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第五章其他项目设计
第六章工程管理
第七章施工组织设计
第八章投资预算
附件:
1、工程量计算书
2、伯公岭水库除险加固工程初步设计报告专家审查意见
一、基本情况
伯公岭水库位于浈江区北部花坪镇石屋村村委,距韶关市区约32km,河流属珠江流域北江支流武江河支流。
水库于1979年竣工蓄水,设计灌溉面积500亩,水库建成后担负着下游石屋村村委500亩农田的用水任务,对当地农作物的抗旱保收起到了保证作用,对解决当地农民的温饱和促进农业生产的发展起到了积极的作用。
二、水文气象及地质情况
本流域所在位置属亚热带季风气候区,受季风和地形影响较大,具有高温多雨、湿度大等特点。
气候较温和,夏季炎热,秋季凉爽,多年平均气温20.1℃。
最高气温39.5℃,(1969年7月27日),最低气温-5.3℃,(1963年1月15日);
多年平均降雨量1428.6mm,雨量充沛,降水年内分配极不均匀,多集中在4-6月,占全年降雨量的50%;
多年平均风速8m/s,最大风速15m/s,一般雨季来得早,春季阴雨绵绵,夏季高温湿热,秋季少雨,冬季有短期霜冻。
伯公岭水库位于珠江流域北江支流武江河一级支流,水库大坝现状坝顶长42m,坝顶高程196.5m,坝顶宽4m,最大坝高5.1m,上游坝坡坡比为1:
0.6,下游坝坡坡比为1:
1.5。
加固后水库坝址以上集雨面积0.64km2,相应总库容15万m3,坝顶长43m,坝顶宽5.0m,最大坝高5.1m。
上游坝坡坡比为1:
2.0,下游坝坡坡比为1:
2.5,土坝坝顶高程196.5m。
溢洪道位于大坝左岸,宽2.5m,堰顶高程为194.0m,为开敞式宽顶堰溢洪道,溢洪道底板为C20砼。
输水底涵为φ800mm有压砼预制管圆涵;
放水斜涵为φ400mm的PVC管,放水孔直径为Φ15cm。
详见“水库工程特性表”
三、工程地质
水库区属构造剥蚀丘陵地貌,山顶高程一般为200~300m,山头分布零乱,多为缓坡园顶状,冲沟发育,山坡较平缓,植被较好;
水库区未见有滑坡、泥石流等不良物理地质现象,自然山坡较稳定。
库区出露的地层岩性主要为侏罗系下统桥源组(QJ1)长石石英砂岩。
第四系全新统松散堆积物分布在库区平缓山坡及沟谷部位。
水库区在正常蓄水位范围内,组成库盘及库岸的地层岩性主要为侏罗系下统桥源组(QJ1)长石石英砂岩。
上部岩体较风化破碎,下部岩石较完整,透水性较弱。
库岸山体较雄厚,因地下分水岭较高,库内未见有导水断裂破碎带连通库外,水库自运行以来未发现库周渗漏现象;
坝下游可见渗水点,水库存在永久性渗漏问题。
放水底涵布置在大坝右侧;
放水斜涵布置在大坝右侧的山坡上;
溢洪道位于大坝左侧坝肩与山坡接合处,详见工程枢纽平面布置图。
四、工程任务、规模和效益
伯公岭水库工程的任务就是确保其所担负灌溉用水的500亩农田旱涝保收;
水库除险加固工程完成后可以保证自身担负的500亩农田的灌溉用水外,同时要在遭受200年一遇的洪水侵袭时保证下游900亩农田
和村庄等人民的生命和财产的安全。
详见水库特性表。
伯公岭水库工程特性表
序号及名称
单位
数量或名称
备注
加固前
加固后
一、水文
1、水库集雨面积△
km2
0.64
2、设计洪水标准△
P(%)
5
3、设计洪峰流量△
m3/s
8.55
4、校核洪水标准△
0.5
5、校核洪峰流量△
13.12
6、施工导流
\
7、施工导流流量
二、水库
1、校核洪水位△
m
195.16
2、设计洪水位△
194.88
3、正常蓄水位△
194.00
4、死水位△
190.10
5、校核洪水位相应库容△
104m3
15
6、设计洪水位相应库容△
14
7、正常蓄水位相应库容△
11.5
8、死水位相应库容△
