[解决方案]郭圩水库初步设计报告修正审阅稿

'1综合说明1.1工程概况郭圩水库位于霍邱县孟集镇郭圩村境内，距孟集镇政府约5.0km，属淮河流域汲河水系。水库以灌溉为主，兼顾防洪、水产养殖等，水库设计灌溉面积为6000亩，防洪保护水库下游孟集镇郭圩村近0.08万人、耕地0.2万亩，控制集水面积1.98km2，是淠史杭汲东干渠灌区里的一座反调节式小(1)型水库。郭圩水库是一座完全靠拦截地面径流的小(1)型水库，现有主坝长515m，坝顶高程在36.00～38.90m（废黄高程系，以下皆同），最大坝高7.6m，顶宽3.0～5.0m，内、外坡分别为1:2.5、1：3.0。枢纽工程主要由均质土坝、溢洪道(废弃)、北高涵、北低涵和南高涵(废弃)组成。水库设计防洪标准为30年一遇设计，300年一遇校核，设计洪水位34.84m，相应库容为107.0万m3；校核洪水位34.89m，相应库容为130.0万m3；兴利水位34.50m，相应库容为82.06万m3；死水位30.5m，相应死库容0.4万m3。郭圩水库大坝为均质土坝，始建于1953年10月，1955年12月未完工蓄水。大坝兴建期间，由乡、村自筹资金先后自建了3座简易灌溉涵和一座溢洪道，由于大坝未按当时设计标准完成，现存的南高涵和溢洪道均已废除。目前大坝中高两端低，坝顶凹凸不平，两端满足不了防洪要求；迎水坡由于未护砌，部分段浪蚀严重；背水坡散浸碎漏，坡坡湿软、坝脚沼泽化现象较严重。水库现有溢洪道位于大坝北端，为开敞式宽顶堰，砌石圬工结构，2孔每孔净宽5.0m，底高程34.60m。目前由于大坝为半拉子工程，溢洪道自建成起，从未泄过洪，现已被当地群众废除，平整为耕地。大坝共建有3座灌溉放水涵，分别位于大坝南、北两端，系坝下埋涵，南高涵现已废除，现存的北高涵和北低涵管径分别为φ70cm、φ80cm砼园形有压涵，上游启闭台为砼竖井式,进口底高程分别为34.50m、32.00m，设计灌溉流量为0.46m3/s；闸门均为铸铁闸门，配2t手动螺杆式启闭机。由于水库大坝建于特定的年代，施工质量差，24 2009年2月由安徽省水利部淮河水利委员会水利科学研究院及安徽省水利厅闸坝安全检测中心对该水库进行安全鉴定，根据《大坝安全鉴定报告书》结果可知：“该水库大坝为半拉子工程，两端现状坝顶高程不能满足防洪要求；清基不彻底，岸坡处理不规范，坝体填筑质量差，穿堤建筑物物出现接触渗漏，下游无排水设施，坝脚大片沼泽化；现存放水建筑物混凝土结构老化、裂缝，漏水严重，下游出口消能防冲设施破损，不能满足安全运行要求；闸门及启闭设备老化、止水失效，无法正常运行；大坝无观测设施，管理和交通设施简陋等。”鉴定为三类坝。根据鉴定结论，水库大坝存在诸多不利条件和安全隐患：坝顶高程两端不足；穿堤建筑物物出现接触渗漏；水库建筑物混凝土结构老化失修，闸门及启闭设备老化、止水失效，无法正常运行；缺少必备的管理和观测设施。以上险情的存在，均对水库安全运行构成直接威胁，因此水库急需进行除险加固。本次除险加固初步设计前曾做如下工作：（1）2008年12月安徽省水利水电勘测设计院对该库进行工程地质勘察，并提供《郭圩水库除险加固工程工程地质勘察报告》（工程编号084013-2）。（2）2008年12月霍邱县水务局提交《安徽省霍邱县郭圩水库大坝现场安全检查报告》。（3）2009年9月2日，由安徽省六安市水利局主持对《霍邱县郭圩水库安全评价报告》进行评审，评审专家分别来自六安市水利局、霍邱县水务局。评审结果将郭圩水库大坝鉴定为三类坝，详见《大坝安全鉴定书》。本次初步设计工作主要依据：相关国家现行规程、规范，并在《运行管理报告》、《霍邱县郭圩水库大坝安全评价报告》及《地质勘察报告》基础上进行初步设计文件的编制。1.2水文郭圩水库库区地处霍邱县孟集镇郭圩村境内，距罗花路东约400m，属淮河流域汲河水系，为汲东干渠反调节小（一）型水库。该库是一个以兴利灌溉为主的水库，库容较小，来水面积不大，原为2.16km2，后被汲东干渠拦截部分地面径流，从万分之一地形图上实量为1.98km2，水库设计控制灌溉面积0.6万亩。24 郭圩水库库区属亚热带和暖温带半湿润季风气候，为我国南北气候过渡地带。据霍邱县气象站气温观测资料统计，该区多年平均气温15.4℃，极端最高气温41.2℃（1959年8月23日），极端最低气温零下16.6℃（1969年1月31日），多年平均地面温度17.7℃，极端最高地面温度69.2℃，极端最低地面温度－23.7℃；年平均降雨量为944mm，最大日降雨量168mm。该地区夏秋季盛行东南风或东风，多年均风速在3.0m/s，生成风向为东北风，最大风速20m/s。1.3工程地质郭圩水库库区地层属皖北（华北）地层区两淮分区长丰小区(Ⅰ23)，河湖相沉积较为发育。水库区地表大部分为第四系地层覆盖，上更新统（Q3al）地层分布最广，全新统（Q4al）主要零星分布于河漫滩、老河槽内及人工活动频繁区，岩性主要为灰、灰黄色重、中粉质壤土、粉质粘土。根据勘探揭露地层自上而下分述如下：（1）人工素填土主要分布于坝身，土质主要以重粉质壤土为主，局部夹少量粉质粘土和中粉质壤土，一般灰黄色，下部与原坝基接触部位1.0m左右夹较多灰、灰绿色。坝身填土填筑于特定的历史时期。上部2～3m左右经多年人工活动，为硬可塑状，相对较紧密，下部一般软可塑状，局部软塑状，压实度不够，结构相对较松散；填土与坝基结合部含少量草根、树叶等杂物。（2）1层重粉质壤土（Q4al）重夹中粉质壤，颜色灰黄夹灰、灰色，与填土接触处多含有草根等植物根系，软可塑状，属中等偏高压缩性土。层厚0.80~2.0m。层底高程30.01～31.09m。本层主要分布于大坝中段。（3）2层重粉质壤土（Q3al）重粉质壤土，颜色棕黄、褐黄等色，含铁锰质结核及少量砂礓。一般硬可塑状，局部硬塑状，属中等压缩性土。野外现场注水试验渗透系数为2.10×10-6cm/s。本层普遍分布，未揭穿，可见最大厚度15.9m，相应高程15.00m。据室内试验，本层土具膨胀性，自由膨胀率为51％，膨胀潜势为弱。1.4工程任务及规模24 本次郭圩水库加固工程的任务主要是根据安全鉴定成果，针对水库大坝、输泄水建筑物及相关设施现状存在的问题，进行除险加固，以消除水库正常运行中可能出现的各种安全隐患，确保水库的安全运行，使其发挥应有的效益。根据水库现状，本次加固工程的主要内容如下：1.水库大坝：根据安全鉴定复核成果，现有坝身断面不足，大坝两端局部高程不足，中间坝段超高较大，顶高程悬殊较大，应对此进行适当削高培厚，从中间向两端平顺衔接，设计顶高程38.00～36.50m，顶宽6.0m，设计内坡1：3.0，外坡修整为1:3.0，为减少占地，采取上游前帮土，下游修坡，取土优先选用高坝削高土，不足部分从库区上游滩地上取用；为避免坝脚出现湿软、沼泽化现象，减少穿堤建筑物数量，在背水坡坝脚处增设一条自北向南排灌沟，由北涵引水向南保证大坝沿线耕地的灌溉。2.溢洪道：根据洪水调节计算成果，废除原北高涵并将其改建成开敞式宽顶堰。3.拆除重建北低涵，为方便检修将原坝下埋涵改建为钢筋砼箱涵结构。4、为方便灌溉和泄洪调度，在北低涵出口下游新建1座节制闸。5、为方便防汛器材运输，对加固后515m堤顶进行砼硬化，道路采用四级公路单车道标准，宽4.0m，20cm厚C30混凝土路面，15cm厚多孔水泥碎石水稳层,20cm厚级配石基层，两侧安装预制砼路缘石。6、新增必要的管理设施，配备一定的观测及通讯设备。1.5除险加固工程设计1.5.1工程等别、枢纽建筑物级别及防洪标准依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），郭圩水库设计总库容130.00万m3，属小（1）型水库，水库枢纽工程等级为Ⅳ等，其主要永久性水工建筑物级别为4级，次要建筑物为5级。依据《防洪标准》（GB5021-2000）和水库枢纽工程等级，该工程设计标准为30年一遇，校核标准为300年一遇。1.5.2现状工程布置及主要建筑物型式24 郭圩水库于1953年10月开工，1955年12月未完工蓄水，现有主坝长515m，坝顶高程在36.00～38.90m（废黄高程系，以下皆同），最大坝高7.6m，顶宽3.0～5.0m，内、外坡分别为1:2.5、1：3.0。枢纽工程主要由均质土坝、溢洪道和3座灌溉放水涵组成。主要建筑物型式：原溢洪道为2孔×5m砌石宽顶堰，位于大坝北端，现已废除；大坝南端设有1座放水涵，为φ60cm坝下埋管，现已废除；北端设有高、低两座放水涵，分别为φ70cm、φ80cm坝下埋管，是目前库区灌溉主要放水建筑物。1.5.3主要建筑物加固设计针对郭圩水库目前存在的主要问题，按照大坝安全鉴定意见和相关规范对大坝及建筑物进行加固，其加固内容主要有：1、采取削高填低办法加宽培厚主坝515m：根据现有大坝断面情况，设计坝顶宽6.0m，迎水坡设计坡比1：3，背水坡修整为1：3，设计坝顶高程36.50m。2、迎水坡新建锁形砼预制块护坡，并用现浇砼进行衬砌：砼预制块护坡底起止高程为33.00～34.00m，护顶高程36.50m，护长492m，护坡厚度为0.12m，底设10cm厚碎石垫层；背水坡坡脚2m平台下沿坡脚南北向设一条长407m长排灌沟，排灌沟底、顶起止高程为31.00～32.50m，设计沟底宽0.5m，内坡比为1:1.0，排灌沟用10cm厚现浇砼进行衬砌。4、拆除北高涵，并在原址附近新建单孔3m宽开敞式溢洪道，过流堰设计为宽顶堰。5、拆除重建北低涵，重建放水涵结构为钢筋砼箱涵，洞身断面尺寸为1.5m(高)×1.0m(宽)。5、在北涵出口处下游新建1座φ60cm管式节制闸，便于防洪调度和灌溉调节。1.6电气与金属结构1.6.1电气郭圩水库放水涵和节制闸的启闭机均为手摇螺杆式；溢洪道设计为开敞式宽顶堰，无动力设备，离库区下游100m左右为郭圩中学，内设有30kvA照明变压器，可以为施工管理区和砼拌和站提供临时用电，无需单设输变电设备。24 1.6.2金属结构按照《水利建设项目经济评价规范》（SL72-94）规定：中小型闸门、启闭机设备的折旧年限为20年，本工程金属结构早已达到折旧年限，且由于年久失修，启闭机螺杆弯曲，启闭机及闸门锈蚀相当严重，已无法正常开启。因此，将现有的闸门和启闭机全部更换是必要的。设计的各建筑物参数及金属结构规格、型号、数量详见本报告6.3。1.7工程占地与拆迁安置本工程为水库除险加固工程，工程规模未进行调整，不存在水库淹没处理问题。除管理设施外，其余工程永久占地均为原库区范围内，无需征地，经计算管理设施需永久征地4亩，此项可与徐郢水库统筹考虑。本工程经过土方平衡计算，施工区临时占地2.0亩，均为库区两侧滩地，经调查本工程建设范围内涉及地面附着物有：（1）树木：大坝整治涉及果树(桃树)600棵；（2）青苗：管理设施占地青苗4亩，此项可与徐郢水库管理设施统筹考虑。1.8环境保护与水土保持设计1.8.1环境保护目标环境保护目标主要有：水环境、大气环境、声环境、生态环境等。1.8.2环境保护措施对工程施工带来的水质污染、植被破坏、水土流失等不利影响，只要在施工中采取一定的措施，对环境的不利影响可以得到减小或避免。（1）水质保护24 施工期间主要包括生产废水和生活污水。生产废水主要为砂石料冲洗废水、生产机械冲洗废水，主要污染物为悬浮物，有机质含量低。生活废水主要来自施工人员日常排放，有机质含量高，细菌较多，是工地水体的主要污染物。为减小污水对水质的影响，在施工地点建立临时厕所和废水沉淀池，将污水集中处理，达标后排放。（2）劳动人员保护注意施工人员的健康保护，定期进行身体检查，发现传染病应立即治疗，防止传染病的发生和流行。同时禁止在工地乱砍乱伐，乱挖乱占、乱堆乱建，破坏环境卫生。（3）弃土堆置与环境绿化工程施工中的开挖和弃土，除工程本身利用一部分外，其余部分应规划出场地进行堆置。工程施工中难免有植被破坏，结束后应及时恢复和绿化。按照水土保持设计，采用植物措施与工程措施相结合的方式进行防治。（4）水环境监测环境监测主要为施工期间排水水质的监测，委托环境监测部门对施工前、中、后的水质等进行监测。监测项目主要为悬浮物和PH值两项。加强宣传，增强施工人员的环境保护意识。为使环保工作顺利进行，建议在工程管理单位中设立1名专职人员进行环保管理工作，与有关单位进行配合，定期监测水质。1.8.3水土保持设计郭圩水库是淠史杭灌区汲东干渠上一座小（1）型反调节水库，汇水面积不大，因此水土流失影响较小。但是该工程建设过程中，产生土方开挖、坡面清基、占压土地，调配运输土方和弃土弃渣等，将不可避免造成水土流失。如果忽视或者轻视对项目区及周边水土资源保护，不仅会带来生态环境问题，还会加重该区的水土流失，进而影响本工程使用寿命。根据《中华人民共和国水土保持法》：“对兴建可能引起水土流失的建设项目，必须依法按照水土保持有关法律和技术规范编制水土保持方案。在工程建设和生产过程中，采取必要的水土保持措施，合理堆放弃土弃渣，重建植被”等要求。依法编制本工程水土保持设计方案，其目的是使水土保持工作纳入工程建设中，确保水土保持工程得以顺利实施；使新增水土流失得到有效控制；使水土流失危害降到最低；使项目区及周边原有水土流失得到治理；对确保工程安全运行、合理保护利用水土资源、改善当地生态资源均具有重要意义。24 本次水土保持设计以植物为主，工程措施与植物措施相结合，临时措施与永久措施相结合；针对水土保持分区，结合既有的与水土保持相关的防护工程，重点对主体工程及周边等地区新增水土流失进行综合防治；坚持水土保持方案经济合理、安全可靠和可操作的原则。1.9工程管理设计郭圩水库现没有管理机构。此次设计结合水管体制改革，计划与相距不远的徐郢水库的管理设施整合统建，位置设在徐郢水库附近，隶属霍邱县水务局汲东分局管理，所需建设费用统一列入徐郢水库除险加固设计概算中，本库不再单列。1.10设计概算根据《郭圩安全鉴定报告书》和实际运行中存在的问题，本次除险加固设计的主要工程内容包括：按设计标准加固培厚主坝段；新建迎水面砼预制块护坡；增做背水坡下游排灌沟；新建节制闸；拆除重建溢洪道和1座灌溉放水涵；新建堤顶防汛道路等。主要土建工程量为土方开挖及回填32097.1m3、砼及钢筋砼2950.8m3、砌石792.0m3，砼路面2163.0m2，模板1437.0m2。