本科毕业论文---井玉沟水库初步设计报告.doc

'目录1.综合说明11.1绪言11.2水文及水利计算成果复核21.3工程地质31.4工程任务和规模41.5工程设计41.6工程施工61.7环境保护和水土保持设计61.8工程管理设计71.9设计概算72.工程概况92.1枢纽工程概况92.2工程运行状况92.3管理机构及设施概况103．水文113.1流域概况113.2气象概况113.3降雨113.4径流133.5洪水143.6泥沙173.7蒸发与渗漏174.工程地质1954 4.1地质概况194.2库区工程地质204.3坝址区工程地质214.4天然建筑材料225．工程任务和规模245.1水库存在的主要问题及建设的必要性245.2用水分析245.3径流调节265.4洪水调节275.5水库特征值286.工程设计296.1工程等别及标准296.2大坝296.3溢洪道346.4输水洞386.5其它工程387.施工组织设计417.1施工条件417.2施工导流427.3施工队伍及施工方法437.4主体工程施工437.5施工总布置457.6施工总进度468.环境保护和水土保持设计478.1编制依据4754 8.2环境保护设计478.3水土保持498.4结论509.工程管理设计519.1管理机构519.2管理及保护区范围519.3水库管理站设施5110.设计概算5210.1编制说明5210.2工程概算表53附：《山西省小型水库除险加固项目三类坝鉴定成果核查意见表意见》附图：01总体平面布置图02大坝横断图03大坝细部结构图04溢洪道平面图、纵剖图05溢洪道横断面图06溢洪道细部结构图07进水卧管平面图08输水洞结构图09施工组织平面布置图54 1.综合说明1.1绪言1.1.1水库概况井玉沟水库位于海河流域南运河水系清漳东源张翼河支流上，地处和顺县义兴镇井玉沟村北，控制流域面积2.6km2。水库于1974年9月建成，总库容15万m3。是一座以防洪为主兼顾兴利的小（2）型水库。水库枢纽工程由大坝、溢洪道和输水洞组成。水库担负着下游1个村庄，1200口人，1000亩耕地，2500间房屋，2km蔡紫公路等的防洪任务。1.1.2工程存在的主要问题1、水库防洪能力达不到规范要求。2、大坝上游坝坡干砌石护坡有多处塌陷，坝顶未硬化，下游坝坡稳定安全系数不满足规范要求；排水沟损坏，坝脚无排水设施。坝体渗透坡降接近允许比降，存在渗透稳定安全隐患。3、溢洪道局部衬砌，出口无消能设施。4、输水洞老化失修，进口渗漏。5、无管理房及观测设施。1.1.3大坝安全鉴定结论2012年1月完成《和顺县井玉沟水库大坝安全鉴定报告》，并通过专家组鉴定，鉴定结论如下：（1）防洪安全性为C级。（2）结构安全性为C级。（3）渗流安全性为C级。（4）大坝抗震安全性为C级。54 （5）无管理房及观测设施。综合评定为三类坝。受和顺县水利局的委托，我院在编制《井玉沟水库安全鉴定报告》的基础上，进行水库除险加固初步设计报告的编制工作。1.2水文及水利计算成果复核井玉沟水库位于海河流域南运河水系清漳东源张翼河支流上，地处和顺县义兴镇井玉沟村北，控制流域面积2.6km2。整个流域下垫面为砂页岩灌丛山地，流域主河道长2.5km,流域平均比降为5%。流域属温带大陆性气候，春季干燥多风、春寒如冬，夏季干燥多风、无盛署，秋季凉爽、阴雨较多，初冬飞雪，冬季漫长而寒冷。多年平均气温6.2℃，极端最高气温为34.4℃，最低气温为－32.14℃，封冻日期平均为147天，无霜期一般为119天，最大冻土深度1.08m。全年主导风向为西南风，冬季多西风，极端最大风速达18m/s。1.2.1降雨量井玉沟水库控制流域内无水文测站，无任何实测资料。在和顺县城附近设有蔡家庄水文站，有1959～2006年的实测降雨系列，由于水库控制流域距该水文站较近，采用蔡家庄水文站的降雨资料作为水库控制流域的面降雨量进行分析计算。该流域年雨量均值为545.6mm。1.2.2年径流依据《山西省水文计算手册》,本流域年径流均值为17.68万m3。1.2.3洪水设计洪水采用《山西省水文计算手册》（2011年）进行计算。54 计算成果见表1-1。表1-1洪水计算成果表频率Ｐ(％)流程历时(小时)上涨历时(小时)洪峰(m3/s)最大一日洪量(万m3)57.251.528.212.40.5102.552.2926.61.2.4泥沙泥沙年均淤积量540m3。1.3工程地质1.3.1工程地质及水文地质条件评价水库在区域地质构造上位于沁水块坳之沾尚——武乡——阳城北北东向褶带的北部东缘。区内地貌属低中山区，库坝出露的地层主要为中生界二叠系下统基岩及第四系中、上更新统、全新统松散堆积物。据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），区内地震动反应谱特征周期为0.40s，地震动峰值加速度为0.10g，依据地震动峰值加速度确定的本区地震基本烈度属Ⅶ度区。1.3.2坝址区工程地质问题大坝坝基、左坝肩及右坝肩下部均与基岩相接。坝两岸稳定性较好。水库在蓄水运行中，坝基及两坝肩未发现有渗水现象。坝体填筑土岩性为浅黄色、褐黄色、棕红色等杂色低液限粘土。1.3.3溢洪道工程地质溢洪道进出口段坐在二叠系下统下石盒子组（P1x）黄绿色厚层中粗粒砂岩夹杏黄、黄绿色砂质泥岩上，中段左侧基础为中更新统54 洪积（Q2pl）灰黄、棕红色低液限粘土。1.3.4输水洞工程地质输水洞座在二叠系下统下石盒子组（P1x）黄绿色厚层中粗粒砂岩中，现洞进口有渗漏现象。1.3.5天然建筑材料水库除险加固需要的主要天然建筑材料为：块石、碎石、砂。工程所用石料（块石、碎石）从和顺县城附近的灰岩区料场就近选用，砂从河北邢台购进。1.4工程任务和规模1.4.1径流调节调节成果见表1-2。表1-2径流调节成果表频率%正常蓄水位(m)兴利库容（万m3）来水量（万m3）灌溉总用水量（万m3）灌溉面积（万亩）501284.346.269.04.050.031.4.2调洪成果结果如表1-3。表1-3洪水调节计算成果表单位：m,m3/s,万m3频率堰宽起调水位最高洪水位最大泄量溢洪道进口底高程P=0.5%101280.61285.9134.41284.34P=5%1284.989.381.5工程设计1.5.1大坝除险加固改造设计1.5.1.1坝顶54 现状坝顶宽度为3.5m。为满足防汛抢险需要以及对坝体的保护，现状坝顶需硬化，采用20cm厚泥结石路面，路面向下游侧设置2%单向坡。坝顶上游侧增设防浪墙，防浪墙为M7.5浆砌石挡土墙型式，墙顶高程1287.36m,顶宽50cm，坝顶以上高1.1m，基础深0.6m。坝顶下游侧设C15砼路肩石。1.5.1.2上、下游坝坡改造将现状上游坝坡塌陷的干砌石等清理并夯实后，铺设复合土工膜，复合土工膜铺好后，上覆厚40cm的碎石垫层，垫层上面砌筑40cm厚的干砌石护坡。下游坝坡进行清坡，边坡为1:2.25，并种植草皮进行护坡，高程1275.24m以下增设贴坡排水，贴坡排水采用干砌石护坡，干砌石厚40cm，边坡为1:2.25，干砌石与坝体之间设一层反滤土工布(紧贴坝体)和一层过渡层，反滤土工布规格为200g，过渡层厚40cm。下游坝脚设排水沟。下游坝坡增设两岸坡排水沟。排水沟为M7.5浆砌石结构，断面尺寸为30cm×30cm，和下游坝脚排水沟互相连通。1.5.2溢洪道改造改造后的溢洪道水平投影全长63.5m，进口底高程1284.34m。溢洪道从桩号0+000至桩号0+010为控制段，且为弯道段，轴线弯道半径25m；0+010至0+060.5为陡坡段，其中0+010～0+052底纵坡为i=1/50，0+052～0+060.5m底纵坡为i=1/5；0+060.5～0+063.5m段为挑流消能段。