0.2
三、下泄流量
1、校核洪水位下泄流量△
6.2
2、设计洪水位下泄流量△
4.1
四、工程效益
1、捍卫人口
人
700
2、捍卫耕地
亩
900
3、灌溉面积
500
4、供水
m3/d
5、发电装机
KW
续表
五、主要建筑物
(一)挡水建筑物
A、主坝
1、型式△
均质土坝
2、顶部高程△
196.5
3、最大坝高△
5.1
4、坝顶宽度△
4.0
5.0
5、坝顶长度△
42
43
(二)输水建筑物
斜涵
2、断面尺寸△
mm
φ300
φ800
3、长度△
31.94
4、闸门型式
梯级放水涵
(三)泄水建筑物
开敞式溢洪道
2、堰顶高程△
194.0
3、过水净宽△
1×
2
2.5
4、消能方式△
无消能设施
底流消能
5、闸门型式
无闸门
伯公岭水库兴建时,受社会条件所限,工程无专业设计,且施工条件较差,既无专业施工队伍,又无机械设备,都是由群众肩挑或用手推车运送土方,人工夯实来完成。
因而施工质量得不到保证,土坝密实性差,透水性大,水库坝体渗漏严重。
水库运行了几十年,期间曾对水库进行了局部的维修,但由于受当时的条件和资金的约束。
对水库的维修和除险加固都是头痛医头,脚痛医脚,未能从根本上解决问题。
工程存在的主要问题是:
大坝前后坝坡坡比及坝顶宽未达能到规范要求,上游坝坡无护坡,坡后坡无排水及反滤设施,坝体渗漏严重;
溢洪道过流断面无法满足泄洪要求且两侧无挡墙,两侧边坡崩塌;
放水涵管为斜涵,管身存在内崩塌、渗漏等隐患,且管径不足、尾段无消能设计等。
这些都严重威胁着水库的防洪安全。
此外,还有其他配套设施如防汛公路、管养房、通讯设施、观测设施等均不完善;
防汛沙石备料也未达到要求。
经2008年8月10日对水库进行安全鉴定,本水库被评为三类坝。
伯公岭水库的各种安全隐患,严重地影响当地的农业生产,因此应及时对其进行除险加固处理,让水库重新发挥其应有的效益,继续为当地农业生产起到保证作用。
现状伯公岭水库最大坝高5.1m,水库总库容小于0.01×
108m3,根据国家《防洪标准》(GB50201-94)及水利部《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)规定:
本工程属Ⅴ等工程,土坝、溢洪道、输水建筑物等主要建筑物为5级建筑物。
因此确定水库防洪标准:
设计洪水为20年一遇(P=5%),校核洪水为200年一遇(P=0.5%)。
第四节工程除险加固项目及加固措施
伯公岭水库虽然经过了几次维修加固,也解决了一些工程隐患。
但是由于受原工程施工条件所限,工程在运行中又出现了许多新隐患,必须及时进行维修加固,以免造成更大的工程隐患。
根据现场检查情况,本次除险加固的项目有:
1、大坝:
土坝加高及修坡培厚加固。
根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)规定,坝顶宽度最小要达到5.0m。
加固后水库土坝坝高5.1m,坝顶宽为5.0m,土坝前按1:
2.0削坡、后坝坡按1:
2.5的坡比进行培厚加固。
坝前坡设砼护坡,后坡铺设植播种草护坡并设排水沟及贴坡排水反滤棱体。
同时做好土坝防治白蚁的措施。
2、重建放水涵管:
由于坝内放水涵管存在多处隐患,且管径不足,因此需破坝重建放水涵,管径为Φ800。
3、重建溢洪道。
由于目前溢洪道过于简陋且断面过流能力不满足泄洪要求,发挥不到其应有的泄洪作用,因此需重建。
重建按《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)及《溢洪道设计规范》(SL253-2000)要求进行。
详见工程设计图纸。
4、兴建管理房,修建入库公路:
根据省厅要求,为了更好地管理好伯公岭水库,在水库边兴建一座80m2的管养房,并维修防汛公路0.8km,防汛公路路面为泥结碎石。
