1、江西省重点小（2）型病险水库规划项目XX市XX水库除险加固工程初步设计报告目 录1 综合说明11.1 水库基本概况11.2 水库除险加固的必要性21.3 除险加固的主要内容31.4 工程特性表42水 文62.1基本资料62.2设计暴雨92.3设计洪水103 工程地质153.1 坝址区工程地质条件及评价153.2 坝址区工程地质评价173.3 坝体质量及评价183.4 溢洪道工程地质条件及评价213.5 坝下涵管工程地质条件及评价213.6 天然建筑材料223.7 结论及建议224 加固设计244.1 工程任务和规模244.2 主要加固项目254.3 设计依据264.4 工程总体布置294.5 2、加固设计304.6 上坝道路544.7 安全监测设计555 施工组织设计565.1 施工条件565.2 主体工程施工565.3 施工总进度585.4 施工度汛与施工安全596 工程管理设计606.1 原管理机构606.2 管理机构及制度606.3 管理范围和保护范围617 水土保持与环境保护设计627.1 水土保持设计627.2 环境保护设计628 设计概算638.1 编制说明638.2 概算表658.3 附件731 综合说明1.1 水库基本概况1.1.1 自然社会概况XX水库位于XX市XX乡XX村，距XX村约2.3km（直线距离），距XX市XX乡约4.0km（直线距离），地理位置为东经1173、1625，北纬283325，该水库坝址以上控制集雨面积3.07Km2，水库总库容39.16万m3，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小（2）型水利工程，原设计灌溉面积1210亩。XX乡位于江西省XX市（城）以北三十五公里，东北部与XX县XX乡接壤，东南与XX镇相邻，西南与XX镇相交，西北紧依XX镇XX乡。乡管辖9个村委会，共2万余人，乡域总面积88.5平方公里，山地总面积65.3平方公里，耕地总面积13.2平方公里，道路与村庄5.6平方公里，水域面积为4.4平方公里。属丘陵山区农业乡镇之一。XX乡年均气温17.9度，无霜期约257天（3月上旬至11月下旬），年平均降雨量为900-184、00毫米。1998年为历史以来最大降水年份年降雨量2572毫米，属典型的南方气象气候。1.1.2 水库建设过程XX水库于1970年9月动工兴建，1971年10月竣工并投入运行，至今已运行40年，期间未对枢纽部分进行除险加固，2010年对溢洪道进口控制段进行简易的除险加固处理至此达现有规模。1.1.3 工程现状特征XX水库工程等别为等，工程规模为小（2）型，主要建筑物级别为5级，次要建筑物为5级。水库正常蓄水位60.54m，兴利库容25.33万m3。水库大坝为均质土坝，最大坝高23.54m。坝顶高程63.2963.84m（假设高程，下同），坝顶长81m，宽约4.5m。大坝迎水坡坡度为1:2.5，5、现状块石护坡；背水坡坡度为1:2.2，现状为草皮护坡，高程46.60m左右以下为贴坡排水。现状溢洪道布置在大坝左岸的山体上，为天然山体开挖而成。2010年根据江西省水利厅制定的江西省小（2）型病险水库应急除险实施方案及小（2）型病险水库应急除险定型设计图已经对溢洪道由进口段、控制段及泄槽段前30m进行了简易除险加固。溢洪道进口段现状底宽9.37m，边墙为浆砌块石挡墙，溢洪道进口控制段及包括泄槽段前30m范围内底板均下挖了1m，进口控制段底板高程为59.54m，分三孔，闸墩设闸槽，非汛期采用叠梁闸门挡水，使水位保证在正常蓄水位60.54m，底板泄流总净宽5.13m，桥墩堰上设人形桥，边墙为浆砌石6、结构；泄槽段底宽3.04.7m，边坡1:0.51:1，底板与边墙均为砼结构，底板和边墙现状冲刷严重，存在裂缝，现状溢洪道无消能设施。灌溉涵管建于1970年，涵管位于大坝右坝肩，为坝下埋管，涵洞长约66m，进口底高程50.00m，出口高程48.46m，管身结构为砼方涵，方涵尺寸为0.50.4m。涵管进口形式为斜卧管，采用木塞控制。1.2 水库除险加固的必要性1.2.1 水库安全运行的需要根据XX市水利局编制的江西省XX市XX水库大坝安全综合报告中指出，水库存在以下问题：（1）大坝现有防洪能力满足规范要求；迎水坡局部块石护坡局部存在凹陷现象；背水坡草皮护坡，局部不平整。（2）大坝坝基清基不彻底，大7、坝下游水田大面积沼泽化，存在严重的坝基渗漏。（3）溢洪道泄槽段为山体开挖而成，进口段及泄槽段底板、边墙均冲刷严重，有裂缝、剥蚀现象。（4）灌溉涵管为砼方涵，管身存在裂缝、冲刷、渗漏现象，进口为斜卧管，采用木塞控制，存在砼剥落、漏水现象。（5）大坝无水雨情观测设施和大坝安全观测设施，无供电线路、管理房等管理设施，对防汛管理很不利。根据水库大坝安全鉴定办法（水建管（2003）271 号）和水库大坝安全评价导则（SL258-2000）的规定，XX水库大坝为三类坝。为消除水库各种安全隐患，确保工程安全以及保障水库下游广大人民群众生命财产的安全，充分发挥水库效益，保证当地社会经济持续、快速发展，XX水库8、的除险加固十分必要。1.3 除险加固的主要内容1.3.1 编制依据本报告的编制依据主要有：（1）江西省小（2）型水库大坝安全评价技术规定（试行）；（2）江西省小（2）型水库大坝现场安全检查报告（XX市XX水库）；（3）江西省小（2）型水库现场访谈记录报告（XX市XX水库）；（4）江西省小（2）型水库大坝安全综合评估报告（XX市XX水库）；（5）江西省重点小（2）型水库除险加固初步设计及审批导则（试行）；（6）XX市水利局XX水库工程设计委托合同文件；（7）其他有关规程规范。1.3.2 工程加固的主要内容根据江西省XX市XX水库大坝安全综合报告提出的对维修加固的意见和建议，确定本次设计的主要加固9、项目为：(1)对对坝顶路面进行硬化，对下游坝脚处重建排水体； (2)对溢洪道进行重建进口段、控制段、泄槽段及消力池；(3)封堵原灌溉涵管，重建虹吸管，设进水口、管身、出口消力池及下游渠道出口连接段。(4)大坝布置必要的水位观测设施,为水库管理提供依据。(5)新建水库管理房，并架设供电线路，满足水库防汛调度及管理要求。(6)对现状上坝公路进行拓宽，并设泥结碎石路面。1.4 工程特性表表1.1XX水库工程特性表序号及名称单位数 量备 注加固前（1996年三查三定资料）加固后一、水文1、坝址以上集雨面积km23.073.072、河流坡降/0.07103、代表性流量设计洪水标准及流量P(%)55.0m10、3/s53.6451.1校核洪水标准及流量P(%)0.50.5m3/s80.7184.1二、水库1、水库水位 校核洪水位m62.5462.59假设高程（下同）设计洪水位m61.9462.03 正常蓄水位m60.5460.54死水位m50.0050.002、水库库容 总库容万m339.7039.16正常库容万m335.2928.63 死库容万m30.093.3三、工程效益指标保护人口万人0.050.05保护耕地亩12101210灌溉面积亩12101210四、主要建筑物1、大坝坝型土石坝土石坝坝顶高程m63.2963.8463.54最大坝高m23.5423.54坝顶长度m81.081.0坝顶宽度m11、4.55.02、溢洪道型式明渠WES实用堰堰顶高程m60.5460.54泄流段长度m83.4109.11溢流堰净宽m3.512.0设计泄洪流量m3/s/46.11（P=5%）校核泄洪流量m3/s/74.08（P=0.5%）闸门型式3、输水涵管型式素砼方涵虹吸管长度m7578.4断面尺寸m0.50.4=500mm五、工期和投资工期月12工程总投资万元248.02建筑工程万元182.34机电设备及安装工程万元5.0金属结构设备及安装工程万元19.22临时工程万元5.80独立费用万元25.49基本预备费万元2.38工程占地投资万元4.8水土保持及环境保护万元2.992水 文2.1基本资料2.1.1流12、域概况XX水库位于XX市XX乡XX村，距XX村约2.3km（直线距离），距XX市XX乡约4.0km（直线距离），地理位置为东经1171625，北纬283325，是信江河北岸北乡小河上的一座小（2）型水库。XX水库坝址以上控制集雨面积3.07Km2，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小（2）型水利工程，原设计灌溉面积1200亩。本次初设对坝址控制的流域面积在万分之一航测图上进行复核，复核的结果为3.09Km2，主河道长度为3.1km，加权平均坡降为71.0。1970年的原设计资料缺失，仅在1996年的“三查三定”资料中记录流域面积为3.07Km2，无主河道长度和平均坡降记录。本次复核的13、流域面积为3.09 Km2，与“三查三定”资料中记录的流域面积（3.07Km2）相差仅为0.02 Km2，十分接近，属量取误差，本次设计流域面积采用1996年的“三查三定”资料中记录的流域面积。原设计主河道长度和河道平均坡降记录不详，本次复核成果无法与原设计形成对比，考虑到本次在万分之一航测图上进行复核，精度较高，因此，主河道参数和河道平均坡降采用本次设计复核成果值。本次设计采用的流域参数值详见表2.1。表2.1 XX水库流域特征参数比较表参数名称原设计（1959年）“三查三定”（1996年）本次复核本次设计采用流域面积（F）= km23.073.073.093.07主河道长度（L）= km/14、3.13.1河道加权平均坡降（J）=/0.07100.0710流域平均宽度（B）= F/L= km/1.000.99流域形状系数（Kf）= B/L =/0.360.32水库库区为高山地貌，山顶高程多在140650m之间，地形高差变化较大。坝址两岸山顶高程约为240m，地势西北高、东南低，未见大的滑坡和坍塌等不良物理地质现象，岸坡稳定。库区内森林茂密，无较大的固体径流策源地，水土流失较轻。库区内无人为改造现象，自然状态良好。XX水库大坝下游有XX乡XX村村委会管辖的老XX汪家、丁家、新XX、XX等共110户，500余人口，农田1210亩，以及县级公路。大坝一旦失事，将给下游人民生命财产造成巨大损15、失，并将给下游沿河两岸的防洪工程带来灾难性的破坏。2.1.2流域内邻近流域水文测站的分布XX水库所在的北乡小河流域内无一水文测站，相邻流域有信江水系白塔河支流上的柏泉水文站、圳上水文站、耙石水文站，信江水系葛溪水支流上的龙潭桥水文站，铅山河铁路坪水文站、项源水文站和信江干流XX水文站。这几个水文站均进行流量观测，都属国家基本水文站，相对面积较小的有项源和龙潭桥两个水文站。XX水库所在的北乡小河流域内没有设置雨量测站，邻近流域距离XX水库最近的雨量站点为周坊雨量站、XX雨量站以及XX气象站。2.1.3主要水文站基本资料1、铁路坪水文站铁路坪水文站属于国家基本水文站，位于杨村水中游，地理坐标为东经16、11740，北纬2808，控制集雨面积311km2，该站观测项目有水位、流量、降雨量等。水位观测原采用直立木水尺人工观测，现改为自记式水位仪，该站流量测验采用缆道速仪，高程系统采用假设系统。该站于1958年7月设站，1962年停测，1963年又恢复对水位、流量、降雨的观测，实测资料系列至今已有39多年。该站测验河段顺直，两岸为高山，控制条件尚好，该站历年的水位流量关系均为单一曲线，其观测资料均已按规范要求整编，精度满足设计要求。2、项源水文站项源水文站1969年1月建站，属小河流水文测站点，当时只观测降雨量，同年5月加测水位、流量。1980年4月加测蒸发量。该站于铅山河杨村水的一条小支流上，地17、理位置为东经11741.5，北纬286.4，控制集雨面积41.9km2，流量观测采用缆道流速仪，水位观测采用自记式水位计，高程系统为假设，其与黄海高程系统的换算关系为：黄海高程假设高程52.140。该站测验河道顺直，河床由砂卵石组成，两岸均为稻田，一般洪水河宽为2030m，当水位在81.5m以上时，左岸漫滩，河宽增加到60m。测流断面上游200m有一条小溪汇入，下游100m处有一座石拱桥，断面下游10m左右有群众来往的过河石，对枯水测流有影响。1982年已将过河石全部搬到断面上游15m处。该站自建立以来，其观测资料均已按规范要求整编刊印，资料精度较好，可满足设计要求，该站建立已于1994年撤除18、。3、龙潭桥水文站龙潭桥水文站位于信江水系葛溪河中游，横峰县青坂乡龙潭桥村，地理位置为：东经11732，北纬2832，集雨面积209km2，观测项目有水位、流量、降雨，资料已按规范要求整编刊印，精度可靠。该站于1958年8月建立，1959年开始测流，1979年因受水利工程的影响而停止观测。水位观测设备为自记式水位计，测流设备为缆道流速仪。高程系统为假设，其于黄海高程系统的换算关系为：黄海高程假设高程20.364。2.1.4水库水位库容关系曲线XX水库兴建于二十世纪七十年代初，在1970年的原设计中无库容曲线记录，本次设计水位面积曲线采用实测数据，见表2.2。水位库容曲线计算方法为：按水库面积曲19、线中的水位分层，然后自库底向上逐层计算各相邻高程间的容积V，V采用下列公式2.1计算。水位库容曲线计算成果见表2.2，水位面积库容关系曲线见附图。公式2.1式中：V相邻高程间的容积，m3；Z两水面的高层差，m；F上、F下分别为相邻两水位所对应的上、下水面面积，m2；表2.2 XX水库水位面积库容曲线（假设高程）水位(m)42.043.044.045.046.047.048.049.050.051.052.0面积(万m2)0.060.110.170.240.340.460.610.780.971.181.41库容(万m3)0.030.100.230.450.751.181.742.443.30420、.345.62水位(m)53.054.055.056.057.058.059.060.061.062.063.0面积(万m2)1.641.872.132.452.813.193.644.214.925.606.64库容(万m3)7.158.9110.9113.2015.8318.8422.3126.2930.8536.1142.222.2设计暴雨2.2.1设计暴雨的分析方法、计算参数及计算成果设计暴雨可根据实测暴雨推算，也可根据江西省暴雨洪水查算手册中的等值线图查算。1、由实测暴雨推算坝址以上流域中心的设计暴雨XX水库所在的北乡小河流域没有设置雨量测站，邻近流域距离XX水库最近的雨量站点为周坊21、雨量站、XX雨量站、XX气象站。周坊雨量站距离XX水库流域中心的直线距离约为14.6km，且同属信江干流北岸。周坊雨量站为国家基本雨量站点，有1958年1994年（1962年缺测，1960年、1963年和1965年三年观测资料不完整，1995年停测）共36年的实测降雨资料，观测资料已通过整编民警杜满足设计要求。