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1、河南省新縣胡山水庫除險加固工程施工設計方案河南省水利勘測設計研究有限公司二零零九年七月10批 準：核 定：審 核：田林鋼校 核：吳 迪 曹 震 編 寫：宋永嘉 焦艷菲 李 垠 李 洋 牛樹英 趙巍棟 蔣 麗 袁 瑩 趙繼偉楊士峰 曹 云 張獻財河南省新縣胡山水庫除險加固工程施工設計方案目 錄一、工程概述 1.1 工程概況 1.2 前期工作過程 二、工程存在的問題及初步設計方案 2.1 安全鑒定核查意見2.2初步設計方案及審查意見 三、優化及完善初步設計 四、基本資料 4.1 工程等級和建筑物級別 4.2 除險加固后的水庫規劃指標 4.3 地質 五、水工建筑物設計 5.1 設計依據和規范 5.22、 水工設計 5.3 電氣、金結及其它 5.4 消防5.5 工程管理六、施工 6.1 工程任務 6.2 施工條件 6.3施工注意事項6.4 其它 河南省新縣胡山水庫除險加固工程施工設計方案一、工程概述1.1 工程概況 胡山水庫位于河南省信陽市新縣沙窩鎮楊畈村，在淮河流域白露河上，水庫控制流域面積1.35km2，總庫容106萬m3，是一座以防洪、灌溉為主，結合供水、水產養殖等綜合利用的小（1）型水庫。水庫建成于1967年，1968年12月建成，大壩為粘土心墻壩，最大壩高32.4m。1.2 前期工作過程 2007年4月，信陽市水利局組織專家對水庫進行了安全鑒定，2008年6月，河南省水利廳以豫水管23、00833號文將大壩核定為三類壩。2008年9月，河南省水利廳以關于對新縣胡山水庫除險加固工程初步設計報告書的審批(豫水行許字2008294號文)對胡山水庫初步設計進行了批復。按照初設批復我院進行了該水庫除險加固工程施工圖設計。本次除險加固工程施工圖設計主要內容包括：大壩防滲工程，上、下游壩坡加固工程及壩頂工程；白蟻治理工程；溢洪道加固工程；輸水洞加固工程；電氣及金屬結構更新改造；完善大壩觀測設施及管理工程。二、工程存在的問題及初步設計方案2.1安全鑒定核查意見2008年6月，河南省水利廳以豫水管200833號文將大壩核定為三類壩。安全鑒定成果核查意見提出水庫存在的主要問題為：（1）大壩壩坡穩4、定安全系數不滿足規范要求，大壩上游干砌石護坡風化、空洞，損壞嚴重。（2）溢洪道陡坡段混凝土沖刷嚴重，砌石邊墻空洞，無消能設施。（3）輸水洞出口無消能設施。（4）存在白蟻危害。（5）大壩填筑質量差，滲透系數大，大壩樁號0+0250+045段下游坡211.00212.50m高程處滲水，下游壩坡出現大面積散浸，排水體失效，大壩清基不徹底，壩基滲水。（6）輸水洞斜拉閘門銹蝕嚴重，不能正常使用。（7）無監測設施，管理設施不完善。（8）防汛道路標準低，橋涵不配套。2.2 初步設計方案及審查意見2.2.1 大壩加固工程1、大壩防滲工程原設計方案按照初設批復，采用塑性混凝土防滲墻解決壩體、壩基滲漏問題。防滲墻5、中心線布置在原壩軸線上游0.5m處，防滲墻布置范圍為全壩段，墻厚0.5m，墻底部深入到弱風化基巖1m。由于水庫所處位置偏僻，當地供電能力不足，原設計塑性混凝土防滲墻方案施工用電負荷較大，因此， 2009年10月20日信陽市水利局組織有關專家在信陽市對金蘭西畈等18座水庫的施工設計方案舉行了變更論證會。