某水库除险加固工程设计报告

'信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明1综合说明1.1绪言苏庄水库位于信阳市平桥区甘岸乡徐堂村，处在十字江支流上，控制流域面积0.61km2，是一座以防洪、灌溉为主，结合水产养殖等综合利用的小（2）型水库。大坝下游有0.11万人，地理位置重要。经济及社会效益显著，安全问题关系重大。水库地理位置见图1.1。水库建成于1975年3月。安全评价：防洪标准采用10年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核，调洪成果为：设计水位107.52m，相应库容23.6万m3；校核水位107.78m，相应库容27.0万m3；水库起调水位107.00m，兴利水位107.00m，相应库容18.0万m3；死水位103.20m，死库容1.3万m3。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000），苏庄水库属小（2）型水库，工程等别为Ⅴ等，主要建筑物级别为5级。主要建筑物有大坝、溢洪道、输水洞等。（1）大坝大坝为均质土坝，坝长308m（桩号0+000～0+308），现状坝顶高程108.61m～108.90m，最大坝高7.0m，坝顶宽3m，无防浪墙。坝顶路面为土路面，凸凹不平。据我院2011实测断面，大坝上游坡比为1:2.5，下游坡比为1:2.5。上游坝坡为砼护坡，下无垫层；下游坝坡杂草丛生，无排水体，沿坝脚有一条排水土沟。（2）溢洪道溢洪道位于大坝右侧，为开敞式土渠，现状堰顶高程107.00m，堰顶宽3.8m，最大下泄流量3.7m3/s，出口未护砌，无消能设施。-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明（3）输水洞输水洞位于大坝桩号0+265处，进口底部高程103.20m，洞身为φ300mm砼涵管，洞身长21.0m，设计输水流量0.3m3/s，进口设有钢筋砼工作闸门，安装螺杆式手动启闭机1台，无检修闸门。（4）观测设施大坝建成时未设置任何工程安全监测设施，无位移及渗漏观测设施。管理房陈旧，破损。（5）运行状况大坝在30多年的运行中，存在渗漏，上游护坡断裂、空洞、坍塌，溢洪道泄流不畅，金属结构老化失修等问题，虽几经处理，仍未消除工程隐患。目前，大坝不能正常运行。为了确保大坝安全，充分发挥水库效益，在信阳市水利局的直接领导下，信阳市平桥区水利局于2007年3月成立了苏庄水库大坝安全鉴定小组，组织力量对水库进行了各方面的论证和评价。按照《水库大坝安全评价导则》（SL252-2000）的要求，结合水库工程现状，我院于2007年4月编制了《信阳市平桥区苏庄水库大坝安全评价报告》。该报告从水库的防洪标准、工程质量、结构安全、渗流安全、金属结构安全、大坝运行管理等主要方面，结合现场安全检查，依据有关现行规范和大坝安全评价分类标准，对水库大坝工程的安全性进行了全面复核和综合评价。2007年4月27日，该报告通过了信阳市水利局的审定。安全鉴定结论如下：（1）苏庄水库位于平桥区甘岸乡，淮河支流上，-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明水库下游有0.11万人，地理位置重要。（2）经复核，水库防洪能力不满足《防洪标准》（GB50201－94）要求，溢洪道不能安全泄洪，防洪安全性为C级。（3）大坝坝体填筑土料不合格，填筑质量差；上游砼护坡碳化、空洞、损坏严重，未完全护砌。溢洪道为开敞式土渠，抗冲能力差，底部凹凸不平；尾水渠冲刷、拉切严重。输水洞闸门碳化严重，局部钢筋裸露，锈蚀，启闭机房破损；进出口连接段砌体风化剥落。工程质量不合格。（4）坝坡稳定安全系数满足规范要求，但上游砼护坡损坏严重，坝顶路面凸凹不平；溢洪道为开敞式土渠，未护砌，抗冲能力差，底部凸凹不平，无消能设施；输水洞进出口砌体风化剥落；出口无消能设施。坝体存在白蚁侵害。水库结构安全性为C级。（5）坝体填筑土料不合格，填筑质量差；大坝桩号0+080~0+220段下游坡105.00m高程以下出现渗漏现象，下游坡无排水体，危及大坝安全。大坝渗流安全性为C级。（6）启闭设施老化、锈蚀、破损，不能正常使用。金属结构安全性为C级。（7）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，相当于地震基本烈度Ⅵ度，可不进行抗震复核。（8）无监测设施，管理设施不完善。-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明综上所述，大坝病险严重，属三类坝。并建议:（1）该水库病险严重，且地理位置非常重要，建议尽快除险加固。（2）在未加固前应加强管理和监测，保证大坝安全。（3）水库加固时，要完善监测和管理设施。随后，河南省水利厅组织相关专家对水库进行了现场核查，并下发了核查意见。现场核查意见如下：上游砼护坡碳化、空洞、坍塌严重，下游坝坡无排水体，坝顶路面凸凹不平；溢洪道未护砌，出口无消能设施，尾水渠不能安全泄洪；输水洞闸门砼碳化严重，局部钢筋裸露、锈蚀，出口段砌体剥落、空洞，启闭设备缺失；无监测设施，管理设施不完善。现场检查所见的工程主要病险问题与大坝安全鉴定结论一致，属于三类坝。书面核查意见如下：（1）水库防洪能力不满足《防洪标准》(GB50201－94)要求，溢洪道不能安全泄洪；（2）大坝上游砼护坡空洞、塌陷严重，下游坡无排水体；坝顶为土路面，凸凹不平；溢洪道冲刷严重，出口无消能设施；输水洞闸门砼碳化严重，出口段砌体剥落、空洞，启闭设备不能正常使用。（3）坝体填筑质量差，主河槽段下游坡105.00m高程以下有大面积渗水现象，坝脚沼泽化。（4）无监测设施，管理设施不完善。（5）坝体存在白蚁侵害。-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明据此，我院积极组织有关专业技术人员，结合大坝安全鉴定结论和核查意见，多次深入现场，实地调查、收集资料，认真研究、分析和多方案比较，编制完成了《信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告》（送审本）。本次除险加固工程设计，不涉及水库规划任务，即水库仍以防洪为主，兼顾灌溉、养殖等综合利用为目的，也不改变兴利任务和水库控制运行方式，主要任务是针对水库安全鉴定、核查意见中存在问题进行除险加固设计，本次初步设计的主要内容有：（1）水库除险加固防洪标准按10年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核；（2）大坝：坝体渗透稳定分析及加固设计，上游砼护坡拆除重修，坝顶工程，下游坝坡整修、增设排水设施及白蚁治理，增设观测设施；（3）溢洪道：溢洪道堰顶护砌，开挖整修尾水渠，重建交通桥；（4）输水洞更新改造进出口；（5）有关闸门金属结构更新；（6）管理设施改善。除险加固前后的工程特性见本章附表1.1-1。工程现状平面布置图见图1.1-1，除险加固工程平面布置图见图1.1-2。-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明图1.1-1工程现状平面布置图-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明图1.1-2除险加固工程平面布置图-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明1.2水文1.2.1基本情况1.2.1.1区域位置、水文气象苏庄水库位于信阳市平桥区甘岸乡徐堂村，位于十字江支沟上。流域属亚热带季风性气候区，多年平均气温15.1℃，无霜期221.4天，多年平均日照时数为2178.9小时，日照率49.1%。多年平均降水量1100mm，年雨量分布不均，在季节分配上，4至9月份降水量为全年的75%，其中尤以7月份最多。1.2.1.2水库特征值复核通过万分之一航测图量算水库的流域面积、河道长度、河底比降，复核结果与以往水文复核的特征值结果相同，即：流域面积F=0.61km2，河道长度L=1.21km，河底平均比降J=0.0161。1.2.2设计洪水计算成果设计洪水计算采用《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》（河南省水利勘测设计院，1984年，以下简称《84图集》）计算。表1.2.1设计洪水计算结果表频率P项目1/101/201/301/50Qm(m3/s)9.6411.8713.6816.22W24（万m3)10.813.514.917.0-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明1.3工程地质1.3.1水库区工程地质条件1.3.1.1地形地貌苏庄水库库区及坝址区地貌上属大别山山前倾斜平原，地面高程在54.20m～64.40m之间，相对高差约10m左右，坡度平缓。1.3.1.2地层岩性库区地层主要为第四系全新统(Q4)及上更新统(Q3)冲洪积低液限粘土组成。第四系全新统：为近代冲洪积物，黄色～灰褐色、灰色，湿，土的状态为可塑状态，局部为软塑状态。沟谷处该层稍厚，表层土质含水量较大，土质稍差，两岸该层稍薄，土质较好。第四系上更新统：黄色～黄褐色，稍湿，土的状态为可塑～硬塑状态，含铁锰质结核，断面上有灰色网纹，该层土区内分布广，主要分布在岗地及坝基下伏。1.3.1.3水文地质库区水文地质条件简单，沟谷处全新统低液限粘土内含少量地下水，主要接受大气降雨水入渗补给，通过沟谷向水库排泄。1.3.1.4库岸稳定据地质调查，库区及坝址区相对高差小，坡度平缓。库岸稳定，未发现大的滑坡、崩塌等不良物理地质现象-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明1.3.2主要建筑物工程地质及评价1.3.2.1大坝工程地质及评价坝体为人工堆积而成，主要为低液限粘土，黄褐色，黄色，灰褐色，湿，土呈可塑状，填筑不均。取坝体填土做击实试验，最大干密度为1.70g/cm3。干密度设计值为1.70×0.96＝1.63g/cm3。将干密度1.63g/cm3作为填土质量评定依据。标准贯入试验7～8击不等,干密度试验6组，范围值为1.51～1.63g/cm3；均一性较差。其中大于等于1.63g/cm3的为2组，占33%。说明坝体填土碾压质量差。由室内试验成果并结合现场勘察，坝体填土材料以低液限粘土为主，夹灰色耕植土，填土较杂乱，填土厚度不均一，施工压实不均匀，钻进过程中缩径严重，填筑质量较差。坝基呈灰褐色，黄褐色～黄色，稍湿，土的状态为可塑～硬塑状态，标准贯入试验13～14击不等，含铁锰质结核，断面上有灰色网纹，主要分布在坝基下伏及两坝肩处。干密度试验6组，范围值为1.50～1.68g/cm3；平均值1.63g/cm3。是坝基下伏抗渗漏性较好的粘性土。大坝分上部填筑土和下伏低液限粘土(原状土)两部分进行渗透性评价：(1)坝体填筑土室外注水试验渗透系数k=6.7×10-4cm/s～2.59×10-4cm/s，平均4.33×10-4cm/s，属中等透水性；室内渗水试验渗透系数k=4.32×10-4cm/s～3.62×10-5cm/s，平均3.97×10-4cm/s；属中等透水性。-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明(2)低液限粘土(原状土)土室外注水试验渗透系数k=4.58×10-7cm/s～5.58×10-7cm/s，平均5.1×10-7cm/s，属极微透水性；室内渗水试验渗透系数k=3.78×10-7cm/s～5.5×10-7cm/s，平均4.65×10-7cm/s，属极微透水性。由上可以看出，钻孔注水试验和室内渗透试验基本一致，坝体施工质量不均一，松密差异较大，对大坝的渗透稳定性有一定的影响。下游坝脚部分呈沼泽化。1.3.2.2溢洪道工程地质及评价为开敞式土渠，岩性较单一，主要为第四系全新统及上更新统冲洪积低液限粘土。土呈可塑状，粘塑性强，工程地质条件较好。标准贯入试验13～14击,承载力特征值fak=150kpa。1.3.2.3输水洞工程地质及评价据勘查，、2#输水洞基础座落在抗渗性能较好的低液限粘土（Q3）层上，土层较厚，土质密硬，是较好持力层，其承载力特征值fak=150kpa。从目前输水洞存在的问题来看，不是工程地质方面的原因，皆由建筑物本身造成。1.3.2.4交通桥工程地质及评价交通桥处主要为第四系全新统及上更新统冲洪积低液限粘土。土呈可塑状，粘塑性强，工程地质条件较好。标准贯入试验13～14击,承载力特征值fak=180kpa。-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明1.3.3地震基本烈度据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），苏庄水库工程区地震动峰加速度为0.05g，相应地震基本烈度Ⅵ度。1.3.4天然建筑材料土料区：据料区调查，工程所需土料可以就地取材，在水库库区周围低液限粘土较为丰富。储量满足工程需要。砂：砂料可到县城小潢河砂场购买，各种级配砂料齐全，砂质优良、纯净，颗粒级配良好。运距约10km。石料：可到平桥购买,材质优良运距约10km。经在该料场取样进行有关测试：该料场岩性主要为弱风化的花岗岩,岩石抗压强度为22.22~37.50Mpa，软化系数0.80，岩石矿物成份中不含中酸性二氧化硅的火山玻璃、微晶隐晶质石英、磷石英、方解石等矿物成份。初步判定：当用该花岗岩做建筑砌体和混凝土骨料，石材质均不具有碱活性。水泥与其它建材采购于县城，运距约10km。材料货源充足，均可保证工程用量。1.4工程任务和规模1.4.1水库建设过程及加固任务1.4.1.1水库建设过程水库于1975年3月建成。工程主要由大坝、溢洪道、输水洞-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明等组成。水库建设时正值“文革”时期，工程在勘测设计资料不全的情况下仓促上马，属“三边”工程。坝体填土为人工夯实，填筑质量差，导致渗漏严重，现状各输水建筑物不能正常运行，溢洪道不能安全泄洪，水库效益得不到正常发挥。1.4.1.2加固任务建库30多年来，水库经济效益和社会效益显著，对下游防洪和地区国民经济发挥了重大作用。但目前工程中仍存在不少问题，水库属带病运行，因此需除险加固。本次除险加固工程设计，不涉及水库规划任务，即水库仍以防洪、灌溉为主，结合养殖等综合利用为目的，也不改变兴利任务和水库控制运行方式。水库防洪安全标准符合《防洪标准》（GB50201-94），本次主要任务是针对水库安全鉴定存在问题以及历史遗留问题，进行加固设计。1.4.2除险加固洪水标准选定按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252－2000)，本水库工程等别为Ⅴ等，大坝、溢洪道、输水洞等主要建筑物级别为5级，苏庄水库是丘陵区的小⑵型水库，水库挡水高度6.5m，小于15m，上下游最大水头差小于10m，洪水标准按平原区标准确定，平原区的设计标准范围为10年一遇，校核标准范围为50～20年一遇。本次除险加固的洪水标准采用10年一遇设计、50年一遇校核。1.4.3除险加固原则本次除险加固工程方案考虑以下原则：-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明(1)根据《信阳市平桥区苏庄水库大坝安全评价报告》对主要建筑物的“病险”予以处理；(2)根据现有建筑物的原设计条件、工程地质现状、水库运行几十年来的情况以及当前科技进步的条件，合理提出除险加固方案；(3)加固工程措施，尽可能做到技术先进、经济合理、安全可靠，利于工程运用管理；(4)加固工程的施工既要考虑水库的防洪、兴利作用，还要确保渡汛、施工两安全。1.4.4加固规划及规模1.4.4.1基本资料(1)设计洪水：采用本次复核的设计洪水成果和设计洪水过程线。分别见“2水文”章节。(2)水位～库容曲线：采用本次复核库容曲线。见“4.3.2.1.2”章节。(3)泄流曲线：除险加固后水库泄水建筑物为宽顶堰溢洪道，堰顶高程107.00m，堰顶宽4.2m，泄流按宽顶堰流计算。1.4.4.2调洪原则除险加固工程调洪原则：起调水位107.00m，水位高于107.00m时，溢洪道自由泄洪。1.4.4.3调洪成果根据以上基本资料中的设计洪水、库容曲线、泄流曲线和水库的防洪调度运用方式进行调洪演算。调洪成果见表1.4.4。-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明表1.4.4除险加固调洪成果表P水位(m)库容(万m3)泄量(m3/s)1/10107.5023.32.41/50107.7526.64.31.5工程布置及建筑物1.5.1工程等别及设计标准根据拟定的规划方案，苏庄水库总库容为26.6万m3，对照《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)有关规定，属小（2）型水库，应定为Ⅴ等工程，所属主要建筑物大坝、溢洪道、输水洞等应定为5级建筑物。根据《信阳市平桥区苏庄水库大坝安全评价报告》及鉴定意见和本文前述，水库防洪标准为10年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核；泄水建筑物消能防冲标准为10年一遇洪水设计。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）苏庄水库区动峰值加速度为0.05g，相当于地震基本烈度Ⅵ度。设计烈度采用Ⅵ度。1.5.2设计依据(1)《信阳市平桥区苏庄水库大坝安全评价报告》（河南省信阳市水利勘测设计院，2007年4月）；(2)《信阳市平桥区苏庄水库大坝安全鉴定报告书》(信阳市水利局，2007年4月)；-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明(3)《信阳市平桥区苏庄水库除险加固初步设计阶段工程地质勘察报告》(信阳市水利勘测设计院，2011年3月)；(4)核查意见；(5)有关规程、规范等。1.5.3大坝工程1.5.3.1存在问题（一）现状防洪能力不满足规范要求现状坝顶高程核算见下表：表1.5.3-1现状坝顶高程核算表项目符号单位大坝设计状况校核状况安全加高Am0.50.3安全超高ym1.2440.802最高静水位H0m107.52107.78计算坝顶高程Hm108.764108.582现状大坝坝顶高程为108.61～108.90m，部分坝段低于计算坝顶高程108.764m，所以坝顶高程不满足规范要求。（二）坝体渗漏坝体填筑质量差，渗透系数大，渗透坡降超过允许值，下游坡桩号0+080~0+220段、105.00m高程以下大面积散浸，无排水反滤设施，坝脚沼泽化，可能发生渗透破坏。（三）迎水坡护砌坍塌、损毁严重上游老砼护坡厚度薄，碳化、变形严重，且未护砌至坝顶，-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明坝坡风浪淘刷严重，危及大坝安全。（四）下游坡无排水体大坝下游坝坡杂草丛生，无排水体，浸润线逸出点较高，坝体有可能发生渗透破坏。（五）坝顶路面为土路面，凸凹不平，雨天难以通行。