1、目 錄第一章 綜合說明7第一節 緒言7第二節 水文及水庫特征水位10第三節 工程地質10第四節 震損情況11第五節 樞紐工程除險加固設計126.1 大壩工程整治設計126.2 溢洪道工程整治設計136.3 放水設施工程146.4 防洪公路工程146.5 大壩觀測設施及設備146.6 管理房設施15第六節 施工組織設計15第七節 工程管理16第八節 環境影響及水土保持17第九節 工程投資17第十節 經濟評價17第二章 水文及水庫特征水位19第一節 流域概況191.1 流域自然地理概況191.2 氣象191.3 徑流20第二節 基本資料的收集、復核20第三節 洪水223.1工程等級及洪水標準223
2、.2設計洪水復核計算223.3泥沙253.4 水庫洪水調節計算253.5 壩頂高程復核273.6 水雨情觀測和通訊設備28第三章 工程地質29第一節 區域地質概況29第二節 區域工程地質條件292.1 水文地質條件302.2 工程地質條件30第三節 天然建筑材料31第四節 結論和建議32第四章 除險加固工程設計34第一節 工程現狀及存在的問題341.1 樞紐大壩工程341.2 溢洪道工程351.3放水設施351.4 防洪公路361.5 管理設施及其他工程36第二節 設計依據362.1 工程等別362.2 洪水標準362.3 采用的規范36第三節 總體設計37第四節 擋水建筑物374.1 大壩工
3、程整治設計374.2大壩滲流復核計算384.3 壩坡穩定復核39第五節 溢洪道工程整治設計42第六節 放水設施43第七節 防洪公路工程43第八節 大壩觀測設施及設備43第九節 管理房工程44第十節 建筑工程量統計44第五章 施工組織設計45第一節 工程施工條件451.1 工程條件451.2自然條件47第二節 施工導流47第三節 施工交通運輸473.1 場外交通運輸473.2 場內交通運輸47第四節 主體工程施工484.1大壩整治工程施工484.2 溢洪道工程施工49第五節 施工總布置505.1 布置原則505.2 施工交通運輸505.3 施工輔助企業50第六節 施工總進度516.1 設計依據5
4、16.2 前期準備工作516.3 主體工程施工期安排526.4 工程完建期52第七節 質量控制及驗收527.1 施工測量527.2 材料527.3 開挖537.4土石方填筑537.5砌筑537.6混凝土澆筑54第六章 工程管理設計55第一節 工程管理現狀55第二節 工程管理設計55第七章 環境影響及水土保持設計57第一節 環境保護設計57第二節 水土保持設計58第三節 環境保護及水土保持設計經費59第八章 工程概算60第一節 編制說明601.1 編制依據601.2基礎單價60第二節 工程量及投資概算61第九章 經濟評價63第一節 工程概況63第二節 評價的方法和依據63第三節 國民經濟評價63
5、3.1 評價主要參數633.2 工程費用643.3 綜合效益計算653.4 國民經濟評價指標66第四節 敏感性分析66第五節 綜合經濟評價66第一章 綜合說明第一節 緒言XX水庫位于廣元市元壩區射箭鄉XX村五社境內的侍郎墳,壩址地理坐標為東徑10545,北緯3220,工程距元壩城鎮68km,距廣元城區45km。下游居住人口1300多人,保護耕地2600畝,是一座以農田灌溉為主,兼顧防洪、水產養殖等綜合效益為一體的?。ǘ┬退麡屑~工程。1967年5月,廣元縣水電局組織技術人員開始進行XX水庫的勘測設計。同年9月,開始動工修建,工程于1968年4月完工。XX水庫樞紐工程由大壩、涵臥管、溢洪道組成
6、,等別屬五等工程,主要建筑物為五級,正常運行和非常運行防洪標準為20年一遇洪水設計200年一遇洪水校核,相應下泄流量分別為1.2m3/s和4.53m3/s。 XX水庫工程大壩為均質土壩,設計大壩高15.8m,壩頂寬1.6m,壩頂長101m,實測壩頂高程802.5m,壩址以上集雨面積為0.36km2,總庫容為10.14萬m3,有效庫容8.85萬m3,死庫容0.39萬m3,工程設計灌溉面積0.042萬畝,實際灌面0.036萬畝,其工程特性詳見表。XX水庫是在六十年代特定的歷史背景中施工修建的,工程施工質量控制較差,壩體碾壓存在不密實問題,外壩腳未設堆石體,外壩腳段滑坡。壩頂寬度不夠,內坡未進行護坡
7、處理,風浪XX水庫整治前后工程特征表 表1序號名稱單位整治前的規模整治后的規模備注一水文氣象1集雨面積Km20.360.362年平均降雨量mm108310833最高氣溫38.9038.904最低氣溫-8.2-8.25年平均徑流深mm5135136設計洪峰流量m3/s8.858.85p=5%7校核洪峰流量m3/s14.9214.92p=0.5%8設計洪水下泄流量m3/s1.21.2p=5%9校核洪水下泄流量m3/s4.534.53p=0.5%二水庫特征1正常水位M801.00801.002設計洪水位M801.40801.40p=5%3校核洪水位M801.82801.82p=0.5%4死水位M78
8、9.30789.305回水長度公里0.180.186水庫總庫容萬m310.1410.147有效庫容萬m38.858.858死庫容萬m30.390.399水庫調節性能年調節水庫年調節水庫10徑流調節系數0.550.55三工程特征1大壩壩型均質土壩均質土壩最大壩高M15.815.8壩頂長度M101101壩頂寬度M1.63.0壩頂高程M802.5802.66壩底寬度M70.3071.29壩底高程M786.70786.702溢洪道型式寬頂堰寬頂堰堰頂高程801.00801.00寬度M3.04.0長度M6565最大泄洪量m3/s4.534.53消能形式無4放水設備型式涵臥管涵臥管設計放水流量m3/s0.
9、150.15淘涮嚴重。溢洪道右邊墻被余震震垮,底板未漿砌。放水臥管震損管壁漏水嚴重。無防汛進庫公路,無管理房工程設施。第二節 水文及水庫特征水位XX水庫控制集雨面積0.36km2,庫區內植被良好,其海拔高程在8001000m之間,主河道長0.89km,河床平均比降179.07。出露巖層多為砂、頁巖,土質為黃土和紅色亞粘土等。農田中水田沿河分布較廣,有利于水田用水。水庫流域屬亞熱帶濕潤季風氣候區,具有氣候溫和、四季分明、雨量充沛、日照充足、濕度大等特點。最大年降水量1613mm,最小年降水量560.5mm。暴雨多發生在68月,一次大暴雨過程多為12天,其中80%左右的水量集中在24小時以內,實測
10、24小時內最大暴雨量為420mm。多年平均氣溫13.1,歷年極端氣溫最高值34.2,最低-8.8,多年平均日照數1220小時,多年平均蒸發量為1285.4mm,無霜期240天,多年平均相對濕度69%,平均風速15m/s,最大風速20m/s。相應風向NNE。洪水復核標準:設計洪水標準為20年一遇,相應設計洪水位:801.40m;校核洪水標準為200年一遇,相應校核洪水位:801.82m。設計洪水成果:設計洪水標準洪峰流量為8.85m3/s,最大下泄流量為1.2m3/s,校核洪水標準洪峰流量為14.92 m3/s,最大下泄流量為4.53 m3/s。第三節 工程地質XX水庫位于廣元市元壩區射箭鄉XX
11、村五社境內的侍郎墳,壩址地理坐標為東徑10545,北緯3220,壩區附近屬高山深溝,地形切割較深。河床為“V”型河谷,兩岸陡坡地段多基巖裸露,屬幼年期河床特征。庫區內出露地層主要為百堊紀下統城墻巖群地層,其次是第四系地層,另有侏羅上統地層出現和繼侏羅系沉積之后又一大套河湖相紅色碎屑巖構成,礫巖、砂巖、泥巖呈互層產出,厚度在1300m左右,巖相巖性變化較大。區內構造較緩,巖層傾角多在68以下,巖性以泥巖與砂巖、礫巖軟硬相間為主,厚層砂巖形成陡巖和雞爪梁狀,泥巖形成緩坡圓丘和平坦邊溝等低山地貌狀態。庫區物理地質現象主要為風化剝蝕及崩塌,物理風化作用皆由粘土、泥質粉砂土等形成的緩坡坪臺和由砂頁巖互層
12、風化形成的陡崖,坡腳斜坡處有節理裂隙切割墜落的零星塊石出現。風化剝蝕以泥巖為主,極易風化,表層呈碎屑或粘土狀,在坡面水的沖刷下成為庫區淤積的主要來源。據GB 183062001中國地震動參數區劃圖國家標準第1號修改單, 四川、甘肅、陜西部分地區地震動峰值加速度區劃圖及四川、甘肅、陜西部分地區地震動反應譜特征周期區劃圖查得,工程區地震動峰值加速度為0.1g,動反應譜特征周期為0.4S,對應地震基本烈度為VII度。因此需對水庫工程進行抗震復核計算,抗震計算標準為丁級。第四節 震損情況2008年5月12日,四川汶川發生8級地震,大地震過后廣元區域內又出現了6.4級以上的強余震1次,多次余震導致溢洪道
