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1综合说明1.1水库概况1.1.1地理位置、流域水系以及水文气象乐家水库位于江西省余干县南部,坝址位于社庚乡李梅村,所在水系为鄱阳湖-润溪水;距余干县城65km,地理座标为东径116°38/48〃,北纬28°2302”。水库坝址以上控制流域而积1.39Km2o本流域展亚热带多雨区,气候湿润,四季分明,雨量充沛,降雨主要受季风影响。流域内主要气彖要素根据余干县气彖站资料为:气温:流域多年平均气温17.9°C,极端最高气温发生在1971年7月310,达40°C;极端最低气温发生在1973年2月21日,为-9.1°C。湿度:流域内多年平均相对湿度为78%,流域多年平均日照小时数为1887.7ho无霜期:流域内多年平均无霜期265do蒸发量:流域内多年平均蒸发为1366.Sinmo风向与风速:流域内风向、风速受季风影响而变化,夏季多为偏南风,冬季多为偏北风,多年平均风速为2.4m/s,多年平均最大风速15m/s,最大风速20.7m/s,相应风向为北风,发生在1976年4月22日。1.1.2水库建设与运行情况水库自1965年10月开工建设,由原坂上公社等村委会成立指挥部参加建设,大坝为均质土坝,坝基进行了简单清基处理,当时坝基接触处由风化料填筑形成,建坝时层夯层实,但由于由于坝基处理不当,完工后蓄水时,坝脚就有渗漏。当年修建时未设灌溉涵管,只预留出水沟渠灌溉,1966年12月才埋设4)200^预制涵管,持续到1968年12月工程才达到现有规模。溢洪道位于坝左山体开挖而成。建成后大坝坝高约为17米。1966年3月开始蓄水以来,坝坡有散浸和多处集中渗水点,坝脚漏水严重。1968年大坝坝右涵管处决口宽4米,同年由社庚、坂上村修复,并新建斜卧涵及拆除重建坝下涵管,改用4>500碗预制管。1997年对上游坡培土加固。因坝体渗漏,2002年进行局部灌浆处理,效果不佳。最高水位发生
1在1998年7月,水位84.3mo2011年,余干县水利局根据江西省小(2)型病险水库应急除险实施方案的通知,对乐家水库进行了紧急除险,对溢洪道控制段降低底板高程,将底板进行了衬护处理,水库达现有规模。1.1.3工程枢纽现状乐家水库枢纽建筑物由由一座大坝、开敞式溢洪道、大坝灌溉涵管等组成,是一座以灌溉为主,结合防洪、养殖等综合利用的小(二)型水库。枢纽工程各建筑物特性如下:大坝为均质土坝,最大坝高17m,现状坝顶为泥质路面,高程为85.5m,坝顶长约150m,坝顶宽3.5m〜5.1m。上游坝坡坡为1:2.33,未护坡;下游坝坡坡比为1:1.57、1:1.97,为杂草坡面。坝脚处未设置任何排水设施。开敞式溢洪道位于左岸山体,沿线为全〜强风化千枚岩,底板碗衬护,两侧边坡陡,跌水消能段,冲坑无衬护。灌溉涵管位于右坝端,为坝下涵管。进口采用斜涵取水,斜涵为磴结构。平涵为①500预制管,全长59m,平涵进口底高程72.6m,出口底72.55m。1.1.3工程任务及规模乐家水库的兴建是按水利开发规划的要求,以服务农业生产任务为中心,满足1600亩农出用水的要求,后期在满足实际灌溉1000亩农出的基础上,利用水库库面发展水产养殖。本工程的任务是以灌溉为主,结合防洪、养殖等综合效益。本次设计根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000和《防洪标准》GB50201-94的规定,本工程等别为V等,因乐家水库大坝坝高超过了15m,口上下游最大水位差超过了10m,所以设计洪水标准取20年一遇,所以主要建筑物按山区,丘陵区标准确定,设计洪水标准确定为20年一遇,校核洪水标准确定为200年一遇。针对现状泄洪设施,经调洪演算,水库设计洪水位83.32m(P=20%),相应库容为54.53万m3,相应最大下泄流量11.21ni3/s;校核洪水位为84.04m(P=0.5%),总库容为60.37万m3,相应最大下泄流量20.37m3/so1.2除险加固的必要性2011年07月,江西省余干县水利局主持召开了乐家水库大坝安全评估会议,并提出了乐家水库大坝安全评估报告书。安全评估结论如下:1、水库按20年一遇的洪水标准设计,200年一遇的洪水标准校核,相应库水位分别为83.32m和84.04m0大坝现状坝顶高程满足规范的要求。
22、据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)坝址区地震动峰值加速度小于0.05g,和应地震烈度小于VI度,可不进行抗震安全复核。3、大坝大坝坝顶宽度约3・5m〜5.Im,上游坡未护坡,淘刷严重。下游坝坡杂草坡而,坡面不规则,坝坡有散浸,坝脚存在渗水点(高程73.20m〜72.60m,桩号0+044、0+128),已沼泽化。大坝存在白蚁危害。4、溢洪道溢洪道位于大坝左侧,沿线为全〜强风化千枚岩,底板碇衬护,两侧边坡陡,跌水无消能保护设施,冲坑无衬护。5、灌溉涵管灌溉涵管位于大坝右坝端,坝脚灌溉斜涵碗老化严重,接头漏水严重;平涵渗漏量大,导致左坝脚农01沼泽化。6、其他水库无水、雨情观测设施;无上坝公路,不能满足防汛抢险期间材料运输的需要;无管理房。综上所述,根据“水库大坝安全评估办法”第六条大坝安全状况分类标准,乐家水库大坝屈第三类坝。大坝安全类别评定:三类坝水库地理位置非常重要,水库下游是社庚乡李梅村等几个村,水库灌溉血积1600m;保护人口2000人,保护耕地1300亩。工程一旦失事,将给下游造成严重的洪涝灾害。由于乐家水库存在诸多危及大坝安全的因素,影响了工程的应有效益正常发挥,给国家造成了经济损失。对乐家水库工程进行除险加固,不仅是对水库本身产生经济效益,而且也有社会效益,同时解除了洪水对下游的威胁,人民群众更能安居乐业,对社会稳定大有好处。为此,应尽快进行工程的除险加固实施,以保证工程安全运行,充分利用水资源,发挥工程的经济效益和社会效益。1.3除险加固的主要内容根据《江西省重点小(2)型病险水库除险加固初步设计及审批导则》,本次设计的方针针对重点病险问题进行除险加固设计。确定大坝除险加固设计的主要内容如下:(-)大坝
31、大坝防渗处理加固设计:由于现状坝体较规则,坝脚有渗漏,本次设计在坝轴线处设置冲抓套井回填粘土均质对大坝坝体进行防渗加固处理,冲抓套井粘土防渗墙中心线布置在大坝加固后坝轴线上,造孔布置坝顶高程85.50m,单排布孔,冲抓钻孔自桩号0+000—0+145,冲抓孔径为1.Im,孑距0.75m,有效墙厚0.80m,均质粘土心墙顶部高程为84.04m,底部伸入强风化基岩面以下0.5〜1.0m,粘土均质最大深度约为18.00mo2、坝顶加固处理:现状坝顶高程满足设计要求,坝顶宽度宽窄不一不满足设计要求,本次设计待坝中防渗、上下游坡加固施工完后,先对坝顶进行挖填整平,坝顶高程在现状上新建碗路面至85.80m高程,坝顶宽5m。路面结构为底部先铺设一层15cm砂卵石垫层,并碾压整平,后铺一层18cm的C25栓面层。3、上游护坡设计:本次结构设计上游坝坡由两部分组成,高程42.60m以上为1:2.5,对塌陷、洼凹处进行填补修整后先铺筑10cm厚度的砂垫层,再铺设10cm厚的C15碗预制块。预制块平面为六边形,边长30cm,护坡范围从死水位高程72.60m至设计洪水位高程83.32m,设计洪水位高程83.32m至坝顶采用草皮护坡,坡脚采用0.6X0.8mC15斤仝护脚,与岸坡交接处采用0.4X0.5mC15碇岸坡固脚,死水位72.60m高程以下采用填筑风化料固脚处理。4、下游护坡设计下游坡为杂草坡面,无坡面排水系统,表面凹凸不平,设计将原有杂草、小树全部清除至坝体土并对其夯实,采用风化料填筑至坡比1:2.5。在坝坡坡面整平后重新铺设新草皮(植草皮),草皮护坡范围为贴坡排水体顶高程以上的整个下游坝而(坝而排水沟除外)。为防止下游坝坡雨水集屮冲刷而形成雨淋沟,根据《规范》SL274-2001要求,在下游坡面设置纵向排水沟和岸坡排水沟。纵向排水沟在贴坡排水体顶内侧布置,采用C15碗预制块浆砌。纵向排水沟断面尺寸为0.3mX0.4m;岸坡排水沟断面尺寸为0.5mX0.5m,采用C15碗预制块浆砌。5、下游反滤排水体设计现状大坝下游无反滤排水设施,本次设计新建贴坡排水体,排水体顶长117叫顶宽1.45m,根据校核水位下坝体浸润线出逸点高程,确定排水体顶高程为73.96m,坡比1:2.5,反滤层由砂砾料综合组成,反滤层由一层20cm厚砂梨层,一层20cm厚卵石垫层,最后为40cm厚干砌石体。在大坝贴坡排水体顶设纵向排水沟,排水沟底宽0.4m,排水沟衬砌用C15磴预制块浆砌;另在排水体脚设纵向导渗沟,沟底宽0.5m。(二)溢洪道
4溢洪道除险加固内容包括进水渠、控制段、消力池段等部分,现将溢洪道各部分建筑物结构布置及设计计算分述如下:1、进水渠现状进水段部分衬砌,为改善进流条件,本次设计对原进水段拓宽后采用300mm厚的C15斤仝衬护(桩号0-030〜0+000),底板由进口的10m宽渐变为5叫边墙采用C20妊重力式挡土墙。因满足交通需求,桩号0-020〜0-016段设计一座4.lmX4m的板式桥。2、控制段现状溢洪道为无闸控制的明渠,底板为素碗衬砌,右侧山体高陡,经经济比选,本次加固设计溢洪道控制段为长18m的2.5mX2.5m的C25钢筋碗箱涵结构,箱涵底板、边墙和盖板均为500nini厚,加固后控制段底板高程仍保持82.10ni不变。3、泄槽段设计在控制段后新建一座弧形泄槽段(桩号0+018〜0+079),底宽2.5m,桩号0+018〜0+068纵坡i二0.0897,桩号0+068〜0+079纵坡i=0.727,本次加固设计将原底板开挖后,采用400mni厚的C25钢筋碗衬护,底板底面设10cm厚C10M层。边墙采用C20磴重力式挡土墙,边墙、底板分别每10m处设仲缩缝,缝宽20mm,内填沥青杉板,并采用橡胶带止水。在底板两边各设置一道40X40mm的纵向排水沟,横向每10m设一道30X30mm的横向排水沟,沟内填充砂卵石。4、消力池段设计溢洪道消能设施为底流式消能,全长7.0m,池深0.85m,池宽2.0m。设计消力池为C20钢筋碗底板,消力池底板厚40cm,边墙采用磴重力式扌当土墙结构,池后接12.0m长的水平防冲段连接泄洪渠,底板高程为45.00m,为减轻扬压力,木次设计在消力池护坦上设<1)100PVC排水管纵横间距1.0m,呈梅花形布置。(三)输水建筑物加固乐家水库输水建筑物为灌溉涵管,针对涵管存在的主要问题,本次设计输水建筑物加固如下:本次设计对坝下涵管进行挖除原址重建处理,涵管由进口段、管身段、出口消能段组成。进口段采用斜涵取水口,中间接消力井,后接灌溉涵洞,斜涵以0.5m—级,管口口径0.2m,采用C20钢筋磴结构,斜涵基础座落在坝体上,底板下设C10磴垫层。管身段桩号0+000〜0+051,平涵管身采用现浇C20钢筋碗涵管,单根管长9m,
5釆用铜片止水,管身下垫0.1m后C10碗垫层,涵管尺寸为1.0X1.6m,管壁厚0.3m,底坡1=0.005,进口底高程42.60m,岀口底高程42.35m。出口消能段桩号0+051〜0+061.5,底板采用C20钢筋牲,边墙采用C15證结构。
6附录A:乐家水库工程特性表序号及名称单位加固前加固后备注一、水文1.集雨面积kmJ0.542.多年平均年降雨量mm1739.73.设计洪水标准及流量p(%)—m/s2.734.校核洪水标准及流量P(%)10%m/s1.63二、水库校核洪水位m49.42设计洪水位m49.21正常蓄水位m48.50死水位m42.60总库容(校核洪水位以下库容)万27.83止常库容75m321.65死库容(死水位以下)万1.40三、工程效益保护人口万人0.14保护耕地亩3200灌溉面积亩600四、主要建筑物及设备1.主坝及副坝坝型均质坝均质坝坝顶高程m51.39〜52.2051.00最大坝高m12.012.()坝顶长度m200200坝顶宽度m3.1〜3.55.02.泄水建筑物(溢流垠、溢洪道、隧洞、底孔、闸孔等)型式开敞式明渠开敞式宽顶堰各建筑物分别列出堰顶高程m4&5m48.5m溢流段净宽m2.02.0设计泄洪流量m3/s5.60校核泄洪流量m/s&23闸门型式3.输水建筑物设计流量m/s0.06m7s长度m51.0断而尺寸m矩形1.0*1.6
72水文2.1基本资料2.1.1流域概况乐家水库位于江西省余干县南部,坝址位于社庚乡李梅村,所在水系为鄱阳湖-润溪水;距余干县城65km,地理座标为东径116°3848〃,北纬28°23‘02〃。水库坝址以上控制流域面积1.39Km2,河道长度1.75km,河道比降25.1%°。水库正常蓄水位82.Im(黄海高程,下同),设计洪水位(p=5%)83.32m,校核洪水位(p二0.5%)84.04m,水库总库容60.37X104m3o设计灌溉面积1600亩,实际灌溉面积1000亩,是一座以灌溉为主,结合防洪、养殖等综合利用的小(二)型水库工程。乐家水库水库下游有李梅等几个自然村,保护人口2000人,保护耕地1300亩。工程一旦失事,将给下游造成严重的洪涝灾害。2.1.1水文基本资料流域内无水文测站,相邻及相近流域有信江水系的铅山河铁路坪水文站,铅山河项源水文站、泸溪水柏泉水文站、白塔河耙石水文站、信江干流梅港水文站和昌江流域支流荷塘水文站。这六个水文站均进进行流量观测,但相对流域面积较小的只有荷塘水文站。荷塘水文站有流量、水位、降雨观测资料;荷塘水文站位于翻阳县荷塘垦殖场路家岭村,地理坐标为东径117。09’,北纬29°10’,集水面积为16.3Km2,主河长5.35km,加权平均坡降为18.01%。。荷塘水文站有1978年至今的实测流量和降水资料。2.1.3乐家水库库容曲线乐家水库的库容曲线是1958年根据库区实测地形图量算所得,其曲线摘录如表2.1~1o表2.1-1G(m)72.6073.0074.0075.0076.0077.0078.00V(104M3/S)2.203.064.866.799.0211.9316.34G(m)79.0080.0081.0082.0083.0084.0085.00v(io4m7s)22.8929.6236.5244.0651.9760.0468.592.2设计暴雨2.2.1、实测暴雨资料推求设计暴雨