XX雨量站距离XX水库流域中心的直线距离约为3.9km，且同属信江干流北岸。XX雨量站为国家基本雨量站点，有19652006年共42年的实测降雨资料，观测资料已通过整编，精度满足设计要求。XX气象站位于信江干流南岸，距离XX水库流域中心的直线距离约为28.5km，XX气象站设立于195222、年至今，保存有1953年至今的降雨资料。考虑到周坊雨量站虽然与XX水库距离较近，但观测资料不完整，因此不宜采用；XX雨量站距离XX水库最近，观测资料均比较完整，且XX雨量站与XX水库同属信江北岸，怀玉山脉南麓，降雨同受怀玉山脉影响，可以作为XX水库设计暴雨参政站；而XX气象站与XX水库分居信江南北两侧，XX气象站位于信江南岸，武夷山的北麓，降雨受武夷山脉的影响较多， 不宜作为XX水库设计暴雨参政站。通过上述分析，本次设计选用XX雨量站为代表站。XX雨量站有19652006年最大一日暴雨资料，而无短历时暴雨资料，根据邻近XX雨量站同期24小时暴雨和一日暴雨的关系分析，得改地区一日暴雨与24小时暴23、雨的换算系数为1.124，本次设计XX雨量站24小时暴雨采用最大一日暴雨乘以1.13求得。根据求得的24小时暴雨系列排频统计、P-型理论适线、定线，求得各频率的24小时暴雨，成果见表2.4。2、由江西省暴雨洪水查算手册推算坝址以上流域中心的设计暴雨根据原水电部1978年下达编制短历时暴雨参数等值线图、径流查算图标的要求，在江西省水利厅直接领导下，以江西省水文总局为主，编制了江西省暴雨洪水查算手册（以下简称手册），并经原水电部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。本手册是为我省水文资料短缺的地区，作为中、小型水利水电工程（一般用于集雨面积在1000km2以下24、的山丘区）进行安全复核及新建工程设计洪水计算的依据。根据手册中暴雨等值线图和偏差系数图可查得水库流域中心点各时段暴雨参数见表2.3。由此可计算得坝址上流域中心点的设计暴雨，其成果见表2.4。表2.3XX水库设计暴雨的计算参数表24小时暴雨6小时暴雨1小时暴雨H24=130mmH6=90mmH1=45mmCV=0.52CV=0.55CV=0.45表2.4XX水库设计暴雨计算成果表 频 率（）项 目0.10.20.5123.33510实测暴雨24小时416386364316285262243210H24=137mm，CV=0.40，CS=3.5CV手册查算暴雨24小时513 469 411368 25、322 291 264 218 H24=130mm，CV=0.52，CS=3.5CV6小时377 343 299 266 233 209 188 155 H6=90mm，CV=0.55，CS=3.5CV1小时153 141 125113 101 92.1 84.5 71.9 H1=45mm，CV=0.45，CS=3.5CV3、设计暴雨的选用从上述两种方法求得的最大24小时设计频率暴雨可以看出，XX雨量站实测降雨计算成果与手册相差在43.1%16.9%，考虑到实测系列没有特大暴雨资料，计算出的CV值较小，而手册综合考虑了流域特征，成果较可靠，对无资料地区的设计暴雨计算有较高的精度；根据小型水力发26、站水文计算规范(SL7794)4.1.4条规定，同时参照水利水电水文计算规范(SL2782002)的规定，本次设计采用手册查算的成果作为设计暴雨成果。2.3设计洪水2.3.1 坝址设计洪水计算方法及计算结果XX水库所在河流内无水文测站，邻近流域内控制集雨面积相对较小的水文站有龙潭桥、项源两个，龙潭桥水文站控制流域面积为XX水库的68.1倍，流域面积相差太大；项源水文站控制流域面积为XX的13.6倍，流域面积相差较小，但本水库与项源站分别位于信江的北岸和南岸，暴雨同期性较差，同时项源站实测流量系列偏短（只有24年），故均不适宜选为参证站来推求坝址设计洪水。XX水库1971年建成并投入使用发挥效益27、，无任何类型观测资料。故本次设计既无法用水位、出库流量资料来推求设计洪水，也无法根据流量资料来推求设计洪水，而只能根据暴雨资料来推求坝址设计洪水。设计暴雨采用前节计算的成果。根据手册使用方法和适用的范围，流域的设计洪水按可用瞬时单位线法和推求公式法两种方法进行计算，其中集雨面积大于50km2的流域，一般采用瞬时单位线法计算设计洪水；面积小于30 km2的流域，一般采用推求公式法计算设计洪水；面积在3050 km2之间的，一般采用推求公式法计算设计洪水。本工程集雨面积3.07km2，故采用推理公式法计算设计洪水。根据江西省产流分区图、推理公式分区图以及本工程的地理位置图得，本工程地点位于产流分区28、的第区，相应设计前期影响雨量为75mm；推理公式法计算分区为第区。设计洪水计算中暴雨历时取24小时。1、推理公式法计算设计洪水（1）地面洪峰流量和相应的汇流时间计算首先计算最大24小时净雨过程，然后联解下列方程组：由于=L/J1/38.7830故m=0.2470.265=0.44式中：F坝址控制的流域面积，F=3.07km2；ht计算时段以前总净雨量，mm；t计算时段以前总时间，h；L坝址以上主河道长度，L=3.1km；J坝址以上主河道加权平均坡降，J=71.0；Qt、Q地面洪峰流量，m3/s； 汇流时间，h。经联解，可求得各设计标准下的地面洪峰流量和相应的汇流时间。（2）设计洪水过程线推求根29、据手册中的概化五点折腰多边形过程线推求地面流量过程线。各转折点的座标见表2.5。表2.5五点概化多边形各转折点座标座标起涨点起涨段转折点洪峰位置退水段转折点终止点流量(m3/s)00.1QM地面QM地面0.2QM地面0时间00.1T0.25T0.5TT表中：T为过程线底宽，由下式计算 (小时)式中：W为洪水总量，由下式计算 (万立方米)式中：h为设计净雨总量。由此可求得各设计洪水的地面过程线，并以地面流量过程线终止点为地下流量峰顶位置，然后逐时段向前或向后减少地下径流过程，求得地下流量过程，并与地面流量过程叠加，就可求得所需的设计洪水过程线。其洪水成果见表2.6，设计洪水过程线见表2.7。表230、.6XX水库推理公式法设计洪水计算成果表 频率(%)参数0.10.20.5123.33510一小时面暴雨(mm)153141125113101928572三小时面暴雨(mm)266244214191169152138115六小时面暴雨(mm)377344299266233209188155廿四小时面暴雨(mm)514469411368322291264218设计净雨(mm)423380323282238208182139推理公式法洪水总量（万m3）129.8116.699.386.673.164.055.942.7洪峰流量（m3/s)10797.184.174.264.557.351.140.31、9表2.7XX水库坝址设计洪水过程线成果表（推理公式法）序号P0.1P0.2P0.5P1P2P3.3P5P10时间(h)流量(m3/s)时间(h)流量(m3/s)时间(h)流量(m3/s)时间(h)流量(m3/s)时间(h)流量(m3/s)时间(h)流量(m3/s)时间(h)流量(m3/s)时间(h)流量(m3/s)00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 11.2 10.9 1.2 9.96 1.28.641.1 7.65 1.1 6.67 1.1 5.95 1.1 5.33 1.0 4.30 23.0 107 2.9 97.1 2.984.12.9 74.2 2.832、 64.5 2.7 57.3 2.7 51.1 2.6 40.9 35.9 22.9 5.9 20.9 5.818.25.7 16.2 5.6 14.2 5.5 12.8 5.4 11.5 5.1 9.46 411.8 3.27 11.7 3.23 11.53.1311.4 3.05 11.1 3.00 10.9 2.94 10.7 2.91 10.3 2.85 513.7 2.75 13.7 2.67 12.03.0013.6 2.46 13.4 2.37 13.2 2.32 13.0 2.29 12.6 2.20 614.7 2.47 14.7 2.40 13.02.7314.6 2.2033、 14.4 2.10 14.2 2.05 14.0 2.02 13.6 1.92 715.7 2.19 15.7 2.12 14.02.4615.6 1.93 15.4 1.83 15.2 1.78 15.0 1.75 14.6 1.64 816.7 1.92 16.7 1.85 15.02.1916.6 1.66 16.4 1.56 16.2 1.52 16.0 1.48 15.6 1.36 917.7 1.64 17.7 1.57 16.01.9217.6 1.39 17.4 1.29 17.2 1.25 17.0 1.20 16.6 1.08 1018.7 1.36 18.7 1.29 34、17.01.6418.6 1.13 18.4 1.02 18.2 0.978 18.0 0.933 17.6 0.805 1119.7 1.09 19.7 1.02 18.01.3719.6 0.859 19.4 0.753 19.2 0.708 19.0 0.663 18.6 0.528 1220.7 0.810 20.7 0.741 19.01.1020.6 0.593 20.4 0.483 20.2 0.439 20.0 0.392 19.6 0.250 1321.7 0.533 21.7 0.465 20.00.8321.6 0.325 21.4 0.213 21.2 0.170 2135、.0 0.121 20.5 0 1422.7 0.257 23.4 0 21.00.5622.6 0.057 22.2 021.9 0 21.5 0 1523.7 0 22.00.2922.8 0 23.002.3.2 设计洪水成果合理性分析一、与水库“三查三定”洪水成果的比较与分析XX水库于1970年设计上报，同年12月开工兴建，并在1971年4月建成受益。1996年的“三查三定”中洪水计算结果，设计标准20年一遇，校核标准200年一遇。1970年原设计资料缺失，因此本次设计洪水的计算与1970年原设计洪水计算成果无法比较。1996年的“三查三定”资料中无洪峰流量计算成果，只有洪水调节成果，36、故本次设计洪水成果与“三查三定”中洪水计算成果也无法比较。二、与周边水库设计洪水成果的比较与分析总的情况看，本次复核洪水成果与附近已通过审查的小（1）型水库工程如童家山水库、刘家垅水库的设计洪水成果相比较，流域特征的变化引起洪峰流量、洪峰模数成有规律的变化（详见表2.8）。所以本水库复核洪水采用暴雨查算手册推理公式法计算的成果基本合理，结果详见表2.8。表2.8 设计洪水成果比较表 项 目水库名称流域面积（km2）加权平均坡降频率（%）洪峰流量（m3/s）洪峰模数m3/s.km20.525100.52510XX3.070.071084.1064.4751.1040.9039.0830.522437、.1919.36童家山2.230.0110/37.029.223.4/21.6817.1113.71刘家垅6.900.0550/123.597.875.9/34.0726.9820.943 工程地质XX水库建设前未进行专门的工程地质勘察工作。赣东北地质工程勘察院承担该水库除险加固（初步设计阶段）工程地质勘察工作。本次勘察遵照中小型水利水电工程地质勘察规范（SL55-2005）、水利水电工程地质勘察规范（GB50487-2008）、碾压土石坝设计规范（SL274-2001）、水利水电工程注水试验规程（SL345-2007）、水利水电工程坑探规程（Dl/T 50502010）、水利水电工程天然建筑38、材料勘察规程（SL251-2000）等相关规程规范要求进行。外业工作于2011年4月初完成，完成主要勘察工作项目及工作量见表3.1。表3.1 主要勘察工作量汇总表工作内容单位精度数量工程地质测绘坝址区平面地质测绘km21:10000.08横剖面地质测绘条1:2002纵剖面地质测绘1:200工程地质钻探m/孔98.1/5各类试验钻孔注水试验段17钻孔压水试验段3原状土样试验组10水质分析组13.1 坝址区工程地质条件及评价3.1.1 地形地貌及物理地质现象XX水库位于XX市XX乡XX村，属丘岗地貌，库区植被较发育，水土保持良好，库岸边坡稳定。坝址处地形狭窄，河谷呈“V”形，左、右两岸山体高程分别39、为68m和85m，山体边坡稍陡，坡角在2040之间，大坝左侧为溢洪道，右侧为灌溉涵管，下游为农田和村庄。3.1.2 地层岩性根据钻探揭露及岩土层物理力学性质特征，可将坝址区场地岩土层分为3个工程地质单元层，自上而下依次为：（1）素填土；（2）含砾低液限粉土；（3）-1强风化石英云母片岩；（3）-2弱风化石英云母片岩，分述如下：（1）层 素填土（Q4r）：以含砾低液限粘土为主，局部为粘土质砾，呈褐红色、稍湿湿，稍密中密，可塑，主要由粉砂、粘土及风化千枚岩碎块等组成，为人工堆积夯实而成。 （2）层 含砾低液限粉土（Q4）：暗红色，可塑，饱和、主要由粘粒、粉粒组成，局部含少量砾石，为第四系冲洪积、残40、坡积形成。 （3）-1层 强风化石英云母片岩：浅灰色、灰黑色，片状结构，层状构造，主要成分为石英和云母，岩石中节理裂隙发育，岩芯呈碎块状、砂状，敲击易碎。左、右肩均揭露该层，揭穿厚度1.34.3m，大坝两侧山体浅表部位均有分布。（3）-2层 弱风化石英云母片岩：浅灰色、灰黑色，片状结构，层状构造，主要成分为石英和云母，岩石中节理裂隙较发育，岩芯呈短柱状、碎块状，锤击声脆，较坚硬，分布于坝基及两坝肩，该层未揭穿，最大控制厚度3.00m。3.1.3 地质构造坝址区地层较简单、构造较稳定，经地表地质调查及钻探揭露，双桥山群石英云母片岩岩质较坚硬，未发现大规模滑塌等不良地质现象。但地表残坡积层及强风化41、层厚度较大，人工开挖切坡较易引起表层滑坡。在勘察范围未见活动断裂、溶洞、采空等不良地质作用及其他破坏性地质构造。根据中国地震动参数区划图(GB183062001)，该区抗震设防烈度属小于度区，基本地震加速度值小于0.05g，区域稳定性较好。3.1.4 水文地质地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙潜水和下伏基岩裂隙水。第四系松散岩类孔隙潜水，主要赋存于上部冲积层及残、坡积层中，水量相对较丰富，孔隙水主要受大气降水和地表水入渗补给，水量受季节性影响较大。