13、右邊墻垮塌,放水臥管震損漏水嚴重。第五節 樞紐工程除險加固設計6.1 大壩工程整治設計1、大壩壩頂整治設計:拓寬原壩頂寬度1.6米至3.0m,同時加高大壩高度16cm,壩頂路面采用15cm厚泥結石鋪筑,其下鋪設20cm厚砂礫石墊層,壩頂路面兩端設30*30 cm路邊石,水庫整治后壩頂高程為802.66米,詳見大壩整治橫斷面圖。2大壩內坡整治設計:對內坡進行整形護坡,自內坡高程794.00m以上至799.00m以上采用20cm厚干砌塊石護面,下部采用20cm厚砂礫石墊層作反濾料, 799.00m以上至壩頂采用C15砼預制塊進行護坡處理, 預制塊邊長30cm厚8cm,下部采用20cm厚砂礫石墊層作
14、反濾料。護坡框格采用C20砼矩形結構,邊長為長寬=15m8m,C20砼框格斷面尺寸寬深=30cm30cm。3、大壩外坡整治設計:結合壩頂拓寬,從馬道800.45m采用1:2.0坡度培厚外壩坡至壩頂使壩頂寬度達到3.0m,同時加高大壩0.16m,使大壩高度達到802.66m。對外壩795.32m以下滑坡體進行清除,并應保證全部清除滑坡體,為確保新舊土料的良好接觸,清除采用階梯狀,階高不小于30cm,臺寬為不小于60cm為宜,并采用硬巖石渣料對壩坡進行回填壓實至原坡比。在外壩腳增建堆石體,堆石體頂高程為788.70米,堆石體頂寬2.0m,內坡比1:1.0,外坡比為1:1.5。壩肩兩側設順坡向排水溝
15、,同時以防人畜肆意進入壩坡內,排水溝邊墻為M7.5砌石矩形結構,寬深=0.40.4m,邊墻厚20cm,底板采用8cm厚C20砼澆筑,其下鋪設20cm厚砂礫石墊層。對外壩坡堆石體以上部分采用C20砼棱形框格進行草皮綠化護坡,以防雨水沖涮,棱形框格邊長10m10m,C20砼框格斷面尺寸寬深=30cm30cm。6.2 溢洪道工程整治設計根據水文計算溢洪道最大泄洪能力應為4.53m3/s,溢洪水深為0.82米,堰頂寬度為4米,溢洪道堰頂高程為801.00米。而溢洪道實際堰寬為3.0m,需拓寬。溢洪道由進口斷、寬頂堰、泄流槽段組成。詳見溢洪道設計斷面圖。拓寬溢洪道堰頂寬度至4.0m,堰進口底板下設60c
16、m寬,120cm高M7.5漿砌條石截水墻,以防治水灌入底板。根據調洪演算進口段堰寬4.0m,溢洪水深為0.82m,考慮摻氣水深和安全超高0.7m,進口溢流堰段邊墻高為1.5m。溢洪道泄流槽段按陡坡水力計算,泄槽寬3.0m,坡比為1:67,則相應溢洪水深為0.8m, 考慮摻氣水深和安全超高0.7m,泄槽段邊墻高為1.5m。泄流陡槽段按陡坡水力計算公式進行復核計算,泄流槽寬為3.0m,溢洪水深為0.3m,考慮摻氣水深和安全超高0.7m,泄槽段邊墻高為1.0m。溢洪道邊墻斷面均采用M7.5砌條石梯形斷面,頂寬30cm,底寬60cm,墻身應梅花狀預留50mm排水孔,并應做好排水孔后的反濾過渡結構,邊墻
17、縱向間隔15m留伸縮縫。溢洪道底板采用M7.5砌條石結構,底板厚30cm,下面采用20cm厚砂礫石墊層,并做好底板下的排水暗溝。陡槽段由于底板位于砂頁巖基礎上,底板整體結構較好,可滿足直接泄洪需要,本次不做陡槽段底板設計。溢洪道末端位于砂頁巖基礎上,且遠離大壩腳,下游為砂頁巖沖溝,亦無農田保護,故未做消能設計。6.3 放水設施工程對震損放水臥段管進行撤除,重新采用M7.5砌條石進行漿砌整治。6.4 防洪公路工程防汛公路路面寬設計為4.0m,按泥結石路面施工,路基利用原天然土層,其壓實度不小于95%,結構底層采用20-30cm厚砂礫石墊層,表層采用20cm厚泥結碎石,路面由中心向兩側做成5%坡度
18、,以利于排水。公路兩側各設置一道排水溝,排水溝梯形結構,底寬30cm,頂寬60cm,溝深20cm,排水溝采用M7.5砌條石結構,詳見防汛公路設計橫斷面圖。6.5 大壩觀測設施及設備1、大壩沉陷位移觀測在大壩兩岸每一縱排測點的延長線上各布設一個工作基點和校準點,各種基點均布設在兩岸巖石和堅實土基上,共需增設觀測點6個。2、大壩滲透觀測在原河床最大斷面處進行浸潤線觀測點的布設,共布設三排,每個橫斷面布置四根測壓管,同時在XX水庫原量水堰處增設RJ型量水堰滲流儀進行大壩滲流觀測。3、水文觀測針對水庫降雨量、水位及水溫的觀測,本次在水庫布設高程水位標尺,同時增設自計雨量計、自動水位計及電阻溫度計各一套
19、,用于水庫水文的觀測。4、觀測設備根據工程管理需要,配置水準儀一臺、除草機一臺。6.6 管理房設施本次不設計建設管理房工程。第六節 施工組織設計XX水庫屬五等工程,樞紐主要建筑物為5級,次要建筑物為5級,水庫除險加固工程包括大壩加固整治、溢洪道加固整治、放水設施整治、白蟻防治、增添觀測設施和興建管理房等。主要工程量為開挖土石方2291.57m3,土石回填方2085.58m3,砌石方903.38m3,砼441.08m3。主要建筑材料:水泥57.65T,河砂211.76m3,石子149.25m3,高峰人數80人。施工總投勞3.27萬工日。工程所需天然建筑材料主要為塊石、條石、碎石等,均可在距大壩2
20、km范圍內取用;建筑土料就近范圍內取用;所需的砂石料在嘉陵江河道開采運輸;鋼材、汽油、柴油等主要材料由廣元城區市場供應,水泥和炸藥也由廣元城區市場供應。施工用水利用庫水和管理站的供水設施來滿足生產生活用水;施工用電利用管理站電力資源或從附近電網架設。大壩回填碾壓和邊坡削坡,采用人工回填碾壓,機械土料運輸,砼作用采用普通人工作業,人工膠輪車運輸,人工平倉,2.2kw插入式振搗器振搗。施工總體布置遵循因地制宜,有利生產、生活,易于管理,少占耕地,經濟合理,安全可靠的原則。根據工程的布置特點和施工場地條件,進行水、電及砼拌和站和施工輔助企業布設。由于本工程施工較集中,故采用一個施工區。生活區布置在大
21、壩左岸,施工輔助企業布置在大壩兩端。本工程計劃總工期4個月,主體工程工期為3個月,即2009年3月上旬至2009年的6月下旬,工程準備期半月,工程完建期半月。第七節 工程管理 本工程的管理人員現為1人,無管理房工程設施。水庫具有綜合利用效益,管理項目以大壩為主,為給工程管理提供必要的條件,滿足工程監測、經常性維護(修),運行調度、資料管理、交通、通信及辦公自動化等需要,按有關規范擬設置以下主要管理設施:水工建筑物監測維護設施水情、工情信息及數據處理設施通信設施交通設施辦公及生活用房第八節 環境影響及水土保持XX水庫樞紐除險加固工程的整治,具有灌溉、防洪、多種經營及防止庫外耕地浸沒影響等多方面效
22、益,防止了水事糾紛,具有重要的經濟和政治意義。工程施工過程中帶來的噪聲、粉土、油污等不利影響,而這些都是暫時的,可以采用措施來避免或減少到最小程度。根據水土保技術規范規定的“誰造成新的水土流失,誰治理”原則,確定本工程水土保持責任范圍為項目建設區和直接影響區。工程施工完后,對于施工臨時占用的耕地應盡快平整復耕,非耕地和料場平整后進行綠化。第九節 工程投資 本工程投資概算組成和編制規程執行四川省水利水電工程概預算定額上、下冊(2007年),廣元市建筑材料價格(2009)和元壩區物價局出具的材料價格信息及XX水庫設計報告。XX水庫除險工程包括大壩整治工程、溢洪道整治工程、放水設施整治、新建防汛公路
23、、興建管理房、增設大壩觀測設施及相關工程。工程總投資56.73萬元,其中建筑工程投資43.81萬元,機電設備安裝工程2.2萬元,臨時工程費1.62萬元,獨立費用5.16萬元,基本預備費2.38萬元,工程總投勞3.27萬工日。第十節 經濟評價XX水庫在經濟上合理可行。國民經濟指標表明經濟內部收益率為14.7%,大于社會折現率7%,經濟凈現值為21.53萬元,大于0,效益費用比為1.52,大于1。這說明本次整治XX水庫大壩內坡滑坡工程在經濟上是可行的,并且在灌溉、防洪、水產養殖及其它方面的效益上是非常顯著的,工程整治后將對該地區經濟和社會發展起到積極促進作用,建議盡快立項施工建設。第二章 水文及水
24、庫特征水位第一節 流域概況1.1 流域自然地理概況XX水庫位于廣元市元壩區射箭鄉XX村五社境內的侍郎墳,壩址地理坐標為東徑10545,北緯3220,工程距元壩城鎮68km,距廣元城區45km。大壩下游下游居住人口1300多人,保護耕地2600畝,地理位置重要,防洪效益顯著,是元壩區境內的一座小(二)型水庫。工程流域地處四川盆地北部邊緣,為深丘、中山地貌,地勢東高西低,高差較大,河道坡度較陡,水流湍急,但流域內植被較好。1.2 氣象水庫流域屬亞熱帶濕潤季風氣候區,具有氣候溫和、四季分明、雨量充沛、日照充足、濕度大,冬季寒冷少雨且多寒潮;春季溫和、風高物燥、多干旱;夏季炎熱、雨量集中、夏旱突出、春
