某水库除险加固工程初步设计报告

'某水库除险加固工程初步设计报告1综合说明1.1概述xxxx水库位于xxxx省xxxx镇北部，坝址座落在xxxx镇江西村境内。坝址地理位置处于东经111°40′30″~111°40′23″、北纬26°0′20″~26°0′27″之间，距xxxx镇5km，距城5km。xxxx水库属xxxx江水系xx水xx支流，水库坝址以上控制流域面积为0.12km2，干流长度为0.8km，干流平均坡降为76.80‰。水库正常蓄水位为100.1m，相应正常库容为21.5万m3；设计洪水位101.8m，相应库容为22.2万m3；校核洪水位为102.1m，相应总库容22.9万m3；死水位为95.09m，相应死库容为1.5万m3。设计灌溉面积0.1万亩，实际灌溉面积0.04万亩，是一座以灌溉为主、养鱼等综合利用的小（二）型水利工程。枢纽工程主要由大坝、溢洪道、输水涵洞和进水卧管等组成。大坝为均质土坝，现状坝顶高程102.46m，最大坝高10.1m，坝顶轴线长63.0m，坝顶宽4.3m；上游坝坡坡比为1：1.8，下游坝坡坡比为1：1.82。xxxx水库目前无溢洪道，根据实际地形和现场踏察，为了工程安全，本次设计在大坝右岸新开溢洪道。放水设施位于大坝右岸，由卧管和放水涵洞组成，放水涵洞为浆砌石拱涵，断面尺寸0.2×0.3m（宽×高），进口底板高程为95.09m，长53m；输水卧管为浆砌石箱形，截面尺寸0.2×0.2m（宽×高），长16.3m，采用木塞人工控制放水。xxxx水库于1975年动工兴建，1976年竣工。主体工程施工阶段采取大兵团作战的方法突击施工，施工人员为民工，技术力量薄弱，施工质量难以保证。工程运行30多年来，虽没有出现严重的异常情况，但仍出现了不少的险情，目前险情有进一步加剧的趋势。目前工程存在的问题和安全隐患主要有以下几个方面：a、大坝1)大坝渗漏严重：据钻孔压水试验表明坝基强风化带内，透水率q=18.9～19.9Lu,为中等透水层。坝基渗漏严重，大坝左侧接触带渗水湿润，坝基局部渗漏严重，下游坝脚存在多处集中渗漏，漏水量达0.04m3/s，且渗水量均随库水位-29- 某水库除险加固工程初步设计报告升高而增大。填土施工质量差，坝体局部抗渗性能偏低，下游面多处散浸湿润区。坝内、外坡局部塌洞，产生渗透变形。2）大坝内坡长期受库水浪蚀作用，凸凹不平；坝外破烂不堪，未种植草皮护坡。b、溢洪道该水库工程未建溢洪道，不能满足泄洪要求。c、输水涵洞1）放水涵洞漏水严重。2)现放水卧管外部浆砌石体多处裂缝，漏水严重，严重影响输水作用。d、水库尚未制定完善的防洪应急方案。e、大坝未设观测设施。f、从207国道至xxxx水库近1.4km的简易公路不能满足防汛抗洪抢险要求。xxxx水库是一座小（二）型水利工程，具有灌溉、防洪和养殖等综合效益，工程运行至今已产生了较大的经济效益和社会效益，但长期以来处于带病运行的状态。为使工程能正常运行，确保当地人民生命财产的安全，工程除险加固势在必行。2011年10月xxxx省xx水利水电勘测设计院（以下简称我院）受水利局的委托，在大量调查研究的基础上，对xxxx水库进行了大坝安全评价报告，并上报了《xxxx省xxxx水库大坝安全评价报告》，xxxx省xx水利局大坝安全鉴定专家小组对报告进行了评审，经专家审定：该工程为病险库，定为三类坝，并下发了《大坝安全鉴定报告书》，要求尽快组织力量对工程中存在的问题进行处理。2011年10月受水利局委托，我院对xxxx水库进行了除险加固初步设计，现已编制了《xxxx省xxxx水库除险加固工程初步设计报告》，请予上报。1.2水文xxxx水库属xxxx江水系xx水支流，水库坝址以上控制流域面积为0.12km2，干流长度为0.8km，干流平均坡降为76.8‰。水库所在流域属山丘区，地势较为平坦，河道较为弯曲，流域内植被条件一般。xxxx水库所在流域内属中亚热带季风性湿润气候区，具有气候温和、四季分明、严冬期短、暑热期长、春温多变、春夏多雨、夏秋多旱、光热充足、无霜期长等气候特点。-29- 某水库除险加固工程初步设计报告根据xx气象局实测资料统计：多年平均气温为17.9oC，极端最高气温为43.7oC（1951年8月7日），极端最低气温为－7.0oC（1977年1月30日）。多年平均相对湿度为78%，最小相对湿度为11%。多年平均蒸发量为1428.3mm。多年平均降水量为1484.9mm，年最大降水量为1937.6mm（1970年），最小降水量为950.0mm（1971年），最大日降水量为194.8mm（1976年7月9日），其中4～6月份降水量占全年41.7%，3～8月份降水量占全年68.75%。多年平均风速为3.1m/s，历年最大风速为25.7m/s（1973年4月11日），风向NNE，多年平均最大风速值为16.8m/s。历年平均日照数为1623.1h，多年平均无霜日287天，最短240天，霜雪冰冻期较少。xxxx水库为小（二）型水库，xxxx水库所在xx支流上设立水文测站，属无任何水文资料地区。2009年水库大坝安全评价和本次水库除险加固初步设计洪水复核均根据xxxx省水利厅1984年编制的《xxxx省暴雨洪水查算手册》进行计算。1.3工程地质1.3.1地质概况工程区位于xxxx江水系xx水xx支流xxxx镇江西村境内。工程区属丘陵地貌，河谷对称呈“U”形，两岸山顶高程106～118m，河床高程88.00m左右。河谷两岸阶地不发育，植被发育良好。工程区地层比较单一，主要有第四纪冲洪积层（Qal+pl）、残坡积层（Qel+dl）和石炭系下统岩关阶下段（C1y1）黄褐色中厚层砂岩。自新到老分述如下：第四纪冲洪积层（Qal+pl）：主要为砂卵石含粉土混合堆积层，结构松散，强透水，层厚0.5～2m，分布在大坝上、下游河床及凸岸阶地一带。第四纪残坡积层（Qel+dl）：黄褐色，含碎石、砾石、砂质粘土。结构松散，弱透水性，层厚0.5～5.0m，分布在两岸山坡。石炭系下统岩关阶下段（C1y1）：黄褐色，中厚层状炭岩，局部夹薄层粉砂岩。具有中等力学强度。分布在整个库坝区，是大坝主要持力层。工程区内地质构造简单，岩层单斜、岩层产状变化不大，其产状为305°∠20°，区内未见大的断裂构造和节理密集带。由于长期风化，岩石表层节理裂隙发育，其节理裂隙产状为170°∠83°。-29- 某水库除险加固工程初步设计报告1.3.2工程地质问题a、大坝据钻孔发现，大坝施工清基不彻底，基岩表部存在4～6m强风化层，岩石较破碎，节理裂隙较发育，其节理裂隙产状170°∠83°，岩芯多呈短柱状。据钻孔压水试验获得坝基接触面透水率为18.9～19.9Lu值，属中等透水性，见表3.3-1（大坝钻孔压水试验成果统计表）。这主要是由于当时技术落后，施工队伍主要为农民工，施工清基不到位，坝基与岸坡结合部位没有设截水齿槽等防渗措施，长期在库水的浸泡、溶蚀及冲刷作用下，坝基弱风化岩层与表部强风化层接触面淋滤渗漏比较严重，导致坝基局部渗漏严重，下游坝脚存在多处集中渗漏，漏水量达0.04m3/s，且渗水量均随库水位升高而增大，存在安全隐患。b、溢洪道该水库工程未建溢洪道，不能满足泄洪要求，急需新建溢洪道。c、输水建筑物放水设施由涵洞和卧管组成。卧管布设在大坝左岸山体，浆砌石结构，年久失修，灰缝脱落，局部开裂；卧管的主要持力层是石炭系下统岩关阶下段中厚层灰岩，局部夹薄层粉砂岩。由于长期风化、库水的溶蚀及冲刷作用，浆砌石卧管的灰浆已部分脱落，库水沿灰浆缝渗漏。输水涵洞位于大坝右坝段，涵洞的主要持力层是坝体填土（含少量砾的粉质粘土、粉质粘土），由于填筑时施工质量差，石灰砂浆砌筑的涵洞周边土体压密不实，因溶蚀浆砌石体灰缝脱落，涵管渗漏严重，存在安全隐患。1.3.3抗震评价根据GB18306-2001版1：400万《中国地震动峰值加速度区划图》和《中国地震动反应谱特征周期区划图》，该区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，相应的地震基本烈度小于Ⅵ度，按《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97)规定，大坝等建筑物除险加固初步设计可不作地震设防。1.4工程任务与规模根据调洪演算成果，xxxx水库设计洪水位101.8m，校核洪水位102.1m，总库容-29- 某水库除险加固工程初步设计报告22.9万m3，该水库为小（二）型水库，属Ⅳ等工程，其主要建筑物按5级建筑物，次要建筑物按5级进行除险加固初步设计；水库大坝等永久性建筑物洪水标准为：20年一遇设计；200年一遇校核。复核得xxxx水库主坝最低高程不得低于102.46m，而现坝顶高程102.46m，基本满足规范要求，但达不到防浪要求，故需设计防浪墙。1.5水库除险加固设计1.5.1大坝除险加固设计根据大坝存在的问题及安全鉴定专家意见，针对大坝坝基渗漏、坝身渗漏等问题设计采用方案为：坝基帷幕灌浆+坝体冲抓回填+坝内坡砼预制块护坡+坝外坡草皮护坡+新增贴坡排水。即在大坝坝顶轴线处开孔作坝体冲抓套井回填构筑粘土防渗墙，孔深至建基面，孔径1.1m，孔距0.78m，建基面下接坝基帷幕灌浆，帷幕深入基岩深度按透水率为10Lu值控制，两岸向左、右分别将帷幕线延伸至正常蓄水位与相对不透水层在两岸的相交处。大坝上游坝坡从高程95.09m至坝顶进行砼预制六角块护坡。1.5.2溢洪道改造加固设计根据现场勘查，本次加固设计方案为：在大坝右岸开挖新建溢洪道，溢流堰为正槽式，堰顶高程为101.46m，堰顶宽1.5m，规划设计全长84.0m，底板采用20cm厚C20砼衬砌，侧墙采用M7.5浆砌石挡墙和15cm厚砼防渗。1.5.3输水设施改造设计放水卧管位于大坝右岸山体，为钢筋砼圆形结构，内径0.3m,长16.3m,纵坡1：2.5，设13级防水孔，相邻放水孔间的高差为0.5m，最低一级防水孔的进口高程为96.09m,放水孔为圆形，孔径为0.20m,采用人工木塞控制；放水卧管尾端设消力井，消力井尺寸为钢筋砼箱涵，断面尺寸为1×1×1m（长×宽×高）。消力井前设置3.0m长的放空进水槽，进口底板高程为95.09m。消力井与放空槽之间设底孔启闭排架，启闭排架高1.5m,由一扇1.0×0.9m（宽×高）平板钢闸门控制，采用人工启闭。由于原涵洞存在严重渗漏，所以在大坝右岸原涵洞开挖清除，重新新建Ф50钢筋砼涵管。1.5.4安全监测设施-29- 某水库除险加固工程初步设计报告xxxx水库目前无安全监测设施，本次大坝主要观测设施设计考虑小（二）型水库不作观测设施。1.5.5防汛公路新建xxxx水库没有直接通往坝顶的防汛公路，车辆无法通行，不能满足防汛抢险的要求，所以需新修防汛公路，长1.4km。1.6水土保持和环境保护设计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。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（含大坝工程区、溢洪道、放水设施）、取土场、弃渣场、施工场地、施工道路；直接影响区主要有道路影响区等（直接影响区不采取水保措施，也不计入水土保持补偿面积）。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0.30hm2，其中项目建设区0.25hm2，直接影响区0.05hm2。本项目建筑物范围及管辖范围、施工场地和料场等区域共扰动地面面积0.07hm2。工程建设本身有的已考虑了有利于水土保持的工程措施，因此仅对可能造成水土流失的部分进行防治处理。在施工完毕后，对可能造成水土流失之处主要采取土地平整和植林草覆盖的措施进行处理。本工程新增水土保持措施工程专项投资4.24万元，水土保持补偿费0.11万元。工程本身属无污染工程。该工程加固处理既不抬高库水位也不增加下泄流量，能使大坝安全运行，使下游减轻洪灾损失，有助于改善库区周围环境质量。但在施工过程中将对施工区域内的自然环境与生态环境产生一定程度的影响，但可通过相对措施加以减免。具体措施有：⑴加强施工区环境保护；⑵道路及护坡工程施工时，防止水土流失，采取对边坡进行护坡处理，种植草皮，草皮护坡按网格铺设，对路面有交通要求的进行改造；⑶设置环境保护管理机构。-29- 某水库除险加固工程初步设计报告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4.38万元。1.7工程管理设计按照中华人民共和国水利部、财政部2004年5月颁布的《水利工程管理单位定岗标准》（试点），管理所定编人员为2人。xxxx水库管理范围包括水库枢纽工程和生产生活区，即已征用的土地范围。保护范围包括建筑物保护范围和水库保护范围。对现有办公及生活危房、防汛仓库等进行改造、新建，配置防汛专用车、船，完善水库调度系统。1.8施工组织设计本次除险加固工程主要项目有大坝上游砼预制块护坡、大坝坝基、坝体防渗加固等，另有输水涵洞、溢洪道等项目整修加固及防汛公路整修扩建等。工作内容主要有土方开挖、土方填筑、石方开挖、浆砌块石、钢筋砼及砼、帷幕灌浆、砼预制块护坡等。本工程对外交通不太方便，需修建长1.4km临时施工道路。本工程施工所需建材主要为河砂、砾石、块石及部分土料，其他建材主要为水泥、钢筋及炸药、木材、油料等。河砂、砾石可从零陵城区砂料场购买，运距4km；块石可从附近石料场开采，运距4km；少量土料可从坝址附近2km范围内的江西土料场开采；水泥、钢筋、木材、油料等均可在零陵城区相关市场购买，运距4km。相应相关建材均满足设计要求。本工程对外交通依靠公路，水、电可直接由库内和当地电网供应，施工临时建筑物利用水库管理所或附近宽阔坪地已有场地和建筑。溢洪道和放水设施施工导流洪水标准采用枯水期5年一遇洪水。-29- 某水库除险加固工程初步设计报告水泥仓库、砂砾石堆场、砼预制场、钢筋及木材加工厂等宜布置在靠近大坝段进场公路旁较为空旷处；不足部分可租用民房；空压机可布置在靠近用风项目作业区近旁平坦、安全处；灌浆作业设备可直接布置在灌浆作业区内，制、灌浆设备均应布置在灌浆棚内；机修、汽修及油料仓库应尽量利用水库管理所现有设施。因施工时段较短，故所有临建设施均采用棚式结构。本工程施工总工期为4个月，即第一年11月～第二年2月，施工准备工程期为第一年10月下旬，主体工程施工期4个月，即第一年11月～第二年2月，扫尾工程期为第二年2月，其中防汛公路整修改建施工安排在第二年2月上旬至2月底进行施工。高峰期施工人数45人。1.9工程概算（1）定额依据：根据编规的有关规定，建筑工程执行水利部水总（2002）第116号文颁发的《水利建筑工程概算定额》；施工机械台时费执行水利部水总（2002）第116号文颁发的《水利工程施工机械台时定额》。安装工程执行水建管（1999）523号文颁发的《水利水电设备安装工程概算定额》及水建（1993）63号文颁发的《中小型水利水电设备安装工程概算定额》。(2)费用标准及依据：执行xxxx省水利厅xxxx水建管（2008）第16号文颁发的《xxxx省水利水电工程设计概（估）算编制规定》。本工程总投资为186.13万元，静态投资为176.62万元，其中基本预备费为8.41万元。2水文2.1流域概况xxxx水库位于xxxx省xx双牌县xxxx镇北部，坝址座落在xxxx镇江西村境内。坝址地理位置处于东经111°40′30″~111°40′38″、北纬26°0′20″~26°0′27″之间，距xxxx镇1.4km，距双牌城区5km。该枢纽工程是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养鱼等综合利用的小（二）型水利工程。xxxxxxxx江水系xx水xx支流，本次设计洪水计算的流域参数均采用万分之一地形图反复量测计算，从而求得水库坝址以上控制流域面积为0.12km2，外引控制流域面积为30km2，干流长度为0.8km，干流平均坡降为76.80‰。水库所在流域属山丘区，地势较为平坦，河道弯曲，流域内植被条件一般，具体详见《xxxx水库水系示意图》(图一)。水库所在流域上游无控制性水利工程。该水库工程主要由大坝、溢洪道（现状无）-29- 某水库除险加固工程初步设计报告、输水涵洞和进水卧管等组成。该工程于1975年初动工兴建，1976年底建成蓄水，为小（二）型水库。大坝为均质土坝，最大坝高为10.1m，坝顶高程为102.46m(假设高程，以下同)。水库正常蓄水位为101.40m，相应正常库容为21.5万m3；死水位为95.09m，相应死库容为1.5万m3。本次设计溢洪道为正槽式，堰顶高程为101.40m，溢洪道宽度为1.5m。2.2气象xxxx水库所在流域内属中亚热带季风性湿润气候区，具有气候温和、四季分明、严冬期短、暑热期长、春温多变、春夏多雨、夏秋多旱、光热充足、无霜期长等气候特点。根据xx气象局实测资料统计：多年平均气温为17.9oC，极端最高气温为43.7oC（1951年8月7日），极端最低气温为－7.0oC（1977年1月30日）。多年平均相对湿度为78%，最小相对湿度为11%。多年平均蒸发量为1428.3mm。多年平均降水量为1484.9mm，年最大降水量为1937.6mm（1970年），最小降水量为950.0mm（1971年），最大日降水量为194.8mm（1976年7月9日），其中4～6月份降水量占全年41.7%，3～8月份降水量占全年68.75%。多年平均风速为3.1m/s，历年最大风速为25.7m/s（1973年4月11日），风向NNE，多年平均最大风速值为16.8m/s。历年平均日照数为1623.1h，多年平均无霜日287天，最短240天，霜雪冰冻期较少。本地区暴雨在4～7月为锋面暴雨，8月为台风暴雨，前者降雨的天气系统在高空为低槽、低涡，中层为低涡切变，地面为冷锋、静止锋，暴雨的走向多由北向南、由西向东，后者降雨的天气系统为台风或减弱了的热低压，暴雨的走向多由东向西或由东南向西北。由于暴雨集中、强度大，故春夏易发生山洪，其洪水特性是汇流集中快、历时短、变化大。2.3径流xxxx水库所在流域属中亚热带季风性湿润气候区，径流主要由降雨形成，鉴于xxxx水库本身水文资料极为缺乏，根据卯江桥水文站现有资料统计分析，多年平均降雨量1558.0mm，多年平均径流系数为0.4，多年平均径流深869.3mm，多年平均径流量10.61万m3。-29- 某水库除险加固工程初步设计报告2.4设计洪水2.4.1工程等级及洪水标准复核xxxx水库原设计报告采用的洪水标准为：200年一遇校核，20年一遇设计。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），该水库属小(二)型水库，大坝属Ⅳ等4级建筑物，安全评价复核和本次设计考虑该水库工程控制流域面积较小、库容相对较大，失事的可能性及重要性相对较小，故其洪水标准取低限值，按200年一遇校核，20年一遇设计，10年一遇消能防冲。2.4.2设计暴雨xxxx水库所在地理位置属于山丘区，洪水由暴雨形成，形成洪水的暴雨历时一般为二十四小时。