安徽小二型水库除险加固工程初步设计报告secret文档格式.docx
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P=3.33%设计洪水位124.76m,相应下泄流量1.95m3/s,相应库容9.2万m3。
1.3工程地质
**水库位于xx河上游。
工程区出露地层主要有第三系和第四系地层。
**水库在地层上,隶属大别山一级地层区。
该区下元古界广布,为一套深厚变质岩。
下部大别山群,主要为片麻岩,具强烈的混合岩性,厚约2000m;
上部长城—志留系的佛子岭群主要为石英片岩。
中新生界主要为碎屑岩,晚侏罗世至早白垩世有火山喷发,岩性为安山岩—粗面岩类,第四系很少发育,多为河流近期堆积。
**水库在大地构造上,隶属大别山—张八岭多旋回迭加隆起区北淮阳破碎带。
自大别运动(中条运动)后,本区在古老地台的基础上,在晓天—磨子潭、合肥—六安两大断裂控制下,沉积了巨厚的佛子岭群和梅山群,至华力西旋回的中晚期全部褶皱回返。
至中生代,由于基底不稳,在构造空间上又迭加新的断陷盆地,即合肥断陷盆地的南缘部分。
构造形态表现为复向斜或向斜带,轴向北西西。
库、坝出露地层为第四系(Q4)、侏罗系上统毛坦厂组因火山活动所形成的安山质粗面质火山熔岩、凝灰岩、火山角砾岩和集块岩。
本区地下水属基岩裂隙水,地下水来源主要源于大气降雨,受季节性影响较大。
由于基岩出露面积大,本次勘察范围内,没有较大的断层和破碎带,裂隙多数压性闭合状,且山高坡陡、基岩完整、透水性差,河岸谷坡覆盖层浅薄,地下水无储存条件,裂隙水储量很小,仅见谷坡处雨后有间歇性流水,旱季枯竭,裂隙中水属低矿化度淡水。
1.4工程任务和规模
**水库的兴建是根据本地区水土资源、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0.05万亩农田用水的要求。
本工程的任务是以灌溉为主,兼顾防洪、养殖、生态等综合效益。
校核洪水位125.29m,相应库容10.5万m3;
1.5建筑物除险加固设计
**县**水库是一座以灌溉为主,兼顾防洪、养殖等综合利用的小
(2)型水利工程。
本次设计根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000,以及国家技术监督局、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,经复核该工程规模仍为小
(2)型水库,工程等别为Ⅴ等,建筑物级别为5级。
1.5.1水库枢纽除险加固工程总体布置
**水库原溢洪道堰顶高程124.20m,溢流前缘净宽B=4.0m。
根据洪水调节计算成果复核坝顶超高,大坝不需加高。
大坝坝顶高程仍为126.20m,大坝上游坝坡1∶3,下游坝坡1∶2.5,坝顶宽度5.0m。
上游坝面采用C20砼预制块护坡,下游坝面采用草皮护坡,下游坝脚设堆石排水棱体,棱体顶部宽度1.5m,顶部高程114.30m,底部高程110.80m。
溢洪道位于右岸,拓宽时左侧墙(靠坝侧)位置不动,右侧边墙往右岸延伸拓宽至3.0m。
由于原泄槽离坝身较近,影响坝身安全,另考虑为使泄洪水流平顺,将泄槽沿控制堰方向直线布置,泄槽末端设消力池,使水流顺畅接入下游渠道。
放水涵洞位于大坝右侧,为坝下涵洞。
进口建筑物型式为岸塔式取水口,设铸铁闸门及启闭机控制放水;
涵洞洞身长40m,箱涵为矩形断面,为便于检修,洞宽采用1.0m,洞高采用1.5m。
1.5.2大坝除险加固设计
本工程拟采用土工膜临水坡斜墙防渗土坝。
本水库保持原坝顶高程不变,即工程设计坝顶高程仍为126.20m。
参考已建工程经验,考虑到其现有坝顶宽度,确定该水库大坝坝顶宽度为5.0m。
按照《**省小型水库除险加固设计导则》(**省水利厅,2007.4.8),结合工程施工要求,迎水坡坡比为1∶3;
背水坡坡比为1∶2.5。
在土坝上游面坝坡设砼预制块护坡;
下游面坝坡设生物护坡,培植草皮。
在下游坝坡处设置纵、横排水沟,即坝体与两岸交汇处顺坝坡布设横向排水沟,排水沟采用浆砌石结构,断面尺寸参考已建工程经验,取0.3m×
0.3m。
根据渗流计算结果,参考已建工程的经验及现有排水体情况,拟定反滤体高度为3.0m,顶宽1.5m,上游边坡1∶1.0,下游边坡1∶1.5。
针对**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有:
