瑶镇水库初步设计报告

'瑶镇水库初步设计报告瑶镇水库初步设计报告1综合说明1.1绪言瑶镇水库位于榆林市神木县瑶镇乡境内秃尾河干流上游瑶镇村附近，枢纽距榆神二级公路约17km，距神木县城约50km，神木至尔林兔公路从坝肩通过，交通比较方便。神木县位于陕北北部，地处毛乌素沙漠东南边缘，干旱少雨，风沙严重，年平均降水仅为380mm，年平均蒸发量却达1789.7mm。干旱缺水是制约该区工农业生产和经济发展的主要因数。神木县是神府煤田和陕北能源重化工基地的重点地区，随着煤矿和能源重化工基地的建设和规划，区域水的供需矛盾将日益突出。神木县又是陕北能源重化工基地的重点县，基于这种情况，神木县计划梯级开发秃尾河水资源，进一步提高秃尾河水资源利用率，计划修建瑶镇水库和采兔沟水库，加强水资源统一调配管理，以满足工农业生产的用水和城镇居民生活用水。瑶镇水库枢纽是提高秃尾河水资源利用率梯级开发规划中的第一级控制工程，建设瑶镇水库枢纽工程，对解决区域经济开发、城镇居民生活以及生态环境用水的需要具有重要作用。73 瑶镇水库初步设计报告受神木县水电局的委托，我院于2001年2月进行瑶镇水库可行性研究阶段的设计工作，编制可行性研究报告。2001年4月，在西安召开瑶镇水库枢纽工程可研审查会，2001年5月陕西省水利厅以陕水计[2001]105号文发了“关于神木县瑶镇水库枢纽工程可行性研究报告审查意见的函”，同年同月陕西省计委以陕计农经[2001]493号文转发了“关于神木县瑶镇水库枢纽工程可行性研究报告的批复”。通过了可研报告，同意建设瑶镇水库枢纽工程，并要求抓紧完成枢纽工程的初步设计工作，同时结合锦界工业区和神榆矿区建设进展情况，做好供水的前期工作。依据陕水计发[2001]105号文发的“关于神木县瑶镇水库枢纽工程可行性研究报告审查意见的函”和陕西省计委以陕计农经[2001]493号文转发的“关于神木县瑶镇水库枢纽工程可行性研究报告的批复”的精神，开展瑶镇水库枢纽工程初步设计阶段的工作。1.2水文秃尾河流域位于东经109°40′～110°30′，北纬38°10′～39°05′之间，属黄河一级支流，流域长度100km，流域宽度40km为羽状水系，河流长度133.9km（包括宫泊沟长度23km），河流高差512.3m比降3.83%0，总流域面积3373km2。100km2以上支流右岸6条，左岸3条。秃尾河发源于神木县西部风沙滩地中的湖泊海子，瑶镇水库坝址位于神木县瑶镇乡境内秃尾河干流上游瑶镇乡附近。干流在沟岔村以上分为两支，左支称宫泊沟，源自北部的宫泊海子，长23.4km，流域面积323km2；右支称圪丑沟，源自大海子，长19.5km，流域面积410km2。沟岔村至瑶镇水库区间流域面积37km273 瑶镇水库初步设计报告，水库控制流域面积为770km2。流域平均气温7.8oC，最高月（七月）平均气温23.9oC，最低月（元月）平均气温-9.8oC，年平均日照2871小时，年平均水面蒸发量1431.8mm，年平均降水380mm，年平均无霜期175天，年平均冰封期84天，最大积雪深度120mm，水温>15oC以上150天，最大风速19m/s，年最大冻土深146cm。径流分析根据乌鸡滩实测十年径流量系列，推算瑶镇水库十年径流系列，然后对瑶镇水库径流系列作频率计算，计算Cv=0.14，采用0.16，Cs=2.5Cv，十年平均径流量w=9125万m3。神木县以及陕北北部风沙区是我省四个暴雨中心地区之一，短历时暴雨出现频次高，强度大。特别是汛期七、八月份暴雨是经常性的天气现象，年降雨量的绝大部分由暴雨组成。榆林市北部陕蒙交界处什拉淖1977年8月1日8小时降雨1050mm，强度之大陆上罕见。但是风沙区由于受地形、地貌、下垫面条件的制约，尤其是秃尾河上游，暴雨虽多，却很少形成较大洪水。经计算瑶镇水库枢纽工程坝址处的洪峰流量和洪量如下表1—1。表1—1瑶镇水库洪峰、洪量频率计算成果表频率（%）0.10.20.51210/3510洪峰流量（m3/s）267227177139104796236一日洪水总量（万m3）4914113102381711189449三日洪水总量（万m3）75664349939329622417910673 瑶镇水库初步设计报告瑶镇水库属沙漠水库，河水主要由沙漠渗水形成，泥沙主要为河床质。根据实测资料，瑶镇水库坝址处多年平均输沙量为6.7万m3。1.3地质瑶镇水库所控制的流域位于毛乌素沙漠南部边缘，大面积覆盖风积粉细砂形成的新月形沙丘，表面经多年人工改造，长有草本科为主的植物。沙丘多为连续带状分布，相对高差10～20m，呈半移动状态。地面高程1170～1190m，秃尾河低于两岸沙丘40余米，切割基岩最大深度约20m。地层岩性较单一，基岩局部出露，其余都为第四系松散堆积物覆盖。区域基本地震烈度为6度，有史以来未发生过较大地震，无水库诱发地震的可能。地下水主要埋藏于各类成因松散土、砂层中，埋深不等，在河谷为数米，两岸沙丘一带达20余米，大气降水补给，有统一水质，水量较丰，排泄于河流。库区地形开阔平坦，谷宽140～400m，两岸为宽阔沙丘、沙梁，高出河床40m左右，左缓右陡。库区在构造上处于华北台地的鄂尔多斯台地向斜东翼，中生代以来各期构造运动对本区影响甚弱，地层产状近于水平，未发现断层，是一个相当稳定的地台地区。库区埋藏有一古河道，展步呈弧形，上游NE向缓变为SW，绕过下游坝址右岸，以SE向下游神树沟出口,通过右岸长度约3.5km，宽1.6km，为一渗漏通道。1.4工程任务和规模73 瑶镇水库初步设计报告神木县地处毛乌素沙漠东南边缘，干旱少雨，年平均降水仅为380mm，年平均蒸发量却达1789.7mm。干旱是制约工农业生产发展的关键。随着神府煤田的建设和发展以及陕北能源重化工基地的规划建设，地方经济迅速发展，城镇人口急剧增长，工农业用水和城镇居民生活用水的矛盾也日益尖锐。神木县又是陕北能源重化工基地的重点县，基于这种情况，神木县计划梯级开发秃尾河水资源，进一步提高秃尾河水资源利用率，计划修建瑶镇水库和采兔沟水库，加强水资源统一调配管理，以满足工农业生产的用水和城镇居民生活用水。瑶镇水库是一座以城镇供水为主，兼顾农业灌溉、生态用水等综合利用的中型水利工程，是解决神木县锦界工业区工业用水和城镇居民生活用水的有效工程措施，同时兼顾瑶镇水库以下和采兔沟水库以上的农田灌溉面积3500亩，其中稻田1000亩，水浇地2500亩以及瑶镇水库以下公草湾处0.9万亩的生态林用水。瑶镇水库总库容为1060万m3，属中型水库，根据《防洪标准》（GB50201—94），水库枢纽定为三等工程，主要建筑物为三级建筑物，次要建筑物为四级建筑物，临时建筑物为五级建筑物。水库大坝为浆砌石坝，防洪标准为50年一遇设计，相应的洪峰流量为：Q=104m3/s；500年一遇校核，相应的洪峰流量为：Q=227m3/s。1.5工程布置及主要建筑物坝轴线处河谷为“U”73 瑶镇水库初步设计报告型断面，河床无覆盖层，基岩裸露，河床两岸基岩高程不等，左岸1158.58m，右岸1152.0m。根据地形地质条件，河床段布置32m宽的溢流坝段，左岸接74m长非溢流重力坝段，右岸接18m长非溢流重力坝段及190.5m长砂坝段。砂坝与重力坝之间用扶臂式钢筋砼挡土墙分隔。坝基最低高程为1135.5m，最大坝高27.94m。泄流方式为坝顶溢流，溢流坝面由上游三园弧曲线，堰顶WES曲线，接1:0.8的斜直线与下游反弧曲线连接而成。溢流坝采用挑流消能，挑射角为20度，挑坎高程为1043.8m。为防止流量跌落冲击坝脚，紧贴坝脚设置钢筋砼护坦。排砂底孔布置在左岸非溢流坝段中，进口底板高程为1145m。正常高水位时，下泄流量为36m3/s。引水洞位于左岸非溢流坝段，进口底板高程为1150m，最大引水流量为3.3m3/s。1.6金属结构瑶镇水库的金属结构主要是排砂底孔和引水洞的工作闸门和检修闸门。排砂洞的进口闸室内，距坝轴线的上游侧0.75m处设有一扇2m×2.5m的事故检修闸门,距坝轴线的下游侧0.85m处设有一扇2m×2m的工作闸门,两个闸门的设计水头均为17m,门槽深度45cm,门槽宽度50cm。引水洞的进口底槛高程为1150.00m,73 瑶镇水库初步设计报告在坝轴线的上游侧0.75m处设有一扇1×1.7—12m平面事故检修闸门,在坝轴线的下游侧0.85m处设有一扇1×1.2—12m平面工作闸门,两闸门的设计水头均为12m,门槽静距1.6m,门槽深度为45cm,门槽宽度为50cm。进口并设有一扇拦物栅，拦污栅与事故检修闸门共槽。引水洞正常引水时，拦污栅置于事故检修闸门孔口内用以拦污，如出现事故和需要维修时事故闸门动水下门后进行维修。1.6施工工程所在地降雨稀少，冬春干旱少雨雪，夏秋之交降雨集中且多以暴雨出现，但由于下垫面平坦疏松覆盖层厚，降水入渗条件好，虽降大雨但径流增加甚微，故而出现了“多暴雨、少洪水”的状况，据榆林地区院所做历史调查洪水，解放后至今，发生最大洪水在1995年，据测算仅为13m3/s，刚出主槽上了滩面，由此可见，河道洪水很小，对施工有利。本工程施工对外交通主要靠神木至尔林兔地方公路，该公路穿越坝址左坝肩，距榆（林）神（木）二级公路约17km，对外交通尚属便利，坝址处场地开阔，对内施工道路修筑容易，唯跨秃尾河须修筑一座桥（或过水路面），作为联系两岸交通之用。跌水崖水电站的10kv输电线路从左坝肩通过，可作为该工程施工期的电源，电力供应有保证。73 瑶镇水库初步设计报告根据本工程主体建筑物的级别及导流建筑物的使用年限、围堰工程规模、失事后果等因素，按水利水电工程施工组织设计规范（SDJ338—89）表2.2.1的规定，本工程导流建筑物的级别定为V级。又据导流建筑物（挡水围堰采用土围堰）的类型与级别，导流建筑物的洪水标准按规范表2.2.2的规定，经综合研究导流建筑物洪水采用5年一遇作为设计标准。据水文分析计算得该标准的洪水流量为14.5m3/s。根据坝址处地形、河道水文、永久建筑物布置型式及主体工程施工方法和安排等因素统筹考虑，工程施工导流拟采用河道断流底孔泄流的导流方式。即修筑上、下游围堰以截断水流，利用非溢流坝段设置的冲砂洞与放水洞联合泄流。根据工程规模拟定本工程整个施工工期为二年，净施工期22个月。其中第一年前三个月（一月～二月）为施工准备期，完成开工前的道路，施工房建，风水电系统，通讯系统等准备工作。主体工程施工分为截流前局部施工及截流后全面施工两个阶段。主体工程于第一年三月开工，至第二年十一月底完工，共计21个月。1.8水库淹没处理及工程永久占地73 瑶镇水库初步设计报告瑶镇水库库区上游范围开阔，有大片肥沃土地和林草植被，库区范围内主要有瑶镇、乌鸡滩、沟岔等9个行政村，1381户，5493人，其中农业人口4992人。农耕地16244亩，其中水地14735亩，旱地1509亩；草地12224亩，林地24810亩，（其中用材林293亩）。区内所有水地均为旱涝保收田，粮食产量较高，平均亩产500kg左右，农业生产以粮为主，林牧兼顾，人均经济收入690元，群众的温饱问题初步得到解决。移民安置，结合当地实际，因地制宜进行开发，规划新居民区三片，住宅区平整荒沙地160亩；计划在库区左岸恢复乌讨害灌溉工程，发展水浇地3200亩（其中农田防护林及道路占地530亩）；在边老楞建滚水坝一座，U型砼干渠12.3km，退水闸3处，人行桥22座（跨度1.28m的18座，跨度0.9m的4座），U型砼支渠1.8km，田间U型砼渠9.14km，可满足乌鸡滩、瑶镇两个村717人，192户群众农业生产的需要，保证人均水地2亩以上，其中牧草地1亩。同时利用青草压肥，提高粮食单产。对库区沟岔村的生产用地，在该村发展井灌工程，新开垦水地450亩，新打机井（50m以内）9眼，输电线路、变压器等一次配套。淹没投资概算费用为804万元。1.9环境保护瑶镇水库功能主要是供水、灌溉和生态环境用水，因此，该工程的兴建具有一定的经济效益、环境效益和社会效益。该库的建设在环境影响上主要反映在水库淹没、塌岸与浸没、施工期影响等方面，但这些影响均可采取一定措施予以减缓，所以不存在制约本工程建设的重大环境影响问题。只要在认真落实有关环保设计中的治理措施和建议的情况下，瑶镇水库的兴建不会给环境带来负面影响。73 瑶镇水库初步设计报告1.10工程管理神木县水电局全面负责瑶镇水库枢纽工程的实施，下设神木县瑶镇水库枢纽工程开发有限公司，具体负责工程的筹建。工程竣工后，设立神木县瑶镇水库枢纽工程供水公司，负责工程管理和维护、运行、城镇工业生活以及灌溉和生态林的用水调度等运行管理任务，并接管工程建设期的所有债权、债务。编制人员25人。工程管理区主要是枢纽工程和库区绿化以及生产和生活区，根据工程定编人数，参考有关规定，规划管理单位生产、生活用房面积500m2，配备生产工具车、生活车各一辆，机动船一艘等。通讯采用有线通讯网络，辅以无线通讯，以确保联络通畅，调动灵活。1.11设计概算瑶镇水库枢纽工程拟按省颁标准，编制年价格水平，专业队伍机械化施工考虑。执行省计委陕计项目（2000）1045号文批准颁发的《陕西省水利水电工程概（预）算编制办法及费用标准》等文件进行编制。计算结果瑶镇水库枢纽工程的静态总投资为4097.83万元，总投资为4236.38万元。水工建筑物的静态总投资为3198.48万元，总投资为3289.07万元。1.12经济评价经济评价结果：73 瑶镇水库初步设计报告⑴国民经济评价经济内部收益率为16.47%＞12%经济净现值1023万元效益费用比1.22＞1.0⑵财务评价财务内部收益率12.8%＞7%财务净现值2411万元投资回收年限7.5年1.13附工程特性表工程特性表中的数值为推荐方案的数值。73 瑶镇水库初步设计报告瑶镇水库工程特性表序号及名称单位数量备注一、水文1.流域面积Km23373秃尾河流域总面积坝址以上流域面积Km27702.利用水文系列年限年10实测10年，缺月插补3.多年平均径流量万m391254.代表性流量调查历史最大流量m3/s131995年7月31日设计洪水流量m3/s104P=2%校核洪水流量m3/s227P=0.2%施工导流流量m3/s14.5P=20%5.洪量设计洪水流量（三天）万m3296校核洪水流量（三天）万m36436.泥沙悬移质年输沙量万t10.641991年实测二、水库1．水库水位设计洪水位m1161.20校核洪水位m1161.82正常蓄水位m1160.5死水位m1154.6073 瑶镇水库初步设计报告瑶镇水库工程特性表序号及名称单位数量备注2.正常蓄水位时水库面积Km21.7153.回水长度Km4.94.水库容积总库容万m31060正常蓄水位以下库容万m3821.75调节库容万m3621.75死库容万m3200终极库容120万m3三、工程效益1.城镇供水日供水量万m317.14保证率95%年供水总量万m362572.农田灌溉灌溉面积万亩0.35稻田和水浇地保证率75%年用水总量万m3309.42灌溉水利用系数0.63.生态林生态林面积万亩0.9年用水总量万m3270四、淹没损失及工程永久占地1.淹没耕地亩12042.迁移人口人1703.淹没区房屋m2384573 瑶镇水库初步设计报告瑶镇水库工程特性表序号及名称单位数量备注4.淹没区公路长度km1.655.淹没区10kv线路长度km3.16.浸没耕地亩500五、主要建筑物1.挡水建筑物浆砌石坝、沙壳心墙坝、地基分别为：砂岩、砂壤土地震烈度度6坝顶高程m1163.4最大坝高m27.9坝顶总长度m315左岸长m74右岸长m2092.泄水建筑物溢流堰、地基为长石砂岩堰顶高程m1160.5溢流段总长度m32净溢流长度30m最大单宽流量m3/s-m3.43设计泄洪流量m3/s39.92校核泄洪流量m3/s103.10消能方式挑流消能73 瑶镇水库初步设计报告瑶镇水库工程特性表序号及名称单位数量备注3.引水建筑物设计引用流量m3/s2.5最大引用流量m3/s3.3进口底板高程m1150平板钢闸门扇24.冲砂洞进口底板高程m1145平板钢闸门扇2下泄流量m3/s36正常蓄水位时六、施工1.主体工程数量明挖土方m337783明挖石方m321516填筑土石方m346232浆砌石方m327924砼及钢筋砼m310069金属结构安装t1932.主要建筑材料木材m354水泥t6920钢筋t203砂子m314524石子m3903573 瑶镇水库初步设计报告瑶镇水库工程特性表序号及名称单位数量备注块石m3301623.所需劳动力工日887234.施工临时房屋m26005.施工动力kvA50来源于坝下跌水崖电站6.对外交通：公路距离km37运量万t2.0主要运坝体块石7.施工导流方式分期导流9.施工期限年2八、经济指标1.经济指标总投资万元4236.38静态总投资万元4097.832.综合利用经济指标经济内部收益率%16.47财务内部收益率%12.8073 瑶镇水库初步设计报告2水文2.1流域概况秃尾河流域位于东经109°40′～110°30′，北纬38°10′～39°05′之间，属黄河一级支流，流域长度100km，流域宽度40km为羽状水系，河流长度133.9km（包括宫泊沟长度23km），河流高差512.3m比降3.83%0，总流域面积3373km2。100km2以上支流右岸6条，左岸3条。根据地形地貌条件，秃尾河河流分为上、中、下三段。上游为跌水崖以上河段，地处毛乌素沙漠边缘，为风沙草滩地貌，第四系冲积、冲洪积和风沙层，同时分布有较多的湖泊洼地，由地貌条件所决定，流域降雨绝大部分渗于地表以下，经过有相当空间的第四系松散含水层的储存、调节作用后排泄，形成的地表径流在年内和年际间变化都很小。圪丑沟口以上地面高差79.8m，河流长度23公里，比降3.47%0。中游跌水崖至则里川沟口区间偏上游为风沙草滩与高塬沟壑区过渡段，两岸小支沟较多，河流顺直，河床宽约800～1000m，河段高差237.5m长度47.4km，比降5.01%0。下游为则里川沟口到秃尾河入黄河口段，进入较窄的狭谷，河道弯曲，河床宽度一般为100～200m。河段高差201m，长度63.5km，比降3.17%0。秃尾河发源于神木县西部风沙滩地中的湖泊海子，瑶镇水库73 瑶镇水库初步设计报告73 瑶镇水库初步设计报告73 瑶镇水库初步设计报告坝址位于神木县瑶镇乡境内秃尾河干流上游瑶镇乡附近。干流在沟岔村以上分为两支，左支称宫泊沟，源自北部的宫泊海子，长23.4km，流域面积323km2；右支称圪丑沟，源自大海子，长19.5km，流域面积410km2。沟岔村至瑶镇水库区间流域面积37km2，水库控制流域面积为770km2。自沟岔村以下始称秃尾河，干流长度110.9km，包括圪丑沟和宫泊沟在内，总流域面积3373km2。流域在跌水崖电站以上基本为风沙草滩地貌；跌水崖至高家堡为风沙草滩到丘陵沟壑的过渡地带；高家堡以下基本为丘陵沟壑区。在上游风沙草滩区，地形平坦开阔，且分布有较多的湖泊洼地，降雨入渗系数大，河川径流绝大部分由降雨入渗到沙漠，再由地下水排泄所形成。2.2气象秃尾河流域属温带半干旱大陆性气候，四季分明。由于受地形和季风环流的制约，春季干燥少雨，气温回升快而不稳定，多风沙天气；夏季炎热多雨。日温差大；秋季凉爽湿润，气温下降快；冬季寒冷干燥，降雪稀少，封冻期较长。