湖北省某水库除险加固工程初步设计报告

'1综合说明1.1绪言1.1.1工程概况XX水库位于湖北省XX县XX镇XX村，拦截XX支流XX河。地理位置东经115°20′，北纬30°18′，坝址以上承雨面积2.7km2,总库容356.3万m3,于1963年11月动工兴建，1965年4月竣工投入运行。该水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小（一）型水利枢纽工程。枢纽工程主要建筑物包括主坝、副坝、溢洪道和灌溉输水管。主坝为粘土心墙坝，最大坝高22.5m，坝顶高程47.95m（黄海高程，下同），坝顶长138m，宽5m。心墙顶高程46.25m，顶宽2m，两侧坡比1:0.2，心墙轴线距坝顶上游1.5m。大坝由上至下临水面坡比为1:4.0和1:3.15,平台高程和宽度分别36.20m和10.80m，背水面坡比为1:2.1和1:2.4，平台高程和宽度分别38.95m和1.4m。反滤坝顶高程33.85m，高7.0m，长92.8m，内外坡比分别为1：1和1:2.1。反滤坝顶有过坝对外交通公路，主坝迎水坡面设有0.3m厚的干砌块石护坡，背水面为草皮护坡。钢筋砼结构过坝渠位于主坝背水坡高程35.00m处，断面b×h=1.0×1.0m，全长90m，进口渠底高程35.50m，过流能力0.6m3/s，纵坡降1/1000。其边墙和底板厚度均为0.2m。副坝位于库尾的三合铺，为粘土心墙坝，最大坝高5.37m，坝顶高程47.45m，坝顶长166m，宽4.0m。副坝临水面和背水面坡比均为1:2.0左右，心墙顶高程47.45m，顶宽1m，坡比1:0.15，轴线与坝顶轴线重合。迎水坡未护砌，背水面坡脚无反滤坝，两侧坝坡灌木丛生，形状极不规则。开敞式溢洪道位于主坝左端约220m处山坳中，未护砌。溢流堰型式为宽顶堰，宽度2.8m，堰顶高程45.83m；其后陡坡段开挖未完成，尾水无出路，。输水管位于主坝左坝端，内径1.0m，管壁厚0.3m，为圆形钢筋混凝土坝下埋管，设计最大泄量5.0m3/s，进口高程36.07m，全长59.50m，纵坡1/200。输水管进口设有排架柱式启闭塔，内置工作闸门和检修闸门各一扇，配套15t手摇螺杆启闭机1台，启闭台与坝顶同高，高程为47.95m，启闭室3.6×3.6m，工作闸门为φ700圆筒活塞铸铁闸门，检修闸门为1×1m铸铁平板闸门。35 XX水库原设计灌溉面积0.7万亩，保护区人口2.0万人。保护耕地1.8万亩。1.2水文XX流域地处亚热带季风气候区，气候温和，雨量充沛。流域多年平均降水量1410mm，年内分布不均匀，主要集中在4月～10月。根据气象部门提供的资料，水库正常运用情况下设计风速为22.5m/s，非常运用情况下校核风速为15m/s。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》，本次初步设计确定的洪水标准为：50年一遇洪水设计、500年一遇洪水校核。XX水库为小型水库，无实测降雨量资料。因此，本次初步设计洪水计算采用直接查算《湖北省暴雨径流查算图表》和《湖北省可能最大暴雨图集》（以下简称《图表》和《图集》）中瞬时单位线法的方法推求各种频率的暴雨，进而推求各种频率的洪水，成果为：P=0.2%时入库最大洪峰88.5m3/s，最大下泄流量7.48m3/s，库水位46.61m；P=2%时入库最大洪峰65.80m3/s，最大下泄流量2.83m3/s，库水位46.36m。1.3地质1.3.1地形地貌水库区地貌属大别山南部丘陵区，坝址位于蕲河二级支流余河港的上游，地貌上呈缓坡U形河谷地貌特征。坝址段余河巷自南西流向北东，河道宽约3-4m。坝址区为构造剥蚀丘陵地形，山顶一般呈浑圆状，高程约在62m，左岸地形较为平坦，右岸地形较陡，约在30°左右。坝区周围库岸较平缓，库岸稳定，无滑坡、崩塌等物理现象。1.3.2地层岩性根据《中华人民共和国区域地质调查报告》（XX幅1∶20万）区域地质资料和实地查勘，坝址区出露地层为大别晋宁期侵入岩；片麻状花岗岩（r1-2），岩石遭受比较强烈的区域变质作用，岩石的蚀变，主要为高岭石化、绿泥石化较强烈。岩性主要为片麻状花岗岩。1.3.3地质构造与地震35 本区在大地构造上为秦岭东西向构造带，淮阳山字型构造及中国东部新华夏系构造第二窿起带等三大构造体系相交汇之部位，是一个相当活动的构造区。XX水库位于大别晋宁期侵入岩余凉亭岩体北东部。岩体侵入福主庙向斜北翼的飞虎山组的片麻岩中，与围岩呈侵入接触，东南部为白垩第三纪所覆盖。现场调查，坝址区主要表现为节理较发育，未见有区域断裂通过。依据《中国地震动参数区划图》（GB18306～2001），工程区所在地地震动峰值加速度为0.05g，对应的地震基本烈度为Ⅵ度。1.3.4水文地质条件坝址区含水层根据其埋藏条件和含水层的性质可划分为孔隙含水层、裂隙含水层和孔隙-裂隙混合含水层三种类型。孔隙含水层主要分布于第四系松散堆积层，河流冲积层、大坝两岸低山至坡脚处，厚度数米。孔隙-裂隙含水层主要分布于基岩强风化岩体上，主坝、坝基厚度约0.5～2.0m；副坝坝基强化风岩体未钻穿，分析最大厚度约10～20m。基岩裂隙含水层分布在上述强风化以外的基岩中，其含水量主要受节理裂隙的发育程度控制，一般含水量较少，水力联系差，局部节理裂隙密集带含水量较大。微风化与新鲜较完整岩体为相对隔水层，仅部分节理裂隙破坏其局部的隔水性能。地下水的补给方式主要为大气降水，次为地表水向下入渗补给。地下水向低洼地带径流排泄。1.3.5主、副坝坝基及坝肩岩体结构特征及透水性主坝坝基（肩）出露地层为大别～晋宁期侵入岩，主要岩性为片麻状花岗岩。根据岩体风化带划分标准，坝基（肩）岩体风化带可划分为强风化带、弱风化带和微风化带，各风化带厚度及分布具明显的差异特征。左坝肩对应（0+033）强风化岩体厚度0.70m，下限高程32.0；河床段对应（0+066）强风化岩体厚度0.45m，下限高程25.0m；右坝肩对应（0+096）强风化岩体厚度1.8m，下限高程29.41m。副坝主要岩性为片麻状花岗岩，左坝肩对应（0+041），揭露强风化岩体厚度14.4m，坝基对应（0+068），揭露强风化岩体厚度14.83m，右坝肩对应（0+120），揭露强风化岩体厚度7.54m。从压水试验可以看出：主坝坝基、左右坝肩强～弱风化岩体具中等透水性，副坝坝基、左右坝肩强～弱风化岩体具中等透水性。35 1.3.7主、副坝坝体心墙料的物质组成及透水性从勘察资料可以看出：主坝心墙填料的物质成分不均一，以中壤土为主，部分为重粉质壤土，局部为重壤土，棕黄～棕褐色。心墙土体中夹有单层厚度5～10cm不等的风化岩屑或风化岩碎块，主要分布在心墙土体的上部。心墙室内颗分：砾含量均值1.8%，砂粒含量均值41.9%，粉粒含量均值36.7%，粘粒含量均值19.6%，心墙粘性土料符合防渗体质量要求。室内击实试验，心墙的最大干密度1.78g/cm3，最优含水量16%，室内心墙试验的干密度1.53～1.79g/cm，均值1.66g/cm，平均压实度93.2%，最小压实度86%。心墙压实度未达到《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）要求。从室内试验结果看出，主坝心墙的渗透系数3.10×10-4～1.85×10-5cm/s,平均值1.36×10-4cm/s。钻孔注水试验渗透系数2.75×10-4～7.15×10-4cm/s,平均值5.08×10-4cm/s。心墙具10-4cm/s量级，其渗透系数不满足《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定的心墙防渗体不大于1×10-5cm/s的要求。副坝心墙填筑料主要为重粉质壤土。砂粒含量均值42.3%，粉粒含量均值36.4%，粘粒含量均值23.3%，心墙粘性土料符合填筑防渗体质量要求。室内击实试验，心墙料的最大干密度1.78g/cm3，最优含水量15.9%。室内试验心墙的干密度1.32～1.71g/cm3，平均值1.51g/cm3，平均压实度84.8%，最小压实度74.2%。心墙压实度未达到《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的要求。心墙室内试验渗透系数1.14×10-4～1.71×10-4cm/s,平均值1.42×10-4cm/s。钻孔注水试验渗透系数5.89×10-4～7.36×10-4cm/s,平均值6.71×10-4cm/s。心墙具10-4cm/s量级，其渗透系数不满足《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定的心墙防渗体不大于1×10-5cm/s的要求。1.3.8主、副坝坝壳代料层的工程性状和透水性主坝坝壳代料（粗粒料）为主，砾含量均值53.7%，砂粒含量均值44.6%，小于0.075，细粒含量均值1.7%，代料（粗粒料）符合心墙坝坝壳质量要求。坝壳代料（壤土）砾含量均值1.4%，砂粒含量均值48.4%，粉粒含量均值30.8%，粘粒含量均值19.4%，代料（壤土）不符合心墙坝坝壳质量要求。坝壳代料（粗粒料）标准贯入试验锤击数7～20击，呈松散～中密状态，按《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），坝壳砂土的相对密度Dr≥35 0.70，呈密实状态，坝壳料压实度不满足规范要求。主坝坝壳代料（粗粒料），钻孔注水试验K=3.8×10-3～8.7×10-3cm/s，均值6.25×10-3cm/s,具中等透水性，渗透系数符合规范要求，坝壳代料的渗透系数大于1×10-3cm/s的要求。代料壤土，室内试验渗透系数为2.31×10-4～2.33×10-4cm/s,平均值2.32×10-4cm/s，不符合规范要求。副坝坝壳代料为良好级配砾，分析良好级配砾，代料符合心墙坝坝壳填料质量要求。坝壳代料的标准贯入试验锤击数为3击，呈松散状态，按《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），坝壳砂土的相对密度Dr≥0.70，呈密实状态，坝壳料的压实度不满足规范要求。副坝坝壳代料良好级配砾分析其渗透系数为10-3cm/s量级，符合心墙坝壳料质量指标。1.3.9溢洪道工程地质条件及评价经地质测绘调查，溢洪道的地基为片麻状花岗岩，为强风化岩体，岩质边坡亦为强风化岩体，左右边坡较稳定。左岸边坡坡度约30°,岸坡高约3.2m；右岸边坡坡度约20～25°，岸坡高约2.5m。出口尾水渠与灌溉西干渠斜交流入河道，溢洪时将冲刷下游农田和西干渠。溢洪道处无大断裂构造，发育于如下三组节理：（1）走向NW335～354°，倾向SW或NW，倾角65-83°；（2）走向NE20～25°，倾向SE或NW，倾角75～85°；（3）走向NW315°，倾向NE，倾角67°。上述节理迹长3～5m，强风化岩体中充填泥砂物。1.3.10输水管工程地质条件及评价输水管地基为片麻状花岗岩，岩体为强风化，地基均匀，不存在不均一沉降不良地质现象。1.3.11天然建筑材料经调查和取样，天然建筑材料粘土料场位于在场区上游的县城关以北的长岭岗，运距25km；砂料场位于县城以西的西河驿的XX中，运距15km35 ；块石料场位于县城以南，运距20km；碎石料场位于武穴和XX交界处的艮山，运距60km，交通方便。砂料场一般为中砂，其质量经当地有关部门检测，主要矿物成分为石英与长石，砂质量较好，储量丰富。块石料岩性为石料为花岗岩，质地较新鲜坚硬，抗压强度一般大于60Mpa，料场在开采，储量丰富。碎石料可直接采购，料场岩性为灰岩，质地较新鲜坚硬，数量与质量均可满足要求。料场位于副坝右端库内的山丘上，为片麻状花岗岩的风化粗砂，储量丰富。1.4工程任务与规模1.4.1历年出现的险情1964年7月4日已完工的输水管检查情况：13节与14节交界处两处小眼泉水，8节靠山边1处1m长、0.3m宽、0.3m厚的砼脱落，未处理。1964年已施工过程中发现反滤坝发生沉陷，并有一小股渗流，外带黄泥，但是追挖，但未及源头，发现水是从心墙后部冒出来的。1968年雨季，坝脚两端发生大面积的散浸，散浸面20×10m2，开导流沟滤水进行处理。1974年4月坝脚散浸严重，通过用石子导滤处理。1975年大水，大坝脚原河床部位发生严重渗漏，用石子滤水进行处理。1984年进输水管检查，管内漏水3处，漏红锈黄泥1处，未处理。1987年7月，发现大坝过坝渠断裂1处，漏水严重，当时用水泥修补，同时更换止水橡皮，另发现槽身1跨倾斜，长度为5m。1993年大洪水，水库溢洪，冲毁下游良田百余亩。2003年10月，大坝过坝渠断裂3处，采取环氧树脂化学补强4m2。2004年8月，大坝脚发现漏水2处。及时采用石子导滤处理。2005年8月，活塞闸门发生严重断裂10处，不能关水、启闭，采取钻孔焊接处理，勉强维持运行。1.4.2存在的问题1、坝基、坝肩存在的问题35 主、副坝坝基地层为大别～晋宁期侵入岩～片麻状花岗岩，河床段、左右坝肩的强～弱风化岩体具中等透水性，坝基和左右坝肩存在渗漏和绕坝渗漏问题。2、心墙问题主坝心墙钻孔注水试验渗透系数3.10×10-4～1.85×10-5cm/s，均值1.36×10-4cm/s。副坝心墙钻孔注水试验渗透系数1.14×10-4～1.71×10-4cm/s，均值1.42×10-4cm/s。心墙具10-4cm/s量级，其渗透系数不符合《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定的心墙防渗体不大于1×10-5cm/s的要求。3、上游护坡问题主坝上游坝坡基本上是用乱石、风化石进行块石护坡的，块石下无垫层，松动严重，局部沉陷，高低不平，风浪淘刷严重。副坝上游未护坡，为草皮护坡，已被当地植树成林，坡面极不规则。4、反滤坝问题主坝反滤坝经挖探，发现上游坡未设反滤层，现反滤坝面成了上坝和对内交通的路面，存在沉陷。排水棱体局部排水不畅，无法起到排水棱体作用。副坝下游未设反滤坝。5、溢洪道问题溢洪道位于主坝左端山坳中，未护砌。进口无机耕桥，每遇泄洪，附近村庄交通中断；山体时有塌方；其后陡坡段开挖未完成，尾水无出路，为一未完建工程，不能满足洪水安全下泄。6、输水工程存在的问题现场检查发现输水管存在多处漏水、露筋等，止水橡皮严重破损，灌溉输水管多处裂缝，裂缝宽为0.8~1.2mm，从检测报告中看出灌溉输水管砼碳化深度为8~12mm，蜂窝麻面较多，单块面积为1~4m2，整体输水管砼强度均不满足规范要求。输水管进口设有柱式塔，排架、工作桥质量差，混凝土脱落碳化严重，碳化深度为6~8mm，露筋处数多达24处，经检测，砼强度均不满足规范要求。从检测资料还看出：灌溉输水管铸铁底孔闸阀，有3裂缝，不能操作；裂缝宽度为0.1～0.3mm，检修闸门卡死在门槽中不能移动；铸铁活塞式工作闸门有16条裂缝，裂缝宽度为0.1～2mm，操作很困难，最大变形为25mm；启闭杆轴向弯曲摆度30mm，关闭闸门时，不能完全关闭，启闭机过量关闭造成螺杆弯曲。启闭机机座锈蚀、机盖螺栓大部分丢失，机壳破裂且锈蚀严重。闸门开启困难，对建筑物防汛构成安全隐患。35 铸铁工作闸门与底孔截止铸铁阀门不能正常运行，根据《水利水电工程金属结构报废标准》（SL226-98）规定，该水库输水管闸门及启闭设施都应作报废处理。7、基础设施存在的问题（1）观测设施大坝自建库以来，无渗流、沉陷、位移观测设施，无法对大坝进行监测。（2）防洪调度系统按《综合利用水库调度通则》要求，小（1）型水库应配备防洪调度系统，以满足开展水文预报工作的需要，提高水库调度水平，XX水库无雨量站，无水位观测尺。（3）交通设施XX水库无交通车。（4）生活、办公基础设施水库管理处至今在建库时建的三间土房内办公，办公设施极差，无程控电话。1.4.3险险加固必要性根据水库运行中暴露的问题,该水库一直带病运行,管理单位一直限制水库蓄水运行,不能正常地发挥水库的工程效益。为了确保下游2万人口的生命财产安全和1.8万亩耕地以及保护蕲太公路,确保下游0.7万亩农田灌溉,以及确保工程效益的正常发挥,对XX水库进行除险加固是十分必要的,也是十分迫切的。1.4.4工程任务针对水库枢纽工程存在的主要问题及历年发生的险情,本次加固工程主要措施有:针对水库枢纽工程存在的主要问题及历年发生的险情,本次加固工程主要措施有:（1）主坝坝基、坝体的处理，反滤坝加固整修，同时对主坝上游块石护坡进行局部翻修。（2）副坝坝基、坝体的处理，增设贴坡反滤，同时对副坝上游进行块石护坡。（3）溢洪道完建，新建堰体段、泄槽段、消能设施及尾水渠的开挖和局部护砌。（4）原输水管采用钢管衬砌加固，拆除重建启闭机室、工作桥，并更换闸门及启闭设施。（4）坝顶新增泥结石路面。（5）增设水位观测设施及必要的办公设施等。35 水库建库以来，在灌溉、防洪、供水、水产养殖等方面发挥了较大效益，但由于水库存在多方面质量隐患，为三类病险水库，多年来一直限制水位运用，严重影响了灌溉兴利效益和防洪安全的发挥。1.4.5工程规模根据水库承雨面积2.7Km2，总库容为354.40万m3,XX水库为四等工程,大坝防洪标准采用50年一遇洪水标准设计，500年一遇洪水标准校核。XX水库枢纽工程包括主副坝、溢洪道、输水系统和渠系工程。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的有关规定，XX水库枢纽工程为Ⅳ等工程，大坝、溢洪道、输水管等建筑物为4级建筑物。1.5加固工程设计1.5.1工程等别与标准XX水库总库容为354.40万m3，按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定，水库为小（一）型水库，枢纽工程为Ⅳ等工程，主要建筑物为4级建筑物，据此确定主副坝、溢洪道、输水管为4级建筑物。地震基本烈度为VI度。1.5.2加固设计根据XX水库存在的主要问题，依据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）、《水库工程管理设计规范》等标准、规范、报告和批文，确定如下除险加固内容：主副坝加固设计；溢洪道整修；加固输水管等设计。主要设计方案：（1）主坝，主要解决坝基、坝肩渗漏问题和增强坝身的压实度。推荐的方案为：对坝基、坝肩进行帷幕灌浆，坝体心墙进行粘土灌浆，下游反滤坝加固整修，增建坝顶泥结石路面；（2）副坝，主要解决坝基、坝肩渗漏问题和增强坝身的压实度。推荐的方案为：对坝基、坝肩进行帷幕灌浆，坝体心墙进行粘土灌浆，增设上游干砌块石护坡及下游贴坡反滤，增建坝顶泥结石路面；（3）溢洪道局部完建；（4）维修输水管及配套必要的管理设施等。1.5.2.1坝体加固设计为了解决坝体稳定、坝体填筑不密实等问题，本阶段采取了将主、副坝体35 心墙粘土灌浆、主坝上游干砌石拆除重建、反滤坝加固整修，副坝增设上游干砌块石护坡，增设下游反滤设施等措施。1、主、副坝坝体加固措施从坝顶高程复核可知，主坝坝顶满足要求，但心墙顶不满足要求；副坝坝顶不满足要求，但心墙顶满足要求；又由地质资料可知：主坝心墙料主要由含有少量碎石的粘土或粉质粘土组成。心墙料的压实度为0.86，小于规范要求，心墙碾压不密实。副坝心墙料的压实度仅为0.742，小于规范要求，心墙碾压不密实。于是可采用粘土灌浆来提高心墙的密实度，从而满足心墙的要求。粘土灌浆是将钻孔内的浆液在灌浆压力作用下，直径较小颗粒组成的浆液渗透到土体大颗粒的空隙内。其渗透程度随压力而增加，由于在渗透过程中能量消耗大，影响范围小，灌浆压力对地层的挤压作用也很有限，如果适当地增大灌浆压力，当其在孔壁上引起的切向拉应力大于地层的小主应力与土壤的抗拉强度之和时，应会使土体发生劈裂，浆液沿裂缝流动，能量消耗小，浸入范围大，当灌浆停止时，压力减小，土体回弹压缩浆液，促使浆体排水固结，进而提高浆体密度，根据XX水库大坝心墙的实际情况，由于心墙存在回填质量差等问题，为浆液的渗透创造了条件，可以达到挤压劈裂的效果。综上所述，XX水库主、副坝心墙加固设计采用粘土灌浆处理的方案是较符合实际的。2、主、副坝粘土灌浆设计为了提高心墙的抗渗性，针对主、副坝心墙压实不密实等问题，对主、副坝心墙处理措施为粘土灌浆。粘土灌浆技术参数如下表。表1-1粘土灌浆技术参数表项目或参数指标项目或参数指标土料成分（%）粘粒30～50单孔最大压力(Kpa)75～150粉粒40～60制浆方法湿法制浆砂粒10～20钻进方法泥浆循环钻进泥浆密度(g/cm3)1.3～1.6灌注方法全孔灌注法泥浆浓度1:0.5～1:1.45灌注顺序自下而上泥浆粘度(s)20～200复灌时间初灌5天后泥浆稳定性(g/cm3)0.01～0.1复灌次数5次起始压力(Kpa)50～100①灌浆原则：稀浆开路，浓浆灌注，分序施灌，先疏后密，少灌多复，控制浆量。②心墙灌浆轴线及范围确定心墙灌浆采用单排，孔距1.0m，布置范围为坝体心墙段。35 ③心墙灌浆深度确定心墙灌浆孔深以达到心墙底面为准。④灌浆方式因坝体较松软，为使孔壁固结和密实上层土体，防止孔壁塌落，使用较大压力灌注深层缝穴，不致冒浆、串浆，采用自下而上分段灌浆，每孔段长5-7m。⑤灌浆材料粘土是灌浆的主要材料，其物理性质指标范围按下表选用。粘土灌浆浆液的配制，掺合料的选用根据现场实验确定。表1-2粘土物理性质选择范围表颗粒组成(%)比重流性限度(%)塑性限度(%)塑性指数(%)2-0.05(mm)0.05-0.005(mm)<0.005(mm)2.65-2.7532-4019-2510-2010-2040-6030-50⑥灌浆压力根据《土坝坝体灌浆技术规范》（SD266-88）及有关的工程的经验，确定注浆管上端孔口压力应小于200kpa。先采用小孔口压力灌浆，不吃浆时逐渐提高孔口灌浆压力，直至达最大孔口灌浆压力。⑦灌浆控制包括灌浆控制，灌浆压力控制、横向水平位移控制、裂缝开展控制，灌浆控制施行于灌浆过程的始终。灌浆量控制：灌浆采用定量灌注法，而不是灌至不吃浆为止，坚持“少灌多复”每孔每次平均灌注量以孔深计，每米孔深控制在0.2-0.3m3。灌浆压力控制：控制在最大允许孔口压力以内。横向水平位移控制：灌浆时，坝顶上、下游两坝肩处横向水平位移一般要求控制在3cm以内。裂缝开展宽度与长度控制：裂缝限制根据试验确定，坝面一般控制在1cm以内，要求在停灌后坝体裂缝能基本闭合。裂缝长度一般控制在Ⅰ序孔间距内，并要求尽量避免坝面出现裂缝。⑧复灌次数：Ⅰ序孔8-10次；Ⅱ、Ⅲ序孔5-6次，不少于5次。35 间隔时间：主要以灌入坝体裂缝中浆体的固结状态来确定，应待前次灌入的泥浆基本固结后，并根据坝体的变形情况，再确定进行复灌，每次间隔时间不少于5天。⑨心墙灌浆观测工作根据《土坝坝体灌浆技术规范》（SD266-88）要求，为保证坝体灌浆质量和坝体安全，检验灌浆效果，在灌浆期间应进行观测，观测项目包括表面变形、坝体深部位移、坝顶裂缝、坝体冒浆观测、渗流监测等。在灌浆过程中，应有专职观测人员负责观测工作，全面控制灌浆质量，及时发现和解决施工中出现的问题。水平位移（横向）观测：根据选定的观测断面，布设观测位移桩，可用木桩或砼柱。在灌浆期间，每天观测2-4次。非灌浆期间，每5天观测1次。竖向位移（沉陷）观测：竖向位移应与水平位移桩相结合，并同时进行观测，以便进行资料分析。在灌浆前，至少应观测2次。灌浆期间，每天观测1-2次，非灌浆期间，每5天观测1次。在灌浆时，坝顶上下游坝肩允许横向水平位移量要求控制在3cm以内，并在停灌后能够基本复原。3、套井冲抓设计对于主坝心墙欠高，采用冲抓套井回填粘土心墙，套井深度至45.75m高程。加固后回填心墙顶高程为46.66m。心墙粘土材料渗透系数不大于1×10-5cm/s，心墙粘土的干密度大于15KN/m3，粘粒含量35%～50%，含水率控制最优含水量±3%的范围内，套井回填土压实度≥96%。钻孔布置在坝轴线上，按主孔和套孔相间布置，一主一套相交连接成墙。设计单排孔布置，与心墙同轴线，开孔直径2R=1.1m，孔距L=0.78m，填筑心墙成墙有效厚度T=0.78m。4、主、副坝坝基帷幕灌浆设计为了增强防渗效果，彻底根限主坝安全隐患，针对该水库大坝坝基和坝肩岩层透水性强的问题，根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的规定，对主、副坝坝基和坝肩进行帷幕灌浆处理。（1）帷幕灌浆的深度帷幕的底线按坝基q=10Lu进行控制。（2）帷幕灌浆长度大坝左、右坝肩帷幕长度以正常蓄水位与基岩透水率101u的交线。（3）帷幕灌浆孔距根据坝基地质特点，大坝坝基和坝肩进行单排帷幕灌浆处理，帷幕孔距为2.0m。35 （4）灌注材料以水泥灌浆为主，为了确保灌浆质量，要求使用42.5级普通硅酸盐水泥,细度要求通过4900孔/cm2标准筛的筛余量不超过2%。（5）灌浆压力采用自上而下的灌浆顺序。接触面的灌浆压力采用1～2kg/cm2，其下逐渐增加3～6kg/cm2。5、主、副坝其他设计（1）主、副坝坝坡设计根据稳定计算结果，在对主、副坝进行心墙加固处理后，主、副坝下游坝坡稳定均满足要求。除险加固后，主坝上游坡平台高程仍为36.20m,宽为10.8m，坝坡坡比从上至下为1：4.0，1：3.15；下游坡平台高程为38.95m，宽1.4m，坝坡坡比从上至下为1：2.1，1：2.4；反滤坝顶高程为33.85m，外坡比为1：2.1，内坡比为1：1。副坝临水面和背水面坡比均为1:2.0。主坝对上游坝坡局部干砌块石护坡进行翻修，护坡厚度与原来相同为30cm，护坡范围从37.39m高程至坝顶。下游坝坡沿坝轴线方向在38.95m高程平台上设一条纵向排水沟，排水沟断面尺寸为30cm×40cm，结构为浆砌石，表面抹砂浆；包括两坝肩垂直坝轴线方向设四条竖向排水沟，断面尺寸为30cm×40cm。纵、横排水沟交叉连接，保证坝坡排水通畅。对副坝上游坝坡进行干砌块石护坡，护坡厚度为30cm，下设10cm碎石垫层，护坡范围从坡脚（42.45m高程）至坝顶。下游坝坡包括两坝肩垂直坝轴线方向设四条竖向排水沟，断面尺寸为30cm×40cm。（2）坝顶设计主坝坝顶设计泥结石路面，整个路面宽5.0m，厚300mm，其中泥结石路面宽4.4m，其下设20mm磨耗层，180mm泥结碎石，100mm级配碎石垫层，坝顶路面高程47.95m。坝顶上、下游设C20砼路肩石。坝顶排水设双向坡，坡比2%。根据水文计算成果，副坝欠高0.34m，直接在坝顶增设泥结石路面，整个路面宽4.0m，厚350mm，其中泥结石路面宽3.4m，其下设20mm磨耗层，180mm泥结碎石，150mm级配碎石垫层，坝顶路面高程47.80m。坝顶上、下游设C20砼路肩石。坝顶排水设双向坡，坡比2%。35 （3）反滤坝设计由于主坝反滤坝坝面成了上坝和对内交通的主要路面，存在沉陷，且反滤坝上游坡未设反滤层，反滤坝局部排水不畅。故本次考虑将大坝反滤坝局部进行加固整修，将局部原干砌石反滤坝表层风化块石拆除0.3m～0.5m，并局部抽槽处理。由于副坝下游坡无反滤坝，故本次考虑在下游坡设置贴坡反滤。从渗流计算可知，副坝下游坝坡最高出逸点为高程44.85m，故设计贴坡反滤的顶高程为45.00m，从外至内分别为0.3m厚的干砌块石、0.15m厚碎石、0.15m厚粗砂。1.5.2.2渗流分析1、计算水位参数根据水文计算成果，XX水库校核洪水位46.61m，设计洪水位46.36m，正常高水位45.83m，死水位36.07m。2、现状渗流分析（1）分区和渗透系数选取根据《XX水库除险加固工程地质勘察报告》（初步设计阶段）所提供的土层性质和渗透系数，主、副坝渗流计算时计算断面采用最大断面。（2）计算方法大坝渗流计算采用有限元二维渗流方法，土层渗透系数按各向同性考虑，大坝采用最大断面进行计算。（3）计算成果经计算，各种工况下，心墙、下游坝壳、坝基水力渗透坡降及渗透量成果见下表。表1-3主坝0+066现状渗流计算成果表计算工况心墙与基岩接触坡降【J】=2-3下游坝坡渗透坡降【J】=0.15-0.2渗流量m3/d.m计算值计算值计算值45.83（正常高水位）0.570.2311.6846.36（设计洪水位）0.580.2312.2746.61（校核洪水位）0.600.2412.60表1-4副坝0+120现状渗流计算成果表计算工况心墙与基岩接触坡降【J】=2-3下游坝坡渗透坡降【J】=0.15-0.2渗流量m3/d.m计算值计算值计算值45.83（正常高水位）0.260.201.2746.36（设计洪水位）0.380.221.6146.61（校核洪水位）0.430.251.7835 从计算结果可知，主坝在各种工况下浸润线均在反滤坝处出逸，出逸点偏高，而副坝由于下游无反滤设施，在各种工况下浸润线均在坝坡出逸，且出逸点较高，在校核洪水位工况下在高程44.85m出逸。渗漏量一般，对水库效益有一定影响。3、除险加固后渗流分析大坝除险加固选定方案是对心墙进行粘土灌浆处理，心墙渗透系数已达到1×10-6cm/s，允许水力渗透比降也会同时提高，坝基和坝肩渗透系数为1×10-5cm/s。（1）计算分区及水位组合土层分区：除现状渗流分析分区外，增加两个防渗处理区，水位组合与现状渗流分析相同，其计算成果见下表。