大坝坝身防渗处理设计;
大坝坝基及坝端绕坝渗漏处理设计;
大坝坝顶设计;
上游坝坡及护坡设计;
下游坝坡护坡及坝面排水设计;
下游排水棱体设计;
大坝监测设计。
1.5.3溢洪道除险加固设计
**水库溢洪道位于大坝右侧,溢洪道型式为无闸门控制宽顶堰,由人工在山坡上开挖而成,未护砌。
现场检查显示:
由于溢洪道边坡岩体呈强风化状态,裂隙互相贯通,不利于边坡稳定;
特别是左侧紧贴坝身,无任何导流墙,泄洪时直接冲刷坝身,危及坝身安全。
由于原溢洪道泄洪能力不足,槽身无防护,已冲成坑坑洼洼,特别是左侧紧贴坝身,无任何导流墙,泄洪时直接冲刷坝身。
本次除险加固设计将溢洪道进行拓宽改造,并在溢洪道左侧紧贴坝体段增设砼导流墙,防止泄洪时冲刷坝体。
加固后的溢洪道包括:
控制堰、泄槽、消力池及出水渠。
控制段为宽顶堰,堰顶高程124.20m,宽度由原4.0m减小至3.0m,底板及两侧采用砼衬砌,临坝体侧增设砼导流墙。
墙体为重力式,最大墙高为2.0m,顶宽0.4m,导流墙迎水面垂直。
泄槽段坡比为1:
2.0,由于原泄槽离坝身较近,影响坝身安全,另考虑为使泄洪水流平顺,将泄槽沿控制堰方向直线布置。
泄槽底板及两侧采用砼进行衬砌。
泄槽末端设挖深式消力池,消力池为矩形不扩散式,池深0.5m,池长6.0m。
消力池边墙与底板采用整体式砼U型结构。
1.5.4放水工程设计
原放水涵洞为坝下涵管,结构为素混凝土圆管涵,进口段为分级卧涵,洞身为Φ40cm混凝土管涵圬工结构,出口无消能工,总长40m。
放水涵于1972年建成后即漏水,虽对放水涵进口进行过维修,但效果不明显,目前渗漏仍较严重。
根据以上原因,决定对输水涵洞进行拆除重建。
根据现场查勘,坝址下部为岩石基础,上部土层较浅,岸坡较缓,取水口闸室和放水涵洞可直接布设在岩石基础上。
放水建筑物由进水口、输水涵洞、出口消力池组成。
由于水库运行方式的要求,洞身采用无压箱式涵洞。
岸塔式进水口底板高程117.70m,底板厚0.6m,长3.0m,宽2.0m,闸室边墙厚0.6m。
设工作闸门一道,闸门孔口尺寸0.8×
0.8m。
工作闸门采用铸铁闸门,启闭台高程平校核洪水位为125.29m,从闸底槛起算,进水塔高7.59m,其上部设有启闭机房,平面面积2.5×
2.5m,设有14m长1.2m宽钢筋砼栈桥连接坝顶。
坝下涵管采用钢筋砼箱式涵洞。
涵洞轴线与坝轴线正交布置,洞身总长40m,考虑检修方便,洞身尺寸采用1.0m(宽)×
1.5m(高),壁厚为0.4m,洞身分段长8.0m。
1.5.5原坝下灌溉放水涵洞处理
该水库放水涵洞于1972年建成,为素混凝土圆管涵,建成后即漏水,取水口段为分级卧涵,洞身为Φ40cm混凝土管涵即圬工结构,出口无消能工,目前放水涵洞渗漏严重。
本次根据评估意见,予以挖除。
1.5.6安全监测设计
**水库原无监测设施,根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》(SL189-96)要求设置观测项目。
结合本工程具体情况,选定大坝表面沉降及位移、渗流量、上下游水位监测等项目。
1.5.7房屋工程
**水库现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,设**水库管理所具体执行管理任务,管理运行人员4人。
拟定办公用房标准7m2/人,职工住宅及文化福利房标准13m2/人,总计房屋面积80m2。
1.5.8防汛公路设计
**水库距**县城约60km,现有**县城经**镇到**村的公路。
现**县城~xx镇段为国道105线,长约43km,现有路面为沥青路面;
xx镇~**镇政府为县道,长约10km,现有路面沥青路面;
**镇政府~**村公路为县道,长约5km。
水库防汛公路长0.5km,宽度不足3m,现有路面为泥石路面,坑洼不平,路况差,给水库的防汛工作带来诸多不便。
本次设计将连接**水库的上坝道路进行加宽改造。
公路改造按四级路面进行建设,设计路面净宽4.0m,两侧各布置0.5m的土路肩,在路面底部先铺设一层20cm厚的砂砾石垫层,然后再铺设一层20cm厚的泥结碎石面层并碾压整平。
1.6金属结构设计
**水库放水工程取水口设闸门和启闭机控制放水,以往工程多采用钢筋砼闸门,自重较大,闸门配套启闭机容量相应加大。
另由于砼有透水性,长期运行下砼保护层大面积脱落,钢筋锈蚀;