25、旱連夏旱、或伏旱連秋旱等災害常有發生;秋季多雨、濕度大,常發生秋綿雨及秋洪。降雨年內分配極不均勻,雨季從5月到10月中旬,降水占年降水量的75%,而12月至次年3月降水量僅占年降水量的10%,降水年際變化較大,最大年降水量1613mm,最小年降水量560.5mm。暴雨多發生在68月,一次大暴雨過程多為12天,其中80%左右的水量集中在24小時以內,實測24小時內最大暴雨量為420mm。多年平均氣溫13.1,歷年極端氣溫最高值34.2,最低-8.8,多年平均日照數1220小時,多年平均蒸發量為1285.4mm,無霜期240天,多年平均相對濕度69%,平均風速15m/s,最大風速20m/s。相應風
26、向NNE。1.3 徑流根據四川省中小流域暴雨洪水計算手冊和廣元縣水文手冊查算分析,多年平均年徑流深513mm,地下徑流深13.8mm,則地表徑流深497.2mm。年徑流變差系數CV0.45,偏差系數采用CS2CV。由此算得豐水年(P20%)年徑流深591.7mm,平水年(P20%)年徑流深為487.26mm,枯水年(P80%)年徑流深為417.65mm。故各設計頻率年徑流量分別為86.39萬m3、71.14萬m3、60.98萬m3,各設計年平均流量分別為0.027m3/s、0.023m3/s、0.019m3/s。第二節 基本資料的收集、復核由于水庫流域及鄰近類似區內無實測水文資料,水庫壩址河段
27、又無歷史洪水調查資料,在運行期間沒有洪水過程出流觀測資料,且沒有完整的,長系列的暴雨資料,因此不能用頻率分析方法及水文比擬法推求設計洪水,其設計洪水只能由設計暴雨并按四川省中小流域暴雨洪水計算手冊和廣元縣水文手冊中推理公式進行分析計算。設計暴雨按短歷時暴雨公式計算:Htp=Spt1-n。XX水庫流域內水文資料缺乏,無歷史記載,無實測水文數據。根據工程所在的位置及主要特性,河道的基本特征值主要來源于萬分之一航測圖。XX水庫河道特征值表表2-1集雨面積(km2)主河道長度(km)河床比降()0.360.89179.02XX水庫水位-面積、水位-容積復核如下表。 表2-2水庫水位面積、水位容積曲線計
28、算水位水面面積平均面積高差分層庫容累計庫容786.700791296014804.3636463647956980497041988026244799112009090436360626048031464012920451680114284第三節 洪水3.1工程等級及洪水標準根據水利部水利水電工程等級劃分及洪水標準(SL2522000)及國家防洪標準GB5020194之規定,該水庫為?。ǘ┬退麡屑~工程,工程等別為五等水利樞紐工程,樞紐工程主要建筑物為5級。相應水庫洪水計算標準為:設計洪水標準按20年一遇洪水(p=5%)計算,校核洪水標準按200年一遇洪水(p=0.5%)計算。3.2設計洪水
29、復核計算 設計洪峰流量計算XX水庫屬無洪水水文資料地區,只有采用四川省中小流域暴雨洪水計算手冊中介紹的推理公式法推算設計洪水,1、推理公式基本關系式:Q=0.0278(S/n)F上式適用于全面匯流和部分匯流兩種情況:當在全面匯流條件下tc =1-(/s)n當在部分匯流條件下tc =n(tc/)1-ntc=(1-n)s/1/n =0-1/4-n0=0.02783/4-n/(mJ1/3/L)4/4-n(SF)1/4-n式中:Q設計頻率年最大洪峰流量(m3/s);洪峰徑流系數;流域匯流時間(h);S暴雨雨力,即最大1小時暴雨量(mm/h);n暴雨公式指數;F集雨面積(km2);產流參數,即產流歷時內
30、流域平均入滲(mm/h);m匯流參數;J主河道的平均坡降;L自出口斷面沿主河道至分水嶺的河流長度(km);0當=1時的流域匯流時間(h);tc產流歷時(h)2、各參數確定 流域特征參數F、L、J據萬分之一航測圖量算得:F=0.36km2,L=0.89km,J=179.02。 產流參數采用四川省中小流域暴雨洪水計算手冊中盆地丘陵區經驗公式計算:采用盆緣山區公式=3.6F-0.19計算平均產流參數值為4.371。 匯流參數m仍采用四川省中小流域暴雨洪水計算手冊中盆地山區經驗公式計算:當為130 時 m=0.3180.0204 流域特征參數=L/(J1/3F1/4),經計算得m=0.3683、暴雨參
31、數S、n根據手冊結合相關公式計算暴雨衰減指數n和雨力參數S。XX水庫暴雨參數成果表表2-3P%H24pSpn2P5262.575.2850.6070.5417.5115.9930.5974、洪峰流量計算由于流域面積較小,先采用n2作試算,則計算成果如下表:XX水庫洪峰流量計算成果表表2-4P(%)OOQPm50.6784.3716.210.930.698.850.3670.50.5984.3717.690.950.6114.920.367由上述分析計算可知:流域匯流時間價于1-6小時之間,說明采用n2計算合理,驗算的匯流參數m=m,則計算正確。3.2.2 洪水總量根據該庫各時段設計暴雨,采用暴
32、雨洪水手冊推薦公式,按單峰洪水進行計算,徑流系數根據手冊和相應雨量查得。則設計暴雨歷時T=12.8F1/4=9.92小時。短歷時設計暴雨量按HTP=SPT1-n3計算,設計洪水總量用WP=0.1HTPF公式計算,成果如下:洪水總量計算成果表表2-5P%Sp(mm)HTP(mm)WP(萬m3)575.285185.50.9076.060.5115.993292.430.9289.773.3泥沙XX水庫流域泥沙主要來源于耕作、坡地和人工堆積。本流域內森林植被較好,地質和地勢走向平緩,流域內水土流失不很嚴重,因此給河道帶來的泥沙較輕,并主要集中于洪水季節,69月沙量占全年90%以上。因此不需進行水庫
33、死水位的重新復核。3.4 水庫洪水調節計算3.4.1 起調水位的確定XX水庫起調水位定為正常蓄水位801.00m,相應庫容8.85萬方。 水位庫容曲線2003年實測繪制水位庫容曲線,本次直接采用2003年繪制的庫容特性曲線,數值見表2-6。XX水庫水位H庫容V曲線表表2-6 水位H(m)786.7791795799803庫容V(萬m3)00.642.626.2611.433.4.3 水位泄量曲線XX水庫溢洪道位于大壩左側,為開敞式正堰,堰頂高程為801.0m,堰寬4.0m,本次按寬頂堰公式 計算下泄流量q,繪制Hq曲線,成果見表27。XX水庫溢洪道Hq曲線計算表表2-7水位H(m)801.08
34、01.4801.8802.2802.6803.00下泄流量q(m3/s)01.574.448.1312.5517.543.4.4調洪演算按照水庫大壩安全評價導則(SL2582000)第條及4.4.3條的有關規定,結合本次設計洪水采用壩址洪水、汛期動庫容所占比重不大的情況,調洪計算方法為靜庫容法。本次調洪演算根據四川省水文局1979年編制的水文手冊相關公式進行,采用四川省水文局編制的小型水庫洪水計算程序進行調洪計算,起調水位為溢洪道堰頂高程801.00m,相應水庫庫容為8.85萬m3。調洪演算結果如下表。調洪演算成果表 表2-8頻率P(%)最大下泄流量(m3/s)溢洪道寬度(m)最大行洪水深h(
35、m)最高庫水位(m)庫容(萬m3)51.204.00.4801.412(801.4)9.520.54.534.00.82801.845(801.82)10.14由上表可知:復核后的最高洪水位為801.845m,大于原設計校核洪水位801.82m,故水庫大壩防洪標準滿足,復核后的溢洪道下泄最大行洪水深為0.82m,相應溢洪道堰頂寬度為4.0m,而實際溢洪道堰頂寬度為3.0m,小于復核后的溢洪道堰寬度,故溢洪道泄洪標準不夠,需進行拓寬溢洪道。從調洪演算分析可知,水庫的總庫容為10.14萬m3,而校核情況水庫的洪水總量為9.77萬m3,基本等于水庫總蓄水量,故水庫屬年調節水庫,根據防洪需要,防洪限制