（六）坝体存在白蚁活动迹象，宜尽快处理（七）未设置渗流及沉降等观测设施、管理设施不完善。1.5.3.2工程设计（一）防渗加固处理工程经方案比较，坝体渗漏处理采用深层水泥土搅拌桩防渗墙，处理范围桩号0+000～0+308，全长308m，沿坝轴线布置，搅拌桩防渗墙顶部高程为108.70m，底部深入坝基低液限粘土顶部以下1.0m，搅拌桩直径为50cm，桩距40cm，桩与桩搭接长度10cm，水灰比1.5∶1，水泥土中水泥掺入比为12%。（二）上游护坡工程本次除险加固将上游砼护坡全部拆除，除险加固后上游护坡设计坡比1∶2.5，采用厚0.15m的C20砼护砌，其下铺筑0.15m厚的砂石垫层，由死水位103.20m护砌至坝顶。护坡分缝规格为3.0m×3.0m，缝中填塞无砂混凝土，缝下铺设30cm宽土工布。（三）坝顶路面1、除险加固后坝顶高程计算-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明表1.5.3.2-1除险加固坝顶高程核算表项目符号单位大坝设计状况校核状况计算风速Wm/s22.515等效风区长Dm300310波向线与坝法线夹角β°77平均波长Lmm6.0203.978平均波高hmm0.1960.129平均波浪爬高Rmm0.4100.2775%波浪爬高R5%m0.7540.510折减系数Kβ0.9860.986最终波浪爬高Rm0.7440.503安全加高Am0.50.3安全超高ym1.2440.803最高静水位H0m107.50107.75计算坝顶高程Hm108.744108.553根据上表计算结果，将坝顶高程加高到108.90m，水库可满足防洪标准要求。2、工程设计根据调洪计算成果，结合坝顶高程现状，除险加固后，设计坝顶高程108.90m，宽度为3.0m，均采用0.20m厚的C20砼路面浇筑，每5m设一道撗缝，下铺设10%水泥石屑稳定层，两侧采用设置C20砼路缘石，尺寸为0.15m×0.60m×1.0m，埋深0.40m，每隔50.0m预留排水口，排水口正对坝坡横向排水沟。（四）下游坝坡整修加固工程由于下游坡坝不规整，本次除险加固工程设计拟对下游坝坡按设计坡比进行整修。首先清除坝坡表面的有机质类土，平均清基厚0.50m，-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明清基完成后，重新回填，整平后达到设计坡比1∶2.5；下游坝坡回填土压实度要求达到0.96以上。回填密实后，统一铺设草皮护坡。（五）下游排水工程大坝下游坡设置纵横向排水沟。在下游坝脚处设置纵向排水沟1条，断面尺寸为0.40m×0.40m，采用C20砼浇筑，边墙厚为0.15m，底板厚0.15m。同时，沿坝轴线每隔50m设一条横向排水沟，坝体与山坡结合处设横向排水沟，断面尺寸为0.30m×0.30m，采用C20砼浇筑，边墙厚为0.15m，底板厚0.15m。（六）灌渠工程本工程拟将下游坡灌渠整修加固，均采用草皮护砌，上部灌渠底部设计高程104.40m，底宽1.0m，坡比1：1.5，下部灌渠底部设计高程103.40m，底宽1.0m，坡比1：1.5。（七）白蚁治理工程白蚁治理拟采取以下措施：（1）挖白蚁巢：挖出白蚁老巢，捕住蚁王蚁后、清除副巢、幼龄巢、对巢腔药物处理后，回填夯实；（2）药物灌浆：在大坝下游坡梅花状布孔，孔排距1m×1m，孔深1m～1.5m，孔径2.2cm，人工操作压进；（3）防蚁隔离带:在适当位置设置放蚁隔离带；（4）地表施药：在大坝下游坡、管理所、家属区使用喷雾器进行药物喷洒，彻底消灭白蚁；-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明（5）药饵诱杀：在大坝下游坡、管理所、家属区设置药饵诱杀。1.5.4溢洪道工程1.5.4.1存在问题溢洪道堰顶未护砌，出口为土渠，抗冲能力差，无消能设施，尾水渠底部坑洼不平，桩号0+052处，砖砌交通桥破损，已成危桥。1.5.4.2工程设计桩号0+044.35~0+050.05之间设置进口段，长5.7m，采用厚0.20m的C20砼护砌，下铺0.10m厚C10砼垫层，两侧设置M7.5浆砌石八字墙。桩号0+050.05~0+053.95之间设置控制段，堰顶高程为107.00m，宽4.2m，长3.9m，采用厚0.30m的C20砼护砌，下铺0.10m厚C10砼垫层。桩号0+050.05~0+053.95之间设置控制段，堰顶高程为107.00m，宽4.2m，长3.9m，采用厚0.30m的C20砼护砌，下铺0.10m厚C10砼垫层。桩号0+050.05~0+053.95之间设置尾水渠段，底部宽3.0m，设计坡比1:1000，两侧设计坡比1∶1.5，底部及两侧均采用草皮护砌。桩号0+052处，将原交通桥拆除，重建为钢筋砼交通桥，设计标准为公路—Ⅱ级折减，桥长5m，净跨4.2m，宽3.5m，桥面板采用C30钢筋砼现浇桥板，厚度0.30m，两侧设置C25钢筋砼栏杆，两端设置M7.5浆砌石桥台，桥台下设置0.5m厚C20砼基础。-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明1.5.5输水洞工程1.5.5.1存在问题输水洞主要存在以下问题：⑴进出口砌体破坏，砼碳化、剥蚀；⑵启闭机房破损，启闭操作困难，采光通风不便；⑶闸门及启闭设施均为70年代产品，均超期限使用，砼闸门漏水严重；⑷出口无消能设施。1.5.5.2工程设计该输水洞进口斜拉闸门形式，本次除险加固更换拉杆及启闭机等金属结构一套，重新浇注砼支墩，启闭机房拆除重建。配备QLS-I-3型手动螺杆式启闭机1台。设计引水流量0.3m3/s。出口新建C20砼出水池，两侧设置M7.5浆砌石八字墙。1.5.6工程观测在坝顶布置沉降及位移观测点2点，桩号0+100处设置水尺一组。1.5.7防汛路苏庄水库防汛路全长1.29km，现为土路面，坑洼不平，待主体工程结束后加以整修。-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明1.6电气和金属结构1.6.1电气设计本工程原无电气设备，输水洞增设启闭机为手动式，本次除险加固未新增其他电气设备，所以不再进行电气设计。1.6.2金属结构输水洞安装潜孔式平板无法兰铸铁检修闸门及工作闸门各一扇，配备QLS-I-3型手动螺杆式启闭机1台。1.7消防1.7.1消防总体设计方案本次除险加固在工程管理范围内，除工程本身之外，无其它重要建筑物。且各工程均较独立，与其它建筑物隔离。消防设计贯彻“预防为主，防消结合”和“确保重点，兼顾一般，便于运行管理、经济实用”的原则。本次消防设计的重点放在输水洞启闭机室，其次为管理房等场所。对其余非可燃材料构筑的水工建筑物及生活区，以预防为主，不再增置消防设施。1.7.2火灾危险性分类几耐火等级输水洞及进口铸铁闸门采用手动启闭机控制，无电气控制装置，其火灾危险性类别属戊类，因此启闭机室火灾危险性类别属三级防火等级标准设计。-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明管理房为民用建筑物，应按《建筑设计防火规范》要求设防。火灾危险性类别属丁类，按三级防火等级标准设计。1.7.3主要场所的消防设计输水洞进口控制室无电气控制设备。操纵室均为独立建筑物，不受其它建筑物影响。根据消防设计规范，结合该工程的特点及重要性，控制室消防以预防为主，仅各增设干粉灭火器2台。管理房主要为管理人员居住场所，无重要设备，根据水库实际状况，日常消防以预防为主，增设干粉灭火器2台即可。1.8施工1.8.1施工条件苏庄水库由乡村道路与外界相连，交通较为便利。大坝附近供电线路设施完好，施工用电较为方便。施工用水直接用潜水泵从水库取得。本次除险加固工程任务包括：（1）水库除险加固防洪标准按10年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核；（2）大坝：坝体、坝基渗透稳定分析及加固设计，上游砼护坡拆除重建，坝顶路面工程，下游坝坡整修、草皮护坡及增设排水体，白蚁治理，增设观测设备；（3）溢洪道：堰顶护砌，尾水渠开挖整修，原交通桥拆除重建；-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明（4）输水洞更新改造进出口；（5）有关闸门金属结构增置更新；（6）管理设施改善。1.8.2施工导流1.8.2.1导流标准根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252－2000)，苏庄水库除险加固工程主要建筑物等级为5级，临时性水工建筑物级别为5级，临时性水工建筑物土石结构所采用的洪水标准为5～10年一遇，本次除险加固工程导流及围堰采用枯水期5年一遇标准。1.8.2.2施工导流为保证除险加固工程安全施工和度汛，施工导流分两个时段进行。第一时段为2011年11月至次年1月，安排输水洞工程施工，水下部分1月底完成，10月中旬利用原输水洞将库水位降至死水位103.20m高程处，采用打围堰的方式确保工程安全施工。第二时段为2012年2月至4月，安排溢洪道工程施工，可由已建成的输水洞导流。1.8.2.3围堰顶部高程①输水洞及大坝护坡输水洞施工围堰布置在进口处，起调水位为103.20m，相应库容1.3万m3，11月～次年1月的5年一遇最大洪量为2.5万m3，不考虑蒸发渗漏损失，1月末水库最高静水位为104.20m，加上风浪爬高0.3m、安全加高0.3m，确定围堰顶部高程为104.80m。②溢洪道-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明溢洪道工程施工时，起调水位拟定为104.80m，输水洞自由泄流，进行调洪计算，水库最高静水位为105.30m，加上风浪爬高0.4m、安全加高0.3m，围堰顶部高程为106.00m，低于溢洪道最低施工高程107.00m，因此不需要修筑围堰。1.8.3料场的选择砂：砂料可到县城小潢河砂场购买，各种级配砂料齐全，砂质优良、纯净，颗粒级配良好。运距约10km。石料：可到平桥区城购买,材质优良运距约10km。经在该料场取样进行有关测试：该料场岩性主要为弱风化的花岗岩,岩石抗压强度为22.22~37.50Mpa，软化系数0.80，岩石矿物成份中不含中酸性二氧化硅的火山玻璃、微晶隐晶质石英、磷石英、方解石等矿物成份。初步判定：当用该花岗岩做建筑砌体和混凝土骨料，石材质均不具有碱活性。水泥与其它建材采购于县城，运距约10km。材料货源充足，均可保证工程用量。1.8.4主体工程施工1.8.4.1深层搅拌桩防渗墙工程深层搅拌桩防渗墙是采用单轴、多轴深搅拌机施工。其原理是用深搅拌机钻孔至预定深度，向孔中注入水泥浆液，用螺旋型钻机进行搅拌，尽量使土体和水泥浆强制拌合均匀而凝固，形成水泥土柱，互相搭接成墙，-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明起到防渗作用。本工程采用深层搅拌桩机配以直径为500mm的钻头钻具进行实施，单排桩，桩与桩之间的搭接长度100mm，水泥土中水灰比1.5∶1，水泥参入度为12%，采用自下而上灌浆法灌注水泥粘土浆。灌浆孔钻入坝基低液限粘土以下1.0m。1.8.4.2砌石工程所用石料应质地坚硬，强度等级不低于MU30，厚度30cm～40cm，无风化剥落和裂隙。浆砌石应采用座浆法砌筑，石料要符合质量规范要求，逐块卧砌座浆，使砂浆饱满；避免出现干缝、通缝、空隙和孔洞。1.8.4.3混凝土工程采用机械拌和、振捣，人工架子车运输。混凝土浇筑应避开高温季节，若实在避不开，应采取适当的温控措施；要做好工作缝及止水伸缩缝。施工中应严格按设计标准和规范要求，对材料的质量、规格、混凝土配合比及混凝土的拌和、运输、浇筑、养护等环节进行严格监督控制。1.8.4.4房屋工程用MU10以上机砖，M7.5混合砂浆砌筑，墙面平整，砖砌体、现浇钢筋混凝土梁和屋面按照有关建筑施工规范要求进行施工。1.8.4.5金属结构安装各闸的电气设备购进后，应按订货合同和明细表及时进行验收设备质量和数量规格，并满足以下要求：①包装及密封良好；②规格应符合设计要求，-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明附件、备件齐全；③产品的技术文件齐全。验收合格后连同技术资料、专用工具等，分类存放、保管，不得随便乱放。与电气安装有关的建筑物、构筑物的建筑工程质量，应符合国家现行的建筑工程施工及验收规范的有关规定，安装时要严格按照设计要求及安装规范的要求进行安装调试。1.8.5施工交通运输苏庄水库由乡村道路与外界相连，交通较为便利，外来材料可通过潢光路运送至工地，该部分路面为砼结构，长1400m，宽3.5m，强度级别较低，施工时载重车辆可能破坏路面，施工完毕后，拟将破坏的砼路面加以修复，计需740m2。大坝坝顶可通行，连接各输水洞及溢洪道，与各施工点的运输较为方便，施工时再根据需要修筑场内临时道路与坝顶相连，能满足场内交通运输的要求。施工仓库、混凝土拌和站及砂石料场均布置在大坝下游左右两侧，沿坝脚修筑1条施工道路，长389m。1.8.6施工工厂设施结合建筑物位置、浇筑强度、运输、工程特点和场地情况，混凝土拌和系统分散布置。在工地设1个固定的混凝土拌和点，配备0.4m3搅拌机1台，该系统计划布置在坝体下游右侧平地上，提供大坝、溢洪道、输水洞用成品混凝土。混凝土拌和统主要设备除搅拌机以外，-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明尚需设置成品骨料堆放场、水泥库、骨料水泥等输送系统。由于各主体工程施工工期及强度不一致，故各拌和站设备可以相互调配使用。施工用风：混凝土浇筑工作缝的冲毛、金属结构的喷锌防腐均需要使用压缩空气。根据用风需要，设置移动式6m3/min风（砂）水枪2台，根据实际用风需要灵活使用。施工用水：施工供水直接利用库水或闸前水，需配备潜水泵2台。为便于施工，计划配IS80-65-125型离心泵1台，50QW18-15潜污泵1台，以利施工供、排水之用。施工用电：电灌站处有供电线路，能够满足施工需要。鉴于水库管理区供电状况，需配置30kW柴油备用发电机组一套。施工通讯：为施工联系的方便，主要管理人员和技术人员另配移动电话2部。照明：施工区设置事故照明灯8套，应急灯2盏。1.8.7施工总布置施工用房：施工管理及生活区主要是施工单位生活营地及施工项目经理部等，原水库管理所房屋无法满足施工队伍和施工管理人员住房的需要，需在大坝下游建临时房屋300m2。施工临时道路：施工区内需修建临时施工道路1条，总长0.38km。路面结构形式为砂石路面。骨料堆场及混凝土拌和系统：工程所需混凝土骨料都是外购获得，在工地不设砂石料加工系统，只设骨料堆放场，根据各工程区混凝土使用量和强度分散设置拌和系统，配备0.4m3混凝土搅拌机，-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明向各料点供应混凝土成品料。混凝土拌和系统与骨料堆放场相邻，各骨料堆放场按5天容量设计，经概算，拌和站建筑面积各需约45m2，总占地面积各90m2。取土区：可在大坝右坝头附近岗地上取土。取土场地现为岗地，取土后不影响农业复耕。施工仓库：“三材”临时仓库总建筑面积为150m2。备料场：工程块石备料场200m2。弃渣场：弃渣场选定在距工程区1.0km处山凹处。1.8.8施工总进度根据工程特点、规模、建设条件，工程计划于2011年11月开工，2012年6月结束，总工期为8个月，分两个年度实施。1.9工程占地由于本次设计为水库除险加固，水库规模未改变，不形成新的移民，故不涉及水库淹没处理事项。根据工程需要，本次除险加固工程共需临时占地7.4亩，占地费用按国家有关规定给予补偿。1.10环境保护遵照《建设项目环境保护设计规定》等国家有关法律法规的要求，开展苏庄水库除险加固工程环境保护设计，-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明主要包括以下内容：（1）建生产废水处理池，对废水进行初级处理。（2）施工过程中防止空气污染和噪声污染，对污染源进行控制，加强劳动保护。（3）施工人员生活垃圾处理。（4）施工期间进行水质监测。环境保护静态总投资共2.27万元。1.11水土保持设计工程水土流失的防治分区总体上分为主体工程区、弃料区和临时工程堆土防治区等区域。在水土流失防治措施布局上，以工程措施为主，辅以植物措施。新增水土保持静态总投资2.55万元。1.12工程管理1.12.1管理机构苏庄水库管理机构现为平桥区付店镇农业发展中心，拟成立苏庄水库管理所，隶属于平桥区水利局，担负水库的管理工作，主要负责水库大坝及有关设施的日常管理、维护及观测等。苏庄水库为小（2）型水库，管理单位岗位定员级别为5级。待除险加固完成后水库工程管理岗位定员应以地方水管体制改革定编的定员来确定。1.12.2工程管理及保护范围根据工程规划成果，同时，-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明依据《土地法》、《水利工程管理条例》等法律法规规定，水库工程管理范围包括工程区和生产、生活区。工程区管理范围包括：整个库区、水库主体建筑物及两侧各30m范围以内、距下游坝脚50m范围以内的土地及管理设施等。水库下游有水库下游有0.11万人，因此水库的防洪安全地位极其重要，1.12.3主要管理设施水库目前无管理房，无防汛仓库。拟重建管理房50m2。1.12.4工程管理运用苏庄水库调度运用方式：起调水位107.00m，水位高于107.00m时，自由泄洪。1.13设计概算1.13.1编制依据及工程量概算编制采用的价格水平为2011年第2季度，采用的定额、费用标准及有关规定：豫水建[2006]52号文《设计概（估）算编制规定》；豫水建[2006]52号文《建筑工程概算定额》（上、下册）；豫水建[2006]52号文《施工机械台时费定额》；水总（2002）116号文《水利工程设计概（估）算编制规定》；豫水建[2006]52号文《设备安装工程概（预）算补充定额》；水总（2002）116号文《水利水电设备安装工程概算定额》；水利部《水利水电工程设计工程量计算规定》（SL328-2005）；水总[2003]67号文《水土保持工程概（估）算编制规定》；《水利工程环境保护设计概（估）算编制规定》。-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明本次除险加固工程计需：土方开挖17053m3，土方填筑7535m3，砌(抛)石1478m3，砼及钢筋砼3055m3，模板4276m2，钢筋18.3t。需用材料分别为：水泥2230t，钢材19.59t，木材7.20m3，油料25.1t，砂子3454m3，碎石6416m3，块石1666m3；需用总工时174299个。1.13.2工程投资工程概算总投资320.14万元。计划总工期8个月。工程计划1个年度完成。1.14经济评价苏庄水库除险加固工程的经济评价按规范中“改、扩建水利建设项目的经济评价”进行，采用有无该项目的增量费用和增量效益进行分析。苏庄水库除险加固工程只进行国民经济评价不进行财务评价。经计算，国民经济净现值（ENPV）为467.09万元，大于0；经济效益费用比为1.22，大于1；经济内部收益率(EICR)为16.5%，大于社会折现率12%，投资回收年限为7.74年。