关山水库除险加固初步设计报告

'湖南省csx关山水库除险加固工程初步设计报告笑嘻嘻水利水电勘测设计院2010年08月 证书等级：乙级证书号码：XXX颁证机关：建设部院长：副院长：设计负责人：参加设计人员：笑嘻嘻水利水电勘测设计院2010年09月目录 关山水库工程特性表11综合说明11.1概述11.1.1水库工程位置11.1.2工程任务与规模11.1.3主要效益21.1.4枢纽主要建筑物及特性参数31.1.5工程的简要建设过程41.1.6目前水库存在的主要问题51.1.7除险加固的必要性61.1.8大坝安全鉴定主要结论71.2水文及调洪演算91.3地质101.4工程任务及规程111.5除险加固设计121.5.1除险加固工程项目121.5.2除险加固措施131.6水土保持和环境保护161.7工程管理161.7.1管理机构161.7.2大坝运行161.7.3大坝安全监测161.8施工171.8.1施工导流171.8.2施工进度171.9工程概算172水文及调洪演算192.1基本情况192.2气象情况19 2.3设计暴雨192.4设计洪水212.4.1设计净峰流量及汇流时间212.4.2地下径流的洪峰流量222.4.3入库洪水过程线222.4.4入库洪水总量232.4.5成果合理性分析232.5调洪演算232.5.1调洪复核原则232.5.2调洪演算的基本方程242.5.3调洪演算的基本资料及来源242.5.4调洪演算结果252.6水库抗洪能力复核262.6.1水库大坝顶部高程复核262.6.2溢洪道控制段顶部高程复核272.6.3泄洪安全分析272.7防洪标准复核结论293工程地质313.1概述313.1.1地勘工作概况313.1.2大坝基本结构及主要工程地质问题323.2工程区地质概况333.2.1地形地貌333.2.2地层岩性333.2.3地质构造及地震343.2.4不良地质现象343.2.5水文地质条件343.3工程枢纽工程地质条件评价及工程质量问题353.3.1坝基（肩）工程地质条件评价及工程地质问题35 3.3.2附属建筑物区工程地质条件评价及工程隐患353.4坝体工程质量及存在的问题373.4.1坝体填筑质量373.4.2大坝分区383.5物理力学指标建议值393.6天然建筑材料423.7结论与建议424除险加固设计444.1工程任务和规模444.2主要加固项目444.3设计依据464.3.1工程等别与建筑物级别464.3.2设计基本资料464.4加固设计484.4.1挡水建筑物484.4.2泄水建筑物734.4.3输水建筑物794.4.4其他建筑物904.4.5安全监测设计925水土保持与环境保护设计955.1水土保持设计955.1.1水土保持现状955.1.2工程施工过程中的水土流失预测955.1.3防治责任范围及措施955.2环境保护设计965.2.1污水排放影响965.2.2空气环境影响965.2.3声环境影响975.2.4交通影响97 5.2.5生活垃圾影响975.2.6人群健康影响975.2.7工程占地影响975.3环境保护对策意见985.3.1生产废水及生活废水985.3.2大气985.3.3施工噪声源985.3.4固体废弃物995.3.5人群健康995.3.6交通995.4环境监测995.4.1站网布置995.4.2监测项目及测频995.5环保投资概算1006工程管理设计1016.1工程管理现状1016.2工程管理设计依据1016.3管理机构及人员编制1016.4管理范围与保护范围1016.4.1管理范围1016.4.2保护范围1026.5工程管理设施1026.5.1大坝安全监测系统1026.5.2大坝管理房屋设计1056.6工程管理运用1056.6.1水库调度原则1066.6.2建筑物的检查及维修管理制度1066.6.3工程监测项目、方法及资料整理1067施工组织设计107 7.1施工条件1077.1.1工程条件1077.1.2自然条件1097.1.3对外交通运输1097.1.4场内交通运输1097.1.5办公场所1107.1.6施工辅助企业1107.2施工导流1107.3料场的选择和规划1117.4主要除险加固工程施工1117.4.1大坝灌浆处理方法1117.4.2混凝土工程施工1137.4.3砼拆除1147.4.4坝体培厚施工1147.4.5堆石棱体工程施工1147.4.6浆砌块石施工1147.4.7干砌块石施工1157.4.8回填灌浆1157.4.9草皮护坡1157.5施工总布置1157.6施工总进度1167.6.1安排原则1167.6.2施工分期1168工程概算1188.1编制说明1188.2编制依据1198.3基础单价1218.4独立费用1218.5移民和环境部分121 8.6投资概算总表122 关山水库工程特性表序号指标名称单位原设计加固前（安评）加固后（初设）一水文1坝址以上控制集雨km21.311.311.312干流长度km1.601.601.603干流平均坡降‰2020204正常蓄水水面面积亩576576576二水库　　　　1水库水位　　　　　校核洪水位(0.33%)m71.4771.4771.47　设计洪水位m71.40（p=2.0%）71.40（p=2.0%）71.30(p=3.33%)　正常蓄水位m70.570.570.5　死水位m50.3850.3852.782库容　　　　　总库容万m3322310.8310.8　正常蓄水位库容万m3290290290　死库容万m315.515.5403洪水　　　　3.1设计洪峰流量m3/s13.8（p=2.0%）13.8（p=2.0%）11.2(p=3.33%)　设计下泄流量m3/s2.22（p=2.0%）2.22（p=2.0%）2.15(p=3.33%)3.2校核洪峰流量(0.33%)m3/s19.2519.2516.2　校核下泄流量(0.33%)m3/s3.573.572.89三主要建筑物　　　　1大坝　　　　1.1主坝　　　　　型式　均质土坝均质土坝均质土坝　坝顶高程m737373　最大坝高m181818　坝顶宽m666　坝顶轴长m2102102102溢洪道　　　　　型式堰型　正槽溢洪道正槽溢洪道正槽溢洪道　总长m138138138　堰顶高程m70.570.570.5 　断面尺寸m2.0×1.42.0×1.42.0×1.4　消能方式　末端无消力池末端无消力池消力池3输水建筑物　　　　3.1高涵　　　　　全长m　4040　断面型式　　城门拱形城门拱形　断面尺寸m　1.6×1.2（高×宽）1.6×1.2（高×宽）　进口底板高程m　6262　取水方式　　旋转门斜拉门　进水口直径m　Φ0.4Φ0.43.2低涵　　　　　全长m108108140.5取水方式卧管卧管卧管　断面型式　圆涵圆涵拱涵　断面尺寸m0.40.41.8×1.2（高×宽）　进口高程m50.0850.0853.18　坡降　5‰5‰3.56‰四效益　　　　1设计灌溉万亩0.60.60.62保护人口万人0.50.50.5　保护耕地面积万亩0.250.250.253下游影响主要流域镇及交通干线　　　　距csxkm303030　距107国道km444 1综合说明1.1概述1.1.1水库工程位置关山水库位于csxASZ宋家桥村，属湘江捞刀河支流水系。坝址地处东经113°9"43"，北纬28°23"26"，大坝距csx城30km，距107国道4km，大坝下游700m外有新建水泥公路，大坝与新建公路间有简易公路连接，对外交通比较方便。1.1.2工程任务与规模关山水库坝址以上集雨面积1.31km2，坝址以上干流长度1.6km，干流平均坡降20.0‰。水库正常蓄水位70.5m，相应正常库容290万m3；设计洪水位71.3m，相应库容万300.66m3；校核洪水位71.47m，相应总库容305.56万m3；死水位50.38m，相应死库容15.5万m3。是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用的小（1）型水利工程。根据湖南省水利水电科学研究所编写的《湖南省csx关山水库大坝安全评价报告》的结论及处理建议，本次大坝除险加固设计的主要项目如下：⑴、大坝除险加固：1）大坝坝体冲抓回填，大坝基础及坝肩帷幕灌浆；2）大坝内坡砼护坡局部修整，未护砌段用六角板进行护坡；3）大坝外坡进行培厚整修，修复马道，新建下坝阶梯，种植草皮8 护坡，新建坝面排水系统；4）挖除原有浆砌石棱体，新建排水棱体；5）大坝右岸外坡开挖砂石导渗沟。⑵、溢洪建筑物整治：1）溢洪道增设消力池；2）溢洪道进口进行整修；3）对土渠段进行护砌；4）清理溢洪道内及边坡的杂草和积土。⑶、输水建筑改造：1）新建低涵输水隧洞，新建斜拉门；2）新建隧洞出口至池塘输水渠道；3）封堵原有低涵，挖除输水卧管；4）高涵进口改为斜拉门。⑷、管理站房屋进行局部改造，新建防汛物资仓库，配备防汛交通工具及备用电源。⑸、增设水库水文、水清测报系统以及大坝安全监测设施。⑹、对上坝公路700m进行整修并硬化，并新建至高涵公路280m，坝顶公路铺设泥结石路面。8 1.1.3主要效益水库集雨面积1.31km2，坝址以上干流长度1.6km，干流平均坡降20.0‰。水库现灌溉面积0.6万亩，灌区配套工程有主干渠10km，渡槽450m。是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用的小（1）型水利工程。关山水库保护范围有下游11个村，0.25万亩农田，以及0.5万人民的生命财产安全。1.1.4枢纽主要建筑物及特性参数枢纽工程由大坝、溢洪道、输水隧洞等永久性建筑物组成。⑴工程等级与洪水标准根据国家《防洪标准》（GB50201-94）及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）等规定，该水库枢纽工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。正常运用洪水标准为30年一遇，非常运用洪水标准为300年一遇，溢洪道消能防冲工程设计标准为20年一遇。⑵水库水位与相应库容水库正常蓄水位70.5m，相应正常库容290万m3；设计洪水位71.3m，相应库容万300.66m3；校核洪水位71.47m，相应总库容305.56万m3；死水位50.38m，相应死库容15.5万m3。⑶大坝8 水库大坝为均质土坝，最大坝高23.45m，坝顶高程73.0m，坝顶宽5.1m，坝顶轴长210m。⑷溢洪道溢洪道位于大坝右坝端，进口为拱涵式，断面为圆拱直墙型，其余段为开敞式泄槽，衬砌段长138m，断面尺寸为2.0×1.5m（宽×高），底板与侧墙为整体浇筑混凝土，末端通往池塘，无消能设施。⑸输水建筑物输水低涵位于大坝靠右端，由输水卧管和箱涵组成。输水卧管长41m，0.4m×0.4m柱形断面。低涵为钢筋砼圆涵，断面尺寸为φ400，长108m，进口底板高程50.08m，纵坡1/200，水流往现有消力池末端，经池塘至大坝下游主干渠。灌溉输水高涵位于大坝左岸山体内，长40.0m，洞身采用城门洞型，宽1.2m，高1.6m，洞身未衬砌，出口接左干渠输水渡槽，取水方式为钢索旋转式闸门，水流至渡槽干渠。1.1.5工程的简要建设过程⑴工程设计审批过程该工程于1978年兴建，运行近30年。由于工程兴建较早，无正规的设计方案，无正规的施工单位，无施工机械，无完整的质量保证措施，致使工程质量差，尽管经过多次保安加固，但仍在运行过程中出现诸多隐患：因此，关山水库采取的是边设计边施工的方法，全部是土法上马，根本谈不上正规的设计和审批。8 ⑵工程施工过程关山水库兴建于1978年，由于当时技术条件有限，整个工程地质勘探工作没有按要求实施。同时，工程在修建时采用的“人海”战术，号召村民用手挖肩挑筑堤，用石墩打夯压实。大坝的主体工程主要是以人工担筑，夯实碾压不能到位，验收只能凭目测或开挖测量，质量无法测量控制，更未做土工试验。由于施工人员多，填筑进度快，甚至来不及验收又填筑了新的土层，再加上粘土质量有限，担筑的截水墙无法达到夯实压紧的质量要求，因此造成质量要求不高，在多年后因受水的外力作用造成渗漏严重。该工程于1978年兴建，运行近30年。由于工程兴建较早，无正规的设计方案，无正规的施工单位，无施工机械，无完整的质量保证措施，致使工程质量差，尽管经过多次保安加固，但仍在运行过程中出现诸多隐患。1.1.6目前水库存在的主要问题⑴大坝1）大坝施工时对残坡积堆积层与强风化、全风化岩体未进行彻底清除与防渗处理，导致坝基存在严重渗漏，大坝下游稻田及沟渠、鱼塘出现渗水，且多处出现涌水下游鱼塘出现渗水，且多处出现涌水，现大坝下游多块农田均为冷浸田，无法耕种。2）大坝坝体填筑质量差，坝体存在较严重的渗漏，水库自1978年建成以来，当库水位69.5m时，外坡一级平台以上1.2m8 至坝脚出现大面积散渗，大坝右边坝体外坡可见水流。3）大坝下游棱体为浆砌石结构，表面为水泥砂浆抹面，无排水效果，导致大坝浸润线及出逸点增高，不利于大坝坝坡的稳定。⑵泄水建筑物1）溢洪道由于基础为强风化板岩，加之结构老化，部分地方出现破损。2）溢洪道末段为泥土沟渠，无消力池，水流直接冲入池塘中，再从池塘中流出。⑶输水建筑物1）灌溉输水低涵卧管基础沉陷造成涵洞接缝处断裂，库水沿裂缝产生渗漏，加之刚性建筑物与填筑土周边未采取防渗措施导致库水沿涵周渗漏，威胁大坝的安全。2）输水高涵启闭方式落后、老化，且启闭设施锈蚀严重，现在只能勉强维持，一旦设备无法使用，将导致农田无水灌溉农田的后果。⑷其它设施：1）水库大坝安全监测设施严重缺乏。2）管理所住房建成年代比较早，虽经工作人员精心维护，但还是有比较陈旧，部分房屋，无法修复，以致管理所缺少部分办公用房。此外，水库未设立防汛物资仓库。1.1.7除险加固的必要性8 关山水库位于csxASZ宋家桥村，属湘江捞刀河支流水系，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合利用的小（1）型水库，距csx城30km。关山水库现灌溉面积0.6万亩。灌区配套工程有主干渠10km，渡槽450m。关山水库保护范围有下游11个村，0.25万亩农田，0.5万人民的生命财产安全，地理位置十分重要。水库坝址距京珠高速1km，107国道4km，武广铁路10km，该水库大坝无论白天或夜晚，由于溃坝型洪水突发性强、来势凶猛、破坏力大等特点，都来不及抢救，将给下游人民生命财产造成巨大的损失，社会经济造成巨大影响。1.1.8大坝安全鉴定主要结论根据《导则SL258-2000》规定的大坝安全分类具体标准，对三类坝采用一票否决的办法，即只要一项为C级，便定为三类坝。大坝安全类别评定：Ⅲ类。安全鉴定结论详见表1.1-1。8 表1.10-1关山水库大坝综合评价表评价项目分析评价结论评定级别工程质量由于大坝清基不彻底，坝体填筑土料孔隙率较大、干密度较低，结构松散，施工夯压不实，土料质量与施工质量差，导致坝体及坝基存在大面积的散浸和集中渗流。此外大坝下游排水棱体失效，大坝浸润线及出逸点增高，不利于大坝坝坡的稳定。不合格运行管理1）大坝缺少必要的安全监测设施；2）大坝没有得到完好的维修，一直控制蓄水运行。差防洪标准1）水库采用50年一遇的洪水设计，300年一遇的洪水校核，符合国家有关规范的要求。2）大坝坝顶高程为73.0m，较规范要求的最小高程72.53m高0.47m，大坝坝顶高程满足规范要求。A渗流安全1）大坝坝体及坝基存在渗漏。2）大坝坝体填筑质量非常差，钻孔注水试验渗透系数为坝体K=1.19×10-4cm/s（大于规范要求的1×10-4cm/s）。坝体存在较严重的渗漏，水库一直低水位控制蓄水运行。3）大坝下游排水棱体失效，导致大坝浸润线及出逸点增高，不利于大坝坝坡的稳定。4）输水建筑物存在一定的的渗漏。5）大坝坝体内部发生局部渗透破坏的可能性不大。B结构安全1）在稳定渗流期工况下，关山水库大坝按目前各项指标计算的下游坝坡最小抗滑稳定安全系数在正常蓄水位时满足规范要求，在设计洪水位时不满足规范要求。在非稳定渗流期工况下，关山水库大坝上游坝坡最小抗滑稳定安全系数在正常蓄水位骤降至死水位时不满足规范要求。2）大坝坝体填筑质量差，填土各项指标均与设计相差较大，是大坝的主要隐患。3）溢洪道由于基础为强风化板岩，加之结构老化，一旦暴雨，随时可能出现塌方和滑坡，堵塞泄洪道，造成大坝漫溢。4）灌溉输水低涵卧管基础沉陷造成涵洞接缝处断裂，库水沿裂缝产生渗漏，加之刚性建筑物与填筑土周边未采取防渗措施导致库水沿涵周渗漏，威胁大坝的安全。C金属结构安全水库灌溉输水高、低涵采用卧管取水，混凝土塞控制，人工启闭，无金属结构及启闭设备，不需作金属结构安全评价。高涵启闭方式落后，启闭设施锈蚀严重。A8 本次设计以2009年3月湖南省水利水电科学研究所编写的《湖南省csx关山水库大坝安全评价报告》和长沙市水利局水管处《关山水库大坝安全鉴定报告书》为基础和依据。1.2水文及调洪演算关山水库位于csxASZ宋家桥村，属湘江捞刀河支流水系。大坝距csx城30km，距107国道4km，有公路通往坝区，对外交通方便。关山水库位于湘江支流捞刀河流域麻林河中游,建库以后也没有开展水文、气象观测。由于水库没有实测流量资料，故根据《湖南省暴雨洪水查算手册》（以下简称《查算手册》）及水库上游河流地理特征资料，计算各设计频率洪峰流量。本区域洪水变化与暴雨情况一致，易涨易落。本次洪水复核成果：30年一遇（设计）洪峰流量为11.2m3/s，300年一遇（校核）洪峰流量为16.2m3/s。调洪演算的基本原则是从正常蓄水位（70.50m）起调，在起调水位以上自由泄流。同时，为安全起见，调洪演算只计算溢洪道的泄洪能力，其它放水设施不参与泄洪。调洪演算结果见表1.2-1。表1.2-1关山水库调洪演算结果设计频率（%）0.333.35设计水位（m）71.4771.371.23相应库容Vm(104m³)305.56300.66298.94相应泄量qm(m³/s)2.892.151.86关山水库现坝顶高程为73.0m，坝顶高程较规范要求的最小高程72.43m高0.57m120 。因此，关山水库大坝顶部现有高程满足规范要求，抗洪能力评价结果为A级。关山水库溢洪道控制段过流能力在宣泄设计和校核洪水时的最大下泄流量时，不会危及泄洪建筑物本身及水库大坝的安全。1.3地质坝址区属剥蚀性丘陵地区，河谷宽敞，两岸山体低矮，山坡较缓,植被发育。海拔高程为52-243m。。坝址区地层条件较为简单，从新到老描述如下：①第四系人工堆积（Qs）：分布于坝体，浅黄色、灰白色砂质粘土含大量风化石英砂，可塑，结构呈稍密状态。②第四系冲积堆积粘土(Q4al)：分布于坝基及山坡下，黄褐色，可塑。③冷家溪群板岩(Ptln)强风化层：分布于坝基及两岸山坡。黄褐色，灰白色，岩体破碎，节理裂隙发育，裂面见大量铁锰质物渲染，岩芯呈碎块状。坝址两端山体可见出露。