柳稍湾水库除险加固工程初步设计报告

'陕西省富县柳稍湾水库除险加固工程初步设计报告西北水利水电建筑工程勘察设计院二○一○年四月·咸阳 批准：王正中核定：朱林审查：辛全才校核：杨建国杨晓编　写：杨晓康静马鹏峡参加工作人员：水工：王玺曹卿田刚张文跃曹建清金属结构：慕爱军水文：王双银向友珍电气：慕爱军施工组织：李军明概算：马鹏峡经济评价：马鹏峡 目录1综合说明11.1绪言11.2水文51.3工程地质61.4除险加固工程设计标准及规模81.5除险加固工程设计91.6金属结构及供电设计131.7施工组织设计131.8水库淹没及工程永久占地141.9环境保护设计151.10水土保持设计151.11工程管理151.12设计概算151.13工程特性表152水文192.1流域概况192.2基本资料202.3降水222.4蒸发222.5径流232.6洪水302.7泥沙423工程地质433.1区域地质概况433.2库区工程地质条件45 3.3坝区工程地质条件463.4溢洪道及防汛桥工程地质条件533.5放水卧管的工程地质条件543.6天然建筑材料553.7结论及建议604除险加固工程任务和规模624.1除险加固工程的任务624.2除险加固工程设计原则624.3除险加固工程的规模625除险加固工程设计705.1工程等别及标准705.3工程布置715.4大坝加固设计715.4.1大坝稳定复核715.5溢洪道加固设计785.6跨溢洪道防汛桥设计815.7放水设施改建设计825.8管理设施改造865.9大坝安全监测设计876金属结构改造及电气改造设计896.1金属结构896.2供电设计897施工组织设计917.1施工条件917.2施工导流92 7.3主体工程施工937.4施工交通运输957.5施工工厂设施957.6施工总布置967.7施工总进度978水库淹没及工程永久占地1018.1水库淹没1018.2工程永久占地1019环境保护设计1029.1工程环境影响评价1029.2拟采取的环境保护措施1029.3环境保护设计1039.4环境保护投资概算10710水土保持设计10910.1水土流失防治分区及总体布局10910.2水土流失防治分区措施设计11010.3水土保持工程量及实施进度安排11210.4水土保持投资概算11311工程管理11511.1管理机构11511.2管理办法11511.3管理设施更新11612设计概算11712.1工程概况11712.2编制原则及依据117 12.3工程总概算表12012.4永久工程综合概算表12013国民经济评价及效益分析12313.1评价依据及参数12313.2费用估算12413.3效益计算12513.4国民经济评价126附:柳稍湾水库《大坝安全鉴定报告书》 1综合说明1.1绪言1.1.1水库工程概况柳稍湾水库位于北洛河一级支流的牛武川上游，兰宜公路、308国道紧临水库右岸。牛武川流域，川道广阔，森林茂密，植被良好，流域内有两大支沟，形成扇状。坝址在柳稍湾村，距下游牛武镇7.5km，距富县县城18公里处。坝址以上河道长35km，河道比降9.8‰，控制流域面积185km2。柳稍湾水库原设计标准按20年一遇洪水标准设计，200年一遇洪水标准校核，总库容260万m3，其中兴利库容140万m3，滞洪库容80万m3、死库容40万m3。该水库是一座具有防洪、灌溉，兼有养殖生产等综合利用的小①型水库，承担着下游1500亩农田灌溉和沿河2个乡镇和县城的防洪任务，一旦失事，将冲毁309国道，直接危胁下游牛武镇、茶坊镇及富县县城安全，淹没耕地1.2万亩。该水库工程于1959年10月动工兴建，于1970年10月竣工，枢纽由大坝、放水工程和溢洪道三部分组成。大坝为均质土坝，最大坝高17m，坝顶长388m，顶宽5m，坝底宽96.6m。原设计上游坝坡为一级，坡比为1:3；原设计下游坝坡分两级，分别为1:2、1:2.5。根据2010年3月实测地形图，下游一级坡实际坡度为1：3.8，二级坡在下游土地平整局部被挖成陡坎。开敞式溢洪道位于大坝右岸，由进口宽顶堰、明渠、陡坡段、消力池、尾水渠五部分组成，原设计总长288m，现只砌护150m。溢洪道基础座落在砂岩上，两侧墙为浆砌石砼结构，设计最大泄流量123m3/s。输水洞位于大坝左岸，由卧管、涵洞、明渠和消力池四部分组成，放水洞最大泄流量0.6m3/s，卧管为矩形盖板式浆砌石结构,为双排孔,孔径0.3m52 ，共11台，每台高0.35m，内坡比为1:2。消力池长4m，宽1m，高2.2m。浆砌石涵洞长60m，断面呈城门洞型，宽0.8m，高1.2m。水库蓄水运行至今已38年，由于坝体质量原因渗漏严重，一直处于低水位运行。最高蓄水高程1083.0m。水库蓄水得不到有效的利用，造成水资源严重浪费。水库安全监测工作从未开展，大坝建成至今未安装入库、出库流量观测设施。1.1.2存在的主要问题柳稍湾水库工程于1959年10月动工兴建，于1970年10月竣工。由于原设计标准低，施工质量差，运行38年后整个工程的病险状况严重。2008年12月，西安理工大完成了柳稍湾水库大坝安全论证报告。2009年2月23日，延安市水利水保局组织有关专家对柳稍湾水库大坝进行安全鉴定，鉴定结论为三类坝，并建议“尽快完成除险加固，使大坝能够安全、正常运行”。受富县水利局委托，我院于2010年4月完成了初步设计任务。依据安全论证报告，目前水库大坝主要存在以下问题：1．上游坝坡无砌石护坡，风浪淘刷严重，多处悬坎。下游坝坡坡面不够平整。2．背水坡无排水渠道，坝后反滤排水体工作不正常，坝体渗漏严重，根据长期观察，在上游水位1083.2m时，在下游距溢洪道30.2m，高程1078.00m处有渗漏，其渗漏量约为50m3/d；3．溢洪道原设计288m，现只砌护150m，浆砌石侧墙局部出现裂缝、剥落现象，溢洪道位于大坝右岸，紧靠309国道，上部无交通桥，泄洪时交通中断，无法到达大坝；4．卧管和输水涵洞有渗漏水严重，部分段砌石移位；5．无安全监测观测设施。6．管理设施破旧，防汛、通讯设备配置不全，坝区道路不能满足抢险要求。52 以上问题，若不及时采取措施解决，一旦溃坝，将冲毁309国道，直接危胁下游牛武镇、茶坊镇及富县县城安全，淹没耕地1.2万亩。损失巨大。1.1.3除险加固的必要性必要性主要表现在以下四个方面：（1）防洪减灾的需要柳稍湾水库位于北洛河一级支流的牛武川上游，靠兰宜公路，坝址在柳稍湾村，距下游牛武镇7.5km，距富县县城18公里处。一旦水库溃坝，将冲毁309国道，直接危胁下游牛武镇、茶坊镇及富县县城安全，淹没耕地1.2万亩。经济损失巨大，因此水库在防洪减灾方面有积极作用。（2）水库正常运行的需要柳稍湾水库原设计总库容总库容260万m3，其中兴利库容140万m3，滞洪库容80万m3、死库容40万m3。工程于1959年10月动工兴建，于1970年10月竣工。因工程设计标准低，施工质量差，且多年来工程管理和维护不到位，枢纽建筑物多处存在安全隐患，使水库一直带病低水位运行，没有发挥应有的工程效益。根据安全鉴定结论和本次复核结果：大坝填筑土压实度不满足规范要求。渗透系数总体上小于1.0×10-4cm/s，但由于填筑不均，分层现象明显，局部地段渗透系数偏大。坝体填筑质量不符合《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）要求。背水坡无排水渠道，坝后反滤排水体工作不正常；溢洪道原设计288m，现只砌护150m，溢洪道浆砌石侧墙局部出现裂缝、剥落现象，进口段坍塌、崩岸、淤堵现象，直接制约洪水排泄，严重威胁大坝安全运行；卧管和输水涵洞有渗漏水严重，部分段砌石移位；大坝监测、运行管理等软硬设施不健全。由于这些问题的存在，水库多年来一直低水位运行，工程效益受到制约。52 （3）满足工程安全运行的需要柳稍湾水库属Ⅳ等小①型水库，主要建筑物4级，地震基本裂度为VI度。因水库属“三边”工程，工程建设标准低，质量差。水库原按20年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核，按国家《防洪标准》(GB50201-94)，其相应防洪标准应为30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。现有坝坡背水坡二级坡在下游土地平整局部被挖成陡坎，坝坡稳定性不满足规范要求，给下游人口、耕地及公路交通带来潜在的威胁，严重影响当地农业、工业及交通运输业的发展。（4）水资源充分利用的需要柳稍湾水库灌溉面积0.15万亩，主要农作物为粮食和苹果及其他经济作物，农业是当地农民生活的主要收入来源。当灌区旱情严重时，下游灌区基本无水可用。为充分利用有限的水资源，提高灌区供水保证率，有效促进灌区经济发展和社会稳定，尽快实施柳稍湾水库除险加固是十分必要和紧迫的。1.1.4设计依据和任务1.1.4.1设计依据（1）主要规范及规程《水利水电工程初步设计报告编制规程》（DL5021-93）；《防洪标准》(GB50201-94)；《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)；《水利水电工程水文计算规范》(SL278-2002)；《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44-2006)；《水利工程水利计算规范》(SL104-95)；《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-1999）；《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005）52 《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)；《溢洪道设计规范》(SL253-2000)；《土石坝安全监测技术规范》(SL60-94)；《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303-2004)；《开发建设项目水土保持方案技术规范》（SL204-98）《水利水电工程环境影响评价规范》（试行）（SD302-88）。（2）主要设计文件及手册《柳稍湾水库大坝安全论证报告》（2008年12月，西安理工大）；《大坝安全鉴定报告书》（2009年2月，陕西省延安市水利水保局）；《陕西省富县柳稍湾水库除险加固工程地质勘察报告》（2010年2月，陕西交通公路设计有限公司）；《延安市实用水文手册》。1.1.4.2设计任务本次设计的主要任务是根据《大坝安全鉴定报告书》中提出的问题，按照水利水电工程设计的相关规范、标准进行除险加固工程设计。(1)加固坝体，对上游坝坡进行整修砌护，整理加固下游坝坡，增建下游坝坡排水系统，改建坝后反滤排水体。(2)整修溢洪道，增建309国道至大坝的防汛道路交通桥。(3)改建放水建筑物。(4)增设大坝安全监测、通讯设施。(5)增设管理机构，新建管理设施，美化管理环境1.2水文1.2.1流域概况52 柳稍湾水库位于北洛河一级支流的牛武川上游，兰宜公路、308国道紧临水库右岸。牛武川流域，川道广阔，森林茂密，植被良好，流域内有两大支沟，形成扇状。坝址在柳稍湾村，距下游牛武镇7.5km，距富县县城18公里处。坝址以上河道35km，河道比降9.8‰，控制流域面积185km2。水库所在地属大陆性暖温带半干旱气候，光照充足、四季分明，库区上游及区间植被优良，森林覆盖率高。年平均气温8.1℃，极端最高气温35.7℃，极端最低气温-20.8℃，平均日照时数2159小时，相对湿度66%，平均风速1.7m/s，多年平均降雨量580mm，其中最大降雨量613mm，最小降雨量347mm，年降雨多集中在7、8、9三个月，占年降水量的70％以上。1.2.2设计洪水复核柳稍湾水库属Ⅳ等小（1）型水库，防洪标准按30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。流域洪水采用洪峰面积相关法、综合参数法及推理公式法分别进行了计算。采用的设计洪水成果为：P=3.3%洪峰流量137.1m3/s，洪水总量93.2万m3；P=0.33%洪水流量273.3m3/s，洪水总量224万m3。1.3工程地质1.3.1区域地质概况工程区位于鄂尔多斯台向斜南部子午岭次级向斜以东，区内地质构造简单，岩层产状平缓，为向北西缓倾的单斜构造，仅南部有一些规模不大的褶皱和断层。工程区周围40km范围内历史上曾发生过2级以下地震2次，2级以上地震2次，最大地震为1633年洛川5.5级地震，无6级以上地震记录。根据地质调查资料分析，历史地震对工程区影响不超过Ⅵ度。工程区构造活动性微弱，属构造相对稳定地区。据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度为0.05g，相应的地震基本烈度为Ⅵ度。52 1.3.2工程区地质条件库区河谷呈“U”型，宽60～320m，左岸坡面较陡，右岸为黄土台地，上部较为平缓。左岸山顶高程大于1092m，右岸山顶高程大于1099m。库区地形封闭，两岸河间地块宽厚，库盆由Q2eol+pl黄土状土组成，渗透系数K＜1×10-4cm/s，属弱透水地层。按照吕荣值防渗标准，水库相对不渗漏。库岸自然坡角30~70º，整体基本稳定。库水位升降范围内，地质测绘未见大的滑坡与崩塌现象。死库容40万m3，截止2009年水库总淤积量17万m3，占总库容6.5%。库水位以上两岸坡高大于20m，且地下水位埋深较大，故不存在浸没问题。1.3.3坝址工程地质条件（1）坝体质量评价坝体土渗透系数Kv=0.63×10-4cm/s，KH=0.50×10-4cm/s，弱透水，但由于坝体填土不均匀，分层现象明显，局部地段渗透系数可能偏大坝体填筑土料质量符合《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）对均质土坝上坝土料的质量要求，但大坝填筑土压实度没有达到《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)（SL274-2001）规范要求的填筑标准，质量差。（2）坝基、坝肩工程地质条件坝基地层由Q4al砂砾石层（强透水）及T3h灰～灰绿色长石砂岩、泥岩、砂质泥岩互层构成（中厚层~厚层状，强~弱风化）。由钻孔压水试验可知：弱风化T3h地层透水率q=2.2~5.6Lu，为弱透水（强风化基岩，强~弱透水）。52 该水库经过尽管经过近四十年的淤积，形成一定的水平铺盖，但由于水库建设初期，坝基清基不彻底，基底局部存在砂砾石层及强风化岩体（属强～弱透水），导致库区水位达到一定高程后，出现渗漏，并随着水位的抬高，渗漏量不断加大，对大坝的安全运行构成了威胁，因此建议对坝基采用高压喷射灌浆进行防渗处理（在施工前，应进行灌浆试验，以确定合理灌浆参数），防渗帷幕应深入弱风化基岩5~10m为宜。左坝肩斜坡由Q2eol+pl黄土状土夹有数层古土壤组成，灰黄、浅棕黄色，坡高大于20m，坡面倾角40°～45°左右，含有零星钙质结核。中密～密实，含水量低，硬塑。土质较为均匀，弱透水。坝肩山体浑厚、较完整，未发现不良地质现象，稳定性好，坝肩以上坡面植被良好。右坝肩斜坡由Q2eol+pl黄土状土夹有数层古土壤组成，灰黄、浅棕黄色，坡高大于30m，坡面倾角45°左右，含有零星钙质结核。黄土状土为弱透水。坝肩山体浑厚、较完整，未发现不良地质现象，稳定性好，溢洪道由右坝肩平台通过，坝肩以上坡面植被良好。（3）放水建筑物的工程地质条件放水洞位于左坝肩，放水卧管基础地层由Q2eol+pl黄土状土组成，卧管下部高程1076.50m以下为T3h砂岩夹泥岩组成。卧管与涵洞砌石老化，灰缝大部分脱落，石块移位漏水比较严重；放水卧管进口密封不严，若遇较大洪水，库内水位升高，放水洞流量将超过设计流量，直接威胁大坝安全。所以必须进行加固改建。（4）溢洪道及防汛工程地质条件溢洪道及防汛桥桥基地层由T3h砂岩夹泥岩组成，强~弱风化。溢洪道原设计288m，现只砌护150m，自建成至今未曾泄洪，浆砌石侧墙局部出现裂缝、剥落现象，进口段无坍塌、崩岸、淤堵现象，直接制约洪水排泄，严重威胁大坝安全运行，建议对溢洪道进行整修改造。防汛桥桥基可直接建在T3h基岩上，基底应深入弱风化3~5m。基岩承载力基本容许值fa0＞1000kPa，可满足要求。1.4除险加固工程设计标准及规模1.4.1设计标准52 根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)，柳稍湾水库属Ⅳ等小（1）型工程，主要建筑物4级，次要建筑物5级。防洪标准为30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。1.4.2工程规模经水利调节计算，水库除险加固后，维持原正常蓄水位为1087.7m，放水洞进口高程维持1082.00m不变。30年一遇设计洪水位为1088.60m，300年一遇校核洪水位为1089.82。根据调洪计算成果，设计洪水(P=3.3%)情况下溢洪道最大下泄流量为18m3/s，校核洪水(P=0.33%)情况下溢洪道最大下泄流量为62m3/s。1.5除险加固工程设计1.5.1大坝加固工程大坝加固工程主要包括大坝背水坡加固、坝体排水改建，坝顶加固、大坝上、下游护坡加固、坝面排水改建等工程。（1）培厚加固下游坝坡，在高程1054.15m处设有2.0m宽戗台，本次设计下游坝坡从上向下坡比依次为1：3.5、1：3.0。（2）原排水体已掩埋失效，改建坝体排水设施。新设排水体为贴坡式排水，顶高程1079.15m，顶宽1.9m，坡比为1：3.0，底高程1077.15，底宽2m。反滤层由里向外依次为200g/m2无纺土工织物一层及30cm厚砂砾层，外面为30cm厚干砌块石保护层。排水体下游设M7.5浆砌石导渗排水沟，渠底高程1076.55m，底宽1.0m，并通过120m长排渗渠将水排到下游河道，其中前40m为M7.5浆砌石渠道，排渗渠底宽1.0m，深1.0m，坡比1：1。（3）本次设计维持原坝顶顶高程1091.15m，宽5.0m不变，局部高程不足回填土方至设计坝顶高程。防汛道路坝顶段铺设3.5m宽C20砼路面，路基为10cm厚砂砾石垫层。坝顶路为了坝顶排水和交通安全，路面向下游设1%坡度，两侧52 埋设20cm×60cm路缘石各一排。（4）清理上游坝坡浮土和杂草，回填压实局部塌坑，按设计断面回填压实土方，整理边坡。为保护上游土质坝坡，采用干砌石护坡，下设15cm厚砂砾石保护垫层，后设200g/m2无纺土工织物一层作为反滤，防止土体颗粒被冲淘。干砌石护坡从死水位高程开始砌至坝顶，护坡底部为宽1.0m、深1.2m干砌石齿墙。干砌石层厚度为30cm，石块的平均粒径宜在20cm左右。大坝下游坡清除表层浮土和杂草树丛等，按设计断面回填压实土方，整理下游坡面，种植草皮护坡。（5）拆除破损坡面排水渠，在两坝肩及坝中新建三道横向排水渠，沿戗台内侧新建两道纵向排水渠，排水渠为C15砼预制板砌筑，底宽0.3m，深0.3m，上口宽0.83m，预制板厚60mm，采用M10水泥砂浆安砌。1.5.2溢洪道加固设计本次对溢洪道进口段、控制段、泄槽陡、陡坡段、消能段及尾水渠六部分进行如下加固处理。1）进口段进口段为明渠（桩号0+000.00m～0+053.80m），为平流段，渠底宽24~12m，渠底高程1087.70m。本次加固，拆除原底板，采用30cm厚砼现浇，经水利计算，边墙高程为1090.42m，原边墙高度不够，需加高至1090.42m。并对内墙损坏部位进行修补。2）控制段控制段为宽顶堰（桩号0+053.80m～0+068.00m），堰顶高程为1087.70m，堰长14.2m，堰宽12.0m，拆除原浆砌石底板，高程不足处，采用砂砾料回填，底板采用C25钢筋砼衬砌30cm，底板与浆砌石边墙间夹沥青刨花板，同时对边墙根据水利计算结果进行加高，并维修破损部位。52 3）泄槽段及陡坡段泄槽段（桩号0+068.00m～0+200.00m），纵坡1/75，底宽12~14m，陡坡段（桩号0+200.000m～0+246.00m），纵坡1/4，底宽14m,。经过水力复核计算，泄槽段原边墙高程满足要求，拆除原浆砌石底板，新浇C25钢筋砼底板，新修溢洪道边墙，断面采用顶宽0.6m，背坡1:0.2，并对原边墙损坏部位进行修补。