因此，该工程除险加固方案切实可行，工程防洪、灌溉等综合效益显著。1.15节能设计a)供配电系统的节能设计：合理选择变压器的容量和台数，实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明b)减少线路损耗。c)提高供配电系统的功率因数。d)照明的节能设计：在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，力求减少照明系统中光能的损失，从而最大限度的利用光能。综上所述，该项目技术上可行，经济上合理，建议尽快进行除险加固，充分发挥工程应有效益。1.16劳动安全与工业卫生设计1.16.1劳动安全防范措施工程防火设计时，首先按防火规范确定建筑物防火等级。本枢纽工程输水洞启闭机控制室耐火等级为三级。根据火灾发生的危险性程度划分火灾危险性类别，控制室等主要生产建筑物或构筑物为丙级，其余建筑物或构筑物为丁级以下（含丁级）。为了严防火灾发生，除采取消防工程措施外，还需加强消防教育，不得在控制室内采取明火取暖方式。工程消防措施见工程消防设计。控制室内的机械设备运行满足防护安全距离要求。机械设备防护罩和防护屏的安全要求，符合有关标准的规定。所有机械设备选型时，均选用安全性能可靠的合格产品，防止人员意外伤亡事故的发生。对坠落高度在2.0m以上的工作平台、人行通道，各种孔洞、坑、闸门门槽等处，-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明在坠落面设置固定式防护栏杆。防止工作人员不慎坠落伤亡1.16.2工业卫生要求合理布置噪声源，降低噪声对人耳危害，减少工业噪声对值班人员的听力伤害。启闭机设备选型时，要求制造商提供设备噪声水平不超过82dB(A)，以降低工作环境噪声水平。办公场所的空调器、风扇等设备选用噪声水平较低的设备。对个别噪声或振动达不到设计要求的设备，在安装的同时，要求厂家采取措施，将振动和噪声水平控制在规定范围内。机械制动装置投入运行时，会产生尘埃。为此，厂房地面可采用无辐射的耐磨材料进行装修以防止粉尘产生。发生人员电气伤害、中毒、机械或坠落伤害等人身伤亡事故时，要采取紧急措施，抢救伤员。如人员意外受到电气伤害，应先拉闸后抢救；发生中毒，则应立即抬出房间，由医务人员采取抢救措施；对业已休克的病人，应立即实施人工呼吸尽最大努力帮病人恢复呼吸功能。如发生火灾，消防人员及安全人员应立即组织人员从安全门紧急撤退，消防人员则立即组织救火。对所有负伤人员，医务室要及时组织抢救，必要时，与有关医院取得联系，请求医院帮助。-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明表1.1-1苏庄水库工程特性表序号及名称单位数量备注现状设计一、水文1、流域面积坝址以上km20.610.612、多年平均径流量万m325.025.03、代表性流量m3/s正常运用（设计）洪水标准P(%)1010及流量m3/s10.8非常运用（校核）洪水标准P(%)22及流量m3/s17.0施工导流标准P(%)20及流量m3/s4、洪量设计洪水洪量万m39.64校核洪水洪量万m316.22二、水库1、流域面积km20.610.61校核洪水位m107.78107.75设计洪水位m107.52107.50正常蓄水位m107.00107.00汛期限制水位m107.00107.00死水位m103.20103.202、正常蓄水位时水库面积km23、水库库容总库容万m327.026.6正常蓄水位以下库容万m318.018.0调洪库容万m39.08.6兴利库容万m316.716.7死库容万m31.31.3-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明续表1.1-1苏庄水库工程特性表序号及名称单位数量备注现状设计三、工程效益指标1、防洪标准P(%)22保护面积万亩2、灌溉效益灌溉面积万亩0.40.21保证率（P%）%最大引水流量m3/s0.30.3四、工程永久占地亩五、主要建筑物及设备1、大坝型式均质土坝均质土坝地基特性低液限粘土低液限粘土地震基本烈度/设防烈度Ⅵ/ⅥⅥ/Ⅵ坝顶高程m108.61~108.900108.90最大坝高m8.08.0主顶长度m308308坝顶宽度m3.03.02、溢洪道型式开敞式开敞式地基特性低液限粘土低液限粘土堰顶高程m107.00107.00渠底净宽m8.08.0最大泄量m3/s3.704.3消能方式无底流3、输水洞型式砼管砼管地基特性低液限粘土低液限粘土洞身尺寸mφ400φ400进口底部高程m103.20103.10出口底部高程m103.20103.10洞身总长m21.021.0最大泄量m3/s0.30.3消能方式无底流消能启闭型式斜拉闸门斜拉闸门-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明续表1.1-1苏庄水库工程特性表序号及名称单位数量备注现状设计六、施工1、主体工程量明挖土方m317053填筑土方m37535浆（干）砌石方m31478砼和钢筋砼m330552、主要建筑材料木材m37.2水泥t2230钢材t19.53、所需劳动力总工时工时174299平均上工人数人76高峰工人数人1234、施工临时房屋m25005、施工动力来源供电方式网电6、对外交通（公路）距离km0.57、施工导流（方式、型式、规模）输水洞承担8、施工占地亩15.419、总工期a0.66七、经济指标1、静态总投资万元615.32建筑工程万元349.59金属设备及机电安装工程万元7.63临时工程万元50.31独立费用万元177.63基本预备费万元29.3水保和环境费用万元4.822、综合经济指标水库单位库容投资元/m34.97经济内部收益率%16.5国民经济净现值万元97.25经济效益费用比1.22投资回收年限a6.57含建设期-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告综合说明-49-信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告水文2水文2.1流域概况苏庄水库位于信阳市平桥区长台乡徐堂村，位于十字江支沟上，是一座以防洪、灌溉为主，结合水产养殖等综合利用的小⑵型水库，坝址以上流域面积0.61km2，河道长度1.21km，比降0.0161。2.2气象流域属亚热带季风性气候区，多年平均气温15.1℃，无霜期221.4天，多年平均日照时数为2178.9小时，日照率49.1%。多年平均降水量1100mm，年雨量分布不均，在季节分配上，4至9月份降水量为全年的75%，其中尤以7月份最多。2.3水文基本资料通过万分之一航测图量算水库的流域面积、河道长度、河底比降，复核结果与以往水文复核的特征值结果相同，即：流域面积F=0.61km2，河道长度L=1.21km，河底平均比降J=0.0161。2.4多年径流量苏庄水库因无水文测站，没有水位及出库流量观测数据，-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告水文无法直接计算其年径流量成果。故本次采用等值线图法估算天然年径流。多年平均年径流深R查《河南省水资源》（河南省水资源编纂委员会，2007年）附图之河南省多年平均年径流深等值线图，Cv和Cs/Cv查《河南省地表水资源》（河南省水文总站，1984年）附图之河南省年径流变差系数Cv等值线图及河南省年径流Cs/Cv分区图。苏庄水库天然年径流量采用下式计算：W=0.1×F×R式中：—天然年径流量，万m3；—多年平均年径流深，mm；—流域面积，km2。流域的多年平均年径流深为400mm，Cv为0.54，Cs/Cv=2.0。苏庄水库天然年径流统计参数和设计成果见表2.4-1。表2.4-1苏庄水库设计天然年径流计算成果表单位：万m3均值CvCs/Cv频率P（%）2050759025.00.6236.022.314.08.82.5泥沙苏庄水库无泥沙观测资料，查《河南省水资源》（河南省水资源编纂委员会，2007年）附图，水库悬移质多年平均年输沙模数约300t/km2/a。综合悬移质、推移质泥沙和岸崩三者需要的淤积库容由下式计算：-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告水文式中：V—淤积库容，m3；T—淤积年限，水库已运行36年，取36a；G—多年平均悬移质输沙量，G=FS0，S0取300t/km2/a；F—集水面积，0.61km2；γ—泥沙的容重，一般用1.3t/m3；E—为推移质和岸崩二者占悬移质泥沙的百分比，一般用15%～30%，本水库位于丘陵区可用较大数值，取30%。各参数代入后求得多年平均输沙量为183m3，已淤积库容V为0.6万m3，小于原规划死库容1.3万m3。2.6设计洪水由于库区无实测资料，计算依据采用《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》（河南省水利勘测设计院，1984年，以下简称《84图集》）和《河南省暴雨参数图集》（河南省水文水资源局编制，2005年，以下简称《05图集》）分别计算。2.6.1暴雨洪水特性洪水主要由暴雨形成，洪水期一般从5月份开始，至9月份结束。较大洪峰多出现在6、7、8月。洪水暴涨暴落，具有明显山溪性河流特性，洪峰多为单峰，较大洪水持续时间一般为24小时左右。2.6.2设计面雨量查《84图集》10min、1、6、24小时点雨量值、相应时段的变差系数Cv和相应频率的模比系数Kp-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告水文（Cs=3.5Cv），并计算各频率的设计面雨量值(流域面积小于50km2，点面折减系数为1，面雨量等于点雨量)，见表2.6.2-1。表2.6.2—1年最大1、6、24小时设计面雨量表（《84图集》）时段t(mm)CvCs=3.5Cv1/101/201/301/50KpHtpKpHtpKpHtpKpHtp10min17.50.371.526.31.7129.91.8332.01.9934.81h450.481.6473.81.9587.82.1295.32.35105.86h840.541.71143.62.07173.92.27190.82.55214.224h1250.541.71213.82.07258.82.27283.92.55318.8查《05图集》计算各频率的设计面雨量值，见表2.6.2—2。表2.6.2—2年最大1、6、24小时设计面雨量表（《05图集》）时段t(mm)CvCs=3.5Cv1/101/201/301/50KpHtpKpHtpKpHtpKpHtp10min180.341.4626.31.6529.71.7331.11.8934.01h460.441.5973.11.8685.62.0192.32.21101.76h800.551.72137.62.1168.02.30184.12.58206.424h1200.551.72206.42.1252.02.30276.12.58309.6比较上面两个表可知：1小时设计面雨量，采用《84图集》的暴雨参数比采用《05图集》的暴雨参数所计算的数值大22%～27%；6小时设计面雨量，大11%～15%；24小时设计面雨量，大6%。经分析，本次复核采用按《84图集》查取的暴雨参数所计算的成果。—设计暴雨递减指数：;;-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告水文—设计各频率10min、1、6、24小时点雨量，mm；α—相应的点面折减系数，这里为1；计算见下表：表2.6.2-3各频率暴雨递减指数时段t(h)项目1/101/201/301/50<10.4230.4000.3900.3801～60.6280.6180.6130.6066～240.7130.7130.7130.7132.6.3设计净雨降雨径流关系线选用《84图集》“河南省山区丘陵地区降雨径流关系曲线图”Ⅰ号线，降雨最大初损值Imax=50mm。由各频率24小时暴雨查《84图集》次降雨径流关系得24小时净雨深R24，P为24小时设计雨量，Pa为设计前期影响雨量，50年一遇以上暴雨，30年一遇，10～20年一遇。依据《84图集》表⑶各频率6小时净雨深由计算，、为同频率设计年最大6、24小时雨量。计算结果见表2.6.3。表2.6.324小时设计净雨计算表（单位：mm）频率1/101/201/301/50P213.8258.8283.9318.8Pa33.333.34050P+Pa247.1292.1323.9368.8-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告水文R24158.0194.6224.2265.9R6106.2130.8150.7178.72.6.4设计洪水2.6.4.1设计洪量24小时设计洪量采用下式计算：—24小时净雨深，mm；—区间流域面积，km2。列表计算如表2.6.4-1∶表2.6.4-1各频率24小时设计洪量频率P项目1/101/201/301/50W24(万m3)9.6411.8713.6816.222.6.4.2设计洪峰流量用推理公式计算洪峰流量，基本公式为：，式中：—设计洪峰流量，m3/s；—洪峰径流系数；—洪峰汇流时间，h；-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告水文—流域面积，km2；—干流长度，km；—的平均比降；—设计最大1小时雨量平均强度，即设计频率1小时面雨量，mm；—设计暴雨递减指数，当小时n=n2，小时n=n3，计算公式及结果如下：;—设计各频率1、6、24小时点雨量，mm；α—相应的点面折减系数，这里为1；—平均入渗率，取3mm/h；—汇流参数，根据公式，求出。将三个基本公式联立转换成方程：为最大1小时净雨平均强度。计算过程如表2.6.4-2。表2.6.4-2推理公式法计算洪峰流量频率P项目1/101/201/301/50θ5.425.425.425.42m0.630.630.630.63-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告水文μ3333S73.887.895.3105.8n0.6280.6180.6130.606τ01.151.091.071.03S"70.5284.5892.19102.69τ1.171.101.081.04ψ0.9550.9640.9670.971Qm10.813.514.917.02.6.4.3洪水过程线采用概化过程线叠加方法推求洪水过程线。依据《84图集》表（3）24小时净雨时程分配表，以n2p、n3p为参数对24小时净雨概化时程进行分配，见表2.6.4-3。表2.6.4-324小时净雨概化时程分配表时段(h)R6分配(%)R24-R6分配(%)1/101/201/301/50700.000.000.000.00863.113.834.415.239105.186.387.358.7210126.227.668.8210.4711126.227.668.8210.471277.439.1510.5512.511377.439.1510.5512.51141515.9319.6222.6026.81155457.3470.6281.3696.50161010.6213.0815.0717.871777.439.1510.5512.5118168.2910.2111.7713.96-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告水文19126.227.668.8210.4720105.186.387.358.7221105.186.387.358.722263.113.834.415.232363.113.834.415.232400.000.000.000.00合计100100158.0194.6224.2265.9备注R6106.2130.8150.7178.7R24-R651.863.873.587.2将上表各频率净雨过程按τ时段进行分配成净雨平均强度并绘图（图2-1上半部分），以各个τ时段的净雨平均强度计算各次峰的洪峰流量，然后对应于净雨过程绘制底宽为2τ、顶高为Qi(主峰的顶高为Qm)的等腰三角形，连接三角形顶高形成24小时洪水过程线（图2-1下半部分），在此基础上放大并调整各频率过程线（主峰的顶高不变），量算过程线包含的洪量，使其与各频率设计洪量相等，查出各时段对应的洪峰流量值，形成洪水过程，结果见表2.6.4-4，过程线见图2-2。表2.6.4-4设计洪水过程线时段1/101/201/301/5070.00.00.00.080.50.60.70.8-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告水文90.80.91.11.3100.91.11.31.6111.01.21.41.7121.11.31.61.9131.31.61.92.3142.32.83.44.11510.813.514.917.0162.32.83.34.1171.31.51.82.2181.01.31.51.8190.91.11.31.6200.81.01.11.4210.70.91.01.3220.60.70.91.0230.50.60.70.8240.20.30.30.4图2-2洪水过程线2.6.4.4设计洪水成果-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告水文设计洪水计算结果如下：表2.6.4-5洪水计算结果表频率P项目1/101/201/301/50W24(万m3)9.6411.8713.6816.22Qm(m3/s)10.813.514.917.02.7施工期洪水根据苏庄水库暴雨洪水特性及施工导流要求，枯水期设计洪水拟定：设计标准为P=20%。大坝护坡工程和输水洞工程施工安排在2011年11月至次年1月。溢洪道工程施工安排在2012年2月至4月，由已建成的输水洞导流。第一个施工期没有条件导流，因此考虑将这三个月的入库洪水全部拦蓄，需修建围堰。由于库区无实测入库水量资料，参考邻近南湾水库非汛期资料进行计算，南湾水库有1952～2002年共51年入库资料。经计算，南湾水库11月至次年1月份平均入库水量为2861万m3，年平均入库水量为41000万m3，11月至次年1月份入库水量占年入库水量的7%；根据章节2.4，本水库5年一遇年径流量为36.0万m3，移用南湾水库11月至次年1月份入库水量占年入库水量的百分比，可求出本水库11月至次年1月份5年一遇入库水量为2.5万m3。溢洪道工程安排在2～4月份施工。统计历年2月至4月的年最大日降水量，并用经验方式转换为最大24h降水量，算得24h雨量均值为-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告水文51.5mm，用P-Ⅲ型频率曲线适线，采用Cv=0.63，Cs=3.5Cv，5年一遇施工期最大24h雨量为70mm，前期降雨pa采用25mm，净雨R24=33.2mm，计算得5年一遇最大24h洪量为2万m3。汛期5年一遇最大24h洪量为7.02万m3，洪峰流量8.2m3/s。