• 2.39 MB
  • 128页

三八水库除险加固工程初步设计

  • 128页
  • 关注公众号即可免费下载文档
  1. 1、本文档共5页,可阅读全部内容。
  2. 2、本文档由网友投稿或网络整理,如有侵权请及时联系我们处理。
'湖南省洪江市三八水库除险加固工程初步设计概算(送审稿) 目录1综合说明1.1工程概况1.2水文1.3工程地质1.4工程任务和规模1.5除险加固设计1.6水土保持和环境保护1.7工程管理设计1.8施工组织设计1.9安全生产1.10工程概算2水文2.1工程概况2.2气象2.3设计暴雨2.4设计洪水2.5调洪演算2.6防洪标准复核3工程地质3.1工程概况3.2区域地质3.3坝址工程地质条件3.4坝体工程地质特性3.5其他建筑物工程地质条件及评价3.6天然建筑材料3.7结论及建议 4除险加固设计4.1工程任务和规模4.2主要加固项目4.3设计依据4.4大坝加固设计4.5溢洪道加固设计4.6放水设施加固设计4.7主、副坝安全监测系统设计4.8改造防汛公路4.9主、副坝白蚁防治5环境保护设计及水土保持设计5.1水土保持设计5.2环境保护设计5.3投资预算6工程管理设计6.1工程管理简况6.2设计依据6.3工程管理机构6.4管理设施及设备配置6.5工程管理范围与任务6.6工程检查与监测6.7管理办法和主要措施7施工组织设计7.1施工条件7.2施工导流7.3主体工程施工7.4施工交通运输7.5施工工厂设施及劳动力计划 7.6施工总布置7.7施工总进度7.8施工组织管理8安全生产8.1工程概况8.2设计依据8.3安全生产问题可能易发点8.4安全防护措施8.5专用设施8.6安全生产管理与监督9工程概算9.1工程概况9.2工程投资规模9.3投资主要指标9.4编制原则和依据9.5基础单价9.6工程单价取费标准9.7其他9.8工程概算总表 三八水库工程特性表序号名称单位原设计加固前加固后备注一水文特性21坝址以上流域面积km0.722地理位置27°07′,东经109°59′3干流长度km1.2814干流平均坡降18.5‰设计洪水标准P%5.05.035相应洪峰流量m/s8.78.73相应下泄流量m/s3.193.19校核洪水标准P%0.50.536相应洪峰流量m/s11.211.23相应下泄流量m/s4.74.7消能防冲洪水标准P%101037相应洪峰流量m/s6.246.243相应下泄流量m/s2.632.63二水库特性1校核洪水位m117.71117.713相应库容万m53.3853.382设计洪水位m117.43117.433相应库容万m52.1352.133正常蓄水位m116.5116.53相应库容万m47.847.84死水位m105.74105.743相应库容万m0.220.2235总库容万m53.3853.38 三八水库工程特性表三工程效益指标1防洪保护人口人3003002灌溉面积亩9009003养鱼面积亩5165164防洪保护耕地亩300300四主要建筑物1大坝地震基本烈度Ⅵ度Ⅵ度粘土心墙粘土心墙主坝形式均质坝粘土心墙副坝地基特性红砂岩红砂岩118.00118.00主坝坝顶高程m118.00118.0副坝14.6214.62主坝最大坝高m4.524.52副坝39.739.7主坝坝顶轴线长m24.530.0副坝3.35.0主坝坝顶宽度m1.83.5副坝2溢洪道形式宽顶堰宽顶堰堰顶高程m117.9116.5溢流堰宽度m2.02.5溢流堰长度m37.540溢洪道长度m58.0470.0消能方式无鼻坎挑流3消能防冲泄洪流量m/s2.63三八水库工程特性表 涵管无压隧洞主坝3输水建筑物涵管无压箱涵副坝箱型主坝形式封堵圆型副坝30.0320.032主坝设计流量m/s0.0320.032副坝53.5115.2主坝长度m72.080.1副坝0.00950.0063主坝纵坡0.00770.0074副坝0.5×0.51.8×2.15主坝断面尺寸mφ0.31.6×1.6副坝105.74105.74主坝进口高程m113.48113.48副坝105.65105.65主坝出口高程m113.38113.38副坝4卧管钢筋砼主坝形式圆管副坝φ0.5主坝断面尺寸mφ0.5副坝24.0主坝长度m7.0副坝五改造防汛公路1路面泥结石宽度m3.0长度km1.02排水沟C15砼排水沟断面尺寸m0.3×0.4六施工总工期月6个七工程总投资万元198.23八主体工程总投资万元160.31 1综合说明1.1工程概况1.1.1工程概况三八水库位于湖南省洪江市红岩乡菊花村境内,坝址地理位置坐标为北纬27°07′,东经109°59′;坝址距红岩1.5km,黔城镇12.5km。主副坝均无乡村公路通达坝顶,交通不便。2坝址控制集雨面积0.72km,坝址以上干流长度1.281km,干流平均坡降18.5‰,3流域植被较好。水库死水位105.74m,相应库容0.22万m;正常蓄水位165.50m,正33常库容47.8万m;设计洪水位(P=5%)117.43m,相应库容52.13万m;校核洪水位3(P=0.5%)117.71m,相应总库容53.38万m。该水库始建于1972年,主坝为粘土心墙坝,副坝为均质坝;主坝顶高程118.00m,最大坝高为14.62m,坝顶宽3.3m,坝顶轴长39.7m;副坝顶高程118.0m,最大坝高为4.52m,坝顶宽1.8m,坝顶轴长30m。灌溉面积900亩,养鱼面积516亩,保护下游人口300口,耕地300亩;是一座以灌溉为主,兼顾防洪、养鱼等综合利用的小(二)型水利工程。3除险加固后,水库死水位105.74m,相应库容2.2万m;正常蓄水位165.50m,33正常库容47.8万m;设计洪水位(P=5%)117.43m,相应库容52.13万m;校核洪水3位(P=0.5%)117.71m,相应总库容53.38万m。主坝顶高程118.0m,防浪墙顶高程118.6m,最大坝高为14.62m,坝顶宽5.0m,坝顶轴长39.7m;副坝顶高程118.0m,防浪墙顶高程118.6m,最大坝高为4.52m,坝顶宽3.5m,坝顶轴长30.0m。三八水库工程由于老化、失修等问题,一直采取控制蓄水等运行方式带病运行。为了彻底根治工程枢纽存在的问题,洪江市水利局于2012年9月编制了《三八水库大坝安全认定报告》,组织专家团评定审核,评定三八水库大坝安全类别为三类坝。1.1.2存在的问题三八水库与1972年10月动土新建,1973年3月投入运行。经过多年的风雨剥蚀,1-1 水库隐患逐年增加,水库运行管理一直在病态中,无法正常发挥水库的应有效益。根据2012年完成的水库安全论证报告,田冲水库建筑物主要存在以下问题:主坝:1)大坝上游坝坡过陡,为1:1.7,无腰道,无防浪护坡,下游坝坡坑洼不平,变形严重,排水棱体失效;外坝中端下沉。2)施工中坝基处理不彻底,坝体填筑质量差,存在坝基,坝体渗漏,严重威胁大坝安全。3)放水卧管和输水涵管漏水,存在安全隐患。4)溢洪道未衬砌,断面狭窄,末端无消能设施。5)无观测设施。6)有约600m未通公路,对防汛抢险构成安全隐患。7)无防汛仓库,给防汛抢险带来安全隐患。副坝:1)坝身损毁严重。2)坝顶宽度过小,仅1.8~2.0m。3)放水卧管和输水涵管漏水,存在安全隐患。4)左段农田标高过低(116.7),主坝未溢洪,洪水已先从此处溢出;历史上曾多次发生过洪水从此处农田翻出,大片农田作物遭到冲毁,损失惨重。5)无观测设施。6)有约400m未通公路,对防汛抢险构成安全隐患。7)无防汛仓库,给防汛抢险带来安全隐患。1.2水文三八水库工程属于亚热带润湿性气候区,气候温和,四季分明,光照充足,雨量充沛。水库无水文、气象观测资料,根据洪江市气象站记载多年蒸发量846mm,多年1-2 平均气温17℃,多年平均无霜期304天,多年平均日照时间为1354h,年平均降雨量1359mm,70%的降雨集中在4~7月。多年平均风速1.7m/s,最大风速17.0m/s。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)规定,该水库属Ⅴ等工程,其主要建筑物为5级,次要建筑物为5级,相应的洪水标准:设计洪水为20年一遇,校核洪水为200年一遇,消能防冲工程设计洪水标准取10年一遇。三八水库缺乏完整的水文、气象观测资料,此次洪水复核的有关参数均根据湖南省水电厅1984年编制的《湖南省暴雨洪水查算手册》(以下简称《查算手册》)进行查算。具体结果见表1.2-1。表1.2-1设计洪水及调洪演算成果频率入库洪峰流量相应库容最高洪水位相应最大下泄流量起调水位333(%)(m/s)(m)(m)(m/s)(m)0.511.253.38117.714.7116.558.752.13117.433.19116.5107.82.63116.5对挡洪建筑物的顶部高程进行复核,成果如表1.2-2表1.2-2三八水库枢纽工程要求最低高程运用情Z0(m)R(m)e(m)A(m)Z(m)主坝坝顶副坝坝顶高农田顶部况工程(m)程(m)工程(m)正常117.430.6300.0020.5118.6118.0118.0116.7运用非常117.710.5170.0010.3118.6118.0118.0116.7运用1-3 经计算:对挡水建筑物的顶部高程进行复核,主坝目前顶部高程为118.0m;副坝目前顶部高程为118.0m,靠水库边农田高程116.7m。按照土石坝进行波浪爬高计算,三八水库主、副坝顶部、靠水库边农田高程在正常运用情况下不得低于118.6m,非常运用情况下不得低于118.6m;因此,三八水库主、副坝顶部、靠水库边农田高程高程均不满足规范要求。三八水库溢流道无闸门控制,根据《溢洪道设计规范》(SJ253-2000)2.3.7规定,控制段岸墙顶部高程不得低于校核洪水位加安全超高0.3m,因此三八水库溢洪道控制段导墙顶高程不低于118.01m。三八水库枯水期一般为9月至次年3月,水库除险加固施工最好在这段时期进行。根据洪江气象局的日降雨资料分析计算水库枯水期的洪水,水库9月至次年3月、11月至次年2月和12月至次年1月的洪水计算成果见表1-3。表1-3施工洪水成果表频率时段9月~次年3月11月~次年2月12月~次年1月P=20%1.971.560.961.3工程地质1.3.1概述三八水库坝址位于湖南省洪江市红岩乡菊花村,属沅水一级支流,地理坐标:东经109°59′、北纬27°07′。坝址距黔城镇12.5km。水库无防汛公路通住坝顶,交通不方便。水库枢纽工程由主坝、副坝、溢洪道、灌溉涵管及卧管等建筑物组成,主要建筑物为5级,是一座以灌溉为主,兼顾防洪和养殖等综合利用的小(2)型水库工程,设计灌溉面积900亩,保护人口300人,保护耕地300亩。三八水库大坝控制集雨面积0.72km2,干流长度1.281km,平均干流坡降为1-4 18.5‰。水库正常蓄水位为116.7m,正常库容为47.8万m3,设计洪水位(P=5%)为117.43m,相应库容52.13万m3,校核洪水位(P=0.5%)为117.71m,水库总库容为53.38万m3。主坝为粘土心墙坝,最大坝高14.62m,坝顶高程118.0m,坝顶轴长39.7m,坝顶宽3.3m。副坝为粘土均质坝,最大坝高4.52m,坝顶高程118.0m,坝顶轴长30.0m,坝顶宽1.8m。坝溢洪道位于主坝右端,为正槽式溢洪道,目前堰顶高程117.5m(设计116.7m),泄流宽度2m,溢洪道全长37.5m,无衬砌,无消能设施,最大下泄流量为3.3m3/s(P=0.5%)。主坝输水涵管位于主坝左岸坝体下,全长53.5m,为浆砌料石箱涵,宽0.5m,高0.5m,进口底板高程105.74m,出口底板高程105.64m,纵坡i=1/2000,设计最大流量0.032m3/s。卧管位于库内左岸山坡,全长12m,为浆砌石方管,断面尺寸0.4×0.4m,放水孔尺寸Φ200mm。副坝输水涵管位于副坝中部坝体下,全长72m,为砼圆管涵,直径0.3m,进口底板高程113.48m,出口底板高程113.38m,纵坡i=1/3000,设计最大流量0.016m3/s。卧管位于内坝坡,全长约8m,为浆砌石方管,断面尺寸0.4×0.4m,放水孔尺寸Φ200mm。水库大坝于1972年动工兴建,1973年2月主体工程完成开始蓄水。由于受当时施工条件限制,坝体填筑采用群劳力上马,填筑土料从附近山坡选用,人工挑运上坝,分层用羊角碾碾压,坝体填筑质量无保证措施,致使工程在运行过程中存在诸多隐患:1)主坝坝身渗漏;上游坝坡较陡,无防浪设施,浪蚀严重;下游坝坡坑洼不平,无坡面排水,无排水棱体。副坝坝顶宽度窄小,坝身损毁严重。2)主坝、副坝坝基和坝肩存在浅层坝基渗漏及绕坝渗漏问题。3)主、副坝放水涵管、卧管均存在渗漏问题。1-5 4)溢洪道末完成开挖,无衬砌,无消能设施。5)主、副坝坝体上无任何观测设施;6)无防汛公路通往主、副坝顶;无防汛仓库,防汛抢险存在安全隐患;2012年9月~12月,受洪江市水利局委托,我院承担了三八水库除险加固初步设计地勘工作,采用现场踏勘、地质测绘,调查访问方法,结合历史资料,初步查明了工程区区域地质情况,确定了工程区地震基本烈度;查明了坝址坝基地层、构造情况及岩土体特性,坝基和坝肩的水文工程地质条件、依据类似工程经验提供了坝体渗透和抗剪力学参数指标;对枢杻工程存在的主要问题进行了原因分析。对天然建筑材料进行了初步查勘。1.3.2地形地貌水库坝址及库区为丘陵驼丘沟谷地貌,一般海拔200~500m,相对切深一般50~250m,山顶浑圆,山坡平缓,山脊延伸不长,短而浑圆,此起彼伏,多见馒头山、半面山,局部见陡崖,边坡角一般10°~30°之间。山脊走向与地层走向大致相同,沟谷多为“U”形谷。1.3.2.1地层岩性库区和坝区出露的地层除第四系的河流冲积和残坡积堆积外,主要为白垩系第二岩组(K2)地层。根据沉积规律及岩石的工程地质特性,将出露的岩层由老至新分述如下:白垩系第二岩组(K2):岩性为紫红色粉砂质泥岩夹砂岩,底部砾岩。分布于库区及坝址。第四系(Q):残坡积层(Q4edl):为红褐色含少量砾石粘土,多堆积在两岸平缓山坡、山顶及坡脚,厚度0.5~1.5m不等。河流冲积层(Q4al):为粉质粘土与砂岩、泥岩块石,砾石,砂粒极少,磨圆度1-6 及级配差,厚度变化大,分布于平缓河段。1.3.2.2地质构造与地震工程区地处新华夏系武陵——雪峰山隆起带之南西段,区内构造形迹按力学性质和组合关系,可划分为多字型构造,旋扭构造等。华夏系构造呈北东——南西向斜贯图区中部,其北西、南东两侧为新华夏系构造,S型构造出露于图区中北部。与工程有关的构造为托口S形构造,槐花园压性断层。根据区域地质调查和1/400万《中国地震动峰值加速度区划图》,本工程区地震活动微弱,按GB18306-2001抗震设计规范确定,本区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,相对应地震基本烈度为Ⅵ度,属相对稳定地块。1.3.2.3水文地质工程区为红色碎屑岩岩系,地下水类型主要为基岩裂隙水,其次为松散层孔隙水,主要受降水补给,水位季节变化明显。根据区域地质资料,地下水为重碳酸钙钠镁水,对砼无侵蚀破坏作用。1.3.3枢纽工程地质条件评价及工程地质问题1.3.3.1坝基(肩)工程地质条件评价及工程地质问题主坝坝址处为基本对称的“U”型谷,两岸地形坡角在30°~35°,两岸基岩基本裸露。副坝坝址处为不对称的“U”型谷,左岸为一低矮台地,台地地面高程120~122m,地形坡角40°~60°,右岸为低矮山包,山顶高程127m左右,地形坡角25°~35°,副坝坝址两岸基岩出露少,基本为第四系残坡积层覆盖。主、副坝址处基岩为白垩系第二岩组(K2)紫红色砾岩。主坝址两岸坡山坡上部有残坡积(Q4edl)红褐色含少量砾石粘土,厚0.5~1.5m不等;副坝址两岸基本为第四系残坡积层覆盖,厚1.2~3.0m不等。坝址区位于托口S型构造的北东部,槐花园压性断层从工程区东面穿过,对工程无影响。坝址处岩层产状:N3°W·SW∠15°,岩层走向与主坝轴线交角约33°,倾1-7 向大坝下游左岸,与副坝轴线交角约58°,倾向大坝右岸上游。由于地层为红色碎屑岩岩系、岩体抗风化能力差,风化破碎严重,节理裂隙较发育且相互切割,成为坝基、坝肩渗漏通道。根据现场调查访问,施工时河床基础面已挖至弱风化岩层,但坝基岩体节理裂隙发育,未对其进行防渗处理。