1.5.3输水洞改造将输水洞前30m及进口卧管拆除重修。54 新建输水洞部分仍采用原断面尺寸，即断面为城门洞型，底宽0.6m，直墙高0.5m,拱高0.25m，M7.5浆砌石结构。洞身每8m设一道伸缩缝，并在伸缩缝下游侧2m处设截水环一道。进口卧管顶高程1284.34m，底高程1276m，共16级，M7.5浆砌石结构，每级长2m，宽 1.2 m，高0.5m。并增设C30盖板。1.5.4其它工程水库现状无管理房，此次设计新建50m2的管理房。并整修硬化1.5km的防汛道路。路面宽4m，20cm厚泥结碎石路面。1.6工程施工水库坝址附近有县乡公道路通过，对外交通比较方便。为方便施工，在施工场地修建临时施工道路1km，主要用于建材及施工机械运输等。大坝上游改造、溢洪道改造及输水洞进口等施工要求在非汛期施工，考虑到有基流，修建施工围堰。围堰为土石围堰，顶宽3m，上、下游边坡为1:2，高3m。主体工程施工要求：土工膜铺设：土工膜铺设前，首先按设计将坝坡整平，土工膜铺设时，将土工膜与坝面台阶贴紧，不留空隙。另外，严禁穿钉子鞋在土工膜上行走。土工膜铺好后，将土工膜两端固定好，然后上覆滤料进行保护。施工期1年。54 1.7环境保护和水土保持设计井玉沟水库除险加固工程对环境的不利影响主要表现在施工期，但是这些影响都是短期的且经过相应的措施处理后基本可以避免。运行期对周边环境是有利的，水库的安全性增强，风险性减少，能更好地发挥经济、社会、环境效益。从环境角度看，本工程是可行的。本工程可能造成的水土破坏主要集中于施工临建区。对施工临时建筑拆除的场地，进行废物清理和土地平整，栽植树木、草类，恢复植被。1.8工程管理设计本工程为除险加固工程，宜采用现行实际管理及保护区范围。水库管理站需修建房屋50m2，并整修硬化1.5km的防汛道路。1.9设计概算1.9.1编制依据1、水总【2002】116号文（关于发布《水利建筑工程预算定额》、《水利建筑工程概算定额》、《水利工程施工机械台时费定额》及《水利工程设计概（估）算编制规定》的通知）；2、晋水规计（2003）716号文关于发布《山西省水利水电工程设计概（估）算编制规定》的通知；3、晋水规计（2009）891号文关于《山西省水利水电工程设计概（估）算编制规定》补充调整的通知；4、发改价格[2007]670号文《国家发展改革委、建设部关于印发<建设工程监理与相关服务收费管理规定>》的通知；54 5、《水利建筑工程概算定额》（2002）；6、《水利工程概预算补充定额》（2005）；7、《水利工程施工机械台时费定额》（2002）；8、概算采用晋中建设工程造价管理信息的价格水平(2011.4)；9、山西省水利厅晋水办规计[2011]70号文《关于转发水利部、财政部小（2）型病险水库除险加固工程初步设计指导意见的通知》。1.9.2主要工程量及材料消耗量主要工程量:土石方开挖：10096m3土石方填筑：3021m3混凝土：337m3模板：266m2钢筋制安：12t主要材料消耗量:水泥：178t柴油：9.69t碎石：2142m3砂：367.39m3块石：739.12m31.9.3主要概算指标总投资：189.83万元。54 2.工程概况井玉沟水库位于海河流域南运河水系清漳东源张翼河支流上，地处和顺县义兴镇井玉沟村北，控制流域面积2.6km2。水库于1974年9月建成，总库容15万m3。是一座以防洪为主兼顾兴利的小（2）型水库。2.1枢纽工程概况水库枢纽工程由大坝、溢洪道和输水洞组成。2.1.1大坝大坝为均质土坝，坝顶高程1286.26m(假设高程)，最大坝高15m，坝顶长30m，坝顶宽3.5m，无防浪墙；大坝上游坝坡1:2.5，为干砌石护坡，下游坝坡1:2.25。下游坝脚无排水设施。坝基坐落在基岩上。2.1.2溢洪道溢洪道位于大坝左岸，主要开挖于基岩中，为开敞式，进口宽6.7m，底板高程1284.34m，全长66.3m,无消能设施。复核设计最大泄量27m3/s。2.1.3输水洞输水洞位于大坝右端的基岩上，为浆砌石结构，进口设卧管控制，出口底高程1275.4m，断面为城门洞型，底宽0.6m，直墙高0.5m,拱高0.2m。54 2.2工程运行状况水库自1974年建成蓄水以来，在运行过程中，枢纽主要建筑物暴露出一些问题。大坝：上游坝坡干砌石护坡有多处塌陷；坝顶无防浪墙,坝顶未硬化；下游坝坡排水沟损坏，下游坝脚无排水设施。溢洪道：溢洪道左侧为岩石山体，左侧墙和底板未衬砌，右侧墙采用浆砌石衬砌，出口无消能设施。输水洞：输水洞进口渗漏。2.3管理机构及设施概况井玉沟水库现由义兴镇井玉沟村委会管理。水库无管理房，上坝道路未进行硬化，一遇下雨，泥泞不平。54 3．水文3.1流域概况井玉沟水库位于海河流域南运河水系清漳东源张翼河支流上，地处和顺县义兴镇井玉沟村北，控制流域面积2.6km2。水库于1974年9月建成，总库容15万m3。是一座以防洪为主兼顾兴利的小（2）型水库。3.2气象概况和顺县属温带大陆性气候，春季干燥多风、春寒如冬，夏季干燥多风、无盛署，秋季凉爽、阴雨较多，初冬飞雪，冬季漫长而寒冷。据和顺县气象站资料统计分析，多年平均气温6.2℃，极端最高气温为34.4℃，最低气温为－32.14℃，一年中以一月份最冷，月均气温－9.2℃，七月份最热，月均气温19.8℃。日均气温在0℃以下的日数一般为125天左右，占全年天数的34％；封冻日期平均为147天，无霜期一般为119天，最长年为152天，最短年仅95天。年平均日照时数为2634hr，最大冻土深度1.08m。全年主导风向为西南风，冬季多西风，年平均出现8级以上大风的日数在18天以上，多出现在春季；极端最大风速达18m/s。3.3降雨井玉沟水库控制流域内无水文测站，无任何实测资料。在和顺县城附近设有蔡家庄水文站，有1959～2006年的实测降雨系列，54 由于水库控制流域距该水文站较近，采用蔡家庄水文站的降雨资料作为水库控制流域的面降雨量进行分析计算。蔡家庄水文站逐年降雨量见表3-1。表3-1蔡家庄水文站降雨量表单位：mm年份降雨量年份降雨量年份降雨量年份降雨量1959669197235919855951998509196053819737741986326199934019615681974407198754520005191962562197549219886482001417.219631144197663219894922002630.51964738197757319906212003649.41965382197849419914852004444.11966651197944819924122005527.71967757198040619934362006578.2196857919814731994486196956619824911995611197054819835791996642平均545.6197160819844861997350由此可以计算平均降雨量为545.6mm，最大年降雨量为1963年的1144mm，最小降雨量为1986年的326mm，降雨年内和年际变化大。降雨频率计算结果见表3-2和图3-1。表3-2年降雨量频率计算结果表年降雨深（mm）选定系列（1959～2006）不同保证率降雨量代表年均值545.620%645.31988极值比3.506Cv计算0.24050%536.4196054 最大值/年1144/1963适线0.2375%458.51979最小值/年326/1986Cs/Cv2.095%360.51972图3-1降雨量频率分析图3.4径流井玉沟水库无任何水文资料，属无资料地区。本次计算采用《山西省水文计算手册》中设计年径流计算方法进行计算。