以洪量控制同比例缩小汛期5年一遇的洪水过程线，5年一遇施工期最大24h洪量仍为2万m3，洪峰流量为2.3m3/s。-49- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告工程地质3工程地质3.1概述苏庄水库位于平桥区付店镇刘楼村，处在淮河水系，潢河支流上，是一座以防洪、灌溉为主，结合水产养殖等综合利用的小（2）型水库，水库控制流域面积0.61km2。水库建成于1975年3月。安全评价：防洪标准采用10年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核，调洪成果为：设计水位107.52m，相应库容23.6万m3；校核水位107.78m，相应库容27.0万m3；水库起调水位107.00m，兴利水位107.00m，相应库容18.0万m3；死水位103.20m，死库容1.3万m3。主要建筑物有大坝、溢洪道、输水洞等。本次初步设计，我院编制完成了《信阳市苏庄水库除险加固初步设计阶段工程地质勘察报告》(以下简称《工程地质勘察报告》)。勘察完成的工作量见表3.1。工程地质勘察钻孔平面布置图见图3.1。表3.1完成勘察工作量统计一览表项目类别单位数量(m)项目类别单位数量钻孔孔9钻探总进尺m99.50标准贯入试验次23取原状土样组12注水试验段9钻孔粘土回填m100.00试坑土方回填m33.1绘制坝址区综合工程地质图张1绘制工程地质剖面图张4-176- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告工程地质图3.1工程地质勘察钻孔平面布置图-176- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告工程地质3.2水库区工程地质条件3.2.1地形地貌苏庄水库库区及坝址区地貌上属大别山山前倾斜平原，地面高程在54.20m～64.40m之间，相对高差约10m左右，坡度平缓。3.2.2地层岩性库区地层主要为第四系全新统(Q4)及上更新统(Q3)冲洪积低液限粘土组成。第四系全新统：为近代冲洪积物，黄色～灰褐色、灰色，湿，土的状态为可塑状态，局部为软塑状态。沟谷处该层稍厚，表层土质含水量较大，土质稍差，两岸该层稍薄，土质较好。第四系上更新统：黄色～黄褐色，稍湿，土的状态为可塑～硬塑状态，含铁锰质结核，断面上有灰色网纹，该层土区内分布广，主要分布在岗地及坝基下伏。3.2.3区域地质构造库区位置在区域构造单元划分上属三级构造单元之西峡-南湾地向斜褶皱束（Ⅱ14），以水库大坝为中心80km范围内的大断裂南有桐柏～商城深断裂，北有信阳～梅山深断裂，两条断裂呈北西西向平行展布，是二级构造单元界线。在库区调查范围内未发现通往库外大的断裂构造带及新构造运动的迹象。区域构造稳定性较好。-176- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告工程地质3.2.4水库地震根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），工程区内地震动峰值加速度为0.05g，设计特征周期为0.35s。场地地震烈度相当于Ⅵ度。3.2.5水文地质库区水文地质条件简单，沟谷处全新统低液限粘土内含少量地下水，主要接受大气降雨水入渗补给，通过沟谷向水库排泄。坝址区地下水类型为粘土裂隙水，受库水和大气降水补给，向下游排泄。勘察时取水库水样1组，做水质检分析，有实验成果可知：库水无色、无味、化学类型：“SO4-HCO3-Mg-Na-Ca”型水矿化度191.52mg/L，为淡水；PH值7.3属中性水，总硬度6.72H°为软水；侵蚀性CO2为0按照《水利水电工程地质勘查规范》（附录G）进行评价，判断工程场区库水对砼无腐蚀性。3.2.6库区工程地质及评价库区地层主要为第四系全新统及更新统冲洪积低液限粘土，岩土单一，厚度较大，无断裂构造带及洞穴通往库外；经水库多年运行来看，未发现库区库区渗漏现象，故不存在库区渗。库区地貌上属大别山山前平原，相对高差小，坡度平缓。地层主要为第四系全新统及更新统冲洪积低液限粘土，岩土单一，大部分为耕地，受人工活动和雨水冲刷的影响，有少量松散冲积物淤积库内，但对库容影响不大。-176- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告工程地质3.3枢纽区工程地质条件3.3.1大坝工程地质及评价该水库大坝为均质土坝，通过对坝体填土（低液限粘土为主）取样进行击实试验，取坝体填土做击实试验，最大干密度为1.70g/cm3。干密度设计值为1.70×0.96＝1.63g/cm3。将干密度1.63g/cm3作为填土质量评定依据。该坝取填土6组,测试干密度ρd范围值1.51～1.63g/cm3，其中ρd≥1.63g/cm3的为2组。依据本次勘察结果，叙述如下：(1)坝体填土：为人工堆积而成，主要为低液限粘土，黄褐色，黄色，灰褐色，湿，土呈可塑状,填筑不均。标准贯入试验7～8击不等,干密度试验6组，范围值为1.51～1.63g/cm3；均一性较差。其中大于等于1.63g/cm3的为2组，占33%。说明坝体填土碾压质量差。由室内试验成果并结合现场勘察，坝体填土材料以低液限粘土为主，夹灰色耕植土，填土较杂乱，填土厚度不均一，施工压实不均匀，钻进过程中缩径严重，填筑质量较差。(2)低液限粘土(原状土)：灰褐色，黄褐色～黄色，稍湿，土的状态为可塑～硬塑状态，标准贯入试验13～14击不等，含铁锰质结核，断面上有灰色网纹，主要分布在坝基下伏及两坝肩处。干密度试验6组，范围值为1.50～1.68g/cm3；平均值1.63g/cm3。是坝基下伏抗渗漏性较好的粘性土。大坝分上部填筑土和下伏低液限粘土(原状土)两部分进行渗透性评价：(1)坝体填筑土室外注水试验渗透系数k=2.59×10-4cm/s～6.7×10-4cm/s，平均4.33×10-4cm/s，-176- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告工程地质属中等透水性；室内渗水试验渗透系数k=3.62×10-4cm/s～4.32×10-4cm/s，平均3.97×10-4cm/s；属中等透水性。(2)低液限粘土(原状土)土室外注水试验渗透系数k=4.58×10-7cm/s～5.58×10-7cm/s，平均5.1×10-7cm/s，属极微透水性；室内渗水试验渗透系数k=3.78×10-7cm/s～5.5×10-7cm/s，平均4.65×10-7cm/s，属极微透水性。由上可以看出，钻孔注水试验和室内渗透试验基本一致，坝体施工质量不均一，松密差异较大，对大坝的渗透稳定性有一定的影响。下游坝脚部分呈沼泽化；下游坡桩号0+030～0+780段105.00m高程以下大面积散浸。坝体填土物理力学指标建议值表见表3.3.1-1各土岩体土工试验成果见表3.3.1-2。表3.3.1-1坝体填土物理力学指标建议值表含水量(%)密度(g/cm3)干密度(g/cm3)孔隙比液限(%)塑限(%)压缩系数(MPa)压缩模量(MPa)饱和快剪饱和固结快剪凝聚力(Kpa)内摩擦角(度)凝聚力(Kpa)内摩擦角(度)24.51.971.580.69537.919.40.189.882510.722183.3.2溢洪道工程地质及评价为开敞式土渠，岩性较单一，主要为第四系全新统及上更新统冲洪积低液限粘土。土呈可塑状，粘塑性强,工程地质条件较好。标准贯入试验13～14击,承载力特征值fak=150kpa。3.3.3输水洞工程地质及评价据勘查，、2#输水洞基础座落在抗渗性能较好的低液限粘土（Q3）层上，土层较厚，土质密硬，是较好持力层，其承载力特征值fak=150kpa。从目前输水洞存在的问题来看，不是工程地质方面的原因，-176- 信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计报告工程地质皆由建筑物本身造成。3.3.4交通桥工程地质及评价该处主要为第四系全新统及上更新统冲洪积低液限粘土。土呈可塑状，粘塑性强,工程地质条件较好。标准贯入试验13～14击,承载力特征值fak=180kpa。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告(送审本)工程地质表3.3.1-2土工试验成果表孔号土号取土深度(m)含水量W(%)密度ρ(g/cm3)干密度ρd(g/cm3)土粒比重Gs孔隙比e液限WL(%)塑限Wp(%)塑性指数Ip土名压缩系数(MPa-1)压缩模量(MPa)饱和快剪饱和固结快剪Sr饱和度(%)渗透系数k20cm/s摩擦角。凝聚力Kpa摩擦角。凝聚力KpaZK-212.0-2.223.62.021.632.710.65832.018.313.7坝体填土0.13512.2716.92597.23.62×10-4ZK-223.4-3.629.31.951.5139.019.519.5坝体填土2.118ZK-234.7-4.924.91.981.592.710.70935.219.415.8坝体填土0.2287.4920.32695.2ZK-312.5-2.721.11.971.632.720.67238.418.619.8坝体填土85.4ZK-323.6-3.824.41.951.572.730.74245.221.523.7坝体填土89.84.32×10-4ZK-334.4-4.623.91.941.5737.619.018.6坝体填土13.155ZK-418.2-8.421.12.041.682.730.62143.821.422.4低液限粘土0.07721.0517.66792.8ZK-429.0-9.222.52.021.652.7239.321.517.8低液限粘土0.07920.8394.23.78×10-7ZK-439.8-10.023.81.971.592.730.71642.821.821.0低液限粘土0.15211.3018.818ZK-4410.7-10.921.32.021.6740.021.818.2低液限粘土0.07920.6291.5ZK-4511.6-11.821.82.031.672.720.63337.820.617.2低液限粘土21.061ZK-4612.5-12.729.11.941.5038.519.718.8低液限粘土20.8155.50×10-7击实试验19.82.041.7042.222.020.2料区土-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程地质3.4天然建筑材料3.4.1土料区据料区调查，工程所需土料可以就地取材，在水库库区周围低液限粘土较为丰富。储量满足工程需要。料区土质为低液限粘土，棕黄色，黄色，可塑～硬塑状，土质粘塑性较强，抗渗透性较好，土的含水量平均值24.2%，天然干密度平均值1.70g/cm3，塑性指数18.5，渗透系数2.12×10-6～3.25×10-7cm/s，呈微～极微透水岩性。室内测试料区土有机质含量为1.1％,料区低液限粘土指标均满足要求，可作为防渗土料使用。3.4.2砂、石料区砂：砂料可到县城小潢河砂场购买，各种级配砂料齐全，砂质优良、纯净，颗粒级配良好。运距约10km。石料：可到平桥区城购买,材质优良运距约10km。经在该料场取样进行有关测试：该料场岩性主要为弱风化的花岗岩,岩石抗压强度为22.22~37.50Mpa，软化系数0.80，岩石矿物成份中不含中酸性二氧化硅的火山玻璃、微晶隐晶质石英、磷石英、方解石等矿物成份。初步判定：当用该花岗岩做建筑砌体和混凝土骨料，石材质均不具有碱活性。水泥与其它建材采购于县城，运距约10km。材料货源充足，均可保证工程用量。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程地质3.5结论通过本次勘察,苏庄水库大坝、溢洪道、输水洞、等工程水文地质条件基本查明:⑴场区地层除坝体为人工填土外，主要为第四系全新统及更新统冲洪积低液限粘土，岩性单一。(2)为人工堆积而成，主要为低液限粘土，黄褐色,黄色,灰褐色,湿，土呈可塑状,填筑不均。标准贯入试验7～8击不等,干密度试验6组，范围值为1.51～1.63g/cm3；均一性较差。其中大于等于1.63g/cm3的为2组，占33%。说明坝体填土碾压质量差。由室内试验成果并结合现场勘察，坝体填土材料以低液限粘土为主，夹灰色耕植土，填土较杂乱，填土厚度不均一，施工压实不均匀，钻进过程中缩径严重，填筑质量较差。大坝填筑土与下伏第②层低液限粘土层结合部未处理好，清基不彻底，是造成沿坝基渗漏的主要原因。(3)大坝填筑质量差，坝外脚大面积积水,常年沼泽化。无排水反滤设施。坝体与坝基接触部位渗漏,需进行坝体防渗处理。建议：该坝为均质土坝,最大坝高8.0m,宜采用深层砼搅拌桩防渗处理。⑷溢洪道为开敞式土质明渠，抗冲能力差，底部凹凸不平；无消能设施，尾水渠冲刷、拉切严重。(5)、2#输水洞闸门砼碳化严重，局部钢筋裸露，锈蚀；进、出口连接段砌体风化剥落；无消能设施。(6)无监测设施，管理设施不完善。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程地质图3.3.1-1大坝工程地质纵剖面图-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程地质图3.3.1-2大坝工程地质横剖面图-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程任务和规模4工程任务和规模4.1基本情况4.1.1水库建设及历次加固情况水库于1975年3月基本建成。工程主要由大坝、溢洪道、输水洞等组成。工程在勘测设计资料不全的情况下仓促上马，属“三边”工程。坝体填土为人工夯实，填筑质量差，导致渗漏严重，现状各输水建筑物不能正常运行，溢洪道不能安全泄洪，水库建成后，基本没进行过维修加固，水库效益得不到正常发挥。4.1.2地区社会经济概况平桥区位于河南省的东南部，信阳市中部，南依大别山，北临淮河，地处豫、鄂、皖三省的连接地带，地处东径114°53′～115°21′，北纬31°52′～32°22′之间。全县辖17个乡镇、4个办事处和1个国有农场，总人口80万人，总面积1666.1平方公里。县境东连固始，西靠光山，南接商城，北与息县、淮滨隔淮河相望，为豫东南的中心。　　平桥区城是一个历史悠久的名城，一水东流，城分南北，两桥相连，独具一格。历史积淀丰厚，文化光辉灿烂。境内有黄国故城遗址、团中央干校旧址等著名景点，是战国春申君黄歇故里和中华黄姓发源地。春秋时为黄国，汉置弋阳郡，北齐置定城，唐宋元明为光州，清代升光州为直隶州，民国二年改光州为平桥区。1949年1月31日，-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程任务和规模潢川解放，设潢川专署，1952年并入信阳至今。　　平桥区自然资源丰富，产业特色突出。主要支柱产业和特色优势产业有鸭、花、鳖、猪、羽毛、水产和优质粮油等，素有豫东南“小苏州”和“鱼米之乡”美称。潢川是全国生态建设示范县、全国花木生产基地县、全国肉类产量百强县、全国基本农田保护示范县、全省畜牧重点县、全省渔业重点县、全省粮食生产先进县、全省生猪出口基地县、全省26个推进城镇化重点县（市）和首批23个对外开放重点县（市）之一、全省35个扩权县（市）之一，2005年又被省委、省政府列入“十一五”发展成为具有区域性影响力的中等城市的6个县（市）之一。近年来，国民经济持续快速增长，经济规模持续扩张。初步核算，2007年全县实现生产总值84.58亿元，比上年增长14.5%。其中：第一产业增加值27.61亿元，增长7.9%；第二产业增加值30.76亿元，增长18.6%；第三产业增加值26.21亿元，增长18.6%。三次产业结构为32.6：36.4：31，初步形成的“二一三”格局得到进一步巩固。全县人均生产总值达到10616元，约折合1500美元。非公有制经济快速发展，全年非公有制经济增加值46.18亿元，增长18.1%，占全县经济总量的比重由上年的52.9%提高到54.6%4.1.3综合利用要求防洪：大坝下游有小学一座、20个村民组0.4万人，地理位置十分重要。经济及社会效益显著，安全问题关系重大。灌溉：水库设计灌溉面积0.18万亩。通过坝下输水洞引水，、2#-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程任务和规模输水洞进口高程分别103.20m、56.40m，设计引水流量分别为0.5m3/s、0.5m3/s。渔业：水库养鱼水面面积525亩，年产成鱼2万斤。4.2除险加固的必要性4.2.1工程存在的主要问题苏庄水库建设处于特定的历史条件，边勘测、边设计、边施工，缺少质量控制，留存的资料很不完整。工程运用30多年，虽经多次加固和扩建，现状设备陈旧老化，建筑物多处存在工程隐患，水库带病运行。为确保水库大坝的安全运行，2007年4月平桥区水利局委托我院编制完成《信阳市平桥区苏庄水库大坝安全评价报告》。2007年4月27日，该报告通过了信阳市水利局的审定。安全鉴定结论如下：（1）苏庄水库位于平桥区付店镇，潢河支流上，水库下游有0.4万人和1所学校等设施，地理位置重要。（2）经复核，水库防洪能力不满足《防洪标准》（GB50201－94）要求，溢洪道不能安全泄洪，防洪安全性为C级。（3）大坝坝体填筑土料不合格，填筑质量差；上游砼护坡碳化、空洞、损坏严重，未完全护砌。溢洪道为开敞式土渠，抗冲能力差，底部凹凸不平；尾水渠冲刷、拉切严重。、2#输水洞闸门碳化严重，局部钢筋裸露，锈蚀，启闭机房破损；进出口连接段砌体风化剥落。工程质量不合格。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程任务和规模（4）坝坡稳定安全系数满足规范要求，但上游砼护坡损坏严重，坝顶路面凸凹不平；溢洪道为开敞式土渠，未护砌，抗冲能力差，底部凸凹不平，无消能设施；输水洞进出口砌体风化剥落；出口无消能设施。坝体存在白蚁侵害。水库结构安全性为C级。（5）大坝坝体填筑土料不合格，填筑质量差；大坝桩号0+080~0+220段下游坡105.00m高程以下出现渗漏现象，下游坡无排水体，危及大坝安全。大坝渗流安全性为C级。（6）启闭设施老化、锈蚀、破损，不能正常使用。金属结构安全性为C级。（7）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，相当于地震基本烈度Ⅵ度，可不进行抗震复核。（8）无监测设施，管理设施不完善。综上评定大坝病险严重，属三类坝。并建议:（1）该库病险严重，且地理位置非常重要，建议尽快除险加固。（2）在未加固前应加强管理和监测，保证大坝安全。（3）水库加固时，要完善监测和管理设施。4.2.2除险加固必要性水库工程各建筑物存在诸多安全隐患，已处于带病状态，严重影响水库的安全运行，使水库不能发挥应有的综合利用效益，应尽早进行除险加固。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程任务和规模（1）除险加固是确保水库安全运行的需要工程主要建筑物存在一系列工程质量问题，使水库不能正常安全运用，特别是近几年内情况更为严重。且大坝已鉴定为三类坝，为尽快确保水库安全运行，对苏庄水库除险加固非常必要。（2）除险加固是地区经济和社会发展的要求水库具有防洪、灌溉、养殖等综合利用效益。