江西省xx市xx水库除险加固工程初步设计报告

'江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告江西省　　XX市XX水库除险加固工程初步设计报告（修订稿）江西省XX市水利电力勘测设计院二〇〇八年十一月29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告本设计报告编制单位的：批准核定审查项目负责设计人员29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告目　录1综合说明11.1工程概述11.2　水文21.3　工程地质31.4　工程除险加固的必要性61.5　建筑物除险加固设计71.6　金属结构及电气设计141.7　施工组织设计151.8　水土保持和环境评价151.9　工程管理161.10　设计概算161.11　经济评价171.12　结论和建议172水文222.1　流域概况222.2　气象232.3　水文基本资料242.4　径流252.5　洪水302.6　水雨情自动观测设计403　工程地质423.1　工程地质勘察工作简介423.2　工程区地质概况423.3坝址区工程地质条件及评价433.4大坝填筑土质量评价463.5溢洪道工程地质条件及评价493.6发电灌溉隧洞工程地质条件及评价513.7老输水涵管工程地质条件及评价513.8天然建筑材料523.9结论及建议524工程任务和规模544.1　工程任务5429 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告4.2　工程建设沿革及现状544.3　工程除险加固的依据和必要性594.4水库规模635建筑物除险加固设计785.1设计依据785.2大坝除险加固设计805.3溢洪道除险加固设计1405.4输水隧洞除险加固设计1685.5灌溉渠首加固设计1725.6防汛公路设计1735.7工程观测设计1735.8白蚁防治1755.9建筑物工程量汇总表1776金属结构及电气设计1866.1金属结构概述1866.2金属结构计算1866.3金属结构防腐设计1896.4金属结构工程量1896.5电气设计1907施工组织设计1927.1施工条件1927.2施工导流1947.3料场的选择与开采1987.4主体工程施工1987.5交通运输2077.6施工总布置2077.7施工总进度2087.8主要技术供应2187.9工程招标2197.10施工安全与卫生2208环境保护设计2218.1设计依据2218.2环境简况2218.3环境影响评价22229 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告8.4环境保护设计2238.5环境管理与监理2298.6环境监测2308.7环境投资概算2319水土保持设计2339.1设计依据2339.2水土流失防治目标2339.3水土流失防治责任范围2349.4水土流失与水土保持现状2349.5主体工程水土保持评价2349.6工程新增水土保流失预测2359.7水土保持措施2379.8水土保持监测与监理2399.9水土保持投资概算24010工程管理24210.1工程管理现状24210.2管理机构的设置及人员的编制24210.3工程管理范围和保护范围24410.4工程主要管理设施完善24510.5工程运行管理24910.6监测系统管理与维护制度25010.7水费征收制度25110.8水库综合经营和渔业25111工程概算25311.1编制说明25311.2投资主要指标25712经济评价25912.1概述25912.2国民经济评价25912.3财务收支分析26212.4综合评价26313附件26429 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告1综合说明1.1工程概述江西省XX水库位于XX市南部XX乡XX村境内，距XX市30km，坝址地理位置坐标为东经XX～XX，北纬XX～XX，座落在信江支流XX河上，坝址以上控制流域面积20.0km2，水库总库容1547×104m3（本次复核）。XX水库枢纽工程由大坝、溢洪道、输水隧洞、原输水涵管等建筑物组成，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖及发电等综合利用的中型水利枢纽工程。XX水库原设计正常蓄水位100.47（黄海高程系统，黄海高程＝假设高程－101.33m,下同）；灌溉死水位81.17m，相应库容29×104m3；设计洪水标准为100年一遇，设计洪水位为102.25m，相应库容1524×104m3；校核洪水标准为1000年一遇，校核洪水位为102.72m，相应库容1600×104m3。本次设计按《防洪标准》（GB50201-94）和《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)的有关规定对水库现状复核后调整为：水库按50年一遇洪水标准设计，1000年一遇洪水标准校核。正常蓄水位100.47，死水位81.17m，相应库容29×104m3；设计洪水位为50年一遇，设计洪水位（P＝2％）101.76m，相应库容1445×104m3；校核洪水标准为1000年一遇，校核洪水位（P＝0.1％）102.42m，相应库容1547×104m3。按照《防洪标准》（GB50201-94）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的有关规定，经复核该水利工程仍为中型水库，工程级别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级。XX水库1958年10月动工兴建，由XX县XX水库工程指挥部负责施工，1960年7月基本完成并投入运行，历经1963年、1976年及1987年等主要的除险加固与续建配套至现状规模。水库投入运行以后为当地的工农业生产发挥过一定的社会和经济效益，但由于XX水库工程边设计边施工，一方面受工程投资的限制，一方面由于采用群众运动方式施工，致使工程质量较差，工程自投入运行以来，枢纽各建筑物先后不同程度暴露出一些问题，时有险情发生，影响了工程效益的正常发挥。XX水库下游城镇、村庄密集，水库一旦失事，直接危及下游的浙赣铁路、320国道、贵白公路，以及彭湾等乡镇的4万人口，4万亩农田的安全，损失巨大。为全面评价现状水库枢纽的安全状况，了解大坝运行性态，使水库工程早日安全运行，XX市水利局于2007年1月委托XX市水利电力勘测设计院对XX水库进行全面安全论证。2007年5月，由江西省水利厅组织召开由江西省大坝安全管理中心、江西省XX29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告市水利电力勘测设计院、XX市水电局等部分有关专家参加的大坝安全鉴定会议，通过了XX水库大坝安全鉴定报告书。根据《水库大坝安全评价导则》（SL258－2000），XX水库安全类别评定为三类坝，并对大坝的维修加固提出了意见和建议。本次初步设计在上述资料基础上，对XX水库枢纽工程作进一步分析论证并进行除险加固设计，提交除险加固设计报告。1.2　水文本工程所在区域属中亚热带湿润季风气候区，其主要特点是：四季分明，气候温和，雨量充沛，日照充足，无霜期长，有利于多种农作物和林木的生长。根据XX市气象站实测资料统计分析计算，其主要气象要素特征值为：多年平均气温18.2℃，极端最高气温41.1℃（2003年8月11日），极端最低气温-9.3℃（1991年12月29日）。多年平均相对湿度为76％。多年平均日照小时数为1977.6h。多年平均无霜期283天。多年平均蒸发为1572.0mm（Φ20蒸发皿）。多年平均风速为2.1m/s，多年平均最大风速15.3m/s，风向多为NW。降水：XX水库所在的童家河流域无雨量站点，故本次设计坝址以上流域的降雨采用XX气象站的资料，经对XX气象站1970～2002年实测资料统计分析，该区多年平均面雨量为1888.20mm，实测最大年降雨量2761.2mm(1998年)，实测最小年降雨量1056.7mm(1971年)，4～7月四个月的多年平均降雨量为1069mm，占全年的56.6%，而其他八个月的降雨仅占全年的43.4%，可见降雨在年际间、年内分配都很不均匀。XX水库所在的童家河流域内无径流测站，相邻流域有信江水系白塔河支流柏泉水文站、圳上水文站、耙石水文站，信江水系葛溪水支流上的龙潭桥水文站，铅山河铁路坪水文站、项源水文站和信江干流弋阳水文站。本次除险加固设计选用项源站水文站为本工程坝址径流推求的设计参证站。设计暴雨采用实测暴雨推算及《江西省暴雨洪水查算手册》中的等值线图查算两种方法进行比较，从上述两种方法求得的最大24小时设计频率暴雨可以看出，XX站实测降雨计算成果与《手册》相差在9%～1%，考虑到实测系列没有特大暴雨资料，计算出的CV值较小，而《手册》综合考虑了流域特征，成果较可靠，对无资料地区的设计暴雨计算有较高的精度；另外XX29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告气象站缺少短历时暴雨资料，故本次洪水复核设计采用《手册》查算的成果作为设计暴雨成果。根据《手册》使用方法和适用的范围，流域的设计洪水按可用瞬时单位线法和推求公式法两种方法进行计算，两种计算方法洪水总量一致，设计及校核频率的洪峰流量瞬时单位线法比推理公式法小11.8%～15.3%。经洪水调节计算，校核洪水位（P＝0.1%）时推理公式法成果比瞬时单位线法成果高0.17m，设计洪水位（P＝2%）时推理公式法成果比瞬时单位线法成果高0.05m；从工程的安全角度考虑，推理公式法的洪水对工程更为不利，故本次除险加固设计本流域坝址设计洪水位采用推理公式法的洪水成果。XX水库坝址控制集雨面积20.00km2。根据水文雨量站布设规范以及为了及时的初步作业设计，在水库管理局建一座中心站。根据在万分之一航测图所进行的初步作业设计，库区新建理源（海拔高程172.20m）控制性雨量遥测站，并在XX水库大坝上同时新建成雨量遥测站、库水位人工观测改建成库水位自动测报。利用外网转发理源雨量遥测站的雨情数据至XX水库管理局中心站（XX雨量遥测站的雨情数据直接进中心站）或转发理源、XX二雨量遥测站的雨情数据至县防汛办，形成水文信息自动收集、处理和预报的水文自动测报系统。水库管理局中心站利用计算机对遥测数据快速处理和加工成各种数据报表及洪水预报，提早做准备，作出水库洪水优化调度运行的安排。1.3　工程地质1.3.1　区域地质概况工程区属构造剥蚀丘陵地貌，植被发育，岸坡稳定。山脉走向基本为北东向，地势西南高，东北低，山顶高程一般为150～250m，相对高差一般50～100m，山坡坡度一般45°～35°。本区出露地层主要有加里东期花岗岩、晚元古界震旦系下统及第四系地层，该地层分布广泛；第四系全新统冲洪积层主要分布于河谷及两岸阶地，一般具二元结构，上部为粘土，下部为砂及砾（卵）石层，中更新统残坡积层亦有零星分布，一般分布于低丘坡麓处，岩性为含砂低液限粘土、粘土质砂等。工程区位于华南褶皱系、赣中南褶隆的北缘饶南拗陷内，区内岩浆岩活动以燕山期中酸性岩浆喷发为其主要特征，形成火山熔岩、凝灰岩及火山碎屑—沉积岩，南部较北部发育，厚度较大。据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）界定，工程场址地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。相应地震基本烈度低于Ⅵ度，区域稳定性较好。建筑可不进行地震安全复核。29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告本区属亚热带多雨气候，水量丰富，为地表水径流和地下水补给提供了良好的条件。区内地下水主要类型为基岩裂隙水及孔隙潜水。坝区不良物理地质现象一般不发育,近坝库岸山体植被发育，且地质构造不发育，近坝库岸山体边坡基本稳定。坝址以上流域范围内树林茂密，植被良好，洪水期有少量泥沙淤积库区，平水期上游河水清澈，固体径流甚微。水库区无重要矿藏、城镇及交通设施淹没和浸没问题。运行近五十年来，未发现水库诱发地震。1.3.2　大坝工程地质条件及评价大坝坝基持力层主要为全风化基岩及第四系冲积含细粒土砂，下部为强风化花岗岩，对低土石坝而言，其承载力及抗剪强度能满足要求，坝基稳定问题不大。据野外钻孔压(注)水试验，左坝基全风化岩体透水率为7.68×10-5cm/s～7.38lu，强风化岩体透水率为5.38Lu,均在10Lu以下或K值小于1.0×10-4cm/s，具弱透水性，故左侧坝基不存在渗漏问题。坝右侧坝基K值为（5.0～6.24）×10-4cm/s，具中等透水性，故右侧坝基存在渗漏问题。据钻孔注（压）水试验，大坝左坝肩77m高程以上岩体K值为（5.24～11.00）×10-4cm/s（岩体透水率为18.4~28.2Lu），K值大于1.0×10-4cm/s或在10Lu以上，具中等透水性，左坝肩存在绕坝渗漏问题。坝右肩高程87m高程以上岩体K值为（2.37～5.81）×10-4cm/s，具中等透水性，故坝右肩也存在渗漏问题。大坝原设计为粘土心墙土坝，安全鉴定阶段鉴定为均质土坝。大坝坝体填筑土总体由粘土质砂组成，填土土质量较差，且粘土防渗心墙填筑混杂，现状坝体填筑土具中等压缩性，土的平均干密度为1.51g/cm3,据野外注水试验和室内渗透试验成果综合分析，坝体填筑土渗透系数大于1.0×10-4cm/s，具中等透水性，坝体填筑土防渗性能不满足规范要求，现大坝下游坝脚老河床处堆石排水体与填土接触部位出现集中渗漏，主要与坝体渗漏有关。1.3.3　溢洪道工程地质条件及评价溢洪道区出露地层主要有加里东期花岗岩及第四系地层，现由老至新分述如下：（1）加里东期花岗岩：地表出露岩体为强～弱风化岩体。（2）第四系：主要为全新统冲积层，29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告主要分布于溢洪道出口下游河谷，一般具二元结构，上部为(含砂)低液限粘土，下部为砂及砾（卵）石层。溢洪道系开敞式无闸控制溢洪道，布置在大坝的左坝端，系傍山开挖而成，由进口段、控制段、陡槽段、消力池段及泄洪渠段组成。进口段为在左岸山坡上开挖而成，从现场地质条件看，该段为开挖山体而成，见有强风化岩石，能满足其基底应力要求，墙基较稳定，建议砼/强风化岩体抗剪强度建议为f=0.35～0.40,C=0.10～0.15Mpa。控制段为无闸控制实用堰，从现场地质条件看，该段为开挖山体而成，见有强风化下部岩石，能满足其基底应力要求，堰基较稳定，建议砼/强风化岩体抗剪强度建议为f=0.45～0.40，C=0.20～0.25Mpa。由于溢流堰表面砼剥落，卵石外露，建议进行加固处理。整个泄槽是在左岸山体上开挖而成，泄槽总长103.6m，出露的为强风化下部的岩石，岩石较完整，裂隙不大发育，未发现不利的结构面，且裂隙面倾向库里，岩体抗冲刷能力较强，现状山体边坡较稳定。溢洪道消能采用底流消能方式，左侧为花岗岩体，且左右侧已砌挡墙，墙基为新鲜完整岩石，现状墙体较稳定。消力池后接泄洪渠，泄洪渠段底板上部为粘土质砂及含细粒土砂,下部为风化花岗岩,其透水性较强,抗冲刷能力较差1.3.4　老输水涵管工程地质条件及评价老输水涵管建于1958年，布置在大坝左坝端，为坝下浆砌条石无压拱涵,拱涵底宽0.9m，高1.15m,长150m,进口底高程81.17m，出口底高程73.67m。1962年汛期，斜卧管管身突然断裂，大坝出险。经抢修，进行了衬砌，但因施工质量较差，仍漏水严重。1963年在坝左端新开圆形压力隧洞替代原有的输水涵管，同时对原有拱涵进行封堵。封堵老涵管采用的方式为从涵管上游用水泥浆进行封堵,由于采用手工操作施工，难度较大，堵死后仍漏水严重。1975年再次对老涵管进行封堵,涵管前半段用粘土，后面用砂石料导渗进行处理，涵管与坝体接触部位一直未进行处理，渗漏险情一直未彻底处理。老输水涵管管基为全风化岩石及残坡积土层,主要为含细粒土砂,透水性较强,承载力较高，工程地质条件较好,老输水涵管不存在不均匀沉降问题。虽然进行了封堵,但现状仍然存在漏水,建议重新进行封堵。1.3.5　输水隧洞工程地质条件及评价该隧洞通过地段山体较雄厚，自然山坡稳定。隧洞进口段岩石呈强风化，裂隙发育，岩体较破碎，但现状边坡平缓,进口段洞脸山坡稳定性较好。出口段上覆有2~3米的残积土层,其下为强风化岩石，裂隙发育，岩体较破碎，但现状边坡平缓,出口洞脸山坡稳定性较好;隧洞埋深一般为20～30m，隧洞围岩为强～弱风化岩体，岩体裂隙不大发育，围岩稳定。29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告1.4　工程除险加固的必要性一、大坝存在的主要问题（一）大坝坝体填筑质量较差，坝体存在渗漏问题大坝填筑土土料主要以粘土质砂为主，心墙部位填筑土料渗透系数算术平均数7.84×10-5cm/s，上游坝壳为2.2×10-4cm/s，下游坝壳为4.4×10-4cm/s，心墙部位填筑土料渗透系数不满足规范强制性要求。（二）坝基及两岸坝基存在渗漏问题大坝坝基出露的岩石为加里东期花岗岩，右坝基岩体透水率为50～62.4Lu，大于10Lu，具中等透水性，存在渗漏问题；大坝左坝肩77m高程以上岩体透水率为18.4Lu，大于10Lu，具中等透水性，存在绕坝渗漏问题；右坝肩高程87m高程以上岩体透水率为23.7～58.1Lu，具中等透水性，故右坝肩也存在渗漏问题。（三）大坝排水体型式经认定为贴坡排水，排水体未按要求设置反滤层，仅有块石和泥土充填，排水效果较差。（四）大坝在高程85.67m以上有块石护坡，护坡局部凹凸不平，砌体松动，大部分块石风化严重，块径偏小，局部被风浪淘刷破坏严重，护坡未设护脚。（五）大坝坝坡面有白蚁，建议对其进行全面彻底诱杀和防治。（六）大坝无坝面垂直位移和水平位移、坝基渗流观测，大坝原型观测项目不全，不满足规范要求。（七）进库防汛交通道路为泥质路面，路面狭窄，冲刷严重，凹凸不平，路基不实，不能满足防汛抢险要求；上坝公路标准低，影响防汛抢险交通。二、溢洪道存在的主要问题进口段左岸引水导墙不完整、块石风化，岸坡有坍塌现象，砂浆剥蚀严重。进口段底板没有衬砌；溢洪道堰体砼、泄槽砼底板及边墙砼老化，强度低，碳化深度深，局部有裂缝、变形及空洞现象，水流冲刷破化严重；底板稳定性差；底流式消力池尺寸不满足要求；陡槽段右边墙距溢流堰30m处有3处集中漏水点。底板不平整且有钙化物析出；底板与边墙存在多处裂缝。泄洪渠边坡较陡，未有衬护，抗冲刷能力低，不能安全泄洪；溢洪道上的交通桥次拱（靠近大坝方向）存在2条贯穿性裂缝，危及工程安全。三、输水隧洞存在的主要问题隧洞围岩为强～弱风化岩体，岩体裂隙不大发育，围岩稳定，29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告隧洞进出口岩石呈全强风化，岩石破碎，裂隙发育，进口洞脸山坡稳定性较差。隧洞竖井砼强度低，井壁砼蜂窝麻面、露筋现象严重，并有析钙现象。竖井砼闸门破损严重，启闭螺杆锈蚀变形，启闭机老化，闸门人工启闭操作困难，运行管理不便。四、老输水涵管存在的主要问题老输水涵管为浆砌石结构，施工质量差，废弃涵管封堵不彻底，现状输水涵管长期存在渗漏，并且管身与大坝之间未作截渗处理，存在接触渗漏可能，对大坝安全不利。五、存在的其他问题（一）输水隧洞竖井手动螺杆式启闭机螺杆变形，不能运行；表面防护涂层剥蚀严重；工作桥护栏损坏严重，管理房陈旧；启闭闸门为钢板闸门，闸门垂直水流方向偏离中心位置达5-8cm，漏水严重，护轴套损坏严重。（二）隧洞出口的分水闸、泄洪闸老化严重，均漏水，闸室破损严重、启闭设施损坏严重。（三）进库防汛交通道路为泥质路面，路面狭窄，冲刷严重，凹凸不平，路基不实，不能满足防汛抢险要求。（四）现有管理房陈旧、简陋、管理设施落后，不能满足管理要求。1.5　建筑物除险加固设计XX水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖、发电等综合利用的中型水利工程。本次设计按照《防洪标准》（GB50201-94）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的有关规定，经复核该水利工程仍为中型水库，工程级别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级，临时建筑物为5级。1.5.1　大坝现状渗流稳定复核根据大坝现状渗流流网计算结果可知：由于土坝坝体和坝后填土碾压质量差，虽然在正常蓄水位运行条件下，坝体渗流状态基本稳定，但大坝各典型计算断面下游坝坡浸润线逸出点出口均在贴坡排水体内，但由于贴坡排水未设置反滤结构，排水较差，故易产生渗透破坏。而且推算到未来校核洪水位作用下，0＋063.5桩号浸润线出逸点高程超出现状贴坡排水体顶高程，影响大坝的正常使用；0+063.5桩号在设计、校核工况下和0+103.5桩号校核工况下，下游坝坡逸出点最大渗透坡降和下游坡逸出段的最大渗透坡降均已超过允许渗透坡降，高水位下极可能发生渗透破坏。1.5.2　大坝现状坝坡稳定复核从现状坝坡抗滑稳定计算结果来看，大坝0＋103.5断面在29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告正常蓄水位运用条件下，下游坝坡抗滑稳定安全系数满足规范要求，在设计洪水位、校核洪水位运用条件下，下游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求；大坝0＋063.5断面在正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位运用条件下，下游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求；在库水位自校核洪水位快速降落至堰顶水位100.47m情况下，0＋103.5断面、0＋063.5断面上游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求；在库水位自正常蓄水位100.47m降落至隧洞底板高程81.17m情况下，大坝上游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求；库水位自正常蓄水位100.47m降至三分之一坝高水位84.61m情况下，形成稳定渗流情况下，大坝上游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求。1.5.3　大坝除险加固设计一、大坝除险加固设计内容针对XX水库大坝现状存在的主要问题，确定大坝除险加固设计的主要内容如下：（1）大坝坝身防渗处理设计：（2）大坝坝基及坝肩绕坝渗漏处理设计;（3）大坝坝顶设计：（4）上游坝坡及护坡重建设计；（5）下游坝坡护坡及坝面排水设计；（6）下游贴坡排水重建设计；（7）大坝监测设计；（8）上坝公路设计。二、大坝加固设计（一）大坝坝体防渗体系利用冲击钻成槽，泥浆固壁，再在泥浆中下套管浇筑砼防渗墙。1、砼防渗墙布置大坝砼防渗墙轴线布置在坝轴线上游5.0m处，防渗墙布置范围从桩号0+008.8～0+164.6，顶高程102.80m，有效墙厚0.4m，底高程为深入坝基强风化岩石0.5m，墙身最大高度为31.7m。砼防渗墙设计指标（1）抗渗等级：W8.（2）允许抗渗比降：［J］≥80。（3）墙体有效厚度：t=0.4m。（4）抗压强度（R28d）：10Mpa。29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告（5）弹性模量（E28d）：25500Mpa。（6）主要建材要求：水泥采用32.5强度等级的普通硅酸盐水泥，砼配合比应现场试验确定。卵石粒径为10～20cm，砂料为中粗砂，造浆粘土要求塑性指数大于20，粒径小于0.005mm的粘粒含量在50％以上，含沙量小于5％，SO2和AL2O3含量比为3～4。（7）固壁泥浆比重为1.2～1.3，粘度为20～30秒，槽孔内泥浆面应高于地下水位1.8m以上，并不得低于孔口高程0.1m。2、大坝坝基及坝肩帷幕灌浆布置大坝两坝肩防渗采用帷幕灌浆，帷幕灌浆孔采用单排布孔，孔距2.0m，底部深入相对不透水岩层顶板线（q≤10Lu）以下5.0m，帷幕灌浆与砼防渗心墙搭接，搭接长度1m。帷幕孔线与坝体防渗墙中线重合，灌浆管距2.0m，分3序孔施工，坝基帷幕伸入砼防渗墙1.0m。帷幕灌浆在右坝肩沿坝轴线向右岸延伸，左坝肩左至溢洪道左岸再向左延伸，右坝肩帷幕向右岸延伸11.0m，左坝肩帷幕向左至溢洪道左岸再向左岸延伸10.0m，以满足两坝肩绕渗要求。帷幕灌浆处理范围分别为0－050～0+036桩号和0＋150～0＋188桩号，总长124m。（二）坝顶设计现状坝顶高程和宽度均满足设计要求，只是在运行过程中，大坝多年的固有沉降，致使坝顶不平整。本次设计中现对坝顶进行整平，再浇筑路面，因为坝顶宽为20.0m，考虑到村村通公路，坝顶中部6.0m宽采用采用砼路面，在砼路面底部先铺设一层20cm厚的砂砾石垫层，然后在路面底部再铺设一层20cm厚的水泥稳定砂砾基层，最后在铺一层20cm厚的砼面层做路面；坝顶其余13m宽设绿化带，采用铺草皮的形式。坝顶设计高程为104.40m，上下右侧设宽0.5m，高0.7m的砼路缘石，每隔50m布置一盏防汛照明灯。（三）上游坝坡及护坡设计上游坝坡整治首先将现状上游坡块石及垫层全部清理，对塌陷、洼凹处进行填补修整。为节省外运的费用并平衡清理出来的碎石料，拟在上游坝脚利用上部整修的清除料堆筑一顶宽5.0m的压脚平台，压脚平台顶高程略高于死水位（81.17m），定为82.0m，压脚平台以下至死水位之间利用大坝上部清除的原护坡块碎石料砌筑，对于死水位以下由于无法放空库水则采用拆除料抛填块石。上游坝坡基本按现状坝坡进行整治，在94.40m高程新建一平台，平台宽2m，设计坡比坝顶至一级平台（94.40m高程）为1∶29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告3.0，一级平台至坝脚平台（82.0m）为1∶3.5，坝脚平台以下为1：4.0。上游坝坡坝顶至坝脚平台采用0.15m厚的C15砼预制块护坡，其下设20cm厚的砂砾石垫层。砼预制块底部设C15砼固脚，左岸与溢洪道进口边墙相接，右岸与右坝肩坡相接，岸边设C15砼固脚。（四）下游反滤排水体设计重建贴坡排水体长92m，根据加固后渗流复核计算结果确定贴坡排水体顶高程78.0m，坡度为1∶1.5。贴坡排水体反滤层由细砂料及砂砾料综合组成，根据反滤材料比较结果，反滤层由上游至下游第一层铺设20cm厚的粗砂垫层，粗砂粒径≤13mm，第二层为20cm厚中砾石垫层，粒径13mm≤d≤40mm，第三层为20cm厚卵石垫层，粒径40mm≤d≤76mm，第四层为40cm厚干砌块石层，块径≥200mm。顶部设置断面0.4×0.4（宽×深）的排水沟，采用M7.5浆砌块石结构。（五）下游坝坡护坡及坝面排水设计现状大坝下游护坡草皮杂乱、坝面不平整，设计将原有草皮全部清除至坝体土并对塌陷、洼凹处进行填补修整、夯实，坝坡基本维持原坡比，从上至下依次为：1∶3.5、1∶2.75，在94.40m高程处分别保留平台，平台宽15.0m。设计考虑在坝坡坡面整平厚重新铺设新的网状草皮护坡，草皮护坡范围为反滤排水体顶高程以上的整个下游坝面，护坡前将下游坝坡按设计坡比全面夯实。下游坝面设置纵、横向排水沟和岸坡排水沟。纵向排水沟一般宜布置马道内侧，横向排水沟每隔50cm设置1道，共设3道。排水沟采用M7.5浆砌块石砌筑而成。横向排水沟断面尺寸为0.4m×0.4m；纵向排水沟断面尺寸为0.5m×0.5m；岸坡排水沟尺寸为0.5m×0.5m。（六）踏步设计上游坡现状无踏步，本次设计新建踏步，位于0＋065桩号，踏步宽6.0m，M7.5浆砌石结构，表面M10水泥砂浆抹面。下游坡拆除现有踏步并重建，设计上坝踏步宽6.0m，位于0＋065桩号，上坝踏步宽6.0m，M7.5浆砌石结构，表面M10水泥砂浆抹面。（七）上坝公路上坝公路长0.5km，经XX水库管理委员会后到大坝右坝头的简易道路，该道路路况很差，路窄、坡陡、湾急、坑洼不平，沿途上体风化破碎，不能满足防汛抢险及工程管理要求，本次拟扩宽建砼路面，且对局部路面处山体采用M7.5浆砌块石护坡。上坝公路设计砼路面净宽4.5m，两侧各布置0.5m的土路肩，在路面底部铺设一层20cm29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告厚的砂砾石垫层，然后在路面底部再铺设一层20cm厚的水泥稳定砂砾砂砾基层，最后再铺设一层20cm厚砼面层作为路面。（八）大坝加固后渗透稳定和坝坡抗滑稳定计算XX水库经过大坝坝体建造砼防渗墙，大坝坝基和绕坝作防渗墙加固处理后，大坝渗流工况将发生改变，本次设计采用有限元方法对大坝加固处理后的渗流稳定计算分析。经计算，大坝加固处理后坝体浸润线在下游坝坡出逸点及沿下游地基出逸坡降均有大幅度降低，渗流稳定满足要求。大坝除险加固后在正常运用和非常运用情况下，各典型计算断面的上游坝坡和下游坝坡最小抗滑稳定安全系数均满足规范要求。1.5.4　溢洪道除险加固设计一、进口段除险加固设计进口段现状为宽浅式，现有进口段底板未有衬护，进口段左侧为傍山公路，设有浆砌石挡墙，右侧为坝体，设有浆砌块石护坡，现状护坡顶高程较低，水库泄洪时导墙满顶，水流条件差。本次设计拟对左侧原重力式边墙采用C20砼结构进行加高至高程102.97m，高于校核水位（102.42m），长度取15m，边墙迎水面采用C20砼进行衬护，衬护厚度为20cm。右侧新建C20砼重力式导墙，墙内采用埋石砼结构，墙顶高程为102.97m，顶宽1m。进口段边墙以渐变形式与实用堰边墙衔接，使水流更流畅的通过溢流堰。进口段底板现状为倒坡，无衬砌，本次设计对原进口底板整平不衬砌，底板高程为97.97m。二、控制段除险加固设计现状控制段溢流堰长3.4m，总宽32m，过流净宽30m。溢洪道控制段为砼实用堰，堰上设有交通桥，交通桥为三跨组成的浆砌块石无铰拱桥。本次设计拟拆除现状砼堰体和堰上交通桥，新建C25钢筋砼堰体和钢筋砼梁板交通桥，将现有的WES实用堰拆除，新建WES实用堰堰顶高程为100.47m，实用堰体内填埋石混凝土。溢流堰增设间距1.5m呈梅花型布置的锚筋，锚筋直径为φ22，深入基岩3m，顶部与溢流堰面钢筋焊接。溢流堰加固后堰型为WES曲线实用堰，在现状溢洪道底板上，以30cm厚C25砼浇筑溢流堰堰面，内部以C15砼埋块石填腹。WES曲线堰面曲线方程为y=0.360x1.85，堰底宽3.8m。堰顶高程100.47m，下游与泄槽相接，接点高程98.37m。堰底板上游沿齿槽嵌入基岩0.5m，底宽0.5m。实用堰表面纵横向钢筋均为φ12@200。29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告溢流堰堰基及两侧绕渗采用帷幕灌浆处理，溢流堰基础防渗处理范围0＋000～0－050，全长50.0m，左侧与大坝左坝肩帷幕相连接。帷幕灌浆采用单排布孔，孔距2.0m，帷幕底部伸至岩石相对不透水层（q≤10Lu）以下5.0m。在溢流堰两侧设5.0m长C20砼刺墙，刺墙厚0.3m，以满足绕渗要求。三、泄槽段除险加固设计泄槽加固主要是在原边墙、底板砼表面增设0.3m厚C25钢筋砼衬砌，对于边墙高度不满足要求的泄槽段，采用C25砼加固至设计边墙顶高程，顶宽1.0m。加固后泄槽范围为0＋003.8～0＋115.20桩号，为三级泄槽，总长111.4m，为矩形断面。一级泄槽总长65.9m，桩号范围0＋003.8～0＋069.70桩号，纵坡i＝0.03，底宽由32m～7m，底板高程98..37～96.19m，边墙高3.0～4.0m，一级泄槽在原边墙、底板表面凿毛，加衬0.3m厚C25钢筋砼；二级泄槽总长31m，桩号范围0＋069.70～0＋100.7桩号，纵坡i＝0.364，底宽为7.0m，底板高程96.19～85.11m，边墙高4.0～3.0m。二级泄槽在原边墙、底板表面凿毛，加衬0.3m厚C25钢筋砼；三级泄槽总长14.5m，桩号范围0＋100.7～0＋115.2桩号，纵坡i＝0.667，底宽为7.0m，底板高程85.11～75.44m，边墙高4.0～3.0m。三级泄槽底板在现状基础上进行开挖，并采用0.3m厚C25钢筋砼衬砌，对原边墙表面凿毛，加衬0.3m厚C25钢筋砼。为使新衬砌砼与原边墙砼连接紧密，二级泄槽和三级泄槽边墙设间距1.0m梅花型布置的锚筋，锚筋直径为φ22，长1.0m，并焊接在新衬砌的砼面板钢筋上；同时为增加底板抗滑稳定安全，二级泄槽和三级泄槽底板增设锚筋，锚筋间距1.5m，呈梅花型布置，锚筋直径为φ22，锚入基岩深度3.0m。泄槽段边墙、底板每隔10m设伸缩缝，缝内设15mm厚651型塑料止水，并采用沥青衫板填缝。为完善底板排水系统，底板下设二道纵向排水沟，每隔10m设一道横向排水沟，纵向排水沟断面尺寸0.4×0.4m，横向排水沟断面尺寸为0.3×0.3m，排水沟中充填砂石料。各级泄槽间采用抛物线衔接。四、消能防冲设计原溢洪道消力池尺寸不满足要求，从现场情况看，消力池底板钙化现象严重。由于长期冲刷，底板及边墙砼有不同程度的剥落。本次设计消能防冲设计仍采用底流消能形式，对原消力池维修加固。加固后消力池长度31.0m，净宽7.0m，为矩形断面，池深3.65m，底板高程75.44m。左、右边墙采用30cm厚C25钢筋砼衬砌，边墙高6.5m，钢筋砼边墙设φ22间距1.0m呈梅花型布置锚筋；消力池底板表面采用30cm厚C25钢筋砼衬砌，下部为10cm厚C10砼垫层。消力池后接台阶式消能段（0＋146.20～0＋15429 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告.20桩号），底宽为7.0m，边墙和底板均采用30cm厚C25钢筋砼衬砌，台阶式消能底板内采用C15砼埋石结构。台阶式消能接5.0m钢筋砼护坦，护坦与泄洪渠相接。五、泄洪渠加固设计泄洪渠长约500m，泄洪渠设计标准按10年一遇洪水设计，相应洪水流量Q＝50.63m3/s，平均坡降为i＝0.001，糙率n＝0.02，进口高程74.10m，出水口底板高程为73.60。泄洪渠底宽为7.0m。边坡1：1.0，衬砌断面最大流速3.17m3/s，按抗冲流速标准选用渠道的护砌材料为M7.5浆砌块石，即边墙采用0.3m厚M7.5浆砌块石衬护，下设10cm厚砂卵石垫层，泄洪渠顶超高取0.57m，顶高程74.10～77.60m。底板整平不衬护。六、交通桥设计本次设计拟在溢洪道控制段重建一座交通桥，交通桥为钢筋砼桥，桥面宽6.0m，三孔，每孔净宽10m，中间设两个桥墩，桥墩长7m，宽1.0m，底部基础建在强风化岩石上，C20砼结构。桥面高程105.60m，桥底高程104.60m，大于溢洪道边墙高程，以满足溢洪道泄流要求。1.5.5　输水隧洞除险加固设计一、输水隧洞除险加固设计隧洞洞线穿过地带均为花岗岩，全强风化岩体裸露地表。隧洞埋深一般为强～微风化岩体，岩体裂隙不大发育，一般属Ⅳ类围岩。隧洞加固方案为拆除原进水口、竖井，重建喇叭形进水口、闸门竖井和出水口等。加固后的进水口长10.50m，宽度由5.0m渐变至2.4m，底板为0.3m厚M7.5浆砌块石表面0.1m厚C15砼，重力式导墙高2.0～3.30m，为M7.5浆砌块石结构，表面采用M10水泥砂浆抹面，进水口为三面收缩的喇叭口，进口断面尺寸为2.4×2.0m（宽×高），三面收缩至1.2×1.2m（宽×高），收缩段长1.8m，进口底板高程81.07m。进水口段后接重建的闸门竖井，闸门孔口尺寸1.4×1.6m（宽×高），闸室布设拦污栅、检修闸门、工作闸门及进气孔。竖井框架顶部设启闭机房，启闭机房设2.0m宽工作桥与现乡村公路相接，工作桥桥面板高程与现状一致，为104.70m。根据已建的一些水电站进水口通气孔面积尺寸，在一般情况下，建议通气孔不易少于过水面积的5％，本工程选用通气孔横截面0.5×0.4m，可满足通气要求。整个闸门竖井采用钢筋砼结构；竖井后为一渐变段，由方变圆与洞身连接，渐变段长5.0m，隧洞洞身维持现状。隧洞出口高程80.77m，设镇墩长4.0m，宽3.0m29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告，为C20砼结构，镇墩后接灌溉管及发电管，管径均为1.2m，灌溉管出口设闸阀控制。对出口现状两启闭房拆除重建。隧洞出口跌水消能采用0.3m厚C25砼底板及C25砼重力式边墙进行加固处理，跌水长度6.70m，底板高程80.50，进、出口洞脸山坡较陡，强风化岩石裸露，裂隙发育，岩体较破碎，稳定性差，对进、出口洞脸山坡进行削坡并采用喷15cm厚砼处理。二、原输水涵管封堵设计设计拟对原输水涵管重新进行封堵。涵管进口段拆除长度15m，采用回填粘土防渗；原涵管与防渗墙轴线相交处对涵管前后采用人工挖孔桩回填砼封堵，桩孔径1.2m；原涵管与砼防渗墙轴线重合部位采用冲击钻直接钻至涵管管身并至强风化基岩层造C20砼防渗墙封堵，砼墙在涵管两侧与砼桩连接，并对封堵部位全线回填灌浆。1.5.6　灌溉渠首加固设计现状灌溉渠首总长约500m，大部分渠道未衬砌，因年久失修，渠道渗漏。淤积严重，影响灌溉效益，特别是靠近溢洪道出口和隧洞出口的渠道位于大坝坝脚附近，渠道渗漏给大坝观测运行带来很大影响，渠道边坡失稳将影响大坝坝脚稳定，因此须对灌溉渠首进行加固处理。考虑灌溉渠首渠道全部衬砌投资较大，本次加固渠首渠道长度根据水库管理范围确定为235m，渠道加固基本沿着现有渠道进行修整、加固。渠道加固采用边墙M7.5浆砌石挡土墙护砌，M7.5水泥砂浆抹面，底板采用C20砼加固。1.5.7　工程观测设计根据《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）的要求，结合该坝目前安全监测的实际情况，建立包括大坝坝面变形、坝体、坝基渗透压力观测、渗流量观测；溢洪道边坡稳定观测、上下游水位观测、坝区降水量及气温观测在内的大坝实时安全监测体系。1.6　金属结构及电气设计XX水库除险加固设计金属结构主要为：输水隧洞进水口拦污栅、平面钢闸门、输水隧洞发电钢管和闸阀等。输水隧洞拦污栅闸孔尺寸5.0×3.0（高×宽）m，钢质结构，拦污栅重1.4t，横梁及边梁采用型钢L140×90×10，栅格采用￠16mm钢筋，栅格间距100mm。输水隧洞进水口工作闸门为平面钢闸门，闸孔1.4×1.6m（宽×高），检修闸门尺寸为1.40m×1.6m（宽×高），闸门重3.0t，埋件重3.0t，采用卷扬式启闭机启闭，启闭力40T。输水隧洞压力钢管主要是出口灌溉钢管、岔管及发电压力引水钢管、岔管。隧洞出口岔管布置在0＋175.3桩号，为三梁岔管，一支接灌溉钢管，一支接发电引水隧洞，一支接放空钢管。灌溉钢管长10.0m，管径1.2m，管壁厚度12mm，出口设直径1.2m闸阀控制。发电引水钢管长115m，主管直径1.2m，支管直径1.0m29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告，管壁厚度分别为12mm和10mm。主管和支管采用卜形岔管连接。放空钢管长5.0m，管径1.2m，管壁厚度12mm，出口设直径1.2m闸阀控制。XX水库电气设计主要是指输水隧洞进口工作闸门启闭设备的电气设计。隧洞工作闸门采用卷扬式启闭机进行启闭，启闭机房内用电设备有电动机、照明及检修用电。启闭机电机容量均为15kW，电压等级均为380V，故在启闭机房内设一动力配电箱，供启闭机房内各用电单元用电。附近管理房虽有低压三相电源，但距离较远，若直接引进，电压降不符合要求，电动机难以启动。因此，在大坝坝中位置设一油浸式变压器，型号为S9-50Kva/10，变压器高压侧设一跌落式熔断器，作为变压器的短路和过负荷载保护，型号为PRGW4-10；并设一组HY5WS-17/45型氧化锌避雷器，以防雷电侵袭；另设一组高压计量箱作为主变进线的电度计量用。10kV电源由大坝坝脚厂房处引来，导线型号为LGL-35，线路长约为1km。变压器低压侧与动力配电箱间均采用电缆软连接，动力配电箱型号均为XL-21。根据启闭机电机功率大小，隧洞工作闸门启闭机房动力配电箱进线电缆型号选用VV22-0.6/1-3×16+1×4型聚氯乙烯电缆，电缆长度为200m左右，动力箱至各操作箱的电缆选用VV22-0.6/1-3×6+1×4型聚氯乙烯电缆，电动机采用现地和远方两种控制方式。1.7　施工组织设计XX水库工程为中型水库，工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级，施工导流建筑物级别为5级。本工程施工围堰采用土石围堰，相应导流建筑物设计洪水标准为5～10年，本工程导流建筑物采用5年一遇设计洪水标准。根据现有工程条件，第一个施工年度采用枯水期输水隧洞导流方式，进行大坝上游水下部位和老输水涵管进口段封堵施工；第二个枯水期输水隧洞进口段施工，利用围堰将上游来水部分截留在水库，一部分利用围堰中埋钢管（内径Φ80cm，长度25m，有闸控制）将水排入隧洞洞身排走，以降低围堰的填筑高度。整个工程施工期计划二个年度，根据总工期要求，第一年7～8月为工程筹集准备期，主要完成工程筹建工作；第一年9～第三年2月为主体工程除险加固项目施工期，完成大坝、溢洪道、输水隧洞、原输水涵管、灌溉渠首等工程除险加固项目的土建工程及设备和金属结构安装工程。1.8　水土保持和环境评价29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告本工程施工期间，主要造成植被破坏的有：主体建筑物的施工场地、取土场、弃渣场以及进库场内公路的改扩建等位置。施工过程中取弃土石要综合考虑，填挖土石应相互利用，以减少施工中的弃土石渣量。弃土石渣应结合填坑、筑路合理规划，弃土石渣应在指定地点堆放，分层夯实，及时种上树草，避免松散的弃土石渣产生新的水土流失，对采取堆高方式的弃渣场，应修建拦渣坝，以防新的水土流失产生。施工完成后，对破坏的植被进行植草植木处理。水土流失治理采用工程措施和生物防治措施相结合的原则。本工程水土保持及环境保护的概算总投资为23.75万元，其中水土保持投资为14.53万元，环境保护投资为9.22万元。1.9　工程管理XX市XX水库管理委员会属全民性质事业单位，企业管理，实行自负盈亏，行政及业务都归XX市水电局管理，负责管理XX水库整个枢纽工程和渠系工程的正常运行。工程管理主要分两部分：第一部分是枢纽工程管理，管理内容按《水库工程管理通则》和《水闸管理通则》执行，水库的水情预报与传输由枢纽管理所负责；第二部分是渠系工程管理，主要从事渠道及配套工程管理以及防汛抗旱。XX水库管理委员会人员编制为12人。岗位类别有：单位负责类、行政管理类、技术管理类，财产与资产管理类和水政监察类。1.10　设计概算工程设计概算定额依据为：水利部水总（2002）116号文颁发的《水利建筑工程概算定额》；水利部水总（2002）116号文颁发的《水利建筑工程预算定额》；水利部水总（2002）116号文颁发的《水利工程机电设备安装定额》；水利部水总（2002）116号文颁发的《水利工程施工机械台时费定额》。编制办法及费用标准为水利部水总（2002）116号文颁发的《水利工程设计概（估）算费用构成及计算标准》。编制水平年为2008第二季度。依据以上定额和编制办法进行概算编制。工程总投资为2416.19万元，其中枢纽部分投资为2392.44万元，移民环境投资为23.75万元。各分项投资如下：建筑工程1565.99万元，机电设备及安装工程99.47万元，金属结构及安装工程121.15万元，临时工程104.68万元，其他费用387.22万元，预备费113.93万元，水土保持费用14.53万元，环境保护费用9.22万元。29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告1.11　经济评价本工程的经济评价以国家发改委、建设部发布的《建设项目经济评价方法和参数》（第三版）以及水利部发布的《水利建设项目经济评价规范》和《小水电建设项目经济评价规程》为依据，计算项目的效益、费用和评价指标。经计算，XX水库除险加固建设经济净现值ENPV＝137.15万元>0，XX水库及灌溉渠系的全部年收入大于年支出。通过国民经济评价和财务收支分析，可知项目的财务收入能够维持工程运行，因为该项目在经经济上是合理可行的。1.12　结论和建议XX水库的除险加固不仅涉及到工程本社效益的提高，更重要的是身系下游人民群众的生命财产以及国家重要基础设施的安全。由于XX水库长期以来库水位限蓄，不能正常运行，工程效益未能正常发挥，运行困难，且XX水库管理单位的之间收入主要来源于灌区的水费，仅能维持管理人员的日常工作支出，难以偿还债务。因此，对XX水库除险加固资金请求国家和上级部分给予支持。为确保灌区2.0万亩农田旱涝保收，建议今后陆续安排灌区续建配套工程。附：XX水库工程特性表XX水库工程特性表序号名称单位数量备注原设计（1987年）安鉴（2007年）初设一水文　　　　原设计指1987年设计1流域面积　　　　　1.1全流域Km2200200200　1.2坝址以上Km22020.020.0　2主河道长度　　1.1全流域km494949　1.2坝址以上km7.57.57.5　3坝址以上主河道比降‰8.58.58.5加权平均比降4多年平均降雨mm183919201920　5特征流量　　1.1设计洪峰流量m3/s209.4190.61211.43原设计P=1%本次复核P=2%29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告1.2校核洪峰流量m3/s292.52326.94365.35原设计P=0.1%本次设计P=0.1%二水库　　　　　1水库水位　　　　　1.1校核洪水位m102.72102.38102.42原设计P=0.1%本次设计P=0.1%1.2设计洪水位m102.25101.75101.76原设计P=1%本次设计P=2%1.3正常蓄水位m100.47100.47100.47　1.4防洪限制水位m　　1.5死水位m81.1781.1781.17　2水库容积　　　1.1校核水位库容104m3160015451547原设计P=0.1%本次设计P=0.1%1.2设计水位库容104m3152414451445原设计P=1%本次设计P=2%1.3正常蓄水位库容104m3120012641264　1.4死库容104m3292929　3调节特性　多年调节多年调节多年调节　三下泄流量　　　　　1设计洪水最大泄流量m3/s13692.1196.82原设计P=0.1%本次设计P=0.1%2校核洪水最大泄流量m3/s193.1174.45187.30原设计P=1%本次设计P=2%四工程效益指标　　　　　1设计灌溉面积万亩2.02.02.0实际灌溉1.0万亩2发电效益　　　　　1.1装机容量kw2×1602×1602×160　1.2多年平均发电量万度kwh656565　3水面养殖亩900900900　29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告五主要建筑物　　　　　1大坝　　　　　1.1坝型　心墙坝均质坝砼心墙坝　1.2地基特性　花岗岩花岗岩花岗岩　1.3上游坝坡　1:3.45／1:3.01:3.08～3.391﹕3.0/1﹕3.50/1﹕4.0　1.4下游坝坡　1:3.3／1:4.01:3.31～3.43／1:2.69～2.851﹕3.5/1﹕2.75/　1.5上游坝坡平台高程m94.0/82.0　1.6下游坝坡平台高程m95.2794.80／93.4994.0/78.0　1.7心墙顶高程m89.6789.67102.80　1.8心墙底高程m74.6774.67　初设深入强风化基岩0.5m1.9心墙顶宽m2.02.00.4　1.10心墙底宽m6.06.00.4　1.11坝顶宽度m20.020.5~20.920.0　1.12坝顶长度m150150150　1.13最大坝高m3030.4330.43　1.14坝顶高程m104.67104.16～104.50104.40　1.15下游排水型式　排水棱体贴坡排水贴坡排水　1.16排水体顶宽m4.04.02.0　1.17贴坡排水体顶高程m78.6778.10～78.2878.00　1.18外坡m1﹕11﹕0.931﹕1.5　2溢洪道　　　　　2.1型式　岸坡式溢洪道岸坡式溢洪道岸坡式溢洪道　2.2堰型　实用堰实用堰实用堰　2.3堰顶高程m100.47100.47100.47　2.4溢流净宽m303030　2.5泄槽宽度m32～732～732～72.6泄槽长度m105.7105.7111.4　2.7泄槽纵坡　//1:0.03/1:0.364/1:0.667　2.8消能方式　底流式底流式底流式　29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告2.9消力池长m252531　2.11消力池底宽m10107.0　3输水隧洞　　　　　3.1型式　钢筋砼有压隧洞钢筋砼有压隧洞钢筋砼有压隧洞　3.2围岩特性　花岗岩花岗岩花岗岩　3.3隧洞长度m180180175.30　3.4进口底高程m81.1781.1781.17　3.5出口底高程m80.7780.7780.77　3.6隧洞内径m1.21.21.2　3.7衬砌厚度m0.250.250.25　3.8设计流量m2.02.02.0　3.9闸门尺寸　1.4×1.61.40×1.601.40×1.60宽×高3.10启闭机　40／240／240/2　六施工　　　　　1设计施工年限年　　2　2主体工程工程量　　　　　2.1土石方开挖m3　　20203　2.2土石方填筑m3　　20314　2.3砼及钢筋砼浇筑m3　　10508　2.4浆砌石m3　　8985　2.5砼防渗墙m2　　5254　2.6帷幕灌浆m　　1383　2.7钢筋制安吨　　279　3主体工程主要材料　　　　　3.1水泥吨　　4072　3.2钢筋吨　　298.9　3.3砂m3　　9543　3.4卵石m3　　7675　3.5块石m3　　8572　3.6汽油吨9.993.7柴油吨81.4529 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告七工程投资　　　　　1工程部分　　　　　1.1建筑工程万元　　1565.99　1.2机电设备及安装工程万元　　99.47　1.3金属结构设备及安装工程万元　　121.15　1.4临时工程万元　　104.68　1.5独立费用万元　　387.22　1.6基本预备费万元　　113.93　1.7静态总投资万元　　2392.44　1.8工程部分总投资万元　　2392.44　2环境部分　　　　　2.1水土保持工程万元　　14.53　2.2环境保护工程万元　　9.22　2.3水保环保投资合计　　　23.75　3工程投资合计　　　2416.19　八经济评价　　　　　1国民经济内部收益率（EIRR)　　　8.80　2国民经济净现值（ENPV)　　　137.15　3经济效益费用比(EBRC)　　　1.05　29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告2水文2.1　流域概况XX水库位于XX市南部彭湾乡彭湖樊家桥村，坝址距彭湾乡2km，XX市30km（公路距离），鹰潭市50km，是信江河南岸童家河支流上的一座中型水库。童家河是信江南岸的一级支流，发源于XX应天山东部，南北流向，在鹰潭市城区的东端老圆村北注入信江，全河流域面积164km2，河道全长27km。XX水库位于童家河支流上，水库坝址座落在XX市南部彭湾乡彭湖樊家桥村，坝址地理位置坐标为东经117°4.8′～117°17.4′，北纬28°3′～28°9′。2007年5月进行的XX水库安全评价阶段对坝址控制的流域面积、主河道长度、主河道加权平均坡降在万分之一航测图进行复核，复核的结果为坝址控制的流域面积18.8km2，主河道长度为6.0km，主河道加权平均坡降为8.7‰，原设计的流域面积20km2相差1.2km2，主河道长度减少了1.5km，加权平均坡降增加了0.2‰。根据历次设计书记载，1963年设计中流域面积等流域特征参数系在五万分之一航测图量算得出，以后几次设计均直接沿用其成果，从原设计的成果与本次复核的比较结果来看，流域面积与加权平均坡降相差不大，主河道长度相差1.5km。经分析，原设计时由于水库未建，河道较为蜿蜒，造成本次量算的主河道长度比原设计较短，而流域面积的误差仅为6％，加权平均坡降的误差仅为2.3％，因此认为原设计的流域参数成果较为合理。故坝址控制流域面积、坝址以上主河道长度采用原设计成果。即安全评价阶段防洪标准复核采用的坝址断面流域特征参数为：水库坝址控制流域面积为20.0km2；主河道长度7.5km；河道加权平均坡降为8.5‰。本次除险加固初步设计对坝址断面的流域参数再次进行了复核，复核结果与大坝安全评价的复核结果相同，故本次除险加固初步设计采用的坝址断面流域特征参数与安全评价相同，详见表2.1。表2.1　水库除险加固初步设计坝址流域特征参数表项目坝址控制流域面积（km2）主河道长（km）河道加权平均坡降（‰）备注采用值20.07.58.5水库库区为丘陵低山地貌，山顶高程一般100～200m，库岸山较平缓，未见大的滑坡和坍塌等不良物理地质现象，岸坡稳定。库区内森林茂密，无较大的固体径流策源地，水土流失较轻。库区内无人为改造现象，自然状态良好。29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告水库周边通过的主要交通干线有320国道、沪昆高速、浙赣铁路和贵白公路，工程对外交通较为方便，但水库坝址至彭湾乡段长2.0km路况很差，路面坑坑洼洼且狭窄，很难满足水库防汛抢险的要求。2.2　气象2.2.1　气象台站情况XX水库所在的童家河流域内没有设置气象测站，邻近流域距离XX水库最近的气象站点为XX气象站。XX气象站位于信江干流右岸，距离XX水库流域中心的直线距离约为22.78km（直线距离）。XX气象站属国家气象系统正规设置的县级气象站，进行观测的项目有气温、湿度、降雨、降雪、冰冻、风力、风向等各种气象特征项目，至今有55年的观测资料，资料较长且完整，精度可靠，可作为工程设计各项气象要求引用的设计参证站。2.2.2　主要气象要素本工程所在区域属亚热带湿润季风气候区，其主要特点是：四季分明，气候温和，雨量充沛，日照充足，无霜期长，有利于多种农作物和林木的生长。根据XX市气象站实测资料统计分析计算，其主要气象要求特征值为：多年平均气温18.2℃，极端最高气温41.1℃（2003年8月11日），极端最低气温-9.3℃（1991年12月29日）。多年平均相对湿度为76％。多年平均日照小时数为1977.6h。多年平均无霜期283天。多年平均蒸发为1572.0mm（φ20蒸发皿）。多年平均风速为2.1m/s，多年平均最大风速15.3m/s，风向多为NW。降水：根据离XX流域较近的XX气象站1953～2002年实测资料统计分析，该区多年平均面雨量为1888.20mm，实测最大年降雨量2761.2mm(1998年)，实测最小年降雨量1056.7mm(1971年)，4～7月四个月的多年平均降雨量为1069mm，占全年的56.6%，而其他八个月的降雨仅占全年的43.4%，可见降雨在年际间、年内分配都很不均匀。XX气象站对短历时暴雨没有进行观测，只对长历时暴雨进行了观测，经统计，XX气象站多年平均最大一日暴雨为109.5mm，Cv值为0.40，实测暴雨系列中最大一日暴雨排列第一位的是1998年为230.5mm，第二位的是1954年为214.4mm，第三位的是2000年为212.8mm，第四位的是1983年为194.9mm，第五位的是1995年为192.0mm，年最大一日暴雨发生在6月份的有17年，占资料系列的34%。XX气象站年降雨统计见表2.2。29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表2.2　XX气象站年降雨统计表年份合计年份合计年份合计年份合计19531932.819661555.219791466.419922051.719542736.219671894.719801732.219932189.919552034.119682060.519811793.819942015.019561743.919691956.119821875.119952455.919571824.919702305.319832285.719961347.619581648.419711056.719841718.919972327.719591747.719721834.519851562.819982761.219601504.419732240.219861383.819992332.019612007.619741471.319871672.920002183.619622087.419752654.619881834.120011822.619631227.219761879.019892090.220021845.519641640.019772205.319901712.119651676.819781407.119911618.6年平均1888.202.3　水文基本资料2.3.1　流域内邻近流域水文测站的分布XX水库所在的童家河流域内无一水文测站，相邻流域有信江水系白塔河支流上的柏泉水文站、圳上水文站、耙石水文站，信江水系葛溪水支流上的龙潭桥水文站，铅山河铁路坪水文站、项源水文站和信江干流弋阳水文站。这几个水文站均进行流量观测，都属国家基本水文站，但相对面积较小的有项源和龙潭桥二个。XX水库所在的童家河流域内没有设置雨量测站，邻近流域距离XX水库最近的雨量站点为塘湾雨量站及XX气象站。2.3.2　水文站基本资料1、铁路坪水文站铁路坪水文站属于国家基本水文站，位于杨村水中游，地理坐标为东经117°40′，北纬28°08′，控制集雨面积311km2，该站观测项目有水位、流量、降雨量等。水位观测原采用直立木水尺人工观测，现改为自记式水位仪，该站流量测验采用缆道速仪，高程系统采用假设系统。29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告该站于1958年7月设站，1962年停测，1963年又恢复对水位、流量、降雨的观测，实测资料系列至今已有39多年。该站测验河段顺直，两岸为高山，控制条件尚好，该站历年的水位～流量关系均为单一曲线，其观测资料均已按规范要求整编，精度满足设计要求。2、项源水文站项源水文站1969年1月建站，属小河流水文测站点，当时只观测降雨量，同年5月加测水位、流量。1980年4月加测蒸发量。该站于铅山河杨村水的一条小支流上，地理位置为东经117°41.5′，北纬28°6.4′，控制集雨面积41.9km2，流量观测采用缆道流速仪，水位观测采用自记式水位计，高程系统为假设，其与黄海高程系统的换算关系为：黄海高程＝假设高程＋52.140。该站测验河道顺直，河床由砂卵石组成，两岸均为稻田，一般洪水河宽为20～30m，当水位在81.5m以上时，左岸漫滩，河宽增加到60m。测流断面上游200m有一条小溪汇入，下游100m处有一座石拱桥，断面下游10m左右有群众来往的过河石，对枯水测流有影响。1982年已将过河石全部搬到断面上游15m处。该站自建立以来，其观测资料均已按规范要求整编刊印，资料精度较好，可满足设计要求，该站建立已于1994年撤除。3、龙潭桥水文站龙潭桥水文站位于信江水系葛溪河中游，横峰县青坂乡龙潭桥村，地理位置为：东经117°32′，北纬28°32′，集雨面积209km2，观测项目有水位、流量、降雨，资料已按规范要求整编刊印，精度可靠。该站于1958年8月建立，1959年开始测流，1979年因受水利工程的影响而停止观测。水位观测设备为自记式水位计，测流设备为缆道流速仪。高程系统为假设，其于黄海高程系统的换算关系为：黄海高程＝假设高程＋20.364。2.4　径流2.4.1　坝址径流推求设计参证站的选择XX水库所在的童家河流域内无径流测站，相邻流域有信江水系白塔河支流上的柏泉水文站、圳上水文站、耙石水文站，信江水系葛溪水支流上的龙潭桥水文站，铅山河铁路坪水文站、项源水文站和信江干流弋阳水文站。