《手册》中地表年径流均值计算有三种方法：等值线法、幂函数模型法和双曲正切模型法，本次计算采用后两种方法。两种基流计算方法：水文比拟法和模型法，由于本流域及附近没有清泉调查资料，故采用模型法。根据《山西省水文计算手册》中各附图并配合1979年航摄的1/5万地形图，经量算，水库流域特征值见表3-3，计算结果见表3-4。表3-3流域特征值项目单位数量流域面积Km22.6流域长度km2.5流域纵坡‰50流域面雨量mm545.654 流域雨量变差系数0.23产流地类分区砂页岩灌丛山地Km22.6汇流地类分区灌丛山地Km22.6表3-4年径流统计参数成果单位:万m3计算方法地表年径流均值基流均值年径流均值变差系数偏态系数双曲正切模型法15.152.5317.681.262.66幂函数法14.872.5317.401.272.89由上表可知这两种计算方法得出的结论基本一致。此次设计选用双曲正切模型法计算的结果进行不同保证率的年径流量及月分配计算（月分配选用蔡家庄水文站资料）。结果见表3-5。表3-5年径流量月分配单位:万m3保证率项目1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年20%参证站比例(%)1.01.34.42.91.40.714.43.752.29.05.73.2100设计径流量0.30.41.20.80.40.24.01.014.52.51.60.927.750%参证站比例(%)5.34.55.85.44.75.913.825.710.47.86.44.4100设计径流量0.50.40.50.50.40.51.22.30.90.70.60.49.075%参证站比例(%)0.21.711.39.41.710.48.640.37.86.42.00.4100设计径流量0.00.10.40.30.10.40.31.40.30.20.10.03.695%参证站比例(%)3.32.22.82.23.12.248.34.010.77.25.78.5100设计径流量0.10.00.10.00.10.01.00.10.20.20.10.22.13.5洪水3.5.1洪水计算原则水库控制流域内没有水文站，且建库以来，没有洪水实测值，所以无法采用实测值进行分析计算，设计洪水采用《山西省水文计算手册》（2011年，以下简称《手册》）进行计算。3.5.2洪水计算标准54 根据《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），井玉沟水库属小（2）型水库，工程等级为Ⅴ等，永久性建筑物的主要建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级。水库防洪标准为20年一遇设计洪水200年一遇校核洪水。3.5.3流域特征值根据《手册》中“山西省水文下垫面产流地类图”和1974年版“山西省地质分布图”等,对水库的流域特征值进行了进一步的分析计算,流域特征采用值为表3-6。表3-6流域特征值面积（km2）砂页岩灌丛山地（km2）流域长度（km）流域宽度（km）流域纵坡（‰）2.62.62.51.04503.5.4设计洪水计算采用《手册》中的流域模型法进行洪水计算。（1）设计暴雨水库控制流域面积以上区域的暴雨分区由附图1查得为东区，由附图15—附图24查得流域形心点不同历时的暴雨均值Hot及Cv值如表3-7。表3-7暴雨均值表时段10分钟1小时6小时24小时72小时暴雨均值(mm)1327395975Ｃv值0.510.550.530.530.48不同频率的暴雨成果如表3-8。表3-8不同频率暴雨计算成果频率Ｐ％折减系数Ｋp点设计暴雨(mm)面设计暴雨(mm)50.550.550.510分钟0.930.9326.140.42538.61小时0.940.9356.69048.676.354 6小时0.970.9780125.683.4131.324小时0.980.98121.1190115.1179.772小时0.990.99145.9220.9144.5218.4（2）产汇流计算工程控制流域范围查附图1属“中区”，产流地类查附图2为“变质岩灌丛山地”，汇流地类查附图4为“灌丛山地和森林山地”。设计、校核标准洪水特征如表3-9，其洪水过程线如表3-10、表3-11、图3-2。表3-9洪水特征值表频率Ｐ(％)流程历时(小时)上涨历时(小时)洪峰(m3/s)最大一日洪量(万m3)57.251.528.212.40.5102.552.2926.6表3-10P=5%洪水过程线表单位：hm3/s时程11.2511.5011.7512.0012.2512.5012.7513.00流量0.000.631.372.243.346.0128.2026.98时程13.2513.5013.7514.0014.2514.5014.7515.00流量21.4215.1910.577.244.873.262.171.45时程15.2515.5015.7516.0016.2516.5016.7517.00流量0.960.640.420.280.190.120.080.05时程17.2517.5017.7518.0018.2518.50流量0.040.020.020.010.010.00表3-11P=0.5%洪水过程线表单位：hm3/s时程10.2510.5010.7511.0011.2511.5011.7512.00流量0.000.030.090.180.292.805.077.20时程12.2512.5012.7513.0013.2513.5013.7514.00流量9.4814.3452.2948.9638.5827.6019.8414.52时程14.2514.5014.7515.0015.2515.5015.7516.0054 流量10.868.326.535.234.273.542.972.51时程16.2516.5016.7517.0017.2517.5017.7518.00流量2.131.801.521.281.060.690.450.28图3-2洪水过程线3.6泥沙井玉沟水库没有来沙实测资料，水库附近也没有可以借鉴的泥沙实测资料。水库于1974年蓄水以来，在运行的37年间，根据2011年11月实测地形图，坝前淤积高程为1279.8m,共淤积库容2.0万m3，所以泥沙年均淤积量为540m3。3.7蒸发与渗漏3.7.1蒸发水库没有水面蒸发的实测资料，故选用和顺气象站历年各月的蒸发资料进行计算。水库蒸发损失按下式计算。54 △E=[KE水-(Po-Yo)]×F水面=△e×F水面式中:△E——蒸发损失量(万m3),E水——水库附近测得的水面蒸发量(mm),和顺气象站采用20cm蒸发器,共有1959年至2008年50年的逐月蒸发量资料值,其多年平均蒸发量为1616mm。K——由蒸发器测得的蒸发量换算为大面积蒸发量的换算系数。根据山西省第二次水资源评价成果，海河南系20cm蒸发皿非冰期（4～10月）折算系数K=0.64，冰期（11～3月）折算系数K=0.61。Po——水库流域的多年平均降水量，Po=545.6mm，Yo——水库多年平均径流深，水库多年平均径流量为17.68万m3，换算成为多年平均径流深为Yo=68mm，F水面——水库的水面积。则有：KE水=1024mm,陆面蒸发Po-Yo=545.6-68=477.6mm,△e=KE水-(Po-Yo)=1024-477.6=546.4(mm)。由以上计算的水库蒸发量，按照和顺气象站各月实测蒸发量的分配比例即可求得水库各月的蒸发量。见表3-12。