根据神木县气象观测的气象资料，流域内多年平均气温7.8oC，最高月（七月）平均气温23.9oC，最低月（元月）平均气温-9.8oC，年平均日照2871小时，年平均水面蒸发量1431.8mm，年平均降水73 瑶镇水库初步设计报告380mm，年平均无霜期175天，年平均冰封期84天，最大积雪深度120mm，水温>15oC以上150天，多年平均最大风速19m/s，年最大冻土深146cm。2.3水文基本资料秃尾河发源于神木县瑶镇乡的宫泊海子，于神木县万镇乡河口岔村入黄河，流域面积3373km2，河长133.9km。北部风沙区占总流域面积的58.7%，南部黄土丘陵沟壑区占总流域面积的41.3%。干流上设有高家堡及高家川水文站，瑶镇上游沟岔断面有908队流量观测站，瑶镇下游4km处设有草湾雨量站，支流圪丑沟内设有圪丑沟雨量站，另外在本流域外宫泊沟发源地北部的红碱淖湖旁设有马莲河雨量站。其基本资料如下：⑴在瑶镇以下36km处，设有高家堡水文站，观测有1967年至今的流量、泥沙和雨量等资料。⑵在宫泊沟发源地北部的红碱淖湖旁设有马莲河雨量站，有1966年至今雨量观测资料。⑶在支流圪丑沟内，设有圪丑沟雨量站资料自1966年至今。⑷瑶镇以下4km处设有草湾雨量站搜集到62.7～94.6共计31年资料。⑸地矿部九零八队在宫泊沟、圪丑沟设的流量观测站，分别观测有84年8月至94年6月共10年流量资料，91年含沙量及泥沙级配资料。73 瑶镇水库初步设计报告2.4径流2.4.1参证站的分析工程所在地，地处毛乌素沙漠边缘，为风沙草滩地貌，地面广布第四系冲洪积和风积沙层，同时分布有较多的湖泊洼地，由地貌条件所决定，流域降雨绝大部分入渗于地表以下。经过有相当空间的第四系松散含水层的储存，调蓄作用后排泄而形成的径流，在年内、年际之间径流量变化很小，非常稳定。在坝址以上的古河槽内，冲洪积物厚度可达100m以上，也有可能有邻近流域的地下水水平越流域补给，这样形成地表流域范围与地下水流域面积，并非一致。由于产流面积很难确定，所以用降雨～径流进行相关计算，其结果可靠性很差。流域内乌鸡滩（岔口）断面径流量与圪丑沟雨量进行相关计算，点子很乱，建立不起相关关系。例如：85年7月～86年6月年降水量531.8mm，年径流量1.11亿m3，86年7月～88年6月年降水量233.4mm，年径流量0.998亿m3。降水量相差一倍以上，但水量相差不大，降水和径流建立不起相关关系。而在年内各月水量分配很均匀，占年水量的7.9～8.8%之间，变幅很小。经统计瑶镇、榆林站、高家堡站、韩家峁降水分别为378.7mm、411.5mm、452.4mm、377.1mm,径流深分别为118.5mm、76.1mm、140.7mm、40.5mm73 瑶镇水库初步设计报告。海流兔河韩家峁站年降水与瑶镇基本相同，但径流深仅相当于瑶镇的三分之一，用流域比拟法计算结果可靠性也很差。经过上面的分析认为瑶镇水库的径流计算还是用本流域908队观测的十年径流资料计算比较可靠，再用跌水崖水电站二十多年的发电流量来验证，作为确定水库来水量比较合适。2.4.2实测资料插补宫泊沟和圪丑沟两测流断面（相加后称乌鸡滩断面）实测日流量资料，1984、1985、1986、1989年资料不全，从1984年7月25日始到1989年3月31日止，其中仅有1987、1988两个完整年份，但根据流域的产流条件和流量变化比较稳定的特点，通过下述方法插补以后可取得该时段各年完整的径流资料。对1984年7月25日至1986年6月30日期间的五日实测一次流量资料，采用直线内插法进行插补，求得缺测日流量，并相应求得各年的径流量。2.4.3实测年径流资料代表性分析宫泊沟和圪丑沟（乌鸡滩）的实测年径流量，可通过其主要补给源——大气降水的长系列进行代表性分析。a）利用该测流断面以上本流域圪丑沟雨量站和流域以外的马莲河雨量站23年的降雨资料的平均降雨量进行代表性分析，经计算23年的平均降雨量和与实测流量时段相同的5年平均降雨量如下表2—1。73 瑶镇水库初步设计报告表2—1站名圪丑沟马莲河两站算术平均备注23年5年23年5年23年5年年平均降雨量（mm）380.5374.4370.2391.2375.4382.8从表2—1可以看出23年的平均降雨量375.4mm，5年平均降雨量382.8mm，两值基本接近，说明5年实测流量的这个时段具有一定的代表性。同时从表中可以看出，本流域圪丑沟雨量站23年平均降雨量为380.5mm，与实测流量时段相同的5年的平均降雨量为374.4mm，说明实测流量时段为枯水时段。利用以上的资料推求出瑶镇水库的降雨量与径流量的对照详见表2—2。表2—2年分降雨（mm）径流量（万m3）备注84年366.051063785年531.81112886年233.4998387年383.55969788年399.29140从表2—73 瑶镇水库初步设计报告2可以看出降雨大，径流不一定大，说明降雨和径流关系不密切，对于瑶镇水库所控制这种风沙草滩区流域，由于受地形、地貌、地质条件的限制，降雨和径流建立不起来相关关系。不能用降雨资料来延长10年实测径流资料的系列b)利用瑶镇水库以下4km处省水文站设的公草湾雨量站，62.7～94.6（水文年）共31年雨量资料进行代表性分析。经计算该站多年平均降水量为377mm，与观测流量时段相同的十年平均降雨量为344mm，说明观测流量的十年属枯水时段。c)用高家堡水文站年径流量的长系列进行代表性分析高家堡1966年设站，已搜集到1992年，共计27年径流资料，多年平均径流量为3.1亿m3。与乌鸡滩观测断面时段相同的年份为1984～1992年，这9年平均径流量为2.23亿m3，是高家堡27年平均年径流量的71.9%。也说明该时段为偏枯时段，根据上面的分析，可以得出利用乌鸡滩测流断面的流量资料进行径流计算是偏于安全的。2.4.4径流计算根据取水断面与乌鸡滩断面实测流量比系数，瑶镇水库为乌鸡滩的1.19倍，考虑安全裕度取1.1倍，利用乌鸡滩断面实测系列推求瑶镇水库径流系列，求得瑶镇水库10年平均径流量为8295.6×1.1=9125万m3。详见表2-3、表2-4。根据瑶镇水库径流系列进行频率计算，计算得到Cv=0.14，采用Cv=0.16，Cs=2.5Cv，频率曲线及结果见图2-1。73 瑶镇水库初步设计报告表2-3秃尾河岔口(乌鸡滩)月径流量统计表年份七月八月九月十月十一月十二月一月二月三月四月五月六月合计1984~1985723.1798.2777.6832.2779.4814.2837.8766.4851.2827.1844.2818.89670.21985~1986847.4912.5858.0914.7842.1823.1863.5783.1865.9822.7796.0788.510117.51986~1987736.6737.9862.6887.9803.0664.0666.7606.7701.5816.7800.8791.99076.31987~1988731.2779.4696.2714.3752.5776.7729.9687.5788.0730.7763.6665.98815.91988~1989679.8764.4740.3795.5739.2748.3703.6650.0700.1592.6600.5594.88309.11989~1990549.1535.3543.0577.7571.9592.4625.8537.6608.7606.0634.1540.76922.31990~1991665.9623.2632.0638.1747.5719.5691.6613.6694.4748.9777.7669.18221.51991~1992593.7581.8552.9633.2618.7634.2651.5604.6670.2611.9564.3516.27233.21992~1993500.0577.3583.9610.7608.3598.0600.5540.6584.8585.7591.3599.46980.51993~1994594.3637.4613.4654.9629.2633.7648.5593.2665.7651.8661.0626.77609.8平均662.1694.7686.0725.9709.2700.4701.9638.3713.1699.4703.4661.28295.6表2-4瑶镇水库月径流量统计表年份七月八月九月十月十一月十二月一月二月三月四月五月六月合计1984~1985795878855915857896922843936910929901106371985~198693210049441006926905950861952905876867111281986~198781081294997788373073366777289888187199831987~198880485776678682885480375686780484073296971988~198974884181487581382377471577065266165491401989~199060458959763562965268859167066769859576151990~199173268669570282279176167576482485573690431991~199265364060869768169871766573767362156879581992~199355063564267266965866159564364465065976781993~1994654701675720692697713653732717727689837073 瑶镇水库初步设计报告平均728.2764.3754.5798.5780.0770.4772.2702.1784.3769.4773.8727.2912573 瑶镇水库初步设计报告73 瑶镇水库初步设计报告2.4.5计算成果合理性分析按跌水崖电站运行成果来分析结果的合理性，电站71～78年建成并发电，根据机组出力与水量关系曲线，求得引水流量。丰水年：3.3～3.4m3/s，按3.3m3/s计算，年平均引水10407万m3。枯水年：3.1～3.3m3/s，按3.1m3/s计算，年平均引水9776万m3。平均为10092万m3，全年无弃水。10092万m3与9125万m3接近，跌水崖电站在瑶镇水库以下约4km，发电流量稍大于瑶镇多年平均径流量，认为计算成果合理。2.5洪水2.5.1暴雨和洪水特性秃尾河流域属温带半干旱大陆性气候，四季分明。由于受地形和季风环流的制约，春冬季干燥少雨，气温升降快而不稳定，多风沙天气；夏季炎热多雨，且多以暴雨形式出现。神木县以及陕北北部的风沙区是我省四个暴雨中心地区之一，短历时暴雨出现频次高，强度大。例如神木县杨家坪1971年7月25日24小时降雨408.7mm；榆林市北部陕蒙交界处什拉淖1977年8月1日8小时降雨1050mm73 瑶镇水库初步设计报告。强度之大为陆上罕见，特别是汛期七、八月份暴雨是经常性的天气现象，年降雨量的绝大部分由暴雨组成。但是风沙区由于受地形、地貌、下垫面条件的制约，尤其是秃尾河上游，暴雨虽多，却很少形成较大洪水，瑶镇水库工程所在地，地处毛乌素沙漠边缘，为风沙草滩地貌，地面广布第四系冲洪积和风积沙层，同时分布有较多的湖泊洼地，由地貌条件所决定，流域降雨绝大部分入渗于地表以下，经过有相当空间的第四系松散含水层的储存，调蓄作用后排泄而形成的径流，在年内、年际之间径流量变化很小，非常稳定。因此由下垫面条件决定秃尾河流域上游，暴雨虽多，却很少形成较大洪水。2.5.2历史洪水1997年陕西省榆林地区水电设计院到秃尾河上游进行过洪水调查，调查到秃尾河上游瑶镇水库坝址处1954年7月连续降七天发生较大洪水，1995年连续降雨十天发生特大洪水。经计算1995年7月31日至8月9日发生的洪水大于1954年，其洪峰流量为13m3/s。本次对原调查成果进行了复核，认为历史洪水发生的年份可靠，洪峰流量数值合理。2.5.3洪水计算工程所在地无实测洪水资料，计算可供选择的参证站有本流域高家堡站，相邻流域榆溪河榆林站和海流兔河韩家峁站。由于高家堡以上有风沙区，又有丘陵沟壑区，丘陵沟壑区又为主要产洪区，用高家堡站资料推求与韩家峁站资料推求，当P=0.5%时高家堡为韩家峁的5.6倍，洪水势必偏大，计算结果如下表2—5。榆林站只有8年资料，代表性差，不能采用。73 瑶镇水库初步设计报告表2—5洪峰、洪量频率成果表频率（%）0.10.20.51251020重现期（年）10005002001005020105高家堡站洪峰流量（m3/s）4130365830992693227417361337951一日洪水总量（百万m3）49.845.638.232.727.120.215.110.3三日洪水总量（百万m3）8478.465.255.745.933.824.816.6瑶镇断面洪峰流量（m3/s）148011811000870734560432307一日洪水总量（百万m3）10.78.47.06.05.03.72.81.9三日洪水总量（百万m3）1814.412.010.28.46.24.63.0韩家峁站虽离瑶镇较远，但它是风沙区唯一的水文站，气象条件与下垫面和瑶镇相似，故采用韩家峁作为参证站，进行洪水频率计算，再以面积比拟法推求设计断面不同频率洪峰流量和一、三日洪水总量计算成果如下：表2—6瑶镇水库洪峰、洪量频率计算成果表频率（%）0.10.20.51210/3510洪峰流量（m3/s）267227177139104796236一日洪水总量（万m3）4914113102381711189449三日洪水总量（万m3）7566434993932962241791062.5.4计算成果合理性分析上表2—6计算成果为1957—1988年32年资料计算成果，采用以上计算成果理由如下：73 瑶镇水库初步设计报告⑴瑶镇水库所控制的流域内，有大小不等的小湖泊20多个，较大的湖泊水面面积1km2多。⑵韩家峁站32年洪峰平均流量41.63m3/s，但只有64年洪峰流量为418m3/s，韩家峁64年7月5日降水102.7mm，6日洪峰22.7m3/s，8月12日降水73.9mm，14日降水22.4mm，15、16两日没有降水，而8月16日却发生418m3/s洪峰流量。分析结果认为该流域以上，有小湖泊决口或其它原因造成，并非降雨所致。去掉8月16日洪水418m3/s，作频率计算瑶镇水库洪峰洪量如表2—7。表2—7洪水计算结果频率（%）0.10.20.51210/3510洪峰流量（m3/s）135103857360544432一日洪水总量（万m3）14814012010590807156三日洪水总量（万m3）292266232206179165146120⑶经调查榆林市圪求河李家梁水库以上为沙漠区，也有以上类似情况发生。⑷瑶镇水库虽调查洪水不大，但也有小湖泊在暴雨时有决口的可能性，影响水库的安全，故采用表2—6中洪水成果是可行的。瑶镇水库设计洪水标准的洪水过程线见图2—2。73 瑶镇水库初步设计报告2.6泥沙2.6.1泥沙特性73 瑶镇水库初步设计报告瑶镇水库属沙漠水库，河水主要由沙漠渗水形成，通过908队观测泥沙粒径（平均粒径为0.189mm）较粗，泥沙主要为推移质和河床质泥沙，随着流速的大小变化，推移质和河床质互为转化。2.6.2泥沙计算2.6.2.1输砂量计算根据908队在岔口断面的实测资料，瑶镇水库坝址处多年平均输沙量计算如下。坝址流域面积较岔口大5%，泥沙相应按大5%考虑，其值为101330×1.05=106396.5t，泥沙按1.59kN/m3计（孔隙率按0.4，干容重按2.65kN/m3计）。表2—891年岔口泥沙实测值（908队观测）单位：t月名称1234567悬移质泥沙924678308735100241046998679329续表2—8单位：t月名称89101112年合计悬移质泥沙89027028728262226396101330则年输砂总量为：106396.5÷1.59=6.7万m3。2.6.2.2泥沙颗粒分析根据908队的实测泥沙颗分资料进行分析如下：表2—9岔口九一年泥沙颗分资料（908队观测）73 瑶镇水库初步设计报告组次1234567粒径范围(mm)1～0.50.5～0.250.25～0.10.1～0.050.05～0.010.01～0.005<0.005小于该范围沙重（%）98.7489.1911.271.750.30.260重量百分数Pi1.269.5577.929.521.450.040.26粒径平均值di(mm)0.750.3750.1750.0750.030.00750.005dPj==0.189mm平均粒径较粗属细沙，其沉速ω=1.87（cm/s）2.7水文泥沙测验站网及水情自动报测系统瑶镇水库所控制流域面积内无水文站，只有圪丑沟雨量站。为了满足建库后水文预报、水库调度和施工期洪水预报的要求，拟在回水末端设入库水文站，在坝址下游设立出库水位站，观测降水、水位、流量、砂量等，为了增加水情信息传递拟在水库管理部门设立信息处理系统和预报中心。2.8其它2.8.1水质73 瑶镇水库初步设计报告瑶镇水库属于沙漠水库，水库所控制的流域为风沙草滩区，地形平坦开阔，且分布有较多的湖泊洼地，降雨入渗系数大，河川径流绝大部分由降雨入渗到沙漠，再由地下水排泄所形成，同时区内又无点源污染，因此，该处河水比较清澈。根据水质监测资料分析，地面水的PH值为8.35～8.7，偏碱性，一般的化学指标，除Mn、Fe超出地表水Ⅲ类标准外，其余项目均低于地表水Ⅲ类标准。这说明瑶镇水库附近天然状态下的水质是可行的，适合一般的工业用水和农业用水。2.8.2水面蒸发a）蒸发损失计算据神木县气象站1957年～1990年，33年平均蒸发量为1789.7mm。一般80cm蒸发皿乘以0.8为大面积的水面蒸发量。Z水=1789.7×0.8=1431.8mmb）多年平均径流深坝址控制流域面积按770km2计算，年平均径流量9125万m3，十年平均径流深=118.5mm。c）面雨量计算水库控制流域内只有圪丑沟雨量站，该站位于水库坝址以上约2km，几乎在控制流域的南部边沿处，不能代表全流域的面雨量。马莲河雨量站位于红碱淖旁，虽不在控制流域内，但紧靠流域北部，因此瑶镇水库控制流域的面雨量采用两站的平均值比较合理。马莲河66年7月～89年6月23年平均降雨量370.2mm。73 瑶镇水库初步设计报告圪丑沟66年7月～89年6月23年平均降雨量380.5mm。经计算两站平均降雨量为375.4mm。即瑶镇水库多年平均面雨量为375.4mm。d）蒸发计算水库蒸发损失量1431.8－（375.4－118.5）＝1174.9mm。根据各月实际蒸发量百分数，分配各月蒸发损失标准年内分配如下表2—10。表2—10月份1234567分配百分数（%）1.82.76.213.816.916.013.2月蒸发标准（mm）21.131.772.8162.1198.6188155.2续表2—10月份89101112年合计分配百分数（%）10.38.06.13.21.8100月蒸发标准（mm）121.094.071.737.621.11174.973 瑶镇水库初步设计报告3工程地质3.1概述瑶镇水库位于榆林市神木县秃尾河干流上游瑶镇乡附近，距榆神二级公路17km，距神木县城约50km，神木至尔林兔公路从坝肩通过，交通比较方便。