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目录xx县x水库工程蓄水安全鉴定报告v
目录目录1工程概况11.1工程概述11.2规划设计过程21.3工程建设概况及蓄水前工程形象面貌21.4工程质量保证体系及监理工作概况31.5蓄水安全鉴定工作概况51.6工程特性表62工程等级与设计标准82.1工程等级与设计洪水标准82.2水文计算82.3水库泥沙92.4特征水位及工程防洪能力复核102.5抗震设计标准122.6评价意见与建议123工程地质14v
目录3.1区域构造稳定与地震143.2库区工程地质条件143.3坝址区工程地质条件163.4边坡工程地质条件183.5溢洪道工程地质条件193.6输水建筑物工程地质条件203.7天然建筑材料213.8评价意见与建议214枢纽布置及水力设计234.1枢纽布置234.2溢洪道水力设计254.3竖井进水口水力设计314.4评价意见与建议325均质土坝设计与施工345.1坝体布置与设计345.2坝体填筑及质量415.3评价意见与建议436泄水及引水建筑物结构设计446.1结构设计概述446.2溢洪道结构设计446.3竖井进水口结构设计516.4评价意见与建议537开挖与地基处理54v
目录7.1建基面基本情况及评价547.2坝基开挖与处理547.3溢洪道开挖与处理587.4输水建筑物开挖与处理587.5评价意见与建议598混凝土工程608.1混凝土设计指标608.2混凝土原材料608.3混凝土施工配合比658.4混凝土施工668.5混凝土施工质量678.6混凝土施工质量缺陷及处理678.7评价意见与建议689工程安全监测699.1工程安全监测设计699.2工程安全监测施工729.3施工期监测资料及分析739.4评价意见与建议7610金属结构7710.1概述7710.2金属结构设计7710.3金属结构安装7810.4评价意见与建议79v
目录11蓄水及2018年度汛8011.1蓄水方案8011.22018年度汛及防洪度汛应急预案8111.3评价意见与建议8112主要结论与建议8212.1主要结论8212.2主要建议85附件1xx县x水库工程蓄水安全鉴定专家名单附件2xx县x水库工程蓄水安全鉴定工作大纲附件3xx县x水库工程蓄水安全鉴定资料清单附图1枢纽总平面布置图附图2坝址区工程地质平面图附图3坝轴线工程地质剖面图附图4均质土坝横剖面图附图5均质土坝排水平面图附图6溢洪道平面图附图7溢洪道纵剖面图附图8大坝安全监测平面布置图v
第1章工程概况1工程概况1.1工程概述x水库工程是一座注入式抗旱应急小型水库,位于x镇莲池村陈家庄组x沟口上游245m处,是x县城区供水工程蓄水枢纽。工程主要任务是解决城镇生活供水,水库总库容为319.6万m3,设计年供水量457万m3。水库工程等别为Ⅳ等小(1)型,由大坝、右岸溢洪道及坝底埋管式输水建筑物等组成。水库正常高水位1096.60m,设计洪水位1097.49m,校核洪水位1098.29m。最大坝高51.60m,最大坝长205.41m,坝顶宽度6m。坝顶高程1099.60m,防浪墙顶高程1100.80m。坝体坝坡从上至下上游为1:2.75、1:3.0,下游为1:2.25。坝体上游坝面设一级马道,马道宽度3m,马道顶高程1079.60m,距坝顶20m;下游坝面设Z字型上坝道路,路宽4.5m,排水体为竖向排水体+横向排水体。开敞式溢流道为正槽式岸边溢洪道,溢洪道全长199.146m,分别由堰前引水建筑物、WES溢流堰、堰后收缩段、泄槽及消力池组成。堰顶高程1096.80m,堰宽为12m,堰长4m,采用C25钢筋混凝土结构,后接C40钢筋混凝土整体式矩形泄槽。矩形陡槽后接扩散式消力池,采用底流消能结构,尾坎高程1052.20m。坝底埋管式输水建筑物由进口段(进水口)、管身和出口段3部分组成。进口段采用竖井式,包括取水头部设计、引水口安装高度。引水竖井2座,高程分别1083.50m、1073.50m,竖井高度分别为16.5m、26.5m,输水管道2条共计529.7m,闸阀井1座,安装球阀3个,蝶阀2个。根据设计流量,管壁厚度按上埋式考虑,经计算并参考类似工程确定为DN400。为防止由于温度变化和地基不均匀沉降导致管身断裂或产生裂缝及在管身与坝体之间产生集中渗流,设计管道置于基岩上,并在管身与地基之间设置混凝土垫座,管身外包50cm厚混凝土。管道穿过坝体后,在坝下游坝纵0+136.90—坝纵0+142.70处设置阀室,阀室长度7.15m,宽度3.8m,在2根管道上分别错位布置工作阀和检修阀,在汇总管上设置放空阀,便于发生事故后对水库进行放空操作。枢纽总平面布置如附图1所示。64
第1章工程概况工程区地震基本烈度为Ⅵ度,水工建筑物设防烈度为Ⅵ度。1.2规划设计过程2008年12月,x县水务局委托x省水利水电勘测设计研究院开展了《x省庆阳市x县城区供水注入式水库工程》可行性研究工作,并于2009年5月完成了《x省庆阳市x县城区供水注入式水库工程可行性研究报告》的编制工作。2012年3月,x省政府投资项目评审中心对《x县城区供水工程注入式水库工程可行性研究报告》进行了评审。2012年12月24日,x省发改委以甘发改农经(2012)2088号批复x水库可行性研究报告。2013年5月,x省水利水电勘测设计研究院编写完成了《x县城区供水工程注入式水库工程初步设计报告》。2013年7月3日,x省发展和改革委员会以甘发改农经(2013)1112号批复了项目初步设计,总投资6825.10万元。2013年12月4日,进行了施工和监理招标工作。施工阶段基本上按原设计进行施工,无重大设计变更,仅根据具体情况及相关研究成果进行了局部设计修改,主要有:(1)大坝建基高程根据围岩的透水性和坝体截渗墙布置,建基高程变化为1048.00m,坝顶高程未做调整,最大坝高变化为51.60m。(2)施工图阶段将坝体棱体排水调整为竖向排水+水平排水。(3)为了使外调水资源得到充分利用,在高程1073.50m增加引水系统1套,原设计在高程1083.50m有引水系统1套,变更后引水系统为2套;变更后水资源量利用量可提高约70万m3。(4)由于增加1073.50m引水系统,需要对上游坝坡处于水位变幅区高程1065.00m~1079.60m间增设C20混凝土护坡。(5)为了保证坝体鸡爪地形坝纵0-137.8至坝轴线蓄水后稳定性,防止滑动,将库区治理浆砌石变为土方堆体。64
第1章工程概况1.3工程建设概况及蓄水前工程形象面貌1.3.1工程建设概况x水库工程按“业主负责制、工程监理制、招标投标制和合同管理制”的原则建设。业主为x县x水库工程建设管理局,设计单位为x省水利水电勘测设计研究院,监理单位为x大农工程建设监理咨询有限责任公司,施工质量检测单位为x利原水利工程质量检测有限公司,质量监督单位为x县水利工程质量与安全监督站。根据枢纽和施工布置,土建工程划分标段进行施工,大坝施工和金属结构安装单位都为x正德建设集团有限公司,大坝安全监测承担单位为x省科学院自动化研究所。工程于2015年7月23日开工,2016年3月30日开始大坝填筑,2016年10月15日大坝填筑至坝顶高程1099.60m。根据工程总体进度计划安排,计划于2018年工程开始蓄水。1.3.2蓄水前的工程形象面貌截至2017年12月15日,各主要项目进展情况如下:(1)均质土坝大坝工程2015年7月23日开工,至今大坝主体已经完工。土方开挖于2015年7月24日开工建设,2016年10月15日竣工;石方开挖2015年7月24日开工,2016年10月15日竣工;大坝基础处理2015年7月24日开工,2016年3月20日竣工;坝体结合槽2015年9月30日开工,2015年11月19日完工;坝体填筑2016年3月30日开始,2016年10月15日完工;上游铺盖2016年6月5日开始施工,2016年6月11日完工;砂砾石填筑2016年6月6日开工,2016年10月10日完工;排水棱体2016年6月20日开工,2016年7月3日完工。(2)溢洪道溢洪道工程堰前引流段2016年10月6日开工,10月30日完工;堰后收缩段2016年8月10号开工,8月30日完工;泄槽2016年8月24开工,2016年10月完工;消力池2017年9月22开工,11月完工。(3)输水建筑物64
第1章工程概况输水工程基础管槽及镇墩开挖2015年9月18开挖,2015年10月3日完工;水平段管道焊接及混凝土浇筑2015年10月12日焊接,2015年10月30日完成浇筑;1号竖井浇筑2016年4月17日开始浇筑,2016年6月完工;2号竖井浇筑2016年4月21日开始浇筑,2016年7月完工。(4)安全监测2017年6月8日开始,目前完成水位检测孔施工12个,表面变形观测桩15个,表面变形监测工作基点8个,表面变形监测校核基点7个(剩余1个M8点,2018年完成),水准基点3个。水位自动监测系统、大坝位移观测初始值已测定,已正常开展检测工作。(5)金属结构安装坝內埋管及出口阀门等金属结构已完成安装。1.4工程质量保证体系及监理工作概况x水库工程建立了健全的质量管理体系,建设单位成立了工程建设领导小组,负责x水库建设的领导工作,对x水库工程质量管理承担领导责任。领导小组下设办公室,负责工程现场质量管理的领导工作。委托x县质量监督站进行安全及质量跟踪。设计单位设立现场设计代表组,常驻现场进行技术服务。委托x利原水利工程质量检测有限公司作为施工质量第三方检测单位,负责施工过程中质量抽检工作。设计单位实行事前指导、中间检查、严格评审的三环节管理,在设计过程中加强设计输入评审和设计输出的评审。各项质量活动均按照质量体系文件规定策划和实施,保证设计全过程受控,确保设计产品质量。监理单位按照ISO9001质量管理体系的要求,建立了以总监理工程师和各专业监理工程师为第一责任人的监理质量保证体系,制定了监理大纲、监理规划和监理实施细则,明确了各级监理人员的岗位责任制,并制定了监理工作目标。同时,建立例会制度,以协调管理工程质量,控制施工进度。监理部在事前、事中和事后分别采取相应的措施,对工程实行全过程的监督和控制。以事前控制为重点,使工程中使用的材料和工程设备均应满足设计和规范要求的质量标准;实行“三检制”,64
第1章工程概况即施工队技术员进行“初检”,专业施工队质检员负责“复检”,质量办专职质检工程师负责“终检”,并向监理工程师提交质量检查记录;对重点工序和部位进行旁站监理,控制施工过程;运用跟踪检测和平行检测等手段对工程质量进行控制。施工过程质量控制以工序质量控制为基础,对工程项目的每道工序认真检查,检测结果须经监理工程师核准后才能进行下道工序施工,确保质量满足设计和施工规范的要求。施工单位建立了以项目经理为核心的质量保证体系,设立质检部门,配备专职质检人员,制定质量管理制度,并建立了质量责任制。施工过程中,制定了较完善的质量过程控制程序,对用于本工程的原材料、中间产品及半成品按监理工程师审批的试验检验计划进行了抽样检测。对每道工序严格执行“三检”制,即班组自检、施工队复检、项目部质量保证部门终检。终检合格后,再上报监理工程师申请验收。通过严格的质量管理,确保了工程的施工质量和进度,达到了合同的规定和要求,保证了x水库工程按期蓄水。1.5蓄水安全鉴定工作概况xx受x县x水库工程建设管理局的委托,承担xx县x水库工程的蓄水安全鉴定工作。为此中国水科院组成专家组(名单见附件1),根据水利部《水利水电建设工程蓄水安全鉴定暂行办法》(水建管[1999]177号)的有关规定,制定了工作大纲(见附件2),经业主同意后,据此进行工作。蓄水安全鉴定的工作任务和要求是根据水利部《水利水电建设工程蓄水安全鉴定暂行办法》(水建管[1999]177号)、《水利水电建设工程验收规程》(SL223-2008)和现行的专业技术规程规范、以及经批准的x水库工程设计文件及合同规定的质量标准,对其进行安全鉴定,对设计、施工中与工程安全有关的工程质量问题进行检查;对突破国家规程规范的设计、施工标准以及涉及工程安全的工程质量问题进行分析,评价其对工程安全的影响程度,提出相应的工程蓄水安全鉴定报告,作为工程蓄水前验收的主要依据之一。蓄水安全鉴定工作的范围是以大坝为重点,具体包括挡水建筑物(均质土坝)、泄水建筑物、引水建筑物的进水口及相应的阀门等金属结构、安全监测设施,和涉及工程安全的近坝边坡及下游消能防护工程等与蓄水安全有关的工程项目。64
第1章工程概况中国水科院专家组成员包括水工结构、地质、岩土工程、水力学、水文泥沙、混凝土材料、地基处理、监测、金属结构等有关专业的专家。专家组根据甲方提供的资料,经过现场检查和必要的核查调研、专题讨论,对照现行专业技术规范和设计要求,在综合分析的基础上,科学、公正、独立地作出工程蓄水安全鉴定结论,提出工程蓄水安全鉴定报告。2017年11月中旬,甲方按时向安全鉴定专家组提交了蓄水安全鉴定各方的自检报告。专家组在北京初步阅读后拟定了蓄水安全鉴定报告提纲并进行了分工。2017年12月12日~15日,全体专家组成员到x工地现场,召开了蓄水安全鉴定工作会议。会议期间专家组进行了现场调查,听取了各参建单位关于自检报告的介绍,查阅了相关技术资料,对工程质量和安全问题进行了讨论并对存在问题及处理措施提出建议。在听取参建各方意见的基础上,提出了蓄水安全鉴定的主要结论意见及报告初稿,以征求参建各方的意见。专家组根据参建各方的反馈意见对报告进行了修改,并于2018年1月15日向甲方提交了蓄水安全鉴定报告,完成了本次蓄水安全鉴定工作。1.6工程特性表xx县x水库工程特性见表1-1。表1-1xx县x水库工程特性表序号项目名称单位数量备注一、工程等级小(1)型Ⅳ等二、水文1洪水⑴正常运用设计洪峰流量(P=3.33%)m3/s64.8⑵非常运用校核洪峰流量(P=0.33%)m3/s132⑶施工导流洪峰流量(P=20%)m3/s252泥沙⑴多年平均悬移质年输沙量万t1.65⑵多年平均推移质年输沙量万t0.1⑶多年平均含沙量kg/m3250三、水库64
第1章工程概况1水库水位⑴校核洪水位m1098.29⑵设计洪水位m1097.49⑶正常蓄水位m1096.60⑷死水位m1083.202正常蓄水位时水库面积km23回水长度km1.54水库库容⑴总库容(校核洪水位以下库容)万m3319.6⑵正常蓄水位以下库容万m3⑶调洪库容(校核洪水位至汛期限制水位)万m335⑷死库容万m392⑸库容系数%0.345调节特性年调节水库四、主要建筑物及设备1挡水建筑物型式⑴地基特性地基为岩石⑵地震基本烈度/设防烈度度Ⅵ⑶坝顶高程m1099.60⑷最大坝高m51.60⑸坝顶长度m205.412泄水建筑物型式⑴地基特性地基为离石黄土⑵溢洪道长度m199.146⑶单宽流量m3/s.m3.90⑷消能方式底流水跃消能⑸设计泄洪流量m3/s15.60⑹校核泄洪流量m3/s46.93输水建筑物64
第1章工程概况⑴设计流量m3/s0.2⑵输水道型式坝下埋管⑶地基特性地基为岩石⑷输水道长度m529.7五、工程总投资万元6825.1064
第2章工程等级与设计标准2工程等级与设计标准2.1工程等级与设计洪水标准x省x县x水库工程主要任务是城镇生活供水,水库总库容为319.6万m3,大坝为均质土坝,最大坝高51.60m。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2014)及《防洪标准》(GB50201-2014)的规定,工程规模属于小(1)型,工程等别为Ⅳ等,主要建筑物为4级,次要建筑物和临时性建筑物为5级建筑物。土坝按30年一遇洪水设计,300年一遇洪水校核。2.2水文计算本水库位于x省x县城以南环江右岸的x沟道内,集水面积3.0km2。2.2.1气象据x气象站1971~2008年气象资料统计:多年年平均气温9.8℃,极端最高气温38.1℃,极端最低气温-25.4℃;多年年平均降雨量496.2mm,降水集中于7~9月,占年均降水量的57.6%,仅7、8两个月的降水量就占年降水量的42.6%;多年年平均蒸发量1563.5mm;多年年平均风速1.9m/s,最大风速15.8m/s;最大冻土深度83.0cm。2.2.2年径流x水库集水面积仅3km2,所在沟道无任何水文资料。沟道天然年径流计算系根据x省水文总站编制的《x省地表水资源》成果、x省水利水电勘测设计研究院2008年12月完成的《庆阳南部及环县能源项目开发区水资源利用规划》(报批稿)成果来分析确定。x水库天然河道的年径流成果见表2-1。表2-1xxx水库天然情况下河道设计年径流成果坝址名称F(km2)多年年均径流量(万m3)设计值(万m3)5%10%25%50%75%90%95%x3.006.3012.7310.667.855.493.913.012.66水库坝址区沟道径流主要以降水补给为主,径流过程与降水基本一致。从庆阳水文站资料分析,连续最大径流4个月发生在6~9月,占全年径流量的72.3%,连64
第2章工程等级与设计标准续最枯月出现在12月至次年2月,占全年径流量的5.8%,其它3~5月和10~11月径流分别占全年径流量的21.8%。2.2.3洪水x县的洪水由暴雨形成,由于暴雨类型、地形、地貌、土壤、植被等方面的差异,所形成的洪水也各异。流域内黄土广泛分布,植被稀疏,坡面冲刷严重,其洪水多尖瘦,峰高量小,历时短暂,且水土流失极为严重。水库洪水设计采用铁道部第一勘测设计院、中科院地理研究所和铁道部x西南研究所三单位编著的《小流域暴雨洪峰流量计算》中的铁一院法来计算。由1:1万地形图上量取计算水库坝址欠子沟的汇水面积、沟道主河槽长度及平均比降、山坡平均长度及平均比降等。进而确定河槽流速系数、坡面流速系数;由流域的地表特征确定土壤的损失参数等。暴雨参数利用x省水文水资源勘测局2004年出版的《x省暴雨特性研究》进行分析计算。各种参数确定后,采用铁一院法进行分析计算,得到设计洪水成果见表2-2。30年一遇设计洪水洪峰流量为64.8m3/s,300年一遇校核洪水洪峰流量为132m3/s。表2-2xx县x水库设计洪水成果表坝址名称F(km2)设计值(m3/s)0.33%1%2%3.33%10%20%欠子沟3.0013297.678.264.838.825.0依据盐环定续建专用工程审查通过的沟道洪水成果“Qmp~P(%)~F”关系线复核验证后,确定本水库设计洪水基本合理可行,可供工程设计使用。设计洪水过程线亦采用铁一院法进行计算。2.3水库泥沙2.3.1入库沙量水库所在沟道无任何泥沙资料。由于地处黄土高原,泥沙含量较大,马莲河流域由北向南,洪德站、庆阳站及雨落坪站断面多年平均含沙量分别为590kg/m364