表1-5主坝0+066除险后渗流计算成果表计算工况心墙【J】=2-3下游坝壳【J】=0.15-0.2渗流量m3/d.m计算值计算值计算值45.83（正常高水位）0.460.168.7646.36（设计洪水位）0.480.179.9346.61（校核洪水位）0.510.1810.65表1-6副坝0+120除险后渗流计算成果表计算工况心墙【J】=2-3下游坝壳【J】=0.15-0.2渗流量m3/d.m计算值计算值计算值45.83（正常高水位）0.210.100.10346.36（设计洪水位）0.330.160.12746.61（校核洪水位）0.370.200.138（2）结果分析从上表可以看出，各种工况下，浸润线均进入下游反滤坝，表明心墙阻水能力强。且渗透坡降均能满足要求。1.5.2.3稳定计算分析1、计算工况根据规范要求，并结合XX水库的实际运用情况，大坝坝坡稳定分析选用如下几种工况进行计算。（1）正常运用：设计洪水位46.36m下形成稳定渗流期下游坡坝稳定；正常高水位45.83m下形成稳定渗流期下游坡坝稳定；35 （2）非常运用条件：校核水位降至正常水位上游坝坡稳定；校核水位46.61m下游坝坡稳定。2、分析方法及依据（1）稳定渗流期按规范对Ⅲ级建筑物确定抗剪强度采用瑞典条分法的有效应力法，并以其中较小的安全系数作为依据，不计及条块间作用力。计算公式如下：K=Σ{C′L+[（W1+W2）cosβ+γwZl-Ul]tgΦ′}/[Σ(W1+W2)sinβ]K——整个滑体剩余下滑力计算的安全系数L——单个土条的滑动面长度（m）W1——在坝坡外水位以上的条块实重（KN）W2——在坝坡外水位以下的条块实重（KN）U——稳定渗流期或水库水位降落期坝体或地基中的孔隙压力β——条块的重力线与通过此条块底面中点半径之间的夹角C′、Φ′——各土层的抗剪强度有效应力指标（2）水位降落期由于XX水库输水管的引用流量较小，库水位从校核洪水位降至正常高水位后，通过输水管进一步降低至死水位的降落速度十分缓慢，因此只复核水位降落期的从校核水位降至正常高水位上游坝坡抗滑稳定安全复核。通过计算可知，大坝在加固前、后下游坝坡的稳定均满足规范要求。1.5.2.4溢洪道设计（1）进口段（桩号0-057.16～0+000）进口段桩号0-057.16～0-031为浆砌石衬砌，底板与边墙为分离式结构，边墙为重力式浆砌石挡土墙，顶宽0.4m，墙高为2.0m，底板厚为0.4m；堰前10m设1：10的倒坡；桩号0-031～0-010长21m只开挖不衬砌，。（2）堰体段（桩号0+000～0+005）堰体段为钢筋砼结构，堰顶高程45.83m，堰体段长5.0m，宽4.0m，为宽顶堰，边墙为L型挡土墙结构，底板厚为0.5m，边墙顶宽0.4m，底宽0.5m，墙高为1.5m,采用C20砼。（3）泄槽段（桩号0+005～0+063）35 泄槽段长58m，坡比为1：7.9，均采用浆砌石护砌。桩号0+005～0+015段底板与边墙为分离式结构，边墙由重力式挡墙渐变为浆砌石贴坡衬砌，重力式挡土墙顶宽0.4m，墙高1.5m，底板厚为0.4m，浆砌石贴坡衬砌墙高2.0m，坡比1:1.5。桩号0+015～0+055段边墙为浆砌石贴坡衬砌，底板与边墙为分离式结构，底板厚为0.4m。浆砌石贴坡衬砌墙高1.5m，坡比1:1.5。桩号0+055～0+063段底板与边墙为分离式结构，边墙由浆砌石贴坡衬砌渐变为重力式挡墙，浆砌石贴坡衬砌墙高1.0m，坡比1:1.5，重力式挡土墙顶宽0.4m，墙高2.5m，底板厚为0.4m。（4）消能段（桩号0+063～0+073）消能段为整体式钢筋砼结构，宽10.0m，消力池深1.5m，消力池底高程为38.49m。边墙高2.5m，边墙顶宽为0.4m，底宽为4.0m，底板厚0.6m，采用C20砼。消力池底板下设有150mm后碎石垫层，并设有排水孔，排水孔梅花型布置，直径为75mm，排距、行距均为2m。溢洪道底板共为分若干块，块与块之间设伸缩缝，泄槽段的缝与缝间设紫铜片止水，底板下设纵横排水暗沟。（5）尾水渠（桩号0+078～0+131.06）尾水渠长53m，为保证水流平顺，开挖至现有一水塘，两侧边坡及底板均不考虑衬砌,两侧边坡按1：1.5开挖成型，底坡按1/500控制，渠底宽4.0m,渠高1.5m。1.5.2.5输水管设计根据XX水库输水管的结构复核可知，XX水库输水管管侧抗裂不满足要求。现场检查发现输水管存在多处漏水、露筋等，止水橡皮严重破损，灌溉输水管多处裂缝，裂缝宽为0.8~1.2mm，从检测报告中看出灌溉输水管砼碳化深度为8~12mm，蜂窝麻面较多，单块面积为1~4m2，钢筋外露、渗水严重。针对以上情况，对输水管进行加固处理以达到补强和减糙的目的，将输水管进口柱式塔拆除重建。根据以上要求对输水管管身的加固方案作如下比较：方案一：钢衬。钢衬对隧洞或涵管补强和减糙是一种常见的施工方法，在技术上是成熟的，且使用长久。对于本工程施工难度也不是很大，因为输水管管径有1.0m，采用钢衬补强时的支撑以及钢管进洞时施工人员操作等方面比较简单、方便。方案二：粘贴碳纤维布35 1、首先对裂缝和渗水点进行处理，对裂缝用人工将缝凿成一定宽度的V型槽，用水将缝槽冲洗干净，用武汉长江加固技术有限公司研制生产的YZJ-5（AB组合）化学浆材灌入槽内，凝固后形成完整组合。2、对于输水管内表面蜂窝麻面处理，首先清除表面剥落疏松腐蚀和碳化的砼至露出完好无损的砼，然后将砼表面磨平，在砼表面涂刷YZJ-CD基底结构胶，在基底结构胶面层用YZJ-CZ结构胶修补，用与碳纤维布配套使用的YZJ-CQ浸渍胶涂刷修补胶表面，粘贴碳纤维布，在碳纤维布上涂YZJ-CQ胶，粘贴第二层碳纤维布，然后在碳纤维布上涂YZJ-CQ胶滚压含浸。表面修饰完成后用打磨机把整个管道内表面粗磨，用喷雾器喷洒Hm1500防水剂填补表面毛孔，用YZJ-J防水涂料（AB组合、溶剂2：1）涂刷。以上两种方案，技术上都是成熟的，从投资比较两者相当，但从长久利益和管理上比较，方案一优于方案二，因此选用方案一，作为本次输水管加固措施。本阶段钢衬取管壁厚度8mm。(1)输水管的布置输水管长59.5m，底坡1/200。洞身为圆形，采用钢板衬砌加固，进口排架拆除重建，柱式塔前新建13.60m的渐变段和喇叭口段，管身段进行钢板衬砌，进水口断面尺寸为1.0×1.0m，柱式塔内布置有工作闸门，输水管进口底高程为36.11m，出口底高程为35.83m。(2)输水管的进水口设计根据输水管布置可知，进口段包括喇叭形进水口和竖井，其拟定过水断面最大尺寸为b×h=1.0m×1.0m，现按照泄洪工况和灌溉工况计算,泄洪设计流量为5m3/s,灌溉设计流量为1.8m3/s，计算闸孔出流流态时工作闸门上游最小水深和上游最大水深时的过流能力。经计算当闸前水位达到37.52m（水深0.4m）闸门全开(相对开度0.65)时就能满足灌溉流量要求；当库水位达到校核洪水位46.61时，闸孔通过最大流量为11.75m3/s。1.5.2.6大坝安全监测设计1、上、下游水位监测目前上游水位库容通过人工观测，新建上游水位观测尺，另在溢洪道堰顶设置1根水尺。共20根，长40m。下游坝脚设量水堰一座。1.6金属结构输水管更换工作闸门、启闭机、增设拦污设施。输水管工作闸门门底高程36.11m，闸孔口尺寸b×h=1.0m×1.0m。校核洪水位为46.61m，设计洪水位为46.36m，35 通过计算，输水管工作闸门选用200KN手电两用螺杆式启闭机。1.7施工组织设计本工程初拟的施工总工期为12个月，计划施工从投资第一年10月至第二年9月。1.8水库淹设处理及工程占地根据本次防洪复核成果，XX水库正常高水位45.83m与原相同，没有增加淹没，因此本次除险加固工程，不存在库区淹没损失和淹没处理问题。XX水库除险加固工程占地包括永久占地和临时占地面部分，施工临时占地14.62亩，补偿标准按1500元/亩。1.9工程管理XX水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用的小（一）型水库。该工程的管理单位为XX县XX水库管理处。XX水库管理处办公条件极差，根据《水库工程管理设计规范》（SL106-96）有关规定，新建办公楼以及文化设施用房150m2。结合本次整险加固工程，拟增设和完善如下工程观测设施：上游水位观测：目前上游水位库容通过人工观测，新建溢洪道及上游水位观测尺，共20根，长40m，且在下游坝脚设一座量水堰。对于大坝存在的白蚁危害采取措施，按找巢、灭杀、灌填3个环节进行防治措施。1.10环境保护设计XX水库除险加固后对工程区有一定的影响，但从总体上看，工程加固后提高了灌溉、供水、养殖效益，并且水库下游的防洪安全有了保障。虽然施工期间，将对工程区环境产生不利影响，但影响是局部的、暂时的，通过采取相应的对策措施可以减免。因此，从环境角度讲，不存在制约因素，不会造成大的不利影响，工程是完全可行的。水质保护措施1、砂石料冲洗废水处理2、施工机械冲洗废水处理3、施工碱性废水处理35 4、施工营地生活污水初级处理环境空气质量保护1、防尘措施1）多尘物料运输过程中的除尘2）物料堆积时的防尘3）劳动保护2、燃油废气控制措施噪声防护1、噪声源控制2、合理安排施工时段3、劳动保护4、补偿措施固体废弃物处理生活垃圾不得随意堆放、丢弃，不得占用施工营地附近农田及其他土地资源，不得入河，施工营地内产生的各类生活垃圾均应集中收集至定点的垃圾桶内，由工程建设管理部门委托当地环卫部门统一清运、处理，每天清运1次，夏季每周对垃圾桶进行消毒处理，防止苍蝇蚊虫等害虫孳生。本项目每个施工营地设置垃圾桶2个，共4个。人群健康保护①生活饮用水保护②施工区卫生清理③施工区公共卫生设施④卫生防疫环保投资概算凡为减免工程施工造成的环境影响而采取的环境保护措施、工程监理及相应运行费，均列为环保投资。本工程环境保护投资为3.76万元。1.11水土保持设计35 按照《开发建设项目水土保持方案技术规范》(SL204-98)的规定，水库除险加固工程水土流失防治责任范围包括项目建设区和直接影响区。项目建设区有主体工程建设区(含工程区、施工营地、水库管理所)、弃渣场、施工道路；直接影响区主要有道路影响区等。根据工程初设成果，并结合项目区环境背景状况分祈，确定项目建设水土流失防治责任范围为1.35h㎡。工程新增水土流失预测水库加固工程施工，拆除弃渣的处置，施工道路修建以及施工临时占地(包括施工营地、备料场)等都不同程度地改变、损毁原有地貌植被，降低或破坏其水土保持功能。结合工程初步设计阶段施工布置，经预测，工程建设施工活动扰动原地貌面积为1.35h㎡。工程新增水土流失量工程弃渣主要来源于上下游护坡块石拆除料、土石方开挖料等弃渣。根据施工组织设计，工程临时弃渣量约1.0万m3。根据扰动面积、弃渣量、堆放方式、施工区地形地貌、植被覆盖、水土流失现状的因素，采用经验公式法进行预测，工程新增水土流失总量约1.5万t。根据新增水土流失预测结果，弃渣场、土料场和改造道路是新增水土流失重点区域，须采取必要的水土保持措施。1.11.1水土保持措施(1)大坝工程区水库加固造成水土流失的因素主要有土石方开挖、填筑等，水土流失预防措施要求开挖弃土弃渣应及时清运至临时渣场;避免暴雨施工作业，易引起开挖面沟蚀甚至垮塌;建筑物施工结束后及时进行土方回填、清理平整。(2)施工场地(含施工临时道路)工程施工布置及施工临时道路占地约1.0h㎡。在工程结束后，清除施工现场所有的弃渣，对场地进行平整。沿施工道路一侧种草，其余面积进行复耕。按占地23%布置植被恢复措施，植树面积为0.77h㎡。(3)弃渣场本工程弃渣场布设在坝下游缓坡处，占地面积约0.35h㎡。弃渣主要源于土石方开挖量。根据主体工程施工布置特点以及施工进度，工程弃渣时段在枯水期，拟对弃渣弃土按"先弃后拦"的原则采取措施防护，即对堆渣形成的边坡坡角及时采取护脚工程措施，工程护脚采用浆砌石挡墙,高0.6m。工程护脚的上方坡面采取植草护坡，并辅以排水工程措施。1)排水工程35 根据弃渣场周边地形条件，弃渣场坡面径流可排入系统排水沟，拟在渣场四周布设排水沟，引排渣场汇流进入水塘。排水沟断面为矩形，底宽0.3m，深0.3m，浆砌石衬砌厚度0.3m，需浆砌石85m3，土方开挖320m3。2)植物措施为稳固堆渣坡面，拟对渣面采取草籽护坡，初拟植草面积约1.58h㎡，堆渣完毕后对堆渣体进行全面平整，并采用植树造林措施恢复植被。树种选择以水土保持功能强、防风效果显著为原则，株距1～2m，行距2～4m。规划植被恢复总面积约0.77h㎡，植树总计1000株，整地面积0.77h㎡。1.11.2水土保持监测与监理根据本工程可能造咸水土流失特点及水土保持防治措施,初步拟定在弃渣场布设1个监测点。监测内容主要包括:工程建设活动扰动地表、破坏植被及损毁原水土保持设施的面积;弃渣数量、时段及弃渣变化等;工程新增水土流失的类型、强度、流失量及影响水土流失的主要因子(降雨量、降雨强度、地形变化)；调查统计水土保持措施的防治效果、改善生态环境的作用等。根据《水土保持监测技术规程(SL2372002)》的要求，监测方法主要采用地面观测法和调查监测法。对重点监测的渣场及土料场主要采用地面观测法，辅以调查监测法。监测时段为施工期为1.5年。监测频率为:每年对植被破坏情况、水土流失形式调查一次；降雨强度大于50㎜/h的雨后，对弃渣场观测点观测一次。1.11.3水土保持监理根据《关于加强大申型开发建设项目水土保持监理工作的通知》(水保[2003]89号)要求，本工程建设应实行水土保持监理。建设单位须通过招标方式，确定具有水土保持监理资质的单位承担本工程水土保持监理工作；监理人员必须取得水土保持监理工程师证书或监理资格培训结业证书，实行持证上岗。根据水土保持工程进度安排、本工程水土保持监理工作初拟1名监理人员，监理时段为12个月。1.11.4水土保持投资概算根据所需采取水土保持工程量，本工程水土保持静态总投资6.75万元，其中损毁水土保持设施补偿费0.6万元。35 1.12工程概算本次加固主要内容：主、副坝心墙粘土灌浆，主、副坝基帷幕灌浆、主坝下游反滤坝翻修，主坝上游干砌石拆除重建，副坝新建上游干砌块石护坡，下游增设反滤，坝顶泥结石路面；溢洪道续建；输水管加固等。工程静态总投资497.92万元。其中建筑工程340.58万元，机电设备及安装工程0万元，金属结构及安装工程13.65万元，临时工程27.84万元，独立费用77.76万元，预备费用27.59万元，环保及水保投资10.50万元。1.13经济评价本除险加固工程经济评价主要依据国家计委、建设部发布的《建设项目经济评价方法与参数》第三版，水利部发布的《水利建设项目经济评价规范》（SL72-94）及工程规划设计资料进行。经计算，各指标为：经济内部收益率（EIRR）=19.34%＞8%经济净现值（ENPV）=215.95万元＞0经济效益费用比（EBCR）=1.39＞135 2水文2.1基本概况2.1.1工程概况XX水库工程于1963年11月动工兴建，1965年4月建成。水库承雨面积2.7km2，大坝为粘土心墙代料坝。原设计总库容394万m3，其中死库容37万m3，兴利库容261万m3，调洪库容96m3。是一座以灌溉为主，兼有防洪、水产养殖的综合利用工程。水库枢纽工程包括大坝、溢洪道、输水管和电站，溢洪道位于大坝右端的山坳口。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）的有关规定，XX水库枢纽工程为Ⅳ等工程，大坝、溢洪道、输水管主要建筑物为四级建筑物。2.1.2流域特性根据工程所在地1/10000地形图复核结果，XX水库流域特性指标与原设计资料中进行洪水复核采用参数基本一致，为保持资料的延续性，仍利用原整编资料所提供的洪水复核参数，见下表2-1。表2-1流域特性表水库承雨面积F主河道长L主河道坡降J数量2.7km22.72km12.6‰XX流域地处亚热带季风气候区，气候温和，雨量偏少。年平均气温15～15.5℃，流域多年平均降雨量为1410mm，年内分布不均匀，主要集中在4月～10月。根据气象部门提供的资料，水库正常运用情况下设计风速为22.5m/s，非常运用情况下校核风速为15.0m/s。2.2洪水计算2.2.1洪水标准及基本资料XX水库原设计洪水标准为：50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），XX水库设计洪水标准为50～30年（重现期），校核洪水标准为300～1000年（重现期）。考虑到水库库容较大，以及其地理位置的重要性，故本次初步设计的防洪标准与安全鉴定阶段相同，采用50年一遇洪水标准设计，500年一遇洪水标准校核。该水库无降雨量资料。 2.2.2设计暴雨1.设计点雨量35 因该水库库区及附近均无完整的降雨资料，所以本次设计暴雨资料采用查《图表》和《图集》，XX水库位于水文气象分区第Ⅲ区，根据所在流域中心位置查暴雨等值线图。按全省统一标准CS=3.5CV，查得流域暴雨统计参数见表2-2。表2-2点雨量参数表H10’均=17.5mmCV=0.35CS=3.50CVH1均=42mmCV=0.38CS=3.50CVH6均=69mmCV=0.51CS=3.50CVH24均=116mmCV=0.54CS=3.50CV采用湖北省常用CS值，即CS=3.5CV，查皮尔逊Ⅲ型频率曲线模比系数表,各种频率不同时段kP值见表2-3，点雨量计算见表2-4。表2-3Kp值成果表P（%）KP10"KP1KP6KP24101.471.511.681.7151.671.732.012.0721.922.022.452.550.22.522.73.563.76表2-4点雨量计算成果表P（%）H10"点=H10"均×KP1(mm)H1点=H1均×KP1（mm）H6点=H6均×KP6（mm）H24点=H24均×KP24（mm）1025.7363.42115.575198.36529.2372.66138.69240.12233.6084.84169.05295.800.244.10113.4245.30436.162.面雨量计算（1）不考虑递减系数时面雨量计算由于XX水库控制流域面积F=2.7km2<100km2,因此面雨量计算时不作形状改正,查《图集》表8并插值计算得点面换算系数如下，成果见表2—5。α1=0.995α6=0.997α24=0.998表2-5不考虑递减系数时面雨量计算成果表单位：（mm）P(%)H10"面H1面H6面H24面10266311519852972138240233841682950.24411324443535 （2）考虑递减系数后面雨量计算面雨量计算公式：10′≤t≤60′Ht面=H24面4n2-16n1-160n0-1t1-n0，1≤t＜6Ht面=H1面×t1-n16≤t≤24Ht面=H24面×24n2-1×t1-n2面雨量递减系数计算公式：10′≤t≤60′n0=1+0.558×lnβ01～6小时n1=1+0.558×lnβ16～24小时n2=1+0.721×lnβ2式中β0=H10′面/H1面β1=H1面/H6面β2=H6面/H24面面雨量计算成果见表2-6。表2-6面雨量计算成果表P(%)H10"面H1面H3面H6面1025.6163.1391.27115.22529.0972.32107.58138.26233.4484.45128.97168.530.243.90112.87181.28244.543.设计净雨过程（1）计算时段：Δt=0.5小时，tc=6小时雨型分布见下表2—7。表2-7Δt=0.5小时，tc=6小时设计暴雨雨型表时段123456789101112占1小时%3862占（H3-H1）%21.735.526.616.2占（H6-H3）%161718201514（2）初损计算：根据《图表》规定，初损为22.5mm。（3）稳损计算：fc=0.0615×Rtc0.61，Rtc=H24面-22.5，稳损计算结果见表2-8。表2-8稳损计算值pP=10%P=5%P=2%P=0.2%fc1.441.641.882.42（4）净雨过程计算：净雨过程计算见表2-9～表2-12。35 表2-9P=10%设计净雨过程计算表单位：（mm）Th设RiIiTh设RiIi00.000.000.003.523.9923.9923.270.53.833.833.11439.1439.1438.4214.074.073.354.57.497.496.771.54.314.313.5954.564.563.8424.794.794.075.53.593.592.872.56.116.115.3963.353.352.6339.999.999.27合计　　106.59表2-10P=5%设计净雨过程计算表单位：（mm）Th设RiIiTh设RiIi00.000.000.003.527.4827.4826.660.54.914.914.09444.8444.8444.0215.225.224.404.59.389.388.561.55.525.524.7055.715.714.8926.146.145.325.54.604.603.782.57.657.656.8364.304.303.48312.5212.5211.70合计　　128.44表2-11P=2%设计净雨过程计算表单位：（mm）Th设RiIiTh设RiIi00.000.000.003.532.0932.0931.150.56.336.335.39452.3652.3651.4216.736.735.784.511.8411.8410.901.57.127.126.1857.217.216.2727.917.916.975.55.935.934.992.59.669.668.7265.545.544.60315.8015.8014.86合计　　157.24表2-12P=0.2%设计净雨过程计算表单位：（mm）Th设RiIiTh设RiIi00.000.000.003.542.8942.8941.680.510.1210.128.91469.9869.9868.77110.7510.759.544.518.2018.2016.981.511.3911.3910.18511.0811.089.87212.6512.6511.445.59.499.498.282.514.8414.8413.6368.868.867.65324.2824.2823.07合计　　230.0035 2.2.3设计洪水按《图表》中的瞬时单位线法计算。1、地区综合参数根据水文分区,流域面积F=2.7km2和主河道坡降J=12.6‰，L=2.72km，瞬时单位参数采用如下：m1=1.38×F0.27×L0.216×J-0.185n=0.34×F0.35×J-0.1计算可得m1=1.40n=0.62，采用值n=0.622、参数的非线性改正参数的非线性改正同样采用查算《图表》法求得。J=12.6‰＜15‰f=F/L2=0.36，属山丘区一般，根据《图表》公式及其说明，按比例内插取值，即造峰历时：tR=0.35×F0.52=0.74小时，造峰雨强ip=HtR/tRHt面=H1面×t1-n1m1i=m1×0.2λ1×(50/ip)λ表2-13造峰雨强计算成果表P（%）10520.2Ip(mm/小时)65.1783.69100.00100.00因ip均大于50㎜/小时,m随雨强改变的趋势不甚显著,采用λ=λ2,当ip超过100㎜/小时，按ip=100㎜/小时代入公式计算，通过计算θJ查《图表》表1—2、表1—3，得λ1=0.64，λ2=0.30，经计算得m1i值如下。表2-14m1i计算成果表P（%）10520.2m1i1.4021.4020.4060.4063、时段单位线的确定K=m1i/n表2-15K值表P（%）10520.2K2.262.260.660.66h毫米净雨时段单位线为：q（Δt·t）=F×h×[u（Δt·t）]/（3.6Δt）u（Δt·t）=[S（t）-S（t-Δt）]35 S（t）为参数n、k的函数，查S（t）曲线表值，可得相应u（Δt·t）值，然后按照Δt=1小时、净雨h=1mm计算时段单位线，计算成果见下表2-16。表2-16时段单位线计算成果表单位：（mm）Tq(△t.t)P=10%P=5%P=2%P=0.2%00.0000.0000.50.6030.6031.0841.08410.2550.2550.2530.2531.50.1670.1670.0950.09520.1180.1180.0400.0402.50.0860.0860.0160.01630.0630.0630.0070.0073.50.0480.0480.0030.00340.0350.0350.0010.0014.50.0280.02850.0210.0215.50.0170.01760.0130.0136.50.0090.00970.0080.0087.50.0050.00580.0050.0058.50.0040.00490.0020.0029.50.0030.003100.0020.00210.50.0010.001110.0010.0014、地表径流过程线：计算过程见表2-17～2-20，地表径流结果见表2-21。