本工程总投资316.93万元；其中工程基本预备费14.85万元；水土保持工程投资2.00万元；环境保护投资3.00万元，建设及施工场地征用费27.29万元。1.11经济评价该工程的经济内部收益率大于社会折现率，经济净现值大于零，经济效益费用比大于1，从国民经济评价的角度看，本项目在经济上是合理的。在投资增加15％及效益减少15％两种情况下，国民经济评价指标仍然是合理的。可见本工程的经济抗风险能力较强，只要工程完建后，就能充分发挥郭圩水库的经济效益及社会效益。从上述分析评价指标可以看到，该项目经济上合理的，建议尽快实施，以利发挥工程的经济效益和社会效益。24 附：霍邱县郭圩水库除险加固工程特性表郭圩水库除险加固工程特性表序　　号名　　称单　　位数　　量（加固后）备　　注一水文1流域面积km21.982水文资料系列年限年/3多年平均降雨量mm9444多年平均径流量万m3/5洪水设计标准洪峰m3/s26.50校核标准洪峰m3/s53.17实测最高库水位m/二水库1洪水标准设计标准P（%）3.3校核标准P（%）0.332特征水位校核洪水位m34.89设计洪水位m34.84正常蓄水位m34.50汛期限制水位m34.50死水位m30.503库容总库容万m3130.00正常蓄水位下库容万m382.06死库容万m30.40三大坝1坝型均质粘土坝2地基特性重粉质壤土3最大坝高m7.64坝顶长度m515.05坝顶宽度m6.06坝顶高程m38.00～36.507防浪墙顶高程m/24 四溢洪道（正常、非常）1型式宽顶堰2地基特性2层重粉质壤土3堰（槛）顶高程m34.504溢流段长度m6.05设计流量m3/s1.026校核流量m3/s1.23五放水涵洞北低涵1结构型式钢筋砼箱涵2进口高程m32.003断面尺寸cm150×100高×宽4洞身长度m24.865设计流量m3/s0.46六加固处理措施1大坝削高填低培厚、迎水坡护砌2溢洪道废除北高涵，新建宽顶堰3节制闸新建4放水涵洞北低涵拆除重建七工程占地与拆迁1永久占地亩4.02临时占地亩2.03拆迁房屋间/4其他八经济指标1工程总投资2工程效益3保护面积km21.334保护人口人8005灌溉面积亩60006发电装机容量7年供水量万立方100.024 2水文2.1流域概况郭圩水库库区地处霍邱县孟集镇郭圩村境内，距罗花路东约400m，属淮河流域汲河水系，为汲东干渠反调节小（1）型水库。该库是一个以兴利灌溉为主的水库，库容较小，来水面积不大，原为2.16km2，后被汲东干渠拦截部分地面径流，从万分之一地形图上实量为1.98km2，水库设计控制灌溉面积0.6万亩。郭圩水库库区属亚热带和暖温带半湿润季风气候，为我国南北气候过渡地带。据霍邱县气象站气温观测资料统计，该区多年平均气温15.4℃，极端最高气温41.2℃（1959年8月23日），极端最低气温零下16.6℃（1969年1月31日），多年平均地面温度17.7℃，极端最高地面温度69.2℃，极端最低地面温度－23.7℃；年平均降雨量为944mm，最大日降雨量168mm。该地区夏秋季盛行东南风或东风，多年均风速在3.0m/s，生成风向为东北风，最大风速20m/s。2.2历次设计洪水计算方法与成果由于郭圩水库是在特定年代下建设的，且大坝施工是在“边勘察、边设计、边施工”的状况下进行的，从建设到竣工蓄水，前后跨跃2年多，期间无施工记录和竣工资料，原洪水计算方法已无从查考。2.3本次设计洪水复核计算郭圩水库流域较小，缺少实测降雨资料，也没有长系列水位观测记录，因此，设计洪水计算参照省水利勘测设计院1984年5月编制的《安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法》（以下简称《84年办法》）。郭圩水库为典型丘陵区水库，原设计总库容102万m324 ，依据《防洪标准》（GB5021-2000）和水库枢纽工程等级，该工程设计洪水标准应为30年一遇，校核标准为300年一遇。本次设计洪水复核时仍采用原设计洪水标准，即设计洪水标准为30年一遇，校核标准为300年一遇。2.3.1流域特征经实际郭圩水库集水面积为1.98km2。流域平均宽度B=1.06km；河道平均坡降J=9.09‰。流域形状系数f=B2/F=0.57。水位～库容～面积关系采用安徽省水利厅1992年编制的《小型水库资料汇编（第一册）》中相关数据，水位、面积、库容关系详见表2.3.1-1和图2.3.1-1表2.3.1-1郭圩水库水位～面积～库容关系表水位(m)面积(104㎡)库容(万m3)水位(m)面积(K㎡)库容(万m3)30.500.020.433.500.3341.131.000.0341.734.000.4159.631.500.0724.334.400.4877.432.000.1247.434.600.51287.332.500.18815.234.800.54810233.000.25826.424 2.3.2暴雨频率计算对于面积较小的流域，通过一天、三天设计洪水过程的实际计算分析，水库的洪水位取决于一天的设计洪量，根据该流域的暴雨及洪水特性，本次以最大24h的设计暴雨量进行设计洪水的峰、量控制，按无资料地区计算办法计算设计洪水。“84年办法”中暴雨量由《安徽省暴雨参数等值线图》（附图1～4）查算，查得郭圩水库年最大24h和年最大1h的点暴雨平均值为：由“84年办法”表2查P-Ⅲ型曲线的模比系数表查得不同频率模比系数KP值分别为：P=3.3%，KP24=2.23，KP1=2.18；P=0.33%，KP24=3.36，KP1=3.24；计算得点暴雨设计值：P=3.3%，H24=223.0mm，H1=87.2mm；P=0.33%，H24=336.0mm，H1=129.6mm。由于集水面积小，点面折算系数为1.0。点面雨量相同。2.3.3设计洪水过程线推求对于面积较小，缺乏资料的流域设计洪水计算，《水利水电工程设计洪水计算规范》规定可采用推理公式进行计算。安徽省“84年办法”，根据流域及暴雨特性采用纳希线性瞬时单位线模型进行汇流计算。1、面暴雨量计算根据流域面积F=1.98km2，查附表3，得24h与1h暴雨点面转换系数α24＝1.0，α1=1.0。最大面暴雨量为：P=3.3%，P24=α24×H24=223.0mm，P1=α1×H1=87.2mm；P=0.33%，P24=α24×H24=336.0mm，P1=α1×H1=129.6mm。2、面净雨量计算由于水库周边汇水面积小，流程很短，不考虑地下水，查附表4，综合考虑损失量为30mm，面净雨量为：24 P=3.3%，R24=P24-30=193.0mm，P=0.33%，R24=P24-30=306.0mm。3、暴雨衰减指数n及三日面净雨量R3的计算根据P1/P24，查附表6，得暴雨衰减指数n及R3/R24，计算R3：P(%)3.30.33P1/P240.390.386n0.7050.703R3/R240.540.536R3104.22164.024、k值的计算根据流域面积F，河道平均坡度J和R3，计算k值。，故采用公式（3）求k。经计算，各频率洪水k值如下：P(%)3.30.33k0.2690.1985.水库入库流量过程及泄洪流量计算（1）设计洪水过程计算根据n和k值从《84年办法》附表9，查得纳希瞬时单位线流量模过程，然后逐项乘以，推算郭圩水库对应不同频率的洪水过程线。推算的洪水流量过程线见表2.3-1和图2.3-1（2）泄洪流量过程计算郭圩水库溢洪道为开敞式宽顶堰溢洪道，堰顶底宽3.0m，底高程为34.5m。溢洪道泄流量按下式计算:24 式中H0---包括行近流速水头在内堰上总水头，；B---溢流宽度，B=3.0m；m---宽顶堰流量系数，m=0.385ε---宽顶堰侧收缩系数，ε=1由上述公式计算水库溢洪道的泄流曲线成果详见表2.3－2及图2.3－2。24 30年一遇300年一遇图2.3-1郭圩水库设计洪水过程线24 2.3-1复核后各频率入库洪水流量过程成果表单位：m3/sT(h)3.3%0.33%T(h)3.3%0.33%000181.572.77110.481.316191.4052.43721.0552.292201.2372.12231.2932.498211.1682.06141.5492.996221.1432.06151.7783.372231.1342.06161.8723.474241.1342.06172.3994.79250.7340.9782.9865.808260.2530.14393.2296.02270.0530107.4214.604280.00301126.49753.17129001212.75618.5383000133.3563.8713100141.9733.9443200152.1444.1233300161.9943.4613400171.7032.88350024 表2.3－2　　　　郭圩水库水位泄流量关系表水库水位（m）溢洪道泄量（m3/s）水库水位（m）溢洪道泄量（m3/s）34.500.0034.790.8034.550.0634.851.0634.650.3034.951.5434.750.6435.001.81图2.3-2郭圩水库水位～泄流量关系曲线2.4施工期洪水因为工程量小，工期短，可利用秋冬季枯水期，将水库放空进行施工，所以不需进行施工期洪水计算。24 3工程地质3.1概述3.1.1地形地貌郭圩水库所处地貌单元为江淮丘陵区，江淮分水岭北侧，坝区地形为岗冲起伏垄畈相间的波状平原，地势东高西低，地形有一定的起伏，地面高程一般31.0～37.7m，坝址位于冲洼之间的岗地上。通过对库区的调查，库周天然岸坡稳定，未发现大型滑坡体，也未发现对水工建筑物的安全有影响的泥石流沟谷。3.1.2地层岩性郭圩水库库区地层属皖北（华北）地层区两淮分区长丰小区(Ⅰ23)，河湖相沉积较为发育。水库区地表大部分为第四系地层覆盖，上更新统（Q3al）地层分布最广，全新统Q4al）主要零星分布于河漫滩、老河槽内及人工活动频繁区，岩性主要为灰、灰黄色重、中粉质壤土、粉质粘土。3.1.3地质构造与地震勘探区总体位于中朝准地台江淮台隆（Ⅰ2），区内断裂构造不甚发育，仅有东西向的颍上断裂从其北侧穿越而过。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）工程区地震动峰值加速度为0.05g（50年超越概率10%），相应地震基本烈度Ⅵ度。本水库坝基不存在饱和无粘性土和少粘性土等液化土层。3.1.4水文地质条件24 勘探区内第四系地层广泛分布，地下水类型主要为其中的上层滞水。主要分布于其中的重粉质壤土层中，具极微～弱透水性，分布较广，主要以大气降水补给为主，与水库水有一定的联系，库水位、地下水位（从坝顶到坝脚）有逐渐下降的趋势，形成一定的水力坡降。勘探中，测得各勘探孔稳定地下水位高程30.82～35.58m，同期库水位34.80m。通过调查发现，郭圩水库附近无污染源，根据附近场地其它报告水质分析资料：分析认为地下水对混凝土不具腐蚀性。根据室内渗透试验成果：①层人工填土垂直渗透系数平均2.35×10-5cm/s；但本层的现场钻孔注水试验测得的渗透系数要大于室内试验结果，为9.5×10-4～1.23×10-3cm/s，属中等透水；②重粉质壤土层垂直渗透系数平均1.06×10-6cm/s。③重粉质壤土垂直渗透系数平均1.49×10-6cm/s。3.2大坝工程地质条件评价3.2.1坝身工程地质条件与评价①坝身现状及隐患郭圩水库大坝为均质土坝，坝长约500m，坝顶高程36.0～38.9m，宽3.0～5.0m，最大坝高7.6m，内、外坡比1：2.5、1:3.0。大坝基础清基不够彻底，不能符合要求，局部坝身与坝基结合部位出现渗漏，大坝背水坡有散浸，无排水系统，坝面平整度差，迎水侧无护砌砼。大坝坝体填土不均匀，坝身单薄，局部密实度、坝顶高程未达到设计要求。②坝身填土质量及评价郭圩水库大坝坝身均为素填土，土质主要以重、中粉质壤土为主，局部夹少量粉质粘土和中粉质壤土，一般灰黄色，下部与原坝基接触部位1.0m左右夹较多灰、灰绿色。坝身填土填筑于特定的历史时期。上部2～3m左右经多年人工活动，为硬可塑状，相对较紧密，下部一般软可塑状，局部软塑状，压实度不够，结构相对较松散；填土与坝基结合部含少量草根、树叶等杂物。为查明坝身填筑土工程特性，取原状土进行了室内土工试验及现场标准贯入试验和钻孔注水试验。大坝填土干密度范围值为1.51～1.59g/cm3，平均值为1.56g/cm3，干密度小于1.54/cm3的土样占总取样数的25％；根据坝身填土击实试验，其最大干密度为1.61g/cm3，大坝压实度为0.94～0.99，平均值0.97，坝身填土整体密实度尚可，局部由于填筑不均匀，筑填质量较差。野外选择GW5、GW7孔做现场注水试验，测得坝身素填土渗透系数为1.69×10-4～7.67×10-4cm/s，渗透性等级为中等～弱；室内渗透系数为1.0×10-7～1.0×24 10-6cm/s，渗透性等级为弱～极微。现场注水试验渗透系数较大，分析认为是因大坝的填土不均匀，局部有架空、干裂等现象。从室内、外渗透系数分析，总体来说大坝渗透等级属弱透水性，局部接触部位因未有清基，渗透系数相对较大，属中等～弱透水性。3.2.2坝基工程地质条件评价①坝基地层勘察范围内主要揭露地层为第四系上更新统冲积层（Q3）和全新统（Q4）冲积层，为单一粘性土结构，叙述如下：1层：（Q4al）重夹中粉质壤：灰黄夹灰、灰色，与填土接触处多含有草根等植物根系，软可塑状，属中等偏高压缩性土。层厚0.80~2.0m。层底高程30.01～31.09m。本层主要分布于大坝中段。2层：（Q3al）重粉质壤土：棕黄、褐黄等色，含铁锰质结核及少量砂礓。一般硬可塑状，局部硬塑状，属中等压缩性土。野外现场注水试验渗透系数为2.10×10-6cm/s。本层普遍分布，未揭穿，可见最大厚度15.9m，相应高程15.00m。据室内试验，本层土具膨胀性，自由膨胀率为51％，膨胀潜势为弱。