新建底板，采用C25钢筋混凝土衬砌，泄槽段底板厚0.30m，陡坡段底板厚0.5m，每15.0m设一道伸缩缝，砼与砼之间采用651型橡胶止水带，砼与浆砌石、浆砌石与浆砌石之间夹沥青刨花板，底板下设两道纵向排水沟，横向排水沟与底板横缝隙相应，于桩号0+246.00处排至河道。4）消力池消力池（桩号0+246.00~0+255.00），池长8.5m，池深0.8m，底板厚0.5m，边墙采用M7.5浆砌石砌筑，断面形式同陡坡段。5）尾水渠尾水渠（桩号0+255.00m～0+265.0m），纵坡为1/500，矩形断面14×1.22m，底板为M7.5浆砌石，厚50cm，边墙断面形式同泄槽段。1.5.3跨溢洪道防汛桥设计跨溢洪道防汛桥位于溢洪道桩号0+154.08处，桥长20m,桥面宽度4.5+2*0.5m，设计荷载：公路二级，桥面中心线与溢洪道中线呈60°斜交，防汛桥铺装层采用C40砼，厚度130mm；桥面板采用C40预应力砼空心板；板高0.95m，基础采用直径1.0m的C25砼灌注桩；桩长为11.0m和8.0m，1.5.4放水设施改建设计1.5.4.1放水塔设计放水塔采用圆形断面，塔底部设置孔口尺寸均为0.8m×0.8m52 的事故检修闸门和工作闸门，两门井距为1.5m。在塔内设置检修平台和工作平台，高程分别为1088.00m和1091.20m。在工作平台上安装两台30kN螺杆启闭机，行程为0.8m。放水塔筒在检修平台以上内径2.5m，塔壁厚25cm，塔筒高2.3m，在检修平台以下内径2.4m，塔壁厚30cm，塔筒高4.4m，放水塔筒外径3.0m，塔筒采用C20钢筋砼。放水塔闸室为方形结构，断面尺寸为3.0m×3.0m，闸室顶高程1083.60m，底高程1082.00m，闸室下设4.0×4.0×1.5m的承台，材料均为C20钢筋砼。承台以下设有4根直径为0.8m、长为6m的C20砼灌注桩，桩顶高程1080.50m，桩底高程1074.50m。放水塔采用竖向喇叭形进口，曲线半径为0.5m的半圆形。工作闸门前为矩形断面，闸门后为矩形到马蹄形的渐变段，渐变段长3.0m。根据金属结构闸门要留置一定门槽高度的要求，在放水塔闸门以上设置一厚度同闸门高度相当的C20钢筋砼顶板，板顶高程为1083.60m。为方便检修，工作平台至塔底部设有爬梯。1.5.4.2输水洞加固设计本次设计只对输水洞进行局部加固维修，对裂缝、石块移位、漏水严重洞段进行全断面拆除重筑，对裂缝、石块移位、不严重洞段只进行局部填缝或拆除修补，然后整个输水洞进行M10水泥砂浆抹面处理。1.5.4.3放水塔工作桥设计本次放水设施改造设计，拆除卧管新建放水塔，放水塔中线距大坝29.0m，需新建工作桥。新建工作桥中线与大坝轴线垂直，共2跨，工作桥全长24.0m，桥面宽2.45m，跨度均为12.0m，采用C25砼双“T”型简支梁方案，梁高0.7m，桥面高程1091.20m。桥中间设C25砼排架一个，排架高度为5.0m，顶高程1090.42m，排架基础采用现浇C25砼放大基础，基础底高程1084.42m，下设10cm厚C15砼垫层。52 1.5.5管理设施改造本次计划改建管理和仓库用房104.46m2，管理和仓库用房共计5间，采用砖砼平房结构，同时建设围墙、大门等附属设施。1.5.6大坝安全监测工程本次除险加固设计根据大坝实际地形增设4排变形观测桩，设置三角量水堰观测渗流，同时在塔壁增设水尺。1.6金属结构及供电设计1.6.1金属结构柳稍湾水库除险加固工程金属结构部分主要项目:放水塔工作闸门、检修闸门及其相应启闭设备。闸门均选用整体式平面铸铁钢闸门，型号为PGZ0.8×0.8-15，配套启闭机为QL-30-SD型螺杆启闭机。1.6.2供电设计电气设计包括：稍湾水库放水塔启闭设备采用手电两用螺杆启闭机，手动作为启动备用，不需设柴油发电机组备用电源。电源由附近村庄引接输电线路800m，电压等级为380v，不设专用变压器。配套动力配电箱（型号XL-21）1台，照明配电箱（型号PxT-3-3×4）1面。1.7施工组织设计1.7.1施工条件柳稍湾水库位于富县北洛河一级支流的牛武川，距下游牛武镇7.5km，距富县城18km，水库右岸为309国道，对外交通方便，能满足本工程所需材料及大量货物运输的要求。工程所需水泥、钢筋、木材等物资材料拟从富52 县城购进；所需石料须从距坝址7.5km的牛武镇碾沟石料厂外运；混凝土粗骨料采用铜川市石料场的灰岩经人工粉碎后使用，质量指标均满足要求，运距较大；细骨料采用西安灞桥砂料，质量指标均满足要求，运距较大坝体填筑可就近左坝肩斜坡土料。该工程砼量不大，用水量相对较小，施工用水可从水库取水，生活用水可从附近村通过水管接引至工地。施工用电接入当地电力线路即可满足施工需要。通讯线路在施工期间可向当地邮电部门申请接入工地。1.7.2施工导流上游护坡和放水塔施工时可在枯水期修筑挡水围堰，其余工程项目不存在施工导流问题。1.7.3主体工程施工此项工程包括坝上游干砌石护坡、改建下游排水棱体、改建排水沟、下游坝坡平整并种植草皮、坝下游排水沟维修理。工程施工以机械为主，人工为辅。1.7.4施工总布置及总进度本工程项目可多处同时施工，施工辅助企业、仓库及生活区可分散布置在大坝左坝肩和坝后管理站内。施工临时建筑总面积980m2，施工总占地面积3940m2。施工进度计划拟定总施工期12个月，其中施工准备期3个月，主体工程施工期8个月，竣工验收1个月。1.8水库淹没及工程永久占地本次除险加固设计，维持原正常蓄水位1087.7m。淹没范围均在原征地范围内，故本次除险加固设计不再考虑水库的淹没问题。水库除险加固都在原有工程占地范围内进行，没有新的永久占地。52 1.9环境保护设计环境保护设计重点突出施工期的污染防治，针对本工程对环境可能产生的不利影响，采取防治措施主要有：（1）工程建设期生态保护措施；（2）施工废水、大气、噪声污染等防治措施；（3）施工期固体废弃物处理措施；（4）施工期人群健康保护措施；（5）水库库岸保护措施等。1.10水土保持设计工程水土流失防治责任范围总面积为2.76hm2，划分为“枢纽防治区、弃渣场区、取土场区、临时生产生活区、道路防治区”共5个区。根据各分区特点，按照工程措施和植物措施相结合的原则进行综合治理，有效防治水土流失。1.11工程管理根据水利部1981年颁布的《水库工程管理单位编制定员试行标准》(SLJ705-81)中的有关规定,结合目前柳稍湾水库的实际情况，水库除险加固后必须建立管理站、配备通讯设备、健全管理机制，遵循现行的规范、规程，补充完善水库管理制度，使水库的管理工作走向科学化、规范化和制度化，以确保水库长期、安全运行。但为了提高水库管理工作的效率，减少水库的管理成本，水库运行设管理人员4人，其中站长1人，工程管理3人。1.12设计概算工程静态总投资682.66万元，总投资682.66万元。工程主要工程量：土方开挖17601m3，土方回填23790m3，砌筑干砌石3307m3，砌筑浆砌石964m3，浇筑砼1294m3。。主要材料用量：水泥671t，木材17m3，钢材74t，砂子1340m3，碎石1964m3，块石5964m3，柴油42t，共需工日2.37万个。1.13工程特性表52 柳稍湾水库除险加固工程特性表序号及名称单位数量备注一、洪水1、控制流域面积km21852、设计洪水流量(P=3.3%)m3/s1373、校核洪水流量(P=0.33%)m3/s273二、水库1、设计洪水位m1088.62、校核洪水位m1089.823、正常蓄水位m1087.74、死水位m1082.05、总库容万m32556、滞洪库容万m3757、兴利库容万m31408、死库容万m340三、大坝1、坝型均质土坝2、坝高m173、坝顶长度m3524、坝顶高程m1091.15四、溢洪道1、型式开敞式宽顶堰2、堰长m14.23、堰宽m12.04、堰顶高程m1087.75、溢洪道长度m26552 柳稍湾水库除险加固工程特性表序号及名称单位数量备注6、最大下泄流量m3/s62五、跨溢洪道防汛桥1、长度m202、宽度m5.53、型式预应力空心板六、放水塔1、型式圆形2、尺寸m3.0外径3、闸门尺寸0.8m×0.8m4、闸底高程m1082.0七、放水塔工作桥1、型式双“T”梁简支梁2、梁高m0.73、桥长m24.04、桥宽m2.455、桥面高程m1091.2八、放水洞1、长度m602、型式m0.8×1.2城门洞型3、最大泄流量m3/s0.652 柳稍湾水库除险加固工程特性表序号及名称单位数量备注九、主要工程量1、土方开挖m3176012、土方回填m3237903、砌筑干砌石m333074、砌筑浆砌石m39645、浇注砼m312946、金属结构安装t1.32十、主要材料量1、水泥t6712、钢材t743、木材m3174、砂子m313405、碎石m319646、块石m359647、柴油t42十一、劳动工日万工日2.37十二、施工期限月12十三、总投资万元682.6652 2水文2.1流域概况柳稍湾水库位于北洛河一级支流的牛武川上游，兰宜公路、308国道紧临水库右岸。牛武川流域，川道广阔，森林茂密，植被良好，流域内有两大支沟，形成扇状。坝址在柳稍湾村，距下游牛武镇7.5km，距富县县城18公里处。坝址以上河道35km，河道比降9.8‰，控制流域面积185km2。水库所在地属大陆性暖温带半干旱气候，光照充足、四季分明，库区上游及区间植被优良，森林覆盖率高。年平均气温8.1℃，极端最高气温35.7℃，极端最低气温-20.8℃，平均日照时数2159小时，相对湿度66%，平均风速1.7m/s，多年平均降雨量580mm，其中最大降雨量613mm，最小降雨量347mm，年降雨多集中在7、8、9三个月，占年降水量的70％以上。水库控制流域地貌为黄土高塬丘陵沟壑区，梁峁相间、地形破碎，区内以次生林为主，森林覆盖面积占65%以上，水土流失轻微。多年径流总量444万m3，径流深24mm，年侵蚀模数约为500T/km2。该水库工程于1959年10月动工兴建，于1970年10月竣工，总库容260万m3，其中兴利库容140万m3，滞洪库容80万m3、死库容40万m3。水库现淤积量约为17万m3。是一座具有供水、防洪、灌溉，兼有养殖生产等综合利用的小①型。水库原设计标准按20年一遇洪水标准设计，200年一遇洪水标准校核，总库容260万m3，其中兴利库容140万m3，滞洪库容80万m3、死库容40万m3。枢纽工程属Ⅳ等工程，主要建筑物为4级。水库蓄水运行至今已38年，由于坝体质量原因渗漏严重，一直处于低水位运行。最高蓄水高程1083.0m。水库蓄水得不到有效的利用，造成水资源严重浪费。水库安全监测工作从未开展，大坝建成至今未安装入库、出库流量观测设施。52 该水库承担着下游1500亩农田灌溉和沿河2个乡镇和县城的防洪任务，一旦失事，将冲毁309国道，直接危胁下游牛武镇、茶坊镇及富县县城安全，淹没耕地1.2万亩。2.2基本资料柳稍湾水库控制流域内无气象站、雨量站和水文站。根据“延安地区实用水文手册”（以下简称“手册”），柳稍湾水库控制流域位于黄土林区（水文分区），与该水库处于同一水文分区的水文站有葫芦河的张村驿、沮河黄陵和云岩河临镇水文站，三个水文站的位置见图1，基本情况见表1。水文站基本情况表1站名河名控制面积（km2）地理位置经度纬度设站年月张村驿葫芦河4715富县张村驿镇旗杆沟109°08′35°54′1952.7临镇云岩河1121延安市临镇乡临镇109°57′36°21′1958.10黄陵沮河2266黄陵县城关镇109°16′35°35′1966.652 图1牛武川流域水文站与雨量站分布图柳稍湾水库52 2.3降水由“延安地区实用水文手册”提供的多年平均降雨量等值线图和年降水量变差系数Cv等值线图，查得柳稍湾水库控制流域多年平均降雨量＝580mm，Cv＝0.25，以Cs=2Cv计算的频率为20％、50％、75％、95％的年降水量分别为697.2mm、568.0mm、464.5mm、363.8mm。以张村驿站作为代表站，计算的各频率降水量的年内分配如表2。柳稍湾水库控制流域不同频率年降水量年内分配表表2频率项目1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月合计20%月分配（％）00.73.75.13.27.141.811.219.65.71.90100降水量（mm）0.04.925.835.622.349.5291.478.1136.739.713.20.0697.250%月分配（％）1.11.03.98.34.910.615.922.514.816.80.20.0100降水量（mm）6.25.722.247.127.860.290.3127.884.195.41.10.056875%月分配（％）0.12.62.68.416.38.518.119.418.05.40.10.5100降水量（mm）0.512.112.139.075.739.584.190.183.625.10.52.3464.595%月分配（％）5.02.61.219.810.511.233.03.63.82.37.00.0100降水量（mm）18.29.54.472.038.240.7120.113.113.88.425.50.0363.82.4蒸发由“延安地区实用水文手册”提供的多年平均陆面蒸发量等值线图，查得柳稍湾水库控制流域多年平均陆面蒸发量＝550mm。该流域的水面蒸发量采用张村驿站的观测值，根据“延安地区实用水文手册”，其多年平均水面蒸发量＝978.3mm（E601型），其年内分配如表4。蒸发器折算系数采用黄委会巴彦高勒蒸发实验站的值（表3）。柳稍湾水库控制流域多年平均情况下水面蒸发量与陆面蒸发量的差值（蒸发增量）＝－＝194.1mm，其年内分配采用张村驿站多年平均水面蒸发量年内分配，结果如表3。52 柳稍湾水库控制流域多年平均水面蒸发量及年内分配表表3项目1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月合计月分配（％）33.87.21214.515.413.311.46.963.82.7100E601蒸发量（mm）29.337.270.4117.4141.9150.7130.1111.567.558.737.226.4978.3折算系数0.730.730.740.80.760.770.810.860.910.920.80.73　水面蒸发量（mm）21.427.152.193.9107.8116.0105.495.961.454.029.719.3784.2蒸发增量（mm）5.87.414.023.328.129.925.822.113.411.67.45.2194.12.5径流由于柳稍湾水库所在流域内无水文测站，本次采用以下几种方法对径流进行分析。2.5.1径流深等值线图法由“延安地区实用水文手册”提供的多年平均径流深等值线图（清水）和年径流深变差系数Cv等值线图，查得柳稍湾水库控制流域多年平均径流深＝24mm，Cv＝0.45，以Cs=3Cv计算不同频率的径流深及径流量见表4。柳稍湾水库不同频率入库径流量计算表表4项目均值不同频率年径流量20%50%75%95%径流深（mm）2431.721.616.111.2径流量(104m3)4445864002972072.5.2水文比拟法（1）以张村驿站为参证站张村驿水文站在葫芦河流域，该站有1957～2008年实测的径流资料。以P－Ⅲ52 型曲线作为理论频率曲线，对张村驿站水文站1957～2008共52年实测径流资料按照水利年（9月至次年8月）进行适线（图2），得张村驿站水文站多年平均流量为＝1.05×108m3，CV＝0.43，CS＝2CV=0.86，不同频率年径流量如表6。由于张村驿水文站的控制流域面积是柳稍湾水库控制流域面积的25.5倍，根据《水利水电工程水文计算规范》（SL278-2002 ），当工程地址与设计依据站的集水面积相差超过15%，应考虑区间与设计依据站以上流域降水、下垫面条件的差异，推算工程地址的径流量。从《延安地区实用水文手册》提供的多年平均降水量等值线图上发现水文站和水库控制流域的降水量基本相同，故采用水文比拟法将参证站成果折算至柳稍湾水库时，可只考虑流域面积修正，但本次同时考虑了面积和降水修正，如下式：（1）式中：、——柳稍湾水库和参证站的径流量；、——柳稍湾水库和参证站控流域面积；、——柳稍湾水库和参证站控流域的多年平均降水量，查水文手册得＝580mm，＝570mm。以张村驿站为参证站计算的柳稍湾水库不同频率的入库径流量如表5。参证站和柳稍湾水库径流量表表5单位：104m3站名均值CvCs/Cv20%50%75%95%张村驿站105000.43214000986072104330柳稍湾水库419　　559394288173（2）以临镇站为参证站云岩河上临镇水文站有1959～2007年实测的径流资料。以P－Ⅲ型曲线作为理论频率曲线，对临镇水文站1959～2007共49年实测径流资料按照水利年（9月至次年8月）进行适线（图3），得临镇水文站多年平均流量为＝2000×104m3，CV＝0.40，CS＝2.5CV=1.0，不同频率年径流量如表6。52 由于临镇水文站的控制流域面积是柳稍湾水库控制流域面积的6倍，根据《水利水电工程水文计算规范》（SL278-2002 ），当工程地址与设计依据站的集水面积相差超过15%，应考虑区间与设计依据站以上流域降水、下垫面条件的差异，推算工程地址的径流量。故采用水文比拟法要同时考虑面积和降水修正，如（1）式。以临镇站为参证站计算的柳稍湾水库不同频率的入库径流量如表6（＝565mm）。参证站和柳稍湾水库径流量表表6单位：104m3站名均值CvCs/Cv20%50%75%95%临镇站20200.42.5263018901430956柳稍湾水库342　　446320242162（3）以黄陵站为参证站沮河上黄陵水文站有1967～2006年实测的径流资料。以P－Ⅲ型曲线作为理论频率曲线，对黄陵水文站1967～2006共40年实测径流资料按照水利年（8月至次年7月）进行适线（图4），得黄陵水文站多年平均流量为＝1.1×108m3，CV＝0.58，CS＝3CV=1.74，不同频率年径流量如表6。由于黄陵水文站的控制流域面积是柳稍湾水库控制流域面积的12.3倍，根据《水利水电工程水文计算规范》（SL278-2002 ），当工程地址与设计依据站的集水面积相差超过15%，应考虑区间与设计依据站以上流域降水、下垫面条件的差异，推算工程地址的径流量。故采用水文比拟法要同时考虑面积和降水修正，将参证站成果折算至柳稍湾水库时，只考虑流域面积修正，如（1）式（＝600mm）。以黄陵站为参证站计算的柳稍湾水库不同频率的入库径流量如表7。参证站和柳稍湾水库径流量表表7单位：104m3站名均值CvCs/Cv20%50%75%95%52 黄陵站110000.58　3.0　15200925063804380柳稍湾水库868119773050434652 图2张村驿水文站年径流量频率曲线系列：1957~2008=10500×104m3CV=0.43CS=2CV=0.8652 图3临镇水文站年径流量频率曲线系列：1959~2007=2000×104m3CV=0.40CS=2.5CV=1.0年径流量W（104m3）52 图4黄陵水文站年径流量频率曲线系列：1967~2006=11000×104m3CV=0.58CS=3CV=1.7452 2.5.3成果选用由上述各方法计算的柳稍湾水库年径流特征值及不同频率入库径流量如表8。不同方法计算的柳稍湾水库径流量表表8单位：104m3项目均值不同频率年径流量WP（104m3）备注20%50%75%95%等值线图法448597421308185水文比拟法以张村驿站为参证站419559394288173以临镇站为参证站342446320242162采用值以黄陵站为参证站8681197730504346由表8可以看出，各成果之间差别较大，以黄陵站为参证站计算的成果最大，等值线图法的成果次之，以临镇站为参证站计算的成果最小。“手册”中的多年平均径流深等值线是根据延安是各测站1980年以前的实测（还原）资料绘制的，系列较短，且根据近年来相关研究成果，1980年以前系列相对较丰，由此计算的柳稍湾水库的年径流量比长系列的偏大，因此该成果不宜采用。