36、庫容設為5.6萬m3,即汛期半庫運行,相應防洪限制水位為798.27m。3.5 壩頂高程復核根據當地氣象部門提供的資料:該庫地區多年平均最大風速Vf=15m/s,吹程D=0.18km,由此計算出風浪爬高為:設計情況(P=5%),H設爬=0.588m校核情況(P=0.5%),H校爬=0.355m按有關規定安全超高取值為:設計情況(P=5%),H設超=0.5m校核情況(P=0.5%),H校超=0.3m地震壅浪高度:H壅浪=1.0m根據規范,土石壩波浪爬高和風壅高度以上為安全超高,在正常運用條件下為0.50m,在非常運用條件下為0.30m。設計壩頂高程應為:(1)壩頂高程設計洪水位風浪爬高安全超高(
37、2)壩頂高程校核洪水位風浪爬高安全超高(3)壩頂高程正常蓄水位校核情況風浪爬高校核情況安全超高+地震壅浪高度則要求壩頂高程為:設計情況(P=5%),H壩頂=802.488m校核情況(P=0.5%),H壩頂=802.475m考慮地震情況, H壩頂=802.655m壩頂高程取以上三種成果中最大值,即802.655m,經復測,現水庫壩頂實際高程為802.5m,故水庫壩高不能滿足要求。3.6 水雨情觀測和通訊設備針對水庫降雨量、水位的觀測,本次增設自計雨量計、自動水位計各一套,用于水庫水文的觀測。安置固定電話及傳真機各一部,配備手持移動電話一部。第三章 工程地質第一節 區域地質概況XX水庫位于廣元市元
38、壩區射箭鄉XX村五社境內的侍郎墳,壩址地理坐標為東徑10545,北緯3220,壩區附近屬高山深溝,地形切割較深。河床為“V”型河谷,兩岸陡坡地段多基巖裸露,屬幼年期河床特征。庫區內出露地層主要為百堊紀下統城墻巖群地層,其次是第四系地層,另有侏羅上統地層出現和繼侏羅系沉積之后又一大套河湖相紅色碎屑巖構成,礫巖、砂巖、泥巖呈互層產出,厚度在1300m左右,巖相巖性變化較大。區內構造較緩,巖層傾角多在68以下,巖性以泥巖與砂巖、礫巖軟硬相間為主,厚層砂巖形成陡巖和雞爪梁狀,泥巖形成緩坡圓丘和平坦邊溝等低山地貌狀態。據GB 183062001中國地震動參數區劃圖國家標準第1號修改單, 四川、甘肅、陜西
39、部分地區地震動峰值加速度區劃圖及四川、甘肅、陜西部分地區地震動反應譜特征周期區劃圖查得,工程區地震動峰值加速度為0.1g,動反應譜特征周期為0.4S,對應地震基本烈度為VII度。因此需對水庫工程進行抗震復核計算,抗震計算標準為丁級。第二節 區域工程地質條件水庫位于梓潼向斜北西翼,為平緩的單斜構造,巖層產狀平緩,傾向南東30,傾角3,未見大的斷裂構造,巖層裂隙發育,多為“X”剪切裂隙,次為風化裂隙?!癤”剪切裂隙多發育于砂巖層中,主要有兩組“X”剪切構造裂隙,一組裂隙走向72,傾向162,傾角7987,另一組裂隙走向340,傾向70,傾角7285。該“X”裂隙微張,面平直,延伸620米,裂隙間距
40、1.52.1米,臨岸地帶由于卸荷,張開度0.022.0厘米。裂隙一般在砂巖中延伸較遠較長,是壩基、壩肩巖體滲漏的主要通道,砂質泥巖中裂隙一般開張小、尖滅或閉合。2.1 水文地質條件區內水文地質條件簡單。地下水主要為松散堆積層中的孔隙型潛水和基巖中的脈狀裂隙型潛水。接受大氣降水與庫水的補給,動態變化的季節性明顯??紫缎蜐撍饕x存于溝底松散土層中,水量一般豐富,地下水位高。裂隙型潛水主要賦存于基巖內各種裂隙中,一般以泉的形式排泄。由于水庫的修建抬升了水位,在水庫下游地下水具有弱承壓性。砂巖裂隙發育,連通性好,充填差,透水性較強。2.2 工程地質條件本工程地質構造簡單,巖層產狀平緩,無大斷裂構造存
41、在。地震動峰值加速度為0.1g,動反應譜特征周期為0.4S,對應地震基本烈度為VII度。壩址區工程地質條件簡單,大壩壩基為強風化砂質泥巖,強度能滿足大壩的承載力要求和抗滑穩定要求。兩壩左右壩肩為強風化砂質泥巖夾薄層砂巖,巖坡基本穩定,修建本工程類型的土石壩是適宜的。為滿足大壩整治設計需要,根據碾壓式土石壩設計規范SL2742001的要求,并參照近鄰何家壩水庫工程,綜合分析擬定壩體土及塊石有關物理力學性質建議指標值。供設計進行壩坡抗滑穩定安全計算及整治初步設計使用。塊石棱體、拋石指標采用其它水利工程設計值,并考慮風化影響。見下表。XX水庫大壩壩體土物理力學性質指標值表表31項 目單 位壩體土塊石
42、棱體天然密度g/cm31.861.84飽和密度 fg/cm31.982.02浮密度g/cm30.981.02非飽固快度18.836.0CKpa22.90飽固快度16.234.0CKpa200滲透系數KCm/s5.7110-55.110-1臨界水力比降Jcr1.01第三節 天然建筑材料條石:工程附近多石山,且質地堅硬,料場近,可就近開采。砂、礫石料:工程附近無砂礫石料場,但嘉陵江河壩的砂礫石料十分豐富,可以大量開采運輸,且砂礫有機質和泥沙含量少,質量好,完全能滿足工程需要。1、壩料的選擇、開采和運輸,根據參與建庫老同志的介紹,當時取土料場十分匱乏,大壩周邊多為砂質泥巖,土層較薄,難以滿足用量要求
43、。筑壩料場選在大壩周圍500m以上的農田,清除表層土后的田間土作為筑壩土料,人工開采,用架子車、人力挑擔運輸,采用石磙子和履帶拖拉機壓實的填筑方法。由于當時屬于農民大集體施工,沒有專門的質量監督機構和質量檢測手段。故該大壩的填筑土料多屬粘土和粉質粘土,原選擇的筑壩材料是符合現行規范要求的。2、填筑方法與壓實標準,大壩原填筑為人工挖運土,石磙子和履帶拖拉機壓實的填筑方法,壩高較低時,采用架子車推和人力擔運土上壩;壩高較高時,人工挑、背土上壩,當時只控制上壩土料直徑不超過10cm,鋪土厚度不大于30cm。由于填筑過快、田土含水量偏高,施工技術的限制,壓實度不均,壩體填筑質量較差。第四節 結論和建議
44、1、工程區在大地構造上位于四川沉降帶之川北褶皺帶內,區內無大中型斷裂通過,構造簡單。據中國地震動參數區劃圖動峰值加速度為0.1g,動反應譜特征周期為0.4S,對應地震基本烈度為VII度。水庫處于單斜巖層,產狀平緩,巖體完整地段未發現大中型斷裂構造,地質構造簡單,山體雄厚,庫坡穩定。2、工程為已建病害工程。工程施工質量控制較差,壩體碾壓存在不密實問題,外壩腳未設堆石體,外壩腳段滑坡。經洪水復核高頂高度不夠,壩頂寬度不達標,內坡未進行護坡處理,風浪淘涮嚴重。溢洪道右邊墻被余震震垮,底板未漿砌。放水臥管震損管壁漏水嚴重。無防汛進庫公路,無管理房工程設施。工程就這樣帶病運行,始終是沒有得到整治,因此盡
45、快對水庫進行除險加固勢在必行。第四章 除險加固工程設計第一節 工程現狀及存在的問題1.1 樞紐大壩工程1、大壩工程現狀大壩為均質土壩,原設計壩高15.8m,壩頂長101米,壩頂寬1.6米,實測壩頂高程802.5米。上游坡比為1:2.0,下游壩坡馬道上部坡比為1:2.0,下部為1:2.17,馬道寬4.0m,內外壩腳無堆石體。內、外坡均沒有進行護坡處理,外坡無排水系統,大壩無沉降、位移、滲流觀測設施,也無其它設施。大壩為均質土壩,工程于1967年9月動工修建,于1968年4月完工投入運行。設計大壩壩高15.8m,壩頂寬1.6m,壩頂長101m,設計正常蓄水位801.00m,壩頂高程802.50m,
46、壩基高程786.70m。大壩上游邊坡比為1:2.0,下游邊坡分別為1:2.0、1:2.17。 2、大壩存在的問題工程修建于1967年,至今已40多年。由于當時各種設計規范都處于一種起步和試驗階段,體制和資料還不健全,并且沒有較為詳細的地質資料,沒有正規的施工圖紙,加之各種技術落后和技術力量極為薄弱,大壩在建設期間,施工質量低,壩體碾壓存在不密實問題,外壩腳未設堆石體,外壩腳段滑坡。經洪水復核壩頂高度不足,且壩頂寬度不達標,內坡未進行護坡處理,風浪淘涮嚴重,外坡無排水溝系統。工程就這樣帶病運行,始終是沒有得到整治。因此對大壩進行除險加固勢在必行,以確保大壩安全和下游人民群眾的生命財產安全,保障灌
47、區農業的穩產增收,從而發揮出工程應有的效益。1.2 溢洪道工程1、溢洪道現狀:位于大壩左端砂頁巖基礎上,為開敞式正堰寬頂堰溢洪道,堰頂厚度為5.0米,堰頂寬度3.0米,泄槽段長30m,寬3.0m,坡降為1:67,陡槽段長30m,寬3m,陡槽坡比為1:4.2,溢洪道長度65米,右邊墻為漿砌石結構,左邊墻靠山巖未漿砌,底板亦未漿砌。2、存在的問題:通過前面的洪水復核計算,溢洪道堰頂的泄流能力不能滿足200年一遇校核洪水標準,需對溢洪道泄流堰進行拓寬至4.0m。右邊墻被強余震震垮,底板及左邊墻未漿砌。1.3放水設施1、放水臥管放水臥管位于大壩右岸,為條石漿砌斜臥式,斷面尺寸為高*寬*長=0.6*0.