②坝基土物理力学性质统计及选取根据勘探资料和室内试验成果资料分析，统计原则为：在剔除离差较大的数值后，计算出最小值、最大值、平均值及标准值，其中力学指标标准值按对工程不利原则采用大小平均值。在统计结果的基础上，结合现场勘探和已有工程经验，提出各土层的承载力标准值fk、压缩模量推荐值Es、饱和快剪强度（内聚力C、内摩擦角φ）、允许渗流比降J及渗透系数K建议值见下表3.2.2-1。表3.2.2-1：各土层指标建议值表层序地层名称fk(kPa)Es(MPa)C(kPa)φ(度)K(cm/s)J备注素填土1104.522.09.09.0E-050.391重粉质壤土1204.525.08.01.0E-050.402重粉质壤土2208.042.014.01.5E-060.48③坝基工程地质条件评价24 根据勘察成果，郭圩水库坝基上部为第四系粘性土覆盖，为单一粘性土结构。1层重粉质壤土强度较低，局部分布；2层重粉质壤土强度高，对抗滑稳定有利，其土质本身渗透系数亦较小，但由于大坝清基不彻底，坝体填土与坝基土结合不好，沿坝体与坝基接触部位存在坝基渗漏问题。3.3放水涵工程地质条件评价3.3.1高放水涵位于大坝最北端，桩号0+491处，为竖井式闸门控制，底涵为φ0.7m圆涵，进口底板高程为34.50m。本涵基坐落于2层重粉质壤土上，涵基工程地质条件好。3.3.2低放水涵位于大坝北端，桩号0+453处，竖井式闸门控制，涵为φ0.8m圆涵，进口底板高程为32.00m。本涵基坐落于素填土上，其强度尚可，具有一定的防渗抗冲能力，工程地质条件一般。3.4溢洪道无溢洪道，仅大坝两端坝顶高程比其他地方稍低，汛期洪水从其上部溢流，土性上部为素填土，中下部为2层重粉质壤土，土层强度尚可，需新建。3.5天然建筑材料3.5.1土料本次于郭圩水库上游南侧空地作为土料场进行勘察，主要土性为中、重粉质壤土，其粘粒含量为17.7～20.0%，天然含水率为26.0~28.7%，最优含水率为18.6%，最大干密度为1.64g/cm324 ，压实后（压实度为0.96）凝聚力为41.4kPa，内摩擦角为15.1度，渗透系数为2.04×10-6cm/s。本次勘察土料场主要指标基本符合建材规范碾压式均质土料质量技术要求，可作为筑坝土料。土料场土的天然含水率大于最优含水率，上坝时应进行必要的晾晒。本土料场运距较近，开采方便。除上部0.3m左右为耕植土外（弃土），下部3.5m左右深度内均为较好的筑坝土料，可根据工程需要扩大开采面积。3.5.2砂、石料郭圩水库附近无砂、石料料场，工程所需砂料可从附近淮河码头采购，石料可从寿县采购，其岩性为石灰岩，储量大，可满足设计对块石料的要求。料场运距约40～50km左右。3.6结论与建议1、郭圩水库工程区地震动峰值加速度为0.05g（50年超越概率10%），相应地震基本烈度Ⅵ度。坝基区无液化土层。2、库周天然岸坡稳定，水库回水线上下附近地形较为平缓，土质较好，水库不存在岸坡稳定和涌浪拍岸稳定问题。通过对库区调查，未发现滑坡体，亦未发现对水工建筑物的安全有影响的泥石流沟谷。3、坝身土质为重粉质壤土。大坝压实度为0.94～0.99，平均值0.97，坝身填土整体密实度较好，局部由于筑填不均匀，筑填质量较差。在坝身与原坝基结合部位未清基，含草根、软土等杂物，使得渗透系数变大，是造成下游散浸、渗漏的主要原因，应采取一定的防渗措施。迎水坡无护砌，应进行砼护坡。对部分坝段断面不足，应进行培厚处理。4、水库坝基地质结构为单一粘性土结构，1层重粉质壤土强度尚可，2层重粉质壤土强度高，对抗滑稳定有利。5、高放水涵工程地质条件较好，低放水涵工程地质条件尚可。放水涵由于年久失修，漏水严重，危及大坝安全，宜拆除重建；由于无溢洪道，防洪能力达不到保障，洪水不能安全下泄，须新建。6、土料场土性为中、重粉质壤土，其24 主要指标基本符合建材规范碾压式均质坝土料质量技术要求，可作为筑坝土料。土料场土的天然含水率大于最优含水率，上坝时应进行必要的晾晒。土料运距较近，开采方便。工程所需砂料可从附近淮河码头采购、石料可从寿县采购，其岩性为石灰岩，储量大，可满足设计对块石料的要求。24 4工程任务及规模4.1地区社会经济概况郭圩水库位于霍邱县孟集镇郭圩村境内，距孟集镇政府约5.0km，属淮河流域淠河水系。水库以灌溉为主，兼顾防洪、水产养殖等，控制集水面积1.98km2，灌溉土地面积6000亩，防洪保护水库下游孟集镇郭圩村近0.08万人，耕地0.20万亩。是淠史杭汲东干渠灌区里的一座反调节式小(1)型水库。水库交通便利，大坝最北端与村村通相接，坝下约0.4km有县级公路罗—花路经过，村村通与该路相连。水库工程位置见附图。水库下游自然经济条件比较落后，粮食生产主要以种植水稻、小麦、玉米为主，兼种红麻、油菜、花生，瓜籽等少量经济作物。农民人均纯收入4000元左右，是我县较贫困地区。4.2历次加固情况郭圩水库始建于1953年10月，原规划规模较大，设计总库容为300万m3左右，设计坝顶高程为39.00m，后因受来水和经济条件限制，未能按当时规模兴建起来，大坝为“半拉子”工程，现从残存的坝段和废弃的溢洪道和南涵可窥一癍。时隔2年后，1955年12月该库加固未完工就蓄水运行，1992年郭圩水库以现在的现状被编入《小型水库资料汇编（第一册）》中，并对水库原特征值进行修订和完善，本次设计基本上采用1992年的数据。本库自1955年12月蓄水运行后，从未对此进行过除险加固。通过五十多年运行，坝顶高差悬殊较大，坝体损毁严重，穿堤建筑物老化、剥落，上下游挡乙墙损毁、倒塌，启闭设备锈蚀、失灵，洞身漏水等。5 4.3工程现状及工程建设必要性4.3.1工程现状及存在的问题郭圩水库于1953年10月开工，1955年12月未完工蓄水，现存主坝长515m，坝顶高程在36.00～38.90m（废黄高程系，以下皆同），最大坝高7.6m，顶宽3.0～5.0m，内、外坡分别为1:2.5、1：3.0。枢纽工程主要由均质土坝、溢洪道(废弃)、北高涵、北低涵和南高涵(废弃)组成。水库原设计防洪标准为30年一遇设计，300年一遇校核，总库容300万m3左右，坝顶高程为39.00m；1992省水利厅对该库的特征水位及相应的库容重新进行勘测和修订，修订后的设计洪水位34.60m，相应库容为87.3万m3；校核洪水位34.80m，相应库容为102.0万m3；兴利水位34.50m，相应库容为77.0万m3；死水位30.5m，相应死库容0.4万m3。郭圩水库主体工程系在“文革”期间,由当地政府领导农民自主设计的状况下兴建的,是在边规划、边设计、边施工的条件下进行的。施工时采用人海战术，因而造成大坝遗留许多隐患，如清基不彻底，土料及碾压质量差，坝两端结合部处理不彻底等等。郭圩水库为“半拉子”工程，自1955年蓄水运行至今，已达五十多年之久，一直带病运行；目前水库大坝两端高程较低,防洪能力不足，现存主坝高低悬殊较大，上游无砼护坡浪蚀严重,局部出现塌方危及大坝安全；下游无排渗设施，坝脚出现湿软、沼泽化现象。同时大坝未划定保护范围，缺乏专业管理部门管理，工程区被乱占乱垦现象特别严重。郭圩水库现有3座放水涵，分别位于大坝南、北两端，南高涵现已废除，北高、低涵分别为φ70cm、φ80cm坝下埋管，原涵洞身为受益村群众50年代自建，由于施工质量差，管接头处理不当，管底部未做垫层，造成现在管身渗水严重，危及大坝安全，启闭设备也由于年久失修，启闭机螺杆弯曲，启闭机锈蚀相当严重，已无法正常开启。水库原有溢洪道位于村村通砼路的北端，为2孔开敞式宽顶堰，砌石圬工结构，由于大坝未按当时设计标准完成，溢洪道自建成起就处于报废状态，从未进行过泄洪，现已被当地村民拆除平整为耕地。本次设计考虑大坝加固后泄洪安全，将原北高涵废除改建成溢洪道，并在北低涵下游新建1座节制闸将泄洪水引至北高渠泄向城东湖，同时又在灌溉时抬高北低涵水位向北高渠下游耕地输水。5 4.3.2运行管理情况（1）防洪调度郭圩水库汛限水位为34.50m，其防洪调度的基本原则是：①水位达到正常蓄水位34.00m高程时，结合雨情和汛情对水库进行调蓄，必要时可临时打开放水涵闸门降低库水位；②当水位超过34.50m时，利用溢洪道进行自由泄洪，必要时可同时打开放水涵闸门增加泄洪。（2）兴利调度郭圩水库是综合利用水库，其兴利调度原则是：在确保灌溉效益的前提下，充分发挥水库的综合效益。兴利调度以农田灌溉为主，除必须服从防洪要求外，其余各项用水必须服从农田灌溉的需要。兴利调度的顺序为：农田灌溉——水产养殖—其它类型供水。（3）灌溉情况郭圩水库设计灌溉面积6000亩，设计灌溉保证率90%。目前实际灌溉面积约为2000亩，实际灌溉保证率约为33%。郭圩水库灌区内农田灌溉用水主要由水库提供。在灌溉期间，利用灌区内塘坝工程的调蓄功能，增加塘坝蓄水，提高水库的调蓄能力。郭圩水库灌区内共有两农渠，由于工程配套不完善，部分输水建筑物至今尚未发挥作用，自流灌溉能力较差。灌区内近1/3的农田不能实行自流灌溉，甚至还有部分农田依然处于无水可灌的靠天收状态。（4）管理情况郭圩水库现无管理设施,也无专业管理人员，目前主要由受益的孟集镇郭圩村实行群管，管理较为混乱。而且到目前为止水库工程管理用地和保护区范围的确权划界工作未完成，违章垦殖屡禁不止，严重威胁大坝运行安全。4.3.3水库历年出险情况郭圩水库大坝始建于“文革”初期，为人工堆成坝，受当时生产力条件限制，大坝一直为“半拉子”工程，长期处于低水位运行，存在较大的安全隐患。郭圩水库自建成以来，共发生较大洪水近11次，其中1991年和2003年在大坝南北端发生漫坝现象。5 4.3.4工程建设的必要性霍邱县孟集镇地处淠史杭灌区汲东干渠下游，由于近年来干渠几乎断水，依靠汲东干渠自流灌溉根本是不可能的，孟集镇农业灌溉除靠境内的塘库蓄水外，大部分地区依靠孟集站提水补给灌溉。所以搞好塘库蓄水是发展孟集镇农业经济、降低农业成本较好的出路，而孟集镇现存的塘库大多年久失修，失去调蓄功能，众多塘（库）坝处于病险状态，基础设施配套跟不上，难以发挥其应有效益。郭圩水库是一座完全靠拦截地面径流的小（1）型水库，具有调节性能强，控制面积大的特点，是孟集镇郭圩村农业灌溉的主要源头之一，其灌溉效益是不言而喻的。而该库一直处于病险状态，调蓄能力低下，不能按标准蓄水，主要灌溉效益逐年锐减，枢纽建筑物年久失修，老化损毁严重，若不对该库及时进行除险加固，势必影响该库安全运行，一旦失事，库区下游势必造成较大的损失。4.4水库加固洪水标准根据《防洪标准》（GB5021-94）和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），郭圩水库属Ⅳ等工程，主要建筑物为4级，附属建筑物为5级，洪水标准设计采用30年一遇设计，P=3.3%；300年一遇校核，P=0.33%。4.5水库洪水调节计算本次调洪演算以原设计兴利水位即34.50m为起调水位，采用溢洪道进行泄洪，溢洪道形式初拟为宽顶堰，单孔净宽为3m。根据2.2.3节计算所得洪水过程线及泄流曲线，结合水位—面积—库容曲线，通过淍洪演算推求最高洪水位。调洪演算采用静库容水量平衡方程式：式中：V末、V初――时段t末、初的水库蓄水量，万m3q初、q末――时段t初、末的泄水量，m3/sI初、I末――时段t初、末的来水量，m3/s通过调洪演算可得，30年一遇最大泄洪流量为1.02m35 /s，相应库水位34.84m，库容107.0万m3；300年一遇最大泄洪流量为1.23m3/s，相应库水位34.89m，库容130.0万m3；调洪演算成果见表4.5－1、表4.5－2及附图。　　表4.5－1郭圩水库调洪演算过程表时段序号30年一遇300年一遇T入库洪量m3/s库水量万m3库水位m泄洪量m3/s入库洪量m3/s库水量万m3库水位m泄洪量m3/s0082.0634.50082.0634.5010.4882.1434.501.31682.2934.510.00121.05582.4234.510.0032.29282.9434.520.01131.29382.8434.520.012.49883.834.540.03241.54983.3534.530.022.99684.7734.550.06251.77883.9334.540.0363.37285.8834.570.10261.87284.5834.550.0553.47487.0734.60.14972.39985.3234.560.084.7988.4934.620.2182.98686.2534.580.1165.80890.3134.650.29393.22987.3234.60.166.0292.3234.680.389107.4289.1734.630.23914.60495.8634.730.5611126.49795.1334.720.52653.171107.7734.851.0371212.756101.9634.80.83318.538120.2734.891.221133.356104.5434.820.9323.871123.8734.891.227141.973105.1634.830.9543.944124.8334.891.227152.144105.5534.830.9674.123125.8434.891.227161.994105.9534.830.983.461126.7634.891.227171.703106.2634.840.9922.88127.4634.891.227181.57106.4934.840.9972.771128.0434.891.227191.405106.6634.841.0052.437128.5434.891.227201.237106.7834.841.012.122128.9234.891.227211.168106.8534.841.0142.061129.2334.891.227221.143106.934.841.0162.061129.5334.891.227231.134106.9434.841.0182.061129.8334.891.227241.134106.9834.841.0192.061130.1334.891.227250.734106.9534.841.020.97130.2334.891.2275 表4.5－2　　　　郭圩水库调洪演算成果表频率最高库水位（m）相应库容(万m3)入库洪峰流量(m3/s)最大泄量(m3/s)30年一遇34.84107.026.501.02300年一遇34.89130.053.171.23　　　　　　　　　　　　　郭圩水库30年一遇设计洪水调节计算过程线　　　　　　　　　　　　　　郭圩水库300年一遇校核洪水调节计算过程线5 4.6水库除险加固工程措施与建设内容本次郭圩水库加固工程的任务主要是根据安全鉴定成果，针对水库大坝、输泄水建筑物及相关设施现状存在的问题，进行除险加固，以消除水库正常运行中可能出现的各种安全隐患，确保水库的安全运行，使其发挥应有的效益。