35 表2-17P=10%设计地表径流计算表时段q(Δt.t)3.113.353.594.075.399.2723.2738.426.773.842.872.63∑Q净00000.50.6031.8801.8810.2550.802.0202.821.50.1670.520.862.1703.5420.1180.370.560.922.4504.302.50.0860.270.390.601.043.2505.5530.0630.200.290.420.681.385.5908.563.50.0480.150.210.310.480.902.3714.03018.4540.0350.110.160.230.350.631.555.9423.17032.144.50.0280.090.120.170.260.461.093.899.814.08019.9850.0210.060.090.130.190.340.802.746.421.732.32014.835.50.0170.050.070.100.140.260.592.004.521.130.981.73011.5860.0130.040.060.070.120.190.441.473.310.800.640.731.599.466.50.0090.030.040.060.080.150.331.112.430.580.450.480.676.4370.0080.030.030.050.070.110.260.821.840.430.330.340.444.747.50.0050.020.030.030.050.090.190.661.360.320.240.250.313.5680.0050.020.020.030.040.070.160.491.090.240.180.180.232.738.50.0040.010.020.020.030.050.120.390.800.190.140.140.172.0890.0020.010.010.020.020.040.090.310.640.140.110.100.131.629.50.0030.010.010.010.020.030.080.220.500.110.080.080.091.2535 续表2-17P=10%设计地表径流计算表时段q(Δt.t)3.113.353.594.075.399.2723.2738.426.773.842.872.63∑Q净100.0020.010.010.010.010.030.050.190.360.090.060.060.070.9610.50.0010.000.010.010.010.020.050.130.320.060.050.050.050.76110.0010.000.000.010.010.010.030.110.210.060.040.040.040.5711.50.000.000.010.020.020.080.190.040.030.030.030.45120.000.010.010.030.050.130.030.020.020.020.3412.50.000.010.020.070.090.020.020.020.020.27130.000.010.040.120.020.010.010.010.2313.50.010.030.060.020.010.010.010.16140.020.050.010.010.010.010.1114.50.030.010.010.010.010.06150.000.010.000.010.0215.50.000.000.000.01160.000.000.0116.50.000.0035 表2-18P=5%设计地表径流计算表时段q(Δt.t)4.094.404.705.326.8311.7026.6644.028.564.893.783.48∑Q净00000.50.6032.4702.4710.2551.042.6503.701.50.1670.681.122.8404.6420.1180.480.741.203.2105.632.50.0860.350.520.791.364.1207.1330.0630.260.380.550.891.757.05010.883.50.0480.200.280.400.631.142.9916.08021.7140.0350.140.210.300.460.801.966.8126.54037.234.50.0280.120.160.220.340.591.384.4611.255.16023.6650.0210.090.120.170.250.431.013.147.362.192.95017.715.50.0170.070.090.130.190.330.742.295.181.431.252.28013.9960.0130.050.070.100.150.240.561.693.791.010.820.972.1011.546.50.0090.040.060.080.110.190.411.272.790.740.580.630.897.7970.0080.030.040.060.090.140.330.942.100.540.420.450.585.747.50.0050.020.040.040.070.110.240.751.560.410.310.330.414.3080.0050.020.020.040.050.090.200.561.240.300.230.240.303.298.50.0040.010.020.030.040.060.150.450.920.240.170.180.222.5090.0020.010.020.020.030.060.110.350.740.180.140.130.171.959.50.0030.010.010.020.030.040.100.250.580.140.100.110.121.5035 续表2-18P=5%设计地表径流计算表时段q(Δt.t)4.094.404.705.326.8311.7026.6644.028.564.893.783.48∑Q净100.0020.010.010.010.020.030.060.220.410.110.080.080.101.1510.50.0010.010.010.010.010.020.060.150.360.080.060.060.070.91110.0010.000.010.010.020.020.040.130.240.070.050.050.060.6911.5　　0.000.010.010.020.030.090.220.050.040.040.050.5512　　　0.000.010.010.040.060.150.040.030.030.030.4112.5　　　　0.000.010.020.080.100.030.020.020.030.3213　　　　　0.010.020.040.140.020.020.020.020.2813.5　　　　　　0.010.040.070.030.010.010.020.1914　　　　　　　0.020.060.010.020.010.010.1314.5　　　　　　　　0.030.010.010.010.010.0715　　　　　　　　　0.010.010.010.010.0315.5　　　　　　　　　　0.000.010.010.0116　　　　　　　　　　　0.000.000.0116.5　　　　　　　　　　　　0.000.0035 表2-19P=2%设计地表径流计算表时段q(Δt,t)5.395.786.186.978.7214.8631.1551.4210.906.274.994.60∑Q净00.000000.51.0845.8405.8410.2531.366.2707.631.50.0950.511.466.7008.6720.0400.220.551.567.5509.882.50.0160.090.230.591.769.45012.1230.0070.040.090.250.662.2016.11019.353.50.0030.020.040.100.280.833.7633.75038.7740.0010.000.020.050.110.351.417.8755.71065.524.50.000.020.050.140.602.9512.9911.81028.5750.000.020.060.241.254.872.756.80016.005.50.010.030.110.512.061.031.585.41010.7460.010.050.230.830.440.591.264.988.396.50.010.100.380.180.250.471.162.5670.020.160.080.100.200.441.017.50.040.030.050.080.180.3880.010.020.040.070.148.50.000.020.030.0590.000.010.029.50.000.0035 表2-20P=0.2%设计地表径流计算表时段q(Δt,t)8.919.5410.1811.4413.6323.0741.6868.7716.989.878.287.65∑Q净00000.51.0849.650.009.6510.2532.2510.340.0012.591.50.0950.842.4111.030.0014.2820.0400.360.902.5712.400.0016.232.50.0160.140.380.962.8914.770.0019.1530.0070.070.150.411.083.4425.000.0030.163.50.0030.030.070.170.461.295.8345.160.0053.0140.0010.010.030.080.190.552.1910.5374.510.0088.084.50.000.010.030.080.220.933.9517.3818.400.0041.0050.000.010.040.100.371.676.524.2910.690.0023.695.50.000.010.040.170.682.761.612.498.970.0016.7360.000.010.070.311.120.680.942.098.2813.506.50.000.020.130.510.280.400.781.934.0570.000.030.220.130.160.330.721.597.50.000.050.050.070.130.310.6280.000.010.030.060.120.238.50.000.010.030.060.0990.000.010.020.039.50.000.010.0135 表2-21地表径流成果表单位：（m3/s）时段P=10%P=5%P=2%P=0.1%000000.51.882.475.8410.6912.823.707.6313.941.53.544.648.6715.8124.305.639.8817.962.55.557.1312.1221.0838.5610.8819.3533.113.518.4521.7138.7757.14432.1437.2365.5294.704.519.9823.6628.5744.52514.8317.7116.0025.845.511.5813.9910.7418.3869.4611.548.3914.906.56.437.792.564.4674.745.741.011.757.53.564.300.380.6882.733.290.140.258.52.082.500.050.1091.621.950.020.039.51.251.500.000.01100.961.1510.50.760.91110.570.6911.50.450.55120.340.4112.50.270.32130.230.2813.50.160.19140.110.1314.50.060.07150.020.0315.50.010.01160.010.0116.50.000.005、地下径流计算退水指数β=0.133F-0.28=0.1007地面径流过程线底宽T=TC+D-Δt式中:D—时段单位线底宽当t≤T时,Qt=Q0+(Qg-Q0)×t/Tt>T时,Qt=Qg×e–β(t-T)式中Qt——地下径流t时段流量Q0=0.021×fc1.14×FQg=[fc×tc×F/3.6-(T/2-1/β)×Q0]/(T/2+1/β)149 fc—稳损值计算到Qt=Q0即可。地下径流过程计算成果见表2-22。表2-22地下径流计算成果表P（%）10520.2D(h)111144T(h)16.516.59.59.5Fc(mm)1.441.641.882.42Q0(m3/s)0.090.100.120.16Qg(m3/s)0.360.410.620.80QtQtQt00.090.100.120.160.50.090.110.140.1910.100.120.170.221.50.110.130.200.2620.120.140.220.292.50.130.150.250.3230.140.160.270.363.50.140.170.300.3940.150.180.330.434.50.160.190.350.4650.170.190.380.495.50.180.200.410.5360.190.210.430.566.50.200.220.460.5970.200.230.490.637.50.250.240.510.6680.220.250.540.708.50.230.260.570.7390.240.270.590.769.50.250.280.620.80100.250.290.480.6110.50.260.300.450.58110.270.310.430.5511.50.280.320.410.53120.290.330.390.5012.50.300.340.370.47130.300.350.350.4513.50.310.360.340.43140.320.370.320.4114.50.330.380.300.39150.340.390.290.3715.50.350.400.270.35160.360.410.260.33149 6、设计洪水将各时段的地表径流加上相应时段的地下径流，即为洪水过程，具体见表2-23。表2-23设计洪水过程单位：(m3/S)时段洪水过程P=10%P=5%P=2%P=0.2%00.090.100.120.160.51.972.585.989.8412.923.827.8012.811.53.654.778.8714.5424.425.7610.1016.522.55.687.2812.3619.4838.6911.0419.6330.523.518.5921.8839.0753.40432.3037.4065.8588.504.520.1423.8528.9241.46515.0017.9016.3824.195.511.7614.1911.1517.2669.6511.768.8314.066.56.638.013.014.6474.955.971.492.227.53.814.540.901.2882.953.550.680.938.52.302.770.620.8291.852.220.610.799.51.491.780.620.80101.211.4410.51.021.21110.841.0011.50.730.87120.630.7412.50.560.66130.540.6213.50.470.54140.430.5014.50.390.45150.360.4215.50.360.41160.360.41149 为了验证坝址洪水的合理性，本次还采用了推理公式计算坝址洪水，并将推理公式法与瞬时单位线法计算成果进行比较。1、洪峰流量式中：－洪峰流量；K1、K2、K3、K4－暴雨递减指数n的函数，可查表取值；－雨力，与暴雨递减指数n和汇流历时有关；－与流域长度和比降有关=2、暴雨递减指数n和雨力S的计算面递减指数按照下式计算：1≤t＜6小时n1=1+0.558×lnβ16≤t≤24小时n2=1+0.721×lnβ2式中:β1=H1面/H6面β2=H6面/H24面雨力S按照下式计算：1≤t＜6小时采用n1,S=S1=H1面6≤t≤24小时采用n2,S=S2=H6面6n2-13、汇流参数m的计算m=0.56θ0.214、损失参数u的计算u=0.0384R240.7565、设计洪水过程线引进洪水形状系数式中：－设计净雨总量（mm）－流域面积(km2)－洪峰流量(m3/s)149 －地面径流历时(h)地面径流历时T与流域特性和净雨历时有关T=0.46F0.535+tch=Rtc-UtcRtc为产流历时的总径流深等于tc历时的面雨量表2-24洪峰流量计算成果比较计算方法P=5%20.2瞬时单位线法洪峰流量（m3/s）37.465.888.5洪水总量（万m3）46.769.2推理公式法洪峰流量（m3/s）40.449.470.5洪水总量（万m3）38.757.9由表2-25可知，瞬时单位线法与推理公式法相比较，瞬时单位线法计算的坝址洪水当校核洪水位时洪峰流量大25.5%，洪水总量大19.5%；当设计洪水位时洪峰流量大33%，洪水总量大20%。由于《图表》中说明瞬时单位线是采用全省15站的汇流资料，是分析了71个站482场洪水；而推理公式法只采用全省7站的汇流资料，只分析了37个站231场洪水；这说明采用瞬时单位线法计算成果较为详细合理。因此，本次设计洪水成果认为采用瞬时单位线法计算成果较合理、安全。2.3施工洪水XX水库枢纽工程为Ⅵ等工程，大坝、溢洪道、输水管等主要建筑物为4级，导流建筑物为5级。依据《水利水电工程施工组织设计规范（试行）》（SDJ338-89），导流标准按枯水期5年一遇洪水标准设计。根据施工设计，本工程施工期安排在第1年10月～第2年9月，施工时输水管工程选择在第1年11月～第2年1月进行。为保证施工安全，需筑围堰拦截该期间的水库来水。利用水库附近雨量张林冲站第一年11月～第二年3月降雨资料（1970年～2000年31年的11～次年3月份月降雨量），据此进行排频适线，具体见表2-25、表2-26。149 表2-25XX水库施工期历年月降雨量频率计算表单位：mm年份施工期月降雨量(mm)序号由大到小排列(m)模比系数KIP=M/(N+1)×100%十一月十二月一月合计197053.234.511.599.21268.72.043.13197116.127.917.561.52244.41.866.251972112.930.323.7166.93227.01.739.3819731.80.444.546.74217.81.6612.50197452.575.886.2214.55214.51.6315.63197529.865.322.3117.46205.61.5618.75197630.625.326.982.87191.81.4621.88197756.977.339.9174.18183.41.4025.00197847.110.942.1100.19174.11.3228.13197914.634.434.583.510166.91.2731.25198025.03.364.993.211141.81.0834.381981115.75.071.1191.812141.31.0837.501982112.53.225.6141.313133.11.0140.63198331.436.235.8103.414117.40.8943.75198429.7134.141.8205.615116.40.8946.88198543.732.612.588.816116.20.8850.00198654.545.915.8116.217107.40.8253.13198743.20.052.495.618103.40.7956.2519880.00.314.214.519101.70.7759.381989121.140.482.9244.420100.10.7662.501990121.048.348.5217.82199.20.7565.63199117.336.253.9107.42295.60.7368.75199231.744.340.4116.42393.20.7171.881993102.622.058.8183.42488.80.6875.00199434.428.938.4101.72584.40.6478.1319950.84.679.084.42683.50.6481.25199648.59.084.3141.82782.80.6384.381997122.277.469.1268.72861.50.4787.5019982.227.1103.8133.12950.10.3890.63199920.10.030.050.13046.70.3693.75200067.020.5139.5227.03114.50.1196.88总计1560.11001.41511.84073.3314073.331　149 表2-26理论频率曲线计算表频率P(%)第一次配线均值=131.4Cv=0.48Cs=2Cv=0.96第二次配线均值=131.4Cv=0.48Cs=3.5Cv=1.68第三次配线均值=131.4Cv=0.48Cs=4Cv=1.920.13.14412.983.62475.863.78496.210.22.94385.793.34438.993.46454.8512.44319.992.64347.292.71355.5722.21290.292.35308.392.36310.4451.90249.251.94255.301.95256.81101.64215.771.63214.661.63213.78201.33175.371.32173.241.30170.85500.93121.580.87114.680.86112.92750.7092.620.6585.920.6686.17900.4559.720.5370.030.5673.73950.3647.490.4964.080.5370.02990.2229.450.4558.750.5166.45表2-27水库施工期降雨量和来水量统计成果表月份单位11月12月1月平均雨量mm50.3332.3048.77平均来水量万m37.474.807.24最大月平均降雨量mm89.5770.87最大月平均来水量万m313.30五年一遇总降雨量mm173.24五年一遇总来水量万m325.73注：施工期及各月来水量径流系数采用流域综合径流系数0.55149 3工程地质3.1坝区工程地质条件3.1.1地形地貌水库区地貌属大别山南部丘陵区，坝址位于蕲河二级支流余河港的上游，地貌上呈缓坡U形河谷地貌特征。坝址段余河巷自南西流向北东，河道宽约3-4m。坝址区为构造剥蚀丘陵地形，山顶一般呈浑圆状，高程约在62m，左岸地形较为平坦，右岸地形较陡，约在30°左右。坝区周围库岸较平缓，库岸稳定，无滑坡、崩塌等物理现象。3.1.2地层岩性根据《中华人民共和国区域地质调查报告》（XX幅1∶20万）区域地质资料和实地查勘，坝址区出露地层为大别晋宁期侵入岩；片麻状花岗岩（r1-2），岩石遭受比较强烈的区域变质作用，岩石的蚀变，主要为高岭石化、绿泥石化较强烈。岩性主要为片麻状花岗岩。3.1.3地质构造与地震本区在大地构造上为秦岭东西向构造带，淮阳山字型构造及中国东部新华夏系构造第二窿起带等三大构造体系相交汇之部位，是一个相当活动的构造区。XX水库位于大别晋宁期侵入岩余凉亭岩体北东部。岩体侵入福主庙向斜北翼的飞虎山组的片麻岩中，与围岩呈侵入接触，东南部为白垩第三纪所覆盖。现场调查，坝址区主要表现为节理较发育，未见有区域断裂通过。依据《中国地震动参数区划图》（GB18306～2001），工程区所在地地震动峰值加速度为0.05g，对应的地震基本烈度为Ⅵ度。3.1.4水文地质条件坝址区含水层根据其埋藏条件和含水层的性质可划分为孔隙含水层、裂隙含水层和孔隙-裂隙混合含水层三种类型。149 孔隙含水层主要分布于第四系松散堆积层，河流冲积层、大坝两岸低山至坡脚处，厚度数米。孔隙-裂隙含水层主要分布于基岩强风化岩体上，主坝、坝基厚度约0.5～2.0m；副坝坝基强化风岩体未钻穿，分析最大厚度约10～20m。基岩裂隙含水层分布在上述强风化以外的基岩中，其含水量主要受节理裂隙的发育程度控制，一般含水量较少，水力联系差，局部节理裂隙密集带含水量较大。微风化与新鲜较完整岩体为相对隔水层，仅部分节理裂隙破坏其局部的隔水性能。地下水的补给方式主要为大气降水，次为地表水向下入渗补给。地下水向低洼地带径流排泄。3.2坝基及坝肩岩土体工程地质特征及透水性3.2.1主、副坝坝基及坝肩岩体结构特征主坝坝基（肩）出露地层为大别～晋宁期侵入岩，主要岩性为片麻状花岗岩。根据岩体风化带划分标准，坝基（肩）岩体风化带可划分为强风化带、弱风化带和微风化带，各风化带厚度及分布具明显的差异特征。左坝肩对应（0+033）强风化岩体厚度0.70m，下限高程32.0，弱风化岩体厚度3.13m，下限高程28.87m，微风化岩体揭露厚度2.40m。河床段对应（0+066）强风化岩体厚度0.45m，下限高程25.0m，弱风化岩体厚度3.29m，下限高程21.71m，微风化岩体揭露厚度高3.41m。右坝肩对应（0+096）强风化岩体厚度1.8m，下限高程29.41m，弱风化岩体揭露厚度6.75m。副坝坝基（肩）揭露地层为大别～晋宁期侵入岩，主要岩性为片麻状花岗岩，根据岩体风化带划分标准，坝基（肩）岩体风化带划分为强风化带，弱风化带和微风化带。左坝肩对应（0+041），揭露强风化岩体厚度14.4m，坝基对应（0+068），揭露强风化岩体厚度14.83m，右坝肩对应（0+120），揭露强风化岩体厚度7.54m。3.2.2主、副坝基及坝肩岩体的透水性从压水试验可以看出：主坝坝基河床段的强～弱风化岩体的透水率14.54Lu，具中等透水性，强风化岩体残留厚度0.45m；左坝肩的强～风化岩体的透水率11.0Lu，具中等透水性；强风化岩体残留厚度0.70m；右坝肩强～弱风化岩体的透水率32.58Lu，具中等透水性，强风化岩体残留厚度1.8m。副坝左坝肩强风化岩体的透水率为10.3～16.58Lu，具中等透水性；坝基强风化岩体的透水率为29.6～87.8Lu，具中等透水性，右坝肩强风化体的透水率38.9Lu，具中等透水性。149 3.3主、副坝体心墙料的物质组成及透水性3.3.1主坝坝体心墙料的物质组成及透水性从勘察资料可以看出：主坝心墙填料的物质成分不均一，以中壤土为主，部分为重粉质壤土，局部为重壤土，棕黄～棕褐色。心墙土体中夹有单层厚度5～10cm不等的风化岩屑或风化岩碎块，主要分布在心墙土体的上部。心墙室内颗分：砾含量均值1.8%，砂粒含量均值41.9%，粉粒含量均值36.7%，粘粒含量均值19.6%，心墙粘性土料符合防渗体质量要求。室内击实试验，心墙的最大干密度1.78g/cm3，最优含水量16%，室内心墙试验的干密度1.53～1.79g/cm，均值1.66g/cm，平均压实度93.2%，最小压实度86%。心墙压实度未达到《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）要求。从室内试验结果看出，主坝心墙的渗透系数3.10×10-4～1.85×10-5cm/s,平均值1.36×10-4cm/s。钻孔注水试验渗透系数2.75×10-4～7.15×10-4cm/s,平均值5.08×10-4cm/s。心墙具10-4cm/s量级，其渗透系数不满足《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定的心墙防渗体不大于1×10-5cm/s的要求。3.3.2副坝坝体心墙料的物质组成及透水性从勘察资料可以看出：副坝心墙填筑料主要为重粉质壤土。心墙粘性土颗粒分析，砂粒含量均值42.3%，粉粒含量均值36.4%，粘粒含量均值23.3%，心墙粘性土料符合填筑防渗体质量要求。室内击实试验，心墙料的最大干密度1.78g/cm3，最优含水量15.9%。室内试验心墙的干密度1.32～1.71g/cm3，平均值1.51g/cm3，平均压实度84.8%，最小压实度74.2%。心墙压实度未达到《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的要求。心墙室内试验渗透系数1.14×10-4～1.71×10-4cm/s,平均值1.42×10-4cm/s。钻孔注水试验渗透系数5.89×10-4～7.36×10-4cm/s,平均值6.71×10-4cm/s。心墙具10-4cm/s量级，其渗透系数不满足《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定的心墙防渗体不大于1×10-5cm/s的要求。149 3.4主、副坝坝壳代料层的工程性状和透水性3.4.1主坝坝壳代料层的工程性状和透水性主坝坝壳代料（粗粒料）为主，砾含量均值53.7%，砂粒含量均值44.6%，小于0.075，细粒含量均值1.7%，代料（粗粒料）符合心墙坝坝壳质量要求。坝壳代料（壤土）砾含量均值1.4%，砂粒含量均值48.4%，粉粒含量均值30.8%，粘粒含量均值19.4%，代料（壤土）不符合心墙坝坝壳质量要求。坝壳代料（粗粒料）标准贯入试验锤击数7～20击，呈松散～中密状态，按《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），坝壳砂土的相对密度Dr≥0.70，呈密实状态，坝壳料压实度不满足规范要求。主坝坝壳代料（粗粒料），钻孔注水试验K=3.8×10-3～8.7×10-3cm/s，均值6.25×10-3cm/s,具中等透水性，渗透系数符合规范要求，坝壳代料的渗透系数大于1×10-3cm/s的要求。代料壤土，室内试验渗透系数为2.31×10-4～2.33×10-4cm/s,平均值2.32×10-4cm/s，不符合规范要求。3.4.2副坝坝壳代料层的工程性状和透水性副坝坝壳代料为良好级配砾，分析良好级配砾，代料符合心墙坝坝壳填料质量要求。坝壳代料的标准贯入试验锤击数为3击，呈松散状态，按《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），坝壳砂土的相对密度Dr≥0.70，呈密实状态，坝壳料的压实度不满足规范要求。副坝坝壳代料良好级配砾分析其渗透系数为10-3cm/s量级，符合心墙坝壳料质量指标。3.5溢洪道工程地质条件及评价经地质测绘调查，溢洪道的地基为片麻状花岗岩，为强风化岩体，岩质边坡亦为强风化岩体，左右边坡较稳定。左岸边坡坡度约30°,岸坡高约3.2m；右岸边坡坡度约20～25°，岸坡高约2.5m。出口尾水渠与灌溉西干渠斜交流入河道，溢洪时将冲刷下游农田和西干渠。溢洪道处无大断裂构造，发育于如下三组节理：149 （1）走向NW335～354°，倾向SW或NW，倾角65-83°；（2）走向NE20～25°，倾向SE或NW，倾角75～85°；（3）走向NW315°，倾向NE，倾角67°。上述节理迹长3～5m，强风化岩体中充填泥砂物。建议强风化岩体与砼的摩擦系数f值为0.45，弱风化岩体与砼的摩擦系数f值为0.55～0.60，砂壤土与砼的摩擦系数f值为0.25～0.30。依据溢洪道的地形，地质条件，溢洪型式为底流消能。3.6输水管工程地质条件及评价输水管地基为片麻状花岗岩，岩体为强风化，地基均匀，不存在不均一沉降不良地质现象。3.7天然建筑材料经调查和取样，天然建筑材料粘土料场位于在场区上游的县城关以北的长岭岗，运距25km；砂料场位于县城以西的西河驿的XX中，运距15km；块石料场位于县城以南，运距20km；碎石料场位于武穴和XX交界处的艮山，运距60km，交通方便。砂料场一般为中砂，其质量经当地有关部门检测，主要矿物成分为石英与长石，砂质量较好，储量丰富。块石料岩性为石料为花岗岩，质地较新鲜坚硬，抗压强度一般大于60Mpa，料场在开采，储量丰富。碎石料可直接采购，料场岩性为灰岩，质地较新鲜坚硬，数量与质量均可满足要求。料场位于副坝右端库内的山丘上，为片麻状花岗岩的风化粗砂，储量丰富。149 4工程任务和规模4.1工程存在的问题4.1.1历年出现的险情1964年7月4日已完工的输水管检查情况：13节与14节交界处两处小眼泉水，8节靠山边1处1m长、0.3m宽、0.3m厚的砼脱落，未处理。