黄陵站控制面积（2266km2）是柳稍湾水库控制面积（185km2）的12.3倍，控制流域的上游处于黄土林区，下游处于黄土塬区，而柳稍湾水库控制流域全部位于黄土林区，下垫面情况差异较大。严格意义上，黄陵水文站不满足作为柳稍湾水库年径流分析参证站的要求，因此以黄陵站为参证站的成果不宜采用。张村驿站控制面积（4715km2）是柳稍湾水库控制面积（114km2）的25.5倍，控制流域的上游位于甘肃省庆阳地区，大部分处于黄土塬区，入陕西省后进入黄土林区，而柳稍湾水库控制流域全部位于黄土林区，下垫面情况差异较大。同理，以张村驿站为参证站的成果也不宜采用。临镇站集水区域和柳稍湾52 水库控制流域均全部处于黄土林区，下垫面情况一致；虽然临镇站的控制流域面积是柳稍湾水库控制面积的6.1倍，且两流域的降水量有所相差，但在计算柳稍湾水库径流量时考虑了降水和流域面积的修正，成果比较合理。根据以上分析，本次柳稍湾水库的年径流采用以临镇站为参证站的成果。2.5.4径流年内分配由于该水库的主要任务是灌溉，故在对设计年径流的年内分配计算中主要以灌溉季节来水量偏小为依据选取典型年，通过对临镇水文站实测资料进行分析，分别选择1968－1969年、1993－1994年、1986－1987年和1999－2000年作为20％、50％、75％和95％的典型年，采用同倍比缩放法求得柳稍湾水库不同频率入库年径流量的年内分配如表9。柳稍湾水库不同频率入库径流量年内分配表表9单位：104m3项目频率9月10月11月12月1月2月3月4月5月6月7月8月合计备注临镇水文站20%28835120515085.713127329031938.928422826421968-196950%13715812467.042.967.788.435080.414019645519071993-199475%9611810993.775.01111631249111415020614521986-198795%7848.254.442.948.253.267.051.840.280.433593.79931999-2000柳稍湾水库20%48.659.334.625.314.522.146.149.053.96.647.938.544650%23.026.520.811.27.211.414.858.713.523.532.976.432075%16.019.718.215.612.518.527.220.715.219.025.034.324295%12.77.98.97.07.98.710.98.56.613.154.715.31622.6洪水2.6.1设计洪峰流量推求(1)洪峰流量汇水面积相关法（2）式中：——重现期为N的设计洪峰流量（m3/s）；52 、n——重现期为N的经验参数；F——设计流域面积（km2）。“延安地区实用水文手册”将延安市划分成丘陵沟壑Ⅰ区、丘陵沟壑Ⅱ区、破碎原区、原区、黄土林区和石质林区工六个分区，各分区的经验参数不同。柳稍湾水库集水区域位于黄土林区，“延安地区实用水文手册”提供的黄土林区的n=0.74，不同重现期的经验参数和柳稍湾水库洪峰流量计算结果如表10。柳稍湾水库不同重现期洪峰流量表表10重现期N（年）300305.742.88（m3/s）273.3137.1(2)综合参数法（3）式中：——重现期为N的设计洪峰流量（m3/s）；——流域形状系数，；N——重现期（年）L——主沟长度（km）；——重现期为N的3小时面雨量（mm）；——分区综合经验参数和指数。“延安地区实用水文手册”提供的黄土林区综合经验参数和指数分别为、、，查“延安地区实用水文手册”提供的“年最大3小时点雨量均值等值线图”得流域中心均值为37mm，查“延安地区实用水文手册”提供的“年最大3小时点雨量变差系数CV等值线图”得流域中心CV＝0.55，采用Cs＝3.5Cv，求得不同重现期的设计点暴雨量如表11。52 “延安地区实用水文手册”提供的点面折算系数公式为（4）式中：——历时为t的暴雨点面折算系数；——线性拟合参数，当t=3h时，＝0.014，＝0.247；F——设计流域面积（km2）。经计算，柳稍湾水库控制区域内3h暴雨的点面折算系数＝0.7293，求得不同重现期的设计面暴雨量和柳稍湾水库洪峰流量计算结果如表11。柳稍湾水库不同重现期洪峰流量表表11重现期N（年）30030设计3h点雨量（mm）131.485.6设计3h面雨量（mm）95.862.4设计洪峰流量（m3/s）241.2121.9（3）水文比拟法a.以张村驿水文站为参政站依据张村驿水文站1957～2008年洪水要素，按照年最大值选样法得到年最大洪峰流量系列。根据“洪水调查资料（第一册，黄河流域）”，黄委会设计院在1957年4月对张村驿进行了历史洪水调查，共调查到较大洪水发生两次：1933年（洪峰流量为503m3/s）和1932年（洪峰流量为329m3/s）。实测系列中发生特大洪水一次：1996年（洪峰流量为1210m3/s）。经综合分析比较，本次将1996年和1933年洪水作为特大值处理，初步确定其重现期分别为500年和100年；1932年洪水作为一般洪水处理。以P—Ⅲ曲线作为理论频率曲线，适线结果为=105m3/s，CV=1.0，CS=3CV=3.0（图5），不同重现期洪峰流量如表12。按照水文比拟公式折算至柳稍湾水库坝址处的成果如表12。52 张村驿水文站和柳稍湾水库不同重现期的洪峰流量表表12站名控制流域面积（km2）均值（m3/s）CvCs/Cv不同重现期的洪峰流量（m3/s）30030张村驿47151051.03.0684368柳稍湾水库185127942b.以临镇水文站为参政站依据临镇水文站1959～2007年洪水要素，按照年最大值选样法得到年最大洪峰流量系列。根据“延安地区实用水文手册”，对临镇水文站的历史洪水调查到的最远年份为1932年（Qm=364m3/s），根据实测资料，除1975年作为特大值外，其他洪峰流量均为一般洪水，1975年洪峰流量的重现期T＝2007－1932＋1＝76年。以P—Ⅲ曲线作为理论频率曲线，适线结果为=105m3/s，CV=0.90，CS=2CV=1.80（图6），不同重现期洪峰流量如表13。按照水文比拟公式折算至柳稍湾水库坝址处的成果如表13。临镇水文站和柳稍湾水库不同重现期的洪峰流量表表13站名控制流域面积（km2）均值（m3/s）CvCs/Cv不同重现期的洪峰流量（m3/s）30030临镇站11211050.902532329柳稍湾水库18532　　16099c.以黄陵水文站为参政站依据黄陵水文站1966～2007年洪水要素，按照年最大值选样法得到年最大洪峰流量系列。根据“延安地区实用水文手册”，黄陵水文站的历史洪水调查到的最远年份为1940年（Qm=185m3/s），经与实测资料比较，本次将其作为一般洪水对待，而1976年的实测洪峰流量607m352 /s，虽然比其它值大很多，但是该洪水是由于上游水库溃坝所致（延安地区实用水文手册历史洪水调查成果），因此本次所依据的洪峰流量系列可作为一般洪水处理。以P—Ⅲ曲线作为理论频率曲线，适线结果为=90m3/s，CV=1.20，CS=3CV=3.60（图7），不同重现期洪峰流量如表14。按照水文比拟公式折算至柳稍湾水库坝址处的成果如表14。黄陵水文站和柳稍湾水库不同重现期的洪峰流量表表14站名控制流域面积（km2）均值（m3/s）CvCs/Cv不同重现期的洪峰流量（m3/s）30030黄陵站2266901.23731362柳稍湾水库18517　1386852 图5张村驿水文站年径流量频率曲线系列：1957~2008=105m3/sCV=1.0CS=3CV=3.052 图6临镇水文站年最大洪峰流量频率曲线系列：1959~2007——特大洪水（1975年）——一般洪水=105m3/sCV=0.90CS=2CV=1.8052 图7黄陵水文站年最大洪峰流量频率曲线系列：1966~2007=90m3/sCV=1.2CS=3CV=3.652 （4）成果合理性分析将各种方法计算的不同重现期洪峰流量汇总于表15。不同重现期洪峰流量汇总表表15单位：m3/s重现期（年）项目30030备注汇水面积相关法273.3137.1采用值综合参数法241.2121.9水文比拟法（张村驿站为参证站）7942水文比拟法（临镇站为参证站）16099水文比拟法（黄陵为参证站）13868由表15可以看出，水文比拟法的结果偏小，汇水面积相关法、综合参数法成果比较接近。张村驿、黄陵水文站的控制流域包括了黄土林区和黄土塬区，而柳稍湾水库控制流域全部位于黄土林区，下垫面情况差异较大，故从严格意义上，张村驿和黄陵水文站不满足作为柳稍湾水库洪水分析参证站的要求，因此以张村驿和黄陵水文站为参证站的成果不宜采用。临镇水文站集水面积是柳稍湾水库的控制流域面积的6.1倍，已超出了水文比拟法所要求的区间面积不大于20%的要求，按照水利水电工程设计洪水计算规范（SL44－2006），以临镇水文站为参证站的成果也不宜采用。汇水面积相关法、综合参数法成果很接近，且方法本身适合无资料的小流域，因此，从防洪安全角度出发，本次柳稍湾水库的设计洪峰流量采用汇水面积相关法法成果。2.6.2设计洪量（1）经验公式法52 根据“延安地区实用水文手册”提供的黄土林区洪水总量计算公式计算不同重现期的洪水总量和洪水总历时。洪水总量计算式（5）式中：W——洪水总量，104m3；洪水历时计算式（6）式中：T——洪水总历时，h；不同重现期的洪峰流量和洪水总历时如表16。不同重现期洪水要素表表16重现期（年）项目30030洪峰流量（m3/s）273137洪水总量（104m3）22493.2径流深（mm）12.15.0洪水总历时（h）50.842.1(2)峰量比关系法因临镇站流域下垫面情况与柳稍湾水库一致，故本次设计洪量分析时就以临镇站作为参证站。“延安地区实用水文手册”提供的临镇水文站不同重现期的洪峰流量和洪量，计算的峰量比如表17。将该结果直接应用到柳稍湾水库，据此求得的不同重现期柳稍湾水库坝址的洪量如表18。临镇水文站不同重现期峰量比表17重现期（年）300301.701.351.060.8352 峰量比关系法推求的柳稍湾水库不同重现期洪量表18重现期（年）30030（104m3）161101（104m3）209134（104m3）257166（3）成果选用经验公式法和峰量比关系法计算出的不同历时洪量成果中，峰量关系法（2日洪量）和经验公式法300年一遇成果接近，而峰量关系法30年一遇成果比经验公式法大。“陕西省中小流域设计暴雨洪水图集”中提供了同属黄土林区的黄陵水文站和实验站的实测较大洪水成果（表19），实测较大洪水的径流深最大仅13.8mm，相应的径流系数仅为0.066。黄土林区实测较大洪水成果表表19站名发生时间（年月日）洪峰流量（m3/s）洪水总量（104m3）产流面积（km2）面雨量（mm）径流深（mm）径流系数备注黄陵1975.7.2893.59362266128.64.10.032水文站1975.7.283251296137684.89.40.1111976.8.2960723492266144.710.40.0721976.8.292873024226656.613.30.2351975.9.30813133.8226621013.80.0661970.8.5135337109974.73.10.041背崖枝沟1960.8.263.7186.514625512.80.050实验站寺沟1960.8.21.393.8824.41928.80.046根据“延安地区实用水文手册”52 提供的设计暴雨历时取值范围，当流域面积大于100km2小于300km2时，设计暴雨历时取12小时。查“延安地区实用水文手册”提供的“年最大1、3、6、12小时点雨量均值等值线图”和“年最大1、3、6、12小时点雨量变差系数CV等值线图”，得到1、3、6、12小时得流域中心的暴雨量和变差系数如表3，采用Cs＝3.5Cv，求得不同重现期的设计点暴雨量如表21。相应的点面折算系数为＝0.674、＝0.767、＝0.843和＝0.871，计算的不同重现期的设计面暴雨量如表20。设计点面暴雨量成果表表20历时项目1h3h6h12h中心点均值（mm）28324654变差系数Cv0.520.540.540.52不同重现期设计点暴雨量（mm）30094.1111.4160.1181.43063.874.8107.5123.1不同重现期的设计面暴雨量（mm）30063.485.4134.9158.13043.057.490.6107.3而本次300年一遇洪水的径流深为12.1mm，若按6h雨量考虑，径流系数为0.076，若按12h雨量考虑，径流系数为0.067，与实测较大洪水的径流系数接近。据此，本次洪量采用经验公式法成果。2.6.3设计洪水过程线根据“延安地区实用水文手册”，黄土林区洪水过程采用五点概化过程线计算的不同重现期洪水过程如表21。“延安地区实用水文手册”中提供洪水过程各特征点值的计算式如下：（7）（8）（9）52 （10）（11）“延安地区实用水文手册”提供的上列各式中的参数为＝0.03，＝0.06，＝0.11，＝0.03。不同重现期洪水过程表21300一遇洪水时间（h）01.21.5350.7　流量（m3/s）08.2273.316.40　时段洪量（104m3）　1.815.278.2140.8236.030一遇洪水时间（h）011.32.542.1　流量（m3/s）04.1137.18.20　时段洪量（104m3）　0.77.631.458.498.2由表21计算的洪水总量分别为W0.33%=236.0×104m3，W3.3%=98.2×104m3，均比由经验公式计算的洪量大，但是误差都小于10％，满足手册的要求，因此不在进行修正。2.7泥沙依据“延安市富县柳稍湾水库大坝安全论证总报告”，水库自1970年10月建成到2008年的38年间，累计淤积量为17万m3，占总库容6.5%。由此计算出柳稍湾水库多年平均年输沙量为0.45万m3。以临镇水文站为参证站，采用其多年平均输沙量的年内分配推求的柳稍湾水库多年平均年输沙量的年内分配如表22。柳稍湾水库不同频率年输沙量年内分配表表22站名1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月合计张村驿站年内分配（%）000.210.190.080.101.5668.7628.960.1400100柳稍湾输沙量（104m3）000.000.000.000.000.010.310.130.00000.4552 3工程地质3.1区域地质概况3.1.1地形地貌及物理地质现象工程区位于陕北黄土高塬南部的黄土梁峁区，地形上为中间低、外围高，向南开口浅缓的河谷盆地，地形相对高差为200～500m，区内沟谷发育，地形破碎。河谷发育有二级基座阶地，分布不对称，阶地堆积物二元结构清楚，上部为黄土、黄土状壤土，下部为砂砾石层。勘察期间，仅在库区两岸局部见到零星土质小滑塌现象，未发现其它大的不良物理地质现象。3.1.2地层岩性测区内广布新生界及中生界地层，由老至新依次有三迭系、侏罗系、白垩系陆相碎屑岩，新生界上第三系碎屑岩及第四系黄土等松散堆积，分述如下：（1）三迭系胡家村组（T3h）：灰～灰绿色，中厚层，厚层状长石砂岩、泥岩、砂质泥岩互层，夹黑色炭质页岩，局部见薄煤层，厚度216m。（2）三迭系永坪组（T3y）：灰～灰绿色砂岩夹泥岩，局部夹黑色炭质页岩及煤线。厚度185～274m。（3）第三系上新统保德组（N21）：上部为棕红色泥岩夹钙质结核层。下部为灰白色、浅棕红色砾岩夹砂岩、泥岩。（4）第四系（Q）风积的黄土、黄土状壤土，厚度80～100m。（5）第四系（Q）河流冲积堆积的砂砾石、壤土等。3.1.3地质构造工程区位于鄂尔多斯台向斜南部子午岭次级向斜以东，区内地质构造简单，岩层产状平缓，为向北西缓倾的单斜构造，仅南部有一些规模不大的褶皱和断层。52 褶皱：区内多为规模不大的小型背斜（宽数十米），向斜宽缓而不明显，主要有北东东和近南北向的两组。黄陵县城附近尚见有走向北西（310°）的小背斜，由于受力不均，背斜两翼不对称，北东翼走向320°，倾角35°，南西翼走向140°，倾角9°。断层：区内断层不发育，且规模比较小。裂隙：区内主要发育两组裂隙。其中以NEE组最发育，面平直，延伸长。NNW组次之，并受前者限制，裂隙中可见钙质充填。3.1.4水文地质条件地下水按含水层岩性可分为：第四系松散堆积孔隙～裂隙水和基岩裂隙水。（1）第四系松散岩类孔隙潜水孔隙～裂隙潜水含水层岩性为冲积砂、砾卵石层；风积、洪积黄土土层，主要赋存于中、下更新统黄土孔隙～裂隙中，以中更新统黄土状壤土含水为主。由大气降水补给，排泄于附近沟谷中，化学类型一般为HCH3-_Ca++型淡水。（2）基岩裂隙水基岩裂隙水含水层为中生界碎屑岩类，可分为潜水和承压水两类。潜水一般分布于基岩裸露的山区和河谷两岸强～弱风化岩体，承压水分布于三叠系泥岩之下砂岩中，均受大气降水补给。基岩裂隙水在排泄基准面以上部分向附近河谷中排泄；深部基岩裂隙水沿岩层层面，通过裂隙和孔隙缓慢向西北运动。3.1.5区域构造稳定性及地震烈度工程区周围40km范围内历史上曾发生过2级以下地震2次，2级以上地震2次，最大地震为1633年洛川5.5级地震，无6级以上地震记录。根据地质调查资料分析，历史地震对工程区影响不超过Ⅵ度。工程区构造活动性微弱，属构造相对稳定地区。据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度为0.05g，相应的地震基本烈度为Ⅵ度。52 3.2库区工程地质条件3.2.1地质概况坝址以上控制流域面积185km2，库区河谷呈“U”型，宽60～320m，左岸坡面较陡，右岸为黄土台地，上部较为平缓。左岸山顶高程大于1092m，右岸山顶高程大于1099m。库区出露地层由老至新分述如下：①第四系全新统冲积堆积（Q4al）：砂壤土，浅褐黄褐色、灰黄色，疏松~稍密，具水平层理，夹砾卵石；厚约0.5~1.2m，分布于坝址下游河漫滩及库尾河床部位。②第四系全新统冲积堆积（Q4al）：砂壤土，浅褐黄褐色、灰黄色，疏松~稍密，具水平层理，夹零星砾石、钙核；厚约2~5m，弱~中等透水，分布于库区两岸一级阶地。③第四系上更新统风积堆积（Q3eol）：黄土，灰黄~灰褐色，质地均一，稍密，含水量低，可塑~硬塑状，底部有一层厚约1.0~1.5m的古土壤层；厚3~8m，分布于库坝区两岸上部。④第四系中更新统风洪积堆积（Q2eol+pl）：黄土状土，灰黄、浅棕黄色，含有零星钙质结核。中密~密实，含水量低，硬塑。分布于库、坝区左右岸斜坡。3.2.2水库渗漏库区地形封闭，两岸河间地块宽厚，库盆由Q2eol+pl黄土状土组成，渗透系数K＜1×10-4cm/s，属弱透水地层。按照吕荣值防渗标准，水库相对不渗漏。3.2.3库岸稳定问题及评价柳稍湾水库自1970年10月建成至今，已运行了近40年，库岸自然坡角30～70º，整体基本稳定。库水位升降范围内，地质测绘未见大的滑坡与崩塌现象。3.2.4水库淤积及浸没52 （1）淤积水库设计总库容为260万m3，死库容40万m3，截止2009年水库总淤积量17万m3，占总库容6.5%；由于泥砂淤积影响致使总库容减少，目前总库容为243万m3。（2）浸没水库原设计防洪标准为50年一遇洪水设计、500年一遇洪水校核。库水位以上两岸坡高大于20m，且地下水位埋深较大，故不存在浸没问题。3.3坝区工程地质条件3.3.1地质概况（1）地形地貌及物理地质现象坝址位于富县牛武镇管头村，坝区河谷呈不对称的“U”型谷，柳稍湾川谷底宽60～320m。河槽宽40～60m；沿河发育有一、二级阶地，分布不对称；滩面高程1077.72~1074.62m；坝顶高程1091.50m；坝区两岸Q2eoL+PL黄土状土斜坡坡面倾角35°~45°，近坝肩两岸坡顶高程大于1100.00m，高出高漫滩大于25m，高出坝顶大于10m。勘察期间，坝址区除溢洪道右侧砌墙出现剥落、损毁外，未发现其它大的不良物理地质现象。（2）地层岩性坝区出露地层由老至新分述如下：①三迭系胡家村组（T3h）：灰～灰绿色，中厚层，厚层状长石砂岩、泥岩、砂质泥岩互层，分布于溢洪道及坝基底部。