因柏泉水文站（控制集雨面积562km2）、圳上水文站（控制集雨面积1280km2）、耙石水文站（控制集雨面积2595km2）、铁路坪水文站（控制集雨面积311km2）和弋阳水文站（控制集雨面积8735km2）与坝址控制集雨面积悬殊过大，不宜采用，而控制面积相对较小的有项源和龙潭桥二个水文站。项源水文站控制集雨面积41.9km2，有1970年～1993年共24年的实测水文资料；龙潭桥水文站控制集雨面积209km229 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告，有1959年～1978年共19年的实测水文资料（其中1963年缺测），该两站作为XX水库径流推求的设计参证站各有优势，现分析如下：从控制集雨面积上比较，龙潭桥站是XX水库的10.45倍，项源站是XX水库的2.1倍，项源站与XX水库更为接近。从地理位置上比较，XX水库与项源站同处信江南岸，武夷山的北麓，降雨同受武夷山脉的影响较多；而龙潭桥水文站却在信江北岸，怀玉山脉南麓，降雨受怀玉山脉影响较大。因此对于以雨源为主的河流，降雨对径流的影响是很大的，若从地理位置和径流补给条件来看，则项源水文站与XX水库更为接近。从两站地貌现象及下垫面条件分析，XX水库、项源、龙潭桥均为低山丘陵地貌，植被及下渗等条件均较为接近。从项源、龙潭桥与XX水库同期（1969～2000年共32年）面降雨比较，项源站面雨均值2051.4mm，龙潭桥站面雨均值2034.3mm，XX水库面雨均值1869.8mm，两水文站的面雨均值与XX水库面雨均值的差值相近，但项源站面雨与水库面雨相关系数达0.88，回归线的均方误差为10.1％，而龙潭站面雨与XX水库面雨相关系数为0.81，回归线的均方误差为10.8％，说明项源站面雨与水库面雨关系更密切，同期性更好。因此，从降雨同期性情况分析，采用项源站为XX水库推求径流的设计参证站更为合理。综上所述，本次除险加固设计选用项源站水文站为本工程坝址径流推求的设计参证站。2.4.2　项源水文站径流系数项源水文站控制集雨面积41.9km2，有1970～1993年共24年的实测流量资料，实测径流系数不满足设计规范30年的规范要求，须进行插补延长。与项源水文站同流域的铁路坪水文站有1958年7月～1961年、1963～2006年的实测流量系列资料。由于项源站与铁路坪站同期（1970～1993年）年平均流量相关系数达0.89，显著性水平α<0.01，相关关系良好，故本次设计采用铁路坪站实测系列插补延长项源站1994～2002年逐月径流，相关方程为：年(项)=0.134年(铁)+0.02。2.4.3　XX水库坝址径流系列的推求一、参证站、坝址流域年面雨量的计算项源水文站以上流域内有项源雨量站，其成果见表2.3。XX水库所在的童家河流域没有设置雨量测站，邻近流域距离XX水库最近的雨量站点为塘湾雨量站及XX气象站。塘湾雨量站位于信江干流左岸一级支流罗塘水流域中游的塘湾镇，塘湾雨量站距离XX水库流域中心的直线距离约为10.4km29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告，且同属信江干流左岸。塘湾雨量站1963年建站至今，有1970年～1986年的实测降雨资料，系列较短，且73、74、76、87、88年等资料缺失，资料不完整。XX气象站位于信江干流右岸，距离XX水库流域中心的直线距离约为22.78km，XX气象站设立于1935年至今，保存有1953年至今的降雨资料。XX站为国家基本气象站点，实测资料有1953～2002年月降雨和日最大暴雨资料，精度能满足设计要求，故选用XX气象站为代表站。参证站、坝址以上流域年面雨量计算成果见表2.3。表2.3　参证站、坝址以上流域年面雨量计算成果表　　单位：mm年份参证站坝址年份参证站坝址年份参证站坝址19702690.12305.319822034.51875.119942135.22015.019711342.41056.719832262.02285.719952350.52455.919721968.41834.519842065.11718.919961532.91347.619732317.82240.219851656.41562.819972295.22327.719741722.31471.319861422.51383.819982889.52761.219752785.12654.619871966.61672.919992314.52332.019762127.11879.019882291.81834.120001955.62183.619772189.02205.319892431.02090.220012029.11822.619781360.51407.119901793.81712.120022313.91845.519791709.91466.419911613.61618.619802115.91732.219922247.22051.719811916.11793.819932182.42189.9均值1913.11434.8二、坝址径流系列计算坝址径流计算按照参证站的径流系列用面积比的一次方求得并用年面雨进行修正。计算公式为：式中：Q坝—坝址径流，m3/s；Q项—参证站径流，m3/s；F坝—坝址控制集雨面积，F坝＝20.00km2；F项—参证站控制集雨面积，F项＝41.9km2；P坝—坝址以上流域年面雨量，mm；P项—项源水文站以上流域年面雨量，mm。坝址径流系列计算成果见表2.4。29 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表2.4　XX水库坝址处历年逐月平均流量计算成果表年/月123456789101112均值（m3/s）径流深（mm）19700.4170.4301.6161.6572.4382.6922.0040.3720.4620.5280.3270.4621.1211767.419710.2390.2260.3090.4961.0140.8600.1950.2470.6730.2160.2210.2220.410645.919720.2271.1610.4091.1391.7391.3390.6631.1080.5560.4890.6410.7430.8491341.919730.8950.4981.4122.3303.5023.6311.2180.2120.4520.2950.1570.1201.2281936.719740.2320.3380.2690.4401.1171.2600.8400.4930.1750.3020.3430.5140.528833.019750.4140.7921.1693.0123.6261.8520.8421.0370.4050.5100.5140.4091.2161917.519760.1980.3420.8901.1640.6621.8382.5810.2950.3040.4050.2700.2660.7691215.419770.4230.4860.5341.9622.2603.4050.7260.5480.3940.2260.1540.1830.9401481.519780.2320.4340.8981.2640.7801.8510.4000.1630.2760.1830.2020.1680.569896.519790.1910.4130.7040.6630.9781.0110.6670.3190.4260.1290.1240.1010.477752.019800.1800.4451.3131.4811.4301.2500.4650.8520.5120.4570.1640.1600.7261147.919810.2140.4781.3672.5071.0320.5590.3490.3260.2060.2730.7020.2320.6851080.819820.2160.7961.2760.7700.6732.8640.5810.2160.4970.2950.4620.3120.7421169.419830.4240.7720.8392.7111.3362.9131.2540.3960.4050.2170.1400.1400.9571509.719840.1590.3930.7591.9791.5691.5100.5960.3460.2110.2460.2150.1830.6791073.119850.2520.9141.2700.5400.7521.6750.5180.3020.3020.1850.2390.2070.593934.619860.1670.4181.0401.6620.8870.5850.6410.2510.1670.1900.2040.1210.527831.519870.1220.1661.2261.6651.7220.9620.5640.1710.4390.3690.5930.2520.6891087.019880.2980.9241.7690.9662.0783.3430.4390.2520.9210.2140.1220.0920.9471498.029 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告19890.3370.6400.5752.0152.0971.5472.0810.3650.5620.2460.2340.1640.9051427.719900.5560.8840.7971.4030.7881.6670.2870.3780.5650.4050.5100.2050.6991101.819910.5550.4261.3651.7091.4800.6610.1770.2250.1340.1770.1100.1200.596939.219920.3010.7982.4541.3511.5512.0312.3790.7191.2070.3140.2050.2701.1331791.019930.4170.3400.5461.1062.3764.5652.5770.5800.3070.2680.2110.2251.1281779.019940.1580.6350.9371.5090.9552.2480.5540.7570.3920.3420.1440.7070.7761223.819950.4840.5931.4162.4091.8904.3541.4960.5980.2240.1750.1050.1051.1521816.419960.1680.1131.0451.0780.8310.9820.4490.7600.4570.1890.1260.1220.527833.919970.1310.2660.6541.2151.2011.6172.8511.6850.6730.3631.1090.9051.0611673.219981.5551.4962.0710.8261.0548.2511.3780.4380.3920.1640.1320.2011.4872344.119990.1300.1830.8901.4572.6742.4242.1351.7271.4760.3270.2550.1301.1561822.520000.3250.3731.1781.9131.0073.7840.5491.0710.3730.8210.5540.3361.0201613.420010.4290.4330.9431.5861.1401.8140.9601.0380.4930.2660.6560.4840.8541346.520020.4000.3730.8601.3861.2981.3441.5760.8530.5980.6470.9250.5250.9011421.2均值0.3470.5451.0551.4961.5132.2031.0600.5790.4740.3160.3350.2840.8501341.0所占比例（％）3.405.3410.3314.6614.8321.5810.395.674.643.103.292.7929 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告从表2.4径流计算成果表中可以看出，XX水库多年平均来水量2576×104m3，多年平均径流为0.850m3/s，多年平均径流深1341mm。根据求得的坝址径流系列可以看出，该系列包含有若干个丰、平、枯年份，说明该系列具有一定的代表性。从多年平均径流深1341mm来看，与周边的塘湾水库（1365mm）接近，并符合《江西省水资源》径流等值线图本地区1300mm左右的径流特性，成果是合理的。2.5　洪水2.5.1　暴雨成因及特性本流域位于信江下游北岸，长江中下游一带的冷暖气流持续交馁及强烈的幅合运动，是本区暴雨出现的主要原因。由于该区域地处中低纬度区内，大气环流形成乌拉山阻高、远东鄂霍茨克海阻系统后，多小槽小脊的平直环流使本区域形成多降雨天气。另外，阻高西南方和东南方常有冷涡切断下来，这些冷涡常分裂成小股冷空气南下，不断加强和活跃长江流域的降水系统，从而促使本流域降水持续和增大。每年4～6月份，由于西南暖湿气流与西北南下的冷空气相遇，形成大范围的锋面雨，降雨集中，历时较长；7月份以后，因受东南沿海台风的影响，常伴有台风雨，暴雨强度大，历时相对较短。经对XX气象站1953～2002年共50年的实测暴雨资料统计，年最大一日暴雨发生在6月份的有17年，占统计年份34％；发生在7月份的有11年，占统计年数的22％；发生在5月份的有8年，占统计年数的16％；发生在4月份的有5年，占统计年数的10％。2.5.2　洪水成因及特性本工程所在区域内的洪水均有暴雨产生，因此洪水多发生在产生暴雨天气的4～7月份，尤以6月份发生最为频繁，洪水发生时具有历时短、汇流快、洪峰高的特点，从暴雨发生到洪水产生只有短短的几个小时，一次洪水过程一般在一天左右，洪峰大小与暴雨强度密切有关。2.5.3　水文资料调查根据查阅历史文献，XX水库流域内没有历史洪水和历史暴雨的记载历史的记载内容，因此XX水库河流域内缺少历史调查的水文资料。2.5.4　坝址设计洪水一、原设计洪水资料XX264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告水库1958年10月动工兴建，1960年7月基本完成并投入运行，是一座以灌溉为主兼有防洪、养殖等综合利用的中型水利工程。工程进行过设计和多次加固设计，在水文方面进行复核的设计主要有：武汉水利学院一九五八年编制的《XX县樊家桥水库设计说明书》、1963年由XX县水电局编制的《XX县XX水库设计任务书》及附件、1976年由XX县水利电业局编制的《XX县XX水库加固设计》及1987年由XX县水电局编制的《XX水库除险加固初步设计书》，《江西省大中型水库基本情况汇编》的水文成果基本摘自1987年的设计。根据武汉水利学院一九五八年编制的《XX县樊家桥水库设计说明书》及《XX县樊家桥水库勘测报告》的洪水计算成果：设计采用信江流域上的大溪渡站1953年8月17日的实测暴雨值进行洪水计算，1953年8月17日的实测暴雨相当于大溪渡站频率为2.57％，据此推求出来的校核标准下的洪峰流量为438m3/s(P＝1%)，设计标准的洪峰流量为355m3/s(P＝2%)。1963年由XX县水电局编制的《XX县XX水库设计任务书》及附件的洪水计算成果：设计标准下的洪峰流量为427.8m3/s(P＝1%)；校核标准下的洪峰流量为530m3/s(P＝0.1%)。1976年由XX县水利电业局编制的《XX县XX水库加固设计》的洪水计算成果：按照河南“75.8”型暴雨（即三天1600mm）推求出可能最大洪峰流量为910m3/s，洪水总量为2200×104m3，设计标准下的洪峰流量为175m3/s。1987年由XX县水电局编制的《XX水库除险加固初步设计书》的洪水计算成果：按照水文手册提供的计算方法采用推理公式计算，暴雨采用手册查算的最大24小时暴雨，设计标准下的洪峰流量为209.4m3/s(P＝1%),洪水总量为576.8×104m3；校核标准下的洪峰流量为292.52m3/s(P＝0.1%),洪水总量为811.6×104m3。历次设计水文成果详见表2.5。表2.5历次设计洪水成果比较表设计书名称XX县XX水库设计任务书XX县XX水库加固设计XX县XX水库加固设计安鉴设计年份1963年1976年1987年2007年计算方法瞬时单位线法推理公式推理公式推理公式流域参数F=20km2、L=7.5kmJ=0.0085F=20km2L=7.5kmJ=0.0085F=20km2L=7.5kmJ=0.0085F=20.0km2L=7.5kmJ=0.0085暴雨参数H1天=328.86mm(p=1%)H1天=266mm(P=1%)H24=324.4mm(P=1%)H24=269.30mm(P=2%)H1天=406.8mm(p=0.1%)H3天=1600mm(p=可能最大)H24=441.8mm(p=0.1%)H24=407.02mm(p=0.1%)洪水标准及计算成果设计p=1%Q=427.8m3/s设计p=1%Q=175m3/s设计p=1%Q=209.4m3/s设计p=2%Q=202.1m3/s校核p=0.2%Q=530m3/s校核p=可能最大Q=910m3/s校核p=0.1%Q=292.52m3/s校核p=0.1%Q=357.9m3/s洪水标准及计算成果设计洪水总量W=427.8万m3设计洪水总量W=576.8万m3设计洪水总量W=449.4万m3校核洪水总量W=2200万m3校核洪水总量W=811.6万m3校核洪水总量W=724.2万m3二、设计暴雨的推求264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告设计暴雨可根据实测暴雨推算，也可根据《江西省暴雨洪水查算手册》中的等值线图查算。1、由实测暴雨推算坝址以上流域中心的设计暴雨XX水库所在的童家河流域没有设置雨量测站，邻近流域距离XX水库最近的雨量站点为塘湾雨量站及XX气象站。塘湾雨量站位于信江干流左岸一级支流罗塘水流域中游的塘湾镇，塘湾雨量站距离XX水库流域中心的直线距离约为10.4km，且同属信江干流左岸。塘湾雨量站1963年建站至今，有1970年～1998年的实测降雨资料，系列较短，且73、74、76、87、88年等资料缺失，资料不完整。XX气象站位于信江干流右岸，距离XX水库流域中心的直线距离约为22.78km，XX气象站设立于1935年至今，保存有1953年至今的降雨资料。XX站为国家基本气象站点，实测资料有1953～2004年月降雨和日最大暴雨资料，精度能满足设计要求。故本次设计选用XX气象站为代表站。XX气象站有1953～2004年最大一日暴雨资料，而无短历时暴雨资料，根据XX水位站同期24小时暴雨和一日暴雨的关系分析，得该地区一日暴雨与24小时暴雨的换算系数为1.124，本次设计XX气象站24小时暴雨采用最大一日暴雨乘上1.13求得。根据求得的24小暴雨系列排频统计、P-Ⅲ型理论适线、定线，求得各频率的24小时暴雨，成果见表2.8。与XX气象站相邻的汪二雨量站和文坊雨量站的24小时暴雨排频成果见表2.6。从表中可以看出，XX气象站24小时暴雨排频成果合理。表2.6　XX、汪二、文坊24小时暴雨排频成果比较表特征值站点H24（mm）CvCs＝3.5CvXX气象站123.80.38汪二雨量站124.10.40文坊雨量站125.20.352、由《江西省暴雨洪水查算手册》推算坝址以上流域中心的设计暴雨根据原水电部1978年下达编制《短历时暴雨参数等值线图》、《径流查算图标》的要求，在江西省水利厅直接领导下，以江西省水文总局为主，编制了《江西省暴雨洪水查算手册》（以下简称《手册》），并经原水电部1983年（83）水电水建字第28号和（83）水电水规字第7号文件批准使用。本《手册》是为我省水文资料短缺的地区，作为中、小型水利水电工程（一般用于集雨面积在1000km2以下的山丘区）进行安全复核及新建工程设计洪水计算的依据。根据《手册》中暴雨等值线图和偏差系数图可查得水库流域中心点各时段暴雨参数见表2.7。由此可计算得坝址上流域中心点的设计暴雨，其成果见表2.8。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表2.7　XX水库各时段暴雨特征表三天暴雨24小时暴6小时暴雨1小时暴雨H3天=170mmH24=120mmH6=80mmH1=43mmCV=0.43CV=0.45CV=0.48CV=0.45表2.8　XX水库暴雨计算成果表频率项目0.10.2123.33510实测暴雨24小时375.9349.1285.6257.6236.6219.6189.9H24=123.8mm，CV=0.40，CS=3.5CV。《手册》查算暴雨24小时408.0376.8302.4270.0250.8225.6192.0H24=120mm，CV=0.45，CS=3.5CV6小时290.4284.0212.0188.0176.0156.0131.2H6=80mm，CV=0.48，CS=3.5CV1小时146.2135.02108.3696.7589.8780.8468.8H1=43mm，CV=0.45，CS=3.5CV3、设计暴雨的选用从上述两种方法求得的最大24小时设计频率暴雨可以看出，XX站实测降雨计算成果与《手册》相差在9%～1%，考虑到实测系列没有特大暴雨资料，计算出的CV值较小，而《手册》综合考虑了流域特征，成果较可靠，对无资料地区的设计暴雨计算有较高的精度；根据《小型水力发站水文计算规范》(SL77—94)4.1.4条规定，同时参照《水利水电水文计算规范》(SL278—2002)的规定，本次设计采用《手册》查算的成果作为设计暴雨成果。三、坝址设计洪水XX水库所在流域内无水文测站，邻近流域内控制集雨面积相对较小的水文站有龙潭桥、项源两个，龙潭桥水文站控制流域面积为XX水库的10.45倍，流域面积相差较大，且龙潭桥水文站和本水库分别位于信江的南北岸，暴雨同期性较差；项源水文站控制流域面积为XX的2.1倍，与本水库同位于信江南岸，暴雨同期性较好，且流域面积相差不大，但实测流量系列偏短（只有24年），故均不适宜选为参证站来推求坝址设计洪水。XX264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告水库1960年7月开始投入使用并发挥效益，同年开始观测水库的水位，水库水位采用人工观测，几天观测一次，观测资料断断续续且不完整，水位观测间隔时间长，又没有水库出水量的资料。故本次除险加固设计既无法用水位、出库流量资料来推求设计洪水，也无法根据流量资料来推求设计洪水，而只能根据暴雨资料来推求坝址设计洪水。设计暴雨采用前节计算的成果。根据《手册》使用方法和适用的范围，流域的设计洪水按可用瞬时单位线法和推求公式法两种方法进行计算，其中集雨面积大于50km2的流域，一般采用瞬时单位线法计算设计洪水；面积小于30km2的流域，一般采用推求公式法计算设计洪水；面积在30～50km2之间的，一般采用推求公式法计算设计洪水。当工程的规模属中型或性质较为重要，而且要求有较精确的设计洪水过程进行调洪等计算时，宜采用瞬时单位线法计算。本次设计采用两种方法分别进行计算。根据江西省产流分区图、推理公式分区图、瞬时单位线分区图以及本工程的地理位置图得，本工程地点位于产流分区的第Ⅱ区，相应设计前期影响雨量为75mm；推理公式法计算分区为第Ⅴ区；瞬时单位线计算分区为第Ⅴ区。设计洪水计算中暴雨历时取24小时。1、推理公式法计算设计洪水（1）地面洪峰流量和相应的汇流时间计算首先计算最大24小时净雨过程，然后联解下列方程组：由于θ=L/J1/3＝19.17＜30故m=0.247θ0.265=0.54式中：F——坝址控制的流域面积，F=20.0km2；ht——计算时段以前总净雨量，mm；t——计算时段以前总时间，h；L——坝址以上主河道长度，L=7.5km；J——坝址以上主河道加权平均坡降，J=8.5‰；Qt、Qτ——地面洪峰流量，m3/s；τ——汇流时间，h。经联解，可求得各设计标准下的地面洪峰流量和相应的汇流时间。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告（2）设计洪水过程线推求根据《手册》中的概化五点折腰多边形过程线推求地面流量过程线。各转折点的座标见表2.9。表2.9　五点概化多边形各转折点座标座标起涨点起涨段转折点洪峰位置退水段转折点终止点流量(m3/s)00.1QM地面QM地面0.2QM地面0时间00.1T0.25T0.5TT表中：T为过程线底宽，由下式计算(小时)式中：W为洪水总量，由下式计算(万立方米)式中：h为设计净雨总量。由此可求得各设计洪水的地面过程线，并以地面流量过程线终止点为地下流量峰顶位置，然后逐时段向前或向后减少地下径流过程，求得地下流量过程，并与地面流量过程叠加，就可求得所需的设计洪水过程线。其洪水成果见表2.10，设计洪水过程线见表2.11。2、瞬时单位线法计算设计洪水单位线参数K根据工程所在水系(信江流域)按下式计算：m1=n·k=3.47·(F/J)0.227·(I/10)0.0382Lg(f/J)-0.312式中：n=2.0F——坝址控制流域面积(km2)，F=20.0km2；J——坝址以上主河道的加权平均坡降(‰)，J=8.5‰；I——时段净雨强度(mm/L)，I=hi/△t；hi——时段净雨量(mm)；△t——计算时段(h)，△t=3h。根据计算的单位线参数K和n值，查得相应的无因次设计单位线，然后与对应的时段设计净雨深相乘，最后错时段叠加，求得地面设计流量过程，且以地面流量为零时地下径流达到峰值，逐时段向前或向后减少地下径流，并与地面流量叠加，即为所求得的设计洪水过程线，根据设计洪水过程线可求得设计洪水成果。设计洪水成果见表2.10。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表2.10　XX水库推理公式法和瞬时单位线法设计洪水计算成果比较表频率(%)参数0.10.2123.33510一小时点暴雨(mm)146.2135.0108.496.889.980.968.8三小时点暴雨(mm)222.7205.6163.5145.4134.9121.0102.2六小时点暴雨(mm)290.4268.0212.0188.0174.4156.0131.2廿四小时点暴雨(mm)408.0376.8302.4270.0250.8225.6192.0设计净雨(mm)318.8289.1217.7186.9168.7144.9113.7推理公式法洪水总量（万m3）724662514449394360294洪峰流量（m3/s)365.4331.6247.7211.4190.4161.1121.7瞬时单位线法洪水总量（万m3）724662514449394360294洪峰流量（m3/s)309.0283.1218.4186.1167.1141.4106.4表2.11　XX水库坝址设计洪水过程线（推理公式法）序号P＝0.1％P＝0.2％P＝1％P＝2％P＝3.3％P＝5％P＝10％时间(h)流量(m3/s)时间(h)流量(m3/s)时间(h)流量(m3/s)时间(h)流量(m3/s)时间(h)流量(m3/s)时间(h)流量(m3/s)时间(h)流量(m3/s)10000000000000021.737.81.734.41.726.01.722.31.820.21.817.21.913.234.3365.44.3331.64.3247.74.4211.44.4190.44.5161.14.7121.748.580.78.573.88.656.88.749.38.845.09.038.89.330.3517.117.017.116.717.316.117.415.617.515.317.814.718.613.4620.114.020.113.820.313.320.412.920.512.720.812.221.611.2723.111.023.110.823.310.523.410.223.510.123.89.724.69.0826.18.026.17.926.37.726.47.626.57.426.87.327.66.9929.15.029.15.029.34.929.44.929.54.829.84.830.64.71032.12.132.12.032.32.132.42.232.52.232.82.333.62.61134.2034.2034.6034.8035.0035.6036.60.41237.20从表2.10比较表中可以看出，两种计算方法洪水总量一致，设计及校核频率的洪峰流量瞬时单位线法比推理公式法小11.8%～15.3%；经洪水调节计算，校核洪水位（P＝0.1%）时五点概化法成果比瞬时单位线法成果高0.17m，设计洪水位（P＝2%）时五点概化成果比瞬时单位线法成果高0.05m；从工程的安全角度考虑，推理公式法的洪水对工程更为不利，故本次除险加固设计本流域坝址设计洪水位采用推理公式法的洪水成果。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告3、设计洪水计算成果选择本次除险加固设计的坝址洪水计算成果与最近一次（1987年）设计洪水成果比较，千年一遇设计洪峰比原设计大24.9％，百年一遇设计洪峰比原设计大18.3％，由于原设计洪水计算采用的坝址特征参数、暴雨统计参数、洪水计算历时和计算方法都不清楚，因为不好进行定量的分析说明两次设计计算成果变动的因果关系并进行比较。本次除险加固设计坝址洪水计算是采用经原水电部批准使用的《手册》进行计算的，其计算成果经与本地区其他已建或已批水库的设计洪水成果进行比较（其比较见表2.12）可知，XX水库坝址设计洪峰模数与邻近已审查通过的几个水库较接近，故XX水库设计洪水采用《手册》的计算成果是合理的。2.5.5成果合理性分析采用《手册》暴雨等值线图查算暴雨按《手册》推荐的推理公式法计算的洪水成果和用《手册》暴雨等值线图查算暴雨按《手册》推荐的瞬时单位线法计算的洪水成果相近，说明两种方法计算的洪水成果可用。本次初设的本流域坝址洪水计算成果与历次设计洪水成果比较有一定出入，与2007年的安全鉴定阶段计算成果基本一致。由于1987年以前的设计洪水在计算采用的参数值、洪水标准等多方面差别较大，且计算的中间过程缺失，因此难以比较。本报告与1987年编制得除险加固设计进行比较分析，具体见表2.12。从表中可以看出，千年一遇设计洪峰比1987年设计大24.9%，而24小时暴雨产生的洪水总量则比1987年设计少10.8%；百年一遇设计洪峰比1987年设计大18.3%，而24小时暴雨产生的洪水总量则比1987年设计少10.9%，经分析洪峰流量的不同是由于暴雨值H、及汇流参数m与下渗参数I不同引起的，特别是汇流参数m的取值所导致，汇流参数m的取值，1987年设计中采用的是查图法，本次设计采用的是公式计算所得，考虑到《手册》的计算方法较为科学，因此本次设计所采用的值较为合理，所得洪峰流量成果也较为合理。而洪水总量的不同主要是由于最大24小时暴雨值及下渗率不同引起，最大24小时暴雨值及下渗率本次设计的取值更为合理，因此本次设计的洪量成果较为合理。本次除险加固设计本流域坝址洪水计算是采用经原水电部批准使用的《手册》进行计算的，其计算成果与本地区其他已建或已经审批水库的设计洪水成果进行比较(其比较见表2.13)，XX水库洪峰模数与其毗邻的塘湾水库洪峰、洪量模数较为接近，遵循一般的流域面积大洪峰模数大,洪量模数小的特性，因此认为XX水库设计洪水采用《手册》的计算成果是合理的。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表2.12本次设计与安鉴阶段、1987年水库加固设计洪水计算成果比较表　　参数其它FLJH24(P=0.1%)H24(P=1%)mI下渗率Q(P=0.1%)Q(P=1%)W(P=0.1%)W(P=1%)单位km2km‰mmmmmm/hm3/sm3/s万m3万m31987年207.58.5441.8324.40.541.5292.5209.4811.6576.8安鉴阶段207.58.5407.0301.70.64变值357.9239.0724.2513.5本次设计207.58.5406.9301.60.64变值365.4247.7724514表2.13设计洪水成果比较表水库名称P(%)项目洪水结果洪峰模数0.1120.112XX(F=20.0，J=8.5，L=7.5)Q(m3/s)365.4218.4186.149.633.628.7W(104m3)72451444936.225.722.5塘湾(F=22.6，J=12，L=8.2)Q(m3/s)382.2273.2239.347.834.229.9W(104m3)73451144732.522.619.8注明：1、表中F为集雨面积(km2)，J为河道加权平均坡降(‰)，L为主河道长度(km)，Q为洪峰流量（m3/s），W为24小时暴雨产生的洪水总量；2、洪峰模数为Q/F2/3，洪量模数为W/F(万m3/km2)。2.5.6　分期（施工）洪水为了进行施工组织设计和合理安排施工进度，设计中对施工洪水进行了分析计算。本工程是除险加固工程，枢纽建筑物主要有大坝、溢洪道、灌溉发电引水隧洞等，灌溉发电引水隧洞进口底板高程为81.17m，是整个水库枢纽中最低的一个出水口。灌溉发电引水隧洞进口施工时无导流建筑物进行临时性导流，施工期的径流将全部存放在库中；大坝、溢洪道施工可利用灌溉发电引水隧洞进行临时性施工导流。一、无导流设施时施工洪水和水位的计算根据求得的坝址径流系列及施工进度，施工期考虑只有11月～1月一个划分时段。根据该时段的来水系列，经排频、适线、定线，得出设计频率来水量。再由得出各设计频率来水量查对应工程库容曲线得各设计频率施工洪水水位。各施工期径流总量和洪水水位成果见表2.14。表2.14　XX水库坝址无导流设施时各施工径流总量和洪水水位成果表频率102033.3264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告（％）施工期来水量(104m3)洪水位(m)来水量(104m3)洪水位(m)来水量(104m3)洪水位(m)11月～1月464.592.73347.791.07262.089.70二、有导流设施时施工洪水和水位的计算通过对项源水文站实测逐年各月洪峰流量资料统计分析，施工期考虑只有10月～11月一个划分时段。分期施工洪水是按时段中最大洪峰流量排频、适线、定线，得出设计频率洪峰流量，然后采用面积比的三分之二次方换算成坝址洪峰流量进行计算。分期设计洪水成果见表2.15。分期施工设计洪水过程线采用同倍比放大法计算，计算成果见表2.16。表2.15　XX水库坝址有导流设施时施工洪水计算成果表频率施工期洪峰流量（m3/s）P＝10％P＝20％P＝33.3％10月～11月14.39.26.5表2.16　XX水库坝址有导流设施时P＝20％设计洪水过程线计算表序号时间（小时）流量（m3/s）时间（小时）流量（m3/s）10月～11月10月～11月100.4114.0210.7123.8321133.8431.5143.8541.8183.5652.1233.1762.7243.0872.8252.7983.1302.11093.6332.011104.1361.8根据以上洪水过程线成果、水库库容曲线（见4.4节）和灌溉发电隧洞泄流曲线（见5.4节）进行施工洪水调节，经调洪得出有导流设施时施工洪水位，成果详见表2.17。表2.17　XX水库坝址有导流设施时施工洪水位计算成果表频率施工期P＝20%洪水位（m）10月～11月83.05264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告2.6　水雨情自动观测设计2.6.1　站网现状XX水库控制流域内水文部门没有设置水文测验站，灌溉发电引水隧洞的工作桥排架上刻有水位标尺，采用人工观测手段在汛期进行库水位观测，其观测资料不能满足水库防洪与汛期安全运行要求。2.6.2站网布设原则（1）测站数量以满足水库降水径流关系的分析研究，洪水预报等需要进行布设。（2）充分利用现有测站，以节省投资。（3）测站尽可能设置交通比较方便、电力能源能得到保障的乡村，以便系统的建设及维护管理。2.6.3站网设计XX水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、水产养殖、发电等综合利用的中型水库，坝址控制集雨面积20.0km2。根据水文雨量站布设规范以及为了及时的初步作业设计，在水库管理局建一座中心站。根据在万分之一航测图所进行的初步作业设计，库区新建理源（海拔高程171.20m）控制性雨量遥测站，并在XX水库大坝上同时新建成雨量遥测站，库水位人工观测改建成库水位自动测报。利用外网转发理源雨量遥测站的雨情数据至XX水库管理局中心站（XX水位雨量遥测站的雨情数据直接进中心站）或转发理源、XX二雨量遥测站的雨情数据至县防汛办，形成水文信息自动收集、处理和预报的水文自动测报系统。水库管理局中心站利用计算机对遥测数据快速处理和加工成各种数据报表及洪水预报，提早做准备，作出水库洪水优化调度运行的安排。2.6.4水雨情自动测报系统一、设计目标结合XX水库的特征，应用先进设备，建成运行可靠，反应迅速的实时水情信息采集系统。雨、水情信息实现无人值守，有人看管、自动采集、固态存储、数据自动传输的现代通信。确保水情信息快速传递，为水库科学调度提供准确及时的水文数据。二、设计原则1、在总体设计中遵循的原则是：报讯通信可靠、快速，确保信道畅通。2、建立超短波报讯通信网。三、系统工作体制和系统结构264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告系统采用超短波通信方式，超短波通信网采用231MHZ频段，以异频半双工方式工作。遥测站按无人值守，有人看护式设置，采用自报式工作体制。遥测站采用太阳能浮充的供电方式，配置电台整机，具有通话功能。水雨情自动测报系统由一个中心站（水库管理处）、一个雨量遥测站、一个水位雨量遥测站（水库坝址）组成。四、系统各部分功能要球1、遥测站遥测站采用自报式传输信息，能自动实时将传感器的水文参数采集、编码、处理，发送到中心站。2、中心站中心站是全系统核心，能接收所有遥测站的自报信息并进行判断，确保数据正确性、完整性；能对各种数据存入数据库，并进行处理、修改；能对各种数据以表格、图形方式显示、打印，并做出洪水预报；对各站点进行控制，动态设置各种站点的系统参数；能够提供故障、越限报警功能。五、系统设备配置1、遥测站a.遥测站建专用站房，面积不小于4m2，墙高3.0m，平顶房顶，房顶安装雨量计，太阳能电源板。b.遥测站要建防雷接地网，接地电阻要求小于10欧姆，避雷针与接地网相连。c.水位测井井筒内径在0.6m～1m之间，井壁光滑、垂直，井口高程应在历史最高洪水位以上0.5m～1m之间，测井与井水管间设沉砂池，测井上设站房，水位井站房电缆沟至遥测站房。2、中心站中心站设在XX水库办公大楼内。中心站面积约30m2。主机房按计算机要求装修，主机房温度要求为15℃～30℃，相对湿度在50～80％，配置消防设备，具有防雷、防水、防火措施，设备布置与安装要考虑到便于操作维修。天线塔应安装在楼顶或机房附近，使机房处于天线塔的避雷装置保护范围内。还应铺设设备保护接地网和避雷地网，设备地网与避雷地网相距5m以上，接地电阻要求小于5欧姆。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告3　工程地质3.1　工程地质勘察工作简介XX水库在工程兴建前未进行地质勘察工程。抚州水电勘察设计院受业主委托，于2007年1月开始了该工程安全评价阶段的工程工程地质勘察工作，于2007年3月结束外业，完成大坝、溢洪道、输水隧洞等建筑物的工程地质勘察工作，共完成钻孔9个（其中一孔为初设补充钻孔），总进尺212.54m，压（注）水试验44段，取原状土41组，室内土工试验41组。布置探槽3条，水样2组。坝址区工程地质平面测绘约0.1km2，工程地质剖面测绘约0.80km。2007年5月完成安全评价阶段的工程地质勘察工作，提交了《江西省XX市XX水库安全评价工程地质勘察报告》及图纸。本初设阶段的工程地质勘察工作是在充分利用前期工程地质勘察成果的基础上，结合工程现状和存在的险情等问题，针对性地按安全评价审查意见与设计要求进行，在溢洪道进口处补充施工了一个钻孔，以查明左坝肩岩体的透水性，对天然建筑材料进行了调查复核。本工程的岩土室内试验和水质分析由XX市水利工程质量检测站承担。3.2　工程区地质概况工程区属构造剥蚀丘陵地貌，植被发育，岸坡稳定。山脉走向基本为北东向，地势西南高，东北低，山顶高程一般为150～250m，相对高差一般50～100m，山坡坡度一般45°～35°。本区出露地层主要有加里东期花岗岩、晚元古界震旦系下统及第四系地层，该地层分布广泛；第四系全新统冲洪积层主要分布于河谷及两岸阶地，一般具二元结构，上部为粘土，下部为砂及砾（卵）石层，中更新统残坡积层亦有零星分布，一般分布于低丘坡麓处，岩性为含砂低液限粘土、粘土质砂等。工程区位于华南褶皱系、赣中南褶隆的北缘饶南拗陷内，区内岩浆岩活动以燕山期中酸性岩浆喷发为其主要特征，形成火山熔岩、凝灰岩及火山碎屑—沉积岩，南部较北部发育，厚度较大。据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）界定，工程场址地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。相应地震基本烈度低于Ⅵ度，区域稳定性较好。建筑可不进行地震安全复核。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告本区属亚热带多雨气候，水量丰富，为地表水径流和地下水补给提供了良好的条件。区内地下水主要类型为基岩裂隙水及孔隙潜水。基岩裂隙水主要分布于岩石裂隙之中，其赋存、迳流及岩体的透水性取决于断裂构造、节理裂隙发育程度、裂隙充填状况及岩体风化程度。孔隙潜水主要分布于第四系全新统河流冲积层及山麓堆积层中，前者水量较丰富，接受大气降水及基岩裂隙水补给，后者水量不丰富，主要接受大气降水补给。3.3坝址区工程地质条件及评价3.3.1工程地质条件一、地形地貌及物理地质现象河流由南西向北东流经坝址，河谷呈“U”型，谷宽约50米，河床高程一般为75～80m。两岸不对称，右岸山体边坡较缓而左岸山体边坡较陡，但左右岸山体均较雄厚，坝址下游为洪冲积的小盆地，地形较开阔。坝区不良物理地质现象一般不发育,近坝库岸山体植被发育，且地质构造不发育，近坝库岸山体边坡基本稳定。二、地层岩性坝区出露地层主要有加里东期花岗岩、晚元古界震旦系下统及第四系地层，现由老至新分述如下：（1）加里东期：岩性为中粗粒花岗岩，坝左分布广泛。（2）晚元古界震旦系下统：为砂岩，主要在坝右肩出露。（3）第四系：①全新统冲洪积层：主要分布于河谷及两岸阶地，一般具二元结构，上部为粘土，下部为砂及砾（卵）石层，厚度为2～4m。②中更新统残坡积层亦有零星分布，主要分布在两头山麓处，为粘土质砂（砾），厚度不一，为0.5～2m。三、地质构造坝址区地质构造不甚发育，构造形迹以节理裂隙为主，发育方向主要为北东向，次为北西向。坝区出露基岩主要为强～弱风化岩体，坝址节理裂隙较发育，其产状为N40°~50°E/SE∠41°、N42°W/NE∠41°，S48°E/NE∠86°，多呈闭合～微张状，裂隙面平整，无杂质充填。坝右见顺层面分布的石英脉体，最宽达1.6m，一般为0.1m的石英脉体或花岗质脉体。四、水文地质条件坝址区地下水类型主要为基岩裂隙水及孔隙潜水。（1）基岩裂隙水主要分布于岩石264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告裂隙之中，其含（透）水性取决于断裂构造、节理裂隙发育程度、裂隙充填状况和岩体风化程度。据勘探,两坝头基岩裂隙水埋深为11.00～20.60m,高程83.75～93.45m。（2）孔隙潜水主要分布于第四系全新河流冲积层中，水量较丰富，接受大气降水及部分基岩裂隙水补给，排泄于沟谷或补给库水。水质分析成果表明，地表水水质类型为重碳酸型淡水，PH=6.28，=0.522mmol/L，CO2游=5.465mg/L，CO2侵=11.484mg/L；地下水水质类型为重碳酸型淡水，PH=6.65，=0.574mmol/L，CO2游=3.643mg/L，CO2侵=5.742mg/L，据环境水对混凝土腐蚀性评价标准，地下水和地表水均具分解类溶出型中等腐蚀性，且库水具一般酸型弱腐蚀。3.3.2坝址区工程地质条件评价一、坝基（肩）稳定性评价大坝坝基持力层主要为全风化基岩及第四系冲积含细粒土砂，下部为强风化花岗岩，对低土石坝而言，其承载力及抗剪强度能满足要求，坝基稳定问题不大。坝基岩石建议参数如下表3.1。表3.1　坝基岩石建议值坝基全风化花岗岩允许承载力R允=0.30~0.35MPa；C"=0.015~0.020MPa，f"=0.20~0.25。强风化花岗岩允许承载力R允=0.80~1.0MPa；C"=0.10~0.15MPa，f"=0.45~0.40。弱风化花岗岩允许承载力R允=3.5~4.0MPa；C"=0.70~0.80MPa，f"=0.80~0.85。二、坝基（肩）渗漏与渗透稳定评价据野外钻孔压(注)水试验，左坝基全风化岩体透水率为7.68×10-5cm/s～7.38lu，强风化岩体透水率为5.38Lu,均在10Lu以下或K值小于1.0×10-4cm/s，具弱透水性，故左侧坝基不存在渗漏问题。坝右侧坝基K值为（5.0～6.24）×10-4cm/s，具中等透水性，故右侧坝基存在渗漏问题。据钻孔注（压）水试验，大坝左坝肩77m高程以上岩体K值为（5.24～11.00）×10-4cm/s（岩体透水率为18.4~28.2Lu），K值大于1.0×10-4cm/s或在10Lu以上，具中等透水性，左坝肩存在绕坝渗漏问题。坝右肩高程87m高程以上岩体K值为（2.37～5.81）×10-4cm/s，具中等透水性，故坝右肩也存在渗漏问题。（见渗透剖面图及压水试验成果表）264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表3.2　压（注）水试验成果表孔号试段范围(m)压力(Mpa)压入流量(l/min)透水率(lu)或渗透系数（cm/s）备注Zk10.00～4.5043.005.38×10-3坝右肩坝体Zk14.50～11.3621.205.81×10-4坝右肩岩体Zk111.30～17.7713.902.37×10-4坝右肩岩体Zk117.50～24.460.449.33.02坝右肩岩体Zk20～5.30413.83×10-3坝上游右侧坝体Zk25.20～10.50551.72×10-3坝上游右侧坝体Zk210.40～16.40366.56x10-4坝上游右侧坝体Zk216.30～20.40315.51x10-4坝上游右侧岩体Zk220.40～26.80141.73×10-4坝上游右侧岩体Zk30～5.0383.91×10-3坝体Zk35.00～10.30541.76x10-3坝体Zk310.12～15.50541.03×10-3坝体Zk315.40～20.50434.29×10-4坝体Zk320.37～25.60303.53×10-4坝体Zk325.55～30.00335.01×10-4坝体Zk329.98～33.281.86.24×10-4坝基风化岩石Zk333.20～38.120.43199.0坝基风化岩石Zk40～5.80463.60×10-3坝上游左侧坝体Zk45.65～11.60391.01×10-3坝上游左侧坝体Zk411.50～16.80519.70×10-4坝上游左侧坝体Zk416.70～22.30182.25x10-4坝上游左侧坝体Zk50.00～5.00434.50×10-3坝体Zk55.0～10.10424.15×10-3坝体Zk510.00～15.40356.90×10-4坝体Zk515.30～20.20426.80×10-4坝体Zk520.00～25.20313.46×10-4坝体Zk525.10～31.442.67.68×10-5坝左坝基岩石Zk532.17～36.800.318.87.38坝左坝基岩石Zk536.70～41.310.5613.95.38坝左坝基岩石Zk60～5.20474.74×10-3坝左肩坝体Zk65.20～10.70423.34×10-3坝左肩坝体Zk610.5～16.63641.40×10-3坝左肩岩体Zk610.60～21.29695.24×10-4坝左肩岩体Zk621.20～26.330.545118.40坝左肩岩体Zk626.30～30.950.5313.95.68坝左肩岩体Zk70.00～7.80461.98×10-3坝中坝后坝体Zk77.80～14.20417.45×10-4坝中坝后坝体264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告Zk714.10～22.50426.40×10-4坝后坝基岩石Zk80.00～6.35452.90×10-3坝左坝后坝体Zk86.30～10.40461.71×10-3坝左坝后坝体Zk102.00～7.50.3452.728.20坝左侧山体岩石Zk107.00～12.400.3315.28.50坝左侧山体岩石Zk1012.00～17.000.336.94.20坝左侧山体岩石3.4大坝填筑土质量评价3.4.1大坝运行状况该工程于1958年冬开工兴建，并由县组织成立了XX水库工程委员会负责工程施工，1959年开始初步受益，工程初建时，大坝设计为心墙坝，但施工时，由于心墙土料匮乏，心墙仅做到了89.67m高程。1960年大坝建至100.17m，1961年又增至104.14m，建库时由于资金和原材料的缺乏，坝内输水涵管采用了浆砌条石结构，1962年7月6日斜卧管盖板断裂，平涵形成压力流涌出，大坝出险，1962年冬封堵老涵管，新建输水隧洞、竖井、工作桥等，并于64年2月完成。由于老涵管封堵后仍有漏水，1975年1月10日按XX地区水电局（75）饶水字第04号文批复意见，再次进行涵管封堵，前面用粘土，后面用砂石料堵塞，效果不佳，仍有漏水现象，当时溢洪道右岸山坡较高又陡，进口部分岩石破碎严重，有塌方可能，加上大坝粘土心墙1958年施工只做到89.67m高程，当蓄水位达到96.67m时大坝外坡出现多处渗漏，鉴于上述原因，XX水库被列为三类工程。1976年8月县水电局编拟了“XX水库加固设计”，根据设计当年冬进行了施工，将溢洪道拓宽至30m，削平了溢洪道右岸山体，以达到稳定状态，并将开挖的16万m3的土石方加固了大坝，使坝顶宽达20m，坝外坡在94.67m处设置16m宽的平台，加宽坝脚38m。3.4.2坝体填筑土状况大坝原设计为粘土心墙，现状为均质土坝(大坝设计为心墙坝，但施工时，由于心墙土料匮乏，心墙仅做到了89.67m高程)，现状坝顶高程104.16m～104.50m,坝顶长150m，最大坝高28.65m，坝顶宽20.5m～20.9m。大坝迎水坡1:3.08～1:3.39；背水坡自上而下为1:3.31～1:3.43、1:2.69～1:2.85，背水坡在94.50m高程附近设15.7m～16.4m宽的马道。迎水坡从坝脚至86.0m高程采用0.1m厚砂垫层，干砌块石护坡，护坡厚0.3m264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告，背水坡采用草皮护坡。大坝贴坡排水体顶高程约为78.2m。贴坡排水体顶宽5m，上游坡1：1，下游坡1：0.93。据勘探及取样试验，坝体填筑土以粘土质砂为主，局部夹少量含砂低液限粘土、含细粒土砂，并未发现斜墙(斜墙土与坝体填筑土土质相近)，坝体填筑土均含砂较多。如ZK2孔0.9～1.1m深的土样试验结果为粉土质砂，粉、粘粒含量总和为38%，而含砾也达31.51%；ZK4孔0.6～0.8m深的土样试验结果亦为粘土质砂，粉、粘粒含量总和才为27%，而含砾达23%；ZK3孔25.9～29.3m深的土样试验结果，为含砂低液限粘土，但填土不密实，孔隙比大（孔隙比为1.031～1.096），干湿密度小（干密度为1.25～1.29g/cm3）。坝体填筑土的平均干密度为1.51g/cm3，平均孔隙比为0.77，压缩系数为0.40MPa-1，坝体填筑土具中等压缩性，野外注水试验渗透系数平均值为2.09×10-3cm/s；室内试验渗透系数平均值为2.32×10-4cm/s，大值平均值4.94×10-4cm/s，坝体填筑土均具中等透水性。坝体填筑土的主要物理力学参数及渗透系数统计值及建议值见表3.3、3.4和3.5。表3.3　坝体填筑土参数统计表湿密度干密度孔隙比土粒比重抗剪强度压缩系数渗透系数（cm/s）凝聚力摩擦角平均值1.81.510.772.6612.321.40.42.32×10-4大值平均值1.931.540.9672.714.523.80.474.94×10-4小值平均值1.721.420.6992.649.4190.31.00×10-4建议值1.851.510.782.6612214.94×10-4表3.4　坝后填筑土参数统计表湿密度干密度孔隙比土粒比重抗剪强度压缩系数渗透系数（cm/s）凝聚力摩擦角算术平均值1.521.4152.673.8×10-4大值平均值1.721.611.1562.715.5×10-4小值平均值1.321.220.6832.632.1×10-4建议值1.71.420.82.6810225.5×10-4表3.5　坝基全风化层参数统计表湿密度干密度孔隙比土粒比重抗剪强度压缩系数渗透系数（cm/s）凝聚力摩擦角平均值1.621.3820.9492.6728.416.60.4753.07×10-4大值平均值1.891.512.711.320.10.5954.67×10-4小值平均值1.441.30.7422.635.5160.3556.75×10-5建议值1.81.450.772.688204.67×10-4264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告3.4.3大坝填筑土质量评价由于大坝经过多次加高及加固,原施工的心墙钻探难以揭露到,但从地下水位线看出,坝体心墙前后的地下水位降幅较小,说明心墙作用不大,故按均质土坝考虑。1.坝体填筑土总体由粘土质砂组成,填土土质量较差，现状坝体填筑土具中等压缩性，土的平均干密度为1.51g/cm3,据野外注水试验和室内渗透试验成果综合分析，坝体填筑土渗透系数大于1.0×10-4cm/s，具中等透水性，坝体填筑土防渗性能不满足规范要求，现大坝下游坝脚老河床处堆石排水体与填土接触部位出现集中渗漏，主要与坝体渗漏有关。2.坝体内坡为干砌块石护坡，运行四十多年来，护坡块石有部分移动，局部塌陷隆起，表面凹凸不平，高低相差20-30cm，砌体松动，大部分块石风化严重，块径偏小，并且护坡没有垫层。85.67m高程以下没有护坡。据岩石试验结果，岩石单轴饱和抗压强度仅为5.5～9.1Mpa,干抗压强度为18.5～20.1Mpa,软化系数为0.30～0.45，抗冲刷能力较差。3、大坝外坡采取草皮护坡，存在白蚁危害隐患，每年均进行过白蚁检查，虽经数次灭蚁，但仍有白蚁活动迹象。3.4.4贴坡排水体质量评价根据施工座谈纪要，1958年大坝初建时排水棱体中的反滤结构与排水设施已按设计图纸施工。1976年溢洪道扩建时，将大量溢洪道开挖的弃料填筑于坝下游，并修建了贴坡排水体。安全鉴定阶段在贴坡排水处开挖了1个探槽，经现场开挖，发现堆石之间已被全风化料充填，全风化料成分及性状基本同坝体填筑土，为粘土质砂，粉、粘粒含量明显超过5％，排水体已被淤塞，基本失效，且无反滤层,不能满足现行规范要求。大坝贴坡排水体座落在第四系全新统冲洪积含砂低液限粘土层上，贴坡排水体被泥土充填，排水效果较差。3.4.5水库大坝岩土物理力学参数建议值根据土工试验成果，坝体及坝基土体主要地质参数建议值的取值原则是：物理指标采用算术平均值，力学指标采和抗剪指标根据野外地质描述和试验成果综合考虑。坝基岩石的抗剪指标采用工程地质类比法提供，各岩石土体有关地质参数建议值表3.6。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表3.6　坝体填筑土与坝基岩土体主要地质参数建议值岩土名称参数名称粘土质砂(砾)（坝体填筑土）粘土质砂(砾)（坝后填筑土）坝基全风化层备注湿密度ρ(g/cm3)1.851.701.80坝基强风化岩石k=(4.0~5.0)×10-5cm/s。原棱体k=5.0×10-3cm/s。干密度ρd(g/cm3)1.511.421.45孔隙比e0.780.800.77比重Gs2.662.682.68凝聚力C(KPa)12~1010~88~6内摩擦角 φ(度)21~2322~2420~22渗透系数K(cm/s)4.94×10-45.50×10-44.67×10-4允许坡降0.36~0.380.34~0.360.38~0.403.5溢洪道工程地质条件及评价3.5.1工程地质条件溢洪道区出露地层主要有加里东期花岗岩及第四系地层，现由老至新分述如下：（1）加里东期花岗岩：地表出露岩体为强～弱风化岩体。（2）第四系：主要为全新统冲积层，主要分布于溢洪道出口下游河谷，一般具二元结构，上部为(含砂)低液限粘土，下部为砂及砾（卵）石层。3.5.2工程地质条件评价溢洪道系开敞式无闸控制溢洪道，布置在大坝的左坝端，系傍山开挖而成，由进口段、控制段、陡槽段、消力池段及泄洪渠段组成。现评价如下：（1）进口段：进口段为在左岸山坡上开挖而成，长28.1m，宽27～39m，底板高程97.83～98.08m，底板未衬护。右岸边墙为扭曲面，迎水面坡比为1:1渐变至直立；左岸边墙迎水面坡比为1:1渐变至直立，顶宽为1.4m，墙高5m；左右岸边墙采用浆砌石挡土墙。从现场地质条件看，该段为开挖山体而成，见有强风化岩石，能满足其基底应力要求，墙基较稳定，建议砼/强风化岩体抗剪强度建议为f=0.35～0.40,C=0.10～0.15Mpa。（2）控制段：控制段为无闸控制实用堰，长3.4m，总宽33.75m，过流净宽30m，堰顶高程100.47m。实用堰共分3孔，每孔堰长10m，上游坡比为1：0.54，顶部为不规则圆弧，下游堰面坡比为1：0.68，上游堰底高程98.08m，下游堰底高程98.11m，实用堰设计为200＃钢筋砼结构，堰顶上部设有交通桥。从现场地质条件看，该段为开挖山体而成，见有强风化下部岩石，264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告能满足其基底应力要求，堰基较稳定，建议砼/强风化岩体抗剪强度建议为f=0.45～0.40,C=0.20～0.25Mpa。由于溢流堰表面砼剥落，卵石外露，建议进行加固处理。（3）泄槽：整个泄槽是在左岸山体上开挖而成，泄槽总长103.6m，分为两级，第一级泄槽长64.8m，为矩形断面，第二级泄槽长38.8m，为矩形断面，底坡i=0.386，泄槽右岸边墙桩号0+000～0+060段为浆砌石重力挡墙，迎水面采用0.15m厚200#砼，边墙顶高程105.52～81.23m，顶宽为0.5m，迎水面直立，背坡1:0.5。其余均为150#砼护面，护面厚度0.3m，护面与其后基岩用钢筋进行锚固，锚固钢筋梅花型布置，间距1m。泄槽底板为150＃砼结构，其中0+002.1～0+066.9桩号砼厚度为0.3m，0+066.9～0+107.8桩号砼厚度为0.2m，泄槽底板设置有纵横排水沟，并设锚筋，锚筋间距1m，呈梅花型布置，锚筋长1.2m，锚固深度1m。现场取样检测，底板砼抗压强度变幅为13.1～14.7Mpa,边墙砼抗压强度变幅为13.2～14.3Mpa,达不到设计要求。整个泄槽是在左岸山体上开挖而成，出露的为强风化下部的岩石，岩石较完整，裂隙不大发育，未发现不利的结构面，且裂隙面倾向库里，岩体抗冲刷能力较强，现状山体边坡较稳定。建议抗冲刷流速见下表。场址岩土体允许流速建议值见表3.7。