1、某攔河壩除險加固工程設計報告分章校審人員名單目 錄1 綜合說明11.1 概述11.2 水文及氣象11.3 工程地質31.4 工程任務和規模51.5 工程布置及主要建筑物61.6 金屬結構、電氣及自動化控制81.7 施工組織設計91.8 工程永久占地101.9 環境保護設計101.10 工程管理設計121.11 工程概算131.12 經濟評價131.13 工程特性表132 水文及氣象152.1 流域概況152.2 氣象152.3 水文基本資料172.4 徑流172.5 洪水172.6 施工洪水192.7 泥沙202.8 水位流量關系202.9 潮汐213 工程地質233.1 概述233.2 區域

2、地質概況253.3 工程地質條件評價263.4 天然建筑材料293.5 結論與建議304 工程任務和規模324.1 地區社會經濟概況324.2 項目建設的必要性354.3 工程任務和規模364.4 工程運行原則375 工程布置及建筑物385.1 設計依據385.2 除險加固原則405.3 加固改造項目415.4 改造方案設計425.5 設計計算465.6 主要工程量表525.7 建筑設計535.8 觀測設計556 金屬結構、電氣及計算機監控586.1 金屬結構586.2 電氣結構616.3 計算機監控627 施工組織設計687.1 施工條件687.2 施工導流707.3 料場的選擇與開采727

3、.4 主體工程施工737.5 施工交通運輸747.6 施工工廠設施747.7 施工總布置758 工程永久占地798.1 設計依據798.2 工程征地范圍及主要實物指標799 環境保護設計809.1 設計依據809.2 環境保護設計819.3 水土保持措施829.4 環境監測站網839.5 環境管理計劃8310 工程管理設計8410.1 管理機構設置及人員編制8410.2 主要管理設施8410.3 工程管理運用8410.4 生產、生活房屋設施8511 設計概算8611.1 工程概況8611.2 投資主要指標8611.3 編制原則及依據8611.4 其他說明8712 經濟評價8812.1 概述88

4、12.2 國民經濟評價8812.3 國民經濟評價結論901 綜合說明1.1 概述 工程概況大坳攔河壩是廣州市流溪河灌區的渠首樞紐工程，始建于1958年8月，工程位于流溪河中下游的從化市神崗境內，集雨面積1392km2。工程以灌溉為主，兼顧防洪、發電和供水。樞紐由攔河閘壩，左、右干渠進水閘以及閘壩后電站組成，是廣州市重要水利工程。原設計灌溉從化市、花都區和白云區41.4萬畝農田，有效灌溉面積32.65萬畝，是廣東省三大灌區之一。攔河閘壩總寬237.4m，閘上設有交通橋和工作橋；設有37孔泄洪閘和船閘、筏道各一孔；除船閘改為溢流堰外，其余37孔及筏道均為液壓啟閉垂直升降平板鋼閘門；右6孔主要用于泄

5、洪，左4孔為電站進水孔，其余為調水及泄洪孔。2006年6月中上旬，大坳攔河壩出現險情。漿砌石海漫消能防沖設施被沖壞，嚴重影響攔河壩閘室主體安全。經過向海漫、護坦塌方處持續回填石料、以鋼筋石籠構建臨時防沖籠等搶險措施，險情得到有效控制。但為了避免險情再次出現，影響灌區供水，大坳攔河壩必須進行除險加固。 設計過程受廣州市流溪河灌區總管理處的委托，廣東省水利電力勘測設計研究院承擔廣州市流溪河大坳攔河壩除險加固工程的勘測設計任務。自2006年6月19日起開始啟動設計勘測工作，其間進行了多種方案的比較，分別對重建（橡膠壩、水閘）、除險加固等方案進行了技術、經濟上的分析比較，最終在7月25日確定除險加固為

6、實施方案。詳見廣州市水利局辦公會議記錄。1.2 水文及氣象 氣象根據從化和廣州兩氣象站的資料，流溪河流域多年平均降水量1823.6mm，每年49月為雨季，受熱雷雨影響的前汛期(46月) 占年降雨量的49.8%，受熱帶風暴影響的后汛期(79月)占年雨量的29.4%。汛期降雨量占全年的79.2%，形成豐、枯季節雨量不均的狀況。流域多年平均氣溫約21.2，最高月平均氣溫29，最低月平均氣溫10.3，極端最高溫度38.7，出現在白云區，極端最低溫度-7.0，出現在從化呂田。流域多年平均蒸發量1100mm，多年平均相對濕度7585%，月平均相對濕度變化在62%93%之間。 徑流根據大坳攔河壩近30年的觀

7、測資料，統計出大坳攔河壩壩址以上日多年平均流量為49.7m3/s，多年平均日最大流量為68.7m3/s。 設計洪水及施工洪水2002年廣東省水文局廣州分局編制了流溪河中、下游設計洪水水面線復核成果，對流溪河水庫、牛心嶺站及中下游河道中各控制斷面的設計洪水作了復核分析計算，廣州市水利局頒布使用該成果，本次設計洪水直接采用該成果，查得大坳攔河壩各頻率的設計洪水見下表1-1。表1-1 大坳攔河壩各頻率的設計洪水成果表頻率項目1%2%3.33%5%10%20%50%75%90%多年平均流量(m3/s)22652010180616721180962739550435822注：表中的數據為考慮流溪河水庫泄

8、洪的成果。根據施工工期的要求，本次計算施工期為1012月、13月、10月次年3月三個時段，頻率為20%和10%的施工期洪水流量，采用1977年10月2006年4月29年大坳攔河壩的壩上實測流量系列進行頻率計算，分別統計各施工時段的經驗頻率和理論頻率流量，本設計采用經驗頻率流量值，5年一遇流量190316m3/s。 水位流量關系大坳攔河壩自有觀測資料以來，1983年6月17日曾經出現過的最大流量為2011m3/s，因此大于2011m3/s的水位記錄沒有，只能通過水力學公式計算。閘下水位考慮下游河道變化較大，按河道斷面測量范圍（閘下2km）每50m一個斷面，往上游推算水面線至壩下，相應得到壩下的水

9、位流量關系曲線。同時以近30年實測水位流量關系及2005年、2006年更詳細的資料進行合理性檢查，最終確定閘下水位流量水位關系詳見2.8章節，1.3 工程地質受業主委托對廣州市大坳攔河壩加固工程進行勘察，由于本次工程的特殊性及緊迫性，要求一次性滿足初步設計階段所需要的勘察工作。于2006年6月30日開始進行野外地質勘察工作，采用了工程地質測繪、地質鉆探、野外原位測試和室內試驗等綜合地質勘察方法，完成鉆孔18個，總進尺538.35 m，于7月22日完成全部野外工作。工程區位于從化市大坳村，區內地勢較為平坦，地面標高為2125m，屬廣花盆地河谷沖積平原地貌。植被中等發育。根據鉆孔揭露，地層大致可劃

10、分為以下幾層： 砼：主要分布在現閘上游底板范圍內，堅硬，厚度0.1m0.5m。人工拋石：主要由堅硬花崗巖組成，密實，現閘上游底板靠近左岸處有分布，厚度約1.4m，現閘下游護坦、消力池、海漫處均有分布，厚度3.3m6.8m。人工填砂：灰褐色，濕，含少時卵石，稍密，只在個別鉆孔有揭露，厚度2.3m4m。人工填土：灰褐色，濕，呈粉質粘土狀，土質不均一，含少量砂，少量卵石，可塑，只在個別鉆孔有揭露，厚度0.7m1.0m。-1 礫砂：飽和，稍密，級配一般，磨圓度較差，顆粒呈次棱角狀，含約520%卵石及1030%圓礫，少量泥質。下游護坦、消力池、海漫處均有分布，現閘軸線處局部缺失。層頂標高15.0022.

11、28m，層底標高9.50m20.30m，層厚1.6011.10m。共做標貫試驗6次，擊數823擊，平均擊數15擊。-2 圓礫：飽和，稍密，級配一般，主要成分為石英、砂巖、石英砂巖，含約510%卵石，少量泥質。下游護坦、消力池、海漫處除靠近左岸缺失外，均有分布，現閘軸線處缺失。層頂標高9.70m17.80m，層底標高6.90m14.00m，層厚0.9010.80m。共做標貫試驗1次，擊數15擊。-3 卵石：飽和，稍密中密，級配一般，磨圓度較好，主要成分為砂巖、石英砂巖，粒徑一般為1cm5cm，最大粒徑8cm，含約2030%礫砂或圓礫，底部多為泥質膠結。層頂標高8.40m20.65m，層底標高2.

12、10m18.05m，層厚0.8013.20m。-4 礫砂：黃褐色，飽和，級配一般，磨圓度較差，顆粒呈次棱角狀，含少量卵石，約占5%，泥質膠結，中密。層頂標高6.40m15.70m，層底標高-2.30m11.80m，層厚0.8018.00m。共做標貫試驗1次，擊數28擊。 砂巖全風化土：棕紅色，呈粉質粘土狀，濕，風化均勻透徹，局部較多砂巖質小角礫和石英質砂粒，粘性較好，硬塑狀。層頂標高-3.00m11.18m，層底標高-20.30m9.48m，層厚1.60m17.30m。共做標貫試驗31次，一般擊數833擊，平均擊數18擊。礫巖風化土：黃褐色，呈砂土狀，泥質膠結，含少量礫石，約占1020%，中密

13、。分布不均勻，只在鉆孔ZK6中有揭露?；◢弾r全風化土：棕紅色，呈砂土狀，稍密中密，泥質膠結，沿見原巖結構。分布不均勻，只在左岸側有揭露。層頂標高6.40m11.81m，層底標高-7.60m1.40m，層厚5.00m17.20m。共做標貫試驗11次，一般擊數1829擊，平均擊數24擊。 強風化砂巖：棕紅色，巖芯呈圓柱狀，巖質稍硬，RQD約為90%。只在鉆孔ZK5、ZK15、ZK16、ZK19有揭露。強風化花崗巖：紅褐色，巖芯呈圓柱狀，局部破碎，巖質稍硬，RQD=4050%。只在鉆孔ZK5有揭露。 弱風化礫巖：灰白色，巖芯呈圓柱狀，巖質較硬，裂隙不發育，局部破碎，見石英巖脈，RQD=4050%。個

14、別鉆孔有夾層，為棕紅色粉質粘土，呈軟塑狀。根據中國地震動參數區劃圖（GB18306-2001），工程區地震動峰值加速度為0.05g，地震基本烈度為度。本工程區的砂層屬中等強透水層，基坑開挖過程中，極易產生地下水的突涌和基坑管涌等不良現象，將對施工造成很大的困難。1.4 工程任務和規模 工程建設的必要性2006年6月中上旬，大坳攔河壩出現險情。漿砌石海漫消能防沖設施被沖壞，嚴重影響攔河壩閘室主體安全。經過向海漫、護坦塌方處持續回填石料、以鋼筋石籠構建臨時防沖籠等搶險措施，險情得到有效控制。根據廣州市流溪河灌區大坳攔河閘壩安全評估報告的結論，本工程是必要而迫切的。1）閘壩下游河床不斷下切，原工程設

