严格按有关规范进行。⑶背水面坝脚挡土墙及坝脚排水坝脚纵向排水沟，以块石浆砌，砂浆批面。砂浆要把好配比，施工时要座浆饱满，批荡要平整。⑷坝顶碎砾石路面坝顶碎砾石路面在坝体土料填筑完成，用铲车在料场进行拌和，再以自卸汽车运到坝面，推土机推平，辅以人工平整、洒水，光轮压路机碾压，压实度达到0.9。⑸溢洪道溢洪道为加固项目，布置于水库主坝左侧，1孔，净宽3.0m。堰顶高程20.10m，施工无需考虑围堰工作，按常规用机械开挖土方，砼浇筑工作严格按设计要求及有关规范标准进行。土方回填按土坝填土工程要求进行施工。⑹输水涵管主坝输水涵工程为改建项目，改为Φ800预应力压力管31 水库除险加固工程初步设计报告书，基槽土方开挖用机械，浇筑基础后，人工配合机械吊安涵管，之后进行输水管进出口构筑物的施工。土方回填按土坝填土工程要求进行施工。4、主要建筑材料的来源和运输情况⑴土坝所需土料料场在土坝右肩山坡山坡上，为粘土，呈褐黄色，稍湿，可塑，埋藏层较厚，分布较宽，储量丰富。运输只要修整临时交通道路即可直接上坝。⑵工程所需的其它建筑材料石料需在周边石场购买，外运65Km，砂在周边砂场购买，入库道路需修筑1.987Km的简易公路，材料才能到达施工堆放点。钢材、水泥需在市城购买，外运65Km。7.2、施工管理⑴管理机构：参照省人大《关于继续解决小型水库安全隐患问题的决议》和省水利厅《关于省人大小型水库议案工程建设管理实行“四制”问题的意见》（粤水农[2003]96号），组织成立“某市小型水库建设管理中心”，机构人员由水务局抽调人员组成。⑵制度：由相关的“某市小型水库建设管理中心”负责实施省小型水库工程和其它小型水库工程建设的管理、监督和指导工作，组织、协调全市（市、区）小型水库建设工程项目的施工招、投标工作，督促项目单位落实“四制”，监督工程质量和进度，协调、管理工程建设日常工作，做好工程建设项目的总结验收工作。7.3、施工导流水库加固工程适当考虑施工导流，土坝加高培厚及溢洪道施工由于高程较高，一般雨水影响不到施工安排。放水涵施工渡汛根据施工期间实际情况适当围筑砂袋围堰。31 水库除险加固工程初步设计报告书7.4、施工进度安排及主要工程量本工程设计一经批复，即开始实施加固，工程拟计划于2011年11月动工，2011年4月底竣工，施工总工期为六个月。31 水库除险加固工程初步设计报告书8投资概算8.1、概算编制依据本概算工程量根据水利工程工程量计算规则进行计算，按粤水基[2006]2号文予以发布的《广东省水利水电工程设计概（估）算编制规定（试行）》、《广东省水利水电建筑工程概算定额（试行）》、《广东省水利水电设备安装工程概算定额（试行）》、《广东省水利水电工程施工机械台班费定额（试行）》，运用广东省水利水电工程概预算软件（2006）进行计价。主要材料单价采用2011年8月份《湛江建设工程造价信息》中公布的参考价加上实际扩大运距运杂费而成，次要材料价采用省厅公布的2011年次材价。8.2、工程概算本工程总投资253.11万元，其中建筑安装工程费192.30万元，设备费3万元，独立费用39.06万元，预备费18.75万元。总需土方明挖2062.26m3，土石方填筑4973.07m3，砼728.30m3，钢筋1吨，劳动力4689.70工日，水泥360.67吨，碎石3139.28立方，块石747.39方。（附工程量计算书及工程概算总表）8.3、建设资金筹措：本工程设计概算投资253.11万元。由上级按有关规定给予补助外，其余由地方自筹。31 水库除险加固工程初步设计报告书总概算表工程名称：营仔镇屋背塘水库除险加固工程单位：万元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五部分投资(%)I枢纽工程部分投资合计192.3339.06234.36100.00%一第一部分建筑工程181.26181.2677.34%1一挡水工程85.5585.5536.50%2二泄洪工程15.4515.456.59%3三输水涵工程8.888.883.79%4四防讯材料储备5.755.752.45%5五防汛道路工程48.6348.6320.75%6六管理工程17177.25%二第三部分金属结构设备及安装工程1.2734.271.82%1一调蓄水库工程1.2734.271.82%三第四部分临时工程9.779.774.17%1一施工导流工程3.173.171.35%2三临时房屋建筑工程110.43%3五其他临时工程5.65.62.39%五第五部分独立费用39.0639.0616.67%1建设管理费5.775.772.46%2工程建设监理费10.7310.734.58%3生产准备费4工程科学研究试验费5工程勘测设计费19.4419.448.29%6建设及施工场地征用费7其他3.133.131.33%一至五部分投资合计234.36100.00%基本预备费18.758.00%静态总投资253.11108.00%价差预备费建设期融资利息31 水库除险加固工程初步设计报告书枢纽工程部分总投资253.11108.00%附件：1、设计图纸2、计算书3、概算书31'