水库除险加固工程初步设计报告书

屋背塘水库除险加固工程 初步设计报告书 目 录 1 综合说明1 1.1、概况1 1.2、工程存在的主要问题5 1.3、工程等级和洪水标准6 1.4、工程除险加固项目及措施6 1.5、加固后工程规模7 1.6、工程投资概算8 1.7、工程效益8 2 水文水利计算10 2.1、等级及洪水标准10 2.2、工程水文计算10 2.3、水库调洪演算11 3 工程地质14 3.1、概述14 3.2、库区地形地貌特征和地质条件14 3.3、地形地貌14 3.4、工程地质特征14 3.5、结论与建议15 3.6、天然建筑材料16 4工程加固设计17 4.1、工程总体布置17 4.2、大坝工程加固设计17 4.3、溢洪道加固设计19 4.4、输水涵管加固设计22 5 其他项目设计24 6 工程管理24 6.1、工程管理围和保护围24 6.2、管理机构及运行24 6.3、工程管理制度25 6.4、工程管理措施25 7 施工组织设计27 7.1、施工条件及施工组织27 4、主要建筑材料的来源和运输情况28 7.2、施工管理29 7.3、施工导流29 7.4、施工进度安排及主要工程量29 8 投资概算29 8.1、概算编制依据29 8.2、工程概算29 8.3、建设资金筹措29 1 综合说明 1.1、概况 ㈠基本情况 屋背塘水库位于某市营仔镇多浪坡村委屋背塘村东北角约0.3Km,离营仔镇6.1Km,水库于1961年5月建成并开始蓄水运行,水库控制集雨面积0.5Km2,库区原地貌为低山丘陵地貌,场地周边地势起伏较大,地表植被茂盛,场区地势相对较为平整。

屋背塘水库是某市营仔镇的主要小型水利工程设施之一,水库自1961年5月建成以来,对当地经济发展发挥了重要作用,解决了该镇多浪坡村委300亩农田的灌溉和420人的生活用水问题,同时亦担负着防洪面积550亩,捍卫人口650人的重要任务。

本水库原设计总库容16.1万m3,属小(二)型水库。水库现有枢纽工程包括(1)主坝一座,坝顶长116.6m,坝顶宽1.92.8m,坝顶高程20.8221.60m(黄海高程,以下同),最大坝高5.45m,坝迎水边坡11.492.14左右,背水边坡11.411.76左右;
2输水涵一座,为直径0.20m的低标号砼砂浆包瓦涵结构;
(3)开敞式土溢洪道一座,底宽3.0m。(4)无固定管理房屋和专职管理人员。

该水库是一宗以灌溉为主,结合防洪、养殖的综合利用的小(二)型水库。

㈡水文气象 该水库位于雷州半岛北部,属九州江水系,该区域最高气温39.5℃,最低气温2℃,多年平均气温22.8℃。该水库所在地多年平均降雨量为1460mm,多年平均径流深639.1mm,多年平均最大风速为5.46m/s,多年平均气温22.8℃左右,每年10月至翌年3月,降雨量占全年的15%,4月-9月降雨量占全年85%。

有关水文特征值见下表。

水文特征表 表11 项 目 十年一遇洪水 五十年一遇洪水 24小时暴雨(mm) 272.20 398.62 洪峰流量(m3/s) 5.18 6.86 一天洪水总量(万m3) 7.78 12.61 三天洪水总量(万m3) 8.91 14.53 ㈢工程地质 该工程有地质钻探资料,根据地质钻探资料作如下概述 本次钻探最大揭露深度为12.00m,揭露土层从上至下主要有现代人工堆积层Q4ml,下部属第四系全新统冲洪积相沉积层Q4 alpl及第四系残积层Qel。以下按成因类型及岩土工程特性将上述岩土层划分为3个主层,各岩土层岩性特征及分布特点分述如下 1、现代人工堆积层Q4ml 第①层素填土水库坝体填筑土。浅黄褐色、灰褐色,以粉质黏土为主,上部含中粗砂颗粒及少量碎石块等,黏性较差,湿,松散~稍压实,为近期人工堆填。场地均有分布,层顶标高为16.67~21.50m,层底标高为13.97~20.33m;
厚度0.80~7.50m,平均厚度3.75m,标贯击数N4~8,平均标贯击数为5.3。根据室土工试验成果,该层土的物理力学指标平均值如下含水量w17.2,孔隙比e0.764,比重Gs2.69,质量密度ρ1.79gcm-3,液性指数IL-0.12,塑性指数IP15.9,压缩系数av0.10.20.442Mpa-1,压缩模量E s0.10.24.44MPa,水平渗透系数(室)Kh0.12010-4cm/s,竖向渗透系数(室)Kv0.10310-4cm/s,直接快剪黏聚力Cq24.3kPa,摩擦角φq21.4度,属中等压缩性土。

2、第四系全新统冲洪积相沉积层Q4alpl 第②层中砂灰褐色、黄褐色,饱和,松散,含粉黏粒,级配一般。主要分布于ZK1、ZK2、ZK4等孔所在地段,层顶标高为13.97~17.50m,层底标高为12.67~16.30m;
厚度0.90~1.30m,平均厚度1.13m,标贯击数N7~8,平均标贯击数为7.5。根据工程地质手册(第四版)193页Peck公式,快剪黏聚力Cq0,摩擦角φq29.0度。