最終專家同意對本水庫的設計方案進行變更，同意將大壩原設計方案變更為劈裂灌漿與帷幕灌漿相結合，以解決壩肩、壩體、壩基滲漏問題。2、上、下游壩坡加固工程。大壩上、下游壩坡抗滑穩定不滿足規范要求，上游干砌石護坡風化、空洞，損壞嚴重，下游排水設施不完善。設計上游壩坡從高程193.00m以1：2.5削坡至壩6、頂高程209.80m，上游護坡采用0.2m厚現澆混凝土板，尺寸為22m，下設0.2m厚砂礫石混合層；結合上游削坡，壩軸線后移，下游壩坡培厚，回填含細粒土砂；高程205.4m以上壩體挖除，回填粘土，與防浪墻形成封閉防滲體；下游壩坡按1：2.0放坡至高程203.00m，在高程203.00m設2.0m寬戧臺，從高程203.00m處向下按1：2.25放坡，在高程192.00m處設2.0m寬戧臺，下游壩坡鋪設草皮護坡，增設排水溝，原堆石排水體外做一排排水砂帶，排水砂帶與堆石體之間回填過度反濾層，排水砂帶垂直于堆石體邊坡厚1m，垂直于底面厚0.3m。3、壩頂工程。設計將壩頂整平后，鋪設0.2m厚混凝土路面7、，壩頂寬5.0m，路面高程為209.80m，上游側設C20混凝土防浪墻；墻頂高程211.00m，下游側設混凝土路沿石。4、白蟻治理工程大壩存在白蟻危害。設計根據白蟻危害程度及分布情況采取綜合治理方案。通過觀察白蟻活動跡象或留下的痕跡查找蟻穴，用藥物將白蟻消除后，將洞穴回填夯實；在壩腳及兩壩肩30m范圍內，用預防藥和滅治藥分別拌土和噴霧施工；在大壩重點部位，在主壩上打孔，孔深2m，孔距1.2m，選用乳劑滅蟻藥配泥漿攪拌進行低壓灌漿；在大壩外圍打孔距1m、孔深1m的隔離帶，孔內用藥劑灌注。2.2.2 溢洪道加固工程溢洪道陡坡段護砌沖刷淘蝕嚴重，下游無消能設施。設計將溢洪道樁號0+0060+016.8、5段底板清基0.3m后，采用0.3m厚C25混凝土護砌，底板高程為208.09m，底寬由19.06m縮窄至10.50m；樁號0+022.50+042段為陡坡段，在原漿砌石護底表面鋪設0.2m厚C25混凝土，通過插筋與原漿砌石底連接，護底末端接天然河槽洼地，且距大壩較遠，不再設置消能設施；其它部位維持現狀。2.2.3 輸水洞加固工程 輸水洞混凝土表面碳化，出口無消能設施。設計對輸水洞進口拆除后新建2.5m長混凝土結構引渠，后接2m長混凝土箱涵同原洞身連接；結合下游壩坡培厚，出口采用直徑0.5m混凝土圓管向下游延伸9m，出口鋼管分叉處設管理房。2.2.4 電氣及金屬結構 水庫新增供電線路0.3km9、，設置管理房照明設施；輸水洞進口設斜拉工作閘門1扇，拉桿長32m，配備手動螺桿啟閉機，出口3根管分別設蝶閥1 個。2.2.5 初設審查意見 2008年9月，河南省水利廳以關于對新縣胡山水庫除險加固工程初步設計報告書的審批(豫水行許字2008294號文)對胡山水庫初步設計進行了批復，批復基本同意以上各主體工程的初步設計方案。三、優化及完善初步設計本次施工圖設計完全按照批復初步設計進行。四、基本資料4.1 工程等級和建筑物級別胡山水庫除險加固后，水庫正常運用洪水標準為50年一遇，設計水位209.33m，相應庫容102萬m3，設計洪峰流量38m3/s，溢洪道最大下泄流量22m3/s；校核洪水標準為510、00年一遇，校核水位209.75m，相應庫容106萬m3，洪峰流量55m3/s，溢洪道最大下泄流量35m3/s。溢洪道消能防沖洪水標準為20年一遇，相應最大泄量為18 m3/s。