1964年已施工过程中发现反滤坝发生沉陷，并有一小股渗流，外带黄泥，但是追挖，但未及源头，发现水是从心墙后部冒出来的。1968年雨季，坝脚两端发生大面积的散浸，散浸面20×10m2，开导流沟滤水进行处理。1974年4月坝脚散浸严重，通过用石子导滤处理。1975年大水，大坝脚原河床部位发生严重渗漏，用石子滤水进行处理。1984年进输水管检查，管内漏水3处，漏红锈黄泥1处，未处理。1987年7月，发现大坝过坝渠断裂1处，漏水严重，当时用水泥修补，同时更换止水橡皮，另发现槽身1跨倾斜，长度为5m。1993年大洪水，水库溢洪，冲毁下游良田百余亩。2003年10月，大坝过坝渠断裂3处，采取环氧树脂化学补强4m2。2004年8月，大坝脚发现漏水2处。及时采用石子导滤处理。2005年8月，活塞闸门发生严重断裂10处，不能关水、启闭，采取钻孔焊接处理，勉强维持运行。4.1.2主坝存在的问题1、坝肩、坝基存在的问题从地质资料看出：主坝坝基地层为大别～晋宁期侵入岩～片麻状花岗岩，河床段、左右坝肩的强～弱风化岩体具中等透水性，坝基和左右坝肩存在渗漏和绕坝渗漏问题。2、心墙问题从大坝心墙室内击实试验看出，心墙的最大干密度为1.78g/cm3，最优含水量为16%。室内心墙的干密度1.53～1.79g/cm，均值1.66g/cm，平均压实度为93.2%，最小压实度为86%，心墙的压实度未达到《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）要求。坝壳代料的标贯试验锤击数7～20击，呈松散～中149 密状态，坝壳代料的压实度不满足规范要求。心墙钻孔注水试验渗透系数3.10×10-4～1.85×10-5cm/s，均值1.36×10-4cm/s。心墙具10-4cm/s量级，其渗透系数不符合《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定的心墙防渗体不大于1×10-5cm/s的要求。3、上游护坡问题主坝上游坝坡基本上是用乱石、风化石进行块石护坡的，块石下无垫层，松动严重，局部沉陷，高低不平，风浪淘刷严重。4、反滤坝问题反滤坝经挖探，发现上游坡未设反滤层，现反滤坝面成了上坝和对内交通的路面，存在沉陷。排水棱体局部排水不畅，无法起到排水棱体作用。5、过坝渠问题过坝渠通过下游坝坡、止水橡皮老化破损，过梁断裂等漏水严重，并向下游倾斜，威胁坝体的安全。从检测资料可以看出，槽身横向贯穿性裂缝多达16条，裂缝宽度为2.0~5.0mm，漏水严重。4.1.3副坝存在的问题1、坝肩、坝基存在的问题从地质资料看出：副坝坝基地层为大别～晋宁期侵入岩～片麻状花岗岩，副坝坝基、左右坝肩浅层强风化岩体具中等透水性，深层强风化岩体为弱透水性，坝基、坝肩存在渗漏和绕坝渗漏。2、心墙问题从大坝心墙室内击实试验看出，心墙的最大干密度为1.78g/cm3，最优含水量为15.9%。室内心墙的干密度1.32～1.71g/cm，均值1.51g/cm，平均压实度为84.8%，最小压实度为74.2%，心墙的压实度未达到《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）要求。坝壳代料的标准贯入试验锤击数为3击，呈松散状态，坝壳代料的压实度不满足规范要求。心墙钻孔注水试验渗透系数1.14×10-4～1.71×10-4cm/s，均值1.42×10-4cm/s。心墙具10-4cm/s量级，其渗透系数不符合《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定的心墙防渗体不大于1×10-5cm/s的要求。149 3、上游护坡问题副坝上游未护坡，为草皮护坡，已被当地植树成林，坡面极不规则。4、反滤坝问题下游未设反滤坝。4.1.4溢洪道存在的问题溢洪道位于主坝左端山坳中，未护砌。堰宽2.8m，堰顶高程45.83m；进口无机耕桥，每遇泄洪，附近村庄交通中断；山体时有塌方；其后陡坡段开挖未完成，尾水无出路，为一未完建工程，不能满足洪水安全下泄。4.1.5输水工程存在的问题输水管位于主坝左坝端，内径1.0m，管壁厚0.3m，为圆形钢筋混凝土坝下埋管，设计最大泄量5.0m3/s，进口高程36.07m，全长59.50m，纵坡1/200。输水管进口设有排架柱式启闭塔，内置工作闸门和检修闸门各一扇，配套15t手摇螺杆启闭机1台，启闭台与坝顶同高，高程为47.95m，启闭室3.6×3.6m，工作闸门为φ700圆筒活塞铸铁闸门，检修闸门为1×1m铸铁平板闸门。现场检查发现输水管存在多处漏水、露筋等，止水橡皮严重破损，灌溉输水管多处裂缝，裂缝宽为0.8~1.2mm，从检测报告中看出灌溉输水管砼碳化深度为8~12mm，蜂窝麻面较多，单块面积为1~4m2，整体输水管砼强度均不满足规范要求。输水管进口设有柱式塔，排架、工作桥质量差，混凝土脱落碳化严重，碳化深度为6~8mm，露筋处数多达24处，经检测，砼强度均不满足规范要求。从检测资料还看出：灌溉输水管铸铁底孔闸阀，有3裂缝，不能操作；裂缝宽度为0.1～0.3mm，检修闸门卡死在门槽中不能移动；铸铁活塞式工作闸门有16条裂缝，裂缝宽度为0.1～2mm，操作很困难，最大变形为25mm；启闭杆轴向弯曲摆度30mm，关闭闸门时，不能完全关闭，启闭机过量关闭造成螺杆弯曲。启闭机机座锈蚀、机盖螺栓大部分丢失，机壳破裂且锈蚀严重。闸门开启困难，对建筑物防汛构成安全隐患。铸铁工作闸门与底孔截止铸铁阀门不能正常运行，根据《水利水电工程金属结构报废标准》（SL226-98）规定，该水库输水管闸门及启闭设施都应作报废处理。149 4.1.5基础设施存在的问题（1）观测设施大坝自建库以来，无渗流、沉陷、位移观测设施，无法对大坝行监测。（2）防洪调度系统按《综合利用水库调度通则》要求，重要小（1）型水库应配备防洪调度系统，以满足开展水文预报工作的需要，提高水库调度水平，XX水库无雨量站，无水位观测尺。（3）交通设施XX水库无交通车。（4）生活、办公基础设施水库管理处至今在建库时建的三间土房内办公，办公设施极差，无程控电话。4.2除险加固必要性根据水库运行中暴露的问题,该水库一直带病运行,管理单位一直限制水库蓄水运行,不能正常地发挥水库的工程效益。为了确保下游2.0万人口的生命财产安全和1.8万亩耕地，确保下游0.70万亩农田灌溉,以及确保工程效益的正常发挥,对XX水库进行除险加固是十分必要的,也是十分迫切的。4.3工程任务针对水库枢纽工程存在的主要问题及历年发生的险情,本次加固工程主要措施有:（1）主坝坝基、坝体的处理，反滤坝加固整修，同时对主坝上游块石护坡拆除重建。（2）副坝坝基、坝体的处理，增设贴坡反滤，同时对副坝上游进行块石护坡。（3）溢洪道完建，新建堰体段、泄槽段、消能设施及尾水渠的开挖和局部护砌。（4）原输水管采用钢管衬砌加固，拆除重建启闭机室、工作桥，并更换闸门及启闭设施。（4）坝顶新增泥结石路面。（5）增设水位观测设施及必要的办公设施等。149 水库建库以来，在灌溉、防洪、供水、水产养殖等方面发挥了较大效益，但由于水库存在多方面质量隐患，为三类病险水库，多年来一直限制水位运用，严重影响了灌溉兴利效益和防洪安全的发挥。4.3.1灌溉XX水库原设计灌溉面积0.7万亩，现实际灌溉面积为0.33万亩。由于水库为病险水库，一直控制运行，严重影响灌溉效益。4.3.2防洪XX水库保护耕地1.8万亩，保护人口2.0万人，水库一旦失事，将给国家和当地经济造成惨重损失。因此提高水库的防洪能力是本次除险加固的主要任务之一。4.3.4水产水库核定养殖面积350亩，而实际养殖面积仅258多亩，大大降低了养殖面积，从而减小水产收入。总之，提高水库自身防洪能力及溢洪道泄流能力，根除水库枢纽工程的质量隐患，确保工程运行的安全，确保水库效益的正常发挥是本次除险加固工程的根本任务。4.4工程规模4.4.1防洪标准本次防洪标准采用50年一遇洪水标准设计，500年一遇洪水标准校核。XX水库枢纽工程包括大坝、溢洪道、输水管和渠系工程。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的有关规定，XX水库枢纽工程为Ⅳ等工程，大坝、溢洪道、输水管等建筑物为4级建筑物。4.4.2调洪演算1、防洪调度方式开敞式宽顶堰，以堰顶实际高程45.83m为起调水位。本次复核采用以下调度方式：库区降雨洪水入库，库水位超过45.83mm时溢洪道开始按泄洪能力自由泄洪。2、库水位～下泄流量关系本次调洪采用1981年12月整编的资料《湖北省小（一）型水库基本资料汇编》中的的数据，因只有水库水位～出库流量的计算值,没有泄水量的实测值,149 所以本次调洪采用宽顶堰溢洪道进口的泄流量计算公式，推算库水位与泄流量关系，堰宽4.0m。公式如下：式中：m——二元水流宽顶堰流量系数，与相对上游堰高P1/H及堰头形式有关按《溢洪道的设计规范》(SL253-2000)表2.3-1、表2.3-2查得，取0.36；ε——侧收缩系数，取1B——堰顶净宽，取B=4.0mH0——计入流速水头的堰上总水头，mXX水库库容～水位关系曲线根据根据《湖北省黄冈地区小㈠型水库基本资料汇编》得来，库水位～溢洪道下泄流量～库水位关系曲线根据计算所得，结果见表4-1及图4-1。表4-1库水位～溢洪道下泄流量～库容关系曲线表水位（m）库容（万m3）水位（m）下泄流量(m3/s)库容（万m3）30.03　45.830297.8231.030.246.533.74349.132.030.9846.634.56355.634.035.7846.735.45363.136.0316.6746.836.38370.638.0339.9846.937.36378.140.0371.1547.038.38385.0642.03119.2247.139.45394.444.03191.8847.2310.57402.445.03246.6648.0320.81469.51149 3、调洪演算结果按照计算的洪水过程线，根据XX水库的水位～库容关系曲线、库水位～溢洪道下泄流量关系曲线，对P=0.1%、0.2%、2%、10%的设计洪水按溢洪道自由溢洪进行调洪演算，成果见表4-2～4-5，入库和出库洪水过程线见图、调洪演算成果汇总见表4-6。表4-2调洪演算表(p=10%)149 时间QI(m3/s)qi(m3/s)Δv（万m3）V(万m3)水位(m)00.090　297.845.830.51.970.010.18298.045.8312.920.050.43298.445.841.53.650.090.58299.045.8524.420.120.41299.445.852.55.680.140.27299.745.8638.690.231.26301.045.873.518.590.402.40303.445.91432.300.734.48307.845.974.520.141.064.56312.446.03515.001.282.95315.346.075.511.761.432.16317.546.1069.651.551.66319.246.126.56.631.641.18320.346.1474.951.690.74321.146.157.53.811.730.48321.646.1582.951.750.30321.946.168.52.301.760.16322.046.1691.851.770.06322.146.169.51.491.77-0.02322.146.16101.211.76-0.07322.046.16表4-3调洪演算表(p=5%)149 时间QI(m3/s)qi(m3/s)Δv（万m3）V(万m3)水位(m)00.100.00　297.845.830.52.580.020.24298.145.8313.820.060.57298.645.841.54.770.110.76299.445.8525.760.160.63300.045.862.57.280.200.53300.545.87311.040.321.60302.245.893.521.880.532.89305.045.93437.400.915.21310.246.004.523.851.295.31315.646.07517.901.553.50319.146.125.514.191.742.59321.746.16611.761.882.01323.746.186.58.011.991.43325.146.2075.972.050.89326.046.217.54.542.090.57326.646.2283.552.120.35326.946.238.52.772.130.19327.146.2392.222.140.06327.246.239.51.782.14-0.02327.146.23101.442.13-0.09327.046.23表4-4调洪演算表(p=2%)149 时间QI(m3/s)qi(m3/s)Δv（万m3）V(万m3)水位(m)00.120.00　297.845.830.55.980.040.55298.445.8417.800.111.23299.645.851.58.870.211.47301.145.87210.100.361.39302.545.892.512.360.471.38303.845.91319.630.682.78306.645.953.539.071.015.13311.746.02465.851.689.20320.946.154.528.922.288.17329.146.26516.382.553.64332.846.315.511.152.692.01334.846.3368.832.791.30336.146.356.53.012.830.56336.646.3671.492.82-0.10336.546.367.50.902.80-0.29336.246.3580.682.77-0.36335.946.358.50.622.74-0.38335.546.3490.612.72-0.38335.146.349.50.622.69-0.38334.746.33100.482.66-0.38334.446.33表4-5调洪演算表(p=0.2%)149 时间QI(m3/s)qi(m3/s)Δv（万m3）V(万m3)水位(m)00.160.00　297.845.830.59.840.060.89298.745.84112.810.192.02300.745.871.514.540.412.41303.145.90216.520.572.48305.645.942.519.480.762.60308.245.97330.521.074.33312.646.033.553.401.617.31319.946.13488.502.5112.40332.346.304.541.463.3211.17343.446.45524.193.695.28348.746.525.517.264.073.03351.746.57614.064.342.06353.846.606.54.647.480.62354.446.6172.227.00-0.68353.746.607.51.286.37-0.89352.946.5980.935.75-0.89352.046.578.50.825.17-0.83351.146.5690.794.65-0.74350.446.559.50.804.19-0.65349.746.54100.613.78-0.59349.246.53表4-6调洪演算成果汇总表指标数量频率最高水位（m）库容（万m3）入库最大洪峰（m3/s）出库最大泄量（m3/s）P=10%46.16322.132.301.77P=5%46.23327.237.402.14P=2%46.36336.665.852.83P=0.2%46.61354.488.507.48根据调洪演算可知，XX水库总库容为354.40万m3，设计洪水位为46.36m149 ，校核洪水位为46.61m。4.4.3坝高计算1、水库基本参数水库控制流域面积F=2.7km2，主坝心墙顶高程46.25m，主坝坝顶高程为47.95m，吹程为D设=1.35km，D校=1.4km；副坝心墙顶高程47.25m，副坝坝顶高程为47.45m，吹程为D设=0.3km，D校=0.35km。水库汛期设计风速为22.5m/s，校核风速为15m/s。2、大坝安全超高根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）和《碾压式土石坝设计规范》DJ274～2001第5.3.1条的规定，坝顶在水库静水位以上的超高由下式确定：y=RP+e+A式中：y——坝顶超高，mRP——最大波浪在坝坡上的爬高，me——最大风壅水面高度，mA——安全加高，根据规范设计工况0.5m，校核工况0.3m3、心墙安全超高根据《碾压式土石坝设计规范》DJ274-2001的规定，设计工况下，心墙顶部超高为0.3-0.6m，校核工况下，心墙顶部高程不低于校核洪水位。4、风浪爬高计算由于XX水库吹程小于20km，因此浪高计算采用莆田试验站公式。公式如下：Tm=4.438hm0.5RP=kp×R式中：hm——平均波高（m）Tm——平均波周期（s）W——风速（m/s）D——风区长度（m）149 Hm——水域平均水深（m）H——坝迎水面前水深（m）Lm——平均波长（m）KΔ——斜坡糙率渗透性系数，取KΔ=0.8Kw——经验系数，查《碾压土石坝设计规范》表A.1.12～2，主坝设=1.029，校=1.0副坝设=1.25，校=1.1m——斜坡坡度系数，主坝m=4.0，副坝m=2.0，R——平均波浪爬高（m），RP——设计波浪爬高（m），4级、5级坝采用累积频率为5%的爬高值R5%/Rm=1.84表4-7风浪爬高计算结果表水位边坡系数m平均波高hm(m)平均波长Lm(m)平均风浪爬高R(m)设计波浪爬高RP(m)主坝设计46.364.00.4012.360.440.82校核46.610.268.010.280.62副坝设计46.362.00.296.260.440.80校核46.610.144.260.280.605、风壅水面高度计算计算公式：e=K×w2×D×cosβ/（2×g×Hm）式中：e——风壅水面高度(m)K——综合摩阻系数，K=3.6×10-6β——风向与水域中线夹角，经实测β=32°H——水域的平均水深（m）经计算两种工况：主坝e设=0.006m，e校=0.003m；副坝e设=0.006m，e校=0.003m；6、计算要求坝顶高程，计算结果见表4-8。7、计算要求心墙顶部高程设计工况（50年一遇洪水）：Z设=46.36+0.3=46.66m校核工况（500年一遇洪水）：Z校=46.61m计算结果见表4-9。149 表4-8坝顶高程计算成果表水位波浪爬高RP(m)风壅水高e(m)安全加高A(m)要求坝高(m)现状坝高(m)判断主坝设计46.360.820.0060.547.6847.95满足校核46.610.620.0030.347.43副坝设计46.360.800.0060.547.7947.45不满足校核46.610.600.0030.347.48表4-9心墙顶高程计算成果表50年一遇设计500年一遇校核现状复核判断现状复核判断主坝心墙顶46.25m46.66m不满足46.25m46.61m不满足副坝心墙顶47.25m46.66m满足47.25m46.61m满足根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）第5.3.3条规定，大坝主坝坝顶不应低于47.89m，副坝坝顶不应低于47.96m，由表4-8可见，大坝主坝坝顶不欠高，满足要求；副坝坝顶欠高0.34m，不满足要求。根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）第5.5.3条规定，主、副坝心墙顶不应低于46.66m，由表4-9可见，主坝心墙顶欠高0.41m，不满足要求；副坝心墙顶不欠高。所以本次加固设计，主坝结合心墙采用套井冲抓方法接高心墙及粘土灌浆处理，确定加固后的主坝坝顶高程仍为47.95m；副坝心墙采用粘土灌浆处理，副坝现状坝顶高程47.45m，欠高0.34m，确定加固后的副坝坝顶高程为47.80m，直接在副坝坝顶增设泥结石路面，厚0.35m。149 5工程布置及水工建筑物除险加固设计5.1设计依据5.1.1采用的主要技术规范（1）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252～2000）（2）《水利水电工程初步设计报告编制规程》（DL502～93）（3）《水工钢筋砼结构设计规范》（DL/5057～1996）（4）《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077～1997）（5）《碾压式土石坝设计规范》（SL274～2001）（6）《溢洪道设计规范》（SL252～2000）5.1.2设计依据（1）《湖北省XX县XX水库安全鉴定报告》（2）《XX水库整编资料汇编》（3）《湖北省XX县XX水库除险加固工程地质勘察报告》（初设阶段）5.2工程等别及标准XX水库总库容为354.40万m3，按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252～2000）的规定，水库为小（一）型水库，枢纽工程为Ⅳ等工程，主要建筑物为4级建筑物，据此确定大坝、溢洪道、输水管为4级建筑物。5.2.1主要建筑物的防洪标准及特征参数按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252～2000）的规定，大坝、溢洪道控制段、泄槽段，防洪标准为50年一遇设计，500年一遇校核，溢洪道消能设计防洪标准为20年一遇洪水设计。设计水位为46.36m，校核水位为46.61m。溢洪道设计水位下的最大泄量为2.83m3/s，校核水位下的最大泄量为7.48m3/s，20年一遇洪水位的最大泄量为2.14m3/s。5.2.2地震设防烈度根据《XX水库除险加固地质勘察报告》，本工程所在工程区地震动峰值加速度为149 0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，区内相应的地震基本烈度为Ⅵ度。5.3主要建筑物的现状5.3.1主坝主坝设计为粘土心墙代料组合坝。坝顶长度138m，坝顶宽5.0m，坝顶高程47.95m，最大坝高22.50m（从截渗槽底面算起），心墙顶高程46.25m，顶宽2m，两侧坡比1:0.2，心墙轴线距坝顶上游1.5m。大坝由上至下临水面坡比为1:4.0和1:3.15,平台高程和宽度分别36.20m和10.80m，背水面坡比为1:2.1和1:2.4，平台高程和宽度分别38.95m和1.40m。反滤坝顶高程33.85m，高7.0m，长92.8m，内外坡比分别为1：1和1:2.1。主坝迎水坡面设有0.3m厚的干砌块石护坡，背水面为草皮护坡。在主坝背水坡高程35.00m处有一过坝渠，为钢筋砼结构，断面b×h=1.0×1.0m，全长90m，进口渠底高程35.50m，过流能力0.6m3/s，纵坡降1/1000。其边墙和底板厚度均为0.2m。5.3.2副坝副坝亦为粘土心墙坝，最大坝高5.37m，坝顶高程47.45m，坝顶长166m，宽4.0m。副坝临水面和背水面坡比均为1:2.0左右，心墙顶高程47.45m，顶宽1m，坡比1:0.15，轴线与坝顶轴线重合。迎水坡未护砌，背水面坡脚无反滤坝，两侧坝坡灌木丛生，形状极不规则。5.3.3溢洪道溢洪道位于主坝左端约220m处山坳中，未护砌。溢流堰型式为开敞式宽顶堰，宽度2.8m，堰顶高程45.83m；其后陡坡段开挖未完成，尾水无出路，进口无交通桥。5.3.4输水管输水管位于主坝左坝端，内径1.0m，管壁厚0.3m，为圆形钢筋混凝土坝下埋管，设计最大泄量5.0m3/s，进口高程36.07m，全长59.50m，纵坡1/200。输水管进口设有排架柱式启闭塔，内置工作闸门和检修闸门各一扇，配套15t手摇螺杆启闭机1台，启闭台与坝顶同高，高程为47.95m，启闭室3.6×3.6m，工作闸门为φ149 700圆筒活塞铸铁闸门，检修闸门为1×1m铸铁平板闸门。5.4主、副坝加固设计5.4.1主、副坝存在的问题5.4.1.1主坝存在的问题从地质资料可以看出：主坝清基不彻底，坝基、右坝肩强～弱风化岩体具中等透水性，左坝肩强～弱风化岩体具强～中等透水性，坝基（肩）存在渗漏和绕坝渗漏问题。室内击实试验，心墙的最大干密度1.78g/cm3，最优含水量16%，室内心墙试验的干密度1.53～1.79g/cm，均值1.66g/cm，平均压实度93.2%，最小压实度86%。心墙干密度大于控制值1.71g/cm3的组数为5组，占试验组数的33.3%，小于控制值的组数为10组，占试验组数的66.7%，心墙的压实度未达到《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）要求。心墙填料的物质成分不均一，以中壤土为主，部分为重粉质壤土，局部为重壤土，棕黄～棕褐色。心墙土体中夹有单层厚度5～10cm不等的风化岩屑或风化岩碎块，主要分布在心墙土体的上部。心墙室内颗分：砾含量均值1.8%，砂粒含量均值41.9%，粉粒含量均值36.7%，粘粒含量均值19.6%，心墙粘性土料符合防渗体质量要求。坝壳代料（粗粒料）标准贯入试验锤击数7～20击，呈松散～中密状态，按《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），坝壳砂土的相对密度Dr≥0.70，呈密实状态，坝壳料压实度不满足规范要求。心墙室内试验K=3.10×10-4～1.85×10-5cm/s，均值1.36E×10-4cm/s。钻孔注水试验渗透系数2.75×10-4～7.15×10-4cm/s,均值5.08×10-4cm/s。心墙具10-4cm/s量级，其渗透系数不满足《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定的心墙防渗体不大于1×10-5cm/s的要求。5.4.1.2副坝存在的问题从地质资料可以看出：副坝坝基（肩）的强风化岩体具中等透水性，左坝肩和坝基座落在强风化岩体上，厚度达14.40～14.83m，右坝肩座落在残坡积层上，坝基未进行清基，坝基质量差。坝基（肩）存在渗漏和绕坝渗漏。149 室内击实试验，心墙料的最大干密度1.78g/cm3，最优含水量15.9%。室内试验心墙的干密度1.32～1.71g/cm3，平均值1.51g/cm3，平均压实度84.8%，最小压实度74.2%。若压实度按0.96控制，控制干密度为1.71g/cm3。现心墙干密度大于控制值，占试验组数的33.3%，小于控制值占66.7%，心墙压实度未达到《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的要求。心墙填筑料主要为重粉质壤土。砂粒含量均值42.3%，粉粒含量均值36.4%，粘粒含量均值23.3%，心墙粘性土料符合填筑防渗体质量要求。坝壳代料为良好级配砾，代料符合心墙坝坝壳填料质量要求。坝壳代料的标准贯入试验锤击数为3击，呈松散状态，坝壳料的压实度不满足规范要求。心墙室内试验渗透系数1.14×10-4～1.71×10-4cm/s,平均值1.42×10-4cm/s。钻孔注水试验渗透系数5.89×10-4～7.36×10-4cm/s,均值6.71×10-4cm/s。心墙具10-4cm/s量级，其渗透系数不满足《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定的心墙防渗体不大于1×10-5cm/s的要求。5.4.2主、副坝加固措施5.4.2.1主坝加固从坝顶高程复核可知，主坝坝顶满足要求，心墙顶不满足要求。又由地质资料可知：主坝清基不彻底，坝基、右坝肩强～弱风化岩体具中等透水性，左坝肩强～弱风化岩体具强～中等透水性，坝基（肩）存在渗漏和绕坝渗漏问题。心墙的平均压实度为93.2%，最小压实度为86%，未达到《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）要求。心墙粘性土料符合防渗填筑质量要求。但心墙渗透系数的均值为5.08×10-4cm/s，不满足规范要求。因此，本次加固对坝体和坝基作全断面的处理。主坝坝基和坝肩采用帷幕浆处理。主坝坝体的处理主要进行了两个方案比较：方案一，坝体粘土灌浆；方案二，坝体砼防渗墙。方案一：坝体粘土灌浆粘土灌浆是通过对土体进行灌浆的处理来149 提高土体的防渗性能。将钻孔内的浆液在灌浆压力作用下，直径较小颗粒组成的浆液渗透到土体颗粒的空隙内。