后窑小型水库除险加固初设Word文档格式.docx
- 文档编号:16720664
- 上传时间:2022-11-25
- 格式:DOCX
- 页数:149
- 大小:280.68KB
后窑小型水库除险加固初设Word文档格式.docx
《后窑小型水库除险加固初设Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《后窑小型水库除险加固初设Word文档格式.docx(149页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
30.7
P=3.33%洪水总量
22.3
P=0.2%洪峰流量
58.1
P=0.2%洪水总量
47.5
4
设计水平年
年
30
5
库
总库容
96.4
其中
淤积库容
21.8
现已淤积10.4万m3
兴利库容
32.2
防洪库容
46.1
调洪库容
57.1
设计淤泥面
m
2150.80
正常蓄水位
2155.50
防洪限制水位
2153.90
设计洪水位3.33%
2156.84
校核洪水位0.20%
2157.78
6
土
坝
加坝型式
不加坝,前坡培厚
坝高
20.0
坝顶长
258.0
坝顶宽
6.0
坝顶高程
2159.20
上游坡比
1:
2.5
本次培厚坡比
下游坡比
2.0;
坝型
黄土均质坝
7
放
建
筑
物
新
塔
进口高程
水塔高度
设计泄量
水塔孔口尺寸
i
宽×
高
水塔尺寸
水塔底板厚
已
涵
洞
涵洞长度
进口26.0m长为圆形,后35m长
比降
涵洞运行条件
无压运行
明
渠
断面型式
梯形
1/100
长度
47.8
断面结构尺寸
1.5×
1.5
底宽×
(边坡1:
0.75)
陡
坡
1/3.0
18.0
水平长度
消
力
池
5.0
1.8
8
泄洪建筑物
控
制
段
溢洪道型式
开敞式溢洪道
底坎高程
2155.20
孔口尺寸
2.5×
3.6
高(2孔)
30.2
闸室底板厚度
1.0
交通桥宽
交通桥跨度
明渠
明渠水平长
30.0
梯形断面
落差
0.3
3.0×
陡坡
陡坡水平长
60.0
17.14
1/3.5
消力
10.0
5.8×
3.8
消力池底高程
2138.23
海
漫
水平长
0.1
9
工程量
土石方
5.16
其中:
土方填筑
3.81
土方开挖
1.34
砼及钢筋砼
百m3
9.18
干砌石
29.68
10
主要材料用量
水泥
t
359
钢材
34.0
块石
m3
4256
石子
2061
砂子
1880
11
投资及劳力
总投资
万元
408.77
建安工程费
277.36
临时工程费
16.51
勘测设计费
21.08
工程监理费
8.71
设备费
54.5
其它费
30.61
劳力
万工时
29.0
12
效
益
拦泥
11.4
提供水量
33.2
灌溉面积
亩
2500
保护下游人口
口
3300
1综合说明
1.1概述
1.1.1工程概况
后窑水库位于隆德县观庄乡后窑村,工程地处葫芦河水系一级支流什字路河,东经106°
06′,北纬35°
42′,距隆德县城15Km,坝址以上控制流域面积6.8km2,是一座以灌溉为主,兼有防洪等综合效益的小
(一)型水利枢纽工程。
水库正常蓄水位2155.50m(黄海高程,下同);
设计洪水位(P=3.33%)2156.84m;
校核洪水位(P=0.2%)2157.78m,水库总库容96.4万m3。