第2章工程等级与设计标准、441kg/m3及286kg/m3,侵蚀模数分别为8427t/km2;8724t/km2及6504t/km2。由此可见,马莲河流域多年平均侵蚀模数由北向南逐渐呈减少趋势。根据x省多年平均年侵蚀模数图查算得到水库所在河流侵蚀模数在5000~10000t/km2之间,估算得到x坝址多年平均輸沙量为1.65万t,多年平均含沙量约为250kg/m3左右。而推移质輸沙量相对较小,推移质输沙量按悬移质输沙量的6%考虑,则推移质输沙量约为0.1万t,x坝址处总輸沙量为1.75万t。2.3.2水库淤积多年年平均总输沙量为1.75万t,相当于1.35万m3,考虑水库的运行方式,排沙效果甚微,入库泥沙几乎全部淤积在库内,按水库投入运行30年计算总淤积量约为40.5万m3。2.4特征水位及工程防洪能力复核2.4.1特征水位(1)死库容、死水位考虑按水库投入运行30年计算水库泥沙总淤积量为40.5万m3,岸坡滑坡塌岸量为94万m3,淤积及滑坡塌岸量共计134.5万m3。按锥体淤积形态计算,下坝线坝前淤积高程约为1077.50m,综合分析引水口高程可设在1079.00m以上,水库死水位确定为1083.20m,相应死库容为92万m3。(2)水库调节库容水库供水按近期设计水平年2020年来确定,远期设计水平年2030年复核。其水库调节库容按照规划水平年需水量计算得到。x水库供水期为每年的4月16日~11月19日,计218天,其中设备检修从9月3日开始,需时45天,实际供水时间173天;冬季停水时间为11月20日~次年4月15日,共147天。考虑水库蒸发渗漏损失后,近期设计水平年2020年x水库调节计算过程见表2-3。由表可知,水库调节库容为192.6万m3,可满足近期2020年的用水需求,远期设计水平年2030年超出的62.76万m3水量还需由其他水源解决。64
第2章工程等级与设计标准表2-3xx县x水库调节计算月份时段天数时段特征调入水量(m3)坝址处天然来水量(m3)坝址处总来水量(m3)供水区需水量(m3)时段水量损失计入损失供水平衡时段末水库蓄水量(m3)时段末水库水位(m)蒸发(m3)渗漏(m3)合计(m3)92万415供水期39.620.0539.6718.290.60.20.820.540.00112.541085.1053181.890.1282.0137.790.90.31.243.010.00155.551088.7063079.250.2079.4536.581.20.41.541.330.00196.881091.6073181.890.7082.5937.791.30.41.743.080.00239.971094.2083181.890.7982.6837.791.20.51.743.170.00283.141096.60925.280.025.302.440.80.61.41.480.00284.611096.60928检修期0.220.2234.140.60.61.10.00-35.032501094.7010170.060.0620.730.30.50.80.00-21.492281093.501014供水期36.980.0537.0317.070.20.50.719.240.002471094.60111950.190.0550.2423.160.20.50.826.300.002741096.101111停水期0.030.0313.410.40.60.90.00-14.292591095.3012310.050.0537.790.60.51.20.00-38.902201093.001310.030.0337.790.00.40.40.00-38.191821090.602280.070.0734.140.00.40.40.00-34.431481088.103310.170.1737.790.00.30.30.00-37.911101084.904150.050.0518.290.00.20.20.00-18.47911083.1064
第2章工程等级与设计标准合计3654572.66459.664458.346.8615.2(3)正常蓄水位近期设计水平年2020年x县城镇生活需水量为451.22万m3,考虑水库蒸发渗漏需水量以及水库河道的天然来水量等因素,水库所需调节库容约为192.6万m3,由此确定水库正常蓄水位为1096.60m。初设阶段确定的水库各项特征水位合理。2.4.2洪水调节计算本水库为Ⅳ等小(1)型工程,大坝为碾压均质土坝,大坝设计洪水标准为30年一遇,洪峰流量为64.8m3/s,校核洪水标准为300年一遇,洪峰流量为132m3/s。汛期水库起调水位为正常蓄水位1096.60m。水库泄洪设施为开敞式溢洪道,溢洪道堰体为WES堰,堰顶高程1096.80m,堰宽12.00m,采用实用低堰泄流曲线、库容关系曲线及入库洪水过程线,进行了调洪计算,调洪计算成果见表2-4。表2-4xx县x水库调洪计算成果表设计洪水校核洪水起调水位(m)1096.601096.60最大入库流量(m3/s)64.8132最大出库流量(m3/s)15.646.9调洪库容(万m3)17.835.0设计洪水位(m)1097.49校核洪水位(m)1098.29调洪计算成果表明,水库设计洪水位1097.49m、校核洪水位1098.29m,水库的坝顶高程1099.60m及防浪墙顶高程1100.80m,可以满足工程防洪要求。2.5抗震设计标准工程区内无活动性地震断裂带分布。史载以来未发生大于4级的地震,为邻区地震波及区。据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)64
第2章工程等级与设计标准,本工程区地震动峰值加速度0.05g,地震基本烈度为Ⅵ度,地震设防烈度亦为Ⅵ度。2.6评价意见与建议(1)工程等级与设计标准x省x县x水库工程主要任务是城镇生活供水,水库总库容为319.6万m3,大坝为均质土坝,最大坝高51.60m。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2014)及《防洪标准》(GB50201-2014)的规定,工程规模属于小(1)型,工程等别为Ⅳ等,主要建筑物为4级,次要建筑物和临时性建筑物为5级建筑物。土坝按30年一遇洪水设计(洪峰流量为64.8m3/s),300年一遇洪水校核(洪峰流量为132m3/s)。本工程区地震基本烈度为Ⅵ度,地震设防烈度亦为Ⅵ度。上述工程等级及设计标准符合规范规定,是合适的,并通过主管部门的审批。(2)水文计算成果水库集水面积仅3km2,无任何水文实测资料。采用《x省地表水资源》及x省水利水电勘测设计研究院的《庆阳南部及环县能源项目开发区水资源利用规划》(2008.12)计算径流;采用x省水文水资源勘测局的《x省暴雨特性研究》(2004)计算暴雨参数,采用铁道部、中科院等单位编著的《小流域暴雨洪峰流量计算》中的铁一院法计算洪水,计算方法可行,成果基本可信,并通过盐环定续建专用工程审查通过的关系曲线验证。水库来沙量计算方法可行,成果基本合理。(3)水库特征水位及工程防洪能力根据水库供水任务,进行调节计算所确定的水库各项特征水位合适,调洪计算表明,坝顶及防浪墙顶高程满足工程防洪要求。64
第3章工程地质3工程地质3.1区域构造稳定与地震工程区地处陕甘宁盆地西南部,由祁吕贺山字型构造东侧的伊陕盾地和新华夏构造体系复合迭加而成,属中生代大型内陆盆地。地层受构造影响轻微,产状水平,断裂构造不发育。据区域地质资料,工程区及周边无发震断裂分布,有史载以来未发生过大于4级的地震,据《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306-2015)及《中国地震动反应谱周期区划图》(GB18306-2015),工程区50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0.05g,相应的地震基本烈度为Ⅵ度,地震动反应谱特征周期为0.45S。3.2库区工程地质条件水库正常高水位1096.60m,设计洪水位1097.40m,校核洪水位1098.20m。最大坝高51.60m,坝顶长205.41m,坝顶高程1099.60m,回水长度1.5km,319.6万m3。3.2.1基本地质条件x呈北东向发育,平面呈树枝状展布,两侧冲沟、切沟发育。主沟道断面呈“U”形,上口宽500~600m,底宽60~100m,沟深230~250m,沟底高程1055~1071m,两侧沟坡上缓下陡,上部发育阶梯状沟坡,下部沟壁陡立,多悬坡。纵坡比降2~5%,沟床凸岸发育Ⅰ、Ⅱ级阶地,Ⅰ级阶地高出沟底2~3m,Ⅱ级阶地高出沟底8~10m。两侧发育临谷,其中湫沟位于水库左侧,二者相距0.9~1.0km,沟道长度1.5km,与x高差10m左右;北坳沟位于水库右侧,二者相距2.3km,发育长度1.5km,沟口高程1060m。库区出露岩性为白垩系华池组砂岩夹砂质泥岩、页岩,产状水平,断裂构造不发育。第四系地层表层为Q4崩坡积黄土状土,结构疏松,工程地质性质差,其下Q1-2老黄土,结构密实,具中低压缩性及非湿陷性。地下水为第四系孔隙裂隙水,赋存于Q1-2老黄土中,受大气降水补给,由两侧塬梁向沟谷排泄,沟谷地下水以潜流形式向下游缓慢运移,少量地下水溢出地表形成沟道明流。水质分析成果表明,地下水对普通硅酸盐水泥无腐蚀性。64
第3章工程地质库区滑坡发育,以右岸库前1#滑坡规模较大,其余均属小型浅层黄土滑坡。1#滑坡发育于沟道右岸黄土斜坡上,前缘临沟,坡高30~40m,最大坡高约60m,坡角30~37º,地表特征不明显,滑坡后缘高程1150m,滑坡前缘高程1066m,滑体厚度52m。滑坡上发育冲沟4条,沟间发育阶梯状地形,滑坡后缘及两侧发育多个落水洞,呈串珠状连通,滑坡两侧发育切沟。滑坡形成于上更新世早期,属古滑坡,整体无活动及变形迹象,目前滑坡处于稳定状态,估算滑体方量约150万m3。3.2.2工程地质评价(1)水库渗漏评价水库属注入式黄土沟谷型水库,无低矮垭口及单薄分水岭存在,地形封闭条件较好。库盆由相对隔水的Q1-2老黄土及白垩系基岩构成,无导水断裂发育,周边地下水由两侧向沟谷排泄,渗漏问题不突出。但近坝库段存在沿Q2砂砾石层及基岩强风化层向邻谷渗漏的可能,施工中对坝前进行壤土铺盖处理,长度50~80m,铺盖厚度3m;铺盖顶高程1062~1065m,坝前齿墙,深入基岩2.5m。对库坝附近坡脚及左岸近坝叉沟两侧砂砾石层露头采用黄土碾压封盖;坝肩两侧砂砾石层露头结合坝体碾压封盖,处理长度约100m,经采取以上工程处理措施后,库区形成封闭的防渗条件。(2)库岸稳定问题库区主要由黄土及砂岩夹砂质泥岩、页岩等组成,发育滑坡6处,除1#滑坡规模较大外,其余均属小型浅层滑坡。黄土滑坡、沟壁黄土崩塌、黄土喀斯特现象及沟道泥流危害较突出,水库蓄水后存在库岸稳定问题。采用图解法对水库塌岸进行预测,估算库区总塌岸量约94万m3,其中水库蓄水初期(1~3年)塌岸量约为45.2万m3,占总塌岸量的48%,主要为A类岸坡表层的马兰黄土及崩坡积物和沟口、突嘴等地段的坍塌以及全部B类岸坡坍塌;后期主要为Q1-2老黄土构成的岸坡在库水的作用下,以坡体湿化、剥落及小规模坍塌为主。预测库区塌岸入库方式以岸坡湿化剥落、坍塌及小规模滑塌入库为主,发生大规模滑坡破坏的可能性不大。近坝段左岸坝前库脚进行了削坡清除、压补坡处理,处理长度60m。右岸坡体上游发育(Q364
第3章工程地质)黄土老滑坡,经减载处理后现状稳定,水库蓄水后,将处于临界稳定状态,建议对其进行压脚或挡护处理,以增加其安全裕度。计算表明,在正常蓄水位、不考虑地震影响及边坡外侧静水压力的工况下,1#滑坡体不稳定,有复活的可能。利用理正边坡稳定分析软件模拟1#滑坡体上部取土10m、12m、14m,计算表明在水库蓄水的工况下,上部取土10m滑坡总体不稳定;取土12m则少数区块不稳定;取土14m则处稳定状态。施工阶段对1#滑坡上部土层进行了取土减重处理,实际取土厚度20~35m,平均取土厚度20m,滑坡整体稳定。鉴于滑坡体将长期处于水下,在长时间浸泡下有可能出现蠕滑,建议增加变形监测点,并进行压脚处理,做好周边排水工作,蓄水过程中加强监测,发现问题及时处理。(3)浸没及淤积问题库区无矿山、村庄、公路,仅有少量农田,水库蓄水后浸没问题不突出。淤积主要来自库岸坍塌,少部为沟道洪水携带的泥沙沉积。由于x发育长度较短、降雨量不大,因此水库沟道泥沙沉积量有限,但库岸坍塌及塌岸造成的淤积问题较为严重,设计中对淤积问题已有考虑。3.3坝址区工程地质条件3.3.1基本地质条件(1)坝址区沟道呈“U”形,上口宽度500~600m,底宽60~100m,沟底高程1050~1070m,底部发育现代沟槽,槽宽10~20m,槽深3~5m,沟凸岸发育Ⅰ、Ⅱ级阶地。两侧沟坡30~40º,坡顶高程1237~1257m。(2)坝址区出露白垩系华池组及第四系中下更新统老黄土(Q1-2)、上更新统马兰黄土(Q3)、全新统松散堆积层(Q4)。白垩系华池组岩性为青灰色砂岩夹肝红色砂质泥岩、页岩;泥岩、页岩岩性软弱,遇水软化崩解,失水易干缩开裂;砂岩钙质胶结,岩性较坚硬,耐风化,属中硬岩,强风化厚度约2~4m。中下更新统老黄土(Q1-2)为中~重粉质壤土,厚度160~200m,灰黄~浅红色,结构密实,夹钙质结核团块及棕红色古土壤层,层中有垂直节理发育,具非湿陷性。底部沉积砂砾石层,呈水平状分布于底部,一般高程1058~1064m,层厚2~3m,具微~半胶结,砾石磨圆度较好,一般砾径2~5cm。64
第3章工程地质上更新统马兰黄土(Q3)为中粉质壤土,土质均一,结构疏松,多孔隙,伴有植物根系、虫孔及盐斑,垂直节理发育,具中~强湿陷性。全新统松散堆积层(Q4):分布坝区Ⅰ、Ⅱ级阶地及两侧坡脚部位,岩性为含砾粉质壤土,结构疏松,多孔隙,砾石成分为钙质结核。(3)岩层受构造影响轻微,产状水平,断层不发育,发育NE、NW向2组切层裂隙,裂隙L1产状NE85ºNW∠84º、L2产状NW345ºNE∠82º,裂隙面光滑,呈闭合状态,无充填,延伸大于3m,发育间距30~80cm。(4)坝址区地下水为孔隙裂隙水,赋存于Q1-2底部砂砾石层及白垩系基岩强风化层中,根据前期试验成果,Q1-2老黄土渗透系数k=3~9×10-5cm/s;Q1-2砂砾石渗透系数k=10~25m/d,属中强透水;白垩系基岩强风化层具中等透水性,透水率q>10Lu,新鲜岩体总体具弱~微透水性,透水率q=1.1~7.5Lu;两岸坝肩岩体透水性较沟道明显变弱。地下水对普通硅酸盐水泥无腐蚀性。(5)根据前期试验成果,提出坝址区各岩土体物理力学指标建议值。施工阶段开挖揭示的地质条件与前期勘察结果相符,施工阶段对工程主要地质体进行了取样试验,试验成果与前期勘察成果相符,因此,施工阶段坝址区各岩土体物理力学指标建议值仍采用前期建议值,见表3-1和表3-2。表3-1各土体物理力学指标建议值地层岩性干密度孔隙比压缩系数抗剪强度(原状)渗透系数湿陷系数自重湿陷系数压缩模量变形模量与混凝土摩擦系数允许承载力γdeα1-2cφKvσsσzEsE0tgφ[R]g/cm3MPa-1kPaº×10-5cm/sMPaMPaMPaQ4粉质壤土1.32~1.480.9~1.00.6~0.940~6023.18~100.020.025~80.250.1~0.15Q3马兰黄土1.28~1.040.26~42~75216~90.080.038~100.250.1564
第3章工程地质1.320.4Q3滑坡黄土1.48~1.570.7~0.80.2~0.540~5020~258~90.250.18Q1-2老黄土1.56~1.660.6~0.70.1~0.260~10020~253~80.01316~200.250.25Q1-2砂砾石0.3510~25m/d40~500.550.4表3-2白垩系岩体物理力学指标建议值密度软化系数饱和抗压强度变形模量抗剪强度泊松比与混凝土的摩擦数允许承载力γKdRbE0CΦμtgφ[R]g/cm3MPa×103MPaMPaºMPa2.320.69~112.10.1~0.332~330.30.65~0.701~1.23.2.2坝基工程地质评价(1)大坝建基面评价均质土坝建基面位于白垩系砂岩夹砂质泥岩、页岩上,左右侧基岩面高程均在1055m~1058m,沟底基岩面高程1051m~1053m。坝体上游建基高程1053.00m,下游建基高程1048.00m,无断层等地质缺陷存在,地基强度满足设计要求。(2)防渗结合槽工程地质评价64
第3章工程地质依据前期勘探成果,河床坝基岩石表面2~6.5m为强透水层,下部为3.5m厚为弱透水层,防渗处理深度按基岩透水率q<5Lu控制,因此坝基存在渗漏问题。防渗槽开挖长度约52m,宽约23m,深约6m,开挖坡比1:1~1:1.5,底部建基高程1048.00m,岩性为白垩系砂岩夹砂质泥岩、页岩,坝基防渗槽底部为弱透水层,局部为属强透水层。由于防渗槽未延伸至两岸坝肩,且坝基防渗槽局部仍存在强透水层,因此,水库蓄水后,坝基仍存在沿局部强透水层渗漏以及绕坝渗漏的可能。施工中,对坝前进行铺盖防渗处理,两岸与老黄土衔接。目前,坝基下游侧量水堰存在渗漏问题,建议蓄水期间加强对坝基及绕坝渗流的监测及巡视。3.4边坡工程地质条件3.4.1左坝肩边坡工程地质评价左坝肩边坡上缓下陡,高程1090.00m以下,边坡呈坎状,坎高23~25m,坎肩坡体有卸荷裂隙发育,坎下堆积松散崩坡积物,厚6~8m;高程1094.00m以上为直坡,坡角35~37º,坡高大于100m,表层覆盖厚2~10m的马兰黄土。左坝肩发育黄土切沟,发育一处小的滑坡,切沟中发育串珠状黄土落水洞。施工中坝坡开挖结合坝肩滑坡体综合治理进行,采用自上而下开挖,坡比1:1,每10m设马道,马道宽2m,开挖到1099.60m,共设9级马道,马道设横竖向排水沟与坝体排水沟连接。1099.60m以下按坡比1:1.5开挖。开挖后坡体岩性为Q1-2粉质壤土,结构密实,土质均匀,具中低压缩性及非湿陷性,弱透水。左坝肩经削坡、沟槽内设排水沟,坝肩边坡稳定。建议对边坡顶部设置截排水沟,以防地表水冲刷岸坡。3.4.2右坝肩边坡工程地质评价右坝肩断面呈阶梯状,下部边坡陡立,坎肩表层坡体有卸荷裂隙发育,下部坡脚堆积松散崩坡积物,坡体稳定。施工阶段坝坡开挖结合对溢洪道的开挖采用自上而下开挖,坡比1:1~1:1.5,每开挖6~10m后设一级马道,马道宽2m,一直开挖到1099.60m,共设6级马道,并在开挖马道平台设置了横竖向排水沟,将坡道水流引向坝体排水沟连接。1099.60m以下按坡比1:1.5开挖至坝基。开挖后坡体岩性为Q1-264