水库库区位于毛乌素沙漠南部边缘，除坝址及两岸局部基岩裸露外，其余大面积为风积粉细砂覆盖。库区构造简单，为相对稳定区，地震基本烈度为Ⅵ度，库区不具备诱发地震的地质和构造环境。地下水主要埋藏于第四系各类松散层中，受大气降水补给。两岸地下水均高于河水位，向秃尾河排泄。可行性研究阶段地质勘察工作进行了对工程场地构造稳定性分析评价、调查了水库的主要地质问题并作了初步评价、为初选坝址坝型和枢纽布置方案提供地质依据并对主要的工程地质问题做出初步评价、进行天然建筑材料初查。但可研阶段存在坝基基岩泥岩夹层的分布规律和力学指标、左岸古河道不详等地质问题。根据可研审查意见和任务要求本阶段地勘工作的主要任务为：⑴查明左岸古河道进口位置，基岩分布高度，查明左岸库盆的地质构造、地层岩性、地下水位、临谷渗漏等；⑵查明坝基泥岩软弱夹层的空间展布规律及力学特性；⑶查明右岸副坝坝基基岩埋深、覆盖层结构和性质以及地下水位高程；73 瑶镇水库初步设计报告⑷进一步落实筑坝材料的料场位置、储量及主要力学指标。研究确定利用长石砂岩作为非溢流坝段筑坝材料的可行性和应用办法；⑸校核右岸③号古河道进口覆盖层岩性、地下水位及基岩高程等。初设阶段完成工作量为：钻探211.5m，平面测绘42.07km2，剖面测绘坑探98.9m，简易槽探80m3。3.2库区地质条件3.2.1地形地貌库区位于毛乌素沙漠南部边缘，大面积覆盖风积粉细沙形成的新月形沙丘，表面经多年人工改造，长有草本科为主植物，靠近秃尾河岸边有人工种植的沙柳林。沙丘目前处于半移动状态，且多为连续带状分布，相对高差10~20m，地面高程为1170~1190m。秃尾河低于两岸沙丘40多米，切割基岩最大深度20m。左岸岸坡平缓，一般坡角为5°～10°，不存在塌岸问题。右岸河床至坡顶，均为风积沙，坡角最大45°左右，蓄水后存在塌岸问题，集中在坝址上游200～900m范围内。3.2.2地层岩性a)基岩：呈丘状或梁状分布两岸，断续出露。岩石为长石砂岩，较完整，分布高程最大为1159.8m。b)古河道冲湖积沉积物：岩性以中细砂为主，含透镜状砂壤73 瑶镇水库初步设计报告土，总厚度约60m。右岸发现三处较大古河道进口，基岩埋藏较深。73 瑶镇水库初步设计报告c)一级阶地堆积物：岩性为砂壤土及含砾细砂，厚3～4m，为当地主要农田。d)沙丘沉积物：岩性为中细砂，厚度不等，在本地区广泛分布，见图3-1。3.2.3水库渗漏库区的周边地形高程均高于设计水位，地形不存在外漏的条件，但库区盆地周边为第四系松散沉积粉中砂层，处于正常蓄水位以下，在岩性上具备渗漏条件。左岸库岸边地下水位高程为1157~1168m，沙丘地下水位估计高于正常蓄水位，产生渗漏的水动力条件较差，因此渗漏的可能性小。右岸地下水西北高东南低，高程大部分低于正常蓄水位，天然水力坡降为7%o左右，具备了产生渗漏的水动力条件。经过地质勘测发现库区两岸均埋藏有秃尾河的古河道，古河道由左岸北东向穿过秃尾河，环绕右岸，于下游的神树沟流出库区。古河道出口位于距坝址右岸下游约1km的神树沟，地下水均以泉水形式出露排泄。库区渗漏除古河道为主要途径外，其它岸坡因地下水位较高，产生渗漏的可能性很小。3.2.3.1渗漏分析a）左岸地面高程为1170m～1182m，地表为连绵沙丘地貌，古河道位于大树湾至乌鸡滩村之间，宽约800m。地层岩形表面为Q4eoL73 瑶镇水库初步设计报告粉细砂，一般厚约12m。其下为Q3eoL的细砂、黄土状壤土，一般厚约20m；局部Q4eoL地层与Q12eoL+PL的钙化黄土状壤土相接触，该层厚约11m；主要分布在近坝区。在古河道段，底部Q3aL+L的砂壤土与粉细砂层，厚约27m。下部为长石砂岩，岩面起伏较大，最大高程为1162.56m，最低高程为1117.5m，高差45m，为古河道的谷心位置。地下水位高程为1163.7m～1156.48m，上游高，下游低，其中古河道段为1163.15m，大于正常蓄水位。由以上条件可知：左岸下游局部地下水位高程低于正常蓄水位，有渗漏的可能。但此段库水边基岩上普遍覆盖有Q12eoL+PL的钙化黄土状壤土，该层渗透系数k=0.161m/d，属弱透水性，所以渗漏量极小。其余地段地下水位高于正常蓄水位，不具备渗漏的条件。因此蓄水后左岸大的渗漏不会发生。b）右岸右岸由上游至下游发育3个古河道，见图3-2。①号古河道地下水位高于正常蓄水位，不存在渗漏。②号古河道地下水位部分低于正常蓄水位，③号古河道地下水位均低于正常蓄水位，从地形、地层岩性上及水动力条件上分析该进口都具备产生渗漏的条件，是库区渗漏的主要通道。初设阶段对③古河道进口进行进一步勘测验证，查得：地下水位高程1156.74m，基岩面高程为1136.8m，说明③古河道进口确实存在渗漏问题。3.2.3.2渗漏量估算73 瑶镇水库初步设计报告渗透系数的计算和选取详见表3-1。鉴于渗漏地层均匀性较好，隔水层产状近水平，根据《水利水电工程地质手册》P698页，选用如下计算公式：qu=k·(H1-H2)·(H1+H2)/2LQ=qu·B其中：Q——渗漏总量（m3/d）；qu——单宽剖面的渗漏量（m3/d·m）；K——岩层的渗透系数；H1——水库水位（即正常蓄水位1160.5m）；H2——临谷渗透水位（m）；L——过水断面的平均距离（m）即渗径；B——渗漏段宽度（m）。通过计算得知，库区渗漏的主要通道位于右岸，其渗漏总量为6004.58m3/d，约占该河流常流量（3m3/s）得2.3%。计算详见表3—2。3.2.4库岸稳定左岸岸坡平缓，地形较开阔，坡角一般为5°～10°，作为水下坡角是稳定的，基本不存在塌岸问题。右岸河床至坡顶，均为全新统风积沙，坡角最大45°左右，水库蓄水后存在塌岸问题，范73 瑶镇水库初步设计报告73 瑶镇水库初步设计报告73 瑶镇水库初步设计报告围集中在坝址上游200～900m内。估计最终塌岸宽度21.0～38.0m，塌岸总量20.5万m3。73 瑶镇水库初步设计报告3.2.5水库浸没在正常蓄水位（1160.5m）情况下，水库回水末端至乌鸡滩附近。经探坑勘察，造成浸没的岩性主要为粉砂土，预测的潜水壅水位高于临界水位时，则会产生浸没危害。潜水壅水位计算采用《水利水电工程地质手册》P681页中公式进行，地下水临界埋深依据《水利水电工程地质勘察规范》进行计算。依据探坑与调查相结合的方法，查的粉砂土的Hk=1.10m，ΔH在农业区（即耕地）为0.56m，在居民区为1.0m。采用典型剖面和以上两公式分别求得农业区与居民区浸没的临界高程，然后按此高程圈定浸没范围，即此高程以下的耕地或居民区，为浸没区。经计算，农田浸没面积约600亩，对居民点造成危害的为乌鸡滩少部分及杨家圪塔村房屋主要在杨家疙瘩村。3.2.6水库地震库区在构造上处于华北台地的鄂尔多斯台地向斜东翼，中生代以来各期构造运动对本区影响甚弱，地层产状近于水平，未发现断层，是一个相当稳定的台地地区。根据1999年中国地震烈度区划图，库坝区地震活动微弱，有史以来从未发生过较大的地震活动，区域基本地震烈度为6度。不具备库区水库诱发地震的地质和构造环境。3.3枢纽工程地质条件3.3.1神庙坝址工程地质条件73 瑶镇水库初步设计报告3.3.1.1地质简况该段河谷谷地宽25m，两岸地形不对称，左岸平缓，右岸陡峻。基岩出露高程，左岸基岩高程1158.58～1159.97m；右岸基岩高程1152m，谷地高程1141.90m。基岩岩性为长石砂岩，夹薄层透镜状泥岩。两坝肩覆盖层为下更新统的钙化黄土状壤土与半胶结细砂，呈不对称分布，左岸细砂层厚约1.0m，右岸厚约3m。坝址区构造不发育，主要为原生层理，总体产状倾向80o～110o，倾角10o。两岸地下水位高于河水并补给河水。左岸覆盖层不含水，基岩地下水埋藏较深。环境水对砼无腐蚀性。3.3.1.2主要工程地质问题坝基长石砂岩厚层状，具大型交错层理，泥岩分布于层面上其主要工程地质特征如下；⑴坝基岩石抗风化能力弱：在坝址区经地质测绘发现较大规模洞穴6个，主要位于坝轴线下游，露头基岩上多有蜂窝状空洞；⑵泥岩夹层呈薄饼状、透镜式：在长石砂岩中夹有薄层泥岩，主要沿地层层面产出，在两岸均有发现，形成了岩体中的软弱夹层带。⑶裂隙少：发现的两组剪切裂隙位于左岸神庙处，间距一般为1～0.6m。一组为顺和向，倾向255°，倾角88°，另一组与河流向斜交，倾向225°，倾角86°73 瑶镇水库初步设计报告，缝宽1～3m，无充填物，一般长4～6m。坝基岩体属较完整的软岩，质量分级属Ⅳ类。⑷坝肩钙化黄土状壤土与半胶结细砂存在渗漏破坏的可能，不宜直接用作坝肩基础。3.3.2砌石坝基岩土体试验指标与评价3.3.2.1岩体试验指标a）Q12eoL+PL黄土状壤土该层已钙化，主要分布于两坝肩。渗透系数采用野外试验求得，K值为1.86×10-4cm/s，属高密实、弱渗透性的土。但根据探槽、坑探揭露发现其次生裂隙较发育，不宜直接作为坝肩基础。b）Q4eoL、Q3eoL+PL、Q11aL中细砂、细砂粒度组成试验结果表示坝址处各类成因的中细砂、中砂层粒度均匀，渗透分级属中等透水性，具渗透变形的特性。c）岩石物理力学性质试验成果表明，长石砂岩吸水性大，强度低，易软化。泥岩强度低，不易成样，强度指标离散性大。d）岩体的渗透性根据坝段区27个钻孔，47段压水试验资料得知，基岩单位吸水率ω≤0.01Lmin·m·m，属极微透水层。物理力学详见表3—3、表3—4。73 瑶镇水库初步设计报告3.3.2.2坝基工程地质条件评价根据前面分析得，砌石坝地基主要考虑以下工程地质问题：73 瑶镇水库初步设计报告⑴　两坝肩分布得钙化黄土状壤土，结构密实硬度大，但次生裂隙发育，贯通性差，不宜直接用作坝肩基础。下部的半胶结细砂，属中等透水性，蓄水后将会发生绕坝渗漏，同时饱水状态的抗滑能力差，不利坝肩稳定，建议清除，将基础置入基岩约1m左右。⑵　两岸坝基范围内或附近的洞穴，应开挖回填混凝土。⑶　岩体抗冲能力较差，对受冲刷的岩体应采取必要的防护措施。⑷　岩体可视为不透水，不考虑帷幕灌浆，但对岩体与混凝土结合面应采取固结灌浆处理。⑸　两岸泥岩形成的层间软弱夹层带，因其更易风化崩解，在砂岩中形成风蚀穴，因此建议开挖回填混凝土。3.3.3副坝工程地质条件与评价3.3.3.1工程地质条件副坝线上分布的地层主要为：①Q4leoL中细砂：浅黄色，粒度均匀，一般厚约3～4m，最厚10m，主要分布于地表；②Q3eoL+PL砂壤土与中砂：砂壤土一般较密实，属低压缩性土，厚约2～4m，在坝线右端被同成因的中砂所代替，厚约3.2m；③Q12eoL+PL钙化黄土，Q1laL中砂层，主要分布于左端靠近坝肩段，均延长不远即尖灭，中砂层厚度约4.2m，较密实；④基岩为长石砂岩，浅黄色，基岩面较平坦，高程约1150m，只靠近坝肩部位略有抬高，一般强风化厚约2m。73 瑶镇水库初步设计报告副坝线地下水埋藏于基岩中，高程为1142.62～1145.28m，向河床排泄，一般埋深大于15m。3.3.3.2岩土物理力学性质Q3eoL+PL砂壤土：上更新统风洪积成因的砂壤土分布在右岸副坝线范围内，较密实（ρd=1.72g/cm3），弱透水性（k=2.29×10-4cm/s），低压缩性土（a1-2=0.05MPa-1），可作为天然隔水层和副坝坝基。3.3.3.3坝基工程地质条件评价坝基范围内所有砂土均属弱透水性，存在绕坝渗漏与渗透变形问题应予以处理。而Q3eoL+PL砂壤土，k=2.29×10-4cm/s，临界坡降为5.28，允许坡降为1.76，利用此层土挡水是可行的，故副坝基础应置于完整的该岩面上。由于该层属极弱透水层，可不作防渗处理，但其上部覆盖层为了减少绕坝渗漏量，保证下游风积砂层的渗透稳定性应作截渗处理。3.4.天然建筑材料瑶镇水库枢纽建筑物需石料2.5万m3，砂料1.1万m3。故瑶镇水库初设阶段新选择了4个料场，其中砂料、石料各两个料场。它们所处的位置详见地质报告附图3。3.4.1砂料本阶段所选择的砂料场为河则沟（J9），长胜彩挡（J10）。两料场均分布于坝区秃尾河左岸，交通方便。多为风积砂，分选性好，泥质物少，砂质纯净，表面覆盖物均为粉砂，一般厚约1m左右。河则沟储量约为0.904万m3，长胜彩挡储量约为0.768万m3。73 瑶镇水库初步设计报告对可研阶段勘察的乌鸡滩料场作了详查。瑶镇外贸站（J1）砂场，精度尚可，这里不在阐述。砂料试验成果汇总表详见表3—5，质量评价表见表3—6。砂料的开采条件见表3—7。表3—7砂料场开采条件评价表料场名称（编号）距坝址距离（km）储量（万m3）颗分室内定名无用层厚度（m）及岩性有用层分布特征质量优劣相对程度有用层厚度（m）瑶镇外贸站（J1）0.50.32细砂0.3～0.6粉砂中厚边薄的透镜体式优良0.8乌鸡滩（J1）2.81.26细砂0.3～1.6粉砂窝状线装分布，可利用的有五块最优0.6～1.6河则沟（J9）4.30.904细砂0.85～1.5粉砂窄条带状分布，厚度较稳定最优0.8～1.65长胜彩挡（J10）5.00.768细砂0.4～1.7粉砂中厚边薄的透镜体式较差0.4～1.35以上各砂料场总储量约为3.25万m3，满足2倍以上设计用量。根据以上各料场的开采条件，优先开采的料场为乌鸡滩（J2）、瑶镇外贸站（J1）两个料场，其次为河则沟（J9），最后为长胜彩挡（J10）料场。73 瑶镇水库初步设计报告73 瑶镇水库初步设计报告3.4.2石料据调查发现，现在被当地开采利用的除西沟（J4）料场外，还有石盆子（J7）料场与古今滩（J8）料场，岩性分别为浅蓝灰色的长石砂岩与肉红色的中细粒结构的长石砂岩，地理位置见地质报告附图3。73 瑶镇水库初步设计报告表3—8石料质量评价表序号项目规范指标西沟J4料场石盆子J7料场古今滩J8料场1湿抗压强度>40Mpa冻融后>30Mpa28.724.541.433.621.721.572软化系数>0.80.520.650.623冻融损失率<1%0.19004容重>2.4Kg/cm32.402.412.365评价抗压强度，软化系数偏小，岩石质量较差。除软化系数偏小外其余指标均符合要求抗压强度、软化系数偏小外，其余项目均符合要求岩石质量要求及评价如表3—8。岩石物理力学性质试验成果汇总如表3—9。石料场的开采条件评价表见表3—10。由上表可知：石盆子（j7）料场质量优于古今滩（J8）料场。由于（J7）、（J8）都为当地居民开采料场，所以露头断面清楚，储量满足2倍以上设计用量。可研阶段共调查了4个石料场，73 瑶镇水库初步设计报告其中枣稍沟料场（J3）、（J6）上覆盖层太厚，西沟的（J5）料场质量虽好，但储量少，且上有居民，西靠煤矿，都因开采困难，作为砌石料价值不大，故可作为人工碎石料场考虑。西沟（J4）料场与石盒子（J7）料场、古今滩（J8）料场的开采条件见表3—10。石盒子（J7）料场质量虽优，但运距大，剥离量大，储量不够；西沟（J473 瑶镇水库初步设计报告）与古今滩（J8）两料场储量满足要求，运距较小，其中西沟的质量相对较优，储量丰富，且成材率高，故建议选用西沟料场。表3—10石料场开采条件评价表料场名称距坝址距离（km）储量（万m3）岩性无用层厚度（m）及岩性料场居民及建筑物等情况质量优劣相对程度开采难易程度有用层厚度（m）西沟（J4）4012.0蓝灰色长石砂岩5～2风化岩及风积砂无优良容易12～16石盆子（J7）671.5浅蓝色长石砂岩3～6浅黄色长石砂岩无最优稍困难4～5古今滩（J8）384.0肉红色长石石英砂岩1.5～2碎石，强风化岩无，为当地主要人工碎石场较差较容易4～63.5结论3.5.1库区a）库区渗漏经勘察后分析，左岸不存在渗漏，右岸的②、③号古河道进口是渗漏的主要通道，其渗漏量为6004.58m3/d，约占该河道常流量的2.30%。b）在不考虑库尾壅水和淤积抬高的水位条件下，水库末端和左岸乌鸡滩村存在浸没问题，面积约为600亩，主要居民点为杨家圪塔村及少部乌鸡滩。c）对古河道出口流量应进行长期观测。3.5.2坝址a）坝基岩体较完整，属Ⅳ73 瑶镇水库初步设计报告软岩，力学指标较低，且有透镜状泥岩夹层，岩体抗冲能力较差。对受水流长期冲刷部位应采取必要的防护措施。b）长石砂岩易风化崩解，建议施工时复核岩体风化深度。岩体单位吸水率ω≤0.01L/min·m·m，可不考虑帷幕灌浆，但砌石坝体与岩体接触面应作为固接灌浆处理。c）Q12eoL+PL、Q1laL地层因干裂或裂隙作用发育，存在渗漏与渗透变形问题。不能直接用作坝肩地基，应予以处理。d）坝基岩石从挖10m深的竖井看到，河床下1.7～2.1m深有泥岩夹层呈薄饼状、透镜式，泥岩单层厚度1～2cm，呈棕色及灰色，不连续分布于砂岩中，夹层带厚度10～50cm；河床下3.5～4.37m深岩石有空洞，漏水量较大；4.37～10m深，没有看见泥岩夹层，岩石比较完整。坝基岩石的物理力学指标f’=0.7，C’=0.3MPa。e）副坝两端由于粗粒土均会发生绕坝渗漏和渗透变形问题，建议予以清除，中部Q1eoL+PL砂壤土较密实，渗透性极微，可按挡水层对待，直接用作坝基。f）建议副坝采用心墙截渗较为可靠易行。g）建议对下更新统（Q1laL）堆积的中砂层渗透变形参数进行复核。3.5.3建材a）混凝土细料，粒径偏细，质量基本满足要求，因其呈窝状分布，不易机械化开采。首选料场为乌鸡滩（J2）和瑶镇外贸站（J173 瑶镇水库初步设计报告），其次为河则沟（J9），最后为长胜彩挡（J10）料场。探明储量为3.25万m3。b）混凝土砾料，本区缺失，建议下一步研究人工碎石代替。c）砌石料，由于质量合格的石英砂岩储量贫乏，开采困难，建议采用长石砂岩。长石砂岩抗压强度及软化系数普遍偏小，在可利用的情况下优先选用西沟料场。其储量12万m3。73 瑶镇水库初步设计报告工程任务和规模4.1地区社会经济的发展状况及工程建设的必要性4.1.1河流规划及审查意见秃尾河发源于神木县西部风沙滩地中的湖泊海子。干流在沟岔村以上分为两支，左支称宫泊沟，源自北部的宫泊海子，长23.4km，流域面积323km2；右支称圪丑沟，源自大海子，长19.5km，流域面积410km2。自沟岔村以下始称秃尾河，干流长度110.9km，包括圪丑沟和宫泊沟在内，总流域面积3373km2。随着神府煤田的建设和发展以及陕北能源重化工基地的规划，地方经济的起飞，人口急剧增长，工农业用水和城镇居民生活用水的矛盾也日益尖锐。神木县又是陕北能源重化工基地的重点县，基于这种情况，神木县计划梯级开发秃尾河水资源，进一步提高秃尾河水资源利用率，计划修建瑶镇水库和采兔沟水库，加强水资源统一调配管理，以满足工农业生产的用水和城镇居民生活用水。瑶镇水库枢纽是提高秃尾河水资源利用率梯级开发规划中的第一级控制工程，拟建于神木县瑶镇乡境内秃尾河干流上游，控制流域面积770km2，多年平均径流量9125万m3。枢纽距神榆二级公路17km，距神木县城约50km，神木至尔林兔公路从坝肩通过，交通比较方便。73 瑶镇水库初步设计报告采兔沟水库位于秃尾河中上游主干流上，采兔沟大桥上游500米处,距神木县城约34km，控制流域面积1158km2，多年平均径流量2.3亿m3。