由于该水库所在小流域上无任何水文测站，只在邻近流域上有双牌水文局，该站与xxxx水库的地理位置、下垫面条件和流域特性基本一致，且一致性较好，故选双牌水文局雨量站作为设计流域参证站，直接移置参证站暴雨资料至设计流域，组成xxxx水库历年最大一日暴雨系列，并对该系列进行频率计算，用P-Ⅲ型曲线对经验值进行适线，同时采用H24h=1.1×H1日作为xxxx水库24小时降雨量，计算成果如表2-2。查《xxxx省暴雨洪水查算手册》中等值线图，得二十四小时雨量均值等参数，计算成果如表2-2。表2-2xxxx水库实测暴雨频率计算成果与查算手册等值线图成果比较表计算方法统计参数各设计频率（P%）设计值(mm)备注均值CVCS/CV0.55.010.0等值线图法100.00.403.5253208.0178.0查手册等值线图所得计算成果与《xxxx省暴雨洪水查算手册》等值线图查算成果进行比较，具体如表2-2，从表中可知，本次实测计算成果与等值线图成果相差较大，为了工程安全考虑，本次设计采用查算手册等值线图查算成果。2.4.3设计洪水计算xxxx水库所在流域属无水文资料地区，只能采用设计暴雨推求设计洪水计算方法，本次设计洪水计算方法采用《xxxx省暴雨洪水查算手册》中推理公式图解试算法。-29- 某水库除险加固工程初步设计报告2.4.3.1设计净雨计算xxxx水库坝址以上最大24h点设计暴雨量如表2-2。根据点面关系进行面雨量转换，根据《xxxx省暴雨洪水查算手册》知xxxx水库属暴雨一致区第8区，依据集雨面积，查得点面关系系数α=0.999，由此可得：200年一遇校核工况24h面暴雨量为253mm，20年一遇设计工况24h面暴雨量为178.0mm，10年一遇消能防冲工况24h面暴雨量为1560mm。由24h设计面暴雨量推求短历时设计暴雨量，参照《xxxx省暴雨洪水查算手册》，最大1～6小时暴雨的时程分配公式为：Ht=H24×24n3-1×6n2-n3×t1-n2最大6～24小时暴雨的时程分配公式为：Ht=H24×24n3-1×t1-n3式中：Ht─1～24小时内任一t时段的暴雨量；n2、n3─依地理位置、集雨面积及降雨量而变的参数；t─对应Ht的时间。地面总径流深按下式计算：R上=ψ×R总式中：R上─地表径流深，mm；ψ─地表径流占总径流的比值；R总─总径流深，mm。2.4.3.2设计净雨分配过程根据xxxx水库的地理位置查《xxxx省暴雨洪水查算手册》，本工程属产流分区第Ⅰ区，降雨初损为I0=30mm。设计净雨分配过程采用第3区概化雨型时程分配表进行计算。-29- 某水库除险加固工程初步设计报告2.4.3.3设计洪峰流量根据推理公式由设计暴雨推求设计流量，地表径流洪峰流量Qm上和汇流时间τ可由以下公式计算：Qm上=0.278×F×Rt/tτ=0.278×L/(m×J1/3×Qm上1/4)式中：Qm上─地表洪峰流量(m3/s)；F─坝址以上流域面积(km2)；Rt/t─地面径流强度；τ─汇流时间(h)；L─流域干流长度(km)；J─干流平均坡降；m─因流域形状而变的系数。1）汇流参数m值计算根据《xxxx省暴雨洪水查算手册》和工程所在位置位于山丘区，以及流域地理参数θ=5.47＜22，取外包线方程m=0.183×θ0.489=0.420。2）Rt/t值计算根据最大24h概化雨型时程分配表中净雨过程，自最大时段净雨开始，向前后相邻时段连续累加，并除以相应的历时t，即可得Rt/t值。3）地表径流洪峰流量Qm上及汇流时间τ计算点绘Rt/t~t关系曲线，根据Rt/t~t关系曲线利用标准化计算程序采用试算法即可求出，设计洪水计算参数如表2-3。2.4.3.4设计洪水过程线推求1）地表径流过程首先用下式计算地表径流总量：∑Qi上=R上×F/（3.6×Δt）-29- 某水库除险加固工程初步设计报告然后按地表径流峰量比Qm上/∑Qi上在《xxxx省暴雨洪水查算手册》中选择对应的径流分配系数，用各时段的分配系数分别乘以∑Qi上即得地表径流过程。2）地下径流过程已知地下径流深R下=R总－R上，由Qi～t过程线知地面径流过程底宽为T小时，以第T小时处为地下径流峰顶位置，按三角形关系求地下径流峰值Qm地=F×R下/（3.6×△t）/T。自Qm地开始每增减一个时段，其流量即减少一个△Q地=Qm地/T，由此可得地下径流过程Qo～t线。3）入库洪水总量入库洪水总量由公式Wm=R总×F计算，4）设计洪水过程线将地表径流过程线与地下径流过程线相叠加即为设计洪水过程线。xxxx水库不同频率下设计洪水过程线计算成果如表2-5及图二。表2-5　xxxx水库校核、设计、消能防冲洪水过程线单位：m3/s时段△t=1hP=0.5%P=5%P=10%时段△t=1hP=0.5%P=5%P=10%00.140.10.170.380.270.2111.250.870.6580.330.210.1721.671.250.9890.270.210.1731.040.710.55100.220.160.1640.710.460.38110.270.160.1650.550.380.33120.210.160.1660.440.330.3130.190.140.142.4.4成果合理性分析1）各阶段设计成果的分析比较xxxx水库于1958年兴建时和2009年安全评价阶段对坝址设计洪水进行过计算，各阶段设计洪水成果如表2-6。-29- 某水库除险加固工程初步设计报告表2-6　　xxxx水库各阶段坝址设计洪水成果表设计阶段各频率下设计洪峰流量(m3/s)备注P=0.2%P=0.5%P=2%P=5%原设计报告3.78/3.2/F=0.12km2安全评价1.671.250.98F=0.12km2，L=0.8km，J=76.8‰本次初步设计1.671.250.98F=0.12km2，L=0.8km，J=76.8‰备注：均以洪水过程线计算成果峰值进行比较。由于本次设计复核的流域面积小，相应洪水模数应该大，符合流域的基本规律，说明计算成果基本合理，完全能满足本阶段设计要求。2）与邻近水库的设计洪水成果比较如表2-7。表2-7xxxx水库与邻近水库20年一遇洪水成果比较表水库名称集雨面积(km2)项目P=5%xxxx水库0.12Qmax(m3/s)1.67洪峰模数(m3/s/km2)5.08前进水库13.0Qmax(m3/s)103.6洪峰模数(m3/s/km2)5.76xxxx水库和前进水库相隔较近，属于邻近流域和区域范围内，地理特性和下垫层条件基本一致。从两水库控制流域参数比较：xxxx控制流域面积小、干流长度短、干流平均坡降陡，从流域特性分析，同一频率洪峰模数应该大。从上表成果分析，计算成果是合理的，因此，xxxx水库设计洪水在面上平衡分析是合理的。本次设计成果可满足本阶段设计的要求。2.4.5分期洪水xxxx水库枯水期一般为10月至次年3月，水库除险加固施工最好选择在这段时期进行。根据库区降雨情况分析，一般分10月至次年3月、11月至次年2月、12月至次年1月三种，根据xxxx雨量站数据统计并采用P-Ⅲ型理论曲线，各种洪水的估算结果如表2-8。表2-8分期洪水估算结果表项目10月至次年311月至次年212月至次年1月-29- 某水库除险加固工程初步设计报告月月统计参数一日降雨量均值(mm)47.535.926.7CV0.40.40.4CS/CV3.53.53.5洪水总量（万m3）10年一遇2.851.691.475年一遇1.721.571.53年一遇1.311.581.5水库水位(m)10年一遇97.597.496.45年一遇96.596.296.13年一遇96.496.396.1备注：1、径流系数采用枯水期平均值0.4；2、起调水位为死水位95.09m，相应死库容1.5万m3；3、集雨面积内的来水量全部留在水库内；4、水库水位由库容曲线查算。2.5水库调洪计算2.5.1基本资料2.5.1.1入库流量过程线xxxx水库没有进行入库流量观测，故入库流量过程线利用《xxxx省暴雨洪水查算手册》求得，成果如表2-5。2.5.1.2库容曲线由于xxxx水库所在流域植被一般，水土流失较少，泥沙较少，水库淤积不多，本次设计水库库容曲线仍采用1958年原设计成果，原设计库容曲线成果如表2-9和图三。表2-9　　xxxx水库库容曲线表水位（m）95.09100.1101.3101.8102.1库容（104m3）1.521.521.922.222.92.5.1.3泄流曲线xxxx水库泄流设施有溢洪道和输水涵洞，主要泄水建筑物为溢洪道，从工程偏安全角度考虑，本次初步设计泄流计算不考虑涵洞泄流，仅考虑溢洪道泄洪。xxxx-29- 某水库除险加固工程初步设计报告水库溢流堰为正槽式宽顶堰，过流总长度为2.0m。溢流堰泄流方式为自由出流，根据原设计资料，泄流计算公式如下：式中：σ──淹没系数，σ=1；ε──侧收系数，；m──流量系数，查《水力学》公式（11.18），取0.335；B──溢流堰过流宽度，B＝2.0m；Ho──包括行近流速在内的堰上水头，H0=H+a×Vo2/(2×g)。由上式经计算可求出不同水位下的下泄流量。2.5.2调洪计算的基本方程本次设计采用以静库容曲线进行调洪演算。调洪基本方程为：[(Q1+Q2)/2-(q1+q2)/2)]×dt×3600=V2-V1q=f(h)V=f(Z)式中：Q1、Q2──前后入库洪水流量，m3/s；q、q1、q2──前后出库流量，m3/s；V、V1、V2──相应库容，m3；h──溢洪道过水深度，m；dt──时段长，h；Z──水库水位，m。2.5.3调度原则及洪水调节计算成果xxxx水库调度原则为：溢洪道采用正槽式宽顶堰，堰顶高程为102.46m，无闸门控制。本次计算采用无泄量控制的方式，基本过程是：从正常蓄水位100.10m-29- 某水库除险加固工程初步设计报告起调，当入库流量大于溢洪道的泄洪能力时，库水位上涨，水库滞洪；至入库流量等于溢洪道的泄洪能力时，水库水位达到该次洪水的最高水位；随后，入库流量小于溢洪道的泄洪能力时，库水位下降。为了工程安全，输水涵洞不参加调洪演算。根据水位-库容曲线及复核的泄流曲线，洪水起调水位为100.1m，采用试算法逐时段进行洪水调节计算，可求得xxxx水库200年一遇校核洪水位为102.1m，20年一遇设计洪水位为101.8m，10年一遇消能防冲设计洪水位为101.1m。2.6坝顶高程复核和溢洪道控制段岸墙顶部高程复核2.6.1坝顶高程复核xxxx水库为Ⅳ等工程，大坝为4级建筑物，根据本次洪水复核结果确定的设计、校核洪水位，对大坝坝顶高程进行复核，以确定本坝坝顶高程是否满足防洪要求。2.6.1.1基本资料1）水位本次洪水复核确定的水位如下：正常蓄水位：100.10m；设计洪水位（P=5.0%）：101.8m；校核洪水位（P=0.5%）：102.1m。2）气象资料汛期多年平均最大风速：16.8m/s。吹程：吹程0.40km。3）地震烈度根据《中国地震动参数区划图》，工程区地震基本烈度为VI度，按规范，可不考虑地震安全加高。2.6.1.2坝顶高程确定根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），以下简称《规范》，xxxx水库大坝的坝顶高程取以下两种情况的最大值。（1）设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高；-29- 某水库除险加固工程初步设计报告（2）校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高。2.6.1.3安全加高《规范》规定的安全加高值如表2-15。-29- 某水库除险加固工程初步设计报告表2-15土石坝安全加高值表运用情况安全加高（m）坝的级别1234、5设计工况1.51.00.70.5校核工况0.70.50.40.32.6.1.4计算公式坝顶超高按《规范》有关公式计算如下：1）风浪要素按蒲田试验站公式计算：Lm=g×Tm2×th(2×π×H/Lm)/（2×π）式中：hm──平均波高，m；Tm──平均波周期，s；W──计算风速，m/s，正常运用条件下W=1.5W0；非常运用条件下，W=W0；W0──历年汛期最大风速平均值，m/s；D──风区长度，m；Hm──水域的平均水深，m，设计工况2.72m，校核工况2.89m；H──坝前水深，m，设计工况8.17m，校核工况8.42m；g──重力加速度，取9.81m/s2；Lm──平均波长，m。-29- 某水库除险加固工程初步设计报告2）风壅水面高度计算风壅水面高度在有限风区的情况下，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K=3.6×10-6；D──由计算点逆风向量到对岸的距离（风区长度），m；β──计算风向与坝轴线法线的夹角，（o）。3）波浪爬高计算在风的直接作用下，正向来波的单一斜波上的波浪爬高按下列方法确定：当m=1.5～5.0时，按下式计算：Rp=Kp×Rm式中：Rm──平均波浪爬高，m；K△──斜坡的糙率及渗透性系数，根据护面类型按规范表A.1.12-1确定：取0.9；Kw──经验系数，根据风速W（m/s）、坝前水深H(m)、重力加速度（9.81m/s2）组成的无维量W/（gH）0.5，按规范表A.1.12-2确定；Rp──累积频率为P的波浪高（m）；Kp──爬高累积频率折算系数按规范表A.1.13确定，对1、2、3级土石坝，爬高累积频率取1%，对4、5级土石坝，爬高累积频率取5%；m──斜坡坡率，取3.3；hm──平均波高，m；Lm──平均波长，m。-29- 某水库除险加固工程初步设计报告4）坝顶超高计算坝顶超高按下列公式计算：Y=R+e+A式中：Y──坝顶超高，m；R──设计波浪爬高，m；e──设计风壅水面高，m；A──安全加高，m。2.6.1.5计算结果坝顶超高计算结果如表2-16。表2-16xxxx水库坝顶高程复核计算成果表项目计算情况水位（m）风浪爬高（m）水面壅高（m）安全加高（m）计算坝顶高程（m）现状坝顶最低高程（m）设计工况101.80.20.0080.50102.5102.46校核工况102.10.150.0040.30102.45根据计算结果，大坝坝顶高程现状最低值小于设计工况和校核工况计算值，不能满足规范要求，要设防浪墙。2.6.2溢洪道控制段岸墙顶部高程复核xxxx水库溢洪道位于大坝右岸，溢流堰采用正槽式宽顶堰，无闸门控制。根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）2.3.7规定，溢洪道控制段岸墙顶部高程不得低于校核洪水位加安全超高值。溢洪道安全超高下限值如表2-17。表2-17　　　　　　　　安全超高下限值表运用情况控制段建筑物级别123挡水0.70.50.4泄洪0.50.40.3由于本水库工程属Ⅳ等4级工程，参照上表按5-29- 某水库除险加固工程初步设计报告级工程取安全超高，从而求得校核洪水位与安全加高之和为：102.1+0.3=102.4m，由于目前还未建溢洪道，要求新建溢洪道控制端岸墙高程达到102.4m。3工程地质3.1概述xxxx水库位于xxxx省xxxxxx镇南部，坝址座落在xxxx镇江西村境内。坝址地理位置处于东经111°40′30″~111°40′38″、北纬26°0′20″~26°0′27″之间，距xxxx镇5km，距双牌城区5km。该枢纽工程是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养鱼等综合利用的小（二）型水利工程。xxxx水库大坝为均质土坝，大坝现状为：坝顶高程102.46m，最大坝高10.1m，坝顶轴线长63.0m，坝顶宽4.3m；上游坝坡坡比为1：1.8，下游坝坡坡比为1：1.82。该水库未建溢洪道，输水涵洞位于大坝右坝端，涵洞进口底板高程95.09m；放水卧管位于大坝右岸，为浆砌石箱形。水库于1975年动工，1976年完成，由于兴建时技术力量不足，施工队伍为当地农民工，大坝施工时，清基不到位，基岩表部强风化层没有作防渗处理，坝体填土施工碾压质量不均匀，大坝施工质量差，水库建成后至今已运行30多年，工程的逐年老化，再加上年久失修，大坝存在不少病险隐患。2011年10月由xxxx省永州工程地质勘察院进行了除险加固安全鉴定阶段勘测，根据《xxxx水库大坝安全鉴定报告》，大坝主要存在以下几方面问题：1）大坝上、下游坝坡没有块石护坡，坝面杂草丛生，水库大坝下游坝脚无排水棱体，坝内、外坡存在局部塌洞；2）坝基局部渗漏严重，下游坝脚存在多处集中渗漏，漏水量达0.04m3/s，且渗水量均随库水位升高而增大；3）放水卧管为浆砌石结构，年久失修，灰缝脱落，局部开裂；涵洞存在渗漏；4）没有溢洪道。其完成的实物工作量如表3.1-1。-29- 某水库除险加固工程初步设计报告表3.1-1完成地勘工作量统计表序号工作内容单位工作量备注1工程地质勘察报告份121/1000坝区工程地质平面测绘km20.0331/1000坝轴线工程地质剖面测绘km0.0641/1000大坝地质纵剖面测绘km0.0851/1000大坝渗透剖面绘制km0.066钻孔进尺/孔数m/个55.4/37钻孔注水试验段次38钻孔压水试验段次69钻孔取土样组610土工试验组711钻孔柱状图张3121/1000溢洪道工程地质纵剖面图绘制km0.213天然建筑材料调查组日23.2工程地质概况3.2.1地形地貌工程区位于xxxx江水系xx水xx支流xxxx镇江西村境内。工程区属丘陵地貌，河谷对称呈“U”形，两岸山顶高程106～112m，河床高程85.00m左右。河谷两岸阶地不发育，植被发育良好。3.2.2地层岩性工程区地层比较单一，主要有第四纪冲洪积层（Qal+pl）、残坡积层（Qel+dl）和石炭系下统岩关阶下段（C1y1）黄褐色中厚层砂岩。自新到老分述如下：第四纪冲洪积层（Qal+pl）：主要为砂卵石含粉土混合堆积层，结构松散，强透水，层厚0.5～2m，分布在大坝上、下游河床及凸岸阶地一带。第四纪残坡积层（Qel+dl）：黄褐色，含碎石、砾石、砂质粘土。结构松散，弱透水性，层厚0.5～5.0m，分布在两岸山坡。石炭系下统岩关阶下段（C1y1-29- 某水库除险加固工程初步设计报告）：黄褐色，中厚层状炭岩，局部夹薄层粉砂岩。具有中等力学强度。分布在整个库坝区，是大坝主要持力层。3.2.3地质构造及地震工程区内地质构造简单，岩层单斜、岩层产状变化不大，其产状为305°∠20°，区内未见大的断裂构造和节理密集带。由于长期风化，岩石表层节理裂隙发育，其节理裂隙产状为170°∠83°。根据《中国地震动峰值加速度图》和《xxxx省地震烈度区划图》，坝址区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。相应地震基本烈度为小于Ⅵ度，而且坝址区周边无大的活动断裂通过，属相对稳定区。3.2.4不良地质现象工程区两岸地形较平缓，岸坡稳定。据调查，工程区内不存在崩塌、滑坡、泥石流等大的不良地质现象，主要是由于风化作用，表部岩石较破碎，节理裂隙发育，岩芯呈短柱状。