第3章工程地质粉质壤土,结构密实,土质均匀,具中低压缩性及非湿陷性,弱透水。左坝肩经削坡、沟槽内设排水沟,坝肩边坡稳定。建议对边坡顶部设置截排水沟,以防地表水冲刷岸坡。3.5溢洪道工程地质条件3.5.1溢洪道地基工程地质条件及评价溢洪道布置在右坝肩垭口,为正槽式岸边溢洪道,全长199.14m,分别由堰前引流段、溢流堰、泄流段、消力池段组成。进口前右侧为岸坡式护坡,左侧为渐坡直墙式导流墙。溢洪道位于黄土斜坡之上,表层岩性为马兰黄土,土层厚5~11m,结构稍~中密,具中压缩性及中~强烈湿陷性,下部为老黄土,层厚12~37m,结构密实,具中低压缩性及非湿陷性;老黄土下部为Q1~2砂砾石,层厚1.5~2m,结构密实,具微~半胶结;下伏基岩为白垩系砂岩夹砂质泥岩、页岩,基岩表层2~3m具强风化,岩体破碎,其下岩体新鲜完整。(1)引流段建基面高程1092.00m,地基岩性为Q1-2粉质壤土,结构密实,土质均匀,具中低压缩性及非湿陷性,弱透水,采用50cm厚C25钢筋混凝土浇筑。(2)堰流段溢流堰建基高程1094.50m,地基岩性为Q1-2粉质壤土,结构密实,土质均匀,具中低压缩性及非湿陷性,弱透水,在堰两边修建50cm厚C25钢筋混凝土边墙,墙顶高程同坝顶高程,为1099.60m。(3)泄流段桩号0+024~0+161表层岩性为马兰黄土,地基岩性为Q1-2粉质壤土,结构密实,土质均匀,具中低压缩性及非湿陷性,弱透水,地基岩性均为老黄土。桩号0+161~0+192段为二级阶地及前缘基岩斜坡。岩性为白垩系砂岩夹砂质泥岩、页岩。考虑到冲刷的影响,均采用C40钢筋混凝土衬砌,底板和边墙衬砌厚度均为50cm,同时在衬砌底部敷设砂砾石垫层料50cm。(4)消力池段消力池前段基本达到新鲜基岩,末端开挖底部高程1044.0064
第3章工程地质m,深入新鲜基岩面,岩性为白垩系砂岩夹砂质泥岩、页岩,层中有地下水赋存,岩体新鲜完整,采用C40钢筋混凝土衬砌回填,基本满足了设计要求。溢洪道末端消力池布置x沟底,与主沟道夹角45°,x沟道狭窄,宽度4~6m,沟底基岩出露,两侧沟坡基岩面顶板高程1060m。水库泄洪存在顶冲左侧沟坡及对沟槽底部冲刷问题,建议做好沟槽做防冲设计。3.5.2溢洪道边坡工程地质条件及评价溢洪道边坡结合坝肩开挖边坡进行,自上而下开挖,坡比1:1~1:1.5,每开挖6~10m后设一级马道,马道宽2m,一直开挖到1099.60m,共设6级马道,并在开挖马道平台设置了横竖向排水沟,将坡道水流引向坝体排水沟连接。1099.60m以下按坡比1:1.5开挖溢洪道地基。开挖后坡体岩性为Q1-2粉质壤土,结构密实,土质均匀,具中低压缩性及非湿陷性,弱透水。经削坡、沟槽内设排水沟,溢洪道边坡稳定。建议对边坡顶部设置截排水沟,以防地表水冲刷岸坡。3.6输水建筑物工程地质条件输水建筑物布置有竖井进口、输水管道,管道末端设闸阀井接管道供水至净化水厂。竖井、输水管道布置于坝底基岩底部,岩性均为白垩系下统华池组(K1h)青灰色砂岩夹肝红色砂质泥岩、页岩,地基强度满足设计要求。坝内埋管采用钢管,沿坝底基岩底部开槽,基础外包80cm厚钢筋混凝土,为减少库内水流沿管壁向下游渗流,沿管道周边设5道刺墙。3.7天然建筑材料工程需坝体填筑土料60.55万m3;反滤垫层料1.3万m3;混凝土骨料1.74万m3;块石及堆石料0.3万m3,铺盖土料1.48万m3。(1)土料场位于库区及库区右岸约1.5km范围内,仅开采了1~3#土料场料源为风积马兰黄土,土层厚度5~10m,除天然含水率偏小外,其它各项满足技术要求。(2)工程混凝土粗骨料采用外购,其中砂石料购买了环县二十里沟料场的料,混凝土细骨购买了庆阳市巴家嘴沙场的料。64
第3章工程地质3.8评价意见与建议3.8.1评价意见(1)工程区地处祁吕贺山字型构造体系东侧伊陕盾地与新华夏构造体系迭加复合形成的中生代陕甘宁盆地西南部,区内地震活动微弱,属构造稳定区。根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015),工程区地震动峰值加速度为0.05g,相应的地震基本烈度Ⅵ度。(2)库区地形封闭条件较好,库盆由透水性较弱的Q1-2黄土组成,渗漏问题不突出,但近坝库段存在沿Q2砂砾石层及基岩强风化层向邻谷渗漏的可能,施工中对库坝两侧出露的基岩强风化层、砂砾石层露头采取了问黄土碾压封盖处理。库岸主要由第四系黄土组成,蓄水后存在塌岸题,对水库淤积及运行存在一定的影响,施工中对左岸近坝库岸采取了压补坡处理。计算表明,水库蓄水后坝前1#滑坡体不稳定,经采取削挖减重后整体稳定。库区不存在浸没问题。(3)大坝建基面为砂岩夹砂质泥岩、页岩,岩体强风化,较破碎,施工中已清除表层破碎、松动岩体,地基强度满足大坝建基要求。坝基强风化岩体透水率多大于10Lu,设计对河床段采取深挖结合槽防渗处理,防渗槽底部位于新鲜、较完整的岩体上,其透水率多小于5Lu。两岸基岩强风化层以及其顶部分布的砂卵砾石层,透水性强,存在坝基渗漏及绕坝渗漏问题,需采取防渗处理措施。(4)溢洪道地基大部分为Q1-2黄土,结构密实,具中低压缩非湿陷性,局部地基为砂岩夹砂质泥岩、页岩;消力池地基为砂岩夹砂质泥岩,岩体新鲜、完整。竖井地基为强风化的砂岩夹砂质泥岩、页岩。(5)两坝肩边坡出露岩性均为Q1-2黄土,结构密实,具中低压缩性及非湿陷性,局部发育卸荷裂隙、小规模滑坡,经采用削坡处理后,边坡整体稳定。溢洪道进口段边坡稳定性较差,施工中部分地段进行了喷混凝土、回填压脚处理。(6)坝址区地下水对混凝土无腐蚀性。前期勘探平硐及钻孔已分别进行了挖除、封孔处理。(7)开采的土料场除天然含水率偏低外,其它各项指标满足规范要求。混凝土粗、细骨料均采用外购。64
第3章工程地质3.8.2建议(1)鉴于坝基两岸Q2砂砾石层及基岩强风化层多为水平状,且贯穿上下游,透水性较强,虽在近坝库段已采取了水平防渗处理,但从坝后目前存在的渗水现象分析,水库蓄水初期坝基及坝肩可能存在渗漏问题,建议在水库蓄水及运行期加强对坝基渗流及绕坝渗漏的巡视及监测,必要时采取处理措施。(2)1#滑坡体前缘约30m位于水下,受库水浸泡影响,存在局部塌滑的可能,进而影响滑坡的整体稳定性,建议对其前缘采取压脚处理,顶部加强排水,并增设变形监测点。水库蓄水及运行期间加强对库岸边坡、坝肩边坡及1#滑坡体的巡视、监测,发现问题及时处理。(3)建议两岸坝肩边坡顶部及沟槽内设截、排水沟,以避免地表水流冲刷边坡;溢洪道进口及泄洪消能区存在边坡稳定问题,建议采取进一步的工程处理措施。64
第4章枢纽布置及水力设计4枢纽布置及水力设计4.1枢纽布置x水库由大坝、右岸溢洪道及坝底埋管式输水建筑物组成。根据库内、库岸土料击实后的物理力学指标,水库筑坝材料选择土料,坝型采用均质土坝。4.1.1挡水大坝布置水库正常高水位1096.60m,设计洪水位1097.49m,校核洪水位1098.29m。最大坝高51.60m,最大坝长205.41m,坝顶宽度6m。坝顶高程1099.60m,防浪墙顶高程1100.80m。坝体坝坡从上至下上游为1:2.75、1:3.0,下游为1:2.25。坝体上游坝面设一级马道,马道宽度3m,马道顶高程1079.60m,距坝顶20m;下游坝面设Z字型上坝道路,路宽4.5m,排水体为竖向排水体+横向排水体。4.1.2溢洪道布置根据x地形地质条件,右岸坝肩有一垭口宜布置泄水建筑物,据此溢洪道布置在右岸垭口。溢洪道堰顶高程选在正常高水位以上20cm,为开敞式溢洪道,无需闸门控制设备,操控简单,便于施工。溢流道为正槽式岸边溢洪道,溢洪道全长199.146m,分别由堰前引水建筑物、WES溢流堰、堰后收缩段、泄槽及消力池组成。引水建筑物长度19.146m,选用分离式结构,护砌底板面积长×宽=15m×26m,采用C25混凝土结构,厚度为50cm;引水建筑物进口右侧设置C25钢筋混凝土护坡,起到保护溢洪道进口安全功能,左侧设置C25钢筋混凝土结构侧墙与坝体右岸连接。64
第4章枢纽布置及水力设计溢洪道堰体采用WES堰型式,溢洪道堰顶高程1096.80m,堰宽为12m,堰长4m,采用C25钢筋混凝土结构,后接C40钢筋混凝土整体式矩形泄槽,槽宽4m,纵坡4%~100%之间,掺气水深根据坡度不同在0.56~3.13m之间,断面流速8.03~20.18m/s,基本属于高流速状态。矩形陡槽后接扩散式消力池,采用整体式C40钢筋高强混凝土结构,消力池起点净宽4.0m,末端宽度6.0m。消力池长26.00m。消力池采用底流消能结构,尾坎高程1052.20m。4.1.3输水建筑物布置坝下埋管属深式泄、输水建筑物,进口在水下较深处,由于坝下埋管置于坝下,穿坝而过,它的破坏直接威胁着大坝的安全。为此,方案的选择应考虑埋管的用途与作用、工程地质、地形条件、水力条件等因素,进行多方案经济技术分析比较确定,力求经济合理,安全可靠,运行方便。工程引水流量较小,坝体为均质黏土坝,引水管道采用钢管。出口的布置型式采用阀门式。阀门设置在下游坝后,可直接进行操作控制,为此,选取阀门布设在下游坝后型式(见图4-1)。图4-1出口阀门室(1)坝下埋管的线路选择与工程布置的原则①地形、地质条件:在平面上埋管的轴线应尽可能地与坝轴线垂直,而且直线布置,这样管道水流条件较好。但有时为了适应地形条件和利用岩石基础,也可稍有弯曲。但弯曲段应以光滑曲线连接,其曲率半径不得小于5倍的洞径。②运行管理灵活方便:如坝下灌溉、供水埋管,多放在坝的两端,并布置在灌区及供水同一侧,以免建过河建筑物。埋管尽可能地离溢洪道远些,以免相互干扰。③经济合理:坝下埋管应尽可能地选择较短的轴线,节省工程量,降低工程造价,而且减少了管道的水头损失,提高其过水能力。(2)工程布置64
第4章枢纽布置及水力设计该工程采用有压重力输水方式,坝下埋管由进口段(进水口)、管身和出口段3部分组成。根据库区地形及地质条件,管道布置在河道右侧,通过坝体后直接与水处理厂管道衔接。进水口设置在河道右岸,位于坝轴线上游,距坝轴线50.00m横向设置在坝横0+111.76m处,进口段采用竖井式,包括取水头部设计、引水口安装高度。设计为Ф2m的竖井结构,将引水管置入井中,为防止悬浮质污物进入引水系统、运行中阻塞管道,取水头部设置弧形拦污栅;进口高程根据运用要求设置于库死水位以上0.2m,即1083.50m高程。根据设计流量,管壁厚度按上埋式考虑,经计算并参考类似工程确定为DN400。为防止由于温度变化和地基不均匀沉降导致管身断裂或产生裂缝及在管身与坝体之间产生集中渗流,设计管道置于基岩上,并在管身与地基之间设置混凝土垫座,管身外包50cm厚混凝土。管道穿过坝体后,在坝下游坝纵0+136.90—坝纵0+142.70处设置阀室,阀室长度7.15m,宽度3.8m,在2根管道上分别错位布置工作阀和检修阀,在汇总管上设置放空阀,便于发生事故后对水库进行放空操作。4.2溢洪道水力设计根据水库地形地质条件,考虑运行管理方便及投资,溢洪道布置在主坝右岸山体的垭口处,其进口左侧紧靠主坝坝肩。溢流道设计为正槽式河岸溢洪道,溢洪道全长180.00m,分别由堰前引流段、溢流堰、堰后收缩段、泄槽及消力池组成。(1)溢流堰泄流能力计算设计选用溢洪道堰宽度为12.0m。开敞式WES型溢流坝泄流能力按照《溢洪道设计规范》(SL253-2000)附录A.2.1-1、A.2.1-2计算,开敞式WES型实用堰的泄流能力计算公式:式中:—流量,m3/s;—溢流堰总净宽;—单孔宽度,b=12.0m;64
第4章枢纽布置及水力设计—堰孔数目,n=1.0;—计入行进流速的堰上水头,m,,若不计行进流速则:;—重力加速度,m/s2;—流量系数;c—上游堰坡影响系数;—中墩形状系数;—边墩形状系数;—淹没系数。开敞式WES型溢流坝泄流能力计算见表4-1,满足设计泄洪流量15.60m3/s和校核泄洪流量46.9m3/s的要求。表4-1开敞式WES型溢流坝泄流能力计算表溢流坝前水位溢流堰顶高程堰上水头H0上游堰坡影响系数c流量系数m侧收缩系数ε淹没系数σs重力加速度g堰面总净宽B0泄洪流量Qmmmm/s2mm3/s1097.801096.801.01.00.3850.9881.09.8112.020.21098.601096.801.81.00.3850.9791.09.8112.048.4(2)渐变槽段水力计算渐变槽段是用来连接控制段和泄槽,水力设计应考虑以下要求:不影响控制段的设计过流能力;不因收缩或改变流向而引起水流扰动(如冲击波等)传向下游泄槽和消能防冲设施。平面布置如图4-2。64
第4章枢纽布置及水力设计图4-2渐变槽段平面布置图①渐变槽式过渡段,其水平方向长度L可用下式计算(见表4-2):式中:L—渐变槽长度,m;B—渐变槽首端宽度,m,B取12m;b—渐变槽末端宽度,m,b取4m;θ—收缩段边墙与泄槽中心线夹角,°,θ取13°。表4-2渐变槽长度计算表Bbθθ(弧度)tg(θ)LL设计1247.9070.04390.138928.830②渐变槽的临界坡度及首端水深渐变槽首端为矩形,故按下式计算(见表4-3):式中:hk—临界水深,m;ɑ—流速分布不均匀系数,可取1.0~1.1,本工程取α=1.1;q—单宽流量,m3/s/m。64
第4章枢纽布置及水力设计表4-3渐变槽首端临界水深计算表Q(m3/s)Bq(m3/s/m)αg(m/s2)hk(m)46.9123.911.19.811.19为了使过堰水流不受下游水位的影响,渐变槽底坡度i,取大于临界坡为宜。临界坡下式计算(见表4-4):计算渐变槽临界坡度1.9‰,设计坡度为2%,属陡坡,水面线为bⅡ型降水曲线。表4-4渐变槽临界坡度计算表g(m/s2)χkαB(m)Ckik9.8114.381.11275.600.0019渐变槽首端到末端断面水深,按下式能量方程求解。式中:,,。根据上式能量方程,通过试算求解,当末端断面水深为1.5m时,2断面能量相当,故渐变槽末端断面水深确定为1.5m。(3)陡槽计算泄槽水面线计算,=64
第4章枢纽布置及水力设计式中:△l1-2—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;α1、α2—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;—分段平均流速,,m/s;—分段平均水力半径,,m。起始断面水深h1计算:式中:q—起始断面处的单宽流量,m3/m.s;H0—起始计算断面渠底以上总水头,m;θ—泄槽底坡坡角,(°);φ—起始计算断面流速系数,取0.90。泄槽掺气水深计算:式中:h、hb—泄槽计算断面的水深及掺气后的水深,m;64
第4章枢纽布置及水力设计v—不掺气情况下泄槽计算断面的流速,m/s;ζ—修正系数,可取1.0~1.4s/m,流速大者取大值。经计算,校核水位时泄槽起始断面计算水深为0.51m,由此据分段求和公式及掺气水深计算公式计算得陡槽水面线;泄槽段边墙高度,根据计入波动及掺气后的水面线,再加上0.3~1.5m的超高,见表4-5。表4-5槽计算成果表断面号断面距离(m)水深(m)过水断面积(m2)流速(m/s)掺气后水深(m)超高(m)边墙高度(m)1-1361.134.5410.341.281.723.002-2560.973.8712.111.111.392.503-31460.461.8525.410.601.902.50(4)泄槽变坡段泄槽纵坡由缓变陡,应避免缓坡段末端出射的水流脱离陡坡段始端槽底而产生负压和空蚀现象。为此,在变坡处采用与水流轨迹相似的抛物线过渡,如图4-3所示。抛物线方程按下式确定:式中:H0—抛物线起始断面的比能(m);h—抛物线起始断面水深(m);ν—抛物线起断面平均流速(m/s);θ—变坡处前段坡角(°);K—系数,重要工程取1.5;其余1.1~1.3。64
第4章枢纽布置及水力设计图4-3泄槽变坡段平面布置图(5)消能型式在泄水段末端设置消能工,具体选择型式根据地形、地质和水力条件的要求确定为底流消能,采用溢洪道末端的跃流段应使其泄流方向远离坝脚≥100~150m。对于非岩基上一般均采用底流消能,并在末端设置消力池。如泄流量不大,亦可考虑消力槛形式;如为远驱式水跃,由于极易造成冲刷,此时可考虑采用差动式消力槛形式;在岩基上,如溢洪道尾端有较陡边坎时,采用挑射消能较为有利(但需考虑高空扩散气流及下游冲刷对四周影响),由于这种形式可省去消力池、护坦与海漫等工程,具工程量小、造价低,因而常被采用。根据消能工下游工程地质条件及紧靠国道211线的现状,采用挑流消能距国道太近,挑流消能形成的雾气建造成环境影响较大,同时对库区下游周边居民造成影响,加之洪水流量也较小,因此,选用底流消能型式。(6)底流消能计算河道右岸溢洪道出口下游处为211国道,采用底流水跃消能。消力池按渐扩式矩形断面自由水跃进行技术经济比选确定,渐扩式矩形断面首端宽度4m,末端为6m。计算采用规范推荐公式。①消力池长度可按《水闸设计规范—SL265-2001》附录B公式B.1.2-1计算(见表4-6):式中:Lsj—消力池长度(m);Ls—消力池斜坡段投影长度(m);64
第4章枢纽布置及水力设计β—水跃长度校正系数,采用0.8。根据上述参数,消力池长度见表4-6。表4-6消力池长度计算表型式流量Q单宽流量q水跃长度校正系数β跃后水深hc〃收缩水深hc消坡段投影长度Ls消力池长度Lsj备注m3/sm3/s.mmmmm30年一遇洪水46.97.80.86.10.280.032.015.62.60.83.50.090.019.0按照规范设计可取0.8L=25.6m。设计取值26.0m,满足规范要求。②消力池底板消力池中产生水跃,水流紊乱,使底板产生脉动力作用,容易产生震动,底板厚度用下面的经验公式估算。经计算消力池底板厚度为0.8m,设计取1.0m。4.3竖井进水口水力设计水力计算的目的是根据引水流量和布置要求(进水口水位Z1、出口水位Z2),确定进水口管道直径(d)。计算公式按管道压力流公式为:式中:Q—引水流量,m3/s,为0.2m3/s;A—过水断面面积,m2;g—重力加速度,m/s2;64
第4章枢纽布置及水力设计Z—进、出口水位差,m;为Z1-Z2Z1—进水口水位,m;为1096.60m;Z2—出口水位,m;为1057.50m;μc—流量系数,由下式通过试算得出;式中:l—管道长度,m;d—管道直径(内径),m;∑ζ—局部水头损失之和。通过计算后得出:d=0.36m,设计取40cm。施工过程中,根据地形实际条件,出口水位为1050.12m,在正常蓄水位1096.60m时,单管过流量为0.26m3/s,满足供水条件。经计算,在库水位1077.00m时,即可满足供水要求。4.4评价意见与建议4.4.1评价意见(1)水库枢纽工程由大坝、右岸溢洪道及坝底埋管式输水建筑物等组成。坝型采用均质土坝。溢洪道为开敞正槽式岸边溢洪道,不设控制闸门,主要由堰前引水建筑物、WES溢流堰、堰后收缩段、泄槽及消力池组成。输水建筑物布置有竖井进口、输水管道、出口控制阀门等组成。输水管道采用坝内埋管,尾部设控制设施的方式。枢纽布置合理,适应地形、地质条件,满足设计功能要求。(2)溢洪道水力计算方法、参数选择符合规范规定。泄流能力满足泄洪要求,结构体型尺寸基本符合规范规定。(3)输水建筑物64