水库设计灌溉面积0.25万亩,实际灌溉面积0.06万亩。
顶长122.0m,上游坡比为1:
2.5,下游坝坡比1:
2.0。
该水库1978年第一次加高6.0m,加坝后坝高为19.0m。
1997年为提高水库的防洪能力及水库的灌溉效益,同时解决下游包括后输水建筑物为竖井式闸门井和输水涵管(后段为涵洞),竖井式闸门井高13.4m,由球形闸门控制。
输水涵管(后段为涵洞)长61.0m,前段涵管直径1.0m,长26.0m;
后段涵洞为城门洞形,尺寸为1.2×
1.5m(底×
高),长35.0m。
比降1:
100,输水洞进口高程为2148.50m,出口高程为2145.19m。
开敞式溢洪道位于大坝左坝肩,全断面均采用钢筋板衬砌,开敞式溢洪道进口为宽顶堰单孔净宽2.0m,高3.6m,堰顶高程为2155.20m,1997年加高大坝时修建。
后窑水库于1972年动工兴建。
据资料记载:
大坝动工前由于时间紧、任务重,没有做细致的工程地质勘测工作,对大坝基础也未作清基处理。
同时受当时施工条件及环境因素制约,加之坝址附近缺乏粘土料,导致大坝填筑土料成份较杂,土质均一性极差,坝基渗漏严重。
1.1.3工程安全鉴定结论及加固建议
后窑水库枢纽工程建设,受当时施工条件及环境因素制约,施工质量差、标准低。
自1973年投入运行以来,存在坝坡塌陷、大坝渗漏、开敞式溢洪道冲刷严重、灌溉涵洞启闭及大坝监测设施失效、工程管理设施简陋等问题,严重影响水库的正常安全运行和效益发挥。
为全面评价大坝的安全状况,2009年受隆德县水务局委托,我院对后窑水库进行安全评价并提交了《宁夏回族自治区隆德县后窑水库大坝安全评价报告》。
经现场察看和对大坝安全评价报告评议,专家组提出了《水库大坝安全鉴定书》,主要结论如下:
(1)水库按30年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核,现状大坝坝顶高程满足规范要求,能满足500年一遇洪水频率。
现状开敞式溢洪道的泄流能力满足设计泄量要求,洪水下泄对大坝及下游没有影响。
(2)根据《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001)的界定,工程场址地震动峰值加速度小于0.05g,可不进行抗震安全复核。
(3)大坝坝顶兼作交通公路,坑洼不平;
大坝上游坝面现已沉陷成弧线形,沉陷陷深度约30cm;
长约60cm。
(4)大坝清基不彻底,在坝轴下游侧的坝基仍残留约2.0—3.0m厚的砾砂,坝体下存在强透水层,是坝基渗漏的主要通道。
但现在库区淤积面较高,库区已形成很厚的较好的防渗天然铺盖,有效地防止了坝基渗漏。
(5)大坝填土渗透系数1.0×
10-5cm/s左右,满足规范要求,大坝未设排水体,不满足规范要求。
在设计水位、校核水位下的浸润线均在下游坝坡出逸。
(6)大坝上游坝坡在各种水位稳定渗流工况下,整体抗滑稳定满足规范要求,在降落工况下,自正常蓄水位、设计和校核洪水位分别降至死水位的上游坝坡的整体抗滑稳定均满足规范要求;
下游坝坡在正常蓄水位的整体抗滑稳定满足规范要求,设计和校核洪水位下的下游坝坡整体抗滑稳定满足规范要求。
(7)开敞式溢洪道堰体抗滑稳定满足规范要求,底板抗浮满足规范要求;
侧墙高度满足要求。
开敞式溢洪道进口砼剥落冲刷严重,两侧浆砌石砌护坑洼不平,存在裂缝;
闸墩表面砼剥落,存在裂缝;