②第四系中更新统风洪积堆积（Q2eol+pl）：黄土状土，灰黄、浅棕黄色，夹有多层古土壤，含有零星钙质结核。中密~密实，含水量低，硬塑。弱透水，分布于坝址区左右岸。52 ③第四系上更新统风积堆积（Q3al）：黄土，灰黄~灰褐色，质地均一，稍密，含水量低，可塑~硬塑状，底部有一层厚约1.0～1.5m的古土壤层；厚3～8m，分布于坝址两岸台塬塬面。④第四系全新统冲积堆积（Q4al）：砂壤土、砂砾石，浅褐黄褐色、灰黄色，稍湿~湿，松散~中密；砂壤土厚0.5～1.2m，砂砾石厚6~8m；出露高程1077.72～1074.62m，中等～强透水，分布于坝体底部、河床及高漫滩。⑤第四系全新统人工堆积（Q4s）：填筑土，浅褐黄褐色～灰黄色，土质不均；可塑～坚硬，稍湿～湿，分层现象明显，弱透水，分布于坝体。（3）水文地质条件坝址区地下水类型主要为孔隙潜水，含水层主要为Q2eol+pl黄土状土，根据区域资料类比，该层属弱透水。据坝区地下水位观测资料分析统计如表3-1。坝址区地下水埋深统计表表3-1勘探点编号埋深（m）高程(m)备注ZK11.001085.00迎水坡ZK28.401083.10坝顶ZK37.801083.70ZK49.601081.90从表3-1可以看出，坝址区地下水分布高程一般为1081.90～1085.00m，两坝肩地下水位略低于坝体水位，坝前高于坝后，整体排向大坝下游。地下水的主要补给来源为库水及大气降水。由水分析成果报告可知：地下水和地表水的化学类型均为HCO3—Ca2+型水，总硬度109.14～126.07mg/l，PH值8.11～8.24，属淡水。地下水和库水对砼无侵蚀性（详见附件05）。52 3.3.2均质土坝工程地质条件（1）坝基坝基采用粘土结合槽防渗，但由于结合槽清基不够，残留有砂砾石层，导致坝体在上游水位达到1083.2m时，在下游距溢洪道30.2m，高程1078.00m处有渗漏，其渗漏量约为50m3/d，并且随着水位升高，渗漏量在不断增大。坝基地层由Q4al砂砾石层（强透水）及T3h灰～灰绿色长石砂岩、泥岩、砂质泥岩互层构成（中厚层~厚层状，强~弱风化）。由钻孔压水试验可知：弱风化T3h地层透水率q=2.2~5.6Lu，为弱透水（强风化基岩，强~弱透水）。坝基地层T3h地层的物理力学性质指标如表3-2。（2）左坝肩左坝肩斜坡由Q2eol+pl黄土状土夹有数层古土壤组成，灰黄、浅棕黄色，坡高大于20m，坡面倾角40°～45°左右，含有零星钙质结核。中密～密实，含水量低，硬塑。土质较为均匀，弱透水。坝肩山体浑厚、较完整，未发现不良地质现象，稳定性好，坝肩以上坡面植被良好。（3）右坝肩坝肩斜坡由Q2eol+pl黄土状土夹有数层古土壤组成，灰黄、浅棕黄色，坡高大于30m，坡面倾角45°左右，含有零星钙质结核。黄土状土为弱透水。坝肩山体浑厚、较完整，未发现不良地质现象，稳定性好，溢洪道由右坝肩平台通过，坝肩以上坡面植被良好。52 表3-2岩石物理力学性质指标统计一览表岩性名称项目比重干密度饱和密度吸水率饱和吸水率饱水系数显孔隙率干燥单轴抗压强度饱和单轴抗压强度软化系数抗剪断强度抗剪强度摩擦系数凝聚力摩擦系数凝聚力ΔsρdρbωaωKsn0RdRbKrf’c’fc-g/cm3%%-%MPaMPa--MPa-MPa泥岩统计频次99999999931111平均值2.672.342.465.105.280.9612.471.321.60.311.005.000.700.60最大值2.692.382.505.705.770.9913.388.327.80.34　　　　最小值2.642.312.444.414.660.8811.147.513.50.27　　　　建议值2.672.342.465.105.280.9612.471.321.60.311.005.000.700.60砂岩统计频次99999999933333平均值2.632.292.425.455.770.9412.966.236.70.561.105.850.790.95最大值2.642.522.567.307.860.9817.182.072.20.641.156.420.841.30最小值2.612.182.351.711.860.914.742.930.10.441.075.140.710.36建议值2.632.292.425.455.770.9412.966.236.70.561.105.850.790.9552 3.3.3坝体填筑质量坝体填筑土取自河谷两岸Q2eol+pl黄土状土。大坝坝坡起伏不平，坡面杂草丛生，迎水面砌石护坡风浪淘刷严重，背水坡无排水廊道；由于下游土地平整，使地面抬高至排水棱体顶部，导致排水棱体无法排水，构成安全隐患。坝体填筑土的物理力学指标见表3-3，从试验资料来看为粉质粘土。坝体填筑土质量技术指标评价如表3-4。标准贯入试验统计如表3-5。52 表3-3坝体土的物理力学性质试验成果汇总表成因时代位置项目天然含水量天然重度土粒比重天然孔隙比饱和度稠度指标慢剪指标渗透系数压缩系数压缩模量液限塑限塑性指数液性指数粘聚力内摩擦角垂直⊥水平→天然干燥Wγ0γdGse0SrWLWPIPILCφKTa0.1-0.2Es0.1-0.2%KN/m3　　%%%%　kPa°10-5cm/sMPa-1MPaQ4s坝体浸润线以上统计频次1515151515151515151588891515平均值18.517.614.82.710.7986330.518.512.0＜01924.61.952.540.286.5最大值22.919.115.82.721.0988632.319.512.80.382225.64.976.250.338.1最小值13.415.012.72.700.6804428.917.611.2＜01723.51.101.150.225.4建议值18.517.614.82.710.7986330.518.512.0＜01723.54.976.250.286.5坝体浸润线以下统计频次9999999999　　1399平均值23.119.615.92.710.6699330.318.511.90.39　　1.632.720.276.3最大值24.919.916.42.710.73410031.519.212.40.58　　1.634.970.327.4最小值20.919.015.32.700.6228629.217.711.20.15　　1.631.220.225.4建议值23.119.615.92.710.6699330.318.511.90.39　　1.634.970.276.352 坝体填筑土质量技术指标评价表表3-4序号项目SL274-2001规范标准试验成果评价1塑性指数7~1711.2～12.8合格2粘粒含量10~30%26.0～26.2合格3渗透系数碾压后<1×10-4cm/sKv=6.25×10-5cm/sKH=4.97×10-5cm/s合格4紧密密度≥1.66g/cm31.27~1.64g/cm3不合格5压实度96~98%73~95%不合格注：坝体填土击实试验最大干密度ρdmax=1.73g/cm3。由表3-4可以看出，坝体填筑土料质量符合《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）对均质土坝上坝土料的质量要求，但大坝填筑土压实度没有达到《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)（SL274-2001）规范要求的填筑标准，质量差。标准贯入统计汇总表表3-5项目坝体水上水下孔号ZK1ZK2ZK3ZK4ZK1ZK2ZK3ZK4统计个数--343---平均值14.39.7又从表3-5可以看到钻孔坝体填筑土水上标准贯入击数平均值为14.3击，水下为9.7击，坝体土处于可塑～坚硬状态。3.3.4坝体渗透分析坝体土渗透系数Kv=0.63×10-4cm/s，KH=0.50×10-460 cm/s，弱透水，但由于坝体填土不均匀，分层现象明显，局部地段渗透系数可能偏大。左、右坝肩土质较为均匀，弱透水3.3.5坝体及坝基问题处理方案（1）坝体坝体土水平及垂直渗透系数均小于1×10-4cm/s，所以坝体土的渗透性符合《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）对均质土坝的质量要求，可不进行防渗处理。由于坝体填筑土除渗透性外，其余指标均不能满足水库正常运行的需要，所以建议：①对坝体进行充填灌浆（在施工前，应进行充填灌浆试验，以确定合理灌浆参数）；②对大坝迎水坡进行整修，并进行砌石护面；对大坝背水坡增设排水廊道，并布设反滤排水体。（2）坝基该水库经过尽管经过近四十年的淤积，形成一定的水平铺盖，但由于水库建设初期，坝基清基不彻底，基底局部存在砂砾石层及强风化岩体（属强～弱透水），导致库区水位达到一定高程后，出现渗漏，并随着水位的抬高，渗漏量不断加大，对大坝的安全运行构成了威胁，因此建议对坝基采用高压喷射灌浆进行防渗处理（在施工前，应进行灌浆试验，以确定合理灌浆参数），防渗帷幕应深入弱风化基岩5~10m为宜。3.4溢洪道及防汛桥工程地质条件3.4.1工程概况开敞式溢洪道位于大坝右岸，由进口宽顶堰、明渠、陡坡段、消力池、尾水渠五部分组成，原设计总长288m，现只砌护150m。溢洪道基础座落在砂岩上，两侧墙为浆砌石砼结构，设计最大泄流量123m3/s。其中：陡坡段、消力池、尾水渠均已损毁。60 拟建防汛桥位于右坝肩溢洪道上，为上坝道路与坝顶的通行连接桥。3.4.2溢洪道及防汛桥工程地质条件溢洪道及防汛桥桥基地层由T3h砂岩夹泥岩组成，强～弱风化，其物理力学指标见表3-2《岩石物理力学性质指标统计一览表》。溢洪道原设计288m，现只砌护150m，自建成至今未曾泄洪，浆砌石侧墙局部出现裂缝、剥落现象，进口段无坍塌、崩岸、淤堵现象，直接制约洪水排泄，严重威胁大坝安全运行，建议对溢洪道进行整修改造。防汛桥桥基可直接建在T3h基岩上，基底应深入弱风化3～5m。基岩承载力基本容许值fa0＞1000kPa，可满足要求。3.5放水卧管的工程地质条件3.5.1工程概况放水洞位于坝体左端，为卧管式涵洞、砌石结构，进口高程1082.00m，出口高程1081.8m，长60m，断面尺寸为宽0.8m，高1.2m（城门洞型），最大泄流量0.6m3/s。工程自1989年以来，卧管和输水涵洞均有渗漏水现象，近年来水位一直维持在7m左右，现场检查所见，由于当时施工未对涵洞地基和坝肩岸坡进行认真处理，造成放水涵洞和卧管处渗漏严重，因此水库一直无法正常蓄水运行，没有发挥水库正常效益。3.5.2放水卧管工程地质条件放水卧管基础地层由Q2eol+pl黄土状土组成，其物理力学指标见表3.5-1，建议Q2eol+pl地层地基承载力标准值fak=165kpa，可满足要求；卧管下部高程1076.50m以下为T3h砂岩夹泥岩组成，强~弱风化，其物理力学指标见表4-2《岩石物理力学性质指标统计一览表》。建议T3h60 基岩承载力标准值fak=800kpa，可满足要求。由于放水卧管破损严重，水库一直无法正常蓄水运行，制约了水库正常效益的发挥，因此建议改建放水洞卧管。土的物理力学性质试验成果汇总表表3.5-1成因时代样品编号土的天然状态　　塑液比含湿干孔孔饱液塑性性　水密密隙隙和　　指指重率度度比率度限限数数GsωρρdenSrωLωpIPIL_%g/cm3_%%%%__Q2eol+plYK12.7214.31.581.380.9684940.236.418.617.8-0.24YK22.7214.21.551.361.0045038.536.518.617.9-0.25YK32.7213.51.581.390.9544938.536.318.917.4-0.31平均值2.7214.01.571.380.9754939.136.418.717.7(0.27)最大值2.7214.31.581.391.0045040.236.518.917.9(0.24)最小值2.7213.51.551.360.9544938.536.318.617.4(0.31)建议值2.7214.01.571.380.9754939.136.418.717.7(0.27)3.6天然建筑材料3.6.1土料坝体填筑土料，就近选用左坝肩斜坡土料，分布高程为1092~1100m，岩性为中更新统风、洪积堆积（Q2eol+pl）的黄土状土。（1）储量土料选用风、洪积堆积Q2eol+pl黄土状土，该层分布面积较大，厚度稳定，可开采厚度大于6m，储量完全能够满足工程要求。60 （2）土料的物理力学性质及质量评价土料场共布探坑3个，取扰动土样3组，主要物理力学性质指标统计如表3.6-1（其中天然密度、含水率系现场测定），土料质量评价如表3.6-2。土料试验成果统计表表3.6-1试验项目指标土的天然状态土粒比重Gs-2.72含水率W%14.0湿密度ρ0g/cm31.57干密度ρdg/cm31.38孔隙比e-0.975孔隙率n%49饱和度Sr%39.1土料级配＞0.075mm%00.075~0.005mm%68.5＜0.005mm%31.5化学性质有机质Wu%0.7易溶盐W%0.05酸碱度PH%8.27界限含水率液限WL%36.4塑限Wp%18.7塑性指数Ip-17.7击实性能最大干密度ρdmaxg/cm31.73最优含水率wop%18.9击实土的渗透性能渗透系数Kcm/sK垂直=1.29x10-5K水平=1.19x10-5击实土的力学性能饱和快剪凝聚力ckPa21内摩擦角φ度28.1饱和固结快剪凝聚力c’kPa13内摩擦角φ’度30.4击实土的压缩性能压缩系数av1-2MPa-10.17压缩模量Es1-2MPa9.70备注击实土制样控制压实度P=96%，对应干密度ρd=1.66g/cm360 土料质量技术评价表表3.6-2序号项目单位试验值评价指标评价1粘粒含量%26.210～30%合格2塑性指数--17.77～17基本合格3渗透系数cm/sK垂直=1.29×10-5K水平=1.19×10-5碾压后<1×10-4合格4有机质含量%0.7<5%合格5水溶盐含量%0.05<3%合格6天然含水率%14.0与最优含水率或塑限接近偏低7PH值--8.27>7合格8紧密密度g/cm31.73宜大于天然密度合格由表3.6-2可以看出，土料粘粒含量占26.2%，塑性指数为17.7，按规范定名为低液限粉土；除天然含水率偏低外，其他指标满足碾压式均质土坝对土料的技术要求。击实土的物理力学指标建议采用表3.6-1统计值，其施工控制压实度应不低于96%，对应的填筑干密度应不低于1.66g/cm3。（3）开采运输条件料场有乡村道路直达坝顶，运距500~800m，岩性单一，有用层稳定，开采容易、运输条件较好。3.6.2石料工程区牛武镇碾沟石料厂为当地工程建设采石场，岩性为T3h弱风化砂岩，储量丰富，可满足工程需要，有简易公路与309国道相接，开采运输较为便利，运距28km。其质量指标见表3.6-3，可满足《水利水电天然建筑材料勘察规程》（SL251-2000）要求。60 3.6.3混凝土粗细骨料工程区无天然砂砾粗细骨料分布。据调查：混凝土粗骨料采用铜川市石料场的灰岩经人工粉碎后使用，质量指标均满足要求，运距较大；细骨料采用西安灞桥砂料，质量指标均满足要求，运距较大。60 石料物理力学性质试验成果汇总表3.6-3取样位置岩性名称比重干密度饱和密度吸水率饱和吸水率饱水系数显孔隙率干燥单轴抗压强度饱和单轴抗压强度软化系数饱和变形模量饱和泊桑比抗剪断强度抗剪强度摩擦系数凝聚力摩擦系数凝聚力ΔsρdρbωaωKsn0RdRbKrE50μ50f’c’fc-g/cm3%%-%MPaMPa-　GPa-MPa-MPa牛武镇碾沟石料场砂岩2.632.192.367.187.720.9316.976.631.70.443.760.281.095.140.710.362.632.202.367.287.450.9816.478.537.54.460.212.622.182.357.307.860.9317.171.030.43.300.242.622.192.356.987.470.9316.352.130.70.643.130.321.076.420.841.182.622.192.356.967.640.9116.748.230.72.870.292.612.222.376.656.750.9815.042.930.83.200.29平均值2.632.622.202.367.067.480.9416.461.632.00.543.450.271.085.780.78最小值2.612.612.182.356.656.750.9115.042.930.40.442.870.211.075.140.71最大值2.682.632.222.377.307.860.9817.178.537.50.644.460.321.096.420.84建议值2.632.622.202.367.067.480.9416.461.632.00.543.450.271.085.780.7860 3.7结论及建议3.7.1结论1）工程区位于鄂尔多斯台向斜南部子午岭次级向斜以东，区内地质构造简单，岩层产状平缓，为向北西缓倾的单斜构造，仅南部有一些规模不大的褶皱和断层。工程区周围40km范围内历史上曾发生过2级以下地震2次，2级以上地震2次，最大地震为1633年洛川5.5级地震，无6级以上地震记录。根据地质调查资料分析，历史地震对工程区影响不超过Ⅵ度。2）工程区构造活动性微弱，属构造相对稳定地区。据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度为0.05g，相应的地震基本烈度为Ⅵ度。3）库区地形封闭，两岸河间地块宽厚，库盆由Q2eol+pl黄土状土组成，渗透系数K＜1×10-4cm/s，属弱透水地层。按照吕荣值防渗标准，水库相对不渗漏。4）水库自1970年10月建成至今，已运行了近40年，库岸自然坡角30~70º，整体基本稳定。库水位升降范围内，地质测绘未见大的滑坡与崩塌现象，库岸整体稳定。5）淤积：水库设计总库容为260万m3，死库容40万m3，截止2009年水库总淤积量17万m3，占总库容6.5%；由于泥砂淤积影响致使总库容减少，目前总库容为243万m3。6）浸没：水库原设计防洪标准为50年一遇洪水设计、500年一遇洪水校核。库水位以上两岸坡高大于20m，且地下水位埋深较大，故不存在浸没问题。7）左、右坝肩山体浑厚、较完整，未发现不良地质现象，稳定性好，弱透水，坝肩以上坡面植被良好。8）大坝填筑土压实度不满足规范要求；渗透系数总体上小于1.0×10-4cm65 /s，但由于填筑不均，分层现象明显，局部地段渗透系数偏大。坝体填筑质量不符合《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）要求。9）坝基地层由Q4al砂砾石层（强透水）及T3h灰～灰绿色长石砂岩、泥岩、砂质泥岩互层构成（中厚层~厚层状，强~弱风化）。由钻孔压水试验可知：弱风化T3h地层透水率q=2.2~5.6Lu，为弱透水。10）溢洪道浆砌石侧墙局部出现裂缝、剥落现象，进口段无坍塌、崩岸、淤堵现象，直接制约洪水排泄，严重威胁大坝安全运行。11）交通桥桥基可直接建在T3h基岩上，基底应深入弱风化3~5m。基岩承载力基本容许值fa0＞1000kPa，可满足要求。12）放水卧管基础地层由Q2eol+pl黄土状土组成；卧管下部高程1076.50m以下为T3h砂岩夹泥岩组成，强~弱风化。13）土料场位于左坝肩斜坡地带，除天然含水率偏低外，其他指标满足碾压式均质土坝对土料的技术要求；石料质量指标可满足规范要求；当地无混凝土粗细骨料，需外运。3.7.2下步工作建议（1）加强施工地质工作。（2）对坝体进行充填灌浆（在施工前，应进行充填灌浆试验，以确定合理灌浆参数）；（3）对大坝迎水坡进行整修，并进行砌石护面；对大坝背水坡增设排水廊道，并布设反滤排水体。（4）对坝基采用高压喷射灌浆进行防渗处理（在施工前，应进行灌浆试验，以确定合理灌浆参数），防渗帷幕应深入弱风化基岩5～10m为宜。（5）对溢洪道进行整修改造。（6）改建放水卧管。