榆神公路从坝下游通过，交通方便。受神木县水电局的委托，我院于2001年2月进行瑶镇水库可行性研究阶段的设计工作，编制可行性研究报告。2001年4月，在西安召开瑶镇水库枢纽工程可研审查会，2001年5月陕西省水利厅以陕水计[2001]105号文发了“关于神木县瑶镇水库枢纽工程可行性研究报告审查意见的函”，同年同月陕西省计委以陕计农经[2001]493号文转发了“关于神木县瑶镇水库枢纽工程可行性研究报告的批复”。通过了可研报告，同意建设瑶镇水库枢纽工程，并要求抓紧完成枢纽工程的初步设计工作，同时结合锦界工业区和神榆矿区建设进展情况，做好供水的前期工作。4.1.2地区社会经济状况及发展规划神木县位于陕西榆林地区东北部陕蒙交界处，为陕西省能源重化工基地的重要组成部分。神木县的大小保当、瑶镇及马场梁一带分布有十分丰富的煤炭资源，号称为榆、神、府煤田的“白菜心”。随着西部大开发序幕的拉开，作为陕西能源重化工基地组成部分的神木县，为了响应西部大开发的战略政策，充分利用资源丰富的优势，加快陕西能源重化工基地的实施，规划榆神矿区和锦界工业小区。榆神矿区主要位于大小保当一带。锦界工业小区规划面积8km273 瑶镇水库初步设计报告，位于榆神公路54km至58km处的秃尾河东岸，该小区拟建立一个以电力工业为龙头，煤化工、冶金业为重点，第一和第三产业为补充的能源化工经济开发小区，并建设相应的市政、居民、商贸和服务等设施，逐步形成一个能源工业园区和现代化集贸市镇。规划榆神矿区和锦界工业小区均由秃尾河流域梯级开发的瑶镇水库和采兔沟水库供应其工业用水和城镇居民生活用水。4.1.3工程建设任务和必要性神木县位于陕西北端，地处毛乌素沙漠东南边缘地带，干旱少雨，风沙严重，年平均降水仅为380mm，年平均水面蒸发量却达1431.8mm。干旱缺水是制约该区工农业生产和经济发展的主要因素。瑶镇水库是一座以城镇供水为主，兼顾农业灌溉、生态用水等综合利用的中型水利工程，是解决神木能源基地锦界工业小区工业用水和城镇居民生活用水的有效工程措施，同时兼顾瑶镇水库以下和采兔沟水库以上的农田灌溉面积3500亩，其中稻田1000亩，水浇地2500亩以及瑶镇水库以下公草湾处0.9万亩的生态林用水。陕北能源重化工基地是陕西省响应西部大开发战略方针的重要工程措施，神木县是陕北能源重化工基的重点地区。为了积极响应陕西省的号召，尽快启动神木能源重化工基地工程，解决其需水问题是目前的首要问题。锦界工业小区的开发，已于1996年7月由榆林地区行署报省政府，1996年9月省政府同意，并经省计委正式批准。神府经济开发区锦界小区批准规划面积8km2，工业项目为：4×73 瑶镇水库初步设计报告600MW的神木火力发电厂，10万吨电解铝及其扩建项目，10万吨甲醇项目以及小工业项目等。如果没有可靠的水源，这一切都将付诸东流，所以解决该区的生产和生活用水问题是当务之急。神木县地处毛乌素沙漠东南边缘，干旱少雨，干旱对农业生产和生态环境的威胁十分严重。随着生态环境的恶化，近几年在我国北方发生沙尘暴的天气越来越频繁，沙漠侵占陆地日趋严重。目前退耕还林，保护我们的生态环境实现可持续发展已在全球范围内形成。神木县地处沙漠边沿，植树造林、防沙固沙已迫在眉睫。瑶镇水库的修建对植树造林保护生态环境有着举足轻重的作用。瑶镇水库的灌区位于瑶镇水库下游至采兔沟水库上游之间，此间属风沙草滩区和风沙草滩到丘陵沟壑的过渡区，可耕地较少，土质多属沙质潮土、水稻土、淤土，土壤结构松散，透气透水，保肥能力差，养分贫瘠。瑶镇水库的修建可以保证此区间3500亩农田的灌溉用水，对于当地灌区粮食自给，促进农业发展具有重要的意义。综上所述，尽早兴建瑶镇水库枢纽工程是十分必要和迫切的。4.2工程规模4.2.1来水量分析瑶镇水库月径流量是用秃尾河岔口（乌鸡滩）断面的十年实测流量资料推算所得，详见表2—4。4.2.2用水量分析73 瑶镇水库初步设计报告瑶镇水库枢纽工程是一座以城镇工业生产用水和居民生活用水为主、兼顾农业灌溉和生态林灌溉的综合利用工程。瑶镇水库的主要用水量如下：⑴城镇工业和生活用水根据《陕西省榆林能源重化工基地供水水源规划报告》规划成果，瑶镇水库的供水对象主要是神木能源重化工基地的锦界工业小区的生产及生活用水。根据《陕西省榆林能源重化工基地供水水源规划报告》，锦界工业小区的生产和生活用水2005年，年需水总量为6257万m3；2010年，年需水量为9884万m3。详见表4—1。⑵农业用水(a)水库上游农田灌溉用水瑶镇水库库区上游范围开阔，有大片肥沃土地和林草植被，库区范围内主要有瑶镇、乌鸡滩、沟岔等9个行政村，水库蓄水后需进行移民安置，结合当地实际，因地制宜进行开发，规划新居民区三片，住宅区平整荒沙地160亩；计划在库区左岸恢复乌讨害灌溉工程，发展水浇地3200亩，这部分农田灌溉用水量要从水库上游取水，因此在调节计算中应扣除次部分用水量。根据灌溉制度和灌溉面积计算用水量，在来水入库前扣除，不计入水库调节水量。(b)水库调节用水瑶镇水库灌区为瑶镇水库以下和采兔沟水库以上，该流域内的农田面积3500亩，其中稻田1000亩，水浇地2500亩。73 瑶镇水库初步设计报告灌溉用水根据灌溉制度及灌溉面积确定。根据灌区降水情况，拟定瑶镇水库灌区的灌溉制度为表4—2，灌溉水利用系数0.6，灌溉用水过程见表4—1。⑶生态用水生态用水的主要对象为瑶镇水库下游约4km处的公草湾生态林灌溉用水，林地灌溉目前尚无成熟的灌溉制度，依据我院2001年7月编制的《陕西省榆林能源重化工基地供水水源规划报告》规划成果，生态林灌溉面积为0.9万亩，需水量270m3。具体用水过程见表4—1。4.2.3水利调节计算与水库正常蓄水位的选择4.2.3.1死库容的确定根据泥沙淤积量估算，水库上游年来沙量为6.7万m3，水库按30年淤满死库容考虑，30年淤积总沙量为201万m3，坍岸为20.5万m3，共计为221.5万m3，考虑到部分泥沙淤积在回水末端有效库容内，尚有一部分悬移质细颗粒沉积在坝前，大坝设有冲砂底孔，可以冲走一部分泥沙。经综合分析比较，拟定死库容为200万m3，相应水位为1154.6m。4.2.3.2调节计算原则瑶镇水库调节采用早蓄方案，即从空库开始，余水先行充库，库满后，多余水量作为弃水，至来水小于用水，水库开始降落，直73 瑶镇水库初步设计报告73 瑶镇水库初步设计报告到水库重又放空，完成整个蓄泄周期。根据水量平衡原理，用历时列表法进行月调节计算。73 瑶镇水库初步设计报告瑶镇水库泥沙淤积年限按30年计算。4.2.3.3蒸发量计算根据神木气象站1957—1990年33年平均蒸发量1789.7mm换算求得各月蒸发标准（详见第二章）如下表4—3。4.2.3.4渗漏量计算瑶镇水库地处沙漠地区，库水在右岸2#、3#古河道进口及左右坝肩存在绕坝渗漏，水库调节时按月平均库容3.0%扣除，多年平均渗漏量为279.74万m3/年，稍大于库区古河道渗漏和绕坝渗漏计算结果之和。详见表4—44.2.3.5水库库容面积曲线瑶镇水库库容面积曲线是由库区1/2000地形量测而来，见图4—1。表4—3各月蒸发量表月名称1234567分配百分比（%）1.82.76.213.816.916.013.2月蒸发标准（mm）21.131.772.8162.1198.6188.0155.2续表4—373 瑶镇水库初步设计报告月名称89101112年合计分配百分比（%）10.38.06.13.21.8100月蒸发标准（mm）121.094.071.737.621.11174.94.2.3.6水库调节计算瑶镇水库调节由瑶镇水库十年月径流资料进行逐年调节，入库水量为总来水量扣除上游移民造田灌溉用水所得，用水量为锦界工业区的用水量、灌溉3500亩农田的用水以及灌溉0.9万亩的生态林用水，采用历时法进行逐年逐月调节计算，起调时段初为死水位，考虑淤积、塌岸及槽库容等综合因素，确定死库容为200万m3，相应的死水位为1154.6m，计算结果上坝址正常蓄水位为1160.5m，相应库容821.75万m3，有效库容621.75万m3。详见表4—4。瑶镇水库调节计算结果说明瑶镇水库只能满足锦界工业区的一期开发的需水要求，既满足城镇工业和生活年用水量6257万m3的要求。锦界工业区二期开发用水需要修建采兔沟水库，两库联合调节可供水10065万m3，完全可以满足二期开发所年需水量9884万m3的要求。73 瑶镇水库初步设计报告73 瑶镇水库初步设计报告4.2.3.7洪水调节及特征洪水位73 瑶镇水库初步设计报告瑶镇水库正常运用情况下设计洪水标准：P=2%；校核洪水标准：P=0.2%。不同频率洪水的洪峰和洪量见表2—6。根据洪水过程线和泄水建筑物的泄流曲线，采用计算机程序进行调洪演算，计算结果如表4—5。表4—5洪水调节计算表洪水要素坝址洪峰流量m3/s三日洪量万m3起调水位m下泄流量m3/s相应库水位m设计P=2%1042961160.539.921161.20校核P=0.2%227643103.101161.8273 瑶镇水库初步设计报告5工程布置及建筑物5.1设计依据5.1.1工程等别及建筑物级别根据《防洪标准》（GB50201-94），可行性研究阶段拟定瑶镇水库枢纽工程属中型工程下限，水库枢纽工程等级为三等工程，可研审查同意该工程等级。根据确定的中型三等工程，确定建筑物级别及相应的洪水标准如下：建筑物级别：主要建筑物按3级建筑物设计，次要建筑物为4级，临时建筑物为5级。设计洪水标准：根据《防洪标准》，中型水库工程的下限和小型水库工程上限的防洪标准为50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核；因此瑶镇水库枢纽工程的设计洪水标准按50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。5.1.2设计基本资料瑶镇水库是一座以城镇供水为主，兼顾农业灌溉、生态用水等综合利用的中型水利工程，是解决神木能源基地锦界工业小区工业用水和城镇居民生活用水的有效工程措施，同时兼顾瑶镇水库以下和采兔沟水库以上的农田灌溉面积3500亩，以及瑶镇水库以下公草湾处0.9万亩的生态林用水。159 瑶镇水库初步设计报告可行性研究审查肯定了瑶镇水库枢纽工程是一项以工业和城镇供水为住，兼顾农业灌溉和生态用水的综合利用的水利工程。同意该水库可研阶段的工程规模。瑶镇水库正常蓄水位为：1160.5m，水库死水位为1154.6m，泄洪时设计洪水位为1161.20m，相应的洪峰流量为104m3/s，最大下泄流量为39.92m3/s；校核洪水位为1161.82m，相应的洪峰流量为227m3/s，最大下泄流量为103.10m3/s。水库库区多年平均最大风速为19m/s，坝前库面的吹程为1.61km。瑶镇水库坝址区地质基岩为长石砂岩，其物理力学指标为：抗剪断摩擦系数f，=0.7，抗剪断凝聚力c，=0.3MPa。长石砂岩岩体的单位吸水率ω≤0.01L/min·m·m。坝基基岩的承载力为0.6MPa。坝址区基本地震烈度为Ⅵ度地震区。浆砌石重力坝砌石料，选用长石砂岩，其容重为r=2.3g/cm3，饱和密度为2.40～2.41g/cm3，饱和吸水率4.98～5.18%，饱和抗压强度为28.7～41.4MPa，软化系数0.52～0.65，冻融系数0.82～0.86。由《浆砌石坝设计规范》SL25—91查知，浆砌石重力坝抗滑稳定安全系数：抗剪断安全系数，基本荷载组合为3.0，特殊荷载组合为2.5。5.2坝型、坝轴线的选择及工程总体布置5.2.1坝型、坝轴线的选择159 瑶镇水库初步设计报告瑶镇水库枢纽工程位于秃尾河上游，根据两岸的地形地质条件，可研阶段共选择了上下两个坝址，三条坝轴线。可研阶段对上下两个坝址进行了设计论证，经过可研审查，省计委、省水利厅审查意见“同意报告推荐的下坝址方案，基本同意枢纽总体布置方案，建议下阶段进一步分析研究副坝防渗体结构设计，在安全、可靠的条件下优化断面设计”。根据省、厅审查意见，本阶段针对下坝址浆砌石坝进行设计工作，对副坝坝轴线和防渗体进行方案比较工作。副坝坝轴线分别对Ⅱ—Ⅱ坝轴线和Ⅲ—Ⅲ坝轴线进行了比较，Ⅱ—Ⅱ坝轴线虽然较短，且地面高程较高，副坝坝体填筑量体积小，但坝基基岩埋藏较深，较Ⅲ—Ⅲ坝轴线深10m左右，故副坝防渗材料埋藏较深，基础处理难度较大。经综合分析论证，推荐Ⅲ—Ⅲ坝轴线作为副坝设计坝轴线。5.2.2工程总体布置5.2.2.1工程地质该段河谷谷底宽25m，两岸地形不对称，左岸平缓，右岸陡峻。基岩出露高程，左岸基岩高程1158.58～1159.97m；右岸基岩高程1152m，谷地高程1141.90m。基岩岩性为长石砂岩，夹薄层透镜状泥岩。两坝肩覆盖层为下更新统的钙化黄土状壤土于半胶结细砂，呈不对称分布，左岸细砂层厚约1.0m，右岸厚约3m。坝址区构造不发育，主要为原生层理，总体产状倾向80o159 瑶镇水库初步设计报告～110o，倾角10o。两岸地下水位高于河水并补给河水。左岸覆盖层不含水，基岩地下水埋藏较深。环境水对砼无腐蚀性。坝基长石砂岩厚层状，具大型交错层理，泥岩分布于层面上。坝基岩石抗风化能力弱，泥岩夹层呈薄饼状、透镜式，裂隙少，发现的两组剪切裂隙位于左岸神庙处，间距一般为1～0.6m，长4～6m，无充填物。坝基岩体属较完整的软岩，质量分级属Ⅳ类。坝基岩体可视为不透水体，不考虑帷幕灌浆，但对岩体与混凝土结合面应采取固结灌浆处理。副坝线上分布的地层主要为：①Q4leoL中细砂：浅黄色，粒度均匀，一般厚约3～4m，最厚10m，主要分布于地表；②Q3eoL+PL砂壤土与中砂：砂壤土一般较密实，属低压缩性土，厚约2～4m，在坝线右端被同成因的中砂所代替，厚约3.2m；③Q12eoL+PL钙化黄土，Q1laL中砂层，主要分布于左端靠近坝肩段，均延长不远即尖灭，中砂层厚度约4.2m，较密实；④基岩为长石砂岩，浅黄色，基岩面较平坦，高程约1150m，只靠近坝肩部位略有抬高，一般强风化厚约2m。副坝线地下水埋藏于基岩中，高程为1142.62～1145.28m，向河床排泄，一般埋深大于15m。Q3eoL+PL砂壤土：上更新统洪积成因的砂壤土分布在右岸副坝线范围内，较密实（ρd=1.72g/cm3），弱透水性（k=2.29×10-4cm/s），Q3eoL+PL159 瑶镇水库初步设计报告砂壤土：上更新统洪积成因的砂壤土分布在右岸副坝线范围内，较密实（ρd=1.72g/cm3），弱透水性（k=2.29×10-4cm/s），低压缩性土（a1-2=0.05MPa-1），可作为天然隔水层和副坝坝基。5.2.2.2工程布置根据可行性研究阶段审查意见，本次初设阶段针对下坝址浆砌石重力坝方案重点进行设计论证工作。浆砌石重力坝方案由浆砌石重力坝段（主坝段）和右岸砂坝段（副坝段）以及冲砂洞、引水洞等组成。主坝与副坝之间，采用扶臂式钢筋混凝土挡土墙分隔。根据坝址处地形地质条件，河床段布置32m宽的浆砌石溢流坝段，左岸接74m长非溢流浆砌石重力坝坝段，右岸接18m长非溢流浆砌石重力坝坝段及190.5m长砂坝段。砂坝与重力坝段之间用扶臂式钢筋砼挡土墙分隔。坝顶高程为1163.4m，坝基最低高程为1135.50m，最大坝高27.9m。排砂砂洞布置在左岸非溢流坝段中，轴线桩号为：坝0+071.50，进口底板高程为1145m。引水洞位于左岸非溢流坝段，轴线桩号为：坝0+065.5，进口底板高程为1150m。5.2.2.3副坝防渗比较根据可研审查意见，对右岸副坝防渗体进行了方案比较，一是壤土心墙，二是垂直防渗铺膜，三是深层水泥搅拌桩截渗墙。经过对副坝防渗体壤土心墙、垂直铺膜和159 瑶镇水库初步设计报告深层水泥搅拌桩截渗墙的设计比较，考虑到壤土心墙的土料当地欠缺，且属弱透水性，防渗效果欠佳，心墙施工干扰大。垂直防渗铺膜和深层水泥搅拌桩截渗墙防渗效果较好，且施工机械化程度较高，施工进度快，但两者有一个共同的缺点是均不能深入基岩，这样就有可能在基岩面上形成渗漏通道。对于深层水泥搅拌桩截渗墙来说，虽然施工不能深入基岩，但可以在基岩面上进行水泥浆灌注，使得基岩面与深层水泥搅拌桩防渗墙牢固的结合，避免水泥搅拌桩防渗墙与基岩之间形成渗漏通道。同时经过设计比较，副坝壤土心墙方案比垂直铺膜防渗体方案和深层水泥搅拌桩防渗墙方案工程直接费用高50多万元，垂直铺膜防渗体方案和深层水泥搅拌桩防渗墙方案工程直接费用基本相当，经综合分析比较，最后选择深层水泥搅拌桩防渗墙方案作为副坝防渗设计方案。5.3挡水建筑物挡水建筑物由浆砌石重力坝段和右岸砂坝组成。5.3.1浆砌石重力坝5.3.1.1结构布置和材料浆砌石重力坝在靠近河床段布置32m长自由溢流坝段泄洪，为方便交通，在该坝段上架设钢筋混凝土桥梁，桥宽4m，共分3跨，每跨净长10m，中间设1m桥墩，非溢流坝段布置在溢流坝段两侧。非溢流坝顶高程为1163.4m，主要考虑泄洪时不受交通桥的影响。坝基最低点高程为1135.50，最大坝高为27.9m。坝顶左岸长74159 瑶镇水库初步设计报告m，右岸长18m。坝顶宽4m，上游坝面在1154.0m高程以上为铅直面，1154.0m高程以下为1：0.3的斜坡，下游坝面在1161.0m高程以上为铅直面，1161.0m高程以下为1：0.8的斜坡，最大断面坝底宽为23m。非溢流坝段的坝体采用浆砌块石，由于当地质量合格的石英砂岩储量贫乏，开采困难，而长石砂岩抗压强度及软化系数普遍偏小，故在坝体包一层C20混凝土保护层，坝体内部采用M10水泥沙浆砌MU30块石。坝上游设置C20钢筋混凝土防渗体，防渗体在1154.0m高程以上厚度为0.5m，1154.0m高程以下采用变厚度，顶厚0.5m，底厚1.0m。为安全起见，坝顶两侧设钢管栏杆和照明灯。5.3.1.2基础处理159 瑶镇水库初步设计报告浆砌石重力坝坝基基岩为长石砂岩，厚层状，具交错层理。坝基岩石从挖10m深的竖井看到，河床下1.7～2.1m深有泥岩夹层呈薄饼状、透镜式，泥岩单层厚度1～2cm，呈棕色及灰色，不连续分布于砂岩中，夹层带厚度10～50cm；河床下3.5～4.37m深岩石有空洞，漏水量较大；4.37～10m深，没有看见泥岩夹层，岩石比较完整。基岩裂隙少，发现的两组剪切裂隙位于左岸神庙处，间距一般为1～0.6m，长4～6m，无充填物。两岸坝肩分布的钙化黄土壮壤土，结构密实硬度大，闭合状次生裂隙发育贯通性差，完整性较差。下部的半胶结细砂属中等透水性，蓄水后将会发生绕坝渗漏，且饱和状态的抗滑稳定能力差。根据坝址处的地形地质条件，全部挖除坝基的覆盖层和强风化层，即坝基4.37m以上的岩石全部挖除，两岸的钙化黄土和半胶结细砂也全部挖除，坝基置于弱风化基岩上。考虑坝基开挖可能使岩体松动，同时考虑坝基岩体属软岩承载力较小，且坝基岩石有空洞现象，故对坝基岩体进行固结灌浆处理，灌浆孔孔距排距均为3m，灌浆孔深6m。由于坝基抗滑摩擦系数较小，同时考虑坝基有泥岩夹层，为了加强坝基抗滑稳定性，坝基采用Ф25钢筋锚杆，其长度为4.0m，间排距均为2.0m，梅花型布置。同时坝基面作成倾向上游的倾斜面，倾斜面与水平面的夹角为5度。基础挖成向上游倾斜的锯齿状，用C20砼作垫层。