表3.7　溢洪道岩土体允许流速一览表岩土层名称水流平均深度(m)0.41.02.03.0水流平均流速(m/s）强风化岩体10.0012.014.015.0（4）消力池：溢洪道消能采用底流消能方式，池长25m，坎高1.92m，池宽8.0m，池底板高程75.18m，为梯形断面。消力池左、右岸边墙均为200#砼护面，护面厚度为0.3m，护坡坡比为1：0.5。左侧为花岗岩体，且左右侧已砌挡墙，墙基为新鲜完整岩石，现状墙体较稳定。（5）泄洪渠：消力池后接泄洪渠，泄洪渠长500m，平均宽度10m，纵坡为0.0074，渠岸坡高约3m左右，边坡很不规则，坡度1:0.45～1:1.5，泄洪渠出口接老河道。泄洪渠段底板上部为粘土质砂及含细粒土砂,下部为风化花岗岩,其透水性较强,抗冲刷能力较差,现状已进行了护砌,边坡较稳定。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告3.6发电灌溉隧洞工程地质条件及评价发电灌溉隧洞布置在大坝左端，现状隧洞长160m，洞径1.2m，进口高程81.17m，出口高程80.62m，洞径1.0m，底坡1/125，钢筋混凝土衬砌。该隧洞在施工时由于条件差，手工操作施工，因此钢筋砼衬砌质量较差，经过多年运行，隧洞表面出现了许多蜂窝麻面、露筋、空洞等现象，总面积达80余平方米，1987年XX县水电局对隧洞进行了修补加固处理。经此次加固后，隧洞未再进行过处理。现场检查发现隧洞竖井砼老化、剥蚀严重，闸门锈蚀，启闭螺杆变形，启闭机老化，闸门启闭操作困难，运行管理不便。隧洞洞身钢筋砼衬砌质量较差，实测砼强度推定值为19.5～20.7Mpa;竖井钢筋砼砌筑质量较差，实测砼强度推定值为12.6Mpa，未达到设计强度200#，竖井砼表面侵蚀严重，有多处蜂窝麻面，粗骨料裸露，钢筋锈蚀。该隧洞通过地段山体较雄厚，自然山坡稳定。隧洞进口段岩石呈强风化，裂隙发育，岩体较破碎，但现状边坡平缓,进口段洞脸山坡稳定性较好。出口段上覆有2~3米的残积土层,其下为强风化岩石，裂隙发育，岩体较破碎，但现状边坡平缓,出口洞脸山坡稳定性较好;隧洞埋深一般为20～30m，隧洞围岩为强～弱风化岩体，岩体裂隙不大发育，围岩稳定。进出口段岩石为强风化，上部有效围岩覆盖层较薄，岩体破碎,稳定性较差；洞身段上部有效围岩覆盖层雄厚，多为弱风化，围岩较为稳定。据类似工程岩石力学试验成果，建议隧洞各段岩石物理力学参数值为：进、出口围岩：K0=80～100kg/cm3，fk=3～2，比重为2.54，干容重2.30g/cm3；洞身围岩：K0=250～220kg/cm3，fk=5～4，干容重2.35g/cm3。3.7老输水涵管工程地质条件及评价老输水涵管建于1958年，布置在大坝左坝端，为坝下浆砌条石无压拱涵,拱涵底宽0.9m，高1.15m,长150m,进口底高程81.17m，出口底高程73.67m。1962年汛期，斜卧管管身突然断裂，大坝出险。经抢修，进行了衬砌，但因施工质量较差，仍漏水严重。1963年在坝左端新开圆形压力隧洞替代原有的输水涵管，同时对原有拱涵进行封堵。封堵老涵管采用的方式为从涵管上游用水泥浆进行封堵,由于采用手工操作施工，难度较大，堵死后仍漏水严重。1975年再次对老涵管进行封堵,涵管前半段用粘土，后面用沙石料导渗进行处理，涵管与坝体接触部位一直未进行处理，渗漏险情一直未彻底处理。老输水涵管管基为全风化岩石及残坡积土层，主要为含细粒土砂,264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告透水性较强,承载力较高，工程地质条件较好,老输水涵管管基不存在不均匀沉降问题。虽然进行了封堵,但现状仍然存在漏水,建议重新进行封堵。3.8天然建筑材料本工程所需天然建筑材料主要为砂、卵石及块石料，其中砂石料0.95万m3，卵石料0.77万m3，块石料0.86万m3，土料仅做施工围堰用。各料场介绍如下：1、土料场：水库库区附近山头有一定的残坡积土层，系含砂粘土，土质较好，目前已开挖出一个断面,厚一般为4～5m，采运方便，运距2~3Km，储量约2万m3。2、块石场：块石料场位于XX市泗沥镇曹家，料场名称为曹家料场，距XX水库65km，块石岩性为花岗岩。3、砂卵砾石场：砂卵石料场位于贵白公路路口，距XX水库30km，料场名称为新田料场,砂卵砾石丰富，目质量较好，含泥量少。3.9结论及建议（1）工程区位于华南褶皱系、赣中南褶隆的北缘饶南拗陷内，据《中国地震动峰值参数区划图》（GB18306～2001），坝址地震动峰值加速度小于0.05g，可不进行抗震安全复核。（2）工程区地表水及地下水均发育，地下水类型主要为基岩裂隙水及孔隙潜水。地下水和地表水均具分解类溶出型中等腐蚀性，且库水具一般酸性型弱腐蚀性。（3）坝体填筑土填筑质量差，填筑土主要以粘土质砂为主，K>1×10-4cm/s，具中等透水性，坝体存在渗漏问题，建议坝体进行防渗处理。左坝基全风化岩体透水率为7.68×10-5cm/s～7.38lu，强风化岩体透水率为5.38Lu,均在10Lu以下或K值小于1.0×10-4cm/s，具弱透水性，故左侧坝基不存在渗漏问题。坝右侧坝基K值为（5.0～6.24）×10-4cm/s，具中等透水性，故右侧坝基存在渗漏问题。大坝左坝肩77m高程以上岩体K值为（5.24～11.00）×10-4cm/s（岩体透水率为18.4~28.2Lu），K值大于1.0×10-4cm/s或在10Lu以上，具中等透水性，故左坝肩存在绕坝渗漏问题。坝右肩高程87m高程以上岩体K值为（2.37～5.81）×10-4cm/s，具中等透水性，故坝右肩也存在渗漏问题。（4）贴坡排水体264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告堆石之间为全风化料充填，粉、粘粒含量明显偏高，淤堵严重，排水不畅,缺反滤层,结构及粉粘粒含量均不能满足现行规范要求，应进行工程处理。（5）溢洪道整个泄槽是在左岸山体上开挖而成，出露的为强风化下部岩石，岩石较完整，裂隙不大发育，未发现不利的结构面，且裂隙面倾向库里，岩体抗冲刷能力较强，现状山体边坡较稳定。（6）发电灌溉隧洞通过地段山体较雄厚，自然山坡稳定。隧洞进出口段岩石呈强风化状，裂隙发育，岩体较破碎，但进出口山体边坡较平缓,故进出口洞脸山坡稳定性较好。隧洞埋深一般为20～30m，隧洞围岩为强～微风化岩体，属Ⅳ类围岩。由于进出口段岩石有一定的风化，上部有效围岩覆盖层较薄，故此把进出口段20米岩石划为Ⅴ类围岩,中间段划为Ⅳ类围岩。（7）老输水涵管管基为全风化岩石及残坡积土层,主要为含细粒土砂,透水性较强,承载力较高，工程地质条件较好,老输水涵管不存在不均匀沉降问题。虽然进行了封堵,但现状仍然存在漏水,建议重新进行封堵。（8）工程所需天然建材均能在水库附近采取到，储量较丰富，运输方便,但块石料运距远,不经济，建议采用砼预制块进行护坡。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告4工程任务和规模4.1　工程任务XX市XX水库位于XX市南部彭湾乡彭湖樊家桥村，所在的水系为信江河左岸童家河流域。水库于1958年10月动工兴建，1960年7月基本完成并投入运行，1963年、1976年及1987年枢纽进行续建，水库投入运行以后为当地的工农业生产发挥了积极作用，经济效益与社会效益十分显著。1、灌溉效益：XX水库设计灌溉面积2万亩，目前实际灌溉面积1.0万亩。2、防洪效益：由于水库滞蓄洪的作用，对下游乡镇的居民和农田起了一定的防洪保护作用。保护人口4万人，保护耕地4万亩。3、养殖效益：库区现有养殖水面900亩，多年平均养鱼4万千克。4、发电效益：水库总装机容量2×160千瓦，多年平均发电量65万度。5、社会效益（1）水库灌溉、养殖和发电促进了当地工农业发展，提供农民收入。（2）改变了当地用水和环境卫生状况。由于XX水库的主要建筑物存在质量问题，故水库自投入运行以来，以控制水位运行，使工程效益大打折扣，与此同时水库带病运行，存在严重的安全隐患。本次设计的原则是：尽量维持现状工程规模，对存在安全问题的建筑物进行除险加固。本次对XX水库工程出现加固的主要任务是对影响水库大坝安全的存在问题的主要建筑物进行加固，包括对大坝、溢洪道、输水隧洞、老输水涵管进行加固处理，以及按规范要求增设和完善大坝安全监测设施，水情、雨情观测设施，防汛通讯、管理设施和防汛公路。4.2　工程建设沿革及现状4.2.1　工程建设沿革一、大坝XX水库于1958年10月开工兴建，1960年7月基本完成并发挥效益。工程初建时，大坝设计为心墙坝，但施工时，由于心墙土料匮乏，心墙仅做到了89.67m高程，且只在大坝左半部分做了心墙。1960年大坝建至100.17m，1961年又增至104.14m，1962年汛期，建库时由于资金、原材料的缺乏，坝内输水涵管采用了浆砌条石结构，1962年7月6日264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告斜卧管管身断裂，平涵形成压力流涌出，大坝出险，经抢险度过险期，1962年冬封堵老涵管，新建输水隧洞、竖井、工作桥等，并于64年2月完成。1976年，由于溢洪道右岸山坡较高又陡，进口部分岩石破碎严重，存在塌方险情，加上大坝粘土心墙1958年施工只做到89.67m高程以上未做，当蓄水位达到96.67m时，大坝外坡出现多处渗漏，鉴于上述原因，XX水库被列为三类工程。1976年8月县水电局编拟了“XX水库加固设计”根据设计当年冬进行了大施工，将溢洪道拓宽至30m，削平了洪道右岸山体，以达到稳定状态，并将开挖的16万m3的土石方加固了大坝，使坝顶宽达20m，坝外坡在94.67m处设置16m宽的平台，加宽坝脚38m，坝脚外侧干砌石形成现状反滤，同时在坝内坡和坝顶进行粘土灌浆，1978年加固工程全面完成。1987年经测量发现，坝顶高程在104.09至104.77米之间，而坝内坡块石护坡，仅达到98.67米高程上下，大坝高度和内坡护坡高度，都未达到原设计要求，因此在1987年再次对大坝加高加固，至此大坝最终形成现有规模。XX水库于1958年10月开工兴建，直至1960年7月初步开始收益。以后逐年完成枢纽渠系工程，灌区才全面受益。由于当时条件的限制，没有专业施工队伍，加上筑坝土料质量稍差，人工夯实碾压质量不够好，因此水库自投入运行以来，大坝先后不同程度上出现一些问题，大坝外坡出现多处渗漏，至今没有进行处理，直接危及大坝的安全。二、溢洪道溢洪道位于大坝左岸，1963年建成为开敞式宽顶堰自由泄流复式断面，底宽5.1m，进口底高程99.17m，长46m，1963年汛期大坝出险，为了加快泄流，临时在溢洪道底板中间开挖了一条底宽为2m的槽，槽底高程为97.17m。1976年～1978年由于提高洪水标准，设计洪水标准按200年一遇，校核洪水标准按河南“75.8型”暴雨标准，因此对洪道进行了拓宽，建成了现在运用的实用堰自由泄流，每孔净宽10m，总宽30m。当时按照省水利电力局的批复意见：在大坝未彻底处理并经较高蓄水位考验之前，溢洪道进口底高程按97.17m不变。因此1976年～1978年期间的除险加固工程，虽对洪道进行了拓宽，并增设了两孔堰顶高程为100.47m的实用堰，但洪道中间一孔实用堰未做，仍维持现状。通过数年运行，水库枢纽工程安全渡汛，未发现异常现象。根据工程运行情况，及下游灌区及发电的要求，汛限水位经省、市防汛部门批准逐年提高。1987年在对水库枢纽工程进行全面除险加固的同时，对溢洪道进行了续建，增设了溢洪道中间一孔实用堰，至此溢洪道达现状规模。溢洪道为开敞式实用堰自由泄流溢洪道，堰分三孔，每孔净宽10.0m，总溢流净宽30.0m，堰顶高程100.47m，进口布置在大坝右岸。溢洪道由进口控制段、泄槽段、消能段和泄洪渠四部分组成。控制段实用堰与泄槽紧接，泄槽分二段，上游段进口宽度30m，槽长64.8m，出口宽度8m，底坡i=0.039。下游泄槽槽长38.8m264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告，出口宽7m，底坡i=0.386。泄槽末端为底流消能经消力坎消能后泄入老河道，消力坎长16m，宽10m，坎高1.92m，底高程75.18m，老河床起始底高程74.01m。三、输水涵管1963年在坝左端新开圆形压力隧洞替代原有的输水涵管，同时对原有拱涵进行封堵。新建的输水隧洞采用140#钢筋砼衬砌，厚度0.25m，衬砌后隧洞内径1.2m，隧洞进口底高程81.17m，隧洞采用钢筋砼箱式竖井控制，其中隧洞洞身全长约180m。该隧洞在施工时由于条件差，手工操作施工，因此钢筋砼衬砌质量较差，经过多年运行，隧洞表面出现了许多蜂窝麻面、露筋、空洞等现象，总面积达80余平方米，因此1987年XX县水电局再次对隧洞进行了修补加固处理，修补采用的方法是江西省崇仁县712矿配用的化学粘合济掺水泥进行修补。经此次加固后，隧洞无水泥脱落、渗漏等现象发生，隧洞未再进行过处理。现状隧洞洞身长180m，洞径1.2m，进口高程81.17m，出口高程80.77m。四、老输水涵管老输水涵管建于1958年，布置在大坝左坝端，为坝下浆砌条石无压拱涵，拱涵底宽0.9m，高1.15m。进口底高程81.17m，出口底高程73.67m，全长约150m。1962年7月6日斜卧管管身断裂，平涵形成压力流涌出，大坝出险，经抢险度过险期，1962年冬封堵老涵管，新建输水隧洞、竖井、工作桥等，并于64年2月完成。由于老涵管封堵后仍有漏水，1975年1月10日按XX地区水电局（75）饶水字第04号文批复意见，再次进行涵管封堵，前面用粘土，后面用砂石料堵塞，效果不佳，仍有漏水现象。屡次封堵效果都不太好，成为工程安全的一大隐患。4.2.2　水库运行及维护情况一、大坝（1）1962年冬在大坝内坡89.67m至98.67m高程处加做0.3～0.6m厚的粘土防渗斜墙，但效果不大，大坝仍有渗漏水。（2）1975年冬组织劳力进行了大坝加固工作，将坝顶高程由103.87m加高到104.87m，在大坝外坡漏水处做了反滤导渗，翻修坝内坡块石护坡及坝外坡反滤排水设施，对坝体内坡进行了黄土灌浆处理。（3）1977年利用加宽溢洪道开挖的土石方对大坝又进行了加固，放宽坝脚25m，坝顶由8m加宽至20m，坝外坡95.27m高程处设置16m宽的平台。（4）1987年对枢纽工程进行了全面整修加固。二、溢洪道264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告（1）1963年大坝出险，临时在上部断面中开挖一道底宽为2m的小洪道,洪道底高程为97.17m。（2）1978年按200年一遇洪水设计，河南75.8型洪水校核，加宽加固了溢洪道，兴建了进口3孔溢流堰中的两孔以及交通桥。（3）1987年按1978年设计要求，兴建了中间一孔溢流堰，使堰顶高程达到100.47m，并对溢洪道溢流堰以下段进行了改造。三、输水隧洞（1）1963年封堵原有涵管，在坝左重建输水隧洞。洞身全长180m，洞径1.2m。启闭设备是由2.44×2.6m，高23.7m的方形钢筋砼竖井和2台40T手摇启闭机及钢闸门组成。（2）1983年建坝后电站，同时将隧洞出口进行了钢管初砌。（3）经多年运行隧洞表面出现了许多蜂窝麻面、露筋、空洞等现象，总面积达80余平方米，因此1987年XX县水电局再次对隧洞进行了修补加固处理，修补采用的方法是江西省崇仁县712矿配用的化学粘合济掺水泥进行修补。经此次加固后，隧洞无水泥脱落、渗漏等现象发生，隧洞未再进行过处理。四、老输水涵管1958年兴建，1962年断裂后被封堵。五、白蚁防治1990年坝体发现有白蚁危害，水库管委会请鹰潭市水利系统白蚁防治所对坝体采用挖巢投药，灌浆毒杀等方法进行白蚁防治。1996年在普查中发现大坝下游中心部位、左右部位均有白蚁活动，有蚁被、蚁线和白蚁的分飞孔；右山岗500m内，黄翅大白蚁、黑翅土白蚁数量多，有泥被、蚁线、分飞孔多处。为此对大坝体和大坝两端山岗采取“毒灭白蚁、灌浆灭蚁、切断侵入，做好预防”的防治方法。消灭其孽生地，创造无蚁环境。避免蚁患蔓延和分飞危害工程的具体做法是：右山岗500m内先挖巢取穴，把蚁巢摧毁，挖取主巢与付巢，先捉蚁王、蚁后，消灭蚁群，比较难挖的采取饵毒杀。从外坡反滤体起至坝顶两坝肩处采取开挖深、宽各0.8m的毒土沟，用CA-防蚁剂和氯丹乳剂分层进行喷药，逐层回填喷药夯实，每层厚度15-20cm264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告。坝体钻孔将拌有药物的泥浆在一定压力下灌进蚁道、蚁巢，不仅填塞了白蚁的穴道，同时由于泥浆充满整个蚁巢，使白蚁缺氧而死亡。这种综合治理的方法有效率达90%以上，取得了一定的效果。但2001年又发现大坝左右坝头及下游坝坡有严重蚁害。4.2.3　工程现状一、大坝XX水库大坝原设计为粘土心墙坝，实际为均质土坝，坝顶高程104.16m～104.50m,坝顶长150m，最大坝高30.43m，坝顶宽20.5m～20.9m。大坝迎水坡1:3.08～1:3.39；背水坡在94.50m高程附近设15.7m～16.4m宽的马道，背水坡自上而下为1:3.31～1:3.43、1:2.69～1:2.85。迎水坡从85.67m高程至坝顶采用0.1m厚砂石垫层，干砌块石护坡，护坡厚0.3m，背水坡采用草皮护坡。大坝贴坡排水顶高程为78.2m，坡比为1:0.93。二、溢洪道溢洪道系开敞式无闸控制溢洪道，布置在大坝的左坝头，系山体开挖而成，由进口段、控制段、陡槽段、消力池段及泄洪渠段组成。（一）进口渐变段（桩号0-029.4～0-001.3）进口渐变段为左岸山坡上开挖而成，长28.1m，宽27～39m，底板高程97.83～98.08m，底板未衬护。右岸边墙为扭曲面，迎水面坡比为1:1渐变至直立；左岸边墙迎水面坡比为1:1渐变至直立，顶宽为1.4m，墙高5m；左右岸边墙采用浆砌石挡土墙。（二）控制段（桩号0-001.3～0+002.1）控制段为无闸控制实用堰，长3.4m，总宽33.75m，过流净宽30m，堰顶高程100.47m。实用堰共分3孔，每孔堰长10m，上游坡比为1：0.54，顶部为不规则圆弧，下游堰面坡比为1：0.68，上游堰底高程98.08m，下游堰底高程98.11m。堰顶上部设有交通桥，共有三孔，为浆砌石拱桥，总长41.3m，宽5.0m，桥面高程105.63m，中墩宽1m，长6.5m，顶高程为102.67m，为浆砌块石结构，两侧边墩为浆砌石挡土墙，边墩顶宽0.5m，临水面直立，顶高程为102.67m。（三）泄槽（桩号0+002.1～0+105.7）整个泄槽是在左岸坝肩山体上开挖而成，泄槽(桩号0+002.1～0+105.7)总长103.6m，分为两级，第一级泄槽长64.8m，宽度为30.8～8m，为矩形断面，底坡i=0.039，泄槽进口处底板高程98.11m，出口处底板高程95.56m，伸缩缝间距为10m，缝内采用杉板填缝。第二级泄槽长38.8m，宽度为8～7m，为矩形断面，底坡i=0.386，泄槽进口处底板高程96.21m，出口处底板高程80.78m，伸缩缝间距为10m，缝内采用杉板填缝。泄槽右岸边墙桩号0+002.1～0+060段为浆砌石重力挡墙，迎水面采用砼衬护，边墙顶高程105.52～81.23m，顶宽为0.5m，迎水面直立。0+060～0+105.7段均为砼护面。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告泄槽底板均为砼结构。（四）消力池（桩号0+111.9～0+136.9）溢洪道消能采用底流消能方式，池长25m，坎高1.92m，池宽10.0m，池底板高程75.18m，为梯形断面。消力池左、右岸边墙均为砼护面，护面坡比为1：0.5。（五）泄洪渠消力池后接泄洪渠，泄洪渠长约500m，平均宽度10m，纵坡为0.0074，渠岸高约2m左右，边坡较陡，坡度1:0.45～1:0.5，泄洪渠出口接老河道。三、输水隧洞输水隧洞布置在大坝左端，由进口段、竖井、洞身段、出口段组成。其中隧洞洞身全长约180m，采用钢筋砼衬砌，衬砌后洞径1.2m，进口高程81.17m，出口高程80.77m，底坡1/400；隧洞采用钢筋砼箱式竖井控制，竖井布置在0+010～0+012.5桩号，顶高程104.67m，开挖断面为长2.5m×宽1.6m的长方形。隧洞在出口处设钢筋砼岔管，一支接灌溉管，另一支接发电管，一支接放空钢管，管径均为1.2m，发电装机2×160Kw，机组引用流量2.2m3/s。隧洞采用平面钢闸门控制，设有检修闸门与工作闸门，闸门尺寸均为1.6×1.4m（宽×高），配置2台40t卷扬式启闭机。四、老输水涵管老输水涵管为斜卧管控制的浆砌条石无压拱涵，拱涵底宽0.9m，高1.15m,长150m，进口底高程81.17m，出口底高程73.67m。1962年汛期，斜卧管管身突然断裂，大坝出险。经抢修，进行了衬砌，但因施工质量较差，仍漏水严重。1963年在坝左端新开圆形压力隧洞替代原有的输水涵管，同时对原有拱涵进行封堵。封堵老涵管采用的方式为从涵管上游用水泥浆进行封堵,由于采用手工操作施工，难度较大，堵死后仍漏水严重。1975年再次对老涵管进行封堵,涵管前半段用粘土，后面用沙石料导渗进行处理，封堵措施仍然较为简陋，涵管与坝体接触部位一直未进行处理，渗漏险情一直未彻底处理。4.3　工程除险加固的依据和必要性4.3.1　工程存在的主要问题及安全鉴定结论XX水库自建成投入运行至今已达50年，为XX市的工农业生产发挥了重要作用。但受当时工程设计、施工等技术水平的限制，工程自运行以来，枢纽工程主要建筑物先后不同程度地出现了险情和问题，并存在着一些影响工程效益发挥的隐患。为确保大坝和下游人民生命财产的安全，尽早对水库进行除险加固，XX市XX水库管委会于2006年12月委托XX市水利电力勘测设计院对XX264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告水库进行全面安全论证。经过论证，明确了大坝存在的主要问题，并于2007年6月召开了安全评价鉴定会，作出了安全鉴定结论。一、大坝存在的主要问题（一）大坝坝体填筑质量较差，坝体存在渗漏问题大坝填筑土土料主要以粘土质砂为主，心墙部位填筑土料渗透系数算术平均数7.84×10-5cm/s，上游坝壳为2.2×10-4cm/s，下游坝壳为4.4×10-4cm/s，心墙部位填筑土料渗透系数不满足规范强制性要求。（二）坝基及两岸坝基存在渗漏问题大坝坝基出露的岩石为加里东期花岗岩，右坝基岩体透水率为50～62.4Lu，大于10Lu，具中等透水性，存在渗漏问题；大坝左坝肩77m高程以上岩体透水率为18.4Lu，大于10Lu，具中等透水性，存在绕坝渗漏问题；右坝肩高程87m高程以上岩体透水率为23.7～58.1Lu，具中等透水性，故右坝肩也存在渗漏问题。（三）大坝排水体型式经认定为贴坡排水，排水体未按要求设置反滤层，仅有块石和泥土充填，排水效果较差。（四）大坝在高程85.67m以上有块石护坡，护坡局部凹凸不平，砌体松动，大部分块石风化严重，块径偏小，局部被风浪淘刷破坏严重，护坡未设护脚。（五）大坝坝坡面有白蚁，建议对其进行全面彻底诱杀和防治。（六）大坝无坝面垂直位移和水平位移、坝基渗流观测，大坝原型观测项目不全，不满足规范要求。（七）进库防汛交通道路为泥质路面，路面狭窄，冲刷严重，凹凸不平，路基不实，不能满足防汛抢险要求；上坝公路标准低，影响防汛抢险交通。二、溢洪道存在的主要问题进口段左岸引水导墙不完整、块石风化，岸坡有坍塌现象，砂浆剥蚀严重。进口段底板没有衬砌；溢洪道堰体砼、泄槽砼底板及边墙砼老化，强度低，碳化深度深，局部有裂缝、变形及空洞现象，水流冲刷破化严重；底板稳定性差；底流式消力池尺寸不满足要求；陡槽段右边墙距溢流堰30m处有3处集中漏水点。底板不平整且有钙化物析出；底板与边墙存在多处裂缝。泄洪渠边坡较陡，未有衬护，抗冲刷能力低，不能安全泄洪；溢洪道上的交通桥次拱（靠近大坝方向）存在2条贯穿性裂缝，危及工程安全。三、输水隧洞存在的主要问题输水隧洞围岩为强～微风化岩体，岩体裂隙不大发育，一般属Ⅲ264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告～IV类围岩，隧洞进出口岩石呈全强风化，岩石破碎，裂隙发育，进口洞脸山坡稳定性较差。隧洞竖井砼强度低，井壁砼蜂窝麻面、露筋现象严重，并有析钙现象。竖井砼闸门破损严重，启闭螺杆锈蚀变形，启闭机老化，闸门人工启闭操作困难，运行管理不便。四、老输水涵管存在的主要问题老输水涵管为浆砌石结构，施工质量差，废弃涵管封堵不彻底，现状输水涵管长期存在渗漏，并且管身与大坝之间未作截渗处理，存在接触渗漏可能，对大坝安全不利。五、存在的其他问题（一）输水隧洞竖井手动螺杆式启闭机螺杆变形，不能运行；表面防护涂层剥蚀严重；工作桥护栏损坏严重，管理房陈旧；启闭闸门为钢板闸门，闸门垂直水流方向偏离中心位置达5-8cm，漏水严重，护轴套损坏严重。（二）隧洞出口的分水闸、泄洪闸老化严重，均漏水，闸室破损严重、启闭设施损坏严重。（三）进库防汛交通道路为泥质路面，路面狭窄，冲刷严重，凹凸不平，路基不实，不能满足防汛抢险要求。（四）现有管理房陈旧、简陋、管理设施落后，不能满足管理要求。六、安全鉴定结论1、水库按50年一遇洪水标准设计，1000年一遇洪水标准校核，现状大坝坝顶高程能满足规范要求；溢洪道两侧边墙高度不能满足设计要求，消力池深度不满足要求，下游冲坑冲刷严重。XX水库大坝防洪安全分级为B级。2、根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），坝址区位于地震动峰值加速度小于0.05g区，可不进行地震安全复核。故本次不进行抗震分析。3、大坝观测资料分析认为，大坝上游坝坡土体透水性强，大坝经过40多年运行，土体已逐渐固结密实，大坝渗透情况趋于稳定。从渗漏流量观测资料可以看出，大坝渗漏流量随库水位上升（或下降）而增加（或减少），说明大坝坝基存在较为通畅的渗流通道，坝基存在渗漏问题。右坝基全风化层K值为（5.0～6.24）×10-4cm/s，大于1×10-4cm/s，具中等透水性，存在渗漏问题。大坝左、右两坝肩上部岩体属中等透水至强透水岩体，左、右两坝肩均存在绕坝渗漏问题。据大坝现状渗流计算可知，稳定渗流期在设计及校核水位工况时，下游坝坡逸出点及逸出段渗透坡降接近或超出坝坡临界渗透坡降，而非稳定渗流期库水位由校核264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告水位降至溢流堰顶工况时，下游坝坡逸出点及逸出段渗透坡降超出坝坡临界渗透坡降，高水位时下游坝坡可能产生渗透破坏；大坝下游坝基含砂粘土的最大出逸坡降为0.34，大于允许渗透坡降，易产生渗透破坏；强风化基岩渗透坡降为0.15～0.24小于允许渗透坡降。大坝现有渗流观测设施数量少、精度差，大坝无坝坡变形，也缺乏水情、雨情观测。依据《水库大坝安全评价导则》(SL258－2000)，XX水库大坝的渗流性态不安全，安全性为C级。4、大坝上游块石护坡局部凹凸不平，块石风化严重，块径偏小，85.67m高程以下坝坡未衬护及护脚。大坝整体上坝体土结构较疏松，属中等偏高压缩性土。贴坡排水未按要求在上游设置反滤层，排水效果较差。根据现状坝坡抗滑稳定计算，大坝0+65断面在正常蓄水位运用条件下，下游坝坡抗滑稳定安全系数满足规范要求，在设计洪水位、校核洪水位运用条件下，下游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求；大坝0+103断面在正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位运用条件下，下游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求；在库水位自校核洪水位快速降落至堰顶水位情况下，0+65断面、0+103断面上游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求；在库水位自正常蓄水位100.47m降落至隧洞底板高程81.17m情况下，大坝上游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求，库水位在三分之一坝高处即水位84.61m，形成稳定渗流情况下，大坝上游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求。进库防汛交通道路为泥质路面，路面狭窄，冲刷严重，凹凸不平，路基不实，不能满足防汛抢险要求；上坝公路标准低，影响防汛抢险交通。依据《水库大坝安全评价导则》(SL258－2000)，XX水库大坝结构安全，安全性为B级。5、经复核，溢洪道控制段抗滑、基底应力均满足规范要求，但堰体表面砼不平整，堰面曲线不标准；溢洪道泄槽砼老化、强度低，局部有变形，边墙高度不满足规范要求，泄槽底板厚度不满足要求；消力池的池深不满足要求；泄洪渠未衬砌，抗冲刷不满足要求。6、输水隧洞流量满足灌溉发电要求，洞身结构强度满足要求。隧洞洞身钢筋砼衬砌质量尚可。7、老输水涵管施工质量差，部分管身断裂，涵管封堵不严，现状输水涵管长期有渗漏，并且管身与大坝之间未作截渗处理，存在接触渗漏可能，对大坝安全不利。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告4.4水库规模4.4.1灌溉农作物用水量计算一、灌区作物组成XX水库是一座以灌溉为主的中型水库，灌溉内的收益单位是彭湾等乡镇，设计灌溉面积2万亩。根据灌区内种植情况调查，灌区内的主要作物品种为水稻、花生、大豆、油菜、绿肥及蔬菜等，其中花生与柑桔大部分采用套种方式，其作物组成情况见表4.1。表4.1XX市XX灌区设计水平年作物组成情况作物品种播种面积（亩）作物组成系数备注早稻156000.78灌区总面积2万亩晚稻166000.83花生5000.03大豆2000.01油菜44000.22绿肥60000.30蔬菜等6000.03合计440002.20二、设计灌溉制度1、水稻本灌区农作物以水稻为主，水稻是灌区的用水大户，故需对水稻的灌溉制度进行分析。从我省已有的灌区灌溉资料和灌溉试验资料表明，水稻的间歇灌溉制度明显优于其他灌溉制度，其特点是：增产、节水、运用方便，故本灌区水稻灌溉制度采用间歇灌溉法。经对灌区附近的余江县白塔渠灌溉试验站和江西赣州抚平原灌溉试验站等有关灌溉试验资料以及《江西省水稻需水量等值线图研究报告》，并参考《江西地区灌溉水利计算方法》，结合本灌区的实际情况，确定本灌区水稻各生育阶段起讫日期、相应灌水上下限深度（mm）、蒸腾系数a和下渗率S（mm/日）等参数，详见表4.2和表4.3。表4.2XX水库灌区早稻灌溉制度参数表264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告生长阶段日期（月、日）天数（天）灌水水层（mm）Hmin～Hmax～Hp蒸发系数a下渗率Smm/d起迄一、育秧期1.01.31秧田泡田期3.213.211601.01.31秧田沤田期3.224.21210～201.01.31竖苗期4.34.645～101.01.31新叶伸展期4.74.13610～151.01.31秋苗中后期4.144.271515～201.01.31拔秧移栽期4.284.29275～801.01.31二、大田生长期泡田期4.144.2310701.01.31沤田插秧期4.244.30710～201.01.31返青期5.15.9910～20～301.221.31分蘖前期5.105.21120～20～301.311.20分蘖后期5.226.7170～20～301.641.25拔节期6.86.21140～20～401.541.35抽穗开花期6.227.11010～20～401.701.46乳熟期7.27.12110～20～401.551.47黄熟期7.137.21100～20～401.261.28注：1、Hmin—灌水水层下限，Hmax—灌水水层上限；Hp—雨后最大蓄水深度；2、在分蘖后期的最后六天可以保持田面无水。表4.3XX灌区晚稻灌溉制度参数表264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告生长阶段日期（月、日）天数（天）灌水水层（mm）Hmin～Hmax～Hp蒸发系数a下渗率Smm/d起迄一、育秧期1.01.73秧田泡田期6.96.124601.01.73秧田沤田期6.136.221010～201.01.73竖苗期6.236.2535～101.01.73新叶伸展期6.266.30510～151.01.73秋苗中后期7.17.232315～201.01.73拔秧移栽期7.247.28575～801.01.73二、大田生长期泡田插秧期7.227.298751.01.73返青期7.308.6810～20～301.091.73分蘖前期8.78.18120～20～301.271.63分蘖后期8.199.4170～20～301.311.14拔节期9.59.21160～20～301.332.01抽穗开花期9.2210.31210～20～401.472.51乳熟期10.410.15120～20～401.322.35黄熟期10.1610.31160～20～401.332.23注：1、Hmin—灌水水层下限，Hmax—灌水水层上限；Hp—雨后最大蓄水深度；2、在分蘖后期的最后六天可以保持田面无水。2、旱作物旱作物因播种面积小，用水量少，加上江西省缺乏旱作物的灌溉试验资料，因此本灌区旱作物的灌溉制度主要以我省已建灌区的典型调查资料为依据，并对灌区各种旱作物的耕作深度、农民的耕作习惯、土壤情况、作物习性等进行调查分析，且参考安徽等省的部分旱作物灌溉试验结果，采用定时定量灌溉法，制定各类旱作物的灌溉制度。旱作物灌溉制度参数见表4.4。表4.4XX灌区旱作物灌溉制度参数表单位：m3/亩264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告作物种类大豆花生油菜、绿肥蔬菜一月上旬30中旬45下旬30二月上旬45中旬30下旬三月上旬30中旬下旬30四月上旬中旬30下旬五月上旬30中旬下旬30六月上旬中旬30下旬七月上旬30中旬6040下旬40八月上旬3040中旬40下旬3040九月上旬40中旬3040下旬30十月上旬中旬30下旬十一月上旬30中旬45下旬30十二月上旬中旬4530下旬全年合计150200180570注：本表参数是在极度缺水情况下的最大灌水量值，如果在该时段有降水发生，则应扣除有效降水量后再作计算。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告农作物的灌溉制度参数影响因素较多，情况复制，其中有些参数将随各年的天气情况和作物品种的不同而变，因此本次设计中的灌溉制度各项参数为一组概化数据。三、灌溉定额的计算1、基本资料本次用于灌溉定额分析的基本资料主要有XX市气象站1968～2001年共34年可靠的实测逐月降雨、蒸发资料。XX气象站蒸发量采用φ20蒸发皿观测，在灌溉用水量计算时其蒸发量须折算成E601蒸发皿对应的蒸发量，根据《江西省水文手册》，φ20蒸发皿与E601蒸发皿的换算系数为0.72。2、水稻灌溉用水量的计算（1）泡田期灌溉用水量泡田期水量要满足整田和水稻插秧时水层深度要求，泡田水量与稻田土壤的渗水性及水稻品种有关。根据本灌区及邻近灌区调查表明，一般农民早稻泡田水量为4.7m3/亩，晚稻泡田水量为5.3m3/亩。本次设计采用调查值作为泡田期用水量。（2）水稻生长期用水量计算水稻灌溉定额按田间水量平衡法计算，其计算公式为：h2＝h1＋P＋m－E－C；式中：h1——时段初田间蓄水深（mm）；h2——时段末田间蓄水深（mm）；P——时段内降雨量（mm）；m——时段内灌溉水量（mm）；E——时段内水稻耗水量（mm）；E＝aE0＋S，a为水稻蒸腾系数，E0为时段内水面蒸发量（相应于E601型蒸发皿的蒸发量），S为下渗量。C——时段内排水量。水稻的逐年灌溉用水量计算成果见表4.5。3、旱作物旱作物的灌水方式采用定时定量灌溉法，并考虑有效降雨的情况下对历年各月的旱作物用水过程进行分析计算，求其灌溉定额。旱作物的逐年灌溉用水量计算成果见表4.5。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表4.5XX灌区各种作物灌溉定额计算成果表单位：万m3年份早稻晚稻大豆花生油菜、绿肥蔬菜等197070.1289.915.68.949.579.81971274.5498.142.812.379.3214.21972194.2305.112.30.040.597.0197372.3380.030.96.859.0102.81974141.4473.643.218.353.2143.81975113.3292.039.212.569.258.21976170.0383.349.911.963.2120.71977130.3257.511.64.978.9127.91978223.6535.949.35.853.3171.11979200.5427.540.113.268.2114.01980181.0325.89.08.773.9142.51981247.2282.656.722.788.067.61982147.4334.832.913.165.793.41983103.5351.60.00.089.4110.81984140.5283.237.90.028.2100.71985186.9254.88.80.063.987.71986157.4503.565.716.556.6151.81987109.3285.451.712.165.366.21988251.8322.136.717.987.2133.81989103.7288.928.713.351.097.71990173.7293.521.39.719.1121.21991254.9350.753.226.577.381.11992115.8409.43.40.064.3127.8199384.8327.135.16.719.3106.01994238.1302.416.70.051.1138.1199581.6334.338.514.369.096.61996187.4406.430.913.577.3183.3199771.7221.05.10.058.1125.51998495.3526.90.00.043.3116.61999229.6392.915.10.078.7115.02000439.1399.853.831.718.854.92001297.8529.120.00.069.6138.12002211.1302.316.30.027.5134.7均值184.8359.729.59.159.3115.8264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告四、灌区综合亩用水量的计算根据计算分析得到的水稻、旱作物净灌溉定额及灌区作物组成系数，可求得灌区综合亩净灌溉用水量系列，灌区多年平均综合亩灌溉净用水量为477.6m3/亩，其成果见表4.6。根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288—99）中关于灌区水利用系数的有关规定，结合灌区面积和渠系布置，灌区灌溉水利用系数取0.65，多年平均综合亩灌溉毛用水量为734.8m3/亩，综合灌溉毛用水量见表4.7。表4.6XX灌区综合亩净用水量计算成果表单位：m3/亩月年123456789101112合计19709.06.60.611.011.915.387.391.025.154.90.610.8324.1197115.03.24.430.511.092.8164.9139.8108.980.19.316.2676.1197215.65.62.812.225.770.882.359.0100.553.10.60.5428.719730.60.00.618.00.036.254.6139.569.355.116.515.7406.119743.012.63.640.936.932.972.491.6142.086.13.910.3536.2197512.68.30.03.65.258.490.387.059.727.50.616.0369.2197616.20.00.068.337.916.965.9126.1111.426.53.415.5488.119770.012.23.75.110.613.0111.751.252.869.416.314.4360.419780.70.00.713.843.436.1148.8138.7123.2117.913.316.2652.819796.54.51.412.221.569.2114.499.072.9122.812.613.8550.819807.76.70.03.240.567.2102.836.785.578.310.515.5454.6198115.85.80.04.533.2110.992.075.699.714.012.712.1476.3198215.40.00.022.010.739.3117.873.836.994.86.313.6430.6198311.09.52.813.036.330.080.180.178.953.016.411.2422.319847.38.21.64.718.245.573.974.284.743.31.20.0362.819853.40.00.032.422.567.161.665.841.867.715.315.7393.3198611.80.61.34.274.022.197.1131.2123.491.06.512.6575.8198712.75.00.013.114.224.868.7108.981.213.01.016.2358.8198813.82.92.719.326.970.9127.182.941.295.714.416.2514.019890.30.02.19.911.832.863.266.457.978.511.716.2350.819900.10.32.711.917.849.4133.574.548.444.00.99.5393.019915.24.20.212.137.977.1153.680.992.738.116.115.8533.9199213.41.00.022.638.233.870.094.377.796.512.67.2467.319932.62.11.910.40.030.351.783.193.069.43.23.7351.4264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告19940.911.31.212.232.580.9124.082.951.454.116.20.0467.6199511.40.00.22.728.211.370.566.8113.150.413.312.8380.719960.610.80.319.939.464.696.763.9123.679.115.215.9530.0199710.712.01.09.817.023.859.322.038.070.50.68.7273.419980.00.00.783.8111.534.9179.7155.2126.2134.17.216.2849.519990.612.60.038.445.685.881.214.6125.5115.014.116.2549.620000.20.02.322.2110.8100.7193.866.8125.854.50.210.0687.3200110.011.32.612.882.047.4149.956.9192.1131.016.00.0712.020020.613.02.826.026.494.839.369.5117.741.31.01.7434.1均值7.15.21.319.032.751.199.483.388.669.78.811.4477.6表4.7XX灌区综合亩毛用水量计算成果表单位：m3/亩月年123456789101112合计197013.810.20.916.918.323.5134.3140.038.684.50.916.6498.6197123.14.96.846.916.9142.8253.7215.1167.5123.214.324.91040.2197224.08.64.318.839.5108.9126.690.8154.681.70.90.8659.519730.90.00.927.70.055.784.0214.6106.684.825.424.2624.819744.619.45.562.956.850.6111.4140.9218.5132.56.015.8824.9197519.412.80.05.58.089.8138.9133.891.842.30.924.6568.0197624.90.00.0105.158.326.0101.4194.0171.440.85.223.8750.919770.018.85.77.816.320.0171.878.881.2106.825.122.2554.519781.10.01.121.266.855.5228.9213.4189.5181.420.524.91004.3197910.06.92.218.833.1106.5176.0152.3112.2188.919.421.2847.4198011.810.30.04.962.3103.4158.256.5131.5120.516.223.8699.4198124.38.90.06.951.1170.6141.5116.3153.421.519.518.6732.8198223.70.00.033.816.560.5181.2113.556.8145.89.720.9662.5198316.914.64.320.055.846.2123.2123.2121.481.525.217.2649.7198411.212.62.57.228.070.0113.7114.2130.366.61.80.0558.219855.20.00.049.834.6103.294.8101.264.3104.223.524.2605.1198618.20.92.06.5113.834.0149.4201.8189.8140.010.019.4885.8198719.57.70.020.221.838.2105.7167.5124.920.01.524.9552.0198821.24.54.229.741.4109.1195.5127.563.4147.222.224.9790.819890.50.03.215.218.250.597.2102.289.1120.818.024.9539.7264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告19900.20.54.218.327.476.0205.4114.674.567.71.414.6604.619918.06.50.318.658.3118.6236.3124.5142.658.624.824.3821.4199220.61.50.034.858.852.0107.7145.1119.5148.519.411.1718.919934.03.22.916.00.046.679.5127.8143.1106.84.95.7540.619941.417.41.818.850.0124.5190.8127.579.183.224.90.0719.4199517.50.00.34.243.417.4108.5102.8174.077.520.519.7585.719960.916.60.530.660.699.4148.898.3190.2121.723.424.5815.4199716.518.51.515.126.236.691.233.858.5108.50.913.4420.619980.00.01.1128.9171.553.7276.5238.8194.2206.311.124.91306.919990.919.40.059.170.2132.0124.922.5193.1176.921.724.9845.520000.30.03.534.2170.5154.9298.2102.8193.583.80.315.41057.4200115.417.44.019.7126.272.9230.687.5295.5201.524.60.01095.420020.920.04.340.040.6145.860.5106.9181.163.51.52.6667.8均值10.97.92.139.250.378.6152.9128.2136.2107.313.517.5734.84.4.2灌溉水量平衡计算一、径流根据本流域气候特点及本工程特性，将3月～次年2月划分为水文年。坝址水文年径流系列见表4.8。二、水库下游用水量XX水库是一座以灌溉为主的中型水利工程，设计灌溉面积2万亩。下游灌区综合亩毛用水量系列见表4.7，XX水库下游灌溉总用水量按2万亩计，则水库下游1970年3月至2002年2月逐月用水量过程见表4.9。表4.8XX水库坝址历年逐月平均流量单位：m3/s月年345678910111212均值1970.3~1971.21.6161.6572.4382.6922.0040.3720.4620.5280.3270.4620.2390.2261.0851971.3~1972.20.3090.4961.0140.8600.1950.2470.6730.2160.2210.2220.2270.2260.4091972.3~1973.20.4091.1391.7391.3390.6631.1080.5560.4890.6410.7430.8950.4980.8521973.3~1974.21.4122.3303.5023.6311.2180.2120.4520.2950.1570.1200.2320.4981.1721974.3~1975.20.2690.4401.1171.2600.8400.4930.1750.3020.3430.5140.4140.7920.5801975.3~1976.21.1693.0123.6261.8520.8421.0370.4050.5100.5140.4090.1980.7921.197264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告1976.3~1977.20.8901.1640.6621.8382.5810.2950.3040.4050.2700.2660.4230.4860.7991977.3~1978.20.5341.9622.2603.4050.7260.5480.3940.2260.1540.1830.2320.4860.9261978.3~1979.20.8981.2640.7801.8510.4000.1630.2760.1830.2020.1680.1910.4130.5661979.3~1980.20.7040.6630.9781.0110.6670.3190.4260.1290.1240.1010.1800.4130.4761980.3~1981.31.3131.4811.4301.2500.4650.8520.5120.4570.1640.1600.2140.4780.7311981.3~1982.21.3672.5071.0320.5590.3490.3260.2060.2730.7020.2320.2160.4780.6871982.3~1983.21.2760.7700.6732.8640.5810.2160.4970.2950.4620.3120.4240.7720.7621983.3~1984.20.8392.7111.3362.9131.2540.3960.4050.2170.1400.1400.1590.7720.9401984.3~1985.20.7591.9791.5691.5100.5960.3460.2110.2460.2150.1830.2520.9140.7321985.3~1986.21.2700.5400.7521.6750.5180.3020.3020.1850.2390.2070.1670.9140.5891986.3~1987.21.0401.6620.8870.5850.6410.2510.1670.1900.2040.1210.1220.1660.5031987.3~1988.21.2261.6651.7220.9620.5640.1710.4390.3690.5930.2520.2980.1660.7021988.3~1989.21.7690.9662.0783.3430.4390.2520.9210.2140.1220.0920.3370.6400.9311989.3~1990.20.5752.0152.0971.5472.0810.3650.5620.2460.2340.1640.5560.6400.9241990.3~1991.20.7971.4030.7881.6670.2870.3780.5650.4050.5100.2050.5550.4260.6661991.3~1992.21.3651.7091.4800.6610.1770.2250.1340.1770.1100.1200.3010.4260.5741992.3~1993.22.4541.3511.5512.0312.3790.7191.2070.3140.2050.2700.4170.3401.1031993.3~1994.20.5461.1062.3764.5652.5770.5800.3070.2680.2110.2250.1580.3401.1051994.3~1995.20.9371.5090.9552.2480.5540.7570.3920.3420.1440.7070.4840.5930.8021995.3~1996.21.4162.4091.8904.3541.4960.5980.2240.1750.1050.1050.1680.5931.1281996.3~1997.21.0451.0780.8310.9820.4490.7600.4570.1890.1260.1220.1310.2660.5361997.3~1998.20.6541.2151.2011.6172.8511.6850.6730.3631.1090.9051.5550.2661.1741998.3~1999.22.0710.8261.0548.2511.3780.4380.3920.1640.1320.2010.1300.1831.2681999.3~2000.20.8901.4572.6742.4242.1351.7271.4760.3270.2550.1300.3250.1831.1672000.3~2001.21.1781.9131.0073.7840.5491.0710.3730.8210.5540.3360.4290.4331.0372001.3~2002.20.9431.5861.1401.8140.9601.0380.4930.2660.6560.4840.4000.4330.851均值1.0611.5001.5202.2301.0440.5700.4700.3060.3170.2770.3450.4770.843264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表4.9XX水库下游灌溉总用水量成果表单位：m3/s月年345678910111212合计1970.3~1971.21.833.836.647.1268.6280.077.2168.91.833.246.29.81005.21971.3~1972.213.593.833.8285.5507.4430.2335.1246.528.649.848.017.22089.51972.3~1973.28.637.579.1217.8253.2181.5309.2163.41.81.51.80.01255.71973.3~1974.21.855.40.0111.4168.0429.2213.2169.550.848.39.238.81295.71974.3~1975.211.1125.8113.5101.2222.8281.8436.9264.912.031.738.825.51666.21975.3~1976.20.011.116.0179.7277.8267.7183.784.61.849.249.80.01121.51976.3~1977.20.0210.2116.652.0202.8388.0342.881.510.547.70.037.51489.51977.3~1978.211.415.732.640.0343.7157.5162.5213.550.244.32.20.01073.51978.3~1979.22.242.5133.5111.1457.8426.8379.1362.840.949.820.013.82040.31979.3~1980.24.337.566.2212.9352.0304.6224.3377.838.842.523.720.61705.21980.3~1981.30.09.8124.6206.8316.3112.9263.1240.932.347.748.617.81420.91981.3~1982.20.013.8102.2341.2283.1232.6306.843.139.137.247.40.01446.51982.3~1983.20.067.732.9120.9362.5227.1113.5291.719.441.833.829.21340.61983.3~1984.28.640.0111.792.3246.5246.5242.8163.150.534.522.525.21284.01984.3~1985.24.914.556.0140.0227.4228.3260.6133.23.70.010.50.01079.11985.3~1986.20.099.769.2206.5189.5202.5128.6208.347.148.336.31.81237.81986.3~1987.24.012.9227.768.0298.8403.7379.7280.020.038.839.115.41788.01987.3~1988.20.040.343.776.3211.4335.1249.840.03.149.842.58.91100.91988.3~1989.28.359.482.8218.2391.1255.1126.8294.544.349.80.90.01531.11989.3~1990.26.530.536.3100.9194.5204.3178.2241.536.049.80.30.91079.71990.3~1991.28.336.654.8152.0410.8229.2148.9135.42.829.216.012.91236.91991.3~1992.20.637.2116.6237.2472.6248.9285.2117.249.548.641.23.11658.21992.3~1993.20.069.5117.5104.0215.4290.2239.1296.938.822.28.06.51408.01993.3~1994.25.832.00.093.2159.1255.7286.2213.59.811.42.834.81104.31994.3~1995.23.737.5100.0248.9381.5255.1158.2166.549.80.035.10.01436.31995.3~1996.20.68.386.834.8216.9205.5348.0155.140.939.41.833.21171.41996.3~1997.20.961.2121.2198.8297.5196.6380.3243.446.848.932.936.91665.51997.3~1998.23.130.252.373.2182.567.7116.9216.91.826.80.00.0771.41998.3~1999.22.2257.8343.1107.4552.9477.5388.3412.622.249.81.838.82654.51999.3~2000.20.0118.2140.3264.0249.844.9386.2353.843.449.80.60.01651.12000.3~2001.27.168.3340.9309.8596.3205.5387.1167.70.630.830.834.82179.72001.3~2002.28.039.4252.3145.8461.2175.1591.1403.149.20.01.840.02167.1均值4.057.8101.3153.1311.6257.7269.7217.327.836.021.715.71473.6264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告三、径流调节计算1、调节计算原则XX水库多年平均来水量2576×104m3，兴利库容1235×104m3，库容系数为48％，是一座以灌溉为主的多年调节水库，水库调度以满足灌溉用水为原则，按灌溉需水量放水，下游需水就放，有水就蓄，尽可能复蓄充库，使水库维持在最高水位，为后续灌溉用水提供保证，水库水位在正常水位和死水位之间变动，当某月水库水位降到死水位而灌溉用水量仍不足时，则认为该月灌溉用水得不到保证，灌溉受到破坏，该年为破坏年。