65 4除险加固工程任务和规模4.1除险加固工程的任务2008年12月，延安市水利局对富县柳稍湾水库大坝安全鉴定成果核查后，鉴定大坝为三类坝。根据《鉴定办法》第18条，“对三类大坝，应立即立项，安排计划，进行除险加固，限期脱险”。本次柳稍湾水库除险加固，就是使其尽快达到国家规定的现行标准，按设计要求正常运行，发挥应有的效益。由于是对已成工程的除险加固，所以维持原水库的开发任务不变，即以灌溉为主，结合防洪、养殖等综合利用。4.2除险加固工程设计原则工程除险加固的目的是保证水库运行安全，充分发挥已有水库的工程效益。由于本工程为已成工程，主要建筑物已有其固定模式，故工程除险加固设计及方案选择应本着技术合理、节省投资的要求，以恢复工程原有设计标准、不改变原建筑物基本布局和施工期基本不影响水库正常运行为原则。4.3除险加固工程的规模4.3.1死水位的确定水库原设计死水位为1082.0m，与放水洞进口高程齐平。放水洞可以向下游渠道输水灌溉坝后1500亩农田。目前水库实际淤积高程为1080.86m，淤积库容17万m3。淤积小于死库容，本次死水位仍然采用原设计死水位1082.0m。4.3.2兴利调节计算4.3.2.1兴利调节计算方法水利调节计算采用典型年法，根据灌溉用水保证率，典型年选取来水保证率为50%年份的来水过程与灌区相应设计频率年灌溉用水过程相配合，进行水量调节计算。65 4.3.2.2来水量计算来水量依据柳稍湾水库p=50%的河道径流量，根据计算结果，河道径流总量为320万m3，详见第二章径流月分配表。4.3.2.3灌溉用水量计算柳稍湾水库有效灌溉面积1500亩。(1)灌溉设计保证率根据当地水土资源、作物组成和气象水文特征，本区为缺水区，按《水利水电工程水利动能设计规范》规定，采用灌溉设计保证率P=50%。（2）灌溉制度根据灌区的自然条件、作物组成、栽培技术及当地群众的灌溉习惯，主要种植春玉米和烤烟。一年种一季。玉米灌溉苗期，拔节各一次，方式为畦灌；烤烟一年灌两次，方式为畦灌，灌溉制度详见表4-1。（3）灌溉用水量计算灌区渠道采用砼衬砌，有效地提高了渠道的输水利用率，灌溉综合水利用系数η综合=0.72。根据公式M毛=M净/η×F计算灌溉用水量。式中：M毛—全灌区毛灌溉用水量(m3)；M净—时段内净灌水定额(m3/亩)；η—综合灌溉水利用系数。经计算得P=50%时，灌溉用水量为16.67万m3，灌溉用水过程见表4-2。65 灌区平水年灌溉制度及灌溉需水量表表4-1p=50%作物名称作物组成（%）作物生育期灌水时间(月.日)灌溉定额灌水定额年灌溉净需水量年灌溉毛需水量起止（m3/亩）（m3/亩）（万m3）（万m3）玉米65拔节6.56.1580403.95.42穗花8.18.11403.95.42烤烟30移栽5.55.1580401.82.50拔节7.217.29401.82.50糜子5播种5.15.1180400.30.42拔节7.57.15400.30.42合计100　　　　　12.0016.67灌区灌溉用水过程表表4-2单位：万m3月份123456789101112合计用水量00002.925.422.925.42000016.674.3.2.4兴利调节计算成果根据水库多年来的实际运行情况，水库年运行最低水位多发生在4～5月份，因此将起调时间定为5月初。现状库区淤积高程为1080.0m，起调水位按目前的汛期限制水位1085.1m控制，相应的库容为100万m3。水库兴利调节计算以中水年（p=50%）情况下的灌溉需水量和来水保证率p=50%情况下的入库水量进行组合，逐月进行供求平衡计算，计算成果见表4-3。由表4-3计算可知，水库可满足p=50%年份的灌溉用水要求，在遇中水年情况下，经水库调节可供灌溉水量202.9万m3，满足灌溉需水要求。65 柳稍湾水库兴利调节计算表（p=50%）表4-3单位：万m3，m时段来水用水量W来-W用月末蓄水量月平均蓄水量月平均水面面积水库水量损失计入损失后的用水量W来-W用月末蓄水量弃水水位W来灌溉用水余水缺水蒸发渗漏总损失余水缺水标准W蒸标准W渗月万m3万m3万m3万m3万m3万m3万m2mm万m3　万m3万m3万m3万m3万m3万m3万m3m　　　　　100　　　　　　　　　　100　1085.10513.52.910.6　105.32.1580.12以平均蓄水量0.3％计算渗漏损失0.320.443.3510.15　　110.6110.11085.11623.55.416718.1　119.62.8670.190.360.555.9617.54　　128.7127.71086.01732.92.930.0　143.73.8650.250.430.683.5929.31　　158.7157.01086.97876.45.471.0　194.14.2580.240.580.836.2470.16　47.1229.6180.01087.7923.0　23.0　241.14.8400.190.720.920.9222.08　50252.6152.11086.681026.5　26.5　265.95280.140.800.940.9425.56　50279.1127.71086.011120.8　20.8　289.55.3220.120.870.990.9919.81　40299.9107.51085.451211.2　11.2　305.55.6200.110.921.031.0310.17　　311.1117.71085.8317.2　7.2　314.75.8250.150.941.091.096.11　　318.3123.81085.97211.4　11.4　324.05.9290.170.971.141.1410.26　　329.7134.01086.22314.8　14.8　337.16.1320.201.011.211.2113.59　40344.5107.61085.45458.7　58.7　373.96.3560.351.121.471.4757.23　64.9403.2100.01085.10合计32016.67　　　　5002.29.011.327.9　　　　　　65 4.3.3正常蓄水位从原始设计资料查得，柳稍湾水库原设计正常蓄水位为1087.70m。本次除险加固设计，经水利调节计算，从表4-3可知，最高蓄水位为1087.70m（相应库容180万m3）。本次仍采用原设计正常蓄水位1087.7m。4.3.4兴利调节计算成果汇总经兴利调节计算，柳稍湾水库计算成果见表4-4所示。柳稍湾水库兴利调节计算成果表表4-41项目单位数量备注2正常蓄水位m1087.7V正=180万m33死水位m1082V死=40万m3450%保证率径流量万m3320　5兴利库容万m3140　6灌溉面积万亩0.15　7灌区灌溉需水量万m316.67P=50%4.3.6调洪演算4.3.6.1调洪方式柳稍湾水库洪水来临时，采用右岸开敞式溢洪道泄洪，堰顶高程为1087.70m，上游来洪水时，溢洪道敞开泄洪。由于放水洞流量相比很小，泄洪时放水洞不参与泄洪。4.3.6.2调洪演算本次调洪演算，以正常蓄水位，即堰顶高程1087.70m为起调水位，调洪演算采用试算法列表进行。水位与库容关系采用1／10000地形图量算，结果见图4-1。根据溢洪道设计情况，溢洪道控制段为宽顶堰，堰宽12m，其后为泄槽。溢洪道的泄流量可采用宽顶堰泄流量公式进行计算。131 －溢洪道的泄流量，m3/s，－流量系数，－进口侧收缩系数，－堰顶宽度，m，－计入流速水头的堰上总水头，m。溢洪道的泄流量与水位关系曲线见图4-2所示。调洪演算依据以下计算公式进行试算：－某一时段来洪流量，m3/s，，－后一时段来洪流量，m3/s，－某一时段泄洪流量，m3/s，－后一时段泄洪流量，m3/s，－时段时间值，s，－某时段的水库库容，m3，－某时段的水库库容，m3。调洪演算结果见表4-5，计算过程见表4-6，4-7。调洪演算成果表表4-5洪水频率起调水位(m)最大洪峰(m3/s)洪水总量(万m3)最高洪水位(m)最大库容(万m3)最大下泄量(m3/s)P=3.3%1087.70137591088.6021518P=0.33%1087.702731421089.8225562131 经调洪演算，水库30年一遇设计洪水位为1088.60m，相应库容215万m3；300年一遇校核洪水位为1089.82m，相应库容255万m3。4.3.7大坝坝高复核根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)（以下简称《规范》)5.3.1条规定，坝顶超高由下式确定：式中：y—坝顶超高，m;R—最大波浪在坝坡上的爬高，m；e—最大风壅水面高度，m；A—安全加高，m；依据《规范》5.3.3条，坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和，应按以下运用条件计算，取其最大值：条件1：设计洪水位加正常运用条件的坝顶超高；条件2：正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高；条件3：校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高；波浪计算，正常情况依据《规范》5.3.5取多年最大平均风速的1.5倍即25.5m/s，坝前水深7m；非常情况取多年最大平均风速17m/s，坝前水深9m。采用莆田试验站公式进行计算，计算坝顶高程成果见表4-6。131 大坝坝顶高程复核计算成果表表4-6莆田试验站公式条件1条件2条件3波浪爬高1.0311.0310.458风壅水面高0.0140.0140.005地震浪涌高0.0000.0000.000安全加高0.5000.5000.300坝顶总超高1.5451.5450.763水库静水位1088.601087.701089.82计算坝顶高程1090.141089.241090.58由计算结果可以看出，校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高起控制作用，计算坝顶高程为1090.58m。低于现坝顶高程1091.15m，现坝顶高程满足防洪要求。131 5除险加固工程设计5.1工程等别及标准柳稍湾水库大坝为碾压式均质土坝，最大坝高17m，总库容255万m3，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)、《防洪标准》(GB50201-94)及大坝安全鉴定意见，水库属Ⅳ等小①型水库，主要建筑物大坝、溢洪道、输水洞按4级建筑物设计，次要建筑物按5级建筑物设计。大坝防洪标准为30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。5.2设计依据和任务5.2.1设计依据（1）主要规范及规程《水利水电工程初步设计报告编制规程》（DL5021-93）；《防洪标准》(GB50201-94)；《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)；《水利水电工程水文计算规范》(SL278-2002)；《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44-2006)；《水利工程水利计算规范》(SL104-95)；《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-1999）；《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005）《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)；《溢洪道设计规范》(SL253-2000)；《土石坝安全监测技术规范》(SL60-94)；《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303-2004)；《开发建设项目水土保持方案技术规范》（SL204-98）131 《水利水电工程环境影响评价规范》（试行）（SD302-88）。（2）主要设计文件及手册《柳稍湾水库大坝安全论证报告》（2008年12月，西安理工大）；《大坝安全鉴定报告书》（2009年2月，陕西省延安市水利水保局）；《陕西省富县柳稍湾水库除险加固工程地质勘察报告》（2010年2月，陕西交通公路设计有限公司）；《延安市实用水文手册》。5.2.2设计任务本次设计的主要任务是根据《大坝安全鉴定报告书》中提出的问题，按照水利水电工程设计的相关规范、标准进行除险加固工程设计。(1)加固坝体，对上游坝坡进行整修砌护，整理加固下游坝坡，增建下游坝坡排水系统，改建坝后反滤排水体。(2)整修溢洪道，增建309国道至大坝的防汛抢险交通桥。(3)改建放水建筑物。(4)增设大坝安全监测、通讯设施。(5)增设管理机构，新建管理用房，美化管理环境5.3工程布置原枢纽工程布置基本合理，本次设计维持原枢纽总体平面布置不变，大坝，溢洪道、放水设施均布设在原有位置。本次增设大坝至309国道的抢险交通桥。5.4大坝加固设计5.4.1大坝稳定复核a).大坝渗流计算渗流计算剖面参考《富县柳稍131 湾水库除险加固工程地质勘察报告》采用实测大坝最大断面，坝体参数选用地质报告，坝前淤积土及坝基地质参数参考相识工程类比选用，详见表5-1。坝料渗透系数表表5-1土料名称水平渗透系数垂直渗透系数坝体填土坝基基岩坝前淤积土坝基砂砾石根据规范要求计算稳定渗流和水位降落两种工况。（1）稳定渗流工况：①上游正常蓄水位1087.7m和下游最低水位1078.2m坝体稳定渗流的浸润线。②上游设计洪水水位1088.6m和下游最低水位1078.2m坝体稳定渗流的浸润线。（2）非稳定渗流工况：③上游正常蓄水位1087.7m降落至死水位1082.0m，下游最低水位1078.2m坝体非稳定渗流的浸润线。④上游设计洪水水位1088.6m降落至死水位1082.0m，下游最低水位1078.2m坝体非稳定渗流的浸润线。水位降落期水位降落速度根据放水洞最大泄量计算，根据计算，水库不具备骤降条件。计算程序采用河海大学工程力学研究所编制的水工结构分析系统AutoBank。大坝计算渗透坡降见表5-2，计算成果见图5-1、图5-4131 坝体渗透坡降表表5-2工况计算最大坡降允许坡降稳定渗流0.623（有反滤）非稳定渗流0.53计算河床剖面坝体和坝基的单宽渗流量：q=0.15m3/d.m计算坝体及坝基的总渗流量：Q=49.9m3/d通过计算可知大坝下游坡脚处渗透坡降较大，虽然计算最大渗透坡降小于有反滤层经验允许渗流比降。坝填筑土压实度没有达到规范要求的填筑标准，质量差，局部地段渗透系数偏大，不满足规范对土坝填筑土料的质量要求。同时由于下游土地平整，使地面抬高至排水棱体顶部，导致排水棱体被掩埋淤堵，无法排水，构成安全隐患，计算浸润线从大坝背水坡较高处出露，不满足大坝抗冻要求。大坝渗流存在诸多不安全因素，必须采取工程措施，确保大坝渗流安全。b)大坝稳定分析依据《碾压土石坝设计规范》(SL274-2001)、《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97)的有关规定进行大坝稳定分析计算，坝体计算参数及物理指标根据地质报告确定，坝基及坝前淤积土指标参考近似工程类比确定，详见表5-3，计算断面为河槽中部实测坝体最大断面。131 坝体土物理力学指标参数采用值表5-3指标比重含水率饱和密度干密度有效应力粘聚力内摩擦角Gsωρmρdc’φ’-%g/cm3kPa度坝体填土2.7118.51.481723.5坝基基岩2.06035淤积土2.5140.21.231191)计算方法稳定分析计算方法，依据《碾压土石坝设计规范》(SL274--2001)推荐的毕肖普法，采用河海大学工程力学研究所编制的水工结构分析系统AutoBank计算。2)计算工况根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)计算以下最不利工况。1.正常运用条件①上游正常蓄水位1087.7m和下游最低水位1078.2m水位稳定渗流期，上、下游坝坡的稳定。②上游设计洪水水位1088.6m和下游最低水位1078.2m水位稳定渗流期，上、下游坝坡的稳定。③上游正常蓄水位1087.7m正常降落至死水位1082.0m，下游最低水位1078.2m非稳定渗流期，上游坝坡稳定。④上游设计洪水水位1088.6m正常降落至死水位1082.0m，下游最低水位1078.2m非稳定渗流期上游坝坡稳定。2.非常运用条件I131 大坝为已建成工程，施工期工况不作为控制工况，且校核洪水位不能形成稳定渗流，也没有降落至死水位以下，以及大流量快速泄空的条件，故该工况不复核。3.非常运用条件II由地质报告该工程地震设防烈度为Ⅵ度，根据规范不予复核。计算成果见表5-4、图5-5～图5-8。现状大坝稳定计算安全系数计算成果表表5-4计算工况计算最小安全系数规范允许最小值上游下游正常蓄水位稳定渗流1.8521.2161.25设计洪水位稳定渗流1.9851.202正常蓄水位水位降落至死水位1.400设计洪水水位水位降落至死水位1.386计算结果表明，现状大坝下游坝坡计算安全系数在工况I条件均不满足规范要求，大坝结构不稳定，且大坝上游坝坡未砌护，下游排水沟破损严重，必须对坝体进行加固处理。5.4.2大坝加固工程设计大坝加固工程主要包括大坝背水坡加固、排水棱体改建，坝顶加固、大坝上、下游护坡加固、坝面排水改建等工程。(1)大坝背水坡加固及排水改建工程柳稍湾水库枢纽为已成工程，由于下游土地平整，在大坝下游坡脚处取土，造成坡脚处形成直坎，经复核计算，其下游坝坡抗滑安全系数不满足规范要求，应加固大坝背水坡。同时地面抬高至排水棱体上131 部，导致排水棱体被掩埋淤堵，无法排水，构成安全隐患，为防止局部渗透破坏及降低坝体浸润线，提高大坝安全，必须改建排水棱体。现状下游坝坡高程1054.15m以上坡比为1：3.8，以下为6m高陡坡，经复核该处坝坡不稳定。设计一级坝坡采用坡比1：3.5，在1054.15设2m宽马道，并采用回填压实素土放缓二级边坡，最终坡比为1：3。由于原排水棱体已经被完全掩埋，本次设计结合大坝背水坡加固新建排水体。新建排水体为节约投资采用组合式排水，反滤体伸入坝体3.8m，外接贴坡式坝体排水。贴坡式排水顶高程1079.15m，顶宽1.9m，坡比为1：3.0，底高程1077.15，底宽2m。反滤层由里向外依次为200g/m2无纺土工织物一层及30cm厚砂砾层，外面为30cm厚干砌块石保护层。排水体下游设M7.5浆砌石导渗排水沟，渠底高程1076.55m，底宽1.0m，并通过120m长排渗渠将水排到下游河道，其中前40m为M7.5浆砌石渠道，排渗渠底宽1.0m，深1.0m，坡比1：1。(2)大坝上、下游护坡设计现状大坝上游坡为1：3，上游未做护坡，坡面长期受库水位升降和风浪淘刷的影响，已经在坡面形成0.5m～0.7m多高陡坎，至今尚未处理，坝体中部由于沉陷和淘刷形成较大塌坑，对大坝安全造成了威胁。本次设计清除表层浮土和杂草，用素土回填压实至设计断面，并新增干砌石护坡，护坡下做砂砾石和土工布反滤层。现状大坝下游二级坡已被挖损。此次设计下游坝坡从上向下坡比依次为1：3.5、1：3.0，在高程1054.15m处设有2.0m宽戗台。现状坝坡排水沟大部分损坏，坡面杂草，排水不利，局部坡型不规整，本次平整下游坡面，改建坝面排水渠。a)上游护坡设计(1)护坡型式131 清理上游坝坡浮土和杂草，回填压实局部塌坑，按设计断面回填压实土方，整理边坡。为保护上游土质坝坡，采用厚30cm干砌石护坡，下设15cm厚砂砾石保护垫层，后设200g/m2无纺土工织物一层作为反滤，防止土体颗粒被冲淘。干砌石护坡从死水位高程1082.0m开始砌筑至上游坝顶，护坡底部为宽1.0m、深1.2m干砌石齿墙，坝上游坡原戗台位置不变。(2)护坡石料尺寸根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）附录A，经计算干砌石层厚度为30cm，石块的平均粒径宜在20cm左右。