3、第四系残积层Qel 第③层砂质黏性土由花岗岩风化残积形成,灰褐色、浅黄褐色,湿,可塑,含中粗砂颗粒较多,黏性较差。场地均有分布,均未钻穿,层顶标高为12.67~20.33m,揭示厚度3.60~4.70m,标贯击数N7~17,平均标贯击数为11.0。根据室土工试验成果,该层土的物理力学指标平均值如下含水量w19.0,孔隙比e0.645,比重Gs2.70,质量密度ρ1.95gcm-3,液性指数IL0.01,塑性指数IP18.5,压缩系数av0.10.20.350Mpa-1,压缩模量E s0.10.25.10MPa,水平渗透系数(室)Kh0.04210-4cm/s,竖向渗透系数(室)Kv0.06210-4cm/s,直接快剪黏聚力Cq25.1kPa,摩擦角φq23.2度。

㈣水库特性表 水库特性表 表12 序号及项目 单位 数量或名称 备注 加固前 加固后 一、水文 1、集雨面积△ km2 0.5 0.5 2、设计洪水标准△ P 10 10 3、设计洪水流量△ m3/s 5.18 4、校核洪水标准△ P 2 2 5、校核洪水流量△ m3/s 6.86 二、水库 1、校核洪水位△ m 21.1 21.07 2、设计洪水位△ m 20.7 20.81 3、正常蓄水位△ m 20.1 20.1 4、死水位△ m 15 15 5、校核洪水位相应库容△ 104m3 16.1 16 6、设计洪水位相应库容△ 104m3 14.8 15 7、正常蓄水位相应库容△ 104m3 11.6 11.6 8、死库容△ 104m3 0.5 0.5 三、下泄流量 1、校核洪水下泄流量△ m3/s 4.4 4.4 2、设计洪水下泄流量△ m3/s 2 2.8 四、工程效益 1、捍卫人口 人 650 650 2、捍卫耕地 亩 550 550 3、灌溉面积 亩 300 300 4、供水 m3/d 5、发电装机 kw 五、主要建筑物 (一)挡水建筑物 A、主坝 1、型式△ 均质土坝 均质土坝 2、顶部(防浪墙顶)高程△ m 20.8221.60 22.3 3、最大坝高△ m 5.45 5.45 4、坝顶宽度△ m 1.82.8 5 5、坝顶长度△ m 116.6 131.1 B、副坝 (二)输水建筑物 1、型式△ 圆型 圆涵 2、断面尺寸△ m φ0.2 0.8 3、长度△ m 14.832 24.1 4、闸门型式 无 平板 (三)泄水建筑物 1、型式△ 开敞式 开敞式 2、堰顶高程△ m 20.56 20.1 3、过水净宽△ m 3 3 4、溢流段长度 m 80.7 43.57 5、消能方式△ 无 底流消能 6、闸门型式 无 1.2、工程存在的主要问题 根据省有关精神,组织技术人员对该水库进行了安全检查,通过现场检查和观察,发现该水库存在的主要问题有以下几点 1、水库大坝①主坝上游坝坡受风浪淘刷,原砼防渗护坡老化、崩塌严重,护坡表面长满杂草、杂木;
下游坡坡面杂草丛生,并不同程度地滋生蚁患,下游坡脚反滤体老化崩塌,下游坡面出现渗漏现象。②副坝上游坡无设护坡防渗,受风浪淘刷,水土流失较严重。下游坡坡面杂草丛生,并不同程度地滋生蚁患,下游坡脚无设反滤体,下游坡面出现渗漏现象。③大坝无观测设施,影响安全监测。分析其原因,主要是当时设计时标准低,为“三边”工程,土法上马,施工质量难以保证,且经过三十多年的运用,长期遭受洪水及台风的袭击,使土坝坝体冲刷严重。

2、溢洪道溢洪道为开敞式浆砌石溢洪道,两侧侧墙浆砌石老化,局部有脱落,堰顶段砼护底老化,溢洪道出水口杂草、杂木丛生,阻水严重,且没有设置防冲消能措施,严重影响水库正常排洪。

3、放水涵放水设施均为启闭平板闸门放水,主坝输水涵截面尺寸为0.70.75m,副坝输水涵直径为0.3m的低标号砼砂浆包瓦涵结构,断面尺寸为φ0.3m。经现场检查,涵身已老化漏水,主坝输水涵工作桥下沉约10cm,原因主要是长期的运用,结构老化和人为损坏等。

4、其它水库进库公路坎坷不平、窄小,没有管养房、通讯设施、观测设备,也没有备用的防汛砂石料。

1.3、工程等级和洪水标准 根据国家防护标准(GB50201-94)及水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)规定,该水库属Ⅴ等小(二)型水库,主要建筑物为5级,洪水标准为按10年一遇洪水设计,50年一遇洪水校核;
施工洪水按5年一遇计算。

1.4、工程除险加固项目及措施 针对安全检查发现的该水库存在的安全隐患,水库除险加固项目及措施主要为 1、针对大坝存在的安全隐患,提出大坝除险加固的措施是 (1)坝体①主坝按坝顶高程21.60m,防浪墙顶高程22.30m,坝顶宽度按稳定计算要求为5.0m,迎水坡、背水坡按前削后补原则,迎水面坡比为12.5、背水面坡比为12.5进行坝坡修整,上游坡采用砼护坡,底铺级配碎石垫层;
下游坡种草皮护坡,设坡面排水沟;
坝脚012.10106设排水棱体和纵向排水沟,坝体全坝段进行劈裂灌浆防渗,坝顶泥结石路面。

2、溢洪道加固溢洪道。堰段侧墙、溢流堰及消力池均为混凝土,陡坡段侧墙为浆砌石结构,池后铺浆砌石护底和干砌石海漫。

3、放水涵主坝原输水涵破坝重建,新建预应力钢筋砼压力管,管径0.8m