2、调节计算方法根据水库天然来水、下游灌溉用水量和水库的兴利库容进行长系列调节计算。计算时段为一个月，计算方法采用历时法，水库径流调节计算从1970年3月初死水位开始起调，2002年2月末至死水位。出库流量为灌溉需水量，当库水位超过正常蓄水位100.47m时水库多余水量从溢洪道宣泄，其出库流量为水库蓄满后的多余水量；当水库水位下降至死水位81.17m时将不再下降，此时若出库水量不满足下游灌溉要求时说明灌溉遭到破坏，水库按实际来水量放水，下一计算时段又从死水位起调。水库月消耗水量为灌溉需水量和水库损失水量之和，水库的水量损失由于水库库面面积不大故只计水库的渗漏损失，水库的渗漏损失按月平均库容的1.0％计。XX水库设计枯水系列组历年各月径流调节计算成果见表4.10。表4.10XX水库历年各月径流调节（水库余、缺水量）计算成果表月年345678910111212破坏月（个）1970.3~1971.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001971.3~1972.20.00.00.00.00.00.00.0-26.00.00.00.00.011972.3~1973.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001973.3~1974.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001974.3~1975.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001975.3~1976.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001976.3~1977.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001977.3~1978.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001978.3~1979.20.00.00.00.00.00.00.0-145.4-132.2-137.1-106.1-11.251979.3~1980.20.00.00.00.00.00.00.0-327.2-330.8-344.0-317.8-219.351980.3~1981.30.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001981.3~1982.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001982.3~1983.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告1983.3~1984.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001984.3~1985.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001985.3~1986.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001986.3~1987.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001987.3~1988.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001988.3~1989.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001989.3~1990.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001990.3~1991.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001991.3~1992.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001992.3~1993.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001993.3~1994.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001994.3~1995.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001995.3~1996.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001996.3~1997.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001997.3~1998.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.001998.3~1999.20.00.00.00.00.00.00.0-1.70.00.00.00.011999.3~2000.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.002000.3~2001.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.002001.3~2002.20.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00从表4.10可以看出，在32年中有4年为破坏年，即XX水库在现在调节库容下下游灌溉用水保证为87.5％，参照《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288—99）的有关规定，本灌区的灌溉设计保证率为80％～95％，故XX水库调节库容满足下游灌溉用水要求。经计算，在下游灌溉保证率为87.5％的前提下，水库灌溉面积有2万亩。4.4.3洪水调节一、水库库容曲线XX水库建于五十年代末，在1958年的原始设计中有库区实测的1/5000地形图，库容曲线亦有记录，并一直延用至今。2007年初XX水库安全评价在实测1/5000地形图上对水库库容曲线进行了量算，量算成果与原有实测库容曲线进行成果比较，面积、库容误差除98.67m外均在5％以内，本次设计抽取78.67m、83.67m、88.67m、93.67m、98.67m264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告五根等高线进行了复核，复核结果与安全评价结果一致，各次复核成果见表4.11，该成果在水库安全评价时已得到与会专家的认同。故本次设计仍采用原设计的水库库容曲线，成果见表4.12。表4.11XX水库高程～面积关系曲线表高程（m）78.6783.6788.6793.6798.67面积（104m2）原设计数字5.8316.3948.6375.59112.39安鉴复核数字5.716.849.974.2118.7本次复核数字5.716.849.974.2118.7表4.12XX水库高程～面积～库容关系曲线表高程(m)76.1778.6781.1783.6786.1788.67面积(104m2)3.775.838.0916.3937.2148.63库容(104m3)0122960127234高程(m)91.1793.6796.1798.67101.17103.7面积(104m2)70.5775.5995.61112.39142.81170库容(104m3)383566780104013591750二、泄洪设施XX水库溢洪道为开敞式无闸控制的溢洪道，溢流净宽为10.0×3.0m，堰底板高程97.97m，堰顶高程100.47m，堰高2.5m。根据溢洪道的布置，溢洪道泄流能力计算详见5.3节，计算成果摘录见表4.13。表4.13XX水库溢洪道水位～泄量关系曲线表（加固后）库水位（m）100.47100.97101.47101.97102.47102.97103.47流量（m3/s）0.020.561.3121.7194.7279.2368.8库水位（m）103.97104.47104.97105.47105.97106.47流量（m3/s）466.3570.9681.8798.4920.11046.5三、起调水位和水库调度原则起调水位：XX水库是一座以灌溉为主，兼顾养殖等综合利用的中型水利工程，水库对下游没有防洪任务。按上级主管部门批准，水库的正常蓄水位就是水库的起调水位，XX水库实际正常蓄水位为100.47m，本次调洪演算按正常蓄水位起调。水库洪水调节原则：XX水库溢洪道为开敞式无闸控制的溢洪道，因此水库只能拦蓄部分洪量，溢洪道以其自身的最大泄流能力泄洪。四、洪水调节计算水库的洪水调节根据水量平衡原理进行，即在某一时段△264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告t内，进入水库的水量与水库下泄水量之差，应等于该时段内水库蓄水量的变化值，并与水库下泄量与蓄水位的函数关系进行联解，联解关系式子为：△t-△t=V2-V1=△V…………（1）q=f(v)=f(z)…………………（2）式中：Q1、q1——时段初入库、出库流量；Q2、q2——时段末入库、出库流量；V1、V2——时段初、时段末水库蓄水量；△t——计算时段（s）。根据上述计算原理和水库库容曲线、溢洪道泄流曲线，可求得各设计频率的最高水位、最大下泄流量和相应的库容，其调洪成果见表4.14。表4.14XX水库洪水调节计算成果表（加固后）频率（％）0.123.3351020正常蓄水位（m）100.47100.47100.47100.47100.47100.47设计洪峰（m3/s）365.4211.4190.4161.1121.781.9最高水位（m）102.42101.76101.67101.54101.34101.13最大下泄流量（m3/s）187.396.884.969.550.633.7相应库容（万m3）154714451432141313831353滞洪库容（万m3）312210197178148118264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告5建筑物除险加固设计5.1设计依据5.1.1工程等级和建筑物级别XX水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖、发电等综合利用的中型水利工程。本次设计按照《防洪标准》（GB50201-94）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的有关规定，经复核该水利工程仍为中型水库，工程级别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级，临时建筑物为5级。其主要建筑物相应的设计洪水标准见表5.1。表5.1枢纽建筑物设计，校核洪水及相应流量建筑物名称工况洪水频率洪峰流量(m3/s)最大泄量(m3/s)库水位(m)大坝设计2%205.5696.82101.76校核0.1%351.58187.30102.42正常蓄水位100.47死水位81.17溢洪道设计2%96.82101.76校核0.1%187.30102.42溢洪道消能设施设计3.33%84.94101.67隧洞进口段设计0.1%102.42校核2%101.765.1.2设计基本资料一、设计采用的有关技术规范和文件资料：（1）《防洪标准》（GB50201—94）；（2）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）；（3）《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44—93）；（4）《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）；（5）《碾压式土石坝施工规范》（DL／T5129—2001）；（6）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL／T5148—2001）；（7）《溢洪道设计规范》（SL253—2000）；（8）《水工砼结构设计规范》（SL／T191—96）；264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告（9）《水工砼施工规范》（DL／T5144—200l）；（10）《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303—2004)；（11）《水利水电工程围堰设计导则》（DL／5087—1999）；（12）《水库工程管理设计规范》（SLl06—96）；（13）《水利工程管理单位编制定员试行标准》（SLJ705—8l）；（14）《水利水电工程初步设计报告编制规程》（DL5021—93）；（15）《江西省XX市XX水库大坝安全评价报告》（XX市水利电力勘测设计院2007年5月）；（16）《XX市XX水库加固工程初步设计勘察报告》（抚州市水电勘测设计院）；（17）《XX水库大坝安全鉴定报告书》；（18）《XX市XX水库安全鉴定成果表核查意见》（江西省大坝安全管理中心）。二、地震烈度坝址区位于地震动峰值加速度小于0.05g，设计可不考虑地震荷载。三、建筑材料特性及设计参数（1）坝体大坝坝型为均质土坝，坝体填筑土由粘土质砂组成,局部夹少量含砂低液限粘土、含细粒土砂。大坝坝体不同部位填筑土料的物理力学指标及渗透系数有一定差别，详细资料可查大坝填筑土物理力学指标性质及渗透性试验成果统计表。（2）坝基坝基清基不彻底，且坝基未做防渗处理。坝基上部存在全风化基岩及第四系冲积含细粒土砂。坝基出露的岩石为加里东期花岗岩，岩石裂隙较发育，岩石透水性较强，左坝基全风化岩体透水率为7.68×10-5cm/s～7.38lu，强风化岩体透水率为5.38Lu,均在10Lu以下或K值小于1.0×10-4cm/s，具弱透水性。右坝基K值为（5.0～6.24）×10-4cm/s，具中等透水性。据钻孔注（压）水试验，大坝左坝肩77m高程以上岩体K值为（5.24～11.00）×10-4cm/s（岩体透水率为18.4Lu），K值大于1.0×10-4cm/s或在10Lu以上，具中等透水性；坝右肩高程87m高程以上岩体K值为（2.37～5.81）×10-4cm/s，具中等透水性。相对不透水层（q≤10Lu）顶板深在基岩面以下3.16～9.12m。（3）溢洪道岩土体物理力学参数①砼与强风化基岩的抗剪指标：f=0.35～0.45,C=0.10～0.25Mpa；264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告②溢流堰地基允许承载力为200～250Kpa；③岩土体允许抗冲流速粘土质砂允许抗冲流速：V允＝0.75～1.0m/s（水深≥3.0m），强风化岩体允许抗冲流速：V允＝15.0m/s（水深≥3.0m）。开挖边坡建议值：土层：1：1～1：5，强风化岩质边坡：1：0.5～1：1.0。（4）隧洞①进口段洞室围岩呈强风化，裂隙发育，岩体较破碎，围岩稳定性差，建议围岩K0=80～100kg/cm3，fk=3～2，比重为2.54，干容重2.30g/cm3。②中间段洞身段上部有效围岩覆盖层雄厚，多为弱风化，围岩较为稳定，建议围岩K0=250～220kg/cm3，fk=5～4，干容重2.35g/cm3。③出口段洞室围岩呈强风化，裂隙发育，岩体较破碎，围岩稳定性差，建议围岩K0=80～100kg/cm3，fk=3～2，比重为2.54，干容重2.30g/cm3。④隧洞出口至发电厂房为压力管，其基础坐落在强风化花岗岩上，岩石允许承载力800～1000Kpa，能满足管机的承载力要求。5.2大坝除险加固设计5.2.1大坝现状存在的主要问题及复核分析一、大坝现状存在的主要问题1、大坝坝体填筑质量较差，坝体存在渗漏问题。大坝填筑土料主要为粘土质砂，坝体各部位填筑土的颗粒组成存在不均匀性，少部分土料质量较差，坝体土结构较疏松，属中等偏高压缩性土。大坝上、下游坝壳填筑土料的渗透性能较为接近，大坝填筑土料的渗透系数大于1×10-4cm/s，不满足规范要求。2、坝基及两坝肩存在渗透问题大坝心墙底部局部未清至基岩面，局部清基不彻底，并存在0.22～1.0m厚的含细粒土砂层和0.5～2.6m厚的含砂粘土。坝基岩石裂隙较发育，岩石透水性较强，左坝基全风化岩体透水率为7.68×10-5cm/s～7.38lu，强风化岩体透水率为5.38Lu,均在10Lu以下或K值小于1.0×10-4cm/s，具弱透水性，左侧坝基不存在渗漏问题；右侧坝基K值为（5.0～6.24）×10-4cm/s，具中等透水性，右侧坝基存在渗漏问题264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告。据钻孔注（压）水试验，大坝左坝肩77m高程以上岩体K值为（5.24～11.00）×10-4cm/s（岩体透水率为18.4Lu），K值大于1.0×10-4cm/s或在10Lu以上，具中等透水性，存在绕坝渗漏问题；右坝肩高程87m高程以上岩体K值为（2.37～5.81）×10-4cm/s，具中等透水性，存在绕坝渗漏问题。3、大坝贴坡排水体堆石之间为全风化料充填，粉、粘粒含量明显偏高，淤堵严重，排水不畅,缺反滤层,结构及粉粘粒含量均不能满足现行规范要求。4、大坝大坝块石护坡局部凹凸不平，砌体松动，大部分块石风化严重，块径偏小，局部被风浪淘刷破坏严重，大坝上游85.67m高程以下未有衬护及护脚。9、大坝坝坡面有白蚁，建议对其进行全面彻底诱杀和防治。10、大坝无坝面垂直位移和水平位移、坝基渗流观测，大坝原型观测项目不全，不满足规范要求。11、上坝公路标准低，影响防汛抢险交通。二、大坝现状质量分析1、大坝施工XX水库大坝于1958年冬动工兴建，1960年大坝建至100.17m，1961年又增至104.14m。1976年～1987年又进行了规模较大的枢纽工程续建，形成现在规模。大坝施工主要靠人工进行，缺少现场记录，没有质量控制及检测，只能靠施工人员自我控制。根据施工座谈纪要，大坝的基础河岸坡的清基是1958年冬开始的，大坝采用人工清基，坝基未按设计作截水槽，大坝采用人工清基，大坝坝基仅在做心墙（心墙范围0＋025～0＋080桩号，心墙顶高程89.67m）的部位将表层土、杂草、树根、碎石等全部清除，清到了岩石层，其余地方清基不彻底。大坝土料分为心墙料及坝壳料，心墙土为库区外罗河乡境内粘结性较好的黄粘土，坝壳料大部分在库区内取土，少部分就在附近山头取土，1976年续建时，坝壳料主要为溢洪道开挖料。由于资金不足、土源缺乏，并且未作料场试验，只能凭经验选择土料，心墙土料质量控制不严格。大坝1958年施工时采用人工回填碾压，用木夯、石夯进行分层碾压夯实，碾压厚度一般为0.5m，由于缺少碾压设备，人工土法上马，大坝回填碾压质量较差。1976年续建时将洪道开挖料全部填至坝坡下游，开挖料为土石混合料，回填时，未做任何碾压，仅进行人工整平。2、大坝坝基质量评价（1）坝基清基质量评价264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告根据施工座谈会议纪要、及本次地质勘探，工程兴建时，大坝采用人工清基，心墙部位表层土、杂草、树根、碎石等全部清除，清到了岩石层，但是做粘土心墙时没有开挖基槽。坝基上部存在含砂（砾）粘土（室内定名为含砂低液限粘土和粘土质砂），厚度约2.17～6.85m，坝基清基质量较差。坝基土物理力学指标见表5.2。表5.2坝基含砂低液限粘土的主要物理力学指标表指标部位含水量干密度孔隙比塑性指数压缩系数凝聚力內摩擦角渗透系数％g/cm3MPa-1KPa°×10-4cm/s坝基全部22.381.450.81816.50.4017.522.55.4II－II′坝基23.551.270.961190.461920.54.67III－III′坝基21.21.530.675140.3416256.0（2）坝基渗漏及绕坝渗漏评价大坝坝基主要的工程地质问题是坝基渗漏及绕坝渗漏。据野外钻孔压(注)水试验，左坝基全风化岩体透水率为7.68×10-5cm/s～7.38lu，强风化岩体透水率为5.38Lu,均在10Lu以下或K值小于1.0×10-4cm/s，具弱透水性，故左侧坝基不存在渗漏问题。坝右侧坝基K值为（5.0～6.24）×10-4cm/s，具中等透水性，故右侧坝基存在渗漏问题；据钻孔注（压）水试验，大坝左坝肩77m高程以上岩体K值为（5.24～11.00）×10-4cm/s（岩体透水率为18.4Lu），K值大于1.0×10-4cm/s或在10Lu以上，具中等透水性，存在绕坝渗漏问题；右坝肩高程87m高程以上岩体K值为（2.37～5.81）×10-4cm/s，具中等透水性，故坝右肩也存在渗漏问题。综上所述，右坝基及两坝肩岩土体存在渗漏与绕坝渗漏问题。3、坝体填筑土质量评价本工程大坝原设计坝型为粘土心墙坝，但只在大坝0＋025～0＋080桩号做了心墙，心墙高程仅为89.67m，在坝高一半的位置，起不到心墙的作用，安鉴阶段认定其为均质坝。虽然认定其为均质坝，但在本章坝体填筑土质量评价中，仍根据本次的勘察成果，对坝体心墙和上、下游老坝壳及下游加固坝壳的填筑质量等问题从以下三个方面进行综合分析评价，以真实反映坝体填筑土的情况。（1）坝体填筑土的颗粒组成分析264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告根据勘察及试验成果，从总体上来看，心墙填筑土料主要为深灰色含砂（砾）低液限粘土，少部分填筑土料为含砂（砾）低液限粘土。上、下游老坝壳的填筑土料主要为杂色、红黄色粘土质砂和粘土质砾（风化料），局部填筑土料为含砂（砾）低液限粘土。其颗粒组成详见表5.3。表5.3坝体填筑土的颗粒组成特征表含量部位砾石（％）砂粒（％）粉粒（％）粘粒（％）平均值变幅平均值变幅平均值变幅平均值变幅上游坝壳24.988.9～45.2541.3627.92～52.925.093.47～46.029.295.77～12.71心墙18.513.96～28.7842.3830.25～65.3522.782.74～33.814.757.54～22.12下游坝壳27.3212.69～49.4148.6522.38～6318.4117.02～21.485.64.16～6.65下游加固坝壳24.2112.7~46.552.7732.4~6317.5717.0~17.95.455.8~8.5从表5.3中可以看出，心墙填筑土的颗粒组成稍好于上、下游坝壳填筑土的颗粒组成，下游坝壳填筑土的颗粒组成与上游坝壳填筑土的颗粒组成基本相同。心墙土的粘粒含量略小于15％，不满足规范要求。综合分析来看，心墙填筑土的颗粒组成不具有心墙特征，其颗粒组成虽然好于上下游坝壳土，但仍为粘土质砂，仅局部为含砂粘土。（2）填筑土的物理力学性质分析根据勘察和室内土工试验资料，坝体填筑土物理力学指标成果统计详见附表01～13，依照统计成果将填筑土主要的物理力学指标平均值汇编成表5.4。表5.4坝体各部位填筑土的主要物理力学指标平均值一览表指标部位含水量干密度孔隙比塑性指数压缩系数凝聚力內摩擦角％g/cm3MPa-1KPa°上游坝壳21.51.530.80514.4/11.521.4心墙22.71.510.79615.80.4216.323.2下游坝壳18.51.540.72814.3/1122.5下游加固坝壳9.41.381.11613.3/426II－II（0＋103.5）上游坝壳23.11.470.82014.6/13.721.9心墙23.81.440.83916.30.4318.720.5下游坝壳18.71.550.72614.3/1224.5下游加固坝壳10.11.51.03312/426III－III（0＋063.5）上游坝壳19.51.560.775140.349.120.5心墙21.11.560.739140.4013.625.5下游坝壳18.21.580.71514/1020下游加固坝壳8.61.231.17614/426注：表中C、φ值通过室内饱和固结快剪方式获得。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告从表5.4中可知，心墙土和上、下游坝壳的填筑土比较具有以下特征：心墙土含水量较高，干密度较小，孔隙比较大，塑性指数较高，压缩系数较大，凝聚力较大，内摩擦角较小。整体上，坝体土结构较疏松，属中等偏高压缩性土，心墙压实度偏低。由于下游老坝壳及下游加固坝壳填筑土主要为粘土质砂和粘土质砾（风化料），土体中粗颗粒较多，砾石含量分别占29.01％和37.29％，砂粒含量分别占24.21％和52.77％，因此造成了室内试验制样很困难，大多数土样的剪切指标无法取得，致使上、下游坝壳填筑土的剪切指标偏少，无法进行数理统计。（3）坝体填筑土的渗透性分析根据室内土工试验成果，对心墙和上游、下游老坝壳及下游加固坝壳填筑土的渗透系数进行统计分析，去伪存真，分析成果详见表5.5、表5.6。表5.5坝体填筑土渗透系数成果表位置数值类型渗透系数（1×10-5cm/s）上游坝壳数值变幅6.6～46算术平均值22大值平均值29组数9心墙数值变幅1.2～13算术平均值7.84大值平均值9.5组数10下游坝壳数值变幅10～78算术平均值44大值平均值52.2组数3下游加固坝壳数值变幅11～60算术平均值43.2大值平均值48.75组数5表5.6坝体各横断面上、下游坝壳和心墙填筑土渗透系数成果分析表264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告断面部位数值类型渗透系数（1×10-5cm/s）（0＋103.5）上游坝壳数值变幅6.6～27算术平均值14大值平均值14.9组数6心墙数值变幅1.2～13算术平均值7.65大值平均值9.15组数6下游坝壳数值变幅10～78算术平均值42大值平均值49.4组数3下游加固坝壳数值变幅21～37算术平均值33.67大值平均值40取用值120组数3（0＋063.5）上游坝壳数值变幅22～46算术平均值34大值平均值38.5组数3心墙数值变幅5.4～12算术平均值8.1大值平均值10组数4下游坝壳数值变幅10～78算术平均值42大值平均值55组数3下游加固坝壳数值变幅55～60算术平均值57.5大值平均值60取用值120组数2从表5.5264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告中可知，上游坝壳和下游坝壳填筑土料的渗透性能较为接近，它们的渗透系数平均值分别为22×10-5cm/s和44×10-5cm/s，渗透系数大值平均值分别为29×10-5cm/s和52.2×10-5cm/s；心墙填筑土料渗透系数算术平均值7.84×10-5cm/s，渗透系数大值平均值为9.15×10-5cm/s，心墙土渗透系数大于1×10-5cm/s，不满足规范要求。上游坝壳和下游坝壳填筑土料的渗透系数平均值分别是心墙土料的渗透系数平均值的2.8倍和5.6倍，心墙土料的防渗性能稍好于上游坝壳和下游坝壳填筑土料，但它们之间的差别偏小。下游加固坝壳填筑土料的渗透系数算术平均值43.2×10-5cm/s，渗透系数大值平均值为48.75×10-5cm/s；根据现场开挖情况及施工记录可知，下游加固坝壳料系1976年溢洪道拓宽的开挖料，大多由风化土料及块石组成，其间空洞较多，从该水库的土工试验报告中可看到，室内试验制样困难，剪切指标无法取得，按照实事求是的原则，安鉴阶段按实际情况，参照类似经验对下游加固坝壳料的渗透系数及C、φ值进行取用：渗透系数5.5×10-4cm/s，C值8Kpa，φ值26°。综上所述，坝体填筑土的颗粒组成不均一性较明显，大部分土料质量较差。心墙填筑土料的颗粒组成稍好于上、下游坝壳填筑土料，心墙填筑土的颗粒组成不具有心墙特征。心墙和上、下游坝壳填筑土的干密度偏小，土体结构较疏松，属中等偏高压缩性土，心墙压实度偏低。心墙土的渗透系数偏大，其渗透系数大值平均值为9.15×10-5cm/s，坝体上、下游填筑土渗透系数大值平均值分别为29×10-5cm/s和52.2×10-5cm/s，整个坝体渗透系数大值平均值为4.94×10-4cm/s，均不满足规范的要求，坝体存在渗透安全隐患，影响大坝运行安全。4、大坝贴坡排水根据施工座谈纪要，1958年大坝初建时排水棱体中的反滤结构与排水设施已按设计图纸施工。1976年洪道扩建时，将大量洪道开挖弃料填筑于坝下游，并在下游修建了0.5m厚的干砌块石护坡，使原有棱体被堵塞。安全鉴定阶段在现有排水体处开挖了1个探槽发现，大坝排水体座落在第四系全新统冲洪含砂低液限粘土层上，排水体型式为贴坡排水，排水体未按要求设置反滤层，仅有块石和泥土充填，排水体排水效果较差。三、大坝现状渗流安全分析1、大坝观测资料分析大坝下游坝脚中部设有大坝渗漏观测三角堰，三角堰埋设于2005年8月，从2006年4月20日开始观测、记录坝基渗水情况。不同库水位时三角堰观测记录见表5.7。从表中可以看出，大坝渗漏流量基本随库水位上升（或下降）而增加（或减少），观测到最大渗漏流量为0.0252m3/s，现场安全检查时三角堰堰上水深为0.06m，推算渗漏量为264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告0.0012m3/s，此时大坝水位为死水位83.67m，大坝坝基渗水严重，由此可以判断大坝坝基存在较为通畅的渗流通道，坝基存在渗漏问题。表5.7三角堰记录表月、日库水位（m）堰流量（m3/s）天气备注4、2095.570.0094阴q=1.411h2.54、2195.670.0094雷阵雨4、2295.670.0094小雨4、2395.670.0094小雨4、2495.670.0063晴4、2595.670.0063晴4、2696.070.0103晴4、2796.170.0094大雨4、2896.270.0086阴4、2996.270.0078晴4、3096.370.0078晴5、196.470.0086小雨5、296.670.0094晴5、396.770.0086晴5、496.870.0094晴5、596.870.0094晴5、697.170.0123雷阵雨5、797.270.0103雷阵雨5、997.670.0113雷阵雨q=1.411h2.55、1097.770.0113阴5、1197.870.0133小雨5、1297.870.0133小雨5、1397.970.0133小雨5、1497.970.0144阴5、1597.970.0133阴5、1697.970.0133小雨5、1798.070.0156小雨5、1898.170.0156小雨5、1998.270.0156晴5、2098.370.0144晴264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告5、2198.370.0144晴5、2298.470.0156大雨5、2398.470.0156晴5、2498.470.0168晴5、2598.670.0168雷阵雨5、2698.970.0176小雨5、2799.470.0178小雨5、2899.470.0189阴5、2999.470.0189晴5、3099.370.0189小雨5、3199.270.0189小雨6、199.370.0189阴6、299.270.0189小雨6、399.270.0189小雨6、499.270.0189中雨6、599.470.0191中雨6、699.870.0252中雨6、7100.270.0252中雨6、8100.270.0252阴6、9100.270.0194晴6、10100.270.0194晴6、11100.170.0194晴6、12100.070.0181雷阵雨6、13100.070.0181小雨6、14100.070.0194小雨6、15100.170.0194阴6、16100.170.0194阵雨6、17100.070.0252中雨从渗漏流量观测资料可以看出，大坝渗漏流量随库水位上升（或下降）而增加（或减少），说明大坝坝基存在较为通畅的渗流通道，坝基存在渗漏问题。2、大坝渗流计算分析为进一步分析大坝的渗流安全情况，查清大坝渗流安全隐患，采用有限元计算方法对大坝渗流状况进行分析。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告（1）计算断面选择根据大坝实际运行中出现的情况、大坝现场检查资料、地质报告并结合观测资料分析，大坝下游坝脚常年有渗水现象，大坝左坝段透水性比右坝段稍强，故选择左坝段0＋063.5桩号（Ⅰ—Ⅰ断面）及中部坝段0＋103.5桩号（Ⅱ—Ⅱ断面）作为现状渗透稳定计算典型断面。该两个断面之间为老河床部位，其中0＋103.5桩号为最大断面，且该断面下游设有三角堰。选择以上两个断面进行渗流计算，可反映整个大坝的实际渗流状况。（2）坝体渗透分区及计算参数大坝填筑土主要由上、下游老坝壳填筑土及下游加固填筑料。上、下游老坝壳的填筑土料主要为杂色粘土质砂和含细粒土砂（风化料），局部填筑土料为含砂低液限粘土。下游加固填筑料全部为1976年洪道拓宽时的开挖料，主要为灰褐色夹砾风化土料。渗透稳定分析时渗透试验指标按不利渗流稳定情况取,稳定渗流期取大值平均值，非稳定渗流期取小值平均值。大坝各计算断面渗透分区的渗透系数见表5.8，大坝现状渗透稳定计算典型断面见附图5.1。表5.8大坝各计算断面渗透分区渗透系数表断面土层稳定渗流期渗透系数（cm/s）不稳定渗流期渗透系数（cm/s）0＋063.5桩号粘土质砂(坝体填土)K14.94×10-42.16×10-4粘土质砂(坝后填土)K25.5×10-42.48×10-4坝基全风化层K34.67×10-44.67×10-4坝基强风化层K45.0×10-55.0×10-4原排水棱体K55.0×10-35.0×10-3原粘土心墙K69.15×10-49.15×10-40＋103.5桩号粘土质砂(坝体填土)K14.94×10-42.16×10-4粘土质砂(坝后填土)K25.5×10-42.48×10-4坝基全风化层K34.67×10-44.67×10-4坝基强风化层K45.0×10-55.0×10-4原排水棱体K55.0×10-35.0×10-3附图5.1大坝渗流计算断面图264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告（3）允许渗透坡降大坝填筑土料主要为含砂低液限土及粘土质砂，264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告各部位的允许渗透坡降值，由有关土工试验指标计算出，没有试验指标的参考有关经验数据或类似工程经验。坝体0.36，坝后填土0.34，坝基全风化基岩0.38；强风化基岩0.55～0.65。大坝下游内坡坝坡逸出点的临界渗透坡降按下式计算：Jc＝Jc：坝坡逸出点临界渗透坡降r1：土料的浮容重r：水的容重φ：土料的内摩擦角（取值22°）β：下游坝坡坡角C：土料的凝聚力（取值10kpa）根据经验，在浸润线逸出点处土料的内摩擦角和凝聚力可取试验值的1/4～1/3。计算可得坝坡逸出点的临界渗透坡降为0.35。大坝下游加固填筑料（为1976年洪道拓宽时的开挖料，主要为灰褐色夹砾风化土料）坝坡逸出点的临界渗透坡降按下式计算：Jc＝Jc：坝坡逸出点临界渗透坡降r1：土料的浮容重r：水的容重φ：土料的内摩擦角（取值24°）β：下游坝坡坡角C：土料的凝聚力（取值8kpa）根据经验，在浸润线逸出点处土料的内摩擦角和凝聚力可取试验值的1/4～1/3。计算可得坝坡逸出点的临界渗透坡降为0.32。（4）计算工况按照《碾压式土石坝设计规范》SL274－2001的规定，土石坝渗流计算应考虑水库运行中出现的各种不利条件，因此大坝现状渗流复核计算水位组合分正常情况、设计情况和校核情况、校核水位降至溢流堰顶情况、堰顶高程降至隧洞进口底高程及堰顶高程降至三分之一坝高高程等六种工况。①正常情况：正常蓄水位100.47m，相应下游水位取下游坝脚表面高程，大坝264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告形成稳定渗流期的渗流计算。②设计情况：库水位为设计洪水位101.75m，相应下游水位取坝脚排水沟水面高程，大坝形成稳定渗流期的渗流计算。③校核情况：库水位为校核洪水位102.38m时，相应下游水位取坝脚排水沟水面高程，大坝形成稳定渗流期的渗流计算。④校核水位降至溢流堰顶情况：库水位从校核洪水位102.38m骤降至堰顶高程100.47m时，相应下游水位取坝脚排水沟水面高程，大坝形成非稳定渗流期的渗流计算。⑤堰顶水位降至隧洞进口底高程情况：库水位从堰顶水位100.47m骤降至隧洞进口底高程81.17m时，相应下游水位取坝脚排水沟水面高程，大坝形成非稳定渗流期的渗流计算。⑥堰顶水位降至三分之一坝高情况：正常水位100.47m骤降至三分之一坝高水位84.61m时，相应下游水位取坝脚排水沟水面高程，大坝形成非稳定渗流期的渗流计算。（5）稳定渗流计算大坝现状渗流复核计算采用采用北京理正软件设计院开发的《理正渗流稳定验算系统》（5.1版）进行计算。该程序适用于不规则边界的各向异性渗流场，能有效解决各类土石坝的复杂渗流状况的渗流分析问题，程序的求解方法是基于三角形单元的有限元法。按选定的渗透系数分区及边界条件对三种稳定渗流运行工况进行渗流计算，可得各工况下大坝各典型计算断面的渗流流网及单宽渗流量，渗流计算结果见表5.9，三种工况下的大坝渗流流网分别见附图5.2、5.3。附图5.2、大坝渗流计算成果图0＋063.5264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告0＋103.5　附图5.3264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表5.9现状大坝典型断面渗流复核计算成果断　　面计算工况水位下游坝坡出逸坝基最大渗透坡降下游坝坡出逸点计算单264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告位势（％）宽流量　　（m3/d·m）逸出点高程(m）逸出点渗透坡降逸出段渗透坡降全风化基岩（0＋063.5）上游水位100.47m下游水位76.48m76.480.330.410.353.01.50上游水位101.75m下游水位76.78m78.210.380.410.389.51.73上游水位102.38m下游水位77.08m79.340.400.410.3913.51.86（0＋103.5）上游水位100.47m，下游水位74.70m74.700.280.450.342.501.3上游水位101.75，下游水位75.00m75.000.340.450.367.01.45上游水位102.38m，下游水位75.50m75.720.390.450.389.51.64（6）非稳定渗流计算由溢洪道、灌溉发电隧洞各自的泄流关系曲线和水库的库容关系曲线，得库水位最快降落曲线。按不同工况组合进行计算，绘制各种工况下的渗流流网图和统计各种情况时大坝的自由面位置，各种工况下库水位降落前后的浸润线坐标见表5.10、表5.11和表5.12。表5.10　大坝现状非稳定渗流自由面位置计算成果表（校核水位降至溢流堰顶工况）降落时段（日）自由面坐标(x,y)（0＋063.5）降落前t=0x91.48103.21118.14133.83150.34167.01183.75196.95207.54y22.7620.2117.6715.1412.69.866.6741.99位势％908070605040302010降落后t=0.5x96.85110.49123.58137.11151.92167.27183.68197.32205.62y21.0418.6916.3413.9911.659.36.954.62.25位势％908070605040302010（0＋103.5）降落前t=0x96.44102.11108.73127.34144.44161.13178.6200.78215.55y24.9822.2419.5116.7714.0411.318.575.843.1位势％908070605040302010降落前t=0.5x98.37106.46120.02133.9147.84163.1179.53200.78215.27y23.2620.7118.1715.6313.0910.548.005.462.91位势％908070605040302010表5.11　大坝现状非稳定渗流自由面位置计算成果表（堰顶水位降至隧洞进口底高程工况）降落时段（日）自由面坐标(x,y)264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告（0＋063.5）降落前t=0x86.698.43114.43130.6146.61163.4180.75196.37205.66y20.9918.5916.1913.7911.496.443.551.39位势％908070605040302010降落后t=0.5x82.5191.13127.25156.37184.35y8.216.044.382.721.06位势％5040302010（0＋103.5）降落前t=0x87.2591.70100.10109.07125.04140.00155.27171.80193.27y25.8023.2620.7118.1715.6313.0910.548.005.46位势％908070605040302010降落前t=21.2x108.40127.43154.71176.85205.64y10.848.626.564.492.43位势％5040302010表5.12　大坝现状非稳定渗流自由面位置计算成果表（堰顶高程降至三分之一坝工况）降落时段（日）自由面坐标(x,y)（0＋063.5）降落前t=0x86.8298.95115.71132.01148.11165.24182.15197.20207.21y21.5617.9815.6714.2110.588.046.103.421.32位势％908070605040302010降落后t=19.7x49.1461.5282.5396.43140.16166.78y13.1211.259.857.635.53.36位势％605040302010（0＋103.5）降落前t=0x91.0698.44105.65122.59140.92157.55174.41197214.77y23.2320.6518.0815.5112.9410.367.795.222.64位势％908070605040302010降落前t=19.7x54.2088.21112.36148.86172.73203y12.6410.448.36.154.011.87位势％605040302010（6）计算成果分析①由于上坝坝体和坝后填土碾压质量差，虽然在正常蓄水位运行条件下，坝体渗流状态基本稳定，大坝各典型计算断面下游坝坡浸润线逸出点出口均在贴坡排水体内，但由于贴坡排水未设置反滤结构，排水较差，故易产生渗透破坏。而且推算到未来校核洪水位作用下，0＋063.5桩号浸润线出逸点高程超出现状贴坡排水体顶高程，影响大坝的正常使用。②0+063.5桩号在设计和校核工况下和0+103.5桩号在设计工况下264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告，下游坝坡逸出点最大渗透坡降和下游坡逸出段的最大渗透坡降均已超过允许渗透坡降，高水位下极可能发生渗透破坏。另外大坝外坡为为1976年洪道拓宽时的开挖料，主要为灰褐色夹砾风化土料，土质很差。四、大坝现状坝坡稳定分析为评价XX大坝的坝坡安全稳定性，查清大坝存在的坝坡安全隐患，根据大坝渗流计算成果、运行情况、现场检查资料及地质勘探资料，对大坝坝坡安全进行复核。（1）计算断面的选择根据大坝实际运用中出现的情况、大坝现场检查资料和地勘资料，选择与大坝现状渗透稳定计算相同的典型断面，左坝段0＋063.5桩号、右坝段0＋103.5桩号断面作为现状坝坡抗滑稳定计算典型断面。大坝现状坝坡稳定分析计算典型断面示意图见附图5.4。（2）计算工况计算工况分正常运用和非常运用两种情况。根据《水工设计手册》（第三册，水利电力出版社，1984年8月）库水位下降时土坝浸润线的计算，可按比值k/μv的指标分为不同情况考虑（ν为库水位下降速度，k为坝体渗透系数，μ为坝体土的给水度），当k/（μν）＜1/10为库水位骤降情况，可以按照库水位开始下降前稳定渗流的浸润线位置分析坝坡的稳定。大坝上游土体渗透系数平均值k＝4.94×10-4cm/s＝0.43m/d。按《水工设计手册》的计算公式：μ=0.117计算得μ=0.096。由于输水隧洞泄流量较小，故当库水位自校核洪水位102.38m快速降落至堰顶水位100.47m时，水库泄流量仅考虑溢洪道的泄流量，泄流量为181.05～0m3/s，按平均下泄流量推算的库水位下降速度为3.86m/d，经计算k/（μv）=1.16＞1/10，属缓降，降落时段的浸润线位置需由计算确定。为安全起见，并结合工程经验，大坝的现状坝坡抗滑稳定分析将库水位自校核洪水位102.38m快速降落至堰顶水位100.47m时作为非常运用工况。正常运用工况：库水位为设计洪水位101.75m及正常蓄水位100.47m时大坝形成稳定渗流期的下游坝坡的抗滑稳定计算；库水位自正常蓄水位100.47m降落至输水隧洞底板高程81.17m高程和和库水位自正常蓄水位降落至1/3坝高处（即库水位为84.61m）等两种情况时上游坝坡的抗滑稳定计算。非常运用工况：库水位为校核洪水位102.38m时大坝可能形成稳定渗流期的下游坝坡的抗滑稳定计算，库水位自校核洪水位102.38m快速降落至堰顶水位100.47m时的上游坝坡抗滑稳定计算。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告该坝已运行四十多年，故不作施工期稳定计算。（3）计算方法按照《碾压式土石坝设计规范》SL274－2001的规定，现状坝坡稳定计算按计及条块间作用力的简化毕肖普法计算，稳定渗流期采用有效应力法对下游坝坡进行稳定计算，水位降落时分别采用有效应力法和总应力法对上游坝坡进行稳定计算。（4）计算参数的选取根据《碾压式土石坝设计规范》SL274－2001的规定，对3级大坝应采用三轴试验测定土的抗剪强度指标，但受条件限制，坝体填土的抗剪强度指标采用了直接剪切试验。XX水库已运行40多年，坝体固结已基本完成，因此在稳定分析中，总应力强度指标选用直剪试验的饱和固结快剪指标较为合适。坝体材料物理力学指标的选用：根据前面选用的计算方法要求，坝体填土的抗剪强度指标采用小值平均值，密度指标采用算术平均值，无试验资料的其它材料的有关指标根据类似工程按经验取值。根据土工试验成果及地质报告，坝轴线与上、下游坝坡土体的抗剪指标较为接近，设计采用的大坝现状边坡稳定计算各典型计算断面各分区材料的物理力学指标见表5.13。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），坝址区地震动峰值加速度小于0.05g，可不进行抗震安全复核。表5.13大坝坝体分区材料物理力学指标断面土层物理力学指标湿密度（kn/m3）饱和密度（kn/m3）C(Kpa)φ（°）C′(Kpa)φ′（°）(0＋063.5)粘土质砂(坝体填土)K118.5018.70122110.223.5粘土质砂(坝后填土)K217.017.38245.526.5坝基全风化层K318.018.46224.025原排水棱体K52020.5030030原粘土心墙K618.919.414261227(0＋103.5)粘土质砂(坝体填土)K118.5018.7012211023.5粘土质砂(坝后填土)K217.017.38245.526.5坝基全风化层K318.018.46224.025原排水棱体K52020.5030030附图5.4大坝稳定计算断面图264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告（5）大坝现状坝坡稳定计算264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告本工程采用北京理正软件设计院开发的《理正边坡稳定验算系统》（5.1版）进行计算。现状大坝各典型断面的坝坡稳定计算成果详见表5.14，附图5.5～5.12。从现状坝坡抗滑稳定计算结果来看，大坝0＋063.5断面在正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位运用条件下，下游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求；大坝0＋103.5断面在正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位运用条件下，下游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求；在库水位自校核洪水位快速降落至堰顶水位100.47m情况下，0＋063.5断面、0＋103.5断面上游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求；在库水位自正常蓄水位100.47m降落至隧洞底板高程81.17m情况下，大坝上游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求；库水位自正常蓄水位降至三分之一坝高水位84.61m情况下，0＋063.5和0＋103.5桩号大坝上游坝坡抗滑稳定安全系数均满足规范要求。表5.14现状大坝坝坡稳定复核计算成果表断面计算工况坝坡计算方法简化毕肖普法（0＋063.5）正常运用正常蓄水位100.47m，形成稳定渗流下游坡1.53设计洪水位101.75m，形成稳定渗流1.48自正常蓄水位100.47m骤降至隧洞底板进口高程81.17m上游坡1.44(1.43)库水位自正常蓄水位降至三分之一坝高水位84.61m上游坡1.40（1.41）规范要求最小安全系数1.30非常运用校核洪水位102.38m，形成稳定渗流下游坡1.37库水位自校核洪水位102.38m骤降至堰顶水位100.47m上游坡1.63(1.61)规范要求最小安全系数1.20(0+94)正常运用正常蓄水位100.47m，形成稳定渗流下游坡1.57设计洪水位101.75m，形成稳定渗流1.49自正常蓄水位100.47m降落至隧洞底板高程81.17m上游坡1.45(1.44)库水位自正常蓄水位降至三分之一坝高水位84.61m上游坡1.41（1.42）规范要求最小安全系数1.30非常运用校核洪水位102.38m，形成稳定渗流下游坡1.39库水位自校核洪水位102.38m骤降至堰顶水位100.47m上游坡1.65(1.66)规范要求最小安全系数1.20注：括号外为有效应力法计算值，括号内为总应力法计算值。附图5.5大坝稳定计算成果图　　0＋063.5264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告附图5.6　　0＋063.5264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告附图5.7　　0＋063.5264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告附图5.8　　0＋063.5264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告附图5.9　　0＋103.5264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告附图5.10　　0＋103.5264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告5.11264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告附图5.12　　0＋103.5264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告五、大坝除险加固设计内容针对XX水库大坝现状存在的主要问题，确定大坝除险加固设计的主要内容如下：264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告（1）大坝坝身防渗处理设计：（2）大坝坝基及坝肩绕坝渗漏处理设计;（3）大坝坝顶设计：（4）上游坝坡及护坡重建设计；（5）下游坝坡护坡及坝面排水设计；（6）下游贴坡排水重建设计；（7）大坝监测设计；（8）上坝公路设计。5.2.2大坝除险加固设计一、大坝防渗加固设计方案选择XX水库大坝原设计为粘土心墙土坝，安全鉴定为均质土坝，现状坝顶高程104.16～104.50，坝顶长150m，最大坝高30.43m，坝顶宽20.5～20.9m。针对XX水库大坝现状存在的问题，本次除险加固设计着重解决大坝坝体、坝基及绕坝渗漏问题，并对大坝坝顶、坝坡、贴坡排水及观测设施进行全面系统的加固设计。按照以上原则，本次除险加固设计对大坝防渗主要考虑对坝身，坝基及绕坝渗漏通道进行截渗，并对坝坡进行整治加固。1、大坝防渗加固设计方案拟定针对XX水库大坝存在的主要问题，结合现状大坝的地形地质条件，本次大坝防渗设计只考虑坝体防渗置于坝轴线处的坝中垂直防渗方案。对于上游防渗方案，由于现状大坝已经十分的雄厚，故不予以考虑。对于坝中垂直防渗方案，重点考虑坝体、坝基土及渗透基岩的防渗处理，目前，坝身防渗处理方案较多，根据大坝工程地质、地形、建材条件、参照类似工程经验，比选国内防渗处理较为成熟的施工工艺，按坝身加固防渗材料及施工工法不同，本次设计拟了两个方案比较：方案一：坝中砼防渗墙方案；方案二：坝中旋喷水泥桩防渗墙方案。坝基和两坝肩防渗结合地质建议，采用帷幕灌浆防渗处理。现将两方案设计布置情况简述如下：（1）方案一：坝中砼防渗方案该方案在大坝上游破死水位（81.17m）以上设置平台（82.00m高程），平台以下抛石固脚，平台以上预制砼块护坡，下游坡草皮护坡，264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告贴坡排水拆除重建。该方案大坝坝身防渗加固在大坝坝轴线上游5.0m处设砼防渗墙，防渗墙顶高程为102.80m，底部截入强风化基岩0.5m（经比较，防渗墙底部深入强风化基岩0.5m深度比深入坝基相对不透水层顶板线以下5m深度较浅，故取深入坝基强风化基岩0.5m），对坝体进行防渗加固，砼防渗墙墙体设计厚度0.4m。根据本工程地质条件，选用冲击钻机成槽，即坝体土层和坝基全风化、强风化岩石采用冲击钻机成槽。成槽后采用泥浆固壁，再在泥浆中下套管浇筑40cm厚的砼防渗墙。砼防渗墙处理范围0+008.8～0+164.6，全长155.8m。左、右坝肩相对不透水岩层（q≤10）埋藏较深，左坝肩透水基岩厚15.20～16.70m，右坝肩透水基岩厚4.90～14.50。由于透水岩层较厚，考虑两坝肩防渗采用帷幕灌浆，帷幕灌浆孔采用单排，孔距2.0m，防渗帷幕深入相对不透水岩层顶板线（q≤10Lu）以下5.0m，帷幕灌浆与砼防渗心墙搭接，搭接长度1m。帷幕灌浆在右坝肩沿坝轴线向右岸延伸，左坝肩左至溢洪道左岸再向左延伸，右坝肩帷幕向右岸延伸11.0m，左坝肩帷幕向左至溢洪道左岸再向左岸延伸10.0m，以满足两坝肩绕渗要求。帷幕灌浆处理范围分别为0－050～0+036桩号和0＋150～0＋188桩号，总长124m。（2）方案二：坝中旋喷水泥桩防渗墙方案该方案坝坡整治与方案一相同。坝体防渗为在大坝坝轴线上游5.0m处采用旋喷水泥桩截至坝基岩面，形成一道防渗墙进行坝体防渗加固，旋喷桩孔孔距1.0m，成桩有效直径1.2m（按三管法考虑），有效墙厚0.66m。旋喷水泥桩防渗墙底部设计伸至基岩面，防渗墙顶高程为102.80m，旋喷水泥桩处理范围0+008.8～0+164.8，全长156m。坝基、坝肩相对不透水岩层（q≤10）埋藏较深，坝基透水基岩厚6.0～10.70m，左坝肩透水基岩厚15.20～16.70m，右坝肩透水基岩厚4.90～14.50。由于透水岩层较厚，考虑坝基、坝肩防渗采用帷幕灌浆，帷幕灌浆孔采用单排，孔距2.0m，防渗帷幕深入相对不透水岩层顶板线（q≤10Lu）以下5.0m，帷幕灌浆与砼防渗心墙搭接，搭接长度1m。帷幕灌浆在右坝肩沿坝轴线向右岸延伸，左坝肩左至溢洪道左岸再向左延伸，右坝肩帷幕向右岸延伸11.0m，左坝肩帷幕向左至溢洪道左岸再向左岸延伸10.0m，以满足两坝肩绕渗要求。故帷幕灌浆处理范围分别为0－050～0+188桩号，总长238m。上述两个加固方案除主体防渗部分外，其他部分处理措施均相同，因此，以下仅对大坝加固的防渗部分工程量作一对照比较，详见表5.15。表5.15大坝防渗加固方案投资比较表工程或费用名称单价工程量投资（万元）264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告编号单位（元）砼防高喷砼防高喷　渗墙灌浆渗墙灌浆一大坝防渗加固　　　　　　1冲击钻开槽（土层、墙厚0.4m）m2259.64221.1　109.58　2冲击钻开槽（全风化岩层、墙厚0.4m）m2351.12754.8　26.50　3冲击钻开槽（强风化岩层、墙厚0.4m）m2526.62271　14.27　4砼防渗砼浇筑m2156.045254.3　81.99　5高喷灌浆钻孔（土层）m119.55　3709　46.616高喷（旋喷）灌浆m472.87　3709　184.377帷幕灌浆钻孔（土层）m131.18207.61977.32.7225.948帷幕灌浆钻孔（全风化岩石层）m131.18156371.82.054.889帷幕灌浆钻孔（强风化岩石层）m131.18939.61413.6212.3318.5410帷幕灌浆钻孔（弱风化岩石层）m202.21200.1583.74.0511.8011帷幕灌浆m365.3511402456.2241.6589.7412合计万元　　　295.13381.882、大坝防渗加固设计方案比较选择上述两个大坝除险加固方案，都是考虑现状大坝防渗系统不完善，对坝体坝基进行防渗堵漏，彻底解决大坝渗漏问题，且两方案都着眼与现状坝体心墙防渗特性，置新的防渗体系于坝中位置。