8乐家水库库区河流域内没有设置雨量观测站,邻近流域且距离本水库最近的是信江干流上的梅港雨量站。梅港雨量站为国家基本雨量站,观测项目齐全完整,实测资料系列长,资料已通过整编,观测资料精度能满足设计要求。梅港水文站有lh、6h、24h暴雨实测暴雨资料,本次设计采用梅港站的实测暴雨资料替代水库坝址以上流域中心的点暴雨。根据梅港站1954〜2002年49年的实测lh.6h.24h实测暴雨资料排频统计,以P-III型理论适线、定线,求得各时段暴雨的统计参数,其成果见表2.2-R表2.2—1梅港站实测暴雨特征表时段项冃最大1小吋最大6小时最大24小时降雨量(mm)年、月、R降雨量(mm)年、月、日降雨量(mm)年、月、R第-位66.21992.6.25235.81983.6.27306.71983.6.2第二位65.31975.6.27158.21967.6.15280.11954.7.11第三位62.51983.6.2147.61954.7.11229.41997.7.7第四位61_31999.8.26135.51985.6.3225.41967.6.15第五位60.42000.5.30133.71964.6.18210.91995.6.25暴雨系列1967〜2002年共33年1954〜2002年共48年1954〜2002年共48年暴雨特征超过45mm的有19年超过80mm的有25年超过120mm的有27年多年平均45.084.8136.5Cv0.300.450.47Cs/Cv3.53.53.5二、《江西省暴雨洪水查算手册》查算设计暴雨1986年江西省水文总站编制的《江西省暴雨洪水查算手册》(以下简称《手册》)是为江西省水文资料短缺地区,作为中、小型水利水电工程进行安全复核及新建工程设计洪水计算的依据。根据《手册》推求本工程的设计暴雨,成果见表2.5Tp2、根据《手册》推求《江西省暴雨洪水查算手册》是经水电部1983年(83)水电水建字第28号和(83)水电水规字第7号文件批准使用的,是为我省水文资料短缺的地区,作为中、小型水利水电工程进行设计洪水计算的依据。根据《手册》提供的暴雨等值线图,可查算各时段的设计暴雨,其成果见表2.2—2。乐家水库设计暴雨计算成果比较表表2.2—2
9一算法一暴雨时段均值(mm)CvCs/Cv0.2%1%2%3.3%5%10%按实测资料推算最大1小吋44.80.273.091.579.874.567.161.054.2最大6小时84.30.503.5292.7230.6203.7167.6140.0111.8最大24小时136.10.453.5427.1342.7305.8256.1217.6177.7按囂最大1小吋450.453.5125.5113.4101.294.084.672.0最大6小时840.543.5275.5244.4214.2194.0173.9143.6最大24小时1300.553.5434.2384.8335.4308.3273.0223.62.3设计洪水2.3.1设计洪水计算斥家水库无入库流量资料,工程附近也无流域面积接近的水文站,所以只能采用暴雨资料来推求入库洪水。根据《手册》规定,集雨面积小于30kn)2的流域,一般采用推理公式计算设计洪水;乐家水库大坝坝址以上集雨而积为1.39km2,故此,乐家水库设计洪水计算采用推理公式法。信江古丁河流域属第IV产流区,计算中前期影响雨量取70mmo根据所求得的设计暴雨,并以《查算手册》中的推理公式法计算洪水,公式参数为VII区,计算公式为:1、地面洪峰计算公式:八0.278/?Q=IF=(0278£)4X'r1/37mzJJ&V6(),加=0.1810°265"en60,加=0.108严4式中Q—坝址地面洪峰流量,m3/s;h一设计净雨,mm;
10F—坝址以上流域面积,F=1.39km2;L—坝址以上河道长度,L二1.75km;J—坝址以上河道坡降,J二25.1%。;工一汇流时间;0—地理指标系数,^=L/J,/3=5.98,m=0.299O2、地下径流峰值计算公式:—=心F/(3.6T)式中:Q下一为地下流量峰值;R下一为下渗总径流深;F—设计流域而积;T—地而径流过程线底宽。由概化五点折腰多边形过程线推求洪水过程线,设计洪水过程线为同时刻的地面流量和地卞流量的叠加。经过计算,坝址各频率设计洪峰成果及洪水过程线见表2.3-1。
11乐埶库计算洪表2.3-1流量单位:m7s,洪量单位:10就频率0.5%1%2%3.30%5%10%20%洪峰流量29.5526.1022.3719.9617.4013.9510.29一次洪量57.5350.4443.3639.5234.4527.5020.55洪水过程线时间流量000000000.1T3.052.702.332.081.831.481.110.25T29.5526.1022.3719.9617.4013.9510.290.5T6.475.775.024.524.003.292.53T1.241.231.201.17L151.121.04备注T二16.18hT二15.86hT=15.63hT二15.76h>15.47hT=14.91hT二14.41h2.3.2洪水成果合理分析本次设计洪水成果在与周边地区其他水库设计洪水成果比较,在流域特征相近的情况下,乐家水库洪峰模数与邻近的八里源水库的洪峰流量、洪峰模数成有规律的变化,其主要原因是水库流域及暴雨特征相似,故乐家水库设计洪水采用《手册》推理公式法计算的成果是合理的。财洪比较表表2.3-2水库名称集雨面积河道长度加权平均坡降%设计频率(%)洪峰流量(m'/s)洪峰模数(Q/『J210210乐家水库0.521.4553.09.065.814.018.97山东坞水库0.571.6212.47.514.6010.926.69
122.4洪水调节计算2.4.1泄洪设施原溢洪道位于大坝右坝头,由山体开挖形成,由进口控制段、泄槽段和出水渠组成。两岸边坡陡,为强风化千枚岩,底部高低不平,控制段溢流净宽2.0m。泄洪渠出水渠弯曲,淤积严重。现设计溢洪道为宽顶堰形式,净宽2.Onio经计算,乐家水库加固后的泄洪能力见表2.4-1表2.4—1G(m)4&448.648.84949.249.449.649.8q(M3/S)0.000.461.312.363.524.766.067.392.4.2洪水调节计算根据水量平衡原理,即在某一时段At内,进入水库的水量与水库下泄水量Z差,应等于该时段内水库蓄水量的变化值,并与水库下泄量与蓄水位的函数关系进行联解。联解关系式为:Q.+22xAr_£i±iixAr=vv<22~q=f(V)=F(Z)式中:Qi>q】一时段初入库、岀库流量(n?/s);Q2、q?—时段末入库、出库流量(m'/s);V】、V2—时段初、时段末水库蓄水量(m3);Ar一计算时段(s)。根据上述计算原理和水库库容曲线、溢洪道泄流曲线及水库调节原则,可求得溢洪道重建后各设计频率的最高水位、最大下泄量和相应库容,其调洪成果见表2.4-2乐家水库洪水调节成果表表2.4-2
13频率(%)洪峰流量(m3/s)最大泄量(m3/s)最咼库水位(m)相应库容(loV)P二2%9.065.7349.5522.71p=10%5.793.4649.1921.233工程地质与工程质量3.1概述3.1.1区域地质情况本区域属构造剥蚀丘陵地貌,植被发育,水土保持良好好。未见较大规模滑坡、坍塌落等不良物理地质现象。本区出露地层主要为前震旦系双桥山群(Ptsh)变质岩系,以及第四系残坡积层和冲洪积层(Q4)。岩性主要为绢云千枚岩、残坡积层、冲洪积层。该区未发现区域性大断裂带。由于岩层古老,受其影响,区域内断层构造和褶皱发育,构造产状复杂。据《中国地震动参数区划图》GB18306-2001(1:400万)界定,木工程区域地震动峰值加速度小于0.05g,相应地震烈度小于VI度,区域稳定性较好,建筑物可不进行抗震复核。本区属亚热带多雨气候,降雨丰富,补给充足。区内地下水类型为第四系孔隙潜水与基岩裂隙水。孔隙潜水主要赋存于第四系冲洪积层屮,埋藏较浅。基岩裂隙水主要赋存于裂隙发育且连通的岩体屮,以大气降水补给为主,从沟谷或低洼处以泉水形式排泄于地表,水量较贫乏,地下水位相对埋藏较深。地下水动态类型属降雨一径流型。3.1.3勘察工作量简介余干县乐家水库建于1957年,同年12月基本建成并蓄水。大坝为均质坝,由于当时特定的历史条件,以及受生产力条件的制约,工程实施主要由大规模的群众运动完成,施工工艺简陋,主要采用人力挖土、挑运土料,人力夯实,绳索拉抬石夯,乐家水库由于建坝时间较早,建设初期未进行过工程地质的勘察工作。
14残存资料中,也没有任何的地质资料。本水库地质勘探工作主要手段为现场勘测和开挖探坑。本此勘探共挖探坑4个,位于正常高水位以下,上、下游坝坡各2个。对工程除险加固所需的天然建筑材料进行了详细调查。2.2工程地质条件及评价3.2.1主要建筑物的工程质量评价一、大坝1、坝基清基质量评价本坝设计为均质坝。根据工程参建人员回忆整理,以及本次勘探情况成果分析,坝基仅进行部分坡积层和冲积层的清理,上部坝基均为全风化绢云千枚岩。因此认为,坝基清基不彻底。2、坝体质量评价大坝为均质土坝,坝体土料主要为粘土质砾〜含砾低液限粉土,土体呈中~高压缩性,局部孔隙比偏犬,具中等透水性,砾含量8.2〜32.6%,均值18.3%;粉粒含量51.7〜58.5%,均值54.1%,粘粒含量&7〜18.5%,均值15.4%;局部粘粒含量偏低、砾含量偏高。孔隙比0.866〜0.924,均值0.887,压缩系数0.47〜0.52MPa_1,均值0.49MPa-1,土体不密实,存在坝体渗漏问题。二、溢洪道质量评价溢洪道位于左坝头山坡,为岸坡开敞式,开挖山体全风化岩体而成,进口底高程为48.5m,底宽2.0mo无消能保护设施,出水直接跌落到渠道中,泄洪时冲毁出水土渠。三、灌溉涵管质量评价输水灌溉涵管位于大坝左坡下,由平涵和斜涵组成。斜涵为台阶式,木塞控制取水;平涵为预制圆涵,管径0・3m。涵管老化严重,漏水严重,致使涵管出口段土体塌陷,坡脚渠道长年有水。斜涵表层碗剥蚀现彖严重,多处漏水。2.2.2主要建筑物的工程地质条件和评价一、坝址区工程地质条件及评价1、地形地貌及物理地质现象
15坝址区为构造剥蚀丘陵地貌,两岸山体低矮,较宽厚。坝址区多出露全风化岩体,以及残坡积层,植被发育,为人工种植林和山草。未见塌落、崩岸等不良物理地质现象,自然山坡稳定。2、地层岩性坝址区出露地层岩性主要为前震旦系双桥山群(Ptsh)绢云千枚岩,以及第四系残坡积层(Qrd,)o(1)、前震旦系双桥山群(Ptsh)绢云千枚岩:青灰色〜灰色,未风化时岩质较硬;弱风化时岩质软,抗风化能力差。岩层产状为N87。W/NEZ850。强风化时为褐色,千枚状构造,局部存在小挠曲。(2)、第四系残坡积层残坡积层(QF):为褐红色(含砾)低液限粘土、砾质粘土等。主要分布在坝后山坡上。3、地质构造坝址区未发现断层构造,构造形迹主要表现为较发育的裂隙。(1)、N87°W/NEZ850,层间裂隙,表部微张〜张开3mm,充填少量泥砂,延仲较长,Fe、Mn质浸染。(2)、N44°E/NWZ66〜72。:构造裂隙,裂面较平,间距0.5〜3.0m,延伸较长。裂隙表部微张〜张开lmm,有少量泥质充填。4、岩体风化特征坝址区岩体风化情况,主要受地形以及裂隙发育情况等因素影响。地勘表明,左岸全风化层厚度3〜4m,右岸2m;探坑揭露,河床段全风化层厚度大于lm。5、水文地质条件(1)地下水类型坝址区地下水类型为第四系孔隙潜水与基岩裂隙水。第四系孔隙潜水主要赋存于第四系残坡积层,由大气降水及库水补给,排泄入沟谷及河床中,坝址区孔隙水极少。基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙中,以大气降水和库水补给为主,随
16季节和库水位的变化而变化,坝址区裂隙水贫乏。(2)坝址区环境水化学性质及侵蚀性评价地质勘探时,库水清澈,水样物色透明,无悬浮物。库区及上游无污染源。根据相同条件库水水质分析成果比较认为,库水和渗漏水具HCO:,中等腐蚀,对钢结构具弱腐蚀性。二、溢洪道工程地质条件及评价溢洪道位于左坝头山坡,为岸坡开敞式,开挖山体全风化岩体而成,由泄槽段、出水渠组成,无任何衬护。无消能保护设施,岀水直接跌落到渠道中,泄洪时冲毁出水土渠。溢洪道泄槽段中段两侧边坡较陡,坡角75飞5。:左侧边坡高8m,右侧与坝顶平。冃前,左侧边坡存在锲型小塌滑体。出水渠底板及两侧边坡均为低液限粘土组成,未衬护,两侧边坡较陡,抗冲刷能力极差。溢洪道全段为前震旦系双桥山群(Ptsh)绢云千枚岩,全段呈全风化状态,未发现断层构造,构造形迹主要为层间裂隙,次为构造裂隙,其中,层间裂隙为N87°W/NEZ850,构造裂隙为N44°E/NWZ66〜72°。建议全风化绢云千枚岩承载力建议值:200〜300Kpa,允许开挖边坡1:0.75〜1:1,允许抗冲刷流速1.0〜2.Om/so三、灌溉涵管工程地质条件及评价输水灌溉涵管位于大坝左坡下,由平涵和斜涵组成。斜涵基础为全风化岩石,承载力建议值为200〜300Kpa,满足要求。但涵管老化严重,漏水严重,致使涵管出口段土体塌陷,坡脚渠道长年有水。斜涵表层碗剥蚀现象严重,多处漏水。目前,涵管成为了影响坝体安全的隐患。四、坝址区土体主要物理力学参数地质建议值本坝设计为均质坝。通过对本工程土工试验成果的统计,参比类似工程试验数据,提出本大坝工程地质参数建议值如下表。表3-1大坝主要工程地质参数建议值部位工程地质参数建议值PP.eSvl-2C4)KT允
17g/cm3g/cm3—MPa1KPaocm/s—坝体粘土质砾-低液限粉土1.951.570.8870.498.019.53.8XW40.45坝基全风化层1.921.550.8000.4710.018.06.0xl()J0.353.3天然建筑材料根据设计要求,乐家水库除险加固工程需要坝体防渗土料约2.0X10卅、块石料约0.3X10*'、卵砾石约0.2X10卅、砂0.2X10卅。为满足这一要求,本阶段对上述天然建筑材料进行了勘查。2.3.1防渗土料本工程除险加固所需坝体防渗粘土,本阶段推荐料场位于本水库大坝下游汪家源村,该处距坝址区2.5km,取土、运输方便。料场取土部位为平缓坡地,植被较发育,为杂木和山草。料场地下水位低,开采时无积水。开采弃土厚度0・3~0・5ni,可开采厚度2~4ni,最优开采面积约2X10W,平均厚度计算储量为6X10"nA满足勘测对设计需求量的要求。料场土为残积土,土质为褐红色低液限粘土(CL)o室内试验表明,砾含量8.3%,最大砾径10mm,粘粒含量27.5%,最优含水量22.8%,最大干密度1.61g/cm3,相对应的渗透系数为2.8X10-7cm/so本水库为小(2)型,取压实度为0.96,干密度1.55g/cm3时,相对应的渗透系数为8.7X107cm/so土质和试验指标满足要求。2.3.2砂砾石料经勘察比较,本阶段砂砾石料场选定白马背商业料场。该料场位于白马背村委会旁的信江河上,由料场至坝址区的运距8km。本料场为水下开采的砂砾石混合料,砂、砾石料储量巨大,开采能力远大于本工程需求量。本料场成品料中,砂料为中砂,成份为石英、长石及岩屑;砾石多呈弱〜微风化,不含针片状颗粒及泥质,砾径一般10〜60mm,磨圆度较好,力学性能较好。本料场砂、砾石料广泛地用于水利工程和工民建工程的混凝土工程。据历次原材料试验成果,本料场砂、砾石的各项指标均能满足规范要求。
183.3.3块石料本阶段对块石料进行了较详细的调查,经比较,推荐选用外购东乡县商业块石,料场至坝址区总运距60km,运输方便,储量巨大,广泛地用于余干县鄱阳湖二期工程及水库除险加固工程。该料场岩性为花岗岩,块石成材率高,岩质坚硬,是很好的工程块石料。由于本运距范围内没有更好的块石料场,因此推荐本料场作为乐家水库工程除险加固的块石料场。3.4结论与建议一、工程区地震动峰值加速度小于0.05g,区域稳定性较好,建筑物不须进行地震安全复核。二、水库区属构造剥蚀丘陵地貌,水库不存在永久性渗漏问题,无库岸再造问题,库岸和近坝库岸稳定;库区没有淹没、浸没问题,固体径流微弱。三、坝址区出露地层主要为前震旦系双桥山群(Ptsh)绢云千枚岩和第四系残坡积层。基岩表部为全风化层,具弱透水性,厚度大于lm,不存在基岩渗漏问题。四、坝体填筑土料为粘土质砾~含砾低液限粉土。试验资料表明,局部孔隙比偏大,土体具屮等透水性,防渗性能不满足规范强制性条文要求。建议对坝体进行防渗处理。五、溢洪道全段为全风化千枚岩,无任何衬护,抗冲刷能力差;左侧边坡较高口陡,存在锲型小塌滑体,自稳差;溢洪道尾部无消能保护设施,出水直接跌落到渠道中,泄洪时冲毁出水土渠。建议对溢洪道以及边坡进行彻底处理。六、灌溉涵管为坝内涵管,地基全风化基岩,岩体承载力满足要求。但涵管老化严重,漏水严重,涵管岀口段土体塌陷;斜涵表层殓剥蚀现象严重,多处漏水,涵管成为了影响坝体安全的隐患。建议将涵管彻底处理。七、天然建筑材料防渗粘土料场位于本水库大坝下游汪家源村,运距6.Okm,储量、土质和试验指标满足要求,取土、运输方便。