根据水库现状，本次加固工程的主要内容如下：1.水库大坝：根据安全鉴定复核成果，现有坝身断面不足，大坝两端局部高程不足，中间坝段超高较大，顶高程悬殊较大，应对此进行适当削高培厚，从中间向两端平顺衔接，设计顶高程38.00～36.50m，顶宽6.0m，设计内坡1：3.0，外坡修整为1:3.0，为减少占地，采取上游前帮土，下游修坡，取土优先选用高坝削高土，不足部分从库区上游滩地上取用；为避免坝脚出现湿软、沼泽化现象，减少穿堤建筑物数量，在背水坡坝脚处增设一条自北向南排灌沟，由北涵引水向南保证大坝沿线耕地的灌溉。2.溢洪道：根据洪水调节计算成果，废除原北高涵并将其改建成开敞式宽顶堰。3.拆除重建北低涵，为方便检修将原坝下埋涵改建为钢筋砼箱涵结构。4、为方便灌溉和泄洪调度，在北低涵出口下游新建1座节制闸。5、为方便防汛器材运输，对加固后515m堤顶进行砼硬化，道路采用四级公路单车道标准，宽4.0m，20cm厚C30混凝土路面，15cm厚多孔水泥碎石水稳层,20cm厚级配石基层，两侧安装预制砼路缘石。6、新增必要的管理设施，配备一定的观测及通讯设备。5 5除险加固工程设计5.1设计依据1．《水利水电工程初步设计报告编制规程》DL5021-93；2．《防洪标准》GB5021-2000；3．《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000；4．《工程建设标准强制性条文》（水利工程部分2004年版）；5．《水工建筑物荷载设计规范》DL5077-1997；6．《水工混凝土结构设计规范》SL191-2008；7．《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001；8．《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002；9．《水闸设计规范》SL265-2001；10．《水利水电工程启闭机设计规范》SL41-93；11．《水利水电工程钢闸门设计规范》DL/T5039-95；12．《水利水电工程施工组织设计规范》SL303-2004；13、《灌排渠系闸下合理消能型式》（金永堂）14．其他现行的相关规范、规程、各类技术专著等。5.2水库大坝加固设计5.2.1坝顶高程确定根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则(SL189—96)》，坝顶在静水位以上的超高由以下公式计算。Y=R+e+A式中：Y—坝顶超高，m；e--风壅水高，因计算值较小，本库可忽略不计；A－－安全加高，设计状态取0.5m，校核状态取0.3m；R—最大波浪在坝上的爬高，单位m，按照《碾压式土石坝设计规范5 （SL274-2001）计算确定。水库流域内多年平均最大风速15m/s，水面吹程设计取600m，校核取775m。大坝工程等级为4级，R按累计概率P=5%计，为平均爬高的的1.84倍，按以下公式计算：由上式计算得各频率坝顶超高成果详见表5.2-5。表5.2-5郭圩水库坝顶高程计算成果表项目频率水库静水位（m）最大波浪爬高R（m）安全加高A(m)超高(m)需要坝顶高程(m)设计坝顶高程(m)30年一遇（设计）34.840.830.51.3336.1738.00～36.50300年一遇（校核）34.890.550.30.8535.745.2.2大坝除险加固设计根据安全鉴定成果，依据地质资料，结合工程现状，5 本着经济、方便、实用的原则，对应不同情况，采取相应的加固措施：5.2.2.1坝身加固从坝顶高程复核成果可以看出，设计需要坝顶高程为36.17m，而现状坝顶高程为36.00～38.90m，基本满足大坝防洪要求，大坝两端局部高程不足，中间坝段超高较大，顶高程悬殊较大，本次设计对此进行适当削顶培厚，从中间向两端平顺衔接，设计顶高程38.00～36.50m，顶宽6.0m，设计内坡1：3.0，外坡修整为1:3.0，为减少占地，采取上游前帮土，下游修坡，取土优先选用高坝削顶土，不足部分从库区上游滩地上取用；为避免坝脚出现湿软、沼泽化现象，减少穿堤建筑物数量，在背水坡32.50m高程处设2m宽平台，平台上沿坝轴线每隔40m设一道排水沟，平台下开挖一条长407m的排灌沟，由北涵引水向南保证大坝沿线耕地的灌溉，同时将坝体上排水沟来水集中排出坝脚外。5.2.2.2防冲加固根据现场勘查和《大坝安全鉴定报告书》可知，郭圩水库迎水坡原未进行护砌，局部坝段浪蚀严重。故本次设计对培厚后上游迎水坡进行砼预制块护坡。1、护坡厚度计算根据《碾压式土石坝设计规范》附录A.2.3要求，对具有明缝的混凝土或钢筋混凝土板护坡当坝坡坡度m=2～5系数时，板在浮力作用下稳定的面板厚度可按式A.2.3计算确定。式中：—混凝土护面板厚度(m)；—系数，对装配式砼护面板取1.10；—累积频率为1%的波高(m)；—混凝土板的密度(t/m3)；—水的密度(t/m3)；—平均波长(m)；—沿坝坡方向的护面板长度(m)；—坝坡坡率。根据计算确定本工程混凝土板护坡厚度为t=0.12m。5 2、护坡长度经过实地测量，郭圩水库护坡总长度为492m。3、护坡高程由于冲刷多发生在坝坡中央位置，该处水位变化大，坝坡薄弱，为防护重点。为便于施工控制和节省投资，设计护坡基础顶高程从最大坝高处33.00m开始，向南、北两端均匀上升，南、北端基础顶高程为34.00m，顶高程均为36.50m。护坡分别设置底部齿墙和压顶，顶缘采用深40cm×宽30cm压顶，底基槽采用深60cm×宽40cm现浇C20混凝土齿槛嵌入地面原状土内，沿坝轴线每隔20m设置一道C20砼格埂，纵向中部设置一道横向格埂，格埂尺寸同压顶尺寸。4、伸缩缝郭圩水库库水位变幅较大，为避免混凝土坡面因受温度荷载和自身的徐变产生变形而导致开裂，参照已有的工程实践，本次设计采用砼预制块护坡，底铺10cm厚碎石垫层。5.2.3渗流与稳定复核①抗渗性能分析由《霍邱县郭圩水库大坝安全评价报告》可知：郭圩水库现状大坝在各计算工况下出逸点处渗透比降小于允许渗透比降[JB],其浸润线出逸处渗透稳定性安全，不会发生流土现象，故本次设计对加固后坝体不再进行渗流稳定性复核。至于现状2座放水涵出现的接触渗漏，可以通过拆除重建后对回填土进行夯实，接触渗漏问题可以得到解决。②坝坡抗滑稳定分析由《霍邱县郭圩水库大坝安全评价报告》可知：郭圩水库现状大坝在计算工况下上、下游坝坡抗滑稳定安全系数均大于规范允许值，现状坝坡是稳定的。至于迎水侧坝坡出现的浪坎，可以通过本次加固和护砌后问题可以得到解决，故本次设计不再进行坝坡抗滑稳定复核。5.3溢洪道除险加固设计5 郭圩水库老溢洪道位于村村通砼路北端，由于原规划规模较大，底板高程较高，后因大坝未按当时设计标准完成，自建成起就处于报废状态，从未进行过泄洪，现已被当地群众拆除恢复为耕地。考虑大坝加固后泄洪安全，本次设计在原北高涵位置上新建溢洪道，由进水渠、溢流堰、泄水槽、消力池、海漫及出水渠组成。5.3.1进水口新建溢洪道进水渠长12m，设计底高程34.50m，顶高程36.25m，内坡1：2.0。进水口直接与其相接，为保持良好的入流条件，进水口导水墙及铺盖水平长度按大于最大溢洪水深2倍进行控制，计算最小值为0.78m，设计取L=3m，墙顶高程为36.25m，导水墙进口前缘为园弧墙，其曲率半径为3m；铺盖为C20砼结构，厚30cm。为能与进水渠平顺相接，导水墙前端设3.3m长预制砼块护坡，坡比同进水渠，底用M10浆砌石护底。5.3.2溢流堰1、尺寸拟定溢流堰设计为开敞式宽顶堰，堰顶高程为34.50m（兴利水位），底板顺水流方向长度按L=10H=10×(34.89-34.50)=3.9m，结合坝顶宽，取L=6m，垂直水流方向宽度初拟净宽为3.0m，设1孔，边墩顶高程设为36.25m，顶上设生产桥，桥总宽为5.4m，净宽4.8m，桥面结构为25cm厚的钢筋砼板，顶面高程与相应的坝顶同高即为36.50m。2、泄流能力复核根据以上拟定尺寸进行泄流能力复核，开敞式宽顶堰的泄流能力按下列公式计算：式中H0---包括行近流速水头在内堰上总水头m，；B---溢流总净宽度m，b--单孔净宽m，B=nb，n--孔数；m---宽顶堰流量系数，设计取m=0.385；ε---闸墩侧收缩系数，设计取ε=1；c---上游堰坡影响系数,当上游堰面为铅直时,c＝1.0。5 代入设计和校核两种工况参数可计算得泄流量Q分别为1.07m3/s、1.25m3/s，大于该库相应设计和校核洪水位最大下泄流量(见调洪演算成果表4.5-2)，故所拟尺寸满足设计要求。5.3.3泄水槽为使泄槽水流平顺，改善水力条件，减少土方开挖量，槽宽设计为等宽，宽度与控制堰总宽相同，即b=3m；坡度为单一坡度，设计为1：3，槽底起止高程为34.50～30.50m。槽内水面线根据能量方程用分段求和法计算，计算公式采用《溢洪道设计规范》(SL253-2000)附录A3.1-2式。式中Δl1-2---分段长度,m；h1,h2---分段始,末断面水深,m；v1,v2---分段始,末断面平均流速,m/s；σ1,σ2---流速分布不均匀系数,取1.05；θ---泄槽底坡角度,(°)；i---泄槽底坡,i＝tgθ；---分段内平均摩阻坡降；n---泄槽槽身糙率系数,查附录表A.7；---分段平均流速,＝(v1+v2)/2,m/s；---分段平均水力半径,＝(R1+R2)/2,m。由于泄槽上游接宽顶堰,下游为陡坡明渠,故起始计算断面定在泄槽首部，水深h1取用泄槽首端断面计算的临界水深hk。由此得泄槽分段水深如下表：长度l(m)036912.655 水深h(m)0.3900.3520.3250.3040.284泄水槽边墙高度不考虑掺气水深，但需考虑两侧坝坡填土，边墙高度由泄水槽最大水深加上安全超高确定，即H=h0+Δh=0.39+1.0=1.39，设计取2.0m，起始端边墙高度从坝顶开始按1：3降至设计高度。5.3.4消力池及海漫根据《水闸设计规范》（SL265-2001）附录B，对消力池进行消能防冲计算。①消力池深度计算：其中：d——消力池深度（m）；σ0——水跃淹没系数，取用1.05；——跃后水深（m）；hc——收缩水深（m）；α——动能修正系数，取用1.05；q——泄水槽出口单宽流量（m3/s.m）；b1——消力池首端宽度（m），取3.0m；b2——消力池末端宽度（m），取3.0m；T0——消力池进口前总水头(m)，，取4.39m；△Z——出池落差（m）；——泄水渠正常水深（m）。由泄水渠设计得=0.60m5 经计算得：消力池深度d=0.275m，hc=0.15m，=0.53m，△Z=0.02m,工程设计取d=0.4m。②消力池长度计算：Lsj＝Ls+βLjLj＝6.9（）其中：Lsj——消力池长度（m）；Ls——消力池斜坡段水平投影长度（m）；Ls=0β——水跃长度校正系数，取用0.75；Lj——水跃长度（m）。经计算消力池长度Lsj＝2.1m，由于结构布置要求，工程设计取6m。③消力池底板厚度计算：消力池底板厚度由抗冲要求控制，其计算公式如下：其中：t——消力池底板始端厚度（m）；△H’——泄水时上下游水位差（m）；k1——消力池底板计算系数，取用0.18；经计算消力池厚度t=0.395m，本工程设计取消力池底板平均厚度t＝0.4m。为降低消力池底部渗透压力,在消力池前半部分设置排水孔,孔下设反滤层,孔径为10cm,间距为1m,按梅花形排列,孔内充填碎石,以利排水和防止淤堵。④海漫长度计算：其中：Lp——海漫长度（m）；qs——消力池末端单宽流量(m2/s)；Ks——海漫长度计算系数，本工程取Ks＝6。经计算Lp=5.3m，本次工程设计取海漫长度Lp=5.0m，由于泄水渠为侧向出水，为防止冲刷和北侧土方坍塌，北侧设12m长M10浆砌重力式挡土墙，侧向出水渠采用厚12㎝预制块砼护坡，长10m，底设10cm厚碎石垫层。5 5.3.5出水渠溢洪道现状出水渠为侧向沿坝脚向南31m(其中10m段进行护砌)进入北低涵出口，后折向西进入城东湖，本次设计对沿坝脚31m段出水渠结合大坝加固按设计断面进行清淤整治，西向出水渠(也是北低涵灌溉渠)由受益村进行整治。出水渠断面设计按明渠均匀流公式计算：Q――溢洪道泄流量，单位m3/s，取设计最大泄流量Q=1.23m3/s；A――过流断面面积，单位m2；A=(b+mh)hb――过流断面底宽，单位m；拟取b=2mm――边坡系数　取1：1.5h――设计过流水深，单位m；R――过流断面水力半径，单位m；C------谢才系数，按曼宁公式计算i――泄洪渠底坡平均坡降，采用1/5000n――渠道综合糙率，取0.025。经计算得h=0.95m，设计渠底高程31.00m～18.00m(城东湖)，渠顶高程和顶宽由实际渠埂定，两侧内坡南向段分别1：2、1：3；西向段均为1：1.5。5.3.6工程布置郭圩水库新建溢洪道位于大坝北端0+478，原北高涵位置附近，为1孔×3m的宽顶堰，控制堰底板高程34.50m，由进水渠、溢流堰、泄水槽、消力池、海漫及出水渠组成。各部位工程布置在以上加固设计中说明较详细，在此不再赘述。5.3.7防渗长度计算5 由地质资料可知，溢洪道基础坐落在2层重粉质壤土上，结合溢洪道两侧及上部均回填粘土并压实，按《水闸设计规范》（SL265-2001），基底防渗长度应大于等于下式计算的L值。