④冷家溪群板岩(Ptln)弱风化层：分布于坝基及两岸山坡，灰黄色、灰褐色，中厚层状结构，节理裂隙不发育，裂面见少量铁锰质物渲染，岩芯呈短圆柱状。工程区属平江-衡阳早-晚期新华夏系拗陷带中的长沙中新生界拗陷盆地东北，构造较为简单。坝区无断层通过，节理裂隙较发育，地表调查最多可达8条/m，且一般无充填，岩心多较为破碎。节理倾向SE、SW，倾角70°-87°。120 坝址区地下水有两种赋存方式：①孔隙水：发育于第四系粘性土层、松堆积物中，受雨水和地表水控制,流向河床。②基岩裂隙水：埋藏于基岩的节理裂隙中,基岩裂隙水与第四系孔隙水连通性较好,枯水季节河水补给地下水,雨季地下水补给河水。地下水随季节变化大。根据已有资料，区内地下水为中性或弱碱性，对混泥土无腐蚀性。钻孔压水试验表明：板岩强风化层为中等透水层，板岩弱风化层为弱透水岩体。区内地质构造行迹为新华夏系构造体系，根据《1：400万中国地震动峰值加速度区划图》及《中国地震动反应谱特征周期区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。相应地震基本烈度值为Ⅵ度。坝区为丘陵岗地地貌单元，自然状态下岸坡稳定状态良好，周边未见滑坡、泥石流等不良物理地质现象，工程区周边无大的自然地质灾害现象记载，场地整体稳定性良好，属相对稳定地块。1.4工程任务及规程关山水库坝址以上集雨面积1.31km2，坝址以上干流长度1.6km，干流平均坡降20.0‰。水库正常蓄水位70.5m，相应正常库容290万m3；设计洪水位71.3m，相应库容万300.66m3；校核洪水位71.47m，相应总库容305.56万m3；死水位50.38m，相应死库容15.5万m3。120 是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用的小（1）型水利工程。关山水库保护范围有下游11个村，0.25万亩农田，以及0.5万人民的生命财产安全。1.5除险加固设计1.5.1除险加固工程项目根据《导则SL258-2000》规定的大坝安全分类具体标准，对三类坝采用一票否决的办法，即只要一项为C级，便定为三类坝。因此，我们建议关山水库大坝定为三类坝（详见表1.10-1）。根据本次大坝安全评价分析成果，以及后期组织专家实地察看，综合建议如下：⑴、大坝除险加固：1）大坝坝体冲抓回填，大坝基础及坝肩帷幕灌浆；2）大坝内坡砼护坡局部修整，未护砌段用六角板进行护坡；3）大坝外坡进行培厚整修，修复马道，新建下坝阶梯，种植草皮护坡，新建坝面排水系统；4）挖除原有浆砌石棱体，新建排水棱体；5）大坝右岸外坡开挖砂石导渗沟。⑵、溢洪建筑物整治：1）溢洪道增设消力池；120 2）溢洪道进口进行整修；3）对溢洪道土渠段进行护砌；4）清理溢洪道内及边坡的杂草和积土。⑶、输水建筑改造：1）新建低涵输水隧洞，新建斜拉门；2）新建隧洞出口至池塘输水渠道；3）封堵原有低涵，挖除输水卧管；4）高涵进口改为斜拉门。⑷、管理站房屋进行局部改造，新建防汛物资仓库，配备防汛交通工具及备用电源。⑸、增设水库水文、水清测报系统以及大坝安全监测设施。⑹、对上坝公路700m进行整修并硬化，并新建至高涵公路280m，坝顶公路铺设泥结石路面。1.5.2除险加固措施1.5.2.1大坝渗漏处理⑴坝基渗漏：在大坝下游稻田及沟渠、鱼塘出现渗水,且多处出现涌水。大坝基础产生渗漏。本次采取通用做法，对大坝基础帷幕灌浆。120 ⑵坝体渗漏：库水位69.5m时，外坡一级平台以上1.2m至坝脚出现大面积散渗，建议大坝坝体采用冲抓套井回填或高压旋喷灌浆进行防渗处理。1.5.2.2排水棱体处理关山水库下游排水棱体为浆砌石加砼挡墙结构，且表面被水泥砂浆抹面，无排水效果，实际上可以看作是无排水棱体，大坝渗漏严重，以及无排水棱体，以致渗流逸出点很高。本次设计新建排水棱体。1.5.2.3坝顶及内外坡处理大坝坝顶公路不平整，为泥质路面，坑坑洼洼；大坝内坡有一部分为混凝土护坡，护砌至校核洪水位，护坡出现部分裂缝和破损，在伸缩缝和裂缝间长出很多杂草，坝体右岸未进行护砌。大坝外坡冲刷破坏严重，原有3m宽马道已被冲毁，在坝体外坡杂草丛生，且无下坝阶梯。不利于现场安全巡视，难以及时发现工程的安全隐患，本次设计在坝顶铺设泥结石路面，坝内坡未护砌段用砼六角块进行护坡，护砌至校核洪水位，对大坝外坡进行修整，修复马道，铺设草皮和坝面排水系统。1.5.2.4大坝高涵处理主坝高涵位于大坝左岸山体，隧洞洞身城门拱形，仍采用钢索拉动旋转门，启闭方式落后、老化，且启闭设施锈蚀严重，现在只能勉强维持，一旦设备无法使用，将导致农田无水灌溉农田的后果。120 本次设计对主坝高涵进行改造，启闭方式改为安全方便的斜拉门。至高涵目前没有道路，需在灌木丛中穿行，影响高涵的施工，本次设计铺设一条坝顶至高涵的简易路，既可用于高涵的施工，也方便今后的安全巡查和险情处理。1.5.2.5大坝低涵处理灌溉输水低涵卧管基础沉陷造成涵洞接缝处断裂，库水沿裂缝产生渗漏，加之刚性建筑物与填筑土周边未采取防渗措施导致库水沿涵周渗漏，威胁大坝的安全，本次设计对低涵进行封堵，在低涵右侧开挖一条输水隧洞，取水方式采用斜拉门。1.5.2.6溢洪道处理溢洪道位于大坝右坝端，为开敞式正槽式溢洪道，长138m，断面尺寸2.0×1.5m（宽×高），侧墙和底板采用混凝土整体浇筑，结构老化，部分地方出现破损、坍塌。溢洪道尾端未进行护砌，为泥质渠道，无效能设施，水流未经消能直接冲入池塘中。溢洪道进口未进行护砌，一旦暴雨，随时可能出现塌方和滑坡，堵塞泄洪道进口，造成大坝漫溢。本次对溢洪道少量破损部位进行修补，在溢洪道末端补充消消力池。对溢洪道进口进行护砌。1.5.2.7其他建筑处理⑴上坝公路为泥质路面，未进行硬化，且道路很窄，路边未设排水沟，一旦暴雨，山上水流对公路冲刷严重，可能会毁坏公路。本次对上坝公路进行修缮，加宽，并增设排水沟。⑵对管理所房屋进行修缮，并增设防汛物资仓库。120 1.6水土保持和环境保护本水库除险加固工程，没有制约本工程或受本工程制约的环境影响问题。不会对库区和下游环境造成不利影响。工程所用建筑材料均从外地购进，所以本工程的施工对周边地面扰动及植被破坏不大。在施工过程中对环境的影响只是短暂的、局部的。1.7工程管理1.7.1管理机构关山水库管理体制所1995年以前属原鼎功乡人民政府，有干部职工6人，管理所长1人，工程员1人，会计1人，出纳1人，职工2人。1995年撤区并镇后，由唐田、水塘、鼎功合并为ASZ，由安沙水管站统一管理，设管理人员2名。1.7.2大坝运行根据水库需要，现有的工程管理范围和保护范围基本符合要求，办公和职工住宅及文化福利房不满足要求；没有防汛专用车辆；未能根据水库工程的任务、防洪兴利调度运用原则和工程建筑物的运用条件，制订水库调度运用规程及水文预报方案，工程观测没有进行，缺乏工程技术人员，不能满足工程管理及正常运行的需要1.7.3大坝安全监测关山水库运行管理方式方法比较落后，缺乏所需的观测设备及工程技术人员，无法进行正常的大坝观测。120 1.8施工1.8.1施工导流本工程为除险加固工程，施工受洪水影响的工程项目有：大坝低涵的新建，原有低涵的封堵，大坝内坡六角块护坡，现有的砼护坡的局部修补、改造，坝基坝体的灌浆，这些项目必须在枯水期进行施工。其中输水隧洞新建以及低涵封堵需修建围堰，先进行输水涵隧洞的新建，利用原低涵进行施工导流，待隧洞施工完成后，利用已完工的低涵导流，再进行封堵低涵和其它工程施工。剩余的项目中高涵改造，坝内坡砼护坡修整受洪水影响不大，但也需在枯水期进行施工，其他施工项目均不受洪水的影响，可以常年施工。1.8.2施工进度本工程2010年9月开始施工，2011年8月结束，总工期12个月。1.9工程概算依据湖南省水利厅建管处2004年颁《湖南省病险水库除险加固工程初步（技施）设计导则》要求。本次概算编制依据水利部水总（2002）第116号文颁发的《水利工程设计概（估）算编制规定》。建筑工程执行水利部水总（2002）第116号文颁发的《水利建筑工程概算定额》；施工机械台时费执行水利部水总（2002）第116号文颁发的《水利工程施工机械台时费定额》。费用标准执行水利部水总（2002）第116号文的规定。120 主要工程量：土方开挖18430m³、石方开挖2160m³、土方回填18747m³、砂石垫层2362m³、干砌块石447m³、堆石2026m³、砼及钢筋砼2068m³钢筋制安50.42t帷幕灌浆：钻孔2787m灌浆1560m冲抓回填：4098m主要材料：水泥809.38t、砂2348m³、粗骨料3713m³、块石3215m³、钢筋53.95t劳动工日2.24万个工程总投资为745.17万元，其中基本预备费为35.48万元。经计算项目经济内部收益率14.0%，经济净现值72.73万元，效益费用比1.11，各项经济指标良好，表明该项目具有很好的经济性。本项目的实施，一方面减缓已建工程的衰老程度，延长其使用寿命；另一方面通过对大坝防渗，使现有水源工程发挥最大效益，发展灌溉面积，增产增收，促进农业生产。项目实施后灌区年平均增产粮食59万kg，增产油料和经济作物，可见该项目有着良好的社会效益和经济效益。建议尽快实施，使其早日发挥效益。120 2水文及调洪演算2.1基本情况关山水库位于csxASZ宋家桥村，属湘江捞刀河支流水系。大坝距csx城30km，距107国道4km，有公路通往坝区，对外交通方便。关山水库坝址以上集雨面积1.31km2，坝址以上干流长度1.6km，干流平均坡降20.0‰。水库正常蓄水位70.5m，相应正常库容290万m3；设计洪水位71.3m，相应库容万300.66m3；校核洪水位71.47m，相应总库容305.56万m3；死水位50.38m，相应死库容15.5万m3。是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用的小（1）型水利工程。2.2气象情况关山水库没有水文气象观测资料，本次洪水复核的洪水计算根据湖南省水利水电厅1984年编制的《湖南省暴雨查算手册》（以下简称《查算手册》）计算。2.3设计暴雨根据关山水库的地理位置（地处东经113°11′6″，北纬28°30′23″，属湖南省暴雨一致区第一区，产流分区第Ⅰ区）和集雨面积1.31km2，利用《查算手册》查得有关参数。库区多年平均最大24小时点暴雨H24点=105mm统计参数Cv24=0.45Cs=3.5Cv120 所以Cs=1.58点面关系折算系数α=0.9995按以下公式，推求1~24小时各种历时的暴雨H1=H24面×24n3-1×6n2-n3H3=H24面×24n3-1×6n2-n3×31-n2H6=H24面×24n3-1×61-n3H12=H24面×24n3-1×121-n3根据H24面、集雨面积F=1.31km2，查图分别得P=0.33%、P=2%、P=3.33%、P=5%时的n2、n3，代入公式计算成果见下表2.3-1表2.3-1关山水库设计暴雨成果频率项目0.33%2%3.33%5%备注KP2.942.252.051.881.统计参数H24点=105mmCV=0.45CS=3.5CV2.点面关系数α=0.99953.初损I0=30mm120 H24点(mm)308.70236.25215.25197.40H24面(mm)308.50236.06215.1197.24n20.580.6050.6140.622n30.7820.7880.7900.792H1(mm)107.581.780.575.1H3(mm)171.32130.1123.1113.8H6(mm)228.18174.5160.8147.9H12(mm)265.35203.0186.0170.8H3-H1(mm)63.048.442.538.7H6-H3(mm)57.644.437.734.1H12-H6(mm)37.1728.525.222.9H24-H12(mm)43.333.129.126.5R总(mm)278.5206.1185.1167.3ψ0.70.70.70.7R上(mm)195.0144.3129.6117.12.4设计洪水2.4.1设计净峰流量及汇流时间参照《查算手册》，净峰流量和汇流时间可以利用汇流公式Qm=0.278×F×Rt/t通过试算求得。汇流公式中Qm为地面最大净峰流量（m3/s），F为流域面积（km2），Rt/t为地面径流强度，t为汇流时间（h），L为流域干流长度（km），J为干流平均坡降，m为因流域形状而变的系数，由关山水库的集雨面积（1.31km2），干流长度（1.6km）及干流平均坡降（0.02），可得，θ=L/（F1/4J1/3）=1.2/（0.951/4×0.0801/3）=5..51，m=0.145θ0.489=0.145×1.6=0.334。将有关数据代入汇流公式，求得关山水库的地面洪峰流量、汇流时间及其它有关参数如表2.4-1。表2.4-1设计洪水参数设计频率项目0.33%2%3.33%5%备注Q上m(m3/s)16.211.911.210.2F=1.31km2120 L=1.6kmJ=20‰θ=5.51　m=0.334　　T(h)2.442.642.682.74∑Q上i(m3/s)71.052.547.242.6Q上m/∑Q上i0.2290.2260.2370.24Q下m(m3/s)1.320.981.010.79ΔQ下m(m3/s)0.060.040.050.03W(104m3)36.527.024.2521.92.4.2地下径流的洪峰流量参照《查算手册》，利用三角形法求得300年一遇的地下径流洪峰流量为1.32m3/s，50年一遇的地下径流洪峰流量为0.98m3/s，30年一遇的地下径流洪峰流量为1.01m3/s，20年一遇的地下径流洪峰流量为0.79m3/s。300年一遇、50年一遇、30年一遇，20年一遇的地下径流增量ΔQ下分别为0.06m3/s，0.04m3/s，0.05m3/s和0.03m3/s。2.4.3入库洪水过程线入库洪水过程线由地面径流过程线与地下径流过程线叠加而成。其中地面径流过程采用径流系数法推求，地下径流过程利用等腰三角形法推求，由此而得的入库洪水过程线见表2.4-2表2.4-2关山水库入库洪水过程线(单位：m3/s)P(%)Δt(h)0.3323.335P(%)Δt(h)0.3323.33500.060.040.050.03132.441.801.651.4611.531.141.370.92142.281.691.471.3729.547.066.755.73151.981.471.331.19316.4512.0511.3910.35161.901.411.191.1449.186.926.985.04171.671.241.101.0056.734.984.554.04181.591.181.010.9565.303.923.613.18191.501.111.010.9074.503.333.092.71201.421.050.960.8583.922.902.722.36211.340.990.910.80120 93.482.582.442.09221.320.980.860.79103.122.312.211.87231.260.940.810.76112.892.142.021.74241.210.890.760.73122.661.971.841.60251.150.850.710.692.4.4入库洪水总量根据关山水库的集雨面积和各频率的降雨量，参照《查算手册》求得各频率的入库洪水总量如下：公式：Wmp=R总P×F×1000P=0.33%：Wm=278.5×1.31×1000=36.5万m3P=3.33%：Wm=185.1×1.31×1000=24.25万m32.4.5成果合理性分析此次洪水复核的结果与原设计成果相差较大，因为设计洪水已经改为30年一遇，校核洪水改为300年一遇，此次洪水复核是依据湖南省水利水电厅1984年编制的《湖南省暴雨查算手册》进行计算的，湖南省水利水电厅1984年编制的《湖南省暴雨查算手册》是湖南省无资料地区目前设计洪水公认的唯一依据，因此建议以此次复核成果作为水库运行管理的依据。2.5调洪演算2.5.1调洪复核原则调洪演算原则为：120 为了水库安全起见，根据关山水库的具体情况，调洪演算遵循以下两条原则：第一、除溢洪道以外，其它输水设施（如输水涵洞）均不参与泄洪；第二、起调水位（正常蓄水位70.5m）以上，尽溢洪道的最大泄流能力泄流。2.5.2调洪演算的基本方程水库库容与入库流量以及出库流量之间相互联系，相互影响，它们之间的关系可以用水量平衡方程来表示。若用Qi和Qi+1表示i时段和i+1时段的入库流量，用qi和qi+1表示i时段和i+1时段的出库流量，用ΔV表示i时段和i+1时段的库容增量（即ΔV=Vi+1-Vi），用Δt表示时段长度，则水量平衡方程为：式中：Q—入库流量（m3/s）；q—出库流量（m3/s）；V—水库库容（万m3）；Δt—时段长（h）；ΔV—库容增量（万m3）i—时段编号。2.5.3调洪演算的基本资料及来源120 1）水位与库容曲线：关山水库库区植被良好，库尾各支流入库口均淤积情况较轻，本次洪水复核采用经本次复核修正后的水位～库容曲线（原始水位～库容曲线由关山水库提供）。堰顶高程70.5m以上的水位与库容关系见表4-7。2）泄流曲线：关山水库的泄流曲线是根据关山水库溢洪道的堰型，按照《溢洪道设计规范》（SL253-2000）的有关规定计算的。正常蓄水位70.5m以上水库水位与溢洪道泄流量的关系见表2.5-1。表2.5-1关山水库水位～库容及水位～下泄流量关系表水位(m)库容（104m3）下泄流量（m3/s）70.50290.000.0070.60290.300.09570.70290.890.26970.80291.780.49570.90292.960.76171.00294.451.06471.10296.231.39971.20298.321.76371.30300.712.15471.40303.402.57071.50306.403.0171.60310.003.47371.70313.913.95771.80318.134.4622.5.4调洪演算结果根据调洪演算的基本原则和基本资料，利用调洪演算的基本方程，采用试算法求得关山水库20年一遇的洪水位为71.23m，30年一遇的洪水位为71.3m，300年一遇的洪水位为71.47m，详见表2.5-2120 表2.5-2关山水库调洪演算成果表设计频率（%）0.333.35设计水位（m）71.4771.371.23相应库容Vm(104m³)305.56300.66298.94相应泄量qm(m³/s)2.892.151.862.6水库抗洪能力复核根据《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）的有关规定，抗洪能力复核主要是对水库大坝坝顶高程和溢洪道控制段顶部高程等挡水建筑物进行复核。