两岸山坡基岩裸露,岸坡基础部位仅挖除表面松散层,没有深入到不透水层,也没有进行防渗处理即回填土料。运行中外坝坡两岸山坡与坝体交接处有渗漏出水,表明坝基及岸坡处理不彻底,存在浅层渗漏及绕坝渗漏问题,需对坝基和坝肩采取防渗处理,建议采取常规帷幕灌浆,推测灌浆深度在坝基面以下5.0~10.0m。1.3.3.2附属建筑物区工程地质条件评价及工程隐患1.3.3.2.1溢洪道溢洪道位于大坝右岸山体,开挖未成形,目前堰顶高程117.65m,进水口宽约1.7m,无衬砌,末端无消能设施。地层岩性为白垩系第二岩组(K2)强风化至弱风化紫红色砾岩,岩层产状:N3°W·SW∠15°,岩层走向与溢洪道走向交角:溢流段约为22°,泄洪段约为38°,末段约68°,倾左侧下游。地下水类型为基岩裂隙水,受降水补给,水量季节变化明显。目前溢洪道未开挖成形,溢流断面狭窄,底板边墙无衬砌,两侧边坡岩体风化破坏严重,左侧边坡常有零星崩落,淤塞溢洪道;溢洪道下游无消能设施,溢洪道不能正常行洪,建议对溢洪道整修加固处理。3.2.2涵(隧)洞三八水库输水涵管从左端坝体下穿过,全长53.5m,为浆砌料石箱涵,宽0.5m,高0.5m,进口底板高程105.74m,出口底板高程105.64m,纵坡i=1/2000,设计最大流量0.032m3/s。放水涵管因工程老化,渗漏较大,本次设计建议对其进行封堵,在右岸新建放水隧洞。1.3.3.2.2隧洞基本地质条件1-8 拟建放水隧洞位于大坝右岸山体,山体自然边坡较陡,顶部的坡残积层较薄,植被发育。洞轴线呈折线形布置,桩号0+000~0+018走向为S12°E,洞线走向与岩层走向夹角10°;桩号0+018~0+069走向为N70°W,洞线走向与岩层走向夹角约为67°;桩号0+069~0+103走向为S68°W,洞线走向与岩层夹角约为70°。隧洞进口高程105.74m,出口高程105.5m,全长约115m。隧洞所穿地层岩性为白垩系第二岩组(K2)强风化至弱风化紫红色砾岩,岩层产状:N3°W·SW∠15°,无区域性断层通过。隧洞进口段山体自然边坡陡峻,基岩裸露,岩体强风化,节理裂隙发育,岩体较破碎,稳定性差;洞身段岩体弱风化至微风化,稳定性较好;隧洞出口段自然边坡较缓,基岩裸露,岩体强风化,表层岩体破碎,稳定性差。隧洞经过地段水文地质条件简单,地下水类型主要为基岩裂隙水和第四系松散堆积层孔隙水。接受大气降水补给,动态随季节性变化,多以下降泉或湿地散泉的形式向低洼地带排泄。1.3.3.2.3工程地质评价根据隧洞所处地形地貌、地层岩性、地质构造及水文、工程地质条件,对放水隧洞进行围岩工程地质分类、稳定性评价,并提出各类围岩物理力学参数。原卧管位于库内左岸山坡,全长12m,为浆砌石方管,断面尺寸0.4×0.4m,放水孔尺寸Φ200mm。卧管因施工质量较差及老化破损,渗漏严重,建议结合新开隧洞新建卧管。新建卧管位于右岸山坡,山坡坡角35°~45°,坡度较陡,基岩裸露,岩性为强风化至弱风化砂质板岩,岩层产状N70°W·SW∠13°,表层岩体节理裂隙发育,岩体较破碎,建议卧管斜向布置,基础适当深挖,施工时注意开挖坡比,以保证施工安全和以后卧管运行安全。1.3.4坝体工程质量及存在问题1.3.4.1坝体填筑质量三八水库主坝为粘土心墙坝,最大坝高14.62m,坝顶高程118.0m,坝顶轴长1-9 39.7m,坝顶宽3.3m。副坝为粘土均质坝,最大坝高4.52m,坝顶高程118.0m,坝顶轴长30.0m,坝顶宽1.8m。水库大坝于1972年动工兴建,1973年2月主体工程完成开始蓄水。由于受当时施工条件限制,坝体填筑采用群劳力上马,填筑土料从附近山坡选用,人工挑运上坝,分层用羊角碾碾压,坝体填筑质量无试验数据,运行过程中发现主坝坝身渗漏;上游坝坡较陡,无防浪设施,浪蚀严重;下游坝坡坑洼不平,无坡面排水,无排水棱体。副坝坝顶宽度窄小,坝身损毁严重。1.3.4.2大坝分区根据水库原有资料、现场勘查访问,三八水库主坝为粘土心墙坝,下游坝脚无排水棱体,坝体可分为二个区;副坝为粘土均质坝,只有一个分区。(1)主坝分区Ⅰ区:粘土心墙,主要由黄褐色、红褐色含少量砾石粉质粘土等填筑,硬可塑至软可塑状,最大砾径约20mm,砾石含量0.5~3.0%,砂粒含量25~30%,粉、粘粒含量67~74.5%。现场调查大坝运行中发现有渗漏散浸现象,坝体碾压欠密实,推测坝体填土渗透系数为10-4~10-5cm/s左右,不能满足心墙坝体防渗规范要求。Ⅱ区:坝壳层,主要由黄褐色、红褐色含较多砾石、碎石的粉质粘土、强风化的砾岩块石等混合填筑,由于粗粒含量多,碾压欠密实,坝壳填土层渗透系数较大,推测其渗透系数在10-4cm/s左右,满足坝壳层填土质量要求。但上游坝坡较陡,无防浪设施,浪蚀严重;下游坝坡坑洼不平,无坡面排水,无排水棱体。(2)副坝分区Ⅰ区:为均质坝体,主要由黄褐色、红褐色含砾石粘土等填筑,硬可塑至软可塑状,最大砾径约20mm,砾石含量5.0~10.0%,砂粒含量30~35%,粉、粘粒含量55~65%。现场调查大坝运行中末见有渗漏散浸现象,坝体碾压较密实,推测坝体填土渗透系数为10-5cm/s左右,能满足均质坝体防渗规范要求,坝体不需进行防渗处理。1-10 但坝顶宽度较窄,坝身损毁严重。建议坝体培厚整修,内坡护坡防浪。1.3.5天然建筑材料1.3.5.1块石料坝址附近无块石开采,所需块石要到黔城镇采石场购买,岩性为石炭系中上统壶天群(C2+3)中厚层状石灰岩,成块条件较好,饱和抗压强度>60Mpa,储量丰富,开采方便,公路运输距离12.5km。1.3.5.2砂砾石料工程区河床无可采砂砾料,砂砾料需黔城镇砂石码头购买,其砂砾料来源可靠,质量较好,公路运输方便,运距12.5km。1.3.5.3粘土料坝壳土料可就近开采,岩性为残坡积含碎石粘土,其天然含水量24%~28%,天然密度1.89~1.93g/cm³,压缩性低,有机质含量少,最优含水量25.8%,最大干密度1.55g/cm³,运距0.5km以内;冲抓回填土料需到坝址下游采运,为石灰岩风化粘土,质量好,运距约2km。1.3.6结论及建议①根据GB18306—2001版1:400万《中国地震动峰值加速度区划图》和《中国地震动反应谱特征周期区划图》,本区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,相应地震基本烈度为Ⅵ度;②施工中坝基及岸坡处理未彻底,坝基和两岸坡岩体透水率较大,存在浅层坝基渗漏及绕坝渗漏问题。建议基础帷幕灌浆处理;③主坝坝体有渗漏现象,大坝上游较陡,无防浪措施,浪蚀严重,外坡无坡面排水设施;下游无排水棱体。建议坝坡整形,内坡护坡防浪,外坡面设排水设施;新修排水棱体。副坝坝顶宽度窄,坝身损毁严重。建议坝体培厚整形,内坡设护坡放浪;④原放水涵管渗漏较大,需封堵,新建隧洞。隧洞除进、出口段岩体较破碎,成1-11 洞条件稍差以外,洞身地质条件较好,基本适宜隧洞开挖。建议隧洞进出口边坡选择合适坡比开挖,开挖后及时回填,后期衬砌;洞身段视开挖情况局部衬砌,其他喷护。因隧洞围岩水理性质差,遇水易软化产生崩塌,在隧洞开挖过程中注意做好排水及临时衬砌工作;⑤原放水卧管渗水严重。建议结合新开隧洞新建卧管,新建卧管处自然边坡陡,表层岩体破碎,建议卧管斜向布置,基础适当深挖,保证其抗冲刷稳定性;⑥溢洪道开挖未成形,溢流断面过窄,无衬砌,下游无消能设施。建议溢洪道进行全面整修;⑦该工程无位移,浸润线监测、雨量观测等设施;无防汛公路,无管理所,无防汛仓库。建议新修建防汛公路,增补观测、监测设施,增设管理所和防汛仓库;⑧天然建材坝体填筑土料可就近开采,质量储量满足要求,且运距近。但块石料、砂砾料缺乏,需外购,运距稍远。1.4工程任务和规模1.4.1工程存在的主要问题及除险加固的必要性三八水库是一座以灌溉为主,兼顾防洪、养鱼等综合利用的小(二)型水利工程。灌溉面积900亩,养鱼面积516亩,保护下游人口300口,耕地300亩。坝址距红岩1.5km,黔城镇12.5km。主副坝均无乡村公路通达坝顶,交通不便。2坝址控制集雨面积0.72km,坝址以上干流长度1.281km,干流平均坡降23.5‰。根据对三八水库大坝(主坝、副坝、溢洪道、输水建筑物等)历年运行情况的回顾与总结,以及根据大坝安全鉴定结论,复核三八水库大坝的安全,结论如下:(1)主坝(a)大坝坝基透水率偏大漏水严重,大坝上游坝坡过陡,上游坝坡为1:1.7,无腰道,无防浪护坡;下游坝坡为自上而下为1:1.9,1:1.8,1:1.9,外坡有一定程度损毁,中1-12 端有下沉,无排水系统,排水棱体失效;大坝上下游在各种工况中坝坡抗滑稳定最小安全系数均小于规范要求。(b)输水涵(卧)管灌溉输水涵管接缝处施工质量差,未进行防渗处理,经多年运行,渗漏严重。放水卧管基础处理不到位,在库水的浸泡下,基础产生不均匀沉陷,接缝处出现错位,且主管损毁严重,渗漏严重。(c)溢洪道溢洪道未衬砌,断面狭窄,不能满足泄洪要求;末端无消能设施,对溢洪道下游基础稳定造成不利影响。(d)观测设施大坝无观测设施,影响大坝安全监测工作。(e)防汛公路无上坝防汛公路,坝区无防汛仓库,防汛物资无处存放。(2)副坝(a)大坝坝基透水率偏大漏水严重,大坝上游坝坡无防浪护坡,坝坡损毁严重,已严重变形,坝顶宽度狭窄,仅1.8~2.0m;大坝上下游在各种工况中坝坡抗滑稳定最小安全系数均小于规范要求。(b)输水涵(卧)管灌溉输水涵管接缝处施工质量差,未进行防渗处理,经多年运行,渗漏严重。放水卧管基础处理不到位,在库水的浸泡下,基础产生不均匀沉陷,接缝处出现错位,且主管损毁严重,渗漏严重。(c)农田低洼处左段农田标高过低(116.7),主坝未溢洪,洪水已先从此处溢出;历史上曾1-13 多次发生过洪水从此处农田翻出,大片农田作物遭到冲毁,损失惨重。(d)观测设施大坝无观测设施,影响大坝安全监测工作。(e)防汛公路无上坝防汛公路,坝区无防汛仓库,防汛物资无处存放。综上所述,该工程存在比较严重的质量问题和工程隐患,已严重影响到水库的安全,必须采取加固措施,才能使大坝安全运行。1.4.2除险加固初步设计的主要内容根据《洪江市三八水库大坝安全鉴定报告书》中鉴定结论以及本次大坝安全复核,确定出险加固初步设计的主要内容如下:主坝(1)大坝工程(a)对大坝上下游坡进行培厚整修,坝顶加宽,上游坝坡死水位至设计洪水位设预制六棱块护坡,设计洪水位上至坝顶及下游坝坡设草皮护坡,并完善下游坝坡排水系统,新建排水棱体;上下游新建上坝顶踏步。(b)对坝基进行帷幕灌浆处理,坝体进行冲抓回填处理。(2)输水工程新建钢筋砼卧管设施和放水隧洞并衬砌,原灌溉涵管封堵。(3)溢洪道工程重新修整溢洪道并衬砌地板和边墙,末端做消能设施。(4)观测设施(a)增设大坝位移观测点,以便对大坝位移进行全面观测。(b)增设水文雨量观测站。(5)防汛公路1-14 修建600m上坝防汛公路。(6)新修管理站房等生产生活设施。副坝(1)大坝工程(a)对大坝上下游坡进行培厚整修,坝顶加宽,上游坝坡死水位至设计洪水位设预制六棱块护坡,设计洪水位上至坝顶及下游坝坡设草皮护坡,并完善下游坝坡排水系统,新建排水棱体;上下游新建上坝顶踏步。(b)对坝基进行帷幕灌浆处理。(2)输水工程新建钢筋砼卧管设施和放水隧洞并衬砌,原灌溉涵管封堵。(3)观测设施(a)增设大坝位移观测点,以便对大坝位移进行全面观测。(b)增设水文雨量观测站。(4)防汛公路修建400m上坝防汛公路。1.5除险加固设计1.5.1大坝加固1.5.1.1主坝加固设计坝顶宽5.0m,上游坝坡以培厚整形为主处理,下游坝坡以削坡整形为主处理;上游坝坡面(设计洪水位到高程为106.145的位置)铺设预制六棱砼块护坡;下游采用草皮护坡。大坝上游坝坡做成二级坡,坡度从上至下拟定为1:2.25、1:2.5;下游坝坡做成二级坡,坡度从上至下依次拟定为1:2.00、1:2.25;新建排水棱体。对坝基、坝肩帷幕灌浆处理;坝体采取冲抓回填处理。1.5.1.2副坝加固1-15 设计坝顶宽3.5m,坝轴线前移0.08m;上游坝坡以培厚整形为主处理,下游坝坡以整形为主处理;上游坝坡面(设计洪水位到高程为114.8的位置处)铺设预制六棱砼块护坡;下游采用草皮护坡。大坝上游坝坡做成一级坡,坡度从上至下拟定为1:2.5;下游坝坡做成一级坡,坡度从上至下依次拟定为1:2.00;对坝基、坝肩帷幕灌浆处理。1.5.2新建溢洪道主坝新建钢筋砼宽顶溢流堰,其中溢流堰宽度2.5m,溢流堰体长40.05m,堰顶进口高程116.50m,溢流堰采用0.5m厚C20钢筋砼;新建C20钢筋砼导墙,导墙迎水面衬砌15cm钢筋砼;同时对宽顶溢流堰进行帷幕灌浆处理。泄槽总长26m,宽5.0m,底坡i=0.004(长40.0m)及i=0.294(长39.5m);底板采用C20钢筋砼结构,底板下设排水系统,沿泄槽底板纵缝中心线设纵向排水沟1条,共设横向排水沟5条;同时侧墙迎水面衬砌15cmC20钢筋砼。侧墙与底板按桩号设一道横向伸缩缝;纵缝沿溢洪道中心线方向布置2条;缝宽均为2.0cm。1.5.3放水涵封堵设计因主、副坝灌溉涵断面尺寸较小,且漏水严重,不便于进洞进行处理,本次拟对主坝灌溉涵进行全断面灌水泥浆封堵,对副坝进行明挖拆除处理。主坝灌溉涵封堵施工,首先在原灌溉涵管进、出口明挖一段,且拆除浆砌石箱涵,再浇筑1.8m×1.8m×2.0mC20砼塞;然后在坝顶适当处钻¢100灌浆孔至原灌溉涵,直至钻穿原灌溉涵顶进行灌水泥浆全断面封堵。1.5.4新建灌溉隧洞、箱涵设计在主坝右岸山体新建无压输水箱涵,采用卧管放水,洞身断面形式为城门洞形式。本次断面尺寸按施工要求采用城门洞形式,其断面尺寸:高×宽=1.8m×2.15m,长115.2m。对隧洞全断面进行衬砌,拱顶、底板及直墙段采用C20钢筋砼衬砌。在副坝1-16 右岸山体新建无压输水箱涵,采用卧管放水,箱涵断面形式为城门洞形式。本次断面尺寸按施工要求采用城门洞形式,其断面尺寸:高×宽=1.8m×2.15m,长80.1m。箱涵拱顶、底板及直墙段采用C20钢筋砼衬砌。隧洞、箱涵按10m进行分缝,缝宽2cm,设橡胶止水,以聚乙烯泡沫板填充。在洞挖段隧洞拱顶布设排水孔和回填灌浆孔,回填灌浆范围在隧洞顶部中心角180°范围内,排距3.0m,每排布孔2个,衬砌后进行砼与围岩接触面的回填灌浆。1.5.5新修放水卧管设计根据工程规模,根据水库主坝灌溉面积为600亩,本次设计输水流量为根据相关3经验取值:Q=0.032m/s。主坝放水卧管根据进口处实际地形布置,放水卧管与水平面的夹角为30.0º,卧管全长24.0m,管顶高程117.8m,管顶设φ150的通气孔,管底与消力井顶板相接;卧管最上层的放水孔中心高程为106.7m,最底层放水孔中心高程为105.8m,放水孔间距(高差)0.5m,放水孔内径0.5m。根据水库副坝灌溉面积为300亩,本次设计输水流量为根据相关经验取值:3Q=0.016m/s。副坝放水卧管根据进口处实际地形布置,放水卧管与水平面的夹角为20.0º,卧管全长7.0m,管顶高程119.8m,管顶设φ150的通气孔,管底与消力井顶板相接;卧管最上层的放水孔中心高程为115.86m,最底层放水孔中心高程为114.86m,放水孔间距(高差)0.5m,放水孔内径0.20m。1.5.6办公场所、防汛仓库及坝体白蚁防治三八水库一直没有办公场所和防汛仓库,根据国家对水库除险加固要求,结合三2八水库实际地形条件,本次设计在新建总面积为34.5m管理所和防汛仓库各两所。1.5.7大坝观测设计三八水库自建成运行以来,大坝至今尚无坝肩沉降、位移、坝脚渗漏水量的观测设施,无法掌握大坝渗流、稳定情况。根据《土石坝安全监测技术》(SL60-94)和《湖南省土石坝原型表面变形、渗流观测细则》(试行)的有关规定,为了加强水库大坝工1-17 程监测,保证工程安全运行,拟增设坝体表面变形观测设施、渗流设施和水文观测设施。1.6水土保持和环境保护三八水库属无污染型小(二)型水利工程,对该工程除险加固处理,水库有关特征水位的改变不大,不会对库区和水库下游带来不利影响。因而没有制约本工程的环境影响问题。但工程施工对工程所在地方的自然环境、生态环境将产生一定的不利影响,可通过相应措施加以减免。具体措施有:1、加强施工区环境保护;2、道路及护坡工程施工时队边坡进行草皮护坡处理,对有交通要求的路面进行改造;3、设置环境保护管理机构。