其中：计算成果见表5.3.7-1，由表中计算可知，郭圩水库溢洪道在校核工况下的设计防渗长度略大于需要的防渗长度，设计防渗长度满足要求。表5.3.7-1郭圩水库溢洪道防渗长度计算成果表工程名称溢洪道设计防渗长度（有反滤层）（m）上游水位(m)下游水位(m)需要防渗长度L(m)底板泄水槽消力池合计溢洪道6.414.34020.7434.8931.4520.645.3.8溢洪道结构稳定计算1、计算工况：溢洪道计算工况及荷载组合见表5.3.8-1表5.3.8-1郭圩水库溢洪道在不同工况下荷载组合情况表荷载计算荷载（KN）5 组合工况上游水位（m）下游水位（m）自重土压力静压力扬压力波浪压力正常组合设计水位34.8431.00√√√√完建期无水无水√√特殊组合校核水位34.8931.45√√√√2、翼墙、闸室稳定计算：计算公式：式中：—闸室基础底面面积（m2）—闸室基础底面对于底面垂直水流方向的形心轴的截面矩（m3）—翼墙底面面摩擦系数，取0.3;计算成果见表5.3.8-2表5.3.8-2郭圩水库溢洪道翼墙及闸室稳定计算成果表荷载闸室基础应力（）5 组合翼墙抗滑稳定安全系数闸室抗滑稳定系数最大值最小值最大值/最小值上游下游运行完建运行完建运行完建正常组合1.311.421.5797.8492.6180.8689.051.211.04特殊组合1.271.321.19104.4775.701.38查水闸设计规范可知：翼墙、闸室抗滑稳定安全系数允许值：基本组合1.20，特殊组合1.05，表中数值均满足要求；闸室基底应力最大值与最小值比值允许值：基本组合2.0，特殊组合2.5，根据郭圩水库地质勘测报告，溢洪道地基承载力220，表中数值均满足要求。5.4灌溉输水建筑物除险加固设计5.4.1放水涵加固设计1、现状：郭圩水库现有3座放水涵，其中南高涵已废弃，北高涵本次设计废除改建成溢洪道，故本次设计仅对北低涵进行拆除重建。北低涵为φ80cm坝下埋管，管身为群众70年代自建，管底部未做垫层。由于年久失修，涵身局部出现断裂，上、下游墙身砼碳化、砌体粉化、脱落，涵身漏水严重，危及大坝安全，需拆除重建。2、规划资料：北低涵在设计情况下上游水位为34.50m，下游设计水位为31.65m。为方便进孔检修，初拟1孔1.5m（高）×1.0m（宽）钢筋砼箱涵，进口底板高程为32.00m，出口渠底高程为31.00m。3、洞身过流能力核算：放水涵按有压涵洞，过水能力计算根据《涵洞》中的水力计算公式，按有压涵洞淹没出流计算(开启度e/H=1/3)：5 式中：--侧收缩系数，取0.65Q—涵过流量，m3/s；—涵洞过流断面积；=0.5m2—上下游水头差，=2.85m；L－洞长，L=24.80m；—以出口洞底为标高的出口水深，分取0.65m；—淹没出流的流量系数；—从进口到出口前（不包括出口）各种局部水头损失系数之和，根据进口形状取＝0.5；ζz—涵洞出口局部水头损失系数，可根据涵洞断面积w1与出口尾水渠断面积w2比值按公式ζz＝（1-w1/w2）计算，计算得ζz＝0.782。i—洞身坡降，取i=0；涵名桩号设计孔径（cm）孔数设计灌溉流量（m3/s）计算流量（m3/s）北低涵0+446150×10010.461.53从计算结果可以看出：所选放水涵断面尺寸均能满足灌溉取水的需要。5.4.2消能防冲计1.消力池深度计算：根据消力槛布置要求（金永堂《灌排渠系上水闸消能方式》），小型水闸上消力池深度与下游渠道正常水深有关，即，经计算可知5 =0.65m，故消力池计算深度t=0.13m，考虑抗浮要求工程设计取t=0.3m。2.消力池长度计算：消力槛消力池水平段长度为4=2.6m，设计取3.0m，斜坡段长度3×(32-31)=3m，消力池总长度。3.消力池底板厚度计算：根据《水闸设计规范》（SL265-2001）附录B公式B.1.3-1计算消力池底板厚度：其中：t——消力池底板始端厚度（m）；——放水时上下游水位差（m）；=2.85mk1——消力池底板计算系数，采用0.175。将以上数据代入计算，可得消力池厚度t=0.24m，考虑渗透压力的影响，工程设计时取t＝0.3m。4.海漫长度计算：根据《水闸设计规范》（SL265-2001）附录B公式B.2.1计算海漫长度：其中：Lp——海漫长度（m）；qs——消力池末端单宽流量（m2/s）；Ks——海漫长度计算系数，由地质资料查《水闸设计规范》取Ks＝6。将以上数据代入计算可得Lp＝4.32m，工程设计取Lp=5m。5.4.3放水涵工程布置郭圩水库原有3座放水涵，其中南高涵已废弃，北高涵本次设计废除改建成溢洪道，故本次设计仅对北低涵进行拆除重建。重建北低涵位于大坝北端，原为φ80cm坝下埋管，管身系受益村群众50年代自建，由于施工质量差，管接头处理不当，管底部未做垫层，沉陷现象严重，管身渗水严重，危及大坝安全。启闭设备由于年久失修，启闭机螺杆弯曲，启闭机锈蚀相当严重，已无法正常开启，已不能满足正常运行要求。5 加固设计方案采用拆除重建北低涵。为减少大坝土方开挖和涵洞长度等工程量，便于与下游现有尾水渠衔接，重建放水涵轴线与坝轴线垂直，位置在原涵附近0+446位置（具体位置见建筑物平面布置图）。重建放水涵设计包括进口段、闸室段、洞身段、出口消能防冲设施等工程。1、进口段采用八字形翼墙，两侧翼墙水平长度为3.8m，迎水面坡比为1:3.0，墙顶起止高程为32.77～32.50m，其墙身结构采用M10浆砌块石，基础采用C20混凝土，闸前采用C20混凝土铺盖，铺盖长度为3.8m，宽度由洞身1.0m向库区渐扩为4.0m。进口段闸底板高程为32.00m，铺盖前段地面进库以缓坡衔接。2、闸室及工作桥为方便检修，涵闸室设检修闸室及主闸室两部分，底板与洞身底板整体相接，顺水流方向长4.0m，宽度与洞身等宽即为1.0m，底高程为32.00m，为C25钢筋砼结构，厚0.6m；两侧闸墩墙顶高程为36.80m，壁厚0.6m，结构为C25钢筋砼；为便于对工作闸门进行检修，检修闸室及主闸室用C25钢筋砼壁墙隔开，壁墙壁厚0.3m，闸墩上为启闭机房，机梁及机房底板为整体现浇钢筋砼结构，在主闸室靠近壁墙附近预留64cm(宽)×100cm(长)检修孔，检修人员由检修孔并通过设在壁墙上钢筋爬梯进入主闸室对工作闸门进行维修。进机房由宽1.5m工作桥与主坝相连，工作桥为C25现浇钢筋砼π梁板结构，桥面顶高程与该涵所在坝顶高程相同即为37.00m。3、洞身段为方便进孔检查，本次设计重建涵洞身为C25钢筋砼箱涵结构，断面尺寸高1.5m×宽1.0m，为防止不均匀沉陷，沿洞身长度方向设3道分缝，缝段间距为6.5m，缝内设橡皮止水，缝外设钢筋砼包箍。箱涵壁厚0.3m，底部设10cm厚C15砼垫层。4、出口扩散段为有利于下游消能，改善水流流态，该涵出口设一水平扩散段，扩散角为50，扩散段长度设计为3m，扩散段末段宽度。5、消能防冲设施①消力池5 消力池水平段采用等宽布置，即为1.5m(见扩散段未段计算宽度)，消力池前端在扩散段内设陡坡，陡坡坡比为1：3，陡坡水平长度为3.0m，消力池水平段未段设0.3m高消力槛，水平段底高程为31.00m，宽1.5m，陡坡段和水平段底板均为C20混凝土结构，厚0.3m，挡翼墙采用M10浆砌块石，基础采用C20混凝土。②海漫海漫段长5m，底高程31.00m，底宽1.5m，底板厚0.3m，为M10浆砌石结构，两侧采用C20预制砼块护坡，厚12cm，铺设前先铺10cm厚碎石垫层，护坡上下和未端均用C20现浇砼格埂封实，格埂尺寸均为宽30cm×深40cm；护坡坡比按1:1.5设计，护坡长度为5.0m，详见附图。6.闸门及启闭机该涵主闸门采用平板钢闸门，配手动螺杆启闭机。5.4.4防渗长度计算由地质勘测报告可知，郭圩水库北低涵底板基础为素填土，结合大坝加固，放水涵两侧及上部均回填粘土并压实，按《水闸设计规范》（SL265-2001），放水涵基底防渗长度应大于等于下式计算的L值。其中：计算成果见表5.4.4-1，由表中计算可知，郭圩水库北低涵设计防渗长度大于需要的防渗长度，设计防渗长度满足要求。表5.4.4-1郭圩水库放水涵防渗长度计算成果表5 放水涵名称放水涵设计防渗长度（无反滤层）（m）上游库水位(m)下游水位(m)需要防渗长度L(m)铺盖闸室及洞身段出口及消力池合计北放水涵025.314.1129.4234.8931.0023.345.4.5放水涵结构稳定计算郭圩水库北低涵上、下游翼墙高度不大，为简化计算，本次结构稳定计算对上、下游翼墙不进行抗滑稳定复核，由于闸室与洞身为整体连接，故不需要进行抗滑稳定复核，只需对闸室基底应力进行复核。1、计算工况：放水涵计算工况及荷载组合见表5.4.5-1表5.4.5-1郭圩水库放水涵在不同工况下荷载组合情况表荷载组合计算工况上游水位（m）下游水位（m）荷载（KN）自重土压力静水压力扬压力波浪压力正常组合正常水位34.5031.65√√√√√完建期无水无水√√特殊组合校核水位34.8931.65√√√√√2、闸室基底应力计算：计算公式：式中：5 —闸室基础底面面积（m2）—闸室基础底面对于底面垂直水流方向的形心轴的截面矩（m3）计算成果见表5.4.5-2表5.4.5-2郭圩水库放水涵闸室稳定计算成果表荷载组合闸室基础应力（）最大值最小值最大值/最小值运行完建运行完建运行完建正常组合94.2865.6076.5360.181.231.09特殊组合107.2378.271.37由地质资料查水闸设计规范可知：闸室基底应力最大值与最小值比值允许值：基本组合2.0，特殊组合2.5，根据郭圩水库地质勘测报告，北低涵地基承载力110，表中数值均满足要求。5.4.6洞身基底承载力计算为简化计算，取北低涵坝顶以下单宽洞身作为代表进行承载力计算。因为此段涵洞身顶部至坝顶填土高度最大，基底所受压力最大。由放水涵工程布置可知此段涵单宽基底承受的最大总应力式中：（）（）5 （）（）由此得该涵基底单宽最大总应力为104.39（）＜110（）,满足地基承载力要求。5.5坝下灌排沟和节制闸设计由于郭圩水库大坝未按当时设计标准完成，现存的南涵位于可耕地上，且底板高程基本上与南坝段相平，无法引现有的库水进行灌溉，现已完全报废。本次设计原考虑在大坝南段建一低涵，以保证南部大坝下游低洼田灌溉，但在实际勘察时发现该段坝下无灌溉渠，重新开挖占地较多，受益村群众不同意。经综合考虑，为便于郭圩水库泄洪调度和南部低洼田灌溉，本次设计在北低涵下游出口处新建1座节制闸，以便在汛期时调度溢洪道泄洪水流向北高渠入城东湖，同时在灌溉时保证低北涵水向西通过北高渠进行灌溉；为保证南部大坝下游低洼农田灌溉，在节制闸右边沿坡脚自北向南新开挖一条长407m的灌排沟。1、坝下灌排沟设计灌排沟首端位于新建节制闸右端，为方便通行，首端埋置φ30cm放水管涵，管长4m，上下游新建M10浆砌石重力式挡土墙，涵底高程31.00m，顶上填土高程33.80m，为防止溢洪道泄洪水倒灌沟内，上游需安装启闭设备。灌排沟断面为梯形，用C20现浇砼进行衬砌，衬砌厚度10cm，设计底宽0.5m，底高程31.00m，两侧内边坡均为1：1，顶高程为32.50m，左渠顶宽为1.0m，右堤顶宽2.0m(结合大坝背水坡坡脚平台)。为方便坝下农田灌溉和排除大坝雨水，沿灌排沟左侧按照需要埋置一定数量的放水涵，右侧与大坝纵向排水沟相结合。2、节制闸设计新建节制闸位于北低涵下游出口处，为φ5 60cm管涵，管长4m，管道采用钢筋砼承插管，管底设厚30cmC20砼现浇底板，上下游设M10浆砌石重力式挡土胸墙，进口设0.6m长闸室和3.4m长八字形M10砌石挡翼墙，墙顶高程由33.80m降至31.75m，铺盖护底为M10浆砌石结构，厚30cm，闸室底板为厚30cmC20砼结构，铺盖和闸室底板底高程均为30.75m，涵底高程为30.80m。出口设总长6m消力池，消力池底为C20砼结构，厚30cm，底宽60cm～150cm，水平段底高程30.45m，尾部设30cm高的消力坎，消力池两侧为八字形M10砌石挡翼墙；海漫段长4m，底宽1.5m，底高程30.75m，底板厚0.3m，为M10浆砌石结构，两侧采用C20预制砼块护坡，厚12cm，铺设前先铺10cm厚碎石垫层，护坡上下和未端均用C20现浇砼格埂封实，格埂尺寸均为宽30cm×深40cm；护坡坡比按1:1.5设计，顶高程32.80m，护坡长度为4.0m，详见附图。5.6堤顶防汛道路设计为方便防汛器材运输，对加固后515m的堤顶进行硬化，道路采用四级公路单车道标准，宽4.0m，优选两种方案：方案1设计路面为泥结石结构，基层为18cm厚的手摆块石，宽4.2m，底层为厚7cm的泥结碎石，面层为3cm厚的石屑磨耗层，底层和面层宽均为4.0m，路面的横坡取2%，纵坡随设计堤顶坡降，此方案具有施工方便、便于修补、造价低的特点，但易于损毁，建后养护费用高；方案2设计路面为砼结构，20cm厚C30混凝土路面，15cm厚多孔水泥碎石水稳层,20cm厚级配石基层，两侧安装预制砼路缘石，该方案具有使用年限长、建后养护费用低的特点，但不便于补修，造价高。由于该库加固费用较充足，故本次设计堤顶防汛道路为砼路面结构，即采用方案2。5 6电工、金属结构6.1工程现状郭圩水库原无任何电工及电器设备，也没有管理机构。北高、低放水涵均为坝下埋管，原各配有一台2t手动螺杆式启闭机，闸门均为80cm×80cm铸铁闸门。由于年久失修，现存的金属结构均严重损毁，闸门表层脱落漏水，螺杆弯曲，启闭机锈死，已不能满足挡水和放水要求。6.2电气设计郭圩水库放水涵启闭机设计为手摇螺杆式，溢水道为开敞式，主要建筑物均无电气设备；管理房结合徐郢水库统筹统建，其照明用电取自附近村庄。6.3金属结构工程设计根据安鉴检测报告，结合本次除险加固设计成果，本次规划设计对郭圩水库的金属结构进行更换和增加，废弃原有的金属结构，重新购置铸铁闸门1副（规格为0.6m×0.6m），平面钢闸门1副（规格为1.5m×1.0m）；2t螺杆式启闭机1台，5t螺杆式启闭机1台。以上金属结构均为定型设备，从生产厂家可直接定购，无需单独进行设计。5 7施工组织设计7.1施工条件7.1.1工程概况圩水库位于霍邱县孟集镇郭圩村境内，距孟集镇政府约5.0km，属淮河流域淠河水系。