19砂砾石料场选定白马背商业料场。该料场位于白马背村委会旁的信江河上,运输方便,运距8km,储量和试验指标满足要求。块石料推荐选用外购东乡县花岗岩商业块石料,岩质坚硬,是很好的工程块石料。料场至坝址区总运距60km,运输方便,储量巨大,曾广泛地用于余干县鄱阳湖二期工程及水库除险加固工程。八、环境水具HCO3-中等腐蚀,对钢结构具弱腐蚀性。
20设计4.1工程任务与规模4.1.1工程任务斥家水库的兴建是根据当地水土资源、自然条件和社会经济情况,按水利开发规划的要求,以服务农业生产任务为中心,满足0.06万亩农田用水的要求,利用灌溉用水及其余水,发展水产。本工程的任务是以灌溉为主,结合防洪、养殖等综合效益。1、灌溉:根据有效调节库容,原设计灌溉农fflO.06万亩,目前实际灌溉农田0.025万亩。2、养殖:水库正常蓄水位为48.50m,相应水面积为89亩。3、防洪影响:水库建成后洪水经调节削减洪峰流量,可减缓这一带地区的水灾发生及增加人民生命财产的安全度。4、社会效益(1)带动了工、农业生产,使受益地区能够提供足够的农产品作为工业原料。(2)促进文化教育事业的发展。使受益地区的农民有钱办学校、俱乐部、文化室。(3)改变了当地用水和环境卫生状况。由于乐家水库的主要建筑物存在质量问题,且灌区配套未完成,故水库口投入运行以来,水库被控制水位运行,工程效益低下,与此同时水库带病运行,存在严重的安全隐患。由于乐家水库的工程规模及有关建筑物设计均已定型,本次除险加固设计的原则是:尽量维持现状工程规模,对存在安全问题的建筑物进行除险加固。包括对大坝进行防渗加固处理,对溢洪道进行改造和灌溉涵管进行废弄重建处理,以及按规范要求增设和完善大坝水情、雨情观测设施,防汛通讯、管理设施。4.1.2工程规模复核2.1.2.1特征水位乐家水库原设计正常蓄水位为48.50m,木工程在原设计的基础上除险加固,加固后水库正常蓄水位仍维持为48.50mo乐家水库原设计死水位为42.60m,本工程重建灌溉涵管底板与原涵高程相同,所以加固后水库死水位仍为42.60m。
214.2主要加固项目针对乐家水库大坝现状存在的主要问题,确定大坝除险加固设计的主要内容如下:1、大坝坝身防渗处理设计;2、大坝坝顶设计;3、上游坝坡护坡设计;4、下游坝坡护坡及坝面排水设计;5、下游反滤排水体设计;6、大坝监测设计。4.3设计依据4.3.1工程等别和建筑物级别根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)的规定,本工程永久性挡水和泄水建筑物所采用的设计洪水标准为10年一遇,校核洪水标准为50年一遇,消能防冲标准按10年一遇。乐家水库是一座以灌溉为主,结合防洪、养殖等综合利用的小(二)型水库工程。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)利国家技术监督局、中华人民共和国建设部联合发布的《防洪标准》(GB50201—94)的有关规定,本水库工程等别为V等,主要建筑物大坝、溢洪道、放水涵洞按5级建筑物设计。乐家水库所在区域属低山丘陵区,大为均质坝,最大坝高12.0m,本工程永久性挡水和泄水建筑物所采用的设计洪水标准为10年一遇,校核洪水标准为50年一遇,消能防冲标准按10年-遇。枢纽建筑物相应的运用洪水标准见表4.3—1。枢纽建筑物设计、校核洪水及相应流量表4.3—1建筑物名称工况洪水频率(P)设计洪峰(m3/s)最大下泄流量(m3/s)最高洪水位(m)大坝、溢洪道设计10%5.601.6349.21校核2%8.232.7349.42溢洪道消能防冲建筑物设计10%5.601.6349.21出水渠防洪设计10%5.601.6349.42
224.3.2设计基本资料一、设计采用的技术规范和文件资料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.《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44-2004;4.《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001;5.《溢洪道设计规范》SL253-2000;6.《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》SL279-2002;7.《江西省暴雨洪水查算手册》江西省水文总站1986.12;8.《余干县乐家水库安全评估质量检测报告》(上饶市水利工程质量检测站2007.2);9.《水工栓结构设计规范》SL/T191-96;10.《水工碗施工规范》DL/T5144—2001;11.《水利水电工程施工组织设计规范》SL303-2004;12.《水利水电工程围垠设计导则》DL/5087-1999;13.《水库工程管理设计规范》SL106-96;14.《水利工程管理单位定岗标准》(试点)2004.5;15.《水利水电工程初步设计报告编制规程》DL5021-93;16.《江西省水库大坝安全评价病险水库除险加固工程初步设计技术规定》(江西省水利厅)2004.2;17.《江西省余干县乐家水库大坝安全评估报告》(余干县水利电力勘察设计院,2011.3);二、水文气象及地震烈度本流域属亚热带多雨区,气候湿润,四季分明,雨量充沛,降雨主要受季风影响。流域内无气象实测资料,本次设计采用流域附近的余干县气象站1960〜2003年共44年观测资料统计分析,流域内主要气象要素为:流域多年平均气温17.9°C,极端最高气温发生1971年7月31R,达40°C;极端最低气温发生在1973年2月21R,为-9.TCo流域内多年平均相对湿度为78%,流域多年平均日照小时数为1887.7ho流域内多年平均无霜期265do流域内多年平均蒸发为1366.8mm。流域
23内风向、风速受季风影响而变化,夏季多为偏南风,冬季多为偏北风,多年平均风速为2.4m/s,多年平均最大风速15m/s,最大风速20.7m/s,相应风向为北风,发生在1976年4月22日。坝址区位于地震动峰值加速度小于0.05g,设计可不考虑地震荷载。三、建筑材料特性及设计参数坝体设计采用坝体物理力学参数见表4.3-2。表3-1大坝主要工程地质参数建议值部位工程地质参数建议值Pp1;eO-vl-2C(1)KI允g/cm3g/cm3——MPa1KPaocm/s——坝体粘土质砾-低液限粉土1.951.570.8870.498.019.53.8X10-40.45坝基全风化层1.921.550.8000.4710.018.06.0X10-50.352.4工程总体布置本工程为除险加固工程,受本工程现状地形条件限制,加上工程规模较小,枢纽建筑物总体布置方案仍在现状基础上进行,大坝、溢洪道、灌溉涵管布置如下述:现状大坝为均质坝,最大坝高约12.00m,坝顶长200mo根据坝体防渗要求,本次设计在大坝加固坝轴线上布置1排冲抓套井回填粘土均质,冲抓钻孔自桩号0+000—0+200,冲抓孔径为1.1m,孔距0.75m,有效墙厚0.80m。冲抓套井粘土心墙顶高程49.40m,底部深入全风化基岩面以下0.5〜1.0mo通过对现状大坝坝顶高程的复核计算,现状坝顶高程51.39〜52・20叫满足设计要求,坝顶宽3.ini〜3.5m,泥质路面,宽窄不小,不满足设计要求。本次设计先对坝顶进行挖填整平,再浇筑磴路面;上游坝面采用C15碗预制块护坡,下游坝而采用草皮护坡,下游坝脚增设贴坡排水体。溢洪道位于大坝左岸,溢洪道堰顶高程48.5m,溢流净宽2.0mo根据洪水调节计算成果复核坝顶超高,坝顶高程满足设计要求,本次设计在现有溢洪道结构基础上进行加固。灌溉涵管位于大坝左岸,为斜涵取水口,碇结构,平涵为D300预制磴管,本次设计考虑原址拆除重建斜涵取水口及灌溉平涵。
242.5加固设计根据《江西省重点小(2)型病险水库除险加固初步设计及审批导则》,本次设计的方针对重点病险问题进行除险加固设计。确定大坝除险加固设计的主要内容如下:1、大坝防渗处理加固设计:由于现状坝体较规则,坝脚有渗漏,本次设计在坝轴线处设置冲抓套井冋填粘土均质对大坝坝体进行防渗加固处理,冲抓套井粘土防渗墙中心线布置在大坝加固后坝轴线上,造孔布置坝顶高程49.40m,单排布孔,冲抓钻孔自桩号0+000—0+200,冲抓孔径为1.1m,孔距0.75m,有效墙厚0.80m,均质顶部高程为49.40m,底部伸入强风化基岩面以下0.5〜1.0m,粘土均质最大深度约为ll.OOmo2、坝顶加固处理:现状坝顶高程满足设计要求,坝顶宽度宽窄不一不满足设计要求,本次设计待坝中防渗、上下游坡加固施工完后,先对坝顶进行挖填整平,坝顶高程在现状上新建姓路面至51.20m高程,坝顶宽5mo路面结构为底部先铺设—层15cm水泥稳定层,并碾压整平,后铺一层18cm的C20磴面层,在坝顶上下游侧浇筑宽0.3m,高0.33m的碗路缘。3、上游护坡设计:本次结构设计上游坝坡由两部分组成,高程42.60m以上为1:2.5,对塌陷、洼凹处进行填补修整后先铺筑10cm厚度的砂垫层,再铺设10cm厚的C15碗预制块。预制块平面为六边形,边长30cm,护坡范围从死水位高程42.60m至设计洪水位高程49.21m,设计洪水位高程49.21m至坝顶采用草皮护坡,坡脚采用0.6X0.8mC15碇护脚,考虑死水位42.60m高程以下采用填筑风化料固脚处理。4、下游护坡设计下游坡为杂草坡面,无坡面排水系统,表面凹凸不平,设计将原有杂草、小树全部清除至坝体土并对其夯实,采用风化料填筑至坡比1:2.5o在坝坡坡面整平后重新铺设新草皮(植草皮),草皮护坡范围为贴坡排水体顶高程以上的整个下游坝面(坝面排水沟除外)。为防止下游坝坡雨水集中冲刷而形成雨淋沟,根据《规范》SL274-2001要求,在下游坡面设置纵、横向排水沟和岸坡排水沟。纵向排水沟布置在贴坡排水体顶内侧;横向排水沟每隔50m设置1道,共设4道,其中2道为岸坡排水沟。排水沟采用C15妊浇筑而成。纵横向排水沟断面尺寸为0.3mx0.3m;岸坡排水沟断面尺寸为0.5mx0.5mo5、下游反滤排水体设计现状大坝下游无反滤排水设施,本次设计新建贴坡排水体,排水体顶长180m,顶宽1.74m,根据校核水位下坝体浸润线出逸点高程,确定排水体顶高程为43.96m,坡比1:2.5,反滤层由砂砾料综合组成,反滤层由一层10cm厚的细砂垫层,一层20cm厚粗砂垫层,一层20cm厚卵石垫层,最后为40cm
25厚T•砌石体。在大坝贴坡排水体顶设纵向排水沟,排水沟底宽0.4m,排水沟衬砌用C15妊现浇;另在排水体脚设纵向排水沟,沟底宽0.5m。4.5.1挡水建筑物(大坝)加固设计2.5.1.1复核坝顶高程根据水库调洪演算成果可知,乐家水库50年一遇校核洪水位为49.42m,10年一遇设计洪水位49.25。根据《碾压土石坝设计规范》SL274-2001屮规定计算人坝需要的坝顶超高。坝顶超高按下式计算:
26y二R+e+A式屮:y——坝顶超高(m),R最大波浪在坝坡上的爬高(m)e最大风壅水面高度(m)A——安全加高(m),本工程大坝等级为4级,设计A=0.5m,校核A=0.3mo最大波浪爬高R计算:波浪平均波高和平均波周期采用鹤地水库公式计算:0.00625W更牛=0.0386(驾)"2IV2W2式屮:一一累积频率为2%的波高,m,Lm平均波长,m,W—计算风速。本工程大坝等级为5级,根据余干县气象站实测多年气象资料统计分析,库区多年平均最大风速W=15m/so正常运用条件下,采用多年平均年最大风速的1.5倍,非常运用条件下,采用多年平均年最大风速。即:非常运用情况下:W=15m/s,正常运用情况下:W=1.5X15=22.5m/sD-吹程;按《碾压土石坝规范(SL274-2001)))的规定,水库吹程采用等效风区长度,按下式计算确定:Z/coseai—各射线与主射线的夹角度;D—计算点至水域边界的距离;计算中每隔75沿主射线两侧进行计算,经计算得非常运用情况下D=322m,正常运用情况下D=306moHra水库水域平均水深正常运用情况Hm=9.67m非常运用情况Hm=10.02m计算得:正常运用情况hm二0.206m,Tn=2.01s非常运用情况hn=0.135m,T=l.63s平均坡长按下式计算:Lm=血H>0.5Ln
272兀计算得:正常运用情况Lm=6.32m非常运用情况Lm二4.15m波浪爬高按下试计算:R式中:ni坡度系数二2.5大坝上游面设计采用碗预制块砌护,取K,广0.9正常运用时:W=22.5,W/(gH)1/2=2.31K尸1.12,K二0.883非常运用时:W=15,W/(gH)i/2=1.51K.二1.02,出二0.4505级坝采用累积频率为5%,波浪爬高值R旅正常运用时hm/H二0.206/9.67<0.1R妒1.84X0.785=1.44非常运用时h〃H二0.135/10.02<0.1R1%=1.84X0.40=0.74风壅水面高度按下式计计算:KW2DQe=cosB2叽"K—综合摩阻系数,取3.6X1060—--计算风向与坝轴线法线的夹角,二0°O计算得:正常运用e二0・003m,非常运用e=0.001m将以上各项归纳汇总,成果见表5.2-8o表4.5-1乐家水库大坝坝顶高程计算成果表计算工况水位(m)最大爬咼R(m)风壅水面高度e(m)安全加高A(m)坝顶超咼(m)计算坝顶高程(m)正常49.211.440.0030.51.9551.16非常49.420.740.0010.31.0450.44现状大坝实际高程51.39〜52.20m,满足计算所需坝顶高程51.20m,本次加固设计大坝坝顶咼程为51.20m,防渗墙顶咼程为49.40mo4.5.1.2大坝现状渗流状况复核分析由于乐家水库大坝无渗流观测设施,现有资料不足以评估大坝的安全性,为
28了准确评价大坝在各种运行工况下的安全性,给水库的除险加固提供科学依据,现根据地质勘探资料和土工测试资料,对大坝各种设计工况通过计算分析来了解大坝的渗透稳定性和坝坡抗滑稳定性,并结合实际运行过程中出现的险情来分析理论计算的合理性。1、计算断面及渗透分区指标的确定根据大坝原始地形及现状实际运行情况,本次设计,对人坝进行了1个典型横断面的勘探工作,该断面(桩号04-083m)位于坝中附近的最大坝高处,上下游坝坡具有代表性。本次复核采用以上一个断面作为大坝的渗流稳定典型计算断面。本次斥家水库大坝勘探,进行了大量的钻孔取样及土工测试工作,大坝桩号0+083U1断面的钻孔取样布置图详见有关地质图,该断面的土工试验结果见乐家水库大坝土工试验成果附表。断而土层渗透系数取用原则是:进行稳定渗流计算时,坝体土料的渗透系数试验土样大于6组者釆用大值平均值,小于6组者采用算术平均值或采用地质建议值;进行非稳定渗流计算时均取测试结果的小值平均值或采用地质建议值。木次设计各区计算参数按横断面取用。大坝计算断面轮廓、材料分区图详见图4.5-2o大坝典型断面分区渗透指标表表4.5—2断面各区名称坝体部位数值类性渗透系数K(cm/s)允许渗透坡降[J]大坝桩号0+083m填筑土坝体算术平均值4.75X1010.30冲积层坝基算术平均值8.3X10]0.40