第4章枢纽布置及水力设计水力计算方法、参数选择符合规范规定。进水口计算输水能力满足用水要求。4.4.2建议溢洪道泄洪出口高速水流可能产生冲刷问题,应予以关注。64
第5章均质土坝设计与施工5均质土坝设计与施工x水库工程主要由大坝、右岸溢洪道及坝底输水建筑物等组成。挡水大坝坝型为均质土坝,采用工程区的黄土填筑。水库正常蓄水位1096.60m,设计洪水位1097.49m,校核洪水位1098.29m。大坝建基高程1048.00m,坝顶高程1099.60m,最大坝高51.60m,坝顶长度205.41m,坝顶宽度6m。坝体上游坝坡坡度自上而下分别为1:2.75、1:3.0,下游坝坡为为1:2.25。坝体上游坝面设一级马道,马道宽度3m,距坝顶20m。下游坝面设Z字型上坝道路,路宽4.5m。5.1坝体布置与设计5.1.1坝基处理大坝坝基为岩石地基。在坝体填筑范围内,对河道中间凸出的岩体进行开挖清除,平整坝基填筑面。在河床中部分布有深槽,深槽与两侧河床连接处呈陡立状,在坝基清理时,对该部位进行削坡处理,结合坡度原始条件,左岸削坡坡度至1:1.5,右岸削坡坡度至1:0.75。依据地勘揭示的基岩渗透剖面,河床坝基岩石表面2~6.5m为强透水层(10Lu~100Lu),下部为3.5m厚度弱透水层(5lu~10lu)。坝基处理设计为开挖清除河道强透水层和弱透水层,回填碾压坝料。坝体上游采用壤土铺盖,铺盖最小长度50m,厚度3.0m,顶高程1059.00m。在坝前设齿墙,齿墙深入基岩面以下2.5m。下游铺盖与坝体连接,铺盖顶高程1065.00m。坝前两侧岸坡主要由老黄土陡坎围成,岸坡有2.0m~5.0m坡积黄土,具中等压缩性、轻微湿陷性。为防止坝端发生不均匀沉降,坝前将坡积黄土清除后以1:1.5坡度,与两岸土坡连接,其余部位清除表层腐殖土后,以1:1.5的坡度直接于岸坡连接。5.1.2筑坝材料均质土坝的筑坝材料采用工程区的马兰黄土,坝体填筑土料的设计主要是确定其填筑干重度和含水量。(1)粘性土料设计根据工程现场土料场的分布情况,eolQ3264
第5章均质土坝设计与施工马兰黄土在工程区内有较大量的分布,属中粉质壤土,颗粒组成中粉粒含量70.2~73%,黏粒含量17~21%,结构稍~中密,干密度γd=1.28~1.38g/cm3,孔隙比e=0.86~1.1。饱和度Sr=21.3~44.4%,含水量ω=8.2~13.8%,为低液限黏土,塑性指数Ip=11.9~14.6。具中压缩性,压缩系数a1-2=0.17~0.4MPa-1。具中~强湿陷性,湿陷系数δs=0.027~0.083。弱透水,渗透系数k=5.7~9×10-5cm/s,抗剪强度j=20.1~22.9º,c=42.5~65.3kPa。抗水解性差,浸水3~4分钟全部崩解。根据击实试验可以求求出土的最大干容重、最优含水量(25击,击实功能86.3t·m/m3)。使土样最优含水量接近其塑限含水量,据此确定击数,得出多组平均最大干容重γmax和平均最优含水量W。(2)填土含水量w(见表5-1)W=Wp+βIp式中:w—土的最优含水量;Wp—土的塑限;Ip—土的塑性指数;β—系数(高坝可取为0.1,中低坝可取0.1~0.2)。本工程β取0.1。表5-1填土含水量计算表土的塑限(Wp)土的塑性指数(Ip)β土的最优含水量(W)0.18120.10.192(3)填土的干重度根据最优含水量w,用下式计算填土的干重度(见表5-2):式中:64
第5章均质土坝设计与施工va—单位土体中空气的体积(粘性土取0.05,壤土取0.04,砂壤土取0.03);γs—土粒比重;m—施工条件系数(高坝0.97~0.99,中低坝0.95~0.97)。本工程m取0.97。表5-2填土干重度计算表mγsvawγd0.972.700.050.1921.64坝体填筑黄土天然含水量低于最优含水量,碾压前需加水处理。当含水量在19.2%时,击实后最大干密度1.7t/m3,此时内摩擦角j=20.7~26.9°,粘结力c=52.3~97.5kPa,渗透系数k=(5.36~7.69)×10-6cm/s,则设计干容重为1.64t/m3。5.1.3坝顶高程根据《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,按以下运用条件计算,取其最大值。(1)设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高;(2)正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高;(3)校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高;(4)正常蓄水位加非常运用条件的坝顶超高,再加地震安全加高。坝顶超高计算公式:其中:y—坝顶超高(m)R—波浪在坝坡上的最大爬高(m)e—最大风壅水面高度(m)A—安全加高(m)正向来波在单坡上的平均波浪爬高64
第5章均质土坝设计与施工其中:Rm-平均波浪爬高,m;m-单坡坡度系数;K-斜坡糙率渗透系数(取0.90);Kw-经验系数(取1.0);hm-平均波高,m;Lm-平均波长,m。设计波浪爬高值根据工程等级确定,4级坝采用累计频率为5%的爬高值R5%。波浪波高和平均波长采用官厅公式:其中:h-为累计频率5%的波高h5%,m;D-风区长度,m;W-计算风速,m/s;Lm-平均波长,m;g-重力加速度,取9.8m/s2;Hm-水域平均水深,m;H—坝前迎水面水深,m。风壅水面高度计算:64
第5章均质土坝设计与施工其中:e-计算点处的风壅水面高度,m;D-风区长度,m;K-综合摩阻系数,取3.6×10-6;β-计算风向与坝轴线法线的夹角,(°)。表5-3坝顶超高计算表计算工况最大波浪爬高(m)最大风壅水面高度(m)安全加高(m)坝顶超高(m)坝顶高程(m)正常蓄水位1.2420.00400.51.7461098.346设计洪水位1.2390.00390.51.7431099.233校核洪水位0.7770.00170.31.0791099.37地震工况0.7780.00181.01.7801098.38根据各运用条件下坝顶超高计算结果(见表5-3),以校核洪水位作为控制工况,计算坝顶高程为1099.37m,设计坝顶高程1099.60m,防浪墙超出坝顶高度取1.2m,高程为1100.80m。坝顶超高计算方法合适,计算结果满足规范要求。5.1.4坝坡设计坝坡稳定采用简化毕肖普方法,使用理正岩土分析软件进行计算。坝体材料参数如表5-4所示计算简图见图5-1。表5-4筑坝材料稳定分析计算参数干重度设计含水率湿重度饱和重度水上水下cφcφkN/m3%kN/m3kN/m3kPa°kPa°64
第5章均质土坝设计与施工16.6114.2118.9720.6375242220图5-1坝体计算简图根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)规定,坝坡稳定分析的计算工况如表5-5所示。表5-5计算工况表位置运用条件计算工况上游水位(m)下游水位(m)上游坝坡正常运用条件正常蓄水1096.6(1057.5)无水非常运用条件Ⅰ校核洪水1098.091060.65水位降落1096.60降至1083.20—下游坝坡正常运用条件正常蓄水1096.6(1057.5)无水非常运用条件Ⅰ校核洪水1098.291060.65计算的安全系数及各工况允许的安全系数如表5-6所示。表5-6坝坡稳定分析计算结果位置运用条件计算工况最小安全系数(简化毕肖普法)允许安全系数上游坝坡正常情况正常蓄水位稳定渗流期2.231.25非常情况Ⅰ校核洪水位稳定渗流2.2651.15水库水位下降1.4361.1下游坝坡正常情况正常蓄水位稳定渗流期1.2551.25非常情况Ⅰ校核洪水位稳定渗流1.6591.164
第5章均质土坝设计与施工从表5-6计算结果可见:各工况下坝体上、下游边坡的抗滑稳定均满足规范要求。5.1.5坝体防渗设计大坝坝型为均质土坝,坝体填筑土体渗透系数k=(5.36~7.69)×10-6cm/s,为低渗透性黄土,整个坝体全部作为防渗体。坝体渗流情况采用理正岩土分析软件进行了有限元计算。在正常蓄水位工况下坝体的单宽渗流量为Q=0.38979m3/d,其稳定渗流场如图5-2所示。校核洪水位工况下的坝体单宽渗流量为Q=0.38979m3/d,其稳定渗流场如图5-3所示。图5-2正常蓄水位稳定渗流场图5-3校核洪水位稳定渗流场坝体上游设置水平铺盖作为坝基防渗措施。坝前铺盖的作用主要是减少坝下基岩的渗流量,延长渗经。水库蓄水后的淤积,会形成天然铺盖,将进一步提高坝体的防渗安全性。坝体排水布置采用竖向排水+水平排水的设计方案。竖向排水顶高程1097.49m,为校核洪水位高程,宽度187.70m,竖向排水体坡比为1:1.25,排水体厚度120cm,排水体上游设置80cm厚度反滤层。排水棱体起点桩号为坝纵0+002.00m,与坝基连接处桩号为坝纵0+052.00m,高程1058.00m,宽度62.0m。水平向排水体起点桩号为坝纵0+052.00m,宽度62.00m,终点桩号0+118.00m,宽度41.0m,排水体厚度120cm,排水体上游设置40cm厚度反滤层,末端用干砌块石砌筑。5.1.6坝顶及护坡64
第5章均质土坝设计与施工坝顶按照单车道布置,总宽度6m,全部采用混凝土结构。从上游至下游依次设有防浪墙、路面、排水沟及路缘石等。防浪墙顶高程1100.80m,底部高程1099.60m,采用C25钢筋混凝土。路面高程1099.60m,净宽为4.6m,以2%坡度倾向下游。路面下游设C15混凝土排水沟,排水沟和两坝肩下游坝坡排水沟相连。排水沟后设30cm厚度C15混凝土路缘石。坝体采用混凝土护坡。护坡按照如下公式计算:式中:—系数,本工程取1.1;hp—累积频率为1%的波高;—沿坝坡向板长;—水的密度及板的密度。经计算,护坡厚度为14cm,设计取15cm,采用正方形结构,边长300cm,选用C25F150混凝土。混凝土板以下防冻垫层厚80cm。下游坝坡采用预制框格,格内种植草皮,草皮下铺设0.3m厚的腐植土。坝后上坝道路设计宽度4.5m。5.1.7坝体与岸坡及建筑物的连接坝址两侧岸坡主要由Q1-2老黄土陡坎围成,局部有坡积黄土厚约2.0m~5.0m,具有中等压缩、轻微湿陷性。为防止坝端发生不均匀沉降,设计中将坡积黄土清除,左岸土坡开挖坡度1:1.5,右岸土坡开挖坡度1:0.75。与坝体连接的建筑物主要有溢洪道和坝下输水管。坝体与溢洪道的连接,在结合部位做成浆砌石挡土墙,并向上、下游延伸形成渐下式翼墙,为使接触面结合紧密,并具有良好的抗震性能,混凝土挡土墙采用1:0.4的坡度,使填土高度缓慢变化,溢流堰紧靠坝肩。为供水需要,在土石坝的岩基上凿槽埋设输水管,输水管采用Ф400mm钢管,钢管外包厚50cm的C20混凝土。5.2坝体填筑及质量64
第5章均质土坝设计与施工大坝工程于2015年7月23日开工,目前大坝主体已经完工。土方开挖于2015年7月24日开工建设,2016年10月15日竣工。石方开挖2015年7月24日开工,2016年10月15日竣工。大坝基础处理2015年7月24日开工,2016年3月20日竣工。坝体结合槽2015年9月30日开工,2015年11月19日完工。坝体填筑2016年3月30日开始,于2016年10月15日完工。上游铺盖2016年6月5日开始施工,2016年6月11日完工。砂砾石填筑2016年6月6日开工,2016年10月10日完工。5.2.1坝体填筑土料场设计规划土料料场共四个,Ⅰ号料场位于大坝右岸上游侧,Ⅱ号料场位于大坝左岸侧,Ⅲ号料场位于大坝左岸上游侧,Ⅳ号料场位于坝后上游沟脑处。庆阳市天源水利勘测规划设计有限公司检测试验室对1#、2#、3#、4#料场的土料进行了土壤击实试验,试验结果表明,四个料场的质量均满足和符合工程设计标准和建设要求。按照“高料高用,低料低用,科学经济”的原则,为减少施工干扰,并考虑库区安全等因素,中低料大多由Ⅱ号料场供料,高料则由Ⅰ、Ⅱ号供料。土料开采前,做好了料场的渗水措施,确保土料含水量符合设计要求。施工中采用挖掘机配合自卸汽车运输上坝,装载机运土并整平。5.2.2碾压参数的确定坝体填筑施工的碾压控制参数根据现场碾压试验确定。碾压试验在围堰填筑碾压区进行。碾压机具选择2m3挖掘机挖装,15T自卸汽车运输至填筑碾压区,装载机摊铺,26T自行式的羊角碾采用进退错距法(错距100mm)进行分层碾压。碾压试验的铺土厚度300~500mm/层,碾压遍数为7~9遍/层,行走速率为2~2.5km/h,现场检测含水量14.2%~16%,压实系数0.98,干密度1.70g/cm3~1.70g/cm3。根据碾压试验结果,确定坝体填筑施工的参数为:铺土厚度300~500mm/层,26T自行式的羊角碾采用进退错距法(错距100mm)进行分层碾压,碾压遍数为8遍/层,行走速率为2km/h。以压实度和最优含水率作为控制指标进行。5.2.3坝体碾压施工坝体碾压施工沿坝轴线方向进行错距碾压,由于坝长距离短,施工中采取了全段平行碾压,平行方向搭接宽度控制在1.0~1.5m之间。64
第5章均质土坝设计与施工在坝体左右两端羊角碾无法碾压的部位,采取了小型机械进行碾压,压实度达到了设计要求。施工中根据每日的天气预报,做好了防降雨措施,准备了必要的覆盖物资。对于突然的降雨,则待降雨结束后,根据已经碾压面的含水情况采取相应的措施进行处理。反滤体的反滤料从环县二十里沟口采购,材料主要为卵石,级配连续,粒径5~31.5,含泥量控制在0.5之内。反滤料的压实采用了26T自行式振动碾压进行了碾压。反滤体与坝体黄土均衡碾压上升,在结合处立标,防止层间错位和中断及混杂发生。5.2.4坝体填筑质量评定根据监理单位自检报告,大坝填筑共分为219层,735个抽检点。结合槽(隐蔽)18层,53个抽检点。排水棱体70层,83个抽检点。监理抽检合格数达873个,对不合格点,现场要求整改完成后,全部达到合格标准。根据施工单位自检报告,大坝工程中20个分部工程质量等级全部合格;3696个单元工程中所有的主控项目全部符合设计要求,一般项目合格率75%以上。工程外观质量得分率80%以上,工程施工质量检验与评定资料齐全。大坝单位工程施工质量评定为合格。根据第三方检测结果,大坝填筑碾压质量检测214组,合格214组。平均压实度≥0.98,平均含水率14.95%。5.3评价意见与建议(1)大坝坝型为黄土均质土坝,坝型选择符合当地实际情况,方案合适。大坝总体布置适应坝址地形、地质条件,坝体断面结构、材料分区、坝料设计指标,以及填筑标准满足规范要求。(2)大坝防渗系统包括均质坝体、上下游水平铺盖及竖向加水平向排水体等,大坝防渗设计符合规范规定和已有工程经验。(3)坝坡抗滑稳定满足规范要求。坝体计算所选择的计算方法、工况和参数取值合适。设计确定的坝顶高程满足规范要求。64
第5章均质土坝设计与施工(4)大坝填筑材料来源于左、右岸开挖料,筑坝材料品质检验合格。根据碾压试验确定的施工工艺和施工参数合适,检测频率和项目符合规范规定。含水率、压实密度检测结果满足设计与规范要求,填筑质量评定合格。64
第6章溢水及引水建筑物结构设计6泄水及引水建筑物结构设计6.1结构设计概述泄水及输水建筑物包括有1条溢洪道和2条坝下埋置的输水管道。6.1.1溢洪道根据x地形地质条件,右岸坝肩有一垭口布置泄水建筑物。施工图阶段对溢洪道轴线进行了调整,溢洪道长度由初设阶段195.22m变化为199.146m,分别由堰前引流段、溢流堰、堰后收缩段、泄槽及挑流段组成。6.1.2输水建筑物x水库输水管道采用坝内埋管,尾部设控制设施的方式。输水建筑物布置有竖井进口、输水管道、出口接减压阀、消能箱组成。竖井进口采用钢筋混凝土结构,井高28.0m,井顶设拦污设施。6.2溢洪道结构设计6.2.1结构布置溢流道设计为正槽式河岸溢洪道,溢洪道全长199.146m,分别由堰前引流段、溢流堰、堰后收缩段、泄槽及消力池组成。(1)引流段为使引流平顺,其进口外形根据地形条件设计成开敞性,工程进水渠较短,长度约19.146m。引流段的纵断面做成平底,引流段底部采用C25钢筋混凝土,混凝土性能指标C25F200W4,厚度为80cm。(2)控制段(堰流段)溢流堰的体形应尽量满足增大流量系数,在泄流时不产生空穴水流或诱发振动的负压等要求,设计采用WES堰。堰顶高程按水库的正常蓄水位加20cm设计,工程设计和校核洪峰流量(15.6m3/s和46.9m3/s)相对较小,堰顶不设置闸门。64
第6章溢水及引水建筑物结构设计溢流堰底部高程1094.50m,堰顶部高程1096.80m,堰长12.0m,堰宽度6.0m,在堰两边修建80cm厚C25钢筋混凝土边墙,混凝土性能指标C25F200W4,墙顶高程同坝顶高程,为1099.60m。(3)泄流段正槽溢洪道在溢流堰后用泄槽与消能防冲设施相连,泄槽的平面布置设收缩段,起始断面宽度12m,末端宽4m,长度30.0m,设计纵坡1/7.2。陡槽分上、中、下两段均采用矩形断面,上段纵坡为1/7.2,桩号为溢0+036~0+056,断面宽度4m,高度3.0m;中段纵坡为1/2.5,桩号为溢0+056~0+146断面宽度4m,高度2.5m;下段陡坡段,断面宽度4m,桩号为溢0+146~0+154,高度4.5m~6.5m。下段泄槽连接处通过圆弧段连接,以使水流平稳连接。渐变段、泄槽段因流速较高,基本超过8m/s,考虑到冲刷的影响,均采用C40钢筋混凝土衬砌,混凝土性能指标C40F200W6,底板和边墙衬砌厚度为60cm、50cm。泄槽段每10m设置1道伸缩缝,缝宽2cm,其间设置止水带止水,缝间用密实性闭孔泡沫板填充,迎水面用2cm厚度密封膏填充。在每段泄槽起讫部位均设置齿墙,同时在衬砌底部采用现浇C20混凝土基础换基,换基厚度50cm。(4)消力池受扬压力和脉动力的作用,为使消力池底板的抗浮稳定性满足要求,消力池末端的齿墙深设计4.0m,可消减渗压水头,相对增加底板重量,有利于抗浮。经计算消力池底板厚度为1.0m,设计取1.0m。6.2.2稳定计算和配筋计算(1)泄槽底板厚度计算溢洪道底板厚度计算宜选取任一段泄槽计算,本次计算选取直段底板桩号0+036~0+046m段泄槽长度作为计算单元(本段泄槽水位最高),相关水位及结构尺寸见表6-1。表6-1溢洪道泄槽底板相关水位及结构尺寸表序号名称流量流速水深底高程计算断面水位底板顺水流向长度L底板垂直水流向长度B64