b)下游护坡设计大坝下游坡清除表层浮土和杂草树丛等，按设计断面回填压实土方，整理下游坡面，种植草皮护坡。(3)大坝坝面整坡及排水设计拆除破损坡面排水渠，在两坝肩及坝中新建三道横向排水渠，沿戗台内侧新建两道纵向排水渠，排水渠为C15砼预制板砌筑，底宽0.3m，深0.3m，上口宽0.83m，预制板厚60mm，采用M10水泥砂浆安砌。(4)大坝坝顶改造设计实测坝顶高程为1091.15m，宽5.0m，本次设计维持原坝顶顶高程1091.15m不变，局部高程不足回填土方至设计坝顶高程。防汛道路坝顶段铺设3.5m宽C20砼路面，路基为10cm厚砂砾石垫层。坝顶路为了坝顶排水和交通安全，路面向下游设1%坡度，两侧埋设20cm×60cm路缘石各一排。5.4.3加固后大坝稳定分析计算131 由于大坝上游坝坡最小稳定安全系数满足规范要求，上游坝坡无大的工程措施，改建棱体排水后，浸润线下降，上游坝坡安全应略有提高，故仅对加固后坝体渗流和大坝下游稳定重新复核，复核计算方法及计算工况同现状复核。大坝渗流计算成果见图5-9、图5-10大坝稳定分析计算成果见表5-5、图5-11、图5-12。加固后大坝下游稳定计算安全系数计算成果表表5-5计算工况计算最小安全系数规范允许最小值上游正常蓄水位1087.7m稳定渗流1.4511.25上游设计洪水位1088.6m稳定渗流1.388计算结果表明，加固后大坝下游坝坡最小稳定安全系数均满足规范要求，并略有富裕。5.5溢洪道加固设计柳稍湾水库溢洪道设在大坝右岸309国道旁，为浆砌石与钢筋砼结构相结合开敞式溢洪道。溢洪道原设计由宽顶堰、明渠、陡坡段、消力池、尾水渠五部分组成，总长288.00m，底宽12m，侧墙高约3.0m，进口高程为1087.70m。溢洪道进口狭窄，进水不畅，明渠段侧墙砌护有裂缝，表层脱落、破损严重，底板冲毁严重，出口段138m未砌护，现已被水冲毁，未端没有消能防冲设施，泄洪时将对坝脚造成冲刷，影响大坝安全。因此，溢洪道不具备安全下泄的能力。5.5.1水力设计柳稍湾水库溢洪道设在大坝右岸，控制堰段为宽顶堰，堰顶高程1087.70m，，堰口宽12m，堰宽14.2.0m溢洪道长度265m，泄槽段比降为1/75，陡坡段比降为1/4，断面底宽12~14m。根据《水力计算手册》（第二版），其泄流计算公式为：131 式中：b——每孔净宽；n——闸孔孔数；H0——包括行近流速水头的堰前水头，即；V0——行近流速，对水库近似为零；m——自由溢流的流量系数；——侧收缩系数；——淹没系数。对大沟水库，n=1，＝1，根据不同流量、水头及淹没深度试算查曲线求得。根据《水力计算手册》（第二版），其流量系数m取0.38，由此可求得柳稍湾水库溢洪道不同水位下的泄流量。在设计洪水位1088.60m时，泄流量为18m3/s，校核洪水位1089.82m时，泄流量为62m3/s。2）边墙高度复核①泄槽段及陡坡段在校核洪水位1089.82m时，泄流量为62m3/s，堰后的末段水深h0=1.4m，为起始水深，单宽流量q=5.17m3/s-m。泄槽槽及陡坡段内水面线根据《水力学》、《溢洪道设计规范》（SL253-200）A.3能量方程，水面曲线分段求和法计算得到。计算结果见表5—6。131 泄槽及陡坡各断面计算成果表表5—6桩号底宽（m）水深（m）流速（m/s）0+071.00121.403.690+099.7140.904.920+145.35141.0254.320+200.00141.024.320+246.00140.34512.84再通过公式:求出各断面掺气水深，ξ=1.15，计算结果见表5—6。③边墙高度的确定根据《溢洪道设计规范》（SL253—2000）规定，溢洪道边墙高度为掺气水深加安全超高，按规定安全超高取1.0m，最终求出各段边墙高度，见表5—7。泄槽边墙护坡高度计算成果表表5—7桩号水深（h）（m）掺气水深（hb）（m）安全超高（m）需要护坡高度（m）原护坡高度（m）0+000.002.1200.62.722.420+053.802.1200.62.722.420+068.001.401.470.62.072.200+99.70.90.960.61.562.200+200.001.021.280.61.68新建0+246.000.3450.40.61.0同时由上表可知，原溢洪道边墙进口段高度不满足要求，需加高。新修边墙高度按计算成果控制。131 3）消能计算根据《溢洪道设计规范》（SL253—2000），消能防冲建筑物按30年一遇洪水设计，故只对设计洪水位1088.60m时，泄流量18m3/s进行消能计算。采用《溢洪道设计规范》（SL253—2000）公式A.5.1-1、A.5.1-2计算计算成果见下表：计算成果表表5—8项目水位收缩段面流速(m/s)收缩断面水深水深h1(m)共轭水深h2(m)下游水深ht(m)池深（m）池长（m）设计水位9.970.130.7240.840.7698.29同时由上表可知，溢洪道陡坡出口需要修建消力池，池深0.8m，池长8.5m.后接尾水渠。5.5.2结构设计本次对溢洪道进口段、控制段、泄槽陡、陡坡段、消能段及尾水渠六部分进行如下加固处理。1）进口段进口段为明渠（桩号0+000.00m～0+053.80m），为平流段，渠底宽24~12m，渠底高程1087.70m。本次加固，拆除原底板，采用30cm厚砼现浇，经水利计算，边墙高程为1090.42m，原边墙高度不够，需加高至1090.42m。并对内墙损坏部位进行修补。2）控制段控制段为宽顶堰（桩号0+053.80m～0+068.00m），堰顶高程为1087.70m，堰长14.2m，堰宽12.0m，拆除原浆砌石底板，高程不足处，采用砂砾料回填，底板采用C25钢筋砼衬砌30cm，底板与浆砌石边墙间夹沥青刨花板，同时对边墙根据水利计算结果进行加高，并维修破损部位。131 3）泄槽段及陡坡段泄槽段（桩号0+068.00m～0+200.00m），纵坡1/75，底宽12~14m，陡坡段（桩号0+200.000m～0+246.00m），纵坡1/4，底宽14m,。经过水力复核计算，泄槽段原边墙高程满足要求，拆除原浆砌石底板，新浇C25钢筋砼底板，新修溢洪道边墙，断面采用顶宽0.6m，背坡1:0.2，并对原边墙损坏部位进行修补。新建底板，采用C25钢筋混凝土衬砌，泄槽段底板厚0.30m，陡坡段底板厚0.5m，每15.0m设一道伸缩缝，砼与砼之间采用651型橡胶止水带，砼与浆砌石、浆砌石与浆砌石之间夹沥青刨花板，底板下设两道纵向排水沟，横向排水沟与底板横缝隙相应，于桩号0+246.00处排至河道。4）消力池消力池（桩号0+246.00~0+255.00），池长8.5m，池深0.8m，底板厚0.5m，边墙采用M7.5浆砌石砌筑，断面形式同陡坡段。5）尾水渠尾水渠（桩号0+255.00m～0+265.0m），纵坡为1/500，矩形断面14×1.22m，底板为M7.5浆砌石，厚50cm，边墙断面形式同泄槽段。5.6跨溢洪道防汛桥设计跨溢洪道防汛桥位于溢洪道桩号0+154.08处，桥长20m，桥面宽度4.5+2*0.5m，设计荷载：公路二级，桥面中心线与溢洪道中线呈60°斜交，防汛桥铺装层采用C40砼，厚度130mm；桥面板采用C40预应力砼空心板；板高0.95m，基础采用直径1.0m的C25砼灌注桩；桩长为11.0m和8.0m。5.7放水设施改建设计5.7.1放水设施改建的必要性131 原放水设施包括卧管、涵洞、明渠和消力池卧四部分，进水卧管沿左岸岸坡平行坝轴线布置，为矩形浆砌石结构，放水涵洞垂直坝轴线布置，为城门洞型，穿过坝体，为浆砌石结构，经多年运行，目前放水卧管及放水涵洞均发生裂缝、石块移位，漏水严重，是该水库未能充分发挥其效益的主要原因之一，根据柳稍湾水库《大坝安全鉴定报告书》，该坝评定为三类坝，建议改建放水建筑物。本次设计拟将原放水卧管改为钢筋混凝土放水塔，设在原放水涵洞进口位置，与涵洞连接，主要考虑如下：该放水设施承担着下游4500人的生活用水以及1500亩地的灌溉用水，并向下游50亩鱼池提供水源，其作用较大，虽然放水卧管具有工程造价低的优点，但其缺点更明显，其一是需要在水中操作，运行管理极不方便；其二是用水量较大时，卧管需要多级放水，操作时存在安全隐患；其三是其运行特点是由上至下放水，下部容易淤堵。采用放水塔替代放水卧管，虽然工程造价较大，但运行管理方便灵活，放水由下至上放水，下部不容易淤堵，更重要的是放水塔有工作平台，操作极其方便，不存在水中操作的安全隐患。5.7.2放水塔结构设计放水塔采用圆形断面，塔底部设置孔口尺寸均为0.8m×0.8m的事故检修闸门和工作闸门，两门井距为1.5m。在塔内设置检修平台和工作平台，高程分别为1088.00m和1091.20m。在工作平台上安装两台30kN螺杆启闭机，行程为0.8m。放水塔筒在检修平台以上内径2.5m，塔壁厚25cm，塔筒高2.3m，在检修平台以下内径2.4m，塔壁厚30cm，塔筒高4.4m，放水塔筒外径3.0m，塔筒采用C20钢筋砼。放水塔闸室为方形结构，断面尺寸为3.0m×3.0m，闸室顶高程1083.60m，底高程1082.00m，闸室下设4.0×4.0×1.5m的承台，材料均为C20钢筋砼。承台以下设有4根直径为0.8m、长为6m的C20砼灌注桩，桩顶高程1080.50m，桩底高程1074.50m。放水塔采用竖向喇叭形进口，曲线半径为0.5m131 的半圆形。工作闸门前为矩形断面，闸门后为矩形到马蹄形的渐变段，渐变段长3.0m。根据金属结构闸门要留置一定门槽高度的要求，在放水塔闸门以上设置一厚度同闸门高度相当的C20钢筋砼顶板，板顶高程为1083.60m。为方便检修，工作平台至塔底部设有爬梯。5.7.3放水塔稳定计算5.7.3.1荷载放水塔建筑物等级为4级，将整个塔体作为计算单元，作用在塔体结构上的力主要有：结构及设备自重、水压力、浮托力、风压力、浪压力等。5.7.3.2荷载组合本计算主要考虑以下最不利的荷载组合：（1）完建情况：结构及设备自重；（2）正常挡水情况：结构及设备自重、水压力、浮托力、风浪压力；（3）校核洪水情况：结构及设备自重、水压力、浮托力、风浪压力；（4）正常蓄水位遇地震情况：结构及设备自重、水压力、风浪压力、浮托力、地震力。柳稍湾水库枢纽工程所在区域的地震基本烈度为Ⅵ度，故不需进行抗震计算。5.7.3.3放水塔稳定计算在以上荷载组合下，依据《水闸设计规范》（SL265-2001）第7章相关公式，在顺水流方向的地基应力及抗滑稳定计算成果见表5-9。放水塔结构计算表表5-9荷载组合抗滑稳定安全系数最大基底应力(kPa)抗浮稳定安全系数抗倾稳定安全系数完建情况21910.92正常挡水情况25.422022.622.40校核洪水情况19.661991.921.75131 由表5-10可以看出，放水塔抗滑、抗倾、抗浮稳定均满足要求，最大竖向力为2881kN，基底应力为219kpa，远大于该处地基土—黄土状壤土(承载力标准值为165kpa)的承载力，需对地基土进行处理。处理措施采用砼灌注桩，桩基础参考《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）进行计算，摩擦桩单桩轴向受压容许承载力计算公式为：式中：—桩的周长(m)；—桩端横截面积(m2)；—承台底面或局部冲刷线以下各层土的厚度(m)；—土的层数；—与对应的各层土与桩侧的摩阻力标准值(kPa)；—桩端处土的承载力允许值(kPa)。经计算，共需设置4根灌注桩，桩径0.8m，桩长6m，单桩承载力为854kN。5.4.2.4放水塔结构强度计算放水塔结构强度计算包括塔身应力计算和塔身抗剪计算，经分析最不利工况为校核洪水位情况，分别由以下公式计算：其中：—作用于截面的正应力（kpa）；—作用于截面铅垂作用力之和（kN）；—所有作于截面处弯知之和（kNｍ）A—截面面积（m2）；W—截面抗弯模量；131 —作用于斜截面上的最大剪力设计值（kN）；—混凝土强度影响系数；—混凝土轴心抗压强度设计值；—截面有效宽度；—截面有效高度。经计算塔身截面实际正应力为，能满足砼强度要求。经计算塔身最不利截面抗剪力为5308kN，截面实际最大剪力为108kN，故塔身能满足截面抗剪强度要求。灌注桩单桩最大抗剪力为1043kN，截面实际最大剪力为27kN，灌注桩也能满足抗剪要求。5.7.4输水洞加固设计本次设计只对输水洞进行局部加固维修，对裂缝、石块移位、漏水严重洞段进行全断面拆除重筑，对裂缝、石块移位、不严重洞段只进行局部填缝或拆除修补，然后整个输水洞进行M10水泥砂浆抹面处理。5.7.5放水塔工作桥设计本次放水设施改造设计，拆除卧管新建放水塔，放水塔中线距大坝29.0m，需新建工作桥。新建工作桥中线与大坝轴线垂直，共2跨，工作桥全长24.0m，桥面宽2.45m，跨度均为12.00m，采用C25砼双“T”型简支梁方案，梁高0.7m，桥面高程1091.20m。桥中间设C25砼排架一个，排架高度为5.0m，顶高程1090.42m，排架基础采用现浇C25砼放大基础，基础底高程1084.42m，下设10cm厚C15砼垫层。5.8管理设施改造水库管理站共有办公、生活用房5间，经过38年的风雨考验，这些房子已破败不堪，漏雨、透风现象严重，已成为危房。131 为了加强工程管理，确保水库运行安全，本次计划改建管理和仓库用房104.46m2，管理和仓库用房共计5间，采用砖砼平房结构，同时建设围墙、大门等附属设施。5.9大坝安全监测设计柳稍湾水库在施工建设期根本没有大坝变形观测和水位观测设施，因此从大坝安全运行和科学管理的长远需要出发，本次除险加固设计要增设一些常规观测项目。同时考虑水库枢纽实际情况和大坝原观测设置，大坝安全监测内容主要为变形监测、渗流监测及水文、气象监测。5.9.1大坝变形监测设计大坝变形观测包括大坝水平位移和竖向位移观测。5.9.1.1大坝水平位移观测采用视准线法观测大坝横向水平位移，观测设备用徕卡J2经纬仪。布设3个观测纵断面，共15个测点，测点沿坝轴线方向平均间距83m，工作基点和校核基点的位置结合工程实际地形灵活设置。5.9.1.2大坝竖向位移观测采用几何水准法进行大坝竖向位移观测，观测设备用水准仪。布设3个观测纵断面(3条水准观测线)，共15个水准测点，3个工作基点，3个校核基点，观测大坝表面竖向位移。观测断面及观测点均利用水平位移观测断面和观测点，两者共用一个观测墩，使大坝表面变形监测形成一个完整的观测网络。观测墩采用墩式砼结构，与坝体牢固结合，埋入土层的深度不小于0.5m，并高出坝面1.0m以上，立柱顶部应设有强制对中底盘，其对中误差应小于0.2mm。5.9.2大坝渗流监测设计柳稍湾131 水库大坝渗流监测主要是渗流量部分，对坝体渗漏采用量水堰法监测，设在大坝排水棱体下游渗水集中出水口处，选用不锈钢直角三角形量水堰测流。5.9.3水文监测上游（水库）水位观测：在大坝上游埋设4个水位观测桩，进行库水位监测。5.9.4安全监测主要工程量安全监测主要工程量见表5-10所示。安全监测主要工程量表表5-10序号设备及工程量名称单位数量一、变形监测1水准仪台12徕卡J2经纬仪台13钢尺把25对讲机台36观测墩个277观测墩埋设挖土m3868观测墩埋设填土m3539观测墩埋设砼浇筑m316二、渗流监测土方开挖m336土方回填m315浆砌石排水沟m37510量水堰水位计支111不锈钢三角形量水堰个1三、水文、气象监测12水位桩个413土方开挖m31.5土方回填m31.214观测桩埋设砼浇筑m30.3四、其它15计算机台116激光打印机台1131 金属结构改造及电气改造设计6.1金属结构柳稍湾水库除险加固工程金属结构部分主要项目:放水塔工作闸门、检修闸门及其相应启闭设备。闸门均选用整体式平面铸铁钢闸门，型号为PGZ0.8×0.8-15，配套启闭机为QL-30-SD型螺杆启闭机，闸门特性及技术参数表如表6-1。闸门特性及技术参数表表6-1序号名称单位特性1孔口型式潜孔式2孔口尺寸m0.8×0.83底坎高程m1082.004设计水头m7.45总水压力kN476闸门自重t0.467埋件t0.58吊距m单吊点9操作方式动水启闭10铸铁闸门型号PGZ0.8×0.8-1511启闭机型式及容量QL-30-SD6.2供电设计柳稍湾水库放水塔启闭设备采用手电两用螺杆启闭机，手动作为启动备用，不需设柴油发电机组备用电源。电源由附近村庄引接，电压等级为380v，不设专用变压器，主要电气设备材料见表6-2。131 主要电气设备汇总表表6-2设备名称数量型号动力配电箱1台XL-21照明配电箱1面PxT-3-3×4380V输电线路600mLJ-25低压电力电缆50mYJV22-4×10低压电线30mBV-2.5PVC管40mDN32131 7施工组织设计7.1施工条件7.1.1工程条件柳稍湾水库位于富县北洛河一级支流的牛武川，距下游牛武镇7.5km，距富县城18km，水库右岸为309国道，对外交通方便，能满足本工程所需材料及大量货物运输的要求。工程所需水泥、钢筋、木材等物资材料拟从富县城购进；所需石料须从距坝址7.5km的牛武镇碾沟石料厂外运；混凝土粗骨料采用铜川市石料场的灰岩经人工粉碎后使用，质量指标均满足要求，运距较大；细骨料采用西安灞桥砂料，质量指标均满足要求，运距较大。坝体填筑可就近左坝肩斜坡土料。该工程砼量不大，用水量相对较小，施工用水可从水库取水，生活用水可从附近北咀头村通过水管接引至工地。施工用电接入当地电力线路即可满足施工需要。通讯线路在施工期间可向当地邮电部门申请接入工地。7.1.2自然条件柳稍湾流域属暖温带大陆性气候，年平均气温8.1℃，极端最低气温-20.8℃，极端最高气温35.7℃,多年平均降水量580mm，多集中在7~9月，降水量年际变化大，年内分配不均匀。柳稍湾水库距牛武川与北洛河汇合口约18km，坝址河谷呈“U”131 型，主流位于右岸。坝址区属鄂尔多斯台向斜的一部分。为黄土高塬丘陵沟壑区过渡地带。区内地质构造简单，岸层倾向南北，为缓倾的单斜构造。区内褶皱，断裂不发育，属构造稳定区。柳稍湾川谷底宽60～320m。河槽宽40～60m，沿河发育有一、二级阶地，分布不对称，左岸坡面比降1/7，右岸为黄土。坝址处地质构造比较单一，未发现断层褶皱，也未发现滑坡和塌岸。右岸岩露出高程1087.30m，左岸为黄土覆盖层。坝基上部是砂卵石层，下部为黄土层。7.2施工导流本工程为除险加固工程，涉及施工导流问题的是新建放水塔及迎水坡加固处理两项工程，可集中在同一基坑内施工，因此采取同一导流方式。7.2.1导流方式及导流建筑物根据柳稍湾水文特性，每年5月～10月为汛期，11月～次年4月为枯水期，结合工程施工规模和施工进度总安排，上游坝面护坡、放水塔基础处理工程宜在枯水期施工，采用枯水期围堰导流方式。围堰比较了土石围堰、麻袋土围堰、砼围堰等型式。土石围堰具有可就地取材、地基适应性强、造价低、施工技术简单、施工过程中即可投入运用等优点，故选定土石围堰型式。根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303—2004)的规定，本工程导流挡水标准采用重现期为5年的施工时段的总径流量。由于柳稍湾水库控制流域内无水文站，也无径流资料。故可利用与该流域径流特性相似的葫芦河流域张村驿水文站水文资料计算，查《延安市实用水文手册》葫芦河流域张村驿水文站的25年以上的雨量资料做为计算依据，采用其典型年5年重现期的雨量资料比较可靠，查《延安市实用水文手册》葫芦河河流域的径流系数为0.11。结合施工组织设计施工导流工程施工需要20天时间，根据分期施工的安排，挡水时段选在8月至9月。根据《延安市实用水文手册》的计算公式：—施工挡水期总径流量，万m3；131 —流域面积，km2；—施工挡水期的降水量，mm；—多年平均年径流系数。经过计算得施工挡水期的径流总量为2.8万m3。根据上述计算，设计堰顶高程1082.86m，库容4.2万m3，堰顶宽4.0m，上、下游坡比均为1：1，填筑量为972m3，围堰位置选择在原卧管和新建放水塔上游。砌筑上游坝坡干砌石时，利用原卧管放水，保持水位低于施工面，新修放水塔时再修围堰。待放水塔基础处理工作结束后，围堰开挖拆除，弃土运往弃渣场。7.2.2基坑排水基坑排水主要是来自围堰的渗水及机械耗用水，约7m3/d，选用1台50WQ15-8-0.75型潜水排污泵。