水库以灌溉为主，兼顾防洪、水产养殖等，控制集水面积1.98km2，灌溉土地面积6000亩，防洪保护水库下游孟集镇郭圩村近0.08万人，耕地0.20万亩。是淠史杭汲东干渠灌区里的一座反调节式小(1)型水库。工程建设主要内容：大坝坝身土方加培、迎水坡砼护坡、放水涵拆除重建、溢洪道新建、排灌沟开挖整治、新建节制闸等。主要工程量见表7.1-1表7.1-1主要工程量汇总表编号工程项目土方开挖及回填(m3)砌石(m3)砼及钢筋砼(m3)模板(m2)1大坝加固25228.9547.72388.1907.02溢洪道工程3153.1140.0271.3132.83放水涵工程3011.634.5249.9376.54节制闸工程703.569.941.620.8　合计32097.1792.02950.81437.07.1.2水文气象条件郭圩水库库区地处霍邱县孟集镇境内，距孟集镇政府5.0km，位于东经116°29′和北纬32°05′附近，所在河流为汲河。该支流的流向为自南向北，属淮河水系。该库是一个以兴利灌溉为主的水库，库容较小，而来水面积不大，水库主要靠丰水期拦截上游地面径流，以供下游灌溉用水，水库控制灌溉面积0.6万亩。5 郭圩水库库区属亚热带和暖温带半湿润季风气候，为我国南北气候过渡地带。据霍邱县气象站气温观测资料统计，该区多年平均气温15.4℃，极端最高气温41.2℃（1959年8月23日），极端最低气温零下16.6℃（1969年1月31日），多年平均地面温度17.7℃，极端最高地面温度69.2℃，极端最低地面温度－23.7℃；年平均降雨量为944mm，最大日降雨量168mm。该地区夏秋季盛行东南风或东风，多年均风速在3.0m/s，生成风向为东北风，最大风速20m/s。郭圩水库所处地貌单元为江淮丘陵区，江淮分水岭北侧，坝区地形为岗冲起伏垄畈相间的波状平原，地势东高西低，地形有一定的起伏，地面高程一般31.0～37.7m，坝址位于冲洼之间的岗地上。通过对库区的调查，库周天然岸坡稳定，未发现大型滑坡体，也未发现对水工建筑物的安全有影响的泥石流沟谷。7.1.3地形地质郭圩水库库区地层属皖北（华北）地层区两淮分区长丰小区(Ⅰ23)，河湖相沉积较为发育。水库区地表大部分为第四系地层覆盖，上更新统（Q3al）地层分布最广，全新统Q4al）主要零星分布于河漫滩、老河槽内及人工活动频繁区，岩性主要为灰、灰黄色重、中粉质壤土、粉质粘土。根据勘探揭露地层自上而下分述如下：（1）人工素填土主要分布于坝身，土质主要以重粉质壤土为主，局部夹少量粉质粘土和中粉质壤土，一般灰黄色，下部与原坝基接触部位1.0m左右夹较多灰、灰绿色。坝身填土填筑于特定的历史时期。上部2～3m左右经多年人工活动，为硬可塑状，相对较紧密，下部一般软可塑状，局部软塑状，压实度不够，结构相对较松散；填土与坝基结合部含少量草根、树叶等杂物。（2）1层重粉质壤土（Q4al）重夹中粉质壤，颜色灰黄夹灰、灰色，与填土接触处多含有草根等植物根系，软可塑状，属中等偏高压缩性土。层厚0.80~2.0m。层底高程30.01～31.09m。本层主要分布于大坝中段。（3）2层重粉质壤土（Q3al）重粉质壤土，颜色棕黄、褐黄等色，含铁锰质结核及少量砂礓。一般硬可塑状，局部硬塑状，属中等压缩性土。野外现场注水试验渗透系数为2.10×5 10-6cm/s。本层普遍分布，未揭穿，可见最大厚度15.9m，相应高程15.00m。据室内试验，本层土具膨胀性，自由膨胀率为51％，膨胀潜势为弱。7.1.4对外交通条件大坝所在坝址处北端有一条东西向村村通砼路与南北向罗花公路（县道，沥青路面）相连，罗花公路向北可达霍寿路，南可达六安。对外交通条件较好。7.1.5主要建筑材料石料从西山石料场购买成品，砂从大店岗砂场采购；钢筋、木材及油料从霍邱城关购买；水泥从中天水泥厂采购。7.1.6风水电及通讯供风：现场布置一台106m3/min和一台6m3/min的移动式空气压缩机，可以供4把手风钻同时使用，满足老建筑物拆除时使用。供水：拌和站及放水涵溢洪道施工各设一个水池，供拌和系统和施工现场各仓面冲洗及养护用水。交通工程配备一台洒水车，供道路工程路基碾压及砼养护用水。施工营地设置水箱，供生活用水需要，生产用水均架设管道从水库抽取，生活用水经沉淀消毒后使用。供电：本工程施工用电主要为施工仓面用电、混凝土浇筑用电、砼拌和站用电、空压机用电、修理用电、生活用电等。因本工程所在地有稳定和充足电力供应，现有10kV供电线路已通至距水库300m的郭圩中学，施工用电可以用网电。另备一台50KW柴油发电机，以满足停电时生产生活临时供电需要。考虑到各项目不会同时用电，可以错开时间，即可全部满足施工用电要求。通讯：程控通讯线路已通至水库附近郭圩中学，且孟集镇的移动和联通通信网络体系建设较完善，施工期对外通讯可用手机或固定电话。7.1.7施工场地布置5 大坝加固应选择枯水期，将水库放空，因此水库库区内可以做施工临时用地，同时施工材料可堆放大坝两端坡地上，水库大坝加固施工场地条件较为优越；放水涵、溢洪道、节制闸、排灌沟等工程规模小，场地可布置在库区内。7.2施工导流7.2.1施工导流本工程选择枯水期放空水库施工，流域面积小，工程量小，工期短，除在进行放水涵和护坡施工时库区来水可能会对其影响外，其它施工可不考虑施工期的排水导流问题。对放水涵和护坡施工时的排水导流，可在施工安排上作出相应调整，先保留利用原低涵进行导流，新建低涵适当南移正对下游输水渠，待施工结束时对原低涵进行拆除封堵。7.2.2施工围堰根据本工程规模小的特点，大坝土方加固、溢洪道工程施工、砼预制块护坡施工可在枯水期放空水库施工，不需要考虑围堰；对放水涵、节制闸因基础高程较低，考虑库区来水可能会对其影响，需考虑施工围堰。土围堰量详见表7.2-1。郭圩水库施工围堰工程量计算表工程名称土围堰设计参数长度(m)土方(m3)顶宽(m)底宽(m)高度(m)边坡放水涵1.5061.501.5040.00180.00节制闸1.5061.501.5030.00135.00合计315.007.3土料场的选择郭圩水库上游南侧滩地主要土性为中、重粉质壤土，其粘粒含量为17.7～20.0%，天然含水率为26.0~28.7%，最优含水率为18.6%，最大干密度为1.64g/cm3，压实后（压实度为0.96）凝聚力为41.4kPa，内摩擦角为15.1度，渗透系数为2.04×10-6cm/s。本次勘察土料场主要指标基本符合建材规范碾压式均质土料质量技术要求，可作为筑坝土料。土料场土的天然含水率大于最优含水率，上坝时应进行必要的晾晒。5 本土料场运距较近，综合运距约300m，开采方便。除上部0.3m左右为耕植土外（弃土），下部3.5m左右深度内均为较好的筑坝土料，可根据工程需要扩大开采面积。7.4主体工程施工根据进度安排，整个工程除险加固安排在一个枯水期完成，即当年的9月初至次年的4月底。7.4.1土方工程施工土方工程主要是大坝加固、排灌沟开挖整治、建筑物土方开挖及护坡坡面修整等。护坡坡面修整时，在满足回填土料质量的前提下，应尽量做到挖填结合，避免土方往返重复搬运。不能用于填筑的弃土和调配多余的土方应平均堆放在指定的弃土堆放场地，以利复耕。施工时可根据土方量的大小和工作面情况采取不同的方法，大坝加固先用高坝削顶土和溢洪道开挖土，不足部分采用大坝南侧坡地土，运距在300m左右，以1.0m³反铲挖掘机配5T自卸车施工，推土机铺筑碾压，人工配胶轮车施工为辅；建筑物土方开挖采用1.0m³反铲挖掘机开挖。回填前，应严格做好堤身清基工作，铲除渠堤内外软土、草皮及杂物，并将堤坡铲成阶梯状，以保证新老土体的结合，防止坍塌。回填土采用机械碾压，分层压实，铺土厚度不大于30cm，填筑土体压实度为0.96，设计干密度由取土样击实试验确定。7.4.2护坡工程将沿堤护坡按砼格埂分成若干个施工单元,各单元平行施工以加快施工进度。坡面处理采用人工施工，先将坡面清基再整坡，补坡坡面需压实。护坡齿槽开挖经报验后，立即进行浇筑，浇筑要振捣密实。砼预制块在生产场地进行加工，待强度满足要求后运至施工现场进行安装，铺设前底层先铺一层10cm厚碎石垫层，施工时按先护脚、护坡，最后压顶的顺序从坡底向坡顶铺设，要做到横平竖直，不足整块均留在底部，后用细石砼补平。5 大坝背水坡和未护砌的迎水坡均采用草皮护坡，背水坡脚设2m宽压渗平台。草皮护坡采用人工铺草皮护坡法铺设。铺设时，宜选用狗牙根草，移植草皮时间应在早春，施工时将草皮切割成10cm宽的条形，厚度3～5cm，铺筑时，先打好边长为80cm菱形，然后起沟将已切好的草皮进行栽植，草皮护坡施工完毕后，均应注意加强草皮护坡维护，提高成活率。7.4.3放水涵及溢洪道等工程（1）拆除工程砌石拆除采取人工配钢钎进行，对于石质较好，外形尺寸符合要求的石块，就近堆放于建筑物附近，在砌筑时加以利用，其余同砼拆除后的碎渣一起弃于工程附近的空地。现浇砼构件拆除采用人工配风镐进行，预制砼构件拆除采用人工或扒杆整块搬抬至弃置点。（2）重建工程土方：基坑开挖采用挖掘机开挖至设计高程以上1m，然后采用人工开挖，并留30cm保护层，开挖边坡不得大于1：2。，挖方除不符合填筑质量的就近弃土外，其余就近临时堆放以便于基坑回填。建筑物基坑回填土方除利用就近堆放的土方外，不够部分采用其它开挖土方补充。填筑时，与建筑物连接处应先用1：2.5泥浆对建筑物进行涂抹，工作面狭窄或填筑量不大的部位，土料采用人工配蛙式打夯机夯实，压实度不得小于0.96。砌石：浆砌石采用坐浆法砌筑，砌缝间砂浆采用扁铁插捣密实，块石不得无浆直接贴靠，砂浆采用搅拌机拌制，胶轮车或翻斗车运料。回填土在墙体强度达到2.5MPa以上方可施工。砼工程：现浇砼熟料由就近布置的砼搅拌机拌制后，手推车配溜筒或溜槽运送熟料入仓，振捣器或人工插捣密实；砼预制构件，拟在建筑物附近预制，各预制构件在具备安装条件后，采用扒杆吊装就位。砼熟料采用0.4m³搅拌机拌制，胶轮翻斗车配溜槽运输入仓，平板振动器振捣密实，砼终凝前，人工抹平，并对砼表面进行加糙处理，及时养护，冬季施工时做好防冻保温措施。钢筋工程：每批进场钢筋必须由出厂证明或材质检验报告单，并对每批材料取样试验，不合材料不得使用。钢筋工程施工程序如下：采购→检验→配料计划→下料→制作→运转→现场安装→验收。5 钢筋制作在现场钢筋厂内进行，首先由技术人员根据设计图纸和各部位的结构型式，拟定配料单，然后根据配料单下料。钢筋安装一般在现场手工绑扎和焊接。模板安装拆除：模板安装后要进行质量检查，对边、脚部位进行补缝加固处理，避免浇筑时边脚跑漏和变形。一般钢筋混凝土的模板安装允许偏差，应符合下表：7.4.2-01表：7.4.2-01水工建筑混凝土模板安装的允许偏差表项次项目允许偏差（mm）外露表面隐蔽内面钢模木模1模板平整：相邻两板面高差2352局部不平（用2m直尺检）25103板面缝隙1224结构物边线与设计边线10155结构物水平断面内部尺寸±206承重模板标高±57预留孔、洞尺寸及位置±10拆模时要掌握好拆模时间，在砼强度达到拆模要求时，拆除模板，在拆模过程中，要操作细致，防止损坏砼棱角。并将模板整理堆放，刷油保养，进行维修。金结工程：本工程金属结构购置安装，包括检修闸门、工作闸门、启闭机等安装。放水涵闸门及启闭机均由厂家制作。闸门安装：将闸门运至现场，由吊车将闸门运往闸槽内，在门槽内进行拼接。安装过程中保证上下门口叶侧止水座面及正、反支承在同一竖直平面内，并进行调节、测时。然后将闸门脱槽后对安装焊接部分进行防腐，组装完成后进行数据测量、记录、检查、调试。启闭机安装：根据设计要求采购合格产品，安全运到施工现场，经建设单位、监理单位、施工单位三方开箱对其零部件进行验收。检查零部件的完整性、电器部件予以验收，各项控制指标达到合格要求后，方可进行下一步安装，扒杆或汽车吊安装。5 7.5施工总布置根据郭圩水库加固工程特点，可设3个施工布置区，即大坝工程区、弃土区、建筑物区和施工生产生活区。7.5.1场内交通运输本工程场内交通主要利用坝顶道路和坝下临时道路，施工期间需新修的临时道路主要包括上坝临时施工便道、施工工厂与工程区的连接道路和取土区至施工区的临时道路。施工临时道路采用泥结石路面，路面宽3m，总长0.5Km，保证晴雨两通。7.5.2土方平衡规划土方回填：主要用于大坝土方加培、建筑物土方回填、围堰填筑等，总回填量43564.87m³。土方开挖：主要为新老建筑物土方开挖及坝顶削高、清表、整坡等，总开挖量25229.4m³。平衡分析：从土方开挖和回填总量看，开挖量大于回填量，需弃方17656.4m³。坝身填筑土方先利用开挖可用土方，剩余部分放于弃土区平整堆放；建筑物区总开挖量2986.3m³，其中2105.8m³用于原建筑物区的回填，调出315.0m³用于围堰填筑，其余堆放于弃土区；弃土区由受益乡村指定，主体工程加固完成，对弃土区进行平整和增肥还耕。土方平衡计算见表7.5-1。表7.5-1郭圩水库除险加固工程土方平衡表项目分区挖方填方调入调出借方弃方数量来源数量去向数量来源数量去向大坝工程区22243.25152.25152.2挖方0.017091.0平整堆放建筑物区2986.32105.82105.8挖方315.0用于筑围堰565.4平整堆放施工围堰0.0315.0315.0建筑物开挖0.0弃土区0.017656.40.00.00.0合计25229.425229.47258.1315.0315.017656.45 7.5.3临时房屋工地设置临时仓库,用于水泥、柴油及机电设备等物资存放,临时仓库面积120m²，另外工地还需建设一些临时工房和施工工厂，在概算中按有关规定计列。7.5.4机械维修设施工地仅设维修车间，进行日常维护。7.5.5砼拌和系统考虑到施工现场实际情况，在不影响交通的前提下，砼拌和站计划布置在溢洪道附近，各选用一套0.4m3砼拌机，1套配料系统组织成砼拌和站，生产能力为10m3/h砼拌机，完全可以满足砼生产能力需要。砂石料计划购买成品料，不另设砂石料筛分厂。用铲车或手推车进行骨料装卸，用自卸三轮车或翻斗车进行熟料的运输。7.6施工总进度计划7.6.1施工总进度计划安排工程准备期为第一年的9月初至10月初，主要进行临时房屋搭建及临时道路修筑，砂、石、水泥、土料开采、钢筋备料、取土区开挖临时占地征用等工作。