294.5-2大坝典型横剖面(桩号0+083m)材料分区图
302、库水位降落时间的计算水库主要输水建筑物有灌溉涵管,设计灌溉引用流量为0.20m3/s,考虑水库出现险情需要快速放空,其放空能力主要靠现状的灌溉涵管,尺寸D300o库水位降落与时间关系如下表5.2-2:库水位降落与时间关系表表5.2-2库水位(m)相应库容(万n?)库容差(万m3)灌溉引用流量(m3/s)溢洪道泄流量(m3/s)下降时间(d)备注51.00134—11.6536.03本表为校核洪水位降至死水位43.50m的降落时间表50.581241011.2523.850.0749.51002410.14900.1818.577.6122.399.00800.2647.556.7120.97.69900.2746.537.8418.876.11700.2845.521.5916.254.61500.3144.510.6410.951.91400.2743.564.64000.283、大坝现状渗流复核计算大坝的渗流计算采用理正岩土渗流分析计算软件(5.2版),该软件基于二维稳定一非稳定渗流理论,用有限元法求解渗流水头并计算渗漏流量。根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001的规定,土坝的渗流计算应考虑水库运行中出现的不利情况,乐家水库正常蓄水位82.10m,设计洪水位为83.32m,校核洪水位为84.04m;本次稳定渗流计算中考虑下列水位组合情况:(1)上游正常蓄水位与下游相应的最低水位;(2)库水位降落吋上游坝坡稳定最不利的情况;按不同工况组合进行计算,可得到各工况下的渗流等势线和大坝的浸润线位置图以及单宽渗流量,再根据等势线和浸润线位置推求坝体及坝基的岀逸坡降。大坝渗流浸润线及等势线见图4.5-2,各断面各种工况下大坝有关渗流计算坡降及单宽渗流量值见表4.5—3。
31大坝现状典型断面渗流复核计算成果表4.5—3下游坝坡出逸点坡降值坝坡岀逸允许坡降值?基逸坡值坝出点降蠶霍值计算渗流量(m3/d)0WS丄2075.W639•o图4.5-2大坝典型断面(桩号0+083m)稳定渗流期浸润线及等势线示意图4、计算结果分析根据大坝计算渗流流网分析,在各种工况下的稳定渗流期,大坝的渗流性态基本符合土石坝渗流流场分布规律。计算成果表明,止常工况下坝体渗流在下游坝坡出逸,出逸高程为75.2011),计算情况与大坝下游坝脚出现渗水现状吻合。(1)局部渗透分析大坝桩号0+083m剖面在各种计算工况下的稳定渗流期,坝体内计算的最大水平渗透坡降值和渗漏量见表4.5-3,从表中可以看出,正常工况下的下游坝坡、坝基出逸坡降值大于规范、公式计算及地勘建议允许值,存在高水位情况下坝体产生渗透破坏的隐患。(2)集中渗漏问题止常运用工况下的渗漏量理论计算值均较大,与下游坡脚长年处于渗水之中情况吻合,也与大坝下游坝脚渗水的实际状况相符。根据地勘资料显示,坝体土料主要为含砾低液限粘土和粘土质砾。坝体填筑
32土的渗透系数算术平均值为4.75X104cm/so不能满足规范对均质坝土料渗透系数(K 33计算断面各筑坝土料的有关物理性指标取用原则是:当断面各分区土层取样室内相应指标土工试验有6组以上合理成果时,则取用断面上该土层试验统计成果的算术平均值;当断而各分区土层取样室内土工试验少于6组合理成果而全坝同种土层取样室内相应指标土工试验有6组以上合理成果时,则取用全坝该土层试验统计成果的算术平均值;其它土层及无试验资料的采用地质参数建议值。各断面各部位有关土体物理性指标取值见表4.5—4。2、抗剪强度指标根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001的规定,对3级以下的中坝可用直接剪切试验测定土的抗剪强度指标。乐家水库坝体填土的抗剪强度指标采用了直接剪切试验。乐家水库已运行40多年,坝体固结已基本完成,因此在稳定分析屮,总应力强度指标选用直剪试验的饱和固结快剪指标较为合适;有效应力强度指标则应取用直剪试验的慢剪指标。本次分析中使用的有关计算参数取值以本次室内土工试验统计成果为主,无试验资料的参考类比同类工程取用地质参数建议经验值。具体各计算断面各筑坝土料的抗剪强度指标见见表4.5—4。大坝抗滑稳定分析各分区材料物理力学指标采用值表表5.2—4部位计算分区湿容重(KN/m3)饱和容重(KN/m3)内摩擦角e(。)凝聚力C(kPa)坝体填筑土①18.8019.1621.305.5坝呈冲积层②19.2019.6820.01&8木工程坝坡抗滑稳定计算分析采用北京理正软件《理正边坡稳定验算系统》(5.2版)由微机进行计算。该软件采用有效应力法和总应力法得到简化毕肖普法的计算结果,符合《碾压土石坝设计规范》(SL274-2001)的要求。大坝断而边坡稳定计算结果汇总见表4.5-5,计算成果图见图4.5—3~4・5—4。现状大坝坝坡稳定计算成果表表4.5—5面断况工算■側数Q十±•注备坝坡 34正常运用法力应效有下游坝坡52•11非常运用•11法力应总上游坡15•IX从4.5-5坝坡抗滑稳定计算成果来看,大坝所选择的典型计算断面,在正常运用工况下形成稳定渗流的下游坡整体抗滑稳定不满足规范要求;在非常运用工况下形成稳定渗流的上游坡整体抗滑稳定处于临界状态。因此,大坝在正常工况下形成稳定渗流的下游坡整体抗滑稳定不满足规范要求;在非常运用工况下形成稳定渗流的上游坡整体抗滑稳定处于临界状态,这跟坝体本身筑坝材料及填筑质量密切相关。由渗流稳定分析可知,坝体、坝基土料防渗性能较差,浸润线穿过坝体时没有明显跌落,整条浸润线较为平缓,且在下游坝坡的出逸点位置较高,加Z坝体施工时填筑质量较差,其抗剪强度指标偏低,从而影响下游坝坡的整体抗滑稳定。 35图4.5-3大坝典型断面(桩号0+083m)稳定渗流期下游坝坡稳定示意图图4.5-4大坝典型断面(桩号0+083m)水位降落期上游坝坡稳定示意图 364.5.1.4大坝防渗加固设计方案选择大坝防渗加固设计计算(1)大坝防渗方案设计方案拟定针对乐家水库大坝存在的主要问题,结合现状大坝的地形地质条件,并考虑现状大坝坝型坝高等具体情况,本次采用冲抓套井粘土防渗墙方案:该方案为在坝轴线处采用冲抓套井回填粘土再造均质并截至基岩形成一道防渗体系达到坝体防渗的冃的;套井粘土心墙厚度的确定按下式初拟:丹2TT式中:5——辦(m);Hi墙上游水位(m);H2墙下游水位(m);[J]——墙体渗透坡降允许值,取6〜8。对套井粘土均质的允许渗透坡降参考同类工程按经验取[J]=6-8,墙上游水位Hi取水库正常蓄水位48.50m,下游水位H2按不利情况考虑下游无水作用,取H2=40.71m,将以上各值代入上式可得墙厚81.008m,墙体渗透系数KW5.0X10-6cm/s,根据目前己实施的同类工程,设计采用冲抓孔径为1.1m,采用单排成墙,搭接长度0.35m,孑L距0.75m,有效墙厚0.8m。二、上游坝坡、护坡及固脚设计经现场检查,大坝上游坡未衬护,坡比1:2.26〜1:1.94,风浪淘刷严重。因此本次拟对上游护坡进行衬护。(-)上游护坡方案的选择本次对大坝上游护坡拟采用磴预制块护坡方案。护坡磴预制块为正六边形,磴强度为Cl5,边长0.3m,根据《规范》SL274-2001,护坡预制碗板厚可按以下公式计算:t=0.07nhpsBZ7m2+1VbPc-Pwm式中:n——系数,装配式护面板,取K二1.1b——沿护坡板向长度,b=2.0m(分缝间距)Pc——磴密度,取YF2・4t/n?Pw水密度,取丫w=l.Ot/m3 37hp——累计频率为1%的波高,hp=0.45X0.305=0.137mU设计平均波长,1仲二6.323mm——护坡坡率,加固后坡比为1:2.5,取m=2.5;经计算,正六边形碗预制块护坡板厚t二0.061O1,取t二0.10m。根据《规范》SL274-2001要求,磴预制块护坡下需设置砂砾石垫层,厚度设计为0.10m。4.5.1.6大坝除险加固设计计算一、大坝加固后渗透稳定分析乐家水库大坝经过粘土斜墙防渗加固处理后,渗流状况将发生改变,因此需对加固后大坝渗流稳定进行复核计算分析,从理论上检验加固的效果。本次大坝加固后渗流复核计算按平面渗流问题考虑,采用有限元计算方法计算分析。1、计算断面及渗透分区本次对大坝加固计算结合地质钻探工作,并便于加固前后渗流和稳定情况对比,加固后设计复核计算断面仍选取与现状复核计算相对应的断面,即大坝桩号0+083m断面。大坝加固后,计算断面渗透分区与现状断面主要不同之处在于增加了冲抓套井粘土防渗系统。渗透稳定分析时保留的原有各土层渗透试验指标取值同现状计算分析吋一致,渗透系数取用地质参数建议值。对于冲抓套井粘土防渗墙渗透系数指标取用设计值为5.0X10-6cm/s,允许抗渗比降按经验取为6~8。大坝计算断面渗透分区的渗透指标见表4.5—8。计算断面轮廓、材料分布具体见图4.5—5O加固后大坝典型断面各分区渗透指标表表4.5—8断面各区名称坝体部位数值类性渗透系数K(cm/s)允许渗透坡降[J]大坝桩号0+083m冲抓套井坝中算术平均值5.0X10-66~8填筑土坝体算术平均值4.75X10-40.30冲积层坝基算术平均值8.3X10'50.40贴坡排水体算术平均值1.0X10-22、库水位降落时间的计算水库加固后主要输水建筑物有灌溉涵管,设计灌溉引用流量为0.20m7s,考虑 38水库出现险情需要快速放空,其放空能力主要靠加固后的灌溉涵管,内径1.2X1.6m,其泄流能力参考本报告有关章节。库水位降落与时间关系如下表5.2-10:库水位降落与时间关系表表4.5-10库水位(m)相应库容(万m‘)库容差(万⑺灌溉泄流量Ms)溢洪道泄流量(m3/s)下降时间(d)备注511342.6496.03本表为校核洪水位降至死水位43.50m的降落时间表50.58124102.5773.850.1349.5100242.38100.434&577.6122.392.18501.0947.556.7120.91.96901.1146.537.8418.871.72601.1145.521.5916.251.44201.0944.510.6410.951.08800.8843.564.64000.49结合乐家水库放水运用具体情况,计算上游坝坡抗滑稳定相应浸润线时水库水位降落按以下工况考虑:水库水位由校核洪水位84.04m降至死水位72.60m,为非常运用工况。 39(渗透系数单位:cm/s)图4.5-5加固后大坝典型断面(桩号0+083m)材料分区断面图 404、大坝加固后渗流复核计算大坝加固后渗流复核计算采用理正岩土渗流分析计算软件(5.2版),该软件基于二维稳定一非稳定渗流理论,用有限元法求解渗流水头并计算渗漏流量。各透水性土层按多孔介质,渗透系数按各向异性考虑。根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001的规定,土坝的渗流计算应考虑水库运行中出现的不利情况,斥家水库正常蓄水位82.10m,校核洪水位为84.04m;本次稳定渗流计算中考虑下列水位组合工况:(1)上游正常蓄水位与下游相应的最低水位;(2)库水位降落时上游坝坡稳定最不利的情况。大坝加固后典型计算断面的渗流浸润线及等势线见图4.5-6,渗流计算坡降及渗流量见表4.5-Ho加固后大坝典型断面渗流复核计算成果表4.5—11断面计算水位冲抓套井粘土心墙计算单宽流量(m3/d.m)上游水位(m)下游水位(m)水头5)防渗墙内最大渗透坡降大坝桩号0+083m82.1068.7613.342.650.486图4.5-6加固后大坝典型断面(桩号0+083m)稳定渗流期浸润线及等势线示意图 413、计算结果分析及渗流安全评价从加固后大坝稳定渗流计算结果來看,大坝的渗流流网揭示该大坝高水位渗流性态符合心墙防渗土石坝渗流规律(见渗流流网图),浸润线在心墙前后急剧跌落,心墙削减总水头38%以上,冲抓套井粘土心墙后下游坝体浸润线较加固前大大降低。典型断面各种计算工况下的稳定渗流中,大坝渗流计算坡降值和渗漏量见表4.5-11,从表中可以看出,冲抓套井粘土心墙承受最大渗透比降正常工况下[J]=2.65,小于粘土允许抗渗比降经验值[J]=6飞,满足规范要求。浸润线在下游贴坡排水体中出逸,而且各工况大坝计算单宽渗漏量均较加固前有所减小,说明人坝防渗加固人大改善了人坝渗流状况。大坝加固后在渗流方面得到很大改善,不会发生渗透变形破坏。但由于乐家水库大坝坝体结构及边界条件复杂,在大坝渗流的理论分析中作了很大程度地简化,不可能完全反映实际情况,所以在大坝加固后的运行中仍需加强对大坝渗流的监测,加强对大坝坝身、坝基测压管的观测与资料整编分析,以便对大坝的渗流情况及时了解及充分掌握。三、大坝加后坝坡稳定分析加固后坝坡抗滑稳定计算断面仍选取大坝桩号0+083m断面。该断面坝体材料分布及具体轮廓尺寸见图4.5—5。本次大坝坝坡稳定计算采用《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)推荐的计其条块间作用力的简化毕肖普法,稳定渗流期采用有效应力法对下游坝坡进行稳定计算;水位降落时采用总应力法对上游坝坡进行稳定计算。本次计算中的有效应力法为简化法(即容重代替法),即在坝坡抗滑稳定计算时令孔隙水压力为零而将孔隙水压力包含在土体重量的计算之屮。计算参数即坝体材料的物理力学指标的选用,根据选用的计算方法要求,计算中采用本次初设地质报告中对该大坝地质参数建议值,各材料具体数值见表5.2—12。大坝建筑物级别为4级建筑物,根据碾压土石坝规范其安全评价标准正常运用条件下坝坡抗滑稳定安全系数应不小于1.25;非常运用条件下坝坡抗滑稳定安全系数应不小于1.15o1、正常运用工况:水库水位为正常蓄水位82.10m,相应下游水位取下游地面高程或最低水面高程,大坝形成稳定渗流时的下游坝坡;2、非常运用工况:水库水位由校核洪水位84.04m降至死水位72.60m,形成 42非稳定渗流时的大坝上游坝坡。该坝已运行40多年,故不作施工期稳定计算。加固后大坝抗滑稳定分析各分区材料物理力学指标采用值表表4.5—12计算湿容重饱和容重内摩擦角凝聚力C部位分区(KN/m3)(KN/m3)4>(°)(kPa)坝体填筑土①18.8019.1621.305.5坝基冲积层②19.2019.6820.018.8贴坡排水体②21.022.0030.0注:对容重采用算术平均值;对C、①土样大于6组采用小值平均值,小于6组采用算术平均值。本工程坝坡抗滑稳定计算分析采用北京理止软件设计院开发的《理正边坡稳定验算系统》(5.2版)由微机进行计算。该软件采用有效应力法和总应力法得到简化毕肖普法的计算结果,符合《碾压土石坝设计规范》(SL274-2001)的要求。大坝各断面边坡稳定计算结果汇总见表4.5-13,计算成果图见图4.5—7〜4.5-8o从表4.5—13坝坡抗滑稳定计算成果来看,加固后大坝坝坡抗滑稳定安全系数在各种计算工况下均满足规范要求,故加固后大坝的坝坡抗滑稳定满足规范要求。