2.6.1水库大坝顶部高程复核根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001（以下简称《规范》），设有防浪墙的水库大坝，其顶部高程不得低于水库的最高静水位，防浪墙的顶部高程不得低于水库不同运用情况下的静水位与相应的超高之和，静水位以上的超高参照《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000执行，具体计算式如下：Z=Z0+Rp+e+A式中：Z——水库大坝顶部高程（m）；Z0——水库静水位（m）；Rp——波浪爬高，；KP——系数，按《规范》附表A.1.13确定；Rm——波浪平均爬高，；——糙率渗透系数，按《规范》附表A.1.12-1；KW——经验系数，按《规范》附表A.1.12-2；120 hm——平均浪高（m），按莆田公式计算；W——计算风速，设计情况取1.5×14.7m/s，校核取14.7m/s；D——风区长度，取580；Lm——平均波长（m），按莆田公式计算；m——坝坡系数，取2.14；e——风壅水面高（m）；A——安全超高，正常运用取0.50m，非常运用取0.30m。经计算，《规范》要求关山水库大坝顶部最小高程不得小于72.43m（详见表2.6-1）。表2.6-1关山水库大坝顶部高程复核成果表运用情况Z0ReAZ正常运用71.30.620.010.572.43非常运用71.470.460.010.372.242.6.2溢洪道控制段顶部高程复核根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）第2.3.7条规定，控制段导墙顶部高程不得低于校核洪水位加安全超高0.3m。关山水库溢洪道控制段导墙顶部高程72.5m，较《溢洪道设计规范》要求的最低高程71.77m高0.73m，溢洪道控制段的顶部高程满足规范要求。2.6.3泄洪安全分析120 根据《水库大坝安全评价导则》SL258-2000的有关规定，泄洪安全分析包括复核在设计和校核洪水时，泄洪建筑物能否安全下泄最大流量以及泄洪建筑物本身和水库大坝的安全性；评估宣泄设计和校核洪水时，下游人民生命财产和社会经济损失及垮坝可能造成的人民生命财产和社会经济损失等等。a）洪水风险分析关山水库大坝为均质土坝，常为局部高强暴雨笼罩，容易形成较大的洪峰，其校核洪水和设计洪水计算及降雨分析在洪水复核中已进行，此处只对溃坝洪水进行计算。（1）坝址处最大流量的计算计算溃坝洪水时考虑最不利因素，取溃坝水位为校核洪水位71.47m。大坝坝轴线剖面为近似的二次抛物线（详见关山水库大坝工程地质剖面图），坝体填筑土料主要为粘土，按大坝瞬时横向局部一溃到底情况，估算坝址处溃坝最大流量。采用经验公式计算：式中：B——坝顶水面宽取200m；b——决口长度，b=k[（w·B）1/2·h]1/2k——与坝体土质相关系数取0.65；h——溃坝水深，取15m；w——可泄库容为304万m3。120 经计算Qmax=3196m3/s。（2）水库泄空时间计算：水库泄空时间由下式求得：其中：k——为经验系数，k取4.5。经计算T=0.43小时（1540秒）。（3）溃坝冲毁淹没人民生命及财产损失水库坝址距京珠高速1km，107国道4km，武广铁路10km，该水库大坝无论白天或夜晚，由于溃坝型洪水突发性强、来势凶猛、破坏力大等特点，都来不及抢救，将给下游人民生命财产造成巨大的损失，社会经济造成巨大影响。2.7防洪标准复核结论2.7.1防洪标准和设计洪水关山水库位于山丘区，大坝为均质土坝，总库容310.8万m3，采用30年一遇的洪水设计，300年一遇的洪水校核，符合国家有关规范的要求。2.7.2大坝的实际抗洪能力关山水库现坝顶高程为73.0m，坝顶高程较规范要求的最小高程72.43m高0.57m。因此，关山水库大坝顶部现有高程满足规范要求，抗洪能力评价结果为A级。2.7.3泄洪能力120 关山水库溢洪道控制段过流能力在宣泄设计和校核洪水时的最大下泄流量时，不会危及泄洪建筑物本身及水库大坝的安全。120 3工程地质3.1概述3.1.1地勘工作概况湖南南方水利水电勘测设计院承担了关山水库的安全评价工作，并于2008年12月12日组织设备进场进行地勘施工，至12月20日完成了全部野外工作，完成的工作量见《地勘工作量一览表》（表3.1-1）。表3.1-1勘察工作量一览表序号项目名称单位工作量备注11/500工程地质平面测绘km20.1221/200工程地质横剖面图条231/200渗透横剖面图条14钻孔m/孔121.3/55土样组146注水试验段57压水试验段78病险情况调查组日6本次勘察依据《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-91）、《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）进行。受csx水利局的委托，水库新开低涵和消力池的工程地质勘察工作由东华理工大学勘察设计研究院承担，依据《中下型水利水电工程地质勘察规范》(SL55-2005)和120 《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）的要求，地勘工作主要采用地质测绘、资料分析和勘探试验等方法，本阶段地勘工作自2010年8月18日开始，至8月20日结束，完成工作量如表3.1-2。表3.1-2主要地勘工作量简表序号项目名称单位数量备注1钻孔m/孔109.50/621：1000平面地质测绘km0.13钻孔压水试验段43.1.2大坝基本结构及主要工程地质问题水库大坝为均质土坝，最大坝高23.45m，坝顶高程73.0m，坝顶宽5.1m，坝顶轴长210m。本大坝所在位置，地质构造简单，属基本稳定区。据历史地震记载和国家标准，本工程区内地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，地震基本烈度小于Ⅵ。本大坝枢纽存在较多的工程地质问题：工程施工时对残坡积堆积层与强风化、全风化岩体未进行挖除与防渗处理。坝基施工质量达不到规范技术要求，导致坝基存在严重渗漏。坝体主体部分为粘土，含少量碎石。由于受施工技术和机械缺乏所制约，碾压不密实，局部稍密。坝体施工分多阶段进行，施工均采用分片包干，片与片，层与层之间填土成分有一定差异，夯压密实度不一致，加之施工期晴、雨天气相间，填筑土含水量差异较大，施工质量较差。如：钻孔中多处见有含水量较高、未夯实的疏松软土层，新老填土界面见有疏松土层并有腐殖质与植物根系分布。土料干密度明显偏低、土体孔隙率较大、结构松散，填筑土施工夯压不实，土料质量与施工质量差。120 溢洪道基础为强风化板岩，加之结构老化，部分地方出现坍塌。灌溉输水涵洞卧管基础沉陷造成涵洞接缝处断裂，库水沿裂缝产生渗漏，加之刚性建筑物与填筑土周边未采取防渗措施导致库水沿涵周渗漏，威胁大坝的安全。根据存在问题，本工程质量不合格，建议根据表2-5所推荐的填筑土、物理力学指标对坝体进行抗滑稳定和渗流稳定核算。3.2工程区地质概况3.2.1地形地貌关山水库坝址区属剥蚀性丘陵地区，河谷宽敞，两岸山体低矮，山坡较缓,植被发育。海拔高程为52-243m。3.2.2地层岩性坝址区地层条件较为简单，从新到老描述如下：①第四系人工堆积（Qs）：分布于坝体，浅黄色、灰白色砂质粘土含大量风化石英砂，可塑，结构呈稍密状态。②第四系冲积堆积粘土(Q4al)：分布于坝基及山坡下，黄褐色，可塑。③冷家溪群板岩(Ptln)强风化层：分布于坝基及两岸山坡。黄褐色，灰白色，岩体破碎，节理裂隙发育，裂面见大量铁锰质物渲染，岩芯呈碎块状。坝址两端山体可见出露。120 ④冷家溪群板岩(Ptln)弱风化层：分布于坝基及两岸山坡，灰黄色、灰褐色，中厚层状结构，节理裂隙不发育，裂面见少量铁锰质物渲染，岩芯呈短圆柱状。3.2.3地质构造及地震工程区属平江-衡阳早-晚期新华夏系拗陷带中的长沙中新生界拗陷盆地东北，构造较为简单。坝区无断层通过，节理裂隙较发育，地表调查最多可达8条/m，且一般无充填，岩心多较为破碎。节理倾向SE、SW，倾角70°-87°。区内地质构造行迹为新华夏系构造体系，根据《1：400万中国地震动峰值加速度区划图》及《中国地震动反应谱特征周期区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。相应地震基本烈度值为Ⅵ度。3.2.4不良地质现象坝区为丘陵岗地地貌单元，自然状态下岸坡稳定状态良好，周边未见滑坡、泥石流等不良物理地质现象，工程区周边无大的自然地质灾害现象记载，场地整体稳定性良好，属相对稳定地块。3.2.5水文地质条件坝址区地下水有两种赋存方式：①孔隙水：发育于第四系粘性土层、松堆积物中，受雨水和地表水控制,流向河床。120 ②基岩裂隙水：埋藏于基岩的节理裂隙中,基岩裂隙水与第四系孔隙水连通性较好,枯水季节河水补给地下水,雨季地下水补给河水。地下水随季节变化大。根据已有资料，区内地下水为中性或弱碱性，对混泥土无腐蚀性。钻孔压水试验表明：板岩强风化层为中等透水层，板岩弱风化层为弱透水岩体。3.3工程枢纽工程地质条件评价及工程质量问题3.3.1坝基（肩）工程地质条件评价及工程地质问题坝基岩性：坝基岩性分两个区域带。①为冷家溪群板岩(Pt)强风化板岩,节理裂隙发育,裂隙见少量泥质物充填,其透水率为23.6-32.7(Lu),属中等透水。②为冷家溪群板岩(Pt)强风化板岩,节理裂隙不发育,裂隙见少量铁锈渲染,其透水率为2.36-9.15(Lu),属弱透水。坝基岩石位于冷家溪群板岩(Pt)强风化层。岩石风化强烈，岩心破碎。基岩内共进行压水试验2段，岩石透水率为24.6-31.7(Lu)，均在建基面证明坝基内存在一定厚度的中等透水带。3.3.2附属建筑物区工程地质条件评价及工程隐患⑴、现有设施地质情况1）溢洪道工程地质条件和工程质量评价120 溢洪道位于大坝右侧，坡比1:5.5，进口高程70.5m，侧墙和底板采用混凝土整体浇筑。溢洪道基础为冷家溪群板岩(Pt)强风化，风化带深度较大，消力池末端除去表层人工填土后，底部为强风化板岩。2）输水涵洞工程质量评价灌溉输水低涵卧管基础沉陷造成涵洞接缝处断裂，库水沿裂缝产生渗漏，加之刚性建筑物与填筑土周边未采取防渗措施导致库水沿涵周渗漏，威胁大坝的安全。⑵、计划设施地质情况1）新开隧洞地址条件和质量评价按照控制围岩稳定的岩石强度（Ａ）、岩体完整程度（Ｂ）、结构面状态（Ｃ）、地下水（Ｄ）和主要结构面产状（Ｅ）５项因素和总评分为基本依据，引水隧洞可分为两部分。一般洞身段围岩为强～弱风化板岩，变化较大，属软岩，中厚层状，受地质构造影响节理裂隙较发育，软弱面与其他结构面组合不利于围岩稳定，地下水活动轻微，洞线与岩层走向有较大夹角。洞室围岩为Ⅳ类（不稳定），开挖后需支护或及时喷锚加固，全部衬砌，应考虑围岩松动压力，注意偏压，注意施工期安全。进出洞口处为强风化板岩，岩体埋藏较浅，属软岩，受地质构造影响岩体破碎充填碎屑，地下水活动中等，节理裂隙极发育，岩体非常破碎，岩体风化强烈。属Ⅴ类（极不稳定）围岩。需及时采用喷混凝土、系统锚杆加钢筋网，并浇筑混凝土衬砌等方法进行支护。120 洞身围岩透水性小，施工开挖可能发生渗水，但水量不大，采用一般性排水措施均可排除。2）消力池地质条件和质量评价根据钻孔揭露，本地段上覆有1.8m～2.0m厚的冲积堆积含砾粘土(Q4al),其下为板岩(Ptln)强风化层，厚度较大。表3.3-1岩石物理力学指标建议值表项目岩石密度(KN/m3)内摩擦角°凝聚力Mpa饱和抗压强度MPa变形模量MPa与砼间抗剪断强度泊松比垂直渗透系数cm/s水平渗透系数cm/s强风化板岩22.0300.084.0400f′=0.48,C′=0.09Mpa0.356.0×10-47.0×10-4弱风化板岩24.0350.3820.04000f′=0.60,C′=0.50Mpa0.302.0×10-52.5×10-53.4坝体工程质量及存在的问题3.4.1坝体填筑质量为查清坝体填筑土特征，勘察了坝顶3个钻孔揭露坝基岩石，冷家溪群板岩(Pt)强风化层。岩石风化强烈，岩心破碎。基岩内共进行压水试验2段，岩石透水率为24.6-31.7(Lu)，均在建基面证明坝基内存在一定厚度的中等透水带，其透水率、渗透系数详见大坝钻孔注水、压水试验成果表（表3.4-1）表3.4-1钻孔注水试验成果一览表孔号试段起止深度（m）透水率（Lu）渗透系数（cm/s）备注ZK10.0~14.82.98E-0414.8~19.131.719.1~24.18.23120 ZK20.0~22.56.13E-0422.5~25.724,625.7~30.79.15ZK30.0~18.23.74E-0418.2~23.46.19ZK40.0~16.21.08E-0416.2~21.34.98ZK50.0~16.81.69E-0416.8~21.82.36大坝为均质坝。坝体主体部分为粘土，含少量碎石。由于受施工技术和机械缺乏所制约，碾压不密实，局部稍密。经取样试验(详见土工试验统汁表3.2-1)，其天然含水量为14.6~25.1%，天然密度为1.81~2.09，干密度为1.46~1.73，孔隙比为0.572~0.849，固结快剪φ值为16.08-23.8°，c值为18.6-21.5KPa,慢剪φ值为16.22~23.04°，c值为12.1~25.4KPa，水平渗透系数为1.19E-04cm/s,垂直渗透系数为0.66E-04cm/s。干密度明显偏低，孔隙比偏大。3.4.2大坝分区根据勘察成果,结合调查和施工记录,坝体（基）共可分为四个区:Ⅰ区：为坝体主体部分填筑的粘土含大量风化碎石，碾压欠密实，局部松散；Ⅱ区：浆砌石棱体部位，由板岩块石堆砌而成，经30余年运行,排水棱体被泥质充填，失去排水功能；Ⅲ区：即冷家溪群板岩(Pt)全风化板岩,浅黄色、紫红色砂质粘土含大量风化碎石，可-硬塑。其渗透系数为1.50E-04属中等透水。120 Ⅳ区：即基岩，①为冷家溪群板岩(Pt)强风化板岩,节理裂隙发育,裂隙见少量泥质物充填,其透水率为23.6~32.7(Lu),属中等透水。②为冷家溪群板岩(Pt)强风化板岩,节理裂隙不发育,裂隙见少量铁锈渲染,其透水率为2.36~9.15(Lu),属弱透水。坝体填土、坝基全风化层物理力学指标统计值见土工试验成果统计表（表2-4）。3.5物理力学指标建议值根据对实验资料的整理分析，确定大坝填筑土的物理力学指标推荐值如表3.5-1。120 表3.5-1关山水库土工试验成果统计表坝体部位及分区样品组数统计值天然含水量(%)湿密度(g/cm3)干密度(g/cm3)孔隙比(e)饱和度(%)塑性指数液性指数渗透系数固结快剪固结慢剪备注垂直(cm/s)水平(cm/s)Φ(°)C(kPa)Φ(°)C(kPa)坝壳填土Ⅰ区14区间值14.6-25.11.81-2.091.46-1.730.572-0.84963.2-99.313.8-23.6＜0-0.1001.01E-04~6.13E-051.19E-04~9.16E-0516.08~23.8013.8~25.521.22~30.0612.1~25.4平均值21.41.961.610.75887.4119.320.0432.57E-043.95E-0419.0419.528.9314.17说明：除渗透系数取大值平均值外，其它均取小值平均值。120 表3.5-2物理力学指标推荐值表坝体部位及分区地层岩性天然含水量(%)湿密度(g/cm3)干密度(g/cm3)孔隙比(e)塑性指数液性指数渗透系数固结快剪慢剪允许承载力特征值(kPa)垂直(cm/s)水平(cm/s)Φ(°)C(kPa)Φ(°)C(kPa)Ⅰ区填土(坝体)21.41.961.610.75819.320.0432.57E-04~6.60E-051.19E-04~3.95E-0519.0419.528.9314.17Ⅱ区棱体/1.951.61///2.50E-042.00E-04////Ⅲ区粉质粘土25.31.981.650.75421.50.2213.65E-043.11E-0417.519.516.020.5220全风化板岩(25.42.211.640.78521.20.2164.5E-044.5E-0425~3028~3025~3028~30250Ⅳ区强风化板岩(坝基)/2.351.86///1.94E-04~5.00E-042.50E-04~6.00E-0445305535800弱风化板岩(坝基)/2.852.26///1.00E-052.50E-05554065502000120 3.6天然建筑材料本工程所需天然建筑材料有砂卵石和块石，原有设施拆除后的块石可以继续使用，砂卵石和其余部分块石需购进，大坝外坡培厚所用土可以使用公路和隧洞开挖出的去除杂质的土。3.7结论与建议本大坝所在位置，地质构造简单，属基本稳定区。据历史地震记载和国家标准，本工程区内地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，地震基本烈度小于Ⅵ。本大坝枢纽存在较多的工程地质问题：工程施工时对残坡积堆积层与强风化、全风化岩体未进行挖除与防渗处理。坝基施工质量达不到规范技术要求，导致坝基存在严重渗漏。坝体主体部分为粘土，含少量碎石。由于受施工技术和机械缺乏所制约，碾压不密实，局部稍密。坝体施工分多阶段进行，施工均采用分片包干，片与片，层与层之间填土成分有一定差异，夯压密实度不一致，加之施工期晴、雨天气相间，填筑土含水量差异较大，施工质量较差。如：钻孔中多处见有含水量较高、未夯实的疏松软土层，新老填土界面见有疏松土层并有腐殖质与植物根系分布。土料干密度明显偏低、土体孔隙率较大、结构松散，填筑土施工夯压不实，土料质量与施工质量差。溢洪道基础为强风化板岩，加之结构老化，部分地方出现坍塌。灌溉输水涵洞卧管基础沉陷造成涵洞接缝处断裂，库水沿裂缝产生渗漏，加之刚性建筑物与填筑土周边未采取防渗措施导致库水沿涵周渗漏，威胁大坝的安全。120 根据存在问题，本工程质量不合格，建议根据表2-5所推荐的填筑土、物理力学指标对坝体进行抗滑稳定和渗流稳定核算。120 4除险加固设计4.1工程任务和规模关山水库坝址以上集雨面积1.31km2，坝址以上干流长度1.6km，干流平均坡降20.0‰。水库正常蓄水位70.5m，相应正常库容290万m3；设计洪水位71.3m，相应库容万300.66m3；校核洪水位71.47m，相应总库容305.56万m3；死水位50.38m，相应死库容15.5万m3。