其渗透程度随压力而增加，由于在渗透过程中能量消耗大，影响范围小，灌浆压力对地层的挤压作用也很有限，如果适当地增大灌浆压力，当其在孔壁上引起的切向拉应力大于地层和小主应力与土壤的抗拉强度之和时，能量消耗小，浸入范围大，当灌浆停止时，压力减小，土体回弹压缩浆液，促使浆体排水固结，进而提高浆体密度。方案二：砼防渗墙鉴于现有心墙土质较差，且碾压不密实，渗透系数大等特点，对坝体采用砼防渗墙处理。砼防渗墙是在水库除险加固中普遍应用的一种地下连续墙，是透水体防渗处理的一种有效措施，砼防渗墙是先在孔内注满泥浆，以防孔壁塌崩，同时挖掘地层，然后用砼置换泥浆，筑成墙体。将以上两个方案工程量及投资列入下表5-1：（1）投资比较从以上投资比较可以看出，粘土灌浆投资省，砼心墙投资高。（2）防渗效果方面比较上述两种方案，技术上都是成熟的，在对大坝的防渗处理问题上都有较成功的经验。砼心墙的防渗性能好，而且能有效地防止白蚁的危害。粘土灌浆也能达到防渗效果，且投资比较节省。由于该水库大坝心墙较窄，现有心墙顶宽2.0m，粘土灌浆应避免浆液渗入坝壳内，保持原坝壳的渗透系数和下游坝壳的浸润线，使其达到预期的效果。综合所述，选用粘土灌浆作为主坝心墙的坝体防渗处理措施。表5－1　　主坝比选方案工程量及投资对照表项目方案一方案二工程量单价总价（万元）工程量单价总价（万元）主坝粘土灌浆钻孔、灌浆2090202.1542.25帷幕灌浆钻孔(m)14287.941.25砼心墙砼心墙m22090546.22114.16预埋管m1421452.06合　　计44.50116.22由于主坝心墙欠高0.41m，采用套井冲抓回填粘土心墙和坝顶土方开挖接高心墙两种方案比较。149 表5－2　　主坝心墙接高比选方案工程量及投资对照表项目方案一方案二工程量单价总价（万元）工程量单价总价（万元）主坝套井冲抓回填粘土心墙m26695.02.53坝顶土方开挖m317641.770.31坝顶土方回填m331547.871.51粘土心墙接高m3144918.422.67上游干砌块石护坡拆除m343.4739.610.17合　　计2.534.66通过投资比较，套井冲抓回填粘土心墙投资较省，坝顶土方开挖接高心墙投资相对较大，因本工程投资控制，故采用套井冲抓方案接高心墙。5.4.2.2主坝加固设计1、粘土灌浆设计：为了提高心墙的抗渗性，针对大坝心墙压实不密实等问题，对大坝心墙处理措施为粘土灌浆。粘土灌浆技术参数如表5-2。表5-3粘土灌浆技术参数表项目或参数指标项目或参数指标土料成分（%）粘粒30～50单孔最大压力(Kpa)75～150粉粒40～60制浆方法湿法制浆砂粒10～20钻进方法泥浆循环钻进泥浆密度(g/cm3)1.3～1.6灌注方法全孔灌注法泥浆浓度1:0.5～1:1.45灌注顺序自下而上泥浆粘度(s)20～200复灌时间初灌5天后泥浆稳定性(g/cm3)0.01～0.1复灌次数5次起始压力(Kpa)50～100①灌浆原则：稀浆开路，浓浆灌注，分序施灌，先疏后密，少灌多复，控制浆量。②心墙灌浆轴线及范围确定心墙灌浆采用单排，孔距1.0m，布置范围为坝体心墙段。③心墙灌浆深度确定心墙灌浆孔深以达到心墙底面为准。④灌浆方式149 因坝体较松软，裂缝分布较广。为使孔壁固结和密实上层土体，防止孔壁塌落，使用较大压力灌注深层缝穴，不致冒浆、串浆，采用自下而上分段灌浆，每孔段长5～7m。⑤灌浆材料粘土是灌浆的主要材料，其物理性质指标范围按表5～3选用。粘土灌浆浆液的配制，掺合料的选用根据现场实验确定。表5～4粘土物理性质选择范围表颗粘组成(%)比重流性限度(%)塑性限度(%)塑性指数(%)2～0.05(mm)0.05～0.005(mm)<0.005(mm)2.65～2.7532～4019～2510～2010～2040～6030～50⑥灌浆压力根据《土坝坝体灌浆技术规范》（SD266-88）及有关的工程的经验，确定注浆管上端孔口压力应小于200kpa。先采用小孔口压力灌浆，不吃浆时逐渐提高孔口灌浆压力，直至达最大孔口灌浆压力。⑦灌浆控制包括灌浆控制，灌浆压力控制、横向水平位移控制，灌浆控制施行于灌浆过程的始终。灌浆量控制：灌浆采用定量灌注法，而不是灌至不吃浆为止，坚持“少灌多复”每孔每次平均灌注量以孔深计，每米孔深控制在0.2～0.3m3。灌浆压力控制：控制在最大允许孔口压力以内。横向水平位移控制：灌浆时，坝顶上、下游两坝肩处横向水平位移一般要求控制在3cm以内。⑧复灌次数：Ⅰ序孔8～10次；Ⅱ、Ⅲ序孔5～6次，不少于5次。间隔时间：主要以灌入坝体裂缝中浆体的固结状态来确定，应待前次灌入的泥浆基本固结后，并根据坝体的变形情况，再确定进行复灌，每次间隔时间不少于5天。⑨心墙灌浆观测工作根据《土坝坝体灌浆技术规范》（SD266～149 88）要求，为保证坝体灌浆质量和坝体安全，检验灌浆效果，在灌浆期间应进行观测，观测项目包括表面变形、坝体深部位移、坝体冒浆观测、渗流监测等。在灌浆过程中，应有专职观测人员负责观测工作，全面控制灌浆质量，及时发现和解决施工中出现的问题。水平位移（横向）观测：根据选定的观测断面，布设观测位移桩，可用木桩或砼柱。在灌浆期间，每天观测2～4次。非灌浆期间，每5天观测1次。竖向位移（沉陷）观测：竖向位移应与水平位移桩相结合，并同时进行观测，以便进行资料分析。在灌浆前，至少应观测2次。灌浆期间，每天观测1～2次，非灌浆期间，每5天观测1次。在灌浆时，坝顶上下游坝肩允许横向水平位移量要求控制在3cm以内，并在停灌后能够基本复原。在进行粘土灌浆时，先采用水泥浆进行托底灌浆，再进行粘土灌浆。本方案主要工程量为：托底灌浆285m，粘土心墙造孔2090m，粘土灌浆1480m。2、套井冲抓设计由于主坝心墙欠高0.41m，采用套井冲抓回填粘土心墙，套井深度至45.75m高程。加固后回填心墙顶高程为46.66m。心墙粘土材料渗透系数不大于1×10-5cm/s，心墙粘土的干密度大于15KN/m3，粘粒含量35%～50%，含水率控制最优含水量±3%的范围内，套井回填土压实度≥96%。钻孔布置在坝轴线上，按主孔和套孔相间布置，一主一套相交连接成墙。设计单排孔布置，与心墙同轴线，开孔直径2R=1.1m，孔距L=0.78m，填筑心墙成墙有效厚度T=0.78m。套井冲抓为266m。3、坝基帷幕灌浆设计为了增强防渗效果，彻底根限主坝安全隐患，针对该水库大坝坝基和坝肩岩层透水性强的问题，根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的规定，对大坝坝基和坝肩进行帷幕灌浆处理。（1）帷幕灌浆的深度帷幕的底线按坝基q=10Lu进行控制。（2）帷幕灌浆长度大坝左、右坝肩帷幕长度以正常蓄水位与基岩透水率101u的交线。帷幕灌浆进尺为1318m。（3）帷幕灌浆孔距根据坝基地质特点，大坝坝基和坝肩进行单排帷幕灌浆处理，帷幕孔距为2.0m。（4）灌注材料149 以水泥灌浆为主，为了确保灌浆质量，要求使用42.5级普通硅酸盐水泥,细度要求通过4900孔/cm2标准筛的筛余量不超过2%。（5）灌浆压力采用自上而下的灌浆顺序。接触面的灌浆压力采用1～2kg/cm2，其下逐渐增加3～6kg/cm2。5.4.2.3主坝其他设计（1）主坝坝坡设计根据稳定计算结果，主坝上、下游坝坡稳定均满足规范要求。本次只是对上游坝坡局部干砌块石护坡进行翻修，护坡厚度与原来相同，护坡厚度为30cm，护坡范围从37.39m高程至坝顶。下游坝坡沿坝轴线方向在38.95m高程平台上设一条纵向排水沟，排水沟断面尺寸为30cm×40cm，结构为浆砌石，表面抹砂浆；包括两坝肩垂直坝轴线方向设四条竖向排水沟，断面尺寸为30cm×40cm。纵、横排水沟交叉连接，保证坝坡排水通畅。（2）坝顶设计主坝坝顶设计为泥结石路面，整个路面宽5.0m，厚300mm，其中泥结石路面宽4.4m，其下设20mm磨耗层，180mm泥结碎石，100mm级配碎石垫层，坝顶路面高程47.95m。坝顶上、下游设C20砼路肩石。坝顶排水设双向坡，坡比2%。（3）反滤坝设计由于主坝反滤坝坝面成了上坝和对内交通的主要路面，存在沉陷，且反滤坝上游坡未设反滤层，反滤坝局部排水不畅。故本次考虑将大坝反滤坝局部进行加固整修，将局部原干砌石反滤坝表层风化块石拆除0.3m～0.5m，并局部抽槽处理。5.4.2.4副坝加固从坝顶高程复核可知，副坝坝顶不满足要求，心墙顶满足要求。又由地质资料可知：副坝坝基（肩）的强风化岩体具中等透水性，左坝肩和坝基座落在强风化岩体上坝基未进行清基，坝基（肩）存在渗漏和绕坝渗漏。心墙的平均压实度84.8%，最小压实度74.2%。心墙压实度未达到《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的要求。心墙粘性土料符合填筑防渗体质量要求。但心墙渗透系数均值为6.71×10-4cm/s，不满足规范要求。因此，本次加固对副坝体和坝基作全断面的处理。副坝坝基和坝肩采用帷幕浆处理。副坝坝体的处理方案同主坝防渗处理方案。方案一，坝体粘土灌浆；方案二，坝体砼防渗墙。149 将以上两个方案工程量及投资列入下表5-5：表5－5　　副坝比选方案工程量及投资对照表项目方案一方案二工程量单价总价（万元）工程量单价总价（万元）副坝粘土灌浆钻孔、灌浆740202.1514.96帷幕灌浆钻孔(m)9987.940.87砼心墙砼心墙m2740546.2240.42预埋管m3701455.37合　　计23.9745.79经投资及防渗效果比较，也选用粘土灌浆作为副坝心墙的坝体防渗处理措施。5.4.2.5副坝加固设计1、粘土灌浆设计：副坝粘土灌浆设计同主坝设计。本方案主要工程量为：托底灌浆198m，粘土心墙造孔740m，粘土灌浆542m。2、坝基帷幕灌浆设计副坝坝基帷幕灌浆设计同主坝设计。帷幕灌浆进尺为516m。5.4.2.6副坝其他设计（1）副坝坝坡设计根据稳定计算结果，副坝上、下游坝坡稳定均满足规范要求。副坝上游坡未护坡，本次对副坝上游坝坡进行干砌块石护坡，护坡厚度为30cm，下设10cm碎石垫层，护坡范围从坡脚（42.45m高程）至坝顶。下游坝坡包括两坝肩垂直坝轴线方向设四条竖向排水沟，断面尺寸为30cm×40cm。（2）副坝坝顶设计根据水文计算成果，副坝欠高0.34m，考虑直接在副坝坝顶增设泥结石路面，确定坝顶路面高程47.80m，整个路面宽4.0m，厚350mm，其中泥结石路面宽3.4m，其下设20mm磨耗层，180mm泥结碎石，150mm级配碎石垫层，坝顶上、下游设C20砼路肩石。坝顶排水设双向坡，坡比2%。（3）反滤坝设计由于副坝下游坡无反滤坝，故本次考虑在下游坡设置贴坡反滤。从渗流计算可知，副坝下游坝坡最高出逸点达到高程44.85m，故设计贴坡反滤的顶高程为45.00m，149 从外至内分别为0.3m厚的干砌块石、0.15m厚碎石、0.15m厚粗砂。5.4.3渗流稳定分析1、计算水位参数根据水文计算成果，XX水库校核洪水位46.61m，设计洪水位46.36m，正常高水位45.83m，死水位36.07m。2、现状渗流分析（1）分区和渗透系数选取根据《XX水库除险加固工程地质勘察报告》（初步设计阶段）所提供的土层性质和渗透系数，主、副坝渗流计算时计算断面采用最大断面，主坝共分为7个区：即心墙、上、下游坝壳、反滤坝、强风化和弱风化。主、副坝各区渗透系数见表5-6、表5-7。表5-6主坝0+066渗流计算渗透系数取值表项目渗透系数（cm/s）（加固前）渗透系数（cm/s）（加固后）心墙5.0×10-41.0×10-5坝壳粘性土（壤土）5.0×10-45.0×10-4坝壳(粗粒砂)6.0×10-36.0×10-3反滤坝2.5×10-22.5×10-2强风化层5.13×10-55.13×10-5主坝坝基（含砾中粗砂）1.02×10-21.02×10-2弱风化层1.21×10-51.21×10-5帷幕灌浆1.0×10-5表5-7副坝0+120渗流计算渗透系数取值表项目渗透系数（cm/s）（加固前）渗透系数（cm/s）（加固后）心墙6.0×10-41.0×10-5坝壳(良好级配砾)6.0×10-36.0×10-3反滤坝2.5×10-22.5×10-2强风化层5.13×10-55.13×10-5副坝坝基（粉质粘土）1.55×10-51.55×10-5弱风化层1.21×10-51.21×10-5帷幕灌浆1.0×10-5（2）计算水位组合根据《碾压式土石坝设计规范》规定渗流计算的水位组合情况如下表5-8。（3）计算方法149 大坝渗流计算采用有限元二维渗流方法，土层渗透系数按各向同性考虑，大坝采用最大断面进行计算。表5-8渗流计算水位组合表断面桩号上游水位（m）下游水位(m)主坝0+06645.83（正常高水位）26.8546.36（设计洪水位）26.8546.61（校核洪水位）26.85副坝0+12045.83（正常高水位）43.4546.36（设计洪水位）43.4546.61（校核洪水位）43.45（4）计算成果经计算，各种工况下，主、副坝心墙、下游坝壳、坝基水力渗透坡降及渗透量成果见表5-9、表5-10。表5-9主坝0+066现状渗流计算成果表计算工况心墙与基岩接触坡降【J】=2-3下游坝坡渗透坡降【J】=0.15-0.2渗流量m3/d.m计算值计算值计算值45.83（正常高水位）0.570.2311.6846.36（设计洪水位）0.580.2312.2746.61（校核洪水位）0.600.2412.60表5-10副坝0+120现状渗流计算成果表计算工况心墙与基岩接触坡降【J】=2-3下游坝坡渗透坡降【J】=0.15-0.2渗流量m3/d.m计算值计算值计算值45.83（正常高水位）0.260.201.2746.36（设计洪水位）0.380.221.6146.61（校核洪水位）0.430.251.78从以上计算结果可以看出，主坝在各种工况下浸润线均在反滤坝处出逸，出逸点偏高，而副坝由于下游无反滤设施，在各种工况下浸润线均在坝坡出逸，且出逸点较高，在校核洪水位工况下在高程44.85m出逸。渗漏量一般，对水库效益有一定影响。3、除险加固后渗流分析主、副坝除险加固选定方案是对心墙进行粘土灌浆、接高心墙处理，对主、副坝坝基采用帷幕灌浆。心墙处理后防渗能力将会有较大的提高，心墙渗透系数可提高到1×10-5cm/s，允许水力渗透比降也会同时提高，坝基和坝肩进行帷幕灌浆，确定坝基帷幕灌浆后渗透系数为1×10-5cm/s。（1）计算分区及水位组合149 土层分区：除现状渗流分析分区外，增加两个防渗处理区，水位组合与现状渗流分析相同，其计算成果见表5-11、表5-12。表5-11主坝0+066除险后渗流计算成果表计算工况心墙【J】=2-3下游坝壳【J】=0.15-0.2渗流量m3/d.m计算值计算值计算值45.83（正常高水位）0.460.168.7646.36（设计洪水位）0.480.179.9346.61（校核洪水位）0.510.1810.65表5-12副坝0+120除险后渗流计算成果表计算工况心墙【J】=2-3下游坝壳【J】=0.15-0.2渗流量m3/d.m计算值计算值计算值45.83（正常高水位）0.210.100.10346.36（设计洪水位）0.330.160.12746.61（校核洪水位）0.370.200.138（2）结果分析从上表可以看出，各种工况下，浸润线均进入下游反滤坝，表明心墙阻水能力强。且渗透坡降均能满足要求。主、副坝除险加固后等势线见图5-1-图5-4。149 149 149 149 149 5.4.3稳定计算分析1、计算工况根据规范要求，并结合XX水库的实际运用情况，主、副坝坝坡稳定分析选用如下几种工况进行计算。（1）正常运用：正常高水位45.83m下形成稳定渗流期上、下游坡坝稳定；设计洪水位46.36m下形成稳定渗流期上、下游坡坝稳定；（2）非常运用条件：校核水位降至正常水位上游坝坡稳定；校核水位46.61m下游坝坡稳定。2、计算参数（1）计算断面根据规范要求，为了保持与渗流分析的一致性和计算成果的合理性，主、副坝坝坡稳定分析断面与渗流分析选用断面相同。（2）土层划分及其物理力学指标参照《XX水库除险加固工程初步设计地质报告》，主坝稳定计算时共分为7个区，主、副坝各分区物理指标见表5～7。3、分析方法及依据（1）稳定渗流期按规范对4级建筑物确定抗剪强度采用瑞典条分法的有效应力法，并以其中较小的安全系数作为依据，不计及条块间作用力。计算公式如下：K=Σ{C′L+[（W1+W2）cosβ+γwZl-Ul]tgΦ′}/[Σ(W1+W2)sinβ]K——整个滑体剩余下滑力计算的安全系数L——单个土条的滑动面长度（m）W1——在坝坡外水位以上的条块实重（KN）W2——在坝坡外水位以下的条块实重（KN）U——稳定渗流期或水库水位降落期坝体或地基中的孔隙压力β——条块的重力线与通过此条块底面中点半径之间的夹角C′、Φ′——各土层的抗剪强度有效应力指标149 （2）水位降落期由于XX水库输水管引用流量较小，库水位从校核洪水位降至正常高水位后，通过灌溉管进一步降低至死水位的降落速度十分缓慢，因此只复核水位降落期的从校核水位降至正常高水位上游坝坡抗滑稳定安全复核。表5-13主坝坝坡稳定计算参数表项目湿密度（g/m3）饱和密度（g/m3）有效应力指标C′(kpa)Φ′(°)心墙1.972.0411.918.7坝壳粘性土（壤土）1.982.0814.220.3坝壳(粗粒砂)1.902.00030反滤坝2.002.15033强风化层2.3524.040035主坝坝基（含砾中粗砂）1.902.00030弱风化层2.5952.60100040帷幕灌浆2.3542.35450035表5-14副坝坝坡稳定计算参数表项目湿密度（g/m3）饱和密度（g/m3）有效应力指标C′(kpa)Φ′(°)心墙1.811.9515.015.7坝壳(良好级配砾)1.851.98028反滤坝2.002.15033强风化层2.3524.040035副坝坝基（粉质粘土）1.981.97726.620.7弱风化层2.5952.60100040帷幕灌浆2.3542.354500354、坝坡稳定计算成果5-15主坝0+066稳定计算成果表坝坡计算工况瑞典圆弧法规范值加固前加固后上游正常运用死水位36.07m1.152.3252.34非常运用校核洪水位46.61m降到正常高水位1.061.101.15下游正常运用正常高水位45.83m1.151.3811.41设计洪水位46.36m1.3151.36非常运用校核洪水位46.61m1.061.2931.32149 5-16副坝0+120稳定计算成果表坝坡计算工况瑞典圆弧法规范值加固前加固后上游非常运用校核洪水位46.61m降到正常高水位1.061.081.12下游正常运用正常高水位45.83m1.151.2851.34设计洪水位46.36m1.261.30非常运用校核洪水位46.61m1.061.0951.15从上表可以看出，主、副坝加固前后上、下游坝坡在正常运用和非常运用工况下均满足规范要求。主、副坝除险加固后滑弧见图5-5-5-8。149 149 149 149 149 5.5溢洪道加固设计5.5.1溢洪道的布置根据溢洪道的地形和现状溢洪道的情况，溢洪道的布置如下：（1）进口段（桩号0-057.16～0+000）进口段桩号0-057.16～0-031为浆砌石衬砌，底板与边墙为分离式结构，边墙为重力式浆砌石挡土墙，顶宽0.4m，墙高为2.0m，底板厚为0.4m；堰前10m设1：10的倒坡；桩号0-031～0-010长21m只开挖不衬砌，。（2）堰体段（桩号0+000～0+005）堰体段为钢筋砼结构，堰顶高程45.83m，堰体段长5.0m，宽4.0m，为宽顶堰，边墙为L型挡土墙结构，底板厚为0.5m，边墙顶宽0.4m，底宽0.5m，墙高为1.5m,采用C20砼。（3）泄槽段（桩号0+005～0+063）泄槽段长58m，坡比为1：7.9，均采用浆砌石护砌。桩号0+005～0+015段底板与边墙为分离式结构，边墙由重力式挡墙渐变为浆砌石贴坡衬砌，重力式挡土墙顶宽0.4m，墙高1.5m，底板厚为0.4m，浆砌石贴坡衬砌墙高2.0m，坡比1:1.5。桩号0+015～0+055段边墙为浆砌石贴坡衬砌，底板与边墙为分离式结构，底板厚为0.4m。浆砌石贴坡衬砌墙高1.5m，坡比1:1.5。桩号0+055～0+063段底板与边墙为分离式结构，边墙由浆砌石贴坡衬砌渐变为重力式挡墙，浆砌石贴坡衬砌墙高1.0m，坡比1:1.5，重力式挡土墙顶宽0.4m，墙高2.5m，底板厚为0.4m。（4）消能段（桩号0+063～0+073）消能段为整体式钢筋砼结构，宽10.0m，消力池深1.5m，消力池底高程为38.49m。边墙高2.5m，边墙顶宽为0.4m，底宽为4.0m，底板厚0.6m，采用C20砼。消力池底板下设有150mm后碎石垫层，并设有排水孔，排水孔梅花型布置，直径为75mm，排距、行距均为2m。溢洪道底板共为分若干块，块与块之间设伸缩缝，泄槽段的缝与缝间设紫铜片止水，底板下设纵横排水暗沟。（5）尾水渠（桩号0+078～0+131.06）尾水渠长53m149 ，为保证水流平顺，开挖至现有一水塘，两侧边坡及底板均不考虑衬砌,两侧边坡按1：1.5开挖成型，底坡按1/500控制，渠底宽4.0m,渠高1.5m。5.5.2溢洪道加固设计1、堰体泄流能力计算。根据水文调洪成果可知，水位泄量曲线如下：表5-17泄流曲线计算成果表库水位（m）45.8346.5346.6346.7346.8346.9347.0347.1347.2348.03泄量（m3/s）0.003.744.565.456.387.368.389.4510.5720.812、堰体边墙高度计算根据《溢洪道设计规范》SL-253-2000规定，堰体控制段边墙顶部高程不应低于校核洪水位加安全超高值（本水库根据规定要求安全超高下限值为0.3m），即堰体控制段顶高程不得低于46.91m（46.61+0.3），水库溢洪道正常高水位为45.83m，确定堰体边墙高度不得小于1.08m，本次初设堰体边墙设计高1.5m。3、泄槽水力计算本工程溢洪道为4级建筑物，根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）中的泄槽段设计洪水标准，采用50年一遇洪水标准进行设计，500年一遇洪水校核。由调洪演算成果可知，50年一遇设计洪水位46.36m，下泄流量2.83m3/s，500年一遇校核洪水位46.61m，下泄流量7.48m3/s。（1）临界水深计算根据规范要求，对于泄槽上游接宽顶堰、缓坡明渠或过渡段时，起始计算断面定在泄槽首部，水深h1取用泄槽首端断面计算的临界水深hk。起始计算断面水深hk可按下式计算。hk=（αq2/g）1/3式中：α——动能修正系数，取1.05g——重力加速度，取9.81m2/sq——单宽流量（m3/s.m）通过计算，hk=0.72m（2）泄槽水面线计算泄槽水面线根据能量方程，用分段求和法计算。149 △l1-2=式中：△l1-2——分段长度，m；h1、h2——分段始、末断面水深，m；v1、v2——分段始、末断面平均流速，m/s；a1、a2——流速分布不均匀系数，取1.05；θ——泄槽底坡角度，（°）；i——泄槽底坡，i=tgθ；——分段内平均摩阻坡降；n——泄槽槽身糙率系数；——分段平均流速，m/s；——分段平均水力半径，m。（3）泄槽段掺气后的水深可按下式计算：hb=式中：h、hb——泄槽计算断面的水深及掺气后的水深，m；v——不掺气情况下泄槽计算断面的流速，m/s；ξ——修正系数。（4）泄槽边墙高度成果通过计算，泄槽水面线计算成果及计算泄槽边墙高度如下表5-18。表5-18水面线计算成果表桩号设计水深流速掺气超高计算边墙高采用边墙高0+0050.722.590.740.51.241.500+0250.267.280.280.50.781.500+0450.257.540.270.50.771.500+0630.257.590.270.50.771.504、消能设计149 本工程溢洪道为4级建筑物，消能防冲建筑物的设计洪水标准采用20年一遇洪水标准进行设计。由调洪演算成果可知，20年一遇设计洪水位46.23m，下泄流量2.14m3/s。其池长Lk、池深d、共轭水深h2计算公式分别如下：Lk=0.8Ld=σh2-ht-△Zh2=0.5h1[（1+8Fr12）^0.5-1]式中：L——水跃长度（m），L=6.9(h2-h1)d——池深h1、h2——池中发生临界水跃时，跃后水深和跃前水深ht——消力池出口下游水深（m）Fr1——收缩段弗劳德数；通过计算，消力池池身计算成果见表5-11：△Z——消力池尾部出口水面跌落（m）表5-19消力池计算成果表池长(m)池深(m)池底高程(m)边墙高度(m)消力池10.01.538.502.505、溢洪道结构计算（1）堰体结构计算堰体边墙为L型钢筋砼挡土墙结构，墙高1.5m，顶宽0.4m，墙址底宽1.0m。计算成果见表5-19。堰体段计算简图（2）边墙结构计算溢洪道边墙墙体最大高度为2.5m，墙顶宽0.4m，背坡1:0.4，墙体为重力式挡土墙砼结构。具体见计算简图，计算成果见表5-19。149 泄槽段最大边墙计算简图（3）荷载组合边墙稳定计算最不利荷载组合在非溢洪时，墙后排水不畅且填土饱和情况，荷载有墙后水压力、土压力、水重、土重、墙体自重。计算公式如下；抗滑稳定计算公式，kC=f∑G/∑P抗倾稳定计算公式：ko=∑My/∑MokC、ko——抗滑和抗倾安全系数f——摩擦系数∑P、∑G——作用于边墙上所有荷载对计算滑动面的切向应力和法向应力∑My、∑Mo——作用于墙体对墙前趾产生的稳定力矩和倾覆力矩（5）计算成果通过计算，堰体、溢洪道边墙抗滑稳定、抗倾稳定、基底应力及泄槽底板计算成果见表5-20。表5-20堰体、溢洪道边墙稳定及应力计算成果表项目堰体段泄槽段抗滑安全系数[Kc]1.0Kc1.101.4抗倾安全系数[Ko]1.5Ko5.214.08149 5.5.3溢洪道进口机耕桥设计1、机耕桥设计XX水库本次初步设计考虑新建跨溢洪道出水渠机耕桥，位于桩号0-035，为单跨简支板桥，钢筋砼结构，桥长4.8m，净跨4.0m，板厚0.45m，桥宽4.0m；边墩顶宽0.6m，为重力式钢筋砼结构，具体结构见溢洪道机耕桥结构图。XX水库水库枢纽工程等别Ⅳ等，故溢洪道机耕桥为4级建筑物。2、纵梁计算（1）荷载计算作用在机耕桥纵梁上荷载考虑主要包括：桥面自重、汽车垂直荷载（按集中荷载限载150KN考虑）、其它附加荷载（人群荷载3KN/m2）等。其中永久荷载分项系数1.05，可变荷载分项系数1.2，结构系数1.2。计算简图见下图；具体荷载情况如下（按单位m计算）：溢洪道机耕桥计算简图桥面自重：q1=1.05×0.45×1×25=11.82KN/m其它附加荷载：q2=1.2×3×1=3.6KN/m汽车垂直荷载：P1=1.2×75=90KN（2）计算成果XX跨溢洪道机耕桥纵梁砼标号设计为C25，保护层厚度50mm，钢筋采用Ⅱ级钢，则砼强度设计值fc=12.5N/mm2，fy=310N/mm2。经计算，机耕桥结构计算成果如下：表5-21跨溢洪道进水渠机耕桥纵梁结构计算成果表跨中支座弯矩（KN.M）剪力（KN）弯矩（KN.M）剪力（KN）纵梁136.3645123.92截面配筋As=1307mm2（5φ20，As=1571mm2）按构造要求配箍筋（φ8@150）149 通过上表可以看出，跨溢洪道进水渠机耕桥本次拟定纵梁截面断面可以满足结构要求。3、边墩计算（1）荷载计算作用在机耕桥边墩上的主要荷载包括：汽车水平制动荷载（动力系数考虑1.5）、边墩自重、桥面压力、土体压力（饱和容重考虑）等。其中永久荷载分项系数1.05，可变荷载分项系数1.2。具体荷载情况如下（按单位m计算）：机耕桥边墩结构计算简图边墩自重：G1=1.05×2.15×0.4×25=32.8KN/mG2=1.05×0.75×2.5×0.5×25=21.0KN/mG3=1.05×0.2×0.95×25=25.7KN/mG4=1.05×2.5×0.4×25=18.4KN/m垂直土压力：G5=1.05×0.5×0.75×2.5×20=16.8KN/mG6=1.05×2.95×0.4×20=29.4KN/mG7=1.05×0.75×0.45×20=13.4KN/m桥面压力：P=120.8KN/m水平土压力：F1=50.5KN/m汽车水平制动荷载：F2=60KN/m（2）抗倾计算根据水工设计规范，抗倾稳定计算公式如下：ko=∑My/∑MokC、ko——抗滑和抗倾安全系数149 f——摩擦系数∑P、∑G——作用于边墙上所有荷载对计算滑动面的切向应力和法向应力∑My、∑Mo——作用于墙体对墙前趾产生的稳定力矩和倾覆力矩（3）计算成果通过计算，跨溢洪道机耕桥抗倾稳定、基底应力计算成果见表5-22。表5-22稳定及应力计算成果表项目机耕桥边墩地基应力（KN/m2）Σmax313.1σmin65.7抗倾安全系数[Ko]1.5Ko1.65故跨溢洪道机耕桥边墩抗倾及地基应力均可满足规范要求。