1.7工程管理设计新建施工和防汛公路,管理人员暂借住租用的附近民房,由水利局统一调度使用。在库内设水尺观测水位,完善水库调度系统。根据水利部颁发的《水利工程管理单位编制定员试行标准》规定和水库的规模,设置三八水库管理所,隶属洪江市水利局,其职责负责水库的经营、运行、维修等全面管理。为加强水库工程管理,合理调度,按有关规定和工程实际核定水库管理人员为5人。1.8施工组织设计本工程对外交通不方便,须新建防汛公路;施工水、电直接由库内和电网供应。坝壳料当地残破积土可满足要求,冲抓回填土需到县城附近开采,运距约5.0km,块石料需到黔城附近采购,运距约12.5Km,运距较远,砂卵石料需到黔城潕水或沅水沿线砂砾石场采购,运距约12.5km。本次加固主要工程量如下:33土石方开挖:2052m土石回填:4236m33砼及钢筋砼:777m砌石:558m1-18 钢筋制安:16.82t帷幕灌浆:40m2回填灌浆:164m冲抓回填:146m本次加固工程主要材料用量如下:333水泥:312t砂:875m砾石:869m块石:603m钢筋:18t本次加固工程施工总工期为6个月,主体建筑工程劳动总工时为3.8114万个工时。资金筹措:本项目已列入湖南省病险水库除险加固规划重点小(Ⅱ)工程,工程投资由中央资金及省市县配套资金组成。1.9安全生产安全生产必须坚持“安全第一,预防为主”的方针,按照“以人为本”的科学发展观,依法依规严格管理。根据本工程建设与运行管理的特点,分别采取适当的安全措施进行防护。1.10工程概算1.10.1编制依据①三八水库工程除险加固初步设计资料、图纸;②本工程投资概算采用湖南省水利厅湘水建管(2008)第16号文颁发的《湖南省水利水电工程设计概(估)算编制规定》有关规定执行。③概算定额采用水利部总(2002)第116号文颁发的《水利建筑工程概算定额》;《水利工程施工机械台时费定额》;《水利工程概预算补充定额》(水利部水总[2005]389号);《水利工程概预算补充定额(水文设施工程专项)》(水利部水总[2006]140号);《水利水电设备安装工程概算定额(水利部水建管[1999]523号);《中小型水利水电设备安装工程概算定额(水利部水建[1993]63号);1-19 ④监理费按发改价格[2008]16号文发布的《建设工程监理与相关服务收费管理规定》计算。此次计算取建安工作量的2.0%。⑤设计费按计价格[2002]10号《工程勘察设计收费管理规定》计算,此次计算取计费基数的6.5%。1.10.2概算投资三八水库加固工程静态总投资198.23万元。其中:建筑工程投资128.10万元;机电设备投资1.76万元;金结投资1.26万元;临时工程投资11.13万元,其他费46.54万元,基本预备费9.44万元,环境保护工程投资2.09万元,水土保持工程投资2.79万元。主体工程总投资160.31万元。1-20 2水文2.1工程概况三八水库位于湖南省洪江市红岩乡菊花村境内,坝址地理位置坐标为北纬227°07′,东经109°59′,坝址控制集雨面积0.72km,坝址以上干流长度1.281km,3干流平均坡降18.5‰,流域植被较好。水库正常蓄水位165.5m,相应库容47.8万m,是一座以灌溉为主,兼顾防洪、养鱼等综合利用的小(2)型水利工程。水库枢纽工程由大坝、溢洪道、灌溉输水管涵及卧管等建筑物组成。2.2气象三八水库缺乏完整的水文、气象观测资料,根据洪江市气象站1953~2006年实测资料统计,多年平均气温17℃,多年平均无霜期304天,多年平均日照时间为1354h,多年平均降雨量1359mm,70%的降雨集中在4~7月。多年平均风速1.7m/s,多年平均最大风速17m/s。2.3设计暴雨2.3.1工程等级及洪水标准三八水库位于山丘区,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)和国家《防洪标准》(GB50201-94)规定三八水库为小(2)型水库,枢纽工程等级为Ⅴ等,主要建筑物为5级。大坝设计为均质土坝,按《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)的3.2.1条规定,本次复核的设计洪水标准采用20年一遇,校核洪水标准采用200年一遇,消能防冲洪水标准采用10年一遇。2.3.2洪水计算三八水库所在河流没有相应水文测站及雨量站,且该水库建成运行至今没有开展入库流量、降雨量等项目实测工作,缺乏完整的水文、气象观测资料。因此,本阶段洪水复核的主要参数参照湖南省水利水电厅1984年编制的《湖南省暴雨洪水查算手册》(以下简称《手册》)进行查算。2-1 2.3.3设计暴雨2根据三八水库的地理位置及集雨面积F=0.72km,干流长度L=1.281km,干流平均坡降J=18.5‰,利用《湖南省暴雨洪水查算手册》查得该水库所在流域属暴雨一致区第四区,多年平均最大24小时点降雨量H24点=100mm,CV=0.42,CS=3.5CV。其他有关参数的查算结果见表2-1。表2-1三八水库设计暴雨计算成果表P%0.5%5%10%备注项目KP2.631.821.56_H24点(mm)100100100H24面(mm)292.9181.9156.0n20.6220.6370.643n30.7850.8280.844θ统计参数:4.844.844.84αH24点=100mm0.99970.99970.9997H1(mm)CV=0.4299.174.866.3H3(mm)CS=3.5CV150.2111.598.1点面关系α=0.9997H6(mm)195.2143.3125.6初损I0=25.0mmH12(mm)226.5161.5140.0暴雨一致取第四区H3-H151.036.731.8H6-H345.031.927.5H12-H631.418.214.3H24-H1236.420.416.0R总237.9156.9131.0R上178.4117.798.22.4设计洪水参照《查算手册》计算,三八水库入库洪水的地面洪峰流量采用推理公式计算,2-2 地面径流、地下径流均采用径流分配系数法推求,有关参数及入库洪水过程线计算成果见表2-2~2-3,图2-1~2-3。表2-2三八水库设计洪水计算成果表P%0.5%5%10%备注项目3净Qm(m/s)3.892.631.60F=0.72km2τ(h)1.6831.8562.102L=1.281km3∑Qi(m/s)10.536.525.29J=23.5‰Qm/∑Qi0.3690.4040.303θ=2.253Qm地(m/s)0.3220.2000.162m=0.2163△Qm地(m/s)0.0230.0140.012采用图四十一平均线43W(10m)5.423.352.723表2-3三八水库入库洪水过程线计算成果表单位:m/s△tP0.5%5%10%△tP0.5%5%10%00.0700.0470.039140.9060.6080.50916.3894.2873.586150.8360.5610.470211.2008.8647.879160.7670.5140.43134.9343.3112.770170.6970.4670.39243.2822.2021.843180.6270.4210.35352.6821.7991.506190.5580.3740.31362.2731.5251.277200.4880.3270.27472.0241.3581.137210.4180.2800.23581.7431.1690.979220.3480.2340.19691.4941.0020.839230.2790.1870.157101.3410.8990.753240.2090.1400.118111.2190.8180.685250.1390.0930.078121.0020.6720.563260.0700.0470.039130.9760.6540.549272-3 图2-1图2-2图2-32-4 2.4.2洪水复核结果的合理性检查本次复核洪水成果与《洪江市三八水库大坝安全评价报告》洪水成果一致,成果可靠。但因《查算手册》编制于八十年代初期,近20年来,特别是九十年代,不少地区发生的暴雨资料没有修编,因此,有必要对本次计算成果进行合理性检查。设计暴雨的计算主要是推求洪江市城24小时降水各频率设计暴雨值。设计暴雨是利用麻阳气象站1953~2006年实测资料,对实测雨量资料进行频率分析,其成果见表2-4。表2-4黔城水文站暴雨频率分析成果表参数均值0.2%0.33%2%3.33%5%20%33.3%成果(mm)81.64301.3276.5214.1191.4177.6127.3104.8与本次查算暴雨成果比较,实测成果稍大于查算成果,两者在各频率下相差不大。同时,考虑到湖南省水利水电厅1984年编制的《湖南省暴雨洪水查算手册》是目前湖南省无资料地区设计洪水公认的唯一依据。为了安全起见,本次仍采用查算成果,32即该水库20年一遇洪水的洪峰模数为13.6m/s.km,计算结果基本合理。经与洪江市气象站的实测资料比较,认为三八水库本次洪水复核的成果是可信的。2.4.3施工分期洪水三八水库枯水期一般为9月至次年3月,水库除险加固施工最好在这段时期进行。根据洪江市气象局的日降雨资料分析计算水库枯水期的洪水,水库9月至次年3月、11月至次年2月和12月至次年1月的洪水计算成果见表2-5。表2-5施工洪水成果表频率时段9月~次年3月11月~次年2月12月~次年1月1.4101.5111.444P=20%2-5 2.5调洪演算2.5.1基本资料及调洪原则三八水库的溢洪道位于大坝右岸,溢洪道未衬砌,断面狭窄,不能满足泄洪要求;末端无消能设施,对溢洪道下游基础稳定造成不利影响。溢流堰为无闸门控制的3宽顶堰,堰顶高程116.5m(即正常蓄水位,相应库容47.8万m),堰宽2.5m。根据原有溢洪道实际情况,现设计在主坝右岸新修整溢洪道;新修整溢流堰为无闸门控制的宽顶堰,堰顶高程116.5m,堰宽2.5m。为安全起见,自暴雨开始起至结束,出库流量只计算溢洪道的泄流量,其他输水设施均不参与泄流计算。2.5.2泄流与库容曲线三八水库库区植被良好,库尾各支流入库口均无淤积现象,本次洪水计算仍采用《三八水库设计图》所测定的水位库容曲线。水位与库容关系见表4-4、下泄流量关系曲线见表4-5。三八水库的泄流曲线是根据该水库溢流道的堰型,泄流形式,按照《溢洪道设计规范》(SL253-2000)的有关规定计算的,计算公式如下:3/2QmB2gHs0式中:3Q—流量,m/s;B—总净宽,m;m—宽顶堰流量系数;H0—计入流速水头的堰上总水头,m;ε—闸墩侧收缩系数;σs—淹没系数;2-6 表2-6三八水库水位~库容关系曲线表水位(m)103104105106107108109110111库容(万m3)00.4581.5674.388.1412.8317.1621.9426.07水位(m112113114115116116.5117118119库容(万m3)31.3235.5739.8243.0946.364850.2254.6759.11表2-7三八水库水位~泄流关系曲线表库水位Z(m)116.5116.7116.9117.1117.3117.5117.7117.9118.1118.3118.5堰顶水头H0(m)00.20.40.60.811.21.41.61.822.5堰顶宽B2.52.52.52.52.52.52.52.52.52.5(m)综合流量系数1.421.421.421.421.421.421.421.421.421.421.42m泄流量q溢(m3/s)0.000.320.901.652.543.554.675.887.188.5710.042-7 2.5.3调洪演算根据水库水量平衡原理,为安全起见,自暴雨开始起至结束忽略其他输水设施的引用流量,调洪公式:QQqq1212ttVV21222-8 式中:3V1、V2—时段Δt始、末的水库的蓄水量(m);3Q1、Q2—时段Δt始、末入库流量(m/s);3q1、q2—时段Δt始、末出库流量(m/s);Δt—计算时段(s)。调洪成果见表2-8。表2-8三八水库调洪演算成果表频率入库洪峰流量洪水总量库水位相应库容最大泄量起调水位343433P(%)总Qm(m/s)W(10m)Zm(m)Vm(10m)qm(m/s)Zm(m)0.511.220.0117.7153.384.75.08.713.0117.4352.133.19116.5107.811.0105.7478.642.633从表2-8可知:10年一遇消能防冲洪水位为105.74m,相应下泄流量为2.63m/s;320年一遇设计洪水位为117.43m,相应下泄流量为3.19m/s;200年一遇校核洪水位3为117.71m,相应下泄流量为4.7m/s。2.6防洪标准复核根据《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挡水建筑物顶部高程及洪水能否安全下泄进行复核。对三八水库而言,就是对水库大坝坝顶高程以及溢洪道控制段导墙的顶部高程和洪水能否安全下泄进行复核,复核其实际抗洪能力是否满足国家现行规范要求。2.6.1坝顶高程及防护墙高程计算根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001),水库大坝的顶部和农田防护墙高程,等于水库静水位加超高之和,同时,静水位与超高要分别按不同运用情况进行计算,取相应组合的最大值来确定水库大坝的顶部高程。三八水库不同运用情况下的2-9 静水位及超高部分,按《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)第5.3.1条进行计算,具体计算公式如下:ZZReA0P式中:Z-水库大坝顶部高程(m);Z0-不同运用情况下的水库静水位(m);Rp-波浪爬高(m),由平均波高与坝迎水面前水深的比值和相应的累积频率P(%)按《规范》中表A.1.13规定的系数计算求得,即RRPPRRPmRRmRm—波浪平均爬高(m);KKWRhLmmm21mK△—糙率渗透性系数,按《规范》表A.1.12-1确定K△=0.9;Kw—经验系数,按《规范》表A.1.12-3确定;hm—平均浪高,按鹤地水库公式(A.1.6-1)计算;W—计算风速,设计情况取W=1.5×17.0m/s,校核情况取W=17.0m/s;D—风区长度,D=0.20km;Lm—平均波长(m),按《规范》公式(A.1.5-3)计算;m—坝坡系数,m=2.25;e—风壅水面高(m),按《规范》公式(A.1.10)计算;A—安全超高,正常运用A=0.5m,非常运用A=0.3m。经计算,三八水库主、副坝顶部和农田防护墙高程在正常运用情况下不得低于118.6m,非常运用情况下不得低于118.6m,详见表2-9。表2-9三八水库大坝顶部要求最低高程2-10 运用情况Z0(m)RpeA(m)Z(m)坝顶现有高程正常运用117.430.630.0020.5118.6主坝:118.00非常运用117.710.5170.0010.3118.6副坝:118.002.6.2溢流道控制段导墙顶部高程计算三八水库溢流道无闸门控制,根据《溢洪道设计规范》(SJ253-2000)2.3.7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,因此,三八水库溢洪道控制段导墙顶高程不得低于118.01m。2.6.3防洪标准复核结论三八水库主坝目前顶部高程为118.0m;副坝目前顶部高程为118.0m,靠水库边农田高程116.7m。按照土石坝进行波浪爬高计算,三八水库主、副坝顶部、靠水库边农田高程在正常运用情况下不得低于118.6m,非常运用情况下不得低于118.6m;2-11 3工程地质3.1概述三八水库坝址位于湖南省洪江市红岩乡菊花村,属沅水一级支流,地理坐标:东经109°59′、北纬27°07′。坝址距黔城镇12.5km。水库无防汛公路通住坝顶,交通不方便。水库枢纽工程由主坝、副坝、溢洪道、灌溉涵管及卧管等建筑物组成,主要建筑物为5级,是一座以灌溉为主,兼顾防洪和养殖等综合利用的小(2)型水库工程,设计灌溉面积900亩,保护人口300人,保护耕地300亩。