加固后大坝坝坡稳定计算成果表表4.5—13断面计算工况毕肖普法全系数备注大坝桩号0+083m正常运用正常蓄水位82.10m、与下游相应低水位68.52m,形成稳定渗流。1.323有效应力法下游坝坡规范要求最小安全系数1.25非常运库水位自校核洪水位84.04m降落至死水位72.60m,与下游相应高水位69.08m,形成非稳定渗流。1.415总应力法上游坡 431.15规范要求最小安全系数图4.5-7加固后大坝典型断面(桩号0+083m)稳定渗流期下游坝坡稳定计算成果意图图4.5-8加固后大坝典型断面(桩号0+083m)库水位降落期上游坝坡稳定计算成果示意图 444.5.2泄水建筑物(溢洪道)加固设计溢洪道于1957年动工兴建,位于大坝左端,沿山体开挖而成,为开敞式溢洪道。进口底高程为48.5m,底宽2.Om,两侧边坡约为1:0.1〜1:0.3,为岩土质边坡,左边坡已出现塌方,全段未衬护,出口无消能设施。4.5.2.1溢洪道现状存在的主要问题及分析一、溢洪道现状存在的主要问题溢洪道全线无衬砌,渠底及边坡冲刷严重,部分地段坍塌,排水不畅。出水渠连接顺坝脚布置的灌溉渠。二、溢洪道现状泄流能力复核计算溢洪道在残坡积层中开挖而成,为无闸控制的宽顶堰,溢洪道堰顶高程为48.5m,堰宽为2.0m,单孔,矩形断面。采用以下宽顶堰公式计算(见溢洪道设计规范)Q=m£B^H「2式中:Q—流量,m'/s;,B总净宽,B=2.Om;2Ho——计入流速水头的堰上总水头,m;//二H+二n°2gm—宽顶堰流量系数,m=0.385£——闸墩侧收缩系数,根据水力计算手册(第二版)82页,对无底坎单孔不必考虑侧收缩影响。计算结果见表5.3-lo溢洪道水位与下泄流量关系表表5.3-1Ho(m)00.20.40.60.81.()1.2G(m)48.548.748.949.149.349.549.7 45Q(mVs)00.1660.5651.1972.0823.2454.71三、溢洪道除险加固设计内容针对溢洪道现状存在的问题,确定溢洪道除险加固设计的主要内容如下:1、溢洪道进口段加固设计;2、溢洪道控制段加固设计;3、溢洪道泄槽段重建设计;4、消能设施重建设计;4.5.2.2溢洪道除险加固方案一、溢洪道加固设计布置溢洪道除险加固在能满足泄流的基础上,尽可能在现有溢洪道结构基础上进行加固或拆除新建。1、进口段加固设计现状进水段未作任何衬护,为改善进流条件,本次设计对原底板开挖整平后采用300mm厚的C15碗衬护(桩号0-010〜0+000),边墙采用C15磴重立式挡土墙。2、控制段加固设计现状溢洪道为无闸控制的明渠,底板及边坡为全强风化岩,未衬砌。本次加固设计溢洪道控制段为无闸控制的宽顶堰。底板开挖整平后采用400mm厚的C20钢筋碗衬护,底板底面设10cm厚C10碗垫层。加固后堰顶高程仍保持48.50m不变,±11长5m,底宽2.0m,边墙采用C20碗重立式挡土墙。3、泄槽段加固设计设计在控制段后新建一座弧形泄槽段,转弯半径为70.0m,弧长28.0m(桩号0+005〜0+033),底宽2.0m,纵坡i=0.085,本次加固设计将原底板开挖后,釆用400mm厚的C20钢筋磴衬护,底板底面设10cm厚C10碗垫层。边墙采用C20磴重立式挡土墙,边墙、底板分别在桩号0+014、0+023设伸缩缝,缝宽20mm,内填沥青杉板,并采用橡胶带止水。在底板两边各设置一道40X40mm的纵向排水沟,横向每1Om设一道30X30mm 46的横向排水沟,沟内填充砂卵石。 474、消能段设计设计溢洪道消能设施为底流式消能,全长7.0m,池深0.70m,池宽2.0mo设计消力池为C20钢筋碗底板,消力池底板厚40cm,边墙采用磴重力式扌当土墙结构,池后接12.0m长的水平防冲段连接泄洪渠,底板高程为45.00m,为减轻扬压力,木次设计在消力池护坦上设<1)100PVC排水管纵横间距1.0m,呈梅花形布置。二、溢洪道设计计算(一)溢洪道控制段设计加固后的溢洪道仍为无闸控制开敞式的宽顶堰,溢流净宽2.0m,堰顶宽5.0m,堰顶高程48.5m。1、控制堰过流能力计算加固前后溢洪道的流道尺寸没有变化,所以过流能力没有改变,溢洪道的泄流成果详见表5.3—1。2、边墙高度计算溢洪道堰顶高程48.5m,相应设计洪水位49.21m,校核洪水位49.42肌根据前面坝顶高程的计算,由于溢洪道位于大坝左坝头,考虑大坝左坝头的稳定,设计取控制段墙顶高程同大坝坝顶高程50.60m,墙高2.Im,满足设计要求。(二)泄槽水力计算设计加固后泄槽段长28m,底宽2.Om,纵坡i二0.1,设计洪水位(P=10%)49.21m,相应下泄流量为1.63m7s;校核洪水位(P=2%)49.42,相应下泄流量为2.73m7s,根据《溢洪道设计规范》(SL253-2000),泄槽水面线应根据能量方程,用分段求和法计算,计算公式如下:7ryp-(仏cos0H——)—(h}cos0+2g。—2—n^vJR式中:△Lm分段长度,m;hi、h2分段始、末断面水深,m; 48V]、v2分段始、末断面平均流速,m/s;5、a2流速分布不均匀系数,取1.05;0——泄槽底坡角度,(°);i——泄槽底坡,i=0.1;了——分段内平均摩阻坡降;n——泄槽槽身糙率系数,取0.015;V分段平均流速,V=(V]+V2)/2,m/s;|——分段平均水力半径,■二(R1+R2)/2,m;起始计算断面的位置及水深山应按泄槽段型式分别选取,因为该溢洪道进口段后直接接陡槽,起始计算断面可定在陡槽的首部,水深山取用泄槽首端断面计算的临界水深九。他=(1+益)/2(溢洪道设计规范SL253-2000)式中hb掺气后水深,m;g——修正系数,本次计算取1.02;v流速(m/s);h水深,m计算结果见表5.3-7及表5.3-8o设计工况泄槽水面线成果表表5.3—7桩号(m)0+0000+0050+0100+0150+0200+028泄槽水深(m)0.410.210.180.170.160.15流速(m/s)1.973.944.64.945.165.33掺气后水深(m)0.420.220.190.180.170.16安全超高(m)0.80.80.80.80.80.8要求墙高(m)1.221.020.990.980.970.96校核工况泄槽水面线成果表表5.3—8桩号(m)0+0000+0050+0100+0150+0200+028 49泄槽水深(m)0.580.320.270.250.240.22 50流速(m/s)2.344.235.05.485.816.15掺气后水深(m)0.60.340.290.270.260.24安全超高(m)0.50.50.50.50.50.5要求墙®(m)1.10.840.790.770.760.74说明:设计工况安全超高取0.8m,校核工况安全超高取0.5mo设计边墙高度取大者。(一)消力池设计计算据《防洪标准》GB50201-94,本工程等级为IV等,溢洪道为4级建筑物。根据中华人民共和国能源部、水利部颁布的《溢洪道设计规范》(SL253-2000),4级建筑物的消能防冲设计洪水标准按十年一遇洪水设计,相应库水位49.21m,下泄流量1.63m3/s,设计消力池底宽2.Onio1、水跃判断单宽流量g=里=竺=0.815m2/5B2.0取泄槽末端为计算断面,总有效水头E.=E+^=4.26m2g收缩水深b按下式计算:Eq=hx+72g(pTf《水力计算手册》(4-2_l)P201式中;E。一以下游河床为基准面的泄水建筑物上游总能头;q—收缩断面处的单宽流量;©—流速系数,取0.95经试算得,h]二0.095m根据《溢洪道设计规范》,等宽矩形断面消力池共辘水深按下式计算:・2艸gh、J山一收缩断面水深;X—收缩断面流速。 51计算得:下游水深ht=0.473m因h2>h:,下游发生远离水跃,需做消能工。2、池深计算设池深d二0.66m,则ry\>~总有效水头E°=E=4.94m2g收缩水深山按下式计算:E。2=/:,+q「《水力计算手册》(4-2-1)2卿咖式中:Eo—以池底为基准面的泄水建筑物上游总能头;q—收缩断面处的单宽流量;0—流速系数,取0.95经算得,h:=0.088m,h2=l.198m根据《溢洪道设计规范》,池深按下式计算:d—oh,—h{—2gb2y2h;a2h~丿式中:d——池深h2——池中发生临界水跃时,跃后水深ht消力池岀口下游水深(m)△Z——消力池尾部出口水面跌落(m)贝仏Z=0.146md=l.05X1.198—0.473—0.146=0.638m假设满足要求,故池深d=0.66nio设计取值池深d=0.7r3、池长计算 52根据《溢洪道设计规范》,池长按下式计算;Lk二0.8L式中:L——水跃长度(m),L=6.9(h2-hi)hi、h2——池中发生临界水跃时,跃前水深和跃后水深则L=6.9*(1.198-0.088)=7.659mLk二0.8X7.659二6.127,取Lk=7mo底流消能加后计算成果表表5.3-7洪水频率单宽流量(m7s)下游水深(m)池宽(m)池深(m)池长(m)P二10%0.8150.4732.00.77(五)溢洪道描墙设计计算除险加固后的溢洪道控制段、泄槽段及消能段边墙均采用重力式挡土墙,挡墙均座落在残坡积土层和全风化千枚岩上,本次计算取用控制段及泄槽段边墙(0+015)进行复核,计算简图如下:边墙各部位尺寸见表5.3一5o控制段、泄槽段边墙尺寸表表5.3—5边墙位置h(m)h2(m)b1(m)b2(m)b3(m)mb0(m)控制段2.100.40.201.240.200.40.4 53泄槽段1.740.40.201.100.200.40.41、根据《溢洪道设计规范》(SL253-2000),溢洪道重力式边墙抗滑稳定按抗剪强度公式计算:式中:Q——按取抗剪强度公式计算的抗滑稳定安全系数;f——边墙与基层接触面的抗剪摩擦系数,取0.35;工W——作用于边墙的全部荷载对计算滑动面的法向分量;工P——作用于边墙的全部荷载对计算滑动面的切向分量。2、基底应力按偏心受压公式计算:式中:SW——所有垂直力的总和;ZM所有垂直力和水平力对底面中心的力矩总和;L底面的长度;B——底板的宽度。按以上公式分别复核溢洪道控制段、泄槽段边墙稳定,计算工况分施工期(或未泄洪工况)和退洪水工况(考虑墙前墙后1.0m水位差)。溢洪道各段边墙断面各工况下的计算成果见表5.3-60溢洪道各段边墙抗滑稳定及基底应力计算成果表表5.3-6计算工况部位抗滑稳定安全系数基底应力抗倾覆安全系数计算值k<允许值[kJ°趾(kpa)°茨(kpa)地基允许承载力[o](kpa)计算值k0允许值[k0]未泄洪工况控制段1.231.0102.410.295002.151.5泄槽段2.161.029.8621.505.211.5退洪水控制段1.161.0598.424.565002.101.5 54工况泄槽段1.861.0530.1012.364.051.5上表计算结果可知,溢洪道的边墙稳定、应力均满足《溢洪道设计规范》(SL253—2000)要求。4.5.3输水建筑物(坝下涵管)大坝灌溉涵位于大坝左端,桩号0+030,由斜卧进口涵、坝下直涵、和岀口涵管三部分组成,全长47m。进口底高程42.60m,涵管为圆形过水断面,涵管直径为0.3m。4.5.3.1灌溉涵现状存在的主要问题和加设计内容一、灌溉涵存在的主要问题根据水库运行、现场检查揭示灌溉涵管目前存在以下主要问题:灌溉涵管位于左坝端,斜涵为磴涵,斜涵与平涵接头处漏水,平涵为①300磴预制管,平涵坐落在基岩上,承载力满足要求,碗老化,管身断裂,漏水严重,下游无消能设施。二、灌溉涵现状复核分析乐家水库灌溉涵管采用斜井涵控制灌溉流量,原设计为无压涵管,所以此次过流能力复核采用台阶式进水孔为控制断面。涵管底高程为42.60m,涵管长为47.0m,斜涵每个台阶梯分布一个进水孔,每孔直径为0.15mo此次采取斜涵进水孔以上某一库水位时进行复核斜涵及隧洞的过流能力,分别计算单孔.双孔和多孔的过流能力。根据不同灌溉用水情况,开启库水位以下1孔、2孑L、多孔,来满足不同时期的用水灌溉要求。乐家水库灌溉总引水流量为0.06m7s,全部由涵管承担灌溉任务(一)斜井涵取水能力复核斜涵放水泄流量采用以下的放水形式进行计算:当库水位到达某一圆孔时,开启库水位以下单孔、双孔和三孔放水,其它放水孔关闭,分别复核其泄流能力。根据《中小型水库设计》(辽宁省水利勘测设计院编),其过流能力采用以下公式计算:Q=g』2gH式中:Q——流量,m7s;3个放水孔的底部面积,m2;“一一空口流量系数,与进水口形状有关,"二0.58-0.63,—般圆形 55放水孔取口二0.62;H为库水位至孔口水深;g重力加速度,(沪9.81m/s2);其计算简图如下:灌溉涵管斜涵进水孔过流能力表表5.4—1水头差JL敦第一孔第二孔第三孔0.500.0341.000.0485由以上表可得,当要满足设计灌溉要求时应开启二孔斜涵进水圆孔:Q二0.0825m3/so2、坝下直涵过流能力复核此次计算假定采用无压流进行复核,过流量采用一座斜涵满足灌溉时的流量进行计算,公式如下:Q=AC届1丄A 56A=hbC=-R6R=—X=2h^bnX式中:A——过流面积;C——谢才系数;R——进口半径;X湿周;h过流水深;b——涵洞底宽;Q流量,此次取灌溉流量Q=0.06m7s;经计算得:h=0.26m0再判断是否为无压出流,即—<1.2为无压出流a式中:H——过流水深;a洞高;经计算得:—=0.26/0.3=0.867<1.2a即涵洞过流为无压流,假设正确,且过流能力满足要求。综上所述,涵洞设计灌溉面积600亩,灌溉最大引用流量约为0.06m7so由以上计算成果可知,涵洞进水斜涵及引水涵洞洞身过流能力均满足灌溉要求,但要满足下游设计灌溉要求时,需开启2孔进水|员|孔。(三)涵管现状结构复核分析灌溉涵管座落在基岩表面,承载力满足涵管基础要求。灌溉涵管妊已老化,接口处漏水严重;进口斜涵碗已严重老化,局部出现裂缝,表面出露钢筋,接口处漏水严重,影响大坝安全。三、灌溉涵管加固设计内容针对乐家水库灌溉涵现状存在的问题,必须进行加固处理以利水库今后的运 57行及充分发挥水库的经济效益。本次除险加固设计的主要内容有:1、将灌溉斜涵管拆除重建并加大涵管过流能力。2、将灌溉平涵拆除重建并加大涵管过流能力。4.5.3.2重建灌溉涵管除险加固设计4.5.3.2.1重建灌溉涵管设计布置一、进口斜涵设计进水口斜涵采用现浇钢筋碇结构,斜涵取水台阶平面宽为1.2m,长为1.25m,中间设一个进水圆孔,圆孔直径为0.2m。每个台阶高为0.5m,共计14级台阶取水口。斜涵底端设0.6X0.6m(宽X高)闸门槽,采用叠粱式碗闸门扌半水,只在放空吋提起木闸门。二、消能井设计消能井内空尺寸为1X2.5,W为0.35m,边墙为0.3m厚钢筋碗,底板为0.4m厚钢筋碗底板,消能井后接坝下平涵。三、涵身设计涵洞洞身总长51m,采用箱型涵洞形式,箱涵宽1.0m,高1.6m,四边壁厚为30cm厚的钢筋磴结构。四、出口设计下游出口采用八字翼墙连接,长4.0m,底宽由0.8m变为2.0m,梯形断而,两侧挡土墙,内坡垂直,外坡1:0.4,顶宽0・3叫底板、翼墙均采用C20殓衬护,底板厚0.3m。4.5.3.2.2重建灌溉涵管设计计算一、重建灌溉涵管过流能力计算本次灌溉涵管重建设计参照省水利厅赣水建管字【2010】246号《关于印发江四省小(2)型病险水库应急除险实施方案的通知》中的定性设计,采用斜卧式进水口。