大坝下游有小学一座、20个村民组0.4万人，为0.18万亩农田提供灌溉水源，地理位置十分重要，经济及社会效益显著，安全问题关系重大。因目前工程存在安全隐患，水库带病运行威胁下游的安全。除险加固后，可排除工程的安全隐患，保证枢纽工程的安全运行和综合效益的正常发挥，为地区经济持续快速发展提供安全保障，工程加固实施后带来良好的社会效益和显著的经济效益。综上所述，为保证苏庄水库安全运行，促使工程综合利用效益充分发挥，为地区经济持续快速健康发展提供安全保障，苏庄水库除险加固非常必要，也十分紧迫。4.3工程任务及规模4.3.1除险加固洪水标准选定按照《水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)》有关规定，苏庄水库总库容介于0.1～0.01亿m3，工程等别属Ⅳ等，工程规模为小⑴型，Ⅳ等工程的永久性主要水工建筑物级别为4级。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程任务和规模水库挡水高度7m，小于15m，上下游最大水头差小于10m，洪水标准按平原区标准确定。平原区的设计标准范围为20～10年一遇，校核标准范围为100～50年一遇。本次除险加固的洪水标准采用10年一遇设计、50年一遇校核。4.3.2洪水调节4.3.2.1工程现状调洪计算4.3.2.1.1设计洪水洪水采用本次复核的设计洪水成果和设计洪水过程线。分别见“2水文”章节。4.3.2.1.2库容曲线水位库容数据关系见表4.3.2.1-1，水位库容关系图见图4.3.2.1-1。高程系统采用85国家黄海高程系。表4.3.2.1-1水位～库容数据关系表水位(m)库容(万m3)水位(m)库容(万m3)103.201.358.0031.351.309.659.0064.057.0020.060.00140.0-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程任务和规模图4.3.2.1-1水位-库容曲线4.3.2.1.3泄流曲线水库现有泄水建筑物为宽顶堰溢洪道，堰顶高程为107.00m，堰顶宽度50m，泄流按宽顶堰流公式计算，水位泄量关系表见表4.3.2.1-2，水位泄量关系曲线见图4.3.2.1-2。表4.3.2.1-2现状水位～泄量数据关系表水位(m)下泄流量(m3/s)水位(m)下泄流量(m3/s)107.000.060.0019.0107.526.760.2035.0-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程任务和规模图4.3.2.1-2现状溢洪道水位泄量关系曲线4.3.2.1.4调洪原则苏庄水库现状调度运用方式：起调水位为107.00m，水位高于107.00m时，溢洪道自由泄洪。4.3.2.1.5洪水调节计算方法采用水量平衡方程逐时段调算水库下泄量及蓄水变化过程，基本公式为：;式中：Q1、q1—时段初入库、出库流量；Q2、q2—时段末入库、出库流量；V1、V2—时段初、末水库库容；—水库蓄水量与泄量的关系。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程任务和规模4.3.2.1.6调洪计算成果按调洪原则采用半图解法求得不同频率的最大库容、最高库水位和最大泄流量。调洪辅助曲线值见表4.3.2.1-3，结果见表4.3.2.1-4，各频率洪水调洪过程见表4.3.2.1-5～4.3.2.1-6（表中单位为V：万m3；H：m；Q、q：m3/s）。表4.3.2.1-3现状调洪辅助曲线值表(△t=1h)库水位H(m)库容V(万m3)2V/△t(m3/s)q溢洪道(m3/s)2V/△t+q107.0018.00.0538.9538.9107.52115.06.7638.9645.660.00140.019.0777.8796.860.20167.035.0927.8962.8表4.3.2.1-4现状调洪成果表P最高水位(m)最大库容(万m3)最大泄量(m3/s)1/20107.5223.66.61/100107.7827.03.7-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程任务和规模表4.3.2.1-5现状调洪过程表[P=1/20]时段QiQi+Qi+12V/△t+qq2V/△t-qVH70.0538.918.0107.0080.80.8539.70.1539.697.191.52.3541.90.2541.597.5101.93.3544.80.4544.098.0112.13.9548.00.6546.898.5122.74.8551.60.8550.099.1134.87.5557.51.2555.1100.11413.718.5573.72.2569.3102.91524.638.3607.64.3598.9108.61613.738.3637.26.2624.8113.6174.818.5643.46.6630.223.6107.52182.87.7637.86.2625.4113.7表4.3.2.1-6现状调洪过程表[P=1/100]时段QiQi+Qi+12V/△t+qq2V/△t-qVH70.0538.918.0107.0081.31.3540.20.1540.097.292.33.6543.70.3543.197.8103.05.3548.40.6547.298.6113.46.4553.50.9551.799.5124.37.7559.31.3556.8100.4137.812.1568.81.9565.1102.01422.129.8594.93.5587.8106.41536.358.4646.26.8632.6115.11622.158.4691.010.4670.1122.5177.829.8700.03.7677.727.0107.78184.512.3690.010.3669.3122.3-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程任务和规模4.3.2.1.7现状坝顶高程复核根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）规定，坝顶在水库静水位以上的超高应按下式计算：超高式中：y—超高，m;R—波浪爬高，m，参照规范SL274-2001《碾压式土石坝设计规范》进行计算；；A—安全加高，苏庄水库大坝为4级建筑物，设计状态取0.5m，校核状态取0.3m；1、波浪爬高波浪的平均波高和平均波周期采用莆田试验站公式：式中：g—重力加速度，取9.81m/s2；hm－平均波高，m;Hm－水域平均水深，m；-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程任务和规模D—风区长度，m，设计状况为500m，校核状况为520m;W—计算风速，m/s，设计状况为22.5m/s，校核状况为15m/s；Tm—平均波周期，s;Lm—平均波长，m。大坝迎水坡坡度m=1.5～5.0时，平均波浪爬高采用公式：式中：Rm—平均波浪爬高，m；m—单坡系数；KΔ—斜坡的糙率渗透系数，原水库上游采用砼护坡，查表A.1.12-1（《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001）取0.9；Kw—经验系数，按表A.1.12-2查得；经过计算，设计状况平均波浪爬高Rm＝0.679m，校核状况平均波浪爬高Rm＝0.402m。苏庄水库大坝为4级坝，应采用累积频率为5％的波浪爬高值R5%。从1/万地形图上测得，主风区来波波向线与坝轴线的法线的夹角β＝0°，查表A.1.15，折减系数Kβ＝1。2、坝顶高程确定坝顶高程核算见表4.3.2.1-7。现状桩号0+000～0+080段坝顶高程为60.50～61.50m，其余坝段坝顶高程为61.60～62.50m，计算坝顶高程需61.55m，可见-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程任务和规模局部坝段坝顶高程不满足规范要求。现状坝顶高程复核见下表。表4.3.2.1-7现状坝顶高程核算表项目符号单位大坝设计状况校核状况计算风速Wm/s22.515等效风区长Dm500520波向线与坝法线夹角β°00平均波长Lmm7.5685.005平均波高hmm0.2460.163平均波浪爬高Rmm0.6790.4025%波浪爬高R5%m1.2500.740折减系数Kβ11最终波浪爬高Rm1.2500.740安全加高Am0.50.3安全超高ym1.7501.040最高静水位H0m107.52107.78计算坝顶高程Hm61.55060.9204.3.2.2除险加固后调洪计算4.3.2.2.1设计洪水洪水采用本次复核的设计洪水成果和设计洪水过程线。分别见“2水文”章节。4.3.2.2.2库容曲线水位库容数据关系见表4.3.2.1-1，水位库容关系图见图4.3.2.1-1。4.3.2.2.3泄流曲线-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程任务和规模除险加固后水库泄水建筑物为宽顶堰溢洪道，堰顶高程107.00m，堰顶宽25m，泄流按宽顶堰流计算，水位泄量关系表见表4.3.2.2-1，水位泄量关系曲线见图4.3.2.2-1。表4.3.2.2-1除险加固水位～泄量数据关系表水位(m)下泄流量(m3/s)水位(m)下泄流量(m3/s)107.000.060.0010.5107.523.760.2019.3图4.3.2.2-1除险加固溢洪道水位～泄量关系曲线4.3.2.2.4调洪原则除险加固后水库调度运用方式：起调水位为107.00m，水位高于107.00m时，溢洪道自由泄洪。4.3.2.2.5洪水调节计算方法洪水调节计算方法见4.3.2.1.5。4.3.2.2.6调洪计算成果-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程任务和规模按调洪原则采用半图解法求得不同频率的最大库容、最高库水位和最大泄流量。调洪辅助曲线值见表4.3.2.2-2，结果见表4.3.2.2-3，各频率洪水调洪过程见表4.3.2.2-4～4.3.2.2-5（表中单位为V：万m3；H：m；Q、q：m3/s）。表4.3.2.2-2除险加固辅助曲线值表(△t=1h)库水位H(m)库容V(万m3)q溢洪道(m3/s)2V/△t(m3/s)2V/△t+q107.0018.00.0538.9538.9107.52115.03.7638.9642.660.00140.010.5777.8788.360.20167.019.3927.8947.0表4.3.2.2-3除险加固调洪成果表P最高水位(m)最大库容(万m3)最大泄量(m3/s)1/2059.82117.34.31/10059.9126.67.3表4.3.2.2-4除险加固调洪过程表[P=1/20]时段QiQi+Qi+12V/△t+qq2V/△t-qVH70.0538.918.0107.0080.80.8539.70.0539.697.191.52.3541.90.1541.797.5101.93.3545.00.2544.598.1112.13.9548.50.3547.898.7122.74.8552.60.5551.699.4134.87.5559.10.7557.6100.51413.718.5576.21.3573.5103.51524.638.3611.82.6606.6109.7-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程任务和规模1613.738.3644.93.8637.3115.4174.818.5655.84.3647.2117.359.82182.87.7654.84.3646.3117.1表4.3.2.2-5除险加固调洪过程表[P=1/100]时段QiQi+Qi+12V/△t+qq2V/△t-qVH70.0538.918.0107.0081.31.3540.20.0540.197.292.33.6543.70.2543.497.8103.05.3548.70.4548.098.7113.46.4554.40.6553.399.7124.37.7560.90.8559.3100.8137.812.1571.41.2569.1102.61422.129.8598.92.1594.6107.41536.358.4653.04.2644.6116.81622.158.4703.06.5689.9125.4177.829.8719.87.3705.226.659.91184.512.3717.57.2703.1127.94.3.2.2.7除险加固坝顶高程复核计算公式和计算方法见4.3.2.1.7，坝顶高程复核见下表。表4.3.2.2-6除险加固坝顶高程核算表项目符号单位大坝设计状况设计状况计算风速Wm/s22.515风区长度Dm500520波向线与坝法线夹角β°00平均波长Lmm7.5715.006平均波高hmm0.2460.163平均波浪爬高Rmm0.6790.4025%波浪爬高R5%m1.2500.739-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程任务和规模折减系数Kβ11最终波浪爬高Rm1.2500.739安全加高Am0.50.3安全超高ym1.7501.039最高静水位H0m59.8259.91计算坝顶高程Hm61.57060.949根据上表计算结果，将桩号0+000～0+080段坝顶高程加高到61.60m以上，其余坝段坝顶整平，水库满足防洪标准要求。4.3.3水库特征水位选择水库现状泄水建筑物为溢洪道，堰顶高程为107.00m，除险加固保持溢洪道结构和形式不变，堰顶高程仍为107.00m，即汛期限制水位仍为107.00m。根据本次调洪成果，设计水位为59.82m，相应库容117.3万m3，校核水位59.91m，相应库容26.6万m3。调洪库容为26.5万m3。该水库除输水洞外，另在大坝两端设有抽水站，并各设灌渠一条，根据多年抽水灌溉时期平均最低库水位，确定死水位为103.20m。4.4主要加固内容建库30多年来，苏庄水库经济效益显著，对下游防洪和地区国民经济发挥了重大作用。但目前工程中仍存在不少问题，水库属带病运行，因此需除险加固。本次除险加固工程设计，不涉及水库规划任务，即水库仍以防洪、灌溉为主，结合养殖等综合利用为目的，也不改变兴利任务和水库控制运行方式。水库防洪安全标准符合《防洪标准》(GB50201-94)，本次主要任务是针对水库安全鉴定存在问题以及历史遗留问题，进行加固设计。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程任务和规模本次初步设计的主要内容有：（1）水库除险加固防洪标准按10年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核；（2）大坝：坝体、坝基渗透稳定分析及加固设计，上游砼护坡拆除重建，坝顶路面工程，下游坝坡整修、草皮护坡及增设排水体，白蚁治理，增设观测设备；（3）溢洪道：堰顶护砌，尾水渠开挖整修，重建交通桥；（4）输水洞：、2#输水洞进出口更新改造；（5）有关闸门金属结构增置更新；（6）增置、更新部分管理设施。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程布置及建筑物5工程布置及建筑物5.1设计依据5.1.1工程等别及设计标准根据拟定的规划方案，苏庄水库总库容26.6万m3，对照《防洪标准》（GB50201－94）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）规定，本水库为小（2）型水库，水库工程等别为Ⅳ等，大坝、溢洪道、输水洞等主要建筑物级别为4级。根据《大坝安全评价报告》鉴定意见和本文前述，水库防洪标准为10年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）苏庄水库区动峰值加速度为0.05g，相当于地震基本烈度VI度。设计烈度采用VI度。5.1.2设计基本资料(1)《防洪标准》（GB50201－94）；(2)《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)；(3)《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）；(4)《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）；(5)《水闸设计规范》(SL265-2001)；(6)《溢洪道设计规范》(SL253-2000)；(7)《土坝设计》（水利电力出版社）；(8)《信阳市平桥区苏庄水库大坝安全评价报告》（河南省信阳市水利勘测设计院，2007年4月）；-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程布置及建筑物(9)《信阳市平桥区苏庄水库大坝安全鉴定报告书》(信阳市水利局，2007年4月)；(10)《信阳市苏庄水库除险加固初步设计阶段工程地质勘察报告》(信阳市水利勘测设计院，2011年3月)；(11)有关规程、规范等。5.2工程总体布置本工程为水库除险加固，现有工程布置基本合理，故本次设计对现有工程总体布置不作大的变动。5.3大坝工程5.3.1工程现状大坝为均质土坝，坝长308m（桩号0+000～0+308），现状坝顶高程108.61m～108.90m，最大坝高8.0m，坝顶宽3m，无防浪墙，坝顶路面为土路面，凸凹不平。据我院2010年实测断面，大坝上游坡比1:2～1:3，下游坡比1:2.4～1:2.5。上游坝坡为砼块护坡，下无垫层；下游坝坡为草皮护坡，无任何排水体。5.3.2存在问题5.3.2.1防洪能力不满足规范要求核查意见提出：“水库防洪能力不满足《防洪标准》(GB50201－94)要求”。现状坝顶高程复核见章节4.3.2.1.7。5.3.2.2大坝抗滑稳定复核-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程布置及建筑物经复核，大坝坝坡稳定安全系数满足规范要求，复核过程如下：（1）计算断面选取最大坝高处断面作为大坝稳定分析的典型剖面，见图5.3.2-1。图5.3.2-1大坝抗滑稳定计算典型剖面图（2）计算参数选取参照《工程地质勘察报告》，本次分析中使用的计算参数依据大坝填筑土料的物理力学指标结合同类工程经验综合确定。大坝稳定分析各土层物理力学指标表见表5.3.2-2。表5.3.2-2大坝土层物理力学参数统计表指标含水量%密度g/cm3干密度g/cm3空隙比饱和块剪饱和固结块剪凝聚力KPa内摩察角(度)凝聚力KPa内摩察角(度)推荐值24.51.971.580.6952510.72218（3）计算工况根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》(SL189-96)的要求，计算工况如下：坝坡稳定按稳定渗流期和水库水位降落期两种工况进行复核，采用现状调洪水位。