三八水库大坝控制集雨面积0.72km2,干流长度1.281km,平均干流坡降为18.5‰。水库正常蓄水位为116.7m,正常库容为47.8万m3,设计洪水位(P=5%)为117.43m,相应库容52.13万m3,校核洪水位(P=0.5%)为117.71m,水库总库容为53.38万m3。主坝为粘土心墙坝,最大坝高14.62m,坝顶高程118.0m,坝顶轴长39.7m,坝顶宽3.3m。副坝为粘土均质坝,最大坝高4.52m,坝顶高程118.0m,坝顶轴长30.0m,坝顶宽1.8m。坝溢洪道位于主坝右端,为正槽式溢洪道,目前堰顶高程117.5m(设计116.7m),泄流宽度2m,溢洪道全长37.5m,无衬砌,无消能设施,最大下泄流量为3.3m3/s(P=0.5%)。主坝输水涵管位于主坝左岸坝体下,全长53.5m,为浆砌料石箱涵,宽0.5m,高0.5m,进口底板高程105.74m,出口底板高程105.64m,纵坡i=1/2000,设计最大流量0.032m3/s。卧管位于库内左岸山坡,全长12m,为浆砌石方管,断面尺寸0.4×0.4m,放水孔尺寸Φ200mm。副坝输水涵管位于副坝中部坝体下,全长72m,为砼圆管涵,直径0.3m,进口底板高程113.48m,出口底板高程113.38m,纵坡i=1/3000,设计最大流量0.016m3/s。3-1 卧管位于内坝坡,全长约8m,为浆砌石方管,断面尺寸0.4×0.4m,放水孔尺寸Φ200mm。水库大坝于1972年动工兴建,1973年2月主体工程完成开始蓄水。由于受当时施工条件限制,坝体填筑采用群劳力上马,填筑土料从附近山坡选用,人工挑运上坝,分层用羊角碾碾压,坝体填筑质量无保证措施,致使工程在运行过程中存在诸多隐患:1)主坝坝身渗漏;上游坝坡较陡,无防浪设施,浪蚀严重;下游坝坡坑洼不平,无坡面排水,无排水棱体。副坝坝顶宽度窄小,坝身损毁严重。2)主坝、副坝坝基和坝肩存在浅层坝基渗漏及绕坝渗漏问题。3)主、副坝放水涵管、卧管均存在渗漏问题。4)溢洪道末完成开挖,无衬砌,无消能设施。5)主、副坝坝体上无任何观测设施;6)无防汛公路通往主、副坝顶;无防汛仓库,防汛抢险存在安全隐患;2012年9月~12月,受洪江市水利局委托,我院承担了三八水库除险加固初步设计地勘工作,采用现场踏勘、地质测绘,调查访问方法,结合历史资料,初步查明了工程区区域地质情况,确定了工程区地震基本烈度;查明了坝址坝基地层、构造情况及岩土体特性,坝基和坝肩的水文工程地质条件、依据类似工程经验提供了坝体渗透和抗剪力学参数指标;对枢杻工程存在的主要问题进行了原因分析。对天然建筑材料进行了初步查勘。工程主要地勘工作量如表1:表1主要地勘工作量表序号完成工作量单位数量备注1主坝、副坝坝址地质平面图测绘1/1000km20.0242隧洞轴线地质剖面1/1000条13建材调查工日1.54资料收集工日2.03.2工程区工程地质概况3-2 3.2.1地形地貌水库坝址及库区为丘陵驼丘沟谷地貌,一般海拔200~500m,相对切深一般50~250m,山顶浑圆,山坡平缓,山脊延伸不长,短而浑圆,此起彼伏,多见馒头山、半面山,局部见陡崖,边坡角一般10°~30°之间。山脊走向与地层走向大致相同,沟谷多为“U”形谷。3.2.2地层岩性库区和坝区出露的地层除第四系的河流冲积和残坡积堆积外,主要为白垩系第二岩组(K2)地层。根据沉积规律及岩石的工程地质特性,将出露的岩层由老至新分述如下:白垩系第二岩组(K2):岩性为紫红色粉砂质泥岩夹砂岩,底部砾岩。分布于库区及坝址。第四系(Q):残坡积层(Qedl4):为红褐色含少量砾石粘土,多堆积在两岸平缓山坡、山顶及坡脚,厚度0.5~1.5m不等。河流冲积层(Qal4):为粉质粘土与砂岩、泥岩块石,砾石,砂粒极少,磨圆度及级配差,厚度变化大,分布于平缓河段。3.2.3地质构造与地震工程区地处新华夏系武陵——雪峰山隆起带之南西段,区内构造形迹按力学性质和组合关系,可划分为多字型构造,旋扭构造等。华夏系构造呈北东——南西向斜贯图区中部,其北西、南东两侧为新华夏系构造,S型构造出露于图区中北部。与工程有关的构造为托口S形构造,槐花园压性断层。根据区域地质调查和1/400万《中国地震动峰值加速度区划图》,本工程区地震活动微弱,按GB18306-2001抗震设计规范确定,本区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,相对应地震基本烈度为Ⅵ度,属相对稳定地块。3.2.4水文地质工程区为红色碎屑岩岩系,地下水类型主要为基岩裂隙水,其次为松散层孔隙水,主要受降水补给,水位季节变化明显。根据区域地质资料,地下水为重碳酸钙钠镁水,对砼无侵蚀破坏作用。3.3枢纽工程地质条件评价及工程地质问题3.3.1坝基(肩)工程地质条件评价及工程地质问题主坝坝址处为基本对称的“U”型谷,两岸地形坡角在30°~35°,两岸基岩基本裸露。副坝坝址处为不对称的“U”型谷,左岸为一低矮台地,台地地面高程120~122m,地形坡角40°~60°,右岸为低矮山包,山顶高程127m左右,地形坡角25°~35°,副坝坝址两岸基岩出露少,基本为第四系残坡积层覆盖。主、副坝址处基岩为白垩系第二岩组(K2)紫红色砾岩。主坝址两岸坡山坡上部有残坡积(Qedl4)红褐色含少量砾石粘土,厚0.5~1.5m不等;副坝址两岸基本为第四系残坡积层覆盖,厚1.2~3.0m不等。坝址区位于托口S型构造的北东部,槐花园压性断层从工程区东面穿过,对工程无影响。坝址处岩层产状:N3°W·SW∠15°,岩层走向与主坝轴线交角约33°,倾向大坝下游左岸,与副坝轴线交角约58°,倾向大坝右岸上游。由于地层为红色碎屑岩3-3 岩系、岩体抗风化能力差,风化破碎严重,节理裂隙较发育且相互切割,成为坝基、坝肩渗漏通道。根据现场调查访问,施工时河床基础面已挖至弱风化岩层,但坝基岩体节理裂隙发育,未对其进行防渗处理。两岸山坡基岩裸露,岸坡基础部位仅挖除表面松散层,没有深入到不透水层,也没有进行防渗处理即回填土料。运行中外坝坡两岸山坡与坝体交接处有渗漏出水,表明坝基及岸坡处理不彻底,存在浅层渗漏及绕坝渗漏问题,需对坝基和坝肩采取防渗处理,建议采取常规帷幕灌浆,推测灌浆深度在坝基面以下5.0~10.0m。3.3.2附属建筑物区工程地质条件评价及工程隐患3.3.2.1溢洪道溢洪道位于大坝右岸山体,开挖未成形,目前堰顶高程117.65m,进水口宽约1.7m,无衬砌,末端无消能设施。地层岩性为白垩系第二岩组(K2)强风化至弱风化紫红色砾岩,岩层产状:N3°W·SW∠15°,岩层走向与溢洪道走向交角:溢流段约为22°,泄洪段约为38°,末段约68°,倾左侧下游。地下水类型为基岩裂隙水,受降水补给,水量季节变化明显。目前溢洪道未开挖成形,溢流断面狭窄,底板边墙无衬砌,两侧边坡岩体风化破坏严重,左侧边坡常有零星崩落,淤塞溢洪道;溢洪道下游无消能设施,溢洪道不能正常行洪。建议对溢洪道整修加固处理,设计计算岩土物理力学参数建议值如表3.2-1:表3.2-1溢洪道岩(土)体主要物理力学参数建议值表允许承抗剪参数干密度湿密度抗冲流速建议岩土名称33载力凝聚力c(g/cm)(g/cm)摩擦系数(m)坡比(KPa)(kpa)强风化0.40~1:0.72.002.1038050~602.0~2.5砾岩0.425弱风化0.45~2.152.2512002803.5~4.01:0.5砾岩0.523.3.2.2涵(隧)洞三八水库输水涵管从左端坝体下穿过,全长53.5m,为浆砌料石箱涵,宽0.5m,高0.5m,进口底板高程105.74m,出口底板高程105.64m,纵坡i=1/2000,设计最大流量0.032m3/s。放水涵管因工程老化,渗漏较大,本次设计建议对其进行封堵,在右岸新建放水隧洞。3.2.2.1隧洞基本地质条件3-4 拟建放水隧洞位于大坝右岸山体,山体自然边坡较陡,顶部的坡残积层较薄,植被发育。洞轴线呈折线形布置,桩号0+000~0+018走向为S12°E,洞线走向与岩层走向夹角10°;桩号0+018~0+069走向为N70°W,洞线走向与岩层走向夹角约为67°;桩号0+069~0+103走向为S68°W,洞线走向与岩层夹角约为70°。隧洞进口高程105.74m,出口高程105.65m,全长约103m。隧洞所穿地层岩性为白垩系第二岩组(K2)强风化至弱风化紫红色砾岩,岩层产状:N3°W·SW∠15°,无区域性断层通过。隧洞进口段山体自然边坡陡峻,基岩裸露,岩体强风化,节理裂隙发育,岩体较破碎,稳定性差;洞身段岩体弱风化至微风化,稳定性较好;隧洞出口段自然边坡较缓,基岩裸露,岩体强风化,表层岩体破碎,稳定性差。隧洞经过地段水文地质条件简单,地下水类型主要为基岩裂隙水和第四系松散堆积层孔隙水。接受大气降水补给,动态随季节性变化,多以下降泉或湿地散泉的形式向低洼地带排泄。3.3.2.2.2工程地质评价根据隧洞所处地形地貌、地层岩性、地质构造及水文、工程地质条件,对放水隧洞进行围岩工程地质分类、稳定性评价,并提出各类围岩物理力学参数,具体见表3。原卧管位于库内左岸山坡,全长12m,为浆砌石方管,断面尺寸0.4×0.4m,放水孔尺寸Φ200mm。卧管因施工质量较差及老化破损,渗漏严重,建议结合新开隧洞新建卧管。新建卧管位于右岸山坡,山坡坡角35°~45°,坡度较陡,基岩裸露,岩性为强风化至弱风化砂质板岩,岩层产状N70°W·SW∠13°,表层岩体节理裂隙发育,岩体较破碎,建议卧管斜向布置,基础适当深挖,施工时注意开挖坡比,以保证施工安全和以后卧管运行安全。3-5 表3拟建放水隧洞工程地质评价一览表推荐物理施工处围岩围岩稳序号桩号区段工程地质条件理措施类别定性力学参数建议围岩岩性为强风化0+000紫红色砾岩,岩层走fk=1.0~1.5合理开向与洞轴线交角约挖坡比,稳定性10°,无断层切割,岩Ⅳ及时支~差E=3~4MPa体完整性差,风化坡护,后期0+004k0=2~4碎,位于地下水位以砼衬砌进口Mpa/cm1上。段围岩岩性为弱风化0+004紫红色砾岩,岩层走fk=2~3局部衬向与洞轴线交角III较稳定砌,其余~10°,岩体完整性较E=4~5MPa喷护0+012好,位于地下水位以k0=6~12下。Mpa/cm围岩岩性为微风化紫0+012红色砾岩,岩层走向基本fk=4~5与洞轴线交角:0+012~0+018为10°;洞身0+018~0+069为67°;2II喷护~段0+069~0+084为70°。稳定E=6~7MPa岩体完整性较好,位于地下水位以下。0+084k0=13~15Mpa/cm围岩岩性为弱风化紫0+084红色砾岩,岩层走向fk=2~3局部衬与洞轴线交角约III较稳定砌,其余70°,岩体完整性较~E=4~5MPa喷护好,位于地下水位以0+097k0=6~12下。出口Mpa/cm3段围岩岩性为强风化紫合理开红色砾岩,岩层走向0+097fk=1.0~1.5挖坡比,与洞轴线交角约70°,稳定性Ⅳ及时支无断层切割,岩体完整差护,后期性差,风化坡碎,位~E=3~4MPa砼衬砌于地下水位以上。0+103k0=2~43-6 Mpa/cm3.4坝体工程质量及存在问题3.4.1坝体填筑质量三八水库主坝为粘土心墙坝,最大坝高14.62m,坝顶高程118.0m,坝顶轴长39.7m,坝顶宽3.3m。副坝为粘土均质坝,最大坝高4.52m,坝顶高程118.0m,坝顶轴长30.0m,坝顶宽1.8m。水库大坝于1972年动工兴建,1973年2月主体工程完成开始蓄水。由于受当时施工条件限制,坝体填筑采用群劳力上马,填筑土料从附近山坡选用,人工挑运上坝,分层用羊角碾碾压,坝体填筑质量无试验数据,运行过程中发现主坝坝身渗漏;上游坝坡较陡,无防浪设施,浪蚀严重;下游坝坡坑洼不平,无坡面排水,无排水棱体。副坝坝顶宽度窄小,坝身损毁严重。3.4.2大坝分区根据水库原有资料、现场勘查访问,三八水库主坝为粘土心墙坝,下游坝脚无排水棱体,坝体可分为二个区;副坝为粘土均质坝,只有一个分区。(1)主坝分区Ⅰ区:粘土心墙,主要由黄褐色、红褐色含少量砾石粉质粘土等填筑,硬可塑至软可塑状,最大砾径约20mm,砾石含量0.5~3.0%,砂粒含量25~30%,粉、粘粒含量67~74.5%。现场调查大坝运行中发现有渗漏散浸现象,坝体碾压欠密实,推测坝体填土渗透系数为10-4~10-5cm/s左右,不能满足心墙坝体防渗规范要求。Ⅱ区:坝壳层,主要由黄褐色、红褐色含较多砾石、碎石的粉质粘土、强风化的砾岩块石等混合填筑,由于粗粒含量多,碾压欠密实,坝壳填土层渗透系数较大,推测其渗透系数在10-4cm/s左右,满足坝壳层填土质量要求。但上游坝坡较陡,无防浪设施,浪蚀严重;下游坝坡坑洼不平,无坡面排水,无排水棱体。(2)副坝分区Ⅰ区:为均质坝体,主要由黄褐色、红褐色含砾石粘土等填筑,硬可塑至软可塑状,最大砾径约20mm,砾石含量5.0~10.0%,砂粒含量30~35%,粉、粘粒含量55~65%。现场调查大坝运行中末见有渗漏散浸现象,坝体碾压较密实,推测坝体填土渗透系数为10-5cm/s左右,能满足均质坝体防渗规范要求,坝体不需进行防渗处理。3-7 但坝顶宽度较窄,坝身损毁严重。建议坝体培厚整修,内坡护坡防浪。3.5物理力学指标建议值根据调查访问,现场勘查、结合同类工程经验,推荐主坝、副坝各区土体物理力学指标见表5-1、5-2。表5-1三八水库主坝土体物理力学指标推荐值表内聚力干密度湿密度饱和密度摩擦角φ渗透系数K指标分区Cρ(g/cm3)ρ(g/cm3)ρ(g/cm3)(°)(cm/s)(Kpa)Ⅰ区cq15.115.8垂直7.50E-041.491.911.93(心墙坝体)s16.215.5水平1.20E-05Ⅱ区cq16.514.1垂直6.30E-041.521.961.98(坝壳)s16.713.8水平5.30E-04基岩2.142.262.45451804.20E-04(5~10m)表5-2三八水库副坝土体物理力学指标推荐值表内聚力干密度湿密度饱和密度摩擦角φ渗透系数K指标分区Cρ(g/cm3)ρ(g/cm3)ρ(g/cm3)(°)(cm/s)(Kpa)Ⅰ区cq16.114.9垂直4.70E-051.521.931.95(均质坝体)s15.815.3水平6.10E-05基岩2.142.262.45451804.20E-04(5~10m)3.6天然建筑材料3.6.1块石料坝址附近无块石开采,所需块石要到黔城镇采石场购买,岩性为石炭系中上统壶天群(C2+3)中厚层状石灰岩,成块条件较好,饱和抗压强度>60Mpa,储量丰富,开采方便,公路运输距离12.5km。3.6.2砂砾石料工程区河床无可采砂砾料,砂砾料需黔城镇砂石码头购买,其砂砾料来源可靠,质量较好,公路运输方便,运距12.5km。6.3粘土料3-8 坝壳土料可就近开采,岩性为残坡积含碎石粘土,其天然含水量24%~28%,天然密度1.89~1.93g/cm³,压缩性低,有机质含量少,最优含水量25.8%,最大干密度1.55g/cm³,运距0.5km以内;冲抓回填土料需到坝址下游采运,为石灰岩风化粘土,质量好,运距约2km。3.7结论及建议①根据GB18306—2001版1:400万《中国地震动峰值加速度区划图》和《中国地震动反应谱特征周期区划图》,本区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,相应地震基本烈度为Ⅵ度;②施工中坝基及岸坡处理未彻底,坝基和两岸坡岩体透水率较大,存在浅层坝基渗漏及绕坝渗漏问题。建议基础帷幕灌浆处理;③主坝坝体有渗漏现象,大坝上游较陡,无防浪措施,浪蚀严重,外坡无坡面排水设施;下游无排水棱体。建议坝坡整形,内坡护坡防浪,外坡面设排水设施;新修排水棱体。副坝坝顶宽度窄,坝身损毁严重。建议坝体培厚整形,内坡设护坡放浪;④原放水涵管渗漏较大,需封堵,新建隧洞。隧洞除进、出口段岩体较破碎,成洞条件稍差以外,洞身地质条件较好,基本适宜隧洞开挖。建议隧洞进出口边坡选择合适坡比开挖,开挖后及时回填,后期衬砌;洞身段视开挖情况局部衬砌,其他喷护。因隧洞围岩水理性质差,遇水易软化产生崩塌,在隧洞开挖过程中注意做好排水及临时衬砌工作;⑤原放水卧管渗水严重。建议结合新开隧洞新建卧管,新建卧管处自然边坡陡,表层岩体破碎,建议卧管斜向布置,基础适当深挖,保证其抗冲刷稳定性;⑥溢洪道开挖未成形,溢流断面过窄,无衬砌,下游无消能设施。