主要不同之处在于两者加固处理所采用的材料及工法不同，从而带来两方案在工程地形和地质条件、工程施工条件和难易程度、工程除险加固后安全度及工程投资等方面的差异。现就以上各方面对两加固方案比较如下：（1）地形、地质条件：从地形情况看，坝中砼防渗墙方案和坝中旋喷水泥桩防渗墙方案防渗体系均位于坝中呈垂直布置，大坝防渗系统挡水面积最小；两方案均能与周边地形协调布置；从地质情况来看，方案一（坝中砼防渗方案）可以直接处理至相对不透水层，方案二（坝中旋喷水泥桩防渗墙方案）难以直接处理至相对不透水层，需要通过对坝基透水岩层进行帷幕灌浆结合坝体防渗来形成一道完整的大坝防渗体系。因而，从这一点上讲，方案一有明显优劣，且两坝肩与帷幕搭接质量更有保证，因此从地质条件上可以看出方案一（坝中防渗墙方案）更优。（2）工程施工条件和难易程度：两方案对外交通及用水用电条件基本相同；方案一的坝基防渗墙比方案二深，264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告从而施工难度较大，且施工是在坝体内部进行，不易发现质量缺陷，施工质量难以控制；两方案共同的优点是施工平台位置高，施工受汛期影响小，施工工期好安排。坝中砼防渗墙方案利用冲击钻成槽，其施工机械设备较简单，操作容易，技术要求低，但槽孔需利用泥浆固壁，对泥浆性能要求高，施工过程中一旦泥浆质量不满足要求，容易产生塌孔事故，但该种技术在国内外已得到广泛应用，已形成了一整套保障施工质量的规范和经验。旋喷水泥桩防渗墙方案是利用钻机钻孔后，用高压喷射流冲击破碎周围土体并旋转喷射水泥浆与土体混合，同时不断提升注浆管，待混合物凝结固化后形成具有防渗性能的桩柱体，桩柱体环环搭接形成连续的防渗墙。旋喷桩方案的优点是施工简单、速度快，缺点是对不同地质条件的适用性差，旋喷桩的垂直度控制难度较大，装底部与基岩接触面施工质量难易得到保证，存在薄弱环节，该方案不存在施工中槽孔坍塌问题，施工安全性较高。因此，从工程施工条件及难易程度考虑，两方案各有优缺点，亦无明显的优劣之分，但相对来说，砼防渗墙方案因施工布置简便，施工技术成熟，防渗墙底部与基岩连接较可靠而较优。（3）除险加固后工程安全度：两方案均能解决大坝现状存在的渗流问题，即堵截渗流通道，达到除险加固目的。旋喷桩是水泥浆与土体混合物，坝体粘土容易结块造成防渗墙均一性差，防渗效果难易保证；砼防渗墙由于采取砼浇筑，防渗墙可截入坝基强风化岩石，与帷幕搭接质量更有保证，坝身、坝基防渗效果能得到有效的保证。综合上述情况，在除险加固厚工程安全度方面，认为砼防渗墙方案加固后大坝整体安全性能略高于旋喷方案。（4）从工程直接投资情况看，砼防渗方案造价为295.13万元，旋喷水泥桩防渗墙方案造价为381.88万元，砼防渗墙方案投资较少。综合上述各方面的分析比较可知：坝中防渗墙较为优越，该方案更能适应本工程地质条件，施工技术成熟，质量更容易保证，加固后大坝安全可靠性大，投资较少。综合考虑，在本次设计大坝防渗加固推荐采用方案一（坝中砼防渗墙方案）。二、大坝除险加固设计（一）大坝坝体、坝基及坝肩防渗设计1、大坝坝体防渗体系利用冲击钻机成槽，泥浆固壁，再在泥浆中下套管浇筑常态砼防渗墙。①砼防渗墙布置大坝砼防渗墙轴线布置在坝轴线上游5.0m处，防渗墙布置范围从桩号0+008.8～0+164.6，顶高程102.80m，有效墙厚0.4m，底高程为深入坝基强风化岩石0.5m，264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告墙身最大高度为31.7m。②砼防渗墙设计指标（1）抗渗等级：W8.（2）允许抗渗比降：［J］≥80。（3）墙体有效厚度：t=0.4m。（4）抗压强度（R28d）：10Mpa。（5）弹性模量（E28d）：25500Mpa。（6）主要建材要求：水泥采用32.5强度等级的普通硅酸盐水泥，砼配合比应现场试验确定。卵石粒径为10～20cm，砂料为中粗砂，造浆粘土要求塑性指数大于20，粒径小于0.005mm的粘粒含量在50％以上，含沙量小于5％，SO2和AL2O3含量比为3～4。（7）固壁泥浆比重为1.2～1.3，粘度为20～30秒，槽孔内泥浆面应高于地下水位1.8m以上，并不得低于孔口高程0.1m。2、大坝坝基及两坝肩帷幕灌浆布置大坝两坝肩防渗采用帷幕灌浆，帷幕灌浆孔采用单排布孔，孔距2.0m，底部深入相对不透水岩层顶板线（q≤10Lu）以下5.0m，帷幕灌浆与砼防渗心墙搭接，搭接长度1m。帷幕孔线与坝体防渗墙中线重合，灌浆管距2.0m，分Ⅱ序孔施工，坝基帷幕伸入砼防渗墙1.0m。帷幕灌浆在右坝肩沿坝轴线向右岸延伸，左坝肩左至溢洪道左岸再向左延伸，右坝肩帷幕向右岸延伸11.0m，左坝肩帷幕向左至溢洪道左岸再向左岸延伸10.0m，以满足两坝肩绕渗要求。帷幕灌浆处理范围分别为0－050～0+036桩号和0＋150～0＋188桩号，总长124m。（二）坝顶设计现状坝顶高程和宽度均满足设计要求，只是在运行过程中，大坝多年的固有沉降，致使坝顶不平整。本次设计中现对坝顶进行整平，再浇筑路面，因为坝顶宽为20.0m，考虑到村村通公路，坝顶中部6.0m宽采用砼路面，在砼路面底部先铺设一层20cm厚的砂砾石垫层，然后在路面底部再铺设一层20cm厚的水泥稳定砂砾基层，最后在铺一层20cm厚的砼面层做路面；坝顶其余13m宽设绿化带，采用铺草皮的形式。坝顶设计高程为104.40m，上下游侧设宽0.5m，高0.7m的砼路缘石，每隔50m布置一盏防汛照明灯。（三）上游坝坡及护坡设计264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告经现场检查，大坝上游干砌块石护坡大部分已严重风化，多处呈小碎石状，块径偏小，砌体松动，淘刷严重。因此本次拟对上游护坡全面重建。（1）上游护坡方案的选择本次对大坝上游护坡采用干砌石护坡和砼预制块护坡两种方案进行综合比较，择优选取。①方案一：干砌块石护坡护坡块石在最大局部波浪压力作用下所需的直径及护坡厚度可根据规范下列公式计算：D=0.85D50=1.018ktt=式中：D——石块的换算球形直径（m）；D50——石块平均粒径（m）；Kt——随坡率变化的系数，由上游坝坡坡比1∶3.23（上游马道上下坡度不一致，经折算m＝3.23），根据规范取Kt=1.3；——水的密度，取=1.0t/m3；——石块的密度（t/m3），取=2.6t/m3；m——坡率，m=2.5；——累计频率为5％的波高；t——最大块石护坡厚度（m）；经计算得：t=0.212m。根据大坝上游护坡计算结果，按干砌块石护坡的构造要求及施工技术要求，取干砌块石护坡厚t=0.4m，块石平均粒径D=0.25m，根据规范要求，干砌块石护坡下需设置砂砾石垫层，厚度设计为0.2m。②方案二：砼预制块护坡护坡砼预制块为正六边形，砼强度等级为C15，边长0.3m，根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274－2001），护坡预制块砼板厚可按以下公式计算：t=0.07η式中：η——系数，装配式护面板，取k=1.1；264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告b——沿护坡板向长度；——砼密度，取γk=2.4t/m3；——水密度，取γw=1.0t/m3；——累计频率为1％的波高；Lm——设计平均波长；m——护坡坡率，m=3.23（上游马道上下坡度不一致，经折算m＝3.23）。经计算，正六边形砼预制块护坡板厚t＝0.112m，取0.12m。根据规范要求，砼预制块护坡下需设置砂卵石垫层，厚度设计为0.2m。③方案比较选择两方案工程量及造价比较结果列于表5.16。表5.16不同护坡方案单位面积造价比较表编号工程或费用名称单位单价（元）工程量投资（元）方案一方案二方案一方案二1干砌块石护坡m3191.288015.7　153.32　2砂卵石垫层m3110.653067.73107.533.9434.383C15砼预制块护坡m3446.97　2310.7　103.284C15砼固脚m3322.26191.2191.26.166.165投资合计元　　　193.43143.83从表5.16中比较结果可知，干砌块护坡（方案一）总造价为193.43元，砼预制块护坡（方案二）总造价为143.83元，由此可见，两种护坡方案单价相差不大，干砌块护坡比砼护坡造价稍高。从技术角度看，上述两种方案均可行。从施工方面看，砼预制块可场外批量生产，规格标准，且便于铺设，施工速度快；而块石护坡对块石选料难以严格控制，施工速度慢。从使用效果看，块石在水流冲刷下易风化，而砼预制块更经久耐用，使用期限更长，而且砼预制块护坡坝面较平整、美观，与今后的水库旅游开发相适应。经综合考虑，本次加固设计择优选取砼预制块护坡为大坝上游主要护坡方案。（2）上游坝坡及护坡布置上游坝坡整治首先将现状上游坡块石及垫层全部清理，对有裂缝的地方进行追挖填补，对塌陷、哇凹处进行填补修整。为节省外运的费用并平衡清理出来的碎石料，拟在上游坝脚利用上部整修的清除料堆筑一顶宽5.0m264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告的压脚平台，压脚平台顶高程略高于死水位（81.17m），定为82.0m，压脚平台以下至死水位之间利用大坝上部清除的原护坡块碎石料砌筑，对于死水位以下由于无法放空库水则采用拆除料抛填块石。上游坝坡基本按现状坝坡进行整治，在94.40m高程新建一平台，平台宽2m，设计坡比坝顶至一级平台（94.40m高程）为1∶3.0，一级平台至坝脚平台（82.0m）为1∶3.5，坝脚平台以下为1：4.0。上游坝坡坝顶至坝脚平台采用0.12m厚的C15砼预制块护坡，其下设20cm厚的砂卵石垫层。砼预制块底部设C15砼固脚，左岸与溢洪道进口边墙相接，右岸与右坝肩坡相接，岸边设C15砼固脚。（四）下游反滤排水体设计现状大坝下游贴坡排水体经开挖检查发现堆石之间为全风化料充填，粉、粘粒含量明显偏高，淤堵严重，排水不畅,缺反滤层,结构及粉粘粒含量均不能满足现行规范要求。。本次加固设计拟对原贴坡排水进行拆除重建，长度为92.0m。1、反滤材料的选择反滤材料考虑两种方案进行比较。方案Ⅰ采用一层300g/m2土工布，一层20cm厚的粗砂垫层，一层20cm厚的卵砾石垫层，则每平方米造价为52.24元。方案Ⅱ采用一层20cm厚的粗砂垫层，一层20cm厚的中砾石垫层，一层20cm厚卵石垫层，则每平方米造价为58.27元。从投资方案来看，方案Ⅰ比方案Ⅱ投资节省，但本工程白蚁危害严重，考虑白蚁对土工织物有迫害因素，故本次加固设计考虑采用粗砂反滤材料，因此反滤材料选择方案Ⅱ。两方案反滤材料工程量及造价比较结果列于表5.17.表5.17反滤排水体不同反滤材料单位面积造价比较表编号工程或费用名称单位单价（元）工程量投资（元）方案Ⅰ方案Ⅱ方案Ⅰ方案Ⅱ1粗砂垫层m3105.84　0.2　21.172中砾石垫层m3105.840.20.221.1721.173卵石垫层m3109.690.20.221.9421.944250g/m2土工布m312.731　12.73　5投资合计元　　　55.8464.272、贴坡排水体设计重建贴坡排水体长92m，根据加固后渗流复核计算结果确定贴坡排水体顶高程78.0m，坡度为1∶1.5。贴坡排水体反滤层出细砂料及砂砾料综合组成，根据反滤材料比较结果，反滤层由上游至下游第一层铺设20cm厚的粗砂垫层，粗砂粒径≤13mm，第264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告二层为20cm厚中砾石垫层，粒径13mm≤d≤40mm，第三层为20cm厚卵石垫层，粒径40mm≤d≤76mm，第四层为40cm厚干砌块石层，块径≥200mm。顶部设置断面0.4×0.4（宽×深）的排水沟，采用M7.5浆砌块石结构。3、排渗沟大坝贴坡排水体下游设纵向排渗沟，排渗沟底宽0.5m，两侧边坡1∶1，采用微风化块石干砌，沟底设砂砾石反滤。排渗沟末端设量水堰，用于观测渗水量。（五）下游坝坡护坡及坝面排水设计现状大坝下游护坡草皮杂乱、坝面不平整，设计将原有草皮全部清除至坝体土并对塌陷、洼凹处进行填补修整、夯实，坝坡基本维持原坡比，从上至下依次为：1∶3.5、1∶2.75，在94.40m高程处分别保留平台，平台宽15.0m。设计考虑在坝坡坡面整平厚重新铺设新的网状草皮护坡，草皮护坡范围为反滤排水体顶高程以上的整个下游坝面，护坡前将下游坝坡按设计坡比全面夯实。为防止下游坝坡雨水集中冲刷而形成雨淋沟，根据《碾压式土石坝设计规范》（SL2747—2001）要求，在下游坝面设置纵、横向排水沟和岸坡排水沟。纵向排水沟一般宜布置马道内侧，横向排水沟每隔50cm设置1道，共设3道。排水沟采用M7.5浆砌块石砌筑而成。横向排水沟断面尺寸为0.4m×0.4m；纵向排水沟断面尺寸为0.5m×0.5m；岸坡排水沟尺寸为0.5m×0.5m。下游坡拆除现有上坝踏步并重建M7.5浆砌石踏步，表面采用M10水泥砂浆抹面，重建上坝踏步宽6.0m。（六）踏步设计上游坡现状无踏步，本次设计新建踏步，位于0＋065桩号，踏步宽6.0m，M7.5浆砌石结构，表面M10水泥砂浆抹面。下游坡拆除现有踏步并重建，设计上坝踏步宽6.0m，位于0＋065桩号，上坝踏步宽6.0m，M7.5浆砌石结构，表面M10水泥砂浆抹面。（七）上坝公路上坝公路长0.5km，经XX水库管理委员会后到大坝右坝头的简易道路，该道路路况很差，路窄、坡陡、湾急、坑洼不平，沿途上体风化破碎，不能满足防汛抢险及工程管理要求，本次拟扩宽建砼路面，且对局部路面处山体采用M7.5浆砌块石护坡。上坝公路设计砼路面净宽4.5m，两侧各布置0.5m的土路肩，在路面底部铺设一层20cm厚的砂砾石垫层，然后在路面底部再铺设一层20cm厚的水泥稳定砂砾基层，最后再铺设一层264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告20cm厚砼面层作为路面。工程量见表5.18。表5.18上坝公路工程量表编号项目名称单位数量备注一上坝公路万元　1路面平整m2149.42风化料开挖m3355.53风化料填筑m375.34岩石开挖（强风化）m342.25砂卵石垫层（厚20cm）m2624.56水利稳定砂砾基层（厚20cm）m2576.87砼路面（厚20cm）m2729.18C15砼路缘石m372.19普通平面钢模板m2216.210M7.5浆砌石挡土墙m346.811M7.5浆砌石排水沟m3216.212M7.5水泥砂浆抹面m2276.3三、大坝除险加固设计计算（一）坝顶高程计算坝顶高程计算采用《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）中的计算公式:y=R+e+A式中：y——坝顶超高（m）；R——最大风壅水面高程（m）；A——安全加高（m）。分别计算设计洪水位、校核洪水位情况下所要求的坝顶高程，取高值为本工程的设计坝顶高程。1、坝顶安全超高AXX水库为Ⅲ等工程，大坝为3及建筑物，其正常运用情况下的安全超高为0.7m，其校核洪水位情况下坝顶安全超高0.4m。2风壅水面高度e风壅水面高度按下式计算：式中：e——计算点处的风壅水面高度（m）；K——综合摩阻系数，取3.6×10-6；264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告W——计算风速，库区多年最大平均风速V=17.1m/s。实际工况W=1.5V，即W=25.65m/s。校核工况W=V,即W=17.1m/s；V——库区多年平均最大风速，V=17.1m/s；D——风区长度（m），采用等效风区长度由下式确定：D=De=计算中每隔7.5沿主射线两侧进行计算，经计算的D设=900.3m，D校=907.5m；H—水域的平均水深，取H设=22.53m，H校=23.12m；β—风向与水域中心的夹角。将上述各值代入计算得设计洪水位情况下e=0.0051，校核洪水位情况下e=0.0021.计算结果详见表5.19。表5.19风壅水面高度计算成果图设计工况项目校核设计风区长度D（m）907.5900.3水域平均水深h（m）23.1222.53风壅水面高度e（m）0.00210.00513、最大波浪爬高R最大波浪爬高按工程等级确定，本工程为3级，设计爬高取累计概率P=2％的爬高值R，即R=R2％=2.42×Rm,式中：——平均波浪爬高；——斜坡糙率及渗透系数（取K=0.9）；——经验系数，按、设计=1.60，校核=1.04值查《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）表A.1.12—12—2查得设计工况下=1.044,校核工况下=1.004；m——斜坡的坡度系数（m=1:3.23）；hm波浪的平均波高和Lm平均波长采用莆田试验站公式计算，计算公式为：264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告=式中：hm——平均波高，m；Tm——平均波周期，s；W——计算风速，m/s；D——风区长度，m；Hm——水域平均水深，m；Lm——平均波长，m；将上述各值代入公式得，h2％设=0.768m，h1％校=0.419m，Lm设=9.49m，Lm校=6.35m，可求得设计工况Rm＝0.75，校核工况Rm＝0.436，则设计工况平均波浪高值为R设=0.75×2.23=1.673m，校核工况平均波浪高值为R校=0.436×2.23=0.972m。表5.20XX水库坝顶风浪爬高坝顶高程计算成果表设计工况水位（m）计算风速（m/s）平均波高（m）平均波长（m）风壅水面高度e（m）最大爬高R（m）安全加高（m）坝顶超高（m）计算坝顶高程（m）设计101.7625.650.7689.490.00511.6730.72.378104.14校核102.4217.10.4196.350.00210.9720.41.374103.79由此确定XX水库按设计正常蓄水位运行后大坝坝顶高程不应低于104.14m，而现状大坝坝顶高程为104.16～104.50m，本次加固设计大坝坝顶高程为104.40m，防渗墙顶高程采用为102.80m，满足规范要求。（二）大坝加固后渗透稳定分析XX水库大坝经过常态砼墙防渗加固处理后，渗流状况将发生改变，因此需对加固厚大坝渗流稳定进行复核计算分析，从理论上检查加固的效果。本次大坝加固后渗流复核计算按平面渗流问题考虑，采用有限元计算方法计算分析。1、计算断面及渗透分区264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告本次对大坝加固计算结合地质钻探工作，并便于加固前后渗流的稳定情况对比，本次设计复核计算断面仍选择与现状复核计算相对应的断面，即左坝段有心墙0＋063.5桩号及右坝段无心墙0＋103.5桩号。大坝加固后计算断面渗透分区与现状断面主要不同之处在于增加了坝中常态砼心墙防渗系统。渗透稳定分析时保留的原有各土层渗透试验指标取值同现状计算分析时一致，渗透系数取用地质参数建议值。对于常态砼防渗墙渗透系数指标取用设计值为1×10-7cm/s，允许抗渗比降按经验取为80。大坝计算断面渗透分区的渗透指标见表5.23，渗透稳定计算典型断面见附图5.13。表5.23大坝各计算断面渗透分区渗透系数表断面土层稳定渗流期渗透系数（cm/s）0＋063.5桩号粘土质砂(坝体填土)K14.94×10-4粘土质砂(坝后填土)K25.5×10-4坝基全风化层K34.67×10-4坝基强风化层K45.0×10-5原排水棱体K55.0×10-3原粘土心墙K69.15×10-5砼防渗墙K71.0×10-70＋103.5桩号粘土质砂(坝体填土)K14.94×10-4粘土质砂(坝后填土)K25.5×10-4坝基全风化层K34.67×10-4坝基强风化层K45.0×10-5原排水棱体K55.0×10-3砼防渗墙K71.0×10-72、大坝加固后渗流复核计算（1）计算工况大坝加固后渗流复核计算采用理正岩土渗流分析计算软件（5.1版），该软件基于二位稳定－非稳定渗流理论，用有限元求解渗流水头并计算渗漏流量。各透水性土质按多孔介质，渗透系统按各异向性考虑。按照《碾压式土石坝设计规范》SL274－2001的规定，土石坝渗流计算应考虑水库运行中出现的各种不利条件，因此大坝加固后渗流复核计算水位组合分正常情况、设计情况和校核情况、校核水位降至溢流堰顶情况、堰顶高程降至隧洞进口底高程264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告及堰顶高程降至三分之一坝高高程等六种工况。①正常情况：正常蓄水位100.47m，相应下游水位取下游坝脚表面高程，大坝形成稳定渗流期的渗流计算。②设计情况：库水位为设计洪水位101.76m，相应下游水位取坝脚排水沟水面高程，大坝形成稳定渗流期的渗流计算。③校核情况：库水位为校核洪水位102.42m时，相应下游水位取坝脚排水沟水面高程，大坝形成稳定渗流期的渗流计算。④校核水位降至溢流堰顶情况：库水位从校核洪水位102.42m骤降至堰顶高程100.47m时，相应下游水位取坝脚排水沟水面高程，大坝形成非稳定渗流期的渗流计算。⑤堰顶水位降至隧洞进口底高程情况：库水位从堰顶水位100.47m骤降至隧洞进口底高程81.17m时，相应下游水位取坝脚排水沟水面高程，大坝形成非稳定渗流期的渗流计算。⑥堰顶水位降至三分之一坝高情况：正常水位100.47m骤降至三分之一坝高水位84.61m时，相应下游水位取坝脚排水沟水面高程，大坝形成非稳定渗流期的渗流计算。（2）稳定渗流计算按选定的渗透系数分区及边界条件对三种稳定渗流运行工况进行渗流计算，可得各工况下大坝各典型计算断面的渗流流网及单宽流量，渗流计算结果见表5.24，三种工况下的大坝渗流流网分别见附图5.14～5.18。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告附图5.13　　大坝加固后渗流计算典型断面图264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告附图5.14　　大坝加固后渗流计算成果图　　0＋063.5264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告附图5.15　　大坝加固后渗流计算成果图　　0＋103.5264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表5.24加固后大坝典型断面渗流复核计算成果表断面计算组次防渗墙出逸下游坝坡出逸坝基最大渗透坡降计算单宽流量　　（m3/d·m）工况库水位出逸高程(m)渗透坡降出逸高程(m)渗透坡降全风化基岩（0＋063.5）①100.4787.5910.27/0.190.180.70②101.7688.3811.26/0.210.190.78③102.4288.7811.61/0.280.160.83（0＋103.5）①100.4785.1811.69/0.170.190.67②101.7685.9312.73/0.190.200.75③102.4286.3113.32/0.200.170.79（2）非稳定渗流计算由加固后溢洪道、灌溉发电隧洞各自的泄流关系曲线和水库的库容关系曲线，得库水位最快降落曲线。按不同工况组合进行计算，绘制各种工况下的渗流流网图和统计各种情况时大坝的自由面位置，各种工况下库水位降落前后的浸润线坐标见表5.25、表5.26和表5.27。表5.25　大坝加固后非稳定渗流自由面位置计算成果表（校核水位降至溢流堰顶工况）降落时段（日）自由面坐标(x,y)（0＋063.5）降落前t=0x106.59107.26107.44107.61119.16145.72172.61199.07214.41y23.3420.7618.1115.5913.0110.437.855.262.62位势％908070605040302010降落后t=0.5x107.21107.36107.53109.2129.36152.75175.73198.99214.31y21.5919.216.8114.4212.049.657.264.872.49位势％908070605040302010（0＋103.5）降落前t=0x112.94114.53114.66114.79114.92121.83160.33197.49222.5y24.9822.2119.4516.6813.9111.148.375.612.84位势％908070605040302010降落前t=0.5x114.48114.59114.71114.83114.96133.81167.39197.18221.83y23.2320.6518.0815.5112.9410.367.795.222.64位势％908070605040302010264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表5.26　大坝加固后非稳定渗流自由面位置计算成果表（堰顶水位降至隧洞进口底高程工况）降落时段（日）自由面坐标(x,y)（0＋063.5）降落前t=0x106.85108.01108.19108.35119.91147.05173.85201.11214.54y23.0220.5217.8615.9413.2410.988.166.012.61位势％908070605040302010降落后t=0.5x107.19125.54165.35198.56y8.56.34.11.9位势％40302010（0＋103.5）降落前t=0x113.15114.98115.18115.84115.41123.14159.84197.58221.94y25.6422.1118.8416.2412.9812.548.025.642.78位势％908070605040302010降落前t=21.2x150.88174.8195.27220.28y5.744.212.691.16位势％40302010表5.27　大坝加固后非稳定渗流自由面位置计算成果表（堰顶高程降至三分之一坝工况）降落时段（日）自由面坐标(x,y)（0＋063.5）降落前t=0x108.25106.58107.95109.65130.21151.68175.24199.24216.01y20.6819.2416.5414.5213.029.517.264.912.39位势％908070605040302010降落后t=19.7x95.1107.44139.42182.78y9.947.735.052.38位势％40302010（0＋103.5）降落前t=0x112.53115.26115.49116.21115.94122.59160.24195.87222.04y24.8522.8419.4516.5213.2412.987.995.492.74位势％908070605040302010降落前t=19.7x150.88174.8195.27220.28y5.744.212.691.16位势％403020103、计算结果分析及渗流安全评价264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告从加固后大坝渗流流网来看，各计算工况大坝坝体浸润线下游坝坡出逸点高程、下游坡最大出渗坡降及沿下游地基出逸坡降均有大幅度降低，浸润线在心墙前后急剧跌落，心墙削减总水头50％以上，常态砼心墙后下游坝体浸润线较加固前大大降低。从计算成果表中可以看出，大坝下游坝坡出逸点于贴坡排水体内，砼防渗心墙最大渗透坡降为11.6，即使上游水位按校核洪水102.42m，下游水位按心墙后浸润线最低逸出高程计算，心墙上、下游水位差为27.52m，心墙厚度为0.4m，渗流坡降J＝27.52/0.4＝68.80《〔J〕＝80，仍不会发生渗透破坏；大坝坝基全风化花岗岩出口最大渗流坡降为0.20《〔J〕＝0.25。加固后大坝下游坝坡(J允＝0.36)、砼防渗心墙(J允≥80)、坝基全风化透水基岩(J允＝0.38)均不会发生渗透破坏。因此大坝加固后在渗流方面得到很大的改善，坝体、心墙及坝基不会发生渗透变形破坏。但由于XX水库大坝坝体结构及边界条件复杂，在大坝渗流的理论分析中作了很大程度的简化，不可能完全反映实际情况，所以在大坝加固后的运行中仍需加强对大坝渗流的监测，加强对大坝坝身、坝基及绕坝测压管的观测与资料整编分析，以便对大坝的渗流情况及时了解及充分掌握。三、大坝加固后坝坡稳定分析按照《碾压式土石坝设计规范》SL274－2001的规定，现状坝坡稳定计算按计及条块间作用力的简化毕肖普法计算，稳定渗流期采用有效应力法对下游坝坡进行稳定计算，水位降落时分别采用有效应力法和总应力法对上游坝坡进行稳定计算。设计选择左坝段有心墙0＋063.5桩号及右坝无心墙0＋103.5桩号作为坝坡稳定计算典型断面。计算工况分正常运用和非常运用两种情况。正常运用工况：库水位为设计洪水位101.76m及正常蓄水位100.47m时大坝形成稳定渗流期的下游坝坡的抗滑稳定计算；库水位自正常蓄水位100.47m降落至输水隧洞底板高程81.17m高程时的上游坝坡抗滑稳定计算；库水位自正常蓄水位100.47m降落至三分之一坝高水位84.61m时的上游坝坡抗滑稳定计算。非常运用工况：库水位为校核洪水位102.42m时大坝可能形成稳定渗流期的下游坝坡的抗滑稳定计算；库水位自校核水位102.42m快速降落至堰顶水位100.47m的上游坝坡抗滑稳定计算。该坝已运行四十多年，故不作施工期稳定计算。坝体材料物理力学指标的选用：根据前面选用的计算方法要求，坝体填土的抗剪强度指标采用小值平均值，密度指标采用算术平均值，无试验资料的其它材料的有关指标264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告附图5.16　　大坝加固后稳定计算典型断面图264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告根据类似工程按经验取值。根据土工试验成果及地质报告，坝轴线与上、下游坝坡土体的抗剪指标较为接近，设计采用的大坝边坡稳定计算各典型计算断面各分区材料的物理力学指标见表5.28，材料分区图见附图5.16。本工程不考虑地震作用力，计算时公式中有关地震的量取均取零值。表5.28大坝坝体分区材料物理力学指标断面土层物理力学指标湿密度（kn/m3）饱和密度（kn/m3）C(Kpa)φ（°）C′(Kpa)φ′（°）(0＋063.5)粘土质砂(坝体填土)K118.5018.70122110.223.5粘土质砂(坝后填土)K217.017.38245.526.5坝基全风化层K318.018.46224.025原排水棱体K52020.5030030原粘土心墙K618.919.414261227砼防渗墙222235403540II—II(0＋103.5)粘土质砂(坝体填土)K118.5018.7012211023.5粘土质砂(坝后填土)K217.017.38245.526.5坝基全风化层K318.018.46224.025原排水棱体K52020.5030030砼防渗墙222235403540本工程采用北京理正软件设计院开发的《理正边坡稳定验算系统》（5.1版）进行计算。现状大坝各典型断面的坝坡稳定计算成果详见表5.29，附图5.17～5.20。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表5.29加固后大坝坝坡稳定复核计算成果表断面计算工况坝坡计算方法简化毕肖普法(0＋063.5)正常运用正常蓄水位100.47m，形成稳定渗流下游坡1.73设计洪水位101.76mm，形成稳定渗流1.70正常水位100.47m降落至隧洞底板高程81.17m上游坡1.62（1.63）正常水位100.47m降落至三分之一坝高84.61m高程1.61（1.61）规范要求最小安全系数1.30非常运用校核洪水位102.42m，形成稳定渗流下游坡1.58校核水位102.42m快速降落至堰顶水位100.47m上游坡1.71（1.70）规范要求最小安全系数1.20（0＋103.5）正常运用正常蓄水位100.47m，形成稳定渗流下游坡1.76设计洪水位101.76m，形成稳定渗流1.71正常水位100.47m降落至隧洞底板高程81.17m上游坡1.63（1.64）正常水位100.47m降落至三分之一坝高84.61m高程1.63（1.65）规范要求最小安全系数1.30非常运用校核洪水位102.42m，形成稳定渗流下游坡1.60校核水位102.42m快速降落至堰顶水位100.47m上游坡1.73（1.72）规范要求最小安全系数1.20注：括号外为有效应力法计算值，括号内为总应力法计算值。从表5.29可知，经过计算，大坝除险加固后在正常运用情况下和非常运用情况下，各典型涉及断面的上游坝坡和下游坝坡最小抗滑稳定安全系数均满足规范要求。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告附图5.17　　　0＋063.5264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告5.18264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告5.19264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告附图5.20　　　0＋103.5264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告5.21264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告5.22264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告5.23264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告5.24264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告5.3溢洪道除险加固设计5.3.1溢洪道现状存在的主要问题及复核分析一、溢洪道现状存在的主要问题溢洪道进口段左、右侧边墙不完整。溢洪道堰体砼、泄槽砼底板及边墙砼老化，泄槽底板和边墙原设计均为200#砼，实测砼强度分别为13.1～14.7Mpa和13.2～14.3Mpa,　　未达到设计强度200#。泄槽边墙和底板砼碳化深度深，水流冲刷破化严重，砼边墙与底板多处存在贯穿性裂缝，底板稳定性差；泄洪渠边未衬护，抗冲刷不满足要求，不能安全泄洪。二、溢洪道现状存在的问题复核分析（一）溢洪道水力计算1、实用堰泄流能力复核溢流堰上游堰高2.5m，堰顶高程100.47m，溢流净宽30m。水库现状按100.47m的正常蓄水位运行。溢洪道设计洪水为50年一遇，校核洪水为1000年一遇。泄流水位流量关系计算公式为：式中：Q——流量，m3/s；c——上游堰坡影响系数，c=1.0；m——流量系数；ε——侧收缩系数；σs——淹没系数；B——溢流净宽，B=30m；　H0——计入行近流速水头的堰上总水头，m；溢洪道实用堰泄流水位流量关系曲线见表5.30。表5.30溢洪道水位流量关系曲线表水库水位（m）100.47100.97101.47101.97102.47102.97103.47103.97104.47堰上水深（m）0.000.501.001.502.002.503.003.504.00下泄流量（m3/s）0.0020.4961.26121.66194.71279.16368.80466.33570.922、堰前水位与库水位的关系由于溢洪道设在大坝左端，进水段长度较短，与水库连在一起，因此进水段水面与库水位相平。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告堰前断面水力要素见表5.31。表5.31堰前断面水力要素表工况水位（m）泄流量（m3/s）溢流宽度（m）断面水深（m）过水面积（m2）过水流速（m/s）备注设计洪水（P=2%）101.7595.14363.751350.70校核洪水（P=0.1%）102.38181.05364.38157.681.153、泄槽水面线推求泄槽段总长105.7m，桩号0+002.1～0+066.9底坡i=1:26，桩号0+066.9～0+107.8底坡i=1:2.6；泄槽底宽30.8～7.0m，断面型式为矩形断面。（1）泄槽坡度判断临界水深计算公式：=《水力计算手册》式中：Q—断面流量，Q(0.1%)＝181.05m3/s、Q(2%)＝95.14m3/s；—修正系数，取1.05。、—临界水深时过流断面面积H和水面宽度；其中：=B，=30m；—临界水深；b—泄槽底宽；m—边坡系数；经试算临界水深=1.33m、=0.97m临界坡降《水力计算手册》式中：、—临界水深时的谢才系数和湿周；其中：=，；n—泄槽糙率，取0.017；—动能修正系数，取1.05；—临界水深时的水力半径计算得出=0.0004、=0.0002。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告现有泄槽底板坡度i=0.04>0.0004，可知泄槽坡度为陡坡。（2）泄槽水深计算由于泄槽坡度为陡坡，故此次推算水面线以堰下收缩断面为起始断面，推算公式如下：Z1+α1v12/(2g)+v12/(2g)-ΔS=Z2+α2v22/(2g)+v22/(2g)（《水力学》，李家星、陈立德主编，河海大学出版社）；式中：Z1、Z2—上游、下游控制断面的水位，m；v1、v2—上游、下游控制断面的流速，m；α1、α2—上游、下游控制断面的动能校正系数，分别取1.05；—进水渠平均局部阻力系数，：ΔS—进水渠的长度，Q—进水渠流量，m3/s；；；；；式中：n—河道糙率，取0.025；R1、R2—上游、下游控制断面的水力半径；A1、A2—上游、下游控制断面的过水面积，m2；C1、C2—上游、下游控制断面的谢才系数。（3）掺气水深计算掺气水深按《溢洪道设计规范》(SL253-2000)附录A中的公式计算：式中：h、—泄槽计算断面的水深及掺气后的水深；v—不掺气情况泄槽计算断面的流速；—修正系数，可取1.0～1.4s/m，流速大者取大值。泄槽下泄流量取1000年一遇泄洪流量（181.05m3/s），50年一遇泄洪流量（95.14m3/s），边墙安全超高校核标准时取0.5，计算结果见表5.32。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表5.32泄槽水面线计算成果表桩号设计洪水(qm＝28.0m3/s)校核洪水(qm＝43.5m3/s)设计边墙顶高程(m)现状两岸高程(m)水位(m)水深(m)流速(m)水位(m)水深(m)流速(m/s)左右0+002.199.131.023.1599.461.353.64101.05105.74105.520+008.899.521.61.9698.880.964.98101.12101.61105.520+06097.191.386.5898.352.545.48100.0198.8399.010+066.998.743.183.898.963.405.42100.8998.5798.570+067.899.393.183.899.613.405.42100.9298.5798.570+107.881.530.7518.481.911.1318.6382.9185.5184.180+111.975.630.4520.775.880.7021.1076.8884.7483.350+136.978.202.743.2879.534.173.5380.3681.2381.230+140.775.601.595.7376.182.176.6777.1881.3881.530+149.173.681.595.7374.262.176.6777.3677.8977.49由上表可知，泄槽在1000年一遇泄流量时边墙高度低于设计边墙高度，不满足规范要求。4、消能设施水力复核溢洪道消能方式为底流消能，池底板高程为75.18m，池长25m，消力坎高1.92m，矩形断面，底宽10.0m。消力池设计标准P＝3.3％，相应下泄流量为84.66m3/s，消能计算如下：（1）水跃判断对于矩形断面，水跃判断采用《水力计算手册》相关公式进行计算。式中：q—收缩断面处的单宽流量，；E0—以下游河床为基准面的泄水建筑物上游水头—流速系数，低堰情况取0.85；264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告—收缩断面处的弗汝德数。下游水深ht取下游断面的临界水深。式中：hk—临界水深；q—单宽流量；α—动能系数，取1.05。水跃计算成果见表5.33。表5.33消力池自由水跃计算成果表Q(P=3.33%)hchtm3/smmm84.660..425.711.94均大于ht，因此水跃均为远离水跃，需做消能工。（2）坎高及池长计算坎高计算采用《无闸控制溢洪道水力设计》中的公式式中c—计算坎高，m；q—单宽流量；σ—水跃淹没度，取1.05；m—消力坎流量系数，取0.42；hc”—与收缩断面水深hc共轭的跃后水深，m；lj—自由水跃的长度，m；Lk—计算池长，m。消能工计算成果见表5.34。表5.34消力池底流消能计算成果表运行状况复核成果现状池长(m)坎高(m)池长(m)坎高(m)设计(P=3.33%)26.22.81251.92264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告从复核结果来看，消力池的坎高、池长不满足要求。5、泄洪渠泄洪渠现状底宽6～11m，糙率n=0.025，平均坡降0.74%，泄洪渠设计洪水标准P＝10%,，相应的下泄流量为48.41m3/s。泄洪渠水面线按明渠计算，按典型断面算得水深为1.28m，流速为3.57m/s，，现状渠岸坡高约2m，泄洪渠边墙高度满足要求。根据地质建议值，含砂低液限粘土允许抗冲刷流速为0.8～1m/s，泄洪渠抗冲刷不满足要求。（二）溢洪道结构计算1、控制段结构计算控制段的结构计算主要是验算控制段的稳定、应力情况。（1）控制段的稳定、应力情况验算①、控制段的抗滑稳定按抗剪断公式计算：KC=《溢洪道设计规范（SL253-2000）》式中：KC—抗滑稳定安全系数；∑w—作用于控制段上的全部垂直力的总和；∑p—作用于控制段上的全部水平力的总和；f、、C、—控制段砼与全风化基岩面的抗剪断指标，根据地质建议取f=0.40，C=0.1MPa。A——控制段底板与基岩接触面的面积。本次复核，对正常蓄水位100.47m、设计洪水位101.75m和校核洪水位102.38m三种运行工况进行控制段抗滑稳定计算，取控制段一孔为一计算段，对控制段进行分析，受以下力作用：控制段底板面积A=10×3.4=34m2；f=0.40，C=100Kpa；交通桥对闸墩荷载：1646.88KN，闸墩自重：621.0KN，实用堰自重：1041.9KN；泥砂压力：254.0KN；1）在正常蓄水位100.47m时：上游静水压力P1：578.0KN；下游静水压力P2：50KN；扬压力：748.0KN；ΣG=2561.78KN；ΣP=782.0KN2）在设计洪水位101.75m时：上游静水压力P1：1076.0KN；下游静水压力P2：194.0KN；水自重：828KN；扬压力：853.7KN；264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告ΣG=3404.08KN；ΣP=1136.0KN3）在校核洪水位102.38m时：上游静水压力P1：1275KN；下游静水压力P2：270.0KN；水自重：1172.0KN；扬压力：984.6KN；ΣG=3497.18KN；ΣP=1259.0KN计算成果见表5.35。表5.35控制段抗滑稳定计算成果工况F、C、垂直向分力水平向分力溢流堰基底面积抗滑稳定系数规范值校核0.40100.003497.18125937.43.812.5设计0.40100.003404.08113637.44.193.0正常0.40100.002561.7878237.45.65规范中安全系数在基本组合为3.0，特殊组合为2.5。溢洪道控制段在正常蓄水位100.47m、设计洪水水位101.75m及校核洪水水位102.38m时，控制段基底面的抗滑稳定安全系数满足规范要求。②、控制段基底面应力计算控制段基底面应力按下列公式计算，即：《水工设计手册》（泄水与过坝建筑物）式中：—闸室基底应力的最大值或最小值，kPa；∑G—作用在溢流堰上的全部竖向荷载（包括实用堰的扬压力在内，KN）；∑M—作用在溢流堰上的全部竖向和水平向荷载对于堰基底面垂直水流方向的形心轴的力矩，kN·m；A—堰基底面的面积，37.4m2；W—堰基底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩，m3。前面对三种工况下堰体所受各力已有计算，计算控制段基底面应力时，对无水情况、正常蓄水位100.47m、设计洪水位101.75m和校核洪水位102.38m四种运行工况进行控制段基底面应力计算，计算结果见表5.36：表5.36控制段基底面应力成果表应力无水工况正常蓄水位设计水位校核水位Σmax（Kpa）106.14110.33143.6159.09Σmin（Kpa）88.6440.4543.1446.72264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告计算结果表明，在无水、正常蓄水位100.47m、设计洪水水位101.75m和校核洪水水位102.38m四种工况下，控制段基底面应力均小于地基允许承载力300～350KPa。2、泄槽结构计算本次复核仅对泄槽底板厚度进行复核计算。①、底板厚度验算，按《水工设计手册》中的公式计算：t=0.03avh式中：t——泄槽底板厚度（m）；a——系数，取a=0.8；V——流速（m/s）；h——计算断面水深（m）；表5.37底板厚度验算桩号底板计算厚度t底板实际厚度tα流速v（m/s）水深h（m）0+002.10.130.150.8003.641.440+008.80.200.150.8004.981.680+0600.360.150.8005.482.70+066.90.500.20.8005.423.830+067.80.420.20.8005.423.210+107.80.280.20.80018.630.630+111.90.100.20.80021.100.20从上表中可以看到,泄槽底板在桩号0+008.8~0+107.8之间均不满足设计要求，因此泄槽底板厚度不满足要求。②、底板抗浮稳定验算K＝式中：K——底板抗浮稳定安全系数；G自重——底板自重；P水——底板上承受的水压力；P扬——底板承受的扬压力；经计算，底板抗浮稳定安全系数K=1.20＞[K]=1.10，满足要求。③、底板抗滑稳定验算底板抗滑分两个断面计算，其中0+002.1～0+060桩号底板设锚筋，底板厚度0.15m，0+060～0+111.9桩号底板设有锚筋，底板厚度0.2m，两段底板抗滑稳定安全系数Kc按下两式计算：264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告Kc＝式中：Kc——抗滑稳定安全系数；N——底板自重及水重的法向分力（KN）；T——底板自重及水重的切向分力（KN）；t——水的流动拖力（KN）（t=γJAR）；f——底板与基岩之间的磨擦系数，取f=0.35；γ——水的密度（KN/M3）；A——底板面积（m2）；R——水力半径（m）（近似取等于水深）；J——水能坡降（J=）；E1、E2——底板首末端的断面水能；L——底板的长度（m）；锚固地基的有效重量P3：式中：P3——当采用锚固措施时，地基的有效重量。——岩石浮容重，15kN；A——n跟锚筋底板的计算面积，m2；T——锚固地基的有效深度，m；d——锚筋直径，0.022m；L——锚筋间距，1.5m；S——锚筋锚入岩石深度，5m。经计算得：0+002.1～0+060桩号段Kc=3.75>[Kc]=1.25满足要求，0+060～0+111.9桩号段Kc=2.31<[Kc]=1.25，故泄槽底板抗滑稳定满足要求。3、溢洪道两侧边墙的稳定、应力情况验算溢洪道两侧边墙的抗滑稳定计算、抗倾覆稳定计算、基底压应力计算按照《溢洪道设计规范》（SL2003—2000）中的公式计算。边墙抗滑稳定按抗剪强度公式计算：264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告KC=《溢洪道设计规范（SL253-2000）》式中：KC—按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数；∑w—作用于边墙上的全部垂直力的总和；∑p—作用于边墙上的全部水平力的总和；f—边墙砼与基岩接触面的抗剪断摩擦系数，根据地质建议取f=0.35～0.40，边墙抗倾覆稳定按下式计算：《溢洪道设计规范（SL253-2000）》式中：—抗倾稳定安全系数，≥1.5；—作用于墙体的荷载对墙前趾产生的稳定力矩；—作用于墙体的荷载对墙前趾产生的倾覆力矩。边墙基底的应力按下式计算：=式中：—作用于边墙上的全部荷载对计算面的法向力；—作用于边墙上的全部荷载对计算面形心的力矩总和；溢洪道边墙按无水、校核洪水位(P=0.1%)二种工况设计(消力池段为P=3.33%洪水位)：本工程溢洪道除右边墙桩号0+002.1~0+060段为重力式挡土墙外,其余均为150#砼衬护,根据工程实际情况,取最高边墙断面进行抗滑稳定、抗倾安全及地基应力的复核，详见表5.38。表5.38边墙抗滑安全系数K值表系数名称工况抗滑稳定抗倾安全地基应力（kpa）工况一（p=0.1%）1.864.41103.15工况二（无水）1.017.25185规范值1.01.5500从上表计算成果可以看出，在各工况下，边墙抗滑稳定、抗倾及地基应力均满足要求。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告5.3.2　溢洪道除险加固内容现状溢洪道存在堰体砼、泄槽砼及边墙砼老化，强度低，碳化深度深，局部被水流冲刷破坏严重，泄槽局部边墙高度不够，泄洪渠未衬砌等主要问题。针对现状溢洪道存在的问题，确定溢洪道除险加固处理主要项目如下：一、进水渠加固；二、控制段加固；三、加固泄槽段底板、边墙；四、消能设施加固；五、泄洪渠衬护；六、控制段交通桥拆除重建；5.3.3　溢洪道除险加固设计方案一、溢洪道加固设计方案拟定溢洪道现状存在的问题，溢洪道除险加固设计方案设计如下：现状溢洪道进口段左、右侧边墙不完整；溢洪道堰体砼、泄槽砼、底板及边墙砼老化，砼强度低，碳化深度深，水流冲刷破化严重，砼边墙与底板多处存在贯穿性裂缝，底板稳定性差；泄洪渠边墙、底板未衬护，抗冲刷不满足要求，不能安全泄洪。鉴于溢洪道存在上述问题，根据地形及地质条件，溢洪道除险加固拟定两种消能方式进行分析比较，即方案Ⅰ－挑流消能、方案Ⅱ－底流消能，现将两方案分述如下：方案Ⅰ（挑流消能）：拆除进口段拦鱼墩，进口段左侧导墙用C20砼结构进行加高，右侧新建C20砼重力式导墙，进口底板整平。拆除原控制段的实用堰，新建C25钢筋砼WES实用堰，实用堰体内部埋设C15埋石砼。由于原溢洪道交通桥已成危桥，故本次设计对原有交通桥进行拆除重建。泄槽段分两级，第一泄槽段（0+003.80～0+069.70桩号）纵坡为i=0.03，为矩形断面，底宽由32m渐变到7m，对原边墙和底板进行维修加固，加衬30cm厚C25钢筋砼；第二泄槽段（0+069.70～0+099.70桩号）纵坡为i=0.364，为等宽矩形断面，底板宽7m，对原边墙和底板进行维修加固，加衬30cm厚C25钢筋砼，两级泄槽底板间采用抛物线衔接。消能防冲设计采用挑流消能，挑角为25°，挑坎高程85.69m，鼻坎半径6.0m，挑距长43m，水垫层深5.65m；泄洪渠沿老渠采用M7.5浆砌石进行衬护，衬护厚度30cm，下设厚10cm的砂卵石垫层。方案Ⅱ（底流消能）：本方案泄槽段分三级，进口段、控制段、交通桥以及第一级泄槽段加固方法如同方案Ⅰ描述，第二泄槽段（0+069.70～0+100.70桩号264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告）纵坡为i=0.364，为等宽矩形断面，底板宽7m，对原边墙和底板进行维修加固，加衬30cm厚C25钢筋砼；第三泄槽段（0＋100.70～0＋115.20桩号），纵坡为i＝0.667，为等宽矩形断面，底板宽7m，对原边墙和底板进行维修加固，加衬30cm厚C25钢筋砼；三级泄槽间用抛物线衔接。消能防冲设计采用底流消能形式，消力池长31m，底板宽7.0m，池深3.65m，左、右边墙采用30cm厚C25钢筋砼衬砌，并设锚筋；消力池出口后接台阶式消能段（0＋146.20～0＋154.20桩号）；泄洪渠沿老渠采用边墙M7.5浆砌石进行衬护，衬护厚度30cm，下设厚10cm的砂卵石垫层，底板整平不衬护。方案Ⅰ（挑流消能）、方案Ⅱ（底流消能）工程量和总投资比较见表5.39、表5.40。表5.39　溢洪道除险加固方案投资表（方案Ⅰ－挑流消能）编号工程或费用名称单位数量单价（元）合计（万元）（一）溢洪道工程（挑流消能方案）　　　478.561进口段　　　17.34-1拦鱼栅钢筋砼拆除m320.2394.920.80-2土方开挖m38.77.510.01(3)粘土回填m3198.198.931.96-3C20砼导墙m3184.33546.52-4C15埋石砼m3158.8298.734.74-5普通平面钢模板m2156.857.450.90-6普通曲面钢模板m2127.8124.391.59-7PVC排水管（φ＝50mm）m4360.03-8进口段整平m22223.83.570.792控制段　　　82.69-1石方开挖m357.838.180.22-2原WES实用堰拆除m3525.982.554.34-3C25砼WES实用堰（厚30cm）m3431.6353.2415.25-4C15埋石砼m3246.4298.737.36-5C20砼刺墙（厚30cm）m328.93541.02-6普通平面钢模板m2301.857.451.73-7溢流堰曲面模板m2295.7155.084.59-8锚筋制安（长5m，φ22）根127.6136.991.75-9钢筋制安t37.78493.3632.02-10帷幕灌浆钻孔（砼）m48.5131.180.64264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告-11帷幕灌浆钻孔（基岩）m242.6202.214.91-12帷幕灌浆m242.6365.358.863交通桥　　　62.11-1浆砌石拆除m3343.457.651.98-2砌石桥拱拆除m3679.657.653.92-3砼栏杆拆除m34.3394.920.17-4砼桥面板拆除m3162.7394.926.43-5土方开挖m3227.49.290.21-6土方回填(利用开挖料)m3181.913.650.25-7石方开挖m3530.338.182.02-8C20砼桥中墩m3196.8387.977.64-9M7.5浆砌块石边墙m3574.1277.4615.93-11C25砼桥面板m3146396.395.79-12C20砼栏杆m34.1387.30.16-13PVC排水管（φ＝50mm）m2360.01-14普通平面钢模板m2782.357.454.49-15普通曲面钢模板m236.4124.390.45-16钢筋制安t14.98493.3612.664泄槽段　　　149.26-1土方开挖m322.29.290.02-2土方回填（利用开挖料，运距1km）m3770.0413.651.05-3石方开挖m387.9638.180.34-4砼拆除m372.682.550.60-5浆砌石拆除m333.657.650.19-6原边墙及底部砼表面清洗m25289.722.41.27-7原边墙砼凿毛m21000.569.730.97-8原底部砼凿毛m228779.732.80-9C25砼边墙m3300.12364.0210.92-10C25砼底板加衬（厚30cm）m3863.04338.4729.21-11C20砼埋石m358.56318.291.86-12普通平面钢模板m21402.9257.458.06-13普通曲面钢模板m2358.32124.394.46-14沥青杉板填缝（厚20mm）m2126109.371.38264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告-15塑料片止水m420.12111.714.69-16排水管原边墙凿毛（φ＝110mm）m2136.929.730.13-17PVC排水管（φ＝50mm）m193.9260.12-18边墙锚筋制安（长2.0m，φ22）根577.9251.052.95-19底板锚筋制安（长5.0m，φ22）根252.84136.993.46-20钢筋制安t87.248493.3674.10-21排水沟处底板砼凿除m331.882.550.26-22排水沟石方开挖m313.92181.890.25-24排水沟砂卵石回填m317.28100.920.175消力池段　　　24.04-1土方开挖m317.289.290.02-2C25砼挑流鼻坎m3143.28338.474.85-3石方开挖m3465.9638.181.78-4砼拆除m349.282.550.41-5浆砌石拆除m330.7257.650.18-6普通平面钢模板m246.257.450.27-7普通曲面钢模板m269.24124.390.86-8沥青杉板填缝（厚20mm）m212109.370.13-9塑料片止水m39.96111.710.45-10底板锚筋制安（长5.0m，φ22）根44.16136.990.60-11钢筋制安t14.288493.3612.13-12PVC排水管（φ＝50mm）m17.8860.01-13C20砼护坦m331.56328.561.04-14C20砼渐变段（扭面）m332.76399.211.316出水渠工程　　　143.12-1土方开挖m324159.292.24-2土方回填m3497013.656.78-3石方开挖m316138.180.61-4浆砌石拆除m36357.650.36-5出水渠清淤m3385.914.130.55-6M7.5浆砌石护坡m33185313.9399.99-7M10水泥砂浆抹面（厚2cm）m219512.510.7420.96-8砂卵石垫层m31051.1110.6511.63264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表5.40　溢洪道除险加固方案投资表（方案Ⅱ－底流消能）编号工程或费用名称单位工程量单价（元）投资（万元）(一)溢洪道工程（底流消能方案）　　　554.901进口段　　　17.34(1)拦鱼栅钢筋砼拆除m320.2394.920.80(2)土方开挖m38.77.510.01(3)粘土回填m3198.198.931.96(4)C20砼导墙m3184.33546.52(5)C15埋石砼m3158.8298.734.74(6)普通平面钢模板m2156.857.450.90(7)普通曲面钢模板m2127.8124.391.59(8)PVC排水管（φ＝50mm）m4360.03(9)进口段整平m22223.83.570.792控制段　　　82.68(1)石方开挖m357.838.180.22(2)原WES实用堰拆除m3525.982.554.34(3)C25砼WES实用堰（厚30cm）m3431.6353.2415.25(4)C15埋石砼m3246.4298.737.36(5)C20砼刺墙（厚30cm）m328.93541.02(6)普通平面钢模板m2301.857.451.73(7)溢流堰曲面模板m2295.7155.084.59(8)锚筋制安（长5m，φ22）根127.6136.991.75(9)钢筋制安t37.78493.3632.02(10)帷幕灌浆钻孔（砼）m48.5131.180.64(11)帷幕灌浆钻孔（基岩）m242.6202.214.91(12)帷幕灌浆m242.6365.358.863交通桥　　　62.10(1)浆砌石拆除m3343.457.651.98(2)砌石桥拱拆除m3679.657.653.92(3)砼栏杆拆除m34.3394.920.17(4)砼桥面板拆除m3162.7394.926.43(5)土方开挖m3227.49.290.21(6)土方回填（利用开挖料）m3181.913.650.25(7)石方开挖m3530.338.182.02(8)C20砼桥中墩m3196.8387.977.64(9)M7.5浆砌块石边墙（外购料）m3574.1277.4615.93(10)C25砼桥面板m3146396.395.79264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告(11)C20砼栏杆m34.1387.30.16(12)PVC排水管（φ＝50mm）m2360.01(13)普通平面钢模板m2782.357.454.49(14)普通曲面钢模板m236.4124.390.45(15)钢筋制安t14.98493.3612.664泄槽段　　　161.02(1)土方开挖m323.79.290.02(2)土方回填（利用开挖料）m3820.813.651.12(3)石方开挖m393.838.180.36(4)砼拆除m377.482.550.64(5)浆砌石拆除m335.957.650.21(6)原边墙及底部砼表面清洗m25638.42.41.35(7)原边墙砼凿毛m21066.59.731.04(8)原底部砼凿毛m23066.69.732.98(9)C25砼边墙m3320364.0211.65(10)C25砼底板加衬（厚30cm）m3919.9338.4731.14(11)C20砼埋石m362.4318.291.99(12)普通平面钢模板m21650.157.459.48(13)普通曲面模板m2462.2124.395.75(14)沥青杉板填缝（厚20cm）m2134.4109.371.47(15)塑料片止水m447.8111.715.00(16)排水管原边墙凿毛（φ＝110mm）m21469.730.14(17)PVC排水管（φ＝50mm）m20660.12(18)边墙锚筋制安（长2.0m，φ22）根61651.053.14(19)底板锚筋制安（长5.0m，φ22）根269.5136.993.69(20)钢筋制安t938493.3678.99(21)排水沟处底板砼凿除m333.982.550.28(22)排水沟石方开挖m314.9181.890.27(23)排水沟砂卵石回填m318.5100.920.195消力池段　　　88.62(1)土方开挖m315.89.290.01(2)M7.5浆砌石回填m3567.5266.9215.15(3)石方开挖m319.738.180.08(4)砼拆除m345.182.550.37(5)浆砌石拆除m328.257.650.16(6)砼底板凿毛m24189.730.41264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告(7)C25砼底板（厚30cm）m3126.1338.474.27(8)C25砼边墙加衬（厚30cm）m3232.8364.028.47(9)C15砼埋石（埋石率小于15％）m3276.2318.298.79(10)普通平面钢模板m2863.857.454.96(11)普通曲面钢模板m2112.3124.391.40(12)沥青杉板填缝（厚20cm）m223.1109.370.25(13)塑料片止水m77111.710.86(14)底板锚筋制安（长5.0m，φ22）根77136.991.05(15)钢筋制安t43.98493.3637.29(16)PVC排水管（φ＝50mm）m31860.19(17)C25砼消力坎m381.1338.472.74(18)C20砼护坦m328.9328.560.95(19)C20砼渐变段（扭面）m330.3399.211.216泄洪渠工程　　　143.12(1)土方开挖m324159.292.24(2)土方回填（利用开挖料）m3497013.656.78(3)石方开挖m316138.180.61(4)浆砌石拆除m36357.650.36(5)出水渠清淤m3385.914.130.55(6)M7.5浆砌石护坡（外购料）m33185313.9399.99(7)M10水泥砂浆抹面（厚2cm）m219512.510.7420.96(8)砂卵石垫层m31051.1110.6511.63（二）溢洪道加固设计方案比较选择上述两溢洪道除险加固方案，都是考虑到现状溢洪道结构不够安全，对进口段、控制段、泄槽段、消能段以及泄洪渠段进行加固设计，彻底解决溢洪道存在的安全隐患，且两方案都着眼于现状溢洪道的基础上进行加固处理，主要不同之处在于消能方式的不同，两方案对外交通及用水用电条件基本相同，两方案的进口段、控制段、第一级泄槽段、第二级泄槽段施工难易程度相同，方案Ⅰ（挑流消能）消能形式为挑流消能，需新建挑流鼻坎及开挖冲坑，而方案Ⅱ（底流消能）消能形式为下挖式底流消能，两方案均有一些石方开挖量，但相对来说，方案Ⅰ（挑流消能）的石方开挖多于方案Ⅱ（底流消能）的开挖量，且挑流消能长期冲刷会影响到冲坑边墙基础以及附近输水隧洞出口围堰稳定的安全。