表3-12井玉沟水库逐月蒸发量计算表单位：mm月份123456789101112全年和顺气象站20cm蒸发皿506111319126824418415212411069501616折算系数0.610.610.610.640.640.640.640.640.640.640.610.61水面蒸发量30376912217215611897807042301024月分配比例3.03.66.712.016.715.211.59.57.86.84.13.0100水库计算蒸发量16.419.736.665.691.283.162.851.942.637.222.416.4546.454 3.7.2渗漏此次除险加固根据水库的地质资料及实际运行情况，库区渗漏损失按当月末库容的0.5％计。4.工程地质4.1地质概况井玉沟水库位于海河流域南运河水系清漳东源张翼河的支流上，和顺县义兴镇井玉沟村村北。水库控制流域面积2.6km2，总库容15万m3。是一座以防洪为主兼顾兴利的小（Ⅱ）型水库。水库于1974年9月竣工。枢纽工程由大坝、溢洪道、输水洞三部分组成。其中，大坝为均质土坝，坝顶高程1286.26m，最大坝高15m，坝顶长30m、宽3.5m。溢洪道位于左岸，为开敞式，进口宽6.7m，进口底高程1284.34m。输水洞位于右岸，为浆砌石结构，进口设卧管控制，出口底高程1275.4m。水库在区域地质构造上位于沁水块坳之沾尚——武乡——阳城北北东向褶带的北部东缘。区内地貌属低中山区，库坝出露的地层主要为中生界二叠系下统基岩及第四系中、上更新统、全新统松散堆积物。由老至新叙述如下：中生界二叠系下统下石盒子组（P1x）黄绿色厚层中粗粒砂岩夹杏黄、黄绿色砂质泥岩。区内广泛出露。第四系（Q）中更新统（Q2）洪积（Q2pl）灰黄、棕红色低液限粘土，局部夹卵石混合土透镜体。其中：低液限粘土质地均匀，结构较密实，垂直节理发育，具大孔隙。在区内大面积分布。54 上更新统（Q3）坡积（Q3dl）浅黄、浅灰黄色低液限粘土。质地均匀，结构疏松，垂直节理发育，具大孔隙，孔中常有植物根系遗留体。在区内黄土山顶、坡面大面积分布。厚度大于3.0m。全新统（Q4）洪积（Q4pl）卵石混合土。与下伏基岩呈角度不整合接触。构成厚度不大的河床松散覆盖层。湖积（Q4l）浅黄、褐黄色、黄褐色低液限粘土，为水库淤积层。坝前淤积厚度约8m。人工堆积（Qs）浅黄、浅灰黄色、灰黄、棕红等杂色低液限粘土。为坝体填筑土。最大厚度15m。坝址区二叠系下统下石盒子组基岩，砂岩质地相对较硬，一般强风化厚度5-8m；泥质砂岩、泥岩质地较弱，抗风化能力较差，地表呈全风化小碎块状，一般强风化厚度大于10m。砂岩岩层产状6°∠12°，倾向上游偏右岸。主要发育有两组节理：①N290°W/NE∠73°，受卸荷影响，节理多呈微张～张开，节理面平直光滑，延伸远，贯通性好，节理间距一般0.5～1.1m，节理发育程度属较发育；②N25°E/SE∠78～83°，节理间距一般0.7～1.5m，节理发育程度属较发育，受①节理组限制，其它均同节理①。据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），区内地震动反应谱特征周期为0.40s，地震动峰值加速度为0.10g，依据地震动峰值加速度确定的本区地震基本烈度属Ⅶ度区。4.2库区工程地质据现场踏勘调查库区未发现有向库外邻谷的集中渗漏通道。库岸54 部分由第四系低液限粘土组成，存在库区塌岸的地质条件。水库建成蓄水已40多年，库岸已形成一定规模的稳定水上水下边坡，如蓄水位抬升，仍可能会有新的边坡再造，水库坝顶高程如仍维持现状不变，则设计蓄水位高程变化不大，相应的，基本不存在进一步的淹、浸没问题。另外，水库淤积较为严重，现坝前淤积高程1279.8m，淤积厚度约8m,淤积量为2万m3。4.3坝址区工程地质4.3.1坝体填筑土质量分析水库于1974年9月竣工。大坝为均质土坝，坝顶高程1286.26m，最大坝高15m，坝顶长30m、宽3.5m。上游坝坡1：2.5为片砌石护坡，下游坝坡1:2.25，下游坝脚无排水设施。建成蓄水运行中，整个坝体未见异常。为了复核评价坝体土填筑质量，在大坝中部最大断面处的坝顶、下游坝坡中部分别布置2个深为4m的探井，每米人工取原状土样1组，并由山西省三水实验测试中心做了相关室内土工试验。土工试验成果统计见表4-1。坝体填筑土岩性为浅黄色、褐黄色、棕红色等杂色低液限粘土。由表4-1可知：坝体填筑土粘粒含量18.3%～21.9%；天然含水率ω=11.9%～24.2%；干密度ρd=1.44～1.74g/cm3，平均1.62g/cm3，小值平均值1.53g/cm3；天然压缩系数av1-2=0.18～0.69MPa-1，平均为0.30MPa-1，具中等～高压缩性；饱和压缩系数av1-2=0.14～0.50MPa-1,平均0.35MPa-1，具中等～高压缩性；湿陷系数δs2.0=0.0018～0.0858，具有轻微～强烈湿陷性（湿陷性样品比例为37.5%，）；自重湿陷系数δzs=0.54 0004～0.0411，（湿陷性样品比例为25%，）；渗透系数水平方向平均值为kH=1.20×10-4cm/s，垂直方向平均值kV1.68×10-4cm/s；饱和慢剪平均值C=7.3kPa，φ=20.7°；小值平均值C=5.3kPa，φ=15.4°。综合分析表明坝体土填筑质量尚可。4.3.2坝基渗漏、绕坝渗漏、及渗透稳定据2011年12月现场踏勘、调查和收集到的水库有关资料：大坝坝基、左坝肩及右坝肩下部均与基岩相接。坝两岸稳定性较好。水库在蓄水运行中，坝基及两坝肩未发现有渗水现象。4.3.3溢洪道工程地质溢洪道位于左岸，为开敞式，本次除险加固设计进口底宽10m，进口底高程1284.34m，全长63.5m。溢洪道进出口段坐在二叠系下统下石盒子组（P1x）黄绿色厚层中粗粒砂岩夹杏黄、黄绿色砂质泥岩上，中段左侧基础为中更新统洪积（Q2pl）灰黄、棕红色低液限粘土。建议开挖边坡基岩为1：0.3；低液限粘土为1:0.5～1:0.75。4.3.4输水洞工程地质输水洞位于右岸，为浆砌石结构，进口设卧管控制，出口底高程1275.4m。输水洞座在二叠系下统下石盒子组（P1x）黄绿色厚层中粗粒砂岩中，现洞进口有渗漏现象。4.4天然建筑材料根据设计方案，本次水库除险加固需要的主要天然建筑材料为：块石、碎石、砂。工程所用石料（块石、碎石）从和顺县城附近的灰岩区料场就近选用，砂从河北邢台购进。54 地质表54 5．工程任务和规模5.1水库存在的主要问题及建设的必要性5.1.1水库存在的主要问题水库于2012年1月进行了安全鉴定，从防洪、稳定、变形、抗震等方面进行了分析。水库存在的主要问题：1、水库防洪能力达不到规范要求。2、大坝上游坝坡干砌石护坡有多处塌陷，坝顶未硬化，下游坝坡稳定安全系数不满足规范要求；排水沟损坏，坝脚无排水设施。坝体渗透坡降接近允许比降，存在渗透稳定安全隐患。3、溢洪道局部衬砌，出口无消能设施。4、输水洞老化失修，进口渗漏。5、水库大坝无安全检查和监测设施。5.1.2工程建设的必要性水库担负着下游1个村庄，1200口人，1000亩耕地，2500间房屋，2km蔡紫公路等的防洪任务。水库一旦失事，以上保护范围的安全将会受到严重影响。水库还可解决下游村庄城镇居民的生产生活用水问题，提高下游农田灌溉保证率，可提高区域内土地的承载能力，改善区域内的生态环境。利用井玉沟水库水源，还可促进当地小型企业（如加工、养殖业等）的发展。54 5.2用水分析5.2.1种植比例井玉沟水库的主要用水对象为农业灌溉。根据近年来水库灌区作物种植情况统计分析，拟定灌区作物种植比例如表5-1。