建议溢洪道进行全面整修;⑦该工程无位移,浸润线监测、雨量观测等设施;无防汛公路,无管理所,无防汛仓库。建议新修建防汛公路,增补观测、监测设施,增设管理所和防汛仓库;⑧天然建材坝体填筑土料可就近开采,质量储量满足要求,且运距近。但块石料、砂砾料缺乏,需外购,运距稍远。3-9 4除险加固设计4.1工程任务和规模三八水库位于湖南省洪江市红岩乡菊花村境内,坝址地理位置坐标为27°07′,2东经109°59′,坝址控制集雨面积0.72km,坝址以上干流长度1.281km,干流平均坡降18.5‰,流域植被较好。该工程属ⅴ等工程,主要建筑物为5级,次要建筑物为5级。该水库始建于1972年,水库为粘土心墙坝,副坝为均质土坝;主坝顶高程118.0m,最大坝高为14.62m,坝顶宽3.3m,坝顶轴长39.7m;副坝顶高程118.0m,最大坝高为4.52m,坝顶宽1.8m,坝顶轴长30m;是一座以灌溉为主,兼顾防洪、养鱼等综合利用的小(二)型水利工程。加固后主坝最大坝高14.62m,坝顶高程118.0m,防浪墙顶高程为118.6m,坝顶轴线长39.7m,坝顶宽5.0m,上游坝坡从上至下分别为1:2.25、1:2.5,下游坝坡从上至下分别为1:2.00、1:2.25;副坝最大坝高4.52m,坝顶高程118.0m,坝顶轴线长30m,坝顶宽3.5m,上游坝坡从上至下分别为1:2.5,下游坝坡从上至下分别为1:2.00。溢洪道位于主坝右岸,溢流堰为无闸门控制的宽顶堰,堰顶高程3116.5m,堰宽2.5m;溢洪道全长66m,采用鼻坎挑流消能,最大下泄流量为10.4m/s。主坝灌溉隧洞位于大坝右岸山体,全长115.2m,城门式,其开挖断面尺寸:高×宽=1.8m×2.15m,进口底板高程105.74m,出口底板高程105.65m,纵坡i=0.0063;副坝灌溉箱涵位于副坝右岸山体,全长80.1m,矩形,其断面尺寸:高×宽=1.6m×1.6m,进口底板高程113.48m,出口底板高程113.38m,纵坡i=0.0073。新建主坝卧管位于3库内右岸山坡,斜长24m,为钢筋砼结构,设计流量0.032m/s,断面尺寸Φ0.5m,放水孔尺寸Φ0.5m;新建副坝卧管位于库内右岸山坡,斜长7m,为钢筋砼结构,为3钢筋砼结构,设计流量0.032m/s,断面尺寸Φ0.5m,放水孔尺寸Φ0.5m。4.2主要加固项目4.2.1存在的主要问题4-1 根据《三八水库大坝安全认定报告书》结论,三八水库存在以下主要问题:(1)主、副坝坝内坡面水毁严重,外坡面无排水设施,外坡面冲刷塌陷现象严重;主、副坝坝基、坝肩渗漏严重;主、副坝坝体存在渗漏现象;主、副坝下游无排水棱体等;(2)主副坝涵管、卧管老化断裂,存在严重渗漏问题;(3)溢洪道底板及导墙无衬砌,无消能设施;且被公路占用,已无法泄洪;(4)主、副坝无任何观测设施,影响大坝安全监测工作;(5)主、副坝存在白蚁现象;(6)防汛公路须改造;(7)无防汛仓库和管理所。4.2.2除险加固初步设计的主要内容根据三八水库存在的问题,确定除险加固初步设计的主要内容如下:(a)大坝加固(1)主坝加固设计坝顶宽5.0m,上游坝坡以培厚整形为主处理,下游坝坡以整形为主处理;上游坝坡面(设计洪水位到死水位)铺设预制六棱砼块护坡,下游采用草皮护坡。大坝上游坝坡做成二级坡,坡度从上至下拟定为1:2.25、1:2.5;下游坝坡做成二级坡,坡度从上至下依次拟定为1:2.00、1:2.25;新建排水棱体。对坝基、坝肩帷幕灌浆处理;坝体采取冲抓回填处理;坝顶铺设碎石垫层后再做泥结石路面;坝顶不再另行加高,迎水面增设一道砼防浪墙,背水面加设一道砼路沿石。(2)副坝加固设计坝顶宽3.5m,坝轴线前移0.08m;上游坝坡以培土整形为主处理,下游坝坡以整形为主处理;上游坝坡面(设计洪水位到死水位)铺设预制六棱砼块护坡;下游采用草皮护坡。大坝上游坝坡做成一级坡,坡度从上至下拟定为1:2.5;下游坝坡4-2 做成二级坡,坡度从上至下依次拟定为1:2.00;新建排水棱体。坝顶铺设碎石垫层后再做泥结石路面;坝顶不再另行加高,迎水面增设一道砼防浪墙,背水面加设一道砼路沿石。(b)新建溢洪道新建钢筋砼宽顶溢流堰,其中溢流堰宽度2.5m,溢流堰体长40.0m,堰顶进口高程116.5m,溢流堰采用0.5m厚C20钢筋砼;新建C20钢筋砼导墙,导墙迎水面衬砌15cm钢筋砼;同时对宽顶溢流堰进行帷幕灌浆处理。泄槽总长30m,宽2.5m,底坡i=0.004(长40.0m)及i=0.294(长26.0m);底板采用C25钢筋砼结构,底板下设排水系统,沿泄槽底板纵缝中心线设纵向排水沟1条,共设横向排水沟5条;同时导墙迎水面衬砌15cm钢筋砼。增设鼻坎调流消能设施,底板高程140.20m,出口坎高程140.70m,采用0.5m厚C20钢筋砼底板;同时新建0.5m厚C25钢筋砼导墙。导墙与底板按桩号设一道横向伸缩缝;纵缝沿溢洪道中心线方向布置2条;缝宽均为2.0cm。(c)输水系统因主、副坝灌溉涵断面尺寸较小,且漏水严重,不便于进洞进行处理,本次拟对主坝灌溉涵进行全断面灌水泥浆封堵,对副坝进行明挖拆除处理。主坝灌溉涵封堵施工,首先在原灌溉涵管进、出口明挖一段,且拆除浆砌石箱涵,再浇筑1.6m×1.7m×2mC20砼塞;然后在坝顶适当处钻¢100灌浆孔至原灌溉涵,直至钻穿原灌溉涵顶进行灌水泥浆全断面封堵。在主坝右岸山体新建无压输水隧洞,采用卧管放水,洞身断面形式为城门洞形式。本次断面尺寸按施工要求采用城门洞形式,其开挖断面尺寸:高×宽=1.8m×2.15m,长115.2m。对隧洞全断面进行衬砌,拱顶、底板及直墙段采用C20钢筋砼衬砌。在副坝坝体新建无压输水箱涵,采用卧管放水,箱涵断面形式为矩形。断面尺寸:高×4-3 宽=1.6m×1.6m,开挖边坡为1:1.5,长80.1m。箱涵顶、底板及直墙段采用C20钢筋砼衬砌。隧洞、箱涵按10m进行分缝,缝宽2cm,设橡胶止水,以聚乙烯泡沫板填充。在洞挖段隧洞拱顶布设排水孔和回填灌浆孔,回填灌浆范围在隧洞顶部中心角180°范围内,排距3.0m,每排布孔2个,衬砌后进行砼与围岩接触面的回填灌浆。根据工程规模,根据水库主坝灌溉面积为450亩,本次设计输水流量为根据相关3经验取值:Q=0.032m/s。主坝放水卧管根据进口处实际地形布置,放水卧管与水平面的夹角为30.0º,卧管全长24m,管顶高程117.80m,管顶设φ150的通气孔,管底与消力井顶板相接;卧管最上层的放水孔中心高程为106.7m,最底层放水孔中心高程为105.8m,放水孔间距(高差)0.5m,放水孔内径0.20m。根据水库副坝灌溉面积为450亩,本次设计输水流量为根据相关经验取值:3Q=0.032m/s。副坝放水卧管根据进口处实际地形布置,放水卧管与水平面的夹角为20.0º,卧管全长7m,管顶高程119.8m,管顶设φ150的通气孔,管底与消力井顶板相接;卧管最上层的放水孔中心高程为115.86m,最底层放水孔中心高程为114.86m,放水孔间距(高差)0.5m,放水孔内径0.20m。(d)增设主、副坝安全监测设施。(e)主、副坝白蚁防止及治理。(f)防汛公路须改造1.0km。(g)新建管理所及防汛仓库(34.5㎡)。4.3设计依据4.3.1工程等别与建筑物级别3根据调洪演算结果,三八水库总库容库53.38万m,加固后主坝最大坝高14.62m(副坝最大坝高4.52m),根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)和国家《防洪标准》(GB50201-94)规定,三八水库为小(二)型水库,枢纽工程等4-4 级为ⅴ等,主要建筑物为5级,次要建筑物为5级。大坝设计为均质土坝,按《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)的3.2.1条规定,本次复核的设计洪水标准采用20年一遇,校核洪水标准采用200年一遇,消能防冲洪水标准采用10年一遇。三八水库位于地震动峰值加速度小于0.05g地区,相应地震基本烈度为小于VI度。按《水工建筑物抗震设计规范》SL203-97规定,除险加固地震设计烈度为VI度。4.3.2设计基本资料4.3.2.1水文气象资料三八水库缺乏完整的水文、气象观测资料,根据洪江市气象站1953~2006年实测资料统计,多年平均气温17℃,多年平均无霜期304天,多年平均日照时间为1354h,多年平均降雨量1359mm,70%的降雨集中在4~7月。多年平均风速1.7m/s,多年平均最大风速17.0m/s。水库特征水位及相应库容见表4.3-1。表4.3-1三八水库特征水位及相应库容表频率入库洪峰最大库容最高洪水位最大泄流量(%)(m3/s)(万m3)(m)(m3/s)0.511.253.38117.714.75.08.752.13117.433.19107.851.64117.322.634.3.2.2工程地质资料水库坝址及库区为丘陵驼丘沟谷地貌,一般海拔200~500m,相对切深一般50~250m,山顶浑圆,山坡平缓,山脊延伸不长,短而浑圆,此起彼伏,多见馒头山、半面山,局部见陡崖,边坡角一般10°~30°之间。山脊走向与地层走向大致相同,沟谷多为“U”形谷。根据地质专业提供的成果,推荐填土的物理力学指标见表4.3-2。表4.3-2狗塘冲水库土体物理力学指标推荐值表4-5 干密度湿密度饱和密度摩擦角φ内聚力C渗透系数K指标分区ρ(g/cmρ(g/cm3)ρ(g/cm3)(°)(Kpa)(cm/s)3)cq1820垂直5.79×10-5Ⅰ区1.361.852.08(均质坝体)s1518.5水平5.79×10-5Ⅱ区2.352.452.683301.00×10-1(排水棱体)基岩2.142.312.54452004.63×10-4(5~10.5m)4.3.2.3依据的规程、规范及技术文件(1)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)《水利水电工程初步设计报告编制规程》DL5021-93;5)《土坝坝体灌浆技术规范》SD266-88;6)《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2001;7)《土石坝安全监测技术规范》SL60-94;8)《防洪标准》GB50201-94;9)《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44-2006;10)《溢洪道设计规范》SL253-2000;11)《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》SL189-96;(2)参考资料1)《土石坝加固》,水利电力出版社,1987年;2)《湖南省病险土石坝治理研究》,湖南省水利水电厅,1991年;3)《水工设计手册》第4册《土石坝》,水利电力出版社,1984年;4)《土坝设计》,水利电力出版社,1978年;4-6 5)《水工设计的理论和方法》,中国水利水电出版社,2000年;6)《中国堤坝防渗加固新技术》,中国水利电力出版社,2001年;7)《洪江市水利区划资料》,麻阳县农业区划委员会水资组编制,1983年。(3)依据文件洪江市水利局2012年编《湖南省洪江市三八水库大坝安全认定报告》。4.3.2.4规范有关规定1)安全系数a)大坝抗滑稳定安全系数根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)第8.3.9条规定,5级大坝坝坡抗滑稳定安全系数:正常运用条件为1.25;非常运用条件Ⅰ为1.15。2)安全加高值根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)第5.3.1条规定,5级大坝安全加高值在设计情况下为0.5m,在校核情况下取0.30m。4.4大坝加固设计4.4.1坝顶高程复核经复核大坝坝顶高程规范要求,详见本报告第二章节2.6.1和2.6.2。本次设计主坝坝顶高程118.00m;副坝坝顶高程118.00m,按照土石坝进行波浪爬高计算,三八水库大坝顶部高程在正常运用情况下不得低于118.6m,非常运用情况下不得低于118.6m;因此,三八水库主、副坝坝顶高程不满足规范要求。4.4.2大坝现状及存在的安全问题主坝顶高程118.00m,最大坝高为114.62m,坝顶宽3.3m,坝顶轴长39.7m;副坝顶高程118.0m,最大坝高为4.52m,坝顶宽1.8m,坝顶轴长30m。水库死水位33105.74m,相应库容0.22万m;正常蓄水位165.5m,正常库容47.8万m;设计洪水3位(P=5%)117.53m,相应库容52.133万m;校核洪水位(P=0.5%)117.71m,相应4-7 3总库容53.38万m。三八水库大坝1972年大坝建成运行,当地大面积范围内为红层地层,土源缺少,土料中粘土成份少,砂粒含量较多,再加上筑坝质量差,碾压不到位,所以坝体存在渗漏现象。由于坝基及坝肩施工清基时,没有开挖至基岩石,所以造成坝基渗漏及坝肩绕坝渗漏问题。主、副坝上游坝坡无防浪层,浪蚀非常严重;下游坝坡面高低不平,无排水棱体,坝面变形严重。因此,三八水库大坝一直带病运行,需对其彻底全面的加固处理。4.4.3大坝除险加固方案4.4.3.1大坝坝坡加固方案(a)方案拟定(1)主坝方案拟定方案(一):设计坝顶宽5.0m;坝轴线后移4.0m上游坝坡以削坡整形为主处理,下游坝坡以培厚整形为主处理;上游坝坡面(设计洪水位到死水位)铺设预制六棱砼块护坡;下游采用草皮护坡。大坝上游坝坡做成二级坡,坡度从上至下拟定为1:2.25、1:2.5;下游坝坡做成二级坡,坡度从上至下依次拟定为1:2.00、1:2.25;新建排水棱体。对坝基、坝肩帷幕灌浆处理;坝体采取冲抓回填处理。该方案概算投资总造价为51.052万元。该方案的优点为土方挖量较少,工期短。缺点为坝轴线变化较大。方案(二):设计坝顶宽5.0m,上游坝坡以培厚整形为主处理,下游坝坡以整形为主处理;上游坝坡面(设计洪水位到死水位)铺设预制六棱砼块护坡,下游采用草皮护坡。大坝上游坝坡做成二级坡,坡度从上至下拟定为1:2.25、1:2.5;下游坝坡做成二级坡,坡度从上至下依次拟定为1:2.00、1:2.25;新建排水棱体。对坝基、坝肩帷幕灌浆处理;坝体采取冲抓回填处理。该方案概算投资总造价为44.325万元。该方案的优点为坝轴线无变化。缺点为土方回填量较多,工期长。4-8 a2)副坝方案拟定方案(一):设计坝顶宽3.5m,坝轴线前移0.08m;上游坝坡以培厚整形为主处理,下游坝坡以整形为主处理;上游坝坡面(设计洪水位到高程为114.8的位置处)铺设预制六棱砼块护坡;下游采用草皮护坡。大坝上游坝坡做成一级坡,坡度从上至下拟定为1:2.5;下游坝坡做成一级坡,坡度从上至下依次拟定为1:2.00;新建排水棱体。该方案概算投资总造价为6.386万元。该方案的优点为土方回填量较少,工期短。缺点为坝脚线有变化。方案(二):设计坝顶宽3.5m,坝轴线后移4.0m;上游坝坡以回填为主处理,下游坝坡以削坡整形为主处理;上游坝坡面(设计洪水位到死水位)铺设预制六棱砼块护坡,设计洪水位以上采用草皮护坡;下游采用草皮护坡。大坝上游坝坡做成一级坡,坡度从上至下拟定为1:2.25;下游坝坡做成一级坡,坡度从上至下依次拟定为1:2.00;新建排水棱体。该方案概算投资总造价为9.437万元。该方案的优点为坝脚线变化较大。缺点为土方回填量较多,工期长。b)方案选定b1)主坝方案选定以上二种方案经济比较方案如4.4-1-1表。综合从各方面考虑,本次主坝设计推荐方案(一)作为主坝坝坡加固设计方案。表4.4-1主坝坝坡加固设计方案比较表项目方案一方案二设计坝顶宽5.0m;坝轴线后移4.0m设计坝顶宽5.0m,上游坝坡以培厚上游坝坡以削坡整形为主处理,下游坝坡整形为主处理,下游坝坡以整形为主处设计方以培厚整形为主处理;上游坝坡面(设计理;上游坝坡面(设计洪水位到死水位)案洪水位到死水位)铺设预制六棱砼块护铺设预制六棱砼块护坡,下游采用草皮护坡;下游采用草皮护坡。大坝上游坝坡做坡。