基岩裂隙水水量较小，受大气降水入渗补给、第四系孔隙水垂向补给及周围岩层横向补充，向河谷及沟谷中排泄。本次勘察采取1组库水样进行水的腐蚀性分析，根据水42、质分析结果，按照水利水电工程地质勘察规范（GB504872008）地勘报告附表L.0.2、附表L.0.3和附表L.0.4分别就环境水对混凝土腐蚀性判别标准、环境水对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性判别标准和环境水对钢结构的腐蚀性判别标准进行评价。见表3.2、表3.3和表3.4。表3.2 环境水对混凝土腐蚀性判别表项 目分析结果腐蚀程度评价HCO3-1.47mmol/L 无腐蚀pH值6.1弱腐蚀侵蚀性CO210.00mg/L无腐蚀Mg2+3.46mg/L无腐蚀SO42-14.25mg/L无腐蚀 表3.3 环境水对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性判别表项目分析结果腐蚀程度评价Cl-5.32 mg/L弱腐蚀43、表3.4 环境水对钢结构的腐蚀性判别表项目分析结果腐蚀程度评价PH值、（CL-+SO42-）含量PH值6.1、CL-+SO42-=19.57mg/L弱腐蚀根据以上判定，库水对砼构件具弱腐蚀，对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀，对钢结构具弱腐蚀。3.2 坝址区工程地质评价3.2.1 坝基处理经施工回忆及本次钻探查明，大坝施工时只做了清除表面杂草等简单处理，未挖截水槽，坝体直接座落在低液限粉土或强（弱）风化石英云母片岩。3.2.2 坝基变形问题坝基持力层主要为强（弱）风化石英云母片岩上，具一定的承载力，其抗剪指标均好于坝体填筑土，且经坝体自重压密多年，坝基不存在压缩变形及抗滑稳定问题。3.2.3 坝44、基、坝肩绕坝渗漏及渗透稳定问题根据钻探揭露，坝基覆盖层多为含砾低液限粉土，湿密度=1.901.95g/cm3，干密度d=1.421.53g/cm3，比重Gs=2.702.74，孔隙比e=0.7910.901，塑性指数IP=16%17%，压缩系数av=0.400.49 Mpa-1，压缩模量Es=3.844.48Mpa，固结快剪值c=6.019.4Kpa，=20.927.0，渗透系数 K=1.910-67.210-6cm/s。具中等压缩性，属弱透水，不存在坝基渗漏问题。坝基下伏基岩为双桥山群石英云母片岩，岩质坚硬，承载力高，上部岩芯多呈砂土状，下部呈碎块状、短柱状，岩石中裂隙较发育，但多呈闭合状，45、透水率1.655.40Lu，属弱透水，不存在渗漏问题。坝肩表层有厚约23米残坡积层及强风化层，山体地形坡度较陡，左坝肩（溢洪道左侧）有不同程度高约1015米的人工切坡，较易引起小规模滑坡；下伏基岩为双桥山群石英云母片岩，岩质坚硬，具弱透水性，不存在坝肩渗漏问题。3.3 坝体质量及评价3.3.1 大坝存在问题大坝为均质坝，XX水库于197年10月建成，运行多年，现状大坝主要存在的问题有：大坝坝顶坑洼不平；上、下游坝坡局部隆起和凹陷，上游护坡块石局部严重风化、坍塌；下游坝坡无护坡，坡面排水系统块石风化，塌陷现象，排水效果差。大坝填筑质量差，碾压不均匀，致使下游汛期坝脚渗漏严重，坝身下游坡渗水，大坝46、存在坝体渗漏问题。3.3.2 坝体质量检查为了解坝体各部位土的物理力学特性及透水性，现据勘探测试验成果简述如下：一、土体渗透性根据大坝现场注水试验及室内土工试验结果，结合水利水电工程地质勘察规范（GB50487-2008）附录J“岩土渗透性分级表”确定土层渗透性等级。坝身填筑土注水试验渗透系数为3.1110-58.2110-5，室内试验渗透系数为1.310-69.110-5，均属弱透水。坝基土（覆盖层）注水试验的渗透系数为1.2110-57.2410-5，室内试验渗透系数为1.910-67.210-6，均属弱透水。各钻孔注水试验成果见表3.5。表3.5 大坝注水试验成果表 孔 号层号试段深度（47、m）试段标高（m）渗透系数（cm/s）渗透性等级ZK110.504.8063.2958.998.2110-5弱透水24.808.3058.9955.495.2310-5弱透水ZK210.505.3063.2958.498.3810-5弱透水15.3010.2058.4953.596.3510-5弱透水110.2015.5053.5948.296.4510-5弱透水115.5020.5048.2943.295.2410-5弱透水220.5022.8943.2940.902.0010-5弱透水ZK310.505.6063.2958.194.7910-5弱透水15.6010.4058.1953.3948、4.8810-5弱透水210.4014.7053.3949.095.2410-5弱透水ZK410.505.6055.3350.236.2310-5弱透水15.6010.5050.2345.336.5510-5弱透水210.5015.0045.3340.837.2410-5弱透水ZK510.505.0059.0054.504.3310-5弱透水15.0010.0054.5049.503.4510-5弱透水110.0015.0049.5044.503.1110-5弱透水215.0019.7044.5039.801.2110-5弱透水二、岩层透水性本次勘察施工在大坝纵勘探线上3个勘探孔进行了压水试验49、，压水采用自上而下分段压水方法进行，试段长度为1.814.20m，主要试验步骤为：洗孔、隔离试段、观测水位、压水和流量观测。试验设备主要有：单管柱塞、压力表、流量表、水位仪及供水泵等，钻孔压水试验按有关规范操作，压水压力为1MPa。根据试验数据计算透水率及渗透系数，然后根据水利水电工程地质勘察规范（GB50487-2008）附录J“岩土渗透性分级表”确定岩层渗透性等级。各钻孔压水试验成果见表3.6。表3.6 钻孔压水试验成果表孔号试段深度（m）试段标高（m）透水率（Lu）渗透性等级ZK18.3012.5055.4951.295.40弱透水ZK222.9025.7040.8938.091.65弱50、透水ZK318.9921.5044.8042.293.35弱透水从表3.6可以看出，ZK1、ZK2、ZK3三个钻孔岩层透水率为1.655.40Lu，为弱透水。综合评价坝址区场地内岩层为弱透水。3.3.3 坝体护坡及下游排水体大坝上游坝坡在63.79m高程以下采用简易的干砌块石护坡，坡比1:2.46；由千枚岩岩块平铺而成，厚0.200.30m，千枚岩抗风化能力较差，在干湿交替条件下极易风化，在水中浸泡后易软化，部分块石风化较强烈。下游坝坡坡比为1:2.29，草皮护坡，坡面平整，局部草皮覆盖较差。坝脚设块石贴坡排水体，顶部高程46.51m，由千枚岩块干砌而成，坡面不平整，部分存在风化严重，坍塌，排51、水性较差。3.3.4 坝体质量评价从土工试验结果看，坝体填筑土呈可塑状，成分为含砾低液限粉土，孔隙比偏大,中等压缩性，造成填筑土压缩性较高的原因主要是土质较差和填筑质量不高，造成土体干密度偏小。坝体填筑土为含砾低液限粉土。砂、砾含量不均，砾径260mm不等，土质均一性较差，稍湿湿，共采取原状土样6组，土工试验结果各指标范围为：湿密度=1.771.85g/cm3，干密度d=1.381.51g/cm3，比重Gs=2.642.72，孔隙比e=0.8080.957，塑性指数IP=16.00%17.00%，压缩系数av=0.420.52Mpa-1，压缩模量Es=3.734.30 Mpa，固快快剪值c=152、0.017.0Kpa，=20.026.7， 渗透系数K=1.310-69.110-5。坝体填筑土渗透系数K=1.310-69.110-5（含注水试验和室内试验结果），渗透系数变幅较大，说明坝体填筑土不均匀，填筑质量欠佳，综合评价坝体填筑土为弱透水。3.3.5 坝体填筑土主要地质参数建议值根据室内土工试验成果，坝址区岩土层主要物理力学性质参数建议值取值原则是：物理指标取算术平均值，考虑取样时间与试验时间相隔近一个月，根据经验类比进行适当修正，渗透系数采用大值平均值，其它指标根据工程类比法提供，主要地质参数建议值见表3.7：表3.7 岩土层主要物理力学性质参数建议值岩土名称参数名称含低液限粉土（大53、坝覆盖层）含砾低液限粉土（填筑土）含水量%31.4829湿密度(g/cm3)1.931.85干密度d(g/cm3)1.471.40孔隙比e0.8480.903比重Gs2.722.70抗剪凝聚力C(KPa)13.8513.4内摩擦角()24.0823.45渗透系数K(cm/s)6.3E-64.5E-5备 注强弱风化石英云母片岩透水率:q=5.4Lu3.4 溢洪道工程地质条件及评价溢洪道位于大坝左端，为山体开挖而成的明渠，长94.87米，进口底高程为59.70m，进口宽14.86m，出口宽4m；边墙无衬砌，底板为混凝土，末端有消力池。经实地调查，溢洪道两壁上部为残坡积层，厚约13米，下部为强风化石54、英云母片岩，抗冲刷能力差，边坡稳定性差，易垮塌引起溢洪道堵塞，现场调查见垮塌痕迹；左侧山体由于人工切坡现状稳定性差，强降雨条件下极易发生滑坡。底板为混凝土，局部开裂。另外，溢洪道出口离坝脚较近，一旦前方出现堵塞，水流将冲刷坝脚，存在较大安全隐患。溢洪道地基为强风化石英云母片岩，承载力值取fk280360Kpa，摩擦系数值f0.500.60，边坡坡率取0.50.75。3.5 坝下涵管工程地质条件及评价灌溉涵管为坝下埋管，布置在大坝右端，长约66米，进口为沿山斜管，底板高程50.00米，管身为方形钢筋砼结构，高宽=5040Cm2，出口底板高程48.46m。坝下涵管管身地基为基岩风化层，其地基承载力55、满足要求，不会产生不均匀沉降的问题。涵管出口标高较坝脚标高高出近5米，出口前方水渠排水能力较差，一旦堵塞，水流将冲刷坝脚，严重威胁大坝安全，加之管径小，无法维修检查，存在较大安全隐患。3.6 天然建筑材料据设计，本工程所需天然建筑材料为粘土、砂砾石料及块石料。本阶段对天然建筑材料进行了详查工作。土料取样1组，进行了室內试验。3.6.1 土料坝址区土料需到XX村附近山坡采取，有简易公路至坝址运距约5km，储量约0.3万方，储量可以满足规范要求。根据试验成果，料场土的塑性指数IP= 19.4，渗透系数为K= 5.010-6cm/s，最优含水量为op=18.9%，最大干密度为dmax= 1.70g/56、cm3，室内定名为含砂低液限粘土。满足SL251-2000中规定的防渗料要求。3.6.2 砂料、砂砾石料工程区砂、砂砾石料可到河砂、砂砾石销售点购买，储量丰富，质量较好，均可满足设计要求，交通方便，至工地运距约20km。砾（卵）石以石英为主，级配较好；砂以中粗砂为主，质量及储量可满足规范要求。3.6.3 块石料当地块石缺乏，块石料场需从采石场购买，岩性主要为石英砂岩，岩性致密坚硬，呈微风化新鲜状，属中等坚硬岩。目前大量开采，质量和储量均可满足设计要求，交通方便，至坝址运距约40km。3.7 结论及建议1、工程区地处信江凹陷带北侧边缘，根据2001年颁布的中国地震动参数区划图(GB183062057、01)的界定，本区域地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应地震基本烈度小于度，可不进行抗震安全复核。2、库区出露地层较简单，构造相对稳定，在勘察范围内未发现活动性断裂、采空等不良地质现象，库岸稳定性较好，不存在水库永久性渗漏、水库浸没等问题。3、坝体填筑土为含砾低液限粉土，具中等压缩性，渗透系数为1.310-69.110-5cm/s，为弱透水，不存在坝体渗漏问题。4、坝基覆盖层为含砾低液限粉土，具中等压缩性，渗透系数为1.910-67.210-6，为弱透水；坝基下伏基岩为强弱风化石英云母片岩，岩质坚硬，透水率为3.407.65Lu，为弱透水，不存在坝基渗漏问题。58、5、坝肩均为强弱风化石英云母片岩，为弱透水层，不存在绕坝肩渗漏问题。6、坝体填筑土与坝基及坝肩岩、土之间渗透系数较为相近，存在接触渗漏的可能性较小。7、大坝上游坝坡护坡块石均为抗风化能力较差的千枚岩，整体平整，局部风化较严重；下游坝坡草皮护坡较严密，坡面平整；排水体表面不平整，部分沉陷和堵塞、存在渗水等现象。8、灌溉涵管地基承载力满足要求，但管径小，无法维修检查，且出口高程较坝脚高，一旦前方水渠堵塞，水流将直冲坝脚，存在严重安全隐患。9、溢洪道两壁上部残坡积层较厚，下部为强风化石英云母片岩，抗冲刷能力差，边坡稳定性差，强降雨条件下极易发生滑坡，引起溢洪道堵塞。另外，溢洪道出口离坝脚较近，一旦前59、方出现堵塞，水流将冲刷坝脚，存在较大安全隐患。10、库水对砼构件具弱腐蚀，对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀，对钢结构具弱腐蚀。11、本次除险加固工程所需粘土、砂砾石和块石等建筑材料，运距分别为2km、20km和40km。4 加固设计4.1 工程任务和规模4.1.1 工程任务本工程主要任务是对XX水库大坝、溢洪道、输水设施及配套建筑物进行除险加固，解决水库遗留下来的安全隐患，配套各种功能设施，对库区环境进行保护和改善，建立和完善水库管理制度，以达到“工程安全、设施齐全、功能完备、管理高效、环境美丽”的高标准水库安全管理目标，充分发挥水库功能，为社会的可持续发展，全面建设小康社会服务。XX水库除险60、加固后，XX水库的主要功能不变，仍是一座以灌溉为主，兼有养殖、防洪功能的小（2）型水库，水库下游灌溉农田面积为1210亩，防洪保护范围包括下游村庄XX村委会，500余人口，农田1210亩，以及水圣公路等。XX水库除险加固后水库的正常蓄水位60.54m，设计洪水位62.03m，校核洪水位62.59m；坝顶高程63.54m，最大坝高23.54m，坝长81.0m，坝顶宽度为5.0m，水库加固后总库容为39.16万m3，兴利库容为25.33万m3。4.1.2 工程规模XX水库加固后总库容39.16万m3，兴利库容25.33万m3，根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000），XX水库的工61、程等别为等，工程规模为小（2）型，主要建筑物挡水坝、溢洪道、输水涵管级别为5级，次要建筑物、临时建筑物为5级。由于水库下游人口密集，地理位置比较重要，因此本阶段水库设计洪水标准采用20年一遇（P=5.0%），校核洪水标准采用200年一遇（P=0.5%）。4.1.3 水库特征水位和洪水调度原则一、起调水位与洪水调度原则XX水库为小（2）型水库，按照防洪标准（GB502194）及水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）的规定，XX水库的大坝和溢洪道为5级建筑物。