溢洪道明渠、陡坡及消力池墙体及墙基存在多处沉陷裂缝;
溢洪道砼从进口到出口底板存在多条沉陷裂缝,影响开敞式溢洪道安全运用。
(8)输水涵洞过流能力满足要求;
涵管段配筋满足强度要求,抗裂满足要求,裂缝宽度满足规范要求;
输水涵洞的启闭系统设置检修闸门和拦污栅,采用手动启闭方式。
由于闸门设在输水涵管后26.0m处,经常会发生淤积堵塞,并且球形闸门也不能正常开启关闭,不能正常工作。
严重影响蓄水,无法保证灌溉需求。
2010年8月由隆德县水务局和设计单位对输水涵洞进行检查发现输水涵洞表面砼剥落,呈蜂窝麻面状,影响涵洞安全运用。
(9)水库无水、雨观测设施简陋;
无其它大坝安全监测设施;
水库管理、通讯设施简陋。
综上所述,根据《水库大坝安全鉴定办法》第六条大坝安全分类标准,后窑水库属三类坝。
建议对大坝进行除险加固的意见和建议如下:
1.对大坝进行加固、对开敞式溢洪道拆除新建。
2.更新金属结构设备。
3.完善水、雨情观测设施,增设大坝安全监测设施,完善水库防汛、通讯、交通及工程管理设施。
4.新建放水建筑物:
放水水塔和维修输水涵洞
5.在未进行加固处理前,对工程加强观察、检查,科学调度,确保水库安全运行。
为确保水库安全,受隆德县水务局委托,我院承担了后窑水库除险加固工程初步设计报告的编制工作。
按照有关规范规程要求,根据大坝安全鉴定结论及本阶段勘测资料,经进一步复核和调查分析,现编制完成本报告。
1.2水文气象
1.2.1流域概况
后窑水库,地势自东向西倾斜,沟道流向与地势相同展布,海拔在2762m~1746m。
地貌类型以阴湿土石山区为主,
1.2.2气象
区域深居内陆,气候属中温带季风区半湿润向半干旱过渡性气候,春低温少雨,夏短暂多雹,秋阴涝霜旱,冬严寒绵长。
降雨集中,历时短、强度大,蒸发强烈,气温变化大,无霜期较短,日照充足。
灾害性天气主要有大风、干旱、冰雹、霜冻等。
年均气温5.1℃,1月份最低,极值为-25.7℃;
7月份最高,极值为31.4℃。
无霜期124天,最少94天。
1.2.3水文资料情况
根据全区各站点1956~2000年45年资料计算各监测站的降水、蒸发、径流及泥沙的多年均值,点绘多年平均降水、蒸发、径流等值线图和输沙模数分区图。
根据等值线图,查得该水库流域重心的多年平均降水、蒸发、径流以及输沙模数值,作为计算水库以上区域降雨、径流、泥沙等水文资料的依据。
流域内多年平均降水量550.0mm,多年平均径流深90.0mm,年径流总量为61.2万m3,多年平均输沙模数1700t/km2,输沙量为1.16万t,主汛期6—8月份输沙量约占全年的78.4%。
1.3.1坝址区地质情况
后窑水库坝址区河谷呈喇叭状,库区两岸均为Q3m黄土覆盖,局部有E3q泥岩出露,表部强风化强烈,较破碎,根据调查未发现有断裂构造及滑坡体等不良地质现象。
水库地下水可分为第四系孔隙潜水,主要由大气降水补给,受季节影响较大,地下水多以下降泉的形式沿河谷分布,出露于地表,汇入河流。
水库其地表水主要由六盘山基岩裂隙水、第四系孔隙潜水、大气降水等补给,沿卧管向下游的沟道迳流排泄。
该水库的地表水对普通水泥具有结晶类硫酸盐弱腐蚀性。
据查《中国地震动参数区划图》(1:
400万),该地区的地震动峰值加速度0.20g,地震动反应谱特征周期0.40S,地震基本烈度Ⅷ度。
1.3.2主要建筑物工程地质条件
1.3.2.1大坝