大坝上游坝坡做成二级坡,坡度从上成二级坡,坡度从上至下拟定为1:2.25、至下拟定为1:2.25、1:2.5;下游坝坡4-9 1:2.5;下游坝坡做成二级坡,坡度从上做成二级坡,坡度从上至下依次拟定为至下依次拟定为1:2.00、1:2.25;新建1:2.00、1:2.25;新建排水棱体。对坝排水棱体。对坝基、坝肩帷幕灌浆处理;基、坝肩帷幕灌浆处理;坝体采取冲抓回坝体采取冲抓回填处理。填处理。22坝面平整4624.0m,土方开挖回填坝面平整5076.56m,土方开挖回填33335148.0m,粗砂垫层293.1m,预制砼块护6280m,粗砂垫层392.98m,预制砼块护3333坡195.4m,C15砼防滑墩及挡块92.8m,坡214.9m,C15砼防滑墩及挡块102.1m,22工程量碎石垫层344.0m,泥结石路面(厚20cm)碎石垫层378.4m,泥结石路面(厚20cm)2222及投资344.0m,草皮护坡3326.0m,C15排水沟198.50m,草皮护坡3905.25m,C15排水333315.1m,C15砼踏步85.5m,新建排水棱体沟19.71m,C15砼踏步88.84m,新建排水3333454.2m,反滤层145.21m,总投资约棱体244.9m,反滤层136.56m,总投资约51.052万元。44.325万元。方案优该方案概算投资总造价为51.052万元。该方案概算投资总造价为44.325万元。缺点比该方案的优点为土方挖量较少,工期短。该方案的优点为坝轴线无变化,造价低。较缺点为坝轴线变化较大,造价高。缺点为土方回填量较多,工期长。结论比较方案推荐方案b2)副坝方案选定以上二种方案经济比较方案如4.4-1-2表。综合从各方面考虑,本次副坝设计推荐方案(一)作为副坝坝坡加固设计方案。表4.4-1副坝坝体加固设计方案比较表项目方案一方案二设计坝顶宽3.5m,坝轴线前移0.08m;设计坝顶宽3.5m,坝轴线后移4.0m;上游坝坡以培厚整形为主处理,下游坝坡上游坝坡以回填为主处理,下游坝坡以削以整形为主处理;上游坝坡面(设计洪水坡整形为主处理;上游坝坡面(设计洪水位到高程为114.8的位置处)铺设预制六位到死水位)铺设预制六棱砼块护坡,设设计方棱砼块护坡;下游采用草皮护坡。大坝上计洪水位以上采用草皮护坡;下游采用草案游坝坡做成一级坡,坡度从上至下拟定为皮护坡。大坝上游坝坡做成一级坡,坡度1:2.5;下游坝坡做成一级坡,坡度从上从上至下拟定为1:2.25;下游坝坡做成至下依次拟定为1:2.00;新建排水棱体。一级坡,坡度从上至下依次拟定为1:2.00;新建排水棱体。4-10 232坝面平整457.8m,土方回填359.04m,坝面平整1110.0m,土方开挖回填333粗砂垫层104.16m,预制砼块护坡210.0m,粗砂垫层121.23m,预制砼块护333331.40m,C15砼防滑墩及挡块21.74m,碎坡35.9m,C15砼防滑墩及挡块74.2m,22工程量石垫层160.8m,泥结石路面(厚20cm)碎石垫层176.9m,泥结石路面(厚20cm)2222及投资104.16m,草皮护坡91.23m,C15排水沟176.9m,草皮护坡90.13m,C15排水沟33336.4m,C15砼踏步12.42m,新建排水棱体7.1m,C15砼踏步12.42m,新建排水棱体333368.9m,反滤层88.7m,总投资约6.386万71.8m,反滤层97.6m,总投资约9.437元。元。方案优该方案概算投资总造价为6.386万该方案概算投资总造价为9.437万缺点比元。该方案的优点为,工期短,造价低。元。该方案的优点为节省库容,土方回填较缺点为侵占库容,回填量大。量较少。缺点为需征用农田,矛盾大,工期长,造价高。结论推荐方案比较方案4.4.3.2大坝防渗加固方案根据三八水库的主、副坝坝基和主坝坝体均有渗漏的情况,拟定冲抓套井+帷幕灌浆方案,即主、副坝坝基采用帷幕灌浆,主坝坝体采用冲抓套井回填的方案防渗。4.4.3.3主、副坝除险加固前后大坝渗流及结构性态分析:本次设计分别选取主、副坝加固前后的典型横断面,根据土工试验成果统计及参照已建同类工程经验推荐的各类土的物理科学指标值,进行主副坝加固前、后渗流及坝坡稳定分析,本次主、副坝坝坡稳定分析程序采用北京理正软件设计研究院有限公司编制的土石坝边坡稳定分析程序计算,同时参照水利水电科学研究院陈祖煜所编制的土石坝边坡稳定分析程序《STAB》。利用程序算出最危险滑裂面的最小安全系数及相应的滑弧位置。稳定渗流期采用有效应力法计算,水库水位降落期采用有效应力法和总应力法计算。通过分析,得出如下结论:主、副坝经过本次设计方案加固后,浸润线得到有效的降低,各工况下坝坡最小抗滑稳定安全系数均满足规范要求。表4.4-2主、副坝断面材料分区指标表分区Ⅰ区Ⅱ区Ⅲ区Ⅳ区渗透系数(坝体)(棱体)(基岩)(防渗体)(cm/s)-4-2-4-5Kx(水平)4.5×102.5×103.8×101.0×104-11 -4-2-4-5Ky(垂直)3.8×102.5×103.5×101.0×10表4.4-3-1主坝计算断面加固前后大坝渗流及坝坡稳定计算成果上游下游加固前安全系数加固后安全系数计算加固前加固后水位水位工况JmaxJmax上游下游上游下游(m)(m)(有效)(有效)(有效)(有效)正常蓄0.4451.2911.1231.3401.251水位165.5106.1450.480设计洪106.1450.4451.3040.9961.3351.285水位117.430.487校核洪106.1450.4451.3230.9481.3301.279水位117.710.488上游不106.1450.4451.3411.532利水位117.650.445有效应有效应总应力总应力106.1450.445力力148.760.461库水位1.2291.1111.4501.399骤降上106.1450.4450.9851.1451.5241.434游坝坡145.080.445106.1450.4450.9501.1551.5711.435141.400.4454-12 4-13 4-14 4-15 4-16 4-17 4-18 4-19 4-20 4-21 4-22 4-23 4-24 主坝稳定性复核结论:加固后主坝计算断面下游坝坡在校核水位情况下用毕肖普法算得的最小抗滑稳定安全系数大于规范要求的最小值1.15,在正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位情况下用毕肖普法算得的最小抗滑稳定安全系数均大于规范要求的最小值1.25;上游坝坡在上游水位为正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位和不利水位情况下用毕肖普法算得的最小抗滑稳定安全系数大于规范要求的最小值1.25,及瞬时水148.76m、145.08m、141.40m情况下用毕肖普法算得的最小抗滑稳定安全系数大于规范要求的最小值1.15;故主坝坝坡加固设计后是稳定的。4.4.5帷幕灌浆设计4.4.5.1帷幕厚度设计根据SL274-2001规范规定,主坝帷幕灌浆宜采用一排帷幕孔,本次设计帷幕灌浆采用一排帷幕孔,孔距为3.0m。防渗标准根据地勘成果及规范SL274-2001的要求,取q=10Lu。4.4.5.2灌浆孔布置主坝灌浆设计采用帷幕灌浆作防渗加固处理,帷幕灌浆轴线布置在坝顶轴线上;帷幕设计为一排,孔距3.0m。施工时应根据基岩裂隙发育、破碎的差异性,帷幕灌浆孔在孔距数上应因地制宜。4.4.5.3钻孔及简易压水试验钻孔: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,钻孔深入到相对不透水层。钻孔冲洗及简易压水试验:钻孔达到设计深度后,应用清水冲洗钻孔,直至回水澄清无砂和岩粉为止,残留岩芯不应超过0.2m。帷幕灌浆在灌浆前,对先导灌浆孔4-25 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。4.4.5.4灌浆参数的选取a)灌浆段长度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5~8m,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3:1以后采用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《土坝坝体灌浆技术规范》SD266-88,接触面灌浆压力控制在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。4.4.5.5灌浆材料及灌浆工艺a)灌浆材料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4-26 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6.0m。4.4.5.6灌浆方法根据以往水库大坝帷幕灌浆工程的经验,结合现有条件,灌浆工艺采用“全孔循环式”灌浆方法,利用两台灌浆机联合灌浆。灌浆前先压水检查管路,湿润管道及孔内裂隙,便于浆液畅流,对于地下水位较深的钻孔应多压水作灌浆液的引导剂。4.4.5.7灌浆结束和封孔灌浆过程中,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,在最后一段灌浆结束后即采用浓浆封孔。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,在孔口处继续注60min,灌注结束后闭浆24h。对于坝体,闭浆24h后,将孔内稀浆取出,用粘土封孔。4.4.5.8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。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4.4-5及表4.4-6)。检查孔各段压水试验测得的q值原则上须≤10Lu,所有试段的q值必须小于10Lu,该孔才符合标准。表4.4-5灌浆和压力试验压力表入岩深(m)段次灌浆压力(Mpa)试验压力(Mpa)冲洗压力(Mpa)0~2(或3)1见表5.2-82~720.30.20.27~173、40.40.30.317~275、60.50.40.427~377、80.60.40.4>379、100.70.50.44-27 表4.4-6坝基帷幕灌浆和试验压力表坝高(m)<10102025303540455055灌浆压力(Mpa)0.050.060.080.100.110.130.140.160.170.19试验压力(Mpa)0.040.050.060.070.080.090.100.120.130.15冲洗压力(Mpa)0.040.050.060.070.080.090.100.120.130.154.4.6坝体冲抓回填防渗墙设计a)主坝冲抓回填主、套井设计在主坝坝顶布设单排冲抓回填主、套井,主、套井轴线沿坝轴线布置,向左右边坡适当沿伸,主坝轴线总长39.7m。主坝主、套井直径为1100mm,主、套井相间布置,主、套井间距700mm,主坝总长51m;其中,主井间距1100mm,长475.7m;套井间距700mm,长475.5m。具体情况见图集。b)土料的选择-5回填土料采用粘土,要求粘土粒含量为35~50%,渗透系数K≤1×10cm/s,含3水量控制在25﹪左右,填筑后的土料干容重γd≥1.50g/cm,干密度和含水量均通过现场试验,控制在设计要求范围以内。c)施工机械选择造井机具主要根据土质和设计深度来进行选择,要求要达到和满足有关指标:①要有足够的松动或破碎地层的能力,以及有较好的排渣性能。②有较高的钻进工效,操作简便、安全、灵活等。d)施工流程冲抓主、套井回填施工工艺流程见下图。4-28 弃土布孔按机造孔清理回填夯实质量检查清理e)造井冲抓机工作时,钻头靠自重向井位冲击,冲击时,叶片张开,插入土层后,操作卷扬机使钢丝绳通过滑轮将4个叶片闭合,将土抓住,然后提至井口,使其碰到自动接卸器,自动挂钩,放松钢丝绳,叶片张开,将土卸入井口的小车内运走,再将冲抓锥从挂钩上脱下,再次进行冲抓,重复以上操作,直至达到设计深度。造孔要保证平整垂直,孔位允许偏差±3cm。单号井孔与双井孔套接中心在任一深度的偏差,不得大于设计墙厚的1/3。f)回填土料渗透原因主要是因土质松散,回填土料的质量是保证套井回填成功的关键,所以回填粘土不仅要去掉土料中的杂物,而且要求经过土工试验选择后达到要求的土质才能使用。土料性能指标按设计要求控制。土料开采后,应适当打碎,过干过湿都要选择,使之成为半干散土,混合材料,可利用当地粘土,经处理后拌入水泥,水泥掺合量大约1方土加入110kg水泥,水灰比可按1:2.5控制。回填土夯实是提高抗渗强度,防止坝面开裂的重要环节,因此夯压要严格按照规范操作。g)、质量检查施工中及时进行质量检查观测,是保证套井回填施工质量的重要措施,通过现场取样,测定回填土的含水量,并检查确实后的干密度是否满足设计要求,否则应采取4-29 相应的处理,检查项目:-5ⅰ、渗流系数应小于1×10cm/s;ⅱ、含水量控制在25%左右;3ⅲ、夯实后干密度大于1.5g/cm。4.4.7大坝上游坝坡加固设计a)上游坝坡加固设计(1)主坝上游坝坡加固设计设计对上游坝坡以土方回填为主处理,并对上游坝坡面(设计洪水位到死水位)铺设预制六棱砼块护坡,设计洪水位以上采用草皮护坡。大坝上游坝坡做成二级坡,坡度从上至下拟定为1:2.25、1:2.5,两坡度间设一宽2.0m的平台。(2)副坝上游坝坡加固设计设计对上游坝坡以土方回填为主处理,并对上游坝坡面(设计洪水位到死水位)铺设预制六棱砼块护坡,设计洪水位以上采用草皮护坡。大坝上游坝坡做成一级坡,坡度从上至下拟定为1:2.5。b)上游砼护坡厚度计算(1)主坝上游砼护坡厚度计算三八水库主坝上游坝坡浪蚀现象严重。本次设计对主坝上游坝坡进行砼块护坡,现浇砼与预制砼护坡作比较,现浇砼护坡单价高,本次设计采用预制砼块护坡。砼块采用正六边形,边长为0.3m。根据规范SL274-2001,计算砼块护坡厚度公式:Lmm21wt0.07h3pb(p)mcw式中:η——系数,取1.13c——板的密度,为2.4t/mhp——累积频率为1%的波高;4-30 b——沿坝坡方向砼块边长计算得大坝的护坡厚度t为0.091m。根据计算,大坝护坡厚度取12.0cm。b2)副坝上游砼护坡厚度计算三八水库副坝上游坝坡浪蚀现象严重。本次设计对副坝上游坝坡进行砼块护坡,现浇砼与预制砼护坡作比较,现浇砼护坡单价高,本次设计采用预制砼块护坡。计算得副坝的护坡厚度t为0.082m。根据计算,副坝护坡厚度取12.0cm。4.4.8坝下游坝坡加固设计a)坝下游设计(1)主坝下游设计设计对下游坝坡以削坡整形为主处理,下游坝坡做成二级坡,从上至下整形为1:2.00、1:2.25,两坡度间设一宽2.0m的马道;下游坝坡面采用草皮护坡,坝坡面设置排水沟,并在坝脚新建排水棱体。(2)副坝下游设计设计对下游坝坡以整形为主处理,下游坝坡做成一级坡,从上至下整形为1:2.00;下游坝坡面采用草皮护坡,坝坡面设置排水沟。b)主坝下游排水棱体设计(1)排水棱体设计新建排水棱体顶部高程106.145m,底部高程102.93m,顶宽2.0m;排水棱体内坡比为1:1.50,外坡比为1:1.50。(2)排水棱体反滤层下游排水棱体反滤层根据规范要求设置为三层,采用耐风化的砂砾、卵石或碎石构成,随渗流方向第一层粒径0.25~1mm,层厚15cm;第二层粒径1~5mm,层厚15cm;第三层粒径5~20mm,层厚25cm。c)主、副坝排水沟、踏步及坝坡草皮护坡4-31 为防止下游坝坡雨水集中冲刷而形成雨淋沟,需设置纵、横排水沟,汇集径流排到坝趾或坝脚。设计纵向排水沟布置在外坡马道内侧,采用明沟,以利清淤;沟底为i=0.01的坡度向坝右端倾斜,沟断面尺寸为b×h=30×40cm。顺着坝坡的横向排水沟沿坝坡与山体交界布置,并要求与纵向排水沟相连接,断面尺寸为b×h=30×30cm。纵向和顺横向排水沟均采用C15砼进行衬砌,衬砌厚度为10cm。为了下坝方便,新修踏步宽1.5m。同时,对主、副坝下游坝坡进行草皮护坡。