5、完善水库动态监管系统:
随着社会科技的不断进步,为了更好地对伯公岭水库进行动态监控管理,使水库更好地发挥其应有的效益,完善水库动态监管系统是非常有必要的。
水库动态监管系统包括:
智能主控机、水位计、雨量计、摄像头及动态监管系统软件等设备各一个(套)。
6、对因施工破坏的场地进行水土保持处理。
综上所述,伯公岭水库由于受当时施工条件的限制,造成施工质量差,建筑设施不够完善,水库长期处于不安全的状态下运行,造成水库未能发挥其应有的效应,特别是近一两年更是连续不断地出现险情,对下游人民的生命和财产安全构成严重的威胁,为保障下游人民的生命和财产安全,同时也为了让水库尽早正常蓄水灌溉农田。
必须立即对该水库进行除险加固,解除工程隐患,使工程安全达标发挥其应有的作用。
一、水库库容
工程加固后水库校核洪水位195.16m,相应库容15万m3;
设计洪水位194.88m,相应库容14万m3;
正常蓄水位194.00m,相应库容11.5万m3;
死水位194.1m,相应库容0.2万m3。
坝顶长43m,坝顶宽5.0m,最大坝高5.1m。
二、挡水建筑物
加固后土坝为均质土坝,坝顶长43m,坝顶宽5.0m,最大坝高5.1m,上游坝坡坡为1:
2.0;
下游坝坡坡比为1:
反滤排水型式为贴坡排水。
三、泄水建筑物
加固后溢洪道仍为宽顶堰开敞式溢洪道,溢洪道底板为C20砼,溢洪道堰顶净宽2.5m,堰顶高程194.0m,控制段侧墙高2.5m。
设计洪水位时相应最大流量4.1m3/s,校核洪水位时相应最大流量6.2m3/s。
四、输水建筑物
输水底涵改为φ800mm有压钢筋混凝土预制管,全长31.94m;
进水口高程191.50m,出水口高程191.40m,设计输水流量0.06m3/s,放水涵管进水口尺寸为2.3m(长)×
1.8m(宽)×
2.1m(深);
出水口尺寸为1.5m(长)×
2.0m(宽)×
1.6m(深)。
本工程预算编制依据为广东省水利厅经济定额站2006年编制的《广东省水利基建工程设计概(估)算费用构成或及编制方法》,定额依据为《广东省水利建筑工程预算定额》及补充进行。
伯公岭水库安全加固工程按设计图纸计算工程量。
工程主要建筑工程量为:
土方明挖2956.29m3,石方明挖95.9m3,土石方填筑4981.64m3,混凝土337.68m3,模板318.57m2。
劳动总工日1558.20工日。
主要材料消耗量为:
钢筋1.183t,水泥149.26t,块石327.35m3,碎石524.6m3,砂389.142m3,柴油7.926t。
工程项目总投资预算为92.64万元。
其中建安工程费74.86万元,独立费17.78万元。
详见工程量计算书及工程投资预算书。
伯公岭水库位于浈江区花坪镇石屋村村委,担负着石屋村村委500亩农田灌溉用水任务,前几年由于伯公岭水库带病运行,未能发挥其应有的效应,许多农田的用水得不到保证,严重地阻碍了当地农民的生产发展,因各种原因水库险情未能及时解决,使得当地村民产生许多怨情。
伯公岭水库除险加固工程完成后,水库的防洪标准达到了200年一遇,水库担负的500亩农田在遭遇旱情后仍可以得到丰收,这对保证当地村民的温饱打下了坚实的基础;
为当地村民铺出了一条奔康大道。
第一节工程等级及洪水标准
现状伯公岭水库坝最大坝高5.1m,水库总库容小于0.01×
第二节工程水文计算
一、流域水文、气象情况
二、水量平衡计算
1、水库来水量计算
水库集雨面积0.64km2,查《广东省韶关市江河流域综合规划专题报告之灌区水量平衡计算》得浈江区新韶地区P=90%水库年来水量W=75.2万m3/km2,则伯公岭水库年来水量48.13万m3。
2、灌溉需水量计算