设计洪水标准为P=5.0%，校核洪水标准为P=0.5%。（1）起调水位现状控制段底板泄流总净宽5.125m，经调洪后，不满足泄62、流安全，需加高大坝进行处理，本次结合大坝除险加固，本次新建溢洪道控制段为WES实用堰，加固后泄流总净宽为12.0m。堰顶高程为正常蓄水位高程60.54m，故水库的水位60.54m就是水库的起调水位，也就是溢洪道的进口堰顶高程。（2）水库洪水调度原则溢洪道为开敞式无闸控制溢洪道，水库达到正常蓄水位59.54m时开始泄流。二、调洪演算调洪演算按水量平衡原理进行演算，即在任意时段t内入、出库的水量之差即为该时段内水库蓄水量v的变化值，即t-t=V2- V1=V（1） q=f(v)=f(z) （2）式中：Q1、Q2：时段t始末的入库流量（m3/s） q1、q2：时段t始末的出库流量（m3/s） V1、63、V2：时段t始末的水库蓄水量（m3） t：时段长（s），取t=1小时=3600（s） Z：水库水位（m）根据上述联解方程，用单辅助曲线单列表进行逐时段水库的调洪演算。其成果见表4.1。表4.1 本次加固和加固前水库调洪演算成果比较表 项 目时 间设计工况洪峰流量（m3/s）最高水位（m）相应库容（万m3）最大泄量（m3/s）备注加固前（安全检查报告）设 计(5%)53.6461.94/校 核(0.5%)80.7162.5439.70/本次加固设 计(5%)51.1062.0336.2546.11校 核(0.5%)84.1062.5939.1674.084.2 主要加固项目江西省XX市XX水库大64、坝安全综合报告对XX水库大坝的安全技术认定结论：水库大坝防洪标准安全等级为C级；渗流稳定安全等级为C级；结构稳定安全等级为C级。XX水库大坝为三类坝。根据XX水库工程现状和安全鉴定结论，结合本次现场实际勘察和相关计算复核，本工程主要存在以下问题：（1）大坝上游坝坡在62.00m高程以下采用简易的干砌块石护坡，坡比1:2.5；由千枚岩岩块平铺而成，厚0.200.30m，块石风化，局部存在坍塌、冲刷现象。下游坝坡坡比为1:2.2，草皮护坡，局部草皮覆盖较差。坝脚设块石贴坡排水体，块石贴坡不平整，部分存在风化严重、坍塌、排水性较差。（2）溢洪道泄槽段为山体开挖而成，砼底板存在裂缝、剥蚀现象，砌石边墙65、风化坍塌、冲刷严重；泄槽段两岸山体为全（强）风化，坡度太陡，边坡不稳定，存在安全隐患，出口无消能设施，泄洪渠冲刷坝脚严重等。（3）灌溉涵管为砼方涵，管身存在裂缝、冲刷、渗漏现象，进口为斜卧管，采用木塞控制，存在砼剥落、漏水现象。（4）大坝无水雨情观测设施和大坝安全观测设施，无供电线路、管理房等管理设施，对防汛管理很不利。根据XX水库大坝安全综合安全评价和现状存在的问题，本次除险加固工程的主要项目如下：(1)对大坝坝顶路面进行硬化，对下游坝脚处重建排水体； (2)对溢洪道进行重建进口段、控制段、泄槽段及消力池；(3) 封堵原灌溉涵管，重建虹吸管，设进水口、管身、出口消力池及下游渠道出口连接段。(66、4)大坝布置必要的水位观测设施,为水库管理提供依据。(5)新建水库管理房，并架设供电线路，满足水库防汛调度及管理要求。(6)对现状上坝公路进行拓宽，并设泥结碎石路面。4.3 设计依据4.3.1 工程等别与建筑物级别按照防洪标准（GB50201-94）、水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）的有关规定，确定该工程规模为小（2）型水库，工程等别为等，主要建筑物为5级，次要建筑物级别为5级，临时建筑物级别为5级。其主要建筑物相应的设计洪水标准见表4.2。表4.2 枢纽建筑物设计、校核洪水及相应流量建筑物名称工况洪水频率洪峰流量(m3/s)最大泄量(m3/s)库水位(m)大坝校核0.567、%84.1062.59设计5.0%51.1062.03正常蓄水位60.54死水位50.00溢洪道设计0.5%74.0862.59校核5.0%46.1162.03溢洪道消能防冲设计10.0%40.94.3.2 设计基本资料一、设计采用的有关技术规范和文件资料：（1）防洪标准GB5020194；（2）水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000；（3）水利水电工程设计洪水计算规范SL442006；（4）碾压式土石坝设计规范SL2742001；（5）碾压式土石坝施工规范DLT51292001；（6）小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则 （SL189-96）；（7）溢洪道设计规范SL253200068、；（8）水工混凝土结构设计规范SLT1912008；（9）水工混凝土施工规范DLT5144200l；（10）水利水电工程施工组织设计规范(试行)SDJ33889；（11）水利水电工程围堰设计导则DL50871999；（12）水库工程管理设计规范SLl0696；（13）水利工程管理单位编制定员试行标准SLJ7058l；（14）水利水电工程初步设计报告编制规程DL502193；（15）XX市XX水库大坝安全综合评估报告（XX市水利局，2007年1月）（16）XX市XX水库加固工程地质勘察报告（2011年）；（17）江西省小（2）型水库基本情况汇编（江西省水利厅水利管理处1999年3月）。二、地震烈69、度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（1）大坝坝体填筑土为含砾低液限粉土，孔隙比偏大,中等压缩性， 渗透系数K=1.310-69.110-5，属弱透水。坝基覆盖层多为含砾低液限粉土，渗透系数 K=1.910-67.210-6cm/s。具中等压缩性，属弱透水，不存在坝基渗漏问题。坝基下伏基岩为双桥山群石英云母片岩，透水率1.655.40Lu，属弱透水，不存在渗漏问题。坝肩山体地形坡度较陡，左坝肩（溢洪道左侧）有不同程度高约1015米的人工切坡，较易引起小规模滑坡；下伏基岩为双桥山群石英云母片岩，岩质坚硬，具弱透水性，不存在坝肩渗漏问题。表470、.3 大坝坝体和覆盖层物理参数指标采用表岩土名称参数名称含低液限粉土（大坝覆盖层）含砾低液限粉土（填筑土）含水量%31.4829湿密度(g/cm3)1.931.85干密度d(g/cm3)1.471.40孔隙比e0.8480.903比重Gs2.722.70抗剪凝聚力C(KPa)13.8513.4内摩擦角()24.0823.45渗透系数K(cm/s)6.3E-64.5E-5备 注强弱风化石英云母片岩透水率:q=5.4Lu（2）溢洪道溢洪道边坡为全（强）风化石英云母片岩，承载力值取fk150180Kpa，摩擦系数值f0.300.35，边坡坡率取11.5。溢洪道地基为强风化石英云母片岩，承载力值取fk71、280360Kpa，摩擦系数值f0.500.60，边坡坡率取0.50.75。（3）灌溉涵管坝下涵管管身地基为基岩风化层，其地基承载力满足要求，不会产生不均匀沉降的问题。地基承载力特征值建议取fk=250-300KPa。四、建筑物稳定安全系数（1）大坝抗滑稳定安全系数：正常运用1.25、非常运用1.15。（2） 溢洪道安全系数：泄槽段边墙按抗剪强度公式计算，正常运用1.05，非常运用1.0。4.4 工程总体布置XX水库除险加固工程均为原建筑物的基础上进行除险加固，工程总布置如下：（一）大坝（1）坝顶高程63.54m，宽5.0m，新建20cm厚泥结石路面，顶面向上、下游倾斜2%。；坝顶上、下游侧设72、砼路肩，路肩尺寸为0.40.2m；（2）大坝上游坝坡在62.00m高程以下采的干砌块石护坡，坡比1:2.5；由千枚岩岩块平铺而成，本次对大坝上游坡进行维持现状处理。下游坝坡坡比为1:2.2，草皮护坡，本次对大坝下游坡47.30m高程以上进行维持现状处理。（3）大坝下游坡47.30m高程以下新建排水棱体，坡比为1:2.0，排水体反滤层由细砂料及砂砾料综合组成。大坝下游贴坡排水体顶部设置断面0.30.3（宽深）的排水沟，结构材料为边墙采用C15砼预制块，底板采用现浇C20砼结构；贴坡排水体下游设纵向排渗沟，排渗沟底宽0.8m，外侧边坡11，采用C20砼现浇。（二）溢洪道溢洪道由进口段、控制段、泄槽73、段、消力池组成，全长100.66m。本次设计内容如下：（1）进口段（0-008.450+000.0桩号）加固后的溢洪道进口段长8.45m，底宽13.4212.50m，底高程为59.54m。边墙顶高程为60.04m63.09m。（2）控制段（0+000.00+002.66桩号）加固后的控制段采用无闸控制的自由泄流方式溢流，堰体为WES实用堰。溢流净宽单孔为6m，共两孔，总净宽为12m，堰顶高程为60.54m。控制段边墙顶高程与上坝公路路面连接。新建的堰上交通桥桥面宽2.0，长13.0m，桥面顶高程63.59m。（3）泄槽段（0002.660082.66桩号）加固后泄槽段共分三级，一级泄槽段（0+74、002.660+032.66桩号）为渐变段，底宽由12.5-6m，长30m，底板起点高程为59.54m，终点高程为57.50m，坡度为i=0.068；二级泄槽段（0+032.660+062.66）底宽为等宽6m的断面，长30.0m，底板起点高程为57.50m，终点高程为48.42m，坡度为i=0.309；三级泄槽段（0+062.660+082.66）底宽为等宽6m的断面，长20m，底板起点高程为48.42m，终点高程为38.67m，坡度为i=0.479；泄槽段底板和边墙为为整体式结构，采用C20钢筋砼。对溢洪道泄槽段左侧的上坝公路在原有基础上进行改造，对左侧较陡的山体进行削坡，坡度为1:1。（75、4）消力池（0082.660100.66桩号）消力池（0082.660100.66桩号）长18.0m，宽度由6.0m渐变至10.0m，底板高程为38.67m，末端设2.92m消力坎，消力池底板设400mm厚反滤层和排水管，消力池底板为C20钢筋砼，边墙为C20砼重力式挡土墙，消力池后边墙延伸接现状泄洪渠。（三）输水系统设施（1）封堵现状灌溉涵管；（2）沿管轴线新建虹吸管；（3）重建虹吸管进口段、管身段、出口消力池及出口与下游渠道连接段。（四）观测设施(1)坝体沉降位移观测在大坝周边合适基岩位置上各设置1个水准基点、1个校核基点； (2)库水位观测在大坝上游坝坡踏步右侧布置一排水位尺，对库水位进76、行观测，水位尺共计15m；（五）其他（1）大坝右岸新建一座20m2的水库管理房。（2）对进库上坝公路2.0km拓宽、整平，拓宽后路宽4.0m，路面采用泥结碎石路面。4.5 加固设计4.5.1 挡水建筑物一、坝顶高程计算根据水库调洪计算成果，水库按本次复核的正常蓄水位（60.54m）运行后。设计(P=5.0%)洪水位62.03m，校核(P=0.5%)洪水位62.59m，根据碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）的规定，坝顶超高按下式确定：Y= R+e+A式中：Y坝顶超高(m)； R最大波浪在坝坡上的爬高(m)； e最大风雍水面高度(m)； A安全加高(0.5m)。分别计算设计洪水位、校核洪77、水位情况下所要求的坝顶高程，取高值为本工程的设计坝顶高程。1、坝顶安全超高（A）：XX水库为五级建筑物，其正常运用情况下的安全超高为0.5m，校核洪水情况下坝顶安全超高0.3m。2、最大风雍水面高度（e）：风雍水面高度按下式计算：e=（KW2D/2gH）cos式中： K 综合摩阻系数，取K=3.610-6；W计算风速；库区多年最大平均风速V=15.0m/s。设计工况W=1.5V=1.515.0=22.5m/s。校核工况W=V=15.0m/s。D 吹程；按碾压式土石坝规范（SL274-2001）的规定，水库吹程因沿风向无局部缩窄或水域形状不规则的情况，故采用计算点到对岸的距离。在1/10000航78、测图中量得吹程D设=300m，D校=500m。H 水域的平均水深；H设21.37，H校21.91。 风向与坝轴线法线的夹角。将上述各值代入计算，得设计洪水位情况下e=0.0013m，校核洪水位情况下e=0.0009m。3、最大波浪爬高（R）：最大波浪爬高按工程等级确定，本工程为5级，设计爬高取累积概率P=2%的爬高值R=R2%=1.84Rm。Rm=KKw/(1+m2)1/2(hmLm)1/2式中：Rm平均波浪爬高；K斜坡糙率及渗透系数（取K=0.90）；KW经验系数，按W/（2g）1/2值查碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）表A1.12-2查得设计工况下Kw=1.03，校核工况下Kw79、=1.02。m斜坡的边坡系数，m2.5，hm、Lm波浪的波高系数和平均波长，采用鹤地水库公式计算，计算式为：gh2%=0.00625W1/6(gD/w2)1/3gLm/w2=0.0386(gD/w2)1/2式中：h2%累积频率为2%的波高，m。将上述各值代入公式计算得，h设=0.974m，h校=0.629m；L设=4.803m，L校=4.134m。可求得最大波浪在坝面上的爬高值。计算得设计工况爬高值为0.795，校核工况爬高值为0.587。其成果见表4.4。表4.4 水库坝高程计算成果表设计 工况水位 (m)计算 风速(m/s)平均波高(m)平均波长(m)风雍水面高度e(m)最大爬高R(m)安80、全 加高 (m)坝顶 超高 (m)计算坝顶高程(m)设计62.0322.50.4374.8030.00590.7950.51.29763.327校核62.59150.2824.1340.00230.5870.30.88863.478由此确定的XX水库按设计正常蓄水位60.54m运行后，大坝坝顶高程不应低于63.478m，现状的大坝顶高程为63.2963.84m。根据现状坝顶高程大部分在63.2963.84m之间，原设计坝顶高程为63.54m，故本次设计确定大坝顶高程为63.54m。二、坝顶设计根据相关计算和规范规定，大坝现状坝顶高程均满足设计要求，本次设计中现对坝顶进行整平，根据大坝现状坝顶宽81、度，确定大坝顶宽度为5.0m；大坝坝顶采用泥结石路面，厚20cm，顶面向上、下游倾斜2%，两侧设置砼路肩。三、上、下游坝坡及护坡设计经现场检查，大坝上游原干砌块石护坡、下游草皮护坡绝大部分较好，上游坝坡坡度为1:2.5，块石不存在明显的风化、冲刷等现象；下游现有草皮护坡较好，坡度为1:2.2；因此本次拟对大坝上、下游护坡维持现状处理，对下游坝坡新建排水体开挖断面处的草皮护坡进行重新铺设。