4.5溢洪道加固设计4.5.1溢洪道概况溢洪道布置在主坝右岸山体,为正槽式宽顶堰;堰顶高程116.5m,堰宽2.5m,3长66,最大下泄流量10.4m/s。根据«三八水库大坝安全认定报告书»,以及现场勘察的情况,溢洪道存在的主要问题有:溢洪道底板、导墙无衬砌,水毁严重;无消能设施。4.5.2溢洪道控制段顶部高程计算三八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,控制段的顶部高程不得低于校核洪水位加安全超高。因此,三八水库溢洪道控制段的顶部高程不得低于118.01m;本次设计将控制段顶部高程设为118.01m。4.5.3溢洪道除险加固设计4.5.3.1设计方案鉴于溢洪道存在的问题,本次设计根据实际地形、地质情况和水力条件,拟采用如下方案进行处理:在主坝右岸修整扩建溢洪道,且增设鼻坎挑流消能设施。维持溢洪道宽顶堰形式,新建钢筋砼结构,同时导墙迎水面衬砌15.0cm钢筋砼;对泄槽底板采用40.0cm厚钢筋混凝土进行衬砌,导墙迎水面衬砌15.0cm钢筋砼;末端设挑流鼻坎;详细情况见溢洪道平面布置图。具体设计如下:溢流宽顶堰段(溢0+000~溢0+040):新建C20钢筋砼结构溢流宽顶堰,C20钢4-32 筋砼底板厚20.0cm,堰顶进口高程116.5m,宽2.5m;同时新建C20钢筋砼侧墙,导墙迎水面衬砌15.0cm钢筋砼;同时,导墙迎水面衬砌设插筋,并对基础进行帷幕灌浆;泄槽段(溢0+040.0~溢0+066.0):泄槽总长30m,宽度2.4m,其中底坡i=0.004,长50.0m,底坡i=0.294,长30m;新建C20钢筋砼底板厚40.0cm,同时新建M7.5水泥砂浆砌石导墙,导墙迎水面衬砌15cm钢筋砼;底板以下铺设排水系统,纵向缝共2条,沿泄槽中心线方向布置;横缝按桩号设一道共5条;缝宽2.0cm,设橡胶止水带及缝内填充聚乙稀泡沫板;同时,导墙迎水面衬砌设插筋。。挑流鼻坎段(溢0+066.0~溢0+070.0):鼻坎总长4m,宽度2.4m,反弧夹角65,半径1.68m。4.5.3.2设计标准本工程等别为V等,主要建筑物级别为5级,根据《溢洪道设计规范》(SL253-2000)规定,本溢洪道设计标准20年一遇,校核洪水标准200年一遇,下游消能防冲洪水标准为10年一遇。4.5.3.3水面线推算a)计算公式泄槽水面线根据能量方程,用分段求和法计算,其计算公式如下:22aVaV2211(iJ)L(hcos)(hcos)EEE1221ss2s12g2g22nvJ4/3R式中:L——分段长度,m12I——泄槽底坡,i=tg;J——分段内平均摩阻坡降;h1、h2——分段始、末断面水深,m;V1、V2——分段始、末断面平均流速,m/s;4-33 a、a——流速分布不均匀系数,取1.05;12——泄槽底坡角度,(°);n——泄槽槽身糙率系数,砼衬砌。取n=0.015;v——分段平均流速,v=(V1+V2)/2,m/sR——分段平均水力半径,R=(R1+R2)/2,mR1、R2——分段始、末断面水力半径,m;E——分段始、末断面能量差,m;sb)起始计算断面及水深因堰后紧接陡坡泄槽,水跃不会在堰后发生,故必须先计算陡坡泄槽的水面线。水面曲线类型判别:2Q临界坡度ik2KkQ3当q==1.276m/s.mb2qh3=0.567kg2Wk=bhK=1.25mXk=b+2hK=3.5mRk=Wk/Xk=0.357m由《溢洪道设计规范》SL253—2000中表A.7查得糙率n=0.01511/6则Ck=RK=56.14mnik=gχk/(αC2kBk)=0.004溢洪道泄槽i=0.004﹥ik=0.01属陡坡。由于泄槽上游接溢流堰,起始计算断面定在泄槽首部,水深h1取用泄槽首端断面计算的临界水深hk;由于是溢流堰是自由出流,临界水深hk即为堰上水深h,即起始计算水深h1=h=0.584m。4-34 c)掺气水深的计算波动及掺气水深按《溢洪道设计规范》(SL253-2000)附录A.3.2式计算。vh(1)hb100式中:h、h——泄槽计算断面的水深及掺气后的水深,m;bv——不掺气情况下泄槽计算断面的流速,m/s——修正系数,可取1.0~1.4s/m,流速大者取大值。d)水力计算成果由起始计算断面及水深,按能量方程分段计算各断面设计水深,以确定的纵坡计算各断面底板高程,进而确定溢洪道泄流的水面线,详见表4.5-1。根据溢洪道设计规范第3.4.8条规定,泄槽边墙顶部高程,应根据波动和掺气后的计算水面线加0.5~1.5m的超高,边墙顶部高程=底板高程+掺气水深+安全超高。表4.5-1溢洪道加固设计水面线推求成果表0+02.50+0400+0600+066桩号流量2.52.42.42.4重现期(a)底宽(m)3(m/s)116.5116.099111.510105.82底板高程(m)4-35 0.730.530.200.15水深(m)2.563.539.4912.69流速(m/s)2004.70.760.550.220.17掺气水深(m)1.51.51.51.5导墙高(m)0.570.400.140.11水深(m)2.253.219.1811.97流速(m/s)202.130.580.410.150.12掺气水深(m)1.51.51.51.5导墙高(m)0.500.350.120.09水深(m)2.113.059.0111.56流速(m/s)101.760.510.360.130.10掺气水深(m)1.51.51.51.5导墙高(m)4.5.3.4溢流道底流消能复核(1)消能计算(a)设计标准:参照《溢洪道设计规范》SL253-2000,按主要建筑物5级采用10年一遇洪水设计,相应水库洪水位152.25m,泄流量1.76m3/s。(b)计算公式收缩水深计算2qh1=Eoa22g(hc)式中:Eo—底板以上总水头(m);φ—流速系数;3q—收缩断面处的单宽流量(m/s.m);g—重力加速度4-36 消力池跃后水深计算公式:2h18aqh2=(1-1)(b1/b2)0.2522gh1式中:h1—收缩断面水深(m);h2—跃后水深(m);3q—过闸单宽流量(m/s/m);a—动能修正系数。4.5.3.5溢洪道结构设计(一)溢流宽顶堰(0+000~0+040桩号段)本次设计不改变原有堰型及相关尺寸,将溢流堰衬砌。宽顶堰设计采用50.0cm厚的C25砼现浇,考虑板自重、导墙自重、动水压力和假定排水失效存在扬压力等荷载作用下采用倒置梁法对底板进行结构计算,沿纵、横向均布置φ14@200的钢筋。(二)泄槽及导墙(0+040~0+066桩号段)1)泄槽两侧导墙的结构计算泄槽导墙靠山坡岩体,本次导墙采用M7.5水泥砂浆砌石墙,导墙迎水面衬砌砼厚0.15m,砼强度等级为C20,采用Ⅱ级螺纹钢筋,砼净保护层3.0cm。导墙顺水流方向按桩号设一道横缝,缝宽2.0cm。考虑自重、静水压力、动水压力等荷载,按极限状态设计方法分别对泄槽左右两侧导水墙进行结构计算。动水压力按《溢洪道设计规范》(SL253-2000)附录C公式(C.5.7-1)计算,泄槽左、右导墙配φ12@200竖向钢筋,水平配φ12@200钢筋。溢洪道导墙均满足抗滑、抗倾的稳定要求。2)泄槽底板的结构设计因泄洪槽基础为岩基,故底板采用C20砼(三级配)防冲护面,防冲厚度根据规范确定为0.4m,在槽底超挖部位用C20砼回填至设计高程。底板中钢筋采用Ⅱ级钢筋,4-37 砼净保护层5.0cm。a)荷载分析取第一收缩段单位长度底板进行分析①板上水压力P:prhL式中:P——板上水压力,kN;r——水容重h——垂直板面的水深;L——板块宽。②板自重G:Gr.b.L.c式中:G——板自重;r——砼容重;cb——计算板块单位长。③脉动水压力pfr按《溢洪道设计规范》SL253-2000附录C(C.5.7-1)公式计算:p=pAfrmfr式中:——面积均化系数;m2p——脉动压强,N/mfr2A——作用面积,mp——脉动压力,N;fr式中“±”号应该不利设计条件选定,本次取为正号(力向上为正),脉动压强pfr按下式计算:2p3Kfrp24-38 式中:K——脉动压强系数;p3——水的密度,kg/m——相应设计状况下水流计算断面的平均流速m/s。④扬压力U:Ur.b.L.b.L.H式中:H——计算处渗压水头(m)b)抗浮稳定验算按不考虑设锚筋,不考虑粘着力,抗浮稳定按下式计算:Kf>1.65[K]=1.0~1.2按(SL253-2000)4.6.3规定抗浮稳定满足要求。考虑板自重、侧墙自重、动水压力和假定排水失效存在扬压力等荷载作用下采用倒置梁法对底板进行结构计算。通过计算,泄槽底板配置纵横方向均配置φ14@200钢筋。(三)挑流鼻坎(溢0+066.0~溢0+70.0)增设鼻坎调流消能设施,底板高程140.20m,出口坎高程140.70m,采用0.5m厚C20钢筋砼底板;同时新建0.5m厚C20钢筋砼导墙。底坎和边墙均均配置φ25@1000长2m的锚筋。4.5.3.6溢洪道细部结构设计a)底板和导墙分缝根据《溢洪道设计规范》SL253-2000规定:沿底板中心线设置纵向缝2条,底板两侧分别与侧墙一起现浇砼;按桩号位置设置横向缝,共10条,导墙横缝与底板横缝置于同一横断面;纵缝均采用平接形式,横缝采用全搭接形式。底板在上游段设置齿墙,齿墙深为1.0m,缝中均采用橡胶止水,并填以聚乙烯塑料泡沫板。b)排水设计4-39 为了排除基础渗水,减少作用在底板上的扬压力,在泄槽底板下设置排水系统。排水系统由纵横向钻孔PVC管组成,均按纵沟连续、纵横沟十字相交的方式骑缝布置。排水管周围按反滤层原则填以粗砂和碎石,以便收集渗水,在砾石顶部用沥青纸覆盖,以防在浇筑衬砌时水泥浆把排水孔堵死。溢洪道底板的纵向排水沟沿溢洪道底板纵缝中心线布置2条,纵向排水沟断面尺寸为30×30cm,内置直径15.0cm的钻孔PVC管。横向排水沟共5条,设在距接缝下游约15cm左右处,以便排除基础渗水及接缝漏水,当高速水流由接缝处钻入时,也可及时排除。横向排水沟断面尺寸为20×30cm,内置直径10.0cm的钻孔PVC管。4.6放水设施加固设计4.6.1放水设施概况及现状4.6.1.1主坝放水设施概况及现状主坝灌溉输水涵管属于坝下箱涵埋管,全长53.5m,断面尺寸为0.5×0.5m,进口底板高程105.74m,出口底板高程105.65m;经检查,灌溉输水涵管开裂漏水,严重威胁主坝安全。通过实地勘察分析认为,上述现象产生的原因主要是涵管老化断裂,坝体与涵管接触带不密实等原因。放水卧管位于主坝右岸山坡,全长24.0m,为砌石方管,尺寸0.9m×0.9m,放水孔尺寸R=0.20m。目前卧管管身老化,多处出现贯通裂缝,漏水严重。4.6.1.2副坝放水设施概况及现状副坝灌溉输水涵管属于坝下圆管涵埋管,全长72.2m,断面尺寸为φ0.3m,进口底板高程113.48m,出口底板高程113.38m;经检查,灌溉输水涵管开裂漏水,严重威胁副坝安全。通过实地勘察分析认为,上述现象产生的原因主要是涵管老化断裂,坝体与涵管接触带不密实等原因。放水卧管位于副坝右岸山坡,全长6.5m,为砌石方管,尺寸5m×0.5m,放水孔尺寸R=0.25m。目前卧管管身老化,多处出现贯通裂缝,漏水严重。4-40 4.6.2放水设施加固设计针对水库主、副坝涵管漏水严重的情况,它的破坏直接威胁着主、副坝的安全,在高水位、大渗流状况和基础差的情况下其安全性很低。本次设计将主、副坝灌溉涵管进行封堵;同时在主、副坝右岸山体新开灌溉输水隧洞,主坝隧洞底板进口高程105.74m,出口底板高程105.65m;同时新建放水卧管。副坝隧洞底板进口高程113.48m,出口底板高程113.38m;同时新建放水卧管。4.6.3原主、副坝灌溉涵封堵设计因原主、副坝灌溉涵断面尺寸较小,且漏水严重,不便于进洞进行处理,本次拟对其进行全断面灌水泥浆封堵。灌溉涵封堵施工,首先在灌溉涵管进、出口明挖一段,且拆除浆砌石箱涵,再浇筑1.6m×1.7m×2.0mC20砼塞;然后在坝顶适当处钻¢100灌浆孔至灌溉涵,直至钻穿原灌溉涵顶进行灌水泥浆全断面封堵。4.6.4无压输水设施设计在主坝右岸山体新建无压输水隧洞,采用卧管放水,洞身断面形式为城门洞形式。本次断面尺寸按施工要求采用城门洞形式,其断面尺寸:高×宽=1.8m×2.15m,长95.3m。对隧洞全断面进行衬砌,拱顶、底板及直墙段采用C20钢筋砼衬砌。在副坝右岸山体新建无压输水箱涵,采用卧管放水,箱涵断面形式为矩形。本次断面尺寸:高×宽=1.6m×1.6m,长80.1m。箱涵顶、底板及直墙段采用C20钢筋砼。隧洞按10.0m进行分缝,缝宽2.0cm,设橡胶止水,以聚乙烯泡沫板填充。在洞挖段隧洞拱顶布设排水孔和回填灌浆孔,回填灌浆范围在隧洞顶部中心角180°范围内,排距3.0m,每排布孔2个,衬砌后进行砼与围岩接触面的回填灌浆。4.6.5新修放水卧管设计主坝新修放水卧管设计根据水库主坝灌溉面积为450亩,本次设计输水流量为根3据相关经验取值:Q=0.032m/s。主坝放水卧管根据进口处实际地形布置,放水卧管与水平面的夹角为30.0º,卧管全长24m,管顶高程117.80m,管顶设φ150的通气4-41 孔,管底与消力井顶板相接;卧管最上层的放水孔中心高程为106.7m,最底层放水孔中心高程为105.74m,放水孔间距(高差)0.5m,放水孔内径0.20m。根据水库副坝灌溉面积为450亩,本次设计输水流量为根据相关经验取值:3Q=0.032m/s。副坝放水卧管根据进口处实际地形布置,放水卧管与水平面的夹角为20.0º,卧管全长7m,管顶高程119.8m,管顶设φ150的通气孔,管底与消力井顶板相接;卧管最上层的放水孔中心高程为115.86m,最底层放水孔中心高程为114.86m,放水孔间距(高差)0.5m,放水孔内径0.20m。4.6.5.1主、副坝卧管水力计算(1)、主坝卧管放水孔过水能力计算放水孔过水能力按孔流计算,公式为:Q=u1S2gH式中:3Q——过水流量m/s;U1——流量系数u1=0.61;2S——孔口面积,m;H——孔口以上水头m。23Q=u1S2gH=0.61×3.14×0.1×29.810.5=0.06m/s>设计引用流量30.032m/s。故满足输水要求。(2)、副坝卧管放水孔过水能力计算23Q=u1S2gH=0.61×3.14×0.1×29.810.5=0.06m/s>设计引用流量30.032m/s。故满足输水要求。4.6.5.2隧洞过流能力计算A、隧洞过流能力计算隧洞长L=115.2m>lk=12H=12×1.6=19.2m,故隧洞为长洞,其过流能力计算按明4-42 槽均匀流计算,公式为:2/3ARQ=i,n2A=b×h=1.2×0.95=1.14(m)(按过水水深至直墙)R=bh/(b+2h)=0.368(m)n---糙率n=0.013i---隧洞底坡i=0.006333经计算Q=3.57m/s远远大于输水流量0.032m/s。4.6.5.3主、副坝卧管结构设计卧管设计为钢筋砼圆管,断面尺寸Φ0.4m,壁厚h=0.2m,属厚壁管。卧管的主要荷载为:自重、内、外水压力,温度荷载。荷载组合主要有以下三种:1正常水位放水运行:自重+内水压力+外水压力;2校核水位空管运行:自重+外水压力;3水库无水空管运行:自重+温度荷载。经分析计算比较,第(1)种荷载组合时,内、外水压力基本平衡,只有自重引起的内力;第(3)种组合一般发生在枯水季节(冬季),温差引起的内力比较小;因此,以第(2)种组合引起的内力最大,以此为依据计算其内力及配筋。经计算,按构造要求配对称筋:选用环筋φ10@200,纵筋选择φ12@200。卧管的抗裂按下式计算:KnekNf0frRfWA00经计算,管壁边缘应力小于砼允许应力,满足抗裂要求。卧管进水闸门采用搭盖式铸铁闸阀,套用类似工程设计。4.6.5.4主、副坝消力井设计主、副坝卧管未端设消力井,消力井与隧洞进口连接,因卧管过流量小,因此,4-43 水力计算不是控制消力井尺寸的决定因素,主、副坝消力井的结构尺寸根据隧洞、箱涵的直径及参考类似工程的经验,确定为:宽2.8m,高3.2m,长3.0m,壁厚0.5m,配筋为φ14@200mm,纵向筋选用φ12@200mm。4.6.5.5主、副坝启闭设备闸门为搭盖式闸阀,闸阀直径为φ270,厚度3.0cm,并用喷锌防腐。由于卧管取用表层水,水头0.5m,采用手动启闭。