重建灌溉涵管总长51m,进口闸底高程42.6m,斜涵每个台阶梯分布一个进水孔,每圆孔底部直径为0.20m,涵洞底坡降i=O.OO5,箱涵形式,底宽净空0.6m,净空高0.6m。斜涵放水泄流量采用以下的放水形式进行计算:当库水位到达某一圆孔时,开启库水位以下单孔、双孔和三孔放水,其它放水孔关闭,分别复核其泄流能力。根据《屮小型水库设计》(辽宁省水利勘测设计院编),其过流能力采用以下 58公式计算:Q=呻』2gH式中:Q——流量,m3/s;3个放水孔的底部面积,m2;“一一空口流量系数,与进水口形状有关,"二0.58-0.63,—般圆形放水孔取u=0.62;H——为库水位至孔口水深;g重力加速度,(g二9.81m/s2);其计算简图如下:灌溉涵管斜涵进水孔过流能力表表5.4—1—水头差孔数第一孔第二孔第三孔0.500.0611.00.086由以上表可知,当开启一孔斜涵进水圆孔时:Q=0.061m7S,可以满足下游600亩农田灌溉耍求。 59二、斜涵消能计算按设计导则要求,可釆用省设计院定型设计,本次拟定斜涵内空断面尺寸为0.6X0.6m,已知设计灌溉面积所需流量为0.06m3/s,取加大流量为1.3倍。求得:洞内水深h'=0.034m根据公式11a系数(常用1.1〉IQ一一卧管中的加大流敢(米*/秒)■b——卧管宽度(米)Ihz采用卧管的水深(兴)Ig=9.81(米/秒Jo消力池深度4=1.25di"—h3)0其中经计算共辘水深h'•二0.32m消力池深氏二1.25X(0.32-0.062)=0.323m为保证产生淹没水跃应满足d°+h°>(h''-h°),经计算满足要求。消力池长L二(4〜7)h''=2・24m,池宽=b+0.4=1.0mo三、重建平涵过流能力计算重建灌溉平涵长51m,底板高程42.60m,洞底坡降i=0.005,箱涵形式,底宽净空0.8m,净空高1.2mo涵管进口为斜涵控制取水,出口为非淹没出流,所以涵管为无压流1、计算采用灌溉与排水工程设计规范中公式:(1)、采用无压流公式计算:Q=减莎H皆式屮:Q——涵洞过流量;m无压力流时的流量系数,取m二0.36;B——矩形涵洞底宽m,涵洞为非矩形断面时按下式计算:B=AJhkg重力加速度,9.81m/s2; 60Ho一一计及流速水头的涵洞进口水头;H{)=h^aV^/2gAk——相应于临界水深的过水断面面积,m2;hk——洞内临界水深;h.——涵洞进口水深;a流速分布系数,取a=l.05;V1——涵洞进口断面平均流速。表5.4-2开孔数(个)流量(m3/s)箱涵走水深(m)流态1孔0.0610.042无压2孔0.0860.070由上表可得,平涵完全可以满足设计灌溉要求。二、灌溉涵管结构计算1、基本资料本次设计将灌溉涵管拆除重建,重建后灌溉涵管采用箱涵结构形式,经加固后的调洪计算,乐家水库的特征水位如下:死水位:42.60m,设计洪水位:49.21m,校核洪水位:49.42m,正常蓄水位:48.50m。根据地质成果,放水箱涵的填土地质参数为:填土容重:19.5KN/m3,钢筋栓容重:25KN/m3,填土内摩擦角:19.50°。木次设计灌溉涵管碗标号采用C25o2、设计工况本次设计的灌溉涵管计算荷载组合为最大填土压力+结构自重+外水压力;3、作用在箱涵上的作用力计算(1)、垂直土压力与顶部外水压力1)作用于箱涵顶板上的垂直土压力按下式计算:cit2=YGK.rHdHd/Bi二9.75/1.4=6.96 61式中:Yg—垂直土压力分项系数;丫一回填土容重;垂直土压力系数,查《水工建筑物荷载设计规范》图出一由地表到箱涵顶板上的填土深度,Hd=9.75m;Bi—箱涵底板宽度,B,=1.4m;经计算,q沪272・25kN/m。2)顶部外水压力按下式计算:g'水2=了水h水式中:II•水一由地下水位到箱涵顶板底面上的高度,H水=5.Y水一水容重;经计算,q水2=53.4kN/mo(2)、侧向土压力与侧向水压力侧向土压力按下式计算:1)侧墙水平分布土压力Qt3=+〃2)览十(45"-号)式中:(p—回填土内摩擦角,0=19.5。;经计算,q,3=107.67kN/m。2)作用于侧墙顶部的水压力g水3=/水h水经计算,q'水3二53.4kN/m。3)作用于侧墙底部的土压力乞4=d+〃2+//)tan2(45°式中:H—涵洞净空高度;经计算,qt4=120.53kN/mo4)作用于侧墙底部的水压力①也=了水(丹水+H) 6211.2.1,KS=1.30;34m; 63经计算,q'水4=68.4kN/mo(1)、结构自重对于箱涵顶板自重,Q自重2=%曲〃2=7・88kN/m式中:Y碗一箱涵碗容重,y=25.0kN/m3;Yg—自重作用力分项系数,Yg=1.05m;对于边墙的自重,如扫⑷=2'%心〃=13・50kN/mB】式中:d3—侧墙及中墩墙厚,其中侧墙d3=0.3m;(2)、作用于顶板的垂直均布荷载总和q?二q土2+q'水2+q自贞2=333.5kN/m(3)、作用于底板底面的垂直均布荷载总和5二q2+q自蓟⑷二347・03kN/m4、箱涵内力及强度的计算根据箱涵的荷载组合下的构件内力计算成果见表4.5.3.2—3。重建灌溉涵管箱涵内力计算成果表表4.5.3.2—3顶板底板侧墙现(kN-in)跨中(间)17.1916.7318.29加腋起点-43.35-43.80上-43.35-43.80下剪力(kN)220.13220.13上178.5718&93下轴向力(kN)178.5718&93上220.13220.13下注:弯矩以截面内侧受拉为止,轴力以受压为止。按照《水工碗结构设计规范》(SL/T191-96),对箱涵进行强度验算。按计算确定的每米长箱涵的配筋见表表4.5.3.2-40重建灌溉涵管箱涵配筋计算成果表表4.5.3.2-4部位实配受拉钢筋面积(mm2)选配钢筋配筋计算顶板跨中549.8选用4>14@280mm按最小配筋率顶板结点1184.1选用©14@130mm按最小配筋率底板跨中549.8选用4)14@280mm按最小配筋率底板结点1184.1选用14@130mm按最小配筋率 64侧墙板中549.8选用"14@280mm按最小配筋率侧墙结点1184.1选用<1)14@130mm按最小配筋率4.5.4工程量汇总序号工程项H土石方开挖(m3)土石方填筑(m;i)砂石(mJ砂(ma)卵石(m3)砌筑块石(m:0混凝土(m3)钢筋制安(T)模板工程(m2)—挡水工程5663.85605269.51269.51539.03942.480763.91二泄洪工程3611.43474.8511.80319.42.66651.99二引水灌溉工程6695.056429.300170.0512.42543.55合计10306.512568.0605.01024.2269.5539.01431.915.11959.54.6对外交通一、进库公路乐家水库进库公路总长1.00km,泥质路面,弯弯曲曲,宽窄不一,路况差,不能满足防汛抢险期间材料运输的需要。木次设计拟结合将实施的“村村通工程”采取定额补助的方式对进库公路进行改造。二、上坝公路斥家水库无上坝公路,满足不了防洪抢险要求。根据实际地形,本次水库除险加固设计沿坝右山体新建上坝公路,总长200m,采用土石方填筑,路面采用泥结石硬化,路面宽5.0m。 655施工组织设计5.1施工条件一、对外交通条件怎家水库位于余干县白马桥乡境内,余干县县城约12km,有乡村公路从右岸直达水库坝顶,对外交通方便。->施工场地条件施工用水可直接从水库或附近池塘内取水解决;生活用水可利用压水机或从当地村民的井中抽取地下水。本工程施工所需的施工机械设备大多为小型磴系统机械及土方开挖和运输等常规施工机械设备,施工期需电网供电,农网改造后,供电可靠性较好。在施工点附近有农村电网线路通过,施工用电可以直接就近从农网上接入,同时为了保证工程施工能按计划进行,考虑配备必要的发电机组设备,以满足施工动力及照明的需要。三、建材供应条件水泥在万年青水泥厂购买公路运输至施工点57km.钢材可在余干县城市场购买,公路运输至施工点,钢材运距约为12km0回填风化土料场位于距大坝约3km远的荒坡上。均质所需粘土料场位于距大坝约6.Okm汪家源村周边的山体,本料场的土体为为残积土,土质为褐红色低液限粘土(CL),室内试验表明,砾含量8.3%,最大砾径10mm,粘粒含量27.5%,最优含水量22.8%,最大干密度1.61g/cm3,相对应的渗透系数为2.8X10_7cm/so本水库为小(2)型,取压实度为0.96,干密度1.55g/cm3时,相对应的渗透系数为&7X10_7cm/s,土质和试验指标满足要求。块石料场位于东乡县商业块石料场,块石材质为花岗岩,块石成材率高,岩质坚硬,有公路相通,平均运距约60.0km。砂卵(砾)石料场位于余干县白马桥乡附近信江河滩商业料场,砂卵(砾)石料级配良好,致密坚硬,物理力学指标良好,是良好的天然牲浇筑材料,料场开采条件较好,储量丰富,有公路相通,平均运距约8.0km。木材、板桁材通过当地林业部门在当地购买。根据本工程施工区的实际情况,推荐采用上述建材供应厂商。 665.2主体工程施工本工程施工的主要建筑物有大坝、溢洪道、灌溉涵管。5.2.1施工总布置施工总体规划布置是施工项目前期工作的主要内容之一,也是施工过程屮的一个重要环节和阶段。合理的施工总平面布置对提高施工效率和经济效益具有着十分重要的意义。根据本工程的特点,结合施工场地地形、交通条件及施工管理的组织形式,本工程施工遵循以下原则布置:尽量提高机械化程度,减少劳动力使用量;临时设施的布置既要考虑节约成本,更要有利于施工管理及满足进度要求,做到科学性、实用性和灵活性相结合;减少生活福利建筑面积,尽量少占农皿。所以,本工程尽量考虑租用附近村乡的民房和雇用当地民工,减少临时工棚的建设面积。乐家水库位丁江西省余干县白马桥乡境内,距余干县城12Km,工地材料及设备运输主要是利用现有县级公路和进库公路进行,由于进库公路为泥质路而,弯弯曲曲,宽窄不一,路况差,不能满足施工高峰期和雨天汽车运输的要求,本次设计对其进行改造,加宽路基,修筑土石路面。二、施工场地规划及布置根据大坝施工区的具体情况,在大坝左坝头布置碗拌和站、材料仓库、砂卵石堆料场、磴预制块制作及临时堆放场等,本分部工程需材料仓库、加工厂(砖木结构)等设施面积约350n?。三、临时建筑物布置根据本工程的实际情况,工程建设指挥部设在水库下游的江家源村内,考虑租用空闲的民房作为办公、生活用房;施工单位也考虑租用当地的民房作为办公、生活用房。根据进度计划安排,本工程施工平均每天约140人,高峰时人数165人,按人均房屋3m‘计,约需办公及生活用房495m2o5.2.2主体工程主要施工方法一、大坝大坝为本次除险加固最主要的分部工程,项目多、工程量大、工期短。本次实施的主要项目有:土方开挖、土方填筑、砂砾石垫层、坡面整修、固脚磴、碗预制块护坡、草皮护坡、干砌块石贴坡排水、冲抓套井粘土防渗墙等。 67一、大坝工程(一)、上游坡面清除施工施工前先清除上游坡面植被等杂物,弃料运至指定的弃渣场,测量人员对施工范围进行断面放样。上游坝坡土石清除采用推土机推运,上游坝坡清除料用于上游坝脚平台填筑。(二)、坝脚平台土石堆筑施工本分部工程所需的填筑土石料部分为上游坝坡清理的有用弄渣,弃渣釆用推土机推运至堆筑工作而;不足部分采用外运土料,利用挖掘机挖装、自卸汽车运输土料,推土机推运整平碾压。(三)上游妊预制块护坡施工1、碗预制块制作按设计要求采用钢板条焊接磴预制块的制作模具。殓采用0.4立方米的搅拌机拌和,手扶式拖拉机运输磴至浇筑工作面。栓出料随拌、随运、随用,浇筑碗块时采用平板振捣器振捣。碗强度达到设计强度的70%以上时方可运输,养护时间不得少于15天。2、妊固脚上游坝护坡固脚妊浇筑,因妊浇筑量不大,考虑扯拌和系统布置在坝顶,0.4m3搅拌机拌和,人工挑运牲入仓,2.2kw震捣器震捣。3、砂卵石垫层砂卵石建层施工按反滤材料的铺筑规定施工,采用人工夯实梨层法。坝坡面施工完毕后才可进行砂砾石垫层铺设,铺筑前,每间隔一段距离设样桩一排,铺筑自底部向上逐段铺筑,不得从高处顺坡下倾倒。铺筑的材料,应具有透水性、级配良好,质地坚硬,合格砂砾石料到工地后应堆存在干净场地上,严防泥土杂物混入。4、瞪预制块铺筑磴预制块达到70%强度后,即可装运至现场进行铺砌。运输由自卸汽车或手扶拖拉机自预制场运至工地,人工抬运至砌筑施工工作面。铺筑前对殓预制块进行检查,对缺角,麻面,露骨的预制碗块进行清除。砌筑时采取分段挂线自下而上安放,铺砌时不得破坏塑层设施。各预制块应摆放平整稳固,拼缝紧密,底部垫层密实,砌体表而平顺。预制块采用M10砂浆填缝, 68捣实,压平和抹光,砂浆在初凝至终凝Z间砌体不允许扰动,按设计布置梅花形孔水孔,排水孔下垫铺30X30cm土工布以起反滤作用,排水孔间距180X200cm<>5、勾缝水泥砂浆勾缝在殓预制块砌筑后,水泥砂浆采用砂浆机拌和,人力挑运至施工工作面。(四)贴坡排水(1)测量放样。测量人员按照设计要求打好控制桩并拉线撒石灰粉以示醒冃同时打下永久性控制桩。(2)土工织物铺设。土工织物铺设之前,先对坝基边坡修整成形,将边坡比达到设计要求,土工织物采用人工铺设,要求将土工织物对拉均匀,对土工织物的两头搭接要求达到设计及施工规范的要求。(3)反滤料铺设。反滤料建层施工方法同上述碗预制块护坡工程中砂砾石塑层的方法。(4)干砌块石砌筑采用分段流水作业方式砌筑,砌体基本保持均衡上升。施工吋采用人工抬运块石至工作面,要求尽可能的利用大块石,块石之间互相竖向交错绞接,棱线流畅,坡面美观。(五)、坝中冲抓套井粘土均质防渗墙工程:1、在施工前:首先确定大坝原均质位置,经过监理及业主核准后,定出冲抓轴线,开孔直径为110CM,在钻孔中要垂直,不得偏移,造孔顺序为先主井后套井,套井屮心距为75CM,孔深相对不透水层,深度由现场调整,测量的数据必须经现场监督人员审核后及时做好记录。2、回填粘土首先要保证土质符合设计要求及施工规范,回填的粘土厚度为30~40CM,粘土的土料含水率和夯击次数应按试验室的粘土压实试验结果控制,在夯实过程屮,深井底部夯锤落距宜小,落锤要平稳,一般夯距控制为2〜3M,当距坝顶2M以内时夯距可小于2M,以防止坝顶开裂。填土完毕再顶第二孔,套井回填土压实度296%,渗透系数W1X10_5cm/so3、施工顺序套井冲抓回填土料施工的工艺流程为:布孔一一安机一一造孔一一清理一一冋填夯实——质量检查。 694、施工方法套井冲抓宜采用SJ2-95型冲抓钻机造孔,根据放样轴线成孔。钻孔布置在坝轴线上,按主孔和套孔相间布置,一主一套相交连接成墙。二、溢洪道1、土石方开挖施工本项冃施工范圉为溢洪道土石方开挖,大部分土石方开挖后可用于回填。土石方开挖施工共分为两个阶段进行,第一-阶段为对原溢洪道废弃的土料清除开挖;第二阶段为达到设计要求而进行的石方开挖。施工前先清除老溢洪道坡面植被等杂物,按照设计要求,进行具体的测量放样。机械开挖时,开挖样桩沿溢洪道中心每10m—枚,人工开挖时加密为5m—枚样桩,开挖时注意妥善保护样桩。本分部工程第一阶段开挖主要是土料,采用1代反铲挖掘机分层开挖,分层厚度按设计要求及具体情况决定。第二阶段开挖主要是石方开挖,采用6台手持式钻岩机钻孔,采用浅孔爆破,预留保护层,分层开挖,开挖的有用土石料堆放在指定地点,弃料运至弃渣场。溢洪道基础石方开挖要求岩基完整,在离设计高程点20〜30cni高处开始采用人工开挖至设计高程点。