两岸山坡风化层厚6～8m，山坡植被较好。3.2.5水文地质工程区岩层为石炭系下统岩关阶下段中厚层灰岩，局部夹粉砂岩，属相对隔水层。库坝区内水文地质比较简单，地下水类型主要为基岩岩溶裂隙水、第四纪松散岩类孔隙潜水。地下水主要靠大气降水补给，随季节性变化大。从高处往低处运流排泄于河床和大坝下游河道。3.3工程枢纽地质条件评价及工程地质问题3.3.1坝基（肩）工程地质条件评价及工程地质问题坝址位于xxxx江水系xx水xx支流，河谷呈“U”型，属丘陵区，两岸山顶高程106～112m，河床高程85.00m左右，两岸地形较平缓，两岸山坡风化层厚6～8m，第四纪残坡积层较发育。坝基岩性单一，为石炭系下统岩关阶组下段（C1y1），黄褐色中厚层灰岩，局部夹薄层粉砂岩。具中等力学强度，完整性较好。库坝区岩层倾向上游略偏左岸，单斜、岩层产状变化不大，岩层产状305°∠20°。坝基地质构造比较简单，未发现大的断裂构造和节理密集带。坝基工程地质条件良好，满足均质土坝基础设计要求。-29- 某水库除险加固工程初步设计报告据钻孔发现，大坝施工清基不彻底，基岩表部存在4～6m强风化层，岩石较破碎，节理裂隙较发育，其节理裂隙产状170°∠83°，岩芯多呈短柱状。据钻孔压水试验获得坝基接触面透水率为18.9～19.9Lu值，属中等透水性，见表3.3-1（大坝钻孔压水试验成果统计表）。这主要是由于当时技术落后，施工队伍主要为农民工，施工清基不到位，坝基与岸坡结合部位没有设截水齿槽等防渗措施，长期在库水的浸泡、溶蚀及冲刷作用下，坝基弱风化岩层与表部强风化层接触面淋滤渗漏比较严重，导致坝基局部渗漏严重，下游坝脚存在多处集中渗漏，漏水量达0.04m3/s，且渗水量均随库水位升高而增大，存在安全隐患。表3.3-1大坝钻孔压水试验成果统计表孔号试段位置(m)试段长度(m)透水率（Lu）ZK19.30-14.004.7019.514.00-17.903.909.4ZK210.50-16.005.5018.916.00-19.603.608.8ZK39.70-14.004.3019.914.00-17.903.908.73.3.2附属建筑物区工程地质条件及工程隐患1）溢洪道工程地质条件及工程隐患该水库工程未建溢洪道，不能满足泄洪要求，急需新建溢洪道。建议将溢洪道基础置于石炭系下统岩关阶下段中厚层灰岩的弱风化层上，该层具有中等力学强度，完整性较好。基岩主要物理力学性指标推荐值：r=26.0kN/m3，tgΦ=0.50~0.55，c=0kpa，[R]=3.5~4.0Mpa。2）放水设施工程地质条件及工程隐患放水设施由涵洞和卧管组成。卧管布设在大坝左岸山体，浆砌石结构，年久失修，灰缝脱落，局部开裂；卧管的主要持力层是石炭系下统岩关阶下段中厚层灰岩，局部夹薄层粉砂岩。由于长期风化、库水的溶蚀及冲刷作用，浆砌石卧管的灰浆已部分脱落，库水沿灰浆缝渗漏。-29- 某水库除险加固工程初步设计报告输水涵洞位于大坝右坝段，涵洞的主要持力层是坝体填土（含少量砾的粉质粘土、粉质粘土），由于填筑时施工质量差，石灰砂浆砌筑的涵洞周边土体压密不实，因溶蚀浆砌石体灰缝脱落，涵管渗漏严重，存在安全隐患。3.4坝体工程质量及存在的问题3.4.1坝体填筑质量据现场调查与检测，坝体填土碾压不密实，施工质量差，根据安全评价阶段钻孔3段注水试验获得的渗透系数为3.9～5.8×10-4cm/s，具有中等透水性，坝体抗渗性能较差，坝体局部渗漏严重。水库上、下游坝坡是没有块石护坡，大坝上游冲刷严重，坝内、外坡存在局部塌洞。该大坝下游未设排水棱体，浸润线抬高，大坝外坡出现散浸现象。3.4.2大坝分区根据钻孔及现场检测资料，根据坝体结构和填筑土物理力学性质将坝体分为QS一个区：QS均质土坝坝体区，填筑土区。根据钻孔揭露，填土主要为黄褐色含少量砾的粉质粘土，呈可塑~硬塑状，结构松散。根据6组土工试验，其统计情况详见表4，填土的特性是：粘土含量32%~37.3%，天然含水量均值为26.98%，干密度均值为1.495g/cm3，湿密度均值为1.898g/cm3，孔隙比均值0.805，土粒比重2.689，塑性指数均值14.2，液性指数均值0.152，垂直渗透系数均值4.38×10-5cm/s，水平渗透系数均值3.43×10-5cm/s，内摩擦角均值17.0°，粘聚力均值21.52kpa。总的来看，填体填筑土的孔隙率略偏大，在施工过程中未严格控制土的质量，未按施工规程分层碾压，碾压质量差，据钻孔注水试验获得的渗透系数为3.9～5.8×10-4cm/s，具有中等透水性，防渗性能较差。大坝填土液性指数(IL)最大值0.29，最小值为0.04；塑性指数(IP)最小值是12.1，一般在12～16之间。根据《水工建筑物抗震设计规范SDJ10~78》规定，当液性指数IL≥0.75～1.0时，或当IP<10.0时，填土才有可能在地震时产生液化，该坝填土的IL或IP值均满足规范值，所以其抗震性能好。-29- 某水库除险加固工程初步设计报告3.5物理力学指标推荐值本次针对原安全评价阶段共取坝体填筑土6组进行室土工试验，现场钻孔注水试验3段（详见表3.5-1），主要试验成果统计表见表3.5-2，根据现场试验和工程类比，大坝各区物理力学性指标和渗透系数推荐值详见表3.5-3。表3.5-1大坝钻孔注水试验成果统计表孔号试段位置(m)试段长度(m)渗透系数（cm/s）ZK10.00-9.309.304.6×10-4ZK20.00-10.5010.503.9×10-4ZK30.00-9.709.705.8×10-4-29- 某水库除险加固工程初步设计报告表3.5-2　xxxx水库大坝QS（含少量砾的粉质粘土、粉质粘土）基本性质数理统计表　　土样名称样品组数样本统计颗粒组成（%）含水量湿密度干密度孔隙比饱和度土粒比重塑性指数液性指数垂直渗透系数水平渗透系数压缩系数压缩模量总应力液限塑限粗粒土细粒土摩擦角凝聚力砾粒砂粒粉粒粘粒%g/cm3cm/sMpa-1Mpa°Kpa%%大坝QS（含少量砾的粉质粘土）6最小值9.220.428.932.026.81.881.480.79989.52.6812.10.043.8E-052.7E-050.262.3316.1（16.4）20.3（20.83）36.822.9最大值13.424.038.237.327.11.911.510.81291.12.7116.00.295.1E-054.1E-050.546.9618.1（17.6）22.6（22.2）41.226.4平均值11.5321.8332.5234.1226.981.8981.4950.80590.452.69814.20.1524.38E-053.43E-050.3934.85117.021.5239.024.8标准差1.5951.4093.4271.810.1170.0120.010.0050.5840.0121.2790.1025.04E-066.38E-060.101.270.7540.9061.7031.417备注最小值（）为最小平均值，最大值（）为最大平均值-29- 某水库除险加固工程初步设计报告表3.5-3大坝各区物理力学性指标和渗透系数推荐值表项目大坝QS基岩(强风化层)岩土物理力学指标容重（kN/m3）24.5～26.0天然含水量（%）27.0密度（g/cm3）干密度1.50湿密度1.89液限（%）39.0塑限（%）24.8塑性指数14.2液性指数0.155内摩擦角（°）固结快剪16～17f=0.45～0.50固结慢剪18～19凝聚力（Kpa）固结快剪21～225～8固结慢剪22～23渗透系数（cm/s）水平向5.5×10-415～20Lu垂直向3.6×10-4注：QS为坝体填土，含砾粉质粘土；坝基为灰白色灰岩夹薄层粉砂岩。-29- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院3.6天然建筑材料根据施工要求，本次对大坝除险加固所需的土料、砂砾石料、块石料的产地、储量、质量以及开采运输条件进行了较为详细的地质调查和勘察。（1）土料本次调查土料场一个，为黄色含少量砾的砂质粘土，距xxxx水库大坝约2.0km，土料的质量及日供量均可满足工程需要。据试验及工程经验类比，土料物理力学参数：天然含水量26.3%，最优含水量27%，最大干密度1.55g/cm3，击实27次，垂直渗透系数k=5.4×10-6cm/s，水平渗透系数k=6.3×10-6cm/s，根据天然建筑材料规范和设计要求，大坝防渗料渗透系数宜小于10-5cm/s，此土料可作土坝防渗土料。（2）砂砾料据调查，xxxx水库附近无砂砾料场，需从运距5km双牌城区购买。砂砾料的质量及日供量均可满足工程需要。（3）块石料距xxxx水库5.0km的开发区采石场，岩质坚硬，成块率较高，抗压强度多在50～60Mpa，质量较好。质量和日供量完全能满足工程设计需要。3.7结论与建议3.7.1结论1)xxxx水库坝区无大的活动性断裂构造，地震基本烈度小于Ⅵ度，区域稳定。2)坝基渗漏严重，大坝左侧接触带渗水湿润，坝基局部渗漏严重，下游坝脚存在多处集中渗漏，漏水量达0.04m3/s，且渗水量均随库水位升高而增大。3)填土施工质量差，坝体局部抗渗性能偏低，下游面多处散浸湿润区。坝内坡、坝外坡局部塌洞，产生渗透变形，坝体杂草丛生，且没有块石护坡。4）大坝涵洞渗漏，放水卧管浆砌石结构，年久失修，灰缝脱落，局部开裂。5）大坝未设溢洪和排水设施。3.7.2建议-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院大坝除险加固的重点是防渗，防渗措施主要手段是帷幕灌浆、冲抓回填，冲抓回填深度为15.0m。建议在实施前先布设先导孔，从中取得针对性准确的技术参数。使处理措施真正取得最佳效果。4水库除险加固工程设计4.1工程任务和规模xxxx水库加固后水库正常蓄水位达到101.40m，相应正常库容21.5万m3，死水位95.09m，相应死库容1.5万m3，校核洪水位102.1m，相应总库容22.9万m3，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），确定本水库为小（二）型水利工程，枢纽工程等级为Ⅳ等，其主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级，其洪水标准为：设计洪水标准采用30年一遇，校核洪水标准采用200年一遇。水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道及放水设施等组成，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养鱼等综合利用的小（一）型水利工程。工程具体任务为：灌溉：水库设计灌溉面积0.1万亩，现实际灌溉面积0.04万亩。防洪：保护下游行政村一个，人口0.13万人和0.1万亩耕地的安全。水库调度原则为：溢洪道设计采用正槽式，堰顶高程为101.40m，采用无闸门控制。加固后：大坝为均质土坝，最大坝高10.30m，坝顶高程102.66m，坝轴线长63.0m，坝顶宽为4.5m。上游坝坡坡比为1：2.5；下游设有一级平台，宽1.5m，平台高程为98.66m，下游坝坡和贴坡排水坡比均为1：2.6。4.2主要加固项目2011年3月，我院受水利局的委托，在大量调查研究的基础上，对xxxx水库进行了大坝安全评价分析，编制完成了《xxxx省xxxx水库大坝安全评价报告》，同年10月，xx水利局组织有关专家对大坝安全评价报告进行评审，经专家审定：该工程为病险库，定为三类坝，并下发了《大坝安全鉴定报告书》，要求尽快组织力量对工程中存在的问题进行处理。xxxx水库蓄水运行30多年来，由于建设时所处的特殊年代及当时技术条件的限制，目前存在许多险情，危及大坝安全运行，主要存在的问题如下：-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院a、大坝1)大坝渗漏严重：据钻孔压水试验表明坝基强风化带内，透水率q=18.9～19.9Lu,为中等透水层。坝基渗漏严重，大坝左侧接触带渗水湿润，坝基局部渗漏严重，下游坝脚存在多处集中渗漏，漏水量达0.04m3/s，且渗水量均随库水位升高而增大。填土施工质量差，坝体局部抗渗性能偏低，下游面多处散浸湿润区。坝内、外坡局部塌洞，产生渗透变形。2）大坝内坡长期受库水浪蚀作用，凸凹不平；坝外破烂不堪，未种植草皮护坡。b、溢洪道该水库工程未建溢洪道，不能满足泄洪要求。c、输水涵洞1）放水涵洞漏水严重。2)现放水卧管外部浆砌石体多处裂缝，漏水严重，严重影响输水作用。d、水库尚未制定完善的防洪应急方案。e、大坝未设观测设施。f、从xxxx镇江西村到xxxx水库近0.4km的简易公路不能满足防汛抗洪抢险要求。4.3设计依据及基本资料4.3.1工程等级与建筑物级别xxxx水库总库容22.9万m3，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)的有关规定，确定该水库工程为Ⅳ等，其主要建筑物为4级建筑物，次要建筑物为5级建筑物，临时建筑物为5级建筑物。大坝校核洪水标准为200年一遇，设计洪水标准为20年一遇，下游消能防冲建筑物设计洪水标准为10年一遇。4.3.2设计基本资料4.3.2.1水文气象资料水文气象资料详见第2章，水库特征水位及相应库容如表4-1。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院表4-1水库特征水位及相应库容表名称高程（m）相应库容(万m3)备注正常蓄水位100.1021.5设计洪水位101.8022.1P=5%校核洪水位102.1022.9P=0.5%死水位95.091.54.3.2.2材料容重及安全系数1、材料容重砼：24kN/m3钢筋砼：25kN/m3浆砌石：22kN/m32、土石坝坝坡抗滑稳定最小安全系数正常运用条件：1.25（用瑞典圆弧法计算时为1.15）；非常运用条件：1.15（用瑞典圆弧法计算时为1.06）。4.3.3本次设计采用的有关规程规范及文件1、有关规程规范a、《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)；b、《水利水电工程水文计算规范》(SL278-2002)；c、《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）；d、《溢洪道设计规范》(SL253-2000)；e、《水工混凝土结构设计规范》（SL/T191-96）；f、《水利水电工程设计工程量计算规范》(DL/T5088-1999)；g、《水电工程施工组织设计规范》(SDJ338-89)；h、《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(SL62-94)。2、依据文件-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院a、xx水利水电勘测设计院2009年3月编《xxxx省xxxx水库大坝安全评价报告》；b、xx水利局2011年10月编《xxxx水库安全鉴定报告书》；c、原设计及图纸；d、水利局与我院签定的除险加固设计合同。4.4加固设计4.4.1挡水建筑物4.4.1.1坝顶高程复核结论经坝顶高程复核，大坝坝顶高程现状最低值大于设计工况和校核工况计算值，满足规范要求。4.4.1.2大坝现状大坝为均质土坝，最大坝高10.1m，坝顶高程102.46m，坝轴线长63.0m，坝顶宽为4.5m。上游坝坡坡比为1：1.8，下游坝坡坡比为1：1.82。大坝存在的主要问题：1)大坝渗漏严重：据钻孔压水试验表明坝基强风化带内，透水率q=18.9～19.9Lu,为中等透水层。坝基渗漏严重，大坝左侧接触带渗水湿润，坝基局部渗漏严重，下游坝脚存在多处集中渗漏，漏水量达0.04m3/s，且渗水量均随库水位升高而增大。填土施工质量差，坝体局部抗渗性能偏低，下游面多处散浸湿润区。坝内、外坡局部塌洞，产生渗透变形。2）大坝内坡长期受库水浪蚀作用，凸凹不平，坝外破烂不堪。4.4.1.3大坝加固方案1、加固方案拟定根据大坝存在的问题及安全鉴定专家意见，针对大坝坝基渗漏、坝身渗漏问题设计采用如下两种方案作经济、技术比较后，择优选取较佳方案作为本次大坝防渗的除险加固设计方案。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院方案Ⅰ：在大坝坝顶轴线位置处布置一排冲抓回填孔，进行冲抓回填构筑粘土防渗墙，孔径1.1m，孔距0.78m，孔深至建基面；坝基采用帷幕灌浆，帷幕灌浆轴线与冲抓回填轴线一致，帷幕深入基岩深度按透水率为10Lu值控制，两岸向左、右分别将帷幕线延伸至正常蓄水位与相对不透水层在两岸的相交处；上游坝坡从95.09m高程处至坝顶进行砼预制六角块护坡，下游坝坡从96.0m高程至坝顶采用草皮护坡。方案Ⅱ：沿上游坝脚及坝肩与山坡的交线对坝基进行帷幕灌浆，帷幕深入基岩深度按透水率为10Lu值控制，两岸向左、右分别将帷幕线延伸至正常蓄水位与相对不透水层在两岸的相交处，上游坝坡从95.09m高程处至坝顶采用复合土工膜进行防渗；上游坝坡从95.09m高程处至坝顶进行砼预制六角块护坡，下游坝坡从96.0m高程至坝顶采用草皮护坡。根据所选方案的特点，本次设计采用的施工顺序为：先对坝身、坝体、坝肩冲抓套井回填，再对坝基进行帷幕灌浆，各方案要紧密结合。2、坝身、坝体、坝肩冲抓套井回填设计A）回填土料的选择根据选用土料物理力学指标，确定回填土料的设计指标，粘粒平均含量≥50%，含水量20~30%，渗透系数K≤10-5cm/s，最大干容重≥1.55g/cm3。B）防渗墙布置布孔排数假设为1排，防渗墙平行坝轴线布设在上游一级平台内侧，孔径1.1m，孔距0.78m，孔深至建基面，下接帷幕灌浆。C）钻孔排数钻孔排数根据大坝所需防渗墙有效厚度决定：T≥△H/[i]△H=H1-h式中：T——防渗墙有效厚度，m；△H——防渗墙承担的最大水头，m；H1——上游水深，m；-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院[i]——防渗墙允许的渗透坡降（粘土为6～8）。先假定钻孔排数为1排，有效厚度T=2Rsinα，α取最大优化值，即α=45°。防渗墙渗透比降I=△H/T，只要i≤[i]即满足要求，计算法见表4-3。表4-3　　　　防渗墙设计成果表（冲抓套井回填）钻孔排数孔径孔距Li有效厚度Ti水头△HI=△H/T[i]（排）（m）(m)（m）(m)11.10.780.783.013.866-8从表中可看出，布置一排孔即可满足防渗要求。3、帷幕灌浆设计A）灌浆孔布置本次水库除险加固工程初步设计对大坝坝基和两岸坝肩（自坝顶向左岸山坡延伸4m，向右岸山坡延伸3m）进行帷幕灌浆，钻孔深入相对不透水层（透水率q=10Lu）。钻孔布置在大坝坝顶轴线上，布单排孔，孔距为3.0m。