48、66*0.86m,呈單排20級布置,放水孔直徑D=20cm,放水流量為0.075m3/s。 2、放水涵管涵管為漿砌石結構,洞長61.20m,洞寬0.6m,洞高0.55m,放水流量為0.15 m3/s。放水臥管被余震震損,漏水嚴重。1.4 防洪公路XX水庫防洪進庫公路從明(明覺鄉)射(射箭鄉)線接入XX村村道公路直通大壩右壩頂,全長500m,交通不暢,車輛無法進入,不能滿足正常的防洪搶險需要。1.5 管理設施及其他工程XX水庫沒有管理房設施,不利于管理站職工正常工作和生活,沒有通訊設施及交通工具,更沒有雨量、位移、滲流觀測設施,極不利于水庫的科學管理和合理運行。第二節 設計依據2.1 工程等別X
49、X水庫總庫容10.14萬m3,有效庫容8.85萬m3,有效設計灌面為0.036萬畝,根據水利水電工程等級劃分及洪水標準(SL2522000)之規定,該水庫為小(二)型水利樞紐工程,工程等別為五等水利樞紐工程,樞紐工程主要建筑物為5級。2.2 洪水標準該水利工程永久性建筑物,其設計洪水標準根據規范和實際情況確定為20年一遇洪水設計,200年一遇洪水校核。2.3 采用的規范水利水電工程等級劃分及洪水標準(SL2522000);防洪標準(GB2020194);碾壓式土石壩設計規范(SL2742001)及修定和補充規定;小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則(SL18996);碾壓土石壩施工規范(DL/
50、T51292001);碾壓式土石壩施工組織設計導則(DL/T5962000);水工建筑物(第三版);XX水庫大壩安全鑒定論證報告(2002);第三節 總體設計XX水庫除險加固工程總體設計方案為:對內坡進行整形,內坡采用C15砼預制塊進行防護處理;清除滑坡體,重新回填碾壓外壩坡,增加外坡堆石體,增強外坡的穩定性,增設外坡排水系統;結合外坡整治,加高大壩拓寬壩頂;拓寬溢洪道堰寬,漿砌整治溢洪道;維修整治放水臥管;整治防汛搶險公路;增設大壩位移觀測設施;第四節 擋水建筑物4.1 大壩工程整治設計1、大壩壩頂整治設計:拓寬原壩頂寬度1.6米至3.0m,同時加高大壩高度16cm,壩頂路面采用15cm厚泥
51、結石鋪筑,其下鋪設20cm厚砂礫石墊層,壩頂路面兩端設30*30 cm路邊石,水庫整治后壩頂高程為802.5米,詳見大壩整治橫斷面圖。2大壩內坡整治設計:對內坡進行整形護坡,先清除15cm厚表層浮土,其次自內坡高程794.00m以上至799.00m以上采用20cm厚干砌塊石護面,下部采用20cm厚砂礫石墊層作反濾料, 799.00m以上至壩頂采用C15砼預制塊進行護坡處理, 預制塊邊長30cm厚8cm,下部采用20cm厚砂礫石墊層作反濾料。護坡框格采用C20砼矩形結構,邊長為長寬=15m8m,C20砼框格斷面尺寸寬深=30cm30cm。3、大壩外坡整治設計:結合壩頂拓寬,從馬道800.45m采
52、用1:2.0坡度培厚外壩坡至壩頂使壩頂寬度達到3.0m,同時加高大壩0.16m,使大壩高度達到802.66m。對外壩795.32m以下滑坡體進行清除,并應保證全部清除滑坡體,為確保新舊土料的良好接觸,清除采用階梯狀,階高不小于30cm,臺寬為不小于60cm為宜,并采用硬巖石渣料對壩坡進行回填壓實至原坡比。在外壩腳增建堆石體,堆石體頂高程為788.70米,堆石體頂寬2.0m,內坡比1:1.0,外坡比為1:1.5。壩肩兩側設順坡向排水溝,同時以防人畜肆意進入壩坡內,排水溝邊墻為M7.5砌石矩形結構,寬深=0.40.4m,邊墻厚20cm,底板采用8cm厚C20砼澆筑,其下鋪設20cm厚砂礫石墊層。對
53、外壩坡堆石體以上部分采用C20砼棱形框格進行草皮綠化護坡,以防雨水沖涮,棱形框格邊長10m10m,C20砼框格斷面尺寸寬深=30cm30cm。4.2大壩滲流復核計算根據水庫管理站觀測記錄、現場的踏勘、走訪當地群眾等該水庫自運行以來未出現滲漏現象。滲流穩定分析計算如下:滲漏量計算成果表 表41工況滲 流 量單 位工況一0.000097Ls工況二0.000105Ls工況三0.000134Ls從表中可以看出,大壩壩體在各種工況下滲漏量較大,按正常水位,壩體平均長度按70%計算,年總滲漏量為0.02163萬立方米,占總庫容的0.213%,故壩體滲漏滿足規范要求。4.3 壩坡穩定復核1、基本資料大壩為五
54、級建筑物,根據碾壓式土石壩設計規范(SL2742001)及修改和補充規定的要求,相應的壩坡抗滑穩定最小安全系數如下表:土壩壩坡抗滑穩定最小安全系數 表42大壩類別建筑物級別正常運用情況非常運用情況非常運用情況土壩51.251.151.05本工程未進行土工試驗,壩坡材料物理力學指標參照臨近何家壩水庫工程取值如下表。壩坡穩定計算采用畢肖普法。計算程序采用河海大學工程力學系和黃委會勘測設計研究院編制的土石壩穩定分析系統(HH-SLOPE2.7)。XX水庫壩坡材料物理力學指標表項 目單 位壩體土塊石棱體天然密度g/cm31.861.84飽和密度 fg/cm31.982.02浮密度g/cm30.981.