四、下游反滤排水体设计现状大坝坝脚设有长30m贴坡排水，排水体块石风化、松动、局部出现滑塌现象。本次加固设计拟对大坝下游排水拆除新建棱体排水体。大坝重建棱体排水体位于大坝K0013.47K0044桩号，长30.82、53m，根据加固后渗流复核计算结果确定排水体顶高程47.30m，坡度为12.0。排水体反滤层由粗砂层、卵石层及块石层综合组成，反滤层由里游至外游第一层铺设250cm厚的粗砂层，粗砂粒径0.5d2mm，第二层为20cm厚卵石层，粒径2.0d40mm，第三层为干砌块石层，块径200mm。大坝下游排水体顶部设置断面0.30.3（宽深）的排水沟，结构材料为边墙采用C15砼预制块，底板采用现浇C20砼结构；排水体下游设纵向排渗沟，排渗沟底宽0.8m，外侧边坡11，采用C20现浇砼。五、踏步设计本次设计下游坝坡新建棱体排水，对开挖断面处的台阶及排水沟进行重新恢复原有尺寸，边墙为100mm厚C15砼预制块结83、构，底板为100m厚C20现浇砼。六、大坝防渗除险加固设计从地勘的分析结果可知：坝体填筑土为含砾低液限粉土，孔隙比偏大,中等压缩性， 渗透系数K=1.310-69.110-5，属弱透水。坝基覆盖层多为含砾低液限粉土，渗透系数 K=1.910-67.210-6cm/s。具中等压缩性，属弱透水，不存在坝基渗漏问题。坝基下伏基岩为双桥山群石英云母片岩，透水率1.655.40Lu，属弱透水，不存在渗漏问题。坝肩山体地形坡度较陡，左坝肩（溢洪道左侧）有不同程度高约1015米的人工切坡，较易引起小规模滑坡；下伏基岩为双桥山群石英云母片岩，岩质坚硬，具弱透水性，不存在坝肩渗漏问题。针对XX水库大坝坝体填筑土84、坝基覆盖层、坝基及坝肩均不存在渗漏问题，故本次未对大坝进行防渗除险加固。八、大坝坝体稳定计算本设计对大坝加固前、后的坝体进行稳定计算。一、渗流计算（1）计算工况1）上游正常蓄水位与下游相应的最低水位；2）上游设计洪水位与下游相应的水位；3）上游校核洪水位与下游相应的水位；（2）计算参数选定根据土工试验报告和XX水库除险加固工程地质勘察报告中提供的物理力学指标，经设计与地质人员共同商讨，综合分析选定计算参数。渗流计算时的大坝分区和参数见表4.6。大坝渗流分析、及稳定计算断面见附图4.1。表4.6 大坝渗流计算分区及渗透系数取值表部位、土层定名渗透系数(cm/s)允许渗透坡降备注大坝含砾低液限粉85、土（填筑土）4.510-50.37含低液限粉土（大坝覆盖层）6.310-60.39（3）渗流计算大坝渗流计算采用北京理正软件设计院开发的理正渗流稳定验算系统（5.1版）进行计算，该程序适用于不规则边界的各向异性渗流场，能有效解决各类土石坝的复杂渗流状况的渗流分析问题，程序的求解方法基于三角形单元的有限元法。按选定的渗透系数分区及边界条件对三种工况进行渗流计算，可得各工况下大坝各典型计算断面的渗流流网及单宽流量，渗流计算结果见表4.7，典型断面三种工况下的大坝渗流成果图见附图4.2。表4.7 不同工况大坝浸润线位置表计算水位工况下游坝坡出逸坝基最大渗透坡降下游坝坡出逸点位势（）计算单宽流量（m386、/dm）上游水位(m)下游水位(m)逸出点高程(m）逸出点渗透坡降可能的逸出段渗透坡降坝基覆盖层正常水位60.5442.40加固前54.200.340.500.44600.2560.5442.40加固后45.400.300.300.30180.20设计水位61.5042.50加固前54.500.360.500.45660.2662.0342.50加固后45.600.350.300.30190.22校核水位62.3543.00加固前54.900.380.500.45700.2862.5943.00加固后45.650.360.300.31190.25从表4.7中可以看出，大坝新建棱体排水后加固后浸87、润线比加固前有较大程度的降低，且渗透坡降和渗透流量减小很多，防渗效果明显，满足规范要求。附图4.1大坝渗流、稳定计算断面图附图4.2大坝渗流计算成果图（二）大坝坝坡稳定计算（1） 计算工况正常运用情况：库水位为正常水位及设计水位时大坝形成稳定渗流期的下游坝坡抗滑稳定计算；非常运用情况：库水位为校核水位时大坝可能形成稳定渗流期下游坝坡的抗滑稳定计算；该坝已运行40余年，故不作施工期稳定计算。（2） 计算参数选定依据XX水库除险加固工程地质勘察报告和土工试验成果，考察类似工程情况，经综合分析选定，抗剪强度采用小值平均值，容重采用算术平均值作为计算指标，各指标采用值见表4.8。根据中国地震动参数区划88、图（GB18306-2001）,坝址区地震动峰值加速度小于0.05g，可不进行抗震安全复核。表4.8 大坝岩土物理力学指标表 指 标分 区湿密度（g/cm3）干密度（g/cm3）凝聚力C（kpa）内摩擦角（）有效应力指标有效应力指标大坝含砾低液限粉土（坝体填筑土）1.851.4013.423.45低液限粉土（坝基覆盖层）1.931.4713.8524.08（3）计算方法按照碾压式土石坝设计规范SL2742001的规定，坝坡稳定计算按计及条块间作用力的简化毕肖普法计算，稳定渗流期采用有效应力法对下游坝坡进行稳定计算，水位降落时分别采用有效应力法和总应力法对上游坝坡进行稳定计算，计算断面见附图4.89、3。（4）大坝坝坡稳定计算本工程采用北京理正软件设计院开发的理正边坡稳定验算系统（5.1版）进行计算，现状大坝和加固后大坝各典型断面的坝坡稳定计算成果详见表4.9，大坝坝坡稳定计算成果图见附图4.4。表4.9 大坝坝坡稳定计算成果表计算工况毕肖普法安全系数备注加固前加固后大坝正常运用上游正常水位1.011.34规范规定值1.25上游设计洪水位0.951.33非常运用上游校核洪水位0.891.23规范规定值1.15从表4.9中可以看出，大坝加固后下游坝坡抗滑稳定安全系数比加固前提高了0.330.38，且均满足规范要求，说明大坝除险加固很有必要，设计选择的处理方案效果明显，达到设计目的。附图4.390、大坝稳定计算成果图4.5.2 泄水建筑物现状溢洪道布置在大坝左岸的山体上，为天然山体开挖而成。2010年根据江西省水利厅制定的江西省小（2）型病险水库应急除险实施方案及小（2）型病险水库应急除险定型设计图已经对溢洪道由进口段、控制段及泄槽段前30m进行了除险加固。溢洪道进口段现状底宽9.37m，边墙为浆砌块石挡墙，溢洪道进口控制段及包括泄槽段前30m范围内底板均下挖了1m，进口控制段底板高程为59.54m，分三孔，闸墩设闸槽，非汛期采用叠梁闸门挡水，使水位保证在正常蓄水位60.54m，底板泄流总净宽5.13m，桥墩堰上设人形桥，边墙为浆砌石结构；泄槽段底宽3.04.7m，边坡1:0.51:1，91、底板与边墙均为砼结构，经调洪后，现状控制段不满足泄流安全，人行桥高程不满足要求，泄槽段底板和边墙现状冲刷严重，存在裂缝，现状溢洪道无消能设施。针对溢洪道现状存在的问题，对现状溢洪道进口段、控制段、泄槽段及消力池进行除险加固设计，本次设计内容如下：溢洪道由进口段、控制段、泄槽段、消力池组成，全长109.11m。（1）进口段（0-008.450+000.0桩号）加固后的溢洪道进口段长8.45m，底宽13.4212.5m，底高程为59.54m。底板采用0.3m厚C20砼结构衬护，下设0.1m厚C10砼垫层；边墙采用C20砼重力式挡墙，挡墙顶宽0.5m，挡墙迎水面直立，背水面坡比1：0.5，边墙顶高程92、为60.04m63.09m。边墙每1.5m布置PVC排水管（50mm），呈梅花形排列。在与控制段连接处设分缝，缝内采用沥青杉板填缝，橡皮止水。（2）控制段（0+000.00+002.66桩号）加固后的控制段采用无闸控制的自由泄流方式溢流，堰体为WES实用堰，堰体单孔宽为6m，共两孔，溢流总净宽为12m，堰体中间设500mm厚中墩，中墩上下游形状采用半圆形形式使水流平顺，半径为=250mm，在高程59.54-60.54m范围内溢流净宽为7.125m，堰顶高程为60.54m。控制段边墙、底板采用C25钢筋砼整体现浇结构，底板下设C10砼垫层。新建堰上人行桥桥面采用现浇式钢筋砼结构，砼强度等级为C293、5，桥面宽2.0，总长为13m，分两跨，单跨长度为6.5m，桥面顶高程63.59m。（3）泄槽段（0002.660082.66桩号）加固后泄槽段共分三级，一级泄槽段（0+002.660+032.66桩号）为渐变段，底宽由12.5-6m，长30m，底板起点高程为59.54m，终点高程为57.50m，坡度为i=0.068；二级泄槽段（0+032.660+062.66）底宽为等宽6m的断面，长30.0m，底板起点高程为57.50m，终点高程为48.42m，坡度为i=0.309；三级泄槽段（0+062.660+082.66）底宽为等宽6m的断面，长20m，底板起点高程为48.42m，终点高程为38.694、7m，坡度为i=0.479；泄槽段底板和边墙为为整体式结构，采用C20钢筋砼。泄槽段边墙、底板每隔10.0m设伸缩缝，并采用沥青衫板填缝，止水橡皮止水。泄槽段边墙每1.5m布置PVC排水管（50mm），呈梅花形排列，对溢洪道泄槽段左侧的上坝公路在原有基础上进行改造，对左侧较陡的山体进行削坡，坡度为1:1。（4）消力池（0082.660100.66桩号）消力池（0082.660100.66桩号）长18.0m，宽度由6.0m渐变至10.0m，底板高程为38.67m，末端设2.92m消力坎，消力池底板设400mm厚反滤层和排水管，消力池底板为C20钢筋砼，边墙为C20砼重力式挡土墙，消力池边墙、底板95、每10m设分缝，伸缩缝内采用沥青衫板填缝，消力池后边墙延伸接现状泄洪渠。（1）溢流堰泄流能力计算根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL2522000)的规定，XX水库溢洪道为5级建筑物，设计洪水标准为P=5%，库水位为62.03m，相应下泄流量为46.11m3/s；校核洪水标准为P=0.5%，库水位为62.59m，相应下泄流量为74.08m3/s。溢洪道泄流量按实用堰计算，计算公式为：式中：Q流量， m3/s；m流量系数，与相对上游堰高P1/H及堰头形式有关；侧收缩系数， B溢流净宽，B=12m；H0计入行近流速水头的堰上总水头，H0Hv2/2g，m；溢洪道实用堰泄流水位流量关系曲线见表4.96、10。表4.10 堰前水位与宽顶堰泄流关系表水库水位（m）堰上水头（m）B（m）流量Q（m3/s）60.540.0012.00.0060.740.2012.02.0460.940.4012.05.7461.140.6012.010.5261.340.8012.016.9361.541.0012.024.3361.741.2012.032.6361.941.4012.041.7762.141.6012.051.5062.341.8012.061.3962.542.0012.071.5462.742.2012.082.1162.942.4012.093.08（2）泄槽水面线推求加固后的一级泄槽段（97、0+002.660+032.66桩号）为渐变段，底宽由12.5-6m，长30m，断面为矩形断面，坡度为i=0.068；二级泄槽段（0+032.660+062.66）底宽为等宽6m，断面为矩形断面，坡度为i=0.309；三级泄槽段（0+062.660+082.66）底宽为等宽6m，断面为梯形断面，坡度为i=0.479。泄槽段按二十年一遇洪水标准设计（Q=46.11m3/s），二百年一遇洪水标准校核设计（Q74.08m3/s），根据溢洪道设计规范（SL253-2000）的有关规定，泄槽水面线按非棱柱体河槽水面线公式计算。a泄槽坡度判断 临界水深计算公式： 水力计算手册 式中： Q断面流量，Q(0.98、5%)84.10m3/s、Q(5%)51.10m3/s；修正系数，取1.05；、临界水深时过流断面面积H和水面宽度。 其中：， Bk=12.0m 临界水深；b泄槽底宽 ；m边坡系数；经试算临界水深： =1.74m、=1.25m临界坡降 水力计算手册式中：、临界水深时的谢才系数和湿周；其中：，；n泄槽糙率，取0.014；动能修正系数，取1.05；临界水深时的水力半径计算得出：一级泄槽 =0.0021、0.0022。现有泄槽底板坡度iik，可知泄槽坡度为陡坡。b泄槽水深计算由于泄槽坡度为陡坡，故此次推算水面线以堰下收缩断面为起始断面，推算公式如下： Z1+1v12/(2g)+v12/(2g)-S=99、Z2+2v22/(2g)+v22/(2g)（水力学，李家星、陈立德主编，河海大学出版社）；式中：Z1、Z2上游、下游控制断面的水位，m；v1 、v2上游、下游控制断面的流速，m；1、2上游、下游控制断面的动能校正系数，分别取1.05；进水渠平均局部阻力系数，： S进水渠的长度， Q进水渠流量，m3/s；式中：n河道糙率；R1、R2上游、下游控制断面的水力半径；A1、A2上游、下游控制断面的过水面积，m2；C1、C2上游、下游控制断面的谢才系数。3、掺气水深计算：掺气水深按溢洪道设计规范(SL253-2000)附录A中的公式计算：式中：h、泄槽计算断面的水深及掺气后的水深； v不掺气情况泄槽计算100、断面的流速； 修正系数，可取1.01.4s/m，流速大者取大值。泄槽下泄流量取二百年一遇洪水流量（84.10m3/s），边墙安全超高校核标准时取0.51.5m，计算结果见表4.11。表4.11 泄槽水面线计算成果表断面陡槽距离 (m)计算水深 (m)流速 (m/s)掺气增加水深(m)掺气后水深（m）安全超高（H）原底板高程（H）设计底板高程（m）0.33%水面线（m）设计边墙高程（m）0+002.660.00 1.73 3.89 0.07 1.80 0.94 59.70 59.54 61.34 62.28 0+012.6610.00 1.38 5.88 0.08 1.47 1.27 59.60101、 58.86 60.33 61.60 0+022.6610.00 1.57 6.55 0.10 1.67 1.06 59.27 58.18 59.85 60.92 0+032.6610.00 2.10 6.68 0.14 2.24 0.50 58.46 57.50 59.74 60.24 0+042.6615.80 1.29 10.88 0.14 1.43 0.50 54.93 54.41 55.84 56.34 0+052.6617.20 1.05 13.28 0.14 1.20 0.50 52.43 51.33 52.52 53.02 0+062.6610.00 0.93 15.10 0.102、14 1.07 0.50 50.87 48.24 49.31 49.81 0+072.610.00 0.80 17.52 0.14 0.94 0.50 45.03 43.46 44.39 44.89 0+082.6610.00 0.72 19.41 0.14 0.86 0.50 41.30 38.67 39.53 40.03 由上表可知，泄槽在二百年一遇泄流量时设计边墙高度满足规范要求。