大坝基础和两岸坝肩帷幕灌浆进尺233m，计算帷幕孔数19个，检查孔按帷幕孔数的10%计算，设置检查孔2个，布置在帷幕轴线上，一般地段均匀布置，在吸浆量大的部位稍作变更，进尺23m，总计进尺256m，其中钻土层140m，钻岩层116m。具体详见《坝基帷幕灌浆纵断面图》。B）灌浆参数本设计所提供的灌浆基本参数孔深、灌浆压力等根据现场试验可作调整。a)灌浆段长度灌浆段的长度是根据岩石裂隙的发育情况、破碎情况、渗透性以及设备条件决定的，本次灌浆参照以往经验，灌浆段长度为5.0m，实施中根据岩层情况进行调整。射浆管距孔底不得大于50cm，灌浆塞应塞在前一灌浆段底以上50cm处，防止漏灌。灌浆前对灌浆段处进行冲洗。孔内沉积厚度不超过20cm，冲洗压力为0.7Mpa，至回清水为止。b)灌浆压力灌浆压力是影响灌浆质量的重要因素，以回浆压力为准，其值随着孔深的增大而增大，参照同类工程的实践经验，最小压力取水头的2倍，最大压力参考值如下表4-4-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院，在灌浆施工过程中通过灌浆试验再调整确定。表4-4帷幕灌浆最大压力参考值孔深(m)0~55~1010~1515~2020~25备注压力(Mpa)0.20.40.60.81.0孔深自接触面算起坝体接触面的灌浆压力应以不使坝体底部劈开或上抬为原则，根据《土坝坝体灌浆技术规范》SD266—88中的规定，压力应控制在0.05Mpa以内。在左右岸山体上的灌浆压力最大值取表中压力值，但孔深则从地面算起。当灌浆孔离岸坡面较近，为防压力过大挤动岸坡，按情况降低最大压力值，但不小于最小压力值。在接触而处的第一灌浆段应从最小压力开始，视吸浆情况逐步加大或不变。c)浆液稠度浆液稠度一般应随基岩的单位吸水量而变，起始水灰比采用5，以后依次采用3、2、1、0.8、0.6，个别灌浆段可视情况采用0.5。浆液稠度的变换原则是：当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比；当某一比级浆液的灌入量已达300L以上或灌注时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级；当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。d)结束灌浆标准符合下列条件者，即可结束灌浆；采用自上而下分段灌浆时，灌浆段在最大设计压力下，注入率不大于1L/min后，继续灌注60min后，可结束灌浆。e)灌浆材料灌浆材料必须是新鲜的普通硅酸盐水泥，强度等级不低于325＃，对因受潮而结块的水泥一定要清除，以免影响施工质量。f)灌浆次序帷幕灌浆布设单排孔。分三序施灌，同序孔距为12.0m(异序孔距为3.0m)。g)施工要求-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院帷幕灌浆的钻孔、冲洗、压水试验的各种要求必须符合《水土建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148~2001和技施设计要求。全孔灌浆完毕后，采用自下而上分段封孔，每段15~20m，灌入水灰比为0.5的浓浆封孔。h)检查标准质量检查应以检查孔压水试验成果为主，检查孔应布置在帷幕中心线上或岩石破碎、断层、大孔隙等地质条件复杂的部位，检查孔压水试验应在该部位灌浆结束14d后进行。检查孔各段压水试验测得的q值应≤10Lu，如出现大于10Lu的试验段，则应进行补灌。4、大坝上、下游护坡设计A）护坡范围大坝上游护坡范围从142.91m至坝顶，142.91m以下采用抛石压脚，下游护坡范围从145.58m至坝顶。B）护坡设计a)上游坝坡土层普遍清除30cm厚，整平坝坡，使护坡基面密实平整。95.09m高程至坝顶间坡面采用C15预制砼六角块护面，砼块下设一层15cm厚的细砂垫层。护坡砼块每隔2.5m设一排水孔，排水孔呈梅花型布置。排水孔采用PVC管排水，孔径为50mm，并设置半球形反滤层。95.09m高程为浆砌石压脚。b)下游坝坡基本维持坡比不变，在坝坡两端及平台设置30×40cm矩形排水沟，以完善坝面排水系统。96.4m以下新建干砌块石贴坡排水，排水体至坝顶间采用草皮护坡。C）预制砼厚度计算现浇砼与预制砼护坡作比较，现浇砼护坡单价高，本次设计采用预制砼块护坡。砼块采用正六边形，边长为0.2m。由规范SL274-2001附录A计算砼块护坡厚度公式为：式中：η——系数，对预制装配式护面板取1.1；hp——累积频率为1%的波高；Lm——平均波长，按莆田公式计算：b——0.35m；-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院ρc——预制砼板的密度，2.4t/m3m——大坝上游坡边坡系数；ρw——水的密度，1t/m3ρw——计算得t=0.09m，根据专家意见及已衬工程经验，取砼块厚度为0.1m。5、大坝下游贴坡排水设计原下游坝坡无排水设施，坝体渗水从下游坝坡溢出，对下游坝坡的安全带来一定的隐患。由于坝体不存在结构不稳的安全问题，本次加固设计主要采取工程量相对较少的贴坡式排水作为大坝的排水处理措施，同时也兼做下游坝坡的护坡措施。新建贴坡排水厚50cm，顶部高程为145.58m，排水体为干砌块石砌筑，块石下设0.4m厚反滤层，由上至下分别为：20cm厚直径D=5-20mm细石、10cm厚直径D=1-5mm粗砂、10cm厚直径D=0.25-1mm细砂。具体见《大坝加固设计横断面图》。排水体施工时，开挖临时边坡取1：1。4.4.1.4大坝渗流稳定复核1、计算原理及材料渗透指标a)本工程根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）采用有限元方法对大坝进行渗流分析。b)渗透指标的确定断面。断面的渗透指标分区是以地质土工试验为基础，按照《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)的规定，即对渗透系数比较接近的相邻土层可视为一层，根据地质钻探资料采用加权平均渗透系数作为计算依据，本次采用有限单元法进行计算，并绘制流网图。渗透指标见表4-5。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院表4-5渗透系数及允许渗透坡降表项目渗透方向渗透系数（cm/s）允许渗透坡降[J]坝体Kx（水平）4.8×10-40.63Ky（垂直）3.6×10-4冲抓回填Kx（水平）1.0×10-66-8Ky（垂直）1.0×10-6棱体Kx（水平）5.0×10-2/Ky（垂直）5.0×10-2附：加固前后大坝断面图（标注单位以m计，高程以m计）。2、渗流计算a)荷载组合根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）第8.1.2条规定，渗流计算时考虑水库运行出现的各种不利条件。本次渗流计算分析按以下工况进行：①上游正常蓄水位，下游相应的水位（正常运用条件）；②上游设计洪水位，下游相应的水位（正常运用条件）；③上游校核洪水位，下游相应的水位（非常运用条件）；-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院④校核洪水位骤降至死水位，下游对应的不利水位（非常运用条件）；⑤校核洪水位骤降至1/3坝高，下游对应的不利水位（非常运用条件）。b)正常运用条件下大坝渗流计算结论大坝正常运用条件本次对①、②两种工况进行渗流分析，浸润线计算成果分别见表4-6、表4-7。表4-6正常蓄水位时大坝浸润线计算成果表X（m）25.4830.1235.1340.1945.7351.0155.8865.46Y(m)100.1099.6598.8296.8496.0695.6295.0494.87表4-7设计洪水位时大坝浸润线计算成果表X（m）26.8930.1235.1340.1945.7351.0155.8865.46Y(m)101.80101.02100.1098.2197.5096.2195.4294.89c)非常运用条件下大坝渗流计算结论大坝非常运用条件本次对③、④两种工况进行渗流分析，浸润线计算成果分别见表4-8、表4-9、表4-10。表4-8校核洪水位时大坝浸润线计算成果表X（m）27.0930.1235.1340.1945.7351.0155.8865.46Y(m)102.10101.24100.5498.4297.2196.3195.2494.91-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院表4-9校核洪水位骤降至死水位时大坝浸润线计算成果表X（m）10.9935.1035.946.2055.0661.84623.5565.46Y(m)102.1101.24100.6198.5297.3196.2195.1194.86以上坐标均以上坝脚为坐标原点，以水平向下游为x轴，竖直向上为y轴。四种工况计算的渗透坡降及渗流量见表4-11。表4-11各种工况下渗透坡降及渗透流量计算成果表项目计算渗透坡降允许坡降单宽渗透流量（m3/d）正常情况0.200.640.18设计情况0.210.640.20校核情况0.220.640.21校核洪水骤降至1/3坝高0.510.64校核洪水骤降至死水位0.46通过计算可知，在上述四种工况下，计算的渗透坡降小于允许坡降，满足规范要求，因此，大坝渗流是安全的。附：渗流计算成果图。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院3、稳定计算a)大坝稳定计算公式及方法本次初步设计选用加固后的大坝最大断面，稳定计算采用北京理正岩土计算程序，按照瑞典圆弧滑裂面法进行计算，坝坡稳定安全系数计算公式为：安全系数计算公式为：式中：——土条的重量；——分别为水平和垂直地震惯性力（向上为负，向下为正）；——土条底部滑裂面上土料的内摩擦角；——条块重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角；b——土条宽度；——土条底面的有效应力抗剪强度指标；——水平地震惯性力对圆心的力矩；R——圆弧半径。b)大坝稳定计算内容及结果(1)大坝稳定计算工况的确定根据《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）及《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）第8.3.1的规定，确定大坝稳定分析的计算工况和内容如下：①上游为正常蓄水位，下游坝坡稳定（正常运用条件）；②上游为设计洪水位，下游坝坡稳定（正常运用条件）；③上游为校核洪水位，下游坝坡稳定（非常运用条件）；④校核洪水位骤降至1/3坝高，上游坝坡稳定（非常运用条件）；⑤校核洪水位骤降至死水位，上游坝坡稳定（非常运用条件）。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院(2)稳定计算成果参数指标本次大坝计算参数采用地质勘察部门的土工试验结果。根据大坝土工试验土工试验成果结合填土情况选取，计算材料分区指标见表4-12。表4-12大坝稳定计算材料表指标类型材料分区123坝体填土基岩棱体固结快剪C(Kpa)22.200Ф(º)16.43535固结慢剪C(Kpa)20.80.00Ф(º)17.63535湿密度(g/cm3)1.902.45饱和密度(g/cm3)1.942.60(3)稳定计算成果本次初步设计选取大坝最大断面进行稳定计算分析，结果见表4-13。表4-13坝坡稳定计算成果表工况上游水位(m)下游水位(m)圆心坐标(m)滑弧半径(m)坝坡最小安全系数(k)备注安鉴本次规范①150.30128.90(6.375,33.175)33.9851.4591.7821.15下游坡②150.75128.90(6.375,33.175)33.9851.4331.7901.15下游坡③151.00128.90(6.375,33.175)33.9851.4191.8201.05下游坡④151.00~145.91128.90(19.036,19.413)19.401.8362.2061.05上游坡⑤151.00~142.91128.90(16.210,27.722)27.701.8862.3371.05上游坡(4)稳定分析结论由上表可知：各种工况下大坝上、下游坝坡抗滑最小稳定系数均大于规范允许值，满足规范要求。附：稳定计算成果图：-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院4.4.2溢洪道加固设计4.4.2.1溢洪道现状xxxx水库目前无溢洪道。根据实际地形和现场踏察，为了工程安全，本次设计在大坝右岸新开溢洪道。4.4.2.2设计方案拟定根据现场勘查，本次加固设计方案为：在大坝右岸开挖新建溢洪道，溢流堰为正槽式宽顶堰，堰顶高程为101.40m，堰顶宽1.5m，规划设计全长63.0m，底板采用20cm厚C20砼衬砌，侧墙采用M7.5浆砌石挡墙和15cm厚砼防渗。4.4.2.3溢洪道的布置与加固措施按照评审专家意见，新建溢洪道由进口段、泄槽段、消力池、下游连接段等组成。桩号0+000~0+005为进口明渠段，山体开挖成槽后，侧墙采用M7.5浆砌石砌筑勾缝，底板开挖平整；桩号0+005~0+010为溢流堰，溢流堰设计宽1.5m，堰顶高程101.40m，建基面高程101.20m，溢流堰体末端设齿墙，齿墙断面尺寸0.5×0.5m（宽×高），侧墙采用M7.5浆砌石砌筑，底板采用20cm厚C20钢筋砼衬砌防渗。泄槽段桩号0+010~0+015，长5.0m，宽1.5m，纵坡1.82，侧墙采用M7.5浆砌石结构作挡墙，泄槽侧墙及底板C20钢筋砼衬砌防渗，底板与侧墙接缝之间采用沥青砂浆填塞。消力池段桩号0+015~0+072.5，长44.5m，宽2.0m，消力池前段长39.5m，消力池长4.5m，尾坎厚0.5m，前段陡槽采用20cm厚C20厚钢筋砼衬砌，考虑到下泄流量较小，底板纵向设置两个排水孔，均匀布置，孔径5cm。侧墙采用M7.5浆砌石做挡墙，迎水面采用15cm厚，底板采用50cm厚C20砼衬砌防渗，底板与侧墙接缝之间采用沥青砂浆填塞。下游连接段为桩号0+072.5~0+084.0，宽2.0m，侧墙采用M7.5浆砌石砌筑，迎水面及底板采用C20砼衬砌防渗，底板与侧墙接缝之间采用沥青砂浆填塞。具体布置见《溢洪道及放水设施加固设计平面布置图》。4.4.2.4溢洪道水力计算-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院1）导墙高度复核a.临界水深hk、临界坡降ik及水面结计算渠底的临界水深hk及临界坡降ik用下式计算：式中：Wk和Bk——临界状态下的过水断面面积（m2）和水面宽（m）；α——动能修正系数；Q——渠道设计流量，m3/s。经计算得：①当200年一遇校核下泄流量Q=1.6m3/s时，ik=0.006，hk=0.403m；②当20年一遇校核下泄流量Q=0.9m3/s时，ik=0.006，hk=0.274m；③当10年一遇消能防冲下泄流量Q=0.7m3/s，ik=0.0061，hk=0.232m。泄槽设计最小坡降为0.01，大于临界坡降，属于陡坡，水面线为bⅡ型降水曲线。根据《溢洪道设计规范》（SL253—2000）附录A.3能量方程用分段求和法计算，其计算公式如下：式中：——分段长度（m）；h1、h2——分段始、末断面水深，m；v1、v2——分段始、末断面平均流速，m/s；α1、α2——流速不均匀系数，取1.05；θ——泄槽底坡角度，（o）；i——泄槽底坡，i=tgθ；——分段内平均摩阻坡降；n——泄槽槽身糙率系数；-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院——分段平均流速，=（v1+v2）/2，m/s；——分段平均水力半径，=（R1+R2）/2，m。经计算，溢洪道各断面设计水位和要求的溢洪道顶部高程见表4-10。b.掺气水深掺气水深按《溢洪道设计规范》（SL253-2000）附录A.3.2式计算公式如下：式中：h、hb——泄槽计算断面的水深及掺气后的水深，m；V——不掺气情况下泄槽计算断面的流速，m/s；——修正系数，可取1.0～1.4s/m，流速大者取大值。计算成果见表4-14。c.安全超高的计算《溢洪道设计规范》（SL253-2000）相关规定，溢洪道侧墙安全超高为0.5～1.5m。d..弯段水面超高计算弯道段最大横向水面差，按如下经验公式计算：式中：——弯道外侧水面与中心线水面的高差，m；b——弯道宽度，m；r0——弯道中心线曲率半径，m；K——超高系数，取1。计算成果见表4-14。e.溢洪道控制段导墙顶部高程确定xxxx水库溢洪道无闸门控制，根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）相关规定，控制段导墙顶部高程不得低于校核洪水位+超高0.3m。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院即导墙顶部高程需满足：H=102.10+0.3=102.40m2）消能防冲计算溢洪道防冲消能设计按10年一遇的洪水设计，利用如下公式：hc″=hc（）Frc=/（）式中：Fr1——收缩断面的拂尔德数；hc′——跃前断面的水深，由水面曲线推算求得；Vc——缩断面流速；hc″——跃后断面水深。经计算：hc″=0.862m，Vc=10.94m/s。消力池形成淹没式水跃，要求池深末的水深h″=б′hc″取б′=1.05。则h″=0.904m。消力池池深按以下公式计算：式中：——下游正常水深；——消力池深度；——水面跌落值。经计算：＝0.198m，＝0.209m，＝0.497m。考虑到原地形地貌，本次取消力池深度为0.5m。当Fr1=5.5～9.0时，自由水跃长度按下计算：L=6.9(h2-h1)。经计算L=5.764m，而消力池池长可按Lk=0.8L估算，本次设计Lk=4.611m。根据以上计算成果，本设计取消力池长4.5m，深0.5m，基本能满足消能防冲要求。4.4.2.5溢洪道结构计算1）侧墙稳定计算-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院本次侧墙设计只考虑抗滑稳定计算，采用如下计算公式。抗滑摩擦公式为：式中：K──安全系数；f──摩擦系数；∑W──垂直向合力，包括墙自重、土重、水重、扬压力；∑P──水平向合力，包括土压力、水压力。经计算，设计情况时导墙最小抗滑稳定系数K=1.44；校核洪水时：K=1.32，满足规范要求。