7.6.2施工单项进度计划安排大坝加培、放水涵重建、砼预制块护坡、溢洪道、排灌沟等从第一年10月初开始至第二年1月底完工。节制闸工程、堤顶道路等从第二年2月初开始至3月底完工。第二年的4月初开工至月底进行完工清理验收。各单项工程的施工进度见施工总进度计划表7.6-1。5 表7.6-1郭圩水库除险加固工程施工进度计划表7.7主要材料、设备供应计划主要材料量及主要设备表见下表7.7-1和表7.7-2。表7.7-1主要材料量表序号建筑名称单位数量2水泥T831.313钢筋T13.144块石m3235.425碎石m33277.816黄砂m31256.317柴油T18.985 表7.7-2主要施工机械设备表序号机械设备名称、型号单位数量11.0m3挖掘机台3274kW推土机台635~8t自卸汽车辆1040.4m3砼搅拌机台356m3/min移动式空气压缩机台16风钻、风镐把67QY-8型汽车式起重机台18卷扬机台2910~12T压路机台110钢筋木材加工设备套15 8工程占地与拆迁安置8.1工程永久占地本工程为水库除险加固工程，工程规模未进行调整，不存在水库淹没处理问题。除管理设施外，其余工程永久占地均为原库区范围内，无需征地，经计算管理设施需永久征地4亩。8.2工程临时占地施工临时占地2亩，主要用于材料堆放和拌和站设置。弃土方弃于指定区域，弃土由施工单位平整增肥后，还给农户整理后作为耕地使用。8.3征用地面附着物实物量依据《大中型水利水电工程建设征地补偿和移民安置条例》(中华人民共和国国务院令第471号)和《安徽省水利水电工程建设征用土地及安置移民办法》(93年修正稿)的要求，从霍邱县水务局汲东分局抽调有关人员组成调查组，进行本工程的实物调查工作，具体调查时受益乡村派人参加。经调查本工程建设范围内涉及地面附着物主要为果树(桃树)600棵，管理设施占地青苗4亩。8.4临时占地复垦规划针对不同占地类型，作相应的复垦规划。对从库区内取土，应均匀分层取土，避免上、下游出现较大落差，施工结束时应及时进行平整；对取土区征用耕地的，为便于复垦，保持土壤肥力，取土前先将耕地表层熟土用铲运机推至指定地点堆放，待取土结束后先对取土区进行平整，然后将原表层熟土进行均匀覆盖；对施工管理区临时占地，如材料堆放、弃土弃碴，均应按要求进行规划，做到料清地清，不留浮碴，弃土弃碴均运到弃土区堆放，覆土后还耕或进行绿化。5 8.5补偿费用8.5.1计算依据征地补偿标准按省人民政府《关于公布安徽省征地补偿标准的通知》(皖政【2009】132号)执行，永久征地按统一年产值(霍邱县Ⅱ区为1360元/亩)21倍计算，为28560元/亩；临时占地按2000元/亩；青苗补偿费按一季作物的亩产值680元/亩计。地面附着物补偿标准按安徽省发改委、水利厅发改农经[2007]301号文《关于印发安徽省水利水电工程建设地面附着物补偿标准的通知》执行，果树(已挂果)按200元/棵。8.5.2工程占地补偿费用工程占地补偿费用合计11.82万元(不含其他费用)。8.5.3地面附着物补偿费用果树补偿12.00万元；青苗补偿费0.41万元；地面附着物合计补偿费用12.41万元(不含其他费用)。5 9环境保护与水土保持设计本次水土保持设计对建设项目的现状、加固建设过程及加固后运行期的水土流失情况进行分析、计算和预测，设计有效的水土流失防治对策并实施各类建筑物工程综合治理措施，避免或消除因人为因素造成的水土流失，营造良好的生态环境。该项工程项目区水土流失成因包括自然因素和人为因素两个方面。区内产生的水土流失强度较小，而人为因素对水土流失的影响有：施工中表面开挖、人力和机械搬运、施工工作面处理不当等造成的水土流失是本项目建设工程中水土流失的主要因素。根据《开发建设项目水土保持方案技术规范》（SL204—98），水土流失预测分基本建设期和生产运行期两个阶段进行。从本工程的施工特点和工程运行情况来看，工程带来的地面扰动、植被破坏等造成施工裸露而新增加的水土流失主要集中于基本建设期。施工中，由于地表原生地貌和植被遭受破坏，地表裸露、土壤结构疏松，表土抗蚀能力减弱，在地表径流的冲刷和风力侵蚀下，易产生水土流失。堤防若不采取工程和植物防护措施，不仅危及工程本身安全，还可能造成崩岸、滑坍等后果。工程建设中产生的废土和弃渣若不采取拦挡措施或就近填凹的方式进行处理，将会对周围的村庄、道路及公共设施的安全带来负面影响。9.1水土保持设计9.1.1设计原则（1）以植物为主，工程措施与植物措施相结合，临时措施与永久措施相结合；（2）针对水土保持分区，结合既有的与水土保持相关的防护工程，重点对主体工程及周边等地区新增水土流失进行综合防治；（3）坚持水土保持方案经济合理、安全可靠和可操作的原则。9.1.2防治措施设计（1）管理区5 本次不考虑工程防护措施，仅在管理区规划绿地，种植花草和树木，做好绿化美化即可。（2）大坝工程区植物防护措施设计主体工程设计中对项目区开挖形成的裸露地表已采用护坡和道路硬化等措施，都有很好的水土保持效果，能有效的防止水土流失的产生，均为水土保持防治措施体系的组成部分，此部分费用已计入主体工程费用中。迎水坡设计进行全砼护坡，水土流失问题已不存在了。背水坡和未护砌的迎水坡均采用草皮护坡，草皮可选用狗牙根草，其特点是生长速度快、耐旱、萌生能力强，为优良草本，能很好地防治水土流失。（3）临时工程区防护措施设计施工临时占压防治区主要涉及围堰，临时施工道路，施工生产区，施工生活区等。施工结束后，施工单位必须将地表建筑物及硬化地面完全拆除恢复，清理拆除产生的废弃物及时清运或集中堆放，并做好防护工作，进行恢复及覆土绿化。临时道路大多为平地上修筑，一般不需采取专门的防治措施，其中临时道路挖填段边坡的防护已含在施工单位承包的临时工程之中，不再增列此部分的工程量和投资。9.1.3水土保持投资根据《水土保持法》等有关法律、法规的规定，本工程水土流失费用纳入工程基建费中统筹安排。根据“谁开发谁保护，谁造成水土流失谁负责治理”的原则，工程建设单位应负责建设中新增水土流失的防治，承担建设区防护措施的实施。本次加固工程水保专项投资为2.00万元。其费用明细表见表9.1.1表9.1.1水土保持费用明细表序号工程费用或项目名称单位数量单价（元）合价（元）5 1广玉兰棵506030002冬青树棵50025125003马尼拉草皮m²700428004洒金柏株15046005紫薇花株5084006月季棵1007700合计200009.2环境保护设计9.2.1工程对环境影响分析与预测评价（1）有利影响该项工程实施后对环境有利的影响表现为改善交通条件，改善工程的防洪能力，保护居民的生命财产安全，改善部分地区缺水严重问题，缓解居民用水纠纷矛盾突出问题，提高灌区内灌溉用水保证率，有效扩大灌溉面积及改善田间生态环境，提高粮食作物产量，节约用水，增加优质水源水量，提高部分农田的供水保证率，减少居民灌溉引用水紧张等方面的作用。（2）不利影响不利影响主要集中在施工期间，主要表现为土方工程施工中弃土有可能加重现有的水土流失和产生新的水土流失，同时导致土壤生产能力降低。建筑材料的运输和施工将在一段时间内影响附近居民的正常生产、生活秩序。施工期间施工机械噪音、施工人员的生活污水所带来的污染，但这些影响是集中且短暂的，一旦工程结束，这些污染将会随之结束，生态环境将会逐渐恢复。9.2.2环境影响评价5 该项工程对周围环境的影响不大，只要在施工中注意环境保护和水土保持，工程对环境的不利影响可以得到减小或避免，不存在制约工程建设的环境因素。同时，工程竣工后可增强灌区内防灾、减灾能力，对改善人们的生存空间，美化库区环境，促进经济建设与人口环境资源协调发挥积极作用。9.2.3环境保护措施对工程施工带来的水质污染、植被破坏、水土流失等不利影响，只要在施工中采取一定的措施，对环境的不利影响可以得到减小或避免。（1）水质保护施工期间主要包括生产废水和生活污水。生产废水主要为砂石料冲洗废水、生产机械冲洗废水，主要污染物为悬浮物，有机质含量低。生活废水主要来自施工人员日常排放，有机质含量高，细菌较多，是工地水体的主要污染物。为减小污水对水质的影响，在施工地点建立临时厕所和废水沉淀池，将污水集中处理，达标后排放。（2）劳动人员保护注意施工人员的健康保护，定期进行身体检查，发现传染病应立即治疗，防止传染病的发生和流行。同时禁止在工地乱砍乱伐，乱挖乱占、乱堆乱建，破坏环境卫生。（3）弃土堆置与环境绿化工程施工中的开挖和弃土，除工程本身利用一部分外，其余部分应规划出场地进行堆置。工程施工中难免有植被破坏，结束后应及时恢复和绿化。按照水土保持设计，采用植物措施与工程措施相结合的方式进行防治。（4）水环境监测环境监测主要为施工期间排水水质的监测，委托环境监测部门对施工前、中、后的水质等进行监测。监测项目主要为悬浮物和PH值两项。加强宣传，增强施工人员的环境保护意识。为使环保工作顺利进行，建议在工程管理单位中设立1名专职人员进行环保管理工作，与有关单位进行配合，定期监测水质。9.2.4环境保护投资概算环境保护投资包括环境保护措施投资、环境保护临时措施投资两类，主要为生产、生活废水处理，初步估算专项投资3.00万元。环保费用明细表见表9.2.1。表9.2.1环境保护费用明细表5 序号工程费用或项目名称单位数量单价（元）合价（元）1生活污水处理厕所m²5038219100化粪池座34001200污水处理池座260012002生态补偿植树棵3002060003环境监测水环境次55002500合计300005 10工程管理设计10.1管理机构郭圩水库现没有管理机构。此次设计结合水管体制改革，计划与相距不远的徐郢水库的管理设施整合统建，位置设在徐郢水库附近，隶属霍邱县水务局汲东分局管理，所需建设费用统一列入徐郢水库除险加固设计概算中，本库不再单列。根据省水利厅对小(一)水库管理要求规定，水库主管部门应结合本工程实际情况，加强水库安全检查、推进规范管理、配备专职管理人员，工程管理人员应承担本工程水工建筑物的维修养护，坝体沉陷、位移、固结、渗流及水位观测等工作。同时做好库区内的保洁工作。10.2工程管理范围和保护范围工程管理和保护范围，依据《中华人民共和国水法》、安徽省《水法实施办法》划定。库区管理范围为库区淹没征用的土地及大坝背坡坡脚以外50m地带；保护范围为上述管理范围外20m地带。以上管理和保护范围经上级政府批准划定后，进行埋桩标界。在划定的管理范围内严禁挖沟，搭建筑物，取土等活动，并禁止打井等危害工程建筑物正常安全运行的活动。10.3主要管理设施由于郭圩水库与管理设施为整合统建，所需办公设施和观测设施均由徐郢水库统一考虑，本库不再重复计列。10.4工程管理运用郭圩水库管理运用原则是：非汛期，保证工业生产及生活用水；汛期实行领导负责制，成立专门的防汛组织，建立相应的防汛工作值班制度，实行24小时值班巡查，县防指和水务局派技术人员进行督促和指标，协助解决问题排除险情。5 要建立健全各项制度。加强水库水位和降雨观测，确保大坝的安全运行。汛前、汛后要认真巡视、检查，做好记录，建立档案。5 11设计概算11.1工程概况郭圩水库位于霍邱县孟集镇境内，距孟集镇政府约5.0km，属淮河流域汲河水系。水库以灌溉为主，兼顾防洪、水产养殖等，具有灌溉、防洪、养殖等兴利任务是淠史杭汲东干渠灌区里的一座反调节式小(1)型水库。工程建设主要内容：大坝坝身土方加培、迎水坡砼预制块护坡、放水涵拆除重建、溢洪道新建、排灌沟开挖、新建节制闸等。主要土建工程量为土方开挖及回填32097.1m3、砼及钢筋砼2950.8m3、砌石792.0m3，砼路面2163.0m2，模板1437.0m2。主体工程主要材料量：块石235.42m3、碎石3277.81m3、黄砂1256.31m3、水泥831.31t，钢筋13.14t，柴油18.98t。11.2工程投资本工程总投资316.93万元；其中工程基本预备费14.85万元；水土保持工程投资2.00万元；环境保护投资3.00万元，建设及施工场地征用费27.29万元。11.3编制原则及依据11.3.1编制依据水总［2002］116号文颁布《水利工程设计概（估）算编制规定》、《水利建筑工程概算定额》、《水利工程施工机械台时费定额》、水利部水建管［1999］523号文颁布《水利水电设备安装工程概算定额》及92部颁《水利水电设备安装工程概算定额（中小型）》。，以及设计工程量和图纸。5 11.3.2人工预算单价根据水总[2002]116号文规定计算结果如下：枢纽工程：工长7.1元/工时，高级工6.61元/工时，中级工5.62元/工时，初级工3.04元/工时。11.3.3主要材料预算价格本工程所需主要材料，根据本工程所处的地理位置，本着就近采购的原则，分别从相应的地点采购，以汽运的方式运至各工地。综合考虑各地主材原价和运距，分析计算各主材工地预算价格，然后加权综合为统一单价。其中水泥、钢筋、油料及砂石料实行限价，水泥300元/t，钢筋3000元/t，柴油3500元/t，汽油3600元/t，砂石料70元/m3，超出部分计入价差。具体见表11.3.3。表11.3.3主要材料预算价格编号名称及规格单位预算价格价差1水泥(425#)t461.49161.492板枋材m31465.900.003钢筋(综合)t5276.742276.745黄砂m371.071.075块石(综合)m3120.4750.476碎石(综合)m3116.6846.687汽油t10230.006630.008柴油t8910.005410.0011.3.4施工用风、水、电预算价格根据施工组织设计及工地实际情况，施工用风、水、电单价综合分析计算结果见表11.3.4。5 表11.3.4施工用风、水、电预算价格工程项目电（元/kwh）风（元/m3）水（元/m3）枢纽工程1.110.190.7111.3.5其他材料预算价格依据目前材料市场行情并参照省内其他水利工程近期发生价格拟定。11.3.6费用构成及计算标准11.3.6.1其他直接费、现场经费和间接费其他直接费：建筑工程的其他直接费按直接费的2.50%计算；现场经费、间接费费率：按“116号文”规定计取。具体见表11.3.6.1。