（3）消能设施水力计算级消力池消能方式为底流消能，根据防洪标准溢洪道消能结构按10年一遇洪水进行计算，计算流量Q=40.9m3/s，消能设施计算如下：式中：Fr佛汝德数，g取9.8；hc收缩水深；V跃前断面平均103、流速，19.41m/s；hc跃后水深，m；K保证水跃淹没的安全系数，取1.05；L消力池长度，m。消力池按5级建筑物设计，其设计洪水标准为10年一遇，相应溢洪道下泄流量为40.9 m3/s。由泄槽段水面线可知一级消力池：hc=0.86m,相应下游水深ht=1.52m, 经计算得hc11=4.58m, 池深S=2.92m, 池长L=16.60m。本次新建消力池尺寸为池深S=2.92m, 池长L=18.0m，故满足消能要求。4.5.3 输水建筑物一、输水建筑物现状及存在问题灌溉涵管建于1970年，涵管位于大坝右坝肩，为坝下埋管，涵洞长约66m，进口底高程50.00m，出口高程48.46m，管身结构104、为砼方涵，方涵尺寸为0.50.4m。涵管进口形式为斜卧管，采用木塞控制。管身存在裂缝、冲刷、渗漏现象，进口为斜卧管，采用木塞控制，存在砼剥落、漏水现象。二、灌溉涵管设计本次对灌溉涵管拟定方案1（新建虹吸管）和方案2（原址重建箱涵）进行比较。1、方案1（新建虹吸管）虹吸管位于大坝0060桩号，全长78.4m，管轴线基本沿原涵管轴线布置，涵管轴线与坝轴线交角为74新建虹吸管采用Q235钢管，厚8mm，表层进行镀锌防腐处理，。进出口底板高程分别为50.00m和48.46m，沿坝坡敷设，在坝坡穿坝而过。经过流计算，虹吸管内径均选为：0.5m。长度：虹吸管长78.4m。坝下虹吸管进口设C20钢筋砼进水箱105、，内空232.6m，顶部及前端均设拦污栅，栅条间净距5cm。出口设C20钢筋砼消能调节箱，内空22.53.5m，两侧均设C20砼重力式挡墙，顶宽0.5m，高2.0m，底部设C20砼护砌。涵管出口消力池段长5.5m，边墙采用C20砼重力式挡土墙，墙顶高程49.40m，顶宽0.5m，底板采用0.3m厚C20砼结构，出口底板高程为48.46m。出口段设8m消力池，消力池后接下游渠道连接段长度31.40m，本次对下游渠道连接段进行重建边墙，底板为维持现状整平处理，边墙为C20砼重力式结构，出水渠末端连接至灌溉老渠道。2、方案2（原址重建箱涵）坝下涵管位于大坝0060桩号，全长77.5m，涵管轴线基本沿106、原涵管出口布置，涵管轴线与坝轴线交角为74。本次设计灌溉涵管进口高程与现状一致，进口高程为50.00m，出口高程为48.46m，涵管管身纵坡i=0.023；灌溉涵管共分进口控制段、管身段和出口连接段三部分。（1）进口控制段（0+002.5-0+003.5）本次设计涵管进口采用铸铁闸门控制，进口段设八字墙和闸室，进口底板高程为50.00m，进口八字墙长2.5m，采用C20砼重力式结构，墙顶高程为50.5051.80m，闸室段长3.5m，采用C25钢筋砼结构，上部设框架结构启闭机房，启闭台面高程为63.35m，并架设人行桥与右岸山体相连，闸门尺寸为1.0m1.0m，选用铸铁闸门和12t螺杆式启闭机107、。（2）管身段（0+003.5-0+069.5）本次设计灌溉涵管管身采用净空为1.01.0m的现浇C25钢筋砼箱涵结构，单节长为11.0m，壁厚0.25m，现浇箱涵共6节，总长66.0m，纵坡为i0.023。现浇箱涵分缝采用橡皮止水，沥青杉板填缝。（3）出口段（0+069.5-0+112.4）涵管出口消力池段长5.5m，边墙采用C20砼重力式挡土墙，墙顶高程49.40m，顶宽0.5m，底板采用0.3m厚C20砼结构，出口底板高程为48.46m。出口与下游渠道连接段长度37.4m，本次对其进行重建边墙，底板为维持现状整平处理，边墙为C20砼重力式结构，出水渠末端连接至灌溉老渠道。以上两种方案各有108、优缺点：第一：从施工方面来看，方案一施工简单，开挖较少，工期短，施工质量容易控制，但需大型的吊装设备；方案二模板和钢筋制安、砼浇筑均较为复杂，特别是砼浇筑难度较大，工程质量难以控制，施工周期较长。第二：从工程安全方面来看，方案一和方案二均整体性较好，接头止水较为可靠，工程安全性好。第三：从工程投资方面来看，方案1（新建虹吸管）比方案2（原址重建箱涵）造价较低，两方案主要工程量见表4.12与表4.13。表4.12 方案1（新建虹吸管） 单位：万元工程或费用名称单位数量单价（元）合价（万元）虹吸管工程21.48(一)进口消力池段1.53钢筋砼拆除（运距500m）m318128.560.23老涵管进109、口C20砼封堵m32300.440.06老涵管出口反滤料填充m32117.510.02土方开挖m3104.810.90.11土方回填（利用开挖料）m355.18.270.05石方开挖（强风化）m316.634.20.06C25砼消力池m318.6331.480.62普通平面钢模板m293.0940.910.38(二)管身段9.77土方开挖（运距500m）m31439.910.91.57土方回填（利用开挖料）m31015.78.270.84粘土填筑m3424.1729.561.25干砌块石拆除m3141.8227.080.38干砌块石护坡（利用料）m364.4623.650.15干砌块石护坡（外110、运）m364.4651.590.33砂卵石垫层m342.98115.650.5草皮护坡m2330.228.840.29C20砼外包m318.6331.080.62C20砼镇墩m331.1305.840.95C20砼支墩m37.9305.840.24普通平面钢模板m2268.1140.911.1钢筋制安t27733.861.55(三)管理房0.72管理房m298000.72(四)出口段2.63土方开挖（运距500m）m356.210.90.06土方回填m322.68.270.02C20砼m316.2332.910.54普通平面钢模板m238.440.910.16钢筋制安t2.47733.861.111、86(五)消力池段1.97土方开挖（运距500m）m39910.90.11土方回填m311.28.270.01石方开挖m3112.124.280.27原浆砌块石拆除m324.230.830.07C20砼边墙m328.7322.40.93C20砼底板m35.4305.10.16C10砼垫层m31.8282.620.05沥青衫板填缝m23.9698.770.04普通平面钢模板m279.640.910.33(六)渠道连接4.85土方开挖m3136.86.150.08土方回填（利用开挖料）m3109.448.270.09石方开挖（强风化）m328.534.20.1C20砼边墙m3134.3322.44112、.33沥青衫板填缝m213.6898.770.14橡皮止水m14.480.090.12表4.13 方案2（原址重建箱涵） 单位：万元工程或费用名称单位数量单价（元）合价（万元）灌溉涵管工程51.12(一)进口控制段3.68土方开挖m328.510.90.03土方回填（利用开挖料）m311.48.270.01石方开挖（强风化）m3634.20.02钢筋砼拆除（运距500m）m31.56128.560.02C20砼边墙m310.2322.40.33C20砼底板m33.96305.10.12闸室C25砼底板m35.67329.270.19闸室C25砼边墙m317.64342.880.6普通平面钢模板113、m293.0940.910.38钢筋制安t2.567733.861.98(二)管身段31.25土方开挖（运距500m）m36882.2510.97.5石方开挖（强风化）m3288.7534.20.99土方回填（利用开挖料）m35144.88.274.25钢筋砼拆除m315.84128.560.2粘土填筑m31382.729.564.09C25砼管身m392.2351.113.24钢筋制安t11.067733.868.55C10砼垫层m312.34273.550.34普通平面钢模板m2268.1161.991.66橡皮止水m3680.090.29沥青衫板填缝m213.598.770.13(三)消114、力池段1.56土方开挖（运距500m）m33310.90.04原浆砌块石拆除m324.230.830.07C20砼边墙m320.69322.40.67C20砼底板m34.49305.10.14PVC排水管（50mm）m8.07100.01沥青衫板填缝m23.9698.770.04钢筋制安t0.47733.860.31普通平面钢模板m270.2940.910.29(四)渠道连接4.85土方开挖m3136.86.150.08土方回填（利用开挖料）m3109.448.270.09石方开挖（强风化）m328.534.20.1C20砼边墙m3134.3322.44.33沥青衫板填缝m213.6898.7115、70.14橡皮止水m14.480.090.12(五)启闭工作台9.78C25砼启闭台梁、板、柱m313.43357.840.48C25砼工作桥排架m333.84346.351.17C20砼工作桥栏杆m365.6326.292.14普通标准钢模板（梁板柱部位）m2286.1236.451.04启闭房m315.36000.92钢筋制安t5.27733.864.02通过上述几方面的综合分析比较可知：方案一造价（新建虹吸管）21.48万元比方案二造价（原址重建箱涵）51.12万元较少，鉴于方案一施工工期短，开挖较少，工程安全可靠，投资造价较低，因此本设计选择方案一，即新建虹吸管方案。三、输水建筑物过水116、能力复核1、虹吸管输水能力计算，采用以下公式：式中：水头损失，（沿程水头损失，=8g/c2=0.019；局部水头损失j=4.26；） c1/(L/D+j)=0.37Z上下游水头差，Z=50.00-48.46=1.54m。故输水能力QcA（2gZ)0.5=0.4 m3/s 计算得流速V=2.04 m/s。2、安装高程复核计算虹吸管最高点与上游水面高差采用以下公式计算：式中：虹吸管最大允许真空值，取7.50m；系数，取1； 沿程水头损失，m；进口至管最高点末端断面总长度60.75m；至上述断面的局部水头损失总和，m；D虹吸管管径0.5m； v管内流速，m/s。算得：Zs7.25m，虹吸管最高点与上117、游水面高差应满足Zs=7.25m，本次设计虹吸管最高点与死水位高差为7m，故满足要求。3、虹吸管运行注意事项由于新建虹吸管在运行中难免有空气跑入管道，故设计在管道最高点设了一个液气交换箱，该液气交换箱的功能是把跑入管道中的空气与箱中的水体进行交换，一箱 200L 的水一般可维持 3040d 正常使用，箱中水位降至 1/3 左右，可由人工添加箱中水量，保证虹吸管的正常运行。a、施工安装。放水管管材选用A3钢，内外涂沥青防腐。钢管沿坝坡铺设，每隔45m设置支墩，横管左端设置一个镇墩。进水口设置拦污栅，进水管口设置底阀（有滤网）。出水口设置闸阀，调节控制流量。横管段焊接排气管与注水管，排气管内径为5118、0mm，注水管内径为80mm，管材为镀锌管。b、放水操作步骤。当水库下游需用水时，可按下列操作步骤放水：关闭出水口闸阀；用离心泵抽取水库水，通过管顶注水管向虹吸管充水或人工充水；虹吸管充满水后即可开启出水口闸阀，进行放水。四、原坝下涵管封堵设计加固后输水建筑物采用虹吸管取水，故需对现状灌溉涵管进行封堵。现状灌溉涵管封堵对涵管进口段采用C20砼封堵，封堵长度为10m；涵管出口采用砂卵石封堵，封堵长度为10m。4.5.4 主要工程量汇总表4.14 主要工程量汇总表编号工程或费用名称单位数量单价（元）第一部分 建筑工程一大坝除险加固工程(一)坝顶清表（运距500m）m340.59.82土方开挖m37119、710.9土方回填（利用开挖料）m346.28.27泥结石路面（厚20cm）m2372.627.92C20砼路肩m312.96312.51普通标准钢模板m230.7840.91(二)背水坡C15砼踏步m35.18297.15草皮护坡m25508.84(三)排水体土方开挖（运距500m）m3161210.9土方开挖m310236.15干砌块石拆除m39327.08土方回填（利用开挖料）m310238.27C15砼压顶m34.8297.15干砌块石m31519180.66排水体反滤料铺设m3365.8115.65排水沟C15砼预制块边墙m33.1413.48排水沟C20砼底板m30.93305.1120、导渗沟C20砼m36.3305.1沥青杉板填缝m21.0498.77普通标准钢模板m236.8540.91(四)排水沟土方开挖（运距500m）m33510.9土方回填（利用开挖料）m329.158.27排水沟C15砼预制块边墙m37413.48排水沟C20砼底板m32.1305.1二溢洪道除险加固工程(一)进口段土方开挖m3209.7110.9土方回填（利用开挖料）m3153.48.27C20砼底板m333305.1普通标准钢模板m2251.5440.91C20砼边墙m372.8322.4C10砼垫层m311271.52PVC排水管（50mm）m26.310土工布铺设m21.538.57(二)121、控制段土方开挖m312610.9土方回填（利用开挖料）m3278.27C25砼现浇m361.41351.2PVC排水管（50mm）m2.410土工布铺设m20.548.57砂卵石反滤m30.22115.65C10砼垫层m30.6271.52止水橡皮m2680.09沥青衫板m27.898.77钢筋制安t4.917733.86普通标准钢模板m2161.7540.91(三)交通桥C25砼梁m37.56357.84栏杆m32180普通标准钢模板m220.340.91钢筋制安t0.97733.86(四)泄槽段土方开挖m32218.7610.9石方开挖（强风化）m32952.0734.2土方回填（利用开挖122、料）m3577.4688.27C20砼边墙m3356.74322.4普通标准钢模板m2820.3540.91橡皮止水m5280.09沥青衫板填缝m237.8498.77土工布铺设m29.928.57砂卵石反滤m321.97115.65钢筋制安t42.757733.86PVC排水管（50mm）m87.4710(五)消力池土方开挖m3163.86.15石方开挖（强风化