按照水利水電工程等級劃分及洪水標準（SL2522000）的規定，工程等別為四等，主要建筑物如大壩、溢洪道級別為級，次要建筑物等別為級。4.2 除險加固后的水庫規劃指標本工程實施后，一方面提高了防洪標準，保障了下游南信葉公路及1.2萬多人的防洪安全；另一方面保證了農業灌溉用水及人畜飲水，為當地國民經濟發展和人民生活水平的提高創造了條件，灌溉滲水有利于補充地下水，水庫水面的增加有利于改善當地小氣侯，增加空氣濕度、凈化環境。11、除險加固后水庫規劃指標見下表。 胡山水庫除險加固后水庫規劃指標表名 稱單位除險加固后名 稱單位除險加固后校核洪水位（0.2%）m209.75興利庫容萬m388.66設計洪水位（2%）m209.33死庫容萬m33.44正常蓄水位m208.09設計洪水位時最大泄量m3/s22死水位m189.26校核洪水位時最大泄量m3/s35總庫容萬m3106消能防沖洪水標準最大泄量m3/s184.3 地質經過對壩區的地質勘查，形成以下主要結論：工程區地震動峰值加速度為0.05g，相應地震基本烈度度。壩基巖性為上元古界白云石英片巖，河槽段壩基巖石多為弱風化，局部強風化，RQD值80%90%，巖石透水率1.13.212、Lu，屬弱透水性，但壩基施工清基不徹底，主河槽段下游常年有水滲出，存在壩基結合帶滲漏問題，兩壩肩巖體上部為強風化，RQD值為0，巖層透水率3860Lu，具中等透水性，下部弱風化具弱透水性，壩肩存在滲漏問題。大壩為粘土心墻壩，心墻填土以重粉質壤土為主，夾有礫質中粉質壤土及細粒土砂透鏡體，干密度1.571.80g/cm3，平均1.69g/cm3，注水試驗滲透系數2.210-52.110-4cm/s，平均1.1310-4cm/s，具弱中等透水性，不滿足規范對心墻防滲土料的要求；壩殼為全風化巖代替料，以細粒土質砂為主，夾砂壤土，含碎石、礫石等，滲透系數2.210-55.210-3cm/s，不滿足土壩壩13、殼砂礫料含泥量8%、滲透系數110-3cm/s并大于防滲體50倍的要求。五、建筑物設計5.1 設計依據和規范5.1.1 設計依據1、河南省信陽市胡山水庫大壩安全評價報告（河南省水利勘測設計研究有限公司，2007年4月）；2、河南省水利廳豫水管200833號文批復胡山水庫三類壩核查意見；3、信陽市新縣胡山水庫除險加固工程初步設計報告(河南省水利勘測設計研究有限公司，2008年8月)；4、 2008年9月河南省水利廳關于對新縣胡山水庫除險加固工程初步設計報告書的審批(豫水行許字2008294號文)。5.1.2 規范規程碾壓式土石壩設計規范（SL2742001）；溢洪道設計規范（SL2532000）14、；水利水電工程混凝土防滲墻施工規范（DL/T5199-2004）；水工混凝土結構設計規范（SL/T191-96）；水工建筑物荷載設計規范（DL5077-1997）。5.2 水工設計5.2.1大壩加固工程1、大壩滲漏處理工程由于水庫所處位置偏僻，當地供電能力不足，原設計塑性混凝土防滲墻方案施工用電負荷較大，因此，將大壩防滲方案變更為兩壩肩強風化層帷幕灌漿、壩體劈裂灌漿處理方案。灌漿軸線順原壩軸線布置，左壩肩樁號0+0000+036段采用帷幕灌漿，豎向范圍為高程208.09188.70m，靠近壩體填筑土處自強風化層層頂灌至以下6m；右壩肩樁號0+082+106.25段采用帷幕灌漿，豎向范圍為強風化15、層層頂至以下6m；壩體樁號0+0360+082段采用壩體劈裂灌漿與帷幕灌漿相結合，豎向范圍為205.4m高程至壩基石英片巖頂面。