2）底板稳定计算底板的抗滑稳定按下式计算：式中：N——每块底板的自重G1及水重G2的法向分力；T——G1及G2的切向分力；f——底板与地基之间的系数；——水的流拖力；——水的容重；-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院A——底板面积；R——水力半径；J——水能坡降；——首端断面的能量；——末端断面的能量；P——首末端陡槽底的高差。经计算，底板的最小抗滑稳定安全系数为1.37，满足规范要求。3）抗浮稳定计算消力池底板抗浮稳定计算安全系数用《溢洪道设计规范》（SL253-2000）》公式计算，即Ku=(G1+G2)/(U+P)，其中：a、水重G1G1=(1/2)γBkLk(h/+h//+Δh)式中：Lk及B——消力池长度及平均宽度；Δh——水跃上水滚在收缩断面处的厚度，可近似的取：Δh=（0.6～0.7）(h//-h/)。b、自重G2G2=v(γc-1)式中：V──消力池底板体积（m3）；γc──材料容量（t/m3）。c、扬压力UU=γBkLkh2+1/2α1γBkLkh1式中：第一项为浮力，第三项为渗透压力；h2——下游水位超过底板面的水深，可近似h2=hh1——消力池首端渗透压力头，根据上下游总头差H及总渗径长度L,按直线比例求出；-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院α1——折减系数，一般消力池底板上设水孔，底板下铺反滤层，如排水良好，可取α1=0.5。d、脉动压力P脉动压力强度可近似按收缩断面处流速水头Vc2/2g的5%考虑，即：P=(0.05Vc2/2g)γBkLke、锚固力P3=γ/RTA式中：P3──锚固地基有效重（kN）；γ/R──岩石浮重（kN/m3）；A──n根锚筋护坦的计算面积（m2）；T──锚固地基有效深度（m）。经计算得所需消力池底板首端最大厚度为：0.221m，末端厚度一般取首端厚度的一半为：0.110m。根据规范规定，消力池底板厚度不小于0.5m，本次设计取0.5m。底板抗浮稳定安全系数为2.55，满足规范要求。4.4.2.6溢洪道细部构造设计a)底板和侧墙分缝泄槽底板每10m的间距设一横缝，侧墙与底板之间设边缝，缝宽2cm，内均采用橡皮带止水，并嵌以沥青砂浆。b)排水设计本次设计考虑到溢洪道下泄流量较小，计算泄槽底板厚度时候，考虑水位扬压力影响（非常小），故本次泄槽底板不设排水管，底板与侧墙接缝之间采用沥青砂浆填塞。为了降低消力池底板上的扬压力，本设计在消力池底板纵向均匀设置2个排水孔，孔径φ50mm的排水孔。4.4.3输水设施改建设计4.4.3.1基本情况涵洞及卧管座落在大坝右端，分别为浆砌石拱涵和箱形卧管-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院。由于设计标准低，施工质量差，运行后涵洞、卧管一直存在渗漏现象，且越来越严重。虽然对涵洞、卧管进行过加固处理，但由于资金短缺，处理措施较简单，没有得到彻底根治。目前涵洞、卧管渗漏现象仍然很严重。4.4.3.2涵洞及卧管改造设计在原卧管和涵洞处重新修建卧管和涵管。由于水库大坝为均质土坝，坝不高，只有10.1m,大坝轴线较短（仅63.0m），容易开挖和回填。4.4.3.3卧管改造设计（1）卧管断面设计由于卧管首端设有放水孔控制，本次初步设计拟定卧管为无压形式，原设计流量为0.1m3/s，采用明流公式复核并拟定断面尺寸，计算公式如下：式中：Q——流量，m3/s；C——谢才系数，C=R1/6/n；——过水断面面积，m2；n——糙率系数；R——水力半径，m；i——卧管纵坡，取1/2.5。经计算，卧管内径为0.5m时满足设计过流量要求。放水孔采用圆形比较好，故本次计算一个孔的进水量按以下公式进行计算：式中：w——断面面积，m2；Q——流量，m3/s；H——水头，本次取1m；Uc——流量系数，小孔出流取0.6~0.62，大孔出流取0.65~0.7。本次设计考虑2孔同时开启进行流量试算，经计算：孔径0.15m，满足设计流量0.1m3/s的要求。本次设计选取直径0.3m。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院（2）放水卧管布置放水卧管位于大坝右岸山体，为钢筋砼圆形结构，内径0.3m,长16.3m，纵坡1：2.5，设8级放水孔，相邻放水孔间的高差为1m,最低一级放水孔的进口高程为96.09m,放水孔为圆形，孔径为0.15m,采用Ф150圆木作木塞，人工控制；放水卧管尾端设消力井，消力井尺寸为钢筋砼箱涵，断面尺寸为1.0×1.0×1.0（长×宽×高），消力井设置3.0m长的放空进水槽，进口底板高程为95.09m。消力井与放空槽之间设底孔启闭排架，启闭排架高1.5m,由一扇0.9×1.0（宽×高）平板钢闸门控制，采用人工启闭。具体详见《放水设施加固设计图》。4.4.3.4金属结构及电气设备本次加固设计卧管全部采用人工木塞控制放水，放空槽前端设有1扇平板钢闸门，闸门尺寸为0.9×1.5m（净空尺寸宽×高），采用手动葫芦进行启闭。本次加固设计所需金属结构工程量及设备如表4-15。表4-15xxxx水库除险加固工程金属结构工程量表闸门启闭设备名称尺寸(m×m)数量（扇）启闭型式数量（台）缆绳（m）平板钢闸门1.0×0.91手动葫芦1　4.4.4防汛公路改造及安全交通设施4.4.4.1基本情况xxxx水库没有直接通往坝顶的防汛公路，车辆无法通行，不能满足防汛抢险的要求，所以需新修防汛公路。本次初步设计对防汛公路进行平整改造，公路设计宽为3.5m。根据该公路重要性且车流量较多的特点，为减少改造工程量，设计路线以原公路为基础，全部修筑成C25砼路面。4.4.5.2路线设计-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院根据多年运作情况和现场勘测，防汛公路的路线基本满足车辆行走的要求，本次改造对原路线基本不作变动，只对几个路窄地段进行拓宽达到双车道要求，急弯处进行拉平，对视线不良处进行扫障。4.4.5.3路基设计对一般路段的路基，只加20cm厚的碎石垫层作补强层，起拱压实即可。4.4.5.4路面设计xxxx水库防汛公路长400m，路面宽3.5m，设计为20cm厚C25砼路面。路拱坡度为2%。4.4.5.5排水设计对防汛公路来说，排水系统以现有排水系统不变，只稍作加固改造。对未衬砌的土排水沟进行衬砌，对损坏的涵洞和涵管进行更换或加固，对排水能力不够的加大其断面，使之满足通过10年一遇的洪水要求。4.4.5.6交通安全设施由于该防汛公路地势复杂，路线标准不高，为提高其安全性，需要沿线增设警告标志、禁令标志、指示标志、路边轮廓标志等设施，这些标志的名称、设置位置、形状、尺寸、颜色等按现行有关规定执行。5水土保持与环境保护设计5.1水土保持设计5.1.1项目概况xxxx水库位于xxxx省xxxxxx镇北部，坝址座落在xxxx镇江西村境内。坝址地理位置处于东经111°40′30″~111°40′38″、北纬26°0′20″~26°0′27″之间，距xxxx镇5km，距双牌城区5km。该枢纽工程是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养鱼等综合利用的小（二）型水利工程。xxxx水库属xxxx江水系xx水xx支流，水库坝址以上控制流域面积为0.12km2，水库正常蓄水位为101.46m，相应正常库容为21.5万m3；死水位为95.09m，相应死库容为1.5万m3。xxxx水库地处低山丘陵区，库区两岸山坡较缓，海拨高程多在200m-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院以下。流域内植被条件一般，水土流失一般。5.1.2设计依据5.1.2.1法律、法规依据1）《中华人民共和国水土保持法》；2）《中华人民共和国水土保持法实施条例》；3）《国务院关于加强水土保持工作的通知》（国发[1993]5号）；4）《中华人民共和国土地管理法》；5）《xxxx省实施<中华人民共和国水土保持法>办法》；6）水利部、国家计委、国家环保局《开发建设项目水土保持方案管理办法》（水保[1994]513号文）；7）《xxxx省水土保持设施补偿费、水土流失防治费征收管理试行办法》。5.1.2.2设计文件1）xx水利局2009年5月的双牌县xxxx水库《大坝安全鉴定报告书》；2）xx水利水电勘测设计院2009年3月编制的《xxxx省xxxx水库大坝安全评价报告》；3）《xxxx省水土保持区划》（1996年）。5.1.2.3采用的技术规范1）《开发建设项目水土保持方案技术规范》（SL204-1995）；2）《土壤侵蚀分类分级标准》（SL190-96）；3）《水土保持综合治理规划通则》（GB/T5772-1995）；4）《水土保持综合治理验收规范》（GB/T5773-1995）；5）《水土保持综合治理技术规范》（GB/T16453-1996）；6）《主要造林树种苗木》（GB6000-85）；7）《关于印发<开发建设项目水土保持方案大纲编制规定>的通知》（水利部水保-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院[199]288号）；8）《开发建设项目水土保持工程投资概（估）算编制办法》；9）其它有关行业的技术标准。5.1.3水土流失原因xxxx水库所在地本身植被条件一般，不存在大的水土流失现象，但由于xxxx水库大坝除险加固工程开工后，大坝坝体冲抓回填和基础帷幕灌浆、溢洪道加固改造、输水涵卧管加固等需土石方开挖、运输和填筑会造成水土流失。根据初步设计，xxxx水库除险加固工程总土石方开挖10179m3。5.1.4生产建设过程中可能造成的水土流失量预测5.1.4.1预测时段项目区新增水土流失主要发生在项目建设期，生产运行过程中不需扰动地面，不会新增水土流失，水土流失预测时段划分为项目建设期和影响期，时间分别为一年和三年。5.1.4.2预测内容由于本项目属除险加固工程，需土石方开挖5383m3、土方回填3780m3、浆砌石341m3、砼及钢筋砼527m3、冲抓回填491m、帷幕灌浆90m。取粘性土238m3，施工过程中的弃土、弃石、弃渣量总量为1324m3(自然方)，扰动地面面积为0.07hm2。可能新增水土流失面积0.07hm2。分析计算取土场、弃渣场土壤侵蚀模数变化，预测本项目区可能产生水土流失量为598t。5.1.5水土保持设计5.1.5.1防治原则和目标5.1.5.1.1防治原则按“谁开发，谁保护，谁造成水土流失谁负责治理”的水土流失原则进行防治。5.1.5.1.2防治目标贯彻“二十四字”防治方针，严格执行“三同时”制度和“水土保持设施补偿”-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院制度，对因项目建设造成的水土流失进行防治，达到项目建设期尽量减少水土流失和项目建成以后水土流失为轻度流失或基本无水土流失的防治目标。5.1.5.2防治责任范围本项目的防治责任范围包括：主体工程施工区、料场区、弃渣场区、施工临建工程区，防治责任范围总面积为0.30hm2。5.1.5.3防治分区主体工程建设的开挖和填筑面已考虑砼、砌石护坡、草皮护坡等防治措施，本项目仅对主体工程未加防治的土料场区、弃渣场区和施工临建工程等区域进行防治。5.1.5.4防治措施5.1.5.4.1弃渣区本项目区选取1处弃渣场，位置位于xxxx水库大坝右侧的小山沟，呈带形分布。渣场面积0.06hm2，弃渣量为1656m3(松散方)，为了防止弃渣随暴雨径流冲刷而流失，在渣场口外侧修建长度为30m的浆砌石挡渣墙。挡渣墙的断面主要参数如下：顶宽0.5m，净高3.5m，内侧坡比1：0.3，外侧垂直，埋深0.5m，基础开挖边坡比为1：1。弃渣场共需土方开挖38m3，浆砌石108m3，砂卵石垫层5m3，平整土地0.06hm2，营造樟树和白杨树水土保持林0.06hm2，樟树和白杨树种植株距与行距均为2×3m。5.1.5.4.2土料场区本工程土料场有1处，占地面积为0.20hm2，可开采量为1万m3，位置为水库右侧2km山坡。防治措施为：占地面积0.005hm2，开采量为238m3，平整土地为0.005hm2，营造樟树和白杨树水保林0.005hm2。5.1.5.4.3施工临建工程区施工临建工程区包括：施工临建设施及临建施工道路，平整土地0.20hm2，草皮护坡0.10hm2。5.1.6工程量及进度安排项目水土保持工程量主要有土方开挖38m3，浆砌石108m3，砂卵石垫层5m3，平整土地0.27hm2，植树造林0.07hm2，草皮护坡0.10hm2。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院水土保持施工进度原则上与主体工程保持一致。土料场的拦渣堤和弃土场的挡土墙及截水沟施工安排在主体工程动土施工之前进行。土料场的土地平整、覆土和弃土区的土地平整可与主体工程同步，植树种草及园林绿化等植物措施可在主体工程完毕后进行。本工程加固工程水土保持投资为4.24万元。5.1.7水土流失监测由于本工程为除险加固项目，开挖量、填筑量较少，可能造成的水土流失面积和流失量较少，可由当地水土保持主管部门结合水土流失予以监测。5.1.8效益分析通过上述水土保持方案的实施，被扰动的土地和破坏的植被面积全部得到治理，可以有效地防止区域因工程建设造成的水土流失。植物措施完成以后，扰动区植被覆盖率可以达到90%以上，其水土保持能力得到加强，并起到了净化空气和美化环境的作用。水土保持方案实施以后，项目区可减少新增土壤流失量598t，且水土流失强度可降为500t/km2.a以下，属轻度流失区。另外，水土保持方案实施以后，新增用材林0.07hm2，具有明显的经济效益。5.1.9方案实施的保证措施1、组织领导措施本水土保持方案由业主负责组织实施，并协调与主体工程的关系。在施工过程中委托有资质的监理单位进行监理，并由水行政主管部门负责监督，检查水土保持方案的实施和水土保持设施的验收。2、技术保证措施本方案应由具备项目相应资质证书的设计部门设计，经水行政主管部门审定后，方可作为下阶段施工和验收的依据。3、资金来源及安排本方案所需资金纳入工程总投资，由业主筹措，实行专人、专户、专账管理，专户储存，专款专用。5.2环境保护设计-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院5.2.1环境影响评价及设计结论5.2.1.1环境影响评价结论xxxx水库除险加固工程对环境的影响可分为有利影响和不利影响两方面，其中有利影响均发生在工程实施以后，影响较为深远；而不利影响大部分发生在工程临建施工过程中，影响相对较轻。1、主要有利影响1)工程实施后在较大程度上消除大坝安全隐患，免除了因大坝可能发生事故对下游群众的生命财产安全造成巨大威胁和社会的负面影响，其社会、经济效益十分显著。2)工程实施以后，坝体稳定性大大提高，能保证水库防洪效益的发挥，大大减轻坝址下游沿河乡镇因洪灾损失对社会、自然及生态环境造成的严重破坏，为区域经济发展提高了可靠的保证。3)工程实施以后，能大大增加水库蓄水量，保证水库灌溉效益的充分发挥，为下游的农村经济发展打下良好的基础，保证农业生产的持续发展，灌溉效益十分显著。4)工程实施以后，能促进当地工业的稳定发展。5)加固以后扩建库区公路，对改善和促进当地经济发展起着重要作用。6)随着大坝建设资金的投入，带动区域经济在建材、交通、劳务及物质供应等等方面的发展，对促进区域经济发展有着重要的作用。2、主要不利影响1)工程施工期，由于施工人员相对集中，工地临时生活区卫生条件较差，如预防不力，容易造成某些传染病如呼吸道传染病、肠道传染病等暴发流行。2)施工期间施工废水、废气排放及机械施工噪声污染，将对周围环境产生短期不利影响。3)建设开挖、取土、弃渣、临时设施的搭建将破坏部分土地、植被资源，可能加剧局部区域水土流失。5.2.1.2环境保护任务xxxx-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院水库除险加固工程环境保护的主要任务是具体落实环境影响评价中提出的各项环境保护措施，并着重对施工期施工区进行环境保护设计和提出环境保护管理及环境保护投资概算。5.2.1.3环境保护设计依据1、《中华人民共和国环境保护法》；2、《建设项目环境保护管理条例》；3、《建设项目环境保护设计规定》；4、《地表水环境质量标准》(CHZB1-1999)；5、《环境空气质量标准》(GB3095-1996)；6、《建筑施工场界噪声限制》(GB12523-1990)。5.2.2环境保护设计5.2.2.1施工区环境保护设计5.2.2.1.1水质保护设计xxxx水库除险加固工程主要包括大坝加固处理、护坡及坝基防渗、溢洪道加固改造、输水涵卧管改造和防汛公路改造等，施工废水主要产生于工程施工砼浇筑及机械检修等过程，其中，砼浇筑工程产生的废水主要为悬浮物；机械设备运行、检修、设备冲洗产生的废水主要为含油废水。根据设计要求，砼工程总量为527m3，包括大坝加固、护坡及坝基防渗、溢洪道加固改造、输水涵卧管改造等砼浇筑。因此，在施工废水处理中，考虑到既经济性又可操作性，设计重点对施工废水排放较集中的砼施工废水进行处理，采用明沟或污水泵集中将废水收集入初级处理池，然后经沉淀处理悬浮物。参照类似工程砼施工可知1m3的砼产生废水6.9m3，估算砼在施工过程中产生的废水为3636m3，因此，初级处理池长度设计为4m，宽度为1.5m，池深为1.5m，大坝施工区附近各设置一处，以满足砼废水处理要求。初级处理池沉淀泥沙由人工定期处理。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院施工期间，对于机械检修产生的废油应集中回收。同时，在大坝加固施工区附近各设置一个机械集中冲洗点，由明沟集中冲洗废水入油水分离池进行处理。油水分离池设计为三格，单元格长度为4m，宽度为2m，池深2m。5.2.2.1.2空气质量保护设计施工区主要空气污染物为TSP、CO、NOX，其中CO、NOX主要是施工燃油机械排放尾气所致，TSP则主要为施工产生的粉尘和汽车运输带来的扬尘所致。因坝址附近1000m范围内有居住相对较集中的居民，坝址施工运输车辆尾气排放对该区域空气质量影响较大，因此运输车辆应使用优质燃油并严禁超负荷进行，确保车辆尾气达标排放。同时，由于各施工区工程施工车辆运输等产生的粉尘、扬尘对施工区及其周围区域空气污染较大，因此运输车辆应文明运输，车厢应加盖遮蓬，避免沿途洒散；同时应定期对运输干道进行清扫、洒水，以控制道路扬尘。5.2.2.1.3噪声防护设计施工噪声主要为各种施工机械运行产生的噪声和汽车运输产生的交通噪声，由于其分布较为分散，因此对噪声的控制主要采用强化工程管理的办法，严格控制高噪声设备的运行时间，在夜晚22时至翌日6时、中午12时至14时禁止高噪声设备的施工；对于噪声大于90分贝的机械设备，应有隔音装置。