第6章溢水及引水建筑物结构设计m3/sm2/smmmmm1设计洪水15.69.190.451091.131091.581042校核洪水46.910.341.131091.131092.26104根据表6-1计算结果:选取桩号0+036~0+046为计算断面,则底板底高程为1091.13m,设计洪水流量下的水位为1091.58m,校核洪水流量下的水位为1092.26m。泄槽底板厚度可根据《溢洪道设计规范》(SL253-2000)护坦抗浮稳定公式4.6.3计算:式中:Kf—护坦抗浮稳定系数,1.0~1.2;P1—护坦自重,按混凝土重度计算;P2—护坦顶面的时均压力,按附录C.5的公式计算;P3—当采用锚固措施时,地基的有效重量,按附录C.10的公式计算;Q1—护坦顶面上的的脉动压力,按附录C.5的公式计算;Q2—护坦地面上的扬压力,按附录C.3的公式计算。溢洪道泄槽底板抗浮稳定计算见表6-2。表6-2沿溢洪道泄槽底板抗浮稳定计算项目名称单位基本组合特殊组合设计洪水情况校核洪水位情况排水检修情况自重GkN576.00576.00576.00时均压力WkN180.00452.000.00扬压力UkN420.00692.00240.0064
第6章溢水及引水建筑物结构设计脉动压力PmkN131.75158.820.00泄槽底板安全系数 1.371.212.40溢洪道泄槽底板的抗浮稳定计算结果说明,荷载基本组合和特殊组合工况下底板设计厚度为0.6m时,可以满足抗浮稳定Kf=1.0~1.2要求,泄槽底板设计合理。(2)溢洪道边墙稳定计算溢洪道边墙稳定计算选取首段边墙桩号0+006~0+036m单宽长度作为计算单元,相关水位见表6-3。表6-3溢洪道外侧相关水位表序号名称流量起始水深末端水深起始底高程末端底高程起始水位末端水位计算断面水位m3/smmmmmmm1设计洪水15.60.240.451095.31091.131095.541091.581091.582校核洪水46.90.511.131095.31091.131095.811092.261092.26根据溢洪道水力计算结果:选取桩号0+036.00为计算断面,其边墙底高程为1090.53m,该计算单元处设计洪水流量下的水位为1091.58m,在校核洪水流量下的水位为1092.26m。溢洪道边墙沿建基面的抗滑稳定可按《溢洪道设计规范》(SL253-2000)抗剪强度公式4.7.6计算,公式如下:式中:Kc—按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数;f—边墙混凝土与基础接触面的抗剪摩擦系数;∑W—作用于边墙上的全部荷载对计算滑动面的法向分量;∑P—作用于边墙上的全部荷载对计算滑动面的切向分量。64
第6章溢水及引水建筑物结构设计根据地质报告提交资料,溢洪道基础均为Q1-2老黄土,其允许承载力0.15MPa,土与混凝土摩擦系数0.35;但为提高溢洪道基础承载力,设计方将溢洪道底板以下50cm进行换基处理,采用现浇C20混凝土扩大基础,所以溢洪道与换基后的混凝土摩擦系数可以提高,本计算按照f=0.55计算。墙体混凝土与基础接触面的抗滑稳定计算见表6-4。由表6-4中计算结果可知:基本组合的抗滑稳定安全系数Kc=2.24(1.51,1.79)均大于1.0,特殊组合的抗滑稳定安全系数Kc=1.17(2.24)均大于1.0,说明溢洪道边墙设计满足稳定要求。表6-4墙体混凝土与基础接触面的抗滑稳定计算项目名称单位基本组合特殊组合完建情况设计洪水情况不泄洪情况校核洪水位情况检修情况垂直力之和∑Wt10.508.329.007.3010.50水平力之和∑Pt2.583.032.763.442.58抗剪强度摩擦系数f 0.550.550.550.550.55抗滑稳定安全系数KC 2.241.511.791.172.24溢洪道边墙沿建基面的抗倾稳定可按《溢洪道设计规范》(SL253-2000)中的抗倾强度公式4.7.11计算,计算公式如下:式中:∑My—作用于墙体上的荷载对墙前趾产生的稳定力矩,t.m;∑M0—作用于墙体上的荷载对墙前趾产生的倾覆力矩,t.m;K0—抗倾稳定安全系数。沿溢洪道边墙底面的抗倾稳定安全计算见表6-5,结果说明抗倾稳定满足规范要求。64
第6章溢水及引水建筑物结构设计表6-5沿溢洪道边墙底面的抗倾稳定安全计算项目名称单位基本组合特殊组合完建情况设计洪水情况不泄洪情况校核洪水位情况检修情况稳定弯矩之和∑Myt16.1316.6516.1317.8816.13倾覆弯矩之和∑M0t3.106.575.019.373.10抗倾稳定安全系数K0 5.202.533.221.915.20(3)溢洪道泄槽整体稳定计算溢洪道泄槽整体沿建基面的抗滑稳定可按《溢洪道设计规范》(SL253-2000)抗剪强度公式4.7.6计算,公式如下:式中:f—泄槽基底混凝土与基础接触面的抗剪摩擦数;∑W—作用于泄槽基底的全部荷载对计算滑动面的法向量;∑P—作用于泄槽基底的全部荷载对计算滑动面的切向分量。根据地质报告提交资料,溢洪道基础均为Q1-2老黄土,其允许承载力0.15MPa,土与混凝土摩擦系数0.35;但为提高溢洪道基础承载力,设计方将溢洪道底板以下50cm进行换基处理,采用现浇C20混凝土扩大基础,所以溢洪道与换基后的混凝土摩擦系数可以提高,本计算按照f=0.55计算。泄槽整体与基础接触面的抗滑稳定计算见表6-6。表6-6泄槽整体与基础接触面的抗滑稳定计算项目名称单位基本组合特殊组合完建情况设计洪水情况不泄洪情况校核洪水位情况检修情况垂直力之和∑WkN1137.401457.151137.401565.391137.4064
第6章溢水及引水建筑物结构设计水平力之和∑PkN454.93454.93454.93454.93454.93抗剪强度摩擦系数f 0.550.550.550.550.55抗滑稳定安全系数Kc 1.381.761.381.891.38由表6-6中计算结果可知:基本组合的抗滑稳定安全系数Kc=1.38(1.76,1.38)均大于1.0,特殊组合的抗滑稳定安全系数Kc=1.89(1.38)均大于1.0,溢洪道泄槽整体设计满足抗滑稳定要求。(4)消力池底板抗浮稳定计算消力池底板抗浮稳定可根据《溢洪道设计规范》(SL253-2000)护坦抗浮稳定公式4.6.3计算:式中:Kf—护坦抗浮稳定系数,1.0~1.2;P1—护坦自重,按混凝土重度计算;P2—护坦顶面的时均压力,按附录C.5的公式计算;P3—当采用锚固措施时,地基的有效重量,按附录C.10的公式计算;Q1—护坦顶面上的的脉动压力,按附录C.5的公式计算;Q2—护坦底面上的扬压力,按附录C.3的公式计算。表6-7溢洪道消力池底板抗浮稳定计算项目名称单位基本组合特殊组合设计洪水情况校核洪水位情况排水检修情况自重GkN2275.002275.002275.00时均压力WkN2275.003965.000.00扬压力UkN650.001170.000.00脉动压力PmkN452.514091.920.0064
第6章溢水及引水建筑物结构设计消力池底板安全系数Kf4.131.19--通过表6-7溢洪道消力池底板的抗浮稳定计算,荷载基本组合和特殊组合工况(排水检修)底板设计厚度为1.0m时,满足抗浮稳定Kf=1.0~1.2要求。但特殊组合(校核洪水位工况)消力池底板抗浮稳定安全系数K=1.19。所以消力池底板设计合理。(5)溢洪道配筋计算根据溢洪道结构布置,分别选取桩号溢0+006、溢0+036和溢0+154三个断面作为计算断面,3个计算断面的基本尺寸见表6-8~表6-11。表6-8计算断面基本参数表项目桩号侧墙净高槽净宽侧墙顶宽侧墙底宽底板厚墙背填土高单位mmmmmmm断面一溢0+0064.3120.80.80.84.3断面二溢0+036340.50.50.63断面三溢0+1546.541116.5表6-9计算断面一(溢0+006)计算结果汇总表项目计算纵向受拉筋面积钢筋直径间距配筋面积配筋率受拉钢筋侧抗裂验算计算结论AsdsAsρ单位mm2mmmmmm2%侧墙底部15201820012720.17侧墙外侧满足不满足最小配筋率底板15202220019010.25底板顶面满足满足表6-10计算断面二(溢0+036)计算结果汇总表项目计算纵向受拉筋面积钢筋直径间距配筋面积配筋率受拉钢筋侧抗裂验算计算结论AsdsAsρ64
第6章溢水及引水建筑物结构设计单位mm2mmmmmm2%侧墙底部9201820012720.28侧墙外侧满足满足底板11201820012720.23底板底面满足满足表6-11计算断面三(溢0+154)计算结果汇总表项目计算纵向受拉筋面积钢筋直径间距配筋面积配筋率受拉钢筋侧抗裂验算计算结论AsdsAsρ单位mm2mmmmmm2%侧墙底部19201820012720.13侧墙外侧满足不满足最小配筋率底板19201820012720.13底板底面满足不满足最小配筋率注:部分区域不满足最小配筋率概念,主要原因是设计单位加大了结构的厚度。6.3竖井进水口结构设计6.3.1工程布置坝下埋管由进口段(进水口)、管身和出口段3部分组成。根据库区地形及地质条件,管道布置在河道右侧,通过坝体后直接与水处理厂管道衔接。进水口位于坝轴线上游,距坝轴线50.00m横向设置在坝横0+111.76m处。进口段采用竖井式,包括取水头部设计、引水口安装高度。设计为Ф2m的竖井结构,将引水管置入井中,为防止悬浮质污物进入引水系统、运行中阻塞管道,取水头部设置弧形拦污栅。进口高程根据运用要求设置于库死水位以上0.2m,即1083.50m高程。为了使外调水资源得到充分利用,经与业主讨论,在高程1073.50m增加引水系统1套,原设计在高程1083.50m有引水系统1套,变更后引水系统为2套。变更后水资源量利用量可提高约70万m3。根据设计流量,管壁厚度按上埋式考虑,经计算并参考类似工程确定为DN400。为防止由于温度变化和地基不均匀沉降导致管身断裂或产生裂缝及在管身与坝体之间产生集中渗流,设计管道置于基岩上,并在管身与地基之间设置混凝土垫座,管身外包80cm厚混凝土。64
第6章溢水及引水建筑物结构设计管道穿过坝体后,在坝下游坝纵0+136.90—坝纵0+142.70处设置阀室,阀室长度7.15m,宽度3.8m,在2根管道上分别错位布置工作阀和检修阀,在汇总管上设置放空阀,便于发生事故后对水库进行放空操作。6.3.2结构设计进水口由2部分组成,首部采用圆桶竖井式,井壁厚由初设阶段0.6m调整为施工图阶段0.5mC25钢筋混凝土结构。井内布置直径为400mm压力钢管,Q235材质,壁厚8mm,通过联系梁将压力管道固定于竖井内。压力管道进口高程为1080.50m。第2部分为坝内埋管,沿坝底布置,基础为基岩。采用直径为400mm压力钢管,外包C25混凝土由初设阶段0.8m调整为施工图阶段0.5m。管壁结构厚度应满足制造工艺、安装和运输等要求,保证必须的刚度,复核计算结果见表6-12,可知管壁结构实际厚度满足上述要求。表6-12钢板厚度复核D计算t选定t结构mmmmmm满足4004.586.3.3输水管检修阀井2条输水管共用1座检修阀井,管道直径0.4m,中心间距0.76m,检修阀井处管道中心高程1050.12m。检修阀井矩形布置,顺水流向长度7.15m(坝纵0+136.90~坝纵0+142.70),宽度3.8m,高度6.38m(底板底高程1048.62m,盖板顶高程1055.00m)。64
第6章溢水及引水建筑物结构设计阀井底板、边墙均为现浇C25钢筋混凝土结构,混凝土性能指标C25F200W4,底板厚0.5m,边墙厚0.4m。管道穿钢筋混凝土边墙采用预埋防水钢套管,钢套管的采购(制安)参照国标图集02S404《防水套管》中刚性防水套管(A型)的相关要求执行。阀井顶部设C25钢筋混凝土预制盖板,厚度0.25m,预制盖板之间留2cm缝隙,采用1:2水泥砂浆填实,顶部及与边墙接触部位采用防水砂浆抹面(角)。阀井设有直径0.8m进入孔及钢爬梯,进人孔盖板采用保温井盖。2条输水管闸阀前后错位布置,顺水流向依次布置有偏心半球阀(DYPQ340H-10DN4001.0MPa)、钢管节(DN400L=400mm)、伸缩节(CC2FDN4001.0MPa)、蝶阀(DYD343H-10DN4001.0MPa)及压力表(Y-1500-1.0MPa),阀后设Ф7×3.5无缝钢管将阀门前后管道内集水排入集水井,并使用移动式潜水排污泵将集水坑内积水排出阀室外。水平无缝钢管预埋与底板内,管中心距底板上表面0.15m。集水坑尺寸1.0m×0.8m×0.8m(长×宽×高),底板厚0.3m,外墙厚0.4m,内墙厚0.3m。6.4评价意见与建议6.4.1评价意见(1)溢洪道的计算模型、方法和工况选取合适,抗滑、抗浮稳定和结构设计总体满足规范要求,溢洪道各段的分缝止水和抗冲设计合适。(2)竖井式进水口及输水钢管段的结构设计满足规范要求。6.4.2建议(1)两岸坝肩边坡顶部及沟槽内设截、排水沟,以避免地表水流冲刷边坡。(2)溢洪道进口土坡较陡,存在边坡稳定问题,需适时采取工程处理措施。溢洪道泄洪出口高速水流可能产生冲刷问题,应予以关注。64
第7章开挖与地基处理7开挖与地基处理7.1建基面基本情况及评价大坝坝基建基面为砂岩夹砂质泥岩、页岩,岩体强风化,较破碎,施工中已清除表层破碎、松动岩体,地基强度满足大坝建基要求。坝基强风化岩体透水率多大于10Lu,河床段采取深挖结合槽进行防渗处理,防渗槽底部位于新鲜、较完整的岩体上,透水率小于5Lu。两坝肩出露岩性均为Q1-2黄土,结构密实,具中低压缩性和非湿陷性,局部发育卸荷裂隙、小规模滑坡,经采用削坡处理后,边坡整体稳定。老黄土下部分布厚2~3m的Q1-2冲积砂砾石,具中等透水。下伏基岩为白垩系砂岩夹砂质泥岩、页岩,基岩表层2~4m具强风化,中强透水,层中有地下水赋存,存在绕坝渗漏问题。其下岩体完整新鲜,具弱~微透水。溢洪道地基大部分为Q1-2黄土,结构密实,具中低压缩性和非湿陷性,局部地基为砂岩夹砂质泥岩、页岩;消力池地基为砂岩夹砂质泥岩,岩体新鲜、完整。竖井、输水管道地基通过开挖坝基基岩形成,地基为强风化的砂岩夹砂质泥岩、页岩。地质条件,地层岩性、地质构造与勘测报告基本相符,无大的差异,无大的工程地质问题和工程不稳定条件存在。水库存在渗漏问题,渗漏以绕坝渗漏为主。7.2坝基开挖与处理7.2.1坝基开挖坝基开挖设计遵循自上而下的开挖原则,坝基开挖到强风化岩层下部。对失水很快的风化岩石,开挖时预留保护层,待开始回填时,随挖随填。开挖范围内通过修改开挖边坡和开挖范围保证消除“鸡爪”地形。坝基明挖施工时对地表水进行引、排处理,并采取措施防止地基和基坑边坡的渗透破坏。左坝肩开挖清除崩坡积黄土状土,将坝体嵌入Q1-264
第7章开挖与地基处理老黄土地层一定深度,坝肩上部边坡做削坡处理,削坡高度15~20m,同时加强上部坡面的排水,特别是切沟、细沟排水,开挖边坡比值1:1~1:1.25,坡高大于5m时留有马道;结合坝肩削坡对切沟落水洞做适当夯实后,设工程排水措施。河床坝基清除Q4粉质壤土及部分强风化岩体,将坝基置于较完整的岩体上,坝基深挖结合槽进行防渗处理,防渗处理深度按照基岩透水率小于5lu控制。右坝肩清除马兰黄土,将坝体嵌入Q1-2老黄土地层一定深度,坝肩上部边坡做削坡处理,削坡高度15~20m,同时加强坡面排水,开挖边坡比值1:1~1:1.25,坡高大于5m时留有马道。土方开挖于2015年7月24日开工,2016年10月15日竣工;石方开挖于2015年7月24日开工,2016年10月15日竣工,土石方开挖完成情况见表7-1。表7-1土石方开挖完成情况表编号项目名称单位合同工程量完成工程量1土方开挖m3271877387060.842石方明挖m34256650277.423库区左岸土方削坡(90m)m35392553925左坝肩地貌属沟道黄土斜坡,坡体断面呈折线状,上缓下陡,高程1090.00m以下,边坡呈坎状,坎高23~25m,坎肩坡体有卸荷裂隙发育,坎下堆积松散崩坡积物,厚6~8m;高程1094.00m以上为直坡,坡角35~37º,坡高大于100m,坡体表层覆盖厚2~10m的马兰黄土。坝坡开挖结合坝肩滑坡体综合治理方案,采用自上而下开挖,坡比1:1,每10m设马道,马道宽2m,开挖到1099.60m,共设9级马道,马道设横竖向排水沟与坝体排水沟连接。以下按坡比1:1.5开挖至坝基。开挖采用人工配合挖掘机开挖,自卸汽车运输。开挖后,坡体岩面地质岩性、地质构造基本与设计资料相符,岩性均为Q1-2粉质壤土,结构密实,土质均匀,具中低压缩非湿陷性,弱透水。64
第7章开挖与地基处理右坝肩地貌属于沟道黄土斜坡,坡体断面呈阶梯,下部边坡陡立,表层为堆积松散崩坡堆积物,现状边坡稳定。坝坡开挖结合对溢洪道开挖并取土料,采用自上而下开挖,坡比1:1~1:1.5,每开挖6~10m后设一级马道,马道宽2m,一直开挖到高程1099.60m,共设6级马道,并在开挖马道平台设置了横竖向排水沟,将坡道水流引向坝体排水沟连接,以下按坡比1:1.5开挖至坝基。开挖采用人工配合挖掘机开挖,自卸汽车运输。开挖后坡体岩面地质岩性、地质构造基本上与设计资料相符。岩性均为Q1-2粉质壤土,结构密实,土质均匀,具中低压缩非湿陷性,弱透水。坝基开挖施工,首先对表土进行了清理,将树木、草皮、树根、乱石以及各种建筑物进行了彻底的清理,表层采用2m3挖掘机进行清表,15T自卸汽车运输;石方开挖采用破碎锤,石渣用2m3挖掘机挖装,15T自卸汽车运输至弃渣场。直至全部清理干净再无松散层。岩石地基开挖施工中,开挖至设计高程时预留一定的保护层,采用人工或者小型机械开挖,防止大型设备开挖对建基面下部岩层造成扰动和破坏。防渗结合槽开挖回填后为坝基防渗体,河床坝基岩石表面2~6.5m为强透水层,下部3.5m厚度为弱透水层,防渗处理深度按基岩透水率q<5Lu控制。结合槽开挖坡比1:0.75~1:0.5,开挖底部高程1048m,为弱透水岩层,岩性为白垩系砂岩夹砂质泥岩、页岩,成互层状,层中有基岩裂隙水赋存,岩体新鲜完整,具弱~微透水,为较完整岩体。大坝填筑前,监理单位对坝体边坡线进行复核,上游坝纵0-137.80,下游坝纵0+118,上游建基面高程1053.00m,下游建基面高程1049.00m。施工单位和监理单位测量成果确定,开挖体型满足设计要求。7.2.2地基处理坝基建基面为岩石,施工要求清除表层强风化、松动岩石、碎屑及易冲物质,用风镐清除岩石尖角、凸脊,用混凝土填平局部凹塘,使结合面大体平整;用水泥砂浆填塞大的缝隙,以利于基岩与第一层填土的结合。根据地形地质条件,在坝体填筑范围内,清除突兀的岩体,即对河道中间凸出的岩体进行开挖,平整坝基填筑面。大坝基础处理于2015年7月24日开工,2016年3月20日竣工;坝体结合槽2015年9月30日开工,2015年11月19日完工。施工期间分别对前期勘探1个平硐、5个钻孔及13个探坑进行了挖除、封孔处理。64