帷幕灌漿擬定孔距1.5m，分單排三序施工，采用全孔一次灌漿，漿液濃度應由稀變濃，逐級變化，開灌水灰比可采用5：1。灌漿后，基巖透水率應不大于5Lu。施工應嚴格按照水工建筑物水泥灌漿施工技術規范（SL62-94）執行。壩體劈裂灌漿擬定孔距2.0m，兩岸岸坡段可適當縮小孔距，分三序施工，灌漿土料應滿足規范要求，漿液容重控制在1.31.6t/m3，灌漿方法采用孔底注漿全孔灌注法，按照“少灌多復”的原則，灌漿過程中應注意觀測，以便及時發現和解決問題。灌漿后，要求心墻滲透系數不16、大于110-5cm/s。施工應嚴格按照土壩壩體灌漿技術規范（SD266-88）執行。2、上下游壩坡加固工程施工圖設計同初設批復，設計上游壩坡從高程193.00m以1：2.5削坡至壩頂高程209.80m，上游護坡采用0.2m厚現澆混凝土板，尺寸為22m，下設0.2m厚砂礫石混合層；結合上游削坡，壩軸線后移，下游壩坡培厚，回填含細粒土砂；高程205.4m以上壩體挖除，回填粘土，與防浪墻形成封閉防滲體；下游壩坡按1：2.0放坡至高程203.00m，在高程203.00m設2.0m寬戧臺，從高程203.00m處向下按1：2.25放坡，在高程192.00m處設2.0m寬戧臺，下游壩坡鋪設草皮護坡，增設排水17、溝，原堆石排水體外做一排排水砂帶，排水砂帶與堆石體之間回填過度反濾層，排水砂帶垂直于堆石體邊坡厚1m，垂直于底面厚0.3m；坡面集水布置在下游左右壩肩和下游壩坡各設一道縱向排水溝，使壩頂及壩坡排水集中通過排水溝匯入下游河道。壩腳修建壩腳排水溝。3、壩頂工程施工圖設計將壩頂整平后，鋪設0.2m厚混凝土路面，路面軸線高程為209.80m，壩頂總寬5.0m，路面凈寬4.45m，上游側設0.4m厚“L”型C20混凝土防浪墻，墻高1.95m，墻頂高程211.00m，下游側設混凝土路沿石，寬150高500mm。4、白蟻治理工程施工圖設計同初設批復。在主壩及重點部位現場探測，并編寫探測報告；清挖埋藏的白蟻窩18、巢并捕殺蟻王；將大壩及壩肩、壩腳范圍內白蟻窩巢徹底清除，清除干凈后，再用藥物在巢穴中進一步消滅，使蟻道上的工蟻或兵蟻無法存活、繁殖，隨后回填夯實，平整施工場地；在大壩及壩腳30m內、兩壩肩30m范圍內，用預防藥和滅治藥分別拌土或噴霧施工，主要是消滅散蟻和預防作用，所使用的藥物應為國家有關部門批準的高效低毒藥劑，對人畜無害，對環境無污染；對大壩重點部位藥物灌漿，選用乳劑滅蟻藥，配泥漿攪拌，在主壩打孔，孔深2m，孔距1.2m，低壓灌漿；設立防蟻隔離帶，在大壩外圍打孔距1m、孔深1m的一條隔離帶，孔內用乳劑灌注或用粉劑拌土灌注，實施小面積隔離。5.2.2 溢洪道加固工程施工圖設計同初設批復。除險加固19、工程設計范圍自樁號0+006開始，至樁號0+042結束，總長36m，護底末端后接天然河槽洼地。主要內容為：溢0+006.00溢0+016.50之間，底板清基0.3m之后采用C25砼護砌，護砌厚度0.3m；溢0+022.50溢0+042.00之間，在原有漿砌石護底表面抹一層200mm厚C25砼，面層配鋼筋網，原有漿砌石護底內部打插筋。由于溢洪道出口泄水處利用天然地勢，距大壩較遠，故不再設置消能設置。