5.6输水管设计输水管位于主坝左坝端，内径1.0m，管壁厚0.3m，为圆形钢筋混凝土坝下埋管，设计最大泄量5.0m3/s，进口高程36.07m，管身全长59.50m，纵坡1/200。输水管进口设有排架柱式启闭塔，内置工作闸门和检修闸门各一扇，配套15t手摇螺杆启闭机1台，启闭台与坝顶同高，高程为47.95m，启闭室3.6×3.6m，工作闸门为φ700圆筒活塞铸铁闸门，检修闸门为1×1m铸铁平板闸门。5.6.1.输水管结构复核（1）输水管安鉴复核结论根据输水管原安鉴复核结论：输水管管侧抗裂计算不满足设计要求，故本次初设重新对该管进行结构复核。(2)基本资料XX水库输水管为钢筋砼有压圆管，管身管身全长59.5m，进口底高程36.07m，纵坡降1/200，管径φ1.0m，壁厚0.4m，最大泄量5.0m3/s。故本次对输水管现状复核时选取填土最大断面1-1，最大填土高度10.43m，对应管身桩号0+030。具体结构见图。XX水库枢纽工程为Ⅳ等，故本次输水管结构为4级建筑物。(3)荷载计算工况149 根据《荷载规范》DL5077-1997，作用在输水管上的主要荷载为：管身自重、管内水重、垂直土压力、水平土压力及管肩土压力。本次复核计算按最不利情况进行复核，即当管内满水无压时进行计算（管座包角180°）。(4)荷载计算①管身自重G1=2πrδγ砼式中：r——埋管平均半径，取0.9m；δ——管壁厚度，取0.4m；γ砼——钢筋砼容重，取24KN/m3；②管内无压满水重G2=πro2γ水式中：ro——埋管内半径；γ水——水容重，取10KN/m3；③垂直均布土压力G3=KSγtHD1式中：KS——埋管垂直土压力系数；γt——土体湿容重，取19KN/m3H——填土高度，取10.43m；D1——埋管外直径；④管顶水平线以下管肩土压力G4=0.1075γtD12⑤水平均布土压力G5=KtγtH0Dd2式中：Kt——侧向土压力系数，Kt=tg2(45-φ/2)；φ——填土内磨擦角，根据地质勘察结论取20°；H0——埋管中心线以上填土高度；Dd——埋管凸出地基的高度；(4)内力计算按结构力学方法，查表计算输水管各断面内力成果见表5-23。149 表5-23输水管1-1断面内力计算成果表荷载弯矩（KN.m）轴向力(KN)分项系数管底管顶管侧管底管顶管侧1管身自重1.41.4-1.514.10.011.11.052管内水重0.20.2-0.2-1.1-1.1-0.51.03垂直均布土压32.136.9-36.0135.212.0231.51.14管顶以下填土0.30.2-0.42.1-0.13.11.15水平均布土压-4.81-9.347.0816.9963.900.000.9合计29.229.4-31.0167.374.6245.2(5)强度复核由原设计资料可知输水管为现浇钢筋砼管，其配筋情况如下，环向：内侧配筋5φ16（单位：m），As=1005mm2，外侧4φ16，As=804mm2；纵向：构造配筋。根据输水管现场安全检测资料：管身内砼回弹强度最大值为21.0Mpa，最小值为10.3Mpa，评定值为12.1Mpa，等级评定为C10；碳化深度最大值为12mm，最小值为8.0mm，故本次复核实际砼强度按C10考虑，碳化深度按12mm考虑。①基本参数截面尺寸b×h=1000×388mmh0=370mmC15砼fc=5.0N/mm2Ⅰ级钢筋fy=210N/mm2②受力性质判断查《水工混凝土设计规范》可知：当ηei＞0.3h0，则ei=e0，构件为小偏心受压当ηei≤0.3h0，则ei=e0+ea，构件为大偏心受压e0=M/Nei＞0.3h0，则ei=e0ei≤0.3h0，则ei=e0+ea式中：M——荷载在截面上产生的弯距值；N——荷载在截面上产生的轴力值；η——轴向力偏心距增大系数，取η=1；ei——初始偏心距；e0——轴向力对截面重心的偏心距；ea——附加偏心距；149 h0——截面有效高度。根据以上公式计算结构受力性质见表5-24。表5-24大坝输水管结构受力性质表断面部位e00.3h0结论1-1管底174.4111大偏心管顶393.8111大偏心管侧126.3111大偏心③结构复核由上计算结论可知，结构受力为大偏心受弯构件则：As′=［Ne-fch02ζ（1-0.5ζ）］/fy′（h0-as）As=（fcbh0ζ+fy′As′-N）/fye=ηei+h/2-as式中：As′——受压钢筋截面面积As——受拉钢筋截面面积e——轴向力作用点至受拉钢筋之间的间距ζ——相对受压高度，大偏心取ζ=ζb=0.614h——截面高度fy、fy′——受压、受拉钢筋设计强度，取210N/mm2输水管结构复核成果见表5-25。表5-25大坝输水管结构复核成果表部位荷载大小钢筋面积原设计结论1-1断面管底M=29.2KN.mAs′740mm2环向钢筋：内侧5φ16As=1005mm2外侧4φ16As=804mm2纵向钢筋：φ12@250满足N=167.3KNAs=740mm2满足管顶M=29.4KN.mAs′=740mm2满足N=74.6KNAs=740mm2满足管侧M=-31.0KN.mAs′=740mm2满足N=245.2KNAs=740mm2满足(6)抗裂计算根据结构内力计算成果，XX水库输水管均为偏心受压构件，故本次复核其抗裂按长期荷载组合作用计算，计算公式如下：NL≤γmαctftkA0W0/（e0A0-W0）149 式中：NL——荷载标准值按荷载效应长期组合计算的轴向力值；γm——截面抵抗矩塑性系数；αct——砼抗拉应力限制系数，长期组合取0.7；A0——换算截面面积，A0=AC+αEAS+αEAS′；W0——换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩，W0=I0/（h-y0）；e0——轴向力对截面重心的偏心距；通过计算，输水管各断面抗裂计算成果见表5-26。表5-26输水管抗裂复核成果表断面部位NL［N］结论1-1断面管底168.4450.7满足管侧81.6116.7不满足管顶244.6800.7满足注：表中［N］为截面抵抗抗裂最大轴力值。通过计算，输水管通过本次结构复核管身在最不利工况下管侧抗裂不满足设计规范要求。同安全鉴结论相符合，故本次初设确定输水管配筋不满足结构强度要求，需要对其进行加固处理。5.6.2输水管加固处理措施根据XX水库输水管的结构复核可知，XX水库输水管管侧抗裂不满足要求。现场检查发现输水管存在多处漏水、露筋等，止水橡皮严重破损，灌溉输水管多处裂缝，裂缝宽为0.8~1.2mm，从检测报告中看出灌溉输水管砼碳化深度为8~12mm，蜂窝麻面较多，单块面积为1~4m2，钢筋外露、渗水严重。针对以上情况，对输水管进行加固处理以达到补强和减糙的目的，将输水管进口柱式塔拆除重建。根据以上要求对输水管管身的加固方案作如下比较：方案一：钢衬。钢衬对隧洞或涵管补强和减糙是一种常见的施工方法，在技术上是成熟的，且使用长久。对于本工程施工难度也不是很大，因为输水管管径有1.0m，采用钢衬补强时的支撑以及钢管进洞时施工人员操作等方面比较简单，操作方便。方案二：粘贴碳纤维布149 1、首先对裂缝和渗水点进行处理，对裂缝用人工将缝凿成一定宽度的V型槽，用水将缝槽冲洗干净，用武汉长江加固技术有限公司研制生产的YZJ-5（AB组合）化学浆材灌入槽内，凝固后形成完整组合。2、对于输水管内表面蜂窝麻面处理，首先清除表面剥落疏松腐蚀和碳化的砼至露出完好无损的砼，然后将砼表面磨平，在砼表面涂刷YZJ-CD基底结构胶，在基底结构胶面层用YZJ-CZ结构胶修补，用与碳纤维布配套使用的YZJ-CQ浸渍胶涂刷修补胶表面，粘贴碳纤维布，在碳纤维布上涂YZJ-CQ胶，粘贴第二层碳纤维布，然后在碳纤维布上涂YZJ-CQ胶滚压含浸。表面修饰完成后用打磨机把整个管道内表面粗磨，用喷雾器喷洒Hm1500防水剂填补表面毛孔，用YZJ-J防水涂料（AB组合、溶剂2：1）涂刷。以上两种方案，技术上都是成熟的，从投资比较两者相当，但从长久利益和管理上比较，方案一优于方案二，因此选用方案一，作为本次输水管加固措施。内衬钢板的厚度应根据其抗外压稳定确定，为尽量不缩小管径，采用光面管。考虑到输水管的外水压力不大，先根据《水电站压力钢管设计规范》（试行）SD144-85按构造要求的最小厚度选取：δ（mm）≥D/800+4式中：D—钢管直径，取980（mm）经计算，δ（mm）≥5.25mm，取壁厚8mm。根据规范附录（二）地下埋管结构分析方法中给出的阿姆斯图兹公式计算，当壁厚按6mm（不考虑锈蚀、磨损及钢板厚度误差）计时，管壁失稳的临界外压大于3.05kg/cm2。输水管外部承受的最大静水压力为1.86kg/cm2，因此管壁厚度满足抗外压稳定要求。本阶段取管壁厚度8mm。本次加固时更换所有接缝处的止水，管身采用钢板内衬，衬砌完成后进行接触灌浆。管身分5节进行钢管衬砌，1-4节长10m,5节长14.5m，管内径为1.00m。输水管钢衬全长54.5m。由于输水管原施工时没有进行回填灌浆，结合本次加固处理，对管身进行回填灌浆。采用风钻自洞内两侧面和顶部进行钻孔，孔距5m，灌浆机灌水泥浆。5.6.3输水管的布置及措施输水管长59.50m，底坡1/200。洞身为圆形，采用钢板衬砌加固，进口排架拆除重建，柱式塔前新建13.60m的渐变段和喇叭口段，管身段进行钢板衬砌，进水口断面尺寸为1.0×1.0m，柱式塔内布置有工作闸门，输水管进口底高程为37.12m，出口底高程为35.83m。具体尺寸见布置图。149 5.6.4输水管进水口断面设计根据输水管布置可知，进口段包括喇叭形进水口和竖井，其拟定过水断面最大尺寸为b×h=1.0m×1.0m，现按照泄洪工况和灌溉工况计算,泄洪设计流量为5m3/s,灌溉设计流量为1.8m3/s，计算闸孔出流流态时工作闸门上游最小水深和上游最大水深时的过流能力。计算公式为：Q=σsμ0enb（2gH0）1/2式中：Q——输水管的设计流量，泄洪流量Q=5m3/s，灌溉流量Q=1.8m3/s；σs——淹没系数，查表σs=1.0μ0——闸孔出流的流量系数；b——闸孔宽度，B=1.0m；H0——计入流速水头的堰上水头；经计算，输水管进口水力计算结果见表5-23。从表中可知，当闸前水位达到37.52m（水深0.4m）闸门全开(相对开度0.65)时就能满足灌溉流量要求；当库水位达到校核洪水位46.61时，闸孔通过最大流量为11.75m3/s。表5-27进水口计算结果表设计流量（m3/s）闸前水位（m）相对开度(e/H)开启度（m）1.837.520.650.405.046.610.100.3611.7546.610.651.0因此输水管进水口采用断面尺寸可设计为1.0m×1.0m。5.6.5工作桥的设计输水管的加固需修建一座工作桥，工作桥与大坝左侧山体相连接。工作桥为简支梁式，桥面宽2.0m，长20m，排架为双肢式，排架每隔4.0m设置联系梁，排架最大高度为6.8m。排架截面尺寸为400×400mm。基础采用独立基础，基础宽3.3m，长2.0m。1、纵梁计算（1）荷载计算作用在工作桥纵梁上荷载考虑主要包括：桥面自重、集中荷载（限载20KN考虑）、其它附加荷载（人群荷载3KN/m2）等。计算简图见图，具体荷载情况如下（按单位m计算）：149 输水管工作桥计算简图桥面自重：q1=1.05×（0.2×2+0.25×0.55×2）×25/2=8.9KN/m其它附加荷载：q2=1.2×3×1.0=3.6KN/m集中荷载：P1=1.2×20=24KN（2）计算成果XX输水管工作桥纵梁砼标号设计为C25，保护层厚度30mm，钢筋采用Ⅱ级钢，则砼强度设计值fc=12.5N/mm2，fy=310N/mm2。经计算，人行桥结构计算成果如下：表5-28输水管工作桥纵梁结构计算成果表跨中支座弯矩（KN.M）剪力（KN）弯矩（KN.M）剪力（KN）纵梁132.891280.88截面配筋As=881.0mm2（3φ20，As=942mm2）按构造要求配箍筋（φ8@200）通过上表可以看出，输水管工作桥本次拟定主梁截面断面可以满足结构要求。5.7过坝渠设计钢筋砼结构过坝渠位于主坝背水坡高程35.00m处，断面b×h=1.0×1.0m，全长90m，其边墙和底板厚度均为0.2m。进口渠底高程35.50m，过流能力0.6m3/s，纵坡降1/1000。由于过坝渠止水橡皮老化破损，过梁断裂等漏水严重，并向下游倾斜，威胁坝体的安全。从检测资料可以看出，槽身横向贯穿性裂缝多达16条，裂缝宽度为2.0～5.0mm，漏水严重。故本次加固拟将过坝渠进行钢筋砼衬砌，衬砌厚度200mm，为C20砼，纵坡降为1/500。衬砌后断面尺寸为b×h=0.6×1.0m。过坝渠钢筋砼加固时分缝长度为10m，止水采用紫铜片止水，缝间填充柏油砂板。过坝渠按均匀流进行过流能力计算。149 计算公式：Q=Ac式中：Q——设计流量，Q=0.6m3/s；R——水力半径，m；A——过水断面积，m2；C——谢才系数，C=；n——糙率，取0.015；i——坡降。i=1/500经计算，底宽为0.6m，流量为0.9m3/s时，过坝渠过水深0.91m。因此过坝渠衬砌后断面尺寸能满足原设计流量的要求。5.8安全监测设计5.8.1监测设施的现状XX水库大坝于1963年开工，1965年基本完工，当时由于各种原因，没有布置水平、垂直位移观测设施。针对主坝存在的诸多方面险情，为了监测本次主坝加固处理后的运行安全，有必要增设大坝观测设施。5.7.2增设观测设施布置1、上、下游水位监测目前上游水位库容通过人工观测，新建上游水位观测尺，另在溢洪道堰顶设置1根水尺。共20根，长40m。并且在下游坝脚设一座量水堰。149 主要工程量表序号项目名称单位工程量序号项目名称单位工程量　第一部分建筑工程　　(二)副坝加固工程　　一挡水工程　　1坝基处理工程　　(一)主坝加固工程　　　坝体灌浆钻孔m991坝基处理工程　　　坝基灌浆钻孔m615　坝体灌浆钻孔m142　帷幕灌浆m516　坝基灌浆钻孔m5742坝体处理工程　　　帷幕灌浆m431　心墙粘土灌浆钻孔m7402坝体处理工程　　　心墙粘土灌浆m542　心墙粘土灌浆钻孔m2090　托底灌浆m198　心墙粘土灌浆m14803坝坡处理　　　套井冲抓m2663.1上游坝坡处理　　　托底灌浆m285　上游干砌块石护坡m34343坝坡处理　　　砂石找平垫层m31453.1上游坝坡处理　　　脚槽土方开挖m3349　上游原干砌块石护坡拆除m31816　浆砌块石脚槽m3174　上游干砌块石护坡m31816　踏步砼模板m23　砂石找平垫层m3605　踏步细石砼m32　踏步砼模板m216　踏步浆砌块石m328　踏步细石砼m393.2下游坝坡处理　　　踏步浆砌块石m361　排水沟土方开挖m33473.2下游坝坡处理　　　排水沟土方回填m3347　原排水沟拆除及弃料运输m395　浆砌石排水沟m3104　排水沟土方开挖m376　浆砌石排水沟抹面m2347　排水沟土方回填m376　下游踏步浆砌块石m345　浆砌石排水沟m3104　细石砼m35　浆砌石排水沟抹面m2316　细石砼模板m210　下游踏步浆砌块石m346　植草皮m22615　细石砼m354坝顶泥结石路面km0.166　细石砼模板m210　磨耗层m2593　植草皮m24384　泥结石路面m25934坝顶泥结石路面km0.138　碎石垫层m389　磨耗层m2638　路肩石土方开挖m3209　泥结石路面m2638　土方回填m3146　碎石垫层m364　路缘石m363　路缘石土方开挖m31745贴坡反滤　　　土方回填m3122　干砌块石反滤m3157　路缘石m352　反滤料m3525反滤坝整修　　二泄洪工程　表面干砌块石拆除及抽槽m31449(一)溢洪道工程　土方开挖m315121土、石方工程　　　干砌块石反滤坝m31411　土方开挖m34298　反滤料m337　石方开挖m31842149 主要工程量表序号项目名称单位工程量序号项目名称单位工程量　石渣回填m32993三引水工程　　　消力池反滤料m317（一）输水管加固工程　　　碎石垫层m31811管身维修工程　　　浆砌石挡土墙m3359　人工凿毛m2203　浆砌石护坡m3123　人工砼凿除m36　浆砌石排水沟m3265　钢管顶进m57.2　浆砌石排水沟砂浆抹面m2636　回填灌浆m2203　无砂砼管（底板纵向Φ250）m187　铜片止水m21　无砂砼管（底板横向Φ150）m75　伸缩缝（柏油杉板）m26　PVC排水管（Φ100）m62　管身砼C25m36　回填反滤料m3602柱式塔拆除重建工程　　2砼工程　　　土方开挖m3962　堰体边墙砼m37　石方开挖m3240　堰体底板砼m320　土方回填m3673　跌水墙砼m334　原排架砼拆除及运输m330　消力池砼m372　原工作桥砼拆除及运输m326　钢筋制安t11.0　原进口段砼拆除及运输m343　伸缩缝（柏油杉板）m2219　原启闭机室拆除m214(三)跨溢洪道机耕桥工程　　　基座砼m3331土、石方工程　　　排架砼C25m330　土方开挖m3168　进口段砼m343　石方开挖m3105　钢筋t7.6　石渣回填m3108　栏杆m422砼工程　　　启闭机室建筑面积m214　桥面板、梁砼m39(二)过坝渠加固　　　桥墩砼m328　过坝渠砼m345　栏杆m11　钢筋制安t4.7　钢筋T4　铜片止水m23　伸缩缝（柏油杉板）m25149 6金属结构及机电设计6.1金属结构6.1.1金属结构基本情况XX水库金属结构主要布置在输水管进口，其中输水管由柱式塔内平板钢闸门控制，并配有15t螺杆式启闭机启闭。安全鉴定结论为：由于原输水管的金属结构及启闭设备已运行40多年，且闸门锈蚀损坏严重，止水破坏，常年漏水，拉杆及导轮锈蚀严重，隐患较多，不能正常运用。均达到报废标准，故本次将原金属结构和启闭设备都予以全部报废。6.1.2金属结构加固设计输水管更换工作闸门、启闭机、并增设拦污设施。6.1.3闸门设计1、设计资料根据本阶段水文计算结论，校核洪水位为46.61m，设计洪水位为46.36m，上游排架式柱式塔内设工作闸门一块，底高程36.12m，闸孔口尺寸1.0m×1.0m。工作闸门按动水启闭，为潜孔式平面铸铁闸门。工作闸门设计水头为：10.54mm。具体参数见表6-1。表6-1金属结构表部位项目孔口尺寸门叶尺寸闸门型式输水管工作闸门1.0m×1.0m1.4m×1.2m平面铸铁闸门2、启闭力的计算根据《水工钢闸门设计规范》（SL74-95）闭门力FW=nT（TZd+TZS）－nGG+Pt（KN）启门力FQ=nT（TZd+TZS）+nGG+PX+GJ+WS（KN）式中：nT-摩擦阻力安全系数，取1.2；T2d—支承摩阻力，KN；T2S—止水摩阻力，KN；ne—计算启门力用的闸门自重修正系数，取1.0；149 nC＇-计算启门力用的闸门自重修正系数，取1.1；G—闸门自重，KN，当有控杆时计入拉杆重，计算闭门力时选用浮重；WS—作用在闸门上的水柱压力，KN；Gj—加重块重，KN；Pt—上托力,KN；PX—下吸力，KN。表6-2　启闭力计算成果部位项目名称闭门力（KN）启门力（KN）配套启闭机容量输水管工作闸门83.0152.0200KN根据以上计算，输水管工作闸门选用200KN手电两用螺杆式启闭机。表6-3金属结构及设备主要工程量表编号项目单位规格数量重量（t）1输水管9.021.1工作闸门及检修闸门6.32平面铸铁闸门块1.4×1.211.82拉杆及定位轮台套13.9埋件0.6启闭机台200KN11.2拦污栅块2.9×3.112.7149 7施工组织设计7.1施工条件7.1.1工程概况XX水库位于湖北省XX县XX镇XX村，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合利用的小（一）型水库。XX水库枢纽工程包括主、副坝、溢洪道、输水管等。本次加固涉及主、副坝、溢洪道、输水管等。加固内容有主、副坝坝基、坝肩帷幕灌浆、心墙粘土灌浆；主坝上游干砌石护坡局部翻修、副坝新建上游干砌块石护坡；主坝下游反滤坝局部整修、副坝新建贴坡反滤；主、副坝坝顶新建泥结石路面；溢洪道加固整修；输水管补强减糙处理。1、对外交通XX水库坝址位于洗岚公路边，可直达XX县，距离为18km，工程对外交通以公路为主。2、施工场地条件由于本工程以加固为主，主要施工作业内容分散于主副坝、溢洪道、输水管三个施工点。施工设备停放点在主坝右端，施工用房可租用附近民房。3、水文气象条件XX流域地处亚热带季风气候区，气候温和，雨量充沛。水库所属亚热带季风气候，光、热充足，雨量充沛，水资源丰富，流域多年平均降雨量为1410mm。流域内暴雨多发生在6～8月，5月份为初汛期，6～7月份为主汛期，8～9月份为汛后期。该地区极端最高气温40.3°C，极端最低气温-10.8°C，多年平均相对湿度74～80%，多年平均蒸发量1683mm，多年平均风速2.4m/s，多年平均日照时数1998h。4、施工供水、供电XX水库水质较好，施工用水可直接从水库中抽取，用水非常方便。施工用电由施工单位自备变压器，从当地电网取电。向各施工点供电。7.1.2主要建筑材料XX水库除险加固工程所需主要建筑材料天然为砂、块石和碎石。建筑材料用量分别为:水泥319.8t,钢筋27.21t,碎石1235.6m3,块石5842.2m3,砂704.7m3。149 经调查和取样，天然建筑材料粘土料场位于县城关以北的长岭岗，距坝址25Km；砂料场位于西河驿的XX中，距坝址15Km；块石料场位于县城以南，距坝址20Km；碎石料场位于武穴和XX交界处的艮山，运距60km，交通方便。砂料场一般为中砂，其质量经当地有关部门检测，主要矿物成分为石英与长石，砂质量较好，储量丰富。块石料岩性为石料为花岗岩，质地较新鲜坚硬，抗压强度一般大于60Mpa，料场在开采，储量丰富。碎石料可直接采购，碎石原岩为灰岩，质地较新鲜坚硬。料场在开采，储量丰富。7.2施工导流7.2.1施工导流标准XX水库除险加固工程为四等工程，大坝、溢洪道等主要建筑物为4级，消力池、渠道等次要建筑物为5级，导流建筑物为5级。因本次输水管的加固方案为：输水管补强和减糙处理，进出口拆除重建。输水管（底高程123.59m）加固处理时，需填筑围堰。依据《水利水电工程施工组织设计规范(试行)》(SDJ338-89)，导流标准按枯水期5年一遇洪水标准设计。7.2.2施工导流设计施工时输水管工程选择在第1年11月～第2年1月进行。为保证施工安全，需筑围堰拦截该期间的水库来水。根据施工洪水计算，枯水期5年一遇总来水量25.73万m3，加上死库容为25.73+37.0=62.73万m3（死库容为37.0万m3）。查库容曲线，62.73万m3所对应的水位为39.49m，根据施工期库水位对应的吹程通过计算的风浪爬高为0.50m，考虑安全超高0.5m，综合考虑确定围堰顶高程定为39.99m。围堰采用袋装粘土型式。围堰顶宽2.0m，长50m，最大围堰高3.92m，上、下游边坡1：2，围堰总方量为17433，在不需要围堰保护时，对围堰适时进行拆除，拆除弃料采用5t自卸汽车运至弃渣场。7.2.3施工期划分1、主副坝、输水管施工：149 主副坝迎水面护坡、输水管及进口闸室等施工作业计划在第一年11月至第二年3月进行，施工期间需要在输水管进口外侧建一道施工挡水围堰，以保证输水管及进口闸室在无水状态下施工。本工程计划在第一年的10月进行修筑施工道路，10月1日开启输水管闸门放水，经计算可在第一年10月底前将水库放空。第一年的11月至第二年的1月开始进行输水管施工。主副坝坝体施工安排在第二年2-3月。2、溢洪道施工：溢洪道施工计划在第一年11月至第二年1月进行施工，砼及石方工程于第一年12月至第二年1月进行，可用输水管将水库水位控制在溢洪道堰顶高程以下，因此，溢洪道施工可不受洪水干扰。7.3主体工程施工7.3.1主、副坝加固工程主、副坝加固工程主要内容包括主、副坝心墙粘土灌浆、上游干砌石护坡、下游排水棱体及坝顶公路。1、主、副坝坝体心墙粘土灌浆粘土灌浆包括灌浆钻孔、粘土灌浆，孔距1m。其施工程序为：钻孔→检查钻孔→制浆→灌浆→观测→冒浆处理→复灌→封孔→孔位转移→质量检查，主要施工方法如下：粘土灌浆分Ⅲ序孔进行施工，采用150型钻机钻孔，因坝体较松软，裂缝分布较广。为使孔壁固结和密实上层土体，防止孔壁塌落，使用较大压力灌注深层缝穴，不致冒浆、串浆，采用自下而上分段灌浆，每孔段长5-7m。心墙灌浆孔深以达到心墙底面为准。灌浆量控制：灌浆采用定量灌注法，而不是灌至不吃浆为止，坚持“少灌多复”每孔每次平均灌注量以孔深计，每米孔深控制在0.2-0.3m3。灌浆压力控制在最大允许孔口压力以内。横向水平位移控制：灌浆时，坝顶上、下游两坝肩处横向水平位移一般要求控制在3cm以内。复灌次数：Ⅰ序孔8-10次；Ⅱ、Ⅲ序孔5-6次，不少于5次。149 间隔时间：主要以灌入坝体中浆体的固结状态来确定，应待前次灌入的泥浆基本固结后，并根据坝体的变形情况，再确定进行复灌，每次间隔时间不少于5天。为保证坝体灌浆质量和坝体安全，检验灌浆效果，在灌浆期间应进行观测。2、主坝套井冲抓由于主坝心墙欠高，采用套井冲抓回填粘土心墙，套井深度至45.75m高程。加固后回填心墙顶高程为46.66m。心墙粘土材料渗透系数不大于1×10-5cm/s，心墙粘土的干密度大于15KN/m3，粘粒含量35%～50%，含水率控制最优含水量±3%的范围内，套井回填土压实度≥96%。钻孔布置在坝轴线上，按主孔和套孔相间布置，一主一套相交连接成墙。设计单排孔布置，与心墙同轴线，开孔直径2R=1.1m，孔距L=0.78m，填筑心墙成墙有效厚度T=0.78m。心墙以上按照泥结石公路路基路面要求回填至坝顶高程47.95m。套井冲抓为266m。3、主、副坝坝基帷幕灌浆为了增强防渗效果，彻底根限主坝安全隐患，针对该水库大坝坝基和坝肩岩层透水性强的问题，根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的规定，对大坝坝基和坝肩进行帷幕灌浆处理。（1）帷幕灌浆的深度帷幕的底线按坝基q=10Lu进行控制。（2）帷幕灌浆长度主副坝左、右坝肩帷幕长度以正常蓄水位与基岩透水率101u的交线。主坝帷幕灌浆进尺为431m，副坝帷幕灌浆进尺为516m。（3）帷幕灌浆孔距根据坝基地质特点，主副坝坝基和坝肩进行单排帷幕灌浆处理，帷幕孔距为2.0m。（4）灌注材料以水泥灌浆为主，为了确保灌浆质量，要求使用42.5级普通硅酸盐水泥,细度要求通过4900孔/cm2标准筛的筛余量不超过2%。（5）灌浆压力采用自上而下的灌浆顺序。接触面的灌浆压力采用1～2kg/cm2，其下逐渐增加3～6kg/cm2。4、主、副坝上游护坡主坝上游护坡的施工主要是对上游干砌块石拆除，铺设砂石垫层，然后干砌块石护坡。副坝新建上游块石护坡，铺设砂石垫层，然后干砌块石护坡。149 5、下游排水棱体主坝下游排水棱体加固整修，副坝新建贴坡反滤。6、坝顶公路主、副坝坝顶新设泥结石路面，主坝顶路面宽5.0m，副坝顶路面宽4.0m。7.3.2输水管施工输水管加固处理措施为钢板衬砌以达到补强和减糙的作用。本次加固时更换所有接缝处的止水，洞身采用钢板内衬，衬砌完成后进行接触灌浆。洞身分5节进行钢管衬砌，1-4节长10m,5节长14.5m，洞内径为1.00m。输水管钢衬全长54.5m。由于输水管原施工时没有进行回填灌浆，结合本次加固处理，对隧洞进行回填灌浆。采用风钻自洞内两侧面和顶部进行钻孔，孔距5m，灌浆机灌水泥浆。7.3.3溢洪道施工溢洪道施工主要包括堰体边墙、泄槽、消力池等施工。溢洪道石渣回填全部考虑利用原溢洪道弃料，采用羊角碾及蛙式打夯机分层碾压。砼和砌石包括堰体边墙、泄槽、消力池的砼和砌石。砼工程施工采用0.4m3拌和机，胶轮车配合泻槽运至施工部位，插入式振捣器振捣。7.3.4主要施工机械设备及土石方平衡主要施工机械设备表如下。表7-1主要施工机械设备机械名称及规格单位数量钻机台1灌浆泵台1挖掘机、反铲1m3台1推土机74kw台2自卸汽车5t辆5胶轮车辆15拖拉机74kw台3砼搅拌机0.4m3台2插入式振动器台10平板振动器台2空压机6m3/h台1149 由于XX水库加固工程存在有土石方的开挖和回填以及块石拆除，回填利用后，还存在有弃料。具体计划如下：大坝的土石回填利用大坝的土方开挖，余下方量弃掉；溢洪道工程的土石回填利用溢洪道石方开挖的石渣，土方开挖和剩余石方开挖量、拆除量全部弃掉，输水管的土方开挖和石方开挖量以及拆除量全部弃掉。具体数据见下表。表7-2土石方平衡表单位：m3工程名称土方开挖(m3)石方开挖（m3)土方回填(m3)砌石拆除（m3)土方弃料（m3)石方弃料（m3)开挖自然方(m3)可利用自然方(m3)折算压实方(m3)回填压实方(m3)利用压实方(m3)料场土(m3)大坝工程287512941096　858858　335915813359溢洪道工程4466201017031947310017031397　24561947输水管工程14626585572401073557516105804345合计　　　　　　　　484256517.4施工交通运输7.4.1对外交通对外交通主要任务是承担施工期外购材料、施工机械设备、生活物资的运输。