因此方案Ⅱ（底流消能）的加固设计较优。从工程直接投资情况看，方案Ⅰ造价为478.56万元，方案Ⅱ造价为554.90万元，方案Ⅰ（挑流消能）投资略少。综合上述各方面的分析比较可知：方案Ⅱ（底流消能）264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告较为优越，该方案更能适应于工程加固，加固后溢洪道各部分的安全可靠性大，综合考虑，在本次设计溢洪道除险加固采用方案Ⅱ（底流消能）。5.3.4溢洪道除险加固设计一、进口段除险加固设计进口段现状为宽浅式，现有进口段底板未有衬护，进口段左侧为傍山公路，设有浆砌石挡墙，右侧为坝体，设有浆砌块石护坡，现状护坡顶高程较低，水库泄洪时导墙满顶，水流条件差。本次设计拟对左侧原重力式边墙采用C20砼结构进行加高至高程102.97m，高于校核水位（102.42m），长度取15m，边墙迎水面采用C20砼进行衬护，衬护厚度为20cm。右侧新建C20砼重力式边墙，墙内采用砼埋石结构（埋石率15％），墙顶高程为102.97m，顶宽1m。进口段边墙以渐变形式与实用堰边墙衔接，使水流更流畅的通过溢流堰。进口段地板现状为倒坡，无衬砌，本次设计对原底板整平，底板高程97.97m。二、控制段除险加固设计1、溢流堰结构设计现状控制段溢流堰长3.4m，总宽32m，过流净宽30m。溢洪道控制段为砼实用堰，堰上设有交通桥，交通桥为三跨组成的浆砌块石无铰拱桥。本次设计拟拆除现状砼堰体和堰上交通桥，新建C25钢筋砼堰体和钢筋砼梁板交通桥，将现有的WES实用堰拆除，新建WES实用堰堰顶高程为100.47m，实用堰体内填埋石混凝土（埋石率15％）。溢流堰增设间距1.5m呈梅花型布置的锚筋，锚筋直径为φ22，深入基岩3m，顶部与溢流堰面钢筋焊接。溢流堰加固后堰型为WES曲线实用堰，在现状溢洪道底板上，以30cm厚C25砼浇筑溢流堰堰面，内部以C15砼埋块石填腹。WES曲线堰面曲线方程为y=0.360x1.85，堰底宽3.8m。堰顶高程100.47m，下游与泄槽相接，接点高程98.37m。堰底板上游沿齿槽嵌入基岩0.5m，底宽0.5m。实用堰表面纵横向钢筋均为φ12@200。溢流堰堰基及两侧绕渗采用帷幕灌浆处理，溢流堰基础防渗处理范围0＋000～0－050，全长50.0m，左侧与大坝左坝肩帷幕相连接。帷幕灌浆采用单排布孔，孔距2.0m，帷幕底部伸至岩石相对不透水层（q≤10Lu）以下5.0m。在溢流堰两侧设5.0m长C20砼刺墙，刺墙厚0.3m，以满足两侧绕渗要求。2、溢流堰泄流能力计算溢洪道控制段长3.8m，实用堰堰高2.5m，进口底板高程97.97m，堰顶高程264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告100.47m，溢流净宽30.0m。除险加固后，水库按100.47m，的正常蓄水位运行。溢洪道设计洪水位为五十年一遇，校核洪水为千年一遇。最大水头1.94m，选取Hd＝0.7×1.94＝1.47m。（1）堰型的判别WES曲线实用堰堰顶宽度取1.75m。当堰上水头时,属于薄壁堰；当堰上水头时,属于实用堰；当堰上水头时，属于宽顶堰；（2）泄流能力计算泄流水位流量关系计算公式为：式中：Q——流量，m3/s；ε——侧收缩系数；式中：n——闸孔数目，n=3；ξk——边墩形状系数，取1.0；ξ0——中墩形状系数，取0.45；代入上式得ε＝1－0.02H0；m——流量系数；σ——淹没系数；B——溢流净宽，B=30m；H0——计入行近流速水头的堰上总水头，m；溢洪道实用堰泄流库水位流量～关系曲线见表见表5.41。表5.41溢洪道实用堰泄流水位流量关系表库水位（m）100.47100.97101.47101.97102.47102.97103.47流量（m3/s）0.0020.4961.26121.66194.71279.16368.80库水位（m）103.97104.47104.97105.47105.97106.47264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告流量（m3/s）466.33570.92681.83798.42920.121046.453、结构计算控制段的结构计算主要是验算堰体及两侧边墙的稳定、应力情况。（1）堰体的稳定、应力情况验算：式中：KC—抗滑稳定安全系数；[KC]—规范要求的抗滑稳定安全系数最小值；∑w—作用于控制段上的全部垂直力的总和；∑p—作用于控制段上的全部水平力的总和；f、、C、—控制段砼与全风化基岩面的抗剪断指标，根据地质建议取f=0.40，C=0.1MPa。A—控制段底板与基岩接触面的面积。（2）堰体的基底压应力按下式计算：式中：σmax,min—基底最大和最小应力；[σ]—地质资料提供的基础允许承载力；ΣW—作用在计算截面以上的全面荷载的铅直分力总和；ΣM—作用在计算截面以上的全面荷载对截面形心的力矩总和；L—堰体顺水流方向长度。经计算WES曲线实用堰的稳定、应力成果见表5.42、5.43。表5.42抗滑稳定计算成果表荷载组合规范要求的最小安全系数计算安全系数K运行期（正常水位100.47m）3.019.34表5.43溢流堰基底应力计算成果表荷载组合基础应力表（kPa）σmaxσmin完建期127110264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告运行期（正常水位100.47m）14956从上表计算结果可知，堰基抗滑稳定安全系数均大于《溢洪道设计规范》（SL253-2000）允许值；基础应力也小于地基允许承载力，满足规范要求。（3）边墙的稳定、应力的情况验算堰体两侧边墙的抗滑稳定计算公式、基底压应力计算公式同堰体的稳定、应力验算公式。边墙为砼结构，最大高度为进口段边墙7m，底宽5m，根据边墙岩石覆盖层深度情况，边墙挡土高度为3.0m，墙后回填风化料。经计算，堰体两侧边墙的抗滑稳定安全系数KC＝1.35≥[KC]＝1.05，墙基应力σmax＝153.8Kpa≤[σ]，0≤σmin＝125.9Kpa≤[σ]。由此可知，控制段边墙的抗滑稳定安全系数均大于《溢洪道设计规范》（SL253-2000）允许值；基础应力也小于地基允许承载力，满足设计要求。三、泄槽段除险加固设计1、结构设计泄槽段为三级泄槽，总长111.4m。泄槽加固主要是在原边墙、底板砼表面增设0.3m厚C25钢筋砼衬砌，对于边墙高度不满足要求的泄槽段，采用C25砼加固至设计边墙顶高程，顶宽1.0m。一级泄槽总长65.9m，桩号范围0＋003.8～0＋069.70桩号，纵坡i＝0.03，底宽由32m～7m，底板高程98..37～96.19m，边墙高3.0～4.0m，一级泄槽在原边墙、底板表面凿毛，加衬0.3m厚C25钢筋砼。二级泄槽总长31m，桩号范围0＋069.70～0＋100.7桩号，纵坡i＝0.364，底宽为7.0m，底板高程96.19～85.11m，边墙高4.0～3.0m。二级泄槽在原边墙、底板表面凿毛，加衬0.3m厚C25钢筋砼；三级泄槽总长14.5m，桩号范围0＋100.7～0＋115.2桩号，纵坡i＝0.667，底宽为7.0m，底板高程85.11～75.44m，边墙高4.0～3.0m。三级泄槽底板在现状基础上进行开挖，并采用0.3m厚C25钢筋砼衬砌，对原边墙表面凿毛，加衬0.3m厚C25钢筋砼。为使新衬砌砼与原边墙砼连接紧密，二级泄槽和三级泄槽边墙设间距1.0m梅花型布置的锚筋，锚筋直径为φ22，长1.0m，并焊接在新衬砌的砼面板钢筋上；同时为增加底板抗滑稳定安全，二级泄槽和三级泄槽底板增设锚筋，锚筋间距1.5m，呈梅花型布置，锚筋直径为φ22，锚入基岩深度3.0m。泄槽段边墙、底板每隔10m设伸缩缝，缝内设15mm厚651型塑料止水264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告，并采用沥青衫板填缝。为完善底板排水系统，底板下设二道纵向排水沟，每隔10m设一道横向排水沟，纵向排水沟断面尺寸0.4×0.4m，横向排水沟断面尺寸为0.3×0.3m，排水沟中充填砂石料。各级泄槽间采用抛物线衔接。2、泄槽水面线计算泄槽底板及两岸边墙采用砼衬砌，其糙率系数n取0.014，消能设施按30年一遇洪水标准设计，泄槽按50年一遇设计洪水标准设计（Q＝96.82m3/s），1000年一遇洪水标准校核（Q＝187.30m3/s）。根据《溢洪道设计规范》（SL253－2000）的有关规定，泄槽水面线按非棱体河槽水面线公式计算。（1）堰下收缩断面水深h1计算公式为：式中：q—起始计算断面单宽流量，m3/(s.m)；H0—起始计算断面渠底以上总水头；θ—泄槽底坡坡角；φ—起始计算断面流速系数，取0.95；g—重力加速度，9.81m3/s。计算结果见表5.44。表5.44收缩断面水深计算成果表设计条件收缩断面水位hk（m）流量Q（m3/s）单宽流量q（m3/s.m）过水断面宽度B（m）30年1.533250年1.6596.823.03321000年2.37187.305.8532（2）水面线按下式计算式中：δ1—两断面间的距离；i—河床坡降（、、分别为两断面各水力要素的平均值）；δ=（h2+）－（h1+）——两断面比能差h1、v1、h2、v2——断面1、2的水深和流速。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告（3）波动和掺气后水深计算公式：hb＝（1+）h式中：h——不计入波动及掺气的水深（m）；hb——计入波动及掺气的水深（m）；V——不计入波动及掺气的计算断面上的平均流速（m/s）；ξ——修正系数，取1.2。（4）弯道横向水面差计算公式：δh＝K式中：δh——弯道外侧水面与中心线水面的高差（m）b——弯道宽度（m）rc——弯道中心线半径，rc＝60mK——超高系数，K＝1.0（5）泄槽水面线计算结果泄槽边墙超高校核标准（P=0.1％）取1m，设计标准（P＝2％）取0.5m，根据布置确定的边界条件，按上述公式溢洪道泄槽水面线计算成果见表5.45。表5.45溢洪道陡槽水面线计算成果表桩号设计洪水校核洪水设计边墙高（m）备注水深（m）流速（m）水深（m）流速（m/s）0+003.801.023.051.63.804.35设计洪水P=2%下泄流量Q=96.82m3/s校核洪水P=0.1%下泄流量Q=187.3m3/s0+069.701.788.732.6112.004.00+079.701.3112.362.214.673.00+089.701.1214.901.9716.753.00+100.70117.151.8118.673.00+110.700.8720.441.6121.635.00+115.200.8321.731.5522.816.5由表5.45可知，加固后的设计边墙高度可以满足泄洪需要。3、结构计算264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告本次除险加固设计对泄槽底板厚度、抗浮稳定、抗滑稳定及边墙抗滑、抗倾稳定进行复核计算。(1)底板厚度验算，按《水工设计手册》中的公式计算：t=0.03avh式中：t——陡槽底板厚度（m）；a——系数，取a=0.8V——流速（m/s）h——计算断面水深（m）底板验算成果详见表5.46。表5.46底板厚度验算桩号底板计算厚度t底板实际厚度tα流速v（m/s）水深h（m）0+003.80.150.450.8003.801.60+069.70.420.450.80012.002.610+079.70.440.500.80014.672.20+089.70.450.500.80016.751.970+100.70.460.500.80018.671.810+115.20.480.500.80022.811.55经计算得：校核洪水位时，陡槽底板首端厚度t=0.15m＜0.45m，0+069.70桩号底板厚度t=0.42m＜0.45m，陡槽底板末端厚度t=0.48m＜0.50m，因此陡槽底板设计厚度满足要求。（2）底板抗浮稳定验算K＝式中：K——底板抗浮稳定安全系数；G自重——底板自重；P水——底板上承受的水压力；P扬——底板承受的扬压力；经计算，底板抗浮稳定安全系数K=1.79＞[K]=1.10，满足要求。（3）底板抗滑稳定验算底板抗滑分两个断面计算，其中0＋003.8～0＋069.70桩号未设锚筋，底板厚度264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告0.45m，0＋069.7～0＋100.70桩号和0＋100.70～0＋115.20桩号底板厚度0.50m，锚筋锚入强风化花岗岩3.0m，三段底板抗滑稳定安全系数KC1、Kc2、Kc3分别按下式计算：Kc1＝式中：Kc1、Kc2、Kc3、——抗滑稳定安全系数；N——底板自重及水重或锚固地基有效重量的法向分力（KN）；T——底板自重及水重的切向分力（KN）；t——水的流动拖力（KN）（t=γJAR）；f——底板与基岩之间的磨擦系数，取f=0.35～0.40；γ——水的密度（KN/M3）；A——底板面积（m2）；R——水力半径（m）（近似取等于水深）；J——水能坡降（J=）；E1、E2——底板首末端的断面水能；L——底板的长度（m）。锚固地基的有效重量P3：式中：P3——当采用锚固措施时，地基的有效重量。——岩石浮容重，15kN；A——n跟锚筋底板的计算面积，m2；T——锚固地基的有效深度，m；d——锚筋直径，0.022m；L——锚筋间距，1.5m；S——锚筋锚入岩石深度，3m。经计算得：Kc1=2.62＞[Kc]=1.25、Kc2=2.94＞[Kc]=1.25、Kc3=2.71＞[Kc]=1.25，264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告加固后陡槽底板抗滑稳定满足要求。（4）边墙稳定、应力情况验算溢洪道加固后两侧边墙的抗滑稳定计算、抗倾覆稳定计算、基底压应力计算按照《溢洪道设计规范》（SL2003－2000）中的公式计算。边墙抗滑稳定按抗剪强度公式计算：KC=《溢洪道设计规范（SL253-2000）》式中：KC—按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数；∑w—作用于边墙上的全部垂直力的总和；∑p—作用于边墙上的全部水平力的总和；f—边墙砼与基岩接触面的抗剪断摩擦系数，根据地质建议取f=0.35～0.40。边墙抗倾覆稳定按下式计算：《溢洪道设计规范（SL253-2000）》式中：—抗倾稳定安全系数，≥1.5；—作用于墙体的荷载对墙前趾产生的稳定力矩；—作用于墙体的荷载对墙前趾产生的倾覆力矩。边墙基底的应力按下式计算：=式中：—作用于边墙上的全部荷载对计算面的法向力；—作用于边墙上的全部荷载对计算面形心的力矩总和；溢洪道边墙按无水、校核洪水位(P=0.1%)、校核洪水位(P=0.1%)（退水工况）三种工况设计。边墙加固后抗滑稳定安全系数见表5.47，边墙抗滑稳定安全系数见表5.48，边墙地基应力σ值见表5.49。表5.47边墙加固后抗滑稳定计算成果表系数名称工况0＋0300＋080规范值工况一（p=0.1%）1.811.761.0264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告工况二（P=0.1%、退水工况）1.4021.41工况三（无水）1.501.49表5.48边墙加固后抗倾安全系数K值表系数名称工况0＋0300＋080规范值工况一（p=0.1%）3.983.681.5工况二（P=0.1%、退水工况）4.544.34工况三（无水）5.344.98表5.49边墙加固后地基应力σ值表系数名称工况0＋0300＋080规范值工况一（p=0.1%）82.6354.61500kPa工况二（P=0.1%、退水工况）73.6049.85工况三（无水）77.4251.25从以上表可以看出，加固后泄槽边墙抗滑稳定、抗倾稳定安全系数均满足规范要求，边墙基底应力均小于地质建议地基允许承载力，边墙基底应力满足要求。四、消能防冲设计（一）结构设计原溢洪道消力池尺寸不满足要求，从现场情况看，消力池底板钙化现象严重。由于长期冲刷，底板及边墙砼有不同程度的剥落。本次设计消能防冲设计仍采用底流消能形式，对原消力池维修加固。加固后消力池长度31.0m，净宽7.0m，为矩形断面，池深3.65m，底板高程75.44m。左、右边墙采用30cm厚C25钢筋砼衬砌，边墙高6.5m，钢筋砼边墙设φ22间距1.0m呈梅花型布置锚筋；消力池底板表面采用30cm厚C25钢筋砼衬砌，下部为10cm厚C10砼垫层。消力池后接台阶式消能段（0＋146.20～0＋154.20桩号），底宽为7.0m，边墙和底板均采用30cm厚C25钢筋砼衬砌，台阶式消能底板内采用C15砼埋石结构。台阶式消能接5.0m钢筋砼护坦，护坦与泄洪渠相接。（二）底流消能计算根据《防洪标准》（GB50201—94）溢洪道消能结构按30年一遇洪水进行计算，计算流量Q3.33％＝84.94m3/s，。采用底流消能，消力池底板高程75.44m，采用矩形断面，宽度7.0m，消力池泄洪渠道断面采用梯形断面，边坡1：1.0。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告消力池池长、池深计算公式如下：式中：T0—以消力池底板为基准面的上游总水头，m；—跃前水深；—跃后水深；—流速系数，取＝0.95；FRC—收缩断面的佛汝德数；计算得：Lj＝43.62m，Lk＝30.53m，s＝3.65m。Lj：水跃长度Lk：消力池池深s：消力池池长根据计算结果，本次设计采用尺寸：池长31.0m，池深3.65m。五、泄洪渠加固设计（一）结构设计泄洪渠长约500m，大部分未衬砌，现状河底部分和两岸冲刷严重，各断面宽窄不一，断面形状不规则，底宽6～11m，水流条件差，影响洪水的顺畅泄流。泄洪渠设计标准按10年一遇洪水设计，相应洪水流量Q＝50.63m3/s，平均坡降为i＝0.001，糙率n＝0.02，进口高程74.10m，出水口底板高程为73.60。泄洪渠底宽为7.0m。边坡1：1.0，衬砌断面最大流速3.17m3/s，按抗冲流速标准选用渠道的护砌材料为M7.5浆砌块石，即边墙采用0.3m厚M7.5浆砌块石衬护，下设10cm厚砂卵石垫层，泄洪渠顶超高取0.57m，顶高程74.10～77.60m。底板整平不衬护。（二）水位流量关系计算水位流量关系按明渠均匀流公式计算：式中：Q—流量，m3/s；264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告m—边坡系数，1；i—纵坡，1％；b—底宽，m；h0—水深，m；经计算，河道设计洪水（P=10％）泄流量为50.63m3/s，河道水深2.43m，渠顶超高取0.57m，流速3.17m3/s。加固后，泄洪渠采用M7.5浆砌块石衬砌，可满足抗冲要求。六、交通桥设计本次设计拟在溢洪道控制段重建一座交通桥，交通桥为钢筋砼桥，桥面宽6.0m，三孔，每孔净宽10m，中间设两个桥墩，桥墩长7m，宽1.0m，底部基础建在强风化岩石上，C20砼结构。桥面高程105.60m，桥底高程104.60m，大于溢洪道边墙高程，以满足溢洪道泄流要求。交通桥桥面为C25钢筋砼结构，两岸桥台为M7.5浆砌块石挡土墙。5.4输水隧洞除险加固设计5.4.1输水隧洞存在的主要问题输水隧洞布置在大坝左岸山体内通过，由进口段、竖井、洞身段、出口段组成，其中洞身总长约180m，洞径1.2m，进口底高程81.17m，出口底高程80.77m，底坡1/400；隧洞采用0.25m钢筋混凝土衬砌。竖井布置在0+015～0+016.5桩号，顶高程104.67m，开挖断面为直径1.9m的圆形。隧洞存在的主要问题是输水隧洞进口洞脸山坡稳定性较差，进口段砼边墙风化剥蚀严重，墙壁砼蜂窝麻面、露筋现象严重，砌砼碳化深度深，强度低，不能满足抗冲刷要求；闸门竖井钢筋砼砌筑质量较差，根据XX市水利工程质量检测中心的检测报告，竖井钢筋砼砌筑质量较差，实测砼强度推定值为12.6Mpa，未达到设计强度200#，且竖井砼表面侵蚀严重，有多处蜂窝麻面，粗骨料裸露，钢筋锈蚀。隧洞洞身钢筋砼衬砌设计强度140#，实测砼强度推定值为19.5～20.7Mpa；输水隧洞进口工作及检修钢闸门锈蚀严重，止水橡皮老化、破损，启闭设备操作不灵，启闭房破旧；隧洞出口无消能设施。5.4.2现状隧洞结构分析一、隧洞洞身结构分析隧洞衬砌原设计按140#砼设计，根据检测结果，砼标号为200#砼，隧洞衬砌厚度为0.25m，考虑围岩抗力的影响，按《水工隧洞设计规范》（SD134-84）中有关规定对于Ⅲ264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告类围岩的结构力学方法进行复核。计算荷载有内外水压力、衬砌自重和围岩压力，计算中考虑水锥压力的作用，并认为水锤压力沿管线直线分别。各工况下荷载组合如下：基本荷载组合（一）：设计洪水位时内水压力+围岩垂直松动压力+衬砌自重+满管水重；基本荷载组合（二）：正常蓄水位时内水压力+围岩垂直松动压力+衬砌自重+满管水重；基本荷载组合（三）：洞内放空时无内水压力+围岩垂直松动压力+衬砌自重+外水压力；特殊荷载组合（四）：校核洪水位时内水压力+围岩垂直松动压力+衬砌自重+满管水重；隧洞基本参数列于表5.50。表5.50输水隧洞本次复核基本参数桩号0+000～0+160围岩抗力k0(kg/cm3)100围岩岩石容重γ（T/M3）2.65荷载组合(一)内水压力+水锤压力（m）20.44+10.33荷载组合(二)内水压力+水锤压力（m）19.2+10.84荷载组合(三)内水压力（m）0外水压力（KN）36.69荷载组合(四)内水压力+水锤压力（m）20.85+10.29经计算隧洞各断面所需配置的最大钢筋面积A，见表5.51，裂缝展开宽度见表5.52。表5.51隧洞各种不同计算工况下最大钢筋配置面积(mm2)工况位置正常设计校核现况配筋0+060～0+180（内圈）5015225276160+060～0+180（外圈）5015225278045.52隧洞各种工况下砼裂缝宽度计算表工况位置正常设计校核0+060～0+1800.170.180.18264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告根据以上计算结果可知，隧洞配筋、裂缝展开宽度在0＋060～0＋180段均满足要求。5.4.3输水隧洞加固设计一、输水隧洞加固设计方案现状输水隧洞进口洞脸山坡稳定性较差，进口段砼边墙风化剥蚀严重，墙壁砼蜂窝麻面、露筋现象严重，砌砼碳化深度深，强度低。竖井钢筋砼砌筑质量较差，竖井砼表面侵蚀严重，有多处蜂窝麻面，粗骨料裸露，钢筋锈蚀。经检测砼强度等级低。输水隧洞进口工作及检修钢闸门锈蚀严重，止水橡皮老化、破损，启闭设备操作不灵，启闭房破旧；隧洞洞身过流能力和结构安全均满足要求；隧洞出口无消能设施。针对隧洞存在的问题，本次对隧洞洞身不进行加固，拟对输水隧洞进行加固，在原址重建进水口、闸门竖井、出水口等。二、输水隧洞除险加固设计隧洞洞线穿过地带均为花岗岩，全强风化岩体裸露地表。隧洞埋深一般为强～微风化岩体，岩体裂隙不大发育，一般属Ⅳ类围岩。隧洞加固方案为拆除原进水口、竖井，重建喇叭形进水口、闸门竖井和出水口等。加固后的进水口长10.50m，宽度由5.0渐变至2.4m，底板为0.3厚M7.5浆砌块石表面0.1m厚C15砼，重力式导墙高2.0～3.30m，为M7.5浆砌块石结构，表面采用M10水泥砂浆抹面，进水口为三面收缩的喇叭口，进口断面尺寸为2.4×2.0m（宽×高），三面收缩至1.2×1.2m（宽×高），收缩段长1.8m，进口底板高程81.07m。进水口段后接重建的闸门竖井，闸门孔口尺寸1.4×1.6m（宽×高），闸室布设拦污栅、检修闸门、工作闸门及进气孔。竖井框架顶部设启闭机房，启闭机房设2.0m宽工作桥与现乡村公路相接，工作桥桥面板高程与现状一致，为104.70m。根据已建的一些水电站进水口通气孔面积尺寸，在一般情况下，建议通气孔不易少于过水面积的5％，本工程选用通气孔半径0.2m，可满足通气要求。整个闸门竖井采用钢筋砼结构；竖井后为一渐变段，由方变圆与洞身连接，渐变段长5.0m，隧洞洞身维持现状。隧洞出口高程80.77m，设镇墩长4.0m，宽3.0m，为C20砼结构，镇墩后接接灌溉管、发电管及放空管，管径均为1.2m，灌溉管出口设闸阀控制。对出口现状两启闭房拆除重建。隧洞出口跌水消能采用0.3m厚C25砼底板及C25砼重力式边墙进行加固处理，跌水长度6.70m，底板高程80.50，进、出口洞脸山坡较陡，强风化岩石裸露，裂隙发育，岩体较破碎，稳定性差，对进、出口洞脸山坡进行削坡并采用喷15cm厚砼处理。二、输水隧洞过流能力复核264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告隧洞的进口底板高程为81.17m，出口高程80.77m，隧洞中水流液态随着库水位的变化有三种流态，分别为有压流、半有压流和无压流。隧洞洞径为1.2m，隧洞洞身总长180m，底坡1/400。对于缓坡长洞的有压流和半有压流均采用以下公式，式中：μ—流速系数；ω—计算断面的面积；、、、、—分别为断面面积、长度、谢才系数、水力半径和局部水头损失系数；T0—上游水面与隧洞出口底板高程差T及上游行近流速水头v0/2g之和，一般可认为T0≈T；hp—隧洞出口断面水流的平均单位势能；对于缓坡长洞的无压流采用均匀流公式：式中：n—隧洞糙率，取0.014；ω—过流断面面积；R—水力半径；i—隧洞底坡降。表5.53输水隧洞过流能力计算成果表水位（m）81.1781.6782.6183.6184.6185.6186.6187.61流量（m3/s）00.410.893.364.084.695.235.72水位（m）88.6189.6190.6191.6192.6193.6194.6195.61流量(m3/s)6.126.586.987.357.718.048.378.68水位(m)96.6197.6198.6199.61100.47101.71102.12流量(m3/s)8.989.289.569.8410.0710.3910.49由表中看出，输水隧洞可以满足设计灌溉发电引用流量=2.0m3/s要求。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告5.4.4原输水涵管封堵设计老输水涵管建于1958年，布置在大坝左坝端，为坝下浆砌条石无压拱涵，拱涵底宽0.9m，高1.15m。进口底高程81.17m，出口底高程73.67m，全长约150m。1962年7月6日斜卧管管身断裂，平涵形成压力流涌出，大坝出险，经抢险度过险期，1962年冬封堵老涵管，新建输水隧洞、竖井、工作桥等，并于64年2月完成。由于老涵管封堵后仍有漏水，1975年1月10日按XX地区水电局（75）饶水字第04号文批复意见，再次进行涵管封堵，前面用粘土，后面用砂石料堵塞，效果不佳，仍有漏水现象。屡次封堵效果都不太好，成为工程安全的一大隐患。针对涵管存在的种种问题，为消除涵管渗漏对大坝安全的影响，本次设计拟对原输水涵管重新进行封堵。涵管进口段拆除长度15m，采用回填粘土防渗；原涵管与防渗墙轴线相交处对涵管前后采用人工挖孔桩回填砼封堵，桩孔径1.2m；原涵管与砼防渗墙轴线重合部位采用冲击钻直接钻至涵管管身并至强风化基岩层造C20砼防渗墙封堵，砼墙在涵管两侧与砼桩连接，并对封堵部位全线回填灌浆。5.5灌溉渠首加固设计XX水库下游灌溉渠道分彭湾西渠和彭湾东渠，彭湾西渠灌溉面积约为4500亩，彭湾东渠灌溉面积约为2500亩。两灌溉渠道渠首均有渡槽引水，因渠道年久失修，渡槽存在裂缝和漏水现象，使得灌溉面积大大折扣，且对危急到大坝下游的安全。本次设计拟对渠首各渡槽拆除重建，对渠道进行全面衬砌防渗。溢洪道出口和输水隧洞出口设置直径1.2m灌溉钢管引水至灌溉渠首，现状灌溉渠首总长约500m，大部分渠道未衬砌，因年久失修，渠道渗漏。淤积严重，影响灌溉效益，特别是靠近溢洪道出口和隧洞出口的渠道位于大坝坝脚附近，渠道渗漏给大坝观测运行带来很大影响，渠道边坡失稳将影响大坝坝脚稳定，因此须对灌溉渠首进行加固处理。考虑灌溉渠首全部衬砌投资较大，本次加固渠首渠道长度根据水库管理范围确定为235m，渠道加固基本沿着现有渠道进行修整、加固。渠道加固采用边墙M7.5浆砌石挡土墙护砌，M7.5水泥砂浆抹面，底板采用C20砼加固。彭湾西渠渠首渡槽（1#渡槽）横跨溢洪道消能段顶部，钢筋砼结构，现状长15.0m，断面尺寸为0.8×0.7（宽×高），经复核，过流能力满足彭湾西渠灌溉要求，故加固后的1#渡槽断面尺寸保持不变，为0.8×0.6（宽×高），长15.0m，采用钢筋砼结构，纵坡为1/500。彭湾东渠渠首渡槽（2#264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告渡槽）位于大坝坝脚，为落地渡槽形式，浆砌红条石结构，现状长72.50m，断面尺寸0.5×0.6（宽×高），经复核，过流能力满足彭湾东渠灌溉要求，故加固后的2#渡槽断面尺寸保持不变，为0.5×0.6（宽×高），长72.5m，采用钢筋砼结构，纵坡为1/500。5.6防汛公路设计XX水库现有彭湾乡到XX水库管委会防汛公路为简易乡村公路，路基宽度约3.5m，为泥质路面，坑洼不平，针对防汛公路标准低的现状，本次初设加固需对防汛公路进行改造。根据《水库工程管理设计规范》（SL106-96）规定，依据防汛及对外交通要求，路面宽4.5m，其中行车道宽3.5m，路肩宽0.5m，改造防汛公路全长1.5km，公路采用厚20cm的C20砼路面，下设厚20cm5％水稳砂跞石层。5.7工程观测设计XX水库目前大坝的观测仪器不全、陈旧、落后，精度差，观测项目不能满足《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）的要求，也不能满足中型水库大坝安全监测和管理的实际需要。为了保证水库大坝安全运用，充分发挥水库的效益，改造和完善现有安全监测设施，建立安全监测自动化系统，是非常必要的。根据《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）的要求，结合该坝目前安全监测的实际情况，建立包括大坝坝面变形、坝体、坝基渗透压力观测、渗流量观测；溢洪道边坡稳定观测、上下游水位观测、坝区降水量及气温观测在内的大坝实时安全监测体系是必要的。5.7.1大坝监测设计一、坝面变形监测设计截至目前为止，XX水库未设坝面变形监测设施。根据《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）的要求结合坝面具体情况，本次在坝面上设置变形观测标点，并配备变形观测仪器设备进行观测。1、大坝观测标点布置大坝纵向在上游坝坡、坝顶和下游坝坡共布置4排：第一排位于上游坝坡100.47m高程平台；第二排位于坝顶104.40m高程；第三排位于下游坝坡94.40m高程平台；第四排位于下游坝坡81.0m高程平台。大坝横向每隔45m布置1排观测标点，共布置3排，分别位于0＋050桩号、0＋095264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告桩号、0＋140桩号。2、观测工作基点和校核基点布置在两坝端坚硬岩石上各布置一个观测工作基点，在各工作基点设置强制对中基座和水准标点。另外，为定期校核各工作基点的稳定性，在距大坝下游较远的位置设立一组垂直位移校核基点。3、观测仪器目前，XX水库无观测仪器，需添置高精度全站仪、水准仪各1台；观测标点、观测工作基点和校核基点平面布置见大坝观测设备平面布置图。二、大坝绕渗监测设计为监测大坝绕渗情况，共布置4孔绕坝渗流观测孔，采用8跟测压管，右岸布置4孔，左岸布置4孔。其布置分别见大坝观测设备平面布置图。三、坝基及坝体渗透压力监测设计大坝现状无坝基及坝体测压管，本次设计埋设大坝坝基及坝体渗透压力监测设备。（一）大坝坝基及坝体渗透压力监测设计大坝纵向在上游坝坡、坝顶和下游坝坡共布置4排测压管：第一排位于上游坝坡100.47m高程平台；第二排位于坝顶104.40m高程；第三排位于下游坝坡94.40m高程平台；第四排位于下游坝坡81.0m高程平台。沿坝轴线布置5个断面，桩号为：0＋050、0＋055、0＋095、0＋100、0＋140，其中0＋055及0＋140桩号为坝基基岩测压管。（二）渗流量观测在大坝下游两坝端及老河床排水沟处分别各设一个渗流量观测设施。（三）上、下游水位监测上游库水位用浮筒式库水位计，在其轴上安装编码盘，纳入监测系统；坝下水位由下游坝脚乡音渗压计监测确定。（四）坝址雨量及气温监测为满足安全监测及观测资料分析的需要，设置翻斗式雨量计与监测系统连接，观测坝区降水量。为监测坝址气温状态，需在大坝监测室设气温计1台。5.7.2溢洪道观测设备溢洪道进口段设沉陷观测点2个，泄槽边墙设沉陷观测点4个。5.7.3隧洞观测设备在隧洞进口段闸室设沉陷观测点2个，水标尺1个。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告5.7.4巡视检查巡视检查是安全监测的重要环节，应定期由熟悉工程并具有实践经验的工程技术人员负责进行。巡视检查分为加固期人工巡视检查和运行期人工巡视检查。加固期检查一般每月2～4次，运行期初期巡检一般每星期2～5次，移交后正常运行期可逐步减少次数，但每月不宜少于1次。每年在XX水库汛前、汛后以及发生有感地震后必须作巡视检查。主要检查项目为：1、坝顶有无裂缝、异常变形、积水等现象；2、坝坡和坝基有无裂缝、渗水、流土、管涌或隆起等现象；有无兽洞、蚁穴等隐患；3、溢洪道、隧洞等其他建筑物等有无开裂、挤碎、架空、错断、倾斜等情况。5.8白蚁防治根据文件精神，有关部门曾多次到XX水库进行了蚁害实地调查。调查结果表明，大坝坝顶及下游坝坡，多处可见蚁路、蚁皮等白蚁活动迹象，存在蚁害问题，本次除险加固设计考虑对大坝坝顶及下游坝坡的白蚁进行灭杀，上游坝坡由于使用了C15砼预制块而解决了白蚁问题。一、灭蚁方案的比较与选择灭治土栖白蚁方法很多，50年代至80年代常用方法称为“传统法”，水利部1989年在全国推广使用的“找标杀法”我们称之为“诱杀法”。两种灭蚁方案的比较详表5.54。表5.54传统法与诱杀法灭蚁方案比较表方案传统法诱杀法方案描述（1）追挖蚁巢法（2）灌毒水毒浆法（3）熏毒烟法（4）筑毒土墙法（1）普查蚁情，查分飞孔和混被泥线，找出蚁害分布规律。（2）重点布引诱坑，诱集大量工蚁，投放灭蚁毒饵，利用白蚁生活习性使全巢白蚁传染、中毒致死。方案比较（1）直观，表面上见效快，但灭蚁不彻底，易复发。（2）破坏坝体严重，易造成新的隐患。（3）药物毒性大，对生态环境污染严重。（1）不须追挖巢，对坝体不破坏，安全保险。（2）高效低毒，无污染。（3）普查和诱杀受季节影响，施工期长，但灭蚁彻底，效果好，不会复发。通过比较，“诱杀法”264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告具有高效低毒，安全保险，易操作施工等优点，根据省水科所堤坝白蚁防治中心治理堤坝白蚁的长期实践，以及南方兄弟省份水利系统在防治土栖白蚁方面的经验积累，治理方案采用“诱杀法”最为适宜，同时，在分飞孔或蚁害严重的大坝两岸老山包部位适当采用挖巢法进行示范性挖巢治理，并在巢内施药。二、诱杀法灭蚁的施工方案设计根据土栖白蚁的生活习性，采用水利部1989年以来推广的堤坝白蚁防治新技术“找标杀”即“诱杀法”。“诱杀法”技术在我省已治理了大中型水库40多座、五万亩以上圩堤20余座及10个园林绿化工程，均取得了显著效果，实践证明该技术是当今国内国外土栖蚁防治效果最理想、最彻底的方法，且灭蚁效果持久不会复发。具有诱杀效果极佳、用药量少、无污染、不破坏坝体、苗木、投资省、操作简便、易推广等特点。其诱杀机理和诱杀方案如下：（1）诱杀药物和诱杀机理诱杀药物：主要采用“灭蚁毒饵条”和灭蚁灵原粉。诱杀机理：灭蚁药为结晶体粉末、无味、不溶于水，属慢性胃毒剂，对白蚁无驱避作用，白蚁取食或粘染药物后，不会马上死亡，仍能在群体中生活，群体中其他白蚁（如蚁王蚁后、兵蚁、繁殖蚁及幼蚁），由工蚁哺育，白蚁个体间的相互交哺、喂食、吮舐和抚慰等生活习性使灭蚁药在整个白蚁群体中广泛传递，最后导致全巢白蚁中毒死亡，诱杀正是利用了白蚁这些习性来达到灭蚁目的，一般来说一个上百万的蚁群只要有0.5%的个体取食药物，就能达到全巢覆灭的效果。（2）诱杀治理方案采用以诱杀灭蚁为主的土栖白蚁防治技术，先进行大面积诱杀施药，然后局部补治，反复灭杀，直到蚁巢内白蚁彻底中毒灭亡霉烂.白蚁灭杀后采取挖巢检验灭蚁效果，该方法效果显著直观，不会复发。1）布坑施药诱在治理范围内布置数排诱杀坑，排距5m，坑距10m，坑呈梅花形布置，坑内放入白蚁喜食的引诱料或投毒饵，然后坑上复一层0.15m厚的土踩紧压实，防止水渗入坑内，使坑内不透光不漏水，保持白蚁适宜的温湿度，为白蚁提供良好的取食环境，让白蚁自由取食。待诱集到较多白蚁时再集中一次性喷灭蚁粉，让白蚁沾染药粉回巢传染。2）地表施药诱杀在白蚁活动旺盛期、气温达到15～30℃时，在地表或枯枝落叶、老树、枯柴废板料、灌木草丛、乱石砖块、树上树下和浪渣线查找白蚁并喷药，让白蚁沾染药粉带回巢传染。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告3）在白蚁或多地方（如坝体两岸），重点查找白蚁新鲜分群孔，并塞入灭蚁毒饵条，让白蚁取食毒饵传染。4）在白蚁或蚁巢较为集中的地方示范性挖巢灭蚁，并喷药。通过以上方法的施药诱杀，使白蚁不断取食或沾染药粉，反复传染。直到蚁巢内白蚁慢性中毒后彻底死亡，坑内、坝面及树上树下和浪渣线查不到白蚁活动为止。5）检查诱杀效果：对治理范围内的诱杀蚁果进行复查，并开挖死巢验证灭蚁的效果。若有漏网的白蚁则进行补杀施药，直至全部消灭白蚁为止。三、坝内死巢处理措施白蚁灭杀后，白蚁在坝顶心墙及坝肩下酸性粘土中留下死巢蚁路及其它漏水隐患，应采取锥探灌浆等方法充填坝身蚁路及漏水隐患。经计算，白蚁防治工程总造价为5.0万元。5.9建筑物工程量汇总表表5.55建筑工程工程量汇总表编号工程或费用名称单位数量备注一挡水工程　　(一)大坝工程　　1坝顶工程　　(1)坝顶土方开挖m32466.1(2)坝顶土方填筑（利用开挖料）m3786.8(3)坝顶平整m23984(4)砂砾石垫层（厚15cm）m2251.6(5)水泥稳定砂砾基层（厚20cm）m2251.6(6)砼路面（厚20cm）m295.9(7)C15砼路缘石m3139.4(8)坝顶铺草皮m22100(9)坝顶浆砌块石排水沟m3120(10)普通平面钢模板m2239.2(11)电缆沟土方开挖m3338.5(12)M7.5水泥砂浆砖砌电缆沟m3195(13)C15砼电缆沟盖板m350.6(14)钢筋制安t2.42上游坝坡工程　　(1)土方开挖m35420.4(2)护坡块石拆除m33510(3)砂卵石垫层清除m32168.1264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告(4)坡面整修m215736.8(5)坝坡培土（利用开挖料）m31097.6(6)砂卵石垫层m33107.5(7)C15砼预制块护坡m32310.7(8)护坡固脚齿槽土方开挖m3382.8(9)风化料回填m32248.5(10)风化料回填（利用开挖料）m31200(11)C15砼固脚m3191.2(12)普通平面钢模板m21019.5(13)抛石固脚（利用拆除料）m33613.5(14)M7.5浆砌石台阶（外购料）m3444.6(15)M10砂浆石台阶砂浆抹面（厚2cm）m2822.53下游坝坡工程　　(1)坝脚护坡块石清除m3274.3(2)浆砌石拆除m3588.6(3)坡面整修m221364.2(4)草皮护坡m231384.9(5)M7.5浆砌石台阶（外购料）m3413.4(6)M10砂浆石台阶砂浆抹面（厚2cm）m3413.4(7)排水沟土方开挖m3864.5(8)排水沟砂卵石垫层m354.6(9)M7.5浆砌石排水沟（外购料）m3371.54贴坡排水　　(1)土方开挖m32483.1(2)土方回填（利用开挖料）m31747.2(3)原贴坡排水堆石拆除m3417.6(4)砂卵石垫层清除m3104.4(5)贴坡排水体堆块石（外购料）m3428.3(6)贴坡排水砂卵石垫层（厚20cm）m3201.6(7)贴坡排水粗砂反滤层（厚20cm）m3214.55坝体防渗工程　　(1)冲击钻开槽（土层、墙厚0.4m）m24221.1(2)冲击钻开槽（全风化岩层、墙厚0.4m）m2754.8(3)冲击钻开槽（强风化岩层、墙厚0.4m）m2271(4)砼防渗墙浇筑（厚度0.4m）m25254.3(5)帷幕灌浆钻孔（土层）m207.6(6)帷幕灌浆钻孔（全风化岩石层）m156(7)帷幕灌浆钻孔（强风化岩石层）m939.6(8)帷幕灌浆钻孔（弱风化岩石层）m200.1264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告(9)帷幕灌浆m11406上坝公路　　(1)路面平整m2149.4(2)风化料开挖m3355.5(3)风化料填筑（利用开挖料）m375.3(4)岩石开挖（强风化）m342.2(5)砂卵石垫层（厚20cm）m2624.5(6)水泥稳定砂砾基层基础（厚20cm）m2576.8(7)砼路面（厚20cm）m2729.1(8)C15砼路缘石m372.1(9)普通平面钢模板m2216.2(10)M7.5浆砌块石挡土墙（外购料）m346.8(11)M7.5浆砌块石排水沟（外购料）m3216.2(12)M7.5水泥砂浆抹面m2276.37大坝白蚁防治项1二泄洪工程　　(一)溢洪道工程　　1进口段　　(1)拦鱼栅钢筋砼拆除m320.2(2)土方开挖m38.7(3)粘土回填m3198.1(4)C20砼导墙m3184.3(5)C15埋石砼m3158.8(6)普通平面钢模板m2156.8(7)普通曲面钢模板m2127.8(8)PVC排水管（φ＝50mm）m43(9)进口段整平m22223.82控制段　　(1)石方开挖m357.8(2)原WES实用堰拆除m3525.9(3)C25砼WES实用堰（厚30cm）m3431.6(4)C15埋石砼m3246.4(5)C20砼刺墙（厚30cm）m328.9(6)普通平面钢模板m2301.8(7)溢流堰曲面模板m2295.7(8)锚筋制安（长5m，φ22）根127.6(9)钢筋制安t37.7(10)帷幕灌浆钻孔（砼）m48.5(11)帷幕灌浆钻孔（基岩）m242.6264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告(12)帷幕灌浆m242.63交通桥　　(1)浆砌石拆除m3343.4(2)砌石桥拱拆除m3679.6(3)砼栏杆拆除m34.3(4)砼桥面板拆除m3162.7(5)土方开挖m3227.4(6)土方回填（利用开挖料）m3181.9(7)石方开挖m3530.3(8)C20砼桥中墩m3196.8(9)M7.5浆砌块石边墙（外购料）m3574.1(10)C25砼桥面板m3146(11)C20砼栏杆m34.1(12)PVC排水管（φ＝50mm）m23(13)普通平面钢模板m2782.3(14)普通曲面钢模板m236.4(15)钢筋制安t14.94泄槽段　　(1)土方开挖m323.7(2)土方回填（利用开挖料）m3820.8(3)石方开挖m393.8(4)砼拆除m377.4(5)浆砌石拆除m335.9(6)原边墙及底部砼表面清洗m25638.4(7)原边墙砼凿毛m21066.5(8)原底部砼凿毛m23066.6(9)C25砼边墙m3320(10)C25砼底板加衬（厚30cm）m3919.9(11)C20砼埋石m362.4(12)普通平面钢模板m21650.1(13)普通曲面模板m2462.2(14)沥青杉板填缝（厚20cm）m2134.4(15)塑料片止水m447.8(16)排水管原边墙凿毛（φ＝110mm）m2146(17)PVC排水管（φ＝50mm）m206(18)边墙锚筋制安（长2.0m，φ22）根616(19)底板锚筋制安（长5.0m，φ22）根269.5(20)钢筋制安t93(21)排水沟处底板砼凿除m333.9264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告(22)排水沟石方开挖m314.9(23)排水沟砂卵石回填m318.55消力池段　　(1)土方开挖m315.8(2)M7.5浆砌石回填m3567.5(3)石方开挖m319.7(4)砼拆除m345.1(5)浆砌石拆除m328.2(6)砼底板凿毛m2418(7)C25砼底板（厚30cm）m3126.1(8)C25砼边墙加衬（厚30cm）m3232.8(9)C15砼埋石（埋石率小于15％）m3276.2(10)普通平面钢模板m2863.8(11)普通曲面钢模板m2112.3(12)沥青杉板填缝（厚20cm）m223.1(13)塑料片止水m77(14)底板锚筋制安（长5.0m，φ22）根77(15)钢筋制安t43.9(16)PVC排水管（φ＝50mm）m318(17)C25砼消力坎m381.1(18)C20砼护坦m328.9(19)C20砼渐变段（扭面）m330.36泄洪渠工程　　(1)土方开挖m32415(2)土方回填（利用开挖料）m34970(3)石方开挖m3161(4)浆砌石拆除m363(5)出水渠清淤m3385.9(6)M7.5浆砌石护坡（外购料）m33185(7)M10水泥砂浆抹面（厚2cm）m219512.5(8)砂卵石垫层m31051.1三引水工程　　(一)原输水涵管封堵　　1原涵管条石拆除m332.42土方开挖m3302.43粘土回填m3302.44人工挖孔桩（孔径1.2m）m54.965C20砼封堵m31446回填灌浆m3206264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告(二)隧洞工程　　1进口段　　(1)石方开挖m3214.5(2)土方回填（利用开挖料）m319.5(3)浆砌石拆除m3131.4(4)钢筋砼拆除m337.4(5)C15砼底板m315.1(6)M7.5浆砌块石底板（外购料）m325.1(7)M7.5浆砌块石边墙（外购料）m3193.8(8)M10水泥砂浆抹面（厚2cm）m291(9)底板C10砼垫层m34.8(10)山体喷锚C20砼支护（厚15cm）m362(11)原启闭房顶钢筋砼拆除m32(12)原启闭房砖砌石拆除m310.2(13)砖启闭房（2座）m236(14)普通平面钢模板m26.82控制段　　(1)隧洞石方扩挖m354.6(2)土方回填（利用开挖料）m316.4(3)砼拆除m3447.36(4)洞内浆砌石拆除m350.88(5)闸室C20钢筋砼底板m366.84(6)闸室C25钢筋砼底板m34.4(7)闸室C20钢筋砼边墙m337.5(8)普通平面钢模板m2206.1(9)普通曲面钢模板m224.5(10)塑料片止水m56.2(11)沥青杉板填缝（20cm）m228.2(12)钢筋制安t19.4(13)C20钢筋砼竖井m3282.1(14)脚手架m2402(15)爬梯钢筋（长0.8m，φ＝22）t0.25(16)砖启闭房m217.7(17)镀锌钢管栏杆（φ＝5cm）m27.3(18)钢筋制安t55.6(19)普通平面钢模板m214553工作桥　　(1)土方开挖m334.7(2)土方回填（利用开挖料）m353.4264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告(3)石方开挖m362.2(4)砼拆除m376.2(5)C20砼基础m318.8(6)C20砼排架m314.3(7)C25砼桥面板m328.12(8)C20砼栏杆m37.4(9)普通平面钢模板m2590(10)镀锌钢管栏杆（φ＝5cm）m208(11)钢筋制安t5.14出口段　　(1)土方开挖m3226.2(2)土方回填（利用开挖料）m3138.3(3)石方扩挖m3119.6(4)浆砌石拆除m339.2(5)砼拆除m326.5(6)C25砼镇墩m393.6(7)C25砼外包管m325.2(8)C25砼边墙m3145.2(9)C25砼跌水底板（厚30cm）m39.8(10)普通平面钢模板m2300.6(11)塑料片止水m98.3(12)沥青杉板填缝（20cm）m278.6(三)灌溉渠首工程　　1彭湾西渠渠首渡槽加固工程　　（1）进口段　　　石方开挖m327.2　M7.5浆砌石边墙m361.5　C25砼底板m34.1　土方回填（利用开挖料，运距1km）m321.1（2）槽身段　　　原槽身砼拆除m39.2　C25砼槽身m38.7　C20砼拉杆m30.1　槽台C15砼盖帽m30.6　槽台M7.5浆砌石（外购料）m31.1　槽台C15砼基础m31.2　钢筋制安t1.5（3）出口段　　　石方开挖m327.3264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告　土方回填（利用开挖料，运距1km）m321.3　M7.5浆砌石边墙（外购料）m343.3　C25砼底板m34.72彭湾东渠渠首渡槽加固工程　　（1）进口段　　　土方开挖m318.2　土方回填（利用开挖料，运距1km）m314.2　M7.5浆砌块石边墙（外购料）m315.6　C25砼底板m32.1（2）槽身段　　　原槽身砌石拆除m330.9　C25砼槽身m329.5　C20砼拉杆m30.4　钢筋制安t3.7（1）出口段　　　石方开挖m313.1　土方回填（利用开挖料，运距1km）m310.1　M7.5浆砌石边墙（外购料）m315.6　C25砼底板m32.23灌溉渠首渠道加固工程　　(1)土方开挖m3797.4(2)石方开挖m396(3)土方回填（利用开挖料）m3397.8(4)浆砌石拆除m3129.6(5)砼拆除m343.3(6)M7.5浆砌块石边墙（外购料）m3567.9(7)M10水泥砂浆抹面m2462.1(8)C15砼底板m351.9(9)砂石垫层m317.9(10)沥青杉板分缝（厚2cm）m217.8(11)平面木模板m2192.74渠首交通桥工程　　(1)土方开挖m392.5(2)土方回填（利用开挖料）m352(3)石方开挖m326.7(4)C20砼桥墩m39.9(5)M7.5浆砌石边墙（外购料）m331.5(6)C25砼桥面板m310.1(7)C20砼连接段m37.5264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告(8)C20砼栏杆m30.7(9)镀锌钢管栏杆（φ＝5cm）m22.6(10)平面钢模板m237.9(11)钢筋制安t1.9四交通工程　　(一)防汛公路km1.5五房屋建筑工程　　(一)防汛办公用房m2300(二)危旧房改造m2300(三)防汛物资仓库m2300六其他建筑工程　　(一)内部观测工程　　1大坝部分　　(1)总控制室m250(2)现场观测站m220(3)土坝变形标点土建个30(4)观测基点、校核基点个20(5)钻孔（土层）m200(6)钻孔（岩层）m190(7)测压管（钢管直径50mm）m2002溢洪道部分　　(1)现场观测站m220(2)变形标点土建个18(3)观测基点、校核基点个8(二)水雨情自动测报系统　　1中心站房屋建筑、接地处12测站房屋建筑、接地处1(三)其他（动力、照明、通信等）项1264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告6金属结构及电气设计6.1金属结构概述XX水库输水隧洞建于1963年，设有钢闸门控制，工作闸门尺寸为1.40m×1.6m（宽×高），检修闸门尺寸为1.40m×1.60m（宽×高），均采用40T卷扬式启闭机控制，进口启闭台高程104.67m。隧洞出口灌溉钢管和放空钢管设直径1.2m闸阀，发电引水钢管现状长115m。XX水库金属结构现状存在的主要问题是：输水隧洞启闭机启闭力满足要求，但启闭设备操作不灵，进口控制钢闸门破损、止水橡皮老化，漏水严重；输水隧洞出口灌溉钢管闸阀和放空钢管闸阀漏水严重，发电引水钢管管身锈蚀严重。本次XX水库除险加固设计金属结构主要为：输水隧洞进水口拦污栅、平面钢闸门、输水隧洞发电钢管和闸阀等。一、输水隧洞进水口拦污栅拦污栅闸孔尺寸5.0×3.0（高×宽）m，钢质结构，拦污栅重1.4t，横梁及边梁采用型钢L140×90×10，栅格采用￠16mm钢筋，栅格间距100mm。二、输水隧洞进水口工作闸门和检修闸门输水隧洞重建闸门竖井，更换原工作钢闸门和检修闸门及启闭机，工作闸门为平面钢闸门，闸孔1.4×1.6m（宽×高），检修闸门尺寸为1.40m×1.6m（宽×高），闸门重1.5t，埋件重1.5t，采用卷扬式启闭机启闭，启闭力400KN。三、输水隧洞压力钢管输水隧洞压力钢管主要是出口灌溉钢管、岔管及发电压力引水钢管、岔管。隧洞出口岔管布置在0＋180桩号，为三梁岔管，一支接灌溉钢管，一支接发电引水隧洞，一支接放空钢管；灌溉钢管长10.0m，管径1.2m，管壁厚度12mm，出口设直径1.2m闸阀控制。发电引水钢管长115m，主管直径1.2m，支管直径1.0m，管壁厚度分别为12mm和10mm，主管和支管采用卜形岔管连接。放空钢管长5.0m，管径1.2m，管壁厚度12mm，出口设直径1.2m264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告闸阀控制。隧洞灌溉钢管和发电压力引水钢管内外壁防腐材料均用环氧沥青涂料，涂刷前钢管应进行表面预处理。钢管在加工厂加工成型，现场安装就位，在运输及施工过程中应采取适当措施防止钢管变形。6.2金属结构计算金属结构计算主要为隧洞启闭机启闭力计算及隧洞出口发电钢管管壁厚度计算。一、输水隧洞启闭机启闭力计算隧洞启闭机启闭力计算水位为库内正常蓄水位100.47m，输水隧洞内无水，进口洞底高程为81.17m。分别计算开启、闭合及持住三种工况，计算内容如下：根据《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL/74-95P21）中的方法进行计算：计算动水启闭时的各项荷载：总水压力：P=γ(2HS-h)hBZS/2式中：P——总水压力，T；γ——水容重，1T/m3；HS——最大水头，19.30m；h——闸门高度，1.6m；BZS——两侧止水间距，1.3m。