门体密封不实,导致大量灌溉用水渗漏流失,造成水资源的严重浪费。
故本次拟采用钢闸门或铸铁闸门中的一种,从经济、技术方面作比较后选择铸铁闸门,配套选用手动螺杆式启闭机。
启闭机选用QL—50KN手动螺杆式启闭机1台。
1.7施工组织设计
**水库枢纽位于**县**镇**村境内,距**县城约60km,交通主要依靠公路。
交通尚属方便,能满足施工的运输要求。
但连接**水库支路为土石路,且路面窄,路况差,开工时可先修建上坝道路。
本次除险加固主要工程有:
大坝、溢洪道、放水涵洞等。
**水库除险加固工程共开挖土方10849m3,填筑土方24302m3,石方开挖470m3,砌石621m3,砼工程645m3。
共需人工26101个工时,水泥243t,钢筋8.7t,块石719m3,碎石1247m3,黄砂317m3。
本工程永久占地12.0亩,临时占地20.5亩。
根据水利电力部《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000),该工程临时性水工流建筑物为5级,施工洪水标准为10~5年一遇,根据本工程实际情况,采用5年一遇洪水标准。
本次除险加固大坝、溢洪道施工均可利用灌溉涵洞进行临时施工导流。
灌溉涵洞施工,无其他导流设施,考虑先进行涵洞施工,利用建好的涵洞进行后续工程施工导流。
整个工程施工期为两年。
根据施工总体安排,第一年9~10月为施工准备期,应完成防汛道路施工、场地平整、供电及供水工程,并提前做好水库水位降低至死水位106.0m的工作。
从工程施工总体安排及资金运用考虑,放水涵洞身及闸室部分、大坝培厚土方及下游排水体施工安排在第一年11月至12月内施工,上游防渗膜及护坡、溢洪道工程安排在第二年1月至第二年3月内施工,坝顶道路、坝坡排水沟工程安排在第二年4月内施工。
整个工程施工工期安排为第一年9月至第二年4月,一个枯水期,总共8个月。
1.8工程占地与移民
本次**水库除险加固是在现有的工程基础上进行的,该水库工程建于1972年冬,工程已按原设计工况运行40年,其库区淹没范围及淹没处理已落实,本次设计推算的各频率淹没洪水位均不大于原设计,未改变原有工程规模,故本次工程加固后不存在库区淹没处理问题。
**水库除险加固工程工程永久占地主要为坝脚占地、取土场占地和防汛公路占地,总占地面积12.0亩,其中山地6.7亩,水田5.3亩。
**水库加固工程施工临时占地项目有:
施工临时道路、弃料场、施工辅助企业、仓库、施工管理及生活用房、土料场临时占地。
本工程在建设及施工当中,需临时占地20.5亩。
1.9环境保护及水土保持设计
工程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。
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。
本工程施工期间,主要造成植被破坏的有:
块石料场、砂石料场和土料场,防汛公路改造扩建,临时道路开挖,弃渣场覆盖等。
弃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,修建拦渣坝,以防止水土流失的发生。
施工完成后,对破坏的植被进行植草植木处理。
水土流失治理采取工程措施和生物防治措施相结合,全面规划、综合治理。
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。
1.10工程管理
依据《水库工程管理设计规范》(SL106-96)的有关规定,**水库的管理机构为**镇水利站,同时按照水利部、财政部《水利工程管理单位定岗标准》(水办[2004]307号)有关规定,以及根据本工程规模,按照管理人员精减高效的原则,总需要管理人员4人。
管理人员编制如下:
行政管理人员1人;
运行管理人员2人,包括水库的正常运行、调度、安全监测、水位和雨量资料管理,日常检查维护,以及首部枢纽建筑物的管理;
灌区管理人员1人,负责灌区用水制度调度、灌区建筑物管理。
**水库工程管理范围包括工程区和生活区。
工程区管理范围包括:
大坝、溢洪道、放水涵洞及灌溉引水渠道、观测设施、通讯及交通设施等各类建筑物周围和水库正常蓄水位以上10m以内库区。
大坝管理范围以上、下游各延伸100m,左右两端各延伸100m以内的范围;
溢洪道管理范围以轮廓线向外延伸20m以内;
渠道以轮廓线外延5.0m以内;