第7章开挖与地基处理滑塌体、落水洞在施工前期先采取人工开挖探坑、井确定滑塌体和落水洞深度,计算出开挖开口线,确保能够全部挖除滑塌体、落水洞,且不能影响其他山体稳定。开挖采用自上而下、先高后低原则,留放平台。平台与平台间线型平行,做到外高里低便于排水,防止雨水冲刷坡面,且坡面平滑无“波浪”现象。左坝肩1089.40m高程、1083.60m高程、左坝0+060高程1069.00m至1132.35m处存在落水洞,对1089.40m高程和1083.60m高程2处落水洞进行由上至下台阶式开挖回填夯实处理;对左坝0+060高程1069.00m至1132.35m处落水洞按照“溯源”方式进行开挖,顶部开挖设置截水沟道阻雨水下渗并引离坝区,下部削坡将落水洞全部挖除,回填碾压前对边坡进行凿毛,湿润,严格按照大坝碾压要求进行碾压。坝基结合槽开挖完成后,底高程1047.50~1048.00m,左岸高程1058.21m,右岸高程1057.63m,左岸边坡1:1.25,右岸边坡1:1.46,上游、下游方向边坡1:1,顶宽23m,底宽6m,顶长56m,底长25m,基岩为白垩系砂岩,岩体新鲜完整,具弱微透水性,地质岩性与设计资料相符。开挖完成后基槽岩石缝隙有渗水现象,右岸基槽西南角1047.70m高程位置有渗水出现,采取三七灰土配合水泥做封水处理,经过封水处理后,观察6h,槽壁、壁角、槽底无渗水现象出现,随后进行基础碾压。坝下基岩有泉眼出露,处理方法采用PE100Dn40(1.6PMa)聚乙烯管把泉水引至坝下游,PE管和输水管道共用1个管槽,泉眼处用高标号混凝土封堵。对不良地基及地质缺陷处理后建基面满足设计要求。7.2.3坝基渗流控制库区地形封闭条件较好,库盆由透水性较弱的Q1-2黄土组成,渗漏问题不突出,但近坝库段存在沿Q2砂砾石层及基岩强风化层向邻谷渗漏的可能,施工中对库坝两侧出露的基岩强风化层、砂砾石层露头采取了黄土碾压封盖处理。库岸主要由第四系黄土组成,蓄水后存在塌岸问题,对水库淤积及运行有一定的影响,施工中对左岸近坝库岸采取了压坡处理。为了有效提高坝体的抗渗性能,在水库上游设置黏土铺盖,铺盖长度91.0m,与坝体衔接,坝前设齿墙,深入基岩2.5m,起到了延长渗径的作用。铺盖用料同坝体填筑料。坝基结合槽开挖完成后,基岩为白垩系砂岩,岩体新鲜完整,具弱微透水性,坝体深入了相对不透水地层,但由于两岸存在的Q2砂砾石层及基岩强风化层未进行防渗处理,存在绕坝渗漏问题。对库坝附近坡脚及左岸近坝叉沟两侧砂砾石层露头采用黄土碾压封盖,处理后库区、坝址区未见渗水露头分布。64
第7章开挖与地基处理采用竖向排水+水平排水方案,排除坝体及坝基渗水。竖向排水体起点桩号坝纵0+002.00m,顶高程1097.49m,为校核洪水位高程,宽度187.70m,坡比为1:1.25,排水体厚度120cm,上游设置80cm厚度反滤层,排水体与坝基连接处桩号为坝纵0+052.00m,高程为1058.00m,宽度62.0m;水平排水体起点桩号坝纵0+052.00m,宽度62.00m,终点桩号0+118.00m,宽度41.0m,上部设置40cm厚度反滤层,和下部基础岩体组成排水体。采取水平铺盖防渗、坝基结合槽截渗工程处理措施后,库坝附近库区形成封闭,但由于两岸存在的Q2砂砾石层及基岩强风化层未进行防渗处理,存在绕坝渗漏问题,由于范围较小,延长渗径后,岩石坝基发生渗透破坏的可能性不大。下游坝基岩体作为排水层,结合反滤层后,保护了坝体。但是早期蓄水及初期运行期间,水库暂时性渗漏及岸坡坍塌再造尤为严重,应缓慢蓄水,低水位运行,并加强库岸,坝坡变形观测,加强坝后地下水水位、左右临沟地下水和量水堰渗水的观测,发现问题,及时采取措施。7.3溢洪道开挖与处理溢洪道工程堰前引流段2016年10月6日开工,土方开挖采用2m3的挖掘机挖装,15T自卸汽车配合,除可用土料就近堆放,用于溢洪道两侧回填外,其余渣料运输至场外弃渣场。在开挖时,沟槽两侧采取了必要的支护措施,确保施工安全。溢洪道开挖完成情况见表7-2。表7-2溢洪道工程开挖完成情况表项目名称单位合同工程量完成工程量1土方开挖m33413134131.002车桥工程土方开挖m3240240开挖过程中考虑到浇筑方便,采取分段开挖的推进方式,逐步开挖。开挖施工方法合理,符合规范规定。7.4输水建筑物开挖与处理输水工程基础管槽及镇墩开挖于2015年9月18开始,2015年10月3日完工;输水管道工程管槽开挖与大坝基础石方开挖同步进行,上部20~64
第7章开挖与地基处理30cm采用人工开凿,剩余部分用小型机械开凿,输水建筑物基础土石方开挖情况见表7-3。表7-3输水建筑物工程开挖完成情况表编号项目名称单位合同工程量完成工程量1土方开挖m3279.4147.62石方明挖m3374.3624.64采用人工结合小型机械开凿的开挖方法,保证了建基面开挖质量和避免对建基面产生的扰动破坏。7.5评价意见与建议(1)开挖及地基处理设计符合规范规定。均质土坝建在河床基岩上,坝肩、上游水平铺盖和两岸黄土相接,坝下结合槽深入相对不透水岩层,通过延长渗水渗径,减小了坝基渗水水力坡降,渗水通过下游基岩透水层和反滤层排出,以保护坝体,渗控设计总体合理。(2)坝基及边坡土石方开挖施工方法合理,符合规范规定,建基面及地质缺陷处理满足设计要求,各单元工程验收评定资料齐全,开挖及地基处理施工质量合格。(3)鉴于左右坝肩下部Q1-2砂砾石及强风化岩体未做防渗处理,存在坝基绕渗问题,早期蓄水及初期运行期间,水库暂时性渗漏及岸坡坍塌再造尤为严重,应缓慢蓄水,低水位运行,并加强库岸,坝坡变形观测,特别近库不稳定的滑坡、高边坡的观测,加强坝后地下水水位、左右临沟地下水的观测。64
第8章混凝土工程8混凝土工程x水库工程混凝土包括、溢洪道、输水管道和大坝混凝土护面。工程使用的原材料均由施工企业自行采购,商品混凝土原材料由商品混凝土站采购,监理和施工方对质量进行控制。x利原水利工程质量检测有限公司对工程钢筋原材料、混凝土抗压强度、混凝土抗渗和抗冻性能进行工程检测。8.1混凝土设计指标工程各部位混凝土设计指标列于表8-1。8.2混凝土原材料工程水泥使用平凉海螺水泥厂水泥P.O42.5;粗骨料和细骨料产地主要为巴家咀黄沙、长庆桥的石子;各型号钢筋由陕西龙门钢铁公司供应;防冻剂、膨胀剂CEA由庆阳市华瑞阳光建材科技有限公司供应;F类2级粉煤灰由华能铜川电厂供应;652橡胶止水带由衡水锐盛科技有限公司供应。进场的材料监理实行报验制度,进场的材料施工单位进行自检,监理对每次进场的材料均实行抽检制,抽检合格的材料方可允许用于工程建设中,同时采用施工方、监理方和业主方三方检测制(见表8-2)。原材料进场时监理方要求施工方提供相应材质检验证明和产品合格证书,监理方按照施工方检验数量的50%对进场原材进行了跟踪检测。经检测合格后方可使用。(1)水泥运至工地用于主体工程的水泥主要为水泥P.O42.5,要求有产品出厂日期、厂家的品质试验报告,其次监督见证施工方送检第三方实验室进行检测。材料储藏过程中,袋装水泥储运时间超过3个月、散装水泥超过6个月,使用前施工单位进行了重新检验。水泥要求定厂定品种供应,施工中不允许随意更换。进场的水泥要求施工方提供材料的出厂合格证、质量检验证书等试验检查项目包括:水泥标号、凝结时间、体积稳定性、细度、标准稠度等,监理方按照批次进行见证取样,送检第三方实验室检测。91
第8章混凝土工程表8-1工程各部位混凝土设计指标项目名称单位合同工程量备注一大坝工程1现浇C25混凝土面板(上游坡)(F200w8,二级配)m318362现浇C20防浪墙(上游坡)(F200W8,三级配)m32603C25混凝土排水沟(上游坡)(F200W8,三级配)m3604预制C25网格(下游坡)(F200W8,二级配)m31512二溢洪道工程1C25混凝土堰体(F200W8,三级配)m32422C40混凝土泄槽底板(F200W8,三级配)m36473C40混凝土泄槽边墙(F200W8,三级配)m35084C40混凝土消力池底板(F200W8,三级配)m33165C40混凝土消力池边墙(F200W8,三级配)m3432三溢洪道车桥工程1C20混凝土桥墩(F200W8,三级配)m3962C25混凝土桥面板(F200W8,三级配)m318四引水系统工程1竖井C25现浇混凝土(F200W8,三级配)m3210.12管床C20现浇混凝土(F200W8,三级配)m3218.23现浇C25混凝土阀室底板(F200W8,三级配)m318.44现浇C25混凝土阀室侧墙(F200W8,三级配)m328.25现浇C25混凝土阀室顶板(F200W8,二级配)t10.8(2)粗细骨料91
第8章混凝土工程工程使用的粗骨料和细骨料产地主要为巴家咀黄沙、长庆桥的石子。人工砂中含泥量控制在5%范围以内,砂的细度模数控制在2.5~3.0之间,石粉的含量控制在标准范围内。对进场的粗骨料监理按照批次进行见证取样。监理部对每批进场的材料进行现场检查,并督促施工单位进行送检,监理部进行了跟踪检测及平行检测。控制施工方砂石料不允许含有大量泥块、杂物等;监理方随时对已加工的砂石料进行了抽样检测,根据检测结果对砂石料加工进行了动态质量控制;对已加工的含泥量较高的大、中、小石用水冲洗合格后方可准运使用,对已加工含泥量严重超标的砂料督促施工方及时清出料场。(3)粉煤灰粉煤灰按规定定量进行密度、细度、需水量比、烧失量及SO3等项目进行检测。表8-2原材料监理检测结果序号项目名称抽检次数试验情况备注1水泥5合格2石子5合格3黄砂6合格4水洗砂6合格5粉煤灰3合格6钢筋20合格(4)工程主要使用的钢筋为热轧带肋钢筋Ф12、热轧带肋钢筋Ф14、热轧带肋钢筋Ф16、热轧带肋钢筋Ф18、热轧带肋钢筋Ф20等钢筋,材料进场专职监理人检查材料应有出厂证明书或试验报告单等,并对钢筋的外观质量等进行了初步的检查验收。对于进场钢筋按照规定进行现场外观检验,施工方委托x天源水利工程质量检测有限公司进行了钢材试验检测,监理部进行了跟踪(见表8-3)。表8-3钢筋检测结果钢材名称热轧带肋钢筋Ф12牌号HRB400E使用部位溢洪道试验项目技术指标试验结果91
第8章混凝土工程12实测截面积(mm2)公称面积:113.1113.1屈服点ReLMPa不小于:400440435抗拉强度Rm不小于:540580585伸长率A(%)不小于:162122冷弯弯芯直径d=a受弯部位外表面合格合格弯曲180o不得产生裂纹试验结论所检钢筋力学性能指标满足GB1499.2-2007标准中指标要求。钢材名称热轧带肋钢筋Ф14牌号HRB400E使用部位溢洪道试验项目技术指标试验结果12实测截面积(mm2)公称面积:153.9153.9屈服点ReLMPa不小于:400435440抗拉强度Rm不小于:540590575伸长率A(%)不小于:162019冷弯弯芯直径d=a受弯部位外表面合格合格弯曲180o不得产生裂纹试验结论所检钢筋力学性能指标满足GB1499.2-2007标准中指标要求。钢材名称热轧带肋钢筋Ф16牌号HRB400E使用部位溢洪道试验项目技术指标试验结果12实测截面积(mm2)公称面积:201.1201.1屈服点ReLMPa不小于:400430445抗拉强度Rm不小于:540595590伸长率A(%)不小于:162223冷弯弯芯直径d=a受弯部位外表面合格合格弯曲180o不得产生裂纹试验结论所检钢筋力学性能指标满足GB1499.2-2007标准中指标要求。钢材名称热轧带肋钢筋Ф18牌号HRB400E使用部位溢洪道91
第8章混凝土工程试验项目技术指标试验结果12实测截面积(mm2)公称面积:254.5254.5屈服点ReLMPa不小于:400435430抗拉强度Rm不小于:540580595伸长率A(%)不小于:162321冷弯弯芯直径d=a受弯部位外表面合格合格弯曲180o不得产生裂纹试验结论所检钢筋力学性能指标满足GB1499.2-2007标准中指标要求。钢材名称热轧带肋钢筋Ф20牌号HRB400E使用部位溢洪道试验项目技术指标试验结果12实测截面积(mm2)公称面积:314.2314.2屈服点ReLMPa不小于:400445435抗拉强度Rm不小于:540585575伸长率A(%)不小于:162022冷弯弯芯直径d=a受弯部位外表面合格合格弯曲180o不得产生裂纹试验结论所检钢筋力学性能指标满足GB1499.2-2007标准中指标要求。(5)外加剂工程主要使用的外加剂为防冻剂、F类2级粉煤灰、膨胀剂CEA,外加剂产品均按照设计要求的型号、规格等,进场必须附有厂家的检测报告单和合格证。要求有产品出厂日期、厂家出厂合格证、产品质量检验合格证明及使用说明等资料,派驻监理员到商混站现场跟踪检查外加剂的用量,当储存时间超过产品有效存放期,或对其质量有怀疑时,施工单位按规定进行质量检验。(6)止水材料91
第8章混凝土工程工程主要使用625型橡胶止水和闭孔泡沫板止水材料,伸缩缝止水材料的型式、结构尺寸、材料的品种规格和物理力学指标,符合设计要求。对进场的止水带检查是否按照设计型号、规格进行采购,检查进场的材料是否有合格证及厂家的检测报告单。其原材料的品种、生产批号、质量等均按规定进行了质量检验并有记录备查。8.3混凝土施工配合比工程混凝土施工前,监理方要求施工单位委托具有资质的检测单位对混凝土的原材料进行了质量检测,并按设计做了配合比,见表8-4和表8-5。工程商品混凝土由x宏怡永恒商品混凝土有限公司供应。监理对混凝土供应单位的资质、拌合站的计量证书、配料记等在不定期进行抽查、检查拌合站的配料系统,确保进入拌和系统的原材料符合设计及施工规范规定的质量要求。监理方随时对拌和站料仓进行了检查,不符合要求的原材料禁止进入拌和系统;发现问题及时要求整改落实,对有质量问题的混凝土监督及时清除场地。混凝土施工配合比严格按照监理审核批准的用量进行搅拌生产,监理方经常检查、督促施工方不得私自调整配合比中水泥、粉煤灰、砂石料、外加剂的用量,确保施工所用配合比符合要求。混凝土拌和系统生产的混凝土符合规定质量要求,监理方旁站监督施工方不得将不合格混凝土料运入施工现场。表8-4混凝土施工配合比-C20W4F200工程名称x县x水库工程委托日期结构名称溢洪道试配单号P-039强度等级C20W4F200配合比材料水泥P.O42.5细骨料(水洗砂/黄沙)粗骨料5~31.5水防冻剂F类2级粉煤灰膨胀剂CEA每m³用量(kg)230817697/12011001608.06025重量比1.003.03/0.524.780.700.0350.260.11表8-5混凝土施工配合比-C40W6F200工程名称x县x水库工程委托日期结构名称溢洪道试配单号P-041强度等级C40W6F20091
第8章混凝土工程配合比材料水泥P.O42.5细骨料(水洗砂/黄沙)粗骨料5~31.5水防冻剂F类2级粉煤灰膨胀剂CEA每m³用量(kg)345718638/80108016012.06540重量比1.001.85/0.233.130.460.0340.190.128.4混凝土施工现场混凝土浇筑过程中,督促施工单位进行取样,监理部进行了跟踪旁站取样,现场对混凝土进行了各项常规性的检测,对不合格的混凝土要求施工单位现场进行了处理。8.4.1溢洪道工程(1)溢洪道土方开挖:土方开挖用2m³的挖掘机挖装,15T自卸汽车配合,除可用土料就近堆放,用于溢洪道两侧回填外,其余渣料运输至场外弃渣场。场外弃渣场距离施工现场约3km。在开挖时,沟槽两侧采取了必要的支护措施,确保施工安全。开挖过程中考虑到浇筑方便,采取分以段开挖的推进方式,逐步开挖。(2)混凝土工程:浇筑方式采用“跳板浇注法”也就是先浇筑一段中间隔一段等到下次在浇筑,这样浇筑的好处就是便于钢筋、模版安装;现浇混凝土全部由混凝土拌合站统一供料,混凝土泵车直接注入仓内,每段混凝土浇筑量有限,属于小体积混凝土浇筑,拌合站完全具备运输浇筑能力,因此入仓铺料采用平铺法,铺料间隔时间均控制在混凝土初凝时间之内;振捣采用插入式振捣器插顶部向下来回振捣,直至混凝土表层不再下沉,无气泡出现,表面出现一层薄而均匀的水泥浆。地板与墙体之间施工缝设置654型橡胶带,施工缝按照施工缝处理技术要求措施进行,清基、凿毛、高压冲洗、浇筑;拆卸模板在混凝土强度达到2.5MPa以上时拆除,养护用人工洒水养护。(3)钢筋制安:钢筋均采用机械调直,按照设计图人工绑扎连接。8.4.2输水管道工程输水管道工程管槽开挖与大坝基础石方开挖同步进行,输水管道为DN400§8mm螺旋钢管,累计完成安装管线529.791
第8章混凝土工程m。供货厂家防腐完成后运至现场。安装时由10t吊车配合人工吊装到位后人工焊接,管材12m/根,共计产生50个焊接头;焊接完成后进行了通气试压24h,没有漏气后管槽用混凝土浇筑。混凝土竖井浇筑采用常规的施工方法进行,原图纸设计竖井在2次浇筑部位没有设置止水材料进行止水,施工方提出止水方案上报监理、设计后,研究决定每次在施工缝中增加一道水平止水钢板。8.4.3混凝土面板施工现场混凝土施工全部由拌合站统一供料。施工工序为:混凝土泵车运输,泵车泵送,溜槽入仓,平仓振捣,养护。混凝土养护工作在达到初凝强度后采用人工覆膜养护。预制网格混凝土在环城路附近预制场进行集中预制,待强度达到要求后,在该施工工序开始时,由12T自卸汽车运至现场,由人工配合汽车起重机吊卸,然后用卷扬机牵引至具体位置,人工进行砌筑。8.5混凝土施工质量工程施工中按照工程建设程序进行,工程原材料、施工工艺、施工方法等总体符合规范及设计要求,见表8-6。表8-6混凝土施工质量检测结果序号项目名称抽检次数试验情况备注1混凝土试块(抗压)15合格2混凝土试块(抗渗)12合格3混凝土试块(抗冻)12合格(1)大坝工程大坝工程共有6个分部工程,282个单元工程,工程质量等级评定均为合格工程。各分部工程施工各项技术指标符合设计及施工规范要求。(2)溢洪道工程溢洪道工程所包含的分部工程共有6个分部工程,113个单元工程,工程质量等级评定均为合格工程。各分部工程施工各项技术指标符合设计及施工规范要求。91