大坝坝基清基不彻底,在大坝坝轴线在坝体钻探中查明,主沟道位置坝基下部有2.0~3.0m厚的砾砂层,证明在建坝时,对主沟道的强透水层未进行彻底清除和采取防渗处理措施,导致该水库渗漏严重。
左右坝肩清基时未考虑两岸黄土的落水洞及黄土裂隙,其亦会成为主要的绕坝渗漏通道,原施工时对此未作处理,从钻孔压水试验看,左、右坝肩均存在渗漏及绕坝渗漏问题。
1.3.2.2开敞式溢洪道
溢洪道闸室位于左坝肩坝下,紧靠左岸山体脚下。
上部为壤土层,厚度5~10米,硬塑-坚硬状态;
下部为泥岩层,岩性为紫红—桔红色泥质砂岩、泥岩,属湖泊相沉积,泥质胶结,厚层状,全~强风化厚度3~5米。
消力池:
消力池位于溢洪道的尾端,由于原建时底部清基不彻底,受水库渗漏的常期浸蚀,现已损坏。
其性质同闸室壤土层的指标,非湿陷性壤土可以作为消力池的基础持力层;
1.3.2.3输水涵洞
此次初步设计根据原安全鉴定资料及本阶段地质勘察情况揭示:
输水水塔4.0米以下为第三系泥岩:
岩性为紫红——桔红色泥质砂岩、泥岩,属湖泊相沉积,泥质胶结,厚层状,在坝址区广泛分布,本次勘察在坝肩以及库区上游沿两岸均有出露。
其允许承载力[R]=250Kpa,其允许承载力能够满足上部荷载要求。
1.4工程任务及规模
1.4.1工程任务
后窑水库于1973年投入运行,是一座以灌溉为主,兼有防洪等综合效益的小
(一)型水利枢纽工程,对下游0.33万人口,0.25万亩耕地的防洪减灾、增产保灌起到了重要作用。
1.4.2洪水标准
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000),后窑水库属Ⅲ类工程,主要建筑物为4级,设计洪水标准采用30年一遇,校核洪水标准为500年一遇。
1.4.3洪水调节
1.4.3.1水库库容曲线
后窑水库采用2009年5月固原市水利勘测设计院实测编制认定的水位~库容曲线。
1.4.3.2调洪原则及计算结果
开敞式溢洪道闸首底板高程为2155.20m,宽度4.0m。
洪水调节计算原则为:
库水位高于正常蓄水位2155.50m时,开敞式溢洪道自由泄洪。
水库除险加固后水库特征水位和库容参数
特征水位(m)
特征库容(万m3)
本次设计库容
累计库容
名称
高程
库容
合计库容
现状淤泥面
2148.20
已淤积库容
10.4
设计淤积库容
43.6
54.0
汛限水位
汛期最大蓄水库容
17.5
28.9
39.3
设计洪水位
75.0
85.4
校核洪水位
86.0
1.5工程布置及建筑物加固设计
1.5.1大坝加固设计
1.5.1.1坝顶高程复核及加固
根据坝顶高程复核计算,现状坝顶高程比校核水位时高1.22m。
坝顶高程满足计算要求,本次设计不对大坝进行加高处理。
现状坝顶宽度不足5.0m,坝顶高程为2159.20m。
为改善大坝防汛交通条件,经过对大坝前坡培厚加固,坝顶宽度达到6.0m,坝顶设C25砼路面硬化(大坝坝顶已有4.0m被硬化),厚度为20cm,路面向下游侧倾斜,坡度为2%,并增添照明设施。
1.5.1.2大坝防渗加固
后窑水库大坝坝身、坝基、坝肩均存在渗透问题,需对大坝进行防渗处理。
坝体下存在强透水层,是坝基渗漏的主要通道。
坝体人工填土属微透水层,渗透系数10-6≤k<10-5满足要求。
1.5.1.3上游坝坡加固设计
根据安全鉴定及本次对大坝复核计算:
本工程大坝上下游坝坡在设计洪水位和校核洪水位下抗滑稳定安全系数均满足规范要求,但由于上游坝未砌护,经雨水冲刷和波浪淘蚀,形成许多不规则的小沟和悬坎,需进行培厚加固处理,其加固方案:
上游坝坡整平按1:
2.5,干砌石护坡,坝顶宽度达到6.0m。
1.5.1.4下游坝坡排水设计
为避免雨水漫流冲刷坝坡,在下游坝坡上设置纵、横排水沟,纵向排水沟设置2条,位于下游马道内侧及下游坝脚处;
横向排水沟垂直坝轴线方向布置于下游坝面,设置1条;
大坝下游坡面与两岸交线处各设一条竖向排水沟,纵、横排水沟相互连通成为整体。
排水沟断面尺寸:
为R15的U型渠道,用C15厚0.05m砼预制U型板砌护。
下游草皮护坡不标准,坡上杂草丛生。
1.5.2开敞式溢洪道加固设计
本次加固主要针对现状采取分别处理:
拆除进口段原有浆砌石导流墙;
闸墩表面砼剥落,存在裂缝,故拆除闸墩。
进口宽顶堰表面坑洼不平,而拆除闸墩势必破坏原堰体结构,故拆除原堰体后在原址重建。
溢洪道明渠、陡坡及消力池墙体均为砼块衬砌,本次设计拆除砼预制块,拆除后进行砼现浇。
1.5.2.1泄洪能力计算
开敞式溢洪道进口新建宽顶堰结构尺寸同原堰体,库水位较低时,水库不泄流;
库水位较高时,泄流量受开敞式溢洪道控制。
根据设计洪水及防洪安全复核成果可知:
水库设计洪水位(P=3.33%)为2156.84m,相应下泄流量为16.4m3/s;
校核洪水位(P=0.2%)为2157.78m,相应下泄流量为30.2m3/s。
1.5.2.2开敞式溢洪道进口设计
本次处理方案对开敞式溢洪道进口上部及两侧弃碴堆体进行清除后新建浆砌石导墙。
拆除进口砼闸墩、堰体并重建C20砼进口宽顶堰,结构尺寸同原堰体,新建挡土墙采用C25钢筋砼,其截面尺寸详见附图。
1.5.3输水涵洞加固设计
输水涵洞前段为坝下涵管,后段为城门洞型涵洞,坝下涵管段结构为钢筋砼圆管,涵洞段采用钢筋砼衬砌。
涵洞段结构满足规范要求,其破坏主要为局部底板冲刷严重,此次加固对其冲洗凿毛后重新浇筑C15砼进行修补。
输水涵洞闸门不能正常启闭,且闸门竖井位置布置不太合理,此次加固拟重新修建进水口,设计采用塔式进水型式,并与原坝下埋管进口相接,进口采用喇叭形进水口,底板高程仍为2155.20m。
设有一道闸门,为工作闸门,过水断面为1.0×
1.0m。
1.5.4防汛公路加固设计
后窑水库的防汛公路为枢纽工程唯一对外交通道路,该道路已于2010年4月硬化(交通部门),硬化路面宽4.0m,公路两侧排水沟均已建成。
故本次设计不增加后窑水库防汛公路设计。
该乡村道路从坝顶通过,坝顶宽6.0m,本次设计对坝顶未硬化部分进行全部硬化。
1.5.5大坝安全监测设计
1.5.5.1大坝变形监测
本次设计增设水准校核基点,起测基点,垂直位移标点。
后窑水库大坝垂直位移观测断面共设3个横断面和1个纵断面,在大坝最大坝高及左、右坝段各设一横断面;
工作基点分别设在每一排测点两端的岸坡上。
用精密水准仪进行坝体垂直位移观测。
水平位移的测点分别为工作基点和水平位移标点,采用视准线法观测。
后窑水库大坝水平位移测点与垂直位移测点,按规范要求共用同一观测点。
1.5.5.2上、下游水位监测
在大坝上、下游各设置1组水尺和1支水位计,用来监测水库的上下游水位。
1.5.5.3监测自动化系统
后窑水库安全监测自动化系统可概略为:
一个中心监测站、二个采集站单元。
1.6金属结构及启闭设备
后窑水库金属结构主要指新建水塔处的工作、检修闸门及启闭设备。
后窑水库灌溉涵洞进口采用钢闸门控制,设工作闸门一扇,闸门孔口尺寸(宽×