⑴大坝河槽段（0+170～0+420）a、上游坝坡：-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程布置及建筑物①上游最不利水位58.15m；②校核水位107.78m突降至兴利水位107.00m。b、下游坝坡：①上游设计水位107.52m；②正常蓄水位107.00m③上游校核水位107.78m；⑵台地段（0+000～0+170）、（0+420~0+308）a、上游坝坡：①上游最不利水位59.90m；②校核水位突降至兴利水位107.00m。b、下游坝坡：①上游设计水位107.52m；②正常蓄水位107.00m③上游校核水位107.78m；（4）规范允许值苏庄水库大坝为4级建筑物，根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》(SL189-96)规定，正常运用条件下，坝坡抗滑稳定最小安全系数应不小于1.15；非常运用条件Ⅰ(即水位非常降落条件)下，坝坡抗滑稳定最小安全系数应不小于1.05。（5）坝坡稳定计算坝坡稳定分析采用瑞典圆弧法分析。计算公式如下：-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程布置及建筑物式中：—土条重量；、—分别为水平和垂直地震惯性力；—作用于土条底面的孔隙压力；—条块重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角；—土条宽度；、—土条底面的有效应力抗剪强度指标；—水平地震惯性力对圆心的力矩；—圆弧半径；计算图及结果如下：图5.3.2-2大坝典型剖面下游坝坡稳定成果图(正常蓄水位)图5.3.2-3大坝典型剖面下游坝坡稳定成果图(设计洪水位)-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程布置及建筑物图5.3.2-4大坝典型剖面下游坝坡稳定成果图(校核洪水位)图5.3.2-5大坝典型剖面上游坝坡稳定成果图(最不利水位)图5.3.2-6大坝典型剖面上游坝坡稳定成果图(水位骤降)表5.3.2-3坝坡抗滑稳定计算成果表坝段坝坡情况分析工况最小安全系数允许值河槽段（0+170～0+420）下游坡正常上游设计水位107.52m1.3521.15正常蓄水位107.00m1.3331.15非常上游校核水位107.78m1.3191.05上游坡正常上游最不利水位58.15m1.3751.15非常校核水位突降至兴利水位58.15m95109.78m95.00125.60m.00m1.3041.05台地段（0+000～0+170）（0+420～0+308）下游坡正常上游设计水位107.52m1.8521.15正常蓄水位107.00m1.8871.15非常上游校核水位107.78m1.7541.05上游坡正常上游最不利水位59.90m1.9631.15非常校核水位突降至兴利水位107.00m95.00125.60m1.9051.05苏庄水库大坝属4级建筑物，-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程布置及建筑物根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）对4级建筑物最小安全系数规定:正常情况为1.15，非常情况为1.05。由上表可见，大坝坝坡稳定安全系数满足规范要求。5.3.2.3坝体及坝基渗漏核查意见提出：“坝体填筑质量差，主河槽段下游坡105.00m高程以下有大面积渗水现象，坝脚沼泽化。”根据现场勘查及地质成果，坝体填筑质量差，渗透系数大，室外注水试验渗透系数4.33×10-4cm/s，属中等透水性，渗透坡降超过允许值，下游坡桩号0+080~0+220段，105.00m高程以下大面积散浸，无排水反滤设施，坝脚沼泽化，可能发生渗透破坏。根据地质勘探结果，坝基低液限粘土，渗透系数平均5.1×10-7cm/s，属极微透水性，不存在渗透安全问题。坝体渗流安全分析：1）、计算断面选取综合地勘资料选取最大坝高处断面作为大坝渗流分析的典型剖面，见图5.3.2-7。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程布置及建筑物图5.3.2-7大坝典型剖面渗流分析计算图2）、计算工况及方法本次计算工况取兴利水位107.00m、10年一遇的设计洪水位（107.78m）和50年一遇校核洪水位（107.52m）三种情况，典型断面为下游无水的不透水地基上均质土坝，参照《土坝设计》（水利电力出版社）。计算结果见表5.3-3。渗流量计算采用以下公式：其中：式中：m1、m2—上下游坡率，如为变坡时，则取平均值；k—坝体渗透系数（m/s）；H—上游水深（m）；坝体浸润线方程式为：下游坝坡的逸出坡降按下式计算（《渗流计算分析与控制》毛昶熙）：-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程布置及建筑物式中：y—计算点距下游坝脚的距离3）、计算成果及分析图5.3.2-8大坝典型剖面稳定渗流成果图(正常蓄水位)图5.3.2-9大坝典型剖面稳定渗流成果图(设计洪水位)图5.3.2-10大坝典型剖面稳定渗流成果图(校核洪水位)图5.3.2-11大坝典型剖面非稳定渗流成果图(水位骤降)各特征库水位下的渗流计算成果：-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程布置及建筑物表5.3.2-4大坝典型剖面渗流计算成果表水位（m）a0（m）逸出点高程（m）渗漏量q（m3/d.m）坝坡J[J]107.00（兴利）1.4955.490.2830.380.35107.52（设计）1.8955.890.2900.400.35107.78（校核）2.0151.310.2930.410.35从计算结果可以看出，理论计算的坝坡渗透坡降大于允许渗透坡降。渗流量比较大，浸润线逸出点较高，且下游坝坡无排水反滤设施，坝体有可能发生渗透破坏。5.3.2.4坝体填筑质量差坝体为人工堆积而成，主要为低液限粘土，黄褐色,黄色,灰褐色,湿，土呈可塑状,填筑不均。取坝体填土做击实试验，最大干密度为1.70g/cm3。干密度设计值为1.70×0.96＝1.63g/cm3。将干密度1.63g/cm3作为填土质量评定依据。标准贯入试验7～8击不等，干密度试验6组，范围值为1.51～1.63g/cm3；均一性较差。其中大于等于1.63g/cm3的为2组，占33%。说明坝体填土碾压质量差。5.3.2.5上、下游坝坡不规整，砼护坡碳化、大坝迎水坡为砼护坡，下无垫层，由于坝体填筑质量差，坝体老砼护砌厚度较薄，经多年风浪冲刷及风吹日晒，毁坏严重，近年新砌筑护坡厚度较薄，坡率不均，变形严重，无法抗御风浪冲刷，危及坝体安全。5.3.2.6下游坝坡无排水体下游坝坡坡脚处未设置排水体，仅部分坝段有排水土沟，雨水顺着坝坡冲刷、淘蚀坝脚，危及坝体安全。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程布置及建筑物5.3.2.7坝顶路面不满足运行要求坝顶路面0+000~0+080之间高程不满足规范要求，现状为土路面且坑洼不平，雨天泥泞难行。5.3.2.8无观测设施水库建成至今，未设置渗流及沉降等观测设施，给运行管理带来诸多不便。5.3.2.9白蚁栖息，危及坝体安全水库坝区存在白蚁活动迹象，已严重危害了坝体安全。5.3.3工程设计5.3.3.1防渗加固处理工程大坝坝体渗漏，坝基清基不彻底，常年渗漏，坝体填筑土料不合格，填筑质量差，需对大坝进行防渗加固。根据坝体渗漏情况，结合工程客观条件，采取水平防渗加固方案实施困难，本次除险加固拟采取垂直防渗措施进行加固。（一）方案比较拟选三种方案进行比较：①劈裂粘土灌浆；②深层搅拌桩；③浇注塑性混凝土防渗墙。方案①土坝劈裂灌浆是运用坝体应力分布规律，用一定的灌浆压力，将坝体沿坝轴线方向劈裂，同时灌注合适的泥浆，-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程布置及建筑物形成铅直连续的防渗帷幕，堵塞与劈裂缝连通的洞穴、裂缝或切断软弱层，以提高坝体的防渗能力；同时，通过浆坝互压和湿陷使坝体内部应力得到调整，提高坝体变形稳定性。劈裂灌浆具有机理明确、工艺合理、防渗效果好、施工工期短、经济效益显著等优点（折算130元/m2）。劈裂灌浆技术主要适合于处理存在压实质量差、有裂缝、洞穴、水平夹砂层等隐患的土坝及结构性较强的粉细砂及土砂夹层透水地基。但它也有一定的局限性：a)对于粗砂及卵砾石坝基，因其土层结构性差，形不成连续劈裂，岩基无法劈裂；b)在高水头情况下进行灌浆，效果较差。方案②深层搅拌水泥土防渗墙一般采用单轴、多轴深搅桩机施工。其原理是用深搅桩机钻孔至预定深度，向孔中注入水泥浆液，用螺旋型钻头进行搅拌，尽量使土体和水泥浆强制拌合均匀而凝结，形成水泥土柱，互相搭接成墙，起到防渗作用。技术特点：a）施工工效高：施工工效平均可达13.2ｍ２/台时；b）成墙造价稍高：约108元/m2；c）施工工艺较简单：不需开槽，无塌孔、护壁、回填、夯实等问题；d）成墙效果好：墙体厚度均匀连续，墙体厚度满足防渗要求（桩机机头直径为400～500mm），墙体深度可达30ｍ。常用于淤泥、淤泥质土、粘土、亚粘土等土层中。方案③浇筑塑性混凝土防渗墙。混凝土防渗墙是水工建设中较普遍采用的一种地下连续墙，是透水体防渗处理的一种有效措施，混凝土防渗墙是利用专用的造槽机械设备营造槽孔，并在槽内注满泥浆，以防孔壁坍塌，最后用导管在注满泥浆的槽孔中浇筑混凝土并置换出泥浆，筑成墙体。塑性混凝土是用膨润土取代普通混凝土中的部分水泥而形成的一种柔性墙体材料，它比普通混凝土的弹性模量小得多，与周围的土体变形模量相近，有较好的变形适应性，大大减少了墙体内的应力，-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程布置及建筑物避免了开裂。适宜于各种地质条件，且能在基岩上成墙。这种方案，处理坝体及坝基接触渗漏彻底，防渗效果好，但造价较高（约410元/m2）。表5.3.3-1三种方案优缺点比较表项目投资(元/m2)优点缺点方案①(劈裂灌浆)1301)通过浆坝互压和坝体的湿陷固结作用，使所有与浆脉连通的裂缝、洞穴、水平疏松层等隐患得到充填挤压密实，形成竖直连续的浆体防渗帷幕，改善坝体内部的应力状态;2)施工简便，工艺简单1)对于粗砂及砂卵石坝基，形不成连续劈裂，岩基无法劈裂；2)高水头情况下灌浆，效果较差。3)工期较长方案②(深层搅拌桩)1081)施工工效高；2)施工工艺较简单：不需开槽，无塌孔、护壁、回填、夯实等问题；3)防渗效果好。1)仅适用于土层中，无法在基岩中成墙；方案③(浇筑塑性混凝土防渗墙)4101)适用性较广，适用于各种地质条件；2)施工时噪音低、震动小，可在复杂条件下施工。3)安全、可靠，处理险情彻底。1)施工速度慢。2)成本高。3)施工条件要求高根据本工程大坝存在问题，经以上综合比较分析（三种方案优缺点比较见表5.3.3-1），方案②可处理坝体与坝基的接触渗漏，且在本地区对土坝渗漏处理中应用较多，有成熟的理论做指导，又有熟练的施工经验，质量容易控制，施工工期短，处理效果好，且工程造价较低，能将工程险情处理彻底，故本设计予以采用。（二）工程设计坝体渗漏处理采用深层水泥土搅拌桩防渗墙，处理范围桩号0+000~0+790，全长790m，沿坝轴线布置，搅拌桩防渗墙顶部高程为61.20~62.10m，底部深入坝基低液限粘土顶部以下2.0m，搅拌桩直径为50cm，桩距40cm，桩与桩搭接长度10cm，水灰比1.5∶1，水泥土中水泥掺入比为12%。防渗墙技术参数：①成墙最小厚度：0.3m；②渗透系数k＜i×10-6cm/s(1实施办法》。9.3生产安置规划本工程是除险加固工程，规模不大，占用耕地较少，且多为临时占地。当地主要农产品有稻谷、油菜籽、花生等，工程占地后人均耕园地下降幅度均非常小，从总体上讲，工程占地对当地农民生产生活基本没有影响。工程占用的土地补偿费和移民生产安置补助费用于农田配套设施改造及高新农业建设，调整产业内部结构，提高土地的亩产值，以补充移民因土地面积减少而带来的损失，保证移民在安置后的收入水平不低于现有水平。9.4补偿投资按照《关于水利水电工程建设用地有关问题的通知》、《河南省实施<土地管理法>办法》和《河南省〈土地复垦规定〉实施办法》等有关规定。经查《河南省征地区片综合地价标准》，工程所在地征地补偿安置费标准为29620元，社保费标准为7700元，复种指数2。经分析，临时占地土地补偿费按前三年平均亩产值的1倍及占用年限计算(超过2年按2年)，复垦费按建设破坏的土地面积1元/m2计收，青苗补偿费均按1季的产值计算。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告环境保护设计10环境保护设计本次除险加固工程任务包括：（1）大坝：坝体、坝基防渗，上游砼护坡拆除重建，坝顶路面工程，下游坝坡整修、草皮护坡及增设排水体，白蚁治理，增设观测设备；（2）溢洪道：堰顶护砌，尾水渠开挖整修，重建交通桥；（3）、2#输水洞更新改造进出口；（4）有关闸门金属结构增置更新；（5）管理设施改善。10.1施工期对环境影响的分析和预测由于本次除险加固工程水库规划不变，故不需扩大库区淹没影响范围，不需移民，不会造成对当地自然环境的负面影响。而且，经过除险加固后将提高水库的安全标准，改善库区的水土条件，使水库的水土资源得到进一步利用，生态环境转向良性循环；同时，将会使水库面貌焕然一新，坝体顺直、平整；工程设施坚固、美观；工程设施安全、可靠；坝区得到绿化、美化；管理设施得到较大改善，有利于提高当地的人民生活水平，有利于社会的稳定发展。因而可以认为本次除险加固工程有利影响是主要的，而不利影响主要是部分施工弃渣对库区局部环境的影响以及施工期间产生的尘土对局部环境的影响。10.2施工期环境保护原则⑴以减少或改善工程新建对环境带来的不利影响为主要目标，-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告环境保护设计对治理方案进行论证，最终选出可行方案。⑵环境保护工程设计应因地制宜的采取行之有效的治理和综合利用技术。⑶环境保护设计必须从实际出发，针对性要强，可操作性要好，经济合理，技术先进。⑷坚持节约用水的原则，治理后的废水应合理利用。10.3施工期环境保护设计⑴含油废水环境保护设计本工程汽车及其它机械的大、中修分别在修理厂进行，施工场地只设小型机械及汽车停放保养场地。汽车及其它机械维修、冲洗排放的废水中悬浮物和石油类含量较高，超过污水排放标准，应对此合油废水的处理提出其工艺流程及技术要求。⑵施工区生活污水环境保护设计生活污水集中处理后达标排放。⑶砼拌和站环境保护设计砼拌和系统废水主要集中在砼拌和场，采用沉淀池沉淀处理，沉渣拉运至取土坑（弃料场）填埋处理。⑷固体废弃物环境保护设计施工生活区应设置垃圾桶，安排专门人员负责清扫，并将生活垃圾运至弃料场进行填埋。施工结束后，及时拆除临时工棚，对其周围的生活垃圾、简易厕所、污水坑等进行清理和填平，并用石炭酸和土石灰进行消毒。施工生活区经常喷洒灭害灵等药水，防止蚊蝇滋生。工程弃渣全部运至弃料场，并按水土保持设计措施进行防护。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告环境保护设计⑸声环境保护设计工程区周边受施工噪声影响的对象土要是施工人员。施工期高噪机械主要为搅拌机、挖掘机、推土机，会对操作人员及其周围施工人员的身体健康造成损害，因此必须对上述人群采取必要的劳动防护措施，如对固定机械设备设置隔音罩，给机械操作者和附近施工者发放隔音罩、耳塞等。另外，为减少施工噪声对工程生活区的影响，生活区应尽量在远离施工现场200m外处设置。做好施工期的组织规划工作，对在筛分、拌和、打桩等强噪声源附近施工的施工人员发放噪声防护用具，以减轻噪声对人体健康的损害。⑹料场环境保护设计取土料场采用分层开采，尽量减少施工对环境的影响。⑺施工区人群健康环境保护设计施工区人群集中，加之卫生条件相对较差，极易导致传染病，如痢疾，肝炎等的发生和流行。因此，必须加强施工区尤其是生活区的环境卫生保护工作，禁止垃圾、废弃物、污水随意排放，防止滋生蚊蝇，传播疾病，保证施工人群健康。施工区应建立卫生防疫机构，严密监视施工期施工人员出现的疫情，防病治病，保证施工人群健康，并设专人进行环境卫生管理。10.4环境管理与环境监测⑴环境管理施工期间，应成立工程环境保护领导小组，全面领导施工阶段的环境保护工作，监督各项环境保护、劳动保护及卫生管理制度和措施的建立和落实，加强对环境工作的领导，并与施工单位签订施工期环保协议，-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告环境保护设计明确责任，确保环保措施有效实施。在施工结束前，工程环境卫生管理办公室具体负责实施施工场地的平整和绿化、美化工作。⑵环境监测①施工空气环境质量监测：在砼拌和场设一个点，在施工高峰期监测，每次监测三天。②施工期噪声监测：在砼拌和场设一个点，每季度监测一次，每天白天监测两次。制订环境监测计划的目的是监督各项环保措施的落实，根据监测结果适时调整环境保护行动计划，为环保措施的实施提供依据。制订的原则是根据预测的各个时期的主要环境影响地段确定监测项目和监测频次，重点针对各敏感点或区域。10.5环境影响综合评价就苏庄水库除险加固工程对环境的影响来说，其有利影响是主要的，不利影响甚微。其有利影响主要表现在所获得的巨大的经济效益、社会效益和环境效益；而不利影响主要是临时占地及施工弃渣对库区局部环境的影响，与工程效益相比，其不利影响甚微。环保工程概算，详见表10.7.3。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告环境保护设计10.7.3环境保护设计概算表编号工程和费用名称单位数量单价（元）投资（元）第一部分环境保护措施　　　1000一水质保护(警示牌等)项100010001000第二部分施工期环境监测措施　　　9500一施工生活区地下(饮用)水质监测点·次200020004000二施工污废水水质监测点·次100010001500三生活污水监测点·次100010003000四环境空气质量监测点·次200020002000五噪声监测点·次200020002000六水库水质监测次150015001500第三部分环境保护临时措施　　　8200一生活污水处理　　80010001旱厕座8008001000二噪声防护　　240024001噪声补偿人3024002400三人群健康　　500050001药品、场地消毒、卫生防疫年500050005000第一～第三部分合计　　　18700第四部分独立费用　　　2992一环境管理费　　149619521环境管理人员经常费　187005617322环保设施竣工验收费　187009351220二科研勘测设计咨询费　　149619521环境影响评价费　　002环境保护勘测设计费　1870014961952第一～第四部分合计　　　21692基本预备费　5%216921084.6环境保护静态投资　　　22776.6环境保护总投资　　　22776.6-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告环境保护设计-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告水土保持设计11水土保持设计本次除险加固工程的主要项目有：（1）水库除险加固防洪标准按10年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核；（2）大坝：坝体渗透稳定分析及加固设计，上游砼护坡拆除翻修，坝顶路面工程，下游坝坡整修、草皮护坡及增设排水体，白蚁治理，增设观测设备；（3）溢洪道：控制段整修加固，尾水渠开挖整修；（4）有关闸门金属结构增置更新；（5）管理设施改善。