表5-1灌区作物种植比例作物名称玉米谷子其它种植比例（％）4020405.2.2灌溉制度结合灌区的自然条件与灌溉习惯，并参考恋思水库灌区的灌溉定额，确定灌区P=50%保证率下适时灌溉的各种作物的灌溉日期、灌水次数及灌水量等见表5-2。表5-2p=50%保证率灌溉制度表作物种类种植比例生育阶段灌水次级灌水起止时间灌水定额灌溉天数灌溉实额起止玉米40拔节灌浆122/510/6452038222/710/85020谷子20拔节灌浆15/515/5401016221/830/84010其它40122/510/6452054220/630/64510322/710/845205.2.3灌溉用水量根据制定的灌溉制度，万亩灌溉面积的用水量如表5-3。表5-3P=50%万亩用水量成果表作物种类全生育期各月灌溉用水量（万m3）4月5月6月7月8月玉米3899101054 谷子1688其它5492799净用水小计10826361927毛用水量η=80%13532.54523.7533.755.3径流调节5.3.1原则与依据径流调节是确定各类型工程规模和受益区农业用水规模的关键。径流调节的原则与依据：一是充分利用现有的水利工程，尽可能不改变其规模；二是充分考虑受益区内的发展，做到近期与远期相结合。5.3.2调节的基本资料和依据5.3.2.1水位～库容水位～库容曲线由水库管理单位提供。见表5-4。表5-4水库水位、库容曲线表水位（m）库容（万m3）水位（m）库容（万m3）1279.8001284.557.361281.261.021285.1610.11282.823.131285.6012.291283.805.181286.2315.985.3.3径流调节5.3.3.1死水位水库现状淤积高程为1279.8m，年淤积量为540m3，水库按10年运行期考虑，则总淤积量为0.54万m3，相应水位为1280.6m，死水位定为1280.6m。5.3.3.2正常蓄水位水库溢洪道进口底高程为1284.34m，为开敞式，水库正常蓄水位定为1284.34m。54 根据前述确定的不同频率的典型年径流的月分配，结合来水、水量损失、水库水位等情况，采用典型年调节法。调节结果见表5-5、5-6。表5-5用水量汇总表单位：万m3月份1月2月3月4月5月6月7月用水量0.9751.350.7125月份8月9月10月11月12月全年用水量1.01254.05表5-6径流调节计算成果频率%正常蓄水位(m)兴利库容（万m3）来水量（万m3）灌溉总用水量（万m3）灌溉面积（万亩）501284.346.269.04.050.035.4洪水调节5.4.1洪水标准根据《水利工程等别划分及洪水标准》（SL252-2000），水库总库容15万m3，为小（2）型水库。确定防洪标准为20年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。5.4.2调洪原则调洪原则：（1）不增加水库上游新的淹没；（2）泄洪设施主要为溢洪道，进口为开敞式。5.4.3起调水位水库现状淤积高程为1279.8m，按10年运行期考虑，水库死水位为1280.6m，起调水位定为1280.6m。5.4.4泄量计算此次除险加固改造拟定为溢洪道进口底宽扩宽至10m，进口底54 高程为1284.34m，泄量采用下式计算，即：式中：Q泄量，m3/s；ε侧收缩系数；m流量系数；b净宽，b=10m；n孔数，n=1；H水头水位泄量关系见表5-7。表5-7水位～泄量关系单位：m,m3/s水头1284.341285.21285.61286.2泄量013.19324.51944.3525.4.5调洪结果依据前面确定的起调水位、泄量计算成果进行调洪计算。调洪成果见表5-8。表5-8洪水调节计算成果表单位：m,m3/s,万m3频率堰宽起调水位最高洪水位最大泄量溢洪道进口底高程P=0.5%101280.61285.9134.41284.34P=5%1284.989.385.5水库特征值经过兴利调节和洪水调节计算，确定水库各种特征值表5-9。表5-9井玉沟水库特征指表名称单位特征值名称单位特征值总库容万m315正常蓄水位m1284.34兴利库容6.26设计1284.9854 洪水位防洪库容12.46校核洪水位1285.91死库容0.54死水位1280.6已淤库容26.工程设计6.1工程等别及标准井玉沟水库为小（2）型水库，根据《水利工程等级划分标准及洪水标准》（SL252-2000），井玉沟水库工程属五等工程，其主要建筑物为五级建筑物，次要建筑物为五级。设计洪水标准按20年一遇洪水设计，校核洪水标准按200年一遇洪水设计。6.2大坝6.2.1大坝除险加固改造设计6.2.1.1坝顶高程的复核依据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，其数值按以下四种工况计算，取最大值。工况一：设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高工况二：正常蓄水位加正常运用情况的坝顶超高工况三：校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高工况四：正常蓄水位加非常运用情况的坝顶超高，再加地震安全加高1.0m。坝顶超高由下式确定：坝顶超高=R+e+α式中：R—最大波浪在坝坡上的爬高(m)，按规范附录A计算：e最大风壅水面高度（m）。按规范附录A计算54 α—安全超高(m)，Ⅴ级建筑物正常运用情况取α=0.5m，非常运用情况取α=0.3m，（1）波浪的平均波高和平均波周期采用莆田试验站公式进行计算：hm平均波高（m）W计算风速D风区长度，200mHm水域平均水深，mG重力加速度，取9.81m/s2平均波周期：Tm=4.438hm0.5(2)平均波长可按下式进行计算：(3）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，mD风区长度，200mK综合摩阻系数，取3.6×10-6β计算风向与坝轴法线的夹角，(4)正向来波在带有马道的复坡上的平均波浪爬高，当m=1.5～5.0时按下式计算：Rm平均波浪爬高，m54 m坡度系数，K△斜坡的糙率渗透系数，根据护面类型由表A.1.12-1查得。KW经验系数，按表A.1.12-2查得。经计算，坝顶高程计算成果见表6-1。表6-1坝顶高程计算成果表计算工况水库静水位（m）计算风速（m/s）累积频率波浪爬高R（m）风雍高度e（m）安全加高Ａ（m）地震安全加高计算坝顶高程（m）工况一1284.9828.50.6540.0070.501286.14工况二1284.328.50.6540.0070.501285.46工况三1285.91190.4230.0030.301286.64工况四1284.3190.4220.0030.311286.03按《碾压石土石坝设计规范》（SL274-2001）中的规定，当坝顶上游侧设防浪墙时，正常运用条件下，坝顶应高出静水位0.5m；非常运用条件下，坝顶应不低于静水位。根据调洪结果，改造溢洪道后现状坝顶高程满足静水位的要求，根据表6-1的计算结果，坝顶需增设防浪墙。6.2.1.2坝顶现状坝顶宽度为3.5m。为满足防汛抢险需要以及对坝体的保护，现状坝顶需硬化，采用20cm厚泥结石路面，路面向下游侧设置2%单向坡。坝顶上游侧增设防浪墙，防浪墙为M7.5浆砌石挡土墙型式，墙顶高程1287.36m,顶宽50cm，坝顶以上高1.1m，基础深0.6m。坝顶下游侧设C15砼路肩石。6.2.1.3上游坝坡改造54 鉴于坝体存在渗透稳定安全隐患，上游坝坡干砌石护坡有多处塌陷等问题,需对坝体进行防渗处理并改造上游坝坡。