开挖时,坡面按设计坡比开挖并修整,遗留土方及砂土由人工开挖及清理。2、碇挡土墙施工碗挡土墙体积较大,磴施工难度不大。碗施工前进行测量放样,模板安装好后进行碗浇筑施工。磴在拌和站集中拌制,由双胶车运输经脚手架平台由斜槽斜溜入仓,人工平仓,召仝下料厚度控制在30cm一层。交接面应在碗下料前铺筑1.5〜2cm比碗水灰比高一级的砂浆,砂浆应铺筑均匀,避免漏铺,铺筑砂浆面积应与姓浇筑速度相适应。施工时采用插入式振捣器分层浇筑分层振捣,整个施工过程中,铺以人工平仓,并随时检查模板,如有下沉,变形,应立即纠正。振捣以碗不显著下沉、不出现气泡并开始泛浆为准,同时应避免过振或漏振,振捣器距模板的垂直距离应不小于振捣器有效半径的一半,且不靠预埋件及钢筋。浇筑完成后,外结构而抹光。在碗浇筑完毕12〜18小时后进行洒水养护。覆盖含水材料,使斤仝表面保持湿润,连续养护时间不少于28天。3、土石方回填施工 70本分部工程的土石方回填主要是建筑物后的土石方回填,施工工作面狭窄,根据具体的施工条件选择适宜的施工机械设备。土料填筑前,先进行土料碾压试验。根据选定的碾压设备,对铺筑方式、铺土厚度、碾压夯实遍数、行进速度、填料的最优含水量、压实后的干容重及渗透系数等提出试验结果,以确保合理的碾压或夯实参数。土方填筑采用分段流水作业方式分层填筑,土体基本保持均衡上升。施工时采用挖掘机挖土、装车,自卸汽车运输、卸料。人工配合推土机摊平,对能用自行式凸块振动碾压实的用振动碾碾压方式进行压实;对作业面较小,不能采用振动碾压实的,采用手扶蛙式打夯机进行夯实,以防止振动碾对建筑物造成破坏。每层土料的铺筑厚度不大于30cm。相邻作业而的搭接碾压厚度为平行溢洪道道轴线方向不小于1.5mo三、灌溉涵管(1)模板制安模板选用质量好的竹胶板,提前备料。模板安装前进行测量放样,模板按放样结果进行安装,模板拼装时,模板之间刨光对缝,防止漏碇浆,立模要规格,符合建筑物尺寸要求。为了便于脱模,模板表而刷脱粘剂或贴塑料薄膜。(2)、钢筋制安本工程的钢筋制安作业包括钢筋的制作加工、绑焊、安装。根据下达的钢筋配料单在钢筋加工场进行回直、断配,并对成型钢筋进行标识。不同规格品种的钢筋分别堆放。现场具备安装条件时,由人工搬运至工作面,进行人工绑扎或现场焊接。钢筋接头①12以下采用绑扎接头,①14以上钢筋采用焊接接头,①18〜25采用双面焊。焊接采用对接电弧焊,对接焊后按规范规定取样做对焊强度试验,合格后才能进行现场施工。现场接长采用搭接焊,搭接长度按施工规范规定的标准进行控制。垂直插筋,除绑扎外,再用电焊搭接牢固。钢筋控制保护层用带铅丝的混凝土垫块或圆钉固定。(3)、钢筋混凝土浇筑本分部工程钢筋混凝土浇筑包括闸室、涵管、护坦等结构妊浇筑。①下部结构磴施工方法下部结构磴体积较大,除板梁结构外,配筋率较小,磴施工难度不大。碗施工前进行测量放样,模板安装好后进行碇浇筑施工。 71確在拌和站集中拌制,由双胶车运输,经过脚手架平台至工作面,为保证碗骨料不分离,磴经过溜槽入仓。碗入仓后由人工平仓,碗下料厚度控制在30cm-层。交接面应在碗下料前铺筑1.5〜2cm比碗水灰比高一级的砂浆,砂浆应铺筑均匀,避免漏铺,铺筑砂浆面积应与磴浇筑速度相适应。施工时采用插入式振捣器分层浇筑分层振捣,整个施工过程中,铺以人工平仓,并随时检查模板,如有下沉,变形,应立即纠正。振捣以碗不显著下沉、不出现气泡并开始泛浆为准,同时应避免过振或漏振,振捣器距模板的垂直距离应不小于振捣器有效半径的一半,且不靠预埋件及钢筋。浇筑完成后,外结构而抹光。在妊浇筑完毕12〜18小时后进行洒水养护。覆盖含水材料,使栓表面保持湿润,连续养护时间不少于14天。①上部结构碗施工方法上部结构碗为板、柱结构,构件体积小,钢筋数量多,施工难度较大。確垂直运输:上部確利用三臂卷扬式提升机运输碗至工作面,由人工铲入仓、平仓。磴振捣:采用小型插入式振捣器。养护:混凝土的养护,混凝土浇筑完毕后,须在12小吋内加以覆盖,并浇水养护。混凝土浇水养护日期不少于7天,掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土的养护口期不少于14天。采用湿草袋和薄腊覆盖,每天浇水次数应能保持混凝土处理足够的湿润状态,连续覆盖养护吋间不少于28天。 725.3施工总进度5.3.1设计依据按照江西省水利厅赣水管字(1998)034号文《关于进一步加快病险水库除险加固步伐的通知》、江四省水利厅《江西省病险水库、水闸除险加固专项规划报告》文件精神,及乐家水库存在问题的严重性、紧迫性,乐家水库除险加固工程应尽早实施,以解除工程忧患,发挥更大经济效益。本次除险加固工程施工难度较大,工期短、时间紧,故需建设单位和施工单位精心筹化、合理安排,力争按吋完成项目建设。5.3.2施工总工期安排本工程计划2010年10月工程开工,2011年4月工程完工,总施工期为7个月,筹建期为8、9月,二个月,此间要为主体工程开工做好一切准备,建全管理机构,进行工程招投标,完成场内外施工道路建设,完成“三通一平”工作等。大坝、溢洪道、灌溉涵管为本次除险加固三大工程,应合理安排其施工时间。每年10月已是灌区供水末期,可将水库水位降至灌溉涵管底板高程,再抽取放空,作好工程施工准备。5.3.3主体工程施工进度控制大坝工程的主体项冃有:坝顶工程、上游坝坡工程、下游坝坡工程、贴坡排水体工程、坝屮防渗工程。一、大坝工程(一)、坝中防渗工程1、冲抓套井拈土防渗墙计划第二年的01刀01日〜第二年的02月29日,共60天;(二)、上游坝坡工程1、坡面清基计划第一年的10月01日〜第一年的10月15□,共10天;2、土方开挖计划第一年的11月06日〜第一年的11月20日,共15天;3、上游坡大坝培土计划第一年的10月11日〜第一年的11月05日,共25天;4、C15確固脚浇筑计划第一年的11月21日〜第一年的11月25H,共10天;5、C15碗预制块制作计划第一年的10月01日〜第一年的11月30日,共60天; 736、砂砾石垫层计划第一年的11月25日~第二年的01月25H,共60天;7、碗预制块护坡计划第一年的12刀01日〜第一年的01刀30R,共60天;(三)、下游坝坡及贴坡排水体工程1、坡面清基计划第一年的11月01日〜第一年的11月05H,共5天;2、土方开挖计划第一年的11月06日〜第一年的11月10B,共5天S3、下游坝坡培土计划第一年的11月11日〜第一年的12刀05日,共25天;4、砂砾石垫层计划第一年的12月20日〜第二年的01月10H,共20天;5、干砌块石贴坡排水体计划第一年的01月11日〜第二年的01月25日;(四)、坝顶工程1、土方工程计划第二年的03月01日〜第二年的03月10H,共10天,完成工程量1项;2、其他计划第二年的03月11H〜第二年的03月25H,共45天,完成工程量6项;二、溢洪道工程溢洪道工程的主体项目有:进口段工程、控制段工程、泄槽段工程、消力池段工程、出水渠段工程。计划第一年的11月01日〜第二年的01月300,共90天,完成工程量23项;三、大坝灌溉涵拆除工程计划第一年的01月11H〜第二年的01月20FI,共10天,完成工程量1项;四、重建灌溉涵管工程计划第一年的10月01口〜第二年的01月30口,共120天,完成工程量18项;灌溉涵管工程的主体项目有:进口段工程、涵身段工程、出口段工程。5.4施工度汛与施工安全为了保证安全度汛,指定防汛目标和要求,根据本工程的实际情况,生产安全服从度汛安全,因为度汛安全关系到下游人民的生命财产安全,事关重大,为了达到安全度汛的目的,施工应结合当年、当地的汛情,对施工顺序进行了分析、调整、部署,并编制防汛预案,保证在主汛期完成相关建筑物主体工程(坝中防渗、涵管、溢洪道)、碗等主要工作内容应避开汛期及冬季霜冻期施工。施工安全生产工作实行“项冃负责、全员参与、群众监督”的安全生产管理制度,坚持“安全第一、预防为主”的方针,建立以项目经理为第一负责人的安 74全管理组织机构;项目部设置安保科并按规定配备专职安全员,行使安全检查和管理职能。6工程管理设计5.1工程管理现状乐家水库大坝日常管理由白马桥乡乐家水库水管站负责,水管站现有在职职工2人,主要负责水库的工程安全和防汛调度。水库管理具体工作由水库管理人员负责日常巡视检查、年度巡视检查及特殊情况下的巡视检查。目前,水库无水情、雨情观测设施;无大坝安全监测设施,无法对大坝运行状况进行有效监控;无上坝公路;无管理房,无交通通讯设施,工程管理现状远远满足不了现代化的管理要求,急需进行配套完善。6.2管理机构、管理设施及管理制度完善(-)管理机构完善乐家水库通过除险加固后,工程能够满足小(2)型水利工程正常运转的管理需要,发挥灌溉、防洪、养殖等多种效益。根据本工程特点,并参照水利部有关工程管理的规定,该工程的管理采用水库、灌溉等项工程实行统一管理,其管理单位仍为“门马桥乡乐家水库水管诂”,隶属门马桥乡政府直接领导。门马桥乡乐家水库水管站现有在职职工2人,根据水利部《水利工程管理单位定岗标准》(试点)(2004.5)的有关规定,乐家水库按小型水库五级别定员,结合乐家水库的实际情况,水管站定员为2人,其中管理人员1人,生产人员1人。(二)工程主要管理设施完善现状管理设施已不能满足工程运行管理的要求,根据《水库工程管理设计规范(SL106-96),该工程的管理设施应在工程险险加固的同时进行配套完善。1、水情雨情监测设施斥家水库是一座以灌溉为主的小(2)型水库,流域面积为0.54m2,目前无任何观测水雨情设施。为了保障大坝安全,及时掌握水雨情,充分发挥水库效益,本次加固设计拟在坝区新建一座水位站和雨量站,配置一套自记式水位计和一套自记式雨量计。2、渗流量观测在大坝下游排渗沟右端设一个三角堰作为渗流量观测设施。平面位置见水库 75加固后总平而布置图。3、管理设施乐家水库无专门的管理机构和运行管理所需的生产办公和生活设施。为了保证该水库除险加固后能正常运行,充分发挥效益,参照《水库工程管理设计规范》(SL106-96)的规定,水库由所在乡镇水管站管理,管理运行人员2人,新建一座值班管理房,管理房面积30m2o(二)工程运行、管理制度1、运行章程乐家水库是一座以灌溉为主,结合防洪、养殖等综合利用的小(2)型水库工程,水库经除险加固后,水库按正常蓄水位16.40m安全运行。工程运用的原则是:应根据水文预报,要求水库在蓄水期应在符合防汛要求的前提下尽量多蓄水,并充分利用天然来水进行灌溉,发挥水库的经济效益。乐家水库工程各建筑物应经常性进行维护和检修,并且对各建筑物和设施的操作、维护和检修应严格按照有关的规程和规范技术要求进行。对水库水位骤降应严格控制。总之,乐家水库的运行管理,应制定出一套行之有效的规章制度。结合不同部门的实际情况,根据库区周边各雨量站的水情预报和防汛总体要求,考虑到长短期相结合,制定岀各种状态下的优化调度程序,尽可能发挥工程的灌溉、防洪和养殖效益。特别在防汛调度方面,应严格按上级人民政府批准的度汛方案和有关操作规程,服从上级防汛部门的防汛调度要求,结合水情雨情预报进行调度,确保工程安全运行。2、管理制度严禁在坝身放牧,挖掘草皮和任意砍伐水库周边林木。严禁在坝身和保护范围内进行取土,挖洞、建窑、开沟、打井、开渠、爆破、埋葬、堆放杂物或进行其它危害坝身完整、安全的活动。严禁在水库倾倒垃圾、废渣及其它杂物。闸门的启闭必须严格遵守操作规程,加强检查和维护。坚决制止各类违反管理制度的行为,对水库造成重大损失的,要依法追究刑事责任。应做好建筑物的防护工作,当发现建筑物有缺陷时,需及时进行修理。在汛期,应加强巡视,确保安全,出现险情,立即报告,尽快抢护。 766.3工程管理范围和保护范围根据水库工程管理需要,结合当地自然地理条件和实际情况,按《水库工程管理设计规范》(SL106-96)的有关规定划定工程管理范围和保护范围。一、工程管理范围1、大坝管理范围为:上游从坝轴线向上不少于100m(不含工程占地、库区征地重复部分),下游从坝脚线向下不少于150m,大坝两端以第一道分水岭为界或距坝端不少于200m,且上、下游均与坝头管理范围端线相衔接。2、溢洪道管理范围为:沿溢洪道两侧轮丿郭线向外各不少于50叫消能段以下不少于100m。3.其他建筑物管理范Fh从建筑物外轮廓线向外不少于20nio4.生产、生活区管理范围包括:办公室、防汛调度室、仓库、车库、机修厂、职工住宅及其他文化、福利设施等不少于房屋建筑面积的3倍;渔场、林场、畜牧场按其规划确定的占地面积进行管理。水库工程管理范围的土地已征用,并办理确权发证手续,移交水库管理单位。二、工程保护范围工程保护范圉:按工程管理范圉的外边界线外延,主要建筑物不少于200m,一般建筑物不少于50m。水库保护范围:按由坝址以上,库内两岸(包括干、支流)土地征用线以上第一道分水岭脊线之间的陆地。工程和水库保护范围内的土地不征用,但应根据工程管理的要求和有关法规制订保护范围的管理办法。7水土保持与环境保护设计5.1水土保持设计一、库区水土保持1、水土流失影响分析水土流失的发生与发展是自然因素和人为因素长期综合作用的结果,而主导 77因素是人类不合理的活动造成的。根据乐家水库除险加固工程建设的特点,从中分析其对水土保持工作可能存在的不利因素是十分必要的。本工程各施工项目均会不同程度地扰动原地貌,损坏土地和植被,其中以土石方开挖,土石方填筑及弃渣,料场开采对水土流失影响较大。本工程存在一定的土石方开挖及填筑工程量,裸露的开挖面及疏松的堆弃渣如不采用相应的水保措施,在多雨季节极易产生水土流失。土料场剥离后的表土集中堆放,待取土完毕后回填复垦,集中堆放期间易产生水土流失。2、库区水土保持要求在水库流域范圉内,应采取山水田林路统一规划,工程措施、生活措施、蓄水保土耕作措施科学配置,综合治理。坚持以经济效益为中心,同山区脱贫致富与经济发展相结合,生态效益、社会效益统筹兼顾,宜农则农,宜林则林,宜果则果,宜牧则牧,宜渔则渔,做好综合治理。坡度25。以上耕地全部退耕还林还草,种植经济林,水源涵养林,认真贯彻执行《水土保持法》等有关法律法规,把监督管护和治理开发放在同等重要位置,使全社会各方面力量都投入到治理水土流失,改善环境的工作中来。二、水土保持设计本工程施工期间,主要造成植被破坏的有:块石料场和土料场,防汛公路改造扩建,管理区建设、弃渣场覆盖等。施工过程中取弃土石要综合考虑,填挖土石应相互利用,以减少施工中的弃土石渣量。:弃土石渣应结合填坑、筑路、管理区建设合理规划,弄土石渣应在指定地点堆放,分层夯实,及时种上树草,避免松散的弃土石渣产生新的水土流失,对采取堆高方式的弃渣场,应修建拦渣墙,以防止水土流失的发生。需要特别注意施工土石的流失,以免造成河道淤塞。施工完成后,应对破坏的植被进行植草植木处理。水土流失治理应采取工程措施和生物防治措施相结合,全面规划、综合治理。本工程水土流失治理的主要措施如下:1、工程措施工程措施主要是对开挖取料后的弃料进行防护,避免其流失。采取的防护措施均采用建浆砌石挡土墙的办法,并在墙底设排水孔,内置反滤。块石料场和土料场拦渣浆砌石挡土墙高度为2.5〜3.5m,顶宽0.4m,内侧直立,外侧坡比系数0.5 78。建筑物开挖弃渣场主要集中在坝下游低洼地带,浆砌石挡土墙高度为1.0〜2.0m,顶宽0.3m。2、生物防治措施生物防治措施主要是对开挖取料施工完成后的料场,弃渣场,施工临时道路,削坡坡面进行防护,恢复植被,避免水土流失。