）m363034.2土方回填（利用开挖料）m31268.27C20砼底板m375305.1C20砼边墙m3349.2322.4普通标准钢模板m21015.9840.91砂卵石反滤m345115.65PVC排水管（50mm）m7.510123、土工布铺设m21.358.57沥青衫板填缝m251.498.77钢筋制安t67733.86三虹吸管工程(一)进口消力池段钢筋砼拆除（运距500m）m318128.56老涵管进口C20砼封堵m32300.44老涵管出口反滤料填充m32117.51土方开挖m3104.810.9土方回填（利用开挖料）m355.18.27石方开挖（强风化）m316.634.2C25砼消力池m318.6331.48普通平面钢模板m293.0940.91(二)管身段土方开挖（运距500m）m31439.910.9土方回填（利用开挖料）m31015.78.27粘土填筑m3424.1729.56干砌块石拆除m3141.822124、7.08干砌块石护坡（利用料）m364.4623.65干砌块石护坡（外运）m364.4651.59砂卵石垫层m342.98115.65草皮护坡m2330.228.84C20砼外包m318.6331.08C20砼镇墩m331.1305.84C20砼支墩m37.9305.84普通平面钢模板m2268.1140.91钢筋制安t27733.86(三)管理房管理房m29800(四)出口段土方开挖（运距500m）m356.210.9土方回填m322.68.27C20砼m316.2332.91普通平面钢模板m238.440.91钢筋制安t2.47733.86(五)消力池段土方开挖（运距500m）m39910125、.9土方回填m311.28.27石方开挖m3112.124.28原浆砌块石拆除m324.230.83C20砼边墙m328.7322.4C20砼底板m35.4305.1C10砼垫层m31.8282.62沥青衫板填缝m23.9698.77普通平面钢模板m279.640.91(六)渠道连接土方开挖m3136.86.15土方回填（利用开挖料）m3109.448.27石方开挖（强风化）m328.534.2C20砼边墙m3134.3322.4沥青衫板填缝m213.6898.77橡皮止水m14.480.09四永久交通工程进库公路km250000五永久房屋建筑工程管理房m220800六其他建筑工程(一)内部观126、测工程观测基点、校核基点个21000(二)动力照明线路工程动力线路km2.535000(三)其他水位标尺m151004.6 上坝道路水库大坝左侧有一宽度为2.5-3.5m左右的上坝道路，通往XX村，道路长度约2.0km，为泥质路面，目前路面状况较差，不满足防汛要求，需要整平、拓宽。鉴于现状上坝道路不能满足通车要求，本次设计予以拓宽、整平，拓宽后路宽4.0m，路面采用泥结碎石路面。4.7 安全监测设计XX水库始建于上个世纪七十年代初，目前缺少水情、渗流监测、大坝变形观测设施。根据本水库工程规模和实际情况，主要进行坝体位移和沉降观测、库水位观测等项目。观测设计原则：各观测仪器、设备的选择，要考虑设127、备的可靠耐久性、经济性及实用性。布置应结合工程具体条件，即能较全面地反映工程的运行状态，又突出重点；同时应保证在恶劣气候条件下能够获得观测数据。(1)坝体沉降位移观测在大坝周边合适基岩位置上各设置1个水准基点、1个校核基点，高程由国家水准点引测。 (2)库水位观测在大坝上游坝坡踏步右侧布置一排水位尺，对水库水位进行观测，水位尺共计15米。5 施工组织设计5.1 施工条件本工程地处XX市XX乡XX村，进库公路路况较差，工程所在地属亚热带湿润季风气候区，四季分明，年平均降雨量1773mm，47月为主要雨季，占年降雨量的一半左右，10月至次年3月为枯水期，是施工的黄金季节。施工场地较狭窄，工程布置必128、须合理，开工期和竣工期有限制，开工必须待二季稻不用水时才能空库动工，而竣工期必须在次年的3月底以前，所以主要施工期应放在10月至次年3月底。本工程使用的建材均是普通建筑材料，来源供应充足，供电可临时架设场内低压线路，用水可就近在库内抽取。库区附近天然建筑材料，砂、砂砾石、块石料需在销售点购买，储量可满足施工需求。砂、砂砾石运距约20km，块石料运距约40km；粘土料可到XX村山坡附近采取，运距约5.0km，其储量、质量均可满足设计要求。XX水库本次涉及导流加固内容为坝下灌溉涵管的封堵，涉及导流部分需设置临时围堰进行挡水。对大坝上游和灌溉涵管草袋土石围堰施工，围堰顶宽2.0m，上、下游坡1:1.129、0，主要采用挖掘机抛填为主，人工配合为辅的施工方法。既先在灌溉涵管顶上用挖掘机对灌溉涵管进口进行土石方抛填，待填土露出水面后，再将挖掘机开至进口对围堰进行挖填修整，同时进行草袋土石围堰的填筑，形成草袋土石围堰。围堰拆除采用反铲挖除，5t自卸汽车运至弃渣场弃渣。5.2 主体工程施工5.2.1 施工总体布置XX水库除险加固枢纽工程各建筑物较为集中，相互间的施工干扰较大，要求施工合理布置，把相互间的干扰减到最小。因溢洪道离灌溉涵管较远，为方便施工，在灌溉涵管及溢洪道修建场地，各建一个砼搅拌站。施工工棚及生活设施搭建在大坝左侧的平地上，施工机构的机修及停放布置在工棚附近。砂、卵石、块石的堆放应根据施工130、需要及方便就近堆放，但应控制放堆量，一般考虑两天的施工用料。上坝便道及机耕道要及时新建、维修，确保对外交通畅通。5.2.2 主体工程施工一、土石方开挖土方开挖采用59kw推土机，配1m3反铲挖土，5T自卸汽车运土至弃碴场。石方开挖应自上而下分层进行，分层的厚度应根据地质条件、出渣道路、施工部位、开挖规模、开挖断面特征、爆破方式、开挖运输设备性能及规范要求综合确定。高边坡开挖原则：避免二次开挖；采用预裂爆破；坡顶需设排水沟。开挖爆破原则：技术先进可靠，经济合理，爆破时不致损坏基础和危及附近建筑物安全；爆破参数选择合理，爆后边坡稳定，块度适当，爆破相对集中。二、土石方填筑土石方填筑采用5t自卸汽车131、运料至工作面，74kW推土机铺料、平整，13.5t振动碾碾压。分层厚度按30cm，碾压遍数68遍，具体碾压参数应在正式填筑施工前通过试验确定。对轮胎碾碾压不到的地方和邻近结构物的地方，采用蛙式夯压实或人工夯实。粘土料填筑前，应进行相应的土工试验，测定土体的最佳含水量和最大干容重等有关指标。填筑施工过程中严格控制填料的含水量，含水量过大要适当晾晒，过小则适当洒水。三、干砌、浆砌块石及砼拆除砌石采用人工拆除，砼的拆除采用1m3液压挖掘机拆除，均用5t自卸汽车运碴出场。四、混凝土预制块混凝土预制块主要为大坝上游坡面的护坡工作。混凝土预制块在预制厂预制，大坝可用58t 自卸汽车运至工作面附近，大坝需用132、58t 自卸汽车运至材料工棚堆放，采用胶轮车运至大坝坝脚，然后采用人工搬运至工作面附近。大坝砼预制块砌筑坝由人工卸下并按六面体拼装铺设。五、干砌块石砌筑干砌块石砌筑采用5t自卸汽车运块石至工地，人工搬运至施工点，人工砌筑。施工顺序为：先依次铺设砂垫层、砾石层，再砌筑块石体。块石要求采用新鲜坚硬的岩石，砌筑时，应将大面朝下，砌筑密实，空隙间嵌填小块石，采用自下而上逐层砌筑的方法施工，不得使用有尖角或薄边的石料砌筑；石料最小边尺寸不宜小于要求尺寸；砌石应垫稳填实，与周边砌石靠紧，严禁架空；严禁出现通缝、叠砌和浮塞；不得在外露面用块石砌筑，而中间以小石填心；不得在砌筑层面以小块石、片石找平；坝顶应以133、大石块压顶；因坝面承受大风浪冲击，宜用粗料石丁扣砌筑。六、砼浇筑在施工现场砼浇筑采用0.4m3拌和机拌制，人工双胶轮车运送入仓，人工平仓、机械捣实、人工洒水养护。七、草皮护坡草皮护坡主要部位为下游棱体排水开挖断面处的重新铺设，在坝坡表面先铺一层腐植土，施肥后再铺设草皮。八、金属结构安装金属结构安装主要包括虹吸管钢管、拦污栅等。采用平板车运至各工作部位附近，采用汽车吊装和卷扬机等其它方法吊装。九、观测、管理设施施工水情观测设备应由市水文站或委托专业单位进行安装，调试合格交付水库管理单位。水库管理房应严格按工民建施工规范进行施工。5.3 施工总进度本工程施工总工期为12个月，拟分二个枯水期跨年度施134、工。自第一年9月开始施工准备，10月开始主体工程施工，至第二年年底全部工程完工，总工期12个月（其中第二年主汛期47月未计入）。具体安排如下：（1）第一年9月施工准备；（2）第一年10月次年3月进行上坝公路施工、大坝除险加固及输水建筑物施工及溢洪道除险加固施工，工期6个月； （3）第二年8月12月进行涵管出口渠道连接段、金属结构及安装工程等施工，工期为5个月。局部工程施工在时间进程上可以有适当的交叉和搭接，以平衡基建投资及施工劳力，具体进度安排详见表5.1工程进度表。表5.1 工程进度表工期（月）项目第一年第二年0910111212389101112施工准备大坝下游排水体涵管重建工程溢洪道工程135、其他工程5.4 施工度汛与施工安全本工程施工主要在非汛期进行，根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000），本工程临时性水工建筑物级别为5级，初拟施工期导流标准：重现期为5年。本工程施工开始前采用坝下涵管进行库水放空，然后进行上游固脚及灌溉涵管重建等施工内容。灌溉涵管重建安排在非汛期进行。由于本工程规模小，主体工程工期短，基本可以安排在非汛期完成，溢洪道、输水建筑物、涵管开挖后回填粘土心墙及上游坝坡工程安排在非汛期进行施工，以减小施工期洪水对工程建设的影响。为了防止在施工期内偶然出现较大暴雨导致洪水对已完成工程造成损害，对工地造成损失，甚至危及施工人员的生命安全，施工单位必须做好防136、汛预案，并备足防汛物资，如麻袋（或草袋）、水泵、塑料薄膜等主要防汛物资。施工安全是关系工程建设顺利进行的重要因素，施工单位要牢固树立“安全第一、预防为主”的思想，施工现场应建立各级安全生产制度和安全检查制度，贯彻安全技术管理，确保施工安全。6 工程管理设计6.1 原管理机构XX水库水库属于XX市XX乡所有，上级主管部门为XX市水利水电局，管理单位为XX市XX乡人民政府，仅有1人对水库进行日常的维护和管理，主要任务是控制放水、维护管理水库大坝、合理调度用水等。由于缺少资金，日常检查和维修养护没能按规定要求开展。大坝未设置必要的位移、沉降及渗流等监测设施，无供电线路、管理房等管理设施，对防汛管理很137、不利。6.2 管理机构及制度6.2.1 管理机构本水库是小（2）型水利水库，根据工程的性质和规模，管理人员宜为2人，其中专职管理员1人，兼职管理员1人，负责水库的日常管理。6.2.2 管理设施为便于水库的安全运行管理，新建一座管理房，分仓库与办公室各一间，管理房可根据实际需要布置在合适位置，本设计将其布置于坝顶附近坝上游右岸空旷地区，具体位置如平面布置图示。本工程应按照小（2）型水库的管理要求，配备必要的电源、照明、通信等工程管理设施。电源从附近的村变压器搭接，长约2.5km。在水库坝顶、进库区道路设置照明设施，以满足夜间防汛检查、抢险的需要。6.2.3 管理制度XX水库作为下游农田灌溉水源，138、应对库区内四周植被加强保护，严禁砍伐林木，禁止在水库上游从事种植时投放有毒化肥、农药等，减少污染，严禁在库区内养鱼等污染水质的人类活动。本工程水库调度按运用方式可分为防洪调度和兴利调度，应在服从防洪总体安排、保证水库工程安全的前提下，协调防洪、兴利及各用水部门的关系，充分发挥水库防洪、蓄水的最大综合利用效益。汛期综合运用必须服从防汛指挥机构的统一调度，任何单位和个人不得干预水库的调度运用。管理单位应编制水库年度调度计划，合理调配水量，充分发挥水库的综合利用效益。水库管理单位应建立健全大坝安全管理规章制度和岗位责任制，负责水库安全管理日常工作，包括巡视检查、工程养护、实施水库调度、抢险救灾及水毁139、工程修复等。初拟水库安全检查和观测制度如下：(1)安全检查a.定期检查：汛前、汛后各一次（特殊情况增加次数）。b.汛期检查：根据江西省颁发的水库大坝巡视检查办法（试行）进行汛期巡视检查。c.特别检查：当发生特大洪水、暴雨、暴风、工程非常运用及发生重大事故等情况时，管理单位负责人应及时组织人员进行检查，必要时报请上级主管部门及有关单位会同检查。d.检查要求：对水库工程检查应有专门的检查纪录并及时整理，有关人员签字（检查人员应相对固定），能及时发现、报告工程隐患或险情，并及时采取处理措施。(2)安全观测安全观测要求及方法应按设计及规范严格执行，观测人员应相对固定。严格按照规定的测次和时间进行系统连140、续的观测，各种相互联系的观测应配合进行，保证观测数据的真实性和准确性，了解工程重要部位的薄弱环节变化情况。6.3 管理范围和保护范围6.3.1工程管理和保护范围（1） 工程管理范围参照水库工程管理设计规范（SL106-96），水库工程管理范围包括枢纽建筑物（大坝，溢洪道）周围和水库土地征用线以内的库区。大坝管理范围：大坝上游坝脚线以上100m，下游坝脚线以下120m，两端以两山头分水岭为界。溢洪道管理范围：左、右岸同大坝管理范围；泄洪渠两侧堤线以外10m。（2） 工程保护范围工程管理范围边界线外延50m。（3） 水库保护范围水库坝址以上，库区两岸土地征用线以上到第一道分水岭脊线之间的陆地。工程141、管理范围和保护范围内，禁止进行爆破、打井、采石、取土、建窑、挖坑、开沟、埋坟以及建房等危害本工程安全的活动。7 水土保持与环境保护设计7.1 水土保持设计经计算，本工程主体工程共有土石方开挖11614m3，填筑4105m3，经土石方平衡，弃渣7508m3。主体工程水土流失防治采取以工程措施为主、植被绿化措施为辅、两者结合、兼顾考虑的原则和方法。应重视工程施工中临时堆渣场的水土流失工作，严格贯彻水土流失防治与工程施工“三同时”制度，土石方能利用尽可能利用，不能利用则合理安置，不可随意堆放。本工程水土保持措施及补偿费计划为1.99万元，计入工程总投资。7.2 环境保护设计本工程主要任务是对水库进行142、除险加固，且施工期安排在非汛期进行，因而对水文情势影响不大。建设过程中的环境问题主要是施工中筑坝、开采、运输石料以及施工机械所产生的噪声、粉尘、生产废水和民工生活垃圾等对当地环境产生的不利影响。对施工“三废”的排放进行严格管理控制，将环境影响减小到最低程度。在施工人员集中的施工区和生活区应布点建造公厕，厕所污水经扩大的化粪池处理后用作农田增肥。另外，必须对施工场地实施洒水抑尘，洒水次数和洒水量视具体情况而定。料场和施工临时占地在主体工程完工后进行土地平整并搞好绿化工作，以减少水土流失。为减少噪声影响，可适当加强施工期噪声管理，对高噪声的机械设备采取降噪措施，同时加强高噪声施工设备的维修管理，保143、证其正常运行，减少设备非正常运行时所产生的噪声。