15、計運行的前提條件發生了很大的變化，致使工程現在的消能設施，起不到應有的功效，這是工程出險的主要原因。2）本閘壩已運行近50年，雖經多次加固，但土建工程“先天不足”的問題依然存在；加上閘基為強透水的中粗砂層，分選性差，具備發生管涌和滲透破壞的條件，當在長期不斷增大的地下滲流作用下，地基中細顆粒被潛移或帶走，導致上部建筑物（閘前的鋪蓋和閘后的海漫）的下沉或開裂，是造成險情的內在原因。3）工程設計標準低不符合現行規范規定該工程1958年設計時，工程等別為等，主要建筑物級別為5級；1994年對閘壩改造時，工程等別提高到等，主要建筑物級別提高到3級；根據水閘設計規范（SL265-2001），該水閘最大過

16、閘流量在50001000m3/s之間，工程等別等，規模為大（2）型，主要建筑物級別為2級，次要建筑物為3級。因此，原設計及其后更新改造的設計標準不符合現行規范規定。在今年的6月份只發生中等洪水大坳攔河壩的護坦多處被洪水沖毀，嚴重危害大坳攔河壩的安全，經過近10天的搶險，捍衛了大坳攔河壩的安全。鑒于本工程目前運用指標無法達到設計標準，工程又存在較多問題和安全隱患，建議立即開展除險加固的各項工作。為了避免明年汛期出現同樣的事故，大坳攔河壩必須在今年枯水期施工，在明年汛期到來之前竣工并發揮作用。 工程任務目前大坳攔河壩以灌溉、引水（水環境）為主，兼顧發電等功能，攔河壩左、右岸分別是流溪河灌區的左、右

17、干渠，左干渠引水灌溉約11m3/s，灌溉面積的80%為蔬菜、20%為水稻；右干渠引水灌溉約22m3/s，灌溉面積的80%為水稻、20%為蔬菜。根據2005年廣州市中心城區河涌水系規劃報告，規劃左干渠給廣州市部分河涌補水，營造河涌水環境。1.4. 3 工程規模大坳攔河壩屬于平原地區的攔河閘，攔河閘壩現狀為38孔，其中37孔凈寬5m，另外原攔河壩筏道現已作為一孔泄水孔，孔寬4.21m。閘孔總凈寬197.71m（含重新打開的船閘孔）。根據前述，本工程任務是對大坳攔河壩進行除險加固，包括對消能防沖設施的重建、交通橋的改造、液壓啟閉系統的改造，管理中心（含中控室）的搬遷重建、監測及自動化控制系統的重建。

18、1.5 工程布置及主要建筑物 工程等別及建筑物級別大坳攔河壩最大過閘流量為2265m3/s，根據防洪標準及水閘設計規范，本工程等別為等，主要建筑物級別2級,次要建筑物級別3級，臨時建筑物級別4級。工程按50年一遇洪水設計，100年一遇洪水校核。 主要建筑物設計根據前述工程存在問題，通過現場勘查并討論研究，結合工程及上下游河道現狀，在利用現有荔湖電站基礎上經過技術經濟比較分析，選定如下方案作為推薦方案：保持現有閘室結構，閘底板高程不變（22.41m），改造閘門啟閉系統，并對消能防沖設施進行重新改造。1）閘室閘室主體不作大的改動，僅對交通橋進行改造。閘底板高程22.41m，原漿砌石底板長5m。拆除

19、交通橋及人行道上部的鋼筋砼板，重新澆筑厚20cm的交通橋面板，人行道板厚12cm，對欄桿予以重建。把已封堵的船閘孔重新打開，作為閘室過水斷面的一部分。2）上游防滲帷幕由于閘室基礎為中粗砂，雖然本次險情未對其基礎造成大的影響，但為加強工程的抗滲穩定，在上游采用防滲帷幕，深度14.11m，底高程8.30m。3）下游消能防沖設施由于原有的消能防沖設施已經毀壞，因此必須對其重建。原消力池位置打18錨筋，澆筑C25鋼筋形成連接段。采用一級消力池型式，深1.0m，底高程18.41m，厚0.7m，總長32m，其中水平段長15m，斜坡段長17m。下游C25鋼筋砼護坦長10m，厚0.5m。C25鋼筋砼海漫長25

20、m，以1:25坡度與拋石防沖槽相接。海漫末端齒墻深度為7.5m，底高程9.91m。拋石防沖槽寬9m，深1.41m。由于本次大坳攔河壩搶險拋填了大量的石頭，因此消能防沖設施的基礎均為松散的塊石，必須對開挖后的塊石基礎進行處理后才能施工上部結構。具體措施為：在開挖至設計高程后，對基礎面碾壓平整，埋設導管進行灌水泥漿使其基礎密實。4）右岸翼墻設計由于消力池、海漫的重建，對右岸流溪河大堤的擋土墻有影響，因此須采取支護措施保護流溪河大堤，保證堤上道路的暢通。根據不同地形、開挖深度分別采取灌注樁、鋼板樁支護措施。為保護下游灘地，右岸修建M10的漿砌石導水墻，以利洪水的宣泄，共長71m。5）左岸荔湖電站前池

21、導水墻的恢復由于本次搶險時填電站前池作為臨時通道，自左岸向塌方處回填石料，因此對前池導水墻有一定的破壞。本次亦考慮對破壞的部分進行重建。建筑及環境設計包括調度管理中心建筑設計，調度管理中心辦公區景觀環境設計，設備房建筑設計。6）調度管理中心共四層，總建筑面積為 1365 m2，首層面積550 m2，設置會議大廳、展示廳、辦公室、衛生間等功能用房；二層面積415 m2，設置閱覽室、綜合室、信息中心等功能用房；三層面積320 m2，設置會議室、主任辦公室等功能用房；四層面積80m2，設置中央控制室。1.6 金屬結構、電氣及自動化控制 金屬結構目前大坳攔河壩啟閉系統存在以下問題：1）鋼絲繩銹蝕嚴重；

22、2）供油管路單一；3）電磁閥標準不統一；4）部分油缸漏油現象嚴重；5）油箱無副油箱；6）閘門采用兩只油缸頂升無雙缸同步控制功能，致使閘門在啟閉過程中經常出現卡阻、斜吊現象；7）左干進水閘由于操作條件的變化在高水位關閉閘門時存在閘門關閉不到位情況，閘門需增加壓載。針對以上問題，采取以下措施解決：1）更換所有啟閉機鋼絲繩；2）左干進水閘閘門增加壓載，每扇閘門增加壓載400kg；3）將原船閘的封堵拆除，增設閘門及啟閉設備，船閘改為泄水孔?？卓诔叽鐬?1.6m，底坎高程22.41m，采用250kN頂升式液壓啟閉機啟閉。液壓缸行程3m。與泄水閘閘門一致；4）更換大壩19#38#閘門油缸。油缸為250kN

23、頂升式液壓啟閉機，液壓缸行程3m；5）增設雙缸同步行程檢測裝置；6）更新改造液壓泵站系統。 電氣電源從現有160KVA變壓器低壓側用ZRYJV224x185mm2電纜引來，向攔河壩的閘門、大壩照明、辦公管理樓、職工宿舍以及檢修等回路供電。在低壓配電室旁設置一臺120KW柴油發電機作備用電源向大壩供電。低壓側配電均采用單母線結線，一回電源從變壓器引入，另一回電源從備用柴油發電機引入。啟閉機設備房設置了低壓配電室及柴油發電機室。低壓配電室布置低壓抽出式配電柜；柴油發電機室布置柴油發電機組及油箱裝置。 自動化控制廣州市大坳攔河壩計算機監控系統總體設計原則：系統必須安全可靠、技術先進、實用經濟、易維護

24、、可擴展。系統按“少人值班、少人值守”的目標進行設計，整個自動化監控管理系統的日常運行完全采用計算機全自動控制。建設廣州市大坳攔河壩樞紐計算機監控系統的目的是利用水利、計算機、網絡、自動控制、通訊、管理等方面的現代技術和手段，實現攔河壩樞紐工程運行管理信息、水、雨情的實時監測；壩（閘）安全監測；閘門自動控制；閉路電視監視及辦公自動化等，實現工程管理現代化，充分發揮工程的經濟效益和社會效益。計算機監控系統具有獨立自動控制、報警和設備故障診斷功能，并由控制中心全面監控、調度與控制以及遠程圖像監視并錄像。具備網絡數據庫管理，報表，圖形，工程運行、水文、安全監測等資料管理與分析，遠程查詢系統等信息管理

25、功能。根據建設目的，要求系統具備水情監測、安全監控、閘門控制以及現代化管理功能?？赏ㄟ^網絡連接在線監控系統、離線管理系統和遠程查詢與決策支持系統。系統設置1個監控中心和4個RTU站，1RTU負責閘門自動化子系統的監控，2RTU負責大壩安全監測子系統的數據的采集、存儲，3RTU和4RTU負責采集上下游水位，閉路監控子系統的視頻圖像通過光纖傳輸到中心控制室，由硬盤錄像機負責采集、存儲、傳輸。以上具體見廣州市流溪河大坳攔河壩除險加固工程計算機監控系統專項設計。1.7 施工組織設計為了滿足來年汛期過水要求，本工程必須在一個枯水期內施工完畢，工期較短；施工期間必需保證灌區正常供水，又要兼顧施工的連續性；

26、本工程采用分期導流方式進行施工，利用閘壩現有閘門攔擋基坑上游來水。本工程僅施工導流圍堰需用粘土料填筑，擬采用就近購買方式供料；砼粗、細骨料以及其它碎石料、回填砂料等均就近按市場價購買；其余塊石料可利用清基開挖塊石；工程所需鋼材、水泥、木材等建筑材料可在從化市或廣州市購買；生活用水利用當地居民用水系統；生產用水可抽取流溪河水供施工用水；工程施工可利用當地系統電網供電，另在工地配設發電機組作備用電源。本工程選擇5年一遇洪水作為本工程導流建筑物的設計洪水標準，本階段選定分期導流方式。本工程施工上游圍堰利用現有水閘閘門擋水，其擋水水頭為1.5m，各期圍堰布置均按泄流時上游水頭1.5m控制。經計算，可設

27、一期圍堰圍護左岸20孔水閘，右岸12孔水閘過流；設二期圍堰圍護左岸14孔水閘，右岸18孔水閘過流，以上計算按圍堰占兩孔寬度考慮。圍堰填筑料考慮采用粘土填筑，堰基防滲采用高壓擺噴防滲墻，施工營地布置在閘壩左岸的空地，臨時堆場亦利用兩岸空地，不需另外再征地。總工期為7.5個月。本工程共需要鋼筋848t，水泥8832t，木材43m3。1.8 工程永久占地本工程為除險加固工程，攔河壩部分無永久占地，新建控制管理中心永久占地面積15.19畝。工程占地均在大坳灌區管理處范圍內，無征地拆遷問題。1.9 環境保護設計大坳攔河壩是流溪河灌區工程的一個重要組成部分，是流溪河上的擋水建筑物，不會產生污染源。工程以灌