设计将现状上游坝坡塌陷的干砌石等清理并夯实后，铺设复合土工膜，复合土工膜铺好后，上覆厚40cm的碎石垫层，垫层上面砌筑40cm厚的干砌石护坡。复合土工膜规格为SN2(1)-16-400-0.25。铺设土工膜时在高程1280m处设一键槽。6.2.1.4下游坝坡改造下游坝坡进行清坡，边坡为1:2.25，并种植草皮进行护坡，高程1275.24m以下增设贴坡排水，贴坡排水采用干砌石护坡，干砌石厚40cm，边坡为1:2.25，干砌石与坝体之间设一层反滤土工布(紧贴坝体)和一层过渡层，反滤土工布规格为200g，过渡层厚40cm。下游坝脚设排水沟。下游坝坡增设两岸坡排水沟。排水沟为M7.5浆砌石结构，断面尺寸为30cm×30cm，和下游坝脚排水沟互相连通。6.2.2大坝稳定分析6.2.2.1大坝渗流稳定分析现状水库没有测压管设备，无观测资料，采用理论浸润线计算。计算采用北京理正软件设计研究所编制的《渗流计算分析软件》，计算方法为有限元法。依据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001），渗流计算应采用以下2种水位组合情况。a上游正常蓄水位(1284.34m)与下游相应的最低水位(1272.4m)；b库水位从1284.34m降至淤积水位1279.8m。54 基本界面的假设如下：大坝为均质土坝，上游坝坡铺设复合土工膜，下游设贴坡排水；坝基为基岩。计算采用的渗透系数根据土工试验资料取用。坝体土：水平向渗透系数kx=2.55×10-4cm/s，垂直向渗透系数ky=3.66×10-4cm/s。经计算：坝体渗透稳定满足要求，浸润线计算结果见图6—1～6—2。6.2.2.2大坝稳定分析（1）稳定计算工作条件稳定计算的工作条件按《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定执行。计算分正常和非常运用两种工况，正常工况为：1、上、下游坝坡在正常蓄水位（1284.34m）时的稳定性，2、上游坝坡在水库水位从正常蓄水位（1284.34m）降落至现状淤积水位(1279.8m)时的稳定性；非常工况为：1、正常工况加地震情况。（2）稳定计算参数坝体土料指标见表6-2。表6-2计算用土料指标表项目指标值湿容重(g/cm3)比重(g/cm3)干容重(g/cm3)含水量(%)凝聚力(kPa)内摩擦角（度）坝体土1.92.701.617.35.315.4（3）稳定计算分析计算采用简化毕肖普法方法计算，计算断面选取大坝最大断面，采用理正岩土软件进行计算。结果见表6-3及图6-3～6-5。表6-3计算结果汇总表部位计算情况计算安全系数最小安全系数上游坝坡正常蓄水位k=2.01.2554 从正常蓄水位降至淤积高程时k=1.91.25正常蓄水位加地震K=1.941.10库水位正常降落加地震K=1.831.10下游坝坡正常蓄水位k=1.291.25正常蓄水位加地震K=1.21.10从以上计算结果看，大坝上、下游坝坡抗滑稳定满足《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）中的规定。6.3溢洪道6.3.1溢洪道布置改造后的溢洪道水平投影全长63.5m，进口底高程1284.34m。溢洪道从桩号0+000至桩号0+010为控制段,且为弯道段，轴线弯道半径25m；0+010至0+060.5为陡坡段，其中0+010～0+052底纵坡为i=1/50，0+052～0+060.5m底纵坡为i=1/5；0+060.5～0+063.5m段为挑流消能段。6.3.2水力计算6.3.2.1溢洪道水面线推求水库水位为校核洪水位时，溢洪道最大泄量为34.4m3/s，计算溢洪道的水面曲线。首先，计算陡坡起点处临界水深hk，计算公式：αQ2/g=WK3/Bk式中：α——动能修正系数，取α=1；WK——断面面积Bk——水面宽度Q——溢洪道最大泄量，Q=34.4m3/s然后以陡坡起点高程为基准面，求其他断面水深，基本能量方程为：54 Ek=Hi+hi+(αVi2/2g)+hwi式中：Ek—陡坡起点处断面能量（m）；Hi—所求断面底板至陡坡起点处的高差（m）；hi—所求断面水深（m）；Vi—所求断面流速（m/s）；hwi—所求断面至陡坡起点处断面之间的能量损失，所求断面位于陡坡起点处断面下游时，为正值；为其上游时，为负值。经计算，各断面主要成果如表6-4。表6-4水面线计算成果表断面桩号校核情况Q=34.4m3/s水深h（m）过水面积（m2)流速(m/s)边墙高(m)0+0101.0710.653.231.600+0200.8684.301.270+0300.847.64.531.370+0400.97.64.531.530+0520.957.24.81.60+062.90.654.87.21.25 2、挑流消能计算在设计水位情况下，溢洪道最大下泄量为9.38m3/s，底宽10m，则单宽流量为0.94m3/s/m。（1）反弧半径及鼻坎高程的确定鼻坎面上收缩断面水深(hc)经计算为0.44m，对于中小型水库，一般取反弧半径R=(8-12)hc，该工程取Rc=4.07m。挑流末端下游地面高程为1280.67m，取鼻坎高程为1282.09m。鼻坎挑射角取25°。（2）挑距及冲坑计算54 挑距计算公式：式中：L——自挑流鼻坎末端算起至下游河床床面的挑流水舌外缘挑距，m；——挑流水舌水面出射角，近似可取用鼻坎挑角，（）；——挑流鼻坎末端法向水深，m；——鼻坎坎顶至下游河床高程差，m，如计算冲刷坑最深点距鼻坎的距离，该值可采用坎顶至冲坑最深点高程差；——鼻坎坎顶水面流速，m/s，可按鼻坎处平均流速v的1.1倍计。冲坑计算公式：T=ksq0.5Z0.25式中：T——冲坑深度（m）ks——综合冲刷系数，取ks=1.2q——单宽流量，q=Q/b(b为底宽)（m3/s.m）Z——上下游水位差（m）经计算知，最大冲刷坑后坡i=0.20<安全后坡=1/4，满足要求。6.3.3.2结构设计溢洪道包括控制段、陡坡段和挑流消能段。各部分结构尺寸如下：0+000～0+010为控制段。梯形断面，底宽10m。底板高程为1284.34m，采用30cm厚的C30砼衬砌，并设锚筋，进口设0.8m深的齿墙。侧墙顶高程从1286.21m降至1285.94m，54 左侧墙为重力式M7.5浆砌石挡墙，顶宽0.5m，迎水面为直墙，外衬C30砼，C30砼与浆砌石侧墙之间设预埋筋，背水面边坡为1:0.4，墙身内设φ110排水管；右侧墙按设计断面要求，对原浆砌石挡墙进行凿毛清洗后，迎水面采用C30砼衬砌（边坡为1:0.15），C30砼与原浆砌石侧墙之间设锚筋。0+010至0+060.5为陡坡段，其中0+010～0+052底纵坡为i=1/50，0+052～0+060.5m底纵坡为i=1/5。底宽由10m渐娈为8m。0+010至0+035为梯形断面，0+035至0+040为渐变段，断面由梯形渐变为矩形。底板高程0+052处为1283.5m,0+060.5处为1281.8m，底板采用30cm厚的C30砼衬砌，并设锚筋。侧墙顶高程0+052处为1285.1m,0+060.5处为1283.08m，左侧墙地面高程不足段，为重力式M7.5浆砌石挡墙，顶宽0.5m，迎水面为直墙，外衬C30砼，C30砼与浆砌石侧墙之间设预埋筋，背水面边坡为1:0.4，墙身内设φ110排水管，地面高程满足要求段（基岩段），直接衬砌C30砼并打锚筋。右侧墙按设计断面要求，0+010～0+035对原浆砌石挡墙进行凿毛清洗后，迎水面采用C30砼衬砌（边坡为1:0.15），C30砼与原浆砌石侧墙之间设锚筋，0+035～0+060.5由于底板下深，原浆砌石挡墙需拆除，开挖后直接衬砌C30砼并打锚筋。