是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用的小（1）型水利工程。水库流域地处亚热带，气候温和，雨量充沛，降水主要集中在5至7月，一般4至9月为汛期，第一年10月至第二年3月为枯水期。施工受洪水影响的工程项目有坝低涵的新建，原有低涵的封堵，大坝内坡六角块护坡，的预制砼方块护坡的局部修补、改造。这些项目必须在枯水期进行施工，剩余的项目中高涵改造，坝内坡砼护坡修整受洪水影响不大，但也需在枯水期进行施工，其他施工项目均不受洪水的影响，可以常年施工。施工前必须准备好防洪设施，如有特殊情况可以将洪水从低涵排出。本次除险加固的主要任务是：通过对水库大坝、输水灌溉高涵、低涵和溢洪道等工程的除险加固以及水库大坝的观测管理设施的完善，提高水库的保水能力，增强其抵抗自然灾害的能力，促进农业生产，保护人民的生命财产安全，保障社会稳定。4.2主要加固项目根据湖南省水利水电科学研究所编写的《湖南省csx120 关山水库大坝安全评价报告》的结论及处理建议，并结合我院专家实地查勘，大坝除险加固设计的主要项目如下：⑴、大坝除险加固：1）大坝坝体冲抓回填，大坝基础及坝肩帷幕灌浆；2）大坝内坡砼护坡局部修整，未护砌段用六角板进行护坡；3）大坝外坡进行培厚整修，修复马道，新建下坝阶梯，种植草皮护坡，新建坝面排水系统；4）挖除原有浆砌石棱体，新建排水棱体；5）大坝右岸外坡开挖砂石导渗沟。⑵、溢洪建筑物整治：1）溢洪道增设消力池；2）溢洪道进口进行整修；3）清理溢洪道内及边坡的杂草和积土。⑶、输水建筑改造：1）新建低涵输水隧洞，新建斜拉门；2）新建隧洞出口至池塘输水渠道；3）封堵原有低涵，挖除输水卧管；4）高涵进口改为斜拉门。120 ⑷、管理站房屋进行修缮，新建防汛物资仓库，配备防汛交通工具及备用电源。⑸、增设水库水文、水清测报系统以及大坝安全监测设施。⑹、对上坝公路700m进行整修并硬化，并新建至高涵公路280m，坝顶公路铺设泥结石路面。4.3设计依据4.3.1工程等别与建筑物级别关山水库总库容310.8万m3，根据国家《防洪标准》（GB50201-94）第6.1.1条、6.1.2条及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）第2.1.1条、2.1.2条、2.2.1条的规定，该水库为小（Ⅰ）型水库，属Ⅳ等工程，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。其设计洪水标准为30年一遇，校核洪水标准为300年一遇，溢洪道消能防冲标准为20年一遇。4.3.2设计基本资料（1）依据的有关规程、规范1）《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000；2）《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001；3）《水库大坝安全评价导则》SL258-2000；4）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2001；120 5）《防洪标准》GB50201-94；6）《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44-93；7）《溢洪道设计规范》SL253-2000；8）《水工混凝土结构设计规范》SL/T191-96；9）《水工隧洞设计规范》SL279-200210）《给水用聚乙烯管材规范》GB13663-200011）《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-9712）《水土保持治沟骨干工程技术规范》SL289-2003（2）参考资料1）《土坝设计》，水利电力出版社，1987年；2）《水工设计手册》水利电力出版社，1984年；3）《水工设计的理论和方法》，中国水利水电出版社，2000年；4）《中国堤坝防渗加固新技术》，中国水利水电出版社，2001年；5）《水力学》，华东水利学院，1985年；6）《涵洞》，中国水利水电出版社，2006年7）《隧洞》，中国水利水电出版社，2005年8）《跌水与陡坡》，中国水利水电出版社，2004年120 （3）依据文件湖南省水利水电科学研究所编写的《湖南省csx关山水库大坝安全评价报告》及长沙市水利局水管处审定的大坝安全鉴定报告书（见附件1）；4.4加固设计4.4.1挡水建筑物4.4.1.1坝顶高程复核根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001（以下简称《规范》），设有防浪墙的水库大坝，其顶部高程不得低于水库的最高静水位，防浪墙的顶部高程不得低于水库不同运用情况下的静水位与相应的超高之和，静水位以上的超高参照《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000执行，具体计算式如下：Z=Z0+Rp+e+A式中：Z——水库大坝顶部高程（m）；Z0——水库静水位（m）；Rp——波浪爬高，；KP——系数，按《规范》附表A.1.13确定；Rm——波浪平均爬高，；——糙率渗透系数，按《规范》附表A.1.12-1；120 KW——经验系数，按《规范》附表A.1.12-2；hm——平均浪高（m），按莆田公式计算；W——计算风速；D——风区长度，取380m；Lm——平均波长（m），按莆田公式计算；m——坝坡系数，主坝取2.0e——风壅水面高（m）；A——安全超高，正常运用取0.50m，非常运用取0.30m。对气象部门的资料进行统计分析，多年平均最大风速为17.0m/s。水库大坝顶超高计算见表2.6-1。经计算得关山水库顶高程分别不得低于72.43m。4.4.1.2渗流分析⑴大坝计算断面及渗透指标的确定大坝渗流计算断面选取本次勘探取样的计算断面，断面形状见图4-1。120 图4-1关山水库大坝计算断面渗流计算渗透分区图(1-大坝填土2-浆砌石棱体3-粉质粘土4-全风化基岩5-强风化基岩）本次计算断面的渗透分区主要根据地质勘探的结果，按照现场所取原状样的室内土工试验及现场注水试验，综合大坝建设和运行管理情况，将大坝计算断面划分为5个渗透分区，渗透分区情况见图4-1，各分区材料的水平、垂直渗透系数根据地质勘探推荐参数拟定，各渗透分区材料的水平、垂直渗透系数见表4.4-1（水平渗透系数根据现场注水试验确定，垂直渗透系数参照水平渗透系数根据实际工程经验确定），给水度μ计算公式如下：式中：μ——给水度；n——孔隙率；k——渗透系数（cm/s）。表4.4-1关山水库大坝计算断面渗透分区指标分区渗透系数（cm/s）12345大坝填土棱体粉质粘土全风化基岩强风化基岩Kx（水平）1.2×10-42.5×10-43.65×10-44.50×10-45.00×10-5Ky（垂直）8.0×10-52.5×10-43.11×10-44.50×10-45.00×10-5120 ⑵计算程序简要说明本次大坝渗流计算分析采用南京水科院的二维非稳定渗流及坝坡稳定分析有限单元法程序UNSST2（UnsteadySeepageandStability）。⑶渗流计算内容根据《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001第8.1.2条规定：渗流计算时应考虑水库运行出现的各种不利条件。本次渗流计算分析按以下工况进行：a稳定渗流计算：①上游正常蓄水位与下游相应的最低水位；②上游设计洪水位与下游相应的最高水位；b非稳定渗流计算①非稳定渗流考虑时段内无降雨，输水涵洞按其设计最大流量运行，库水位降落过程这种工况。②根据库水位与库容关系曲线、水库输水涵洞最大泄流曲线见图，得出关山水库库水位快速降落曲线，根据库水位快速降落曲线，确定将大坝分3个时段进行非稳定渗流计算，计算各时段的上、下游水位值及相应的时间间隔见表4.4-2。表4.4-2关山水库大坝非稳定渗流计算时段及水位120 时间（天）时间间隔（天）库水位（m）备注018.6070.50正常蓄水位18.6050.38死水位c稳定渗流计算内容及结果此结果为安全评价阶段的计算结果①上游正常蓄水位70.50m，下游无水，坝体浸润线及渗流运行情况见图4-2。图4-2关山水库大坝计算断面正常蓄水位渗流计算渗透分区图②上游设计洪水位71.30m，下游无水，坝体浸润线及渗流运行情况见图4-3。图4-3关山水库大坝计算断面设计洪水位渗流计算渗透分区图d非稳定渗流计算内容及结果120 ①库水位由正常蓄水位70.50m降落至50.38m，下游无水，坝体浸润线及渗流运行情况见图4-4图4-4关山水库大坝非稳定渗流计算断面渗流计算渗透分区图计算成果分析：当渗流从下游坡出逸时，渗出点的渗透坡降为：（β为下游坡角）坝坡渗出点的临界渗透坡降可按下式计算：式中：γ——水容重，取γ＝10kN/m3；——坝体填土的浮容重，取＝10.2KN/m3；C——坝体填土的凝聚力；φ——坝体填土的内摩擦角；β——下游坡脚。设计阶段对大坝渗流进行复核上游正常蓄水位70.50m，下游无水，坝体浸润线及渗流运行情况见图120 图4-5关山水库大坝计算断面正常蓄水位渗流计算渗透分区复核图上游设计洪水位71.30m，下游无水，坝体浸润线及渗流运行情况见图图4-6关山水库大坝计算断面设计洪水位渗流计算渗透分区复核图e非稳定渗流计算内容及结果复核库水位由正常蓄水位70.50m降落至50.38m，下游无水，坝体浸润线及渗流运行情况见图4-7120 图4-7关山水库大坝计算断面水位骤降渗流计算渗透分区复核图计算成果见表4.4-3。表4.4-3关山水库大坝最大断面渗流计算成果表计算工况最大渗透坡降校核最大渗透坡降最大渗透坡降位置容许渗透坡降出逸高程校核出逸高程出逸点临界渗透坡降渗量m3/d·m正常蓄水位70.50m0.210.32大坝上游侧0.5857.6564.051.693.34设计洪水位71.30m0.270.39大坝上游侧0.5858.2365.31.694.55正常水位降落至50.38m0.170.28大坝上游侧0.5857.1257.121.692.63各种计算工况的稳定渗流和非稳定渗流中，大坝计算断面局部渗流的最大渗透坡降值分别见表6.4-1（具体位置见渗流计算成果图）。由表、图可见，大坝计算断面的稳定渗流最大渗透坡降值为0.27，非稳定渗流最大渗透坡降值为0.17。根据地质勘探成果，大坝坝体填土的容许渗透坡降为0.58，最大渗透坡降小于允许渗透坡降,不会发生渗透破坏。4.4.1.3稳定计算1）计算断面及参数指标的确定大坝坝坡抗滑稳定计算断面选取本次勘探取样的计算断面，断面的形状见图4-8。120 图4-8关山水库大坝计算断面稳定计算材料分区图(1-大坝填土2-浆砌石棱体3-粉质粘土4-全风化基岩5-强风化基岩）本次计算断面的材料分区主要根据地质勘探的结果，按照现场所取原状样的室内土工试验及钻孔柱状图，综合大坝建设和运行管理情况确定稳定计算各材料的分区及指标，各材料分区情况见图4-8，各种物理力学指标见表4.4-4。表4.4-4关山水库大坝计算断面稳定计算材料分区指标指标分区类型12345大坝填土排水棱体粉质粘土全风化基岩强风化基岩固结快剪（R）C（kPa）19.50019.53035φ（°）19.043517.52535固结慢剪（S）C（kPa）16.17016.963035φ（°）23.313519.332535湿密度（g/cm3）1.961.951.672.22.22饱和密度（g/cm3）2.211.611.952.212.232）计算程序说明本次坝坡抗滑稳定计算所用的坝坡稳定分析程序《STAB1》是北京水科院陈祖煜同志编的《STAB1》微机版，该程序可以进行土石坝和土坡的施工竣工期、稳定渗流期、库水位降落期的有效应力法和总应力法分析。《STAB1120 》程序可以同时用毕肖普法、瑞典圆弧法、改良瑞典圆弧法（罗厄法和美国工程师兵团法）算出圆弧滑裂面的安全系数，安全系数分别用AB1、AB、AB3、AB4表示，并找出相应于毕肖普法的最小安全系数及其相应的圆弧滑裂面的位置。a)坝坡抗滑稳定计算工况的确定根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）第7.3.2条规定，稳定分析中应核算的控制土石坝稳定的三个时期为：①稳定渗流期正常蓄水位的下游坝坡。②稳定渗流期设计洪水位的下游坝坡。③水库水位骤降期的上游坝坡。本次坝坡稳定计算包括两个控制水位（正常蓄水位70.5m，设计洪水位71.30m）情况下的下游坝坡抗滑稳定和库水位由正常蓄水位（70.5m）骤降到死水位（50.38m）时的上游坝坡抗滑稳定。依照《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的要求和关山水库实际运用情况，对断面抗滑稳定分别进行了下列工况的计算：正常运行情况:正常蓄水位70.50m下形成稳定渗流时下游坝坡稳定；下游边界取下游地面出渗高程为水位57.65m，见图4-9。120 图4-9关山水库大坝计算断面正常蓄水位稳定计算材料分区图正常运行情况:设计洪水位71.30m下形成稳定渗流时下游坝坡稳定；下游边界取下游地面出渗高程为水位58.10m，见图4-10。图4-10关山水库大坝计算断面设计洪水位稳定计算材料分区图非常运行情况:水库水位正常蓄水位70.50m骤降至死水位50.38m时的上游坝坡稳定，下游边界取下游地面出渗高程为水位56.12m，见图4-11。120 图4-11关山水库大坝计算断面水位骤降稳定计算材料分区图b)计算结果计算成果见表4.4-5，[K]为坝坡抗滑稳定最小允许安全系数。表4.4-5关山水库大坝最大断面坝坡稳定计算成果表运行情况坝坡滑弧位置AB1[K]结论CxCyDs稳定渗流期,无地震,正常蓄水位70.50m下游34.35017.46024.4701.2521.25满足要求稳定渗流期,无地震,设计洪水位71.30m下游35.62018.69025.5701.2321.25不满足要求非稳定渗流期,无地震,自70.50m骤降至死水位上游-22.69256.41855.9751.3841.15满足要求该断面渗流计算结果见渗流报告，计算中考虑了大坝质量差，透水性较大，稳定渗流情况下大坝内浸润线较高，与现场检查发现该处出逸点较高的现象一致。在正常蓄水位运行情况下大坝下游坡抗滑稳定安全系数均大于规范允许,设计洪水位运行情况下大坝下游坡抗滑稳定安全系数小于规范允许值。非常情况下考虑库水位自正常蓄水位骤降至死水位，对120 各时段内的最小安全系数比较发现，最快降至死水位时的上游坡处于最危险状态，最小安全系数为1.384，大于规范允许值。4.4.1.4现有问题由于当时条件有限，关山水库大主坝基础处理不彻底，左、右两岸山体仅清除了树皮草根，尚有残存原坡积壤土。坝基内存在一厚度约5m的中等透水带，导致坝基漏水严重，特别是一副坝下游出现大片冷浸田。坝体填筑质量差，土方中含大量块石，大坝逸出点只低于马道下游2m，现场观察可以看到有水流出。4.4.1.5方案比较根据《碾压土石坝设计规范》和《湖南省小型水库除险加固工程设计报告编制导引》以及结合当地筑坝材料和施工经验，加高加固大坝防渗体可以采用冲抓套井回填和旋喷灌浆二种方案。如采用冲抓套井回填方案，大坝最大冲抓深度为23.45m，一般情况下在此深度范围内是可以使用冲抓回填处理并保证效果的，且关山水库附近5km内有充足粘土，土源并不缺乏，具备采用冲抓的条件。而高压旋喷灌浆虽然技术成熟，效果较好，但造价相对较高，且关山水库坝体材料为含石块粘土，也增加了旋喷灌浆的难度，因此根据工程实际情况综合考虑，设计水库坝体采用冲抓回填处理，坝体较深部位必须采用二次冲抓以保证效果。另外大坝坝基采用帷幕灌浆处理。方案比较如下表4.4-6：120 表4.4-6坝体防渗处理方案比较表项目方案一方案二设计方案对坝体进行冲抓套井回填处理，坝基采用帷幕灌浆处理。对坝体进行高压旋喷灌浆，坝基进行帷幕灌浆。主要工程量及投资冲抓套井回填3502m/进尺，估算投资85万元。另需降水费用旋喷钻孔3604m/进尺，灌浆2978m/进尺，估算投资224万元。方案优缺点比较坝体较高，坝体较高部位需进行二次冲抓，本工程土源充足，工程造价低。施工简单，安全可靠，但造价较高，且由于坝体内含石块，有一定的施工难度。结论推荐方案比较方案4.4.1.6灌浆设计针对大坝存在的问题及安全评价意见以及小型水库除险规划的除险加固内容，本次方案内容如下：1）坝体冲抓回填冲抓回填孔布置在原大坝轴线上，灌浆范围为桩号0+026.1～0+260.1，布孔排数为1排，孔距0.75m，冲抓回填分二序施工，是施工主井，后施工套井，同序孔孔距1.5m，有效厚度为0.8m，冲抓回填上至坝顶，下部至大坝建基面。2）坝基坝肩帷幕灌浆帷幕灌浆孔布置在原大坝轴线上（与冲抓回填同轴线），帷幕要求伸至相对不透水层（q≤10Lu）以下1m，且与冲抓回填搭接长度不小于1m，并根据大坝渗透剖面图浆帷幕线往大坝左右延伸至水库正常蓄水位与相对不透水层在两岸的相交处，帷幕灌浆范围为桩号0+000～0+302.4。120 4.4.1.7坝身冲抓回填设计参照《湖南省病险土石坝工程治理研究》，根据冲抓机械的实际情况，拟采用8JZ-95型冲抓式打井机进行施工。a）冲抓打井机性能一般适应于均质土坝和心墙坝，水库大坝为心墙坝。最大钻孔深度可达40m，开孔直径1.1m，钻头重量1540kg，配套动力17～22kw，如果无电源，可配30马力柴油机。b）施工设计冲抓套井回填粘土防渗墙处理土坝渗漏的设计，主要包括回填土料的选择、钻孔平面布置、孔距、孔深、排距和防渗墙有效厚度计算等。（1）回填土料的物理力学指标回填土料采用粘土，要求粘粒含量为（35～50）%，渗透系数不大于1×10-6cm/s,含水量控制在塑限附近，填筑后的土料干容重不小于1.5g/cm3。（2）钻孔平面布置防渗墙在平面上按主、套井相间布置，一主一套相交连成井墙。套井为整圆，主井被套井切割，呈对称蚀圆。布置钻孔时，应尽量靠近坝轴线上游侧，以利降低浸润线高度。（3）孔距、排距和有效厚度计算120 根据《湖南省病险土石坝工程治理研究》，参照《冲抓套井回填技术在处理土坝病险隐患中的应用》中孔距、排距、和有效厚度计算公式一览表计算。表4.4-7孔距、排距、和有效厚度计算公式一览表钻孔排数最优α值孔距Li排距Si有效设计厚度Ti145°L1=2RcosαT1=2RSinα238°34′L2=2RcosαS2=R（1+Sinα）T2=R（1+3Sinα）330°L3=2RcosαS3=R（1+Sinα）T3=R（1+4Sinα）（4）钻孔深度的确定钻孔深度根据具体情况确定，应打入填筑质量较好的土层内1～2m或钻入完整的基岩。