28、溉為主，兼顧防洪、排澇于一體。大坳攔河壩加固工程建設期間工程建設將對其范圍內的水環境、大氣、聲環境等產生一定的影響，并造成一定程度的水土流失。工程建設對環境的影響是小范圍的、短暫的，可以通過采取一定的防治措施減少不利影響，達到環境保護的目的。1）施工期污水處理措施工程產生的水污染物主要有施工人員產生的生活污水，施工中砼攪拌系統、砂石料沖洗等過程產生的濁度較高的廢水及施工機械設備清洗的含油廢水等。施工人員產生的生活污水可通過排污管引入灌區管理處的排污管網，不需考慮其處理。由于工程施工砼量較少，施工期共產生含泥沙的生產廢水須經過處理后排放。2）噪聲保護措施為消減工程施工產生的噪聲對周邊居民的影響，

29、應加強施工管理。車輛途經居民區需適當減速，車速控制在40km/h以下，并遵守禁鳴喇叭的交通規定，施工公路應定時維護保持平坦順暢，減少因汽車震動引起的噪聲。個人衛生防護：在噪聲較強的作業點，施工人員可戴個人防噪聲用具，如耳塞等，高噪音崗位應嚴格控制每崗的工作時間。3）大氣保護措施本工程施工期應采取的防塵措施有：（1）施工運輸道路在無雨天氣應每天定期灑水兩次，保持工地有一定的濕度，使粉塵對居民區基本無影響；（2）施工場地設洗車場，定期清洗進出施工場地的車輛；（3）運輸車輛在經過居民區時應控制速度，以控制揚塵的影響；（4）運輸散狀物料應使用專用運輸散體材料的車輛；（5）施工場地和居住區不容許隨意焚燒

30、廢物和垃圾。4）人群健康保護措施施工期間應做好工地衛生及垃圾處理，生活垃圾應及時清理并進行填埋處理，定期滅鼠、滅蚊、滅蟲，開工前及施工中應安排施工人員服食防疫藥或打防疫針；施工人員不得超時、超負荷工作，受噪聲及粉塵影響較大的部分施工人員應做好勞動保護措施，如戴耳塞及口罩等。由于施工人群集中，衛生條件相對較差，尤其要密切注意防止傳染病，并應在當地衛生部門的指導和監督下做好衛生防疫工作。5）水土保持措施工程進出料場、渣場道路均為現有道路，不需采取防護措施。大坳攔河壩加固工程完成后，在其兩岸管理處范圍內的空地上進行園林綠化，保持水土及美化環境。工程施工臨時生產設施都布置在堤后，施工結束后對場地進行清

31、理，并播種草種，以恢復植被。1.10 工程管理設計 管理機構設置及人員編制1）管理機構設置大坳攔河壩由廣州市流溪河灌區管理處負責攔河壩日常運行、維修養護和監測。2）人員編制維持原大坳管理處人員編制不變。 主要管理設施1）管理與保護區范圍參照水利部水閘工程管理設計規范SL170-96，結合大坳實際情況，攔河壩的管理范圍為壩區以內各建筑物覆蓋范圍。大坳攔河壩覆蓋范圍以外的管理范圍：水閘上游300m，水閘拋石防沖槽下游300m，該范圍內不得進行威脅壩體安全的活動。 2）交通與通訊工具由于該工程為重建工程，交通、通訊工具可繼續使用，對內、對外通訊均納入廣州市流溪河總灌區管理處通訊網絡統一設置。 工程管

32、理運用1）運行調度原則以滿足上游灌溉水位（23.91m）為原則。洪水期開閘泄洪歷時長，以開閘為主；枯水期由于上游來水少，水閘擋水時間長，以關閘和局部開啟為主。由于該工程為除險加固工程，具體的調度運行方式管理單位可在已有豐富經驗的基礎上進一步完善。 2）建筑物管理建筑物包括進水渠（含翼墻）、消力池和海漫（含翼墻）等。進、出水渠應當定期清淤，水泵和相關機電設備每年汛期前必須進行檢查維護，以確保汛期調度正常。1.11 工程概算工程造價3,919.34萬元。其中建安費2690.52萬元（包臨時工程費264.24萬元）；設備購置費356.06萬元；獨立費用633.54萬元；預備費239.21萬元。主要工

33、程量：土方開挖12301m3；石方4829 m3；土方回填13022m3；開挖石方64475m3;混凝土15945m3；模板683m2；灌漿4756m。1.12 經濟評價本項目國民經濟評價依據國家計委、建設部1993年4月頒發的建設項目經濟評價方法與參數（第二版），水利部頒發的水利建設項目經濟評價規范（SL72-94），節水灌溉技術規范（SL207-98）和參考我院2000年5月廣州市流溪河綜合整治規劃報告中流溪河灌區受益田畝等資料的調查成果。如前所述，大坳攔河壩加固改造總投資3919.34萬元。根據分析，工程年運行費為152萬元，大坳攔河壩加固工程的效益為565.2萬元/年。通過項目經濟評價

34、，國民經濟內部收益率EIRR=15.41%12%。凈現值ENPV=1239.0萬元，表明項目建設經濟指標優越。從敏感度分析表明，內部回收率EIRR=13.8415.41%，說明大坳攔河壩加固工程具有較強的抗風險能力，工程投資可行，宜及早開工建設。1.13 工程特性表工程特性見表1-2。表1-2 工 程 特 性 表序號項目單位數量說明一1設計防洪標準年一遇502校核防洪標準年一遇100二地震設防烈度度三特征水位1正常水位m23.912設計洪水流量m3/s2010P=2%3設計洪水位m25.96P=2%4校核洪水流量m3/s2265P=1%5校核洪水位m26.31P=1%四攔河壩工程1工程等別等2

35、主要建筑物級別2級3閘門高度m1.54泄水孔寬度寬數量5375原筏道孔寬數量4.2116原船閘寬數量8.517總寬度m197.7139孔五主要工程量1砼m3145502鋼筋t7323土方開挖m3117154拋石體開挖m3599295土方回填m312986拋石m31597高壓擺噴墻m23708消能工基礎灌漿m322009土工布m2657510碎石反濾m3287111止水分縫m29001250PVC排水孔m304513植草磚m289214漿砌石擋土墻m3420六經濟指標總投資萬元3919.342 水文及氣象2.1 流域概況流溪河地處廣州市北部，是我市境內一條雨量充沛的重要河流，它發源于從化市呂田桂

36、峰山，流經從化市、花都區和白云區，在江村的南崗口與白坭河相匯后入珠江，流域形狀呈東北至西南的狹長形，南北長約 116km，東西寬約 20km。流溪河干流廣州段長156km，全流域集雨面積2300km2，占我市國土面積的31%。流溪河開發利用較早，從五十年代后期開始，先后建成了以流溪河水庫為龍頭，一批中型水庫為骨干，一大批小型水庫為補充，干流梯級引水灌溉與發電相配套，蓄、引、提互為調節，可灌溉50多萬畝的大型灌溉網，實現了灌溉、防洪、發電等綜合利用，改變了本區域洪、澇、旱災頻繁發生的局面，促進了農業生產和地方經濟的發展。大坳攔河壩是以上灌溉系統的重要組成部分，建于1958年，當時的設計標準為20

37、年一遇，校核為100年一遇，至今大坳攔河壩運行近50年，發揮了巨大的灌溉效益。流溪河大坳攔河壩以上的流域面積為1392km2，河長55.82km。近年由于流溪河采砂，致使河床下切嚴重，嚴重危害兩岸的堤防及沿途的水利設施。從河道大斷面測量成果來看，流溪河大坳攔河壩以下段河床下切約2m，致使大坳攔河壩在2006年6月的洪水中出現了較嚴重的安全隱患。2.2 氣象 氣象站分布和觀測情況流溪河流域主要的氣象站為從化和廣州站，1908年開始有觀測資料，但資料比較完備且精度較高的是從1951年開始的觀測系列。水文、氣象站的設立，大致有兩種情況：一是五十年代按流域規劃和水資源開發的需要而設立的測站；二是建庫建

38、壩后為工程調度和管理而設立的壩址測站。流域內各主要測站的觀測項目及年限見表2-1。表2-1 主要水文、氣象站基本情況表站 名流 域面 積(km2)觀測項目及年限備 注水 位流 量雨 量東 村1191956.61958.81956.61957.12流溪鄉5391953.31958.71953.41957.121953.3至今1959年起為水庫資料分田水口5491955.41958.121955.41955.12溫 泉5291951.41958.1219511952.41952.1至今1959年建壩后，觀測水位至今（閘上水位）大坳壩14291977至今1977至今1960至今閘上水位牛心嶺1551

39、1952.41975.121952.41964.419531976從1976年遷太平場，停止水位觀測太平場15741975.1至今1975至今李溪壩19301971至今1971至今人和壩21001989至今1989至今1989至今花 縣1951至今氣 象 站從 化1951至今氣 象 站 氣象特征流溪河流域位于廣東省中部，地處東亞大陸邊緣，屬華南亞熱帶濕潤地區，受季風環流影響以及臨近南海的海洋調節，氣候溫和，雨量充沛，冬季，蒙古高壓勢力強盛，極地大陸氣團籠罩華南，氣候以干冷、晴天為主，春季（24月）副熱帶太平洋高壓西伸，溫濕水汽，常出現梅雨天氣，夏初南北氣團鋒面游移，56月份有連續暴雨發生。78

40、月份副熱高壓北移，則受熱帶季風影響，以熱帶氣旋和熱帶低壓形成的暴雨常伴有臺風發生。911月，北方冷空氣開始南下入侵，天氣晴朗少云，時有秋旱出現。流域多年平均氣溫約21.2，最高月平均氣溫29，最低月平均氣溫10.3，極端最高溫度38.7，出現在白云區，極端最低溫度-7.0，出現在從化呂田。流溪河流域多年平均降水量1823.6mm，最高為流域東北部南側的天堂頂為2885mm，最低為李溪1157mm，每年49月為雨季，受熱雷雨影響的前汛期(46月) 占年降雨量的49.8%，受熱帶風暴影響的后汛期(79月)占年雨量的29.4%。汛期降雨量占全年的79.2%，形成豐、枯季節雨量不均的狀況。流域多年平均

41、蒸發量1100mm，多年平均相對濕度7585%，月平均相對濕度變化在62%93%之間。從化地區多年平均年最大風速17m/s。2.3 水文基本資料由于大坳攔河壩從1977年至今，均有水位、流量、雨量的觀測資料，系列完整，較準確可靠，具有一定的代表性。本次水文分析主要采用水位、流量觀測成果，新測地形圖和河道大斷面成果，以及參考2002年廣東省水文局廣州分局編制的流溪河中、下游設計洪水水面線復核成果中的相關成果。2.4 徑流根據大坳攔河壩近30年的觀測資料，統計出大坳攔河壩壩址以上日多年平均流量為49.7m3/s，多年平均日最大流量為68.7m3/s。表2-2 大坳攔河壩日平均流量各頻率成果表頻率項