对块石料场,由于开挖面较陡,因此宜种植易于生长攀缘的植物,以种植爬山虎为主,种植爬山虎前,进行部分覆土处理后,采用品字型布置。弃渣场则采用表层部分覆土,坡面播撒草籽,顶面种植水土保持林。此外,对施工完成后废弃的施工临时道路,以种植树木作为主要的治理措施,并对进入管理区域和防汛公路采用种树和植草皮处理。3、水土保持实施水土保持工程的实施,应与工程施工同步进行,特别是工程措施,必须在施工同时进行,避免施工过程中的水土流失。生物防治措施则应在工程完成后立即进行,以营造一个良好的生态环境。水土保持治理必须落到实处,工程实施的项目法人必须有人专管,从领导上、技术上保证方案的顺利实施,按吋按质完成任务。7.2环境保护设计一、环境现状乐家水库处于低山丘陵区,离余干县约12km。目前未对库区内的水质、空气质量和噪声开展系统的监测。据现场查勘,区域内基木无工业企业,当地居民以农业、种植业、养殖业为主,无水质污染源、无空气污染源和大的噪声源。由于库区内地势开阔,水源条件好,扩散条件好。水库现承包给他人进行水产养殖,养殖密度较高,致使库区水体含养量较高,但是空气质量良好、总体噪声背景值较低,声环境质量良好。木工程地处亚热带地区,库区内为丘陵地貌,森林茂密,植被良好,径流的主要来源为降水,流域内以发展农林业为主,无工矿企业,水库运行多年,实践证明对周围地区环境未造成不良影响,库区内水土保持良好。二、环境影响1、工程对环境的不利影响本工程施工过程屮,土石方的开挖,砂石料的填筑,碗的浇筑均会有不少浑 79水和碱性废水排入河道。施工机械运行和维修时,油料的溢漏也会时有发生,若不能进行有效控制可能形成油污染。施工人员的生活污水排放也会影响水质。木工程开工后,随着各类机械设备、生活附属设施的增加,如以石油为燃料的汽车、铲运机、推土机及生活锅炉等所排放的废气,会导致附近大气中二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、飘尘以及含铅量等指标上升。此外,基础工程的施工和建筑材料的运输过程屮均可能产生飘尘,对项目区的大气环境造成一定的影响。本工程施工过程中,施工机械的操作,土石方开挖、块石料的开采、砂石料筛分过程和磴拌和系统的作业均会产生噪声污染,这些噪声污染源对附近地区的声环境影响较大。木工程施工期间各工区人员相对较集中,但施工人员的居住房屋绝大部分属于临时性居住,生活设施的建设标准相对较低,且不完善,这会增大各种疾病交叉感染的机率,从而影响施工人员和附近居民的身体健康。同时,由于各种施工车辆频繁出现在各施工工区附近,这会对各施工工区附近的交通带來不便。也会给下游村庄交通造成一定的拥挤。总之,施工期间将给当地的工农业生产带来一定的负面作用;废水、废气及机械噪声会对周围环境造成一定污染,施工和料场开挖均会破坏现有植被,加重水土流失;施工对附近的交通状况也会有所影响。但该工程对环境的不利影响主要体现在工程建设期,工程建成后对环境的不利影响较小。2、工程对环境的有利影响斥家水库除险加固后,对库区环境的发展将产生积极的影响,极大地改善库区的社会环境和自然环境,这主要体现在以下儿方而:(1)水库除险加固后,解除了病险库工程给人们心理带來的压力,人民的生活安宁,社会稳定,这将促进该区域的经济发展。(2)水库除险加固后,水库安全运行,一方面降低了洪灾发生的机率,有效地保障了库区下游几万人民群众生命财产的安全,减少因洪灾造成的经济损失,有效地保护了库区下游的生态环境和人群健康,避免因洪灾带来的一系列环境污染,减少水土流失,保护土地资源。从而改善了库区下游城乡的社会生活环境、经济生活环境和投资环境。另一方而水库不需限蓄或提前放水蓄洪,提高了水的利用率,有利于提高水库效益,增大供水量,工程效益得到明显提高,为社会发展作出贡献。(3)除险加固工程建设后,该工程的绿化、美化环境措施将进一步改善库区 80周围的环境面貌,促进周边环境变化。3、对策及措施针对该工程对当地环境质量所带来的不利影响,应采取相应的对策和措施,以减轻或避免由于工程施工对当地带来的不利影响。(1)施工前应编制施工环保计划,合理安排施工机械布局和场内交通网络,避免施工运输与附近交通发牛严重干扰,对污染影响程度较大的噪声源应尽量安排在离居住区较远的场所,同时应加强施工机械的维护保养、减少废气排放量和油类泄漏事故,采取科学的施工方案,配备相应的除尘、降尘设备,减少工区的粉尘和飘尘量。(2)加强对施工现场的环境管理,定期进行环境监测,以控制工程涉及区的环境污染。(3)完善卫牛保健体系,加强人群健康监测和施工区的环卫管理,重点注意防止施工等外来人员中各种传染病的发生。4、综合评价与结论本次除险加固工程施工,虽然投入大,施工范围也较广,但均在坝区进行施工,新的占地区域较少。虽然在施工中的土石方开挖和碗浇筑、浆砌石砌筑,以及施工冲洗等会产生一些废水造成一些浑浊水和碱性废水排入下游河道,但其数量不大,稍加沉淀则不致影响周围环境。施工中开挖的土石废磧应结合工程的土石方回填进行,一般先行堆放到开挖地不远处临时堆放,结合管理区建设和防汛公路改造,以浆砌石挡土墙拦截后整平作路基。少量多余弃渣则选择冲沟就近堆放,并整平种植植物,搞好绿化,防止水土流失。工程施工期间,人员急剧增加,会给坝区周围的生活指数造成一定影响。人群聚居,应做好疾病的防疫工作,避免外界流行疾病的传入而流行。施工期的机械噪音,将在一定程度影响周围居民的生活,但只要施工单位多加注意,可以将此影响减至最低程度。通过现状调查和工程对环境的影响分析,可知该工程除险加固后,对环境的发展将产生积极影响。首先是工程的建设将促进该区域的经济发展,解除了病险库工程给人们心理带来的压力;其次工程安全运行后,一方面下游人民的生命财产免受洪水侵害,人民生活安宁,社会稳定;另一方面工程有利于工程效益的提 81高,为社会发展作出贡献。工程所采取的绿化措施,可增加植被覆盖率,降低噪声和大气污染,涵养水土,对该库区周围的生态环境起到良性促进作用。7.3环境保护及水土保持投资概算7.3.1编制依据1、水利部《水土保持工程概(估)编制规定》水总[2003]67号。2、水利部《水土保持工程概算定额》水总[2003]67号。7.3.2投资概算根据《建设项目环境保护设计规定》第62条:“凡属于污染治理和保护环境所需的装置、设备、监测手段和工程设施等均属环境保护设施",“凡有环境保护设施的建设项冃均应列出环境保护设施的投资概算"。本工程水土保持及坏境保护的概算总投资为3.02万元,其屮水土保持投资为1.85万元,环境保护投资为0.93万元。水土保持及环境保护概算详见表8.4—1、表&4—2。 82水土保持工程概算表表7.4—1编号工程或费用名称单位数量单价(元合价(万元)—工程措施费万元0.571排水沟土方开挖irf504.980.022M7.5浆砌块石挡土墙m324230.440.55植物措施费万元0.821植树(湿地松)株35100.042铺草皮m2498&080.403种植攀缘植物棵5030.024撒播草籽kg21.11700.36三临时工程万元0.011其它临时工程(1%)万元0.01四独立费用万元0.191建设单位管理费(2.5%)万元0.042工程监理费(3%)万元0.043勘测设计费(6.5%)万元0.094水土保持监测费(1.5%)万元0.025工程质量监督费(0.25%)万元0.00一至四部分合计万元1.59棊本预备费(1%)万元0.08水土保持设施补偿费if96020.19静态总投资万元1.86总投资万元1.85 83环境保护投资估算表表7.4—2编号工程或费用名称单位数量单价(元)合价(万元)—■第一部分环境监测措施万元0.0181水质监测次1450.00452卫生防疫监测次1450.00453施工区噪声环境监测次1450.00454大气环境监测1450.0045二第二部分仪器设备及安装万元0.1三第三部分环境保护临时措施7J元0.716(一)废污水处理万元0.0151沉砂池个1500.0052化粪池个1500.0053含油污水处理个1500.005(二)固体废物处理万元0.131垃圾填埋处理万元0.13(三)环境空气质量控制万元0.0011降尘措施(洒水雾)1100.001(四)人群健康保护万兀0.57一至二部分合计万元0.83四第四部分独立费用万元0.09环境管理费(2%)万元0.02环境监理费(2%)万元0.02科研勘测设计技术咨询费(6%)万元0.05环境工程质量监替(0.25%)万元0.00一至四部分合计万元0.92基本预备费(1%)万元0.01静态总投资万元0.93总投资万元0.93 848工程概算7.1编制说明8.1.1I程概况乐家水库位于江四省余T-县口马桥乡江家源村,隶属余干县口马桥乡管辖范围,流域水系为信江乐家水。水库地理位置为东径116°45,27〃,北纬28°39/54//,距余干县城12Km。坝址以上控制集水面积0.54Km20水库枢纽由大坝、开敞式溢洪道、灌溉涵管等建筑物组成。水库正常蓄水位为48.50m,相应库容21.64X10m3,设计灌溉面积近0.060万亩。水库总库容27.83X10lm3,是一座以灌溉为主,结合防洪、养殖等综合利用的小(一)型水库工程。工地材料及设备运输主要是利用现有公路进行,对外交通较便利。主体工程主要工程量:土石方开挖12066.28m3;土石方填筑11579.20m3;建筑物接触灌浆312.9m;干砌块石539.03m3;確浇筑1431.9m1;钢筋制安15.10;模板1959.5m~;主体工程主要材料用量:水泥(PC32.5#)398.07砂2274.97m3卵石1703.2m3块石539.03m3钢材15.10t主体工程施工总工日1.21万个。施工总工期:一个枯水期,共7个月。高峰人数165人/日。 85概算编制价格水平年:2011年第一季度。根据工程规模及江西省水利厅《江西省水利水电基木建设工程设计概(估)算编制规定》(试行)赣水建管字(2006)242号规定,本工程概算工程类别为111类。8.1.2投资主要指标工程总投资230.81万元,静态总投资224.43万元,其中工程部分投资218.88万元、建设及施工场地征用费3.60万元、水土保持工程投资1.85万元、环境保护工程投资0.93万元。基本预备费费率3%o8.1.3编制原则和依据1、概算编制基本依据江西省水利厅赣水建管字(2006)242号颁《江西省水利水电工程初步设计概(估)算编制规定》(试行)。《水利水电工程建设征地移民设计规范》SL290-20032、定额采用主要建筑工程采用赣水建管字(2006)242号文颁发的《江西省水利水电建筑工程概算定额》。安装工程釆用赣水建管字(2006)242号文颁发的《江西省水利水屯设备安装工程概算定额。机械台时费采用赣水建管字(2006)242号文颁发的《水利水电工程施工机械台时费定额》。3、基础单价(1)人工预算单价按“赣水建管字(2006)242号文”规定计算:工长4.37元/工时、高级工3.93元/工时、中级工3.51元/工时、初级工2.92元/工时。(2)材料预算价格水泥到万年青水泥厂购买,运距约57km;钢材到余干县城购买,运距约12km;砂、卵石料到大溪渡砂砾石料场购买,运距约8.0km;块石到东乡县城边采石场购买,运距约60km;运输费、装卸费、采保费按现行文件规定计算。次要材料预算价格,参考现行市场价或有关价格资料的价格。按赣水定字[2010]5号文规定,水泥、钢筋、砂、卵石、柴油按规定价格进入 86工程单价,实际预算价格超过规定价格部分进行补差,水泥300元/t、钢筋2800元/t、砂35元/n?、卵石607G/m\块石55元/m'、柴油3.50元/kg、沥青2600元/t、止水铜片38元/kg、炸药6元/kg。(1)设备价格主要设备价格,参考采用机电及金属结构设备报价资料的价格。4、取费(1).其他直接费计算基础为直接费,建筑工程费率为1.8%,安装工程费率为2.4%。(2)•现场经费现场经费费率见下表:序号工程类别计算基础现场经费(%)1土石方工程基本直接费5.02砌石工程基本直接费5.53混凝土工程基本直接费5.04钢筋制安工程基本直接费4.55模板工程基本直接费4.56钻孔灌浆及锚固工程基本直接费5.07疏浚工程基本直接费4.08其他工程基本直接费4.59设备安装工程人工费45(3)间接费间接费费见下表:序号工程类别计算基础现场经费(%)1土石方工程讥接费5.02砌石工程H接费5.03混凝l-.T.ft*H接费1.54钢筋制安工程直接费4.05模板工程直接费4.06钻孔灌浆及锚固工程直接费5.07疏浚工程直接费4.08其他工程直接费4.59设备安装工程人工费50(2)企业(计划)利润计算基础:直接工程费+间接费之和的7%计列。(3)税金计算基础:直接工程费+间接费+企业利润之和的3.22%计列。5、建筑及施工临时工程 87主要建筑工程单价根据本工程的基础单价套用相应建筑定额计算;不足部分采用市政等其他定额计算。永久房屋建筑工程单价采用当地现行价格水平指标。临时工程:按建安工作量的3.0%计列。6、独立费用(1)建设单位项目管理费:按建安工作量的2.5%计列。(2)工程监理费:按建安工作量的3%计列。(3)工程勘测设计费,按建安工作量的6.5%计列。(4)大坝安全鉴定费,每座水库按1・0万元计列。5.2概算表表8.2.1工程总概算表表8.2.2建筑工程概算表 88表8.2.3机电设备及安装工程概算表表8.2.4施工临时工程概算表表8.2.5金属结构设备及安装工程概算表表8.2.6独立费用概算表8.3概算附件表8.3.1材料运输费用计算表表8.3.2主要材料预算价格计算表表8.3.3碗材料单价计算表表&3.4主要施工机械台班计算表9附件附件一:乐家水库大坝安全评估报告书附件二:乐家水库初步设计附图 891综合说明11」水库基本情况11.2除险加固的必要性21.3除险加固的主要内容4附录A:乐家水库工程特性表72水文82」基本资料82.2设计暴雨92.3设计洪水102.4洪水调节计算133工程地质与工程质量143」概述143.2工程地质条件及评价153.3天然建筑材料183.4结论与建议194加固设计214.1工程任务与规模214.2主要加固项目224.3设计依据224.4工程总体布置244.5加固设计254.5.2泄水建筑物(溢洪道)加固设计454.5.3输水建筑物(坝下涵管)53 904.5.4工程量汇总624.6对外交通625施工组织设计635」施工条件635.2主体工程施工645.3施工总进度715.4施工度汛与施工安全736工程管理设计736」工程管理现状736.2管理机构、管理设施及管理制度完善736.3工程管理范围和保护范围757水土保持与环境保护设计767」水土保持设计767.2环境保护设计787.3环境保护及水土保持投资概算808工程概算848」编制说明848.2概算表878.3概算附件889附件88 91江西省重点小(2)型病险水库规划项目余干县乐家水库除险加固工程初步设计报告余干县水利电力勘察设计院二O—二年三月(证书编号:A236004995)上饶市科信水利水电勘察设计咨询有限公司(勘察证号:144528-kb) 92本报告编制单位的:批准:李明峰核定:李明峰项目负责:何英报告编写:李明峰张建明张赞荣张红霞 93何英 94江西省余干县乐家水库除险加固工程初步设计图册余干县水利电力勘察设计院二O—二年四月五日 9594
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