7.3主体工程施工7.3.1大坝加固工程此项工程包括坝上游干砌石护坡、新建下游排水体及渗流排水沟、下游坝坡加固并种植草皮、坝下游排水沟维修理。（1）坝面清基坝面清基主要是对原坝坡及坝肩的腐植土、杂草等进行清理，采用人工清理、装土，用10t自卸车运往弃渣场。（2）干砌石主要是坝前护坡干浆砌石施工，主要以人工为主，机械为辅。石块采用翻斗车运输到施工平台，再用手推车从施工平台转运至施工现场。（3）下游坝坡植草护坡主要是坝下131 清除杂草、灌木和腐殖土等，对坝坡冲沟等进行人工补填平整，栽植适合当地生长的草皮。（4）渗流排水沟新建和坝坡排水沟维修新建渗流排水沟主要是人开挖排水沟，并采用M7.5浆砌石衬砌。坝坡排水沟维修主要是清除原排水沟内淤积物，对损坏的砌石进行补砌、勾缝。7.3.2溢洪道加固及跨溢洪道交通桥主要是溢洪道岸墙浆砌石加固，宽顶堰改造，底板改造，消力池改造以及新修穿越溢洪道的公路桥。7.3.3放水塔改建及工作桥工程主要工程内容包括新建放水塔和工作桥。(1)砌体拆除主要是原卧管砌体拆除。采用采用风镐凿除，凿除后的砼渣块用3.0m3装载机装车，经10t自卸汽车运往弃渣场。(2)砼灌注桩施工砼灌注桩的施工工艺流程图为：平整场地→构筑钻机平台→埋设护筒→钻机就位→钻进→清孔→安设导管溜槽等→浇筑砼→拨除护筒→养护。施工过程中应注意做好泥浆、钻渣和废水的处理工作。(3)砼浇筑主要是塔筒、工作桥排架和桥面板砼浇筑。砼采用翻斗车运输，吊罐入仓，插入式振捣器振捣密实。桥面板砼通过坝面运至施工场地后，手推车转运入仓。7.3.4放水洞加固工程(1)砼浇筑主要是放水洞内衬砼浇筑。砼采用翻斗车运输，手推车转运，人工入仓，插入式振捣器振捣密实。131 （2）浆砌石主要以人工为主，机械为辅。砂浆、石块采用翻斗车运输至施工现场。施工工序严格按《浆砌石施工技术规范》进行。7.4施工交通运输施工交通运输包括对外交通和场内交通两部分，对外交通主要担负施工期间外来物资的运输任务，场内交通是联系工地各工区、生产、生活区之间的交通和对外交通衔接。7.4.1对外交通工程对外通交通便利，水库右岸为309国道。7.4.2场内交通场内施工道路由左岸下游坝坡外较高的平坦地带至左岸坝肩道路和坝顶为主要施工道路，右岸坝肩至排水棱体道路为下游排水沟和新建排水棱体的施工道路，溢洪道左堤顶为辅助施工道路，路面宽5m，长约0.3km，泥结碎石路面。7.5施工工厂设施7.5.1施工辅助设施（1）砼拌合系统本工程砼用量较少，主要用在放水塔闸房及泄洪洞加固等部位，施工点较为分散。为减少砼平面运输距离，根据枢纽区地形条件，在右坝肩和溢洪道交接处坝顶设一台0.4m3的移动式拌合机，以满足放水塔闸房新建、泄洪洞加固所需砼用量。混凝土拌和系统由砼拌和站、水泥仓库、骨料堆放场和外加剂间组成。（2）其它辅企131 施工区对外交通较方便，计划设机械修理厂，综合加工厂，主要承担机械修理、钢筋加工、木材加工和模板制作等任务，主要由以下各部分组成：钢材加工车间、木材加工车间、仓库等，分设在坝下游平坦河谷较高处。7.5.2施工用水、用电系统（1）供水系统本工程用水包括生活用水和施工用水。生活用水为生活区和施工现场生活用水量之和，用水量为20m3/d；施工用水包括为现场施工用水、施工机械用水，用水量为40m3/d；总用水量为60m3/d。由于施工区距附近农村较近，生活用水可从附近村庄通过水管接引至工地，施工用水可就近采用50WQ20-40-7.5型水泵抽取库水经处理后使用。（2）施工用电和当地电力部门协调，接当地电力线路，在右坝肩布设1台160KVA变压器，向工地拌和站、施工区、生活区等施工用电负荷点供电。7.6施工总布置本工程为已成工程的加固，根据现场地形特点及实际情况进行施工场地布置。7.6.1布置原则（1）因地制宜，经济合理；（2）布置应有利于生产，方便管理；（3）在满足施工工艺前提下，尽量减少物资倒运。7.6.2施工分区布置（1）右坝肩地势平坦开阔，一些临时设施、部分施工单位临时驻地等设施均可利用此场地合理布置。（2）坝下游，地势平坦开阔，面积较大，交通方便，工程建设期间可作为建设单位、施工单位及设计单位的办公场所，也可将施工单位的临时生活区、生活福利设施和临时设施及停车场布置于此。（3）131 弃渣场，主要堆放临时施工道路开挖、坝坡上游、下游清基的弃料，弃渣场选在坝下游冲沟处，弃渣量约1.2万m3。按照上述布置，工程施工期生产、生活建筑面积及占地面积汇总见表7-1。生产、生活占地面积汇总表表7-1项目占地面积（m2）备注砼拌合站200综合木工加工厂80钢筋加工厂200弃渣场1000平均深4.5m仓库230水电设施200停车场等750施工道路810办公、生活470合计39407.7施工总进度7.7.1施工进度计划施工总进度计划编制应结合工程实际情况，本着以下原则：(1)严格执行基本建设程序，遵照国家政策、法令和有关规程规范；(2)力求缩短工程建设期，对控制工程总工期的项目，采取有效的技术和安全措施；(3)各项目施工程序前后兼顾、衔接合理、干扰少、施工均衡；(4)在保证工程质量与施工总工期的前提下，充分发挥投资效益。拟定总施工期为12个月，其中施工准备期3个月，主体工程施工期8个月，竣工验收1个月。具体控制性进度安排见表7—2。131 131 7.7.1.1准备期施工进度准备期的施工重点是水、电、通讯系统、场地平整、临时设施和施工道路。这是工程施工的前提，要求主体工程开工前（即第二年2月1日）全部完成。7.7.1.2坝体加固施工进度坝体加固施工程序较多，时间长，施工计划安排在2011年2月—8月，其中坝坡上游清基、护坡安排在第2011年2月—5前完成；下游坝坡植草、排水棱体及排水沟安排在2011年3月—8月。7.7.1.3溢洪道施工进度溢洪道加固安排在2011年3—5月，首先施工溢洪道下部可能遭遇洪水淹没部分和穿越溢洪道的公路桥，再施工溢洪道边墙上部。7.7.1.4放水塔、工作桥和闸门施工进度计划安排在2月—9月，其中闸门施工安排在2011年4月—5月，放水塔及工作桥施工安排在2011年7—8月。7.7.1.5放水洞施工进度放水洞施工安排在2011年6月—9月。7.7.1.6坝安全监测大坝安全监测安排在9月施工。7.7.2主要技术供应柳稍湾水库除险加固工程主要建筑材料为：土料、水泥、钢筋、木材、砂子、碎石、块石等。根据本工程的工程量，按照《水利水电建筑工程概算定额》计算工程耗用总工日2.37万个，高峰期上劳人数135人/日，平均上劳人数106人/日，本工程所需要的主要材料量见表7-2。131 主要材料量表7-2项目水泥(t)钢材(t)木材(m3)砂子(m3)碎石(m3)块石(m3)数量6717417134019645964主要施工机械见表7-3。施工机械表表7-3序号设备单位数量备注1T1-100推土机台121.0m3挖掘机台133m3装载机台14翻斗车辆4510t自卸汽车辆36插入式振捣器个67平板振捣器台2812T压路机台190.4m3移动式拌和机台210钻空机台111灌浆机台112钢筋切断机台113DN-22型电焊机台114灌浆机具套2131 8水库淹没及工程永久占地8.1水库淹没本次除险加固设计，经洪水复核，仍采用原来的正常蓄水位1087.7，淹没范围均在原征地范围内，故本次除险加固设计不再考虑水库的淹没问题。8.2工程永久占地本次柳稍湾水库除险加固都在原有工程占地范围内进行，没有新的永久占地。131 9环境保护设计9.1工程环境影响评价柳稍湾水库蓄水运行至今已38年，由于坝体质量原因渗漏严重，一直处于低水位运行。最高蓄水高程1083m。水库蓄水得不到有效的利用，造成水资源严重浪费。除险加固工程完成后，将消除水库枢纽多年存在的安全隐患，提高水库的防洪能力，对下游具有重要的防洪减灾作用；同时提高了水库调蓄能力和灌溉供水保证率，增强了水库抗御环境风险能力，使工程发挥更大的经济和社会效益。由于库区内无居民点和农田，同时也无矿产资源和珍稀保护动植物，因此工程除险加固后，水库蓄水位的恢复不会产生较大的淹没损失。并且水库多年运行已使库岸基本稳定，蓄水位的抬高仅可能产生少量塌岸，不会影响水库安全与正常运行。工程施工期存在一定的环境不利影响，主要表现在：施工期取土料、坡面清理、基础开挖以及施工临时占地等，将会扰动破坏原地貌植被；施工期将产生施工废水、车辆扬尘污染和机械噪声污染等；施工还将产生一定量的固体废弃物。但这些不利影响是比较小的，通过采取科学合理的防治措施，可以减小到最低程度。总体看，工程环境影响利大于弊，不存在制约本工程建设的重大环境因素，工程从环境角度可行。9.2拟采取的环境保护措施针对本工程对环境可能产生的不利影响，采取防治措施为：（1）工程建设期生态保护措施；（2）施工废水、大气、噪声污染等防治措施；（3）施工期固体废弃物处理措施；（4）施工期人群健康保护措施；（5）水库库岸保护措施等。131 9.3环境保护设计9.3.1施工废水处理措施施工废水包括生产废水和生活污水两部分。生产废水主要来自砼砂石骨料冲洗和施工机械冲洗排水等，废水中主要污染物为固体悬浮物，水质呈弱碱性。生活污水主要来自生活区日常生活排放的废水，废水中主要污染物为COD、阴离子洗涤剂等，有机物及细菌指标较高。根据不同性质废水，采取不同的处理措施。9.3.1.1生产废水处理措施施工生产废水包括：部分不合格砼骨料冲洗与施工机械车辆冲洗排水两部分。根据施工组织设计及主要工程量，各部分废水排放量如下：①部分不合格砼骨料及块石冲洗总量约0.3万m3，按冲洗用水为100L/m3，废水排放率为80%，预测废水排放量为240m3，排放期按8个月计，日最大排放量为1.0m3/d，废水中主要污染物为悬浮物，估算浓度为2000mg/L；②本工程需冲洗的施工机械及车辆约10台，按冲洗用水为0.5m3/辆（台），每周冲洗一次，将产生冲洗废水0.71m3/d，主要为含油废水。综上所述，施工期生产废水排放量最大为1.71m3/d，生产废水不含有毒物质，主要污染物为悬浮物SS，但直接排入下游河道，对水体有轻微影响，因此必须经过沉淀处理。根据本工程施工总布置，在大坝枢纽左坝肩和坝后左岸平台两个较大施工点修建生产废水沉淀池，对生产废水沉淀后回用，做到基本不外排。设计可在这2个较大施工区砼骨料、施工机械与车辆冲洗区修建截流沟，将生产废水汇集到沉淀池。每个点设2个沉淀池，交替使用，使废水有24h以上沉淀时间，沉清后回用。131 沉淀池呈方型，为简易土池，长宽比一般不小于4。池水澄清后，收集池内水面上的油污外运填埋，上层清水可回用，沉积于池中的泥沙应定期清理。根据各施工点废水排放量，确定沉淀池主要设计参数见表9-1。施工区生产废水沉淀池设计要素表表9-1施工区位置生产废水排放量（m3/d）沉淀池有效容积（m3）沉淀池规格(L×B×H)沉淀池个数沉淀池类型左坝肩施工集中点132×1.5×1m2个土池坝后施工集中点0.732×1.5×1m2个土池9.3.1.2生活污水处理措施生活污水主要来自施工生活区食堂、洗浴等生活设施排水，本工程施工总工期为12个月，施工区平均上劳人数为30人/d，生活污水的排放指标按40L/人·d，则施工期间平均排放量为1.2m3/d。生活污水日排放量较小，主要污染物为BOD5、COD、表面活性剂等，其毒理性指标低，但有机物和细菌指标较高，未处理时COD排放浓度达300mg/L以上，直接排放对水环境有一定影响。根据河道水功能区划：柳稍湾水库以下为农业用水区，水质保护标准为《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类，相应污水排放标准执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准，因此，生活污水必须经处理后才能排入柳稍湾下游。由于施工期生活污水产生量相对水库管理站原生活污水产生量有所增长，因此，设3个沉淀池，交替使用，使废水有24h以上沉淀时间，沉清后排放，污泥定期清运到渣场填埋。9.3.2施工大气污染防治措施本工程属非污染生态项目，对大气环境影响较小。131 根据工程特性，施工对大气的环境影响主要来自施工运输车辆扬尘、取料场开挖粉尘、施工机械及运输车辆的尾气排放等。对大气环境影响较重的为扬尘，根据类比预测施工期道路两侧TSP浓度可达到10mg/Nm3，影响土料场至坝址的施工道路区等，设计采取如下防治措施如下：（1）对施工中产生粉尘较大的取土料场采取定点喷水湿法作业。（2）每天定时对料场至坝址以及施工场区道路洒水、清扫，总长约1.5km，洒水频率按每3小时一次，给运输车辆加盖蓬布、采用湿法作业、密闭运转，减轻车辆二次扬尘。（3）对于施工点粉状物料的加工，尽量减少震动，降低粉尘；并对现场施工人员配发口罩，做好劳动卫生保护。9.3.3固体废弃物处理措施施工固体废弃物包括施工弃渣和施工人员生活垃圾两部分。根据工程土方平衡计算，工程总计产生施工弃渣1.2万m3，主要来源为大坝坡面清理、放水塔开挖及施工道路修建。施工弃渣应按水土保持方案设计，将弃渣运至坝后1.0km处的支沟内，占地约0.5公顷，分层平铺压实后，顶部采取植物措施。工程施工期每天产生生活垃圾约0.08t，施工期内生活垃圾总量为35t。根据施工总布置，在坝址区水库管理站附近布设一定数量的垃圾桶，安排专职卫生清洁人员定期打扫处理垃圾，每月用专车将生活垃圾统一运往弃渣场淹埋处理。9.3.4噪声污染防治措施本工程建设区位于山沟内，周围为农田和园地，距离居民区较远，施工区声环境质量现状良好，符合《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）1类标准。131 经对施工区沿线声环境现状调查，施工地段沿线没有重要机关单位、学校、居住区等声环境敏感点，工程声环境影响极小。工程施工噪声影响点主要是对处于施工作业场区内的施工人员的影响。施工期噪声主要来自机械及运输车辆，如砼搅拌机、挖掘机、振动器以及载重汽车等，其对施工人员的影响主要通过加强管理来减免，应使施工作业场地边界昼间噪声不能超过75dB(A)。防治措施如下：（1）对于一些产生强噪声的施工区或加工区周围可以采取建立临时隔声板来降低噪声污染；（2）加强施工人员个人保护，对于处强噪声作业现场人员发放耳塞、耳罩等；（3）施工运输车辆经过村庄时要减速缓行，控制鸣笛，建议夜间22：00至次日6：00停止施工。通过采取以上措施，可以满足施工噪声污染控制标准《建筑施工场界噪声限值》（GB12523-90）的有关要求。9.3.5施工期生态保护设计工程建设期因开挖活动将会扰动破坏原地表植被面积4.80公顷，由于工程区地处重要的农业生产基地区，保护好该区土壤植被生态系统，对于保障该区农业持续健康发展具有重要作用。工程施工期应采取科学、合理、有效的措施尽可能减少占用农田，减少开挖破坏面积，减少植被损坏，防治工程引起的水土流失，保护区域生态环境功能。具体采用以下措施：（1）优化施工工艺对于开挖土方做到边弃边回填利用，减少弃土临时占压土地。在土料场取料时，做到即挖即运即填筑。施工布置及临时设施搭建，要减少对农田植被占压破坏，防止施工区出现新增水土流失。（2）开挖面渣场整平绿化131 左坝肩料场取土结束后，要对取料坑凹及时平整，并复垦利用，总计土地平整面积0.60公顷。弃渣场应分层平铺压实，并对渣场表层进行植树种草绿化，树种可选择杨树、刺槐等，草种可选三叶草等，以防止雨季边坡滑塌，产生水土流失。（3）绿化美化措施要对工程建设损坏的树木按照“损一补一”的原则，在左右坝肩附近、改建道路两侧以及水库管理站旁等进行补栽。改建道路两侧栽植两排防护林带，树种可选用杨树等，左右坝肩附近可栽植乔灌木绿化，树种可选旱柳、酸枣等；在水库管理站周围可栽植泡桐，美化环境。总计种树700株。（4）场地清理措施在施工区道路、阶地、沟道内临时堆渣堆料不能阻碍交通，不能阻碍沟道排洪，不能产生次生水土流失危害等现象；一切因施工开挖、取料造成的裸露面及道路护坡，均应防护或恢复植被，以防雨季冲刷、塌方造成水土流失；施工结束后及时拆除临时房屋和生产设备，应彻底清除施工场地上所有渣土、砼、废旧机械构件，并对现场平整恢复土地原有功能。9.4环境保护投资概算依据有关水利工程环境保护设计概（估）算编制规定，环境保护投资共包括环境保护防治费、环境监测费、环境设备与安装费、环境保护临时费、独立费用及其它费用。环境保护措施工程量、人工及主要材料概算单价按目前市场价取定，并参照已有工程费用标准及工程初步设计概算定额与单价标准，经计算本工程环境保护费为7.51万元，详见表9-2。131 环境保护工程总估算表表9-2序号工程或费用名称单位数量单价（万元）总计（万元）一环境保护措施费　　　3.051水库塌岸防治　　　0.40　营造防护林万株0.073.000.21　种草固坡公顷0.121.600.192垃圾外运处理t350.051.753生产废水沉淀处理万m30.12.000.204人群健康保护人700.010.70二环境监测措施　　　1.60　施工废水监测次80.100.80　环保设施监测次80.100.80三环保设备与安装　　　1.35　垃圾收集装置个70.050.35　劳动保护用皮万件0.52.001四临时工程%2一至二合计0.09五独立费用　　　1.051建设管理费%5一至四合计0.302工程建设监理费按发改价格[2007]670号文计算0.143科研勘测设计费%10一至四合计0.615工程质量监督费　　　　六预备费　　　0.36　基本预备费%5一至五合计0.36　价差预备费　　　　　合计　　　7.51131 10水土保持设计10.1水土流失防治分区及总体布局10.1.1水土流失防治分区工程属建设类项目的点式工程，其水土流失防治责任范围包括项目建设区和直接影响区，相应的水土流失防治分区应按水土流失特征、施工区布置及防护措施相同或相近的原则予以划分。本阶段确定水土流失防治分区划分为“枢纽防治区、弃渣场区、取土场区、临时生产生活区、道路防治区”共5个区。其中渣场区、料场区确定为防治重点区。10.1.2水土保持措施总体布局按照水土流失防治责任范围，针对水土流失防治各分区主体工程建设的特点及本阶段工程设计，提出水土保持措施总体布局，制定相应的的防治措施体系，详见表10-1。水土保持措施总体布局表表10-1水土流失防治分区水土保持措施措施类型备注Ⅰ区枢纽防治区①大坝上游坡砌护；②大坝下游坡草皮护坡；工程植物Ⅱ区弃渣场防治区①分层平铺压实；②土地平整；③渣顶坡面绿化。工程植物Ⅲ区取土场防治区①尽量减少开挖量和扰动面积；②表层土保存；③场地平整；④土地复垦。工程植物Ⅳ区临时生产生活防治区①施工管理；②预防保护；③场地平整；④恢复植被。工程植物Ⅴ区道路防治区①路面泥结石硬化；②路基排水；③道路绿化。工程植物131 10.2水土流失防治分区措施设计10.2.1枢纽防治区水土保持措施（Ⅰ区）主体工程区包括大坝、放水洞、溢洪道等部位，在主体工程设计中已采取了砌石护坡、草皮护坡、排水沟等防护措施。另外在坝肩衔接处种植紫花苜蓿、小冠花，采用点播播种方法，以控制水土流失。绿化种草总面积为1.1公顷，播种量2.3kg。10.2.2弃渣场防治区（Ⅱ区）根据工程土石方平衡计算，本工程总计弃渣量为1.2万m3，经实际踏勘，弃渣场选择在距离坝后1.0km处的左岸支沟内，渣场占地0.5公顷。渣场地处低凹旱坡地，附近无河沟，对弃渣不需设置拦挡措施，只需将运来的弃渣采用履带式推土机推平压实。渣体外边坡控制在30°左右，顶部栽植柠条、紫穗槐，株行距1×1.5m；渣体外边坡种植紫花苜蓿、小冠花，采用点播播种方法，以控制水土流失。绿化总面积为0.5公顷，其中植树700株，种草0.1公顷，播种量2kg。10.2.3取土场防治区（Ⅲ区）取土场位于大坝左岸的黄土台塬上，距坝址约800m，占地0.62公顷，土料质量及储量满足填筑需求。取土场水土保持措施设计如下：（1）料场工作面开挖前，先将表层土1.5m清理并集中存放，并在料场周围布设临时截水沟对取土工作面进行保护；（2）采用推土机分层推土，即推即运，即填筑，减少堆料。取料结束后，随即对取料工作面进行土地平整，再将集中存放的表土恢复还原，将开采作业面复垦造田利用；（3）在取料场平整形成的田块四周塬岸栽植两行刺槐131 ，营造农田防护林。以达到防止水土流失，改善生态环境，提高土地利用率的目的。取土场总计需要土地复垦面积0.62公顷，植树550株。