55、02非飽固快度18.836.0CKpa22.90飽固快度16.234.0CKpa19.10滲透系數KCm/s5.7110-55.110-1臨界水力比降Jcr1.01表432、整治前計算工況上游壩坡:工況一:由正常水位801.00m形成的穩定滲流期,其抗滑穩定最小安全系數,Kmin=1.4392,大于K1.25;工況二:由正常水位801.00m正常降至死水位789.30m,其抗滑穩定最小安全系數,Kmin=1.4214,大于K=1.25;工況三:由校核洪水位801.82m突降至死水位789.30m,其抗滑穩定最小安全系數,Kmin=1.3307,大于K=1.15;工況四:由正常水位801.00m
56、形成的穩定滲流期遇地震,其抗滑穩定最小安全系數,Kmin=1.2416,大于K1.05;下游坡:工況一:由正常水位801.00m形成的穩定滲流期遇地震,其抗滑穩定最小安全系數,Kmin=1.2726,大于K1.05;工況二:校核795.32m高程段壩坡在正常運行情況下壩坡穩定系數,其抗滑穩定最小安全系數,Kmin=1.1433,小于K1.15;經復核計算可知:下游壩在高程795.32m段壩坡在正常運行情況的抗滑穩定安全系數不滿足規范要求,壩體已出現滑坡。2、整治后計算工況上游壩坡:工況一:由正常水位801.00m形成的穩定滲流期,其抗滑穩定最小安全系數,Kmin=1.5073,大于K1.25;
57、工況二:由正常水位801.00m正常降至死水位789.30m,其抗滑穩定最小安全系數,Kmin=1.4505,大于K=1.25;工況三:由校核洪水位801.82m突降至死水位789.30m,其抗滑穩定最小安全系數,Kmin=1.4011,大于K=1.15;工況四:由正常水位801.00m形成的穩定滲流期遇地震,其抗滑穩定最小安全系數,Kmin=1.3163,大于K1.05;下游坡:工況一:由正常水位801.00m形成的穩定滲流期遇地震,其抗滑穩定最小安全系數,Kmin=1.3321,大于K1.05;經復核計算可知:上游壩坡在四種工況下壩坡的抗滑穩定安全系數均大于規范要求,能滿足規范要求,而下游
58、壩坡抗滑穩定安全系數也滿足規范要求。第五節 溢洪道工程整治設計根據水文計算溢洪道最大泄洪能力應為4.53m3/s,溢洪水深為0.82米,堰頂寬度為4米,溢洪道堰頂高程為801.00米。而溢洪道實際堰寬為3.0m,需拓寬。溢洪道由進口斷、寬頂堰、泄流槽段組成。詳見溢洪道設計斷面圖。拓寬溢洪道堰頂寬度至4.0m,堰進口底板下設60cm寬,120cm高M7.5漿砌條石截水墻,以防治水灌入底板。根據調洪演算進口段堰寬4.0m,溢洪水深為0.82m,考慮摻氣水深和安全超高0.7m,進口溢流堰段邊墻高為1.5m。溢洪道泄流槽段按陡坡水力計算,泄槽寬3.0m,坡比為1:67,則相應溢洪水深為0.8m, 考慮
59、摻氣水深和安全超高0.7m,泄槽段邊墻高為1.5m。泄流陡槽段按陡坡水力計算公式進行復核計算,泄流槽寬為3.0m,溢洪水深為0.3m,考慮摻氣水深和安全超高0.7m,泄槽段邊墻高為1.0m。溢洪道邊墻斷面均采用M7.5砌條石梯形斷面,頂寬30cm,底寬60cm,墻身應梅花狀預留50mm排水孔,并應做好排水孔后的反濾過渡結構,邊墻縱向間隔15m留伸縮縫。溢洪道底板采用M7.5砌條石結構,底板厚30cm,下面采用20cm厚砂礫石墊層,并做好底板下的排水暗溝。陡槽段由于底板位于砂頁巖基礎上,底板整體結構較好,可滿足直接泄洪需要,本次不做陡槽段底板設計。溢洪道末端位于砂頁巖基礎上,且遠離大壩腳,下游為
60、砂頁巖沖溝,亦無農田保護,故未做消能設計。第六節 放水設施對震損放水臥段管進行撤除,重新采用M7.5砌條石進行漿砌整治。第七節 防洪公路工程防汛公路路面寬設計為4.0m,按泥結石路面施工,路基利用原天然土層,其壓實度不小于95%,結構底層采用20-30cm厚砂礫石墊層,表層采用20cm厚泥結碎石,路面由中心向兩側做成5%坡度,以利于排水。公路兩側各設置一道排水溝,排水溝梯形結構,底寬30cm,頂寬60cm,溝深20cm,排水溝采用M7.5砌條石結構,詳見防汛公路設計橫斷面圖。第八節 大壩觀測設施及設備1、大壩沉陷位移觀測在大壩兩岸每一縱排測點的延長線上各布設一個工作基點和校準點,各種基點均布設
61、在兩岸巖石和堅實土基上,共需增設觀測點6個。2、大壩滲透觀測在原河床最大斷面處進行浸潤線觀測點的布設,共布設三排,每個橫斷面布置四根測壓管,同時在XX水庫原量水堰處增設RJ型量水堰滲流儀進行大壩滲流觀測。3、水文觀測針對水庫降雨量、水位及水溫的觀測,本次在水庫布設高程水位標尺,增設自計雨量計、自動水位計及電阻溫度計各一套,用于水庫水文的觀測。4、觀測設備根據工程管理需要,配置水準儀一臺、除草機一臺。第九節 管理房工程本次未設計管理房工程。第十節 建筑工程量統計根據前面設計和圖紙,經統計,完成XX水庫大壩整治、溢洪道整治、配套大壩觀測設施及興建管理房等工程共需動用土石方4377.15m3,砌石9
62、03.38m3,砼441.08m3。第五章 施工組織設計第一節 工程施工條件1.1 工程條件 1、工程地理位置及工程概況XX水庫位于廣元市元壩區射箭鄉XX村五社境內的侍郎墳,地理坐標為東徑10545,北緯3220,工程距元壩城鎮68km,距廣元城區45km。下游居住人口1300多人,保護耕地2600畝,是一座以農田灌溉為主,兼顧防洪、水產養殖等綜合效益為一體的?。ǘ┬退麡屑~工程。水庫大壩以上集雨面積0.36km2,主河道長0.89km,總庫容10.14萬m3,有效庫容萬8.85m3,是一座以農田灌溉為主兼有防洪、水產養殖等綜合效益為一體的?。ǘ┬退畮臁T撍畮煊?967年動工修建,1968
63、年主體工程完工,工程由大壩、溢洪道、涵臥管等組成。2、交通條件該工程為一座病害整治工程,現有交通條件比較方便,明(明覺鄉)射(射箭鄉)公路通XX村村道距大壩2300m,通過防洪進庫公路的建設,外購材料及其土石料的運輸可直接運至工地。該工程周圍土石料豐富,足可保證其用料需求,砂石料可從距其17km的嘉陵江河壩運輸,施工條件較好。3、施工特點本工程為水庫病害整治工程,整治項目較多,受地形條件限制一般不采用大型機械施工,具有以機械和人工施工為主的特點。4、市場供應條件(1)天然建筑材料本工程主要天然建筑材料為河砂、卵石、塊石、條石。本工程需條石169.56m3,需水泥57.65T,河砂211.76m
64、3,石子149.25m3。砂、礫石料:工程附近無砂礫石料場,但嘉陵江河壩的砂礫石料十分豐富,可以大量開采運輸,且砂礫有機質和泥沙含量少,質量好,完全能滿足工程需要。條石:工程附近多石山,且質地堅硬,料場近,可就近開采。(2)三材來源及供應條件廣元市場三材供應質優價廉,完全能滿足工程所需,可直接購買運至現場。(3)施工供水供電供應工程施工用水可用水泵抽取水庫內的水來滿足施工及生活用水的需求;工程區內有國家及地方電網,施工用電可就近“T”接,或從管理房附近低壓線中搭接。(4)勞動力供應廣元市具有同類施工資格的單位較多,工程可通過招投標擇優選取。水庫附近鄉鎮勞動力充沛,完全能滿足工程需要。5、工程建
65、設工期施工總工期按4個月,2009年3月上旬至2009年6月底。為保證工期、質量,應采用招標、投標方式,擇優選擇施工隊伍。1.2自然條件水庫流域地處亞熱帶濕潤季風氣候區,氣候溫和,降雨較充沛,四季分明,具有冬暖春旱,無霜期長,夏熱多干旱,降雨不均,秋多陰雨,日照較充足等特點。春旱、夏旱、伏旱及冬干均有發生。區內多年平均氣溫16.1,最高氣溫45.3,最低氣溫8.1;多年平均降水量900mm,降雨年季變輻較大,年內分配不均,降水多發生在510月, 其降水量約占全年的75%左右。無霜期240天,多年平均相對濕度69%,平均風速15m/s,最大風速20m/s。第二節 施工導流本次XX水庫樞紐病害整治
66、工程,除內坡護坡工程需將水放至水位794.00m處進行施工建設外,其余工程建設都安排在非汛期進行整治建設,不會出現溢洪,故施工期不存在施工導流問題。第三節 施工交通運輸3.1 場外交通運輸XX水庫位于廣元市元壩區射箭鄉XX村五社境內,距元壩城鎮68km,距廣元城市45km,各種材料的運輸較為方便,但還需修建0.65km的臨時公路以便條塊石的運輸。3.2 場內交通運輸場內交通主要以小型運輸機械為主,在大壩兩端處修建一條臨時公路,以供護坡塊石運輸及溢洪道條石漿砌之用,則場內只需修建130m的臨時施工公路,就可以滿足施工要求。第四節 主體工程施工4.1大壩整治工程施工1、壩頂工程按設計要求開挖清除壩