11.1项目区水土流失防治措施11.1.1水土流失防治措施总体布局苏庄水库加固工程水土流失防治主要集中在大坝工程施工区、料场及弃渣场。根据《开发建设项目水土保持技术规范》（GB/T50433-2007）的规定，结合工程建设的特点，工程水土流失的防治分区总体上分为主体工程区、弃料场及施工临时工程占用区等区域。根据各防治分区水土流失特点采取相应的植物和工程防治措施，形成一套完整的水土流失防治体系。11.1.2分区防治措施（1）主体工程区-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告水土保持设计苏庄水库除险加固工程主要项目有：大坝防渗加固、大坝顶改造、坝坡改造、溢洪道整修及安全监测设施改造等。造成水土流失的因素主要有护坡拆除及土石方开挖、填筑等。水土流失预防措施要求开挖弃土弃渣应及时清运至临时渣场；避免暴雨施工作业，易引起开挖面沟蚀甚至垮塌；建筑物施工结束后及时进行土方回填、清理平整。1）工程措施本次除险加固工程主体工程区范围用地约2.9hm2，主体工程中已有水保工程措施不再重复计列，只需对其中部分土地采取平整场地、清理表层土，共需整治面积1700m2。2）植物措施为防止裸露地表，待土地整治后原林草地采取覆土造林，计划采用垂柳造林，需苗木425株；林间撒播牧草和绿肥兼用作物紫花苜蓿草籽进行绿化改善土壤肥力，之后原耕地进行复耕。共需草种3.4kg。防汛路两侧植垂柳，株距2m，需苗木725株。（2）施工临时占用区1）工程措施①排水沟施工临时道路上游侧开挖土质排水沟，需开挖排水沟1000m，设计排水沟断面为梯形，底宽0.4m，沟深0.4m。土方开挖320m3。排水沟横断面见。土地平整本次除险加固工程施工临时占用区范围用地约1.00hm2，施工后需对该部分土地采取平整场地、清理表层土，整治面积10000m2。2）植物措施-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告水土保持设计工程施工布置及施工临时道路占地约1.00hm2。在工程结束后，清除施工现场所有的弃渣，对场地进行平整。林草地植树种草恢复植被，占用耕地先种植绿肥然后进行复耕。需植树（柳树）250株，种草需紫花苜蓿草种20kg。3）临时措施临时工程堆土主要为大坝下游临时料场风化砂及粘土转运料场，采用防尘网对临时堆土进行围护，需防尘网1000m2。周边排水沟需开挖300m，开挖土方量96m3。（3）取土区拟对取土场采取水土保持措施，前期以拦渣、排水等工程措施为主，后期临时弃渣场充填取土区，弃渣场中清基的表土覆盖在取土区表层，再采取适当的种植绿肥草种以备复耕。1）工程措施①排水沟为排除降雨对料场施工作业面的冲刷而造成水土流失，拟在开采区周边布设临时排水沟。设计排水沟断面为梯形，底宽0.4m，沟深0.4m。排水沟长度约200m，土方开挖64m3。排水沟横断面见图11.7.2-1。土地平整本次除险加固工程取土区范围用地约0.12hm2，施工后需对该部分土地采取平整场地、清理表层土，整治面积1200m2。2）植物措施取土结束平整场地后覆土植树种草恢复植被，草种选择紫花苜蓿，4～5月份掺土撒播，每公顷用种量20kg。经计算，需紫花苜蓿草种2.4kg。3）临时措施-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告水土保持设计在取土场附近选择适当的一块位置，堆放首期开挖的覆盖层表土，堆置高度不超过3m，采取防尘网覆盖进行临时防护，避免暴雨冲刷并可为后期回填利用。见图11.7.2-2（4）弃渣场本工程弃渣场布置于距工程区1.0km山凹处，弃渣主要来源于大坝护坡、砌体拆除、溢洪道、输水洞砌体拆除及弃土方等。根据主体工程施工布置特点以及施工进度，工程弃渣时段在枯水期，拟对对堆渣形成的场地进行平整，清理表层浮土，边坡坡面采取植草护坡。1）工程措施①排水沟为排除降雨对弃渣冲刷而造成水土流失，拟在弃渣区周边布设排水沟。设计排水沟形式同取土区。土地平整本次除险加固工程临时弃渣场范围用地约0.37hm2，施工后需对该部分土地采取平整场地、清理表层土。2）植物措施为防止裸露地表，引起水流冲刷造成水土流失，待堆渣完毕后对堆渣体进行全面平整，并采用植树种草措施恢复植被。树种选择当地乡土乔木树种刺槐，栽植方式同取土区。3）临时措施在临时弃渣场堆置弃渣高度不超过3m，采取防尘网覆盖进行临时防护，避免暴雨冲刷。见图11.7.2-2。11.1.3方案实施进度安排及其工程量11.1.3.1方案实施进度安排-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告水土保持设计水土保持工作的进度安排建立在工程施工进度的基础上，工程计划2011年11月开工，2012年6月结束，根据水土保持方案编制要求，应在工程建设过程中水土保持治理措施与主体工程建设同时设计、同时施工、同时验收投入使用的原则，参照主体工程施工进度及各项水土保持措施的工程量，安排方案实施进度。坡面防护、排水工程和主体工程同步实施，同步完工。11.1.3.2水土保持方案设计工程量该工程水土保持方案包括工程措施和植物措施两大部分内容，所需完成的项目有：工程措施——平整场地，清理表层土；植物措施——扰动面和弃渣场的植被修复措施。3.7水土流失监测项目区水土保持监测按照《水土保持监测技术规程》的规定进行。监测时段从施工准备期开始，至设计水平年结束。监测内容包括水土保持生态环境变化监测、水土流失动态监测、水土保持措施防治效果监测及水土流失危害监测。监测重点区域在施工期的弃土弃渣场及开挖破坏面。对防治责任区范围内水土流失影响较大的地段采用地面观测，水土流失影响较小的地段采用调查监测。11.3水土保持投资概算-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告水土保持设计表11.9.5-1水土保持工程概算表单位：元序号工程或费用名称单位数量单价（元）合计（元）第一部分工程措施11839一主体工程区1566土地平整m22000.000.781566二施工临时占用区77681挖排水沟m310003.5435392土地平整m254000.784229三取土区15171挖排水沟m3903.543192土地平整m215300.781198四弃料区9881挖排水沟m3803.542832土地平整m29000.78705第二部分植物措施3531一主体工程区9481植物恢复工程248植苗造林(柳树)枝3800.58220直播种草（紫花苜蓿）hm20.14197.68282苗木种子费700柳树枝387.61.50581紫花苜蓿kg3.435.00119二施工临时占用区12601植物恢复工程254植苗造林(柳树)枝2000.58116直播种草（紫花苜蓿）hm20.7197.681382苗木种子费1006柳树枝2041.50306紫花苜蓿kg2035.00700三取土区1241植物恢复工程40植苗造林(刺槐)枝00.600-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告水土保持设计直播种草（紫花苜蓿）hm20.2197.68402苗木种子费84续表11.9.5-1水土保持工程概算表单位：元刺槐枝02.000紫花苜蓿kg2.435.0084四弃料区11991植物恢复工程240植苗造林(刺槐)枝3000.60180直播种草（紫花苜蓿）hm20.3197.68592苗木种子费959刺槐枝3502.00700紫花苜蓿kg7.435.00259第三部分临时措施6161一临时防护工程5854（一）主体工程区(二)施工临时占用区32701排水沟开挖土方m31503.545312防尘网m27003.912739（三）取土区.15961排水沟开挖土方m3643.542272防尘网m23503.911370(四)弃料区9881排水沟开挖土方m3803.542832防尘网m21803.91704二其他临时工程2%15370.25307第四部分独立费用40001科研勘测设计费30002水土流失监测费1000静态总投资25532水土保持设施补偿费hm20.008000.000总投资25532-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告水土保持设计-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程管理设计12工程管理设计12.1管理机构12.1.1管理机构现状苏庄水库管理机构为信阳市平桥区付店镇农业发展中心，担负水库的管理工作，主要负责水库大坝及有关设施的日常管理、维护及观测等。12.1.2机构设置和人员编制拟成立苏庄水库管理所，隶属于平桥区水利局。(1)机构设置管理所设所长1名，下设防汛、工管、财务、灌溉及水产组。所有人员实行“定岗、定编、定责”的三定管理制度。(2)人员编制按照SLJ705—81《水利工程管理单位编制定员试行标准》，结合苏庄水库工程管理与经营实际，初步拟定人员编制4人，详见表11-1。表11-1　　　　　　水库管理人员编制表岗位人数岗位人数所长1灌溉及水产1防汛及工管1财务112.2工程管理范围和保护范围水库建设用地按当时施工需要，水库工程指挥部仅初步划定了工程施工管理范围，工程管理范围与保护范围目前均没有进行划定，至今为止，-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程管理设计未履行土地确权划界手续。按《水库工程管理设计规范》（SL106-96）规定和苏庄水库工程管理的需要，结合苏庄水库自然地理条件划定工程管理范围和保护范围。水库工程管理范围包括工程区和生产、生活区。工程区管理范围包括：大坝、溢洪道、输水洞等各类建筑物周围和水库土地征用线以内的库区。苏庄水库为低山丘陵区，工程区管理范围原则规定如下：（1）大坝：上游从坝轴线向上不少于100m，下游从坝脚线向下不少于20m，上、下游均与坝头管理范围端线相衔接。（2）大坝两端：距坝端不少于100m。（3）溢洪道：两侧建筑物轮廓线向外不少于50m，消力池以下不少于100m。（4）输水洞及：从工程外轮廓线向外不少于20m。工程保护范围为：在工程管理范围边界线外延50.0m范围以内的土地及设施为工程保护范围，水库保护范围：由坝址以上，库区两岸土地征用线以上至第一道分水岭脊线之间的陆地。根据有关要求工程和水库保护范围内的土地不进行征用。大坝下游有小学一座、20个村民组0.4万人，地理位置十分重要。经济及社会效益显著，安全问题关系重大。12.3主要管理设施苏庄水库于1974月竣工。基于当时施工条件和设施条件，工程管理设施简陋，手段落后，已不适应水库运行管理要求，必须改善。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程管理设计12.3.1管理房本次除险加固维修管理房80m2，相应配置办公及生活设施等。12.3.2大坝安全监测苏庄水库工程无监测设施，需增设水库大坝监测设施，确保大坝的安全运行。在坝顶设置3个可同时兼测水平位移和竖向位移的综合位移标点，在综合位移标点上安装强制对中基座，以提高观测精度。同时在大坝桩号0+300处设置水尺一组。为使大坝安全检查和观测工作规范化、制度化，运行管理单位应根据国务院发布的《水库大坝安全管理条例》有关规定，结合本枢纽特点，制定加固后的安全检查和观测规程。大坝运行期间对其结构和运行安全的可靠性进行检查，及时发现大坝的异常现象或存在的隐患和缺陷，提出补救措施和改进意见。其基本要求包括：①检查中如发现大坝损伤，大坝附近有滑坡征兆或其他异常情况，滑坡体呈异常变化，应立即上报，并分析原因。②检查的分类包括日常巡视检查、年度巡视检查和特殊情况下的巡视检查，日常巡视检查每月不少于一次，汛期增加；年度巡视检查每年应进行2～3次，在汛前汛后及高水位时，按规定的项目进行全面的巡视检查。在坝区发生地震或遭受大洪水以及发生其他特殊情况时应立即进行巡视检查。③严格控制监测人员的素质。水库管理单位以及进行施工期监测的施工单位，应建立安全监测的专业组织，实行岗位责任制，认真执行各有关规范、规程和工作细则，确保观测和资料整编分析及时，成果真实准确，符合精度要求。必须配备具有相应的工程技术知识和监测经验的专职人员，并尽量保持人员固定。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程管理设计12.3.3防汛道路苏庄水库防汛公路目前满足正常的运行管理需求，不作处理。12.4工程运用管理12.4.1工程调度运用苏庄水库调度运用方式：起调水位107.00m，水位高于107.00m时，溢洪道自由泄洪。12.4.2工程监测水库管理单位以及进行施工期监测的施工单位，应建立安全监测的专业组织，实行岗位责任制，认真执行各有关规范、规程，并制定监测技术要求，确保观测和资料整编分析及时、成果真实准确，符合精度要求。建立仪器、仪表档案，并应定期进行保养，观测中发现异常测值时，在进行复测前，应检查仪器、仪表是否正常，使用方法是否有错误，使用后应进行保养、维护。设置在现场的所有监测设备、设施，都应在其适当位置，明显标出其编号，并应经常或定期进行检查、维护，如有破损，应及时修复，所有基点和观测点，都应有考证表，并绘制总体布置图。水库大坝监测工作严格按照土石坝规范执行，大坝监测包括巡视检查和仪器监测两部分。(1)巡视检查分为定期检查及特殊情况检查。定期检查主要指汛前、汛后大检查。特殊情况检查主要指高水位、暴雨或出现事故等检查。检查均应及时写出报告上报上级主管部门。(2)水库大坝安全仪器监测分述如下：沉陷与位移点，每年观测一次；浸润线、坝基渗水观测点，每周观测一次；量水堰1处，汛期每天测一次，-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程管理设计其它时间一周一次。观测工作做到固定人员、固定仪器、固定时间进行专业性观测。观测月报定时上报。白蚁防治是一项长期性的工作，为了确保大坝的长治久安，需要业主单位建立长期有效的白蚁防治监管制度，安排专人负责，掌握基础的白蚁生活习性与灭治知识，一月一检查，及时掌握新蚁情，一旦发现白蚁，配合白蚁防治单位及时予以灭治，不让白蚁在大坝站住脚跟，做到一来之即灭之。12.4.3建筑物运用及维修苏庄水库管理单位应根据加固后的管理要求，编制检查、养护和检修技术规程。基本要求：（1）避免坝顶上放置、或行驶重量过大或振动力较大履带式车辆，严禁在坝上堆放杂物、晾晒粮草。（2）保证坝体的纵横向排水沟完好畅通，确保坝面无积水，坝脚无冲坑。（3）严禁在大坝管理和保护范围内进行爆破、打井、采石、采矿、挖沙、取土、修坟等危害大坝安全的活动。（4）严禁在坝体修建码头，在大坝管理和保护范围内修建码头、鱼塘，必须经大坝主管部门批准，不得影响大坝安全、工程管理和抢险工作。12.5施工期工程管理为有效地对本次除险加固工程质量及投资进行控制，工程建设应实行项目法人责任制、招标投标制和工程建设监理制，同时由-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程管理设计信阳市水利水电工程建设质量监督站进行质量监督管理。在施工收尾阶段，对工程管理范围内和料场的环境进行恢复和完善有关绿化工作，并按照工程基本建设验收规程参与加固工程的验收。-176-信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计报告工程管理设计-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计设计概算13设计概算13.1工程概况苏庄水库除险加固工程主要包括大坝工程、溢洪道工程、输水洞及工程、道路修复工程、管理设施改善等项目。其工程数量均据设计图纸计算并乘以阶段性扩大系数得出，共需土方开挖17053m3，土方填筑7535m3，砌(抛)石1478m3，砼及钢筋砼3055m3，模板4276m2，钢筋18.3t。需用材料分别为：水泥2230t，钢材19.59t，木材7.20m3，油料25.1t，砂子3454m3，碎石6416m3，块石1666m3；需用总工时174299个。13.2投资主要指标概算总投资620.14万元。其中工程部分投资615.32万元，移民和环境部分投资4.82万元。13.3编制原则和依据本工程设计概算按2011年第1季度的价格水平编制。1）豫水建[2006]52号文《设计概（估）算编制规定》2）豫水建[2006]52号文《建筑工程概算定额》（上、下册）3）豫水建[2006]52号文《施工机械台时费定额》4）豫水建（2006）52号文《设备安装工程概（预）算补充定额》5）水总（2002）116号文《水利水电设备安装工程概算定额》6）水利部《水利水电工程设计工程量计算规则》(SL328-2005)-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计设计概算7）水总（2003）67号文《水土保持工程概（估）算编制规定和定额》8）《水利水电工程环境保护设计概（估）算编制规程》9）本工程初步设计文件及图纸13.4工程总投资和分年度投资工程概算总投资620.14万元，详见总概算表。计划总工期8个月。工程计划分两个年度完成。13.5投资概算表-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计设计概算表13.8-1工程概算总表单位:万元序名称及规格建安设备独立合计号工程费购置费费用Ⅰ工程部分　　　615.32　第一部分建筑工程349.59　　349.59一主体建筑工程341.86　　341.86二房屋建筑工程6.8　　6.8三其他建筑工程0.93　　0.93　第二部分机电设备及安装工程0.80.06　0.86一消防设施0.80.06　0.86　第三部分金属结构设备及安装工程1.785.85　7.63一输水洞1.193.9　5.09二2#输水洞0.591.95　2.54　第四部分施工临时工程50.31　　50.31一导流工程19.89　　19.89二交通工程8.06　　8.06三施工房屋建筑工程8.75　　8.75四其他施工临时工程13.61　　13.61　第五部分独立费用　　177.63177.63一建设管理费　　40.240.2二科研勘测设计费　　39.9239.92三建设及施工场地征用费　　4.674.67四其它　　92.8492.84　一～五部分合计　　　581.32　基本预备费　　　29.3　工程部分总投资　　　615.32Ⅱ移民和环境部分　　　4.82一水土保持工程　　　2.55二环境保护工程　　　2.27　移民和环境部分总投资　　　4.82Ⅲ总投资　　　620.14-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计设计概算-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计经济评价14经济评价14.1概述苏庄水库位于平桥区付店镇刘楼村，处在潢河支流上，是一座以防洪、灌溉为主，结合水产养殖等综合利用的小（2）型水库，水库控制流域面积0.61km2。