42、目0.05%0.1%0.5%1%2%5%10%20%50%多年平均流量(m3/s)82070645935726315489.245.727.949.7表2-3 大坳攔河壩日最大流量各頻率成果表頻率項目0.05%0.1%0.5%1%2%5%10%20%50%多年平均流量(m3/s)125010807095584172491446930.668.72.5 洪水 暴雨特性流溪河流域東北為山區，西南為平原，由于特定的自然環境和地形條件，水源充沛，形成暴雨的熱力、動力條件較強，由冷鋒、臺風及高空切變形成的暴雨頻次多，強度大，具有明顯的季節性，全年降雨量主要集中在49月，其中5、6兩月雨量占全年40%，一

43、般年份都超過900mm，半年為少雨季，有些年份連續數月少雨或無雨，按多年平均值分析，46月占全年雨量49.8%，79月占29.4%。據實測暴雨資料分析：年最大24小時點雨量均值從化市以上160mm，太平場至從化152mm，太平場以下145mm。最大日雨量345.3mm（1971年流溪鄉），最大三日雨量480mm（1959年，街口）。大暴雨多數是全流域性，且自東北向西南減小，中小暴雨有時為局部性，流域內分布不均，暴雨歷時一般為12天或間隔一天。洪水由暴雨產生，流溪河洪水出現的頻次、時間和時程分布等均與暴雨相應。大洪水多出現在56月份，個別年份也出現在4月或7月份以后，但7月以后的洪水往往顯示漲洪

44、歷時加長和洪峰平緩的特點。由于大至特大暴雨都是全流域性的降雨，24小時降雨量5099.9mm或12小時3069.9mm均屬于大暴雨，大于這種暴雨都是流域內同時發生洪水；而小洪水則顯示區間性，上、中、下游峰量、洪量大小不一，時程與歷時不一，單、雙峰變化不一等。從化以下干流洪峰一般只持續12小時，洪水過程為12天。一般年份流溪河出現暴雨到大暴雨較多。流溪河水庫及一批中、小型水庫的建成運行，對流域洪水起了攔洪、滯洪和削峰、錯峰的作用，尤其是流溪河、黃龍帶兩座水庫的調度使中、下游洪峰減少30%以上。 歷史洪水流溪河流域暴雨頻繁，且集中，一遇暴雨，山洪暴發，洪水沿流溪河迅速下泄，中下游沿岸地區易形成洪澇

45、威脅，長期以來均受洪災之苦。據歷史資料統計：民國前主要洪災有6次，其中：康熙二十八年農歷四月初三暴雨成災，洪水沖入從化縣城東門，民舍、店鋪全部受淹，部分倒塌，死13人。花都會龍、石角、李溪一帶水淹莊稼。民國期間，較大洪水災害有記載的有14次，其中民國4年農歷5月普降暴雨，石角、李溪水淹，花都、從化受淹農田共24.7萬畝。受災人口20多萬，饑民遍地，死尸枕藉。建國后流溪河流域共有16年出現洪澇災害，其中重災的有1959年、1966年、1983年、1987年、1997年。1997年5月8日凌晨驟降特大暴雨，鄰近流溪河的從化龍潭鎮降雨量達434mm，鰲頭鎮424mm，暴雨引來洪水，白云區有1000多

46、米堤漫頂出險，部分村莊受浸，受浸農田83畝，民房倒塌許多，經濟損失4885萬元。從化市河段30.45km堤圍被沖崩，受災堤圍211.66km、損壞護岸106處、渠堤決口523處、涵閘38座、水陂67座，萬畝良田被淹，災情嚴重。 設計洪水2002年廣東省水文局廣州分局編制了流溪河中、下游設計洪水水面線復核成果，對流溪河水庫、牛心嶺站及中下游河道中各控制斷面的設計洪水作了復核分析計算，廣州市水利局頒布使用該成果，本次設計洪水直接采用該成果，查得大坳攔河壩各頻率的設計洪水見下表2-4。表2-4 大坳攔河壩各頻率的設計洪水成果表頻率項目1%2%3.33%5%10%20%50%75%90%多年平均流量(

47、m3/s)22652010180616721180962739550435822注：表中的數據為考慮流溪河水庫泄洪的成果。2.6 施工洪水根據施工工期的要求，本次計算施工期為1012月、13月、10月次年3月三個時段，頻率為20%和10%的施工期洪水流量，采用1977年10月2006年4月29年大坳攔河壩的壩上實測流量系列進行頻率計算，分別統計各施工時段的經驗頻率和理論頻率流量，經分析經驗頻率較理論頻率值更符合實際，因此推薦經驗頻率流量作為施工期設計洪水的依據，具體見表2-5。表2-5 大坳攔河壩施工期設計洪水月 份10月12月1月3月10月次年3月備 注施工流量(m3/s)P=20%1902

48、67316經驗頻率P=10%242392392P=20%190268318理論頻率P=10%2394584802.7 泥沙流溪河沒有實測輸沙量的資料，洪水過后河道局部出現淤積，但每年的河道采砂量大于淤積量，因此輸沙量不作為工程設計依據。2.8 水位流量關系大坳攔河壩下游16.3km處興建牛心嶺攔河閘壩樞紐工程，攔河閘正常蓄水位18.0m，當來水小于340m3/s時，部分閘門開啟，控制閘上水位在18.0m，當來水大于340 m3/s時，把閘門多開或全開。閘門在不同工況運行中，閘上回水最遠達11.0km至神崗橋，離大坳攔河壩下仍有5.3km，因此牛心嶺攔河閘壩的興建對大坳攔河壩下游水位沒有影響。大

49、坳攔河壩自有觀測資料以來，1983年6月17日曾經出現過的最大流量為2011m3/s，因此大于2011 m3/s的水位記錄沒有，只能通過水力學公式計算。本次閘上、下游水位流量采用2006年7月實測河道斷面資料，閘下游2km、閘上游1km共3km長的河道，斷面間距2550m，進行水文分析計算，由下游2km處往上游推算水面線至壩下，相應得到壩下的水位流量關系曲線。由于小流量對水閘下游防沖影響大，在小流量時的水位流量關系曲線采用實測水位流量資料進行擬合，再經過近30年實測資料進行合理性檢查，尤其是近年河道下切后對下游的水位影響較大。根據大坳攔河壩2006年56月份自記的下游水位、流量資料，擬合出大坳

50、攔河壩壩下水位流量關系曲線，同時采用2005年6月洪水的壩下水位流量關系曲線進行對比，兩年洪水擬合的水位流量關系曲線整體趨勢是一致的，同一流量下，2006年擬合的曲線比2005年擬合的曲線低12m，與大坳攔河壩下近年河道采砂，河床下切造成實際情況相符。從最近測量觀測大坳攔河壩下300m、800m處的水位來看，與2006年擬合的曲線基本一致。經分析得出當流量小于900m3/s時，采用2006年洪水擬合的壩下水位流量關系較合理，經修正后得出壩下水位流量關系見表2-6。根據大坳攔河壩壩下游水位流量關系反求閘上的水位，大坳攔河壩上、下游水位流量關系見表2-6及附圖1。以分析確定的施工期洪水推求施工期水

51、位見表2-7。表2-6 大坳閘壩水位流量關系表編號流量(m3/s)下游水位(m)上游水位(m)備 注15018.7323.91電站4孔開度0.54m，另外3孔開度0.45 m221020.0423.9115孔全開337020.8623.9326孔全開453021.4623.9337孔全開569021.9924.18全開685022.4824.44全開7101022.9324.68全開8117023.3424.91全開9133023.7025.12全開10149024.0525.33全開11165024.3725.53全開12180624.6825.72全開13201025.0625.96全開1

52、4213025.2726.10全開15226525.5126.31全開16229025.5526.35全開17245025.8226.57全開表2-7 大坳攔河壩的施工期上下洪水位月 份10月12月1月3月10月次年3月備 注流 量(m3/s)190267316經驗頻率（P=20%）上游水位（m）23.9123.9223.92下游水位（m）19.8820.3320.58流量(m3/s)242392392經驗頻率（P=10%）上游水位（m）23.9123.9323.93下游水位（m）20.2020.9420.942.9 潮汐珠江流域屬感潮水道，潮汐性質屬不規則半日潮，即一個太陽日內有兩次高潮和低

53、潮，而且兩個相臨的高潮或低潮的潮位和潮流歷時均不相等。潮區界枯水期可上溯至官窯涌的官窯至金溪之間，流溪河可達江村至蚌湖之間；汛期退至老鴉崗附近。潮流界枯水期可達江村至老鴉崗之間，洪水期在黃埔附近。大坳攔河壩在蚌湖上游，因此不受潮汐影響。3 工程地質3.1 概述3.1.1工程概況廣州市流溪河大坳攔河壩位于從化市大坳村，距廣州市區52km。建成于1959年，總寬度237.4m，現狀39孔（含已封堵的船閘孔），是廣東省三大灌區之一流溪河灌區的渠首樞紐工程。由于近年來攔河壩下游非法采砂活動屢禁不止，造成河床下切。今年5月以來上游連續出現較強降雨，上游來水劇增，導致攔河壩海漫沖毀，護坦底部掏空，嚴重威脅

54、水閘安全。經過搶險，水閘險情已得到控制。3.1.2工程勘察內容受業主委托對廣州市大坳攔河壩加固工程進行勘察，主要勘察內容如下：1）查明攔河壩所在河道地段內的地層結構、分布深度、厚度及垂直、水平方向的變化規律；2）查明相對隔水層和透水層的埋深、厚度和特性；3）查明軟土層、粉細砂層的特性，堤基持力土（巖）層的物理力學性質，對砂土的震動液化、軟土的穩定性進行評價；4）查明不良地質單元，如：淤泥、砂層、特殊類土分布范圍及厚度；5）查明巖土層的類型、深度、分布、工程特性、變化規律分析和評價地基的穩定性、均勻性和承載力。3.1.3工程勘察工作量由于本次工程的特殊性及緊迫性，要求一次性滿足初步設計階段所需要

55、的勘察工作。共布置鉆孔19個鉆孔。于2006年6月30日開始進行野外地質勘察工作，采用了工程地質測繪、地質鉆探、野外原位測試和室內試驗等綜合地質勘察方法，由于受場地條件限制，實際完成鉆孔18個，總進尺538.35 m，于7月22日完成全部野外工作，實際完成工作量見表3-1。本工程采用坐標為廣州城建坐標系統，高程為珠基高程系統。表3-1 實際完成工作量表序號項 目 名 稱單 位工作量1鉆 探m孔538.35/18孔2取樣土樣組15砂樣組9巖樣組11水樣組23室內試驗土樣組15砂樣組9巖樣組11水樣組24原位測試標準貫入試驗次515鉆孔測量測放孔點196相片巖芯張723.1.4工程勘察執行標準本次