5.3.1.3设计计算a）坝顶高程计算根据《浆砌石坝设计规范》SL25—91第8.1.1条规定，非溢流坝顶不得低于水库最高静水位，防浪墙顶不得低于正常运用和非常运用的水库静水位加相应的超高Δh，Δh按下式计算：Δh=2h1+h0+hZ式中：2h1——波浪高（m）。h0——波浪中心线超出水库静水位的风壅高度（m）。hZ——安全超高（m），基本荷载组合情况下为0.4m，特殊荷载组合为0.3m。159 瑶镇水库初步设计报告经计算基本荷载组合情况下Δh为2.088m，特殊荷载组合情况下Δh为1.294m，则防浪墙顶高程为：设计情况：1161.20+2.088=1163.288（m）。校核情况：1161.82+1.294=1163.114（m）。设计情况控制防浪墙顶高程，考虑裕度，同时考虑坝顶交通要求及溢流坝段交通桥底洪水位顶超高的要求，本工程非溢流坝顶不设防浪墙，即非溢流坝顶高程取1163.4m。b）坝基抗滑稳定计算及坝基应力验算根据《浆砌石坝设计规范》SL25—91第4.3.1条坝体抗滑稳定计算和第4.4.1条坝体应力计算方法，则有坝体抗滑稳定计算按下式计算：式中：k1——抗剪断计算的抗剪断安全系数；f1——滑动面上的抗剪断摩擦系数；c1——滑动面上的抗剪断凝聚力（104Pa）；A——滑动面截面面积（m2）；W——作用于计算截面以上坝体的全部荷载（包括扬压力）对滑动平面的法向分值（104N）；∑P——作用于计算截面以上坝体的全部荷载对滑动平面的切向力分值（104N）；159 瑶镇水库初步设计报告c）坝基垂直正应力按材料力学法计算公式如下：式中：σy——垂直正应力（104N/m2）；Σw——作用于坝段上全部荷载对坝基截面上法向分力的总和（104N）；ΣM——作用于计算坝段上全部荷载对坝基截面形心轴的力矩总和（104N·m）；A——计算坝段的坝基面截面积（m2）；J——计算坝段的坝基面截面积对形心轴的惯性矩（m4）；X——坝基面截面上计算点到形心轴的距离（m）。经计算，抗滑安全系数和地基承载力如下表5—1：从表5—1的计算结果知，该砌石重力坝抗滑稳定安全系数均满足规范要求，地基最大应力也满足地基允许承载力的要求。表5—1项目荷载组合抗滑稳定安全系数地基最大应力备注计算k1规范k1计算σy地基允许承载力σ基本组合3.823.00.49MPa0.6MPa正常蓄水特殊组合3.352.50.54MPa0.6MPa校核洪水5.3.2右岸副坝砂坝5.3.2.1结构布置和材料159 瑶镇水库初步设计报告右岸副坝砂坝分别对壤土心墙防渗、垂直铺膜防渗和深层水泥搅拌桩防渗墙方案进行设计比较。a）砂壳心墙坝砂壳心墙坝坝顶高程为1163.4m，与非溢流重力坝坝顶高程相同，坝顶宽为4m，上、下游坝坡均为1：4，上游坝坡采用砌石护坡，护坡下设一层土工织物作为反滤。坝体采用振动碾压粉细砂筑坝。防渗心墙采用壤土心墙，墙顶高程1161.82，墙顶宽2m，上、下游边坡均为1：0.2，心墙底深入隔水层0.5m。心墙的最低点高程为1149.4m，最大墙高12.42m。b）均质砂坝采用垂直铺膜防渗均质砂坝坝顶高程为1163.4m，也与非溢流重力坝坝顶高程相同，坝顶宽为4m，上、下游坝坡均为1：4，上游坝坡采用砌石护坡，护坡下设一层土工织物作为反滤。坝体采用振动碾压粉细砂筑坝。垂直铺膜采用两布一膜，厚度为0.5mm。垂直铺膜防渗轴线越靠近上游防渗效果越好，因此垂直铺膜轴线设在坝轴线上游0.5m的平行线上。垂直铺膜深到基岩岩面上，最大深度为13.4m。c）均质砂坝采用深层水泥搅拌桩防渗墙均质砂坝坝顶高程为1163.4m，也与非溢流重力坝坝顶高程相同，坝顶宽为4m，上、下游坝坡均为1：4，上游坝坡采用砌石护坡，护坡下设一层土工织物作为反滤。坝体采用振动碾压粉细砂筑坝。159 瑶镇水库初步设计报告深层水泥搅拌桩防渗墙，桩径500mm，桩与桩之间相交15mm。根据防渗墙轴线越靠近上游防渗效果越好的原则，深层水泥搅拌桩防渗墙的轴线设在坝轴线上游0.5m的平行线上。深层水泥搅拌桩防渗墙深到基岩岩面上，根据基岩的坚硬程度，如果疏松可钻，可深入基岩20cm。对于防渗墙与基岩面接触处应进行水泥浆灌注，灌浆压力为0.2~0.3MPa，直到灌不进去为止。5.3.2.2副坝防渗体基础处理副坝坝基基岩埋藏较深，其上覆盖有中细纱、钙化黄土、砂壤土，根据地质资料，砂壤土属弱透水性，可作为副坝基础，因此，心墙防渗体直接坐落在基岩上或砂壤土上，全部挖除其上的覆盖层。垂直铺膜防渗体深到基岩面上。深层水泥搅拌桩防渗墙深到基岩面上或深入基岩20cm，根据施工时坝基基岩的软硬程度而定，同时进行水泥浆灌注，灌浆压力取0.2~0.3MPa。5.3.3设计计算5.3.3.1坝坡稳定计算坝坡稳定计算利用土石坝极限平衡稳定分析，采用总应力发分析，分别采用四种计算抗滑稳定安全系数的方法，即①不计条块间侧向力的“瑞典法”②在圆狐滑动面上计算块间水平侧向力的“毕肖普简化法”③计条块间定向侧向力的改良“瑞典法”④计条块间侧向力的“滑动稳定通用法”159 瑶镇水库初步设计报告利用上面四种方法采用计算机进行稳定计算，计算结果知，各种方法计算的稳定渗流情况的最小安全系数Kmin=1.31，施工期的最小安全系数Kmin=1.18。满足碾压式土石坝设计规范中正常运用条件下最小安全系数为1.20，非常运用条件下最小安全系数为1.1的要求，故坝坡稳定安全。5.3.3.2绕坝渗漏计算右岸副坝存在绕坝渗漏问题，经计算右岸绕坝渗漏500m范围内，每昼夜渗漏量为353m3，加上古河道渗漏6004.58m3/d，总计渗漏量为6357.58m3/d，全年渗漏量为232万m3，占中水年总来水量的3.02%，与调节计算渗漏总量248.7万m3基本接近。5.4泄水建筑物泄水建筑物包括溢流坝和排砂底孔。5.4.1溢流坝5.4.1.1方案比较根据浆砌石重力坝的特点及地形地质条件，泄水建筑物采用坝顶溢流的方案比较经济合理，因此在河床段布置溢流坝进行泄洪。5.4.1.2工程布置根据坝轴线处的地形地质条件，河床段布置32m长的溢流坝段。净溢流宽度为30m，分为3孔，每孔10m宽，中间设2个1m宽的桥墩。溢流坝面由上游三园弧曲线、堰顶WES曲线、接1:0.8159 瑶镇水库初步设计报告的斜直线与下游反弧曲线连接而成。上游面1157.8m高程以上为铅直面，1157.8m高程以下采用1：0.3的斜坡直至坝基。溢流面采用0.5厚的钢筋混凝土护面，坝体上游面采用0.5～1.0m厚的砼防渗体，溢流坝设计泄量为39.92m3/s，最大泄量为103.10m3/s。溢流坝采用挑流消能，挑射角为20度，挑砍高程为1043.8m，经计算，设计洪水时（Q=39.92m3/s），挑距为29.3m，冲坑深2.92m，校核洪水时（Q=103.10m3/s），挑距为30.1m，冲坑深4.72m。以上两种情况的挑距均大于4.5倍的坑深，即挑射距离是安全的。为防止流量跌落冲击坝脚，紧贴坝脚下游河床设置钢筋砼护坦。溢流坝段的坝基处理与非溢流坝段相同，这里不再重复。5.4.1.3设计计算a）泄流能力计算采用曲线实用堰的泄流能力计算公式如下：式中：Q——流量（m3/s）；B——溢流堰总净宽（m），B=10×3=30m；m——流量系数，取m=0.47；g——重力加速度（m/s2）；H——堰上水头（m）；ε——侧收缩系数，取ε=0.90；159 瑶镇水库初步设计报告a）消能计算溢流坝采用挑流消能，挑距和冲坑深分别按下面公式进行计算：⑴挑距计算式中：L——自挑坎末端算起的挑流水舌外缘挑距（m）；v1——坎顶水面流速（m/s），按鼻坎处平均流速v的1.1倍计；θ——鼻坎挑角（度）；h1——坎顶垂直方向水深，h1=hcosθ（m），（h为坎顶平均水深）；h2——坎顶至河床面高差（m）；g——重力加速度（m/s）；⑵冲坑深度计算冲坑深计算：t=T-h′式中：t——冲坑深度，由河床面至坑底（m）；T——自水面至坑底的最大水垫深度（m），按下式计算T=kq1/2H1/4k—冲坑系数，取k=1.5；159 瑶镇水库初步设计报告q—单宽流量（m3/s.m）；H—上、下游水位差（m）；h′——下游水深（下游水位至河床面的水深）（m）；计算结果设计洪水时（Q=39.92m3/s），挑距为29.3m，冲坑深2.92m，校核洪水时（Q=103.10m3/s），挑距为30.1m，冲坑深4.72m。以上两种情况的挑距均大于4.5倍的坑深，即挑射距离是安全的。⑶坝基抗滑稳定计算及坝基应力验算坝基抗滑稳定计算方法和坝基应力验算方法与非溢流坝段相同，计算结果详见表5—2。从表5—2知抗滑稳定安全系数和坝基承载力均满足规范和坝基允许承载力的要求。表5—2稳定计算和坝基应力计算结果项目荷载组合抗滑稳定安全系数地基最大应力备注计算k1规范k1计算σy地基允许承载力σ基本组合3.563.00.52MPa0.6MPa正常蓄水特殊组合3.102.50.58MPa0.6MPa校核洪水5.4.2排砂底孔159 瑶镇水库初步设计报告5.4.2.1方案比较根据浆砌石重力坝的特点及地形地质条件，排砂底孔采用布置在左非溢流坝段上比较经济合理，故排砂底孔布置在非溢流坝段上。5.4.2.2工程布置排砂底孔轴线位于坝0＋071.5m桩号处，并与坝轴线正交。该泄水底孔分别由进口控制段、压力洞身段和出口明槽段组成，进口底板高程1145.0m，出口鼻坎高程为1145.181m，全长47.342m。a）进口控制段进水塔为箱形钢筋混凝土结构，塔顶设双层框架启闭机房，塔内布设平面事故检修闸门及工作闸门各一扇，依次采用MD160KN-20m启闭机和QPQ400KN—20m启闭机启闭。b）压力洞身段压力洞身段全长13.260m，渐变段长3m，渐变段起始截面为2m×2m的矩形截面；圆洞段长10.260m，圆洞内径2.0m。压力洞段的衬砌厚度为0.5m。c）出口明槽段出口明槽段全长29.545m，在桩号0+026.260m至桩号0+032.805m处设一弯道段，将下泄水流挑入河道,弯道段平面转角15度，弯道中心半径25.0m。d）排砂效果分析159 瑶镇水库初步设计报告瑶镇水库坝址处位于天然河道缩窄段，基础为基岩，排砂底孔布置于主流区，使水流平顺，有利于冲刷排砂。瑶镇水库地处沙漠边缘，建库前后的平均比降相差不大，为避免“翘尾巴”现象，排砂底孔的底高程的布置尽量接近该处河床高程1143.0m,因此排砂底孔的底高程定为1145.0m，增强了冲砂排砂的效果。5.4.2.3设计计算a）泄流能力计算按孔口出流公式计算：式中：ω——有压段末端的断面面积；μS——流量系数，取μS=0.69；g——重力加速度；H——水头（m）；计算结果最大泄量为36m3/s。b）出口明槽段的水面线计算水面线计算采用pc1500程序集中的“恒定非均流水面线计算”程序进行计算，初始水深取压力段圆洞的内径2m，按最大流量36m3/s，计算出沿程各段的水深和流速，其中最大水深为2.255m。根据流速计算沿程各段的掺气水深，从而确定出侧墙高度。5.5引水建筑物5.5.1方案比较159 瑶镇水库初步设计报告瑶镇水库的主要任务是城镇工业供水，根据浆砌石重力坝的特点及地形地质条件，引水建筑物采用在左非溢流坝段上布置。5.5.2工程布置引水洞轴线位于坝0＋065.5m桩号处，并与坝轴线正交。根据自流引水的条件，同时考虑利用一部分死库容，确定进口底板高程为1150m。该引水洞分别由进口控制段、压力洞身段和出口明槽段组成，进口底板高程1150.0m，进口控制段和压力洞段总长13.76m。a）进口控制段进水塔为箱形钢筋混凝土结构，塔顶设双层框排架启闭机房，塔内布设平面事故检修闸门及工作闸门各一扇，依次采用MD160KN-20m启闭机和QPQ160KN—15m启闭机启闭。b）压力洞身段压力洞身段全长9.560m，渐变段长2.5m，渐变段起始截面为1m×1.2m的矩形截面；圆洞段长7.060m，圆洞内径0.5m。压力洞段的衬砌厚度为0.5m。5.5.3设计计算引水能力计算：按孔口出流公式计算：式中：ω——有压段末端的断面面积；μS——流量系数，取μS=0.69；159 瑶镇水库初步设计报告g——重力加速度；H——水头（m）；计算控制在死水位时引用最大设计流量3.3m3/s。5.6挡土墙挡土墙布置在主坝段和副坝之间，作用是分隔主坝浆砌石重力坝和副坝砂坝，挡土墙的最大墙高为15m，最小墙高为6m。挡土墙分别对浆砌石重力式挡土墙和钢筋砼扶臂式挡土墙进行了设计比较，浆砌石重力式挡土墙由于断面太大不经济，最后采用砼扶臂式挡土墙。扶臂式挡土墙底宽为11.6～6m，扶臂宽为0.5m，墙高为15～6m。墙基础置于基岩上。5.7交通桥交通桥位于坝址下游约5km处，为上坝公路上的交通桥。交通桥采用公路定型T型梁桥，跨度为15×3=45m，桥面宽5m。荷载标准采用汽—10t。5.8工程观测瑶镇水库枢纽工程为中型工程，大坝等主要建筑物为三级建筑物，根据建设的具体情况，瑶镇水库观测设计考虑以下内容。浆砌石重力坝考虑大坝位移观测，副坝砂坝考虑沉降观测。测点布置：重力坝段：河床段溢流坝段布置测点两个，左岸布置两个测点，右岸布置一个测点；副坝：右岸副坝布置三个测点。159 瑶镇水库初步设计报告6金属结构瑶镇水库枢纽工程在溢流坝段的左侧非溢流坝段上布置有一条内径为2m的排砂洞及一条内径为1m的引水洞，两条洞的中心距为6m，排砂洞的进口底槛高程为1145.00m,引水洞的进口底槛高程为1150.00m。排砂洞的主要作用是定期地将其进口附近的淤积泥砂排往下游河道，确保引水洞进口不被泥砂淤积，最大下泄量为36m3/s；引水洞主要用于向城镇供水、农业灌溉用水及生态林业用水，最大引用流量为3.3m3/s。控制排砂洞排砂泄洪和引水洞供水的闸门及启闭机分别布置在两条洞子进口的放水塔内。6.1排砂洞金属结构排砂洞的进口闸室内，在坝轴线的上游侧0.75m处设有一扇2m×2.5m的事故检修闸门,在坝轴线的下游侧0.85m处设有一扇2m×2m的工作闸门,两个闸门的设计水头均为17m,门槽深度45cm,门槽宽度50cm。a）2m×2m—17m平面工作闸门159 瑶镇水库初步设计报告该闸门的布置型式进行了平门和弧门两种方案的比较：平门方案布置时闸室结构尺寸小构造简单，水工造价少，闸门制造安装简便，门体结构简单，金结造价也较小，综合造价小，但水流条件不如弧门；弧门方案不设门槽，水流条件好，但闸室结构较复杂尺寸较大，闸门的结构、制造安装也复杂，水工和金属结构的造价均较高；综合比较后，由于闸门较小水头较低，采取措施后平门亦可满足运行要求，本着经济的原则，选用平门方案。为了便于工厂焊接制造，主横梁采用等间距布置，闸门利用顶部的水柱闭门，因此水封型式采用后止水。为了全部利用水柱压力，闸门的底止水紧靠面板。支承结构型式进行了滑道支承和滚轮支承两种方案的比较：滑道支承使结构简单，制造安装及维修均方便，闸门轨道受力也均匀，但支承摩阻力大，为了利用水柱闭门闸门的梁高取I45a，启闭机容量取为500KN；滚轮支承摩阻力值小，闸门利用水柱闭门后的主横梁采用I32a，启闭机容量取为400KN。从比较结果来看滚轮支承闸门主梁断面小，门体较轻，启闭机容量小，因此选用滚轮支承。滚轮采用简支轮，因此边梁采用双腹板结构。轮径取为Φ370mm，滚轮材料选用ZG310～570，轮轴材料选用45钢，轴套采用自润滑材料，轴两端加密封圈以防泥砂进入轴套。159 瑶镇水库初步设计报告由于螺杆启闭机及液压启闭机均需要配合拉杆才能操作闸门，检修维修人员的工作量大且烦琐，为此选用高扬程的固定式卷扬启闭机QPQ400KN-20m，可实现将闸门从底槛直接提升到检修平台进行维修。检修平台布置在1163.40m高程，卷扬式启闭机布置在1168.00高程平台。该闸门的操作运行方式为动水启闭，有局部开启要求。机体采用可编程控制器控制，可实行开度预置，设负荷限制器、开度限制器等装置和短路、零位、过流、极限位置、过负荷等保护装置。其特性参数如下：总水压力：711KN封水尺寸：2.15m×2.075m支承中心距：2.4m吊点数量：单吊点运行方式：动水启闭、有局部开启要求支承型式：简支轮支承闸门自重:2.2T埋件重量:3.7T门体材料:Q235滚轮材料:ZG310—570轴轮材料:45钢启闭机容量及型式：QPQ400KN—20mb）2×2.5—17M平面事故检修闸门该平面事故检修闸门位于排砂洞的进口,进口顶部为一椭圆曲线，故在此处孔口尺寸变大为2m×159 瑶镇水库初步设计报告2.5m。该闸门系事故检修闸门，当排砂洞内出现事故或工作闸门需要维修，闸门应能实现动水关闭，故其操作运行方式为动闭静启。该闸门与工作闸门一样是利用闸门顶部的水柱及闸门自重闭门，故其主横梁及边梁的布置、止水型式及支承型式结构也与工作闸门的相应的结构布置相同，不再重述。主梁高度亦取为I32a，滚轮直径亦取为Φ370mm。为了实现闸门静水关闭，在闸门的顶部设有一个φ150mm的充水阀，启闭机上设有小行程开关，启闭机运行时首先打开充水阀后自动停止，待闸门前后平压后，再启动启闭机提升闸门。控制该闸门启闭机容量的因素是持住力，根据持住力计算启闭机容量选用160KN。为了便于安装检修，启闭机选用上承式电动葫芦，与工作门启闭机一样其扬程取为20m，布置在1168.00m高程平台。要求其钢丝绳为镀锌钢丝绳。其特性参数如下：总水压力：870KN封水尺寸：2.15m×2.575m支承中心距：2.4m吊点数量：单吊点运行方式：动闭静启支承型式：简支轮支承充水型式：充水阀充水闸门自重:2.5T埋件重量:3.7T门体材料:Q235滚轮材料:ZG310-570轴轮材料:45钢159 瑶镇水库初步设计报告启闭机容量及型式：MD160KN-20m6.2引水洞金属结构引水洞的进口底槛高程为1150.00m,在坝轴线的上游侧0.75m处设有一扇1×1.7—12m平面事故检修闸门,在坝轴线的下游侧0.85m处设有一扇1×1.2—12m平面工作闸门,两闸门的设计水头均为12m,门槽深度为40cm,门槽宽度为50cm。进口并设有一扇拦污栅，拦污栅与事故检修闸门共槽。引水洞正常引水时，拦污栅置于事故检修闸门孔口内用以拦污，如出现事故和需要维修时事故闸门动水下门后进行维修。a）1×1.2—12m平面工作闸门该工作闸门同样进行了平门方案和弧门方案的比较,与排砂洞工作闸门同样的原因，因此选定平门方案。利用水柱实现闭门，为了能更多地利用水柱主梁仍采用I32a，且底水封紧靠面板。考虑到制造方便，主横梁只设底梁、中梁及顶梁各1根，三根主横梁为等间距布置。为了减小摩阻力降低启闭机容量，支承结构型式亦采用滚轮支承，滚轮型式仍采用简支轮，考虑到同一工程滚轮制造方便，轮径取为Φ370mm，边梁仍采用双腹板，门槽型式与排砂洞工作门相同。因螺杆启闭机需要用铰接拉杆或设有卡子梁的硬连接杆与闸门的吊耳相连接，这样给闸门的运行维修管理带来许多不便，为此选用高扬程的固定式卷扬启闭机QPQ1600KN-159 瑶镇水库初步设计报告15m，可实现将闸门从底槛直接提升到检修平台进行维修。与排砂洞工作门布置相同，检修平台、启闭机平台分别布置在1163.40m高程、1168.00高程。该闸门的操作运行方式为动水启闭，有局部开启要求。机体采用可编程控制器控制，可实行开度预置，设负荷限制器、开度限制器等装置和短路、零位、过流、极限位置、过负荷等保护装置。启闭机的钢丝绳为镀锌钢丝绳。