其它建筑物(公路、通讯线路、供电供水设施、安全监测设施)以轮廓线外延10m以内的范围计。
生活区管理范围包括办公室、调度室、值班室、仓库、住宅及其它文化、福利设施等。
工程保护范围以管理范围线外延50.0m与管理范围线之间的范围;
库区保护范围以管理范围线至第一道分水岭之间的陆地。
工程和水库保护范围内的土地不得征用,按工程管理要求及有关法规制定保护范围的管理办法。
1.11工程概算
概算编制依据:
①**省水利厅皖水建[2008]139号关于印发《**省水利水电工程设计概(估)算编制规定》的通知。
②水利部水总[2002]116号关于发布《水利建筑工程概算定额》、《水利工程施工机械台时费定额》、《水利工程设计概(估)算编制规定》、《水利工程概预算补充定额》的通知,以及《**省水利水电建筑工程概算补充定额》。
③征地补偿按《**省人民政府关于公布**省征地补偿标准的通知》皖政[2009]132号;
地面附着物补偿标准按《**省水利水电工程地面附着物补偿标准》发改农经[2007]301号标准执行。
④设计概算编制的有关文件和标准。
本工程总投资139.18万元,其中建筑工程100.16万元,临时工程3.73万元,独立费用27.71万元,环保工程投资5.0万元,水土保持工程投资5.0万元。
1.12经济评价
本除险加固工程经济评价主要依据国家计委、建设部发布的《建设项目经济评价方法与参数》第二版,水利部发布的《水利建设项目经济评价规范》(SL72-94)及工程规划设计资料进行。
社会折现率取12%,运行期按三十年计,计算基准点为建设期初,投入和产出均按年末发生和结算。
经计算,**水库除险加固工程建设经济内部收益率EIRR=15.6%>
s=12%,经济净现值ENPV=53.33万元>0,经济效益费用比EBCR=1.25>1,因此该项目在经济上是合理可行的。
根据**水库除险加固工程国民经济评价及其敏感性分析和对水库管理单位的财务收支平衡分析结果可知,本工程不仅国民经济评价可行,具有较强的抗风险能力,而且只要政府部门加强领导,落实水费政策,每年财务收入就会大于财务支出,保证水库良性运行。
1.13结论与建议
**水库的除险加固不仅涉及到工程本身效益的提高,更重要的是涉及大坝下游0.1万人民群众的生命财产安全。
因此,为保证**水库安全运行与充分发挥效益,针对水库的病情险况,采取相应的除险加固措施不仅非常必要,而且十分迫切。
**水库除险加固工程实施完成后,不仅使工程能恢复到正常运用,产生巨大的社会经济效益,能使下游灌区得以配套,保障0.05万亩农田旱涝保收。
更为重要的是,使下游0.1万人民群众长期受到的洪水威胁得以解除,其产生的社会效益是难以计算的。
建议今后陆续安排灌区续建配套工程。
附:
**水库除险加固工程特性表
表1—1**水库除险加固工程特性表
序号
名称
单位
数量
(加固后)
备注
一
水文
1
流域面积
km2
0.13
坝址以上
2
水文资料系列年限
年
42
晓天水文站
3
多年平均降雨量
mm
1353.3
4
多年平均径流量
万m3
11.2
5
洪水
设计标准洪峰
m3/s
3.28
校核标准洪峰
5.77
6
实测最高库水位
m
125.09
1991年6月25日(黄海高程系)
二
水库
洪水标准
设计标准
P(%)
30年
校核标准
300年
特征水位
黄海高程系
校核洪水位
125.29
设计洪水位
124.92
正常蓄水位
124.20
汛期限制水位
死水位
117.70
库容
总库容
10.5
正常蓄水位以下库容
8.0
死库容
0.5
三
大坝
续表1—1**水库除险加固工程特性表
坝型
粘土心墙土坝
地基特征
片麻岩
最大坝高
14.90
坝顶长度
66.8
坝顶宽度
5.0
坝顶高程
126.20
7
防浪墙顶高程
四
溢洪道(正常)
型式
开敞式
宽顶堰
堰(槛)顶高程
溢流段宽度
3.0
设计流量
2.29
校核流量
4.30
五
泄洪涵洞
进口高程
断面尺寸
洞身长度
六
放水涵洞
坝下涵管
结构型式
钢筋砼箱式无压涵洞
岸塔式进水口
1.0×
1.5
宽×
高
40
0.1
七
加固处理措施
大坝防渗
土工膜临水坡斜墙防渗
坝身、坝坡
培厚加固
坝坡上游设砼护坡,下游设草皮护坡
溢洪道
加固
由原4.0m减小至3.
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