67、頂表層土石料,厚20cm,棄碴料運至規劃堆料場,之后砌筑上下游路肩石,再采用拖拉機或自卸汽車運送砂礫石墊層料至壩頂作業面,用74kw推土機平場,采用自行式凸塊振動碾壓實,壓實度不小于95%,待達到要求后先鋪20cm厚砂礫石墊層,再鋪筑15cm厚泥結碎石壩面。2、內坡整治工程大壩內坡整治施工時,水庫水位可由放水洞放至水位794.00m處再進行施工。整治施工前必須先作好壩坡現狀的斷面測量和控制測量,并算出和確定出砼及塊石護坡的分界面高程。整個工程的施工順序為:壩坡削坡整形澆筑砼護坡框格鋪筑砂礫石反濾層砼及塊石護坡安砌。3、外壩整治大壩外坡整治施工前必須先作好壩坡現狀的斷面測量和控制測量,并算出和確
68、定出變坡坡度和馬道高程。整個工程的施工順序為:滑體開挖清除壓腳堆石體干砌石渣料回填碾壓壩坡削坡整形澆筑砼護坡框格草皮護坡。滑體清除、壩體回填量較大,采用機械和人工結合施工作業,先將原滑坡按施工設計要求的邊坡比,采用挖掘機或裝載機以滑體清除線按從下至上階梯形狀進行清除,再用5-8T載重汽車或拖拉機運至規劃的堆料區。開挖面亦采用階梯狀,以確保新舊土料的良好接觸,階高為不小于30cm,臺寬不小于60cm。其次對外壩腳進行干砌塊石壓腳處理。最后采用硬巖石渣料對壩坡進行回填壓實。壩體料回填采用5T自御汽車運料至作業面,用74kw推土機平場,采用自行式凸塊振動碾壓實,蛙夯修邊?;靥钅雺簩嵭蟹謱渝e位碾壓,層
69、厚30cm,層與層采用人工拋毛,以便層與層之間的良好接觸。不利于機械施工部位采用人工打夯作業,并做好新回填壩體與原壩體的良好接觸。外壩縱橫向排水溝采用人工開挖,膠輪車運輸棄料。4.2 溢洪道工程施工(1)土方開挖采用1m3挖掘機開挖配合5t自卸汽車運輸。(2)土方回填采用人工回填、人工夯實。(3)石方開挖采用潛孔鉆鉆孔爆破,1m3挖掘機開挖配合5t自卸汽車運輸。(4)漿砌石條石用拖拉機運輸至場地;砂漿采用0.4m3砂漿機拌制,膠輪車運輸,人工安砌。砌筑時采用坐漿法分層砌筑。鋪漿厚度宜為3cm-5cm,隨鋪漿隨砌筑,砌縫需用砂漿填充飽滿,并用扁鐵片插搗密實。(5)水泥砂漿勾縫抹面采用0.4m3的
70、砂漿機拌制砂漿,人工手推車運輸,人工抹面。第五節 施工總布置5.1 布置原則遵循因地制宜、因時制宜,有利生產、方便生活,易于管理、安全可靠,少占耕地,經濟合理的原則。根據工程的施工特點-相對集中,擬設一個工區,工區內布置有生產生活所需的水電系統,砼制作系統,倉庫及堆料場等。5.2 施工交通運輸場內外施工交通運輸均采用公路運輸。本工程所需對外運輸主要為水泥、砂卵石。砂卵石需到17km處嘉陵江河壩內開采運輸,水泥需到距45km的廣元市運輸。整治工程所需的石碴、條塊石等地方材料取自庫區附近,平均運距0.6km。5.3 施工輔助企業1、施工用水:采用水庫內提水進行施工供水。2、施工用電:由大壩右岸附近
71、低壓線中搭接供應。3、砼拌和站布置:設在大壩左端,壩頂路面及大壩內坡馬道作為運輸道,預制購件可利用大壩左端的空地作為預制購件制作場地。4、庫房及施工用房:新建150m2臨時工棚作水泥、木材等材料堆放用,余下的作民工用房及生產辦公用房。臨時工程量統計表序號工程或費用名稱單位數量一交通工程施工臨時公路km078二房屋建筑工程施工臨時用房150三臨時占地工程10料場占地畝07生產生活設備占地畝03第六節 施工總進度6.1 設計依據1、工程高峰期按二班作業,平時按一班作業,月有效工作日22天;2、通過招投標擇優選擇經驗豐富的施工隊伍來施工;3、該工程計劃總工期為4個月,即當年3月上旬為施工籌建準備期,
72、主體工程工期為3月中旬至6月中旬,6月下旬為工程竣工驗收期。工程籌建期的工作內容和安排不計入總工期;4、根據水庫蓄水時間安排各項工程施工時段。6.2 前期準備工作1、工程規劃范圍的征地;2、工程資金的籌集;3、進庫公路的整治和其它臨時道路的修建;4、施工器材和各種材料的倉庫準備;5、其它施工前應準備就緒的工作。6.3 主體工程施工期安排1、外壩滑坡體清除及堆石體砌筑;(3月中旬-4月上旬)2、外壩石碴回填碾壓及壩頂加高加寬;(4月中旬-4月下旬) 3、完成大壩內坡護坡工程;(4月下旬-5月中旬)4、完成大壩外坡排水工程;(5月中旬-5月下旬)5、完成大壩壩頂整治工程;(5月下旬-6月上旬)6、
73、溢洪道開挖漿砌安排在;(6月上旬-6月中旬)7、放水設施整治;(5月中旬-5月下旬)8、整治防汛公路;(3月中旬-4月中旬)6.4 工程完建期計劃安排半個月,即次年6月底,工程掃尾,工程驗收。第七節 質量控制及驗收7.1 施工測量在每一個工序施工前均應進行測量放線,以保證工程的順利進行,基礎部位及其它重要部位均應有關單位或人員簽字后才能進行下一步工作。7.2 材料XX水庫除險加固工程主要用材料為水泥、河砂及條塊石。對于水泥要有生產日期和出廠合格證,超過日期的就嚴禁使用。砂子中有機含量應小于1%,含泥量應小于3%,卵石含泥量應小于1%,比重大于2.6t/m3,條塊石強度應大于50Mpa,壩體填筑
74、料應選擇施工條件較好的地方,并將表層雜物及浮土清除,然后再開采。7.3 開挖主體工程開挖時開挖應與測量緊密配合,不應有欠挖,超挖不應超過設計尺寸的1013cm,開挖時盡量避免對原基礎的擾動,對于巖石基礎,應采用人工開挖。7.4土石方填筑本工程土石方填筑工程以人工配合小型機械設備進行施工。碾壓時灑水應充分、均勻,要求灑水量不小于填筑量的25%45%,同層之間結合部超碾1m,做到鋪料、灑水、碾壓分區明確,避免漏碾。7.5砌筑漿砌石其砂漿標號均為M7.5。塊石由人力車運輸,砂漿采用0.4m3拌和機,人力膠輪車運輸。砌筑用鋪筑法,砌筑前先將條、塊石面沖洗干凈,當塊石砌穩后,不得再從底部撬動,以保證石塊
75、下部砂漿飽滿,砌筑中,同一層面應保持平衡升高,如砌好的塊石內砂漿已初凝,嚴禁用重錘敲擊或強烈振動,上下層或同一層前后砌筑的石塊砌縫應錯開,避免形成通縫。大縫用小塊石楔緊,應確保漿滿面平。嚴禁只在表面勾縫,里面干砌、疊砌等偷工減料現象。7.6混凝土澆筑護坡框格混凝土澆筑采用0.4m3移動式攪拌機拌制,人工配料,人工支木模,混凝土由人工架子車直接入倉,2.2kw插入式振導器振搗,人工養護。第六章 工程管理設計第一節 工程管理現狀XX水庫是一座以灌溉為主,兼有防洪、養殖等綜合利用的小(二)型水庫,現由白果鄉人民政府管理,XX水庫管理站作為其直接管理單位,具體負責工程的現場管理。主要職責是對水庫進行日
76、常性維護,制定相應的管理制度,確保水庫安全運行。參照水利工程管理單位編制定員試行標準(SLJ705-81)的相關規定,本工程的管理人員現為1人,無管理房工程設施。第二節 工程管理設計XX水庫始建于1967年9月,1968年4月完工并發揮效益。由于建設時受當時的社會經濟條件限制,現有的生產、生活設施不能滿足小(二)型水庫的運行管理要求。本次除險加固按照水利工程管理規范(SL106-96)和大壩安全鑒定報告的意見和建議,在充分利用原有管理設施基礎上,增建完善水庫的管理設施。水庫具有綜合利用效益,管理項目以大壩為主,為給工程管理提供必要的條件,滿足工程監測、經常性維護(修),運行調度、資料管理、交通
77、、通信及辦公自動化等需要,按有關規范擬設置以下主要管理設施:水工建筑物監測維護設施水情、工情信息及數據處理設施通信設施交通設施辦公及生活用房XX水庫工程管理設計匯總表單位設計現有維修新增(拆除復建)管理人員管理人員人11生產人員人00合 計人11管理用房辦公用房住房生產用房合 計管理用具程控電話臺11計算機臺11打印機臺11傳真機臺11對講機臺11第七章 環境影響及水土保持設計第一節 環境保護設計XX水庫位于廣元市元壩區射箭鄉XX村境內的侍郎墳,地理坐標為東徑10545,北緯3229,工程距元壩城鎮68km,距廣元城區45km。下游居住人口1300多人,保護耕地2600畝,是一座以農田灌溉為主
78、,兼顧防洪、水產養殖等綜合效益為一體的小(二)型水利樞紐工程。水庫控制集雨面積為0.36km2,主河道全長0.89km,主河道平均比降179.02。工程處于米倉山走廊以南,庫區為深丘寬谷地貌,山脊兩岸比較對稱,植被較好,表層出露為砂巖、泥巖經風化、脫落、鋁化而成的黃白和紫色土,天然臺地較多,多旱地。XX水庫大壩樞紐病害整治后,工程能達到正常運用功能,以改善人類的生存環境、確保水庫大壩安全運行為目的。該工程幾乎不產生污染,工程的整治可充分發揮其灌溉、防洪效益,減少旱災及水庫失事而帶來的經濟損失,有利于社會穩定,促進灌區和當地的經濟發展,提高人們的生活水平。對施工期產生的粉塵、噪聲、廢水、施工安全