计算可得：P=37.44T上托力：Pt=γβtHsD1BZS式中：Pt——上托力，T；βt——上托力系数，1；D1——闸门起吊点与闸门板前缘的距离，0.11m。计算可得：Pt=2.69T下吸力：PX=psD2BZS式中：PX——下吸力，T；D2——闸门底缘止水至主梁下翼缘的距离，0.4m；ps——闸门底缘部分的平均下吸强度，2T/m2。计算可得：PX=1.03T滑动支承摩阻力：Tzd＝f2P式中：Tzd——滑动支承的摩阻力，T；f2——滑动摩擦系数，0.15；P——总水压力，T；计算可得：Tzd=5.61T264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告止水摩阻力：Tzs=Pzsf3式中：Tzs——止水摩阻力，T；Pzs——作用在止水上的水压力，3.01T；f3——滑动摩擦系数，0.5。计算可得：Tzs=1.51T1、闭门力的计算：FW=nT(Tzd+Tzs)-nGG+Pt－Ws式中：nT——摩擦阻力安全系数，1.2；nG——计算闸门力用的闸门自重修正系数，1；G——闸门自重，1.5T；Ws――水柱压力，8.43T。计算可得：FW=-1.08T经计算，不能靠闸门自重关闭闸门，需加1.2T的重块。2、持住力的计算：Fr=nGG+Gj+Ws+PX-Pt-(TZd+Tzs)式中：Gj——加重块重量，1.2T；WS——作用在闸门上的水柱重量，8.43T。计算可得：Fr=2.37T3、启门力的计算：FQ=nT(TZd+Tzs)+PX+nGG+Gj+Ws计算可得：FQ=31.28T经计算输水隧洞启闭力为31.28T，选用启闭机启闭力为40T。二、隧洞出口发电钢管管壁厚度复核压力钢管厚度根据经验公式计算如下：根据上式计算出的厚度，还应加上2毫米的锈蚀及磨损安全量。式中：D——钢管直径（m），D＝1.2mH——水头包括水击水头，H＝H静＋△H［σ］——钢材允许应力，［σ］＝1300×75％＝975KN/m2φ——焊接坚固系数，φ＝0.9264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告经计算，根据《水电站压力钢管设计规范》（SL281－2003）规定，管壁最小厚度不宜小于δ≥（D/800）＋4，也不宜小于6mm；考虑钢管弹性稳定校核，δ≥（D/130）＋4。经计算管壁厚度为8.0mm，实际厚度为10mm，厚度满足要求。灌溉钢管及放空钢管均按上述公式计算，经计算钢管承担全部的内水压力（发电管含水击压力）时要求钢管最小壁厚分别为6.4和7.2mm，当管壁厚度为10mm时，可满足抗外压稳定。考虑钢管锈蚀厚度，灌溉钢管、发电引水钢管及放空钢管管壁厚度取12mm。6.3金属结构防腐设计（1）所有金属结构均采用保护年限较长的涂料和严格的施工工艺，尽量延长其使用寿命。（2）对于钢板表面均要进行除锈预处理，达到规定的清洁度和粗糙度要求后，才能进行涂装。除锈预处理宜采用喷射方法，喷射处理后的金属表面清洁度等级不低于《涂料前钢材表面锈蚀等级除锈等级》（GB8923）中规定的Sa2级；喷射处理后表面粗糙度值：应在40～70μm范围内；喷射除锈时，施工环境相对温度不大于85％，金属表面温度不低于露点以上3°C。其它要求按《水工金属结构防腐规范》（SL105-95）执行。（3）涂料涂装：闸门除锈后，采用金属热喷锌防腐措施。喷锌后钢板涂料采用二册；底层：超厚浆型环氧沥青防锈底漆250μm；面层：超厚浆型环氧沥青防锈面漆250μm厚。本工程防腐、喷锌面积为190.2m2。6.4金属结构工程量XX水库除险加固设计金属结构主要为：输水隧洞进水口拦污栅、平面钢闸门、输水隧洞发电钢管和闸阀等，金属结构工程量详见表6.1。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表6.1金属结构工程量汇总表编号名称及规格单位数量重量（t）备注一引水工程（一）输水隧洞1闸门设备及安装工程万元　　　-1平板钢闸门t3-2闸门埋件t3-3原钢闸门及启闭机拆除套1-4防腐面积m252启闭设备及安装工程万元　-1QPQ-400KN卷扬机启闭机（自重4.05t）台2-2闸阀（内径1.2m）个2-3防腐面积　5.23拦污设备及安装工程万元　-1拦污栅制安t1.4-2拦污栅埋件制安t0.5-3防腐面积　304钢管制作及安装工程万元　-1内衬钢管制作t45.24-2钢岔管安装t8.95-3防腐面积m21506.5电气设计XX水库电气设计主要是指输水隧洞进口工作闸门启闭设备的电气设计，本次电气设计按照《供配电系统设计规范》（GB50052－95）及《66KV及以下架空电力线路设计规范》（GB50061-97）等有关规程规范进行。隧洞工作闸门均采用卷扬式启闭机进行启闭，启闭机房内用电设备有电动机、照明及检修用电。启闭机电机容量均为15kW，电压等级均为380V264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告，故在启闭机房内设一动力配电箱，供启闭机房内各用电单元用电。附近管理房虽有低压三相电源，但距离较远，若直接引进，电压降不符合要求，电动机难以启动。因此，在大坝坝中位置设一油浸式变压器，型号为S9-50Kva/10，变压器高压侧设一跌落式熔断器，作为变压器的短路和过负荷载保护，型号为PRGW4-10；并设一组HY5WS-17/45型氧化锌避雷器，以防雷电侵袭；另设一组高压计量箱作为主变进线的电度计量用。10kV电源由大坝坝脚厂房处引来，导线型号为LGL-35，线路长约为1km。变压器低压侧与动力配电箱间均采用电缆软连接，动力配电箱型号均为XL-21。根据启闭机电机功率大小，隧洞工作闸门启闭机房动力配电箱进线电缆型号选用VV22-0.6/1-3×16+1×4型聚氯乙烯电缆，电缆长度为200m左右，动力箱至各操作箱的电缆选用VV22-0.6/1-3×6+1×4型聚氯乙烯电缆，电动机采用现地和远方两种控制方式。输水隧洞启闭机电气设备工程量见表6.2。表6.2电气设备工程量汇总表编号名称及规格单位数量备注(一)动力箱XL-21-20只2(二)电缆VV22－3×16＋1×10m240(三)电缆VV22－3×6＋1×4m40(四)跌落式熔断器组1(五)避雷器组1(六)高压计量箱个1(七)架空线路（10KV）km1(八)变压器（50KV）台1264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告7施工组织设计7.1施工条件7.1.1工程条件XX水库位于XX市南部彭湾乡彭湖樊家桥村，坝址距彭湾乡2km，XX市30km，鹰潭市50km。是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖及发电等综合利用的中型水利枢纽工程。该水库工程于1958年10月动工兴建，1960年7月开始初步受益。现状水库枢纽的主要建筑物由大坝、溢洪道、灌溉及发电隧洞等建筑物组成。大坝原设计为均质土坝，坝顶高程104.16m～104.50m，坝顶长150m，最大坝高30.43m，坝顶宽20.5m～20.9m。大坝迎水坡1:3.08～1:3.39，背水坡在94.50m高程附近设15.7m～16.4m宽的马道,背水坡自上而下为1:3.31～1:3.43、1:2.69～1:2.85；溢洪道系开敞式无闸控制溢洪道，布置在大坝的左坝头，系山体开挖而成，由进口段、控制段、陡槽段、消力池段及泄洪渠段组成，溢流堰堰型为WES实用堰，堰顶高程为100.47m，过水净宽32.0m；输水隧洞布置在大坝左端，由进口段、竖井、洞身段、出口段组成。其中隧洞洞身长180m，采用钢筋砼衬砌，衬砌后洞径1.2m，进口高程81.17m，出口高程80.77m，底坡1/400；隧洞采用钢筋砼箱式竖井控制，顶高程104.67m，隧洞在出口处设钢筋砼岔管，一支接灌溉管，一支接发电管，另一支接输水钢管，管径均为1.2m，发电装机2×160Kw。隧洞采用平面钢闸门控制，设有检修闸门与工作闸门，闸门尺寸均为1.6×1.4m（宽×高），配置2台40t卷扬式启闭机。本次除险加固工程的主要项目有：大坝坝顶重建、大坝上游护坡重建、大坝坝体砼防渗墙、两坝肩帷幕灌浆等防渗处理；溢洪道进口段、控制段、泄槽段、消力池加固；输水隧洞进、出口加固，竖井重建；老输水涵管重新封堵；交通桥重建等。本工程除险加固主要工程量有：土石方开挖2.02万m3；土石方回填2.03万m3；浆砌石1.05万m3；砼及钢筋砼0.90万m3；钢筋制安279t；砼防渗墙5254m2；帷幕灌浆1383m264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告草皮护坡33485m2工程所需的主要建材有：水泥4072t；钢筋298.9t；木材3.28m3；砂9543m3；卵石7675m3；块石8572m3；汽油9.90t；柴油81.45t；炸药0.98t；施工用电29.26万kwh；劳动工日8.06万工日。本工程施工特点：水库枢纽建筑物布置相对集中，除险加固项目多。施工场地相对较集中，根据现有主体建筑物成条形布置的特点，临时设施分别布置在大坝坝顶及下游坝脚、溢洪道、灌溉及发电隧洞等相应建筑物附近，并在现有管理局附近平整场地，搭设临时工棚作为施工期生活区。整个枢纽建筑物施工工艺较简单，难度不大，只要合理安排好施工程序即可。本工程主要建筑材料有：水泥、钢材、砂、卵石、块石等。可就近或到XX市购买。施工期用电由电网供电，能满足施工要求。施工期施工用水，取用水库中的水，可以满足施工要求。工程施工所需的施工机械大多为中型砼系统机械和开挖运输等常规施工机械，可在县城或附近乡内的机械修理厂修理。另外，本工程距XX市30km，工地所需生活必须品可就近或到XX市采购，十分方便。本工程无过木、过鱼要求，供水等方面皆无特殊要求。本工程为除险加固工程，施工期为2年。7.1.2自然条件本工程所在区域属中亚热带湿润季风气候区，其主要特点是：四季分明，气候温和，雨量充沛，日照充足，无霜期长，降水的年际分配不均匀，多年平均降雨量为1853.0mm，多年平均气温18.2℃；极端最低气温－9.3℃（1991年12月29日）；极端最高气温41.1℃（2003年8月11日）。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告据县气象站资料统计，大于5mm平均降雨天数80天，大于10mm平均降雨天数59天，平均逐月降雨天数统计成果见表7.1。降雨平均每月降雨天数月份一二三四五六七八九十十一十二全年大于5mm461111131055633380大于10mm347810944422259本流域位于信江下游南岸，洪水均由暴雨产生。根据本流域的暴雨特性，最大洪水多发生在4～6月，尤以6月份发生最为频繁。根据本工程流域来水特点及施工特点，将施工期分为汛期3～8月，枯水期为9～次年2月，设计洪水采用暴雨资料推算。各频率洪水量见表7.2。7.2施工导流7.2.1施工时段及导流标准一、施工时段本流域地处赣东北地区暴雨中心边缘，汛期主要发生在3～7月，其中4～7月来水比较集中，时常发生暴雨产生洪水，从不同枯水期洪水成果分析，9月～次年2月的洪水要比9月～次年3月的洪水小34.87％左右，枯水期洪峰流量见表7.2，故选择9月～次年2月为施工时段。据水文资料分析，每年的较枯月份为10、11、12、1月，枯水月份洪水计算成果见7.3，故选择11～1月份为输水隧洞进口段施工期。表7.2　XX水库坝址有导流设施时施工洪水计算成果表单位：m3/s频率施工期P＝10％P＝20％P＝33.3％10月～11月洪峰(m3/s)14.39.26.5洪量(万m3)316.6240.0183.2表7.3　XX水库坝址无导流设施时各施工径流总量成果表单位：104m3频率（％）施工期102033.3来水量(104m3)洪水位(m)来水量(104m3)洪水位(m)来水量(104m3)洪水位(m)11月～1月464.592.73347.791.07262.089.70二、导流标准264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告根据水利电力部《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）、国家技术监督局、中华人民共和国建设部联合发布的《防洪标准》（GB50201－94）、水利部《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303－2004）的规定，该工程为中型水库，工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级，施工导流建筑物级别为5级。本工程施工围堰采用土石围堰，相应导流建筑物设计洪水标准为5～10年，本工程导流建筑物采用5年一遇设计洪水标准。7.2.2导流方式本工程水下作业工程主要是大坝上游水下部位固脚、输水隧洞进口段及老输水涵管进口封堵等。分二期施工，第一个枯水期利用输水隧洞导流，进行大坝上游固脚等水下部位和老输水涵管进口段封堵施工，施工时段为第一年的10～11月，隧洞导流底板高程为81.17m，经施工期洪水调节计算，此时段的五年一遇最高施工洪水位为83.05m；第二个枯水期输水隧洞进口段施工，利用围堰将上游来水部分截留在水库，一部分利用围堰中埋钢管（内径Φ80cm，长25m，有闸控制）将水排入隧洞洞身排走，以降低围堰的填筑高度，钢管每天平均开闸工作时间20小时左右，施工时段第二年11月～第三年1月，经施工期洪水调节计算，此时段的五年一遇最高洪水位为84.80m。7.2.3导流建筑物设计一、导流建筑物选择及其布置根据本工程采用枯水期围堰挡水的导流方式的特点及施工进度安排情况，导流挡水建筑物选择土石围堰，并在进行输水隧洞进口、原输水涵管进口施工时，才需要做围堰。围堰布置在大坝上游坝脚和输水隧洞、原输水涵管进口基坑开挖线5m外，沿进口基坑外围折线布置，形成封闭系统。围堰采用土石围堰，输水隧洞进水口和大坝上游固脚等水下部位、老输水涵管进口封堵施工时堰顶高程分别为84.80m和83.05m，堰顶顶宽均为2.0m，心墙顶宽1.0m，迎水坡、背水坡坡比均采用1:1.5。二、导流建筑物的水力计算（一）施工前水库放水水位计算本工程施工期第一个施工年度采用枯水期输水隧洞的导流方式；第二个施工年度采用围堰将上游来水部分截留在水库，一部分利用围堰中埋钢管（内径Φ80cm，长25m，有闸控制）将水排走的导流方式。XX水库正常蓄水位为100.47m，死水位为81.17m，溢洪道进口底高程为97.97m，输水隧洞进口底板高程81.17m，原输水涵管进口底板高程81.17m。在施工前，由溢洪道、输水隧洞联合放水，将水位放至81.17m。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告（二）导流建筑物过流能力计算本工程导流建筑物水力计算根据选择的导流方案及其导流建筑物的布置情况进行。1、现状输水隧洞过水能力计算输水隧洞的过水能力采用水力学有压管流的计算公式计算，计算时考虑沿程及各局部水头损失等因素。输水隧洞最大过流量(有压流)的计算公式为：式中—流量系数；ξ—局部水头损失系数—隧洞出口断面面积；—上游水面与隧洞出口底板高程差；—隧洞出口断面水流的平均单位势能，—出口断面洞高；—出口断面平均单位压能—某一局部能量损失系数；—隧洞某一段的长度。本工程在输水隧洞进口设置了1.4×1.6m的闸门，并从安全一点的角度考虑，计算闸门开启泄流过水情况。计算成果见表7.4。表7.4现状输水隧洞开闸门时库水位与泄流量关系水位（m）81.1781.6782.6183.6184.6185.6186.6187.61流量（m3/s）00.410.893.364.084.695.235.72水位（m）88.6189.6190.6191.6192.6193.6194.6195.61流量(m3/s)6.126.586.987.357.718.048.378.68水位(m)96.6197.6198.6199.61100.47101.71102.12流量(m3/s)8.989.289.569.8410.0710.3910.49（三）大坝上游固脚等水下部位和老输水涵管进口封堵施工期坝前水位计算264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告大坝上游固脚等水下部位和老输水涵管进口封堵施工时利用输水隧洞导流，施工期均安排在第一年10月～第一年11月，经调洪计算，施工期坝前水位为83.05m。（四）输水隧洞进口段加固时进口水位计算输水隧洞进口段重建时无导流设施，将来水全部蓄在水库中，利用围堰将上游来水部分截留在水库，一部分利用围堰中埋钢管（内径Φ80cm，长25m，有闸控制）将水排入隧洞洞身排走，以降低围堰的填筑高度，钢管每天平均开闸工作时间20小时左右，施工时段11月～次年1月，经施工期洪水调节计算，此时段的五年一遇最高洪水位为84.80m。三、堰顶高程确定（一）大坝上游固脚等水下部位和老输水涵管进口封堵施工围堰的堰顶高程由下式决定：Hb=hb+R+e+A式中：Hb—坝脚围堰堰顶高程（m）；hb—坝前施工期设计洪水位，hb=83.05m；R—最大波浪在坝坡上的爬高(m)，经计算R＝0.75m；e—最大风壅水面高度(m)，经计算e=0.005m;A—安全超高(m)，A＝0.5m；经计算，Hb=83.81m。（二）输水隧洞进口段重建时围堰高程为：Hb=hb+R+e+A式中：Hb—坝脚围堰堰顶高程（m）；hb—坝前施工期设计洪水位，hb=84.80m；R—最大波浪在坝坡上的爬高(m)，经计算R＝0.75m；e—最大风壅水面高度(m)，经计算e=0.005m;A—安全超高(m)，A＝0.5m；经计算，Hb=85.56m。7.2.4导流工程施工输水隧洞、大坝上游固脚等水下部位和264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告原输水涵管进口施工挡水围堰采用土石围堰，主要采用挖掘机抛填为主，人工配合为辅的施工方法。既先在输水隧洞顶上用挖掘机对输水隧洞进口进行土石方抛填，待填土露出水面后，再将挖掘机开至洞口对围堰进行挖填修整，同时进行草袋粘土心墙的填筑，形成草袋粘土心墙土石围堰。围堰拆除采用反铲挖除，5t自卸汽车运至弃渣场弃渣。7.3料场的选择与开采7.3.1料场选择本工程所需建材主要为砼粗细骨料和块石料，其中砂9543m3，卵石7675m3，块石8572m3。一、砂卵石料场选择由于本工程附近没有砂卵料场，砂要到离工地较远的新田料场购买，运距约30km。二、块石料场选择块石料场位于XX市泗沥镇曹家，距XX水库65km，块石岩性为花岗岩。三、粘土料场选择粘土料位于XX市罗河镇，距XX水库10km。7.4主体工程施工7.4.1大坝工程施工一、施工特性本次大坝实施项目有：大坝上游新建砼预制块护坡，下游坝坡修整、草皮护坡、排水沟重建，大坝坝中冲击钻孔成槽砼防渗墙，左、右坝肩帷幕灌浆，坝顶新建砼路面，安设观测设施等。由于大坝施工项目多，干扰较大，施工难度也大。大坝施工考虑日降雨大于10mm的天气停工，有效工作天数为扣除降雨影响，统计得全年可施工工作日数为308天，并根据此安排施工进度，逐月有效实际工作天数见表7.5。表7.5逐月有效工作日数统计表月份123456789101112全年实际天数282323232221272726292930308二、大坝施工264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告大坝工程工期安排在第一年9月～第三年2月，工期两年，有效施工工期12个月。9月初先由溢洪道、输水隧洞联合泄流，直至水库水位降至81.17m（输水隧洞进口底板高程）为止。第一年度先进行大坝上游坝坡护坡、下游坝坡排水体、草皮护坡施工，大坝坝中、坝基防渗工程、坝顶砼路面等工程则安排在第二年度施工。大坝上游C15砼预制块护坡施工安排在第一年9月～第二年2月，大坝人工拆除上游坝坡块石及砂卵石、大坝抛石固脚施工安排在第一年9～11月，从第一年12月开始进行砼预制块预制，第二年2月初开始进行砼预制块铺设，至月底全部完工。砼预制块预制场选在大坝下游坝脚，预制块砼用搅拌机拌制，双胶轮车水平运输，平板式振捣器振捣。人工抬运至上游坡，人工铺设。大坝下游贴坡排水重建、草皮护坡、排水沟等施工安排在第一年9月～11月，工期3个月。从第一年9月开始贴坡排水重建、草皮护坡、排水沟砌筑等，至第二年11月底全部完工。贴坡排水体、排水沟等用人工砌筑，草皮护坡用人工铺设。砼用搅拌机拌制，斗车水平运输，人工入仓，振捣器振捣。大坝坝中采用冲击钻机成槽砼防渗墙防渗，施工时间安排在第二年9月～第二年12月，工期4个月。考虑安排1套砼防渗墙机械施工。砼防渗墙轴线位于坝轴线上游5m，钻孔成槽机沿砼防渗墙轴线布置，砼搅拌机、泥浆泵等机械，水泥、砼骨料、土料等材料及泥浆池布置于坝顶，随着施工进展沿砼防渗墙轴线移动。成槽出渣应及时清理运走。成套施工机械主要有：冲击钻机、350L泥浆搅拌机、泥浆泵、16t汽车起重机、5t载重汽车、25KVA交流电焊机械等。大坝两坝肩坝基帷幕灌浆施工在坝中砼防渗墙施工完成后开始施工，安排在第三年1月～第三年2月，工期为两个月。采用钻孔灌浆，帷幕深度深入相对不透水层岩层顶板线以下5m，帷幕灌浆施工工序分两序施工，按Ⅰ序孔—Ⅱ序孔—检查孔的次序施工。施工方法采用150型地质回转钻钻垂直孔，自上而下，孔内分段循环灌浆法施工，100/100灌浆泵灌浆，自动记录仪与之配套使用，灌浆压力根据县城灌浆实验成果确定灌浆浆液采用强度等级为42.5Mpa的普通硅酸盐水泥现场拌制，集中制浆和供浆。在灌浆施工前，应先进行灌浆试验，以合理确定帷幕灌浆施工参数。大坝坝顶砼路面施工时间安排在第三年1月～2月，工期为两个月。考虑机械化施工，在左坝头布置两台0.4m3的砼搅拌机拌制砼，斗车运砼至工作面，人工入仓，振捣器振捣。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告本工程施工已考虑了土石方平衡利用问题，大致情况是：大坝上游坝坡块石拆除料用于坝脚块石固脚，上游坝坡开挖料部分用于坝坡培土，多余料也堆至上游坝脚固脚；下游坝坡贴坡排水体拆除料可用料用于下游坝坡贴坡排水体砌筑，弃料运至弃渣场弃渣。三、砼施工设计1、原材料选择水泥；选用普通硅酸盐水泥；细骨料：1）砂料应质地坚硬、致密、耐久、无裂隙、清洁、级配良好，使用山砂、特细砂应经过试验论证；2）砂料的细度模数，应在2.4～3.0范围内；3）其它砂的质量技术要求应符合SDJ207—82表4.1.13中的规定。粗骨料：1）粗骨料应质地坚硬、致密、耐久、无裂隙、清洁、级配良好；2）粗骨料的最大粒径，不应超过钢筋最小净间距的2/3及构件断面最小边长的1/4，素砼板厚度的1/2，对少筋或无筋结构，应选用较大的粗骨料粒径；3）含有活性骨料、黄锈等的粗骨料，必须进行专门试验论证后，才能使用；4）其它粗骨料的质量要求应符合SDJ207—82表4.1.14中的规定。2、砼配合比砼配合比采用二级配。3、砼拌合站砼搅拌站分别布置在大坝左、右坝顶及大坝坝脚，每个搅拌站布置1～2台0.4m3的强制性搅拌机。4、砼运输水平运输机械选择斗车。四、土方填筑质量控制要求1、坝顶坝坡土料填筑质量控制要求土料压实度应为96％～98％；施工含水率应控制在最有含水率的-2％～+3％偏差范围内。五、砼防渗墙质量控制要求砼抗压强度等级：C20抗渗标号：W8渗透系数：K≤1.0×10-7㎝/S允许渗透比降：J≥80264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告7.4.2溢洪道工程施工一、溢洪道施工溢洪道布置在左坝肩山体上，由进口段、控制段、泄槽段、消力池及泄洪渠组成。溢洪道加固工程工期安排在第一年9月～第二年1月，工期5个月。溢洪道进口段、控制段土石方开挖、砼拆除，施工时间安排在第一年9月，工期1个月。溢洪道土方开挖采用挖掘机开挖，堆土于洪道两边；石方开挖采用风钻钻孔，人工装药爆破，装载机装碴，堆碴于洪道两边；溢洪道砼拆除采用液压挖掘机拆除，装载机装弃渣，自卸汽车运弃渣至弃料场。溢洪道进口段边墙砼衬砌和边墙砌石、控制段底板及边墙砼衬砌、溢流堰及交通桥砼浇筑等，施工时间安排在第一年10月～第二年1月，工期4个月。边墙砌石采用人工砌筑。搅拌机布置在溢洪道进口，砼浇筑采用半机械化施工，搅拌机搅拌砼，斗车运输，人工入仓，振捣器振捣。钻机布置在溢洪道进口堰前闸底板上，灌浆机布置在溢洪道进口，帷幕灌浆由钻机钻孔，灌浆机灌浆。砼施工月平均强度350m3，最高月强度480m3。土石方开挖月平均强度200m3，最高月强度280m3。溢洪道泄槽段土石方开挖、砼及浆砌石拆除、砼衬护、土方回填，施工时间安排在第一年10月～第一年12月，工期3个月。土方开挖采用挖掘机开挖，堆土于洪道两边。石方开挖采用风钻钻孔，人工装药爆破，装载机装碴，堆碴于洪道两边；土方回填开挖采用挖掘机取土，拖拉机碾压。砼及浆砌石拆除，采用人工配合机械拆除。砼衬砌等，采用机械化施工。搅拌机布置在泄槽段中部，砼浇筑采用半机械化施工，搅拌机搅拌砼，斗车运输，人工入仓，振捣器振捣。砼施工月平均强度420m3，最高月强度540m3。土石方开挖月平均强度50m3，最高月强度90m3。溢洪道消力池段土石方开挖、砼及浆砌石拆除、砼衬护、土方回填，施工时间安排在第一年11月～第二年1月，工期3个月。土方开挖采用挖掘机开挖，堆土于洪道两边。石方开挖采用风钻钻孔，人工装药爆破，装载机装碴，堆碴于洪道两边；土方回填开挖采用挖掘机取土，拖拉机碾压。砼及浆砌石拆除，采用人工配合机械拆除。砼衬砌等，采用机械化施工。搅拌机布置在消力池中部，砼浇筑采用半机械化施工，搅拌机搅拌砼，斗车运输，人工入仓，振捣器振捣。砼施工月平均强度195m3，最高月强度260m3。土石方开挖月平均强度40m3，最高月强度82m3。溢洪道泄洪渠土石方开挖、边墙砌石衬砌和土石方回填，施工时间安排在第一年12月～第二年1月，工期2264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告个月。土方开挖采用挖掘机开挖，堆土于洪道两边。石方开挖采用风钻钻孔，人工装药爆破，装载机装碴，堆碴于洪道两边。土石方开挖月平均强度1288m3，最高月强度2500m3。二、砼施工设计原材料选择、配合比及砼运输机械同前，砼搅拌站则分别布置在溢洪道进、出口，每个搅拌站分别布置1～2台0.4m3的强制性搅拌机。三、建筑物基础处理、建筑物周边等填土施工方式对建筑物基础先用蛙式打夯机进行原土夯实，再浇一层砼垫层。对建筑物周边填土要求压实度为90％，用蛙式打夯机夯实及人工夯实辅助。7.4.3输水隧洞工程施工一、输水隧洞施工输水隧洞布置在大坝左岸山体内通过，由进口段、闸门井、洞身段、出口组成，全长202.8m，本次实施项目主要有进水口、竖井段和出水口重建，输水隧洞工程工期安排在第二年9月～第三年2月，工期6个月。输水隧洞进水口和竖井段工期安排在第二年11月～第三年2月，工期4个月。输水隧洞进口段土石方开挖、砼及浆砌石拆除，施工时间安排在第二年11月，工期1个月。输水隧洞土方开挖采用挖掘机开挖，堆土于进口段两边；石方开挖采用风钻钻孔，人工装药爆破，装载机装碴，胶轮车运弃渣至弃料场；砼及浆砌石拆除采用人工配合机械拆除，装载机装弃渣，自卸汽车运弃渣至弃料场。输水隧洞进口段底板及边墙砌石等，施工时间安排在第二年12月，工期1个月。边墙砌石用人工砌筑。搅拌机布置在输水隧洞进口，砼浇筑采用半机械化施工，搅拌机搅拌砼，斗车运输，人工入仓，振捣器振捣。输水隧洞竖井砼拆除、工作桥拆除、重建竖井和工作桥等，施工时间安排在第二年12月～第三年2月，工期3个月。砼拆除采用液压挖掘机拆除，胶轮车运弃渣至弃料场；搅拌机布置在输水隧洞出口，竖井和工作桥采用人工立模，砼浇筑采用半机械化施工，搅拌机搅拌砼，双斗车运输，人工入仓，振捣器振捣。出口段，工期安排在第二年9月～第二年10月，工期2个月。出口段土方开挖采用挖掘机开挖弃土于边墙两边；石方开挖采用风钻钻孔，人工装药爆破，装载机装碴弃碴于边墙两边；出口底板砼浇筑，考虑半机械化施工，搅拌机布置在出口旁，搅拌机搅拌砼，斗车运输，人工入仓，振捣器振捣。出口边墙砌石采用人工砌筑，264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告出口段边墙土方回填采用挖掘机取土，拖拉机碾压，边角部位用蛙式打夯机夯实。二、砼施工设计原材料选择、配合比及砼运输机械同前，砼搅拌站则分别布置在输水隧洞进、出口，每个搅拌站分别布置1～2台0.4m3的强制性搅拌机。三、建筑物基础处理、建筑物周边等填土施工方式对建筑物基础先用蛙式打夯机进行原土夯实，再浇一层砼垫层。对建筑物周边填土要求压实度为90％，用蛙式打夯机夯实及人工夯实辅助。7.4.4原输水涵管工程施工一、原输水涵管施工原输水涵管布置在大坝左坝端，为坝下浆砌条石无压拱涵，拱涵底宽0.9m，高1.15m。进口底高程81.17m，出口底高程73.67m，全长约150m。本次除险加固的项目有：原输水涵管进口拆除重新封堵。原输水涵管工程工期安排在第一年10月～第一年11月，工期2个月。涵管部位坝体土方开挖、原涵管拆除、涵管砼封堵、灌浆等施工时间安排在第一年10月～11月，工期2个月。采用挖掘机开挖，弃土于涵管两边；原涵管拆除，采用人工拆除；涵管砼封堵施工，搅拌机布置在涵管出口旁，砼浇筑采用半机械化施工，搅拌机搅拌砼，双胶轮车运输，振捣器振捣。涵管灌水泥浆由地质钻机钻孔，灌浆机灌浆。土石方开挖月平均强度150m3，最高月强度220m3。二、砼施工设计原材料选择、配合比及砼运输机械同前，砼搅拌站则布置在原涵管出口，每个搅拌站分别布置1～2台0.4m3的强制性搅拌机。三、土方填筑质量控制要求1、涵管粘土土料填筑质量控制要求土料压实度应为96％～98％；施工含水率应控制在最有含水率的-2％～+3％偏差范围内。7.4.4灌溉渠首工程施工一、灌溉渠首施工灌溉渠首总长约500m，大部分渠首未衬砌。考虑灌溉渠首全部衬砌投资较大，本次加固渠首渠道长度根据水库管理范围确定为235m，渠道加固基本沿着现有渠道进行修整、加固。灌溉渠首加固工程工期安排在第三年1月～第三年2月，工期二个月。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告灌溉渠首土石方开挖、砼及浆砌石拆除，施工时间安排在第三年1月，工期1个月。灌溉渠首土方开挖采用挖掘机开挖，推土于进口段两边；石方开挖采用风钻钻孔，人工装药爆破，装载机装渣，胶轮车运弃渣至弃料场；砼及浆砌石拆除采用人工配合机械拆除，装载机装弃渣，自卸汽车运弃渣至弃料场。灌溉渠首及渠道砼衬砌、浆砌石护坡等，施工时间安排在第第三年2月，工期1个月。搅拌机布置在灌溉渠首及渠道中部，砼浇筑采用半机械化施工，搅拌机搅拌砼，斗车运输，人工入仓，振捣器振捣。二、砼施工设计原材料选择、配合比及砼运输机械同前，砼搅拌站则分别布置在下游坝脚，每个搅拌站分别布置1～2台0.4m3的强制性搅拌机。三、建筑物基础处理、建筑物周边等填土施工方式对建筑物基础先用蛙式打夯机进行原土夯实，再浇一层砼垫层。对建筑物周边填土要求压实度为90％，用蛙式打夯机夯实及人工夯实辅助。7.4.5金属结构安装本工程主要金属结构有输水隧洞工作、检修闸门共2扇，发电引水钢管54.19t以及工作门的埋件，数量较大，金属加工由具有资质的施工队伍组织施工。施工及安装方法，金属结构加工考虑本工程场地及施工设备不完备，宜在工厂加工好，用汽车运至工地，闸门用卷扬机或其他起吊设备，进行吊装。安装时间安排：要求在第三年1月底前安装完毕。7.4.6土石方平衡利用本工程施工及投资计算已考虑了土石方平衡利用。土石方开挖20203m3（自然方），土石方填筑20314m3（含围堰用量，压实方），土方填筑和回填可利用开挖料10623m3（自然方），需料场取土4341m3（自然方），弃料10096m3（自然方）。原砌石拆除合计6315m3(砌体方)，设计砌石工程合计10508m3(砌体方)，由于现状工程上块石块径小、风化、破碎严重，故只考虑将拆除的块石料用于抛石固脚等，不能用于块石砌筑工程上。大坝、溢洪道、输水隧洞各部位土石方开挖较多用于其自身建筑物回填，多余部分运至弃渣场；围堰土石方填筑部分利用大坝开挖料，其余需外运。土石方平衡见表7.6。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表7.6土石方平衡表编号工程名称开挖（自然方）填筑料场取土(自然方)弃料备注土石方可利用率(%)可利用量(自然方)(自然方)一大坝工程14522517383715522487139　1坝顶工程280528787787　2018利用自身开挖料回填2上游坝坡工程7971574574454622483397利用溢洪道和隧洞弃渣1000m3回填，不够土料到料场取3下游坝坡工程865000　865弃土运至弃料场4贴坡排水工程24837017471747　736利用自身开挖料回填，弃土运至弃料场5上坝公路工程3986927575　123200m3风化料运至上游坡，剩余弃料运至弃料场二溢洪道工程35697024976171　1072　1进口段9001981989弃土运至弃料场，不够粘土料到料场取2控制段58000　58弃土运至弃料场3交通桥75824182182　576弃土石运至弃料场4泄槽段1321115821　117利用自身开挖料回填，不够用大坝上游坝坡弃料5消力池段36000　36　6出水渠工程25768923004970　276利用自身开挖料回填，不够用大坝上游坝坡弃料三原输水涵管封堵工程3022059302302243到料场取粘土回填，弃土运至弃料场四输水隧洞工程71324168227　545　1进口段2150020　215利用涵管开挖料回填，弃料运至弃料场2控制段550016　55利用涵管开挖料回填，弃料运至弃料场264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告3工作桥97313053　67利用自身开挖料回填，不够用涵管开挖弃料4出口段34640138138　208利用自身开挖料回填，弃料运至弃料场五灌溉渠首工程109747516516　1097　1彭湾西渠渠首渡槽加固工程540042　54　　进口段270021　27利用渠道开挖料回填，弃料运至弃料场　槽身段0000　0　　出口段270021　27利用渠道开挖料回填，弃料运至弃料场2彭湾东渠渠首渡槽加固工程310024　31　　进口段180014　18利用渠道开挖料回填，弃料运至弃料场　槽身段0000　0　　出口段130010　13利用渠道开挖料回填，弃料运至弃料场3灌溉渠首渠道加固工程89352464398　429利用自身开挖料回填，弃料运至弃料场4渠首交通桥工程119445252　67利用自身开挖料回填，弃料运至弃料场五围堰工程000594317910到料场取1791m3粘土回填，利用3952m3大坝弃料　合计20203531062320314434110096　264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告7.5交通运输7.5.1对外交通XX水库位于XX市彭湾乡，距县城约30km，距彭湾乡约2km。工地材料和设备运输主要为公路运输，现有公路虽可直达工地，可满足工地施工的运输强度要求，，本工程所需物资、材料及设备等可用汽车运至工地，无需再修建对外公路，但进库防汛公路路况较差，需进行改建。7.5.2对内交通本工程为已建工程，枢纽建筑物布置较集中，场内交通较便利，但路况差，且部分路顶高程不够，需填土加高路顶，并修筑路面共3.2km。7.6施工总布置7.6.1施工总布置原则XX水库工程布置较集中，除险加固项目较多，但相互干扰不大。由于工期较短，施工项目较多，施工布置应充分考虑各施工阶段，各建筑物及各工种间的相互协调，尽量减少施工干扰，并尽可能减少辅助设施，节省工程投资。7.6.2施工总布置根据本工程地形条件及施工特点，按施工进度安排作如下布置：临时设施主要布置在大坝下游坝脚填基平地上。并在大坝坝顶及溢洪道进、出口、输水隧洞、原输水涵管进口、灌溉渠首等附近分别布置搅拌站等简易设施。为便于施工管理，在工地现场设立施工单位项目部，根据现场条件，项目部、民工住房租用附近民房解决。材料仓库、钢筋加工厂等主要布置在大坝下游坝脚填基平地上，搭工棚解决。根据施工所需的材料和设备，现有对外公路能满足对外运输要求，但需进行加宽加固。根据施工场内运输的需要，场内无需修建新的临时便道，只需对现有临时便道进行扩宽、加固，加宽加固施工便道约3.2km。根据施工所需的材料和设备，施工所需的临时仓库约250m2，靠搭建临时工棚解决，施工单位临时办公室及民工住房等400m2，靠租借当地民房解决。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告施工期本水库电站不能发电，需电网供电，农网改造后，供电可靠性较好，能满足施工要求。生产及生活用水则可直接从库中取水解决。本工程为除险加固工程，施工占地局部在水库管理范围范围以外，故需考虑临时征地问题。7.7施工总进度7.7.1设计依据XX水库是一座具有灌溉、防洪、发电及养殖等综合利用的中型水利枢纽工程。本次除险加固工程按照上级主管部门的要求，结合本工程的特点，要求在第三年2月底完成，总工期24个月。XX水库除险加固工程施工的重点是大坝防渗处理、溢洪道加固改建及输水隧洞进出口加固，其战线长，项目多，工程量大，施工进度的快慢直接控制着整个工程的施工期，故施工进度安排以大坝防渗处理及溢洪道加固施工进度为控制。因此对施工计划的安排，要根据施工特点和施工技术要求，编排切实可行的施工进度计划，才能保证工程按期完成。7.7.2施工工期根据总工期要求，结合本工程施工特点，本工程分为工程筹建准备期、主体工程除险加固项目施工期两个阶段：即第一年7～8月为工程筹建准备期，主要完成工程筹建工作，即进行“三通一平”工作；第一年9月～第三年2月为主体工程除险加固项目施工期，完成大坝，输水隧洞、原输水涵管、灌溉渠首等工程除险加固项目的土建工程设备和金属结构工程。7.7.3施工准备工程进度根据施工总进度计划，施工准备工程安排在第一年7～8月，在此期间进行施工工棚搭建，进行风、水、电及通讯工程施工和临时工棚等施工。7.7.4施工总进度计划本工程施工期计划二个枯水期跨三个年度，主体工程除险加固项目为大坝的护坡、防渗、排水等工程；溢洪道加固改建处理；输水隧洞进、出口加固改建、原输水涵管重新封堵、灌溉渠首工程等。大坝除险加固项目包括大坝的护坡、防渗、排水、贴坡排水等工程，施工期安排在第一年9月～第三年2月。第一年9月～第一年11月进行大坝下游坝坡翻修、贴坡排水重建、排水沟及台阶砌筑、草皮护坡等；第二年2月初开始进行大坝上游坝坡预制砼预制块铺设，至月底完工。大坝坝中采用冲击钻孔成槽砼防渗墙防渗，施工期间安排264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告在第一年9月～第一年12月，工期4个月。溢洪道位于大坝左坝头，本次除险加固的项目有：进口段加固、重建、控制段拆除重建、泄槽段维修加固、消力池拆除重建、泄洪渠加固，施工期安排在第一年9月～第二年1月，工期5个月。第一年9月进行进口段、控制段土石方开挖、砼拆除，工期1个月；第一年10月～第二年1月进行进口段边墙砼衬砌和边墙砌石、控制段底板及边墙砼衬砌、溢流堰及交通桥砼浇筑，工期4个月；第一年10月～第一年12月进行泄槽段土石方开挖、砼及浆砌石拆除、砼衬护、土方回填，工期3个月；第一年11月～第二年1月进行消力池段土石方开挖、砼及浆砌石拆除、砼衬护、土方回填，工期3个月；第一年12月～第二年1月进行泄洪渠土石方开挖、边墙砌石衬砌和回填，工期2个月。输水隧洞布置在大坝左岸山体内通过，本次除险加固的项目有：进口段、竖井段及出口段拆除重建。输水隧洞工程工期安排第二年9月～第三年2月，工期6个月。第二年11月进行进口段土石方开挖、砼及浆砌石拆除，工期1个月；第二年12月进行进口段底板及边墙砌石砌筑，工期1个月；第二年12月～第三年2月进行竖井砼和工作桥砼拆除、重建竖井段施工，工期3个月；第二年9月～第二年10月进行出口段拆除重建，工期2个月。原输水涵管布置在大坝左坝端，本次除险加固的项目有：原输水涵管进口拆除重新封堵。原输水涵管工程工期安排在第一年10月～第一年11月，工期2个月。灌溉渠首总长约500m，大部分渠道未衬砌。灌溉渠首加固工程工期安排在第三年1月～第三年2月，工期二个月。第三年1月进行灌溉渠首土石方开挖、砼及浆砌石拆除，工期1个月；第三年2月进行灌溉渠首及渠道砼衬砌、浆砌石护坡等，工期1个月。金属结构加工和安装施工时间应配合相应土建工程同时进行，要求在第三年1月底安装完毕。根据各阶段施工进度安排，各项目施工强度不大，只是大坝及溢洪道战线长，施工项目及工序多些，难度及强度相对大些，因此，建议建设单位和施工单位根据施工进度安排，切实做好各阶段的施工力量、材料、设备的供应工作，并安排好资金，确保工程按期完成。7.7.4主要工程量、劳动力计算一、主体工程及主要临建工程工程工程量本次除险加固工程的主要项目有：大坝坝顶重建、大坝上游护坡重建、大坝坝体砼防渗墙、坝基及264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告两坝肩帷幕灌浆等防渗处理；溢洪道进口段、控制段、泄槽段、消力池加固；输水隧洞进、出口加固，竖井重建；交通桥重建；老输水涵管重新封堵等。各主要建筑物分部分项工程量详见表7.7。表7.7主体工程及主要临建工程主要工程量表序号工程或费用名称单位　数量　备注一挡水工程　　(一)大坝工程　　1坝顶工程　　(1)坝顶土方开挖m32466.1(2)坝顶土方填筑（利用开挖料）m3786.8(3)坝顶平整m23984(4)砂砾石垫层（厚15cm）m2251.6(5)水泥稳定砂砾基层（厚20cm）m2251.6(6)砼路面（厚20cm）m295.9(7)C15砼路缘石m3139.4(8)坝顶铺草皮m22100(9)坝顶浆砌块石排水沟m3120(10)普通平面钢模板m2239.2(11)电缆沟土方开挖m3338.5(12)M7.5水泥砂浆砖砌电缆沟m3195(13)C15砼电缆沟盖板m350.6(14)钢筋制安t2.42上游坝坡工程　　(1)土方开挖m35420.4(2)护坡块石拆除m33510(3)砂卵石垫层清除m32168.1(4)坡面整修m215736.8(5)坝坡培土（利用开挖料）m31097.6(6)砂卵石垫层m33107.5(7)C15砼预制块护坡m32310.7(8)护坡固脚齿槽土方开挖m3382.8(9)风化料回填m32248.5(10)风化料回填（利用开挖料）m31200(11)C15砼固脚m3191.2(12)普通平面钢模板m21019.5(13)抛石固脚（利用拆除料）m33613.5(14)M7.5浆砌石台阶（外购料）m3444.6(15)M10砂浆石台阶砂浆抹面（厚2cm）m2822.53下游坝坡工程　　(1)坝脚护坡块石清除m3274.3264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告(2)浆砌石拆除m3588.6(3)坡面整修m221364.2(4)草皮护坡m231384.9(5)M7.5浆砌石台阶（外购料）m3413.4(6)M10砂浆石台阶砂浆抹面（厚2cm）m3413.4(7)排水沟土方开挖m3864.5(8)排水沟砂卵石垫层m354.6(9)M7.5浆砌石排水沟（外购料）m3371.54贴坡排水　　(1)土方开挖m32483.1(2)土方回填（利用开挖料）m31747.2(3)原贴坡排水堆石拆除m3417.6(4)砂卵石垫层清除m3104.4(5)贴坡排水体堆块石（外购料）m3428.3(6)贴坡排水砂卵石垫层（厚20cm）m3201.6(7)贴坡排水粗砂反滤层（厚20cm）m3214.55坝体防渗工程　　(1)冲击钻开槽（土层、墙厚0.4m）m24221.1(2)冲击钻开槽（全风化岩层、墙厚0.4m）m2754.8(3)冲击钻开槽（强风化岩层、墙厚0.4m）m2271(4)砼防渗墙浇筑（厚度0.4m）m25254.3(5)帷幕灌浆钻孔（土层）m207.6(6)帷幕灌浆钻孔（全风化岩石层）m156(7)帷幕灌浆钻孔（强风化岩石层）m939.6(8)帷幕灌浆钻孔（弱风化岩石层）m200.1(9)帷幕灌浆m11406上坝公路　　(1)路面平整m2149.4(2)风化料开挖m3355.5(3)风化料填筑（利用开挖料）m375.3(4)岩石开挖（强风化）m342.2(5)砂卵石垫层（厚20cm）m2624.5(6)水泥稳定砂砾基层基础（厚20cm）m2576.8(7)砼路面（厚20cm）m2729.1(8)C15砼路缘石m372.1(9)普通平面钢模板m2216.2(10)M7.5浆砌块石挡土墙（外购料）m346.8(11)M7.5浆砌块石排水沟（外购料）m3216.2264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告(12)M7.5水泥砂浆抹面m2276.37大坝白蚁防治项1二泄洪工程　　(一)溢洪道工程　　1进口段　　(1)拦鱼栅钢筋砼拆除m320.2(2)土方开挖m38.7(3)粘土回填m3198.1(4)C20砼导墙m3184.3(5)C15埋石砼m3158.8(6)普通平面钢模板m2156.8(7)普通曲面钢模板m2127.8(8)PVC排水管（φ＝50mm）m43(9)进口段整平m22223.82控制段　　(1)石方开挖m357.8(2)原WES实用堰拆除m3525.9(3)C25砼WES实用堰（厚30cm）m3431.6(4)C15埋石砼m3246.4(5)C20砼刺墙（厚30cm）m328.9(6)普通平面钢模板m2301.8(7)溢流堰曲面模板m2295.7(8)锚筋制安（长5m，φ22）根127.6(9)钢筋制安t37.7(10)帷幕灌浆钻孔（砼）m48.5(11)帷幕灌浆钻孔（基岩）m242.6(12)帷幕灌浆m242.63交通桥　　(1)浆砌石拆除m3343.4(2)砌石桥拱拆除m3679.6(3)砼栏杆拆除m34.3(4)砼桥面板拆除m3162.7(5)土方开挖m3227.4(6)土方回填（利用开挖料）m3181.9(7)石方开挖m3530.3(8)C20砼桥中墩m3196.8(9)M7.5浆砌块石边墙（外购料）m3574.1(10)C25砼桥面板m3146264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告(11)C20砼栏杆m34.1(12)PVC排水管（φ＝50mm）m23(13)普通平面钢模板m2782.3(14)普通曲面钢模板m236.4(15)钢筋制安t14.94泄槽段　　(1)土方开挖m323.7(2)土方回填（利用开挖料）m3820.8(3)石方开挖m393.8(4)砼拆除m377.4(5)浆砌石拆除m335.9(6)原边墙及底部砼表面清洗m25638.4(7)原边墙砼凿毛m21066.5(8)原底部砼凿毛m23066.6(9)C25砼边墙m3320(10)C25砼底板加衬（厚30cm）m3919.9(11)C20砼埋石m362.4(12)普通平面钢模板m21650.1(13)普通曲面模板m2462.2(14)沥青杉板填缝（厚20cm）m2134.4(15)塑料片止水m447.8(16)排水管原边墙凿毛（φ＝110mm）m2146(17)PVC排水管（φ＝50mm）m206(18)边墙锚筋制安（长2.0m，φ22）根616(19)底板锚筋制安（长5.0m，φ22）根269.5(20)钢筋制安t93(21)排水沟处底板砼凿除m333.9(22)排水沟石方开挖m314.9(23)排水沟砂卵石回填m318.55消力池段　　(1)土方开挖m315.8(2)M7.5浆砌石回填m3567.5(3)石方开挖m319.7(4)砼拆除m345.1(5)浆砌石拆除m328.2(6)砼底板凿毛m2418(7)C25砼底板（厚30cm）m3126.1(8)C25砼边墙加衬（厚30cm）m3232.8264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告(9)C15砼埋石（埋石率小于15％）m3276.2(10)普通平面钢模板m2863.8(11)普通曲面钢模板m2112.3(12)沥青杉板填缝（厚20cm）m223.1(13)塑料片止水m77(14)底板锚筋制安（长5.0m，φ22）根77(15)钢筋制安t43.9(16)PVC排水管（φ＝50mm）m318(17)C25砼消力坎m381.1(18)C20砼护坦m328.9(19)C20砼渐变段（扭面）m330.36泄洪渠工程　　(1)土方开挖m32415(2)土方回填（利用开挖料）m34970(3)石方开挖m3161(4)浆砌石拆除m363(5)出水渠清淤m3385.9(6)M7.5浆砌石护坡（外购料）m33185(7)M10水泥砂浆抹面（厚2cm）m219512.5(8)砂卵石垫层m31051.1三引水工程　　(一)原输水涵管封堵　　1原涵管条石拆除m332.42土方开挖m3302.43粘土回填m3302.44人工挖孔桩（孔径1.2m）m54.965C20砼封堵m31446回填灌浆m3206(二)隧洞工程　　1进口段　　(1)石方开挖m3214.5(2)土方回填（利用开挖料）m319.5(3)浆砌石拆除m3131.4(4)钢筋砼拆除m337.4(5)C15砼底板m315.1(6)M7.5浆砌块石底板（外购料）m325.1(7)M7.5浆砌块石边墙（外购料）m3193.8(8)M10水泥砂浆抹面（厚2cm）m291264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告(9)底板C10砼垫层m34.8(10)山体喷锚C20砼支护（厚15cm）m362(11)原启闭房顶钢筋砼拆除m32(12)原启闭房砖砌石拆除m310.2(13)砖启闭房（2座）m236(14)普通平面钢模板m26.82控制段　　(1)隧洞石方扩挖m354.6(2)土方回填（利用开挖料）m316.4(3)砼拆除m3447.36(4)洞内浆砌石拆除m350.88(5)闸室C20钢筋砼底板m366.84(6)闸室C25钢筋砼底板m34.4(7)闸室C20钢筋砼边墙m337.5(8)普通平面钢模板m2206.1(9)普通曲面钢模板m224.5(10)塑料片止水m56.2(11)沥青杉板填缝（20cm）m228.2(12)钢筋制安t19.4(13)C20钢筋砼竖井m3282.1(14)脚手架m2402(15)爬梯钢筋（长0.8m，φ＝22）t0.25(16)砖启闭房m217.7(17)镀锌钢管栏杆（φ＝5cm）m27.3(18)钢筋制安t55.6(19)普通平面钢模板m214553工作桥　　(1)土方开挖m334.7(2)土方回填（利用开挖料）m353.4(3)石方开挖m362.2(4)砼拆除m376.2(5)C20砼基础m318.8(6)C20砼排架m314.3(7)C25砼桥面板m328.12(8)C20砼栏杆m37.4(9)普通平面钢模板m2590(10)镀锌钢管栏杆（φ＝5cm）m208(11)钢筋制安t5.1264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告4出口段　　(1)土方开挖m3226.2(2)土方回填（利用开挖料）m3138.3(3)石方扩挖m3119.6(4)浆砌石拆除m339.2(5)砼拆除m326.5(6)C25砼镇墩m393.6(7)C25砼外包管m325.2(8)C25砼边墙m3145.2(9)C25砼跌水底板（厚30cm）m39.8(10)普通平面钢模板m2300.6(11)塑料片止水m98.3(12)沥青杉板填缝（20cm）m278.6(三)灌溉渠首工程　　1彭湾西渠渠首渡槽加固工程　　（1）进口段　　　石方开挖m327.2　M7.5浆砌石边墙m361.5　C25砼底板m34.1　土方回填（利用开挖料，运距1km）m321.1（2）槽身段　　　原槽身砼拆除m39.2　C25砼槽身m38.7　C20砼拉杆m30.1　槽台C15砼盖帽m30.6　槽台M7.5浆砌石（外购料）m31.1　槽台C15砼基础m31.2　钢筋制安t1.5（3）出口段　　　石方开挖m327.3　土方回填（利用开挖料，运距1km）m321.3　M7.5浆砌石边墙（外购料）m343.3　C25砼底板m34.72彭湾东渠渠首渡槽加固工程　　（1）进口段　　　土方开挖m318.2　土方回填（利用开挖料，运距1km）m314.2　M7.5浆砌块石边墙（外购料）m315.6264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告　C25砼底板m32.1（2）槽身段　　　原槽身砌石拆除m330.9　C25砼槽身m329.5　C20砼拉杆m30.4　钢筋制安t3.7（1）出口段　　　石方开挖m313.1　土方回填（利用开挖料，运距1km）m310.1　M7.5浆砌石边墙（外购料）m315.6　C25砼底板m32.23灌溉渠首渠道加固工程　　(1)土方开挖m3797.4(2)石方开挖m396(3)土方回填（利用开挖料）m3397.8(4)浆砌石拆除m3129.6(5)砼拆除m343.3(6)M7.5浆砌块石边墙（外购料）m3567.9(7)M10水泥砂浆抹面m2462.1(8)C15砼底板m351.9(9)砂石垫层m317.9(10)沥青杉板分缝（厚2cm）m217.8(11)平面木模板m2192.74渠首交通桥工程　　(1)土方开挖m392.5(2)土方回填（利用开挖料）m352(3)石方开挖m326.7(4)C20砼桥墩m39.9(5)M7.5浆砌石边墙（外购料）m331.5(6)C25砼桥面板m310.1(7)C20砼连接段m37.5(8)C20砼栏杆m30.7(9)镀锌钢管栏杆（φ＝5cm）m22.6(10)平面钢模板m237.9(11)钢筋制安t1.9264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告二、劳动力计算经计算，本工程总工日为8.06万工日，施工期高峰人数120人/天，平均高峰人数80人/天。7.8主要技术供应7.8.1主要建筑材料本工程主要材料用量：水泥4072t，钢筋298.9t，砂9543m3，卵石7675m3，块石8572m3，汽油9.99t，柴油81.45t，炸药0.98t，电29.26万kw.h。根据施工进度安排及材料用量情况，材料供应可完全满足施工要求。表7.8主要材料用量表材料名称单位数量水泥t4072钢筋t298.9砂m39543卵石m37675块石m38572汽油t9.99柴油t81.45炸药t0.98电万kwh29.267.8.2主要施工机械设备本工程建筑物较集中，施工设备应合理分配，统一安排。设备供应满足施工要求。主要施工机械设备汇总详见表7.9。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表7.9主要施工机械设备汇总表名称型号单位数量备注挖掘机1m3台2装载机2m3台2推土机74kw台2拖拉机74kw台2搅拌机0.40m3台8水泵离心式台4自卸汽车5t辆6小四轮车1～2t辆10载重汽车5t辆2电焊机25kVA台10钢筋切断机20kw台2钢筋弯曲机φ6～40台2泥浆搅拌机台4冲击钻机CZ－22台2钻机150型台3泥浆泵3PN台4空压机6m3/min台4卷扬机8t台2汽车起重机16t台2注：金属结构加工机械不含在其内。7.9工程招标根据国家计委“9号令”的要求，在项目可行性研究报告中必须增加项目招标内容。本工程施工必须进行招标，因此，设计提出发包初步方案。一、项目主要标段划分本工程包含大坝、溢洪道、输水隧洞、交通工程、管理单位办公生活用房、观测管264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告理设备埋设安装等项目，工程总投资为2416.19万元，其中建筑工程投资1565.99万元，安装工程投资52.49万元，设备投资168.13万元，工程监理费62.19万元，勘测费70.48万元，设计费81.32元，其他工程或费用275.85万元（包括水保、环保、建设单位管理费、预备费等），该项目工程施工采用整体招标，不再分标段。二、招标范围及形式本项目建筑工程和安装工程招标范围为全部招标，招标组织形式为自行招标，采用公开招标的方式。三、评标委员会组成评标委员会组成由招标人和有关专家组成，人员为7人。其中招标人2名专家由县水利局和管理单位提供，另5名专家由江西省和鹰潭市水行政主管部门提供的专家库名册按有关规定抽取。招标情况见表7.9—1。表7.9—1招标基本情况表编号项目招标范围招标组织形式招标方式不采用招标方式招标估算金额（万元）全部招标部分招标自行招标委托招标公开招标邀请招标1勘测√70.482设计√81.323建筑工程√√√1565.994安装工程√√√52.495监理√62.196设备√√√168.137其他√275.85总投资√2416.19情况说明：项目施工采用整体招标；评标委员会组成由招标人和有关专家组成，评标专家由江西省和鹰潭市水行政主管部门提供的专家库名册按有关规定抽取。7.10施工安全与卫生本工程除险加固施工过程中存在不安全因数，参见各方应提出安全、卫生要求，并采取有力措施，消除隐患，杜绝安全卫生事故发生。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告8环境保护设计8.1设计依据8.1.1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)；8.1.2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—1996）；《环境空气质量标准》（GB3095—1996）；《城市区域环境噪声标准》（GB3096—93）；《建设施工场界噪声限值》（GB12523—90）；《给水排水标准规范实用手册》；《环境监测技术规范》；《水利水电工程设计概(枯)算编制规定》水总（2002）116号；8.2环境简况8.2.1自然环境本流域属亚热带湿润季风气候区，气候温湿，雨水充沛，四季分明，具有春雨、夏旱、秋干、冬阴之特点。多年平均降雨量为1888.20mm，极端最低气温-9.3℃(1991年12月29日)，极端最高气温41.1℃（2003年8月11日），多年平均气温18.2℃。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、鲫鱼等。8.2.2社会环境264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告本工程地处农村，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径流。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、大豆和油料作物，旱地地质以砂性土为主。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。8.3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、排放的废水和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、运输产生的漂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。8.3.1对水环境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舆洗水和食堂下水，主要污染物为BOD，根据施工设计，施工高峰期人数120人，施工高峰生活用水量40m3/d；生产用水量100m3/d。预计生活、生产废污水排放量分别为20m3/d和80m3/d。如果不进行妥善处理，将对水库周围水环境产生不利影响。