施工单位要严格执行国家有关劳动保护的规定，搞好作业区的污染防治。施工区在无雨季节里要定期洒水，以减少扬尘。由于本工程项目较小，建设过程中产生的废水和生活垃圾相对不多，生活污水经处理后可排放到下游河道。另外工程施工项目部可考虑租用泉口村的闲置民房作为生活设施，以减少集中污染源对环境的影响。本工程环境保护及补偿费计划为1.0万元，计入工程总投资。8 设计概算8.1 编制说明8.1.1工程概况XX水库位于XX市XX乡XX村，距XX村约2.3km（直线距离），距XX市XX乡约4.0km（直线距离），地理位置为东经1171625，北纬283325，该水库坝144、址以上控制集雨面积3.07Km2，水库总库容39.16万m3，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小（2）型水利工程，原设计灌溉面积1210亩。本工程工期为12个月，主要枢纽工程有：大坝、溢洪道、虹吸管等。本工程主要建筑工程量：土石方开挖 11614 m3 土方回填 4105m3干砌块石拆除 93m3 砌石工程 1648 m3 现浇砼 1306 m3 草皮护坡 550m2 钢模板 2817m2 钢筋制安 58.94 t 粘土心墙 424m3 主要材料用量：水泥380.13 t 砂737.26 m3 柴油12.3 t 卵石1077m3 块石1836.81 m3 钢筋63t 8.1.2 投145、资主要指标工程总投资248.02万元，其中枢纽投资240.23万元，工程占地投资4.8万元，水土保持投资1.99万元，环保工程投资1.00万元，各分项投资如下：建筑工程182.34万元，机电设备安装工程5.0万元，金属结构设备及安装工程19.22万元，临时工程5.80万元，独立费用25.49万元，预备费2.38万元。8.1.3编制依据一、定额依据江西省水利厅（2006）242号文颁发的江西省水利水电建筑工程概算定额；江西省水利厅（2006）242号文颁发的江西省水利水电设备安装工程概算定额；江西省水利厅（2006）242号文颁发的江西省水利水电工程施工机械台时费定额。二、编制办法及费用标准江西146、省水利厅（2006）242号文颁发的江西省水利水电工程设计概（估）算编制规定。三、材料价格依据材料价格按XX市2011年第三季度价格水平，在结合实地调查，及赣交综合发199672号文和公路工程基本建设项目概算预算编制办法江西省补充规定中的有关规定计算运输费；主要材料基价按赣水定字2010005号文的要求价格。8.1.4基础单价（1）人工概算单价，按江西省水利厅（2006）242号文的规定计算，工长为4.37元/工时，高级工为3.93元/工时，中级工为3.51元/工时，初级工为2.92元/工时；（2）设备价格，采用机电设备报价资料的价格。8.1.5取费（1）其它直接费计算基础为基本直接费，建筑工147、程费率为1.7%，安装工程费率为2.1%。（2）现场经费现场经费费率见下表：序号工 程 类 别计 算 基 础类工程1土石方工程基本直接费土方4.0石方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4.05模板工程基本直接费4.06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4.09设备安装工程人工费45（3） 间接费间接费费率见下表：序号工 程 类 别计 算 基 础类工程1土石方工程直接费土方4.0石方5.02砌石工程直接费5.03混凝土工程直接费4.04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148、直接费5.07疏浚工程直接费4.08其他工程直接费4.09设备安装工程人工费50（4） 企业（计划）利润计算基础为直接费和间接费之和，费率为7%。（5） 税金计算基础为直接费、间接费、企业利润和主要材料价差之和，费率为3.22%（建设项目在市区或县城镇以外）。8.1.6 独立费用计算本工程属枢纽加固工程。（1）建设单位项目管理费：按一至四部分建安工作量的2.5计列； （2）工程监理费：按一至四部分建安工作量的3计列。（3）勘测设计费：按实际合同价13万元计列。（4）建筑意外伤害保险费：按一至四部分建安工作量的0.3计列。（5）大坝安全鉴定费：按1万元计列。8.1.7 预备费基本预备费按一至五部149、分投资合计的1.0%计算。8.2 概算表表8.2.1工程概算总表 表8.2.2建筑工程概算表表8.2.3机电设备安装工程概算表表8.2.4金属结构设备及安装工程概算表表8.2.5施工临时工程概算表表8.2.6独立费用概算表表8.2.7主要材料预算价格汇总表 表8.2.1 工程概算总表 单位：万元编号工程或费用名称建安工程费设备购置费独立费用合计工程部分投资第一部分 建筑工程182.34182.34一 大坝除险加固工程38.638.6二 溢洪道除险加固工程101.56101.56三 虹吸管工程21.4821.48四 永久交通工程1010五 永久房屋建筑工程1.61.6六 其他建筑工程9.19.1150、第二部分 机电设备安装工程55一 水雨情测报55第三部分 金属结构设备及安装工程5.9913.2319.22一 虹吸管工程5.9913.2319.22第四部分 施工临时工程5.85.8一 临时工程5.85.8第五部分 独立费用25.4925.49一项目建设管理费4.984.98二科研勘测设计费12.9412.94三工程建设监理费5.975.97四大坝安全鉴定费11五建筑意外伤害保险费0.60.6一至五部分投资合计199.1313.2325.49237.86基本预备费2.38静态总投资240.23总投资240.23建设和移民安置投资4.8水土保持工程投资1.99环境保护工程投资1.00工程投资总151、计248.02 表8.2.2 建筑工程概算表 单位：万元编号工程或费用名称单位数量单价（元）合价（万元）第一部分 建筑工程182.34一大坝除险加固工程38.6(一)坝顶1.73清表（运距500m）m340.59.820.04土方开挖m37710.90.08土方回填（利用开挖料）m346.28.270.04泥结石路面（厚20cm）m2372.627.921.04C20砼路肩m312.96312.510.41普通标准钢模板m230.7840.910.13(二)背水坡0.64C15砼踏步m35.18297.150.15草皮护坡m25508.840.49(三)排水体35.81土方开挖（运距500m）152、m3161210.91.76土方开挖m310236.150.63土方回填（利用开挖料）m310238.270.85干砌块石拆除m39327.080.25C15砼压顶m34.8297.150.14干砌块石m31519180.6627.44排水体反滤料铺设m3365.8115.654.23排水沟C15砼预制块边墙m33.1413.480.13排水沟C20砼底板m30.93305.10.03导渗沟C20砼m36.3305.10.19沥青杉板填缝m21.0498.770.01普通标准钢模板m236.8540.910.15(四)排水沟0.42土方开挖（运距500m）m33510.90.04土方回填（利用153、开挖料）m329.158.270.02排水沟C15砼预制块边墙m37413.480.29排水沟C20砼底板m32.1305.10.06二溢洪道除险加固工程101.56(一)进口段5.06土方开挖m3209.7110.90.23土方回填（利用开挖料）m3153.48.270.13C20砼底板m333305.11.01普通标准钢模板m2251.5440.911.03C20砼边墙m372.8322.42.35C10砼垫层m311271.520.3PVC排水管（50mm）m26.3100.03土工布铺设m21.538.570(二)控制段7.08土方开挖m312610.90.14土方回填（利用开挖料）m154、3278.270.02C25砼现浇m361.41351.22.16PVC排水管（50mm）m2.4100土工布铺设m20.548.570砂卵石反滤m30.22115.650C10砼垫层m30.6271.520.02止水橡皮m2680.090.21沥青衫板m27.898.770.08钢筋制安t4.917733.863.8普通标准钢模板m2161.7540.910.66(三)交通桥1.63C25砼梁m37.56357.840.27栏杆m321800.58普通标准钢模板m220.340.910.08钢筋制安t0.97733.860.7(四)泄槽段62.05土方开挖m32218.7610.92.42石155、方开挖（强风化）m32952.0734.210.1土方回填（利用开挖料）m3577.4688.270.48C20砼边墙m3356.74322.411.5普通标准钢模板m2820.3540.913.36橡皮止水m5280.090.42沥青衫板填缝m237.8498.770.37土工布铺设m29.928.570.01砂卵石反滤m321.97115.650.25钢筋制安t42.757733.8633.06PVC排水管（50mm）m87.47100.09(五)消力池25.74土方开挖m3163.86.150.1石方开挖（强风化）m363034.22.15土方回填（利用开挖料）m31268.270.1C156、20砼底板m375305.12.29C20砼边墙m3349.2322.411.26普通标准钢模板m21015.9840.914.16砂卵石反滤m345115.650.52PVC排水管（50mm）m7.5100.01土工布铺设m21.358.570沥青衫板填缝m251.498.770.51钢筋制安t67733.864.64三虹吸管工程21.48(一)进口消力池段1.53钢筋砼拆除（运距500m）m318128.560.23老涵管进口C20砼封堵m32300.440.06老涵管出口反滤料填充m32117.510.02土方开挖m3104.810.90.11土方回填（利用开挖料）m355.18.270157、.05石方开挖（强风化）m316.634.20.06C25砼消力池m318.6331.480.62普通平面钢模板m293.0940.910.38(二)管身段9.77土方开挖（运距500m）m31439.910.91.57土方回填（利用开挖料）m31015.78.270.84粘土填筑m3424.1729.561.25干砌块石拆除m3141.8227.080.38干砌块石护坡（利用料）m364.4623.650.15干砌块石护坡（外运）m364.4651.590.33砂卵石垫层m342.98115.650.5草皮护坡m2330.228.840.29C20砼外包m318.6331.080.62C20158、砼镇墩m331.1305.840.95C20砼支墩m37.9305.840.24普通平面钢模板m2268.1140.911.1钢筋制安t27733.861.55(三)管理房0.72管理房m298000.72(四)出口段2.63土方开挖（运距500m）m356.210.90.06土方回填m322.68.270.02C20砼m316.2332.910.54普通平面钢模板m238.440.910.16钢筋制安t2.47733.861.86(五)消力池段1.97土方开挖（运距500m）m39910.90.11土方回填m311.28.270.01石方开挖m3112.124.280.27原浆砌块石拆除m3159、24.230.830.07C20砼边墙m328.7322.40.93C20砼底板m35.4305.10.16C10砼垫层m31.8282.620.05沥青衫板填缝m23.9698.770.04普通平面钢模板m279.640.910.33(六)渠道连接4.85土方开挖m3136.86.150.08土方回填（利用开挖料）m3109.448.270.09石方开挖（强风化）m328.534.20.1C20砼边墙m3134.3322.44.33沥青衫板填缝m213.6898.770.14橡皮止水m14.480.090.12四永久交通工程10进库公路km25000010五永久房屋建筑工程1.6管理房m22160、08001.6六其他建筑工程9.1(一)内部观测工程0.2观测基点、校核基点个210000.2(二)动力照明线路工程8.75动力线路km2.5350008.75(三)其他0.15水位标尺m151000.15表8.2.3机电设备及安装工程概算表编号名称及规格单位数量单价（元）合计（万元）设备费安装费设备费安装费第二部分 机电设备安装工程5一水雨情测报5水位、雨量观测设施套1500005表8.2.4金属结构设备及安装工程概算表编号名称及规格单位数量单价（元）合计（万元）设备费安装费设备费安装费第三部分 金属结构设备及安装工程13.235.99一虹吸管工程13.235.99拦污栅体t0.675003161、52.510.450.02拦污栅槽t0.670001972.110.420.12钢管防锈m2150.71902.86钢管（300）t690007031.515.44.22换气设备套130000500030.5伸缩节个610001500.60.09蝴蝶阀个1500010421.270.51.04表8.2.5施工临时工程概算表编号工程项目及名称单位数量单价（元）合价（万元）第四部分 施工临时工程5.8一临时工程5.8其他临时工程 (3%)项1933298.970.035.8表8.2.6独立费用概算表编号工程或费用名称单位单价（元）费 率合价（万元）第五部分 独立费用25.49一项目建设管理费元19162、91297.942.5%4.98二科研勘测设计费元1991297.946.5%12.94三工程建设监理费元1991297.943.0%5.97四大坝安全鉴定费元100001五建筑意外伤害保险费元1991297.940.3%0.6表8.2.6主要材料预算价格汇总表编号名称及规格单位预算价格其中原价运杂费运输保险费采购及保管费1柴油kg9.362电kW.h0.983粗砂m345.322916.324块石m3107.87037.85卵石m355.343817.346砂m345.322916.327砂砾m345.322916.328水m30.59碎石m386.797214.7910钢筋t5612.75559022.7511水泥t510.4849020.4812水泥32.5kg0.520.490.0313水泥42.5kg0.570.540.0314风m30.1215中砂m345.322916.32