第8章混凝土工程(3)引输水工程引输水工程所包含的分部工程共有7个分部工程,127个单元工程,工程质量等级评定均为合格工程。各分部工程施工各项技术指标符合设计及施工规范要求。8.6混凝土施工质量缺陷及处理在混凝土施工中,由于跑模、欠振、漏振、沙浆流失或沙浆粘模等原因,导致过流面混凝土局部位置存在过流面不平整和架空等外观质量缺陷,见表8-7。表8-7表面蜂窝、麻面部位序号名称桩号部位备注1溢洪道陡渐变段(桥墩))0+137.5-0+142.9左侧墙条带状漏震2迎水坡破面坝横118.89-坝纵77.46面板3迎水坡破面坝横67.79-坝纵65.79面板现场检查发现在溢洪道渐变段桥墩两侧,混凝土浇筑时漏振捣,两侧成对应分布,坡面2处蜂窝麻面缺陷深度大于5㎜。施工单位对溢洪道渐变段桥墩、引水坡面混凝土进行拆除重建,确保了工程质量。溢洪道渐变段桥墩处理方法为,漏振部位上全部进行拆除至合格面,校正钢筋,对拆除面凿毛,铺2cm水泥砂浆,重新浇筑,达到合格标准。溢洪道陡坡段侧墙溢0+66~0+136发生混凝土错台。对于偏差较小的位置,直接采用角磨机打磨到上述的平整度控制标准;对于与外部尺寸偏差较大的部位,先采用风镐或钢钎将超出部分凿除,并预留0.5~1cm保护层,再采用角磨机打磨到上述的平整度控制标准。混凝土施工中一般性缺陷已处理完成。8.7评价意见与建议混凝土的设计指标符合规范规定,原材料品质检验总体合格。混凝土配合比参数与施工工艺总体合理,已检的混凝土抗压强度和抗渗、抗冻抽检结果总体满足规范要求。施工中一般性缺陷已处理,混凝土施工质量总体合格。91
第9章工程安全监测9工程安全监测9.1工程安全监测设计本工程安全监测范围为大坝(均质土坝,最大坝高51.60m),监测内容包括变形、渗流监测及巡视检查,具体监测布置见图9.1。9.1.1变形监测(1)外部变形监测外部变形包括垂直位移和水平位移,其中垂直位移(沉降变形)为重点监测项目。坝体表面共布设4排视准线,15个监测点,两岸监测工作基点8个,校核基点8个。垂直位移测点与水平位移测点设在同一标点桩上,垂直位移工作基点和校核基点仍与水平位移观测基点一致。垂直位移采用水准网法观测,水平位移采用视准线观测。工作基点布置在坝面基点的延长线上,两侧各1个,总计8个(见表9-1)。表9-1工作基点位置坐标表测点编号坝纵桩号坐标x坐标yA1坝纵0-005.003985618.683536487873.2661A2坝纵0-005.003985469.895936488032.5926A3坝纵0+002.003985627.210236487874.3871A4坝纵0+002.003985475.009436488037.3682A5坝纵0+034.003985645.181636487902.0448A6坝纵0+034.003985527.062836488028.5158A7坝纵0+080.003985644.635536487970.0211A8坝纵0+080.003985574.089736488045.5597校核基点在工作基点的延长线上,两侧各1个,总计8个(见表9-2)。91
第9章工程安全监测表9-2校核基点位置坐标表测点编号坝纵桩号坐标x坐标yM1坝纵0-005.003985625.515536487865.9594M2坝纵0-005.003985452.831236488050.8649M3坝纵0+002.003985630.623736487870.7454M4坝纵0+002.003985457.945036488055.6404M5坝纵0+034.003985652.007236487894.7365M6坝纵0+034.003985492.934636488065.0571M7坝纵0+080.003985651.460936487962.7126M8坝纵0+080.003985546.789336488074.7948水平位移与垂直位移测点结合布置,共15个测点(见表9-3)。表9-3垂直和水平位移测点位置坐标表测点编号坝纵桩号坝横桩号埋设高程B1坝纵0-005.00坝横0+020.001098.87B2坝纵0-005.00坝横0+060.001098.87B3坝纵0-005.00坝横0+100.001098.87B4坝纵0-005.00坝横0+140.001098.87B5坝纵0+002.00坝横0+020.001099.60B6坝纵0+002.00坝横0+060.001099.60B7坝纵0+002.00坝横0+100.001099.60B8坝纵0+002.00坝横0+140.001099.60B9坝纵0+034.00坝横0+060.001088.95B10坝纵0+034.00坝横0+100.001087.62B11坝纵0+034.00坝横0+140.001087.62B12坝纵0+034.00坝横0+060.001087.62B13坝纵0+080.00坝横0+100.001076.77B14坝纵0+080.00坝横0+060.001076.77B15坝纵0+080.00坝横0+100.001070.6091
第9章工程安全监测9.1.2渗流监测(1)坝体渗透水位坝体渗透水位监测布设3个监测横断面,即坝横0+055.00、坝横0+085.00、坝横0+125.00,每个断面各布置4个测压管,分别为坝纵0-005.00、坝纵0+005.00、坝纵0+032.00、坝纵0+075.00,共计12个测压管,监测坝体测压管水位(见表9-4)。图9-1现场测压管设备安装示意图表9-4坝体测压管位置坐标表测点编号坝纵桩号(m)坝横桩号(m)地面高程(m)L1长度(m)L2长度(m)测压管总长(m)C1坝纵0-005.00坝横0+055.001098.875.515.020.5C2坝纵0+005.00坝横0+055.001098.715.527.533.0C3坝纵0+032.00坝横0+055.001088.515.526.031.5C4坝纵0+075.00坝横0+055.001072.905.510.516.0C5坝纵0-005.00坝横0+085.001098.875.515.020.5C6坝纵0+005.00坝横0+085.001098.715.527.533.0C7坝纵0+032.00坝横0+085.001088.495.526.031.5C8坝纵0+075.00坝横0+085.001072.865.510.516.0C9坝纵0-005.00坝横0+125.001098.875.515.020.5C10坝纵0+005.00坝横0+125.001098.715.527.533.0C11坝纵0+032.00坝横0+125.001088.495.526.031.591
第9章工程安全监测C12坝纵0+075.00坝横0+125.001071.195.510.516.0(2)坝体渗流量坝体绕坝渗流及渗流量监测在坝后下游设置1座量水堰。9.1.3巡视检查巡视检查项目主要有:坝顶、防浪墙、坝坡有无裂缝、塌陷、错位、隆起、滑动、漏水、管涌;下游量水堰的漏水量、出水浑浊度;入库管道、闸阀井闸阀等。9.1.4设计变更大坝测压管自动化监测系统设计变更如下:(1)供电形式方案设计阶段为蓄电池供电系统,现改为太阳能供电系统为主,蓄电池供电系统为补充。(2)数据采集箱原设计数据采集箱分3处安装,由于采用太阳能供电系统,则将3处采集仪表汇集到一个数据采集箱中安装。9.1.5监测仪器设备选型安全监测仪器选型见表9-5,其主要技术性能指标可满足本工程安全监测需求。表9-5xx水库监测设施选型统计表序号仪器名称规格型号主要技术指标生产厂家1全站仪382R10精度:2秒,2+2ppm测程5.0km;s带温度气压自动改正,免棱镜1000m,精测<0.3s激光对中。广州南方测绘科技股份有限公司2水准仪GSZ31.5mm/km北京中翰仪器有限公司3压力式液位变送器HN-WJC量程0~100m,测量精度0.2%F.S美国哈尼克工业集团91
第9章工程安全监测0.5%F.S,负载<500Ώ,使用温度-20~70摄氏度,环境湿度<95%RH过载能力量程的2倍,工作电压12~36VDC9.2工程安全监测施工9.2.1工程完成情况截止到2017年11月20日,安全监测工程共完成以下工程量:1)大坝表面变形观测墩33个,其中包括测点15个,工作基点8个、校核基点7个(M8计划2018年完成)、水准基点3个。2)大坝测压管自动化监测系统,其中包括13个测压管、13支液位传感器及自动化监测系统的安装调试,具体工程量见表9-6。表9-6大坝测压管自动化监测系统工程量统计表序号项目名称单位合同工程量完成工程量1测压管液位传感器个13132线路敷设m240024003太阳能供电系统组114数据采集控制装置组115控制中心电脑及软件系统套119.2.2工程施工质量大坝表面变形监测划分为5个分部工程,10个单元工程。大坝测压管自动化监测系统划分为4个单元工程,即仪表安装、线缆敷设工程,供电系统工程,数据采集分析系统工程。以上安全监测工程量经建设、设计、监理等部门共同检查评定,施工质量全部合格,符合设计要求。目前大坝表面观测墩均进行首次观测;大坝测压管自动化监测系统投入正常运行,系统工作状态正常,并取得坝体内部初始水位状态数据。91
第9章工程安全监测9.3施工期监测资料及分析工程于2015年7月开工建设,2016年10月15日完成坝体填筑,2017年12月底全部完工。9.3.1大坝表面变形监测2017年12月13日对大坝表面变形观测墩进行了首次观测(见表9-7)。表9-7大坝表面观测墩首次观测坐标值统计表类别测点编号XYH备注位移测点B13985602.972036487889.67251100.657B23985575.715936487918.88781100.624B33985550.915836487945.55161100.628B43985526.760036487971.51341100.660B53985608.111236487894.43081099.627B63985580.844036487923.70441099.650B73985556.083636487950.33411099.642B83985531.909136487976.24041099.651B93985628.616636487913.54311089.590B103985601.351436487942.78891089.299B113985576.556136487969.41401089.234B123985552.393836487995.34681089.235B133985635.008536487974.13351071.944B143985610.203036488000.76211071.322B153985586.006736488026.68571072.075工作基点A13985619.259036487872.18111100.231A23985465.422036488037.38091103.658A33985624.378136487876.98981100.11291
第9章工程安全监测A43985470.566236488042.16411103.647A53985642.197036487898.84721100.405A63985520.252636488029.86311095.708A73985650.846836487957.13771088.622A8398569.203836488044.75951081.129校核基点M13985629.690736487861.00921110.757M23985453.781936488049.89571116.433M33985634.816736487865.78171110.619M43985458.912836488054.63891117.026M53985651.379636487889.08031110.569M63985497.185736488054.65381103.648M73985657.295536487950.21781094.673M8水准基点X13985635.318436488170.78681061.121X23985635.631836488097.79351060.442X33985658.739836488035.42121054.7579.3.2坝体测压管水位监测大坝测压管2017年12月5日监测结果显示,各孔均为无水状态(见表9-8),符合工程实际(水库还未蓄水)。表9-8测压管水位监测成果表序号测压管编号高程(m)液位器编号测压管深度(m)水位(m)备注1C11099.91C1-Y-120.5无水2C21099.14C1-Y-233.0无水3C31087.97C1-Y-331.5无水4C41071.74C1-Y-416.0无水5C51099.88C1-Y-520.5无水91
第9章工程安全监测6C61099.05C1-Y-633.0无水7C71087.97C1-Y-731.5无水8C81071.33C1-Y-816.0无水9C91099.90C1-Y-920.5无水10C101099.14C1-Y-1033.0无水11C111087.95C1-Y-1131.5无水12C121071.68C1-Y-1216.0无水13C131084.62C1-Y-1331.5无水9.4评价意见与建议9.4.1评价意见(1)安全监测项目的选定、监测断面和测点的布置符合规范规定,监测设计合理,监测仪器设施选型基本合适,可满足本工程安全监测的需要。(2)大坝表面变形监测点及测压管自动化监测系统已建设完成投入正常运行,并取得了工程蓄水前的观测初始值。监测仪器设施的安装埋设总体符合规范规定,施工质量合格,监测仪器及自动化监测系统工作状态正常,监测数据可信。待坝后量水堰监测设施安装完成后,可满足工程蓄水所需安全监测形象面貌要求。9.4.2建议补充完成坝后量水堰设计,并在蓄水前完成量水堰监测设施。蓄水后加强大坝变形、渗流监测及绕坝渗漏的巡视检查,及时整编分析监测数据,发现问题,及时处理。91
第10章金属结构10金属结构10.1概述xx县x水库工程金属结构主要布置在输水建筑物中,包括坝內埋管及出口阀门等设备。坝內埋管由进口竖井段和坝底平直段(沿坝底布置)组成,设有闸阀井1座,安装球阀3个,蝶阀2个。工程由x省水利水电勘测设计研究院设计。工程监理与安装分别由x大农工程建设监理咨询有限责任公司和x正德建设集团有限公司承担。10.2金属结构设计(1)输水管道设计工程采用有压重力输水方式,输水管道为坝内埋管,由进口段(进水口)、管身和出口段3部分组成。根据库区地形及地质条件,管道布置在河道右侧,通过坝体后直接与水处理厂管道衔接。输水管道为压力钢管,钢管直径为400mm,材质为Q235,钢管壁厚8mm。进口段采用竖井式,包括取水头部设计、引水口安装高度。设计为Ф2m的竖井结构,将引水管置入井中,为防止悬浮质污物进入引水系统、运行中阻塞管道,取水头部设置弧形拦污栅;进口高程根据运用要求设置于库死水位以上0.2m,即1083.50m高程。引水进口高程分别1083.50m、1073.50m,竖井高度分别为16.5m、26.5m,输水管道共计529.7m。为防止由于温度变化和地基不均匀沉降导致管身断裂或产生裂缝及在管身与坝体之间产生集中渗流,设计管道置于基岩上,并在管身与地基之间设置混凝土垫座,管身外包50cm厚混凝土。(2)出口阀门设计管道穿过坝体后,在坝后下游设置阀门室,示意图见图10-1。阀门室的长与宽分别为5.8m、3.8m,在2根管道上分别错位布置工作阀和检修阀,在汇总管上设置放空阀,以便于发生事故后对水库进行放空操作。2条输水管共用1座检修阀井,管道直径400mm,中心间距0.76m,检修阀井处管道中心高程1050.12m。2条输水管闸阀前后错位布置,顺水流向依次布置有偏心半球阀(DYPQ340H-10DN4001.0MPa)、钢管节(DN400L=400mm)、伸缩节(CC2FDN4001.0MPa)、蝶阀(DYD343H-10DN4001.0MPa)及压力表(Y-15091
第10章金属结构0-1.0MPa),阀后设Ф57×3.5无缝钢管将阀门前后管道内集水排入集水井,并使用移动式潜水排污泵将集水坑内积水排出阀室外。图10-1出口阀门室10.3金属结构安装(1)安装流程输水管道工程管槽开挖与大坝基础石方开挖同步进行,输水管道为DN400§8mm螺旋钢管,累计完成安装管线530m。供货厂家防腐完成后运至现场。安装时由10t吊车配合人工吊装到位后人工焊接,管材12m/根,共计产生50个焊接缝。管道焊接前对管口进行打磨,清理干净杂物后实施对口工作;对口间隙符合图纸要求;点固焊之后应及时进行根层焊接;根层氩弧焊之后不能停滞,应立即进行次外层的焊接;做好层间清理、检查工作,熔渣、飞溅应清除干净,不得留有层间未熔合、夹渣等缺陷,焊工配备角向磨光机以便及时打磨清理。焊后热处理的加热宽度,从焊缝中心计算,每侧不小于管子壁厚的3倍,且不小于60mm。制作安装标准:焊缝通过打压检验了焊管是否有渗漏水现象;钢管壁在对接头位置的最大错位控制在:纵缝不大于2mm;环缝不大于3mm;直管外表直线平直度为:长度12m的管段,其偏差不应大于3.5mm;阀门安装完成后,先进行全程闭水试验。(2)气压试验与通水试压91
第10章金属结构焊接完成后进行了气压试验,采用6.25兆帕,在72h预压时任保持在6.25兆帕,没有漏气后管槽用混凝土浇筑,再进入下到工序施工。输水管道安装完成后进行了通水试压,通水时长保持15d,检查闸阀、焊缝等无渗水后,参建各方共同进行隐蔽工程的验收,验收结论合格,符合设计要求。(3)安装质量控制工程中所使用的压力钢管、闸阀、法兰和伸缩节等结构设备均为外购成品件,由监理方会同业主、施工方对本工程进场设备成品件的质量进行查验,严把安装调试过程的工序、工艺的质量检查控制。查验了进场结构及设备成品件的生产厂家、出厂日期、产品规格、型号、材质证明、出厂合格证书等资料,检查成品件的外观质量及管口圆度、管壁厚度,对口焊缝宽度、高度、内部,管口防腐试压等。对非正规生产厂家生产、产品规格型号不符合设计要求或产品质量不合格的成品件不允许进场安装。查验结果均符合设计要求。对重点部位、关键工序的安装工艺、措施进行现场跟踪、监督,并进行了旁站监理,发现质量隐患和问题及时进行了处理,做好记录。输水管道的内外防腐主要执行标准《埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准》(SY/T0447-96)和《钢质管道液体环氧涂料内防腐层技术标准》(SY/T0457-2000)。供水管道的外壁防腐采用环氧煤沥青防腐蚀涂料,钢管内壁无毒涂料防腐,完全符合卫生标准。钢管的防腐采用测厚仪进行了检测,均符合设计要求。总体上看,施工过程中无安全生产事故发生,工程档案资料较齐全,工程施工质量合格。10.4评价意见与建议本工程金属结构主要包括输水管道及阀门等设备,设备布置与选型能满足工程运行的需要。钢管与阀门等设备成品件的出厂技术文件和产品合格证等资料较齐全,输水管道焊接质量检测及整体压力测试结果均满足设计要求,设备安装质量合格。91