8.3.2对环境空气质量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。8.3.3对声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，车辆马达的轰呜及喇叭的喧闹声。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。8.3.4对交通的影响建设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。8.3.5对人群健康的影响工程施工期间，施工人员劳动强度大，抵抗病症的能力弱，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。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告8.3.6对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，地表易受地冲刷，遇到暴雨径流后，会引起水土流失。8.3.7工程的占地、拆迁安置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。但工程施工临时占地会对工程区附近农业生产造成不同程度的不利影响，但这是暂时的，工程建成二三年即可恢复。8.3.8综合评价结论1、总体评价1)、有利影响XX水库是一座具有灌溉、防洪、发电、养殖等综合利用的中型水库，由于该工程存在质量隐患，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、评价结论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、发电效益，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。8.4环境保护设计8.4.1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》（GHZB1—1999）Ⅲ264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告类标准控制，施工产生的废水排放执行《污水综合排放标准》（GB8978—96）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）规定的基准。3、保护措施（1）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0.1m。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。图8.1　砂石料加工废水处理流程示意图（2）施工机械冲洗废水处理本工程共布置施工营地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，施工营地设停放与保养场，故在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。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告处理流程见图8.2。图8.2　含油废水收集、处理流程示意图（3）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图8.3。图8.3　碱性废水收集池布置图（4）施工营地生活污水初级处理264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告根据施工组织设计，该工程布置2处生活营地，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2.0m（长）×1.5m（宽）×2.0m（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图8.4。图8.4　生活污水初级处理流程示意图8.4.2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（1）防尘措施264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告1)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”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。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。（2）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)，使用若其尾气不能达标排放，必须配置消烟除尘设备；施工机械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。8.4.3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》(GB3096～93)2类标准控制。3、保护措施（1）噪声源控制264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告改进施工技术，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，禁止高音呜笛。合理制定“三材”及土料运输路线，尽可能绕过集镇街区、居民区及学校等敏感区域。（2）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，并严禁呜笛。（3）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。（4）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。8.4.4固体废气物处理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弃物的堆放、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弃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70人，人均日产生生活垃圾0.6Kg，高峰期日产生垃圾0.06t。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、生活营地设置垃圾桶1个，共4个。8.4.5人群健康保护1、人群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。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告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，施工人员分别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，并应在尽是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XX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3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，如发现传染病病源携带者严禁进行施工现场。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病、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防止扩散。8.5环境管理与监理8.5.1环境管理1、管理机构264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告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人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)搞好水土保持，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，准备做好应急处理措施；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。8.5.2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。管理机构：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。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境保护工作。根据有关法律法规及施工承包合同，协助环境管理办公室和有关部门处理污染故和各种纠纷。环境监理工程师定期报环境监理日志、环境监理报告、提出存在的重大问题和解决问题的建议。8.6环境监测1、站点布置264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告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)、排污水下游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：施工高峰期每月两次，非高峰期酌减。(2)大气监测项目：粉尘、CO、SO2、NOX。测频：施工高峰期每月两次，非高峰期酌减。(3)噪声监测项目：A级声，测频：每月1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。表8.1环境监测计划表监测项目监测内容监测频次监测点位水质监测PH值、BOD5、SS、石油类、NH3—N施工高峰期每月两次，非高峰期酌减施工区库边、库区下游100m大气监测粉尘、CO、SO2、NOX每月2次施工区周边选择2个点噪声监测A级声每月2次施工区周边选择2个点8.7环境投资概算8.7.1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》8.7.2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9.22万元。详见表8.2。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表8.2环境保护分项投资表工程或费用名称单位数量单价(元)合计(元)第一部分环境保护措施57000一、水质保护70001、碱性废水处理收集处理池个1200020002、生活污水初级处理个2200040003、施工车辆冲洗废水处理池个110001000二、噪声防护、空气质量80001、高噪声施工人员防护人2010020002、委托洒水费月610006000三、公共卫生138001、施工生活区进场清理费m28001080002、施工生活区垃圾处理桶个41004003、工区临时厕所个360018004、垃圾、粪便清运费月66003600四、人群健康保护282001、20%施工人员检疫费人2030060002、医疗开办费及经常费月2440096003、施工人员预防免疫人3018054004、定期杀鼠、蝇、蚊费用月243007200第二部分环境监测措施192001、水质监测点次880064002、空气质量监测点次880064003、噪声监测点次88006400第三部分环境保护独立费10734.31、建设期环境管理762004.00%30482、建设期环境监理30003、环境保护勘测设计费6.00%45724、工程质量监督费0.15%114.3一至三部分合计86934.3基本预备费6.00%5216.06环境保护总投资92150.36264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告9水土保持设计9.1设计依据9.1.1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、国有电力公司水保［1998］423号文）；（6）《江西省实施〈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）江西省人民政府关于划分水土流失重点防治区公告《建设项目环境保护管理条例》（国务院[1998]253号令）。（9）财政部、国家计委财综[2002]25号“关于水土保持设施补偿费纳入收费项目的通知”9.1.2技术规范和标准（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/T14074—1995)；（5）《土壤侵蚀分类分级标准》（SL190—96）；9.2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，保护和合理利用土地资源，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。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告9.3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析，确定项目建设水土流失防治责任范围为6.1hm2。(见表9.1)表9.1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(hm2)项目建设区临时占地区主题工程区1.5取土、弃渣场1.8施工道路2.8合计6.19.4水土流失与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区，表现为面蚀和沟蚀。根据现场实地查勘，工程区属轻度侵蚀。近年来随着水土流失重点治理的全面开展，项目区的水土流失防治工作取得了显著成效，水土流失得到有效治理，特别是在利用生态的自我修复功能治理水土流失方面，项目区内的植被覆盖率有了明显提高，水土流失有逐步减缓的迹象。9.5主体工程水土保持评价根据主体工程施工章节，本工程在施工时较大程度的利用了开挖的土石方，使得弃渣量减少，从而减少了弃渣堆放场的水土流失。工程的施工用地和施工道路时，尽量考虑在原有的基础上扩建，尽量减少扰动地表，符合水土保持技术要求。在主体工程设计时，具有水土保持功能的措施主要有：1、对大坝上游坝坡采用C15砼预制块护坡，对大坝下游坝坡草护坡配备相应的排水设施，保证了下游坝坡草皮的正常生长。2、工程在大坝与两侧山体交界处设置岸坡排水沟，在下游坝脚及马道内侧设置坡面横向排水沟。3、工程对溢洪道出口段采取了治理措施，将出口进行了疏通，满足了溢洪道的溢洪要求，也减少了冲刷。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告以上这些措施，在满足主体工程安全运行的同时，也具有水土保持功能，防止了边坡的冲刷和底板的冲刷，有效地控制了水土保流失。9.6工程新增水土保流失预测9.6.1扰动原地貌、损毁水土保持设施面积水库加固工程施工，拆除弃渣的施工处置，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2.1hm2，分区损毁水土设施面积详见表9.2。表9.2工程占用、扰动土地面积一览表单位：hm2占地类型项目扰动面积（hm2）损坏水保设施面积（hm2）临时占地区主题工程区1.50.3取土、弃渣场1.80.9公路2.80.9合计6.12.19.6.2工程新增水土流失量工程弃渣主要来源于溢洪道泄槽段以及泄洪渠的土石方开挖料和施工围堰的拆除料等弃渣。根据施工组织设计，工程临时弃渣量约1.7万m3。本工程建设过程中可能造成的水土流失主要由两部分组成，一是工程施工扰动原地貌使其水土保持功能降低甚至丧失；二是因工程弃渣不合理堆放而增加的水土流失。由于施工项目用地方式的不同,水土流失特点不同,造成的危害也不同。根据本工程的实际情况,将施工期间产生水土流失的区域分为3个水土流失预测分区:弃渣场与取土场区、防汛道路区、施工场地区。施工过程中，根据工程的施工进度计划，各段工程工期为12月。水土流失预测时段为2年。各分区水土流失强度是一个动态变化的过程，各项目均有一个水土流失强度相对较大的时期，根据施工组织进度安排，结合每个预测分区施工项目特点，将整个施工期的水土流失预测划分为两个时段进行，即：强流失时段（时段t1），次强流失时段（t2）。根据工程建设所产生的水土流失特点，水土流失预测原则如下：1、工程施工区是水土流失防治的重点区域，利用专家预测法和类比法进行定量分析计算264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告2、由于工程建设所产生的水土流失集中在施工期间，因此只进行施工期间工程施工区的水土流失预测。弃渣容重取1.8t/m3。各计算方法如下：①原生水土流失计算方法原生水土流失量可按下列公式计算：Wm=∑(Mt×Ft×Tt)式中：Wt――原生水土流失总量，t;Mt――不同地类原有土壤侵蚀模数，t/km2·a；Ft――不同地类面积，km2;Tt――预测时段，年。②弃渣流失量预测方法工程施工过程中的弃土、弃渣流失量一般比较大，对于弃渣场，采用类比法，工程施工过程中的弃土、弃渣流失量一般比较大，对于弃渣场，采用类比法，常用的经验公式为：Wt=∑(Mt×Ft×Tt)式中：Wt――弃渣场水土流失总量，t;Mt――不同地类土壤侵蚀模数，t/km2·a；Ft――不同地类面积，km2;Tt――预测时段，年。③施工扰动地貌水土流失量预测方法由于在施工期间，施工区地表受施工扰动后裸露，受降水冲刷产生面蚀。这种因降雨冲蚀造成的水土流失可采用专家预测法进行预测。计算公式如下：W2=∑(Mj×Fj×A×Tj)式中：W2――分区水土流失量，t；Mj――施工区原生土壤侵蚀强度，t/km2·a；Fj――不同预测分区面积，km2；A――加速侵蚀系数；Tj――预测时段，年。各扰动区及弃渣在施工期间可能产生的新增水土流失量见表9.2。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表9.2可能产生的水土流失量预测表项目扰动面积（hm2）预测时段（年）新增水土流失量（t）1、主体工程区1.521502、取土、弃渣场1.8242153、公路2.82280合计6.14645综上，工程建设可能产生的水土流失量达4645t，其中弃渣可能产生的流失量占91%，因此弃渣、取土是本工程水土流失防治的重点。9.7水土保持措施9.7.1防治分区及措施总体布置水库加固工程水土流失防治主要集中在工程施工区、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。9.7.2水土流失防治工程体系本工程水土保持分区防治措施体系由主体工程防治区（对主体工程已经有防治措施评价和复核后补充的防护措施）、弃渣场、土料场、施工道路、施工场地5个水土保持区构成。水土流失防治措施体系图见图9.1。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告图9.19.7.3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3.7hm2。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，植树面积为300m2，植树500株。3、弃渣场工程措施主要是对土料开采后的弃料以及主体工程的弃料进行防护，避免其流失。采取的措施是建浆砌石挡土墙，并在墙底设排水孔，内置反滤。弃碴场设置2处，1#弃碴场设在大坝坝脚下游，主要堆放大坝、溢洪道、输水隧洞进、出264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告口、场内交通公路以及围堰拆除、取土赤的弃碴，弃碴量约0.9万m3。浆砌石挡土墙高2.0m，顶宽0.5m，内侧直立，外侧边坡系数0.5，长160m，浆砌石工程量338m3；2号弃渣场设在取土场，主要堆放表层含植物根须和腐植质的无用土，弃渣量250m3，浆砌石挡土墙高1.0m，顶宽0.5m，外侧直立，内侧边坡系数0.5，浆砌石工程量12.0m3。为稳固堆渣坡面，拟对渣面采取草籽护坡，初拟植草面积约234m2，堆渣完毕后对堆渣体进行全面平整，并采取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2～4m，行距4～8m。规划植被恢复总面积约6.1hm2，植树总计800株。9.8水土保持监测与监理9.8.1水土保持监测根据本工程可能造成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（降水量、降水强度、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（SL237—2002）》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50mm/h的雨后，对弃渣场观测点观测一次。9.8.2水土保持监理根据《关于加强大中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24个月。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表9.3水土保持监测计划表监测区域监测内容监测方法频　　次弃渣场水土流失面积变化情况实地调查雨季每月观测1次水土流失量变化情况定位观测水土流失程度变化情况定位观测对周边地区造成的危害实地调查每年汛期1次防治措施的数量和质量实地调查施工结束后1次植物措施的成活率、保存率、生长情况及覆盖度实地调查植物措施实施后每年2次防护工程的稳定性、完好情况实地调查工程结束后每年1次土料场水土流失面积变化情况实地调查雨季每月观测1次水土流失量变化情况定位观测水土流失程度变化情况定位观测对周边地区造成的危害实地调查每年汛期1次防治措施的数量和质量实地调查施工结束后1次植物措施的成活率、保存率、生长情况及覆盖度实地调查植物措施实施后每年2次防护工程的稳定性、完好情况实地调查工程结束后每年2次施工场地及堆料场水土流失面积变化情况实地调查雨季每月观测1次水土流失量变化情况定位观测水土流失程度变化情况定位观测对周边地区造成的危害实地调查每年汛期1次施工道路水土流失面积变化情况实地调查雨季每月观测1次水土流失量变化情况定位观测水土流失程度变化情况定位观测对周边地区造成的危害实地调查每年汛期1次植物措施的成活率、保存率、生长情况及覆盖度实地调查植物措施实施后每年2次防护工程的稳定性、完好情况实地调查工程结束后每年2次9.9水土保持投资概算9.9.1概算原则与依据（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］67264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告号文，《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2季度。9.9.2投资组成及编制方法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乖。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护工程、植物恢复工程、绿化美化工程等费用。施工临时工程费用包括临时防护工程和其他临时工程等费用。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。9.9.3水土保持投资根据所需采用取水土保持工程量，本工程水土保持总投资14.53万元，其中损毁水土保持设施补偿费0.8万元。投资概算见表9.4。表9.4水土保持监测计划表工程或费用名称单位工程量单位(元)投资(元)第一部分工程措施952441、弃渣场m3350268.9494129306416m31209.2911153304第二部分植物措施141381、施工便道株5008400025600m230072100133002、弃渣场株8008640046560m2234716386538第三部分临时工程3.00%3281第四部分独立费用206801、工程管理费1.60%17502、工程监理费100003、科研勘测设计费80004、水土流失监测费0.60%6565、工程质量监督费0.25%273基本预备费3%4000损毁小动作设施补偿费m2800018000水土保持总投资145343264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告10工程管理10.1工程管理现状（1）工程管理机构XX水库始建于1958年9月，开工后工程管理机构名称为“XX县XX水库工程指挥部”，1986年初更名为“XX县XX管理委员会”，属全性民性质事业单位，企业管理，实行自负盈亏，行政及业务都归XX县水电局管理。当时水库职工总人数为12人，其中行政管理人员5人（包括会计、出纳），养鱼人员2人，大坝看护及后勤人员2人。1996年4月XX县撤县设市，原“XX县XX水库管理委员会”随之更名为“XX市XX水库管理委员会”。XX水库目前有职工39人，其中退休人员3人，供水和工程管理人员10人，管理人员16人，大坝看护及后勤4人，发电6人，年创经济总产值为18.2万元。（2）工程管理体制XX市XX水库管理委员会属全民性质事业单位，企业管理，实行自负盈亏，行政及业务都归XX市水电局管理，负责管理XX水库整个枢纽工程和渠系工程的正常运行。工程管理主要分两部分：第一部分是枢纽工程管理，管理内容按《水库工程管理通则》和《水闸管理通则》执行，水库的水情预报与传输由枢纽管理所负责；第二部分是渠系工程管理，主要从事渠道及配套工程管理以及防汛抗旱。10.2管理机构的设置及人员的编制XX水库除险加固后，工程能够设计正常运行的管理要求，发挥灌溉、防洪、养殖、旅游等综合效益。根据《江西省水利工程管理体制改革实施方案》（赣府[2004]22号）和水利部、财政部《水利工程管理单位定员定岗标准（试行）》（水办[2004]307号）的要求，XX市人民政府于2005年8月11日下达了《XX市水利工程管理体制改革实施方案》，本次设计与实施方案相一致，机构设置继续保留XX水库管理委员会（股级建制），负责XX水库的日常管理、防洪运行和维护任务，为纯公益性水管单位，定性为事业单位（全额拨款）。根据水利部、财政部《水利工程管理单位定员定岗标准（试行）》（水办[2004]307号）的要求对XX水库人员进行定岗编制。加固后，XX水库总库容为1457万m3，按标准定员级别为4级，经XX市有关部门测算，并在实行管养分离的前提下，将各水管单位的灌区划给属地乡镇管理，水费收缴和渠道维护由乡镇负责，通过对部分岗位合并，确定XX264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告水库管理委员会人员编制为7人。岗位类别有：单位负责类、行政管理类、技术管理类、财产与资产管理类和水政监察类。为提高管理水平，降低运行成本，按照管养分离要求，水管单位未设维修岗位。水利工程的维修养护，要通过招标或委托合同管理等形式实行市场化养护。表10.1XX水库管理委员会定员表岗位类别岗位名称定员（人）单位负责类单位负责岗位1技术总负责岗位行政管理类行政事务负责与管理岗位2文秘与档案管理岗位人事劳动教育管理岗位安全生产管理岗位技术管理类工程技术管理岗位2水工技术管理岗位大坝安全监测管理岗位机电和金属结构技术管理岗位水库调度管理岗位1水文预报岗位财产及资产管理类会计岗位2出纳岗位运行与观测类运行负责岗位2闸门及启闭机运行岗位防汛物资保管岗位2大坝安全监测岗位水文观测岗位总计12根据《江西省水利工程管理体制改革实施方案》（赣府[2004]22号）的精神，水管单位经费列支渠道为：（1）人员经费和公用经费。纯公益性和准公益性水管单位，其编制内在职人员经费，离退休人员经费、公用经费等基本支出列入财政预算，由同级财政负担。（2）工程维修项目经费。纯公益性水管单位和准公益性水管单位中的纯公益性部分的工程日常维修养护经费，在水利工程维修养护岁修资金中列支；工程除险加固、更新改造资金纳入基本建设投资计划，由发展和改革部门在非经营性资金中安排。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告10.3工程管理范围和保护范围根据书库管理需要，结合当地自然地理条件和实际情况，按《水库工程管理设计规范》（SL106－96）的有关规定划定工程管理范围和保护范围。10.3.1工程条件（1）大坝管理范围为：上游从坝轴线向上不少于100m（不含工程占地、库区征地重复部分），下游从坝脚线向下不少于150m，大坝两端以第一道分水岭为界或距坝端不少于200m，且上、下游均与坝头管理范围端线相衔接。溢洪道与大坝之间山体全部纳入管理范围。（2）溢洪道管理范围为：沿溢洪道两侧轮廓线向外各不少于100m，及消力池以下不少于100m。（3）隧洞的管理范围为：沿隧洞两侧轮廓线向外各不少于50m。（4）其他建筑物管理范围：从建筑物外轮廓线向外不少于50m。（5）生产、生活区管理范围包括：办公楼、防汛调度室、仓库、车库、机修厂、职工住宅及其他文化、福利设施等不少于房屋建筑面积的3倍；渔场、林场、畜牧场按其规划确定的占地面积进行管理。水库工程管理范围的土地应征用，并办理确权发证手续，移交水库管理单位。10.3.2工程保护范围工程保护范围：按工程管理范围的外边界线外延，主要建筑物不少于200m，一般建筑物不少于50m。水库保护范围：按由坝址以上，库内两岸（包括干、支流）土地征用线以上第一道分水岭脊线之间的陆地。工程和水库保护范围内的土地不征用，但应根据工程管理的要求和有关法规制订保护范围的管理办法。10.3.3土地确权划界XX水库土地的确权划界工作，是维护水利工程用地的合法权益，确保水利工程安全，保障库区人民的正常生产生活秩序的有力保证。为依法确认水利工程用地所有权、使用权，须进行XX水库用地，确权划界，登记发证工作。XX水库用地始于1957年5月，根据国家土地局（1989）国土（籍）字第73号《关于确定土地权属的若干意见》和江西省政府第6号《江西省调处土地权属争议暂行规定》，结合江西省实施《水法》办法的规定，水库主管部门根据《水库工程管理设计规范》（SL106—96）的规定对XX水库264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告的管理范围和保护范围内用地进行确权划界。水库库区保护范围按江西省实施《中华人民共和国水法》办法第二十五条规定划定。XX市土管局按照有关法律、法规、以文件形式给XX水库水域和生产、生活用地发放《中华人民共和国国有土地使用证》。由于XX水库在本次设计中仅仅是除险加固，工程规模未作改变，工程的管理范围和保护范围早已划定，且基本满足要求，不需作太大改变。本工程只需根据运行情况，如若灌区范围扩大等，按有关规定核实划定管理、保护范围。10.4工程主要管理设施完善XX水库除险加固后，现状管理设施已不能满足工程运行管理的要求。根据《水库工程管理设计规范》（SL106－96），该工程的管理设施应在工程除险加固的同时进行配套完善。10.4.1水雨情监测设施站网规划XX水库是一座以灌溉为主兼顾防洪、养殖的中型水库，为了水库的安全和调度，并及时了解和掌握水库的水情、雨情，规划在水库管理委员会建一座中心站，中心站设在管理委员会内，根据1：10000航测图进行布置规划，在库区新建两处雨量站，增加XX水库雨量站和水位站自动观测设备和自动传导系统，观测资料由各雨量站水位站直接传送到水库管理委员会控制中心，控制中心传送来的雨情水情通过计算机数据处理加工和保存，做出水库洪水预报，并由水库管理委员会控制中心将雨情水情数据传送到上级防汛部门。洪水调度系统设备设施配置清单如下：（1）中心站：1套（2）水位雨量站5W：1套（3）单雨量站：1套（5）备件①终端站板：1块②200MHz手机：3部③模块：2块④工具：1套⑤功率计：1台⑥解调器板：1块（6）微机：2套264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告（7）系统软件：1套10.4.2水工建筑物监测设施现状水工建筑物监测设施仅有人工观测的坝身和绕渗渗压计，把部分渗压计语塞破坏，观测精度较差；没有布设变形观测点。本次重新设计水工建筑物的监测设施，主要有大坝、溢洪道等观测设备，系统包括如下观测项目和仪器：（1）观测标点16个；（2）观测基点和校核基点4个；（3）高精度的水准仪1台，全站仪1台；（4）渗压计24个；（5）微机2台；（6）监控设施（MCU,ADAS等各种设备）一套。除上述设备外，还需建设独立的观测管理用房。10.4.3管理单位用房XX水库位于山区，交通不便，通讯条件较差，生活条件十分落后，管理委员会办公用房较少，目前全局办公楼、食堂和宿舍建筑面积总计约800m2，均为六十年代建的单层房，属砖混结构，其中300m2砖混结构房屋也已陈旧破烂，急需维修。计划维修如下永久性房屋建筑（均采用砖混结构）：（1）维修原办公楼共计建筑面积300m2；（2）新建办公楼（含水库调度中心）300m2；（3）新建防洪物资储备仓库及料场等辅助生产用房300m2；10.4.4交通设施目前管理委员会无工具车等交通运输工具。根据本工程的地理位置和工程管理、防汛抢险的需要，应配置防汛车辆、防汛船只等防汛抢险交通工具。（1）防汛专用车1辆；（2）机动船1艘。10.4.5防汛公路本次设计防汛公路建设项目为：（1）进库上坝公路对彭湾乡～水库1.5km公路加宽取直改造。公路设计砼路面净宽4.5m，两侧各布置1.0m的土路肩，在路面底部先铺设一层20cm厚的砂跞石垫层，然后在路面底部再铺设一层20cm厚的水泥稳定砂砾264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告基层，最后再铺一层20cm厚的砼路面。10.4.6通讯设施（1）无线通讯系统目前管理局仅有程控电话一部，遇紧急情况，如通讯线路被冲毁，易造成与外界联系中断；因此，有必要增设一部防汛电台。本次加固设计拟建无线电波信号发射铁塔1座，塔高40m，该塔设于管理局中心地点，购置手持机4部，组成一个全灌区范围区线通讯网络，并可与县、市、省三级防汛调度单位联系。（2）有线通讯系统XX水库管理局现有程控电话与XX市接通，但管理委员会与大坝（溢洪道）管理站及灌区之间无联系工具，为使该管理处对外联络，需新增配置5部程控电话。（3）防汛微机根据防汛和工程管理调度需要，设防汛微机2台，防汛移动电话4部，传真机1部。10.4.7图书情报管理设施目前，管理部门自动化程度较低，观测资料从观测到整编分析均为人工进行，不仅速度慢，而且精度低。本次设计增设观测资料分析微机1台，图书资料管理微机1台。10.4.8工程管理设施汇总表新增加工程管理设备的工程及仪器、设备清单见表10.2。表10.2工程管理设施汇总表编号项目名称单位数量一水情自动测报系统(一)遥测雨量站（1套）万元1遥测终端机（YS3360）台12遥测雨量传感器（JDZ05-1）台13发信电台套146.5AH蓄电池套156W太阳能电源套16定向天馈线套17避雷装置套1(二)遥测水位雨量站（1套）万元1遥测终端机（YS3360）台12遥测雨量传感器（JDZ05-1）台1264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告3遥测水位遥感器（WFH-2）台14发信电台套156.5Ah蓄电池套166W太阳能电源套17定向天馈线套18避雷装置套19配套连接电缆及插件套1(三)中心站万元1全向天线根12收信机台13数据解码器台14工作站个15集线器台16服务器台17UPS台18打印机台19避雷装置套1(四)软件万元1数据分析及存储系统软件套1(五)备品备件万元1遥测终端机（YS3360）台12遥测雨量传感器（JDZ05-1）台13遥测水位遥感器（WFH-2）台14发信电台套156.5AH蓄电池套166W太阳能电源套17定向天馈线套1二外部观测设备及安装工程万元(一)全站仪台1(二)水准仪只1三办公管理设备及安装工程万元(一)程控电话部10(二)传真机台1264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告(三)计算机台1(四)复印机台1(五)激光打印机台1(六)柜式空调台1(七)壁挂式空调台3四交通设备万元(一)防汛专用车辆1(二)机动船艘110.5工程运行管理10.5.1水库运行规程XX水库是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合利用的中型水利枢纽工程。XX水库经除险加固后，库水位能按正常蓄水位100.47m安全运行。工程运用的原则是：应根据水文预报，要求水库在蓄水期应在符合防汛要求的前提下尽量多蓄水，并充分利用天然来水进行灌溉，发挥水库的经济效益。XX水库工程各建筑物应经常性进行维护和检修，并且对各建筑物和设施的操作、维护和检修应严格按照有关的规程和规范技术要求进行。尤其是对大坝和溢洪道等各建筑物的观测项目要求，应严格按照有关观测规程进行，并及时整编分析，一旦发现问题应及时查找原因，进行处理。对水库水位的骤降应严格控制。总之，XX水库的运行管理，应制定出一套行之有效的规章制度。结合不同部门的实际情况，根据库区各雨量站的水情预报和防汛总体要求，考虑到长短期相结合，制定出各种状态下的优化调度程序，尽可能发挥工程的灌溉、防洪和养殖效益。特别在防汛调度方面，应严格按上级人民政府批准的渡汛方案和有关操作规程，服从上级防汛部门的防汛调度要求，结合水情雨情预报进行调度，确保工程安全运行。10.5.2水库管理制度（1）严禁在坝身放牧，挖掘草皮和任意砍伐水库周边林木。（2）严禁在坝身和保护范围内进行取土，挖洞、建窑、开沟、打井、开渠、爆破、埋葬、堆放杂物或进行其它危害坝身完整、安全的活动。（3）严禁向水库倾倒垃圾、废碴以及其它杂物。（4）灌溉涵管上闸门的启闭必须严格遵守操作规程，加强检查和维护。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告（5）坚决制止各类违反管理制度的行为，对水库造成重大损失的，要依法追究刑事责任。（6）应做好建筑物的防护工作，当发现建筑物有缺陷时，需及时进行修理。在汛期，应加强巡视，确保安全，出现险情，立即报告，尽快抢护。10.5.3施工期工程管理施工期间，提前进场人员不少于5人，并根据施工进度和交付使用的工程数量，逐步增加管理人员。竣工时，生产职工培训人员应不少于20人，且管理人员应达到额定的定员人数。施工期间，水库管理单位要参与工程质量检查、监督、竣工后，按照工程基本建设验收规程参加工程验收。10.6监测系统管理与维护制度大坝安全监测自动化系统安装成功，仅仅是系统投入运行的开始。系统能否正常运行，是否经常发生故障，发生故障后能否及时检修恢复，能否真正为大坝安全性监测发挥作用，很大程度上取决于该系统的管理和维护水平。为了使监测系统真正成为大坝安全的耳目，为大坝安全管理作出贡献，应对系统进行良好的管理和维护。10.6.1系统的管理（1）完善领导负责制：应成立大坝安全监测自动化系统领导小组，由负责工程的副局长担任组长，直接负责系统的日常运行管理。（2）成立专职的大坝安全监测组：在原来观测小组的基础上，完善和加强观测人员，不仅包括仪器人员，还应包括计算机系统的操作和维护人员，资料和校核分析人员。（3）建立定期汇报制：每隔一段时间（两个月或三个月），监测小组应向领导小组汇报大坝安全自动化系统的运行情况。每次汇报都应包括两部分内容，一是观测资料所反映的大坝性态，二是系统的运行状态，以便领导小组及时掌握大坝性态和系统运行状态。（4）强化监测小组的责任制：每次采集的数据应有专人负责校对，如发现数据异常，则应复测；如确诊该数据异常，则应立即分析原因，检查自动化系统和仪器测点是否异常。如无法排除异常数据，则应记录在案，并立即向有关领导逐级汇报。（5）加强系统运行的记录与管理：每次系统运行时，正常与否，都应有观测记录，特别是有异常情况出现时，应详细记录异常部位、异常程度及处理结果，每隔一段时间整理一次。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告（6）加强观测资料的整理、分析和整编工作：每次向领导小组的汇报都应起监测的作用，做到心中有数。每年一次的整编工作应在年末年初完成，并编写监测系统年度运行报告，上报上级主管部门，并做好归档工作。10.6.2系统维护（1）系统维护的必要性：自动化监测系统是一个由各种电子元器件、各种电路组成的整体，任何一个元器件的损坏，必将影响整个系统的运行，而电子器件的老化又无法避免，如果没有良好的维护，就不可能有良好的运行。（2）维护资金的安排：维护资金应在水库管理局落实安排年度经费中专项列出，必须保证专款专用，适应安排备品备件。由于大坝安全监测自动化系统直接服务于大坝安全，维护资金可在大坝岁修维护经费中列项，每年维护资金的比例应以系统总投入的1％左右掌握。（3）维护人员的培训：项目安装期间将由安装单位专家举办多次技术培训，内容将包括仪器、计算机、通讯、系统维护和大坝安全等方面。监测小组应指派有关人员参加，提高维护水平。（4）加强横向联系：请有关单位每隔一段时间（一年或两年）对系统进行一次常规维护，重大技术问题可请有关单位及时协助解决。10.7水费征收制度水费是水利工程管理单位正常运行，自我维护良性循环的基础，也是水管单位的主要经费来源之一。XX水库农业用水水费应按照江西省人民政府有关法令、法规由XX水库管理委员会向受益农户进行征收。XX水电管理委员会水费征收应严格按照有关水费征收管理办法执行。10.8水库综合经营和渔业XX水库管理委员会不仅有丰富的水土资源优势，而且有丰富的旅游资源优势。管辖一定的林地、水产场、灌区等，综合经管项目有：水稻、蔬菜、瓜果、油菜、竹木、水产养殖、工程维修安装、输电线、旅游开发等。XX水库属XX市较大的水库，利用其靠近城区的有利条件，防汛道路建成后，将其发展为以水为背景的野外旅游风景资源之一，根据水利部《水库工程管理设计规范》（SL106—96）和XX水库旅游资源的潜质，拟待本次工程加固项目批复后，我们准备招商引资对XX水库进行大规模旅游开发。XX264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告水库渔业设施经过几十年的生产运行已破旧不堪，不能适应当前生产发展的需要，根据《水库工程管理设计规范》（SL106—96）和部颁《水库渔业设施配备规范》（SL95—94）的要求，除充分利用现有水库水面进行养渔外，还准备添置网箱6个，购置渔网、渔船、拦鱼设施等渔业生产设备，发展渔业生产。水是水库主要资源，发展城乡供水是提高水库经济效益，具有发展前途的有利途径。XX水库目前供水量不大，本次工程除险加固项目批复后，应积极发展供水，使其成为水库的主要收入来源，促进水库良性发展。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告11工程概算11.1编制说明11.1.1工程概况本次除险加固工程主要工程项目有：大坝、溢洪道、输水隧洞等。大坝工程包括：坝顶整修，坝体砼防渗墙，上、下游坝坡整修和护坡，下游重建贴坡排水等。溢洪道工程包括：进口段底板及边墙加固、控制段重建、陡槽段底板及边墙加固，消力池重建等。输水隧洞工程包括：进水段、竖井段、出口段重建。工程项目主要工程量：土石方开挖20203m3，土石方填筑20314m3，混凝土浇筑8985m3，浆砌石工程10508m3，砼防渗墙5254m2，帷幕灌浆1383m，钢筋制安279t，草皮护坡33485m2。主体工程主要材料用量：水泥4072t，钢筋298.9t，砂9543m3，卵石7675m3，块石8572m3，汽油9.99t，柴油81.45t，炸药0.98t。工程总投资为2416.19万元，其中枢纽部分投资为2392.44万元，移民环境投资为23.75万元。各分项投资如下：建筑工程1565.99万元，机电设备及安装工程99.47万元，金属结构及安装工程121.15万元，临时工程104.68万元，其他费用387.22万元，预备费113.93万元，水土保持费用14.53万元，环境保护费用9.22万元。11.1.2编制依据（1）定额依据水利部水总（2002）116号文颁发的《水利建筑工程概算定额》；水利部水总（2002）116号文颁发的《水利建筑工程预算定额》；水利部水总（2002）116号文颁发的《水利工程机电设备安装定额》；水利部水总（2002）116号文颁发的《水利工程施工机械台时费定额》。（2）编制办法及费用标准能源部水利部能源水规(1991)527号文颁发的《水利水电工程初步设计概算编制办法》；水利部水总（2002）116号文颁发的《水利工程设计概（估）算费用构成及计算标准》。11.1.3基础单价（1）人工概算单价，按水利部水总（2002）116号文的规定计算，工长为7.10264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告元/工时，高级工为6.61元/工时，中级工为5.62元/工时，初级工为3.04元/工时；（2）主要材料价格，按鹰潭市2008年第三季度的市场价格确定，并按有关文件规定计算运输费；（3）次要材料价格，按当地市场价格确定；（4）设备价格主要设备价格如下：平面钢闸门：13000元/t；平面钢闸门埋件：11000/t；QPQ-400KN卷扬机启闭机：1.8万元/t；拦污栅：10000元/t；拦污栅埋件：9500元/t；（5）电、风、水预算价格施工用电：1.00元/kwh；施工用风：0.30元/m3；施工用水：0.50元/m3。11.1.4取费（1）其它直接费计算基础为直接费，建筑工程费率为2.0%，安装工程费率为2.2%。（2）现场经费现场经费费率见下表：序号工程类别计算基础现场经费(%)1土方工程直接费92石方工程直接费93模板工程直接费84混凝土工程直接费85钻孔灌浆工程直接费76其它工程直接费77机电、金属结构设备安装工程人工费45（3）间接费264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告间接费费率见下表：序号工程类别计算基础间接费(%)1土方工程直接工程费92石方工程直接工程费93模板工程直接工程费64混凝土工程直接工程费55钻孔灌浆及锚固工程直接工程费76其它工程直接工程费77机电、金属结构设备安装工程人工费50（4）企业（计划）利润计算基础为直接工程费和间接费之和，费率为7%。（5）税金计算基础为直接工程费、间接费和企业利润之和，费率为3.22%（建设项目在市区或县城镇以外）。11.1.5建筑及施工临时工程主要建筑工程单价根据本工程的基础单价套用相应建筑定额计算；不足部分采用市政等其他定额计算。永久房屋建筑工程单价采用当地现行价格水平指标，室外工程投资按房屋建筑工程投资的15%计算，内部观测设施投资按设计提供的工程量乘单价计算，其他（动力、照明、通信等）按主体建筑工程的1.5%计算。临时工程主要工程单价根据当地生活福利建筑的相应价格水平确定，办公及文化福利建筑工程投资按一至四部分建安工作量的1.5%计算；其他临时工程投资按一至四部分建安工作量的2.0%计算。11.1.6其它费用（独立费用）计算本工程属枢纽加固工程。1、建设管理费（项目建设管理费）（1）建设单位经常费费用指标39390元/人年,定员人数10人,计算期2.5年；（2）工程管理经常费按建设单位经常费的20%计算；（3）工程建设监理费按《建设工程监理与相关服务收费标准》（发改价〔2007〕670号文）计算。具体计算如下：264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告施工监理服务收费＝（施工监理服务收费基价×专业调整系数×工程复杂程度调整系数×高程调整系数）×1；施工监理服务收费基价：查发改委〔2007〕670号文颁发的《建设工程监理与相关服务收费标准》中附表二“施工监理服务收费基价表”为51.82万元；专业调整系数：查附表三为1.2；工程复杂程度调整系数：本工程复杂程度为II级，相应系数取值为1；高程调整系数：本工程海拔高程<2001m，相应系数取值为1；经计算，本工程的工程监理费为62.19元。2、科研勘测设计费　（1）工程科学研究试验费按一至四部分建安工作量的0.5%计算。（2）工程勘测设计费工程勘察费和工程设计费按照国家计委、建设部计价格[2002]10号文件规定执行。具体计算如下：工程勘察费＝（工程勘察费收费基价×专业调整系数×工程复杂程度调整系数×附加调整系数+其他勘察收费）×1；工程勘察费收费基价：查国家发改委2002年颁发的《工程勘察设计收费标准》10.4－1水利水电工程勘察收费基价表为67.77万元；勘察费专业调整系数：1.04；设计费专业调整系数：1.2；工程复杂程度调整系数：1.0；附加调整系数：1；其他勘察收费：0；经计算，本工程的工程勘察费为70.48元。工程设计费：参照工程勘察费计费方法计算，各费用取费标准基本相同，经计算，本工程的工程设计费为81.32元。3、建设及施工场地征用费土地补偿指标按当地价格水平确定，水田4000元/亩。4、其它定额编制管理费，按一至四部分建安工作量的0.2%计算；工程质量监督费按一至四部分建安工作量的0.1%计算；不计工程保险费；大坝安全鉴定费按20万元计。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告11.1.7预备费基本预备费按一至五部分投资合计的5%计算；价差预备费据计投资[1999]1340号文,投资价格指数按0%计算。11.2投资主要指标XX水库除险加固工程总投资为2416.19万元，其中枢纽部分投资为2392.44万元，移民环境投资为23.75万元。工程投资见工程概算总表10.1。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告表10.1工程概算总表单位：万元编号工程或费用名称建安工程费设备购置费其他费用投资合计Ⅰ工程枢纽部分2392.44第一部分：建筑工程1565.991565.99一挡水工程664.64664.64二泄洪工程554.90554.90三引水工程217.81217.81四交通工程37.5037.50五房屋建筑工程36.0036.00六其他建筑工程55.1455.14第二部分：机电设备及安装工程13.2886.1999.47一水情自动测报系统40.2940.29二外部观测设备及安装工程7.657.65三办公管理设备及安装工程4.854.85四交通设备30.0030.00五电气设备及安装工程13.283.4016.68第三部分：金属结构设备安装工程39.2181.94121.15一引水工程39.2181.94121.15第四部分：施工临时工程104.68104.68一导流工程39.4539.45二施工交通工程19.2019.20三房屋建筑工程28.9628.96四其他施工临时工程17.0617.06第五部分：独立费用387.22387.22一建设管理费200.36200.36二科研勘测设计费160.41160.41三建设及施工场地征用费1.281.28四其他5.175.17五大坝安全鉴定费20.0020.00一至五部分投资合计1723.16168.13387.222278.51基本预备费113.93静态总投资2392.44Ⅱ移民环境投资23.75一水土保持工程费14.53二环境保护费9.22∑工程总投资2416.19264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告12经济评价12.1概述12.1.1概述XX水库始建于1958年，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖及发电等综合利用的中型水利枢纽工程，至今已运行近50年。现在，水库的大部分设施已相当老化，存在不少隐患，为保障水库各项功能的延续及其下游人民生命财产的安全，必须进行除险加固。该项目属社会公益性质。12.1.2评价依据及主要成果XX水库除险加固工程的经济评价以国家发改委、建设部发布的《建设项目经济评价方法和参数》（第三版）和水利部发布的《水利建设项目经济评价规范》(SL72—94)为依据，社会折现率取8%，建设期按二年计，运行期按二十年计，计算基准点为建设期初，投入和产出均按年末发生和结算。本项目经济评价主要以国民经济评价为主，在财务方面，计算项目的实际收入和运行费用，看财务收入能否维护项目正常运行。经计算，可知国民经济评价指标较好，财务收入能维护正常运行。具体详见以下内容。12.2国民经济评价12.2.1投资和费用（1）投资由前面的设计概算可知，本次除险加固工程的总投资为2416.19万元。国民经济评价时，投入和产出须采用影子价格。本工程的影子价格投资可采用工程静态投资乘以影子价格换算系数来计算。根据近几年的物价水平，影子价格换算系数近似取1.0，因此，直接采用静态总投资作为影子投资。（2）费用项目在运行期的费用主要为运行费，根据以往情况，年运行费按投资的2.0%计，则国民经济评价时影子价格的年运行费为：2416.19×2.0％＝48.32万元12.2.2效益前面已经提到，本水库以灌溉为主，兼顾防洪、发电、养殖等多种效益。下面从国名经济角度对水库的各项效益进行分析：264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告(1)防洪效益XX水库建成后使下游约4.0万人和2.0万亩农田的防洪标准得以提高。按有无项目对比法,XX水库平均每年可减免的洪灾损失按85元/人和110元/亩计,因此,XX水库多年平均防洪效益为：85×4.0+110×2.0=560（万元）(2)灌溉效益XX水库可有效灌溉2.0万亩农田,本次计算中水库和渠系的灌溉效益各按40%和60%计,根据我省有关统计资料及XX水库的具体情况,本项目灌溉效益按平均增产水稻80公斤/亩计,稻谷价格平均按1.2元/公斤计,因此,水库的年灌溉效益为：（80×2.0×1.2）×40％＝76.8（万元）(3)发电效益XX水库电站总装机为2×160千瓦，多年平均发电量为65万千瓦时。国民经济平均时，电价采用影子电价。其影子电价以华中电网平均影子电价0.2225元/kw.h为基础,再按电站地点作相应调整。根据《小水电站建设项目经济评价规程》，该电站与大电网的关系调整系数K1＝1.10，该地区缺电情况调整系数K2＝1.10，这样，该电站的影子电价为0.2225×1.10×1.10＝0.2692（元/kw.h）因此，国民经济评价时的发电效益为：65×0.2696＝17.52（万元/年）(4)养殖效益XX水库每年可养鱼约7.0万公斤，按平均2.0元/公斤的纯收入计，则年养殖效益为：7.0×2＝14（万元）以上效益合计为：560＋76.8＋17.52＋14＝668.32（万元）此为XX水库除险加固后的总体效益，本次除险加固工程所产生的经济效益近似按总体效益的50%计，即为668.32×50％＝334.16（万元）除经济效益外，本次除险加固工程还具有一定的社会效益，其对水库下游人民生命财产的安全具有很好的保障作用。12.2.3国民经济评价指标计算本项目国民经济评价指标计算三项：经济内部收益率EIRR、经济净现值ENPV264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告和经济效益比EBCR。(1)经济内部收益率EIRR：式中B——年效益，万元；C——年费用，万元；n——计算期，年；t——计算期各年的序号；（B-C）t——第t年的净效益，万元。(2)经济净现值ENPV：式中IS——社会折现率，IS＝8%；其余同前。(3)经济效益费用比EBCR：项目效益现值与费用现值之比，其计算表达式为：式中：EBCR——经济效益费用比；Bt——第t年的效益，万元；Ct——第t年的费用，万元；其余同前。经计算，得出此三项指标值为：经济内部收益率EIRR=8.80%；经济净现值（Is＝8%）ENPV＝137.15万元；经济效益费用比（Is＝8%）EBCR＝1.05；由以上指标值可看出，XX水库除险加固工程的国民经济效益较好。12.2.4国民经济评价结论按《水利建设项目经济评价规范》的要求，前面计算的三项国民经济指标应EIRR≥264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告Is＝8%、ENPV≥0、EBCR≥1，项目在经济上才合理可行。本工程项目这三项指标均高于规定值较多，可见投资者为该工程付出代价后，除得到符合社会折现率8％的社会盈余外，还可以得到137.15万元现值的超额社会盈余，说明国民经济效益较好。因此，可得国民经济评价结论为：项目在国民经济方面是合理可行的。12.3财务收支分析XX水库是具有一定公益性质的水利项目，且工程的财务收支由管理局统一管理，因此本次不作详细的财务评价，只对工程整体的财务作收支分析。12.3.1运行支出项目的运行成本为运行费，年运行费组成如前所述，其是本次投资所形成的枢纽设施的运行费。由于实际中除险加固前后的工程设施的维护修理费、人员工资等在财务上无法分开计算，因此，XX水库管理局枢纽部分总的运行支出为：(1)维护修理费根据原来XX水库此类费用的支出情况和此次投资所形成设施的情况分析，整个工程的维护修理费平均按34万元/年计。(2)工资和福利费XX水库管理局枢纽部分职工定员为10人，年工资平均按14000元/人计，则年工资总额为14.0万元，福利费按工资的14％计，则为1.96万元，该两项合计为15.96万元。(3)其他费用项目其他费用是指不属于以上各项的费用，包括办公费、差旅费、科研教育费、防汛费等等，按10万元计。以上三项费用之和为年运行支出，共计34+15.96+10=59.96万元。12.3.2财务收入前面分析了水库整体的国民经济收益。实际中，项目所得的财务收入有灌溉水费、发电收入和养殖收入，具体如下：（1）工程灌溉收入XX水库在工程除险加固后实际可灌溉2.0万亩农田，每年灌溉用水收费平均按9.8公斤稻谷收，平均每公斤稻谷按1.6元计，因此，年灌溉总收入为：2.0×9.8×1.6=31.36万元（2）发电收入XX水库电站总装机为320千瓦，多年平均发电量为65264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告万千瓦时，电站的上网电价为0.18元/千瓦时，因此，年售电收入为11.7万元。（3）水库养殖收入XX水库每年养殖收入平均约为14万元。以上收入合计为：31.36+11.7＋14=57.06万元。由收入、支出分析可知，XX水库的现状财务收入比支付运行费略差一些，要使工程正常运行，建议适当提高灌溉水费。由于本项目运行费取值较低，管理部门必须节支增收。12.4综合评价XX水库除险加固项目从国民经济评价的结果来看，其各项指标值均符合要求，效益良好，工程合理可行。在财务方面，若加强管理，适当提高灌溉水费，其收入能够维持工程正常运行。再者，由于工程存在隐患，除险加固势在必行。264 江西省XX市XX水库除险加固工程初步设计报告13附件一、附件附件1：关于XX市XX水库安全鉴定成果的核查意见附件2：XX水库大坝安全鉴定报告书附件3：XX市水利工程管护范围权属证书附件4：《鹰潭市水利工程水费核定、计收和管理实施办法》附件5：《XX市水利工程管理体制改造实施方案》二、其他附件附件1：设计图集附件2：设计概算附件3：地质报告264'