56、勘察主要執行下列國家和行業標準：1）工程建設標準強制性條文（水利工程部分）；2）國家行業標準水利水電工程地質勘察規范（GJB 5028799）；3）國家標準巖土工程勘察規范(GB 50021-2001)；4）國家標準土工試驗方法標準(GB/T 50123-1999)；5）國家行業標準土工實驗規程(SL/T 237-1999)；6）國家行業標準水利水電工程制圖標準（SL73-94）；7）國家標準建筑地基基礎設計規范(GB 50007-2002)；8）廣東省標準建筑地基基礎設計規范(DBJ 15-31-2003)；9）國家標準建筑抗震設計規范(GB 50011-2001)；10）國家行業標準建筑樁

57、基技術規范(JGJ 9494)；11）國家行業標準水工建筑物抗震設計規范(SL20397)；12）國家標準中國地震參數區劃圖(GB183062001)；13）其它相關規范、規程及法規等。3.2 區域地質概況3.2.1地形地貌工程區位于從化市大坳村，區內地勢較為平坦，地面標高為2125m，屬廣花盆地河谷沖積平原地貌。植被中等發育。 地層巖性根據地質測繪和區域地質資料，工程區內主要出露以下地層：1）燕山期早白堊系楓園下單元侵入巖（K1bF）由楓園下侵入體構成，位于蓮塘單元北東側，區內不完整，巖性為肉紅色中細-細中粒斑狀黑云母花崗巖。具似斑狀結構，基質具花崗-細晶結構。2）下第三系寶月組（E2by2

58、）主要為灰褐色礫巖、含礫不等粒砂巖、灰棕色含鈣砂巖、泥質粉砂巖及泥紅色泥巖，厚度103m。3）第四系萬頃沙組沖積相（Q42-2al）工程區廣泛分布，沖積相自下而上為黃褐色粉質粘土、灰黃色中粗砂、灰白色礫砂、圓礫、卵石等。 地質構造及地震工程區位于華南褶皺系粵中拗陷（三級構造單元）的花縣凹褶斷束與增城-臺山隆斷束的交接部位。廣從斷層是上述構造分區的界線，南東側的增城凸起，構造形跡相對簡單；北西側的廣花凹陷、北北東-北東向褶皺、斷層發育，北部為佛崗隆起，北西向斷層發育。根據中國地震動參數區劃圖（GB18306-2001），工程區地震動峰值加速度為0.05g，參照地震動峰值加速度分區與地震基本烈度對

59、照表，相應的地震基本烈度為6度。 水文地質工程區地下水類型以第四系孔隙潛水為主，其次為基巖風化裂隙水。第四系孔隙潛水主要賦存于砂土層中，由大氣降水或地表水補給，水量豐富?；鶐r風化裂隙水主要分布在強風化巖帶。由大氣降水補給，水量不豐富。地下水位受季節和地表水影響，雨季水位上升，旱季水位下降。3.3 工程地質條件評價 工程地質條件根據鉆孔揭露，地層大致可劃分為以下幾層：砼（）：主要分布在現閘上游底板范圍內，堅硬，厚度0.1m0.5m。人工拋石：主要由堅硬花崗巖組成，密實，現閘上游底板靠近左岸處有分布，厚度約1.4m，現閘下游護坦、消力池、海漫處均有分布，厚度3.3m6.8m。人工填砂：灰褐色，濕，

60、含少時卵石，稍密，只在個別鉆孔有揭露，厚度2.3m4m。人工填土：灰褐色，濕，呈粉質粘土狀，土質不均一，含少量砂，少量卵石，可塑，只在個別鉆孔有揭露，厚度0.7m1.0m。礫砂（-1）：飽和，稍密，級配一般，磨圓度較差，顆粒呈次棱角狀，含約520%卵石及1030%圓礫，少量泥質。下游護坦、消力池、海漫處均有分布，現閘軸線處局部缺失。層頂標高15.0022.28m，層底標高9.50m20.30m，層厚1.6011.10m。共做標貫試驗6次，擊數823擊，平均擊數15擊。取砂樣5組，主要物理力學指標平均值如下：含水量10.08%，濕密度1.86g/cm3，干密度1.68g/cm3，比重2.66，孔

61、隙比0.4470.720，相對密度0.17，水上坡角40.33度，水下坡角32.17度，滲透系數（垂直）4.4310-3cm/s，變形模量參考值E0=57MPa。圓礫（-2）：飽和，稍密，級配一般，主要成分為石英、砂巖、石英砂巖，含約510%卵石，少量泥質。下游護坦、消力池、海漫處除靠近左岸缺失外，均有分布，現閘軸線處缺失。層頂標高9.70m17.80m，層底標高6.90m14.00m，層厚0.9010.80m。共做標貫試驗1次，擊數15擊。本層未取樣，類比同類工程巖土性質，水上坡角42度，水下坡角33度，滲透系數（垂直）6.010-2cm/s。變形模量參考值E0=57MPa。卵石（-3）：飽

62、和，稍密中密，級配一般，磨圓度較好，主要成分為砂巖、石英砂巖，粒徑一般為1cm5cm，最大粒徑8cm，含約2030%礫砂或圓礫，底部多為泥質膠結。層頂標高8.40m20.65m，層底標高2.10m18.05m，層厚0.8013.20m。本層未取樣，類比同類工程巖土性質，水上坡角45度，水下坡角35度，滲透系數（垂直）1.010-2cm/s。變形模量參考值E0=57MPa。礫砂（-4）：黃褐色，飽和，級配一般，磨圓度較差，顆粒呈次棱角狀，含少量卵石，約占5%，泥質膠結，中密。層頂標高6.40m15.70m，層底標高-2.30m11.80m，層厚0.8018.00m。共做標貫試驗1次，擊數28擊。

63、取砂樣3組，主要物理力學指標平均值如下：含水量10.6%，濕密度1.95g/cm3，干密度1.76g/cm3，比重2.65，孔隙比0.4640.550，滲透系數（垂直）2.3910-4cm/s。砂巖全風化土（）：棕紅色，呈粉質粘土狀，濕，風化均勻透徹，局部較多砂巖質小角礫和石英質砂粒，粘性較好，硬塑狀。層頂標高-3.00m11.18m，層底標高-20.30m9.48m，層厚1.60m17.30m。共做標貫試驗31次，一般擊數833擊，平均擊數18擊。取土樣11組，主要物理力學指標平均值如下：含水量17.57%，濕密度2.07g/cm3，干密度1.76g/cm3，比重2.68，孔隙比0.3750

64、.673，壓縮系數0.21MPa-1，壓縮模量7.89MPa，屬中壓縮性土，飽和快剪：c=22.25KPa，=13.80度，固結快剪：c=27.98KPa，=23.68度。礫巖風化土：黃褐色，呈砂土狀，泥質膠結，含少量礫石，約占1020%，中密。分布不均勻，只在鉆孔ZK6中有揭露。花崗巖全風化土：棕紅色，呈砂土狀，稍密中密，泥質膠結，沿見原巖結構。分布不均勻，只在左岸側有揭露。層頂標高6.40m11.81m，層底標高-7.60m1.40m，層厚5.00m17.20m。共做標貫試驗11次，一般擊數1829擊，平均擊數24擊。取土樣4組，主要物理力學指標平均值如下：含水量11.90%，濕密度1.9

65、9g/cm3，干密度1.78g/cm3，比重2.71，孔隙比0.3830.607，壓縮系數0.20MPa-1，壓縮模量8.76MPa，屬中壓縮性土，飽和快剪：c=28.40KPa，=18.50度，固結快剪：c=51.27KPa，=25.87度。強風化砂巖（）：棕紅色，巖芯呈圓柱狀，巖質稍硬，RQD約為90%。只在鉆孔ZK5、ZK15、ZK16、ZK19有揭露。本層巖石主要物理力學指標平均值如下：天然密度2.47g/cm3，單軸天然抗壓強度9.08MPa，單軸飽和抗壓強度1.71MPa，彈性模量1.28103MPa，泊松比0.30。強風化花崗巖：紅褐色，巖芯呈圓柱狀，局部破碎，巖質稍硬，RQD=

66、4050%。只在鉆孔ZK5有揭露。弱風化礫巖（）：灰白色，巖芯呈圓柱狀，巖質較硬，裂隙不發育，局部破碎，見石英巖脈，RQD=4050%。個別鉆孔有夾層，為棕紅色粉質粘土，呈軟塑狀。本層巖石主要物理力學指標平均值如下：天然密度2.58g/cm3，單軸天然抗壓強度26.43MPa，單軸飽和抗壓強度24.40MPa，彈性模量4.7103MPa，泊松比0.28。 工程地質條件評價人工填土層、人工拋石層（），普遍分布，建議開挖掉。礫砂層（-1），下游護坦、消力池、海漫處均有分布，屬強透水層，基坑開挖過程中，極易產生地下水的突涌和基坑管涌等不良現象，同時也會產生基礎滲漏及滲透穩定問題。根據水利水電工程地質

67、勘察規范（GB50287-99）附錄M.0.2-1和M.0.3-2公式計算，Pc29.530.0%，此層砂屬管涌破壞類型，其臨界坡降Jcr0.20。圓礫層（-2），下游護坦、消力池、海漫處除靠近左岸缺失外，均有分布，強透水層，基坑開挖過程中，極易產生地下水的突涌和基坑管涌等不良現象，同時也會產生基礎滲漏及滲透穩定問題。類比同類工程巖土性質，此層砂屬管涌破壞類型，其臨界坡降Jcr0.20。卵石層（-3），閘基普遍有分布，只是厚度不一，局部呈透鏡體形式，是較好的持力層，但厚度不一，且含砂量不同，會造成力學特征的不均勻，因此要注意該層的不均勻沉降問題。礫砂層（-4），本層多為泥質膠結，會產生基礎滲漏

68、及滲透穩定問題。根據水利水電工程地質勘察規范（GB50287-99）附錄M.0.2-1和M.0.3-2公式計算，Pc2626.5%，此層砂屬管涌破壞類型，其臨界坡降Jcr0.22。砂巖全風化土層、礫巖風化土、花崗巖全風化土（），均為較好的基礎持力層，但花崗巖全風化土遇水易崩解的特性應當注意。強風化砂巖（）、強風化花崗巖、弱風化礫巖（），由于其強度較高，均可做樁基礎持力層。砂的允許比降建議值詳見表3-2，翼墻邊坡建議值詳見表3-3，巖土參數建議值詳見表3-4。表3-2 砂的允許比降計算表層 號巖性破 壞 類 型土粒比重GS 孔隙率 n D5 (mm)D20 (mm)臨界比降Jcr允許比降Jo允許

69、比降建議值-1礫砂管涌2.66 37.0%0.0110.0780.200.180.10-2圓礫管涌0.200.180.10-4礫砂管涌2.6534.0%0.0150.110.220.200.15表3-3 翼墻邊坡建議值層號永久邊坡建議值臨時邊坡建議值水上水下水上水下-11:1.751:2.01:1.51:1.75-21:1.751:2.01:1.51:1.75-31:1.51:1.751:1.251:1.5-41:1.751:2.01:1.51:1.753.4 天然建筑材料本地區各種天然建筑材料分布廣泛，儲量豐富，其中石料可選擇花崗巖、石英砂巖等堅硬巖石，開采地段在工程區北東方向的花崗巖地區，