第11章蓄水及2018年度汛11蓄水及2018年度汛11.1蓄水方案11.1.1水源情况x水库为注入式水库,供水水源来自盐环定扬续建工程的富余水量,当定扬续建工程冬季停止供水或者出现问题时采用马岭镇纸房沟为应急备用水源,计划向x县供水597.03万m³,扣除输水损失和沿途给环县的木钵、曲子及x县的马岭、三十里铺供水,每年可给x水库调水457万m³。纸房沟应急水源工程设计日供水流量3000~5000m3,从拦河闸调蓄水库通过二级泵站提水至高位调压水池,再通过输水管道至引黄入庆主管道。11.1.2水库蓄水计划x水库蓄水有2个水源,初期蓄水时,2017~2018年度以纸房沟水源为主,2018年后以扬黄续建工程水源为主、纸房沟应急水源为辅。水库初期蓄水计划分5次从纸房沟水源和盐环定扬工程的张南湾水库调水进行蓄水,详见表11-1。由表可见,初期蓄水计划可行。表11-1xx县x水库工程初期蓄水计划调水次数调水日期调水量(万m3)水库水量(万m³)水库水位(m)调水天数检修天数水源备注第一次2017.11.15~2018.7.3127.8727.871060.00225纸房沟水源2018.8.1~2018.9.151074.0045工程检修期第二次2018.9.16~2019.4.1472.16100.031084.00180纸房沟水库张南湾水库第三次2019.4.15~2019.9.3040.5140.531087.50165纸房沟水源2019.10.1~2019.11.151087.5045工程检修期91
第11章蓄水及2018年度汛第四次2019.11.16~2020.4.1595.57236.11094.00150纸房沟水库张南湾水库第五次2020.4.16~2020.9.3035.93272.031096.60165纸房沟水源但x水库初期蓄水时段较长,从2017年到2020年持续约3年时间。建议根据纸房沟应急水源的供水能力,加快初期蓄水的进程,以尽早发挥工程的供水效益。11.22018年度汛及防洪度汛应急预案2018年汛期时工程已基本建成,工程的洪水标准为30年一遇设计,300年一遇校核,开敞式溢洪道已可投入正常运行,其泄洪能力满足要求,工程度汛安全是有保障的。应在现有防洪度汛应急预案的基础上,根据工程的度汛标准及工程实际情况,完善2018年洪度汛应急预案。11.3评价意见与建议(1)水库初期蓄水计划合适。蓄水历时约3年,建议探讨加快水库初期蓄水进度的可行性,以便今早发挥水库供水效益。(2)2018年汛期溢洪道具备投入正常运行的条件,可保障工程安全度汛。建议根据2018年工程的度汛标准及工程实际情况,完善相应的防洪度汛应急预案。91
第12章主要结论与建议12主要结论与建议xx县x水库工程于2015年7月23日开工,2016年10月15日大坝填筑至坝顶高程1099.60m。截至2017年12月15日,均质土坝、溢洪道、输水管道等建筑物的土建工程已完建,安全监测系统安装埋设已全部完成并取得监测初始值,金属结构已完成安装。工程枢纽布置合适,适应坝址地形、地质条件,工程设计符合现行规范及已有工程经验,已完建工程施工质量总体合格,满足设计要求。大坝安全监测系统已建设完成并投入正常运行。工程形象面貌已达到蓄水要求,可择机开始蓄水。12.1主要结论(1)工程等级与设计标准x县x水库工程主要任务是城镇生活供水,水库总库容319.6万m3,大坝为均质土坝,最大坝高51.60m。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2014)及《防洪标准》(GB50201-2014)的规定,工程规模属于小(1)型,工程等别为Ⅳ等,主要建筑物为4级,次要建筑物为5级。大坝按30年一遇洪水设计(洪峰流量为64.8m3/s),300年一遇洪水校核(洪峰流量为132m3/s)。工程区地震基本烈度为Ⅵ度,地震设防烈度为Ⅵ度。上述工程等级及设计标准合适,符合规范规定,并通过主管部门的审批。(2)水文计算水库集水面积仅3km2,无任何水文实测资料。采用《x省地表水资源》及x省水利水电勘测设计研究院的《庆阳南部及环县能源项目开发区水资源利用规划》(2008.12)计算径流;采用x省水文水资源勘测局的《x省暴雨特性研究》(2004)计算暴雨参数,采用铁道部、中科院等单位编著的《小流域暴雨洪峰流量计算》中的铁一院法计算洪水,计算方法可行,成果基本可信,并经盐环定续建专用工程审查通过的关系曲线验证。水库来沙量计算方法可行,成果基本合理。(3)水库特征水位及工程防洪能力91
第12章主要结论与建议根据水库供水任务进行调节计算所确定的水库各项特征水位合适,调洪计算表明,坝顶及防浪墙顶高程满足工程防洪要求。(4)工程地质工程区地处祁吕贺山字型构造体系东侧伊陕盾地与新华夏构造体系迭加复合形成的中生代陕甘宁盆地西南部,区内地震活动微弱,属构造稳定区。根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015),工程区地震动峰值加速度为0.05g,相应的地震基本烈度Ⅵ度。库区地形封闭条件较好,库盆由透水性较弱的Q1-2黄土组成,渗漏问题不突出,但近坝库段存在沿Q2砂砾石层及基岩强风化层向邻谷渗漏的可能,施工中对库坝两侧出露的基岩强风化层、砂砾石层露头采取了黄土碾压封盖处理。库岸主要由第四系黄土组成,蓄水后存在塌岸问题,对水库淤积及运行有一定的影响,施工中对左岸近坝库岸采取了压补坡处理。计算表明,水库蓄水后坝前1#滑坡体不稳定,经采取削挖减重后整体稳定。库区不存在浸没问题。大坝建基面为砂岩夹砂质泥岩、页岩,岩体强风化,较破碎,施工中已清除表层破碎、松动岩体,地基强度满足大坝建基要求。坝基强风化岩体透水率多大于10Lu,设计对河床段采取深挖结合槽防渗处理,防渗槽底部位于新鲜、较完整的岩体上,透水率小于5Lu。两岸基岩强风化层以及其顶部分布的砂卵砾石层,透水性强,存在绕坝渗漏问题。溢洪道地基大部分为Q1-2黄土,结构密实,具中低压缩性和非湿陷性,局部地基为砂岩夹砂质泥岩、页岩;消力池地基为砂岩夹砂质泥岩,岩体新鲜、完整。竖井地基为强风化的砂岩夹砂质泥岩、页岩。两坝肩边坡出露岩性均为Q1-2黄土,结构密实,具中低压缩性和非湿陷性,局部发育卸荷裂隙、小规模滑坡,经采用削坡处理后,边坡整体稳定。溢洪道进口段边坡稳定性较差,施工中部分地段进行了喷混凝土、回填压脚处理。坝址区地下水对混凝土无腐蚀性。前期勘探平硐及钻孔已分别进行了挖除、封孔处理。开采的土料场除天然含水率偏低外,其它各项指标满足规范要求。混凝土粗、细骨料均采用外购获得。91
第12章主要结论与建议(5)枢纽布置及水力设计水库枢纽工程由大坝、右岸溢洪道及坝底埋管式输水建筑物等组成。坝型采用均质土坝。溢洪道为开敞正槽式岸边溢洪道,不设控制闸门,主要由堰前引水建筑物、WES溢流堰、堰后收缩段、泄槽及消力池组成。输水建筑物布置有竖井进口、输水管道、出口控制阀门等组成。输水管道采用坝内埋管,尾部设控制设施的方式。枢纽布置合理,适应地形、地质条件,满足设计功能要求。溢洪道水力计算方法、参数选择符合规范规定。泄流能力满足泄洪要求,结构体型尺寸基本符合规范规定。输水建筑物水力计算方法、参数选择符合规范规定。计算输水能力满足用水要求。(6)均质土坝设计与施工大坝坝型为黄土均质土坝,坝型选择符合当地实际情况,方案合适。大坝总体布置适应坝址地形、地质条件,坝体断面结构、材料分区、坝料设计指标,以及填筑标准满足规范要求。大坝防渗系统包括均质坝体、上下游水平铺盖及竖向加水平向排水体等,大坝防渗设计符合规范规定和已有工程经验。坝坡抗滑稳定满足规范要求。坝体计算所选择的计算方法、工况和参数取值合适。设计确定的坝顶高程满足规范要求。大坝填筑材料来源于左、右岸开挖料,筑坝材料品质检验合格。根据碾压试验确定的施工工艺和施工参数合适,检测频率和项目符合规范规定。含水率、压实密度检测结果满足设计与规范要求,填筑质量评定合格。(7)泄水及输水建筑物结构设计溢洪道的计算模型、方法和工况选取合适,抗滑、抗浮稳定和结构设计总体满足规范要求,溢洪道各段的分缝止水和抗冲设计合适。竖井式进水口及输水钢管段的结构设计满足规范要求。(8)开挖与地基处理91
第12章主要结论与建议开挖及地基处理设计符合规范规定。均质土坝建在河床基岩上,坝肩、上游水平铺盖和两岸黄土相接,坝下结合槽深入相对不透水岩层,通过延长渗水渗径,减小了坝基渗水水力坡降,渗水通过下游基岩透水层和反滤层排出,以保护坝体,渗控设计总体合理。坝基及边坡土石方开挖施工方法合理,符合规范规定,建基面及地质缺陷处理满足设计要求,各单元工程验收评定资料齐全,开挖及地基处理施工质量合格。(9)混凝土工程混凝土的设计指标符合规范规定,原材料品质检验总体合格。混凝土配合比参数与施工工艺总体合理,已检的混凝土抗压强度和抗渗、抗冻抽检结果总体满足规范要求。施工中一般性缺陷已处理,混凝土施工质量总体合格。(10)工程安全监测安全监测项目的选定、监测断面和测点的布置符合规范规定,监测设计合理,监测仪器设施选型基本合适,可满足本工程安全监测的需要。大坝表面变形监测点及测压管自动化监测系统已建设完成投入正常运行,并取得了工程蓄水前的观测初始值。监测仪器设施的安装埋设总体符合规范规定,施工质量合格,监测仪器及自动化监测系统工作状态正常,监测数据可信。待坝后量水堰监测设施安装完成后,可满足工程蓄水所需安全监测形象面貌要求。(11)金属结构金属结构主要包括输水管道及阀门等设备,设备布置与选型能满足工程运行的需要。钢管与阀门等设备成品件的出厂技术文件和产品合格证等资料较齐全,输水管道焊接质量检测及整体压力测试结果均满足设计要求,设备安装质量合格。(12)蓄水及2018年度汛水库初期蓄水计划合适。2018年汛期溢洪道具备投入正常运行的条件,可保障工程安全度汛。12.2主要建议91
第12章主要结论与建议(1)补充完成坝后量水堰设计,并在蓄水前完成量水堰监测设施。蓄水后加强大坝变形、渗流监测及绕坝渗漏的巡视检查,及时整编分析监测数据,发现问题,及时处理。(2)对1#滑坡体前缘采取压脚处理,顶部开挖平台设置排水沟,并增设变形监测点。水库蓄水及运行期间加强对库岸边坡、坝肩边坡及1#滑坡体的巡视、监测,发现问题,及时处理。(3)两岸坝肩边坡顶部及沟槽内设截、排水沟,以避免地表水流冲刷边坡。(4)溢洪道进口土坡较陡,存在边坡稳定问题,需适时采取工程处理措施。溢洪道泄洪出口高速水流可能产生冲刷问题,应予以关注。91
附件1附件2xx县x水库工程蓄水安全鉴定工作大纲1任务和工作范围1.1任务受x县x水库工程建设管理局的委托,xx组织专家对xx县x水库工程进行蓄水安全鉴定。蓄水安全鉴定依据水利部《水利水电建设工程蓄水安全鉴定暂行办法》(水建管[1999]177号)、《水利水电建设工程验收规程》(SL223-2008)和现行的专业技术规程规范,以及经批准的x水库工程设计文件及合同规定的质量标准,对设计、施工中与工程安全有关的工程质量问题进行检查;对突破国家规程规范的设计、施工标准以及涉及工程安全的工程质量问题进行分析,评价其对工程安全的影响程度,提出工程蓄水安全鉴定报告,作为工程蓄水前验收的主要依据之一。1.2工作范围本工程蓄水安全鉴定工作的范围是以大坝为重点,具体包括挡水建筑物(均质土坝)、泄水建筑物、输水建筑物的进水口及相应的阀门等金属结构、安全监测设施,和涉及工程安全的库岸稳定、下游消能防护工程等与蓄水安全有关的工程项目。主要内容如下:
(1)检查工程形象面貌是否符合蓄水要求。(2)检查洪水设计标准,工程泄洪设施的泄洪能力,消能设施的可靠性,蓄水方案的可靠性,以及调度运行方案是否符合防洪和度汛安全的要求。检查蓄水方案的可靠性。(3)检查工程地质条件、基础处理、滑坡及处理是否存在不利于建筑物的隐患。(4)检查工程质量,对枢纽布置及水力学、结构稳定、开挖与地基处理、工程填筑、防渗、工程防震等设计、施工有关工程安全、质量等方面的评价,是否存在影响工程安全的隐患。对关键部位、出现过质量事故的部位以及有必要检查的其他部位要进行重点检查,包括抽查工程原始资料和施工、设备制造验收签证,必要时要求有关方进行补充检测。(5)检查金属结构的设计、制造、安装、调试质量及运行的安全可靠性是否符合要求。(6)检查工程安全监测设施、检测资料是否完善并符合要求。对大坝监测系统施工期原型观测资料分析进行评价。在此基础上,提出工程蓄水安全鉴定报告。2基本要求和主要内容2.1基本要求(1)安全鉴定应对工程设计、施工中与蓄水安全有关的问题逐一进行安全评价。(2)蓄水安全鉴定工作应严格按水利部《水利水电建设工程蓄水安全鉴定暂行办法》(水建管[1999]177号)及《水利水电建设工程验收规程》(SL223-2008)的要求进行。
(3)依据现行的国家、行业技术标准对工程设计质量进行评价。对超出规范要求的或尚无规范可循的设计内容,应根据专门论证报告进行评价。(4)依据合同技术规范对己完工程的施工安装质量进行评价。(5)对工程及设备的缺陷和质量事故应根据事故检查报告和工程处理报告及有关资料作出评价。2.2安全鉴定的主要内容2.2.1工程基本情况(1)工程概况。(2)工程设计与审批过程。(3)工程建设过程及达到的形象面貌。(4)主要设计变更及审批情况。(5)蓄水前应达到和已达到的工程形象面貌。2.2.2工程蓄水、防洪度汛(1)检查分析原设计的径流洪水成果;评价工程设计特征水位及泄水建筑物的泄洪能力;检查调度运行方案是否合理,能否达到防洪、安全度汛及综合利用的要求。(2)检查蓄水方案的可靠性;蓄水时间;蓄水后工程度汛措施及工程进度安排。2.2.3地质条件(1)区域地质概况。
(2)水库区工程地质。(3)枢纽工程地质条件。(4)天然建筑材料。(5)评价与建议。2.2.4均质土坝(1)对大坝的设计质量(渗流、变形、沉降和稳定)进行评价;检查坝体材料技术指标设计是否符合技术标准要求。(2)对坝体填筑材料的物理力学试验及质量鉴定资料进行检查和评价。(3)对坝基处理设计及坝基渗流控制、断层破碎带处理和基础处理设计原则、措施进行评价。(4)评价筑坝材料、施工填筑控制标准和现场碾压试验之间的关系;评价材料级配、物理力学参数、施工技术参数和坝体填筑质量是否符合国家现行有关技术标准的规定和设计要求;对大坝质量进行评价。(5)对坝基处理施工质量是否符合国家现行有关技术标准的规定和设计要求;对坝基(肩)防渗及渗透变形稳定性进行评价。(6)对大坝边坡稳定、处理措施和处理效果进行评价。(7)施工期观测资料及其分析。2.2.5溢洪道(1)对设计洪水标准、泄洪规模的合理性进行评价。(2)工程布置、结构体型设计、整体稳定计算成果分析。
(3)水力学特性及水工模型试验成果分析评价。(4)混凝土结构及防渗排水系统分析评价。(5)对边坡处理设计与安全运用条件进行评价。(6)施工质量评价。2.2.6输水建筑物进水口(1)输水建筑物布置。(2)水力设计。(3)结构设计。(4)施工质量评价。2.2.7工程安全监测(1)对工程安全监测设计及施工质量进行检查评价。(2)对监测数据的可靠性、完整性及监测成果反映的工程性态进行评价。(3)对观测资料的整编情况及其可靠性进行检查和评价。(4)根据环境因素的变化,对有关水工建筑物施工期的安全监测成果进行分析;对建筑物的性状进行安全性评价。2.2.8金属结构(1)对各类管道及阀门的设计、制造、安装、调试质量及运行的安全可靠性进行检查和评价。(2)施工质量评价。2.2.9蓄水方案
(1)水文分析。(2)蓄水安全3安全鉴定成果xx县x水库工程蓄水安全鉴定报告。4安全鉴定所需资料(1)设计自检报告(2)施工自检报告(3)监理自检报告(4)第三方检测自检报告(5)施工期大坝原型监测资料分析报告(6)金属结构自检报告(7)工程建设管理报告(8)蓄水方案及2018年度汛报告(9)设计文件及图纸(10)专题试验研究和分析报告,如:①工程地质专题报告②水文设计专题报告③水力学模型试验专题报告④结构稳定、应力计算报告⑤混凝土原材料及配合比试验报告
⑥坝料试验检测分析报告等(11)国内专家历次咨询意见(12)各项施工、监理原始资料试验检测报告目录。其中:(1)~(8)项书面报告各10份、电子版各1份;(9)~(11)项资料各1份借阅;(12)项备查。自检报告的编写按原电力工业部《水电建设工程安全鉴定规定》(电综[1998]219号)附件资料的要求进行编写。编写内容,要求按次序在原始资料的基础上,进行系统统计、分析归纳,以图、表、数据、资料等形式形象具体地表达,并附以文字分析及说明,提出实事求是、根据充分、有据可查的自检报告。5安全鉴定工作安排(1)2017年11月中旬前,甲方按专家组要求,提交蓄水安全鉴定所需的资料。专家组在收到提供的资料后,在京组织专家组成员阅读,进行必要的专题讨论,编写蓄水安全鉴定报告提纲,初步编写蓄水安全鉴定草稿,并根据需要向有关单位提出编写补充专题报告的要求。(2)2017年12月15日前,专家组全体成员到工地现场召开蓄水安全鉴定工作会议,会议内容:专家组现场检查,听取各参建单位关于自检报告的介绍,讨论工程有关质量和安全问题,进行技术交流,查阅资料,提出安全鉴定的意见,并对存在问题及处理措施提出建议,2017年12月下旬完成蓄水安全鉴定报告初稿,并征求参建各方意见。(3)2018年1月上旬甲方将参建各方的反馈意见交专家组,专家组根据反馈意见研究讨论,于2018年1月中旬完成蓄水安全鉴定报告,正式印刷并按规定数量提交甲方。
附件3xx县x水库工程蓄水安全鉴定资料清单1、x县x水库工程蓄水安全鉴定建设管理自检报告(2017年12月)x县x水库工程建设管理局2、x县x水库2017-2018年度蓄水计划报告(2017年10月)x县x水库工程建设管理局3、xxx注入式水库蓄水安全鉴定设计自检报告(2017年9月)x省水利水电勘测设计研究院4、x县城区供水工程x注入式水库蓄水安全鉴定工程地质自检报告(2017年10月)x省水利水电勘测设计研究院5、x县x水库工程蓄水安全鉴定监理单位自检报告(2017年12月)x大农工程建设监理咨询有限责任公司6、x县x水库工程第三方检测自检报告(2017年12月)x利原水利工程质量检测有限公司7、x县x水库工程第三方检测自检报告(2017年12月)
庆阳市天源水利勘测规划设计有限公司8、x县x水库工程蓄水安全鉴定施工单位自检报告(2017年12月)x正德工程建设集团建设有限公司9、x县x水库工程蓄水安全鉴定安全监测单位自检报告(2017年12月)x省科学院自动化研究所