根据本工程的永久及临时工程量来计算，外购材料主要包括砂、水泥、模板、钢材、生活物资等，工程所需的建筑材料主要从XX县购买，现有公路满足运输要求。7.4.2场内交通场内交通包括连接施工辅助企业、土料场和弃渣场等作业区的施工临时道路，设计临时施工道路宽度为5m，总长度约为1.5km，路基为土基。7.5施工总布置7.5.1施工布置原则本工程施工场地较集中，施工强度大，工期较短，但在方便施工的基础上，各种施工辅助企业尽可能简化布置，尽量少占耕地。149 7.5.2施工布置本工程主要施工作业内容分散于主、副坝、溢洪道三个施工点，钢筋、木材加工厂、机械设备保养停放场等设在主坝左端的空场地，其余施工辅助企业则靠近建筑物分散布置。溢洪道施工时的辅助企业可布置在溢洪道平坦位置。输水管加固辅助设施布置在洞的出口处，施工布置详见施工总平面布置图。7.5.3施工房屋建筑根据本工程的施工特点和在满足施工进度的条件下，本工程拟定仓库建筑面积200m2，其中钢筋仓库80m2，水泥仓库50m2，木材仓库70m2。7.5.4施工辅助企业占地施工占地主要有：施工道路、弃渣场、施工辅助企业、仓库、施工管理及生活用房。主要占地面积一览表见表7-3。7.6施工总进度7.6.1编制原则根据水库的水文特点，结合地方政府要求及工程投资情况，考虑水库在汛期蓄水，满足灌溉要求，工程施工应在枯水期内完成施工。本工程计划施工从第一年10月至第二年9月，总工期12个月。7.6.2施工进度安排第一年10月1日进行主体工程开工前的施工准备，主要进行场地平整及场内交通、供水供电系统改造、施工辅助企业布置等作业，打开水库输水管放水。根据库容曲线及输水管的过水能力，10月15日前可将水库放空，然后开始安排大坝心墙粘土灌浆、大坝上游护坡、下游排水棱体及排水沟等施工作业。大坝输水管的施工和溢洪道的施工可同时施工。主、副坝心墙粘土灌浆在第一年11月1日至第二年1月30日完成，上游坝坡的护坡安排在第二年2月1日至第二年4月30日完成，反滤坝安排在第二年2月1日至3月15日完成。输水管在第一年11月1日至第二年2月15日完成。溢洪道从第二年2月1日至3月30日，完成工程的全部施工，第二年4月16日至5月15日安排坝顶道路的施工。第二年8月16日至8月30日149 为施工收尾期，进行场地清理工作，收尾作业完成后施工结束。表7-3施工辅助企业占地面积一览表序号项目建筑面积（m2）占地面积（m2）1砼拌和系统1102002砂石骨料堆放场1504503钢筋木材加工厂501504供水供电系统1002605供风系统30506机械设备停放保养场3007仓库2004508施工临时道路75009生活及生产用房40052010弃渣场2500合计104012280149 8水库淹没处理及工程占地8.1水库淹没范围及淹没损失根据本次防洪复核成果，XX水库正常高水位45.83m与原相同，没有增加淹没，因此本次除险加固工程，不存在库区淹没损失和淹没处理问题。8.2工程占地范围XX水库除险加固工程占地为临时占地。施工临时占地范围包括施工生产及生活区、砼拌和系统、砂石料堆放场、弃料场、钢筋木材加工厂、机械设备停放保养场、施工临时道路等。共计14.62亩，具体见水土保持设计。8.3工程占地实物工程量及补偿标准根据水库除险加固工程施工总布置图，通过对工程占地范围的实物指标进行实地调查，工程临时占地14.62亩，补偿标准按1500元/亩。149 9工程管理9.1主要设计规范及相关法律法规（1）《中华人民共和国水法》（2）《中华人民共和国防汛条例》（3）《中华人民共和国水土保持法》（4）《水利工程管理单位编制定员试行》（SLJ705-81）（5）《水库工程管理设计规范》（SL106-96）（6）《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）（7）《水库渔业设施配套规范》（SL95-94）9.2管理机构9.2.1管理机构现状XX水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、供水、养殖等综合利用的小（一）型水库。该工程的管理单位为XX县XX水库管理处，隶属XX县向桥乡。水库管理处目前设有工程科、财务科、综经股、水政股及办公室等部门，现有职工7人，其中工程师1人，技术员3人。负责枢纽日常维护管理。9.2.2管理机构设置、人员编制鉴于XX水库为已建工程，经多年运行，机构人员设置已能满足生产要求。根据《水库工程管理设计规范》（SL106-96），水库管理单位机构要按精简的原则确定，同时按《水利工程管理单位编制定员试行标准》（SLJ705-81）进行复核，现有人员编制也基本能满足整险加固后的运行要求，故本次除险加固工程仍维持原人员编制，不再扩编。但在实施运行过程中做好人员培训进修工作，保持人员结构合理，管理人员要精干，管理机构要精简，管理工作要加强法制建设，内部实行竞争机制，责任明确，奖罚分明。149 水库管理处内部职能机构设置：办公室、工程管理科、财务供应科、综合经营科等三科一室。9.3管理范围及保护范围9.3.1工程区管理范围工程管理范围包括工程区、生产和生活区（含后方基地）。工程区即水库枢纽范围为大坝、溢洪道、输水管、专用通信及交通设施等各类建筑物和水库征用线以内的库区。生产、生活管理区包括办公区、职工宿舍、鱼池等，共计占地18亩。XX水库属小（一）水库，工程区管理范围划定为：1、工程区管理范围中，上游从坝轴线向上游不少于100m;下游从坝脚线向下游不少于150m；大坝两端以第一道分水岭为界或距坝端不少于200m。溢洪道、灌溉管等建筑物两侧均以建筑物轮廓起分别向外延伸50～100m，其中消力池以下不少于100～200m。水库土地征用线以内的库区。其它建筑物从工程外轮廓向外50m。2、生产、生活区管理范围，维持现状不变。3、工程保护范围：整险加固工程实施后，工程保护范围为工程管理范围边界线外延200m。4、水库保护范围：大坝坝址以上、库区周边土地征用线以上至第一道山脊（分水岭线）之间的陆地。9.4主要管理设施9.4.1生产、生活设施XX水库管理处办公条件极差，无职工住房，平时，水库无人值守，管理单位对生产、生活区的建设，本着有利管理、方便生活、经济使用的原则，现拟定新建办公楼以及文化设施建设。根据《水库工程管理设计规范》（SL106-96）有关规定，新建办公楼以及文化设施150m2。9.4.2交通与管理设施1、交通设施：水库管理处目前无交通工具，不能满足工程管理的要求。且水库工程管理范围内主要道路未达到四级公路标准，但是由于资金的困难，本次不予考虑。2、办公设施：为提高办公自动化水平，需要添置微机1台、激光打印机1台、复印机1台、传真机1台以及相应的管理系统1套。149 3、通信设施：为满足工程管理和防汛抢险的需要，增设程控电话2部。9.4.3白蚁防治1、白蚁对水库建筑物的危害水库安全检查发现大坝及周边有白蚁存在。白蚁的存在将影响水库枢纽建筑物的安全，必须采取有效的防治措施，消除安全隐患。2、白蚁防治措施白蚁防治措施应按照找巢、灭杀、灌填3个环节进行，常用方法有破巢除蚁、药物诱杀和药物灌浆等。(1)破巢除蚁在沿蚁路追挖主巢时，应一鼓作气完成，活捉蚁王以后及时将追挖的坑槽回填夯实；水库处于汛期或高水位时，不宜采用破巢除蚁方法。(2)药物诱杀主要采用投放灭蚁灵等药物制成的诱饵来诱杀白蚁；诱铒投放时间要在白蚁地表活动季节，投药地点要选择有白蚁正在活动的位置；诱饵投放后7～10天要检查觅食情况，发现有觅食现象时，要作好记录和标记；20～30天后，查找死巢的地面指示物（炭棒菌），及时破巢除蚁或灌填，不留隐患。(3)药物灌浆采用粘土和药剂制成的泥浆，利用找到的蚁道或锥探孔，用小型灌浆机将浆液灌注充填蚁道和蚁穴；药剂可选用五氯酚钠或敌百虫，水土重量比1:2，药剂在水中的含水量为0.1～0.2%，在进行药物灌浆时应防止污染水源。9.5工程运用管理9.5.1水库调度运用XX水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合开发利用的小（一）型水利工程。水库调度的任务是：按设计要求结合实际情况，在确保枢纽工程安全的前提下，协调灌溉、防洪的关系，充分发挥枢纽工程的综合效益。经本次除险加固后，XX水库正常蓄水位45.83m，水库死水位36.07m，50年一遇设计洪水位46.36m，500年一遇校核洪水位46.61m，其调度仍然保持原调度原则不变，保证水库及其下游的防洪安全。149 9.5.2工程运用与维修除险加固工程完成后，管理单位要进一步完善现有的《XX水库运行管理制度》，严格按制度办事，落实汛前检查、汛期查险报险制度和防汛抢险制度。加强技术档案管理，做好工程管理与防汛抢险的大事记录。落实工程维修费，做好工程的运用及维护。9.5.3工程监测水文观测、水质监测及工程变形监测、渗流监测等应满足现行规范及工程运行的要求，同时要做好观测资料的整理与归档工作，以保证资料的连续性，更好地为工程规划设计、施工及运行管理服务。做好库区及上游河道的水资源保护工作，确保水库水质不受污染。149 10环境保护设计10.1设计依据10.1.1有关环境保护法规《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国水土保持法》《水利水电工程初步设计报告编制规程》（DL5021-93）《建设项目环境保护设计规定》（国环字[87]第002号文）10.1.2有关环境保护设计规范和标准《地表水环境质量标准》（GHZB1-1999）《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）《污水综合排放标准》（GB8978-96）《环境空气质量标准》（GB3095-1996）《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）《建筑施工场界噪声限值》（GB12523-90）《给水排水标准规范实施手册》《环境监测技术规范》《水利水电工程设计概（估）算编制规定》水总（2002）116号10.2环境状况10.2.1生态环境状况坝址区地处亚热带大陆性季风气候区，光照充足，四季分明，雨量偏少，气候温和，无霜期222-235d。多年平均降雨量为1336mm，极端最低气温-10℃，极端最高气温43℃，多年平均气温15.5℃。XX水库区域地表水资源主要为大气降雨而产生的地表径流，地下水主要为基岩裂隙水。水库水体无污染，浮游植物存量很少，水体质量良好。陆生动物资源主要是畜禽品种。鱼类品种主要有鲤鱼、鲢鱼、草鱼、青鱼、鲫鱼等。149 10.2.2社会环境状况本工程地处农村，生产生活废气排放量较小，没有工业污染源，区域内空气质量好；水库水体质量较好，区域地表水资源主要为大气降水而产生的地表经流。工程所在地以农业生态环境为主，区域植被主要为旱地农业植物，其次为松林，主要产业活动为种植业，区域内生态环境质量一般。工程区以农业经济为主，主要种植农作物有水稻、小麦、黄豆和油料作物，旱地地质以砂性土为主，板栗、茶、蚕茧也有一定规模，另有部分农村富余劳动力外出打工。区内无工业污染源，因此库区及河道水质良好，能满足农业灌溉用水和下游居民的生活用水要求。干旱、洪涝灾害是本区主要的气象灾害。10.3环境影响评价工程在施工期间需运用汽车、拖拉机、推土机、挖掘机等各种施工机械，施工人员较多，机械泄漏的油料、排放的废水航人员排放的生活污水进入施工附近水域，可能形成局部的水体污染。机械设备排放的废气、产生的噪声及料场开采、运输产生的飘尘形成空气及噪声污染。但施工产生的水质、空气和噪声污染是局部的、暂时的，工程建成后，污染即消失。10.3.1对水质的影响工程对水质的影响为施工期废、污水的排放，其主要有来自砂石料冲洗、车辆、设备和场地冲洗产生的生产废水，以及施工人员生活污水。生产废水主要污染物为石油类和悬浮物；施工人员生活污水包括盥洗水和食堂下水，主要污染物为BOD，根据施工设计，施工高峰人数60人，施工高峰生活用水量45m3/d；生产用水量160m3/d。预计生活、生产废污水排放量分别为35m3/d和160m3/d。如不进行妥善处理，将对水库周围水环境产生不利影响。10.3.2对环境空气的影响施工期环境空气污染源主要来自挖填土方、物料装卸和运输过程中产生的扬尘和施工机械产生的尾气。主要污染物为TSP、SO2、NOx。149 10.3.3噪声对环境的影响施工期的噪声主要来自各种机械设备和建筑材料运输，车辆马达的轰鸣及喇叭的喧闹声。施工噪声将产生扰民问题，并对现场施工人员的身心产生不利影响。10.3.4对交通的影响施工期间设备材料及弃土运输需要大量的车辆，必将加重当地交通负荷量。10.3.5对人群健康的影响工程施工期间，施工人员劳动强度大，抵抗疾病的能力弱，加之施工人员的食宿安排在施工区内，易造成肠道传染病、肝炎等介水和食物传染病的流行。10.3.6水土流失的影响开挖、取土范围内的地表土层，其地貌和植被将变动或改变，可能造成表层土流失。在施工道路的施工中，将对原地貌产生一定的扰动。地貌受扰动的地带，由于土质变松，植被破坏，地表易受冲刷，遇到暴雨径流后，会引起水土流失。10.3.7工程占地、拆迁安置对农业生产的影响工程本身不产生污染物，运行期亦对周围环境无不利影响。但工程施工永久和临时占地均将对工程区附近农业生产造成不同程度的不利影响。10.3.8综合评价和结论1、综合评价1)、有利影响XX水库是一座以灌溉为主、兼顾防洪、供水、养殖等综合利用的小（一）型水库。但由于该水库枢纽工程存在质量隐患，不能正常的运行，影响了水库综合效益。通过采取的一系列工程措施对XX水库除险加固后，增加水库的整体效益。2)、不利影响施工期间产生的废气、废水、废渣、噪声对工程区环境造成一定程度的污染，但采取措施后可以得到减免。施工开挖和废渣堆放对工程区植被有一定的影响，也易造成水土流失，采取适当防治措施后亦可得到减免。2、结论149 XX水库除险加固后对工程区有一定的影响，但从总体上看，工程加固后提高了灌溉、供水、养殖效益，并且水库下游的防洪安全有了保障。虽然施工期间，将对工程区环境产生不利影响，但影响是局部的、暂时的，通过采取相应的对策措施可以减免。因此，从环境角度讲，不存在制约因素，不会造成大的不利影响，工程是完全可行的。10.4环境保护设计10.4.1水质保护（1）保护目标项目建设期间不因生产废水、生活污水的排放降低接纳水体的功能。（2）设计标准施工段近岸水域水质按《地表水环境质量标准》（GHZBl－1999）Ⅲ类标准控制，施工产生的废水排放执行《污水综合排水标准》（CB8978－1996）的二级标准，生活饮用水取水口水质符合《生活饮用水水源水质标准》（CJ3020－93）规定的标准。（3）保护措施砂石料冲洗废水处理根据类似工程的实施经验，砂石料冲洗废水采用混凝沉淀法进行处理可取得较好去除效果。在施工区布置一个混凝沉淀池对砂石料冲洗废水进行处理。在砂石料冲洗场地四周布置B×H=0.5×0.5m的矩形砖砌集水沟，底面与两侧均用水泥砂浆抹面，两侧上边缘高于地面0.lm。砂石料冲洗废水经集水沟收集后先经过格栅，截除较大垃圾、树叶等，进入沉砂池，将粒径为0.2mm以上的砂砾去除，再进入沉淀池，并在沉淀池中投加凝聚剂，去除废水中粒径较小的SS。沉砂池水力停留时间0.5h，沉淀池水力停留时间3.0h，结构均为砖混。格栅采用人工清污，沉砂池、沉淀池人工定期清除泥渣。泥渣统一运至弃渣场处理，不得在处理构筑物附近随意堆弃。废水格栅沉砂池沉淀池出水絮凝剂栅渣泥渣泥渣弃渣场149 图10－1砂石料加工废水处理流程示意图施工机械冲洗废水处理本项目共布置施工营地1个，工程施工机械主要有挖掘机、装载机、推土机、混凝土拌和机、混凝土泵等机械，各个施工营地均设有机械停放与保养场，故在每个营地布置油废水处理设施。机械保养场四周布置浆砌石集水沟，集水沟尺寸：B×H＝0.5×0.5m，采用矩形断面，底面与两侧用砖头衬砌，水泥砂浆抹面处理，两侧上边缘需高于地面0.1m。在保养、停放场地势最低处布置矩形浆砌石处理池，尽量使废水自流。含油污水进入处理池后，由于池内水平流速很小，进水中的轻油滴在浮力作用下上浮，并且聚集在池的表面，通过设在地面的集油管收集浮油。由于污水量较小、处理池结构简单，无需机械设备和维护，仅需在运行过程中人工清理浮油，各构筑物结构均为砖混。处理流程见图10-2图10-2含油废水收集、处理流程示意图149 施工碱性废水处理施工基坑废水中主要悬浮物和混凝土养护碱性水，在基坑废水排入水体前，适当静置并加酸中和有效减少悬浮物浓度，达标排放。混凝土预制有碱性污水排放，可在混凝土预制场地设置碱性废水收集池，采用中和沉淀法处理污水。碱性废水收集池布置见图10-3。图10－3碱性废水收集池布置图施工营地生活污水初级处理根据施工组织设计，该工程布置2处施工营地，为了防止生活污水直接排入水体污染水质，对各营地的生活污水进行处理（三格化粪池），粪池布置在生活营地的下风口位置，结合生活营地临时设施修建。格化粪池规格为2m（长）×1.5m（宽）×2m（深），其中一池、二池、三池容积比为2∶1∶3，一池和二池之间管道直径为10cm，二池和三池之间管道直径为6cm，化粪池采用砖砌建造，池壁表面用防水砂浆抹平，防止渗漏，顶盖要求坚固密封，防止气体逸出。施工完毕后，所修建的临时厕所和生活污水处理池要经无害化处理后予以拆除。生活污水初级处理流程见图10－4。149 图10－4生活污水初级处理流程10.4.2环境空气质量保护（1）保护目标项目敏感区域环境空气质量不因工程施工受到显著影响，在采取了相应措施后项目实施对环境空气质量的影响控制在可接受水平。（2）设计标准施工区的环境空气质量按《环境空气质量标准》（GB3095-1996）二级标准控制；施工废气执行《大气污染物综合排放标准》（GB16267－1996）的二级标准；所有燃油机械和车辆尾气排放应执行《汽车大气污染物排放标准》（GB14761.1－14761.7－93）。（3）保护措施防尘措施1）混凝土拌和防尘混凝土简易拌和站进行生产时，应设置袋式除尘器，对其产生的粉尘浓度应控制在《工业“三废”149 排放试行标准》（GBJ4－73）规定的标准以内。当拌和站处于工作状态时，除尘设施要同时运转，平时应加强除尘器的维护保养，使其始终处于良好工作状态。2）多尘物料运输过程中的除尘土料和水泥运输过程中应注意防止空气污染。在晴朗多风天气，装载土料时，应适当加湿或用帆布覆盖；运送散装水泥车辆的储罐应保持良好的密封状态，运用袋装水泥必须覆盖封闭。车辆在施工布置区和居民区行驶时，车速不得超过15km／h；施工区应配备洒水车，在无雨天每日对施工运输经过的环境敏感地段进行洒水4～6次，同时道路应及时清扫。3）物料堆积时的防尘土料堆积过程中，堆积边坡的角度不宜过大，弃土场应及时夯实；散装水泥应尽可能避免露天堆放。晴朗多风天气应对露天堆放的临时堆放的料适当加湿，防止被风吹散。4）劳动保护对处于产尘量较大的土方开挖、混凝土拌和等施工现场作业的人员，按照国家有关劳动保护的规定，发放除尘用品，如防尘口罩等。燃油废气控制措施施工机械及运输车辆应定期检修与保养，及时清洗，确保施工机械及运输车辆始终处于良好的工作状态。加强大型施工机械和车辆的管理，执行定期检查维护制度（I/M制度）；承包商所有燃油机械和车辆尾气排放应执行《汽车大气污染物排放标准》（GB14761.1－14761.7－93），若其尾气不能达标排放，必须配置消烟除尘设备；施工机械使用无铅汽油等优质燃料；严格执行《汽车报废标准》，推行强制更新报废制度，特别是对发动机耗油多、效率低、排放尾气严重超标的老旧车辆，应予以及时更新。10.4.3噪声防护（1）保护目标居民区等敏感区域声环境不因工程施工受到显著影响，在采取了相应措施后项目实施对声环境的影响控制在可接受水平。（2）设计标准施工场地周围的噪声控制执行《建筑施工场界噪声限值》（GB12523～90）。集中居民区按《城市区域环境噪声标准》（CB3096－93）2类标准控制。（3）保护措施149 噪声源控制改进施工技术，尽量选用低噪声的设备和工艺；机动车辆的喇叭选用指向性强的低噪声喇叭；加强机械设备的维修和保养，减少运行噪声；车辆穿行居民区、学校时，应减速行驶，禁止高音鸣笛。合理制定“三材”及土料运输线路，尽可能绕过集镇街区、居民区及学校等敏感区域。合理安排施工时段由于该水库离村庄较近，有居民，因此施工噪声会对居民产生影响。因此在晚上10：00至临晨6：00严禁施工，且施工物料运输车辆经过村庄时车速不得超过15km/h，并严禁鸣笛。劳动保护改善施工人员作业条件，高噪音环境下的施工作业人员，每人每天工作时间不多于6h；同时，承包商应给受高噪声影响的施工作业人员定期配发噪声防护用具，如耳塞、防声棉、耳罩和头盔等。补偿措施建设施工活动不可避免对周边环境敏感区域产生影响，由于施工影响时间较短，并随施工活动的结束而消失。若出现采取隔声措施范围大、实施较困难的情况，可对受噪声影响区域的敏感点居民给予一定的经济补偿。10.4.4固体废弃物处理（1）保护目标保护施工区域景观、土地及人群健康不因固体废物的堆放、丢弃受到较大影响。（2）保护措施根据类似工程实施经验，施工期间产生的固体废物主要是施工人员聚集产生的生活垃圾，生活垃圾量按人均生活垃圾产生系数估算。本项目施工高峰期平均劳动力人数60人，人均日产生生活垃圾0.9kg，高峰期日产生垃圾0.09t。生活垃圾不得随意堆放、丢弃，不得占用施工营地附近农田及其他土地资源，不得入河，施工营地内产生的各类生活垃圾均应集中收集至定点的垃圾桶内，由工程建设管理部门委托当地环卫部门统一清运、处理，每天清运1次，夏季每周对垃圾桶进行消毒处理，防止苍蝇蚊虫等害虫孳生。本项目每个施工营地设置垃圾桶2个，共4个。149 10.4.5人群健康保护（1）保护目标搞好施工区环境卫生，切断各种传染病的传播途径，保护施工人员身体健康。（2）影响因素分析工程所在区域主要传染病种有痢疾、伤寒、疟疾、乙脑、血吸虫等。施工人员由于工作强度较大，生活条件较差，抗病免疫力下降，患传染病和其它疾病的可能性增加。（3）保护措施①生活饮用水保护根据施工总布置，施工人员分布居住在几个施工营地，卫生设施一般，采取就近取水、药消毒加热杀菌后饮用，有条件可配备饮水机。施工采取现场设立开水供应点。为避免饮用水源遭人畜粪便污染，距水源30m内不得修建厕所、堆放垃圾等污染源，并应在尽量远离施工现场的库区取水。②施工区卫生清理在施工前结合场地平整，对营地生活区进行一次性清理和消毒，清理重点是杀虫灭鼠及消毒，采用鼠夹法或低毒饵法（溴敌降颗粒）进行灭鼠工作。选用石碳酸用机动喷雾器消毒，同时清理固体废物。③施工区公共卫生设施在施工营地设临时医务室一个，配备医师一名和护士一名，配置常规药品和简单医疗器具，负责一般疾病的诊疗和工伤事故处理。指定麻城市人民医院作为施工人员医疗急救中心，负责重病和急诊病人的诊疗。在施工作业相对集中且距生活区较远的施工区，修建临时厕所，砖砌简易隔离墙，顶部铺盖油毡或防雨布，地面坚硬平整，便于卫生清扫。根据施工布置，在主要施工区设置2座临时性厕所，安排专人清扫。临时生活区配置4个垃圾桶，指定专人定期清运垃圾，运至垃圾场进行填埋处理。④卫生防疫施工人员进入施工工地前，对其中20%的人员进行健康抽查。卫生检疫的重点放在病毒性肝炎、伤寒上，如发现传染病病原携带者严禁进入施工现场。149 按《全国计划免疫工作条例》规定，对施工人群采取服药预防疾、接种疫苗预防乙肝等免疫措施，增强其免疫能力。发现新病种，应及时针对病情进行治疗并采取有效措施防止扩散。10.5环境管理与监理10.5.1环境管理1、管理机构XX水库除险加固工程的业主单位应安排专人负责施工中的环境管理工作。参与工程建设的各单位应配置专业环保人员配合业主做好施工中的环境保护工作。本工程在项目法人组建成立时，相应成立环境管理机构，安排环境管理人员2人，专职1人。2、管理目标（1）防止施工期和运行期引起生态环境破坏；（2）防止施工环境污染，保护好水库库区及周边环境；（3）搞好水土保护，保护水库资源的可持续供给能力；3、管理任务施工前期：落实生态补偿和污染防治的各项费用；部署施工过程中的环保准备工作。施工期：主要是对水质、环境空气和噪声的监测；做好对施工期各种突发性污染事故的预防工作，准备好应急处理措施；组织实施施工期环境监测，定期编制施工区环境质量报告；施工后期：组织好施工区生态环境恢复和改善工作，如施工基地恢复、施工区绿化等；专业人员应组成环境监理小组监督、审查和评估施工区环境保护措施的执行情况。运行期：根据水源水质保护方法，加强库区环境管理；组织实施运行期的水质、水文、生物等监测工作；预防并处理水污染事故等。10.5.1环境监理工程施工应建立环境监理制度，环境监理是强化环境监督管理的重要手段，是工程监理的重要组成部分。环境监理工程师的职责主要是在施工期间对工程所有施工单位的环境保护工作进行监督、检查、管理。监理机构：配备环境监理工程师1名，纳入工程监理，不另设环境监理机构。149 监理内容：在施工现场和生活营地对所有施工经营单位的环境保护工作进行监督检查、旁站和指令性文件。对施工经营单位的环境保护工作进行抽查、监测，要求施工经营单位限期完成有关环保护工作。根据有关法律法规及施承包合同，协助环境管理办公室和有关部门处理污染事故和各种纠纷。环境监理工程师定期报环境监理日志、环境监理报告、提出存在的重大环境问题扣解决问题的建议。10.6环境监测1、站网布置施工期环境监测包括水质、大气和噪声监测。水质监测设三个站：污水积水池（处理前污水）、污水处理系统出口处（处理后污水）、排污口下游1Km处河道。大气、噪声监测在各开挖作业面、砼拌和系统、交通道路两旁设监测点。2、监测项目及测频（1）水质监测项目：pH值、BOD5、SS、石油类、NH3-N。测频：施工高峰期每月二次、非高峰期酌减。（2）大气检测项目：粉尘、CO、SO2、NOX。测频：施工高峰期每月二次、非高峰期酌减。（3）噪声检测项目：A声级，测频：每月两次。施工期的环境监测可由工程建管局委托当地环保部门进行。10.7环保投资概算10.7.1编制依据为了确保环境保护措施的落实，工程投资中应列入专项环保投资。其主要依据为：（1）《水利水电建筑工程概算定额》（2）《水利水电工程初步设计概算编制方法》（3）《水利水电工程环境保护投资概（估）算编制规定》149 表10-1环境保护分项投资表项目主要内容单位数量单位（元）投资（万元）水质保护碱性废水处理收集处理池个27000.14生活污水初级处理个17000.07施工车辆冲洗废水处理池个27000.14噪声防护高噪声施工人员防护人6050.03空气质量委托洒水费月122500.30公共卫生施工生活区进场清理费m212000.30.04施工生活区垃圾处理桶个4500.02工区临时厕所个25000.10垃圾、粪便清运费月122500.30人群健康保护20%施工人员检疫费人101200.12医疗开办费及经常费月103000.30施工人员预防免疫人60600.36定期杀鼠、蝇、蚊费用月123000.36环境管理环境管理、监理费月127000.84环境监测水质监测点次45000.20空气质量监测点次46000.24噪声监测点次42300.09小计　3.65基本预备费3%0.11合计3.7610.7.2环境投资凡为减免工程施工造成的环境影响而采取的环境保护措施、监理费及相应运行费，均列为环保投资。本工程环境保护投资为3.76万元。详见表10-1。149 11水土保持设计11.1编制依据11.1.1法律法规（1）《中华人民共和国水土保持法》（1991年6月29日）（2）《中华人民共和国水土保持法实施条例》（1993年8月1日）（3）《中华人民共和国河道管理条例》。（4）《中华人民共和国管理条例》。（5）“关于印发《电力建设项目水土保持工作暂行规定》的通知”（水利部、国家电力公司水保[1998]423号文）。（6）湖北省实施《中华人民共和国水土保持法》办法。（7）《水土保持生态环境监测网络管理办法》。（8）《湖北省人民政府关于划分水土流失重点防治区公告》（鄂政发[2000]47号）。（9）《湖北省人民政府关于征收水土保持设施补偿费和水土流失防治费的通知》（鄂政发[2000]28号）。11.1.2技术规范与标准（1）《开发建设项目水土保持方案技术规范》（SL204-98）。（2）《水土保持综合治理规划通则》（GB/T15772-1995）。（3）《水土保持综合治理技术规范》（GB/T16453-1996）。（4）《水土保持综合治理效益计算方法》（GB/T15774-1995）。（5）《土壤侵蚀分类分级标准》（SL190-96）。11.2水土流失防治目标总体目标为预防和治理因工程建设的新增水土流失，保护和合理利用土资源，尽快恢复工程区及影响区的生态环境。具体目标为：通过布设水土保持工程与植物措施，使工程扰动土地治理率达到96%以上，水土流失治理度达到90%以上，水土流失控制比1.5以上，拦渣率98%以上，林草覆盖率20%以上，植被恢复系数98%以上。149 11.3水土流失防治责任范围按照《开发建设项目水土保持方案技术规范》(SL204-98)的规定，水库除险加固工程水土流失防治责任范围包括项目建设区和直接影响区。