高)为1.0m×
1.0m,设计水头12.0m。
启闭机经选型采用QL200kN-S/D螺杆式启闭机。
1.7施工组织设计
1.7.1对外交通及场内施工运输条件
坝址区河谷呈喇叭口状,坝址建于峡谷段,坝址上游地形较开阔,下游则较狭窄。
河谷呈“V”字形。
坝上游侧地势较平,施工临时设施可布置于此。
本工程现有交通公路通坝址,水库大坝距隆德县城15km,观庄乡政府至大坝坝顶约0.8km。
路面已通过村村通工程进行了砌护。
足以满足施工要求。
1.7.2施工导流和渡汛
依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)和《水利水电施工组织设计规范》的有关规定,导流围堰属临时性5级建筑物,洪水标准采用10年一遇。
相应导流标准洪水位为2151.60m。
后窑水库除险加固工程主要包括大坝加固、开敞式溢洪道续建、输水涵洞续建,改造进库道路。
根据施工安排和水文特性,导流时段为6月。
输水涵洞和输水水塔施工时需在进水口前沿修筑围堰,围堰型式为土围堰,堰顶高程2152.10m,围堰最大高度3.60m,内外边坡均为1:
2。
输水涵洞进水口处围堰轴线长74。
库区考虑排水,采用潜水泵抽排。
。
1.7.3主体工程施工
1.7.3.1土方开挖
土方开挖采用人工配合挖掘机挖装,自卸汽车运输至堆渣场放。
1.7.3.2砼浇筑
一般立、柱式混凝土施工采用分层浇筑法,插入式振捣器振捣,平台面混凝土施工采用平板式振捣器振捣。
开敞式溢洪道堰体砼浇筑采用0.4m3移动式拌和机现场拌制,砼采用胶轮车推运入仓,人工平仓,机械振捣。
1.7.3.3砌石挡墙
浆砌石砌筑石料由载重汽车运至施工场地,再人工搬运至工作面,浆砌时,填满填实砂浆,并要求错缝砌筑块石,风化石料不能上工作面。
1.7.4场内交通及施工总布置
施工区内交通路网已初步形成,现有道路直达大坝坝脚。
场内交通适当修建支线公路至临时设施布置点和弃渣场。
本工程施工作业区有大坝、开敞式溢洪道、输水涵洞,其施工作业面相距远,按二个施工区布置。
大坝下游附近地势平坦,可在此布置施工生活管理用房、仓库、钢材加工厂。
新建生活用房及水泥仓库、炸药仓库及其它仓库220m2。
分别在大坝上、下游设置砼搅拌站,搅拌站各配置1台0.4m3砼搅拌机。
弃碴能利用的就近堆放,弃料弃渣0.5至1.0km处。
1.7.5施工总进度
本工程施工总工期为2年,即从第一年的3月份至第三年的3月份,详见施工总进度表。
1.8环境保护和水土保持
1.8.1环境保护
本工程建设主要环境影响时期为施工期,因此工程对环境的主要影响体现在施工过程中,三废排放和噪声对施工区周围的环境影响,以及施工对地表植被的破坏,产生新的水土流失。
工程区植被多为一般性常见的乔灌木、草丛,其生态分布幅度广,工程施工不会造成物种损失,对植被影响不大。
由于工程涉及范围较广,土石方需求量较大等因素,将对环境产生一定的影响。
根据建设项目环境保护有关规定,建设项目的初步设计应当编制环境保护篇章,对不利影响提出减免措施和环境保护对策,并落实环境保护措施投资概算。
1.8.2水土保持
本工程施工项目主要有土石方开挖与填筑、砼浇筑、原干砌石护坡(排水棱体)拆除、砼防渗墙、砼预制块护
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 小型 水库 加固