表11.3.6.1现场经费、间接费费率表序号工程类别现场经费费率间接费费率一枢纽工程1土方工程9%9%2石方工程9%9%3模板工程8%6%4混凝土工程8%5%5钻孔灌浆工程7%7%6安装工程45%50%7其它工程7%7%11.3.6.2企业利润按直接工程费和间接费的7%计算。11.3.6.3三税税金按直接工程费、间接费、和企业利润三项之和的3.22%计算。11.4概算编制11.4.1建筑工程主体建筑工程概算按工程量乘以工程单价进行编制。5 11.4.2机电设备及安装工程按设计提供的工程量乘以单价计算投资，设备价格参考近期市场价格和已建工程同类工程综合确定。运杂综合费率按设备原价的6.74％计算。11.4.3金属结构设备及安装工程主要设备及安装费用按设计工程量乘设备单价及安装单价进行计算,设备运杂费按原价的6.74%计算。11.4.4临时工程1、导流工程、交通工程、临时仓库等均按照施工组织设计提供的工程量计算。2、临时仓库单位造价指标按150元/m2计，办公生活及文化福利建筑工程投资按第一~第四部分建安工作量的1.5%计算；3、其他施工临时工程：按第一~第四部分建安工作量的3%计算。11.4.5其他费用11.4.5.1建设管理费1、建设单位开办费、建设单位人员经常费参照安徽省水利厅皖水建[2008]139号文颁发的《安徽省水利水电工程设计概（估）算编制规定》（以下简称《139号文》）有关规定，按第一~第四部分建安工作量的4%计算。2、工程管理经常费按建设单位开办费、建设单位人员经常费之和的20%计算。3、工程监理费依据国家发展和改革委员会、建设部发改价格[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》中规定计算。11.4.5.2生产准备费1、水库为现有工程，管理机构视为健全，不计列生产及管理单位提前进厂费和生产职工培训费。2、管理用具购置费按第一~第四部分建安工作量的0.05%计算，备品备件购置费按设备费的0.60%计算，工器具及生产家具购置费按设备费的0.2%计算。5 11.4.5.3科研勘测设计费1、工程科学研究试验费：第一~第四部分建安工作量的0.5%计列。2、勘测、设计费：根据国家计委、建设部计价格（2002）10号文颁发的《工程勘察设计收费标准》的有关规定计算。11.4.5.4建设及施工场地征用费本工程为施工临时占地。依据皖政[2009]132号颁布的《安徽省人民政府关于公布安徽省征地补偿标准的通知》，亩产值霍邱1360元/亩。临时占地补偿费根据施工组织设计确定的占地年限计算，临时征地复耕费依据占地用途不同采用不同标准分别计算。按土地征用补偿的3%计列征地实施管理费。11.4.5.5其他竣工检测费：根据2009年6月2日安徽省水利厅基本建设处“关于我省水利工程竣工检测费用的函”的要求，按一至四部分投资的0.36%计列。11.5其它说明1、基本预备费按第一～五部分投资之和的5%计算。2、根据国家计委计投资[1999]1340号文规定价差预备费物价指数为零，本工程价差预备费暂按零计。3、本工程价格水平为2011年第一季度。5 12经济评价12.1评价方法与参数12.1.1经济评价依据郭圩水库除险加固工程经济评价主要依据国家计委、建设部发布的《建设项目经济评价方法与参数》第三版，水利部发布的《水利建设项目经济评价规范》（SL72-94）及工程规划设计资料进行。12.1.2经济评价内容和方法郭圩水库除险加固工程属于改、扩建性质的水利建设项目。根据规范规定，采用有无除险加固工程对比法，以本除险加固工程的投资费用作为增量费用，以实施本除险加固工程后增加的效益作为增量效益进行国民经济评价，分析计算经济内部收益率（EIRR）、经济净现值（ENPV）、经济效益费用（EBCR）等指标，并对不确定因素进行敏感性分析，分析工程的经济合理性，同时对除险加固工程的财务运行进行框算。12.1.3采用的主要参数1.社会折现率I=8%经济评价在计算期内均使用同一价格水平，即2011年价格水平。国民经济评价中，除按规范对工程投资进行调整外，影子价格换算系数采用1.0。2.计算期本项目计算期取31年，其中建设期1年，运行期30年。3.基准年与基准点开工第一年为基准年，该年年初为基准点，各项费用和效益均按年末发生和结算。5 12.2工程费用工程费用包括固定资产投资、年运行费、流动资金等。12.2.1固定资产投资本工程总投资为316.93万元，剔除属于国民经济内部转移的计划利润和税金后投资285.05万元。12.2.2年运行费年运行费包括材料、燃料及动力费、职工工资及福利费、工程维护费、管理费等。年运行费按固定资产投资的2.5%进行粗略框算，为7.13万元。12.2.3流动资金按年运行费的10%计，为0.71万元。12.3工程效益郭圩水库保护下游800人，耕地2000亩。水库灌溉面积为6000亩，养殖水面186亩。12.3.1防洪效益根据历年统计资料，郭圩水库建库至今共57年的防洪效益总计5130万元，年均可减免洪灾经济损失90万元，按照郭圩水库枢纽工程投资进行分摊，郭圩水库除险加固后工程多年平均防洪经济效益为60万元。12.3.2灌溉效益由于郭圩水库险情日益加剧，常年只能控制水位运行，灌溉效益得不到正常发挥。郭圩水库设计灌溉面积为6000亩，根据近几年统计资料，多年平均可灌面积为2000亩，经过除险加固后将使灌区灌溉面积和灌溉保证率达到原设计水平5 ，即增加灌溉面积4000亩。参照水库灌区统计资料，考虑灌区配套资金分摊25%效益，本次加固新增灌溉净效益为240元/亩，则年灌溉效益为96.0万元。12.3.3养殖效益郭圩水库除险加固后，水库水面养殖面积增加78亩，每亩年产量为40.0kg，价格为10.0元/kg，则加固后多年平均水产养殖效益增量为3.1万元。12.4国民经济评价国民经济评价是按资源合理配置的原则，从国家整体角度考虑项目的效益和费用，计算郭圩水库除险加固工程对国民经济的净贡献，评价该工程的经济合理性。12.4.1国民经济评价指标计算国民经济评价指标有：经济内部收益率（EIRR）、经济净现值（ENPV）、经济效益费用比（EBCR）等。国民经济效益费用流量表见表12.4-1。经计算，各指标为：经济内部收益率（EIRR）=13.22％；经济净现值（ENPV）=696.83万元；经济效益费用比（EBCR）=3.06。5 表12.4-1国民经济效益费用流量表单位：万元项目年份合计建设期运行期12345…31一、效益流量B099.1099.1099.1099.10…128.323002.221、防洪效益60.0060.0060.0060.00…60.001800.002、灌溉效益96969696…962880.003、养殖效益3.103.103.103.10…3.1093.004、回收固定资产28.5128.515、回收流动资金0.710.71二、费用流量C285.057.847.137.137.13…7.13499.661、固定资产投资285.05285.052、流动资金0.71…0.713、年运行费7.137.137.137.137.13213.90三、净效益流量B-C-285.0591.2691.9791.9791.97…121.1852502.56四、累计净效益流量-285.05-193.79-101.82-9.8582.12…2502.565 12.4.2敏感性分析由于国民经济评价中的产出物是预测的，并不一定代表将来的真实情况。现拟定投资增加15％和效益减少15％两种最不利情况进行敏感性分析，考察项目的抗风险能力。敏感性分析成果见表12.4-2。表12.4-2敏感性分析成果表计算工况评价指标EIRR（%）ENPV（万元）EBCR正常情况下13.22696.833.06投资增加1512.77646.442.66效益减少1512.70541.912.6012.4.3国民经济评价结果从表12.4-1可知，该工程的经济内部收益率大于社会折现率，经济净现值大于零，经济效益费用比大于1，从国民经济评价的角度看，本项目在经济上是合理的。从表12.4-2可知，在投资增加15％及效益减少15％两种情况下，国民经济评价指标仍然是合理的。可见本工程的经济抗风险能力较强，只要工程完建后，就能充分发挥郭圩水库的经济效益及社会效益。从上述分析评价指标可以看到，该项目经济上合理的，建议尽快实施，以利发挥工程的经济效益和社会效益。5 附件1、霍邱县郭圩水库除险加固工程附图2、《霍邱县郭圩水库大坝安全鉴定报告书》（六安市水利局2009年2月编）3、《安徽省霍邱县郭圩水库大坝现场安全检查报告》(霍邱县郭圩水库大坝安全鉴定现场检查专家组2008年12月编)4、《安徽省霍邱县郭圩水库大坝安全评价报告》（、安徽省水利厅闸坝安全检测中心2009年2月编）5、霍邱县郭圩水库水库初设概算附件5 目录1综合说明11.1工程概况11.2水文21.3工程地质31.4工程任务及规模41.5除险加固工程设计41.5.1工程等别、枢纽建筑物级别及防洪标准41.5.2现状工程布置及主要建筑物型式51.5.3主要建筑物加固设计51.6电气与金属结构61.6.1电气61.6.2金属结构61.7工程占地与拆迁安置61.8环境保护与水土保持设计71.8.1环境保护目标71.8.2水环境保护措施71.8.3空气质量保护措施71.8.4噪声保护措施81.8.5水土流失防治措施81.8.6固体废弃物防治措施81.8.7场区卫生及人体健康81.8.8水土保持设计91.9工程管理设计91.10设计概算91.11经济评价102水文132.1流域概况132.2历次设计洪水计算方法与成果132.3本次设计洪水复核计算142.3.1流域特征142.3.2暴雨频率计算152.3.3设计洪水过程线推求162.4施工期洪水183工程地质185 3.1概述183.1.1地形地貌183.1.2地层岩性183.1.3地质构造与地震183.1.4水文地质条件183.2大坝工程地质条件评价183.2.1坝身工程地质条件与评价183.2.2坝基工程地质条件评价183.3放水涵工程地质条件评价183.3.1北放水涵工程地质条件评价183.3.2南放水涵工程地质条件评价183.4泄水建筑物工程地质条件评价183.5天然建筑材料183.5.1土料183.5.2砂、石料183.6结论与建议184工程任务及规模184.1地区社会经济概况184.2历次加固情况184.3工程现状及工程建设必要性184.3.1工程现状及存在的问题184.3.2运行管理情况184.3.3水库历年出险情况184.3.4工程建设的必要性184.4水库加固洪水标准184.5水库洪水调节计算184.6水库除险加固工程措施与建设内容185除险加固工程设计185.1设计依据185.2水库大坝加固设计185.2.1坝顶高程确定185.2.2大坝除险加固设计185.2.3渗流与稳定复核185.3溢洪道除险加固设计185.3.1进水口185.3.2溢流堰185.3.3泄水槽185.3.4消力池及海漫185.3.5出水渠185.3.6工程布置185 5.3.7防渗长度计算185.3.8溢洪道结构稳定计算185.4灌溉输水建筑物除险加固设计185.4.1放水涵加固设计185.4.2消能防冲计算185.4.3放水涵工程布置185.4.4防渗长度计算185.4.5放水涵结构稳定计算185.4.6洞身基底承载力计算185.5防汛道路设计186电工、金属结构186.1工程现状186.2电气设计186.3金属结构工程设计187施工组织设计187.1施工条件187.1.1工程概况187.1.2水文气象条件187.1.3地形地质187.1.4对外交通条件187.1.5主要建筑材料187.1.6风水电及通讯187.1.7施工场地布置187.2施工导流187.2.1施工导流187.2.2施工围堰187.3土料场的选择187.4主体工程施工187.4.1土方工程施工187.4.2护坡工程187.4.3多头小直径垂直截渗墙工程187.4.4放水涵及溢洪道重建工程187.5施工总布置187.5.1场内交通运输187.5.2土方平衡规划187.5.3临时房屋187.5.4机械维修设施187.5.5砼拌和系统187.6施工总进度计划187.6.1施工总进度计划安排185 7.6.2施工单项进度计划安排187.7主要材料、设备供应计划188工程占地与拆迁安置188.1工程永久占地188.2工程临时占地188.3征用地面附着物实物量188.4临时占地复垦规划188.5补偿费用188.5.1计算依据188.5.2工程占地补偿费用188.5.3地面附着物补偿费用189环境保护与水土保持设计189.1水土保持设计189.1.1设计原则189.1.2防治措施设计189.1.3水土保持投资189.2环境保护设计189.2.1工程对环境影响分析与预测评价189.2.2环境影响评价189.2.3环境保护措施189.2.4环境保护投资概算1810工程管理设计1810.1管理机构1810.2工程管理范围和保护范围1810.3主要管理设施1810.3.1现状管理设施1810.3.2配套管理设施1810.4工程管理运用1811设计概算1811.1工程概况1811.2工程投资1811.3编制原则及依据1811.3.1编制依据1811.3.2人工预算单价1811.3.3主要材料预算价格1811.3.4施工用风、水、电预算价格185 11.3.5其他材料预算价格1811.3.6费用构成及计算标准1811.4概算编制1811.4.1建筑工程1811.4.2机电设备及安装工程1811.4.3金属结构设备及安装工程1811.4.4临时工程1811.4.5其他费用1811.5其它说明1812经济评价1812.1评价方法与参数1812.1.1经济评价依据1812.1.2经济评价内容和方法1812.1.3采用的主要参数1812.2工程费用1812.2.1固定资产投资1812.2.2年运行费1812.2.3流动资金1812.3工程效益1812.3.1防洪效益1812.3.2灌溉效益1812.3.3养殖效益1812.4国民经济评价1812.4.1国民经济评价指标计算1812.4.2敏感性分析1812.4.3国民经济评价结果185'