水库大坝冲抓回填采用单排孔,α=45°，钻孔直径1.1m，孔距0.75m，有效设计厚度0.8m，大坝全长210m，冲抓长度234m布置钻孔308个，钻孔深19.86m，总进尺3503m，开挖土方3540m3，回填粘土3540m3。（5）施工操作技术及要求①施工布置为了满足立架和施工道路的要求，坝顶宽不得小于4m,布孔中心线距坝肩不得小于2m。水库大坝宽5.1m，布孔中心线在坝顶偏上游0.5m。②造孔120 钻孔要垂直，钻孔的偏斜度应不大于1/50。这是施工操作的关键，否则会影响防渗墙的有效厚度。为了防止井孔偏斜，造孔时，钻头中心要对准桩点，三角架应保持平稳不得移位，挂钩器要经常保持水平。造孔回填采用二序法进行，先主井，后套井。③回填回填土料要求粘粒含量为35%～50%，渗透系数小于1×10-5cm/s，含水量控制在20%～30%左右，干密度大于1.50g/cm3。填土应分层进行，回填一层，夯实一层，不得边填边夯。每层松土的厚度0.5m至0.7m。④夯实夯实密度是提高井墙防渗能力的重要环节。填土夯击采用马蹄形混凝土夯锤，夯锤直径一般为0.8至0.9倍孔径，高为0.9m至1.0m，重1000kg左右，夯锤上部为球冠形，使填土不会堆积在夯顶上，且有利于土体向四周挤压，增强新老土体的结合。夯击土料时将索具放松，夯锤自由下落，借夯锤自由下落的冲击力将土料夯实。一般控制夯距为3m，夯击20～30次。在落夯时，应保持1～2s的稳定时间，以免夯锤晃动，碰撞孔壁，降低夯击功能，当距坝顶2m以内时，夯距应小于2m，以减少单位冲量，防止坝顶开裂或沿孔周隆起。⑤质量检查为了保证施工质量，应及时钻孔的深度与孔的偏斜度、土料的含水量、夯实后土料的干容重。120 在孔口中心吊垂线至井底，可以测量孔的深度与孔的偏斜率。干容重的测定用环刀取样，采用酒精烧后称重。4.4.1.8坝基及两岸坝肩帷幕灌浆设计因为对大坝进行施工时，工程施工时对残坡积堆积层与强风化、全风化岩体未进行挖除与防渗处理。坝基施工质量达不到规范技术要求，导致坝基存在严重渗漏。因此，对大坝采用帷幕灌浆处理。1）帷幕设计根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）中有关规定，以坝基岩石透水率q≤10Lu为相对不透水层。大坝建基面至相对不透水层之间的透水基岩应设灌浆帷幕，以防渗水冲蚀坝底基础。帷幕灌浆按如下公式计算：T=H/J式中：T——帷幕厚度mH——最大作用水头J——帷幕的容许比降经计算：T=1.86m，根据计算的帷幕厚度以及坝基、坝肩实际渗漏情况，拟定大坝坝基帷幕灌浆孔为一排。布置在坝轴线以上0.5m，与冲抓回填同轴，孔距2.4m，先进行冲抓套井回填的施工，再进行帷幕灌浆施工，防渗标准根据地勘成果及规范要求，取q=10Lu。因基础状况不好，渗漏严重，所以120 灌浆孔伸入相对不透水层（q=10Lu）以下1m，最终孔深应由现场先导孔压水试验确定。2）灌浆孔布置大坝坝基、坝肩存在渗漏，设计采用帷幕灌浆作防渗加固处理，帷幕布置在坝轴线以上0.5m，与冲抓回填灌浆同轴，孔距2.4m，起始点桩号0+000，终止点桩号0+302.4。3）钻孔及简易压水试验帷幕灌浆钻孔：坝身采用冲击干钻、套管护壁，基岩采用回转式钻机钻进，用金刚石钻头或硬质合金钻头钻进，终孔孔径为75mm。钻机安装必须水平、稳固，开孔位置偏差应控制在10cm之内，孔斜率控制在1%以内，钻孔深入相对不透水层内1m左右。钻孔冲洗及简易压水试验：钻孔达到设计深度后，应采用清水冲洗钻孔，直至回水澄清无砂和岩粉为止，残留岩芯不应超过0.2m。帷幕灌浆孔在灌浆前，对先导灌浆孔均应进行简易压水试验，所得透水率q值来确定开灌水灰比及了解岩层的透水程度。4）灌浆参数的选取a）灌浆段长度120 灌浆段的长度是根据岩石的裂隙发育程度、破碎情况、渗透性以及设备条件决定的。参照省内外帷幕灌浆取得的成功经验，并根据工程的具体情况，为确保工程质量，设计要求灌浆段一般长7～8m，基岩条件较好的灌浆段取大值，裂隙发育，岩石破碎段取小值。接触面单独做一段，灌段长1.5～2.0m。b）灌浆压力及浆液变换灌浆压力是影响灌浆质量的重要因素，本次灌浆压力一般要求现场通过灌浆试验确定。浆液稠度根据基岩透水率不同而改变，起始水灰比采用8:1；以后采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1。接触面灌浆压力要求以不使坝体底部劈开或上抬为原则，根据有关规范，接触面灌浆压力应控制在0.05MPa以内。浆液稠度的变换原则是：当某一比级浆液的灌入量已达300L以上或灌注时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级。或注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。c）结束灌浆标准符合下列条件之一者，即可结束灌浆：在设计规定的灌浆压力下，灌浆段已停止吸浆或吸浆量小于1.0L/min，并持续60min以上时；在规定的压力下，吸浆量徘徊在1.0L/min的时间达1h以上。5）灌浆材料及灌浆工艺a）灌浆材料120 必须是新鲜合格的普通硅酸盐水泥，强度等级不低于32.5，对水泥的供给采取边用边进的原则，以保障水泥不过长时间在工地积放。b）灌浆施工次序灌浆应遵循分序加密的原则。帷幕孔分三序次施灌，一序孔孔距12m，二序孔孔距12m。三序孔孔距6m，最终孔距3.0m。6）灌浆方法当岩段小于6m时，采用全孔一次灌浆法；大于6m或在漏水严重地段应采取自上而下的方法灌浆，以提高灌浆质量。7）灌浆结束和封孔在灌浆过程中，对于每一个灌浆孔都应严格按照规程，规范的要求结束灌浆，以确保工程质量。对较深的帷幕灌浆孔，在最后一段灌浆结束后即采用浓浆封孔。封孔分段长15～20m，封孔压力与灌浆压力相同，当注入率不大于1L/min，继续灌注30min后，在孔口处继续灌注60min，灌注结束后闭浆24h。8）工程质量检查检查孔数为灌浆总孔数的10％，布置在断层、岩体破碎带等地质条件复杂的部位、末序孔注浆量大的孔段附近、孔偏斜过大处、灌浆过程不正常的部位。检查孔应采取岩芯，绘制钻孔柱状图。120 检查孔压水试验在该部位灌浆结束后14d后进行，自上而下分段卡塞进行压水试验，采用单点法或五点法。压力为1H0（H0为正常蓄水位至试验段处高差），且不大于该处灌浆压力的80%（见表3.5-1及表3.5-2）。检查孔各段压水试验测得的q值原则上须≤5Lu，所有试段的q值必须小于5Lu，才认为该孔符合标准。4.4.1.9加固后渗流计算根据所选定的加固方案，使用理正计算程序对灌浆后的坝体渗漏进行计算。根据地勘报告可知现状土体渗透率及渗透浸润线，灌浆后渗透率应小于1×10-6灌浆后正常蓄水位坝体浸润线及渗流运行情况见图4-12，最大渗透坡降0.42图4-12关山水库大坝灌浆后稳定渗流期正常蓄水位渗流计算成果图120 灌浆后设计洪水位蓄水位坝体浸润线及渗流运行情况见图4-12，最大渗透坡降0.45图4-13关山水库灌浆后稳定渗流期设计洪水位渗流计算成果图4.4.1.10上下游坝坡整治设计1）大坝断面设计下游坝坡63m整修原有马道，马道以上坝坡维持原有1：2.0的坡度，马道以下由于大坝在灌浆处理后，浸润线仍然较高，坝坡的稳定计算显示下游坝坡安全系数至小于规范允许值，且修建公路的土石方需要处理，对坝坡需做培厚处理，将渗水逸出点降低至新建排水棱体以下，63m以下坝坡采用1：3.8的比例培厚，54m以下为排水棱体。大坝右岸连接山体段内坡坡比为1：2.5，外坡坡度比较缓，维持原有形状，不做削坡或培厚处理，只在外坡开辟一条1.5m宽的道路通至排水棱体顶部。下图为坝坡修整后大坝正常蓄水位的渗流计算成果图，渗流曲线降到了棱体下，最大渗透坡降发生在棱体与坝基结合部位，最大渗透坡降0.32。120 图4-14关山水库培厚后稳定渗流期正常蓄水位渗流计算成果图下图为坝坡修整后大坝设计洪水位的渗流计算成果图，最大渗透坡降0.41。图4-15关山水库培厚后稳定渗流期设计洪水位渗流计算成果图120 图4-16关山水库培厚后正常蓄水位稳定计算成果图图4-17关山水库培厚后设计洪水位稳定计算成果图图4-18关山水库培厚后水位骤降稳定计算成果图以上三种情况稳定计算后的安全系数分别为1.77、1.68、1.3482）上下游坝坡护坡设计大坝上游坝坡为砼护坡，护砌至校核洪水位，有部分裂缝和破损，120 裂缝和破损部位已长出杂草，大坝右岸内坡处未进行护砌。设计对裂缝和破损部位进行修复，对杂草进行清除，将砼护坡以上未护砌段铺设草皮护坡，对左右岸内坡用砼六角板护砌，底部设置浆砌石脚槽。护砌至校核洪水位，以上采用草皮护坡。大坝下游分别在63m、54m、50.9m位置设置排水沟，具体布置和结构见详图，坝坡在整修培厚以后铺设草皮护坡。3）上下坝阶梯大坝内坡溢洪道拱涵进口附近新建踏步，位于桩号0+216.8，下坝阶梯分别位于左右岸坝肩处0+36.2和0+223.2处，踏步每阶高0.1m，宽2m，均为现浇C20砼.4.4.2泄水建筑物现状溢洪道位于右岸，进口为拱涵式进口，宽度为2.05m，高1.4m，其余部分为正槽式溢洪道，宽2m，高1.5m堰顶高程为70.5m，总长138m，由控制段、陡坡一段、一级消力池、陡坡二段、土渠段组成。泄槽和一级消力池均采用混凝土整体浇筑，控制段长19.5m，宽2.05m此段即溢洪隧洞；待出隧洞后进入陡坡一段长47.8m，宽2.0m，坡比1：5.18；一级消力池长5.9m深0.3m，陡坡二段长66m，宽2.0m，坡比1：10.5；以上部分为维持原状段，仅做修补损坏部位，清理溢洪道中的杂草。陡坡二段以后为土质渠道，未护砌，坍塌堵塞严重。关山水库溢洪道能够宣泄校核洪水位时的下泄流量2.89m3/s，宣泄设计洪水30年一遇时下泄流量为2.15m3/s，陡坡段起点侧墙顶高程能满足高度要求，120 现有溢洪道的砼护砌段质量较好，结构安全并无问题，但下游为土质渠道，无护砌，末端也无消能设施，溢洪时将直接冲刷下游和出口的土质渠道和农田，影响溢洪道的结构安全，因此本次设计对溢洪道末端土质渠道进行护砌并增设消能设施。溢洪道出口拟采用消力池消能，消力池计算公式如下：1）消力池深度计算公式：式中：—消力池深度，—水跃淹没系数，取；—跃后水深；—收缩水深；—水流动能校正系数，取；—过闸单宽流量，、—消力池首末端宽度，—由消力池底板算起的总势能；—出池落差；120 —河床水深。2）消力池长度计算公式水跌波长：消力池长：3）消力池底板厚度的确定消力池底板厚度根据抗冲和抗浮要求，分别按下式计算：抗冲t=抗浮t=式中：t——消力池底板厚度（m）；——闸孔泄水时的上、下游水位差（m）；k1——消力池底板计算系数，可采用0.15~0.20；k2——消力池底板安全系数，可采用1.1~1.3；U——作用在消力池底板底面的扬压力（kpa）；W——作用在消力池底板顶面的水重（kpa）；Pm——作用在消力池底板上的脉动压力（kpa），其值可取跃前收缩断面流速水头值的5%；——消力池底板的饱和重度（km/m3）。120 4）消力池底板抗浮稳定计算消力池底板抗浮稳定安全系数按下式计算：Ku=式中：G1——水重，G1=，KN；G2——自重，G2=，KN；G3——当采用锚固措施时，地基的有效重量，按下列公式计算：G3=T=——岩石浮容度，KN/m3；A——n根锚筋护坦的计算面积，m2；T——锚固地基的有效深度，m；d——锚筋直径，m；L——锚筋间距，m；S——锚筋锚入岩石深度，m；U——扬压力，U=，KN；P——脉动力，其值可取跃前收缩断面流速水头值的5%；即：P=Lk及Bk——消力池长度及平均宽度；120 ——水跃上水滚在收缩断面处的厚度，可近似取：；V——消力池底板体积（m3）；——材料容量（t/m3）；h2——下游水位超过底板面的水深（m）；h1——消力池首端渗透压力水头（m），根据上下游总水头差H及总渗径长度L，按直线比例求出；——折剪系数，一般排水良好可取0.5。关山水库溢洪道计算下泄流量为1.86m3/s，设计水位为71.23m，上游堰顶高程70.50m，经初步计算，消力池深为1.348m，池长为9.783m，首端最大厚度为0.77m，海漫长度为20.7m，末端最大冲刷深度为0.52m。1）溢洪道处理方案：根据现调查情况，目前溢洪道由护砌段和未护砌段。其中陡坡一段下有跌坎消力池，池长5.9m，池深0.3m，设计对溢洪道土渠段进行护砌，并在末端增设消能设施。2）整体布置根据现有溢洪道的布置情况，改造接陡坡二段，将陡坡二段末端挖除1.5m，进行溢洪道的改造。陡坡三段与陡坡二段平顺连接，坡比为1：10，陡坡三段长18m，宽2m120 ，底板与侧墙采用钢筋砼整体浇筑，陡坡四段坡比为1：3.0，在原有土渠位置进行深挖，长10m，宽2m，陡坡4段后接消力池，消力池长10m，宽2m，底坎高层1.4m，底板与侧墙采用C25钢筋砼整体浇筑，消力池底板厚700mm，消力池左边侧墙中埋入新开低涵出水管，低涵放水直接进入溢洪道，通往下游干渠，，水流流出消力池后经2m平顺段后进入陡坡五段，陡坡五段坡比为1：8，长8m，宽2m。陡坡五段后为抛石防冲槽，抛石防冲槽位于原溢洪道土渠出口位置。具体设计见图3）消能设计按20年一遇消能防冲标准计算，消力池深1.348m，池长为9.783m，设计消力池池长取为10m，池深取1.4m。泄槽和消力池均使用δ＝700mmC25钢筋砼结构，下设δ＝100C15素砼垫层，砼垫层下面埋设200厚的碎石垫层，用填卵石PVC管与溢洪道连通。海漫段采用δ＝500mm钢筋砼低涵。溢洪道的侧墙采用整体浇筑，墙后设排水孔和砂卵石反滤包。根据地勘报告，基础均为冷家溪群板岩(Pt)强风化板岩，承载力特征值为250Kpa，满足计算要求。消力池及边墙结构详见设计图。4）溢洪道侧墙高度设计关山水库溢洪道无闸门控制，根据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）第2.3.7条规定，控制段的导墙顶部高程不得低于校核洪水位加安全超高0.3m，关山溢洪道进口为拱涵式，泄流能力满足《溢洪道设计规范》要求，溢洪道边墙高度与现有高程相同，满足泄流要求。120 表4.4-7溢洪道侧墙高程复核断面12345678910校核水位71.4771.3369.6962.0162.2658.6157.3654.8453.2051.12设计水位71.3071.1669.5361.8462.0958.4457.1954.6753.0351.13消能防冲71.2371.0969.4661.7762.0258.3757.1254.6052.9651.06底板高程70.0769.9468.360.8861.0457.355.9653.3551.9849.81侧墙高度1.401.391.391.131.221.311.401.491.221.314.4.3输水建筑物4.4.3.1输水建筑物现状大坝高涵位于大坝左岸山体内，距大坝280m，隧洞长41m，为城门拱形，高1.6m，宽1.2m，隧洞内未衬砌，隧洞出口接灌溉干渠。高涵启闭方式为钢索旋转门，启闭方式落后，老化，且锈蚀严重，现阶段只能勉强维持使用，存在严重安全隐患，一旦启闭设施失效，将导致大片农田无水可灌溉，影响农业生产。本次设计将高涵的启闭方式改为安全方便的斜拉式闸门。灌溉输水低涵位于大坝右坝端，由输水卧管和箱涵组成。输水卧管长41m，0.4m×0.4m柱形断面。低涵涵管采用钢筋砼圆管，断面尺寸φ400，长108m，底板高程50.08m，纵坡1/200，灌溉输水低涵卧管基础沉陷造成涵洞接缝处断裂，库水沿裂缝产生渗漏，加之刚性建筑物与填筑土周边未采取防渗措施导致库水沿涵周渗漏，威胁大坝的安全。4.4.3.2输水建筑物设计120 1）高涵的改造高涵的改造，首先将原有高涵启闭设备拆除，进行进口斜拉门施工。消力井段采用钢筋砼结构，消力井底板和四壁均为500厚C25钢筋砼，整体浇筑，长2.2m、宽2m、高1.5m，其上设斜拉门。斜拉门控制闸孔尺寸为φ400，进口高程为64.60m，为保证低于64.60m时有水保证干渠供水，在消力井前端设置填土闸门。填土闸门长2.34m，宽1.6m，高1.4m，进水口宽0.8m，高0.6m，采用钢筋砼结构闸室，进水渠底板高程62.00m，与隧洞底板高程相同，闸门底部设0.1m厚C15砼垫层，闸门板采用预制混凝土板并排放置，填充粘土，闸板规格0.2×0.12×1.0（宽×厚×高）当水位降低至高涵斜拉门孔口以下是采用填土闸门供水，将闸门中的填土挖除，再将预制挡板提起，可根据需要流量决定提起的挡板数。2）低涵处理由于低涵高程较低（进口高程50.08m，坝顶高程73.00m），管径较小（φ＝400mm）且长度有108m，本身已有破坏，内部结构和走向不清楚，维修困难，加之坝体内的现状情况不明，人无法进入操作，钻孔也难以保证定位准确，无法对低涵进行灌浆修复和内套管施工。低涵右侧为山体，根据地勘资料，具备成洞条件，本次设计决定将现有低涵废弃封堵，新开输水隧洞。大坝低涵处理方案为：进出口段的φ400砼管道开挖拆除，进口段挖除长度大于14m，出口段挖除10m，具体开挖长度根据地质地形情况确定。开挖段均设置堵头，进口处堵头宽高为2.5m，厚2m120 ，出口处用砖块堵头封死，两端的堵头均留φ200灌浆孔。由于坝体过高，且涵管和长度较小，钻孔无法定位精确，无法使用钻孔机械打孔进行灌浆，所以低涵的封堵只能结合坝体冲抓回填处理，当坝顶冲抓回填定位管道以后，在该管道位置进行冲抓，抓出一个直径2.5m的井，井壁采用200厚预制砼拱圈护壁，护壁用沉井法安放，竖井开挖完毕后，将竖井段的圆涵全部挖除，并继续向下挖深1m，然后在竖井中设置一道截水墙，截水墙具体尺寸见设计图，截水墙中分别埋设至上下游的灌浆钢管。在距坝竖井16m内坡位置按以上方式开往同样规格的竖井，从竖井和堵头向两端灌注微膨胀型混凝土，直到管道填充完毕，出口冒浆。最后封堵完成，封孔，回填粘土。4.4.3.3新建输水隧洞平面布置输水隧洞由进口段、闸室段、隧洞段及出口段组成，进口段及闸室段长3.4m，隧洞段长140.5m，出口段长6.5m。进口段底板高程53.02m，比原输水卧管进口高，闸室段底板高程48.50m，底板为600mm厚钢筋砼底板，隧洞进口底板高程50.50m、出口底板高程50.00m，坡降3.56‰，出口段设消力池，消力池池底高程49.50m、池长4.5m，底板高程49.0m，出口段与新建渠道相接，新建渠道高1.2m，底版宽1.2m，边坡1：0.5采用混凝土衬砌，连接原有低涵渠道，对原有低涵渠道进行改造，末端改为φ600钢筋砼承插管，承插管总长6m，承插管通到溢洪道消力池中，经消力池至出口水池。