对于汽车运输产生的交通噪声，主要是控制超载、禁止鸣放高音喇叭和限速。同时对于生产第一线高噪音环境下作业的施工人员，每天工作不超过6小时，并配备相应的防噪设施，如耳塞、防音头盔等。5.2.2.1.4交通保护设计xxxx水库除险加固工程实施时，各种施工车辆的运行将充分利用坝、库区原有交通道路，这将加重当地交通压力，对当地交通带来不利影响。为减免这种不利影响，施工承包商应安排专职人员进行交通指挥疏导，在部分交通要道应开辟临时交通线路并作出临时改线或绕道告示，在重型车辆如运土车辆通行较多的地段应注意道路路面的维护工作。5.2.2.1.5人群健康保护设计-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院施工期间，大量施工人员聚集，工地卫生条件差，如预防不力，极易造成某些传染病的暴发流行。因此在施工准备期必须对施工人员进行卫生检疫，有传染病的施工人员不能进场施工；施工过程中要加强对施工人员及其临时生活区卫生监督与管理，专人负责施工人员公共饮用水消毒、垃圾清除和其它废弃物的收集、填埋，保护临时生活区环境卫生；同时在施工区应设立临时简易厕所，并定期清理、消毒。同时可委托当地卫生防疫部门对施工人员进行疾病预防和宣传教育，发放保健、防疫药品，并定期抽检，发现疫情及时处理和防范。施工期间，根据蚊蝇孽生情况，可适时运用石灰杀灭蚊蝇幼虫等。5.2.3环境保护管理与监测5.2.3.1环境保护管理由于工程任务繁重，必须设立专门的环境保护管理机构，机构的职责是：贯彻执行环境保护法规和标准，组织制定工程环境保护管理规章制度，组织进行环保设施的建设与运行操作学习，制定并组织实施施工期的环境保护规划，检查环保设施的运行情况，检查工程水土保持措施的执行情况，定期向工程主管部门和环保部门提出书面报告。管理机构的定员编制为1人。5.2.3.2环境监测计划xxxx水库除险加固工程项目涉及面较广、工程量较大，为了能够及时掌握工程施工对施工区环境的影响，在工程施工期必须对工程施工全过程进行环境监测。5.2.3.2.1水质监测1、任务：监测工程施工对水环境的影响。2、断面布设：监测水质断面设于坝址下游约500m处。3、监测项目：主要为SS、COD、石油类。4、监测时期：为施工期0.5年。5、监测频率次数：从10月份至次年4月份(与施工期一致)，每2个月1次，共3次，每次连续采样3天，每天取水样1个。6、样点布设：在取样断面主流线上以及距两岸不少于0.5m且有明显水流的地方，各设一条取样垂线，共三条：取样点为每条垂线水面以下0.5m处。5.2.3.2.2大气监测1、任务：监测施工区域以及施工区附近敏感点大气污染程度。2、样点布设：根据施工区大气污染源分布，结合本工程实际情况，共设置样点4个，3个位于具有代表性的施工地段：大坝加固施工区、骨料破碎施工区、土料场区；1-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院个位于江西村。样点具体位置应视当地具体施工地段而定。3、监测项目：TSP、NOX。4、监测时期：为施工期0.5年。5、监测频率次数：从10月份至次年4月份，每2个月1次，共3次。每次连续采样3天，07时、14时、18时各1次。5.2.3.2.3噪声监测1、任务：监测施工噪声对周围环境的影响。2、样点布设：设置样点4个，3个位于正在施工地段，1个位于施工附近居民区(与上述大气监测相同)，样点具体位置应与工程施工活动紧密配合，随工程施工情况的变化而变化。3、监测时期：为施工期0.5年。4、监测频率次数：从10月至次年4月，每2个月监测1次，共3次。每次连续采样3天，每天测2次，每次连续读取100个数据。5.2.4环保投资概算列入xxxx水库除险加固工程环境保护投资的项目为减免本工程不利影响所需采取的环境保护措施，施工期环保投资为3.80万元，详细如表5-1。表5-1　　施工期环保投资概算表项目单价数量投资备注施工区环境保护水质保护砼废水处理0.2万元/处2处0.40万元环保专项投资建筑设施费0.2万元/处2处0.40万元含油废水处理0.2万元/处2处0.40万元建筑设施费0.2万元/处2处0.40万元空气质量保护扬尘控制0.5万元/年0.5年0.25万元人群健康保护生活垃圾及粪便处理0.5万元/年0.5年0.25万元环保专项投-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院资卫生防疫0.4万元/年0.5年0.20万元环境保护管理与监理监测管理机构及运行费2.0万元/年0.5年1.00万元施工期环境监测0.5万元/年0.5年0.25万元施工期环境监理0.5万元/年0.5年0.25万元合计3.80万元6工程管理设计6.1工程管理现状xxxx水库是以灌溉为主，兼顾防洪、养鱼等综合利用的小（二）型水利工程。1975年成立xxxx水库管理所，由村主干负责工程的日常运行、管理，业务上归水利局。目前水库无专门管理人员和管理部门：需增设一名专业管理人员，防汛仓库和管理房需要新建。6.2设计依据1、水利部《水库工程管理设计规范》（SL106-96）；2、2004年5月水利部、财政部《水利工程管理单位定岗标准》（试点）；3、2004年5月水利部、财政部《水利工程维修养护定额标准》（试点）。6.3工程运行期管理6.3.1管理机构和人员编制xxxx水库是以灌溉为主，兼顾防洪、养鱼等综合利用的小（二）型水利工程。xxxx水库管理所为xxxx镇管辖下的一个股级事业单位，实行企业管理。根据《水库工程管理设计规范》（SL106-96）和2004年5月水利部、财政部《水利工程管理单位定岗标准》（试点）应配备管理人员及生产人员1人，详情如表6-1。表6-1管理所人员编制情况表部门人员编制(人)备注综合办1综合财务、综合经营、仓库保管、接待、档案等6.3.2工程管理设施6.3.2.1生产、生活设施为了放水管理方便，在放水设施卧管旁边建15m2的管理用房，另-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院对水库现有办公、生产及生活福利用房进行改造，计面积15m2；防汛仓库15m2,共计30m2。6.3.2.2交通设施无防汛公路，需新建防汛公路0.4km。6.3.2.3通讯设施为了水库运行管理方便，需完善通讯设施，设置新增程控电话一台。6.3.3工程管理运用6.3.3.1水库调度xxxx水库是一个以灌溉为主，兼顾防洪、养鱼等综合利用的小（一）型水利工程。水库调度要在服从防洪总体安排、保证水库工程安全的前提下，协调防洪、兴利及各用水部门的关系，充分发挥水库防洪、蓄水兴利的最大综合利用效益。水库控制运用的原则为：①工程安全第一。主汛期（4-6月）以防洪为主，秋汛期（7-9月）以蓄水灌溉为主。②当安全与兴利发生矛盾时，兴利服从安全。6.3.3.2工程的检查与维修管理xxxx水库工程检查与维修管理的任务是：监测工程处理后的状态变化和工作情况，掌握工程变化规律，为正确管理运用提供科学依据，及时发现不正常迹象，分析原因，采取措施，防止事故的发生，通过对各建筑物原型观测，对原设计的计算方法及指标进行验证，监视水质变化，做好水质恶化预报。6.3.3.2.1枢纽工程检查1、经常检查：枢纽管理单位对各建筑物的各个部位、闸门及启闭机械、动力设备、观测设备、通讯设备、水流形态、库区岸坡稳定等进行经常检查，由专职人员负责。2、定期检查：每年汛期、汛后抬高水位运行时应对挡水建筑物作定期检查。定期检查由管理单位负责人组织领导，并结合各建筑物所埋设的观测设备和观测数据进行分析，做出检查方案。3、特别检查：当发生特大洪水、暴风暴雨、地震等工程非常运行情况(或发生重大事故)，管理单位及时组织力量检查，必要时请上级主管部门共同检查。6.3.3.2.2枢纽工程维修管理-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院1、经常维修：枢纽管理单位要对各建筑物的闸门及启闭机械、动力设备、观测设备、通讯设备等进行经常维修，由专职人员负责。2、定期维修：每年枯水期应对放水启闭等设施作定期维修。定期维修由管理单位负责人组织领导，并做出检查方案。3、特别维修：当发生特大洪水、暴风暴雨、地震等工程非常运行情况(或发生重大事故)，管理单位及时组织力量进行维修，确保运行安全。6.3.3.3工程监测水文观测、水质监测及工程变形监测、渗流监测等应满足现行规范及工程运行的要求，同时要做好观测资料的整编及归档工作，以保证资料的连续性，更好地为工程运行管理服务。要做好库区及上游河道的水源保护工作，确保水库水质。6.4工程管理规范与保护范围6.4.1管理范围xxxx水库工程的工程管理范围包括水库枢纽工程和生产生活区，即已征用的土地范围，本次设计未增加新的永久性征用土地。水库工程区包括：水库征用线以内的库区和可能出现的警戒区。枢纽工程区包括：大坝、引水系统、水文测站、观测设施、进管理所及上坝交通等设施及其周围。生活区包括：生活区所有占地范围。6.4.2管理单位任务枢纽管理单位的任务是：确保工程安全，充分发挥工程效益，开展综合经营，不断提高管理水平。主要工作内容：1、认真贯彻执行有关方针政策和上级部门的指示。2、熟悉本工程的规划、设计、施工和管理运行等资料，以及水库运用等情况。3、进行检查观测、养护防汛及坝顶公路、随时掌握工程动态，处理工程隐患。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院4、做好水文预报，掌握雨情水情，了解气象预报，做好工程的调度运行和工程的防汛工作。5、做好水质监测。6、制定库区绿化、水土保持和发展生产规划。7、加强管理培训，提高全体干部职工的思想素质和管理水平及业务能力。8、经常向群众进行爱护工程、保护水源和防汛保安的宣传教育，结合群众利益，发动群众共同管好水利工程。9、定期对全部监测设施进行检查、校正、维护、更新和完善。定期整编和分析监测成果，建立监测技术档案。10、按工作需要设置岗位，按岗定人，合理安排各岗位人员。11、利用水库有利条件，积极开展多种经营，发挥水库综合效益。12、设立常年工程维修队伍，确保工程及时维修，延长工程使用寿命。6.4.3保护范围xxxx水库管理所的保护范围包括建筑物保护范围和水库保护范围。1）建筑物保护范围：在工程管理范围边界线外延200m。2）水库保护范围：坝址以上及库区两岸土地征用线以上至第一道分水岭脊线之间的陆地，库尾至土地征用线以外200m。以上保护范围内土地不征用。7施工组织设计7.1施工条件7.1.1工程条件7.1.1.1对外交通条件及施工场地xxxx水库主要由大坝、溢洪道、输水涵洞和进水卧管等建筑物组成，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养鱼等综合利用的小（一）型水利工程。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院xxxx水库位于xxxx省xxxx镇北部，坝址座落在xxxx镇江西村境内。坝址地理位置处于东经111°40′30″~111°40′38″、北纬26°0′20″~26°0′27″之间，距xxxx镇5km，距双牌城区5km。有简易村级路可到达水库附近，不能到达坝顶，需修建长0.4km的临时施工道路，工程完工后可改为防汛公路，总之施工交通不太方便。水库工程主体工程场地比较狭窄，利用条件不好，不便于工程施工，需进行开挖施工场地或布置水库的附近。7.1.1.2工程项目及施工特点本次除险加固工程主要项目有：大坝坝体、坝肩及坝基防渗、大坝上下游坝坡护坡、溢洪道加固改造、输水设施加固改造等。工作内容主要有土石方开挖、土方填筑、浆砌块石、钢筋砼及砼、冲抓回填、帷幕灌浆、砼预制块护坡、草皮护坡等。工程项目的施工特点为：(1)施工项目多，工期较短，工程量较大，所需的施工机械设备较多，故施工场地、施工顺序必须周密考虑，精心安排，合理布局；(2)作业面施工机械较多，施工人员较多，必须加强管理，合理安排劳力和设备，避免窝工和设备闲置。本工程主要施工项目大部分需在非主要灌溉季节（即当年9月至次年4月）将水库水位降低后方可进行施工。主要工程量如表7-1。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院表7-1主要工程量表项目单位大坝溢洪道输水设施观测设施合计土石方开挖m361820192730165383土方回填m3300950252373780干砌块石m3180180中粗砂垫层m32451246浆砌石m34728212341六角块砼预制m3163163钢筋砼m39925311363帷幕灌浆m9090冲抓回填m491491钢筋制安t2.37.00.49.7沥青杉板m22424钻灌浆孔m23358291模板m260469529橡胶止水m18516201砂浆抹面m2152152砌砖m32020坝面平整m218401840草皮护坡m2740740碎石垫层m32424浆砌石拆除m31621627.1.1.3技术供应条件1）建材供应本工程施工所需建材主要为河砂、砾石、块石、土料，其他建材主要为水泥、钢筋及炸药、木材、油料等。块石从开发区石料场购买，运距5km；土料可从附近开发区土料场开采，运距5km；碎石可从开发区石料场购买，运距5km；河砂可从双牌城区采砂场购买，运距5km；水泥、钢筋、木材、油料等均可在双牌城区相关市场购买，运距5km。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院各类建材运距及运输方式如表7-2。表7-2建材运输特性表单位：km类别名称河砂碎石水泥钢筋木材油料块石土料产地名称开发区采砂场开发区石料场双牌城区双牌城区双牌城区双牌城区开发区石料场开发区土料场运输方式公路公路公路公路公路公路公路公路运距44444441.52）水、电供应本工程施工用水主要为砼及砂浆拌和用水，可直接从水库抽取；本工程施工人员较多、生活用水量较大，但可同于当地居民生活用水；施工用电主要为照明、混凝土拌和和设备用电，经现场踏勘，工程附近电源点距工地较近，只有0.5km，电压为0.38kv，采用低压接入。7.1.1.4施工准备及工期要求本工程担负着400亩农田的灌溉任务，7~9月是灌溉用水高峰期，同时4~9月是汛期，不能进行与安全度汛相关的主体工程施工；大坝坝体、坝基防渗工程施工要求库水位较低，上游坝坡护坡、溢洪道加固改造、输水建筑加固改造等要求在无水的条件下施工。所以，本工程要求在一个枯水期内完成与安全度汛相关的主体工程施工，在9月底前完成施工准备工作。7.1.2自然条件7.1.2.1水文气象条件1）水文条件xxxx水库属xxxx江水系xx水xx支流，水库坝址以上控制流域面积为0.12km2，外引控制流域面积为30km2，干流长度为0.8km，干流平均坡降为76.8‰。工程区多年平均降水量为1484.9mm，4～6月降水量占全年41.7%，3～8月降水量占全年68.75%，枯水期一般为10月至次年3月，这是水库除险加固施工的最佳时段。本地区春夏暴雨集中、强度大，易发生山洪；洪水特性是汇流集中快、历时短、变化大，呈陡涨陡落趋势。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院2）气象条件xxxx水库所在流域内属中亚热带季风性湿润气候区，具有气候温和、四季分明、严冬期短、暑热期长、春温多变、春夏多雨、夏秋多旱、光热充足、无霜期长等气候特点。根据xx气象局实测资料统计：多年平均气温为17.9oC，极端最高气温为43.7oC（1951年8月7日），极端最低气温为－7.0oC（1977年1月30日）。多年平均相对湿度为78%，最小相对湿度为11%。多年平均蒸发量为1428.3mm。多年平均降水量为1484.9mm，年最大降水量为1937.6mm（1970年），最小降水量为950.0mm（1971年），最大日降水量为194.8mm（1976年7月9日），其中4～6月份降水量占全年41.7%，3～8月份降水量占全年68.75%。多年平均风速为3.1m/s，历年最大风速为25.7m/s（1973年4月11日），风向NNE，多年平均最大风速值为16.8m/s。历年平均日照数为1623.1h，多年平均无霜日287天，最短240天，霜雪冰冻期较少。7.1.2.2地形、地质条件1）地形条件工程区位于xxxx江水系黄溪河支流双牌县xxxx镇江西村境内。工程区属丘陵地貌，河谷对称呈“U”形，两岸山顶高程160～220m，河床高程142.00m左右。河谷两岸阶地不发育，植被发育良好。2）地质条件工程区地层比较单一，主要有第四纪冲洪积层（Qal+pl）、残坡积层（Qel+dl）和石炭系下统岩关阶下段（C1y1）黄褐色中厚层砂岩。7.2施工导流本工程大坝上游坝坡护坡、涵洞改建、卧管拆除重建等施工需在无水的情况下施工，需作施工导流设计。7.2.1导流标准该水库为小（二）型水库，属Ⅳ等工程，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)的要求，导流建筑物级别为5级，其施工洪水标准可取枯水期5~10年一遇，本工程取5年一遇。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院7.2.2导流方式及围堰1、放水设施施工导流本工程放水设施施工项目包括新开隧洞、放水卧管改建和原涵洞封堵。新开隧洞和放水卧管改建需要工期3个月，原涵洞封堵需要工期半个月。本次施工设计采取先新开隧洞和放水卧管拆除重建，施工时可利用原涵洞进行施工导流；完成后利用新开隧洞导流再对原涵洞进行封堵。由于本工程控制流域面积较小，仅有0.12km2，来水量较小。根据小型水库水库除险加固施工工期要求，放水设施要求在年底完成，因此放水设施施工要求在开工时就着手施工，故枯水期施工洪水选择时段为10月至次年3月。根据水文专业的施工洪水计算，在不考虑任何施工导流和其他工程措施的情况下，5年一遇10月至次年3月段枯水期洪水位为143.25m，最大水深仅0.67m，根据项目的实际情况，新开隧洞和放水卧管改建可利用原涵洞导流，不需要进行施工围堰，只需在隧洞进口处修筑简单的粘土砂袋挡水即可，粘土砂袋长15m，宽1.0m，高1.2m。工程量为：粘土砂袋回填18m3。由于施工洪水位较低且原涵洞封堵工程较小，故本次设计不考虑施工围堰，只需利用新开隧洞导流即可。具体详见《xxxx水库大坝施工总体平面布置图》。2、溢洪道施工导流溢洪道施工在一个枯水期内完成，施工时可利用涵洞将水库水位降低至死水位95.09m，然后采用涵洞进行导流，即可满足施工要求，故不需修建挡水围堰。3、坝体施工导流除涵洞、卧管、溢洪道外，其他项目需在枯水期水位较低时施工，大坝坝体上游坝坡护坡、坝体冲抓回填、坝基及坝肩帷幕灌浆等，各项目施工时利用涵洞将水库水位降至死水位，即可满足施工要求。7.2.3基坑排水在施工区坑、槽内的渗水及遇较强降雨时的雨水，可引至基坑内修建的排水沟内集中排除。