70、運距為1020km。砂料在流溪河河床中比較豐富，顆粒以中粗砂、粗礫砂為主，運距為510km。土料可選擇花崗巖地區和砂巖地區的風化殘積土，土質以粘性土為主，主要分布在工程區北東方向的花崗巖地區，主要分布在白云區太和鎮附近，運距約為10km。3.5 結論與建議1）本工程區地處珠江三角洲中心，屬珠江沖積平原區，地形平坦。2）根據中國地震動參數區劃圖（GB18306-2001），工程區地震動峰值加速度為0.05g，地震基本烈度為度。3）本工程區的砂層屬中等強透水層，基坑開挖過程中，極易產生地下水的突涌和基坑管涌等不良現象，將對施工造成很大的困難。4）由于本階段勘察精度只能滿足初步設計階段的設計要求，對

71、施工階段出現工程地質問題，應進行針對性工程地質勘察工作并加強施工期工程地質監測工作。表3-4 巖 土 參 數 建 議 值地 層 代 號巖 土 名 稱天 然 含 水 量天 然 密 度干 密 度比 重孔 隙 比壓 縮 系 數壓 縮 模 量飽和快剪固結快剪泊 松 比土的靜止側壓力系數承載力特征值水 上 坡 角水 下 坡 角單軸極限抗壓強度樁周土摩擦力特征值水下鉆孔樁端阻力特征值地基巖土摩擦系數滲透系數粘聚力內摩擦角粘聚力內摩擦角天然飽和wdGseaEccfak()()fcfrqsaqpa (kPa) k(%)(g/cm3)(g/cm3)(Mpa-1)(Mpa)(kPa)()(kPa)()kPa（MP

72、a)（kPa)15m15m(cm/s)-1礫砂10.081.86 1.682.660.587 0.25 0.30 16040.3332.17460.404.4310-3-2圓礫11.001.87 1.632.670.665 0.20 0.30 18042.033.0500.456.010-2-3卵石10.551.90 1.57 2.690.720 0.15 0.20 24045.035.060120016000.50 1.010-2-4礫砂10.601.95 1.76 2.650.507 0.25 0.30 2005080014000.45 2.3910-4砂巖風化土17.572.07 1.7

73、6 2.68 0.526 0.21 7.89 22.5013.80 27.98 23.680.35 0.35 220406008000.30 花崗巖風化土11.901.991.782.710.5260.208.7628.4018.5051.2725.870.350.35220406008000.30強風化砂巖2.470.25 0.33 3009.081.71608001000弱風化礫巖 2.58 26.43 24.40 120016004 工程任務和規模4.1 地區社會經濟概況 河流規劃成果及結論2000年廣州市流溪河綜合整治規劃報告批復，從2000年開始，對流溪河堤防進行了分段分期的整治。2

74、002年批復流溪河中、下游設計洪水水面線復核成果，水面線有所下降，壩址處50年一遇洪水位26.76m。 地區社會經濟概況1）工程地理位置大坳攔河壩位于廣州從化市的大坳村附近，離從化街口約5km，距離廣州市約52km，對外交通有廣從公路、京珠高速公路等。2）地區社會經濟概況從化市位于廣州市的東北部，是廣州市的縣級市，全市面積2009km2，根據2005年廣州年鑒統計，2004年末從化市戶籍人口535756人，其中農業人口410800人；從化市2004年順利完成了行政區劃調整，鎮級區劃由原來的15個鎮調整為5鎮3街，分別為街口、城郊、江浦3個街道辦事處和太平、溫泉、良口、呂田、鰲頭5個鎮，共有22

75、2個村委會和39個居委會。大坳攔河壩所在的大坳村由原來的神崗鎮管轄劃歸街口辦事處管轄。2004年從化市完成農業總產值17.85億元，全市糧食播種面積2.43萬公頃；工業總產值257.61億元。農業種植以蔬菜、水稻、水果為主，水果以荔枝最著名，其次為柑桔。水產養殖以塘魚為主。3）從化市社會經濟近遠期發展規劃從化市發展格局為建設三個基地：以加工工業為支柱和高新技術產業為導向的新興工業基地，以優質水果、蔬菜、珍禽飼養為重點的農產品生產基地，以休閑度假和大自然觀光為特色的旅游勝地；重點發展五大支柱產業：高科技輕工業、“三高”農業、旅游業、建筑房地產業、商品流通業，使從化市在全省山區縣（市）中位居前茅，

76、到2010年，把從化市建設成為經濟繁榮、環境優美的現代化的中等城市和廣州市國際大都市的“后花園”。原設計施工及歷次加固改造情況1）原設計、施工情況流溪河灌區建于五十年代大躍進時期，1958年8月份著手興建，因受大躍進形勢的推動，花錢少，建設快，見效大。于59年四月渠首樞紐完成主要工程建設，建成漿砌石結構攔河閘壩，水平旋運閘門（水力翻板），簡易木交通橋，其中大坳渠首樞紐完成土方30萬方，石方0.8萬方，砼0.1萬方。由于受當時興建條件所限，工程標準低，“所有墩臺閘墻等重力圬工結構，基本采用50水泥滲合料沙漿砌石，至于水上結構部分，如橋墩閘墻則用30代水泥沙漿漿砌石”（引自1958年流溪河灌溉工程

77、擴大初步設計書），運行多年后，發現存在以下問題：（1）當時施工材料比較欠缺，許多地方用代用材料代替原材料，如用燒粘土代替水泥、竹筋代替鋼筋，這些對建筑物的使用壽命有所影響。（2）建筑物設計標準低，如閘墩是漿砌石結構，砂漿標號采用30#砂漿作騎縫材料，石質也是微風化的石料砌筑。（3）灌區是大搞群眾運動的成果，人為因素影響較大，灌區質量較難保證。（4）工程運行期，本應按一定比例提成大修、折舊經費，以保證灌區的正常運行，但一直以來所征收的水費僅維持行政管理的基本支出，無法解決工程的維修、更新改造的經費，工程維修費用要靠國家投資來解決，但每年國家安排的維修經費也有限，造成“先天不足，后天失調”，小病不

78、及時治理就會釀成大病，加速了工程的老化。2）歷次加固改造情況（1）1959年至1989年間改建、維修情況：1962年末交通橋改為預制鋼筋砼結構；1964年至1966年木板旋倒閘門改為鋼旋倒門，1969年加設移動式卷揚機；1964年閘基、閘墩固結灌漿；1977年至1979年117包墩、改油壓啟閉；16閘墩鋼絲網批擋包墩，改為油壓旋倒鋼閘門；717砼包墩，改為垂直升降平板鋼閘門；1979年至1980年117搞自動控制試驗（后因技術與管理問題失用）；1974年至1975年左右干進水閘上部結構改建。（2）近年工程整治情況根據1958年廣東省水利廳工程局編“流溪河灌溉工程擴大初步設計書”定工程為IV等，

79、查“水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準”SDJ1278，灌溉面積在5至50萬畝以內的應為III等，從1990年至1996年，廣州市水利局流溪河灌區工程整治指揮部和總管理處按3級建筑物標準對渠首樞紐工程進行全面加固整治，完成的主要改造項目有： 建筑物等別從等提高到等，建筑物級別從5級提高到3級； 粘土鋪蓋改造：閘前6m改為砼，閘前611m改為漿砌石； 閘室底板鑿低50cm，在其上澆筑C20鋼筋砼，厚30cm，現閘底板頂面高程為22.41m； 138閘墩用C20鋼筋砼重新包裹，左21孔閘門改為油壓啟閉垂直升降平板鋼閘門；對油壓操作系統作全面改造，在中控室集中控制； 消力池加深加長并改為鋼筋砼結構；

80、海漫改為砼與干砌石剛柔結合的結構； 交通橋擴寬至3.7m，并加設1.2m寬人行道，升高工作橋1.0m，增大了過水斷面，提高了泄洪能力； 1993年市水科所、清華大學水電系和管理處共同研制渠首樞紐工程自動量水系統，實現自動完成采集傳輸處理顯示表報的全過程，并能定時將水情傳遞到市“三防辦”；在此基礎上，1996年完成渠首樞紐工程計算機監控系統的研建，快捷、準確、安全地實現了閘群的自動化調洪和調水； 中央控制室擴建裝修，把閘門啟閉、自動量水和監控系統都集中在中控室控制；4.2 項目建設的必要性 流溪河灌區的重要性流溪河灌區始建于1958年秋，次年4月投入運行。灌區由大坳渠首樞紐工程、李溪攔河壩引水樞

81、紐工程和灌溉渠系組成，是以引水為主，蓄、引、提相結合的灌溉系統。原設計灌溉從化市、花都區和白云區21個鎮的41.4萬畝農田，有效灌溉面積32.65萬畝，現狀實灌耕地22.8萬畝，其中6萬畝是廣州市“菜籃子”蔬菜基地。流溪河灌區是廣州市首屈一指的灌溉水利工程，也是廣東省三宗大型灌區之一。大坳渠首樞紐工程建成以來，為廣州市工、農業的發展發揮了巨大的作用，它徹底改變了沿河兩岸幾十萬畝農田旱年、旱季缺水的面貌，不但在抗旱保收、提高農作物產量方面發揮了巨大的作用，而且還為沿渠群眾及花都區提供生活用水。充足的水源滿足了廣州市郊不斷擴大的蔬菜區的用水需要，灌區是廣州市糧食、蔬菜、水果和禽畜的重要生產基地，真

82、正起到國民經濟基礎產業的作用。 出險情況及安全評估結論2006年6月中上旬，大坳攔河壩出現險情。漿砌石海漫消能防沖設施被沖壞，嚴重影響攔河壩閘室主體安全。經過向海漫、護坦塌方處持續回填石料、以鋼筋石籠構建臨時防沖籠等搶險措施，險情得到有效控制。2006年7月廣州市流溪河灌區大坳攔河閘壩安全評估報告的結論。1）閘壩下游河床不斷下切，原工程設計運行的前提條件發生了很大的變化，致使工程現在的消能設施，起不到應有的功效，這是工程出險的主要原因。2）本閘壩已運行近50年，雖經多次加固，但土建工程“先天不足”的問題依然存在；加上閘基為強透水的中粗砂層，分選性差，具備發生管涌和滲透破壞的條件，當在長期不斷增

83、大的地下滲流作用下，地基中細顆粒被潛移或帶走，導致上部建筑物（閘前的鋪蓋和閘后的海漫）的下沉或開裂，是造成險情的內在原因。所有這些都說明本工程存在較嚴重的安全隱患。3）工程設計標準低不符合現行規范規定該工程1958年設計時，工程等別為等，主要建筑物級別為5級；1994年對閘壩改造時，工程等別提高到等，主要建筑物級別提高到3級；根據水閘設計規范（SL265-2001），該水閘最大過閘流量在50001000m3/s之間，工程等別等，規模為大（2）型，主要建筑物級別為2級，次要建筑物為3級。因此，原設計及其后更新改造的設計標準不符合現行規范規定。4）工程質量不滿足現行規范要求該工程1958年施工時，