10.2.4临时生产生活区（Ⅳ区）根据施工组织设计，施工临时生产生活区分别布置于坝后左岸平台和水库左坝肩附近。详见表10-2。施工生产生活区布置范围表10-2位置占地面积（公顷）占地性质占地类型备注左坝肩开阔处0.29临时坝址区空地施工人员生活区砼拌和区堆料区综合加工厂坝后左岸开阔处0.1临时建筑用地施工人员生活区布置砼拌和区堆料区综合加工厂（1）左坝肩生产区防治措施主要满足上、下游坝坡防护等工程所需，拟将砼拌合系统、综合加工厂、材料堆放及临时仓库布置在这里。施工结束后，需要对场地实施废渣清理，场地平整。因该处位于大坝枢纽区，为美化坝址区景观，应采取植被恢复措施，可撒播小冠花等。总计需平整场地0.15公顷，播种量3kg。（2）坝后左岸生产区防治措施主要满足输水洞、坝后培土、反滤棱体改建等施工所需，主要布置砼拌合系统、综合加工厂、材料堆放及临时仓库等。施工结束后，也要对场地实施废渣清理，场地平整，并采取植被恢复措施，可撒播小冠花。总计需平整场地0.16公顷，播种量3kg。131 10.2.5道路防治区（Ⅴ区）场内临时道路布设在右坝肩至上下游坝坡处，临时道路总长0.3km，路宽5.0m，路面为泥结石路面，为防治临时道路产生水土流失，水保措施如下：①在路基单侧布设排水沟，沟深0.5m，底宽0.3m，边坡1：1；②定期清除道路边坡和路基出现的松散土石，及时清理施工道路上散落的弃渣，雨季之后要对施工道路进行平整，防止出现坑洼路面，减少降雨造成道路陷坑塌方等侵蚀灾害；本部分工程量为：种树2000株，简易土渠排水沟2.0km，紫花苜蓿播种量10kg。10.3水土保持工程量及实施进度安排根据上述各分区水土保持措施，计算本工程水土保持措施工程量，安排水土保持措施实施进度计划。由于水土流失主要发生在工程施工期，因此水土保持措施实施进度计划应与主体工程施工同步实施。应首先安排工程性水土保持措施，其次是实施植物及土地整治措施，完成水土保持综合防治体系。详见表10-3。水保措施工程量汇总及进度计划表表10-3项目单位数量第一年备注枢纽工程防治区坡面平整公顷1.11.1点播种草公顷1.11.1抚育、管理弃渣场防治区弃渣外运万m30.90.9弃渣分层碾压万m30.90.9土地平整公顷0.50.5种植灌木株700700点播种草公顷0.10.1取土场防治区覆土公顷0.620.62土地复垦公顷0.620.62种植乔木株550550临时生产生活防治区场地平整公顷0.310.31撒播种草公顷0.310.31道路防治区简易土质排水沟km2.02.0场地疏松平整公顷0.230.23种植灌草公顷0.230.23栽植行道树株20002000131 10.4水土保持投资概算根据陕计项目[2000]1045号文《陕西省水利水电工程概（预）算编制办法及费用标准》以及水利部水总[2003]67号文《水土保持工程概（估）算编制规定和定额》，按2010年一季度价格水平年编制，经计算本工程水土保持措施费为14.77万元，详见表10-4。131 水土保持工程总估算表10-4序号工程或费用名称建安工程费栽（种）植费苗木、草、种子设备费独立费用合计　第一部分工程措施费9.70　　　　9.701弃渣防护工程1.80　　　　1.802道路排水工程2.30　　　　2.303坡面修整工程2.30　　　　2.304土地整治工程1.50　　　　1.505场地疏松平整0.70　　　　0.706施工区生态保护1.10　　　　1.10　第二部分林草措施　0.921.38　　2.301植树工程　0.280.42　　0.702种草工程　0.640.96　　1.60　第三部分临时工程费　　　　　0.361临时防护工程　　　　　　2其他临时工程%3.00一至二部分合计0.36　第四部分独立费用　　　1.981建设管理费%2一至三部分合计0.252工程建设监理费按发改价格[2007]670号文计算0.313科研勘测设计费　　　1.243.1科研试验费　　不计列　3.2勘测设计费%10一至三部分合计1.244水土保持监测费%1.5一至三部分合计0.195工程质量监督费　　不计列　　第五部分预备费　　　0.431基本预备费%3一至四部分合计0.432价差预备费　　　　　合计　　　14.77131 11工程管理11.1管理机构柳稍湾水库1999年前管理机构为柳稍湾水库管理站，隶属富县水利水保局领导，负责水库枢纽的日常管理和调度运用，经费来源为差额预算单位，工程维修、管理费主要由县财政拨付。1999年后由于机构改革，柳稍湾水库属县级管理，牛武镇政府具体负责，落实2名人员长年驻坝守护，负责水库出水量的调配管理和零星维修，人员工资及维修费用由镇政府自行解决。水库防汛采用县、乡、村、组四级联防抗洪体制，抗洪抢险实行统一调度指挥，分级分部门层层落实责任制。根据水利部1981年颁布的《水库工程管理单位编制定员试行标准》(SLJ705-81)中的有关规定,结合目前柳稍湾水库的实际情况，水库除险加固后必须建立管理站、健全管理机制，遵循现行的规范、规程，补充完善水库管理制度，使水库的管理工作走向科学化、规范化和制度化，以确保水库长期、安全运行。但为了提高水库管理工作的效率，减少水库的管理成本，水库运行设管理人员4人，其中站长1人，工程管理3人。这就要求管理站对水库管理人员要实行定岗定员，消除管理漏洞，加固后的水库常设管理机构人员编制和组成见表11-1。柳稍湾水库编制定员表表11-1类别人数备注1.站长12.工程管理3合计411.2管理办法水库管理站依照国务院颁布的《水法》、《水库大坝安全管理条例》，制定出全面、规范的水库工程安全运行、管理制度。同时要重视技术资料的保存管理，并按富县水利局的规定将有关资料报送局有关科、室。131 11.3管理设施更新水库管理用房、通讯手段等管理设施已使用多年，目前已陈旧破损，且配套设施不全，需要更新完善。11.3.1安装通讯设施水库管理站目前对外无联络通讯设施和手段，防汛调度工作很难展开。为确保水库安全渡汛，需配备固定电话一台。11.3.2管理设施改造水库管理站办公、生活用房均建于1970年，经过近38年的风雨考验，这些房子已破败不堪，漏雨、透风现象严重，有一半以上已成为危房。为了加强工程管理，确保水库运行安全，本次计划改建管理和仓库用房104.46m2，管理和仓库用房共计5间，采用砖砼平房结构，同时建设围墙、大门等附属设施。11.4管理人员业务培训本次除险加固设计对大坝安全监测部分增设或补充完善了坝体变形、渗流、水位等常规观测项目，要求管理人员要具有相应的专业技术水平。为了作好大坝的观测工作，提高观测的精度和质量，作好观测记录和资料整编，对大坝观测人员进行系统的业务技术培训很有必要。为此，管理站应选派有关人员参加“大坝安全监测”培训，并到已有此类项目的水库大坝管理单位进行实习、锻炼。131 12设计概算12.1工程概况本次除险加固工程项目主要包括：大坝加固工程、排水棱体改建、溢洪道改造工程、放水设施改造工程、大坝安全监测工程等。工程主要工程量：土方开挖17601m3，土方回填23790m3，砌筑干砌石3307m3，砌筑浆砌石964m3，浇筑砼1294m3。主要材料用量：水泥671t，木材17m3，钢材74t，砂子1340m3，碎石1964m3，块石5964m3，柴油42t，共需工日2.37万个。工程静态总投资682.66万元，总投资682.66万元。12.2编制原则及依据12.2.1编制原则投资概算编制主要依据①陕西省计委以陕计项目[2000]1045号文颁发的《陕西省水利水电概(预)算编制办法及费用标准》②陕西省发改委陕发改价格[2009]821号文颁发的《关于陕西省水利水电工程概预算编制办法及费用标准（2000版）调整意见的批复》。12.2.2编制依据㈠定额依据⑴建筑工程采用陕计项目[2000]1045号文颁发的《陕西省水利水电建筑工程预算定额》，并按规定扩大5%作为概算定额。⑵安装工程采用陕计项目[2000]1045号文颁发的《陕西省水利水电安装工程预算定额》，并按规定扩大5%作为概算定额。对于定额不足部分，安装费按设备价的15%计算。131 ⑶施工机械台班费采用陕西省水利厅陕水计[1996]140号文颁发的《陕西省水利水电工程施工机械台班费定额》,并按《2000办法及标准》规定，将其Ⅰ类费用乘以1.15的调整系数。㈡基础单价⑴人工单价技工46元/工日，普工38元/工日⑵材料价格主要材料与地材的材料原价和运杂费根据当地实际调查资料确定，材料的采购及保管费率采用4%。次要材料价格采用工程所在地2010年第2期材料信息价。⑶设备价格按设备原价按市场价计列，运杂费按设备原价的7%计列，采购保管费取设备原价与运杂费之和0.7%，运输保险费费率为5‰。㈢费用计算标准⑴其他费用:人工、材料和机械费用之和乘定额中的其他费费率。⑵其他直接费：基本直接费乘其他直接费费率,建筑工程7.5%，安装工程8.7%。⑶间接费：按人工费乘以间接费费率计算，间接费费率按《2000办法及标准》执行，见下表131 间接费取费标准序号工程类别取费基础间接费率（%）一建筑工程1机械化施工的土石方工程直接费172一般土方工程人工费403一般石方及砂石备料工程人工费554砼工程人工费1405钻孔灌浆工程人工费1406辅助工程人工费75二设备安装工程人工费150⑷利润：直接费和间接费之和乘利润率，利润率5.5%。⑸税金：按直接费、间接费、利润之和的3.22%。⑹价差：按概算价与规定价之差乘用量再乘(1+税率)计算。㈣临时工程⑴导流工程：按设计工程量乘单价计算。⑵施工交通工程：按设计工程量乘单价计算。⑶临时房屋建筑工程：按设计工程量乘单价计算，仓库150元/m2,工棚200元/m2。⑷施工供电工程：不计列。⑸其他临时工程：按一至四部分建安工作量的4%计算。㈤费用⑴建设管理费①建设单位开办费：不计列。②建设单位管理费：按陕发改项目（2009）821号文计算。③项目管理经常费：按陕发改项目（2009）821号文计算。131 ④工程监理费：按发改价格[2007]670号文颁发的《建设工程监理与相关服务收费标准》计算。⑤招标代理费：执行原国家计划委员会《招标代理服务收费管理暂行颁发》（计价格[2002]1980号）的规定，按差额定率累进法计算。⑥联合试运转费：不计列。⑵生产准备费不计列。⑶科研勘察设计费①工程科学研究试验费：按建安工程费的0.5%计算。②项目经济技术评估费：按建筑和安装工程费（不含设备费）的0.5%计算。③勘察设计费：设计费按建安工程费的4%计算，勘察费按建安工程费的3%计算。⑷建设及施工场地征用费①永久占地：不计列。②临时占地：按3000元/亩.年计算。⑸其他①预算定额编制管理费：根据财综[2008]78号文不计列该项费用。②工程质量监督检测费：根据财综[2008]78号文不计列该项费用。③工程保险费：按一至四部分投资的5‰计算。④其他税费：土地复垦费5元/m2。12.3工程总概算表12.4永久工程综合概算表131 项目总概算表单位：万元序号工程或费用名称建筑工程费安装工程费设备费其他费用预备费合计占基本费用％I水工建筑物　　　　　　　1建筑工程475.82　　　　475.8275.662机电设备及安装工程　0.384.45　　4.830.773金属结构设备及安装工程　1.173.9　　5.070.814临时工程52.84　　　　52.848.45费用　　　90.37　90.3714.37　基本费用528.661.558.3590.37　628.931006预备费　　　　31.4531.4556.1基本预备费　　　　31.4531.4556.2价差预备费　　　　　　　7建设期还贷利息　　　　　　　　静态总投资528.661.558.3590.3731.45660.38105　总投资528.661.558.3590.3731.45660.38105II水库淹没补偿费　　　　　　　1农村部分补偿费用　　　　　　　2城（集）镇迁建补偿费用　　　　　　　3工业企业迁建补偿费用　　　　　　　4专业项目恢复改建补偿费用　　　　　　　5防护工程费用　　　　　　　6库底清理费用　　　　　　　7其他费用　　　　　　　8预备费　　　　　　　9有关税费　　　　　　　　静态总投资　　　　　　　　总投资　　　　　　　III水土保持工程　　　14.77　14.772.35IV环境保护工程　　　7.51　7.511.19　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　V工程总投资合计　　　　　　　　静态总投资528.661.558.35112.6531.45682.66131 108.54　总投资528.661.558.35112.6531.45682.66108.54131 永久工程概算表单位：万元编号工程名称建筑工程费设备费安装费合计机电设备金属结构小计机电设备金属结构小计1大坝加固工程244.66　　　　　　244.662溢洪道改造工程165.75　　　　　　165.753放水设施改造工程37.40.873.94.770.381.171.5543.724大坝安全监测工程6.523.58　3.58　　　10.15其他附属设施17.67　　　　　　17.676380v输电线路3.82　　　　　　3.82　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　7合计475.824.453.98.350.381.171.55485.72131 13国民经济评价及效益分析13.1评价依据及参数13.1.1评价依据⑴水利部的《水利建设项目经济评价规范》（SL72-94）（以下简称《评价规范》）。⑵国家计委及建设部颁发的《建设项目经济评价方法及参数》（第三版）。⑶本项目报告中的有关章节。13.1.2基本参数依据《评价规范》和本工程实际所确定的主要参数为：⑴社会折现率为Is=8%；⑵计算期：工程计算期为41年，其中建设期1年，正常运行期40年；⑶资金时间价值计算的基准点定在建设期的第一年年初，投入物和产出物均按年末发生结算；⑷本工程静态总投资682.66万元，工程总投资682.66万元；⑸工程总投资见表13-1；131 工程总投资表表13-1单位:万元编号序号工程或费用名称建筑工程费安装工程费设备费费用预备费合计占基本费用%1Ⅰ主体工程　　　　　　　2一建筑工程475.82　　　　475.8275.73二机电设备安装工程　0.384.45　　4.83　4三金属结构设备安装工程　1.173.90　　5.070.85四临时工程52.84　　　　52.848.46五费用　　　90.37　90.3714.47　基本费用528.661.558.3590.37　628.93100.08　预备费　　　　31.4531.455.09　基本预备费（5%）　　　　31.4531.455.010　价差预备费P＝0　　　　　　　11　建设期还贷利息　　　　　　　12　静态总投资528.661.558.3590.3731.45660.38105.013　总投资528.661.558.3590.3731.45660.38105.014II水库淹没补偿费　　　　　　　151农村部分补偿费用　　　　　　　162城（集）镇迁建补偿费用　　　　　　　173工业企业迁建补偿费用　　　　　　　184专业项目恢复改建补偿费用　　　　　　　195防护工程费用　　　　　　　206库底清理费用　　　　　　　217其他费用　　　　　　　228预备费　　　　　　　239有关税费　　　　　　　24　静态总投资　　　　　　　25　总投资　　　　　　　26III水土保持工程　　　14.77　14.772.327IV环境保护工程　　　7.51　7.511.228　总投资　　　　　　　29V工程总投资合计　　　　　　　30　静态总投资528.661.558.35112.6531.45682.66108.5131 31　总投资528.661.558.35112.6531.45682.66108.513.2费用估算改造项目费用包括固定资产投资和年运行费。⑴固定资产投资固定资产投资是完成续建配套节水改造项目所需要的建设费用。按《水利建设项目经济评价规范》（SL72-94）的规定，对固定资产投资进行调整，调整后国民经济评价的固定资产投资为648.53万元。⑵年运行费见表13-2。经计算本项目年运行费为23.64万元。工程年运行费计算表表13-2单位：万元序号费用名称计算依据金额1工资2福利费3材料燃料及动力费按有关资料估列15.004维护修理费648.53万元×1.0%6.495其他费用21.49万元×10%2.15合计23.64⑶设备更新费工程建成后第21年进行设备更新改造。13.3效益计算13.3.1防洪效益防洪效益指由于水库修建减免了洪水灾害而避免的损失，主要计算作物受淹没损失。柳稍湾水库一旦溃坝，将冲毁309国道，直接危胁下游牛武镇、茶坊镇及富县县城安全，淹没耕地1.2万亩，经济损失巨大131 。通过目前比较常用的防洪效益频率计算法，得出柳稍湾水库加固前多年平均损失79.24万元，加固后平均(防洪标准3.3%)损失为2.62万元，相差76.62万元，受灾折减系数按0.77考虑时，则该水库加固后防洪效益为59万元。13.3.2灌溉效益柳稍湾水库除险加固工程实施后，可改善灌溉面积0.15万亩，按灌区作物种植比例计算的净效益为73万元，见表13-3项目区作物灌溉净效益计算表表13-3序号项目名称单位玉米烤烟糜子合计1改造前　　　　　　种植比例%63298100　种植面积万亩0.0940.0440.0120.150　亩产量Kg/亩300120170　　总产量万Kg285235　单价元/Kg1.6014.002.50　　总效益万元457051202改造后　　　　　　种植比例%60355100　种植面积万亩0.0890.0530.0080.150　亩产量Kg/亩440170260　　总产量万Kg399250　单价元/Kg1.6014.002.50　　总效益万元6212651933改造前后增加净产值万元1756073根据本工程实际，灌溉效益分摊系数按0.4计算，则灌溉工程效益为29.20万元。13.4国民经济评价131 由以上分析计算的基本数据，并根据《评价规范》中有关评价指标的计算规定分析计算，国民经济效益费用流量表见附表13-1，计算成果见表13-4。国民经济评价指标汇总表表13-4序号项目单位指标1效益现值万元978.712费用现值万元865.053经济内部收益率EIRR%10.44经济净现值ENPV万元113.665经济效益费用比EBCR1.13由表13-4计算成果可以看出，本工程的经济内部收益率大于社会折现率8%，经济净现值大于零，经济效益费用比大于1,故本工程在经济上是合理的。131 国民经济效益费用流量表附表13-1单位：万元序号项目建设期正常运行期合计123-212223-40411效益流量B　88.2088.2088.2088.20154.65　1.1灌溉效益　29.2029.2029.2029.2029.20　1.2防洪效益　59.0059.0059.0059.0059.00　1.3固定资产余值　　　　　66.45　1.4流动资金余值　　　　　　　2费用流量表C648.5323.6423.6439.6423.6423.64　2.1固定资产投资648.53　　16.00　　　2.2年运行费　23.6423.6423.6423.6423.64　2.3流动资金　　　　　　　3净效益流量（B-C）-648.5364.5664.5648.5664.56131.01　4累计净效益流量-648.53-583.97642.67691.231853.311984.32　①i=8%　　　　　　　　折现系数0.9260.8578.2540.1851.7250.043　　Bs　75.59728.0016.32152.156.65978.71　Cs600.5420.26195.127.3340.781.02865.05　Bs-Cs-600.5455.33532.888.99111.375.63113.66②i=14%　　　　　　　　折现系数0.8770.7695.0370.0560.3590.004　　B-C-568.7649.65325.192.7223.180.52-167.50131 　评价指标经济内部收益率10.4%经济效益费用比1.13经济净现值113.66万元131'