由于基坑的水量一般较小，故本次设计采用基坑排水水泵和施工抽水水泵共用，本工程基坑排水拟选用1台GQB20-15/1型(Q=20m3/h、H=15m、2.2kw)水泵。7.3料场选择和规划-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院工程施工所需砂砾石料主要为各类砼及反滤层铺设所需；块石主要为各部位浆砌石、干砌石施工所需；土料主要为大坝冲抓回填及卧管开挖后填筑所需。块石、碎石、河砂采用外购方式，土料可从坝址附近的江西村土料场开采。当地建材情况如表7-3。表7-3当地建材分布情况一览表建材类别料场名称平均运距(km)有用层储量（104m3）备注土料江西村土料场5/粘土，开采运输方便河砂双牌城区砂料场5/储量丰富，质量较好，运输方便碎石开发区石料场5/储量丰富，质量较好，运输方便块石料开发区石料场5/灰岩，质量较好7.4主体工程施工本工程施工项目主要包括大坝坝体、坝肩、坝基防渗、大坝上下游坝坡护坡、溢洪道加固改造、输水设施加固改造等。7.4.1土石方工程土方开挖主要采用人工、机械相结合的施工方法。以机械开挖施工为主，用0.4m3反铲开挖，开挖料除用回填料外，其余就近弃料。大坝表层清理土料不符合大坝填土要求，不能利用。土料从土料场取土，用0.4m3反铲开挖，8t自卸汽车运输至填筑处，人工回填采用蛙式打夯机夯实；溢洪道等建筑加固挡土墙基础土方回填利用其开挖料，人工夯实。本工程土方填筑包括：填料选择和开采、基础清理、铺填、压实和接缝处理等。1)放样：按设计图要求确定坝轴线，并在填筑范围边线外设置坐标控制网点基桩，以控制平面位置；同时在其周围合理布置水准点，作为控制高程边坡、坝体沉降、填土厚度的依据。2)基础清理：填筑前必须对坝内、外坡脚线范围的乱石、各种建筑物和垃圾、杂草、树木、树根、腐植土及淤泥全部清除，弃至弃渣场。3)取料：本工程填筑取料分两部分：一部分是利用合格的开挖料作为填筑料；另一部分借土回填，后退法卸料。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院4)填筑：填筑前应根据所用的填筑料做好碾压试验，确定合理的碾压参数(铺料厚度、含水量、方式、遍数)。铺料厚度控制在30cm以内，宽度一次性铺足，避免纵向接缝。背水坡超填50cm，以保证碾压到位，采用人工碾压。填筑过程应采取措施避免出现弹簧土。填筑接缝必须成斜坡形，坡度可采用1：3～1：5，坝顶高程一般比设计超高5%，作为沉降加高。对于基础隐蔽的砌体附近，边隅地段的回填，必须选取级配良好的砂砾料或土方回填，用蛙式打夯机结合人工夯实或用水冲法压实，以确保安全和填筑质量。分段作业，其最小长度不应小于100m，并立标志，以防漏压、欠压和过压。上下层的分段接缝位置应错开，其搭接长度：平行坝轴线方向不应小于0.5m，垂直坝轴线方向不应小于3.0m。5)整坡：对于填筑完的坝坡必须整坡。必须清除坡面上松散、不密实的填料，直至设计坡面，做到坡面平顺、密实、美观。7.4.2砌石拆除浆砌石拆除采用人工钢钎撬挖拆除；浆砌石拆除料经人工选料、清洗后，拆除块石料均可利用于本工程浆砌石砌筑。7.4.3砌体工程各部位浆砌石所用砂浆均采用0.4m3砂浆拌和机拌制，手推胶轮车运至作业面。所需块石采用自卸汽车运至工地卸料，再采用人工抬运或手推胶轮车运至砌筑作业面砌石。浆砌块石采用坐浆法施工，先铺浆、再砌石，石料堆码紧密，缝间采用小径石充填，层间铺浆应均匀，缝间浆液充填应饱满，外观要求平整、美观。砌筑砂浆按配合比要求拌制，随拌随用。块石料要求形状整齐、无锋边尖角、块重以30～50kg为宜，岩质要新鲜、坚硬，抗风化能力强，不得夹带泥土污物，采用错缝竖砌，严禁出现通缝、架空等现象。7.4.4砼及钢筋砼施工7.4.4.1砼预制块本工程砼预制块主要为大坝上游坝坡护坡。护坡前先完成坝面平整，坝面平整采用机械平整，砂垫层由人工挑运或双胶轮车运至作业面进行铺设。砼预制块厚10cm-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院，砼预制块采用砼拌和机拌制砼，人工制安模具，双胶轮车运输入模具浇筑砼，平板振捣器振捣，人工拆模。人工装手扶拖拉机或双胶轮车运至砌筑现场进行砌筑。采用砂浆勾缝。勾缝砂浆采用0.4m3砂浆拌和机拌制，人工挑运至作业面勾缝作业。7.4.4.2溢洪道砼及钢筋砼溢洪道砼主要包括溢流堰砼、侧墙砼、泄槽底板砼、消力池砼等。均采用0.4m3砼拌和机拌制，人工绑扎钢筋、制安模板、搭建施工脚手架，双胶轮车运至浇筑现场，底板、墙体及支墩砼均需上脚手架后经溜筒入仓浇筑。砼拌和用料质量应满足设计要求，砂砾石应冲洗干净，水泥质量等指标应符合国家标准，标号应满足设计要求，砼拌和、运输、入仓、振捣及养护等环节均应严格控制，养护时间一般不少于21天，低温季节施工应采取有效保护措施。7.4.4.3输水设施砼及钢筋砼输水设施砼主要为放水卧管砼，采用0.4m3砼拌和机拌制，人工绑扎钢筋、制安模板、搭建施工脚手架，双胶轮车运至浇筑现场。7.4.5大坝上游护坡工程先对上游原护坡块石进行清除，块石清除从上至下进行，由机械挖运至坝底作护脚。清除块石后对坝面进行整平压实，清除树枝和尖石及其它杂物，或截压至表面30cm以下。砼预制块护坡施工，先设砂卵石垫层，后用预制砼块护坡，此过程自下而上进行，坡脚处设防滑槽。垫层砂砾石由自卸汽车运至坝顶，手推胶轮车至作业面逐层铺设，垫层砂石要求铺设均匀、平整、紧密。预制砼块先由自卸汽车从预制场运至坝顶，再由人工搬运铺砌，要求平稳、美观、错缝，缝中用砂浆填充。7.4.6坝基、坝肩、坝体防渗7.4.6.1施工顺序本工程大坝防渗包括坝基帷幕灌浆、坝肩帷幕灌浆、坝体冲抓回填，采取先坝体冲抓回填，再坝基、坝肩帷幕灌浆的施工顺序。7.4.6.2冲抓回填本工程冲抓回填工程量为587m。冲抓回填采用SJ2-95型冲抓钻机和SJZ-95型自动挂卸冲抓式打井机。施工时，对回填土的要求是粘粒含量35-50%，渗透系数小于10-5cm/s-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院，干重度大于等于15.5KN/m3，含水量控制在塑限附近，约22-25%。土料填筑条件应通过现场试验，控制在设计要求范围内。施工钻孔在平面上套接布置，布置在坝轴线上或在坝轴线上游侧，按主孔和套孔相间布置，一主一套相交连接成墙。先打主孔1、3号，回填后打套孔2号，回填后再打5号孔，回填后再打4号孔，以此顺序，进行打孔、回填。冲抓回填施工工艺流程为：先进行布孔，再安机，再造孔，造孔时必须弃土，弃土料弃于旁边堆放可用于坝坡回填，再清理造孔，再用取来的粘土进行回填夯实，最后进行质量检查。a、施工工艺流程冲抓套井回填施工工艺流程如下图。b、施工工艺①造孔冲抓机工作时，钻头靠自重向孔位冲击。冲击时，自动开闭机构控制的叶片张开。插入土层后，使用卷扬机使钢丝绳通过滑轮组，将4个叶片闭合，抓住土料，然后将整个冲击钻头等提升至孔口，使其碰到塔架上固定的自动推卸器，实现自动挂钩。挂钩后放松钢丝绳，叶片自动张开，将土卸入孔口处的小车内。小车拉走弃土后，可再将冲击钻头从挂钩上脱下，再进行冲击。开始下一次循环，如是重复操作，直至设计深度。造孔应平整垂直，孔位允许偏差为±3cm。孔深小于60m时，端孔孔斜不得大于0.3%。单号孔与双号孔套接中心在任一深度的偏差，不得大于设计墙厚的1/3。②回填-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院回填土料应先去掉土料中杂物，然后通过土工试验，选择满足回填土要求与设计要求的土料。土料的填筑干重度与含水量都应通过现场试验，控制在设计要求的范围内。填料可采用当地粘土或以粘土为主的混合料。回填顺序随打孔顺序进行回填。③夯实填土夯实的目的在于提高抗渗强度和防止坝面裂开。用于夯实的夯锤采用混凝土，形状为马蹄形。一般回填时夯距控制为3m，夯击次数20~25次。④质量检查及时进行检查观测，是保证套孔回填施工质量的重要措施。通过现场取样，测定回填土的含水量，并检查夯实后的干重度是否满足设计要求，否则应采取相应的处理措施。7.4.6.3帷幕灌浆帷幕灌浆施工顺序为：钻孔-冲洗-压水试验-灌浆。对于岩石破碎、透水率较大的灌段采用自上而下的方法施灌，其余灌段同样采用自上而下分段灌注，每排孔分三序孔施灌。灌浆设备采用200L双筒立式搅拌机制浆，01-30型全液压式灌浆泵，灌浆材料为纯水泥浆。钻孔采用150型地质钻机。a)深度本设计帷幕要求伸入相对不透水层(q=10Lu)深度。b)钻孔及简易压水试验1)钻孔：坝身采用冲击干钻、套管护壁，基岩采用回转式钻机钻进，用金刚石钻头或硬质合金钻头钻进，终孔孔径为75mm。钻机安装必须水平、稳固，开孔位置偏差应控制在10cm之内，孔斜率控制在1%以内，钻孔深入相对不透水层(q=10Lu)。2)钻孔冲洗：钻孔达到设计深度后，应采用清水冲洗钻孔，直至回水澄清无砂和岩粉为止，残留岩芯不应超过0.2m。3)简易压水试验：帷幕灌浆前，对每一灌段均应以简易压水试验所得之q值来确定开灌水灰比及复核岩层的透水程度。c)灌浆方法当岩段小于6m，采用全孔一次灌浆法；大于6m-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院分段灌浆，本设计帷幕灌浆采用自下而上的方法灌浆，以提高灌浆质量。本设计帷幕灌浆采用循环式。d)灌浆参数的选取1)灌浆段长度灌浆段的长度是根据岩石的裂隙发育程度、破碎情况、渗透性以及设备条件决定的。参照省内外帷幕灌浆取得的成功经验并根据工程的具体情况，为确保工程质量，本设计要求灌浆段一般长5～6m，基岩条件较好的灌段取大值，裂隙发育、岩石破碎的灌段则取小值，甚至3～4m。坝基接触面采用单独灌浆并待凝，灌段长1.5～2.0m，接触灌浆的具体要求应严格按有关规范要求执行。2)灌浆压力灌浆压力是影响灌浆质量的重要因素，本次灌浆压力一般要求现场通过灌浆试验确定。灌浆压力是影响灌浆质量的重要因素，以回浆压力为准，其值随着孔深的增大而增大，参照同类工程的实践经验，最小压力取水头的2倍，最大压力参考值如下表7-4。表7-4帷幕灌浆最大压力参考值表孔深(m)0~55~1010~1515~2020~25备注压力(Mpa)0.20.40.60.81.0孔深自接触面算起坝体接触面的灌浆压力应以不使坝体底部劈开或上抬为原则，根据《土坝坝体灌浆技术规范》SD266—88中的规定，压力应控制在0.05Mpa以内。在左右岸山体上的灌浆压力最大值取表中压力值，但孔深则从地面算起。当灌浆孔离岸坡面较近，为防压力过大挤动岸坡，按情况降低最大压力值，但不小于最小压力值。在接触而处的第一灌浆段应从最小压力开始，视吸浆情况逐步加大或不变。3)浆液稠度浆液稠度一般应随基岩的单位吸水量而变，基础帷幕灌浆浆液浓度，应遵循由稀到浓逐级变换的原则。一般当q>l0Lu时，起始水灰比采用5：1(重量比，下同)；q=3~10Lu时，起始水灰比采用8：1；以后均采用3：1、2：1、l：1、0.8：1、0.6：1，个别灌浆段视具体情况可采用0.5：1。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院浆液稠度变换原则：当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比；当某一比级浆液的灌入量已达300L以上或灌注时间已达lh，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级；当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。4)结束灌浆标准符合下列条件之一者，即可结束灌浆：在设计规定的灌浆压力下，灌浆段已停止吸浆或吸浆量小于0.4L/min，并持续30min以上时；在规定的压力下，当吸浆量徘徊于1.0L/min，时间达1h以上时。e)灌浆材料及灌浆工艺1)灌浆材料灌浆用水泥品质必须符合GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》或所采用的其他水泥标准的规定。帷幕灌浆水泥强度等级不低于C32.5，水泥必须是合格的新鲜普通硅酸盐水泥，对进场材料必须具备三证(出厂证、检验单、合格证)方准予进入施工材料仓库，超过出厂日期保存达3个月以上的水泥不准使用，对因受潮而结块的水泥一定要清除，以免影响施工质量。对水泥的供给采取边用边进的原则，以保障水泥不超过长时间在工地积存。2)灌浆施工次序本设计帷幕灌浆孔应分三序施灌，同序孔距为12m(异序孔距为3m)。f)灌浆结束和封孔在灌浆过程中，对于每一个灌浆孔都应严格按照规程、规范的要求结束灌浆，以确保工程质量。对较深的帷幕灌浆孔，在最后一段灌浆结束后即采用水灰比为0.5的浓浆封孔。封孔分段长15~20m，封孔压力与灌浆压力相同，当注入率不大于1L/min，延续30min停止，在孔口处延续60min，灌注结束后闭浆24h。对于坝体，闭浆24h后，将孔内稀浆取出，用粘土捣实封孔(或投放干粘土球)。g)工程质量检查质量检查应以检查孔压水试验成果为主。检查孔数为灌浆孔的10%，应布置在帷幕中心线上或岩石破碎、断层、孔隙等地质条件复杂的部位。检查孔压水试验应在该部位灌浆结束l4d后进行。检查孔各段压水试验测得的q值原则上须≤10Lu，如出现大于-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院10Lu的试验段，则段数不得超过检查孔总试验段数的10%：且所有试段的q值必须小于10Lu，才认为该孔符合标准，否则应进行补灌。h）施工要求帷幕灌浆的钻孔、冲洗、压水试验的各种要求必须符合《水土建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148~2001和技施设计要求。全孔灌浆完毕后，采用自下而上分段封孔，每段15~20m，灌入水灰比为0.5的浓浆封孔。7.4.7金属结构安装本工程金属结构安装工程量较少，单件重量也较小，外型尺寸较小，不存在运输上的困难。建议闸门门叶及附件均在工地加工，钢材则在固定加工厂所需加工成品，后用自卸汽车运送至各工地。安装闸门启闭机时可采用汽车式起重机吊装，钢筋安装选派熟练的钢筋工即可。施工时需配备电焊机、千斤顶等机具。7.4.8防汛公路施工防汛公路施工顺序为：路基施工(开挖、填筑)一级配碎石层一砂石路面施工。施工方法：本工程属整修工程，不存在石方开挖作业。土方工程采用机械开挖、填筑，级配碎石层填筑所需碎石由石料场购买，自卸汽车运至工地卸料，推土机逐层铺料，采用压路机压实。7.5施工交通运输工程所需建筑材料均需从水库外面运进，本工程主要对外交通线路为零陵城区至xxxx水库大坝公路，交通不太方便，需修建0.4km临时施工道路，同时在水库附近有空阔平地设置汽车回转场地。7.6施工工厂设施及风、水、电布置砼用料部位主要有大坝、溢洪道、输水建筑等，为保证质量，分2处布置砼拌和站，分别位于管理所旁、溢洪道。其它项目的砼可从上述集中布置的拌和站供应或人工现场拌制。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院工程所需主要机械有：地质钻机、人推车、灌浆泵、砼搅拌机、插入式振捣器、载重汽车、钢筋弯曲机、钢筋切断机等。机械修配厂、汽车修配厂应充分利用附近乡镇有关设备，其它如综合加工厂等的厂址布置不能影响施工。风、水、电可就近取用。7.7施工总布置本工程施工总布置应遵照有利生产、方便生活、易于管理、安全经济等原则，并充分考虑施工项目相对较为集中，同时考虑本工程施工项目虽较多、但工程量均不大，所需施工临建设施较少等特点，采用就近分类集中布置方式进行施工布置。7.7.1场内外交通本工程对外交通不太方便，需修建0.49km临时施工道路，完工后改为防汛公路。各类建筑材料均采用公路运输方式，由载重或自卸汽车运至工地。7.7.2风、水、电供应及通讯本工程施工用风主要为溢洪道、大坝帷幕灌浆、输水设施施工用风，拟采用3m3/min移动式空压机供风，砼与砂浆拌和用水在利用水库管理所现有供水系统的基础上，拟选用1台GQB20-15/1型(Q=20m3/h、H=15m、2.2kw)水泵供水。施工用电由电网供给，距离1km。项目区通讯信号良好，施工期间通讯可利用手机进行联系。7.7.3施工布置水泥仓库、砂砾石堆场、砼预制场、钢筋及木材加工厂等宜布置在大坝右侧进场公路旁较为空旷处；不足部分可租用民房；空压机可布置在靠近用风项目作业区近旁平坦、安全处；灌浆作业设备可直接布置在灌浆作业区内，制、灌浆设备布置在灌浆棚内；机修、汽修及油料仓库应尽量利用水库管理所现有设施。因施工时段较短，故所有临建设施均采用棚式结构。施工临建设施面积如表7-5。表7-5施工临建设施面积表序号名称建筑面积占地面积类别备注-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院（m2）（m2）1生活设施200400工棚式2管理设施100150工棚式3砼拌和站90180工棚式占地面积含砂砾料堆场4水泥仓库100200工棚式5灌、制浆棚30120工棚式占地面积含土料堆场6钢筋加工厂50150工棚式占地面积含钢筋堆场7砼预制场300露天8木材加工厂60180工棚式9设施停放场320露天10合计63020007.7.4土石方平衡规划本工程土石方开挖量5589m3，土石方填筑量4832m3，经平衡计算，土石方开挖利用料4264m3，土石方开挖弃料1324m3，土方填筑需从土料场开采土料238m3，石方填筑需从石料场开采块石329m3，土方平衡规划如表7-6。表7-6土石方挖填平衡表开挖项目开挖方量（m3）自然方填筑方量（m3）自然方开挖方量其中弃料填筑总量利用量从土料场取土从石料场取石大坝618221400353　47输水设施201990114001118　282溢洪道289215029802742238　观测设施16888　　施工围堰44444444　　合计55891324483242642383297.7.5施工临时占地施工临时占地中，临建设施占地计2000m2，弃料场施工临时占地552m2，土料场土料开采施工临时占地48m2，石料开采施工临时占地66m2，共计2665m2，折合约4.00亩。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院7.8施工总进度工程施工主要以机械化施工为主。施工进度安排原则如下：(1)严格执行基本建设程序，遵照国家政策法令和有关规程规范。(2)施工程序前后兼顾，衔接合理，均衡施工；所有项目均安排在一个枯水期内完成施工。本工程施工总工期为4个月，即第一年10月～第二年1月，施工准备工程期为第一年7月~9月，主体工程施工期4个月，即第一年10月～第二年1月，扫尾工程期为第二年1月下旬。