0+060.5～0+063.5m段为挑流消能段。矩形断面。反弧半径为4.07m，挑流采用连续重力式鼻坎，鼻坎顶宽8m，挑射角25°，鼻坎顶高程为1283.25m，顶部采用钢板护角。挑流消能段采用C30钢筋砼浇筑并设锚筋。两侧墙开挖后直接衬砌C30砼并打锚筋。挑流消能段下游开挖地面高程至1280.67m,开挖边坡为1:0.3。溢洪道衬砌砼抗渗标号为W6，抗冻标号为F200。锚筋和预埋筋均为φ22，底板锚筋间距1.5×1.5m，长度1.5m；54 侧墙锚筋长1.5m，预埋筋长随侧墙高度不同而异，间距1.5×1.5m。锚筋及预埋筋均呈梅花型布置。溢洪道底板下设2道纵缝和6道横缝，纵横缝下设置Φ200无砂砼管,纵横向排水相通，由纵向排水排向下游。6.4输水洞鉴于输水洞进口渗漏，此次设计将输水洞前30m及进口卧管拆除重修。新建输水洞部分仍采用原断面尺寸，即断面为城门洞型，底宽0.6m，直墙高0.5m,拱高0.25m，M7.5浆砌石结构。新旧洞相接处设沉陷缝，缝内设652型橡胶止水。输水洞砌石采用1:2水泥砂浆勾深缝防渗，新建洞身每8m设一道伸缩缝，并在伸缩缝下游侧2m处设截水环一道。进口卧管顶高程1284.34m，底高程1276m，共16级，M7.5浆砌石结构，每级长2m，宽 1.2 m，高0.5m。并增设C30盖板。6.5其它工程水库现状无管理房，此次设计新建50m2的管理房。并整修硬化1.5km的防汛道路。路面宽4m，20cm厚泥结碎石路面。54 54 54 54 7.施工组织设计7.1施工条件7.1.1工程条件井玉沟水库除险加固工程，包括大坝改造、溢洪道和输水洞改造等。大坝改造：对坝顶进行硬化，上游坝坡进行干砌石护坡，并在护坡下铺设垫层，垫层下铺设防渗土工布；大坝下游坝坡进行整修种植草皮护坡，并增设坝坡排水沟，坝脚做贴坡排水。溢洪道改造：拓宽并衬砌。输水洞改造：对前30m洞身和进口卧管进行改造。7.1.2水文气象水库流域属温带大陆性气候，春季干燥多风、春寒如冬，夏季干燥多风、无盛署，秋季凉爽、阴雨较多，初冬飞雪，冬季漫长而寒冷。多年平均气温6.2℃，极端最高气温为34.4℃，最低气温为－32.14℃，封冻日期平均为147天，无霜期一般为119天。年平均日照时数为2634hr，最大冻土深度1.08m。全年主导风向为西南风，冬季多西风，年平均出现8级以上大风的日数在18天以上，多出现在春季，极端最大风速达18m/s。7.1.3地形地质水库在区域地质构造上位于沁水块坳之沾尚——武乡——阳城北北东向褶带的北部东缘。区内地貌属低中山区，库坝出露的地层主要为中生界二叠系下统基岩及第四系中、上更新统、全新统松散堆积物。据《中国地震动参数区划图》（GB18306—200154 ），区内地震动反应谱特征周期为0.40s，地震动峰值加速度为0.10g，依据地震动峰值加速度确定的本区地震基本烈度属Ⅶ度区。7.1.4施工交通水库坝址附近有县乡公道路通过，对外交通比较方便。为方便施工，在施工场地修建临时施工道路1km，主要用于建材及施工机械运输等。7.1.5施工用房施工需修建施工单位办公室及工棚200m2。7.1.6风、水、电及通讯：施工用水：从附近村庄拉水，供生活及施工用水。施工用电：需配备一台50KVA变压器，再架设临时低压线路即可满足施工用电。7.1.7建筑材料：水库除险加固工程主要材料为：块石、碎石、砂、水泥、柴油等。块石、碎石从附近石料场采购，水泥从和顺县水泥厂采购，砂用邢台砂，油料从和顺县石油公司购进。7.2施工导流7.2.1导流标准根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准（SD-12-78）》五级水工建筑物的导流建筑标准为5级，围堰的洪水标准为5年，选定导流标准为5年一遇洪水。7.2.2导流方式和建筑物大坝上游改造、溢洪道改造及输水洞进口等施工要求在非汛期施工，考虑到有基流，修建施工围堰。54 围堰为土石围堰，顶宽3m，上、下游边坡为1:2，高3m。7.3施工队伍及施工方法7.3.1施工队伍井玉沟水库除险加固工程由和顺县水利局和水库管理站成立的项目部负责建设。水库除险加固改造工程，必须由具有资质的施工队伍进行施工，通过招标形式，由中标单位进行施工。为保证施工质量，应由井玉沟水库项目部进行监理单位招标，由中标的、具有水利工程施工监理资质的监理单位负责施工监理。施工以机械化为主，人工为辅。7.4主体工程施工7.4.1土工膜铺设土工膜铺设前，首先按设计将坝坡整平，土工膜铺设时，将土工膜与坝面台阶贴紧，不留空隙。另外，严禁穿钉子鞋在土工布上行走。土工膜铺好后，将土工膜两端固定好，然后上覆滤料进行保护。1、平整坡面首先根据设计要求，拆除坝坡上的干砌石及垫层，露出新鲜坝体，然后将坝坡按原坡度整平，去除表面碎石、草根、土块等容易造成膜料损坏的杂物。2、铺膜复合土工膜一般是顺坡铺设复合土工膜，铺设复合土工膜搭接方向要上坡压下坡，上游压下游，以防水流冲制造成损坏，铺膜时不要拉太紧，要留有褶皱，但土工膜与坝面贴紧，不留空隙。坝坡在锚固槽部位设10cm宽折叠伸缩带。松动度一般不少于5%，以适应不同情况的变形，铺膜时要赶掉膜下气泡，铺膜时，严禁工作人员穿带钉的鞋进行作业。54 3、接缝搭接长度必须在20cm以上,复合土工布接缝必须严密，接缝强度至少不低于原材料强度的80%，以保证联系，对于高密度聚氯乙烯和较厚的复合土工膜，采用焊接方式。4、保护层及护面层铺设保护层在复合土工膜铺设之后紧接着铺设，以免复合土工膜暴露时间过长。护面层块石与硬值材料在铺设时，块体应轻放，不应顺坡滑落。5、结合部位的连接复合土工膜在结合部位要通过结合槽连接，确保结合部位的连接起到防渗作用。6、复合土工膜施工质量控制质量控制是保证施工质量的必要措施。只有保证施工质量，才能保证其防渗效果。质量控制的目的就是要通过观察，记录和试验保证所用的土工合成材料满足施工和正常运行的要求。复合土工膜运到现场后，应注意两个环节。其一是对出厂的复合土工膜料产品进行抽样检查，测定各种物理力学指标，对复合土工膜的质量作出评价；其二是复合土工膜在现场存放要避免紫外线的照射，一般应搭设临时存放遮棚。如果施工期较长，或由于某种原因，复合土工膜较长时间受紫外线照射，铺膜前应进行必要的物理力学及防渗性能测试，检查合格后才能使用。施工质量控制步骤：（1）平整地基，找平凹凸点，剔除杂物和尖硬物，基土的密度应满足设计要求；（2）检查施工准备情况和现场条件是否满足要求，以保证铺膜顺利施工；54 （3）对膜片进行现场检查，有无撕裂、刺洞、气泡。发现有此现象应及时处理；（4）检查薄膜接缝质量，观察有无漏接、开胶或接缝宽度不足等情况，并现场取样进行接缝强度测试；（5）检查薄膜与周边建筑物联接是否严密；（6）检查保护层铺设厚度与覆盖层铺设质量。以上检查需专人负责并认真记录，记录要有一个完整的质量详表，此表可作为工程验收依据。7.4.2石方开挖石方开挖主要为溢洪道开挖。对于风化程度较弱挖掘机无法挖掘的岩石采用爆破开挖。爆落的岩石用1m3挖掘机挖装，用8t自卸汽车运输。爆破开挖深度小于2.0m的浅挖段，采用手风钻钻直径42mm炮孔、线性装药的浅孔爆破方法进行石方开挖，垂直炮孔与倾斜炮孔相结合，使挖方中间部分岩石爆破与边坡的爆破一次完成。为保证边坡的平整度及稳定性，边坡的爆破采用预裂爆破技术。爆破开挖深度在2.0～5.0m之间的浅挖段，采用浅孔松动爆破中的药壶爆破方法进行石方开挖。施工中严格控制爆破扰动的范围，保证边坡上保护层的厚度，防止爆破松动范围超过边坡范围而对边坡产生破坏。7.5施工总布置由于本工程属改建工程，所以施工布置应尽量利用原有设施，遵循因地制宜、因时制宜、有利生产、方便生活，易于管理、安全可靠和经济合理的原则进行。