84、漿砌石建筑物水上部分采用30代水泥砂漿，水下部分采用50水泥滲合料沙漿；鋼筋砼標號為110。根據水閘設計規范（SL256-2001）第和7.1.3條規定；處于三類環境條件（水位變動區）下的砼強度等級不宜低于C20；砌筑砂漿強度等級不應低于M7.5。因此，原主要建筑物質量不滿足現行規范要求。在今年的6月份只發生中等洪水大坳攔河壩的護坦多處被洪水沖毀，嚴重危害大坳攔河壩的安全，經過水利、武警等部門近10天的搶險，捍衛了大坳攔河壩的安全。鑒于本工程目前運用指標無法達到設計標準，工程又存在較多問題和安全隱患，應立即開展除險加固的各項工作。確保流溪河灌區灌溉及沿岸供水安全。4.3 工程任務和規模 工程任

85、務目前大坳攔河壩以灌溉、引水（水環境）為主，兼顧發電等功能，攔河壩左、右岸分別是流溪河灌區的左、右干渠，左干渠引水灌溉約11m3/s，灌溉面積的80%為蔬菜、20%為水稻；右干渠引水灌溉約22m3/s，灌溉面積的80%為水稻、20%為蔬菜。根據2005年廣州市中心城區河涌水系規劃報告，規劃左干渠給廣州市部分河涌補水，營造河涌水環境。根據前述，本工程任務是對大坳攔河壩進行除險加固，包括對消能防沖設施的重建、交通橋的改造、液壓啟閉系統的改造，管理中心（含中控室）的搬遷重建、監測及自動化控制系統的重建。 設計標準根據水閘設計規范（SL265-2001）的規定，大坳攔河壩最大過閘流量在10005000

86、m3/s之間，工程等別屬于等，因此大坳攔河壩的防洪標準設計采用50年一遇，校核采用100年一遇。 工程規模大坳攔河壩屬于平原地區的攔河閘，攔河閘壩現狀為38孔，其中37孔凈寬5m，筏道寬4.21m。一船閘孔（封堵）寬8.5m。本次加固工程保留現有37孔5m寬水閘，改造筏道并打開封堵的船閘，筏道泄水孔仍為4.21m，船閘改造為8.5m寬的泄水孔，總凈寬197.71m，總寬度237.4m。閘底板高程仍為22.41m。根據閘壩的壩底高程、壩長等參數，采用有坎寬頂堰的堰流公式復核閘壩的過流能力，閘門全開時，當Q設計=2010 m3/s和Q校核=2265 m3/s兩種情況下，均可滿足過流要求，上游最高水

87、位25.9626.31m。4.4 工程運行原則以滿足上游灌溉水位（23.91m）為原則。洪水期開閘泄洪歷時長，以開閘為主；枯水期由于上游來水少，水閘擋水時間長，以關閘和局部開啟為主。5 工程布置及建筑物5.1 設計依據5.1.1 工程等別及建筑物級別大坳攔河壩最大過閘流量為2265m3/s，根據防洪標準及水閘設計規范，本工程等別為等，主要建筑物級別2級，次要建筑物級別3級，臨時建筑物級別4級。工程按50年一遇洪水設計，100年一遇洪水校核。5.1.2 設計依據的標準、規范及文件1）水利水電工程初步設計報告編制規程（DL 5021-93）；2）防洪標準（GB50286-94）；3）水閘設計規范（

88、SL265-2001）；4）堤防工程設計規范（GB50286-98）；5）水工鋼筋混凝土結構設計規范（SL/T191-96）；6）建筑地基基礎設計規范（GB50007-2002）；7）建筑地基處理技術規范（JGJ79-2002）；8）水利水電工程等級劃分及洪水標準（SL252-2000）；9）堤防工程管理設計規范（SL171-96）；10）水利水電工程量計算規定（DL/T5088-99）；11）民用建筑設計通則；12）建筑設計防火規范；13）中華人民共和國環境保護法；14）工程測量規范（GB50026-93）；15）水工建筑物抗震設計規范（SL203-97）；16）廣州市流溪河整治規劃；17）

89、流溪河中、下游設計洪水水面線復核成果；18）“廣州市水利局辦公會議紀要”。5.1.3 設計基本資料1）地震基本烈度根據中國地震動參數區劃圖（GB18306-2001），工程區地震動峰值加速度為0.05g，地震基本烈度為度。根據水工建筑物抗震設計規范，設計烈度為6度時，可不進行抗震設計。2） 水位及流量根據前述水文分析，大坳攔河壩水位流量關系見表5-1。3）主要地質參數見巖土參數建議值表5-2。4）規范安全系數根據水閘設計規范的有關規定，抗滑穩定安全系數和地基不均勻系數見表5-3。表5-1 大坳攔河壩水位流量關系表編號流量(m3/s)下游水位(m)上游水位(m)備 注15018.7323.91電

90、站4孔開度0.54m，另外3孔開度0.45 m221020.0423.9115孔全開337020.8623.9326孔全開453021.4623.9337孔全開569021.9924.18全開685022.4824.44全開7101022.9324.68全開8117023.3424.91全開9133023.7025.12全開10149024.0525.33全開11165024.3725.53全開12180624.6825.72全開13201025.0625.96全開14213025.2726.10全開15226525.5126.31全開16229025.5526.35全開17245025.82

91、26.57全開表5-2 巖土參數建議值地層代號巖土名稱天然密度干密度壓縮模量飽和快剪固結快剪承載力特征值地基巖土摩擦系數粘聚力內摩擦角dEccfak(g/cm3)(g/cm3)(Mpa)(kPa)()(kPa)()kPa1.861.681600.40-2圓礫1.871.631800.45-3卵石1.901.572400.50-4礫砂1.951.762000.45砂巖風化土2.071.767.8922.5013.8027.9823.682200.30花崗巖風化土1.991.788.7628.4018.5051.2725.872200.30強風化砂巖2.47300弱風化礫巖2.58表5-3 水閘抗

92、滑穩定安全系數荷載組合抗滑安全系數地基不均勻系數基本組合1.302.0特殊組合1.152.505.2 除險加固原則除險加固工程初步設計應遵循原則：1）按50年一遇洪水設計、100年一遇洪水校核，原設計功能不變，繼續發揮水閘以灌溉為主，兼顧發電和供水的作用。2）本次除險加固設計應將大坳攔河壩運行中存在的問題一并查清，給予解決，使得大坳攔河壩樞紐工程達到正常設計運用標準要求。3）除險加固設計方案達到安全可靠、經濟節省、技術進步、方便施工和管理方便。5.3 加固改造項目 工程現狀大坳攔河壩是廣州市流溪河灌區的渠首樞紐工程，始建于1958年8月。攔河壩總寬237.4m，閘上設有交通橋和工作橋；設有37

93、孔泄洪閘和船閘、筏道各一孔；除船閘改為溢流堰外，其余37孔及筏道均為液壓啟閉垂直升降平板鋼閘門?，F狀工程等別為等，主要建筑物級別為3級標準。攔河壩上游漿砌石鋪蓋長5m，閘室地板長5m，原消力池長11m，原海漫與防沖槽已經被破壞，現被拋石體覆蓋。左岸翼墻為荔湖電站的導水墻，右岸為流溪河大堤的擋土墻。 現狀安全穩定分析1）閘室安全穩定分析（1）抗滑穩定計算：（2）基底壓應力計算：根據正常擋水、設計、校核三種工況組合進行計算，基底最大應力Pmax=72.6Kpa，Kc=1.7，閘室抗滑穩定均滿足要求，地基應力均小于天然地基承載能力，不需要對閘基進行處理。2）消能設施的復核計算根據前述分析的攔河壩上下

94、游水位流量關系，重新對消力池、海漫、下游防沖槽進行復核計算。選取7種上下游水位流量的組合復核消力池的深度和長度，消力池的深度d=0.92m，Lj14.63m；海漫長度Lp=32.65m；防沖槽深度dm=1.32m。由以上結果可知，消能防沖設施不滿足要求，需要重建。3）水閘滲透壓力復核對現結構進行滲透壓力計算，出口段（現消力池末端）的滲透坡降J=0.42，基本滿足要求，但接近允許滲流坡降的臨界值（0.45），因此上游需要做垂直防滲處理。 加固內容1）根據上述復核成果，閘室的穩定滿足要求，但是由于閘壩下游河床不斷下切，原工程設計運行的前提條件發生了很大的變化，致使工程現在的消能設施起不到應有的功效

95、，本次出險下游消能工被沖壞，需要重建其下游消能防沖設施，提高整個水閘的消能防沖能力。2）本閘壩已運行近47年，雖經多次加固，但土建工程“先天不足”的問題依然存在；加上閘基為強透水的中粗砂層，分選性差，具備發生管涌和滲透破壞的條件，當在長期不斷增大的地下滲流作用下，地基中細顆粒被潛移或帶走，導致上部建筑物（閘前蓋和閘后的海漫）的下沉或開裂，是造成險情的內在原因。需要提高水閘的抗滲能力。3）閘門啟閉系統存在一定的隱患，需要改造。詳見第六章6.1節內容。4）大坳攔河閘主要水工建筑物投入運行近47年，壩體及其基礎的材料與防滲設施逐漸老化。因此有必要建立閘頂位移觀測系統，以便及時發現可能出現的不均勻沉降

96、和錯動等不安全先兆，防患于未然。同時通過觀測資料的積累和分析，掌握水工建筑物及其基礎的運行規律，制定安全監控指標。5）交通橋橋面砼破損，需要拆除表面砼重新澆筑。6）管理中心需要移址重建。5.4 改造方案設計 改造方案的總體布置閘室位置不變，閘底板高程22.41m，閘門高度維持在1.6m，水閘總寬237.4m。水閘交通橋寬度2.4m，人行道寬度1.2m，工作橋寬度1.1m。閘室下游消能防沖設施總長87m，包括消力池、護坦、海漫、拋石防沖槽設施。右岸新建翼墻長59m，導水墻長71m。對原中控室拆除并進行遷移，為方便管理，新建的管理調度中心（含中控室）和液壓泵房統一布置在左岸。管理調度中心建在上游左

97、岸三防倉庫前的芒果園，設備房建在左岸與壩軸線同一位置處，最大限度減小管、線路的長度。詳見總體布置圖。 防滲帷幕設計保留上游原有漿砌石鋪蓋，長5m。由于閘室基礎為中粗砂，雖然本次險情未對其基礎造成大的影響，但為加強工程的抗滲穩定，在上游采用高壓擺噴形成防滲帷幕。采用高壓擺噴水泥灌漿，防滲帷幕設計參數孔距為1.5m，板墻夾角為120，帷幕厚約0.25m，高壓水壓力2832Mpa，每延米需要水泥500kg。根據滲透壓力計算，上游防滲帷幕深度需要12m，滿足要求。而根據閘室位置地質剖面顯示，砂巖風化土層頂高程在8.3m左右，因此防滲帷幕的底高程確定在砂巖風化土層頂，為8.3m，深度14.11m。鉆孔數