其特性参数如下：总水压力：167KN封水尺寸：1.15m×1.275m支承中心距：1.4m吊点数量：单吊点运行方式：动水启闭、有局部开启要求支承型式：简支轮支承闸门自重:1.1T埋件重量:2.5T门体材料:Q235滚轮材料:ZG310—570轴轮材料:45钢启闭机容量及型式：QPQ160KN—15mb）1×1.7—12m平面事故检修闸门该平面事故检修闸门位于引水洞的进口,159 瑶镇水库初步设计报告由于引水洞进口顶部为椭圆曲线，故在此处孔口尺寸变大为1m×1.7m。该闸门系事故检修闸门，当引水洞内出现事故或工作闸门需要维修，闸门应能实现动水关闭，故其操作运行方式为动闭静启。该闸门与工作闸门一样是利用闸门顶部的水柱及闸门自重闭门，故其主横梁及边梁的布置、止水型式及支承型式结构也与工作闸门的相应的结构布置相同，不再重述。主梁高度亦取为I32a，滚轮直径取为Φ370mm。为了实现闸门静水启闭，在闸门的顶部设有一个φ120mm的充水阀，启闭机上设有小行程开关，启闭机运行时首先打开充水阀后自动停止，待闸门前后平压后，再启动启闭机提升闸门。控制该闸门启闭机容量的因素是持住力，根据持住力计算启闭机容量选用100KN。为了便于安装检修，启闭机选用上承式电动葫芦，与工作门启闭机一样其扬程取为15m，布置在1168.00m高程平台。要求其钢丝绳为镀锌钢丝绳。其特性参数如下：总水压力：227KN封水尺寸：1.15m×1.575m支承中心距：1.4m吊点数量：单吊点运行方式：动闭静启充水型式：充水阀充水支承型式：简支轮支承159 瑶镇水库初步设计报告闸门自重:1.5T埋件重量:2.5T门体材料:Q235滚轮材料:ZG310-570轴轮材料:45钢启闭机容量及型式：MD160KN-20m该工程用来给城镇供水、农业灌溉的引水都要通过引水洞，为防止大量柴草、污物进入引水洞，引水洞进口还设有一扇1×1.7—2m的拦污栅，与事故检修闸门共用一门槽,共用启闭设备。其操作运行方式为静水启闭。总水压力：34KN栅体自重:0.8T栅体材料:Q235支承型式：滚轮支承滚轮材料:ZG310—570轮轴材料:45钢6.3其它附属件a）钢梯钢梯为管理人员到机房内操作维修启闭闸门而布设，从1163.4坝顶至1168启闭机室按倾角35°布置，宽度为0.9m,用槽钢20a和花纹钢板组焊,材料为Q235，工程量约为0.7T。159 瑶镇水库初步设计报告b）闸室拦杆考虑用φ42焊接钢管和φ20钢筋制做，材料为Q235，工程量约为2T。159 瑶镇水库初步设计报告材料及特性汇总表序号部位名称孔口尺寸(宽×高)设计水头(m)总水压力(KN)自重(T)埋件重(T)启闭机型式及容量运行方坛1排砂洞工作闸门2m×2m177112.23.7QPQ400KN-20m卷扬式启闭机动水启闭事故检修闸门2m×2.5m178702.53.7电动葫芦MD160KN-20m动闭静启2引水洞工作闸门1m×1.2m121671.12.5QPQ160KN-15m卷扬式启闭机动水启闭事故检修闸门1m×1.7m122271.52.5电动葫芦MD100KN-15m动闭静启拦污栅1m×1.7m2水位差0.8--与事故检修门公用一机静水启闭159 瑶镇水库初步设计报告7施工组织设计7.1施工条件7.1.1工程概况瑶镇水库枢纽位于神木县瑶镇乡境内秃尾河干流上游，推荐的浆砌石重力坝址选在瑶镇乡附近，控制流域面积770km2。枢纽距榆神二级公路17km，距神木县城约50km。瑶镇水库枢纽是提高秃尾河水资源利用率梯级开发规划中的第一级控制工程。7.1.2对外交通条件本工程施工对外交通主要靠神木至尔林兔地方公路，该公路穿越坝址左坝肩，距榆（林）神（木）二级公路约17km，对外交通比较便利，工地场地开阔，对内施工道路容易修筑，唯跨秃尾河须修筑一座临时交通桥，作为联系两岸交通之用。7.1.3气象水文条件及主要项目施工天数的拟定该区降雨稀少，多年平均降水量仅380mm，且分配极不均匀，冬春干旱少雨雪，夏秋之交降雨集中，且多以暴雨出现，七、八两月降水一般占全年降水总量的50～60%，尽管降水如此集中且强度大，但由于下垫面平坦疏松覆盖层厚，降水入渗条件好，虽降大雨但径流增加甚微，故而出现了“多暴雨、少洪水”的状况，据榆林地区院所做历史调查洪水，解放后至今，发生最大洪水在1995年，据测算仅为13m3/s，刚出主槽上了滩面，由此可见，河道洪水很小，对施工有利。历年各月日降水量≥10mm多年平均为13.6天，历年各月日降水量≥25mm多年平均为3.3天。159 瑶镇水库初步设计报告7施工组织设计7.1施工条件7.1.1工程概况瑶镇水库枢纽位于神木县瑶镇乡境内秃尾河干流上游，推荐的浆砌石重力坝址选在瑶镇乡附近，控制流域面积770km2。枢纽距榆神二级公路17km，距神木县城约50km。瑶镇水库枢纽是提高秃尾河水资源利用率梯级开发规划中的第一级控制工程。7.1.2对外交通条件本工程施工对外交通主要靠神木至尔林兔地方公路，该公路穿越坝址左坝肩，距榆（林）神（木）二级公路约17km，对外交通比较便利，工地场地开阔，对内施工道路容易修筑，唯跨秃尾河须修筑一座临时交通桥，作为联系两岸交通之用。7.1.3气象水文条件及主要项目施工天数的拟定该区降雨稀少，多年平均降水量仅380mm，且分配极不均匀，冬春干旱少雨雪，夏秋之交降雨集中，且多以暴雨出现，七、八两月降水一般占全年降水总量的50～60%，尽管降水如此集中且强度大，但由于下垫面平坦疏松覆盖层厚，降水入渗条件好，虽降大雨但径流增加甚微，故而出现了“多暴雨、少洪水”的状况，据榆林地区院所做历史调查洪水，解放后至今，发生最大洪水在1995年，据测算仅为13m3/s，刚出主槽上了滩面，由此可见，河道洪水很小，对施工有利。历年各月日降水量≥10mm多年平均为13.6天，历年各月日降水量≥25mm多年平均为3.3天。159 瑶镇水库初步设计报告7施工组织设计7.1施工条件7.1.1工程概况瑶镇水库枢纽位于神木县瑶镇乡境内秃尾河干流上游，推荐的浆砌石重力坝址选在瑶镇乡附近，控制流域面积770km2。枢纽距榆神二级公路17km，距神木县城约50km。瑶镇水库枢纽是提高秃尾河水资源利用率梯级开发规划中的第一级控制工程。7.1.2对外交通条件本工程施工对外交通主要靠神木至尔林兔地方公路，该公路穿越坝址左坝肩，距榆（林）神（木）二级公路约17km，对外交通比较便利，工地场地开阔，对内施工道路容易修筑，唯跨秃尾河须修筑一座临时交通桥，作为联系两岸交通之用。7.1.3气象水文条件及主要项目施工天数的拟定该区降雨稀少，多年平均降水量仅380mm，且分配极不均匀，冬春干旱少雨雪，夏秋之交降雨集中，且多以暴雨出现，七、八两月降水一般占全年降水总量的50～60%，尽管降水如此集中且强度大，但由于下垫面平坦疏松覆盖层厚，降水入渗条件好，虽降大雨但径流增加甚微，故而出现了“多暴雨、少洪水”的状况，据榆林地区院所做历史调查洪水，解放后至今，发生最大洪水在1995年，据测算仅为13m3/s，刚出主槽上了滩面，由此可见，河道洪水很小，对施工有利。历年各月日降水量≥10mm多年平均为13.6天，历年各月日降水量≥25mm多年平均为3.3天。159 瑶镇水库初步设计报告根据气象水文资料及有关停工标准对本工程主体工程施工天数的确定如下：有关停工标准计算：⑴工地不执行双休日，按每两周休息一天考虑，一年共休息26天，其他法定节假日（春节、元旦、劳动节、国庆节）计7天，以上合计33天。⑵日降水量≥10mm停工14天；⑶沙尘暴日全年停工11天；⑷低气温（按年封冻日数计）停工64天。砼工程及砌筑工程全年施工天数为365-（33+14+11+64）=243天，月均施工天数20天。岩石开挖全年施工天数为365-（33+11+14）=307天，月均施工天数25.6天（注：岩石开挖不受低气温的影响）。7.1.4地形及地质条件瑶镇水库所控制的流域位于毛乌素沙漠南部边缘，大面积覆盖风积粉细砂形成的新月形沙丘，表面经多年人工改造，长有草本科为主的植物。沙丘多为连续带状分布，相对高差10～20m，呈半移动状态。地面高程1170～1190m，秃尾河低于两岸沙丘40余米，切割基岩最大深度约20m。地层岩性较单一，基岩局部出露，其余都为第四系松散堆积物覆盖。库区地形开阔平坦，谷宽140～400m，两岸为宽阔沙丘、沙梁，高出河床40m159 瑶镇水库初步设计报告左右，左缓右陡。库区在构造上处于华北台地的鄂尔多斯台地向斜东翼，中生代以来各期构造运动对本区影响甚弱，地层产状近于水平，未发现断层，是一个相当稳定的地台地区。库区埋藏有一古河道，展步呈弧形，上游NE向缓变为SW，绕过下游坝址右岸，以SE向下游神树沟出口,通过右岸长度约3.5km，宽1.6km，为一渗漏通道。7.1.5供电、供水及通讯条件跌水崖水电站10kv输电线路从左坝肩通过，经降压后送至各施工场地，可作为该工程施工电源，电力供应有保证。秃尾河水质清澈，可作为施工期间生活用水和施工用水水源。施工用水可临时采用移动式潜水电泵由河道取水，在施工区设置高位水池，向各个施工用水点供水。工地通讯考虑设电话总机，与各施工部门连接，形成以调度为中心的通讯网。7.1.6建筑材料三大材料（钢材、木材、水泥）可由神木县物资部门供应，通过公路运输抵工地，神木县距坝址约50km。当地建筑材料中的砂料，均为第四系风积成因，分选好，泥质物少，砂质干净，粒度偏细，大多为细砂，局部为中砂。根据97年8月我院地勘总队所做“瑶镇水库工程建材调查说明”提供的资料，选择瑶镇砂料场距坝址0.5km，储量0.32万m3，乌鸡滩砂料场距坝址2.3km，储量1.24万m3，其储量和品质基本满足筑坝细骨料要求。1997年10月我院地勘总队又对补充的砂料场进行了勘察，有距坝址159 瑶镇水库初步设计报告4.3km的河则沟砂料场和距坝址5.0km的长胜彩档砂料场。河则沟砂料场储量约为0.904万m3，长胜采挡砂料场储量约为0.768万m3。质量和储量基本满足要求。根据各个料场距坝距离、储量、质量等综合情况分析，四个料场的开采次序依次为：乌鸡滩料场→瑶镇外贸站料场→河则沟料场→长胜彩档料场。对于石料的勘察，我院从可研阶段到初步设计阶段先后作了大量的工作。最终选定的三个料场分别为西沟料场、石盆子料场、古今滩料场。其中西沟料场距瑶镇坝址约40km，储量12.0万m3，主要为蓝灰色长石砂岩，覆盖层薄，便于开采，石料质量优良；石盆子料场距瑶镇坝址约67km，储量1.5万m3，主要为浅蓝色长石砂岩，覆盖层3～6m，石料质量优良，开采较为困难；古今滩料场距瑶镇坝址约38km，储量4.0万m3，主要为肉红色长石石英砂岩，覆盖层1.5～2m，石料质量较差。经综合比较，西沟料场作为推荐料场较为经济合理。砼用的粗骨料当地缺乏，须采取块石粉碎加工制取，建议采用长石砂岩料场之石料。7.2施工导流7.2.1施工导流标准根据本工程主体建筑物的级别（Ⅲ级）及导流建筑物的使用年限、围堰工程规模、失事后果等因素，按水利水电工程施工组织设计规范（SDJ338—89）表2.2.1的规定，本工程导流建筑物的级别定为V级。159 瑶镇水库初步设计报告又据导流建筑物（挡水围堰采用草土围堰）的类型与级别，导流建筑物的洪水标准按规范表2.2.2的规定，其洪水标准为10～5年一遇。本工程所在的秃尾河流域的水文特点是河道一年四季流量极其平稳，年际间、年内月季间及月内日流量变幅很小，据1989～1994年五年实测及我院规划处所做1984～1988年流量分析，已建成并运用近20年的秃尾河跌水崖电站的运行观测资料，都显示河道来水流量均在3m3/s左右，解放以来至今，近50年发生最大洪水也不过13m3/s左右。鉴于上述情况，本工程导流没有必要进行洪水分期的划分与计算，只按全年洪水频率分析成果采用便可，由河道来流的平稳性及其他条件综合考虑，导流建筑物洪水采用5年一遇作为设计标准。据水文分析计算得该标准的洪水流量为14.5m3/s。7.2.2施工导流方式根据坝址处地形、河道水文、永久建筑物布置型式及主体工程施工方法和安排等因素统筹考虑，工程施工导流拟采用全断面截断底孔泄流的导流方式。即修筑上、下游围堰以截断水流，利用非溢流坝段设置的冲砂洞与放水洞联合泄流。7.2.3导流建筑物设计与施工导流建筑物包括上、下游围堰（挡水建筑物）及冲砂洞、引放水洞。冲砂洞及引水洞系利用永久水工建筑物，设计详见水工设计图纸。根据水力计算，若过导流标准之洪水，要求堰前水位达1148m，加上安全超高0.5m，则上游围堰堰顶高程为1148.5m，下游围堰堰顶高程1143m159 瑶镇水库初步设计报告，围堰堰型按草土围堰（上游）和草袋土围堰（下游）型式考虑，在上游围堰冲砂洞进口右边缘处须采用一段砌石围堰（以利泄水及挖基）并伸入草土堰体中2m。上下游围堰设计断面如下图示：159 瑶镇水库初步设计报告导流建筑物布置详见施工总平面布置图。围堰施工采用人工现场自下而上分层堆筑方法进行，施工程序按先上游围堰，后下游围堰，砌石围堰段在上游围堰施工中先行完成，以利衔接，草土围堰可由右岸向左岸逐渐进占施工。7.2.4基坑排水基坑排水包括初期排水和经常性排水两项内容，本工程基坑较小，初期（指基坑形成后的积水）排水量不大，经常性排水（指基坑运用期）采用抽排方式。基坑渗水量包括堰体及地基透水层两部分，通过堰体渗水量按下式计算：通过地基透水层的渗量依据下式计算：159 瑶镇水库初步设计报告经计算基坑总渗水量为11070.6m3/d，选2台2BA—6型水泵即可满足要求，电机功率2×4=8kw，另外配一台备用。7.3主体工程施工7.3.1溢流坝段施工溢流坝段应在河床断流后（上、下游围堰完成且基坑形成）方能施工。7.3.1.1基础开挖及地基处理包括第四系覆盖层（砂层）及基岩开挖，覆盖层开挖以推土机推运为主，人工配合，弃料运至上、下围堰以外，坝基设计为阶梯状，上、下各一道齿墙，平均挖深较浅，系长石砂岩类软岩，开挖按基础石方开挖考虑采用手风钻钻孔，小药量浅孔分层爆破，距基底1.0m左右时采用人工撬挖方式，以免震动破坏基础，出渣以人工架子车方法，运至堰外。开挖完成后，采用风钻打孔，埋设锚筋。7.3.1.2固结灌浆（1）固结灌浆的施工顺序按下列要求进行：物探孔――变形观测孔――固结Ⅰ序孔――固结Ⅱ序孔――固结Ⅲ序孔――固结检查孔（2）每个灌浆孔（段）按下列工序依次进行：钻孔――冲孔――安装孔口装置（下塞）――裂隙冲洗――159 瑶镇水库初步设计报告压水试验（简易压水）――灌浆――待凝（有要求时）――下一段钻孔――……――封孔。（3）施工工艺要求①钻孔：使用潜孔钻钻孔，孔底偏差不大于1/40孔深。②冲孔：用大流量水流将孔内残留岩粉冲洗干净。③安装孔口装置：将特制的能使浆液在孔内循环的灌浆孔口装置同预埋管连接。④裂隙冲洗：单孔采用压力水脉动冲洗法，串通孔采用风水联合冲洗法，冲洗压力为灌浆压力的80％。⑤压水试验：每段均应进行简易压水试验。⑥灌浆：使用泥浆泵和搅拌机。灌浆记录采用自动记录仪。⑦灌浆材料：使用普通硅酸盐水泥。⑧灌浆压力：接触段和灌浆量大的孔段应逐级升压。⑨灌浆结束标准：按规范执行。⑩封孔：采用机械压浆封孔法进行封孔。7.3.1.3坝基砼及护坦砼浇筑坝基设计为阶梯状薄层C20砼，坝后设计C20钢筋砼护坦，合计848m3。工程量不大、浇筑比较容易，在围堰外设移动式拌和机拌制砼，1t机动翻斗车运输（或架子车运），沿溜槽入仓，人工平仓，插入式振捣器捣固。7.3.1.4坝体砌筑及堰面砼浇筑159 瑶镇水库初步设计报告坝体设计为M10浆砌块石结构，最大坝高25m(1135.5—1160.5m)，总砌筑量8446m3。砌筑施工以人力为主，采用坐浆法分层自下而上施工，块石水平运输按人工架子车考虑，垂直运输采用井架卷扬吊运方法，可在下游护坦架设井架系统在与坝下游坡采取水平架联系至工作面。堰面外包0.5m厚的C30钢筋砼，堰头为WES曲线，后接1:0.8陡坡段及反弧段等，要求较严。坝前砼可随砌体升高分段浇筑，难度不大，关键是堰头及反弧段和挑坎段施工一定要立模并准确校位固定，保证振捣质量。施工可在砌体完成后再浇筑，供料按移动拌和机，垂直运输仍按井架卷扬吊运，人工平仓，插入式振捣器捣固。分段自下而上逐次浇筑完成。7.3.2非溢流坝段施工该段由桩号坝0+000.00～0+074.0m（左重力坝段）及桩号0+106.0～0+124.0m（右重力坝段），共计长度92m，其中左段74.0m，右段18.0m，坝型系浆砌石重力坝，最大坝高27.9m。重力挡水坝段坐落于秃尾河两岸坡上，左岸地形较缓，坝段较长；右岸岸坡陡峻，坝长则较短，设计尺寸与溢流坝基本相同，故其基础开挖，坝体砌筑，坝前C20防渗体施工同溢流坝，坝表面包0.5m厚C20砼保护层。7.3.3挡水副坝段施工副坝布置在右岸，桩号0+124.5～0+315.0m，长190.5m。右岸副坝采用振动碾压粉细砂坝，回填粉细砂坝料4.12万m3159 瑶镇水库初步设计报告，采用15～20t自卸汽车装运上料，推土机平料，洒水车洒水，采用振动碾、羊足碾联合碾压密实。振动碾压粉细砂坝采用深层水泥搅拌桩防渗墙。深层水泥搅拌桩防渗墙的施工待副坝碾压完成之后进行。深层水泥搅拌桩防渗墙的施工机械为深层搅拌机，采用单轴、多档旋转和给进，钻进架为液压步履式，深层水泥浆体搅拌施工应严格按《粉体喷搅法加固软弱土层技术规范》（TB10113—96）中要求执行。粉细砂坝体面宽量大，宜采用机械为主填筑，填筑料由坡脚以外广布的粉细砂场用推土机推运到填筑区，并铺料，人工配合。用振动碾分层碾压密实，鉴于范围大，碾压应分区进行，碾压遍数及铺砂厚度可在施工初期通过碾压试验确定。必要时洒水保持其适当含水量以利碾压。7.3.4挡土墙施工在主、副坝段间设挡土墙，总长约72m，高度15～6m，墙体为扶臂式C20钢筋砼挡土墙，砼方量为1652m3。挡土墙砼采用一小型砼拌合机拌制，挡土墙底部砼由翻斗车运送，沿溜槽入仓，人工平仓，插入式振捣器振捣密实。挡土墙上部砼由小型吊车吊装1.0m3的砼卧罐入仓，人工平仓，插入式振捣器振捣密实。7.3.5冲砂洞及放水洞施工冲砂洞及引水洞是水库运用期排砂和供水用的坝体底孔，冲砂洞进口高程1145.0m，由渐变段和洞身组成，洞身为直径2m的钢筋砼圆洞，引水洞进口高程1150.0m，由喇叭口、渐变段及洞身段组成，洞身为直径1m159 瑶镇水库初步设计报告的钢筋砼圆洞。两洞均置于左重力坝段，轴线桩号：引水洞坝0+065.50m，冲砂洞坝0+071.50m。为控制两洞水流，进口设放水塔，其上设排架及闸房，设计详见进水闸，冲砂闸设计图。因两洞身及闸井均置于坝体内，故施工须同坝体施工同步进行，在坝体砌筑到1044.5m及1149.5m高程时，分别进行冲砂及放水洞身的绑筋、立模、砼浇筑。闸井施工随坝体砌筑升高逐段自下而上浇筑砼井壁，坝顶以上的排架及闸房按常规方法施工。7.3施工总体布置瑶镇水库枢纽位于神木县瑶镇秃尾河的神庙坝址处，左坝肩地形平缓，其高程1165m,台阶直接与公路相连通，自坝轴线由上游向下游依次可布置生产、生活设施，再向下游可布设堆料场，左岸永久公路直接进入生产、生活区及堆料场，另外永久公路沿堆料场施工道路，经布置在下游围堰下游施工桥进入右岸施工区。