工程项目部、施工单位生活区设置在大坝右岸附近。施工仓库54 及拌和站设置在大坝左岸附近。7.6施工总进度工期安排应遵循施工前后兼顾、衔接合理、干扰少、施工均衡的原则。施工进度具体安排：2012年12月施工准备工作：招投标，修筑场内交通，料场平整，搭设临时仓库，架设施工照明动力线路及备料等；2013年1月：下游坝坡护坡施工。2013年2月～11月：溢洪道改造，大坝上游坝坡及坝项改造，输水洞改造。2013年12月：扫尾及施工验收工作。54 8.环境保护和水土保持设计8.1编制依据1、《中华人民共和国环境保护法》1989年12月；2、《中华人民共和国水法》2002年；3、《中华人民共和国水土保持法实施条例》1993年；4、《建设项目环境保护管理条列》1998年；5、《地面水环境质量标准》GHZB1-1999。8.2环境保护设计8.2.1区域环境现状井玉沟水库是一座防洪为主兼顾兴利的小（2）型水库。目前，由于水库枢纽建筑物在不同程度上存在安全隐患，影响水库的安全运行，为此，对该库进行除险加固。主要项目包括：大坝、溢洪道和输水洞改造等。水库上游没有污染，水质优良，各项指标均符合国家生活饮用水的水质标准。水库周边交通比较方便。附近地区居民的生活水平较好。总之，井玉沟水库区域环境较好，水质优良，本工程的建设也不允许产生对水库及周边环境的破坏。8.2.2环境影响评价井玉沟水库除险加固工程，主要是对满足不了原设计要求的或损坏的原有建筑物进行修建。施工范围基本在现有水库占地区域。工程完工运行后，对周边环境是有利的，水库的安全性增强，风险性减少，更能发挥经济、社会、环境效益。因此，本次着重对施工期环境影响评价。54 施工过程中应引起重视的环境问题主要有施工人员生活垃圾和生活污水的处理、机械与运输车辆运行时产生的噪声和废水废气的处理、弃渣的处置以及施工队伍的进驻对当地社会治安影响等问题。这些问题若处理不当，将有可能对河流、水库的水质及水库周围的生态环境、大气环境、人民群众健康等产生不利影响。另外，在本工程施工过程中也将产生一些有利影响，比如施工队伍的进驻会给附近地区的工、商、服务、运输等行业带来一些机遇，同时也给部分劳力提供了一些就业机会。8.2.3环保措施本工程在施工期对环境的影响虽然是短暂的，可以控制和防范的，但工程施工区距离居民区较近，因此在施工期要严格按照施工要求，文明施工，遵纪守法，加强环境保护，具体要求和措施如下。1、水质的保护⑴、施工产生的弃渣、垃圾等不得倒入任何水域中，倾倒时要结合水土保持措施，防止污染水质。⑵、工程所用的施工机械在进场前应对各机械进行检修和养护，防止机械出现油污滴漏现象，施工机械与运输车辆清洗产生的废水禁止乱排放，尤其不允许排水河流或水库中。⑶、施工人员生活污水禁止排放到附近水域中。2、大气的保护⑴、施工生产区和生活区的大气环境质量应满足规定的标准。⑵54 、燃油机械应安装除尘装置，如果使用柴油机械和设备，排出的烟尘须与统一型号的柴油机烟尘排放度值FSN4.0限度相一致，详见《柴油机动车辆满负荷运行烟尘排放标准》（GB14761.7-93）和《柴油机动车辆无载加速烟尘排放标准》（GB14761.1-93）；如果使用汽油机械和设备，汽油机械污染负荷须低于《机动车辆汽油机械污染排放标准》（GB14761.2-93）中所列的限制。⑶、为避免运输物质的洒落形成粉尘危害，运输水泥、石灰、砂子和垃圾的车辆须完全掩盖起来；为避免道路上次生飘尘造成的空气污染，施工道路及交通道路应定期洒水。3、生态环境的保护⑴、施工临时占地在施工过程中应采取拦挡措施。在施工完毕后，及时拆除临时建筑物，清理丢弃的杂物，恢复地貌及植被，以避免水土流失。⑵、建议水库管理站和永久生活区在工程完工后应加强绿化工作。4、人群健康的保护⑴、保护好饮用水源，定期监测，发现异常及时处理。⑵、抓好环境和饮食卫生，垃圾、粪便及时清理。⑶、加强施工期卫生防疫和疾病防治工作，以预防为主，进行广泛的卫生保健宣传教育，并建立健全卫生防疫制度。⑷、施工人员进场前要进行体检，施工期间定期检疫，发现传染病人立即进行隔离治疗。⑸、施工过程严格按照环保要求施工，禁止超标的污染物排入河流或水库。8.3水土保持本工程可能造成的水土流失范围为项目建设区。工程建设区包括水库枢纽建筑物区域、临时施工公路、临时生产、生活区等工程临时占地。水土流失范围内采用工程措施。54 8.4结论综上所述，井玉沟水库除险加固工程对环境的不利影响主要表现在施工期，但这些影响都是短期的且经过相应的措施处理后基本可以避免。运行期对周边环境是有利的，水库的安全性增强，风险性减少，能更好地发挥经济、社会、环境效益。因此，从环境角度看，本工程是可行的。54 9.工程管理设计9.1管理机构井玉沟水库除险加固工程，需成立项目部，下设办公室、计财科、工程科、质检科等科室负责工程的招投标、施工期间的管理，项目完成后，由和顺县井玉沟水库项目部交管井玉沟水库管理站管理。9.2管理及保护区范围根据山西省人民政府办公厅晋政发[1991]166号文件《山西省人民政府办公厅、省水利厅、省土地管理局关于已建成水利工程划定管理范围和保护范围的意见和通知》，确定本工程的管理范围和保护范围。（1）管理范围包括库区及枢纽建筑物。库区为设计洪水位以下范围，大坝向左右水平方向延伸200m，下游坡脚向下游水平延伸150m；枢纽建筑物从建筑物外边缘向外延伸100m。（2）保护区范围库区从管理范围边缘线向外水平延伸100m，大坝及枢纽建筑物从管理范围线向外延伸50m，因本工程为除险加固工程，宜采用现行实际管理范围及保护区范围。9.3水库管理站设施根据工程实际情况，新修建筑房屋面积50m2，作为办公室、宿舍及仓库。54 10.设计概算10.1编制说明10.1.1编制依据1、水总【2002】116号文（关于发布《水利建筑工程预算定额》、《水利建筑工程概算定额》、《水利工程施工机械台时费定额》及《水利工程设计概（估）算编制规定》的通知）；2、晋水规计（2003）716号文关于发布《山西省水利水电工程设计概（估）算编制规定》的通知；3、晋水规计（2009）891号文关于《山西省水利水电工程设计概（估）算编制规定》补充调整的通知；4、发改价格[2007]670号文《国家发展改革委、建设部关于印发<建设工程监理与相关服务收费管理规定>》的通知；5、《水利建筑工程概算定额》（2002）；6、《水利工程概预算补充定额》（2005）；7、《水利工程施工机械台时费定额》（2002）；8、概算采用晋中建设工程造价管理信息的价格水平(2011.4)。9、山西省水利厅晋水办规计[2011]70号文《关于转发水利部、财政部小（2）型病险水库除险加固工程初步设计指导意见的通知》。10.1.2编制办法1、基础价格①人工工资执行《山西省水利水电工程设计概（估）算编制规定》，经计算，工长：5.1元/工时、高级工：4.74元/工时、中级工：4.08元/工时、初级工：2.18元/工时。54 ②施工用电、风、水，根据工地实际情况，经计算，分别为：电：0.80元/Kwh风：0.12元/m3水：1.00元/m3③主要材料预算价格根据和顺县石油公司、建材市场现行价格，计算到工地分仓库即为材料预算价格。④施工机械台时费计算按晋水规计（2003）716号规定，执行（2002）《水利工程施工机械台时费定额》。10.1.3主要工程量土石方开挖：10096m3土石方填筑：3021m3混凝土：337m3模板：266m2钢筋制安：12t10.1.4主要材料消耗量水泥：178t柴油：9.69t碎石：2142m3砂：367.39m3块石：739.12m310.1.5主要概算指标总投资：189.83万元。10.2工程概算表54'