4.4.3.4新建输水隧洞水力计算120 考虑建设管理方的要求，为便于运行管理，隧洞拟采用无压圆拱直墙式隧洞，隧洞进口底板高程为53.02m，隧洞宽1.2m，高1.8m，洞身长140.5m，纵坡坡降3.56‰，进口斜拉闸门孔口为圆形，孔口直径0.35m。a）斜拉门孔口流量计算斜拉门进水口为圆形孔口，水流从孔口进入隧洞后为无压流，所以孔口为自由式孔口出流，其计算公式为：式中：Q—孔口设计放水流量—孔口过水断面积；—流量系数，取=0.6—孔口以上的水深，水库不同水位对应不同流量，计算结果见表4.4.3-3。表4.4-7进口流量计算表水位（Z）水深（H）流量（Q）水位（Z）水深（H）流量（Q）54.1810.25861.1870.68255.180.3650.3662.1880.7356.1830.44663.1890.77457.1840.51664.18100.81659.1850.57765.18110.85660.1860.63266.18120.894关山水库灌溉面积6000亩，主干渠所需流量为0.25m3/s，由计算可知当水库内水库高于54m时，通过斜拉门放水能够满足灌溉要求，当水位于120 54.18m至51.5m时水库工作人员安排虹吸管到放水，水位低于51.5m时采用抽水机台取水。b）隧洞内水深计算隧洞宽b=1.2m，坡降3.56‰，采用明渠均匀流的流量计算公式：式中：A—过水面积，A=bh假定不同水深h，代入公式计算流量，经计算得：h=1.2m时，Q=2.32m3/s，满足无压隧洞的要求。c）隧洞出口消能计算隧洞出口拟采用消力池消能，参照4.4.2泄水建筑章节溢洪道消力池计算公式，计算消力池。经计算，消力池深0.5m，长4.5m，消力池各部分具体尺寸见图册。4.4.3.5新建输水隧洞结构计算a）结构布置隧洞为圆拱直墙式，孔净宽b=1.2m，净高h=1.8m(其中直墙高1.2m，拱高0.6m)，隧洞采用C20素砼衬砌，根据构造要求，侧墙、拱顶衬砌厚为250mm，底板厚200mm，隧洞通过地层岩石较为完整，中等坚度，岩石比重为22～24kN/m3，弹性抗力系数，岩石与衬砌间的摩擦系数。120 b）荷载计算与荷载组合根据岩层情况，不计侧向岩压力，只考虑垂直山岩压力、衬砌自重、弹性抗力及摩擦力。（1）垂直山岩压力衬砌厚度为200mm，超挖按100mm计算，隧洞开挖宽度b=1.8m山岩压力：（2）衬砌自重：（3）弹性抗力及摩擦力求出后，求得各计算截面上的弹性抗力及摩擦力。衬砌上的作用荷载见图4.4.3-2。c）隧洞内力计算(1)弹性中心位置计算隧洞圆弧半径r=0.725m，隧洞高H=1.825由，查表得：刚臂长度：，（2）形常数计算，，，混凝土弹性模量：120 惯性矩：抗弯刚度：由m=2.5查表得各系数A11、A22、Ah1、Ah2各值代入上式得：、、、(3)载常数计算垂直山岩压:，，衬砌自重:，，抗性抗力:，，垂直山岩压:，，由m=2.5查表得各系数值代入以上公式得：，，，，,，,，将上述各力引起的Δ值叠加得:，，120 。(4)拱脚转角计算当,拱脚转角:外荷载Mp的作用下,拱脚转角:,由M=2.5查表，将q、g、、r引起的Mp叠加得：则：计算Mc和Hc计算得：，拱脚处转角：由，解方程得：将计算代入计算得：，（5）衬砌任一截面内力计算计算公式：120 式中Mp，Np需由m=2.5查表计算，计算结果见表4.4-8、4.4-9，代入公式后计算各截面的内力，计算结果见表4.4-10，内力图见图4.4-11。表4.4-8各截面Mp值计算表荷载名称截面垂直山岩压力力衬砌自重弹性抗力摩擦力合计编号位置123450Φ=0°00　　　1Φ=15°-0.17605-1.47873　　-1.66332Φ=30°-0.65703-0.56438　　-1.22143Φ=45°-1.31406-1.15886　　-2.47294Φ=60°-1.97109-1.79656-0.03663-7.27×10-5-3.80445Φ=75°-2.45207-2.31012-0.02782-0.00112-4.79116Y=0-2.62813-2.52021-0.08602-0.00535-5.23977Y=0.25Yh-2.62813-2.52021-0.23961-0.01502-5.40298Y=0.5Yh-2.62813-2.52021-0.47423-0.0247-5.64739Y=0.75Yh-2.62813-2.52021-0.07374-0.03438-5.956510Y=Yh-2.62813-2.52021-1.11068-0.04406-6.3031表4.4-9各截面Np值计算表荷载名称截面垂直山岩压力力衬砌自重弹性抗力摩擦力合计编号位置123450Φ=0°00　　01Φ=15°0.485660.412651　　0.89832Φ=30°1.81251.594358　　3.406863Φ=45°3.6253.382145　　7.007154Φ=60°5.43755.5230190.004744-0.0171710.9485Φ=75°6.764347.7001590.035992-0.0629114.43766Y=07.259.5661490.111277-0.1215316.80597Y=0.25Yh7.2511.84990.111277-0.216218.995120 8Y=0.5Yh7.2514.133650.111277-0.2987821.1969Y=0.75Yh7.2516.41720.111277-0.3571923.421310Y=Yh7.2518.701150.111277-0.3793425.683表4.4-10各截面内力计算表荷载名称截面垂直山岩压力力衬砌自重弹性抗力摩擦力合计编号位置123450Φ=0°0.175096.60380.025650.043220.09611Φ=15°-1.32157.2771-0.182090.15632-0.09812Φ=30°-0.40499.1259-0.044370.07537-0.002373Φ=45°-0.895511.67673-0.076690.13368-0.039264Φ=60°-1.235414.24998-0.08670.17856-0.06165Φ=75°-1.067516.14677-0.066110.16703-0.037896Y=0-0.276916.80589-0.016450.09380.040647Y=0.25Yh-0.244918.99498-0.012890.099450.052478Y=0.5Yh-0.489321.19615-0.023080.131750.037829Y=0.75Yh-0.798523.4212-0.034090.170340.0170310Y=Yh-1.148125.68308-0.044590.21266-0.0072图4-19隧洞衬砌截面编号图（6）应力计算计算公式：，120 经计算，最大压力：，最大拉压：，均在C20砼强度范围内，隧洞衬砌满足结构要求。4.4.3.7隧洞布置根据地勘及计算成果，隧洞内0+000～0+020段为开挖处理，衬砌为300厚C25钢筋砼衬砌0+020～0+030为300厚C20砼衬砌，0+030至0+090为200厚C20砼衬砌，0+090～0+120.5为300厚C20砼衬砌，0+120.5至隧洞出口为开挖处理，采用C25钢筋砼衬砌。隧洞衬砌后底部宽为1.2m，高为1.8m，隧洞每10m设一伸缩缝，缝宽20mm，施工时可根据地质情况作适当调整，伸缩缝用沥青杉木板填充，伸缩缝间用铜片止水。水泥灌浆为洞内环向灌浆，灌浆长为100.5m全洞灌浆，灌浆孔距为5米。4.4.3.8新建输水低涵渠道新建渠道高1.2m，底宽1.2m,边坡坡比1：0.5，水流经消力池后流入新建水沟，渠道长总长为33米，采用混凝土衬砌，连接至原有低涵渠道，对原有低涵渠道进行改造，不使用的部分进行挖除，末端改为φ600钢筋砼承插管，承插管总长6m，承插管通到溢洪道消力池中，水流出承插管经消力池至水塘。4.4.4其他建筑物1、排水棱体设计大坝原有排水棱体为浆砌石加砼挡墙结构，表面水泥砂浆抹面，实际上无排水作用，因此，大坝实际上可以看作无排水棱体，因此，本次设计新建排水棱体。排水棱体顶部宽2.5m，高程定于54.00m120 ,底部高程为49.75，与基础的粉质粘土接触，排水棱体外部采用500厚干砌块石护砌，外坡坡比为1：1.5，内坡坡比为1：1.0，并伸入坝体内。排水棱体与坝体、坝基接触处设置反滤层，反滤层根据规范要求设置为三层，采用耐风化的细砂、粗纱和卵石或碎石构成，每层厚度250mm，粒径随渗流方向变大，棱体与外坡结合位置以及坝基处设置排水沟，棱体顶部排水沟宽0.3m，深0.4m，用100厚C20砼浇筑，坝基出排水沟设置导渗管，沟宽0.5m，深0.95m，细部结构见设计图。2、右岸导渗沟设计由于大坝右岸外坡为山体，未设置排水棱体，但大坝由于渗漏严重，水库工作人员只能在右岸外坡开挖一条简便渠道，本次设计在原开挖的渠道上挖深，加宽，在沟中三级反滤层，分别填充400厚碎石、300厚粗砂、300厚细砂，填充料中间每3m设置一条横向的木质隔板，隔板做防腐处理，隔板外垫一层土工布。导渗沟外部设置一条排水沟，排水沟与导渗沟之间用PVC管连接，PVC管末端使用土工布包裹。排水沟外侧设置一条连接下坝阶梯和排水棱体顶部的马道。具体细部结构见设计图。3、公路设计关山水库大坝下游700m外有一条新建水泥公路，水库与公路之间的交通通过一条2.8m宽左右的未硬化的泥质公路连接，路边未设排水沟，一旦暴雨，山上水流对公路冲刷严重，可能会毁坏公路，不利于大坝的维护。本次设计对该上班公路向山体一侧进行拓宽并进行硬化，路面宽度3.3m，采用200厚C25砼浇面，路面每5m120 设置沥青杉木板分缝，路面底部铺设100厚碎石。公路硬化前需将原有路面整平，将填土压实，压实度大于等于0.96。靠近山体一侧设置一条400宽的排水沟，排水沟为C20砼整体浇筑，浇筑厚度100mm，间距5m设置分缝。另一侧铺设200×500路肩石，具体设计见详图。由于高涵使用频繁，且需进行改造，而至高涵目前没有道路。人只能在灌木丛中穿行才能到达高涵。为方便工程施工以及日后水库管理，本次设计开劈一条至高涵的简易道路，路面宽度3m，高涵道路需对山体开挖，对于山体较陡的路段，适当往外布置，砌筑浆砌石挡墙，外移不得使墙高超过1m，简易道路由于使用不频繁，不对其进行硬化，在新开挖道路上铺设150厚碎石垫层即可。道路总长度280m。4、管理用房改建关山水库管理所原有管理所房屋已建成多年，虽经工作人员进行精心维护，仍然比较破旧，但管理所房屋整体结构比较安全，本次对房屋进行全面维修，给工作人员一个安定的工作环境，对管理所房屋进行修补，屋顶黑色烧制瓦改为桔黄色机制瓦，办公房屋铺设地板，提高管理人员的工作积极性，使关山水库的管理工作达到一个新的水平。维修房屋300m2，新建防汛仓库300m2。4.4.5安全监测设计120 水库属Ⅳ等工程，大坝属4级建筑物，根据《大坝安全监测技术规范》SDJ336-89要求，其观测项目为：巡视检查，大坝表面变形观测，大坝渗流观测（大坝渗流量、坝体渗流压力），水文气象观测（上、下游水位、降水量）等项目。工程监测存在的问题：一是观测项目没有建立起来，观测只进行了表面观测，难以全面监测大坝的运行状况，二是观测手段落后，计算分析工作仍用手工操作，自动化程度低。因此，急需建立监测系统。根据《土石坝安全监测技术规范》（SLJ336-89），结合关山水库大坝坝高、地质、结构型式等条件，在安全监测设计时主要考虑以下项目：上下游水位、气温、水温、渗流、位移、冲刷和淤积等。1）气象观测在库内设立一小型气象站，进行气温、水温、水面蒸发、降水、风向、风力等常规气象观测项目，为水库及大坝的合理调度和安全运行依据。应每日定时进行观测。2）上下游水位观测上游：在库内大坝低涵附近的踏步及坝顶设置水位观测标尺。每隔1m高差设一根水尺，水尺基座用三等水准布设，应尽量使每根水尺的起点值为一整数高程值。下游：在大坝下游面的垂直段上设置水位观测标尺，布设要求同前。水位观测应与降水、发电引水量等观测同步进行，以找出规律，为水库的调度服务。120 3）扬压力观测扬压力对大坝的稳定及应力状况影响较大，在土石坝设计中，扬压力的计算大多依据经验值作近似计算。为此，大坝运行期间须对其进行认真观测、记录，以验证设计的合理性和为大坝的安全运行提供依据。扬压力观测孔布置：在主排水幕中心线上，每隔一定距离设—孔，用钻机造孔，孔底深入坝基以下1m，在坝基破碎夹泥层附近应增加孔数，具体布孔见观测设备布置平面图。测压管采用Φ90的钢管，其进水管段在平行中心线方向上均匀地钻3排孔径6mm、孔距50mm的小孔，管外用土工布包裹防堵塞。所有扬压力观测孔均应布设为垂直的直线形孔。一般情况下，扬压力可半月观测一次，但汛期或库水位升降幅度剧变时，应加密观测次数。120 5水土保持与环境保护设计5.1水土保持设计工程建设对原地貌有一定影响，占地及地面扰动将破坏原植被，产生一定程度的水土流失。对工程临时占地除进行补偿外，施工完成后进行场地平整，恢复景观。开挖的土石方在堆放时，应修筑挡土墙予以防护，防汛公路应种植防护林，对控制水土流失有利。5.1.1水土保持现状工程涉及区域属中低山丘陵区，地势起伏，高低悬殊，土壤以灰褐色土为主，地表储水能力较差。靠近公路和平坝的山坡，林木多，水土流失小，平均侵蚀摸数980t/km2·a,水土流失不大。5.1.2工程施工过程中的水土流失预测关山水库除险加固工程主要是续建项目，项目所用机砂及块石均从外地购买。所以本工程的施工对周边地面扰动及植被破坏不大。仅修建道路，工程临时占地造成水土流失。预测修路及建材堆放造成水土流失面积1200m2，临时占地1000m2，弃料堆放面积400m2，总流失面积2400m2。5.1.3防治责任范围及措施（1）根据《开发建设项目水土保持方案技术规范》开发，谁保护，谁造成水土流失，谁治理的原则，该工程水土保持责任范围为工程建设的征地，弃料场，临时工地与临时交通道路等。防治面积约2400m2。120 （2）防治措施按照水土流失治理技术规范要求，采取合理有效措施，具体内容为：由于石方的开挖和填筑，导致土层裸露，受暴雨冲刷，产生面蚀、沟蚀等水土流失。考虑本工程所在地为公路沿线，为了保护和恢复景观，宜采用生物措施与工程措施相结合进行防治，砌筑浆砌石挡土墙及护坡50m，浆砌石方量130m3。5.2环境保护设计本水库除险加固工程，不会对库区和下游环境造成不利影响，并可提高水库调度的灵活性，从生态环境保护的角度来看，本工程属无污型产业，没有制约本工程的环境影响问题。在施工过程中，短暂的局部的环境影响，可通过具体措施避减免。本工程仅对原有水库大坝进行除险加固，对环境的不利影响主要由施工造成。5.2.1污水排放影响施工期水污染主要来自砂石料冲洗、车辆、设备和场地冲洗产生的生产废水，以及施工人员生活污水。生产废水主要污染物为石油类和悬浮物；施工人员生活污水包括洗水和食堂下水，主要污染为BOD。如不进行妥善处理，将对周围环境产生不利影响。5.2.2空气环境影响120 施工期环境空气污染主要来自挖填土石方，物理装卸和运输过程中产生的扬尘和施工机械产生的尾气，主要污染物为TSP、SO2、NOx。5.2.3声环境影响施工期噪声主要来自各种机械设备和运输车辆马达的轰鸣及嗽叭的喧闹声。施工噪声将产生扰民问题，会对现场施工人员的身心产生不利影响。5.2.4交通影响施工期设备材料及土石方运输要大量的车辆，必将加重当地交通负荷量。5.2.5生活垃圾影响工程施工期间，施工人员临时住宿地的生活污水及废弃物将对施工区卫生环境产生不利影响，尤其在夏天，若不对其进行专门管理和妥善处理，轻则致使蚊蝇孳生，重则致使工区人员爆发流行性疾病，影响工程施工进度，同时使附近居民遭受蚊、蝇、疾病的侵害。5.2.6人群健康影响工程施工期间，施工人员劳动强度大，抵抗疾病的能力弱，加之施工人员的住宿安排在施工区内，易造成肠道传染病，肝炎等介水和食物传染病的流行。5.2.7工程占地影响工程本身不产生污染物，运行期间亦对周围环境无不利影响。但工程施工临时占地对农业生产造成一定程度的影响。120 5.3环境保护对策意见5.3.1生产废水及生活废水施工生产废水中一般不含易溶于水的有毒物质，主要成分是泥沙等悬浮物，而且生产用水对水质要求不高，生产废水经沉淀后排放，这样就可减少废弃物的排放。施工高峰期，大量施工人员的进驻，使得施工区生活污水排放量大增。生活污水主要污染物为生物需氧物、氨氮、大肠杆菌及悬浮物，生活污水可修建化粪池处理设施，处理达标后排放。5.3.2大气施工区大气污染主要是粉尘和机械尾气。在施工过程中采取湿式除尘作业方法，场内交通道路应定期洒水，以减少粉尘污染；燃油机械可配备尾气净化器减少污染。5.3.3施工噪声源施工噪声源主要包括施工机械噪声和运输车辆噪声。施工噪声危害工作人员和周围居民的身心健康，同时给生产生活带来不便。对固定噪声源可采取封闭作业，运输车辆产生的流动噪声，应控制高音鸣笛，重型机车应安装噪声消声器。对受影响程度最大的一线工人主要是做好劳动保护工作，如施工人员轮换作业，避免长时间处在强噪声环境，佩戴防声头盔或隔声耳罩等。5.3.4固体废弃物120 生活垃圾运至垃圾处理场，建化粪池进行无害化处理。5.3.5人群健康加强对施工人员的健康保护，完善施工区卫生管理，培养良好的卫生习惯，积极开展灭蚊灭鼠活动，切断传播途径；生活垃圾集中堆放，统一管理；建立完善防疫机构，做好疫情监测和预防工作。5.3.6交通在制定施工实施方案时充分考虑交通因素，建设单位和运输部门应共同做好原则材料运输工作，按规定线路行驶，并加强驾驶员的职业道德教育。5.4环境监测5.4.1站网布置施工期环境监测包括水质、大气和噪声监测。水质监测设三个站：污水集水池、污水处理系统出口处、排污口下游1km处河道。大气、噪声监测在各开挖作业面、砼搅拌系统、交通道路两旁设监测点。5.4.2监测项目及测频1）水质监测项目：PH值、BOD5、SS、石油类、NH3-N测频：施工高峰期每月二次，非高峰期酌减。2）大气120 监测项目：粉尘、CO、SO2、NOx测频：施工高峰期每月二次，非高峰期酌减3）噪声监测项目：A声级测频：每月二次。5.5环保投资概算为减免实施本工程给环境造成的不利影响，需采取下列两大类环境保护措施：①施工期环境保护；②水土保持及环境保护总投资18.83万元，其中环保投资10.76万元，水保投资8.07万元。120 6工程管理设计6.1工程管理现状关山水库管理体制所1995年以前属原鼎功乡人民政府，有干部职工6人，管理所长1人，工程员1人，会计1人，出纳1人，职工2人。1995年撤区并镇后，由唐田、水塘、鼎功合并为ASZ，由安沙水管站统一管理，设管理人员2名。