水库灌溉面积500亩,同样查《广东省韶关市江河流域综合规划专题报告之灌区水量平衡计算》得新韶地区P=90%农田灌溉定额为830m3/亩,则500亩农田年需水量为41.5万m3。
3、供需水量平衡计算
水库年来水量48.13万m3,灌溉年需水量41.5万m3,小于水库来水量,因此水库可满足灌区农田灌溉用水。
三、水库洪水复核计算
因伯公岭水库流域内无实测洪水资料,本次除险加固的洪水复核采用设计暴雨推求法。
考虑到《广东省暴雨参数等值线图》(2003年版)是收集最新的暴雨资料编制而成的,因此利用该等值线图直接查取暴雨参数推算设计洪水。
本工程属小
(2)型工程,依据《广东省暴雨径流查算图表使用手册》的规定,一般可仅用推理公式法(1988年修订)计算设计洪水。
因此采用推理公式法计算水库洪水,并作为本次的设计洪水依据。
1、复核洪水标准
现状伯公岭水库大坝最大坝高5.1m,水库总库容小于0.01×
2、洪水计算的有关参数
(1)、流域参数
坝址以上集雨面积:
F=0.64km2;
坝址以上河流长度:
L=1.4km;
坝址以上河床平均比降:
J=0.0086;
集水区域特征参数:
θ=L/J1/3=6.83
(2)、洪水计算参数
本工程集水区域位于《广东省暴雨径流查算图表》分区图的北江上游分区,区内部分属低丘,土壤以壤土为主,透水性及植被情况属中等,所以应采用:
北江上游设计雨型,暴雨低区的αt~t~F关系图,内陆产流参数,大陆地区推理公式(1988年修订)汇流参数m~θ关系。
根据《广东省暴雨参数等值线图》(2003年版)及《广东省暴雨径流查算图表使用手册》(1991年版)查取该工程有关暴雨参数。
具体暴雨参数值见表1-1。
2、洪水计算
洪水计算按广东省水文总局2003年编制的《广东省暴雨径流查算图表》中提供的推理公式法和综合单位线法,依据上述参数,利用“广东水文水利设计计算软件平台”中的“暴雨洪水设计计算”软件,采用推理公式法进行计算,计算成果见表1-2;
计算过程见后。
表1-1暴雨统计参数表
项目
t(h)
1/6
1
6
24
72
Ht(mm)
19
45
70
105
145
Cv
0.3
0.35
0.45
0.44
0.42
表1-2洪水计算成果
位置
计算频率P(%)
相应洪峰流量Qmax(m3/s)
坝址
第三节水库调洪演算
一、调洪原则
1、水库起调水位:
194m;
2、自由出流,无限泄要求;
3、调洪时段△t=1200s。
二、确定泄流参数
1、现状水库调洪演算
(1)、现状水库水位~库容关系复核
溢洪道堰顶高程为194m,本次除险加固,重新对水库库区进行了测量,结合1:
10000地形图。
对水库水位~库容关系曲线进行复核,计算成果见表1-4。
表1-4伯公岭水库水位~库容关系曲线
水位(m)
相应库容(104m3)
193
9.5
196
19.5
194
22.5
195
14.5
197
25.5
(2)、溢洪道水位泄流曲线复核
伯公岭水库溢洪道为开敞式溢洪道,堰型为宽顶堰,因此计算流量过流能力时应采用宽顶堰自由出流公式:
q=mBσ
式中:
B——泄洪宽度,
H0——堰顶水头,取H0=H+v02/2g,
m——流量系数,当上游水头为设计水头时,m=0.385;
σ——淹没系数,σ=1;
溢洪道进口高程为194.0m,溢洪道净宽2.5m。
经计算不同水深的过流量Q值见表1-5。
表1-5现状溢洪道水位~泄流曲线
库水位H(m)
过流量Q(m3/s)
0.00
18.39
4.92
23.98
13.31
(3)、现状水库调洪演算
本次调洪演算采用广东省水利厅推荐“调洪演算公式(TH-3)”进行调洪演算,并以此作为本次鉴定采用成果。
经计算,伯公岭水库调洪演算成果见表1-6:
表1-6现状水库调洪演算成果表
设计洪水(P=5%)
校核洪水(P=0.5%)
水库水位及库容
最高水位(m)
相应库容(万m3)
最下泄流量(m3/s)