其它部位維持現狀。5.2.3輸水洞加固工程施工圖設計同初設批復。設計對輸水洞進口拆除后新建2.5m長漿砌石結構引渠，后接2m長混凝土箱涵同原洞身連接；結合下游壩坡培厚，出口采用直徑0.5m混凝土圓管向20、下游延伸9m，出洞后分為三根岔管，其中一根作為退水管，順左岸山坡布置，后接退水渠；另外兩根分別作為灌溉用水管和供水管，順大壩下游一級馬道布置，越過壩軸線后接大壩右側下游渠道；三根管分別設置工作蝶閥。出口鋼管分叉處設管理房。5.3 電氣、金結及其它5.3.1 電氣及金結按照批復初步設計，水庫新增供電線路0.3km，設置管理房照明設施；輸水洞進口設斜拉工作閘門1扇，拉桿長32m，配備手動螺桿啟閉機，出口3根管分別設蝶閥1 個。5.3.2 大壩觀測設施本次設計增設壩體測壓管1排3根和壩基測壓管1排3根。5.4 消防為消防安全，在室內布置滅火器，根據建筑滅火器配置設計規范，管理房布置滅火器2個，型號為21、MFZL5型磷酸銨鹽干粉滅火器。5.5工程管理按照有關規定，結合水管體制改革合理確定水庫管理人員編制，新建管理房位于40m2，整修防汛道路2.0km。六、施工6.1 工程任務胡山水庫除險加固工程主要任務有：大壩防滲工程，上、下游壩坡加固工程及壩頂工程；白蟻治理工程；溢洪道加固工程；輸水洞加固工程；電氣及金屬結構更新改造；完善大壩觀測設施及管理工程。6.2 施工條件6.2.1 施工道路為便于工程施工期施工機械、人員、物料的進場，整修現有連接水庫至省道339的簡易道路，整修長度2.0km。根據道路施工期高峰運輸量、行車密度，路面采用混凝土路面，路面寬為7m，最大縱坡8%。場內其他臨時道路均為土路，22、包括下基坑道路、臨時堆料場道路以及棄料場道路等。場內臨時道路共1km。6.2.2 施工用水電施工用水及生活用水，設1臺7kw離心水泵，出水量為50m3/h，將水從水庫內抽到砼拌和系統的蓄水池，場內設供水管道。6.2.3 施工用房及料場布置根據工程需要，整個施工區的布置，本著有利于生產、方便生活、易于管理的原則，有選擇的布置生活區、辦公區、機械停放場、綜合加工廠(包括鋼筋及木材加工等)、倉庫等。本區主要設置鋼筋加工廠、木材加工廠、機械設備停放廠、保養廠、混凝土拌和站等，臨時占地31畝。6.2.4施工度汛各工程施工安排避開主汛期，大壩防滲施工及壩坡整修時，需利用輸水洞泄水，控制庫水位位于死水位以下23、。溢洪道工程應在非汛期完成，其他部分工程若汛期施工時，可通過降低汛限水位、輸水洞提前泄洪等方式保證施工。進入汛期施工單位要成立以項目經理為首的防汛度汛領導小組，負責汛期的施工度汛工作。在各工程部的周圍挖設排水溝防止雨水侵入，發現積水及時用水泵向外抽水。6.3施工注意事項6.3.1 機電及金屬結構安裝啟閉機、閘門等機電、金屬結構的安裝均應在生產廠家指導下進行，供電線路的接入需與當時電力部門進行聯系。啟閉機基礎螺栓澆灌混凝土后，應在達到強度標準后才允許試運轉，包括空載試運轉和負荷試運轉。6.4 其它施工過程中應注意環境保護，主體工程完工后，要進行水土保持的恢復。登封市宋爻水庫除險加固工程施工總說明水工施工2008.092009 SJ04-01河南省水利勘測設計研究有限公司核定審查校核設計制圖設計證號 設計水利甲級 160103-SJ 圖號比例日期工程設計部分描圖 其它未盡事宜，應嚴格按照現行施工規范進行。