项目建设区有主体工程建设区(含工程区、施工营地、水库管理所)、弃渣场、施工道路；直接影响区主要有道路影响区等。根据工程初设成果，并结合项目区环境背景状况分祈，确定项目建设水土流失防治责任范围为1.35h㎡。(见表11-1)表11－1水土流失防治责任范围责任区占地类型分区责任范围责任面积(h㎡)项目建设区临时占地区弃渣场0.35施工道路0.75施工场地0.25合计1.3511.4水土流失及水土保持现状本区区域地貌属于构造剥蚀低山丘陵区，本区水土流失类型主要属水力侵蚀，表现为面蚀和沟性。根据现场实地查勘，工程区属轻度侵蚀区。区内水土保持工作起步于80年代末，近几年，在水土流失治理和监督两个方面，已基本上走上了法制化、规范化的道路。11.5工程新增水土流失预测11.5.1扰动原地貌、损毁水土保持设施面积水库加固工程施工，拆除弃渣的处置，施工道路修建以及施工临时占地(包括施工营地、备料场)等都不同程度地改变、损毁原有地貌植被，降低或破坏其水土保持功能。结合工程初步设计阶段施工布置，经预测，工程建设施工活动扰动原地貌面积为1.35h㎡，分区损毁水土保持设施面积详见表11—2。表l1-2损毁水土保持设施面积一览表单位：h㎡占地类型分区扰动面积损毁草地水土保持设施面积临时占地区弃渣场0.350.35施工道路0.750.75施工场地0.25合计1.351.10149 10.5.2工程新增水土流失量工程弃渣主要来源于上游护坡块石拆除料、土石方开挖料等弃渣。根据施工组织设计，工程临时弃渣量约1.0万m3。根据扰动面积、弃渣量、堆放方式、施工区地形地貌、植被覆盖、水土流失现状的因素，采用经验公式法进行预测，工程新增水土流失总量约1.5万t。根据新增水土流失预测结果，弃渣场、土料场和改造道路是新增水土流失重点区域，须采取必要的水土保持措施。11.6水土保持措施11.6.1防治分区及措施总体布局水库加固工程水土流失防治主要集中在大坝工程施工区、弃渣场及施工道路。根据《开发建设项目水土保持方案技术规范》的规定，结合工程建设的特点，工程水土流失的防治分区总体上分为大坝工程区、施工场地(含施工临时道路)、弃渣场等区域。在水土流失防治措施总体布局上，项目建设区以工程措施为主，辅以植物措施;弃渣场采取排水措施;对施工营地采取植被恢复措施。11.6.2分区水土保持措施(1)大坝工程区水库加固造成水土流失的因素主要有土石方开挖、填筑等，水土流失预防措施要求开挖弃土弃渣应及时清运至临时渣场;避免暴雨施工作业，易引起开挖面沟蚀甚至垮塌;建筑物施工结束后及时进行土方回填、清理平整。(2)施工场地(含施工临时道路)工程施工布置及施工临时道路占地约1.0h㎡。在工程结束后，清除施工现场所有的弃渣，对场地进行平整。沿施工道路一侧布置植树、种草，其余面积进行复耕。按占地23%布置植被恢复措施，植草面积为0.77h㎡，植树200株。(3)弃渣场本工程弃渣场布设在坝下游缓坡处，占地面积约0.35h㎡。弃渣主要源于土石方开挖量。根据主体工程施工布置特点以及施工进度，工程弃渣时段在枯水期，拟对弃渣弃土按"先弃后拦"的原则采取措施防护，即对堆渣形成的边坡坡角及时采取护脚工程措施，工程护脚采用浆砌石挡墙,高0.6m149 。工程护脚的上方坡面采取植草护坡，并辅以排水工程措施。1)排水工程根据弃渣场周边地形条件，弃渣场坡面径流可排入系统排水沟，拟在渣场四周布设排水沟，引排渣场汇流进入水塘。排水沟断面为矩形，底宽0.3m，深0.3m，浆砌石衬砌厚度0.3m，需浆砌石85m3，土方开挖320m3。2)植物措施为稳固堆渣坡面，拟对渣面采取草籽护坡，初拟植草面积约1.58h㎡，堆渣完毕后对堆渣体进行全面平整，并采用植树造林措施恢复植被。树种选择以水土保持功能强、防风效果显著为原则，株距1～2m，行距2～4m。规划植被恢复总面积约0.77h㎡，植树总计500株，整地面积0.77h㎡。11.7水土保持工程量汇总根据各防治分区采取的水土保持措施进行工程量汇总，主要工程量有：排水沟浆砌石85m3、土方开挖320m3、植草护坡3500m2、栽檀乔木1000株。各区水土保持工程量见表11—3。表11-3水库除险加固工程水土保持工程量项目施工场地弃渣场临时道路合计一工程措施1排水沟土方开挖(m3)320320浆砌石(m3)8585二植物措施1乔木(株)100010002草皮(㎡)5003000350011.8水土保持监测与监理11.8.1水土保持监测根据本工程可能造成149 水土流失特点及水土保持防治措施,初步拟定在弃渣场布设1个监测点。监测内容主要包括:工程建设活动扰动地表、破坏植被及损毁原水土保持设施的面积;弃渣数量、时段及弃渣变化等;工程新增水土流失的类型、强度、流失量及影响水土流失的主要因子(降雨量、降雨强度、地形变化)；调查统计水土保持措施的防治效果、改善生态环境的作用等。根据《水土保持监测技术规程(SL2372002)》的要求，监测方法主要采用地面观测法和调查监测法。对重点监测的渣场及土料场主要采用地面观测法，辅以调查监测法。监测时段为施工期第1.5年。监测频率为:每年对植被破坏情况、水土流失形式调查一次；降雨强度大于50㎜/h的雨后，对弃渣场观测点观测一次。11.9.2水土保持监理根据《关于加强大申型开发建设项目水土保持监理工作的通知》(水保[2003]89号)要求，本工程建设应实行水土保持监理。建设单位须通过招标方式，确定具有水土保持监理资质的单位承担本工程水土保持监理工作；监理人员必须取得水土保持监理工程师证书或监理资格培训结业证书，实行持证上岗。监理主要工作内容包括:根据有关法律法规及工程承包合同中的水土保持要求，协助环境管理办公室和有关部门处理工程影响区的各种水土保持纠纷事件；编制水土保持监理工作报告(月报、季报、年报)报送环境管理部门，对水土保持监理工作进行总结，提出存在的重大水土保持问题和解决问题的建议，以及水土保持监理工作计划安排和工作重点。根据水土保持工程进度安排、本工程水土保持监理工作初拟1名监理人员，监理时段为12个月。11.9水土保持投资概算11.9.1概算原则及依据(1)遵守国家和地方已颁布的有关水土保持政策、法规等;(2)凡因工程建设对水土流失造成的影响，采取相应防治措施所需费用，均列入工程的水土保持方案投资;(3)水土保持工程措施概算依据与主体工程一致，不足部分依据水总[2003]67号文，《开发建设项目水土保持工程概(估)算编制规定》和《水土保持工程概算定额》；水土保持植物措施定额依据《开发建设项目水土保持工程概(估)算编制规定》和《水土保持工程概算定额》；(4)价格水平年与主体工程保持一致，为2008年第二期；11.10.2投资组成及编制方法149 水土保持工程静态总投资包括工程措施费用、植物措施费用、施工临时工程费用、独立费用、基本预备费、水土保持设施补偿费等。工程措施费用包括设排水沟工程费用。植物措施费用包括植物防拌工程、植物恢复工程、绿化美化工程等费用。施工临时工程费用句括临时防护工程和其它临时工程等费用。独立费用包括建设管理费、工程监理费、科研勘测设计费、水土保持监测费、工程质量监督费等。11.9.3水土保持投资根据所需采取水土保持工程量，本工程水土保持静态总投资6.75万元,其中损毁水土保持设施补偿费0.6万元。投资概算见表11—4及11一5。表11-4水库水土保持工程投资概算单位:万元编号工程或费用名称建安工程费植物措施费独立费用合计种植费种籽费一第一部分工程措施1.901.91二第二部分植物措施0.401.752.15三第三部分临时工程1.00.50四第四部分独立费用1.411建设管理费0.070.072工程监理费0.500.503科研勘测设计费0.800.804水土流失监测费0.030.035工程质量监督费0.010.01五基本预备费0.18六损毁水土保持设施补偿费0.60七水土保持静态总投资6.75表11-5工程措施投资概算表防治区防治措施单位工程量单位（元）投资（万元）工程措施弃渣场浆砌石m385217.591.85土方开挖m33201.770.06植物措施施工便道种草籽m230005.001.50弃渣场渣场植树株10004.000.40种草皮m25005.000.25合计　　　　4.06149 12工程概算12.1主要加固内容本次加固主要内容：主、副坝心墙粘土灌浆，主、副坝基帷幕灌浆、主坝下游反滤坝翻修，主坝上游干砌石拆除重建，副坝新建上游干砌块石护坡，下游增设反滤，坝顶泥结石路面；溢洪道续建；输水管加固等。工程静态总投资497.92万元。其中建筑工程340.58万元，机电设备及安装工程0万元，金属结构及安装工程13.65万元，临时工程27.84万元，独立费用77.76万元，预备费用27.59万元，环保及水保投资10.50万元。本工程的主要工程量和主要材料为：土石方开挖10781m3，土石方回填6607万m3,干砌石3818m3,浆砌石1309m3,砼465.0m3,心墙粘土灌浆2022m，帷幕灌浆947m，套井冲抓266m；主要材料：碎石1235.6m3,砂704.7m3,块石5842.2m3，水泥319.8t,钢筋27.21t。12.2编制依据12.2.1编制依据本工程主要执行鄂水利【2005】03号文颁发的《水利工程设计概（估）算编制规定》的通知。12.2.2编制定额依据建筑工程执行水总【2002】116号文颁发的《水利建筑工程概算定额》、湖北水利建设经济定额站《水利水电工程补充预算定额》（试行）第一期。设备安装工程采用水建管【1999】523颁发的《水利水电设备安装概算定额》施工机械台班费执行水总[2002]116号文颁发的《水利工程施工机械台时费定额》。12.2.3编制基础单价依据1、人工单价预算单价为：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。2、施工用电单价计算采用[2002]2663号文件。电价0.8元/度，水0.51元/m3，风0.15元/m。3、水泥、钢材、柴油、汽油、砂、块石、采用二00八年第二期价格，材料预算价按当地提供的原价加运杂费、采保费。水泥32.5级为350.83元/t,水泥42.5级为149 371.43元/t，钢筋5500.83元/t，板枋材1535.52元/m3，汽油6885.07元/t，柴油6005.12元/t，砂49.60元/m3，碎石80.82元/m3，块石78.39元/m3，其中水泥、钢材、柴油、汽油限价计入工程单价，余额以补差形式计算税金后计入相应单价中。其基价分别为水泥270元/t，钢筋2700元/t，柴油3300元/t，汽油3400元/t。4、设备运杂费按设备原价的6.74%计。12.2.4取费标准建安工程单价中各项费率是根据水总【2002】116号文颁发计算，且取费标准如下：1、其他直接费：建筑工程按直接费的2.00％,安装工程按基本直接费的2.70％；2、现场经费：土石方工程按直接费的7.0％，砼、模板工程按直接费的8.0％，钻孔灌浆及锚固工程按直接费7%计，其他工程按直接费6%计，安装工程按人工费45%计；3、间接费：土石方工程按直接费的7.0％，模板工程按直接费的6.0％、砼工程按直接费的5.0％，钻孔灌浆及锚固工程按直接费7%计，其他工程按直接费6%计，安装工程按人工费50%计；4、企业利润：按直接工程费与间接费之和的7.0%计；5、税金：按直接工程费、间接费、计划利润三项之和的3.22％。12.3机电及金属结构按设计提供的清单，根据目前市场价格计算。12.4临时工程其它临时工程按建安工程量2.0%计算。12.5其它费用经常费用指标为干部550元/月，工人400元/月，施工津贴4.4元/天，其余费用按文件规定计算合计为37923元/人年。建设单位定员按4人，费用计算期为1年。科研勘测设计费：按照国家计委、建设部(2002)10号文件规定执行。工程监理费按照按照发改价格(2007)670号文件规定执行。12.6预备费1、基本预备费:按概算第一至第五部分投资之和的6%计。2、价差预备费:根据计投资[1999]1340号文规定取消。149 总概算表单位：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Ⅰ枢纽工程369.8212.2577.76459.83第一部分建筑工程340.58　340.58　一挡水工程226.51　　226.51　主坝加固工程155.81　　155.81　副坝加固工程70.70　　70.70二泄洪工程60.89　　60.89　溢洪道工程55.45　　55.45　跨溢洪道机耕桥工程5.44　　5.44三引水工程40.41　　40.41　输水管加固工程33.60　　33.60　过坝渠加固工程6.81　　6.81四房屋建筑9.00　　9.00五其他3.77　　3.77第二部分机电设备及安装工程0.000.000.00　第三部分金属结构设备及安装1.4012.2513.65　一输水管工程1.4012.25　13.65　　　　　　第四部分临时工程27.84　　27.84一施工围堰10.59　10.59二施工道路6.00　6.00三施工临时房屋建筑4.00　4.00四其他临时工程7.25　7.25第五部分独立费用　　77.7677.76一　　43.9443.94二　　30.3230.57三　　2.192.19四　　1.301.31　　　　　　　一至五部分合计369.8212.2577.76459.83　基本预备费(6%)　　　27.59　工程总投资369.8212.2577.76487.42　　　　　　Ⅱ环保、水保专项费用10.220.000.0010.50　环境保护费用3.65　　3.65　水保专项费用5.97　　5.97　基本预备费(3%)　　　0.29　损毁水土保持设施补偿费0.60　　0.60Ⅲ工程总投资380.0312.2577.76497.92149 13.经济评价13.1评价方法与参数13.1.1经济评价依据本除险加固工程经济评价主要依据国家计委、建设部发布的《建设项目经济评价方法与参数》第三版，水利部发布的《水利建设项目经济评价规范》（SL72-94）及工程规划设计资料进行。13.1.2经济评价内容和方法本除险加固工程属于改、扩建性质的水利建设项目。根据规范规定，采用有无除险加固工程对比法，以本除险加固工程的投资费用作为增量费用，以实施本除险加固工程后增加的效益作为增量效益进行国民经济评价，分析计算经济内部收益率（EIRR）、经济净现值（ENPV）、经济效益费用（EBCR）等指标，并对不确定因素进行敏感性分析，分析工程的经济合理性，同时对除险加固工程的财务运行进行框算。13.1.3采用的主要参数13.1.3.1社会折现率I=8%13.1.3.2价格经济评价在计算期内均使用同一价格水平，即2008第二期年价格水平。国民经济评价中，除按规范对工程投资进行调整外，影子价格换算系数采用1.0。13.1.3.3计算期本项目计算期取31年，其中建设期1年，运行期30年。13.1.3.4基准年与基准点开工第一年为基准年，该年年初为基准点，各项费用和效益均按年末发生和结算。13.2工程费用工程费用包括固定资产投资、年运行费、流动资金等。13.2.1固定资产投资根据设计概算结果，2008第二期价格水平概算工程总投资为497.92万元。149 13.2.2年运行费年运行费包括材料、燃料及动力费、职工工资及福利费、工程维护费、管理费等。年运行费按固定资产投资的4%进行粗略框算。13.2.3流动资金按年运行费的10%计。13.3工程效益XX水库除险加固工程的主要效益为灌溉效益和防洪效益。13.3.1防洪效益XX水库保护着1.8万亩耕地和2万人口，水库灌区灌溉面积0.7万亩。同时保护京九铁路、洗岚公路、蕲河大堤和赤西大堤等重要交通干线。水库一旦溃坝，损失将极其严重。13.3.1.1多年平均减灾面积根据水文计算成果可知，水库校核洪峰流量为88.5m3/s，此时溢洪道最大下泄流量为7.48m3/s，削减洪峰流量达10%，对下游尾水河两岸耕地具有保护作用。按照防洪区与水库发生同频率洪水的原则进行水利计算并在地形图上测量，结合实地调查，多年平均减灾面积约为0.42万亩。13.3.1.2洪灾综合经济损失指标调查与分析计算。（1）洪灾直接经济损失按照2001年生产和价格水平，对保护区范围内的财产进行调查分析，得出直接经济损失综合指标为100元/亩。（2）洪灾间接经济损失间接损失是指因洪灾造成的直接经济损失给保护区内外带来影响面间接造成的经济损失。按直接经济损失的25%计。（3）洪灾综合经济损失指标经过上述计算，本工程保护区内洪灾综合经济损失指标为200元/亩。13.3.1.3防洪效益按照XX水库枢纽工程投资进行分摊，XX水库除险加固后工程多年平均防洪经济效益为84万元。149 13.3.2灌溉效益由于XX水库险情日益加剧，常年只能控制水位运行，灌溉效益得不到正常发挥。XX水库设计灌溉面积为0.7万亩，灌溉保证率为55%，根据近几年统计资料，多年平均可灌面积为0.33万亩，其中饱灌面积为0.23万亩，经过除险加固后不仅会将使灌区灌溉面积达到原设计要求，即增加灌溉面积0.06万亩，改善灌溉面积0.07万亩。参照水库灌区统计资料，考虑灌区配套资金分摊25%新增灌溉面积综合单位增量净效益为240元/亩，改善灌溉面积综合单位增量净效益为100元/亩，则年灌溉效益为21.4万元。13.3.3养殖效益XX水库现状常年蓄水位控制在45.83m，库面水产养殖面积为258亩，除险加固后，水产养殖面积可扩大到350亩(正常高水位45.83m),产量为25.0kg/亩，价格为3.5元/kg，则加固后多年平均水产养殖效益增量为0.805万元。13.3.4年均增量效益XX水库除险加固后年均增量效益为：84+21.4+0.805=106.205(万元)13.4国民经济评价国民经济评价是按资源合理配置的原则，从国家整体角度考虑项目的效益和费用，计算XX水库除险加固工程对国民经济的净贡献，评价该工程的经济合理性。13.4.1经济费用的调整计算13.4.1.1固定资产投资调整扣除属于国民经济内部转移的计划利润、税金等部分，调整后工程投资为454.33万元。13.4.1.2年运行费按工程投资的4%计算，年运行费为18.03万元。13.4.1.3流动资金按年运行费的10%计算，为1.80万元。13.4.1.4回收固定资产余值按固定资产价值的10%考虑，固定资产形成率为90%，经计算固定资产余值为40.6149 万元。13.4.1.5回收流动资金流动资金回收按年运行费的10%考虑，经计算为1.80万元。13.4.2国民经济评价指标计算国民经济评价指标有：经济内部收益率（EIRR）、经济净现值（ENPV）、经济效益费用比（EBCR）等。国民经济效益费用流量表见表13-1。经计算，各指标为：经济内部收益率（EIRR）=19.34%＞8%经济净现值（ENPV）=215.95万元＞0经济效益费用比（EBCR）=1.39＞1表13-1国民经济效益费用流量表单位：万元项目年份合计建设期运行期12345…31一、效益流量B0106.21106.21106.21106.21…106.23186.21、防洪效益　84848484…84.02520.02、灌溉效益　21.421.421.421.4…21.4642.03、养殖效益　0.810.8050.8050.805…0.824.23、回收固定资产　　　　　…64.864.84、回收流动资金　　　　　…2.02.0二、费用流量C450.8321.9919.9919.9919.99…20.01052.51、固定资产投资450.83　　　…　450.82、年运行费　19.9919.9919.9919.99…20.0599.73、流动资金　2.0　　…　2.0三、净效益流量B-C-450.8384.2286.21586.21586.215…86.22133.6四、累计净效益流量-450.83-366.61-280.4-194.18-107.97…2133.6　13.4.3敏感性分析由于国民经济评价中的产出物是预测的，并不一定代表将来的真实情况。现拟定投资增加10%，效益减少10%两种最不利情况进行敏感性分析，考察项目的抗风险能力。敏感性分析成果见表13-2。13.4.4国民经济评价结果从表13-1149 可知，该工程的经济内部收益率大于社会折现率，经济净现值大于零，经济效益费用比大于1，从国民经济评价的角度看，本项目在经济上是合理的。从表13-2可知，在投资增加10%及效益减少10%两种情况下，国民经济评价指标仍然是合理的。可见本工程的经济抗风险能力较强，只要工程完建后，就能充分发挥XX水库的经济效益及社会效益。表13-2敏感性分析成果表计算工况评价指标EIRR（%）ENPV（万元）EBCR正常情况下19.34215.951.39投资增加10%17.67175.701.30效益减少10%18.98207.481.3813.5财务分析财务分析是从工程管理系统的实际收支情况来分析工程的财务状况和财务盈利能力，为水利工程管理单位自身的良性循环提供依据。13.5.1财务收入13.5.1.1灌溉水费根据湖北省从民政府1990年13号令《湖北省水利工程水费核订计收和管理实施办法》，结合水库实际情况，XX水库灌溉水费按每亩19.50元计收。XX水库除险加固后，灌溉面积可恢复到0.85万亩，则每年灌溉水费收入为：0.85×19.5=16.58万元13.5.1.2养殖收入XX水库除险加固后，常年蓄水位可以大幅度提高，按正常高水位45.83m，增加库面面积为100亩，按平均每亩水面年产成鱼50kg计算，多年平均年产成鱼0.50万公斤。按现行市场价格养殖业财务收入为1.75万元。12.5.1.3供水XX水库多年平均来水量为216.3万m3，附近居民供水多年平均15万m3，水价按1.12元/KW.h计，水费收入为16.8万元。可见XX水库每年财务总收入为16.58+1.75+16.8=35.13万元13.5.2财务支出财务支出主要指年运行费，包括材料、燃料及动力费、职工工资及福利费、工程维护费、管理费等。149 13.5.2.1燃料动力费XX水库燃料动力费仅包括闸门启闭用电，生活用电。而闸门启闭机功率小，启闭频率低，因而耗电很少，每年按1万元考虑。13.5.2.2维修养护费根据湖北省水利厅鄂水办[1997]86号文件精神，结合工程实际，除险加固后日常维修养护费按3万元考虑。13.5.2.3职工工资及福利XX水库管理处包括水产养殖共计管理人员5人，按1.5万元/人.年计，则每年职工工资和福利费为：5×1.5=7.5万元13.5.2.4行政管理费参照其它同等规模水库，行政管理费按每年1.5万元考虑。13.5.2.5大修理费XX水库机电设备和金属结构设备费用为33.92万元，大修理费率取5%，则年均大修费为：33.92×5%=1.70万元13.5.2.6供水成本XX水库多年平均供水成本为1.5万元。13.5.2.7养鱼成本XX水库多年平均养鱼成本为2.5万元。可见XX水库每年财务支出为：1+3+7.5+1.5+1.7+1.5+2.5=17.20万元13.5.3财务分析根据上述计算，XX水库除险加固工程的年财务支出小于财务收入，可以实现良性运行。13.6综合评价根据XX水库除险加固工程国民经济评价及其敏感性分析和对水库管理单位的财务收支平衡分析结果可知，本工程不仅国民经济评价可行，具有较强的抗风险能力，而且只要政府部门加强领导，落实水费政策，每年财务收入就会大于财务支出，保证水库良性运行。149 目录1综合说明11.1绪言11.2水文21.3地质21.4工程任务与规模61.5加固工程设计91.6金属结构181.7施工组织设计191.8水库淹设处理及工程占地191.9工程管理191.10环境保护设计191.11水土保持设计201.12工程概算231.13经济评价232水文242.1基本概况242.2洪水计算242.3施工洪水413工程地质443.1坝区工程地质条件443.2坝基及坝肩岩土体工程地质特征及透水性453.3主、副坝体心墙料的物质组成及透水性463.4主、副坝坝壳代料层的工程性状和透水性473.5溢洪道工程地质条件及评价473.6输水管工程地质条件及评价483.7天然建筑材料484工程任务和规模494.1工程存在的问题494.2除险加固必要性524.3工程任务524.4工程规模535工程布置及水工建筑物除险加固设计635.1设计依据635.2工程等别及标准635.3主要建筑物的现状645.4主、副坝加固设计655.5溢洪道加固设计875.6输水管设计945.7过坝渠设计1015.8安全监测设计1026金属结构及机电设计1056.1金属结构1052.71067施工组织设计1077.1施工条件1077.2施工导流1087.3主体工程施工1097.4施工交通运输112149 7.5施工总布置1127.6施工总进度1138水库淹没处理及工程占地1158.1水库淹没范围及淹没损失1158.2工程占地范围1158.3工程占地实物工程量及补偿标准1159工程管理1169.1主要设计规范及相关法律法规1169.2管理机构1169.3管理范围及保护范围1179.4主要管理设施1179.5工程运用管理11810环境保护设计12010.1设计依据12010.2环境状况12010.3环境影响评价12110.4环境保护设计12310.5环境管理与监理13010.6环境监测13110.7环保投资概算13111水土保持设计13311.1编制依据13311.2水土流失防治目标13311.3水土流失防治责任范围13411.4水土流失及水土保持现状13411.5工程新增水土流失预测13411.6水土保持措施13511.7水土保持工程量汇总13611.8水土保持监测与监理13611.9水土保持投资概算13712工程概算13912.1主要加固内容13912.2编制依据13913.经济评价14213.1评价方法与参数14213.2工程费用14213.3工程效益14313.4国民经济评价14413.5财务分析146内部资料仅供参考9JWKffwvG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ^!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQ@Gn8xp$R#͑Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmUE9aQ@Gn8xp$R#͑Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z8vG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ^!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQ@Gn8xp$R#͑Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^G89AmUE9aQ@Gn8xp$R#͑Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z8vG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ^!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQ@Gn8xp$R#͑Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmUE9aQ@Gn8xp$R#͑Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNuGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$U*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89Amv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$U*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz84!z89Amv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$U*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZ#Qc@UE%&qYp@Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$U*3tnGK8!z89AmYWpazadNu##KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!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