98、共159個。由于防滲帷幕的施工對鋪蓋有一定的破壞，因此在其表面澆筑一層C25砼，可達到保護鋪蓋以及使其與底板連成整體，不致在連接處發生破壞而影響防滲效果。 閘室改造閘室主體不作大的改動，僅對交通橋進行改造。閘底板高程22.41m，原漿砌石底板長5m。保留交通橋、人行道原有的簡支梁，拆除上部的鋼筋砼板，重新澆筑厚20cm的交通橋面板，人行道板厚12cm，并重建欄桿。水閘交通橋寬度2.4m，人行道寬度1.2m，保留的工作橋寬度1.1m。閘墩長4.6m，厚1m?，F船閘已廢棄使用，采用駝峰堰封堵。為提高水閘的過流能力，把駝峰堰拆除，已封堵的船閘孔重新打開，作為閘室過水斷面的一部分。根據探地雷達探測顯示

99、，閘室地基情況正常，未見明顯影響閘室安全的淘蝕脫空現象，本次險情對閘室主體結構未造成損傷。而且經過對閘室的穩定計算分析，閘室抗滑穩定均滿足要求，地基應力均小于天然地基承載能力，不需對閘室基礎進行處理。 消能防沖改造1）方案比較擬定兩個消能防沖方案進行比選。方案一：建造一級消力池，底高程18.41m，池深1.0m，池長32m，下游C25鋼筋砼護坦長10m，C25鋼筋砼海漫長25m，以1:25坡度與拋石防沖槽相接。方案二：建造兩級跌水，其中第一級跌水池深2m，長17m，第二級跌水池深2m，長15m。其余護坦、海漫結構與方案一相同。兩個方案的主要工程量、投資比較見表5-4。表5-4 投資比較表主要工

100、程量項目單位方案一方案二砼m354907252拋石體開挖m32413629802鋼筋t275363鋼筋砼支護樁m330155鋼板樁t2663總費用萬元416.5505.7方案一具有工程量小、造價低、消能效果好、整體性強的優點，因此本工程消力池型式采用方案一。2）下游消能防沖設施結構布置由于原有的消能防沖設施已經毀壞，因此必須對其重建。原消力池改造成下游連接段，具體如下：在原消力池位置打18錨筋，澆筑C25鋼筋；而由于69#、2833#孔的消力池部分被沖毀，搶險時塌方處用石頭拋填，基礎松散，因此對基礎面碾壓平整，埋設導管進行水泥灌漿使其密實。新建C25鋼筋砼消力池底高程18.41m，深1.0m，

101、厚0.7m，總長32m，其中水平段長17m，斜坡段長15m，以1:4的坡度與閘后水平段連接。消力池寬度214.74m。消力池下接C25鋼筋砼護坦，長10m，寬217.24m，厚0.5m。C25鋼筋砼海漫長25m，寬217.24m，以1:25坡度與拋石防沖槽相接，厚0.5m。消力池、護坦、海漫下設厚0.1m的C10砼墊層。同時為增強排水功能，減小揚壓力，均設50PVC排水管，管口設碎石反濾及無紡布。由于流溪河采砂的情況比較嚴重，為了避免日后河床繼續下切以至影響水閘的消能防沖設施，因此海漫末端設C25鋼筋砼齒墻（地下連續墻），考慮日后河床繼續下切深度（根據近年流溪河河床受挖砂影響的下切速度，按3m

102、考慮），支護結構的入土深度為4.5m，總深度7.5m，底高程9.91m。地下連續墻厚度為0.8m，單元槽段6m。海漫下游按18.41m高程開挖至現河床底作為拋石防沖槽，但由于現防沖槽位置的拋石深淺不一，為避免開挖后防沖槽拋石過薄，因此現階段仍設置拋石防沖槽，寬9m，深1.41m，底高程17.0m。由于本次大坳攔河壩搶險拋填了大量的石頭，對剩余拋石體需進行灌漿。具體措施為：在開挖至設計高程后，對基礎面碾壓平整，埋設灌漿導管，待下游消能設施施工后進行水泥灌漿使其基礎密實。導管間距為22m，導管直徑91mm，灌漿壓力0.10.2Mpa，需要灌注水泥漿2200m3。 右岸翼墻設計1）方案比較由于消力池

103、、海漫的重建，其開挖高程從16.9118.41m，而右岸流溪河大堤的擋土墻底高程在20.97m左右，因此單純的放坡開挖會破壞流溪河大堤?，F階段考慮兩個方案進行必選：方案一：采取1:2的坡度開挖，挖除部分流溪河大堤，工程費用約20萬元；方案二：采取支護措施（灌注樁、鋼板樁）保護流溪河大堤，工程費用約56萬元。雖然方案一比方案二造價低，但開挖部分流溪河大堤將影響堤身防滲及易使堤身產生縱向裂縫，對流溪河大堤造成影響，同時破壞堤上道路，影響施工，而重新修建臨時道路會拆遷堤后的房屋。因此為保證施工進度，保護流溪河大堤，保證堤上道路的暢通，采取方案二較為合理。2）右岸翼墻結構布置自新建消力池起點往下游24

104、m段，由于開挖較深（底高程在16.9117.71m），支護高度最大5.5m，因此采取C30鋼筋砼灌注樁支護，樁徑1.1m，樁距1.1m，樁長15m，共22根。同時此支護樁作為消力池翼墻的一部分，表面掛C25鋼筋砼面板，厚0.25m，高4m。護坦位置開挖深度最大為4m，采取12m長拉森鋼板樁支護，支護范圍11.2m，共需28根，合計24.86t。其余段由于距離流溪河大堤擋土墻較遠，普通開挖不影響大堤擋土墻的安全，僅需按1:1邊坡開挖即可。為保護下游灘地，右岸修建M10的漿砌石導水墻，以利洪水的宣泄，共長71m，擋土墻高4m，頂寬0.4m，底寬3.2m，設厚0.1m的C10砼墊層，擋土墻前設散拋石

105、護腳。 左岸荔湖電站前池導水墻的恢復由于本次搶險時填電站前池作為臨時通道，自左岸向塌方處回填石料，因此對前池導水墻有一定的破壞。本次亦考慮對開挖、破壞的部分進行重建，具體原則是破壞多少恢復多少。5.5 設計計算 水閘過流能力的驗算根據水閘設計規范（SL265-2001）的規定，分別對設計、校核工況進行計算，校核水閘過流能力是否滿足。計算公式采用水閘設計規范（SL265-2001）給定公式，當為堰流時，閘孔總凈寬計算公式如下：式中：堰流淹沒系數；堰流側收縮系數；m堰流流量系數；H0計入行近流速水頭的堰上水深（m）。Q過閘流量（m3/s）。根據上述公式計算，水閘過流能力計算成果見表5-5。表5-5

106、 水閘過流能力計算成果見表工 況上游水位(m)下游水位(m)流量Q(m3/s)所需閘孔寬(m)設計（P=2%）25.9625.062010183.8校核(P=1%)26.3125.512265183.6從上表可以看出，兩種工況情況下，現有閘孔寬度（189.21m，電站4孔參與泄洪）均大于上述兩種閘孔寬度，故滿足水閘過流能力要求。 消能計算根據水閘設計規范，并結合水閘運行情況，擬定以下幾種工況。 式中：d消力池深度（m）；0水躍淹沒系數，采用1.10；hc 躍后水深（m）；hc收縮水深（m）；水流動能校正系數，采用1.0；q過壩單寬流量（m3/s.m）；b1消力池首端寬度（m）；b2消力池末端寬

107、度（m）；T0由消力池底板頂算起的總勢能（m）；Z出池落差（m）；hs出池河床水深（m）。消力池長度計算下列公式計算：LsjLsLj Lj6.9(hchc) 式中：Lsj消力池長度（m）； Ls消力池斜坡段水平投影長度（m）； 水躍長度校正系數，取=0.8； Lj水躍長度（m）。此時的消能計算結果見表5-6。表5-6 消 力 池 計 算 成 果 表流量(m3/s)上游水位(m)下游水位(m)上下游水位差(m)消力池長度(m)消力池深度(m)海墁長度(m)防沖槽深度(m)閘門開孔情況210 23.9120.043.87 10.660.7423.470.3015孔全開37023.9320.863.

108、0710.160.6422.310.0026孔全開53023.9321.462.47 9.630.8521.200.0037孔全開69024.1821.992.1912.280.9223.180.0038孔全開133025.1223.701.4213.30淹沒出流29.270.0038孔全開201025.9625.060.9014.04淹沒出流31.680.8238孔全開2265 26.31 25.51 0.80 14.63 淹沒出流32.651.3238孔全開根據計算結果，消力池深度取1.0m，長度取15.0m。 海漫長度計算根據水閘設計規范要求，海漫長度采用下式計算。式中：Lp海漫長度（m

109、）；qs消力池末端單寬流量（m3/s.m）；H上下游水位差（m）；Ks海漫長度計算系數，取10。Lp=32.65m，根據計算結果，海漫實際長度取35m（含護坦）。 河床沖刷深度計算海漫末端河床沖刷深度采用下式計算：式中：dm海漫末端河床沖刷深度（m）；qs海漫末端單寬流量（m3/s）；v0 河床土質允許不沖流速（m/s）；hm海漫末端河床水深（m）。由于下游采用拋石防沖，本次計算不沖流速取1.1m/s。實際下游設置1.41m深的拋石防沖槽。 防滲計算根據水閘設計規范，采用阻力系數法對水閘進行抗滲穩定復核計算。1）地基有效深度地基有效深度計算公式如下：式中：Te土基上水閘的地基有效深度(m)；L

110、0地下輪廓的水平投影長度m；S0地下輪廓的垂直投影長度m。2）進出口段阻力系數進出口段阻力系數采用下式計算。式中：0進、出口段的阻力系數；S 板樁或齒墻的入土深度；T 地基透水層深度。3）內部垂直段阻力系數內部垂直段阻力系數采用下式計算。式中：y內部垂直段阻力系數。4）水平段阻力系數水平段阻力系數采用下式計算。式中：x水平段的阻力系數；Lx水平段長度(m)；S1 S2進出口段板樁或齒墻的入土深度(m)。5）各段水頭損失值各段水頭損失值采用下式計算，成果見表5-7。式中：hi各分段水頭損失值(m)；i各分段的阻力系數；n總分段數。6）出口段滲透坡降值根據計算結果，如果考慮新舊消力池之間的止水連接失效情況，該位置處J=0.0612%。凈現值ENPV=1239.0萬元，表明項目建設經濟指標優越。從敏感度分析表明，內部回收率EIRR=13.8415.41%，說明大坳攔河壩加固工程具有較強的抗風險能力，工程投資可行，宜及早開工建設。