伯公岭水库大坝坝顶高程为196.5m,而校核洪水位为195.16m,根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)的规定,大坝抗洪能力满足要求,大坝防洪满足规范要求。
详细计算见附件二。
第一节概述
浈江区伯公岭水库位于武江河支流,属花坪镇石屋村管辖,坝址距韶关市城区约32km。
坝址以上控制集雨面积0.64km2,是一座以灌溉为主,兼顾防洪、养殖等综合效益的小
(2)型水库。
灌溉面积500亩。
伯公岭水库于1979年建成并发挥效益,现状水库按20年一遇洪水标准设计,200年一遇洪水标准校核。
本次评价根据《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,该工程规模为小
(2)型水库,工程等别为Ⅴ等,水库枢纽工程大坝、溢洪道、灌溉涵管等永久性主要建筑物级别为5级。
现状大坝为均质坝,坝顶高程196.5mm,现坝顶宽4.0m,现坝顶长42m,最大坝高为5.1m,坝顶为泥质路面。
上游坝坡坡比为1:
1.5,上、下游坡均为杂草。
但由于坝体渗漏变形,已产生较多裂缝。
开敞式溢洪道位于大坝左岸,进口底高程191.50m,宽2.5m,溢洪道是开挖山体而成的明槽,目前溢洪道过于简陋且断面过流能力不满足泄洪要求。
灌溉涵管位于大坝右坝肩的坝体内。
枢纽工程目前存在的主要问题有:
大坝坝顶高低不平,大坝清基不彻底,坝脚有渗漏水现象;
溢洪道底板及两侧边坡岩石风化严重,未做任何衬护,泄槽断面极不规则,冲坑很多,冲刷非常严重。
大坝灌溉斜涵砼老化断裂,有多处裂缝,衬砌质量较差,存在漏水现象;
水库无水雨情观测设施和大坝安全监测设施;
水库管理、通讯及交通设施简陋。
无上坝公路。
该工程兴建时未做过任何的地质勘探工作,为了解大坝填筑质量,本次对大坝进行了地质调查工作。
经踏勘,采用坑探(探坑与探槽)、原位土工试验、原位测流量试验等多种勘测手段。
具体工作方法:
①在坝体上下游坝坡各布置1个探坑,采取原状土样。
在库尾测入库流量3组,在坝脚、坝肩各测渗漏流量3组。
③加强库区、坝区的全面地面查勘、地质测绘及室内土工试验工作。
土工试验由韶关市水利水电工程质量检测站完成,
主要工作量见表1
表1主要工作量
项目名称
完成工作量
1/2000地形测量
0.0354
1/2000地质填图
土工试样
个
3
第二节区域地质概况
一、地形地貌及物理地质现象
本工程区为构造剥蚀低山地貌,山顶高程一般为200~300m,山头分布零乱,多为缓坡园顶状,冲沟发育,山坡较陡,植被较好。
本区域未见有规模较大的滑坡、崩塌、泥石流等不良物理地质现象,自然山坡稳定。
二、地层岩性
本区出露的地层主要为侏罗系下统桥源组(QJ1)长石石英砂岩及第四系全新统等。
现将各地层岩性由老至新分述如下:
1、(QJ1)长石石英砂岩
岩性主要为灰绿色中厚层状,细~粗粒长石石英砂岩夹薄层粉砂岩、泥岩、炭质泥岩。
具波状层理,收敛斜理。
广泛出露于坝址区。
2、第四系全新统(Q4)
岩性主要为残坡积及冲积粉质壤(粘)土、砾质壤土、砂和砂卵砾石等,主要分布于流域下游和平缓低洼山坡及丘陵沟谷一带。
三、地质构造与地震
根据《中华人民共和国区域地质调查报告》(韶关幅),伯公岭水库位于库区位于东西向九峰构造带与北东向英德—仁化断裂构造带交汇处。
按《广东省区域地质志》(1988)划分,本区属华南褶皱系,横跨诸广山隆起区和粤北拗陷之翁源凹褶断束两个构造单元。
区内地质构造复杂,主要有褶皱、脆性断层及构造盆地。
这些构造形迹在区内十分发育,纵横交错,以北东向和北西向构造为主,交织成复杂的构造格局。
根据《中国地震动参数区划图
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