6.2工程管理设计依据本工程的管理设计主要是依据水利部《水利工程管理设计规范》（SL106-96）；水库管理所的人员编制是依据水利部《水利工程管理单位编制定员试行标准》（SL705-81）；工程设计施工为管理单位考虑各项条件是依据水利部《关于水利工程设计、施工为管理创造必要的条件的若干规定》（SL706-81）。6.3管理机构及人员编制本水库属于小（I）型，人员配置设管理所长1人，工程员1人，会计1人。6.4管理范围与保护范围根据《水库工程管理设计规范》和现水库管理所实际情况，现水库管理及保护范围为两大片区：①工程生产区；②生活区。6.4.1管理范围120 ①工程生产区：上游从大坝坝轴线向上200m内，下游从坝脚线向下500m范围内；大坝右端300m内，左端400m内；放水隧洞、输水渠道、溢洪道、进库公路等均属管理所管理范围。②生活区：主要是办公室、防汛调度室、值班室、仓库、车库、机修厂、职工住宅及其他文化、福利设施，均属管理范围。6.4.2保护范围该工程完工后，经有关单位公证及定权发证划定：从建筑物边界线管理范围内的边界线外延200m，均属工程保护范围；水库从坝址以上，库区两岸从第一道分水岭脊线之间，都属管理所保护范围。公路两侧外延150m，不得修建民宅。排水沟外沿向外200m内隶属保护范围。6.5工程管理设施在本次工程除险加固设计中，根据《管理设计规范》要求，对该水库工程管理设施进行全面配套。①设置大坝安全监测系统。②设置水库水文、水情预报设施。③修建管理所办公场所④购置防汛车一辆。6.5.1大坝安全监测系统6.5.1.1工程监测现状120 水库属Ⅳ等工程，大坝属4级建筑物，根据《大坝安全监测技术规范》SDJ336-89要求，其观测项目为：巡视检查，大坝表面变形观测，大坝渗流观测（大坝渗流量、坝体渗流压力），水文气象观测（上、下游水位、降水量）等项目。工程监测存在的问题：一是观测项目没有建立起来，观测只进行了表面观测，难以全面监测大坝的运行状况，二是观测手段落后，计算分析工作仍用手工操作，自动化程度低。因此，急需建立监测系统。6.5.1.2工程监测项目及布置根据《土石坝安全监测技术规范》（SLJ336-89），结合关山水库大坝坝高、地质、结构型式等条件，在安全监测设计时主要考虑以下项目：上下游水位、气温、水温、渗流、位移、冲刷和淤积等。1）气象观测在库内设立一小型气象站，进行气温、水温、水面蒸发、降水、风向、风力等常规气象观测项目，为水库及大坝的合理调度和安全运行依据。应每日定时进行观测。2）上下游水位观测上游：在库内大坝低涵下坝踏步及坝顶设置水位观测标尺。每隔1m高差设一根水尺，水尺基座用三等水准布设，应尽量使每根水尺的起点值为一整数高程值。120 下游：在大坝下游面的垂直段上设置水位观测标尺，布设要求同前。水位观测应与降水、发电引水量等观测同步进行，以找出规律，为水库的调度服务。3）扬压力观测扬压力对大坝的稳定及应力状况影响较大，在土石坝设计中，扬压力的计算大多依据经验值作近似计算。为此，大坝运行期间须对其进行认真观测、记录，以验证设计的合理性和为大坝的安全运行提供依据。扬压力观测孔布置：在主排水幕中心线上，每隔60m设一孔，用钻机造孔，孔底深入坝基以下1m，在坝基破碎夹泥层附近应增加孔数。测压管采用Φ50的钢管，其进水管段在平行中心线方向上均匀地钻3排孔径6mm、孔距50mm的小孔，管外土工布包裹或用麻绒或尼龙绳包缠。所有扬压力观测孔均应布设为垂直的直线形孔。一般情况下，扬压力可半月观测一次，但汛期或库水位升降幅度剧变时，应加密观测次数。6.5.1.3大坝监测系统工程量⑴设备1)测量控制单元上游水位计2只，下游水位计1只，雨量计1只，气压计1只。120 2）位移观测设备监测站2个，基准点4个，工作基点5个，校核基点4个，起测基点4个，位移标点12个，经纬仪1台，水准仪1台。3）控制室设备计算机1台，打印机1台，传真机1台，扫描仪1台，数据采集及资料分析软件1套。⑵土建钻坝体孔125m，回填粘土球5m3，回填中粗砂8m3，C15砼50m3，钢筋制安1.4t等。6.5.2大坝管理房屋设计6.5.2.1管理用房现状关山水库管理所原有管理所房屋已建成多年，虽经工作人员进行精心维护，仍然比较破旧，需要进行修缮，另外关山水库没有防汛仓库6.5.2.2管理用房改建本次对房屋进行全面维修，给工作人员一个安定的工作环境，对管理所房屋进行修补，屋顶黑色烧制瓦改为桔黄色机制瓦，办公房屋铺设地板，提高管理人员的工作积极性，使关山水库的管理工作达到一个新的水平。维修房屋300m2，新建防汛仓库300m2。6.6工程管理运用120 6.6.1水库调度原则本水库调度运用，是根据水库工程任务以及防洪兴利调度运用原则和工程建筑物的运用条件，在保证水库工程安全的前提下，协调防洪，兴利及各用水部门的关系，充分发挥水库防洪、蓄水兴利的最佳综合利用效益，制定水库调度运用规程要点。6.6.2建筑物的检查及维修管理制度关山水库主要建筑物检查：大坝位移、变形的观测；溢洪道的检查；输水隧洞进水闸门的启闭检查。对主要建筑物和附属设施运用制定维修管理制度，汛前必须全面检查泄水建筑物工作状况，各项指标需符合规范要求，保证安全泄洪，电气设备检查维护到位，保证汛期供电要求，汛前对水库水文测报、雨量站、通讯设备等设施进行系统全面检查维修，保证汛期各项设备正常运行。6.6.3工程监测项目、方法及资料整理工程监测项目、大坝安全监测；雨量、水位监测；泄水建筑物沉降、位移、裂缝、变形的监测。其监测方法，大坝变形采用坝顶埋设水准点，用水准仪及经纬仪监测；雨量、水位采用水文测报系统进行监测；泄水建筑物的检查采用水准仪检测。对于监测资料及成果必须进行详细的整理装订，以便今后查找，同时保证资料连续性及完整性。120 7施工组织设计7.1施工条件7.1.1工程条件关山水库位于湘江支流捞刀河流域麻林河中游。枢纽工程坐落在csx青山铺镇天华村。距csx城30km，有简易公路从坝下经过，交通便利。本次设计所涉及的项目如下：一、大坝除险加固：1）大坝坝体冲抓回填，大坝基础及坝肩帷幕灌浆；2）大坝内坡砼护坡局部修整，未护砌段用六角板进行护坡；3）大坝外坡进行培厚整修，修复马道，新建下坝阶梯，种植草皮护坡，新建坝面排水系统；4）挖除原有浆砌石棱体，新建排水棱体；5）大坝右岸外坡开挖砂石导渗沟。二、溢洪建筑物整治：1）溢洪道增设消力池；2）溢洪道进口进行整修；3）溢洪道未衬砌土渠段进行衬砌；120 4）清理溢洪道内及边坡的杂草和积土。三、输水建筑改造：1）新建低涵输水隧洞，新建斜拉门；2）新建隧洞出口至池塘输水渠道；3）封堵原有低涵，挖除输水卧管；4）高涵进口改为斜拉门。四、管理站房屋进行局部改造，新建防汛物资仓库，配备防汛交通工具及备用电源。五、增设水库水文、水清测报系统以及大坝安全监测设施。六、对上坝公路700m进行整修并硬化，并新建至高涵公路280m，坝顶公路铺设泥结石路面。上述项目较为集中，坝顶及左右岸均有可利用的场地建设施工场地。防汛公路施工可以利用沿途的空地和路面作为施工场地。仓库可在原水库管理所临时修建。主要工程量：土石方12533m3；砌石597m3；混凝土2027m3，灌浆段总5325m。本工程所需建筑材料来源如下：块石：从附近采石场购买，运至大坝；120 砂、碎石：从ASZ采购，运至大坝；木材：从木材市场购买，汽车运至工地。水泥：从附近水泥厂购买，汽车运至工地。其他建筑材料：钢筋、炸药、油料等可以从csx有关物资部门购买。施工用水：直接从水库内抽取。施工用电：由csx电网供给。7.1.2自然条件水库流域地处亚热带，气候温和，雨量充沛，多年平均降水量1389mm。降水主要集中在5至7月，一般4至9月为汛期，第一年10月至第二年3月为枯水期。该地为山区，大坝以下为平地，都已开垦为农田、道路和建房所用。7.1.3对外交通运输工地距csx城40km，坝下700m外即有公路，方便对外交通运输7.1.4场内交通运输场内主要利用坝顶和防汛公路作为施工道路，另需修建至高涵公路。因原上坝公路为泥质公路，未进行硬化，首先施工时需对上坝的公路进行硬化，以满足施工需要，高涵施工前需建成至高涵公路280。7.1.5办公场所120 采用承包方式招投标，由建筑公司自建。7.1.6施工辅助企业本工程砂、石料采取购买方式解决，故不必设置砂石料加工系统。本工程砼主要用于溢洪道加固和防汛公路交通桥加固，规划设置二处混凝土拌和站，一处位于大坝左坝端，一处位于加固交通桥旁边。表7.1-1临时设施项目规模面积一览表项目名称建筑面积（m2）占地面积（m2）水泥仓库4080施工设备物资库50100合计901807.2施工导流本工程为除险加固工程，施工受洪水影响的工程项目有：大坝输水隧洞的新建，原有低涵的封堵，大坝内坡六角块护坡，现有的砼护坡的局部修补、改造，坝基坝体的灌浆。这些项目必须在枯水期进行施工，剩余的项目中高涵改造，坝内坡砼护坡修整受洪水影响不大，但也需在枯水期进行施工，其他施工项目均不受洪水的影响，可以常年施工。7.3料场的选择和规划本工程的砂、碎石需从附近的料场购买，汽车运输至工地。7.4主要除险加固工程施工7.4.1大坝灌浆处理方法120 根据坝高和坝体材料的的不同，综合各项灌浆技术的优缺点，综合评价后，采取的灌浆处理方法分别为：大坝坝体采用冲抓套井回填，坝基和两岸坝肩采用帷幕灌浆处理；（1）帷幕灌浆坝肩和坝基进行帷幕灌浆时应注意灌浆孔在灌浆前应进行孔壁冲洗与裂隙冲洗以提高灌浆效果。防渗灌浆孔裂隙冲洗，可根据不同地质条件选用压水冲洗，直到回水澄清延续10分钟即可结事，但总的冲洗时间不宜少于30分钟。冲洗压力不宜大于本段灌浆压力的80%。灌浆钻孔的压水试验，在冲洗结束后进行，先导孔必须逐段做压力试验，压段长度一般按5m为一压段，特殊段视其具体情况确定。压水试验总压力值为0.4MPa。压水试验吸水量的稳定标准，严格按照部颁《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62－94有关规定执行。灌浆必须按照以下工序进行。灌浆压水试验冲洗钻孔灌浆质量应以检查孔压水试验成果为主，结合分析各原孔的透水率与单位水泥注入量成果，灌浆前后成果对比进行综合评定。检查孔位确定，由于设计、监理、施工单位现场确定。检查孔压水试验应该部位灌浆结束后14天进行。取样孔应在28天后进行。检查孔应自上而下分段按单点法进行压水试验，压水试验段长不大于5m120 ，压力采用0.4MPa，压水试验时必须严格按照SL25－92规范进行。检查孔岩心获取率应大于85%，并应进行岩芯素描。灌浆质量的压水试验检查，坝体与基岩接触面及其以下一段压水试验合格率应为100%，其余段合格率应在90%以上。不合格段的透水率值不超过设计规定值的100%，且不集中，灌浆质量可认为合格，否则应商定处理方案。灌浆质量检查主要以检查孔压水试验来进行检查，检查孔的数量一般按灌浆孔总数10%左右控制，质量检查应在该部位灌浆结束后14天进行。（2）高喷灌浆采用三重管（即水管、气管、浆管）并列定位于ф127mm套管内，水管、气管为19.05mm，浆管为25.4mm。原理就是利用高压水切割地层（气包裹水减少消失压力损失），水泥浆搅拌成低标号砼。钻孔结束后，高喷孔口装置就位，将高喷管插入孔内设计要求深度，调好喷咀方向，先送空气，高压水，再将水泥浆液送入孔内。待孔口冒出水泥浆后，一面喷灌一面提升，提升到设计高程为止。喷灌提升应均匀连续不断，以确保墙体搭接。喷灌时要观测孔口冒浆量（控制在15%以内），冒浆比重≮1.3g/cm³，如不符合要求则应调整提升速度、浆量、浆液比重等。高喷结束后，在孔内继续静压回灌，直至孔口浆液不再下降面固结封孔。7.4.2混凝土工程施工本工程所涉及混凝土施工有斜拉门、高低涵的封堵隧洞衬砌、溢洪道改造、主干渠的护砌、公路的硬化、预制六角板护坡。其施工方法和要求如下：本工程砼浇筑主要包括预制六角板、隧洞进出口及隧洞衬砌、原底涵的封堵及溢洪道侧墙和底板等。由两台或三台0.5m3/s120 移动式拌和机供料，手推胶轮车直接或转溜筒入仓，2.2kW插入式振捣器平仓捣实。施工时注意浇水、保温等养护工作。基本施工步骤如下：①材料要求：水泥为425#普通硅酸盐水泥。砂石料级配应符合设计要求，质地坚硬、清洁，堆放良好，不能混杂放置。②施工前准备工作：各项目砼施工前要清好基础，承载力达到设计要求。排干基坑积水。特别是消力池和砼与隧洞衬其结合处施工。③混凝土施工程序：严格控制施工程序，前一道工序验收合格后，才能进入下一道工序。砼拌制——灌筑砼——振捣——光面。④质量要求：砼拌制应充分，振捣要密实，浇入仓内的砼应随浇随平仓不能堆积。砼浇筑后要进行养护，养护时间不低于14天。⑤施工规范：要求依照《水工混凝土施工规范》（SD266-98）进行施工。7.4.3砼拆除砼拆除主要为输水涵洞进、出口段砼拆除、高涵原有闸室以及溢洪道末端的拆除。砼拆除采用液压岩石破碎机破碎配手风钻钻孔、人工大锤等工具拆除。弃料经二次破碎成小块并将钢筋由氧焊切割后，用1m3反铲挖掘机装8t自卸汽车运输，全部弃置于弃渣场。7.4.4坝体培厚施工120 由于大坝下游坝体需要培厚以减低浸润线逸出点，保证大坝稳定。培厚前需将现有大坝坝坡表面的大块石和杂草清理干净，另外需将大坝下游的浆砌石棱体拆除，对大坝下游坝基进行处理，清除表面杂填土，大坝培厚土方可用修建公路说开挖后去处草皮和树根的土。7.4.5堆石棱体工程施工棱体施工前对棱体的基础进行开挖，将表面杂填土挖除，开挖至粉质粘土层，并对粘土进行压实，棱体堆石石料为新鲜的花岗岩石料，质地坚硬。石料一般粒径为0.5—0.6m。棱体底部垫层铺完后施工坝基处的排水沟。7.4.6浆砌块石施工浆砌块石施工包括护脚、进出口八字墙、底板和脚槽等。施工前需将块石进行清洗，去出表面的泥土等杂质；施工时块石间应上下错缝、内外搭接，块石间缝隙应砌筑饱满。7.4.7干砌块石施工干砌石主要为大坝下游坡脚堆石排水体。全部利用工程石方开挖拣集块石，块石由手推双轮胶车运至作业面，人工搬运砌筑。7.4.8回填灌浆采用150型地质钻机造孔，WJG-80型搅拌机制浆，BW200/50型灌浆泵灌注。灌浆孔应布置在隐患处两侧及上部，采用干法造孔，孔深超过隐患深度2m。7.4.9草皮护坡120 草皮护坡主要为上下游坝坡面草皮培植。外购草皮，载重汽车运至工地作业面附近，由人工挑至各作业面，采用人工铺植。护坡草皮护植前应将坡面土层整修平整，拍打密实进行铺植。铺植前应沿坡面先铺摊一层半腐殖土，腐殖土铺摊厚度一般为3~5cm为好，铺植后应及时洒水培育。7.5施工总布置施工总体布置原则是：根据施工导流的方案布置施工场地，保证材料进场、交通运输方便；场内施工材料取用方便，材料储备安全；施工场地内的用电线路布局合理、安全；便于后勤生活的安排供应；便于工程施工时的总体调度与指挥。具体布置见《施工总体平面布置图》。7.6施工总进度7.6.1安排原则（1）根据本工程项目的实际情况，本工程有如下项目必须在枯水期内完成：大坝低涵的新建，原有低涵的封堵，大坝内坡六角块护坡，预制砼方块护坡的局部修补、改造。这些项目必须在枯水期进行施工，剩余的项目中高涵改造，坝内坡砼护坡修整受洪水影响不大，但也需在枯水期进行施工，其他施工项目均不受洪水的影响，可以常年施工。（2）由于本工程项目较为单一，一个枯水期可以完成上述所有项目的施工，故本工程总工期按3个月控制。（3）枯水期项目施工安排的原则是：先紧后松，先重后轻。枯水期首先完成120 低涵隧洞施工、修筑临时围堰，利用原有低涵进行施工导流，低涵完成后对护坡进行修复、高涵改造和低涵施工可以同时进行，其次为溢洪道出口改造。4）除上述项目外，其余工程项目安排长年施工，穿插于以上项目之间进行。7.6.2施工分期本工程第一年9月开始施工，当年12月完成，总工期共4个月。工程筹建期不计入总工期，主要完成项目招标，施工征地等。施工期准备期1个月主要进行临时房屋，施工生产设施的修建，临时道路的修建等。工程施工期3个月，所有项目穿插施工，安排在枯水季节。完建扫尾1个月，主要为扫尾工程施工，施工场地恢复与撤离，不计入总工期。120 8工程概算8.1编制说明关山水库位于csxASZ宋家桥村，属湘江捞刀河支流水系，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖等综合利用的小（1）型水库，距csx城30Km。水库枢纽由大坝、溢洪道和灌溉输水高、低涵组成，大坝坝型为均质土坝。水库集雨面积1.31km2，坝址以上干流长度1.6km，干流平均坡降20.0‰。大坝最大坝高23.45m，坝顶高程73.0m，坝顶宽5.1m。1）大坝除险加固：主副坝坝体旋喷灌浆，坝基帷幕灌浆。大坝铺设草皮和排水设施并整修排水棱体，内坡六角板修补改造并设砼护肩。2）副坝除险加固：一、二副坝坝体旋喷灌浆，坝基帷幕灌浆；铺设草皮和排水设施，二副坝重做排水棱体，坝顶公路硬化。3）输水涵洞改造：拆除高涵输水卧管及拱涵，重铺设预应力砼承插管，启闭方式改为斜拉门；低涵重建斜拉门，采用内衬钢管方式对低涵改造。4）管理站房改造，配备防汛交通工具及备用电源；5）增设水库水文、水情测报系统及大坝安全监测设施。本工程计划工期12个月主要建筑工程量：土方开挖18430m³、石方开挖2160m³、120 土方回填18747m³、砂石垫层2362m³、干砌块石447m³、堆石2026m³、砼及钢筋砼2068m³钢筋制安50.42t帷幕灌浆：钻孔2787m灌浆1560m冲抓回填：4098m主要材料用量：水泥809.38t砂2348m³粗骨料3713m³块石3215m³钢筋53.95t工日2.24万个工程投资：静态总投资745.17建筑工程概算表556.86万元机电设备及安装工程费30.28万元金结设备及安装工程费1.57万元临建工程33.77万元独立费用87.21万元基本预备费35.48万元8.2编制依据120 1）湖南省小型水库除险加固工程编制初步设计概算执行《湖南省水利水电工程设计概（估）算编制规定》（湘水建管[2008]16号）。税金取费按湘建价计[2008]31号文。2）依据水利部水总（2002）第116号文《水利建筑工程概算定额》；水利部水总[2005]389号文《水利水电概预算补充定额》；水利部水总[2006]140号文《水利工程概算预算补充定额（水文设施工程专项）》；水利部水建管[1999]523号文《水利水电设备安装工程概算定额》；水利部水建[1999]63号文《中小型水利水电设备安装工程概算定额》。3）水利部水总（2002）第116号文《水利工程施工机械台时费定额》。4）发改办价格[2007]670号文《建设工程监理与相关服务收费管理规定》。5）国家计委、建设部关于发布《工程勘察设计收费管理规定》的通知、即计价格[2002]10号文。6）工程单价费用中，包括直接工程费（含直接费、其他直接费、现场经费）、间接费、企业利润、税金、主要材料调差等五部分费用。7）费用标准执行湖南省水利厅湘水建管（2008）第16号文颁发的《湖南省水利厅水电工程设计概（估）算编制规定》。