高峰期施工人数45人，施工筹建期不包括在本进度计划内，工作内容包括征地拆迁、主体工程施工招标等筹建工作，要求在工程开工之前完成。施工准备期内完成施工工厂、施工仓库及其他辅助设施的修建，同时完成少量生活设施修建工作。主体工程施工期完成大坝、溢洪道、输水设施等项目的有关土石方挖填、砼浇筑、砼预制块预制、砌筑、浆砌块石砌筑、冲抓回填、帷幕灌浆处理等项目施工工作。工程扫尾期主要完成临建设施拆除、工程移交、人员和设备转移及施工队伍撤退等项目工作。施工进度计划安排如下：一、施工准备及“三通”：施工准备及“三通”：第一年7月~9月。二、大坝坝体坝基除险加固：土石方开挖：第一年10月上旬；土方回填：第一年11月上旬；干砌块石：第一年11月上旬；中粗砂回填：第二年1月上旬至1月下旬；浆砌块石：第一年11月上旬；六角块砼预制：第一年10月至第一年12月；-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院六角块砼铺砌：第二年1月上旬至1月下旬；帷幕灌浆：第一年12月中旬至第一年12月下旬；冲抓回填：第一年11月中旬至第一年12月上旬；钻灌浆孔：第一年12月中旬至第一年12月下旬；砌砖：第一年12月上旬；坝面平整：第一年12月下旬；草皮护坡：第二年1月上旬。三、放水设施加固：土石方开挖：第一年10月上旬；土方回填：第一年11月上旬；浆砌石：第一年11月上旬；砼和钢筋砼：第一年10月中旬至第一年11月下旬；钢筋制安：第一年10月中旬至第一年11月下旬；浆砌石拆除：第一年10月上旬。四、溢洪道加固：土石方开挖：第一年10月上旬；土方回填：第一年12月中旬；浆砌石：第一年12月上旬；砼和钢筋砼：第一年12月中旬至第二年2月上旬；钢筋制安：第一年12月中旬至第二年2月上旬。五、扫尾工程：扫尾工程：第二年2月下旬。六、环境保护建设：环境保护建设：第一年10月上旬至第二年2月下旬全程跟踪。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院七、水土保护建设：环境保护建设：第一年10月上旬至第二年2月下旬全程跟踪。本工程共完成：土石方开挖5383m3，土方回填3780m3，砼及钢筋砼527m3，碎石垫层24m3，浆砌块石341m3，冲抓回填491m，帷幕灌浆90m，钻灌浆孔291m。7.9主要建筑材料和主要施工机械设备主要建筑材料消耗为：水泥203t，块石622m3，碎石515m3，河砂720m3，施工劳动总工日为1.11万个工日。施工机械设备如表7-7。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院表7-7施工机械设备汇总表序号设备名称型号规格单位数量备注1自卸汽车8t台4土石料运输用2载重汽车5~8t台1钢筋水泥运输用3推土机59~74kw台14反铲挖掘机0.4m3台2土方工程用5拖拉机59kw台1土方工程用6蛙式打夯机2.8kw台1土方夯实用7双胶轮车0.2m3台2砼运输用8砼拌和机移动式0.4m3台29砼输送泵2.2~3.2kw台2其中一台为备用10砂浆拌和机2.2~2.8kw台211插入振捣器2~5t台412平板振捣器台113卷扬机IS125-100-400A型台114水泵GQB20-15/1台1Q=20m3/h、H=15m、2.2kw15移动式空压机BW250/50台1灌浆等供风用16钻机地质台1帷幕灌浆用17泥浆泵01-30型台1帷幕灌浆用18风钻台1钻孔用19冲抓钻机SJ2-95型台1冲抓回填用20冲抓式打井机SJZ-95型台1冲抓回填用21手推胶轮车台47.10施工组织管理xxxx水库管理所作为项目法人单位，对工程建设负全面责任，实行统一领导，统一指挥，对逐项、逐段、逐个工程实行法人责任制、招标投标制、建设监理制和合同管理制。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院从项目开始，就要选择好合格的项目经理，组建得力的经验丰富的管理班子，并充分授权，合同文件得到甲、乙双方的充分确认，能够清楚规定双方权利、义务和利益，并建立健全激励机制。施工管理分施工质量管理、项目财务管理、竣工验收管理及工程档案管理。施工质量是工程的生命，强化项目施工质量管理是确保工程“优质、高速、安全、低耗”的重要措施。为保证工程质量，实现预定目标，由法人招标监理单位，对整个项目的施工发挥行之有效的监督职能，同时制定切实可行的项目施工技术质量标准和奖罚措施。工程施工应有施工日志，隐蔽工程应有现场记录、标示图和验收手续。工程结束后，按照标准予以奖罚。工程项目财务应建立专户、专款，做到专款专用，国家、地方、自筹资金按比例及进到位，严格按合同进度拨款，财务报表应做到准确、及时，以便保证资金及时到位，不影响施工方的施工进度。竣工验收根据不同的项目制定验收细则，绘制竣工图，收集整理施工记录，对工程质量进行评价，对不合格工程项目，要按合同执行处罚措施，经费应由承担项目实施的单位负责。工程验收和财务决算后，收集整理所有原始资料，按项目内容分类逐项建档，尤其是隐蔽工程，要有详细的现场记录资料、图例，包括地质情况，处理问题的方式，模块试验数据，记录及可能存在的问题分析，并办理必要的签收手续，统一归档。项目竣工验收后必须及时办理交接手续，明确管理主体，制定管理措施，建立健全各项规章制度，以保证工程的正常运行和发挥效益。8工程概算8.1编制说明8.1.1工程概况xxxx水库位于xxxx省xxxxxx镇北部，坝址座落在xxxx镇江西村境内。坝址地理位置处于东经111°40′30″~111°40′38″、北纬26°0′20″~26°0′27″之间，距xxxx镇4km，距双牌城区4km。本次水库除险加固工程初步设计项目主要有：1）对大坝坝段接触面以下采取帷幕灌浆防渗措施处理。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院2）对大坝坝体采用冲抓回填处理。3）新建溢洪道。4）对输水涵洞及进水卧管拆除重建。8.1.2主体工程量主　体　工　程　量土石方开挖　5383m3土方回填3780m3碎石垫层24m3砼及钢筋砼527m3浆砌块石　341m3帷幕灌浆90m冲抓回填491m钢筋制安9.7t钻灌浆孔291m主　要　材　料　用　量水泥　203　t块石　622m3砂子　720m3卵石　515m3钢筋　9.9t劳动工日1.11　万个根据施工组织设计，本工程施工期为一年，施工总工日数为1.11万个。8.2编制依据8.2.1基本依据-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院（1）定额依据：根据编规的有关规定，建筑工程执行水利部水总（2002）第116号文颁发的《水利建筑工程概算定额》；施工机械台时费执行水利部水总（2002）第116号文颁发的《水利工程施工机械台时定额》。安装工程执行水建管（1999）523号文颁发的《水利水电设备安装工程概算定额》及水建（1993）63号文颁发的《中小型水利水电设备安装工程概算定额》。(2）依据及费用标准：执行xxxx水建管（2008）16号文颁发的《水利水电工程设计概（估）算编制规定》。其费用标准如下：1）其它直接费：建筑工程按基本直接费的3%，安装工程按基本直接费的4.1%；2）现场经费：按直接费的百分比计算。其中土石方工程为8%，砼工程为7%，模板工程为7%，砌石工程为7%，钻孔灌浆工程为6.57%，其他工程为6.5%，安装工程按人工费的40%计算。3）间接费：土石方工程按直接工程费的8%，，砌石工程按直接工程费的7%，砼工程按直接工程费的5%，钻孔灌浆工程按直接工程费的6.5%，模板工程按直接工程费的5.5%，机电及金结设备安装工程按人工费的45%，4）利润：按直接工程费加间接费之和的7%计算。5）税金：按直接工程费、间接费、利润之和的3.22%计算。8.2.2基础价格①人工单价：执行xxxx水建管（2008）16号文颁发的《水利水电设计概（估）算编制规定》。其是：工长为9.87元/工时，高级工为9.32元/工时，中级工为7.22元/工时,初级工为5.6元/工时。②材料运距：xxxx水库工程区到全程4km，运输形式采用公路运输。水泥、钢材、汽油、柴油、炸药、木柴均需到双牌县购买，运距4km。③材料预算价格：根据导则要求，主要材料价格按业主提供并签字盖章所提供材料价格和运输距离进行计算。次要材料采用物价最新公布材料价格计算。④砂石料价格：河砂、卵石需到双牌县砂料场购买，运距4km；块石和碎石就近长岭石料场购买，运距4km。⑤风、水、电单价：-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院　　　　　风价：0.17元/m3　　　　　电价：0.84元/kwh水价：1.00　元/m38.2.3其他费用其他费用依据执行xxxx水建管（2008）第16号文颁发的《xxxx省水利水电设计概（估）算编制规定》。8.2.3预备费基本预备费按5%计算，价差预备费不计。8.3工程投资本工程总投资为186.13万元，静态总投资224万元，其中基本预备费为8.41万元。不考虑价差预备费和建设期贷款利息。总概算如表8-1。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院表8-1总概算表单位：万元编号工程或费用名称建筑工程费设备及安装费其它费用合计占一至五部分投资（%）Ⅰ工程投资　　　186.12　一建筑工程　117.77　　117.7766.44%(一)挡水工程38.94　　38.94　(二)放水设施43.74　　43.74　(三)溢洪道加固24.55　　24.55　(四)观测设施土建1.42　　1.42　(五)防汛公路7.35　　7.35　(六)房屋改造工程0.60　　0.60　（七）其他工程1.17　　1.17　二机电设备及安装　7.61　7.614.29%(一)观测设施　7.61　7.61　三金属结构及安装　4.43　4.432.50%（一）放水设施　4.00　4.00　四临时工程19.50　　19.5011.00%(一)施工道路1.23　　1.23　(二)施工围堰2.19　　2.19　(三)施工房屋建筑工程4.61　　4.61　(四)场外施工用电9.00　　9.00　(五)其他临时工程2.48　　2.48　五其它费用　　27.9427.9415.76%（一）建设管理费　　7.627.62　（二）安全鉴定费　　10.0010.00　（三）科研勘测设计费　　9.719.71　（四）其它费用　　0.620.62　　合计137.2812.0427.94177.25100.00%　基本预备费　　　8.86　　静态投资　　　186.12　　　　　　　　Ⅱ环境保护工程　　　3.80　Ⅲ水土保持工程　　　4.35　　水土保持　　　4.24　　水土保持补偿费　　　0.11　　　　　　　　Ⅳ工程总投资　　　193.83　-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院9经济评价9.1概况xxxx水库位于xxxx省xxxxxx镇北部，坝址座落在xxxx镇江西村境内。坝址地理位置处于东经111°40′30″~111°40′38″、北纬26°0′20″~26°0′27″之间，距xxxx镇4km，距双牌城区4km。枢纽工程主要由大坝、溢洪道、输水涵洞和进水卧管等组成。xxxx水库属xxxx江水系岔江支流，水库坝址以上控制流域面积为0.12km2，干流长度为0.8km，干流平均坡降为76.8‰。水库正常蓄水位为101.46m，相应正常库容为21.5万m3。设计灌溉面积0.1万亩，实际灌溉面积0.04万亩，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养鱼等综合利用的小（二）型水利工程。xxxx水库运行30多年来，取得了较为明显的经济效益和社会效益。但是水库兴建于上世纪五十年代，系典型的“三边”工程。受当时历史条件和技术水平的限制，施工质量差，存在基础清基不彻底，致使大坝坝脚渗漏严重，加之运行多年，工程老化严重，存在严重隐患。因此，xxxx水库目前是带病运行，工程存在诸多隐患，要根本上解决这些后顾之忧，只有加大资金投入，彻底进行改造，以致更好地造福人民。根据xxxx水库工程存在的问题，确定本次除险加固设计的任务如下：1）对大坝坝基进行帷幕灌浆；2）对大坝坝体进行冲抓回填；3）新建溢洪道；4）对放水设施进行改造；5）完善防汛设施，保证水库的安全运行。为了全面分析该工程的效益及其对社会经济发展的影响，本次经济评价以《水利建设项目经济评价规范》(SL72-2006第三版)以及《已成防洪工程效益分析计算及评价规范》(SL206-98)为主要依据，参考国家计委和建设部发布的《建设项目经济评价方法与参数》，采用定量计算与定性分析相结合的方法，对该工程进行国民经济评价，此外，还对其进行财务分析，为今后工程的正常运行提供决策依据，并在此基础上对该工程进行综合评价。9.2费用计算工程费用包括固定资产投资、年运行费用和流动资金。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院9.2.1工程投资根据投资概算成果，本工程总投资为186.13万元，静态总投资为244万元，其中基本预备费8.41万元(2011年价格标准)，施工期为4个月。9.2.2工程运行管理费本工程不另增加年运行费和流动资金。9.3效益计算9.3.1效益描述xxxx水库除险加固工程实施以后，将从根本上改变目前的被动局面，以崭新的姿态为库区人民防洪保安发挥积极作用。其效益主要体现在：1、工程实施以后，能在较大程度上消除大坝安全隐患，免除了因大坝可能发生事故对大坝下游群众生命财产安全造成的巨大威胁。2、工程实施以后，坝体稳定性大大地提高，能保证大坝防洪效益的发挥，大大地减轻了坝址下游沿河乡镇因洪灾损失对社会环境、自然生态环境造成的严重破坏，为区域经济发展提供了可靠的保证。3、工程实施改造的防汛公路和库区公路的加固能改善坝区交通条件。4、随着工程建设资金的投入，带动区域经济在建材、交通、劳务及物资供应等等方面的发展，对促进区域经济有着重要的作用。总之，由于该工程的实施，将大大地减轻灾害对人民生命财产的威胁，保障了人民安居乐业，有利于社会安定团结，充分发挥工程效益。9.3.2新增效益估算1、防洪效益xxxx水库处于xxxx南丘陵区，下游灌区连片且位置较低，水库直接威胁下游的xxxx镇江西村等范围内1300人和1400亩农田的安全，一旦水库大坝失事，将会造成巨大的经济损失。按有无除险加固项目、不同频率洪水的成灾机率、损失率，采用频率法估算防洪效益，项目实施后，计算多年平均防洪效益为10万元(2011年价格水平)。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院2、灌溉效益水库现在实际灌溉面积仅0.04万亩，项目实施后，可达到设计灌溉面积0.06万亩，估算可新增灌溉效益为12万元。以上两项效益合计为12万元。9.4国民经济评价9.4.1工程费用和效益调整根据规范要求，进行国民经济评价时，在效益费用计算中需采用影子价格，因此需对以上工程费用和效益进行调整。9.4.1.1投资调整根据投资概算，该工程2011年价格水平的静态总投资为214万元。剔除属于国民经济内部转移支付的费用，换算成影子价格后工程的投资为198万元。9.4.1.2效益调整效益计算过程中各实物指标价格均采用2011年现行价格水平概算。本次效益调整系数按1.0考虑，调整后的效益为26万元。9.4.2评价采用的基本参数1、以工程开工的第一年年初为起点，工程效益和费用均按年末发生和结算。2、社会折现率为8%，基准年为2011年。3、工程建设期为一年，工程经济计算期按30年计，整个计算期为31年。4、考虑到计算期内当地物质的增长，参照有关资料效益年均增长率取3%。9.4.3国民经济评价指标及结论国民经济效益费用流量如表9-1。由表中可知主要经济评价指标为：经济内部收益率为20.11%，大于8%；经济净现值为244.52万元，大于零；效益费用比为2.51，说明该工程国民经济合理。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院表9-1国民经济效益费用流量表单位：万元序号年序项目建设期正常运行期12345…3031一效益流量0.0028.0028.8429.7130.60…64.0667.911效益0.0028.0028.8429.7130.60…64.0667.912回收流动资金0.000.000.000.000.00…0.000.003回收固定资产余值0.000.000.000.000.00…0.000.00二费用流量174.840.000.000.000.00…0.000.001固定资产投资174.840.000.000.000.00…0.000.002流动资金0.000.000.000.000.00…0.000.003年运行费0.000.000.000.000.00…0.000.00三净现金流量-174.8428.0028.8429.7130.60…64.0667.91评价指标：经济内部回收率EIRR=20.11%，经济净现值ENPV=244.52万元，效益费用比EBCR=2.51。9.4.4国民经济敏感性分析由于经济评价采用的数据大部分来自预测和估算，存在一定程度的不确定性，因此有必要分析有关数据的变动对经济评价指标或评价结果的影响。影响经济评价结果的因素很多，本次设计仅分析工程费用、工程效益的变动对经济评价结果的影响。国民经济敏感性分析结果如表9-2。表9-2国民经济敏感性分析表指标变化因数经济内部收益率(%)经济净现值(万元)经济效益费用比基本方案20.11244.522.51投资+10%18.36228.332.28-10%22.26260.712.79效益+10%22.06285.162.76-10%18.17203.882.26由上表可知，在上述风险指标下项目的经济内部收益率均大于社会折现率8%，经济净现值大于零，费益比大于1，说明该项目具有较强的抗风险能力。-98- 白竹塘水库除险加固工程初步设计报告湖南省永州市水利水电勘测设计院9.5财务分析根据规范要求，对属于社会公益性质的水利建设项目，如国民经济评价合理，而无财务收入或财务收入很少时，应进行财务分析计算。本除险加固工程不另外增加水库的年运行费，故不增加水库的财务支出。9.6综合评价xxxx水库是以灌溉和防洪为主的综合利用水利工程，除险加固工程实施以后，可提高下游的防洪标准，防洪效益较大，社会效益显著，特别是可避免水库溃坝后对下游农村、乡镇的毁灭性灾害。项目实施后，还可提高防洪标准、改善灌溉条件，对促进水利工程步入良性循环具有十分重要的意义。项目工程经济内部收益率为20.11%，经济净现值为244.52万元，且具有一定的抗风险能力，说明项目经济指标优越，建议项目尽早实施。-98-'