根据工程布置特点，地形、地貌条件及施工导流布置，将工程施工划分为三个区，即：坝0+074.0以左至坝0+000.0为一区，主要完成非溢流坝左坝段及泄水建筑物的施工；坝0+074.0至坝0+124..5溢流坝段及非溢流坝右坝段为二区，主要完成该区段浆砌石坝及挡土墙的施工；三区为坝0+124.5以右碾压粉细砂坝段，主要完成该坝段的坝体及垂直防渗体施工。本工程砂料在本区近距离可满足需要。石料场位置分散，距离较远，但均有永久公路可资利用，运至坝址施工现场。供电网已通至坝址区，仅需设立临时变压站即可满足施工需要。施工用水拟直接采用该河河水。159 瑶镇水库初步设计报告7.3施工总进度计划根据工程规模拟定本工程整个施工工期为二年，净施工期22个月。其中第一年前三个月（一月～二月）为施工准备期，完成开工前的道路，施工房建，风水电系统，通讯系统等准备工作。主体工程施工分为截流前局部施工及截流后全面施工两个阶段。主体工程于第一年三月开工，至第二年十一月底完工，共计21个月。根据工程特点，地形、地貌条件及导流布置，利用一个非汛期将非溢流坝段左坝段在第一年九月底之前修筑至1150m高程，完成导截流前的泄水建筑物的施工。该区段安排第二年五月底完工。第一年十月完成导截流工程的施工，主体工程进入全面施工阶段，非溢流坝右坝段，安排第一年八月开始施工，于截流之前完成常流量水面线以上的开挖工作，第二年五月底完工。第一年十一月进行河床段溢流坝的施工，第二年十一月底完工。坝上部结构及金属结构，机电设备安排第二年八月开工，同年十一月底完工。右岸副坝段安排第一年十一月开工，第二年十一月底完。左岸副坝段安排第一年十一月开工，第二年六月底完。第二年十一月及十二月两个月为扫尾，竣工验收。具体安排详见进度计划表。159 瑶镇水库初步设计报告159 瑶镇水库初步设计报告8水库淹没处理及工程永久占地8.1水库淹没处理范围瑶镇水库库区上游范围开阔，有大片肥沃土地和林草植被，库区范围内主要有瑶镇、乌鸡滩、沟岔等9个行政村，1381户，5493人，其中农业人口4992人。农耕地16244亩，其中水地14735亩，旱地1509亩；草地12224亩，林地24810亩，（其中用材林293亩）。区内所有水地均为旱涝保收田，粮食产量较高，平均亩产500kg左右，农业生产以粮为主，林牧兼顾，人均经济收入690元，群众的温饱问题初步得到解决。目前多数群众在改善住房条件，提高住房标准，由以前的砖木、砖石结构逐步向砖砼结构过渡，乡镇集体企业发展较缓慢，经济实力、生产经营、生活水平还比较落后。根据1/2000地形图和淹没范围的高程（临时淹没高程1161.82～1160.5m；永久淹没高程为1160.5m以下）进行工作。依据以上高程，首先确定水库淹没范围，对淹没和浸没影响区，分为永久性淹没和临时淹没区。8.2水库淹没损失2001年5月，神木县水电局会同有关乡政府组织人员进行实地调查，经调查统计核实，可研阶段统计的数据基本正确，永久性淹没水地1314.4亩，宜林地100亩，杨柳树2.3万株；渔池9座，水面30亩；农村居民32户，人口170人，砖砼结构房屋555m2，砖木结构房1772m2，砖石结构1518m2，四级公路1.65km，桥涵3座；10kv高压线路3.1km，低压线路2.36km，长度为10m159 瑶镇水库初步设计报告的电杆62根；抽水站3座，机电设备3套；临时淹没区居民50户，人口232人；砖砼结构房334m2，砖木结构房5095m2，四级公路2.91km，10kv高压线路1.7km，低压线路1.38km，长度为10m的电杆40根。文化古迹一处。8.3移民安置规划库区淹没后，对于当地群众生产、生活当中需要拆迁的设施。如房屋及附属设施、地窖、水井、谷场、牲口圈、厕所、鱼塘、输电线路、交通道路、桥梁、等需要搬迁的，根据淹没对象的不同，损失大小不等，按照国家有关规定给以合理的经济补偿，并结合当地实际确定实物补偿单价，核定造价一次性补偿。共需拆迁砖砼房屋889m2，砖石结构房屋1518m2，砖木结构房屋6867m2，杂房1947m2，牲口圈266个，砖围墙1055m，土围墙545m，厕所76个，地窖46个，水井74眼，谷场58个，杨柳树14333株（直径20cm以上），幼树8667株，宜林地100亩，花果树287株，油松2000株，鱼塘30亩，移设高压线路4.8km，移设低压线路5.20km，公路改线6.6km，公路桥2座，文化古迹一处。凡涉及到群众长远生活、生产的基础农田设施，采取新发展水地的方式进行补偿，结合当地实际，因地制宜进行开发，规划新居民区三片，住宅区平整荒沙地160亩；计划在库区左岸恢复乌讨害灌溉工程，发展水浇地3200亩（其中农田防护林及道路占地530亩）；在边老楞建滚水坝一座，U型砼干渠12.3km，退水闸3处，人行桥22座（跨度1.28m的18座，跨度0.9m的4座），U型砼支渠159 瑶镇水库初步设计报告1.8km，田间U型砼渠9.14km，可满足乌鸡滩、瑶镇两个村717人，192户群众农业生产的需要，保证人均水地2亩以上，其中牧草地1亩。同时利用青草压肥，提高粮食单产。对库区沟岔村的生产用地，在该村发展井灌工程，新开垦水地450亩，新打机井（50m以内）9眼，输电线路、变压器等一次配套。对于库区淹没的薪炭林、牧草地、临时过河交通设施等补偿不足部分，待水库建成后，在效益中适当予以补偿。8.4移民安置的实施意见为了确保库区移民安置的顺利进行，要认真做好淹没区群众的思想工作，并确保他们的生活不低于原有水平，搞好过渡性工作，使当地群众安居乐业，发家致富，促进社会的安定，创造美好的社会环境，特提出如下实施意见：⑴加强领导，提高认识：水库的淹没处理和移民安置是一项社会、经济、科学性很强的综合工作。也是一项细致、复杂艰巨的工作。要解决好这些问题，县、乡、村各级领导要大力支持、密切配合，共同负责。建议县政府统一组织民政、土地、公安、水利、电力、交通、农业、林业、文化等有关部门，成立专门办事机构，具体办理移民安置工作。同时要加强教育，宣传建库的重要性和必要性，增强群众的建库意识，使广大群众意识到水利是农业的命脉，农业是国民经济的基础，是振兴地区经济的重要途径之一。⑵159 瑶镇水库初步设计报告统一规划，发展生产。首先做好开垦土地和农业基础建设的规划实施工作，地方和群众要积极增加农业投入，恢复生产，保证淹没区的生活不受影响。⑶淹没区需搬迁的居民户，迁移补偿费的使用，由县政府、乡政府、村委会根据其原住的建筑设施进行评估折价，经费由建设单位出资，一次性的补偿，实施由当地县、乡、村负责，重新划拨修建宅基地，统一规划，集中修建。⑷库区所淹没的林木果园等由经营者自行处理折价补偿兑现，对新开发沙地的农田防护林由建设单位提供一定的树种，搞好防风固沙、保护农田，绿化、美化环境。⑸凡属国家集体管理的交通道路、输电线路的改线工作按有关部门的有关规定协商妥善解决。⑹寺庙：兴建水库枢纽工程，需拆除或搬迁，由当地政府、主管部门协调解决。8.5水库淹没投资概算8.5.1补偿标准根据现行的工程造价综合分析，拟定了水库淹没投资补偿单价，补偿标准如下表8—1。159 瑶镇水库初步设计报告水库淹没补偿单价表表8—1单位：元序号项目单位单价（元）备注一农村移民安置补费（一）土地安置补偿费1耕地亩水浇地亩500旱地亩2502宜林地亩400（二）房屋及附属设施补偿费1房屋m2182.20考虑旧料利用折旧等砖砼m2260砖石m2220砖木m2190杂房m2902附属设施考虑旧料利用折旧等土围墙m20砖围墙m60159 瑶镇水库初步设计报告水库淹没补偿单价表续表8—1单位：元序号项目单位单价（元）备注2水井眼1000地窖个200谷场个180厕所个210牲口圈个100（三）水利设施补偿费抽水站处10000按折旧利用鱼塘亩3500（四）误工补助费人100搬迁损失费人20医疗费等人10（五）果树株120油松株30用材树株15直径20cm以上幼树株3直径20cm以下二专项设施迁移费（一）简易公路Km45000桥涵座65000159 瑶镇水库初步设计报告水库淹没补偿单价表续表8—1单位：元序号项目单位单价（元）备注（二）10kv输电线Km8000220v～380v输电线Km40008.5.2水库淹没补偿投资概算根据移民办提供的水库淹没概算标准，估列水库淹没补偿投资概算如表8—2、159 瑶镇水库初步设计报告水库淹没补偿投资概算表表8—2序号项目单位数量单价（元）投资（万元）备注一农村移民安置补偿费717.59（804.14）（一）土地安置补偿费384.801．耕地亩1314.4380.8水浇地亩1204500361.20旱地亩110.425019.62．宜林地亩1004004.03．宅基地不计（二）房屋及附属设施补偿费225.541．房屋m211221182.20204.50考虑旧料利用折旧等砖砼m288926023.11砖石m2151822033.40砖木m26867190130.47杂房m219479017.522.附属设施21.04考虑旧料利用折旧等土围墙m545201.09砖围墙m1055606.83159 瑶镇水库初步设计报告水库淹没补偿投资概算表续表8—2序号项目单位数量单价（元）投资（万元）备注2水井眼7410007.40地窖个462000.92谷场个581801.04厕所个762101.60牲口圈个2661002.66（三）水利设施补偿费13.50抽水站处3100003按折旧利用鱼塘亩30350010.50（四）运输费21.3调查确定误工补助费人次4020104.02搬迁损失费人402200.80医疗费等人402100.40（五）零星树木补偿费33.55调查，对用材林只给工钱自砍自用。果树株2871203.45油松株2000306.00用材树株143331521.5直径20cm以上幼树株866732.60直径20cm以下159 瑶镇水库初步设计报告水库淹没补偿投资概算表续表8—2序号项目单位数量单价（元）投资（万元）备注（六）小计670.65（一）～（五）合计（七）行政管理费20.11取（元）×3%（十）基本预备费26.835%二专项设施迁移费51.55（一）公路42.70据公路部门调查得简易公路Km6.64500029.70桥涵座26500013.00（二）输变电工程5.92据电力部门调查折旧并利用10kv输电线Km4.880003.84220v～380v输电线Km5.240002.08（三）（一）（二）项合计48.62（四）规划设计费0.49取（三）×1%（五）基本预备费2.44取（三）×2%三文化古迹一处35.00总投资（一、二、三合计）804.14159 瑶镇水库初步设计报告9环境保护设计9.1设计依据可研阶段的《环境影响评价报表》已编制完成，且通过陕西省环保局的审查。根据审查意见精神，进行环保设计。设计依据和标准：⑴瑶镇水库《环境影响评价报表》；⑵国务院第253号令《建设项目环境保护管理条例》（1998.11）；⑶陕水计发[2001]105号文发的《关于神木县瑶镇水库枢纽工程可行性研究报告审查意见的函》；⑷陕西省计委以陕计农经[2001]493号文转发的《关于神木县瑶镇水库枢纽工程可行性研究报告的批复》；⑸《中华人民共和国环境保护法》（1989.12）；⑹《地表水环境质量标准》（GHZB1––1999）Ⅲ类；⑺《环境空气质量标准》（GB3095––1996）二级；⑻《生活饮用卫生标准》（GB5749––85）；⑼《农田灌溉水质标准》（GB5084––92）；⑽《污水综合排放标准》（GB8978––1996）；⑾《建筑施工场界噪声限值》（GB12523––90）。9.2环保设计根据上一阶段的《环境影响评价报表》和审查意见，提出以下环境保护措施。9.2.1水源保护措施159 瑶镇水库初步设计报告a)在水库蓄水前，应做好坟地、粪池等清理、消毒，以及林草地的清理，以防止水库底层有机质、细菌等污染水库水体。b)水库只维持自然鱼类生存，不宜发展人工养殖。c)禁止在水库中捕鱼、游泳，以及有可能污染水体的人为活动。d)保护区内农田应科学合理施用农药、化肥，减少农药、化肥残留量。e)坚决禁止区内建有污染的工矿企业。f)搞好保护区水土保持工作。9.2.2防治塌岸影响的措施a)结合生产和库周绿化，在塌岸区的水位变动带因地制宜的种植防护林带和高等水生植物，以起到防浪护岸的作用。b)水库运用时，应尽可能的避免库水位急剧下降，以减少塌岸机遇和规模。9.2.3施工期环保措施a)施工营地及施工场地的生活污水、生活垃圾、粪便要集中处理，如设置化粪池和垃圾堆放场，不得直接排入水体。b)为减轻施工粉尘的影响，应增加洒水工序。对施工区及生活区道路每天定时洒水防护。c)尽量采用低噪声机械，在靠近村庄、施工生活区道路上行驶的施工车辆，在夜间要减速缓行，禁止鸣笛等。d)对施工人员饮食质量和卫生要经常检查，保证工人身体健康，对工人要定期进行身体检查，防止流行病的发生。159 瑶镇水库初步设计报告a)施工单位成立专职环保机构，加强对施工人员的环境保护宣传，增强自觉保护环境的意识。9.2.4水质监测计划a)在坝前建立水质监测断面b)监测项目：PH、硫酸盐、氯化物、硝酸盐、Fe、Mn、F-、As、Hg、Cd、Cr6+、氰化物、CoDcr、BoD5、总磷、氨氮、石油类、粪大肠菌群共18项。c)在瑶镇水库管理处下设水质监测站，监测站配备必要的监测设备，担负水库水质化验和预测工作。9.2.5环境绿化a)结合库岸防护林规划，搞好库周绿化。b)工程枢纽、办公楼、生活区设计应与绿化设计同步进行。9.3环保投资概算环保投资包括库底卫生清理费、塌岸保护费、施工期消除污染费、水质监测设备费、绿化费等，总计55万元。159 瑶镇水库初步设计报告10水土流失与水土保持10.1瑶镇水库工程区域水土流失及水土保持现状10.1.1水土流失现状该工程区域为长城沿线防风固沙区。本区地处鄂尔多斯高原东南部，毛乌素沙漠南缘，在沙丘广布的沙漠中，零星分布着大小不等的湖盆滩地，地下水位较高，有的露出地面。区内植被较差，分布普遍的有沙蒿、沙柳、乌柳、沙竹，天然臭柏已为数不多，湖泊周围水生草本植物茂盛，滩地生长着茂密的寸草，农耕地开阔平展。区域气候干燥，降雨稀少，风多且大，以西北风为主，多集中在冬春季，每年风速大于5m/s的起沙风速较为频繁，据当地资料显示，沙缘每年以3~8m的速度向东移动。区内地势平缓，土质疏松，降雨入渗快，径流小，水蚀较轻，由于风多且大，植被差，所以风蚀明显，侵蚀模数2600t/km2.a，属中度流失区，输沙模数<200t/km2.a，沟壑密度<0.65km/km2，农耕地一般在25o以下。10.1.2水土保持现状多年来，该区域在有水的沟道和湖盆滩地区采用引水拦泥、引水拦沙、筑坝造田、营造大面积防风固沙林和农田防护林、种草育草、坡改梯、灌溉农田，通过综合治理，取得了一定的成绩，截至目前，治理水土流失面积仅占总面积的25%。10.2工程建设期水土流失量预测10.2.1扰动原地貌、损坏土地和植被面积159 瑶镇水库初步设计报告a)项目建设区该区域6.02hm2面积将遭到占用和破坏，其中枢纽区（含管理区）0.34hm2，施工生产、生活区占地0.5hm2，弃渣场1.65hm2，料场1.7hm2，改建道路1.83hm2，经现场调查，以上破坏面积大部分为荒地，一部分为坡耕地。b)直接影响区该区主要包括移民安置区和水库周边防治区，移民安置区为荒沙地10.7hm2，水库周边浸没9.8hm2，共20.5hm2。10.2.2弃渣量及其分布瑶镇水库枢纽工程弃渣量为3万m3，堆存于坝址下游河床弯道处，工程施工期2年，施工期高峰人数260人，产生部分生活垃圾一并堆置弃渣场。弃渣场堆置长度1100m，宽度17m，堆渣高度1.8m，面积1.65hm2。10.2.3建设期可能造成的水土流失量预测工程建设过程中造成水土流失预测主要由两部分组成，一是因建设项目在建设期间扰动原地貌从而水土保持功能降低，土地生产力下降，抗御风沙的能力随之减弱，导致土壤侵蚀加剧而增加的水土流失量，主要由挖损，埋压，占用原地貌土地及植被造成，即间接流失量；二是因项目建设造成的大量弃渣，不合理堆放而增加的水土流失量，即直接水土流失量。a)间接水土流失量预测根据《水土保持综合治理–––159 瑶镇水库初步设计报告效益计算方法》（GB/T15774）附录C有关规定，查询瑶镇水库工程区域有关资料，依据加速侵蚀面积、原生地貌侵蚀模数、类比加速侵蚀系数，并结合施工年限，采用数学模型，经预测，工程建设期损坏原地貌面积26.52hm2，合0.27km2，推算在施工期2年内，若不采取任何防治措施的情况下，原地貌加速侵蚀可造成新增水土流失量为1.12万t。a)直接水土流失量预测瑶镇水库工程弃渣为3万m3，堆渣场规划于坝址下游河滩弯道处，偏离主河槽，堆放型式为顺河堆置，经类比分析，不采取任何防护措施情况下，流失系数取0.2，经计算，直接水土流失量为0.6万m3，折合0.78万t。经上预测，工程建设期可能造成的水土流失总量为1.9万t。另外，水库建成运行期，由于滑塌影响，将造成水土流失量约为20万m3，这部分流失量将成为水库的死库容，约占总库容的1.9%。10.3综合分析a)瑶镇水库枢纽工程建设期间扰动原地貌，损坏土地及植被面积达26.52hm2，（主要为施工临时占地），工程弃渣3万m3，若不采取有效的防治措施，必将形成大量水土流失，对下游（特别是黄河）防洪、水利工程的安全将带来不利影响，还会导致生态环境恶化。b)工程生产运行期可能产生的水土流失量20万m3，依据工程设计规范，该流失量不会对水库构成威胁。10.4水土流失防治方案159 瑶镇水库初步设计报告依据项目建设中水土流失预测分析，瑶镇水库枢纽工程水土流失主要防治区可分为：施工作业区、生活福利区、道路、移民共4个防治分区。10.4.1施工作业区水土保持方案a)弃渣场水保措施工程措施：3万m3工程弃渣堆置于河滩弯道处，形成一道人为防洪堤，底宽17m，高度1.8~2.0m，长度1100m，为了确保渣场不受洪水冲刷，临河一侧设计浆砌石护坡工程。工程要求渣场等厚堆填，分层采用履带式推土机推平压实，内边坡控制1:1，外边坡控制1:2，砌石顶部厚度0.3m，底部0.5m与基础相接，基础埋深2m，宽度1m，护坡体采用M8浆砌石，墙体纵向10~15m留一伸缩缝，墙内布设一排排水孔，间距3m。填筑次序，石渣在下，土渣在上。生物措施：渣场顶部宽度11m，分植二排杨树或柳树，株距4m，外边坡植当地草皮。b)料场水保措施料场包括石料场、碎石类土料场及沙料场等，工程取料结束后，为了预防大的新增水土流失产生，对于石料场，只需对开挖表面进行坡面整理，使坡面小于1:1，不作其它防护；对于碎石类土料场及沙料场取料结束后，宜需推土机整平、压实。c)临时生产区159 瑶镇水库初步设计报告凡在平缓地段临时占用的生产场地，施工结束拆除后，需进行土地平整，并进行绿化，恢复植被，或交由当地耕作。10.4.2生活福利区水保措施施工结束后，临建房屋与当地交涉，如果拆除，所产生的弃渣应严格堆置于规划弃渣场，并进行土地平整或绿化；如果不拆除，交由地方利用。10.4.3改建道路水保措施永久道路改建1.65km，为防止水土流失，路基两侧设置排水沟，遇小沟道交叉段设置排水涵洞，道路边坡可考虑干砌石护坡。另外，道路两侧需进行绿化，根据当地实际情况，选用低矮树种，株距考虑2m。