其建筑工程取费标准如下：120 a）其它直接费：按基本直接费的百分比计算。建筑工程为3%，安装工程为4.1%。b）现场经费：按直接费的百分比计算。其中土石方工程为8.0%，砌石工程为7.0%，砂石工程为7.0%，砼、模板工程为7.0%，钢筋制安为4.0%，钻孔灌浆及锚固工程为6.5%，其它工程为6.5%，安装工程按人工费的40%计算。c）间接费：按直接费的百分比计算。土石方工程为8.0%，砌石工程为7.0%，模板工程为5.5%，砼工程为5.0%，钢筋制安为3.5%，钻孔灌浆及锚固工程为6.5%，其它工程为6.5%，安装工程按人工费的45%计算。d）企业利润：按直接工程费与间接费之和的7%计算。e）税金：按（直接工程费+间接费+企业利润）的3.268%计算。f）材料调差：主要材料价差×3.268%计算8.3基础单价1）人工预算单价：根据水利部水总[2002]116号文的有关规定，结合湖南省水利水电行业的实际情况，湖南省小型水库除险加固工程人工单价为：工长9.87元/工时高级工9.32元/工时中级工7.22元/工时初级工5.6元/工时120 2）主要材料预算价格主要材料原价主要依据csx2010年第三季度年市场建筑材料价格。主要材料供货地点、原价、预算价格下表：主要材料预算价格表材料名称单位来源地原价（元）预算价（元）12345水泥t水泥厂280314.4590#汽油t油料加工站790080760#柴油t油料加工站72007362砂m³砂石场4572.00卵石m³砂石场5583.80块石m³csxASZ6070.203）施工风、水、电价格风、水、电单价按施工组织设计提供的资料进行计算，其中电价0.89元/kw.h，水价0.71元/m³,风0.16元/m³。8.6投资概算总表本工程总投资为745.17万元。工程概算总表见表8.6-1，工程概算详见附表。120 总概算表单位：万元编号工程或费用名称建安工程费设备购置费独立费用合计占一至五投资（%）1234567　关山水库除险加固工程593.4629.02122.69745.17　　第一部分建筑工程556.86　　556.86　一挡水工程339.74　　339.74　（一）主坝除险加固工程339.74　　339.74　1大坝灌浆工程149.49　　149.49　2上游坝坡护坡40.43　　40.43　3坝顶整治(上坝公路）35.75　　35.75　4大坝下游坝坡整治114.07　　114.07　二泄水工程40.80　　40.80　（一）溢洪道改造工程40.80　　40.80　1主渠护砌段10.50　　10.50　2渐变段9.76　　9.76　3消力池段14.45　　14.45　4出口段5.78　　5.78　5抛石段0.31　　0.31　三输水工程140.17　　140.17　（一）输水高涵41.16　　41.16　1进口段6.96　　6.96　2进口闸门12.80　　12.80　 3隧洞衬砌2.43　　2.43　4启闭机室0.96　　0.96　5高涵公路18.00　　18.00　（二）输水低涵87.16　　87.16　1开挖工程34.95　　34.95　2闸室5.86　　5.86　3涵身段36.72　　36.72　4出口段8.66　　8.66　5启闭机房0.96　　0.96　（三）原低涵封堵11.85　　11.85　四永久房屋建筑工程17.33　　17.33　五其他工程18.83　　18.83　　　　　　　　　第二部分机电设备及安装工程2.5327.75　30.28　一观测设施设备2.5315.75　18.28　二防汛交通设备0.0012.00　12.00　　　　　　　　　第三部分金属结构设备及安装工程0.301.27　1.57　 　　　　　　　　第四部分临建工程33.77　　33.77　一施工导流工程7.92　　7.92　二施工道路工程3.00　　3.00　三施工房屋建筑工程10.77　　10.77　四其他临时工程12.07　　12.07　　　　　　　　　第五部分独立费用　　87.2187.21　一建设管理费　　33.7233.72　二一级项目安全鉴定费　　10.0010.00　三科研勘测设计费　　40.3840.38　四其他　　3.113.11　　　　　　　　　第一至五部分合计593.4629.0287.21709.69　　　　　　　　　预备费　　　　　　基本预备费5%　　35.4835.48　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　工程静态总投资593.4629.02122.69745.17　建筑工程概算表 编号工程或费用名称单位数量单价(元)合计（万元）123456　第一部分建筑工程　　　556.86一挡水工程　　　339.74（一）主坝除险加固工程　　　339.741大坝灌浆工程　　　149.49①坝基帷幕灌浆　　　85.41　钻坝体孔m1364.00116.7315.92　钻基岩孔m1423.4097.3713.86　帷幕灌浆m1559.80356.6655.63②冲抓回填　　　64.08　冲抓回填m4097.50156.3864.08　　　　　　2上游坝坡护坡　　　40.43　清表㎡3230.004.881.58　土方开挖（S=1km)m³164.3214.830.24　土方回填（S=2km)m³1047.2832.013.35　浆砌石脚槽m³136.71238.073.25　现浇C15砼上坝阶梯m³8.74371.910.32　原砼护坡拆除m³26.21371.650.97　石渣运输（S=1km)m³26.2124.000.06　现浇C20砼护坡m³29.12340.980.99　砼六角块护坡m³413.63532.1822.01　碎石垫层m³344.69140.134.83　现浇C20砼护肩m³15.08369.440.56　现浇C20砼压条m³23.96369.440.89　伸缩缝（沥青杉板）㎡20.80138.040.29　模板制安㎡55.6553.720.30 　草皮护坡m³1342.005.800.78　　　　　　3坝顶整治(上坝公路）　　　35.75　清表㎡1350.004.880.66　土方开挖（S=1km)m³2912.0014.834.32　土方回填（S=2km)m³873.6032.012.80　碎石垫层m³413.58140.135.80　砼路缘石m³76.44369.442.82　现浇C20砼排水沟m³107.02433.684.64　泥结石路面（δ=20mm)㎡1845.0031.955.90　伸缩缝（沥青杉板）㎡131.04138.041.81　模板制安㎡617.4053.723.32　C30砼路面（上坝公路）㎡486.0076.013.69　　　　　　4大坝下游坝坡整治　　　114.07　清表㎡9089.314.884.44　土方开挖（S=1km)m³4080.8514.836.05　土方回填（S=2km)m³7963.7632.0125.49　砂石垫层m³936.51137.6412.89　碎石垫层m³454.25140.136.37　堆石棱体m³2025.92145.1929.41　干砌块石m³447.20151.596.78　现浇C15砼上坝阶梯m³13.31371.910.50　现浇C15砼马道m³5.98371.910.22　现浇C20砼排水沟m³237.12433.6810.28　伸缩缝（沥青杉板）㎡94.64138.041.31　模板制安㎡205.8053.721.11　原排水棱体拆除m³256.6267.541.73 　石渣运输（S=1km)m³256.6224.000.62　土工布铺设㎡430.0015.100.65　草皮护坡m³10120.005.805.87　φ50PVC排水管m242.00150.36　　　　　　二泄水工程　　　40.80（一）溢洪道改造工程　　　40.801主渠护砌段　　　10.50　土方开挖（S=1km)m³267.2814.830.40　土方回填（S=2km)m³176.8032.010.57　砂石垫层（反滤层）m³22.00137.640.30　现浇C15砼垫层m³7.05325.930.23　现浇C25钢筋砼m³61.20372.002.28　模板制安㎡134.9566.700.90　钢筋制安t7.347631.735.61　伸缩缝（沥青杉板）㎡15.43138.040.21　φ50PVC排水管m9.50150.01　　　　　　2渐变段　　　9.76　土方开挖（S=1km)m³240.5414.830.36　土方回填（S=2km)m³158.0332.010.51　砂石垫层（反滤层）m³15.54137.640.21　现浇C15砼垫层m³0.36325.930.01　现浇C25钢筋砼m³59.39372.002.21　模板制安㎡98.1266.700.65　钢筋制安t7.137631.735.44　伸缩缝（沥青杉板）㎡14.32138.040.20　铜片止水m3.00499.000.15 　φ50PVC排水管m11.34150.02　　　　　　3消力池段　　　14.45　土方开挖（S=1km)m³427.6314.830.63　土方回填（S=2km)m³251.1632.010.80　砂石垫层（反滤层）m³31.88137.640.44　现浇C15砼垫层m³4.72325.930.15　现浇C25钢筋砼m³83.81420.003.52　模板制安㎡132.3066.700.88　钢筋制安t10.067631.737.68　伸缩缝（沥青杉板）㎡21.61138.040.30　φ50PVC排水管m14.28150.02　φ100PVC排水管（底板）m4.00450.02　　　　　　4出口段　　　5.78　土方开挖（S=1km)m³131.0414.830.19　土方回填（S=2km)m³87.3632.010.28　砂石垫层（反滤层）m³11.54137.640.16　现浇C15砼垫层m³3.83325.930.12　现浇C25钢筋砼m³33.47379.001.27　模板制安㎡75.6066.700.50　钢筋制安t4.027631.733.06　伸缩缝（沥青杉板）㎡12.85138.040.18　φ50PVC排水管m5.25150.01　　　　　　5抛石段　　　0.31　土方开挖（S=1km)m³27.9414.830.04　土方回填（S=2km)m³3.2832.010.01 　抛石防冲槽m³24.02109.140.26　　　　　　三输水工程　　　140.17（一）输水高涵　　　41.161进口段　　　6.96　土方开挖m³106.0814.830.16　土方回填（S=2km)m³70.9832.010.23　石方开挖m³3.5457.500.02　石渣运输（S=1km)m³13.3424.000.03　现浇C15砼垫层m³7.07325.930.23　C25钢筋砼消力井m³34.84420.001.46　砼拆除m³9.80483.150.47　模板制安㎡110.2579.060.87　钢筋制安t4.227631.733.22　φ100通气钢管m28.00950.27　　　　　　2进口闸门　　　12.80　土方开挖m³2648.1014.833.93　土方回填（S=2km)m³2564.6432.018.21　C25钢筋砼闸门m³4.18527.330.22　模板制安㎡10.9753.720.06　钢筋制安t0.507631.730.38　　　　　　3隧洞衬砌　　　2.43　隧洞石方开挖m³10.92238.040.26　石渣运输（S=1km)m³10.9224.000.03　现浇C15砼垫层m³0.99325.930.03　现浇C20砼衬砌m³10.92614.160.67 　模板制安㎡30.4579.060.24　铜片止水m24.15499.001.21　　　　　　4启闭机室㎡16.006000.96　　　　　　5高涵公路　　　18.00　清表㎡882.004.880.43　土方开挖（S=1km)m³2579.2014.833.83　石方开挖m³728.0057.504.19　石渣运输（S=1km)m³728.0024.001.75　土方回填（S=2km)m³513.6832.011.64　砂石垫层（反滤层）m³131.04137.641.80　浆砌石挡墙m³183.46238.074.37　　　　　　（二）输水低涵　　　87.161开挖工程　　　34.95　土方开挖m³3183.4414.834.72　土方回填（S=2km)m³3260.4032.0110.44　石方开挖m³961.1757.505.53　隧洞开挖m³456.56238.0410.87　石渣运输（S=1km)m³1417.7324.003.40　　　　　　2闸室　　　5.86　现浇C15砼垫层m³2.41325.930.08　现浇C25砼闸室m³33.80352.361.19　铜片止水m16.38499.000.82　模板制安㎡35.7053.720.19　钢筋制安t4.027631.733.07 　φ100通气钢管m54.00950.51　　　　　　3涵身段　　　36.72　现浇C15砼垫层m³7.49325.930.24　现浇C20砼衬砌m³160.98614.169.89　现浇C25砼衬砌m³81.95641.295.26　回填砼㎡275.6661.881.71　模板制安㎡977.9879.067.73　钢筋制安t9.897631.737.55　铜片止水m78.70499.003.93　伸缩缝（沥青杉板）㎡30.58138.040.42　　　　　　4出口段　　　8.66　渠道土方开挖m³91.5215.570.14　土方回填（S=2km)m³50.9632.010.16　砂石垫层（反滤层）m³1.13137.640.02　抛石护坡m³4.70109.140.05　现浇C15砼垫层m³1.65325.930.05　现浇C15砼底座m³3.74371.910.14　现浇C20水渠m³61.92433.682.69　现浇C25砼侧墙m³20.72344.060.71　现浇C25砼底板m³8.72379.000.33　模板制安㎡194.0453.721.04　钢筋制安t3.247631.732.48　砼渠道拆除m³8.32371.650.31　钢筋砼管（φ600）m6.002000.12　φ600承插管m6.007000.42　φ50PVC排水管m2.10150.003 　　　　　　5启闭机房㎡16.00600.000.96　　　　　　(三）原低涵封堵　　　11.85　土方开挖（S=1km)m³1570.4014.832.33　土方回填（S=2km)m³1725.3632.015.52　现浇C20砼堵头m³12.90388.710.50　现浇C20砼封堵m³26.86388.711.04　C20砼圆拱护壁m³15.60388.710.61　砼回填m³14.35320.350.46　砼卧管拆除m³37.25371.651.38　模板制安㎡83.04100.650.84　　　　　　四永久房屋建筑工程　　　17.33　危房改建㎡315.00400.0012.60　防汛仓库㎡157.50300.004.73　　　　　　五其他工程　　　18.83　环境保护万元　　10.76　水土保持万元　　8.07 设备及安装工程概算表序号名称及规格单位数量单价（元）合价（万元）设备费安装费设备费安装费12345678　第二部分机电设备及安装工程　　　　27.752.53一观测设施设备　　　　15.752.53（一）大坝变形观测　　　　2.50　　监测站个110000　1.00　　水准仪台15000　0.50　　经纬仪台110000　1.00　　　　　　　　　（二）大坝渗流监测系统　　　　4.55　　量水堰计只12000　0.20　　孔隙水压计只152500　3.75　　隔离变压器只11500　0.15　　电源避雷器只11500　0.15　　便携式测试仪表台11000　0.10　　测量控制单元套12000　0.20　　　　　　　　　（三）水文气象观测　　　　3.74　　水尺把2300　0.06　　翻斗式雨量计台13000　0.30　　自计水位计台27500　1.50　 　百叶箱个13000　0.30　　电缆m105015　1.58　　　　　　　　　（四）成果整编设施　　　　4.00　　数据采集与整编分析软件套130000　3.00　　电脑，打印机套110000　1.00　　　　　　　　　(五）运杂费5%　　　　0.84　（六）采购保管费0.7%　　　　0.12　（七）安装费15%　　　　　2.53　　　　　　　　二防汛交通设备　　　　12.00　　防汛车台1120000　12.00　　　　　　　　　 　　　　　　　金结设备及安装工程概算表序号名称及规格单位数量单价（元）合价（万元）设备费安装费设备费安装费12345678　第三部分金结设备及安装工程　　　　1.270.30一输水工程　　　　1.270.301铸铁斜拉门　　　　1.270.30　600*600铸铁斜拉门个2600015001.200.30　运杂费及采购保管费6%　　　　0.07　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　临时工程概算表编号工程或费用名称单位数量单价(元)合计（万元）123456　第四部分临时工程　　　33.77一施工导流工程　　　7.92　土石围堰m³700100.657.05　围堰拆除m³70012.520.88　　　　　　二施工道路工程km1.2250003.00　　　　　　三施工房屋建筑工程　　　10.77　施工仓库㎡2002004.00　办公生活及文化福利建筑　　　6.77　　　　　　四其他临时工程%26036318.2812.07　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　独立费用概算表编号工程或费用名称单位数量单价(元)合计（万元）123456　第五部分独立费用　　　87.21一建设管理费　　　33.72（一）项目管理费　　　21.271建设单位开办费　　　　2建设单位人员经常费　3.9390万元/人*6*0.511.823工程管理经常费　　　9.45　　　　　　（二）工程建设监理费　发改价[2007]670号文12.45　　　　　　二一级项目安全鉴定费　　　10.00　　　　　　三科研勘测设计费　　　40.381设计费　计价格[2002]10号文33.382勘测费　　　7.00　　　　　　四其它　　　3.11 2工程保险费0.5%　　　3.11 '