大坝下游有小学一座、20个村民组4000人，地理位置十分重要。经济及社会效益显著，安全问题关系重大。14.2经济评价依据及基础数据14.2.1评价依据依据《水利建设项目经济评价规范》SL72-94（以下简称《规范》）和《建设项目经济评价方法与参数》（第二版，以下简称《方法与参数》），对工程进行经济评价，从国民经济整体角度分析，计算其投入费用及可得到效益来评价工程的原则，计算各项费用和效益。本工程为水库除险加固工程，其经济评价采用有、无该项目的增量效益进行。14.2.2基础数据(1)经济计算期包括建设期和正常运用期，工程计划于2011年11月开工，2012年6月底完工，建设期8个月，正常运行期20年，经济计算期为22年。(2)主要参数社会折现率采用2010年价格水平，折现率为12%，计算基准点为建设期第一年（2010年）年初，运行费、效益均按年末发生和结算，-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计经济评价主要投入物影子价格采用《方法与参数》部分常用货物影子价格，影子汇率、美元外汇按8.7元计，影子汇率换算系数1.08，贸易费用率为6%。14.3工程效益计算14.3.1灌溉效益按有、无项目对比进行计算，水利工程净产值分摊系数采用0.35，计算公式为：B=bAB=ε(Y-Y0)P式中：B——灌溉效益；ε——灌溉效益分摊系数，取ε=0.35；Y——灌溉后平均产量，kg/亩；Y0——灌溉前平均产量，kg/亩；A——灌溉面积；P——农产品价格；b——单位面积每亩综合灌溉效益。表14.3.1单位面积（亩）灌溉净效益计算表农产品种植比例（%）灌溉前灌溉后灌溉效益[(6)－(4)]×0.35（元/亩）备注单产（kg/亩）产值（元/亩）单产（kg/亩）单产（kg/亩）12345678水稻82.5447831570106080.15每亩综合灌溉效益：b=80.15×0.82+76.65×0.8=127.04元/亩小麦8027049239071176.65-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计经济评价增加灌溉效益由公式：△B=b(A2－A1)=127.04元/亩×0.18万亩=22.86万元式中：A1——无项目时灌溉面积；A2——有项目时灌该面积。14.3.2增加防洪效益水库除险加固工程完成后，提高了水库的安全程度，保证了水库设计的防洪标准，对石河沿岸的防洪安全起到很大作用，大大减少了洪灾损失，根据对下游社会经济调查统计，按不同洪水频率情况下分析计算得出年减少洪灾损失30万元，即年增加防洪效益为50万元。14.3.3增加渔业养殖效益苏庄水库因为险情较为严重，目前只能低水位控制运行，蓄水未曾未达到正常水位，水库除险加固后，水库蓄水位可提高到正常水位，增大了水库养鱼面积，可提高水库养渔产量，年增成鱼1万公斤，按每公斤9元计算，则每年渔业养殖增加效益为2万公斤×9元/公斤=18万元。14.4费用计算本工程费用计算主要包括项目的固定资产投资、年运行费和流动资金等。14.4.1工程项目的固定资产投资本工程的总投资为620.14万元，工程项目的固定资产投资根据《规范》附录E《水利建设项目国民经济评价投资简化调整方法》进行调整，调整后国民经济固定资产投资为467.09万元。其中：2011年度固定资产投资为181.34万元，占40%，2012年度固定资产投资为280.26万元，占60%。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计经济评价14.4.2年运行费年运行费包括燃料动力费、工程维修费、工程管理费和其它费用。a、燃料动力费正常运行期，增加燃料动力费按固定资产投资的0.2%计算，为0.93万元。b、工程维修费正常运行期，增加工程维修费按固定资产投资的0.7%计算为3.26万元。c、工程管理费工程竣工后，需管理人员4人，每人工资按每年8000元计，则年增加管理费为3.2万元。d、难以预见的其它费用按上述费用之和的10%计算为0.74万元。逐年运行费增量见表14.4.2。14.4.3流动资金按本工程年运行费增量的10%计算，正常运行期流动资金为0.81万元。14.5经济评价经计算，国民经济净现值（ENPV）为263.76万元，大于0；经济效益费用比为1.72，大于1；经济内部收益率(EICR)为16.5%，大于社会折现率12%，投资回收年限为5.93年，国民经济效益费用流程见表14.5。由表可看出该工程经济上合理可行。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计经济评价表14.4.2逐年运行费增量计算表年份燃料动力费(万元)工程维修费(万元)工程管理费(万元)其他费用(万元)合计(万元)建设期20112.562.02.10.687.3420122.562.02.10.687.34正常运行期20130.933.263.20.748.1320140.933.263.20.748.1320150.933.263.20.748.1320160.933.263.20.748.1320170.933.263.20.748.1320180.933.263.20.748.1320190.933.263.20.748.1320200.933.263.20.748.1320210.933.263.20.748.1320220.933.263.20.748.1320230.933.263.20.748.1320240.933.263.20.748.1320250.933.263.20.748.1320260.933.263.20.748.1320270.933.263.20.748.1320280.933.263.20.748.1320290.933.263.20.748.1320300.933.263.20.748.1320310.933.263.20.748.1320320.933.263.20.748.13合计23.7269.266.116.16177.2814.6敏感性分析为了分析、考查一些不确定因素对经济指标的影响，评价工程的抗风险能力，检验评价结果的可靠性，对工程经济指标进行敏感性分析。假定①固定资产投资增加15%，效益不变②投资不变，效益减少15%③固定资产投资增加10%同时效益减少10%等不利因素，分析计算结果见表14.6。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计经济评价表14.6敏感性分析成果表项目净现值（万元）效益费用比内部收益率(%)经济指标97.251.22015.98总投资增长15%311.431.18715.31年效益减少15%243.971.13114.22总投资增长10%，同时年效益减少10%216.151.09413.52敏感性分析计算结果表明：如果工程固定资产投资增加15％、效益减少15％或固定资产投资增加10%同时效益减少10%，本工程国民经济指标虽有下降，但仍高于国家规定的基准值而保持有利的数值，既使投入和产出任意一项因素有一定幅度的不利变化，工程建设仍可获得一定的经济效益。综上所述，该项目技术上可行，经济上合理，建议尽快进行除险加固，充分发挥工程应有效益。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计经济评价-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计经济评价-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计(送审本)节能设计15节能设计15.1节能设计依据和设计原则15.1.1设计依据(1)《中华人民共和国节约能源法》[中华人民共和国主席令（第90号）]；(2)《建设工程勘察设计管理条例》（[中华人民共和国国务院令（第293）号]；(3)《中国节能技术政策大纲》（2006年修订征求意见稿）；(4)《工程设计节能技术暂行规定》（GBJ6—85）；(5)《电工行业节能设计技术规定》（JBJ15—88）。15.1.2设计原则节能是我国发展经济的一项长远战略方针。根据法律法规的要求，依据国家和行业有关节能的标准和规范合理设计，起到节约提高能源利用效率，促进国民经济向节能型发展的作用。节能方案应符合相关建设标准、技术标准和《中国节能技术政策大纲》中的节能要求。工艺和设备的合理用能、主要产品能源单耗指标要以国内先进能耗水平或参照国际先进水平作为设计依据。15.2节能措施综述本工程节能措施分三部分：1）工程勘察设计中要优化设计方案，根据勘探资料选取最优方案，-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计(送审本)节能设计降低能源的使用量；2）施工期只有一些施工机械需要用柴油，施工中根据工程量的多少、负荷的大小分别使用功率不同的施工机械，避免空载、空负荷运转等情况，减少能源的浪费；3）水利工程运行期能源的利用有闸门启闭、照明电器等，闸门启闭仅灌溉期短时运用，且人工启闭，不再考虑；持久利用能源的主要有照明电器。照明尽量利用日光灯。15.3工程节能设计照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，力求减少照明系统中光能的损失，从而最大限度的利用光能，设计中的节能措施有以下几种：①充分利用自然光，这是照明节能的重要途径之一，在设计中电气设计与建筑专业配合，做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而大大节约了人工照明电能；②优先采用高效发光的荧光灯(如T5、T8管)及紧凑型荧光灯；③使用低能耗性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等，荧光灯选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯选用电子镇流器，气体放电灯采用电子触发器；④改进灯具控制方式，采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法。-176- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计(送审本)劳动安全与工业卫生16劳动安全与工业卫生16.1设计依据及原则16.1.1设计依据⑴电力工业部水利水电规划设计总院文件(水电规设[1997]0014号)《关于编制可行性报告时增加[劳动安全与工业卫生]篇的通知》；⑵《水利水电工程劳动安全与工业卫生规范》（DL5061-1996）；⑶《水利水电工程设计防火规范》（SDJ278-90）；⑷《水利水电建筑安装技术工作规程》（SD267-68）。16.1.2设计原则水利水电工程劳动安全与工业卫生设计，必须遵循国家的有关方针、政策，并应结合工程的具体情况，积极采取先进的技术措施和设施，做到安全可靠、经济合理，且必须与主体工程同时设计。16.2工程概述16.2.1工程性质苏庄水库位于平桥区付店镇刘楼村，处在淮河水系潢河支流上，控制流域面积0.61km2，是一座以防洪、灌溉为主，结合水产养殖等综合利用的小（2）型水库。大坝下游有小学一座，20个村民组0.4万人，地理位置重要。经济及社会效益显著，安全问题关系重大。-185- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计(送审本)劳动安全与工业卫生16.2.2劳动安全与工业卫生现状苏庄水库自建成运行以来，工程老化严重，劳动安全与工业卫生状况较差，不满足正常的运行管理需要。如输水洞漏水，闸室破损，进口坍塌、渗漏，工程管理人员缺乏劳动安全与工业卫生观念等。16.2.3地理位置及特殊要求本流域地处北亚热带向暖温带过渡地带，属大陆性湿润季风气候，水资源总量较丰富。从4月开始进入雨季，雨季暴雨次数多、量级大、雨量集中。高温季节气温高，湿度大，管理人员要做好工作场所的降温除湿工作。工程由1.45km防汛路与外界相连，交通较为方便。医疗保健主要由当地卫生院提供保障，工程消防主要通过水库主体建筑物本身防护及预防为主。16.2.4工程效益及主要危害工程完工后，主要以防洪为主，且为下游0.18万亩耕地提供灌溉水源。工程建成后，主要的危险有以下几点：⑴控制室内运行时将产生较大的噪声，可能降低人耳听力功能，影响管理人员的健康；⑵控制室内存在孔、洞及机械设备，可能引起人员坠伤或机械坠伤。16.3工程总布置16.3.1自然条件对安全卫生影响及防范枢纽工程要做好防雷击工作。尤其是管理房、控制室的防雷。本工程-185- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计(送审本)劳动安全与工业卫生输水洞及灌溉闸屋顶主要采用避雷带进行保护。16.3.2工程消防输水洞按三级防火等级设防，应加强平常火灾预防。16.3.3建筑物安全设计控制室内启闭机及围墙之间的安全距离均大于1.5m以上，可保证巡视人员安全和检修人员与操作人员需要。本工程白天采光设计将充分利用天然采光，对采光达不到照度要求的场所，辅以人工照明。夜间采用人工照明，保障发生事故时的安全需要。16.4安全防范措施16.4.1劳动安全防范措施工程防火设计时，首先按防火规范确定建筑物防火等级。本枢纽工程输水洞启闭机控制室耐火等级为三级。根据火灾发生的危险性程度划分火灾危险性类别，控制室等主要生产建筑物或构筑物为丙级，其余建筑物或构筑物为丁级以下（含丁级）。为了严防火灾发生，除采取消防工程措施外，还需加强消防教育，不得在控制室内采取明火取暖方式。工程消防措施见工程消防设计。控制室内的机械设备运行满足防护安全距离要求。机械设备防护罩和防护屏的安全要求，符合有关标准的规定。所有机械设备选型时，均选用安全性能可靠的合格产品，防止人员意外伤亡事故的发生。对坠落高度在2.0m以上的工作平台、人行通道，各种孔洞、坑、闸门门槽等处，在坠落面设置固定式防护栏杆。防止工作人员不慎坠落伤亡。-185- 信阳市潢川县马坡寺水库除险加固工程初步设计(送审本)劳动安全与工业卫生16.4.2工业卫生要求合理布置噪声源，降低噪声对人耳危害，减少工业噪声对值班人员的听力伤害。启闭机设备选型时，要求制造商提供设备噪声水平不超过82dB(A)，以降低工作环境噪声水平。对个别噪声或振动达不到设计要求的设备，在安装的同时，要求厂家采取措施，将振动和噪声水平控制在规定范围内。机械制动装置投入运行时，会产生尘埃。为此，厂房地面可采用无辐射的耐磨材料进行装修以防止粉尘产生。发生人员机械或坠落伤害等人身伤亡事故时，要采取紧急措施，抢救伤员。对所有负伤人员，医务室要及时组织抢救，必要时，与有关医院取得联系，请求医院帮助。16.5预期效果及评价本工程消防主要以预防为主。发生火情时，在组织灭火的同时，可请当地人民政府和村民援救。在有可能的坠落面设置固定式防护栏杆，防止工作人员意外坠落，尽可能避免运行人员的坠落伤害。合理布置噪声源，选用低噪声设备可降低噪声水平，将噪声危害降低到最低限度。室内不同场所采取不同的通风方式，将湿度高的空气排入大气，实现换气，保证运行人员的身体健康。-185--185- 目录1综合说明-1-1.1绪言-1-1.2水文-10-1.3工程地质-11-1.4工程任务和规模-14-1.5工程布置及建筑物-17-1.6电气和金属结构-25-1.7消防-25-1.8施工-26-1.9工程占地-33-1.10环境保护-33-1.11水土保持设计-33-1.12工程管理-34-1.13设计概算-35-1.14经济评价-35-1.15节能设计-36-1.16劳动安全与工业卫生设计-36-2水文-43-2.1流域概况-43-2.2气象-43-2.3水文基本资料-43-2.4多年径流量-43-2.5泥沙-44--185- 2.6设计洪水-45-2.7施工期洪水-52-3工程地质-53-3.1概述-53-3.2水库区工程地质条件-55-3.3枢纽区工程地质条件-57-3.4天然建筑材料-61-3.5结论-62-4工程任务和规模-65-4.1基本情况-65-4.2除险加固的必要性-67-4.3工程任务及规模-69-4.4主要加固内容-81-5工程布置及建筑物-83-5.1设计依据-83-5.2工程总体布置-84-5.3大坝工程-84-5.4溢洪道工程-101-5.6输水洞工程-106-5.72#输水洞工程-113-5.8工程监测-115-5.9防汛路-115-6电气、金属结构设计-117-6.1电气-117--185- 6.2金属结构-117-7消防设计-119-7.1工程概况和消防总体设计方案-119-7.2工程消防设计-120-8施工组织设计-123-8.1施工条件-123-8.2施工导流-124-8.3料场的选择-126-8.4主体工程施工-127-8.5施工交通运输-133-8.6施工工厂设施-134-8.7施工总体布置-135-8.8施工总进度-138-8.9主要技术供应-139-8.10施工组织机构-139-9工程占地与拆迁-143-9.1工程占地范围-143-9.2工作依据-144-9.3生产安置规划-144-9.4补偿投资-144-10环境保护设计-145-10.1施工期对环境影响的分析和预测-145-10.2施工期环境保护原则-145-10.3施工期环境保护设计-146--185- 10.4环境管理与环境监测-147-10.5环境影响综合评价-148-11水土保持设计-151-11.1项目区水土流失防治措施-151-3.7水土流失监测-155-11.3水土保持投资概算-155-12工程管理设计-159-12.1管理机构-159-12.2工程管理范围和保护范围-159-12.3主要管理设施-160-12.4工程运用管理-162-12.5施工期工程管理-163-13设计概算-165-13.1工程概况-165-13.2投资主要指标-165-13.3编制原则和依据-165-13.4工程总投资和分年度投资-166-13.5投资概算表-166-14经济评价-169-14.1概述-169-14.2经济评价依据及基础数据-169-14.3工程效益计算-170-14.4费用计算-171-14.5经济评价-172--185- 14.6敏感性分析-173-15节能设计-177-15.1节能设计依据和设计原则-177-15.2节能措施综述-177-15.3工程节能设计-178-16劳动安全与工业卫生-179-16.1设计依据及原则-179-16.2工程概述-179-16.3工程总布置-180-16.4安全防范措施-181-16.5预期效果及评价-182-后附：1、信阳市平桥区苏庄水库大坝安全鉴定报告书2、河南省水利厅关于苏庄水库三类坝安全鉴定成果的核查意见附件：1、信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步设计图册2、信阳市平桥区苏庄水库除险加固工程初步投资概算书3、信阳市平桥区苏庄水库除险加固初步设计阶段工程地质勘察报告-185- '