79、及料場開采對土壤、巖石等的擾動而產生廢碴,可采取以下措施避免和減少:1、該工程整治中動用土石方量較大,對壩體土方開挖清除和石碴回填碾壓等要嚴格控制,不要將殘留物傾入庫內,以保持水質的清潔。2、砼拌和站及預制件加工生產的廢水應經過排水溝等工程措施沉清后進行排放。3、施工工區布置必要的排水溝、沉沙池等,廢水經沉沉后排放到水庫下游,并在工區內設置生活垃圾桶,定期清運垃圾,嚴禁將生產生活垃圾拋入水庫中。4、機具維修所產生的廢油應集中收集,盡量重復利用,不能利用的廢油或殘渣進行集中燃燒處理。第二節 水土保持設計本次工程整治建設將對水土保持產生以下幾方面的不利影響:1、工程整治加固所需的條塊石、回填石碴料
80、、土石方均從工程附所在地進行開采運輸,料場的開采將改變部分原有地貌,使土質變松,易受沖刷,部分地方還可能形成陡坡,整個料場的破壞面積比較大。2、工程施工占地及地面攏動將破壞地面林地和草皮,可能導致一定程度上的水土流失,但基本屬于輕度流失。3、工程在整治中的棄土棄渣如不妥善處理,都將會造成不同程度的水土流失情況。工程進行的水土保持措施目的主要在于盡量減少施工所帶來的水土流失,盡快綠化施工場地,保持水質的清潔,改善庫區的環境,故采取以下幾方面的措施進行水土流失治理:1、料場開挖覆蓋層所產生的棄土棄碴,盡量不使其下溝下庫,采用集中堆放,用于后期土地整治復耕或采取植樹造林進行治理。2、工程施工中拆除的
81、原有條塊石在工程整治加固中全部進行利用,無法用做條石的就解小塊石進行大壩壓腳。3、對因削坡和滑體及新增堆石體基礎開挖開成的棄土棄碴采用大壩兩岸山坡平緩地帶集中堆放,用于后期土地復耕利用或采用植樹造林措施進行治理。4、工程完成后,對庫區和料場及棄土棄碴堆放地的非耕地進行植樹造林及其它工程措施進行治理,減少水土流失的發生。第三節 環境保護及水土保持設計經費初步估算環境保護及水土保持設計經費1.5萬元。第八章 工程概算第一節 編制說明XX水庫除險工程包括大壩整治工程、溢洪道整治工程、整治放設施、維修防汛公路、興建管理房、增設大壩觀測設施及相關工程。工程總投資56.73萬元,其中建筑工程投資43.81
82、萬元,機電設備安裝工程2.2萬元,臨時工程費1.62萬元,獨立費用5.16萬元,基本預備費2.38萬元,工程總投勞3.27萬工日。1.1 編制依據本概算組成和編制規程執行四川省水利水電工程概預算定額上、下冊(2007年),廣元市建筑材料價格(2009)和元壩區物價局出具的材料價格信息及XX水庫設計報告。該工程由三級以上水電施工企業施工,根據四川省水利水電工程概(預)算編制規定(2007年)取費標準,詳見工程概算書中的定額分組費率表。獨立費用中的建設單位管理費、工程建設監理費、勘察設計費等項目費率詳見獨立費用表。總投資計入-部分合計5%的基本預備費。1.2基礎單價1、人工工資:工長6.22元/工
83、時,高級工5.82元/工時,中級工5.03元/工時,初級工2.71元/工時。2、主要材料:水泥563.93元/t,河沙113.92元/m3,卵石103.62元/m3。第二節 工程量及投資概算XX水庫除險加固工程需完成開挖土石方2291.57m3,土石回填方2085.58m3,砌石方903.38m3,砼441.08m3。主要建筑材料:水泥57.65T,河砂211.76m3,石子149.25m3,高峰人數80人。施工總投勞3.27萬工日。經概算工程總投資56.73萬元,其中建筑工程投資43.81萬元,機電設備安裝工程2.2萬元,臨時工程費1.62萬元,獨立費用5.16萬元,基本預備費2.38萬元。
84、工程費率標準表序號名稱土石方工程砌石工程砼工程模板工程灌漿及錨固工程砂石備料工程其它工程1其他直接費3.50%3.50%3.50%3.50%3.50%3.50%3.50%2現場經費6.00%3.00%5.00%4.00%6.00%2.00%4.00%3間接費7.00%3.00%4.00%4.00%6.00%4.00%5.00%4企業利潤5.00%5.00%5.00%5.00%5.00%5.00%5.00%5稅金3.25%3.25%3.25%3.25%3.25%3.25%3.25%6其他0%0%0%0%0%0%0%獨立費用計算表編號項目名稱取費標準1建設管理費按建安工程量的2.5%計2招標代理費
85、按招標金額0.7%計3工程建設監理費按建安工程量的3.0%計4工程勘測設計費按建安工程量的7.0%計、5其它(1)定額編制管理費按建安工程量的0.08%計(2)工程質量監督費按建安工程量的0.16%計(3)其它稅費按國家有關規定計取 第九章 經濟評價第一節 工程概況XX水庫是一座以農業灌溉為主,兼有防洪、水產養殖等綜合效益的已成?。ǘ┬退畮?。該工程經整治后,可新增和改善部分灌面,保證水庫樞紐的安全運行,從而為灌區農田灌溉提供了可靠的水源保障,使灌區糧食增產、農民增收。第二節 評價的方法和依據XX水庫工程的經濟評價依據主要依據以下幾個方面:1、SL7294水利建設項目經濟評價規范;2、2000
86、年及現行物價水平;3、國家計委編制的建設項目經濟評價方法與參數;4、國家水利產業政策。第三節 國民經濟評價3.1 評價主要參數1、社會折現率根據規范,本工程社會折現率采用13%。2、經濟計算期根據有關規范,本工程正常運行期取20年,建設期為1年,計算期為51年。3、基準年與基準點以開工第一年作為折現基準年,以年初作為折現基準點。費用和效益按年末發生結算。3.2 工程費用1、固定資產投資國民經濟評價采用影子價格計算工程投資,XX水庫總庫容10.14萬m3,為?。ǘ┬退麡屑~工程,以工程靜態總投資乘以影子價格換算系數計算工程固定資產投資。根據工程任務及規模,本工程投資影子價格換算系數采用1。由于
87、本工程規模較小,任務簡單,建設總工期為4個月,故靜態總投資為56.73萬元。2、工程運行成本工程運行成本包括基本折舊費和年運行費用兩大部分。(1)基本折舊費 按固定資產乘以基本折舊率,基本折舊率取3%,即基本折舊費用為1.95萬元。(2)運行費用工資及福利費XX水庫規模和灌區較小,防洪任務較嚴重,目前在崗人員按1人計算,人均工資及福利按10000元/年計算,即該項費用為1.0萬元/年。維護費工程的維護、養護及大修費用,按固定資產投資的1%計算,即該項費用為0.65萬元。大修理費按固定資產的1.5%計算,則該項費用為0.97萬元。(3)其它費用包括清除或減輕項目帶來的不利影響所需補救措施的費用、
88、行政開支、工程管理、及經常性其它支出等費用,按上述兩項費用之和的20%計算,即為0.91萬元。則年運行費用為5.49萬元。3.3 綜合效益計算1、灌溉效益XX水庫總庫容10.14萬m3,有效庫容8.85萬m3,設計灌溉面積0.042萬畝,實際灌溉面積0.036萬畝。該工程整治后,可新增約30畝的灌面,可改善約80畝灌面,并為灌區的庭園經濟建設提供可靠的水源保障,為庭園經濟建設注入活力。其灌溉效益按工程整治后的增產效益分攤計算。根據對XX水庫灌區水利灌溉的統計,該灌區內新增和改善灌溉面積的作物增產量采用值為:水稻120kg/畝,小麥60kg/畝,玉米20kg/畝,紅苕120kg/畝,油菜40 k
89、g/畝。效益分灘系數根據本灌區調查資料分析確定。XX水庫灌溉效益估算表項目面積(畝)畝均增產量(kg)年增產量(kg)單價(元)金額(萬元)分灘系數效益(萬元)水稻改善6012072001.661.200.50.6新增30400120001.661.990.51.0小麥改善206012001.601.270.450.57新增30420126001.602.020.450.91玉米30206000.800.480.30.14紅苕2012024000.500.120.30.036油菜304012003.200.380.30.11合計3.372、防洪效益本次防洪效益按潰壩后所造成的損失計算,經計算,
90、XX水庫潰壩后將將造成下游的損失為400萬元,多年平均防洪效益約為8萬元。以上綜合效益總計為11.37萬元。3.4 國民經濟評價指標國民經濟評價以經濟內部收益率、效益費用比和經濟凈現值三項指標作為國民經濟評價指標。效益費用比EBCR=1.521經濟內部收益率EIRR=14.7%經濟凈現值ENPV=21.53萬元第四節 敏感性分析由于該工程整治規模較小,投資較少,整治后所產生的經濟效益、生態效益和社會效益都很顯著,故不作國民經濟的敏感性分析。第五節 綜合經濟評價XX水庫在經濟上合理可行。國民經濟指標表明經濟內部收益率為14.7%,大于社會折現率7%,經濟凈現值為21.53萬元,大于0,效益費用比為1.52,大于1。這說明本次整治XX水庫大壩內坡滑坡工程在經濟上是可行的,并且在灌溉、防洪、水產養殖及其它方面的效益上是非常顯著的,工程整治后將對該地區經濟和社會發展起到積極促進作用,建議盡快立項施工建設,以安全發揮效益。