10.4.4移民安置区水保措施移民区建设过程中，开挖弃土要及时平整并进行绿化，对将要建设的移民区要进行统一规划和安排，绿化和美化生活区环境。在居民点周围，道路两侧，公有设施处布置防护林，树种主要选择适宜当地生长的剌槐、杨、柳、柠条等。10.4.5水保措施工程量水保措施详见表10—1。10.5方案实施保证措施水保措施工程量汇总表159 瑶镇水库初步设计报告表10—1项目M8浆砌石m3干砌石m3基础土方开挖m3场地平整m2绿化面积（亩）人工种草灌木乔木观赏林弃渣场3740550012100718取料场17000生产区5000道路231012安置区151210.5.1组织领导措施水土保持工作纳入主体工程，将成为项目建设区治理水土流失，改善生态环境的一项重要内容，工程建设单位责无旁贷，将负责组织实施，具体应做好以下工作：⑴组织安排水保方案实施计划。⑵参与水保设计、施工、验收，并防止边治理、边破坏现象发生。⑶负责水保工程后期管理。10.5.2技术保证措施a)聘请专业技术人员，主要指导水保治理方案中生物措施的实施，保证其发挥良好的效益。b)159 瑶镇水库初步设计报告实行监理制，水保方案的实施需要聘请专业监理人员进行监督管理。a)水保方案的实施受当地水行政主管部门监督检查，落实“三落实”制度。10.5.3资金保证措施a)依照“谁开发，谁保护，谁造成水土流失谁负责治理”的原则。工程建设区、移民安置区的水土流失防治费，由建设单位负责，并在工程费用中列支。b)各项资金必须及时到位，专款专用。c）水保设计费用总计65.11万元。159 瑶镇水库初步设计报告11工程管理11.1管理机构神木县水电局全面负责瑶镇水库枢纽工程的实施，下设神木县瑶镇水库枢纽工程开发有限公司，具体负责工程的筹建。工程竣工后，设立神木县瑶镇水库枢纽工程供水公司，负责工程管理和维护、运行、城镇工业生活以及灌溉和生态林的用水调度等运行管理任务，并接管工程建设期的所有债权、债务。生产与经营管理实行统一领导、独立核算、自负盈亏的管理体制。该供水公司属国有股份制企业单位。瑶镇水库供水公司下设工程管理、行政管理两个科室，编制人员如下：正副经理2人，技术管理10人，水费征收5人，工人8人，共计25人。11.2主要管理设施工程管理区主要是枢纽工程和库区绿化以及生产和生活区，根据工程定编人数，参考有关规定，规划管理单位生产、生活用房面积500m2，配备生产工具车、生活车各一辆，机动船一艘等。通讯采用有线通讯网络，辅以无线通讯，以确保联络通畅，调动灵活。11.3工程管理运用瑶镇水库建成后，建立水库枢纽工程管理处，承担水库枢纽和库区的管理工作。具体内容如下：⑴159 瑶镇水库初步设计报告健全水库安全检查制度，每年按季度定期安全检查，发现问题及时处理。⑵按规范制定水库运行计划，严格遵守水库运行调度计划。⑶建立水库枢纽工程的监测制度，做好观测工作。⑷库区植树绿化是延长工程寿命，减少工程维修费用的重要措施。库区淹没线以上，沙漠荒山100m以内，耕地5m以内划为管理保护范围，由管理单位与相关乡、村组织绿化和管理159 瑶镇水库初步设计报告12设计概算12.1编制说明12.1.1工程概述瑶镇水库位于神木县西南瑶镇乡秃尾河干流上游。坝址（浆砌石重力坝）选择在瑶镇村附近，控制流域面积770km2，设计坝高26.4m,坝顶高程为1163.4m，坝顶宽4m，总库容1060万m3，是一座以供水为主兼顾农业灌溉综合利用梯级开发项目，属于地方中型水利枢纽工程。坝址距神榆公路17km，距神木县城约50km，神木至尔林兔公路从坝肩通过。施工期间交通运输比较方便，为工程建设创造了优越的施工环境。工程建设拟由县级以上企业招标承包施工，计划工期两年完成。主要工程量、主要材料量及劳动力见表12—1、表12—2。表12—1主要工程量表名称挖土方（m3）挖石方（m3）土石回填（m3）砼（m3）砌石（m3）弯扎钢筋(t)下坝址3778321516462321006927924193表12—2主要材料量及劳动力表名称水泥(t)钢筋(t)木材(m3)砂子(m3)石子(m3)块石(m3)劳力(工日)下坝址692020354145249035301628872312.1.2投资主要指标159 瑶镇水库初步设计报告神木瑶镇水库枢纽工程投资指标见表12—3表12—3投资总表单位：万元名称枢纽工程备注总投资4236.38下坝址其中：建设还贷利息138.55静态投资4097.83其中：基本预备费192.5212.1.3编制原则和依据12.1.3.1编制原则瑶镇水库枢纽工程拟按省颁标准，编制年价格水平，专业队伍机械化施工考虑。执行省计委陕计项目（2000）1045号文批准颁发的《陕西省水利水电工程概（预）算编制办法及费用标准》，并按2001年8月24日陕西省水利厅对神木瑶镇水库枢纽工程初步设计审查意见进行修编。12.1.3.2编制依据a)本阶段设计图纸及相应工程量；b)施工组织设计及调查资料；c)定额依据①建筑工程：执行（2000）《陕西省水利水电建筑工程预算定额》，按规定扩大1.05作为概算定额。159 瑶镇水库初步设计报告②设备安装工程：执行（2000）《陕西省水利水电设备安装工程预算定额》，按规定扩大1.05作为概算定额。③施工机械台班费执行（1996）《陕西省水利水电施工机械台班费定额》，Ⅰ类费用乘以1.2调整系数，Ⅱ类费用按本工程人工、动力、燃料价格计算，对运输机械按7～10元/t标准计入了Ⅲ类费用；④其它直接费率建筑工程：按基本直接费的6%计算；安装工程：按基本直接费的7.2%计算；⑤利润：按直接费与间接费之和的7%计算；⑥税金：按（直接费+间接费+利润）的3.22%计算；⑦间接费定额执行省“（2000）《办法及标准》”规定，其税率见后表12—4：12.1.4基础单价12.1.4.1人工预算单价按规定人工预算单价不作计算，直接采用技工26.60元/工日，普工23.90元/工日。12.1.4.2材料预算价格a)主要材料预算价格常用的三材和地材及燃料按规定价进入工程单价,工地预算价与规定价之差在计入税金后进入工程单价；文件规定以外其它材料按工地预算价格直接进入工程单价。159 瑶镇水库初步设计报告表12—4间接费费率表序号工程类别取费基础间接费率（%）一建筑工程1机械化施工的土石方工程直接费172一般土方工程人工费403一般石方及砂石备料工程人工费554砼工程人工费1405钻孔灌浆工程人工费1406辅助工程人工费75二设备安装工程人工费150b)次要材料预算价格按工程所在地市场调研价格确定。c)风、水、电价格：按工程所在地调查价格确定。d)设备价格按照工程所在地市场调查价分析类比确定设备原价，加至工地运杂费、采保费等确定设备费。12.1.5临时工程根据施工组织设计提供的工程项目及相应工程量，采用单价乘数量计算该项投资，其它除生活及办公文化福利建筑按规定公式计算外，其余项均按指标估列。159 瑶镇水库初步设计报告12.1.6其他费用按照省颁“（2000）《办法及标准》”规定，本着节约的原则，发生者列，不发生者不列进行编制。12.1.7预备费a)基本预备费：按基本费用的5%计算。b)价差预备费：按国家计委计投资（1999）1340号文件规定不计入该项费用。12.1.8建设期还贷利息根据资金筹措计划安排，省上补助1000万元，地方自筹500万元，剩余资金贷款解决。两年工期按4：6分摊投资计算利息,年利率为5.85%。其它未尽事宜均按概算文件规定执行。12.2设计概算表工程总投资详见表12—5。水工建筑物总投资详见表12—6。上表中计算结果：瑶镇水库枢纽工程的静态总投资为4097.83万元，总投资为4236.38万元。推荐方案水工建筑物的静态总投资为3198.48万元，总投资为3289.07万元。159 瑶镇水库初步设计报告工程总概算表表12—5单位：万元序号工程或费用名称建筑工程费安装工程费设备费其他费用预备费合计占基本费用%一水工建筑物1925.4642.03116.41962.393046.181建筑工程1611.741611.7452.912机电设备及安装工程35.2764.1199.373.263金属结构设备及安装工程6.7752.3059.071.944临时工程313.72313.7210.35费用962.27962.2731.59基本费用1925.4642.03116.41962.273046.18100.00预备费152.31152.315.00基本预备费152.31152.315.00价差预备费0.000.000.00建设期还贷利息90.5990.592.97静态总投资1925.4642.03116.41962.27152.313198.48105.00总投资1925.4642.03116.411052.86152.313289.07107.97二水库淹没处理补偿费804.14804.141农村移民安置迁偿费717.59717.5989.242城镇及集镇迁建费0.000.003专业项目恢复改建费83.6283.6210.404防护工程费0.000.00159 瑶镇水库初步设计报告工程总概算表续表12—5单位：万元序号工程或费用名称建筑工程费安装工程费设备费其他费用预备费合计占基本费用%5库底清理费0.000.006其它费用2.932.930.36基本费用804.14804.14100.00预备费40.2140.21基本预备费40.2140.21价差预备费0.000.00有关税费00.000.00环境影响等补偿费55.0055.00建设期还贷利息47.9747.97静态总投资859.1440.21899.35总投资907.1140.21947.31三工程总投资合计静态总投资1925.4642.03116.411821.41192.524097.83总投资1925.4642.03116.411959.96192.524236.38159 瑶镇水库初步设计报告水工建筑物总概算表（推荐方案）表12—6单位：万元编号工程或费用名称建安费设备费费用合计占一至五投资%一建筑工程1611.741611.7452.911坝体工程1297.741297.742冲砂闸、引水洞工程55.3555.353交通工程80.8380.834房屋建筑工程42.0042.005其它建筑工程67.6567.656水保工程68.1768.17二机电设备安装工程35.2764.1199.373.26三金结设备安装工程6.7752.3059.071.94四临时建筑工程313.72313.7210.301施工导流工程41.6441.642施交通工程16.0016.003施工房屋建筑工程127.37127.374其它临时工程128.71128.71五其他费用962.27962.2731.591建设管理费475.40475.40⑴建设单位开办费123.68123.68⑵建设单位经常费94.5094.50⑶项目建设管理费52.7452.74⑷工程建设监理费187.50187.50⑸建设及场地征用费14.9914.99⑹联合试运转费2.002.002生产准备费38.7438.74⑴生产单位提前进场费8.408.40⑵生产职工培训费25.5025.50159 瑶镇水库初步设计报告水工建筑物总估算表（推荐方案）续表12—6单位：万元编号工程或费用名称建安费设备费费用合计占一至五投资%⑶管理用具购置费4.004.00⑷备品备件购置费0.700.70⑸工器具及家具购置费0.140.143研科堪测设计费429.84429.84⑴工程科学研究实验费9.849.84⑵资源勘察规划统计费70.0070.00⑶勘测设计费350350①设计费157.50157.50②勘测费192.50192.504其他18.2918.29⑴定额编制管理费2.952.95⑵工程质量监督费4.924.92⑶供电贴费0.000.00⑷工程保险费10.4210.42六基本费用1967.50116.41962.273046.18100.00七预备费1基本预备费（5%）152.31152.315.002价差预备费（P=0）0.000.00八建设期还贷利息（i=5.85%）90.5990.592.97静态总投资1967.50116.411114.583198.48105.00总投资1967.50116.411205.173289.07107.97159 瑶镇水库初步设计报告13经济评价13.1评价依据及参数13.1.1评价依据本项目经济评价主要依据水利部颁发《水利建设项目经济评价规范》（SL74—94）（以下简称《评价规范》）及其相应附件和本工程项目的投资概算等。根据《评价规范》要求，经济评价分国民经济评价和财务评价两部分。其中国民经济评价中，因该工程规模较大，有些效益的价值量和影响程度很难计算，故本次采用定量与定性分析相结合的方法进行计算，而财务评价是在国家现行财税制度和价格条件下，考虑本工程项目建设的财务可行性。13.1.2评价参数a)国民经济评价的社会折现率is=12%；b)经济计算期：本工程经济计算期42年，其中建设期2年，运行初期和正常运行期40年。c)资金时间价值计算的基准点定在建设期第一年年初，各项费用和效益均按年末发生和结算。13.1.3工程投资及资金来源本枢纽工程总投资4236.38万元,灌区及生态林工程投资按600万元估列,建设资金由国家和地方共同筹集，其中省级定额补助1000万元，地方自筹500万元，其余部分贷款，贷款年利率为5.85%。159 瑶镇水库初步设计报告13.2国民经济评价13.2.1费用计算a)固定资产投资：本工程固定资产投资包括枢纽工程投资、灌区投资等。其中枢纽及灌区部分投资根据《评价规范》要求应进行调整，在扣除计划利润、税金等费用后枢纽工程投资为3680万元，灌区及生态林工程投资为600万元，则固定资产总投资为4280万元。b)流动资金：包括维持工程正常运行所需购置材料、备品备件和支付给职工工资等周转资金,参照类似工程综合分析，按固定资产投资的1%计算，即按43万元计算。c)年运行费：包括枢纽、灌区及供水工程正常运行时管理人员的工资及福利费、材料费、维修费和其他费用等，具体计算详见表13—1。表13—1年运行费用计算表项目费用备注1工资及福利费291.0万元/人年×1.14×25人2材料费42估列3维护费644280万元×1.5%4其他费用14(29+42+64)×10%5合计14913.2.2效益计算a)供水效益：本项目实施后年可向锦界工业区提供源水6257万m3159 瑶镇水库初步设计报告，使受益区工业生产将会有较大发展,参照有关国民经济万元产值水价分摊指标，按受益区工副业工业净产值与总产值之比35%计算，工业净产值中分配给供水部门效益为4.5%，受益区工副总产值为65000万元，则供水效益为1024万元。b)生态用水效益：本项目实施后可提供0.9万亩生态林的用水，依照有关统计资料，每亩生态林年效益按70元计算，则0.9万亩生态林年效益为63万元。由以上计算可知，本工程多年平均效益为1087万元。c)固定资产及流动资金回收。固定资产余值根据该工程运行情况预测，按固定资产投资的10%考虑，即4280万元×10%=428万元，并和流动资金43万元在计算期末一次回收，并入工程效益中。13.2.3国民经济盈利能力分析按《评价规范》规定，根据本项目国民经济评价费用及效益，编制国民经济效益费用流量表，求出国民经济评价指标为：经济内部收益率:16.47>12%经济效益费用比:1.22>1.0经济净现值:1023万元13.2.4敏感性分析影响项目经济评价指标的主要不确定因素是项目的费用与效益，考虑到计算期内各项投入物、产出物价格可能发生变动，分别对项目的费用与效益计入浮动指标，估计可能承担的风险，本工程分别对下列因素变化对分析结果的影响进行分析，计算结果见表13—2。159 瑶镇水库初步设计报告表13—2敏感性分析成果表序方案浮动指标经济内部收益率（%）经济净现值(万元)经济效益费用比费用效益1基本方案0016.4710231.222敏感性分析1+10%014.856011.143敏感性分析20-10%14.635861.124敏感性分析3+10%-10%13.193171.0713.3财务评价13.3.1固定资产投资根据2001年价格水平计算，该枢纽工程总投资4236.38万元,灌区及生态林工程总投资约为600万元，固定资产形成率按90%考虑，则本工程固定资产总投资为4361万元，本工程建设资金为国家和地方共同投资修建，其中省级定额补助1000万元，地方自筹500万元，其余部分贷款，贷款年利率为5.85%。13.3.2成本费用本工程项目总成本费用包括材料、动力及燃料费、工资及福利费、折旧费、维护费及其他费用等，经营成本不包括折旧费等。a)折旧费:参考《评价规范》及本工程实际，综合折旧费取2.5%,年折旧费为109万元。b)工资及福利费:本工程管理人员25人，工资及福利人均取1.14万元，则工资福利费为29万元。159 瑶镇水库初步设计报告c)维护费:维护费按工程固定资产投资的2%计算，即4361万元×2%=87万元。d)材料、燃料及动力费：根据本工程实际情况计列45万元。e)其他费用:按(2)~(4)部分之和的10%计列,即16万元经以上分析计算可知，正常运行期的年总成本为287万元，扣除折旧费后经营成本为177万元。考虑还贷运行初期单位供水成本0.09元/m3，经营成本0.06元/m3。13.3.3效益计算a)灌溉效益本项目每年向灌区供水371万m3，水价按0.08元/m3预测，考虑渠道利用系数后，则年售水收入为18万元。b)供水效益根据工程规划，本工程建成后，每年可向县城供水6257万m3源水，供水价格按保证固定资产折旧，维持正常运行管理及还贷考虑，供水价按0.35元/m3预测，则供水效益为2189万元。c)税金销售税金包括增值税和销售税金附加，增值税以销售收入17%计算，城市维护建设税和教育费附加，以增值税为计算基础，两种税率分别为5%和3%。d)利润利润总额=销售收入-总成本费用-销售税金附加。所得税按规定取33%，并从利润总额中提10%的盈余公积金用于企业再发展。159 瑶镇水库初步设计报告e)财务盈利指标根据以上分析并按《评价规范》计算的项目现金流量表，求出财务评价指标如下：财务内部收益率12.8%投资回收期7.5年13.3.4敏感性分析本项目的财务敏感性分析，主要针对水价的不确定因素变化分析其对还贷期限和对财务内部收益率指标的影响程度。经计算，当工业供水水价为0.30元/m3时，财务内部收益率为10.21%，投资回收期为8.6年，其他财务指标均符合要求。13.4评价结论13.4.1国民经济评价根据国民经济评价结果，该工程项目经济内部收益率为16.47%,经济效益费用比1.22，经济净现值1023万元，且敏感性评价指标符合要求，说明该工程在经济上是合理的。13.4.2财务分析经预测，当灌溉水价0.08元/m3，县城供水水价为0.35元/m3时，市场是可以接受的，据此计算，本工程投资财务内部收益率为12.8%，投资回收期7.5年，能维持正常运行管理,并有一定盈利能力。从敏感性分析看，当水价为0.30元/m3时，各项指标均符合要求，说明该工程具有一定抗风险能力。159 瑶镇水库初步设计报告159 瑶镇水库初步设计报告159 瑶镇水库初步设计报告159'