4.6.5.6隧洞结构设计隧洞的内力计算采用电算,所用程序为水电部水利水电规划设计院、天津勘测设计院、新疆水利水电勘测设计院三家合编的《水利水电工程PC-1500程序集》中的“G-12隧洞衬砌内力及配筋计算通用程序”。由计算结果可知,隧洞所受内力很小,隧洞按构造要求配筋即可。纵向布置φ14@200,横向布置φ12@200,其中隧洞明挖段采用双层钢筋,洞挖段采用单层钢筋;箱涵连接段采用双层钢筋。4.7主、副坝安全监测系统设计4.7.1工程监测现状三八水库自建成运行以来,主、副坝至今尚无坝肩沉降、位移、坝脚渗漏水量的观测设施,无法掌握主副坝渗流、稳定情况。根据《土石坝安全监测技术》(SL60-94)和《湖南省土石坝原型表面变形、渗流观测细则》(试行)的有关规定,为了加强水库主、副坝工程监测,保证工程安全运行,增设主副坝表面变形观测设施、渗流设施和水文观测设施。4.7.2主、副坝工程监测项目及布置根据相关规范要求,三八水库在安全监测设计时主要考虑以下项目:上游水位、气温、水温、渗流、位移等。1)气象观测在主坝右岸设立一雨量站,为水库及主、副坝的合理调度和安全运行依据。应每4-44 日定时进行观测。2)上游水位观测在主、副坝卧管附近设置水位观测标尺。每隔1.0m高差设一根水尺,水尺基座用三等水准布设,每根水尺的起点值应为一整数高程值。水位观测应与降水、灌溉引水量等观测同步进行,以找出规律,为水库的合理调度服务。3)渗流量观测主、副坝下游坝趾排水沟主要汇集坝体渗水,在左右排水沟上各安设一个直角三角形量水堰,堰上游安置水位观测标尺,以量测坝段的坝体渗水。4)主、副坝变形观测设计采用经纬仪及水准仪进行水平位移和竖向位移的监测,设在主、副坝右岸坡坝0+000.00轴线方向适当高程处各设1处监测站,监测站观测墩采用钢筋砼结构,建立在新鲜基岩上,观测墩高度为1.4m,要求其通视性能满足经纬仪及水准仪的观测要求,能对各测点进行观测。主、副坝各布设有3个变形观测纵断面,2个观测横断面,共计位移观测标点6个,每个观测标点均能进行竖向与水平位移观测。每高程排两端各设一个工作基点和校核基点,工作基点和校核基点共12个。5)主、副坝渗流观测主、副坝渗流观测包括渗流量观测和渗流压力观测。渗流量观测包括渗漏水的流量及其水质观测,水质观测中包括渗漏水的温度,透明度观测和化学成分分析。渗流量观测采用量水堰法,在主、副坝下游坝趾的左右排水沟内设置量水堰各1个以观测其流量。4.8改造防汛公路4.8.1基本情况4-45 目前水库防汛公路须改造,为了保证水库的防汛工作,需改造防汛公路1.0km,其中主坝600m,副坝400m。公路按等外级设计,采用泥结石路面,改造后路面宽5.0m,路基宽为5.0m,为单车道。4.8.2路线设计(1)平曲线设计根据地形条件,平曲线最小半径不小于15m;平曲线半径小于250m时,弯段内侧加宽,加宽值按《公路工程技术标准》TJ001-97第3.0.12条执行。半径小于150m时设平曲线超高,超高横坡为5%。停车视距不小于20m,超车视距不小于100m。(2)竖曲线设计竖曲线最小半径为200m,最小长度为15m。竖曲线与平曲线组合时,平曲线包含竖曲线。4.8.3路基本次新建公路后路基宽度为5.0m,采取挖、填相结合。填方路基要求尽量用碎石回填,强风化及浸水后容易崩解的岩石不宜作浸水部位的路基填料,路基稳定密实,表面平整。在填土路基底面以下0~80cm范围内压实度应大于95%,深80cm以下大于93%;零星填土及路堑底面以下0~30cm范围内的压实度大于95%。土基回填模量大于25mPa。路基表面为厚15cm的砂砾石垫层。4.8.4路面设计行车道路面设计为泥结石路面,路面宽5.0m,厚20.0cm,路拱坡度为1.5%。泥结石路面做好后,要立即做好排水。4.8.5排水设计在临山开挖侧设置排水沟,断面尺寸为0.3×0.3m,采用C15砼衬砌,厚0.08m。4.9主、副坝白蚁防治4.9.1环境治理,消除蚁源区白蚁4-46 经村民反应和现场勘查,主、副坝坝体及周边无白蚁生存繁衍。故本水库无需此项治理。4-47 5环境保护设计及水土保持设计5.1水土保持设计5.1.1生产建设过程中造成的水土流失预测5.1.1.1预测时段项目区新增水土流失主要发生在项目建设期,生产运行过程中无需扰动地面,不会新增水土流失,水土流失预测时段划分为项目建设期和影响期,时间分别为12个月和2年。5.1.1.2预测内容1)扰动原地貌、损坏土地、植被情况2根据环评调查资料和施工所提成果数据统计,工程共扰动原地貌面积1.125hm,2共损毁水土保持设施0.99hm。详见表5-1.表5-1扰动原地貌、植被情况表22项目名称扰动地面面积(hm)损坏植被面积(hm)一、主体工程区0.650.55二、土料场区0.150.15三、1.施工临地建区0.050.022.施工临地道路0.200.20四、弃料场0.070.07合计1.120.992)弃渣量根据主体工程施工方案和总体安排,进行土石方挖填平衡分析,施工过程中的主33体工程和临时工程土石方开挖总量0.217万m,土石方回填0.495万m,其中:利用开333挖料0.495万m,料场取土石方量为0.0469万m,弃渣总量为0.0532万m(自然方)。3)可能新增水土流失面积和总量的预测5-1 2本项目可能并新增水土流失面积为0.99hm。根据有关规划,对项目区有代表性的不同地块实地调查和测量成果所确定的施工期的土壤侵蚀模数,并比照其它项目的方法估算施工期和影响各区的平均流失量,经过计算,项目区可能新增水土流失总量为0.44万t。4)水土流失危害预测由于生产建设形成新的开挖面,扰动原有地貌,并改变土地结构,损坏水保林、2草,可能新增水土流失面积0.99hm,区域水土流失加重,可能新增水土流失为0.44万t。同时生态环境也遭到破坏,建设中形成的成片废弃土、裸露地及闲置地,也影响区域景观的美化。5.1.2水土流失防治方案5.1.2.1防治原则和目标1)防治原则按照“谁开发,谁保护,谁造成水土流失谁负责”的原则,方案设计与实施要结合项目区水土保持现状和工程设计、建设的特点,提出技术上可行、经济上合理、操作性强的防治措施。2)防治目标贯彻“二十四字”防治方针,严格执行“三同时”制度,“水土保持设施补偿”制度,对项目区造成的水土流失进行防治,同时实现下面6项防治指标:扰动土地治理率达到90%以上;水土流失总治理度达到80%以上;水土流失量控制比0.4;拦渣率达到90%以上;林草覆盖率达到15%以上;植被恢复指数达到90%以上。5-2 5.1.2.2防治责任范围2本项目的防治责任范围面积为0.99hm。5.1.2.3防治分区项目区水土流失防治分主体工程区、土料场区、施工临时占地区、弃料场四区。5.1.2.4防治体系布局新增水土流失的防治采取分区防治。本项目水土流失的防治重点在土料场区、施工临时占地区和弃料场。5.1.2.5防治措施1)坝址施工水土保持坝址处实施坝体加高培厚、溢洪道加固施工将移动土石方,对现有植被造成破坏。坝址处主要水土保持措施如下:(a)科学规划施工开挖区,施工后尽快开展施工区恢复和坝区绿化工作。(b)土石方开挖,必须按技术要求进行工程施工,避免造成塌方或滑坡。(c)开挖弃渣要及时运出,进行施工回填或填埋。2)料场、渣场水土保持料场取料后应修整,恢复植被,渣场应按环境保护要求合理堆弃填埋。料场和渣场边坡应做好护坡和排水,进行必要的绿化和园林化建设。3)护岸林建设三八水库除险加固完成后,为拦截山坡径流泥沙、保持边坡稳定和库区美化,结合库区生态旅游规划,在岸坡和坝区种草,进行绿化。在下游沿河道两岸按防洪要求清理疏通后,开展种树种草等水土保持工作。通过对库区、坝址、料场渣场及下游河道开展科学的水土保持绿化工作,充分贯彻《环保法》和《水保法》,保证水库综合效益的发挥。5.1.2.6工程量5-3 2项目水土保持工程量主要有平整土地0.99hm;撒草籽55kg,植树1200株,详见工程量表5-2.表5-2三八水库除险加固工程水土保持工程量2工程名称平整土地(hm)植树(株)草籽护坡(kg)备注坝坡及溢洪道工程量一、主体工程区0.5560036以计入主体工程量二、料场0.152000三、临时设施区0.021000施工道路0.2020020四、弃料场0.071000合计0.991200565.1.2.7水土流失监测建议每个防护圈设置一个监测点,对水土流失量地大小、水土流失危害和水土保持工程效益等适时监测,并将监测结果纳入水土保持监测网络,统一管理。5.2环境保护设计5.2.1环境现状三八水库运行近几十年来,对当地工农业生产和人民生活水平的提高起到了巨大的推动作用。从对自然环境的影响方面来讲,水库建成后,改善了该地区的自然环境和气候条件,空气湿度和山区植被明显改观,对区域小环境的改善起到了促进作用。由于水库运行的合理调度,水库对该区域自然环境的不利影响已减小至最低程度。除险加固工程实施后,三八水库还将对地区经济的发展与生态环境的改善作出更大贡献。5.2.2环境影响评价三八水库除险加固工程是在已成工程的基础上进行的,工程的建设将会更好的发5-4 挥水库原有的防洪、灌溉、养殖等效益,并且能增强区域抗御环境风险的能力,只是在施工期会临时带来一些负面影响,主要表现在该水库在除险加固的过程中,造成短时间地表岩土裸露,将产生或增加新的水土流失,造成水土轻度流失,同时会带来大量弃渣;在放炮取土过程中会造成一定的空气和噪声污染;各种机械车辆、施工人员进驻工地,导致生产、生活废水及废弃物大量增加,噪声污染加强,车辆运输引起尘土飞扬、施工期人员比较集中,易导致传染病的流行,这些都将对环境产生不利影响,因此在施工前需要对工程环境进行科学的设计。5.2.3工程环境保护任务枢纽除险加固环境保护的主要任务是施工区环境保护设计、施工区水土保持设计、施工安全设计、库区景观建设、提出环境保护管理监测计划以及环境保护投资概算。5.2.4设计依据(1)《中华人民共和国环境保护法》;(2)《中华人民共和国水土保持法》;(3)《建设项目环境保护管理条例》;(4)《中华人民共和国水法》;(5)《中华人民共和国森林法》;(6)《中华人民共和国土地管理法》;(7)《水土保持综合治理技术规范》GB/T16453-1996;(8)国务院1993年8月1日第120号令《中华人民共和国水土保持法实施条例》;(9)《建设项目环境保护设计规定》;(10)《地面水环境质量标准》GB3838-2002;(11)《环境空气质量标准》GB3095-96;(12)《建筑施工场地噪声限值》GB12523-90。5-5 5.2.5施工区环境保护设计5.2.5.1水质保护设计工程施工时,砼浇筑养护和水泥灌浆、冲洗等过程将不可避免产生施工废水,其中砼浇筑及灌浆工程产生的废水污染主要是悬浮物,机械设备运行、检修、设备冲洗产生的废水主要为含油废水。本工程中砼工程主要集中在溢洪道、主坝护坡、主坝灌浆等处,考虑环保工程经济性和可操作性,设计重点对砼废水排放集中、废水量较大的三处工程砼施工产生的废水进行处理,先采用明沟集中将废水收集到初级处理池,然后经沉淀泥沙处理,初级处理池长度为15m,总宽度2m,池深2m。初级处理池位于三处施工处附近,池顶高程低于布置场地的地面高程,沉淀泥沙由工人定期处理。机械检修在乡镇办的修配厂进行,冲洗所产生的油污如直接排入水体,易对附近区域水体产生污染。因此,对主坝灌浆冲洗废水由明沟集中收入油水分离池,油水分离池设计为三格,单元格长度为4m,宽度为1m,池深1.5m。5.2.5.2空气保护设计施工区主要污染物为TSP、CO、N0x,其中CO、N0x主要是施工燃油机械排放的尾气所致,TPS主要为施工产生的粉尘和交通运输产生的扬尘所致。施工车辆尾气排放对区域空气质量影响较大,因此,运输车辆必须安装尾气净化器,严禁超负荷运行,确保车辆尾气达标排放;同时,由于粉尘、扬尘对施工区和周围区域空气污染较大,因此,运输车辆尽量安排在晚上行驶,且运土车厢加盖遮篷,避免沿途洒散,安排专人、专车定期对施工区和运输路面进行清扫、洒水。5.2.5.3噪声防护设计施工噪声主要为各种施工机械运行所产生的噪声和汽车运输产生的交通噪声,其分布较为分散,由于对大坝除险加固工程噪声防护目前还无经济有效措施,故对噪声的控制主要采用强化工程施工管理的办法,控制高噪声设备的运行时间,避开居民的5-6 休息时间,特别是控制夜间施工的时间,对处于居民区附近的工程施工,每天21时至次日7时禁止高噪声设备运行;对于汽车运输产生的交通噪声,主要采取控制超载、禁止乱鸣喇叭和限速等措施加以处理,重型车辆应安装消声器,对在高噪声环境下作业的施工人员,每天连续工作时间不超过6小时,并配备相应的防噪设备,如耳塞、耳罩等。5.2.5.4交通保护设计工程施工期间施工车辆,不会影响防汛公路的正常运行。5.2.5.5人群健康保护设计施工期大量施工人员聚集,集中餐饮及住宿条件一般较差,如不注意住宿、饮食卫生,将有可能引发传染病流行,因此,在施工期间必须对施工人员进行定期体检,有传染病的施工人员不能进场施工,由专人负责施工人员公共饮用水、饮食卫生管理,注意垃圾及时清除和其他废物的收集、填埋。根据蚊蝇孽生情况,运用石灰石等杀灭蚊蝇幼虫,由卫生防疫部门定期对临时生活区进行防疫消毒,保持工程临时生活区环境卫生,发现疫情及时通报、隔离、处理。施工期卫生防疫工作可委托当地卫生防疫部门实施。5.2.6施工安全设计加固工程规模不大,施工期不长,为保证工程施工安全,设计采取以下安全保护措施:1)在进入工程施工区域的每个路口均设立施工警示牌,告知过境车辆和行人尽量绕行或减速行驶。2)在居民密集的地段及交通汇合路段施工时,应设立施工防护屏障和施工警示牌,隔离施工或封闭施工,防止施工对过往车辆和行人的损伤。3)工程施工及照明用电线路的架设要符合工程用电架设标准,线杆的强度要能够抵御4-5级大风,架空线最低高度应高于4.5m。5-7 4)各施工区施工人员应注意施工安全,遵守工程安全施工操作规范,进入施工区的施工人员必须佩戴安全工具。5.2.7工程景观建设加固工程施工对原枢纽景观有破坏作用,因此,大坝加固工程的实施应进行景观建设,如在库区和职工办公区、生活区内种花草,设立职工娱乐休闲景点等。下阶段根据实际情况进行景观园林设计和建设,本次加固工程初步设计只考虑结合或预留。5.3投资预算三八水库除险加固工程环境保护总投资2.15万元,水土保持及绿化总投资2.87万元。项目详见表5-3、表5-4。表5-3施工期环保投资概算表项目单价数量投资备注施砼废水处理0.30万元/处20.60万元水质工含油废水处理0.30万元/处10.30万元环保保护区建筑设施费0.30万元/处10.30万元环空气质量扬尘控制0.40万元/年0.5年0.20万元境专项生活垃圾粪便处理0.30万元/年0.5年0.15万元人群健康保护卫生防疫0.40万元/年0.5年0.20万元管理机构及运行费0.40万元/年0.5年0.20万元投资环境保护管理监测施工期环境监测0.40万元/年0.5年0.20万元合计2.15万元5-8 表5-4水土保持及绿化措施投资概算表编号工程或费用名称单位数量单价(元)合价(万元)第一部分工程措施平整土地hm20.9980000.792第二部分植物工程01主体工程区植树株60150.092大坝种草kg182050.3693料场植树株100300.34施工临时道路植树株100300.35施工临时道路草籽护坡kg202100.426施工临时设施植树株100300.37弃料场绿化株100300.3工程投资2.8715-9 6工程管理设计6.1工程管理简况三八水库建成后,便成立了三八水库管理所,当时设所长1名,职工1人,经过多年运行,由于资金原因,现水库只有一名管理人员。仅在汛期由县水利局指派人员进行巡视。水库运行以来,在灌溉、防洪、养殖方面发挥了较大的作用,对保证下游沿河两岸的防洪安全,促进当地工农业生产的发展起到了一定的作用。但由于受经济条件的限制,工程监测和管理设施不全,主要表现如下:①、无防汛通讯线路,一旦遇险时,下游人民不能及时的撤离危险区。②、未设大坝变形、渗流及水文系统,制约着水库的安全调度与科学管理。③、防汛公路须改造。6.2设计依据为加强水库管理,保证水库工程正常运行,充分发挥水库综合效益。本次加固设计中工程管理设计部分以以下规范为设计依据:《水库工程管理设计规范》SL106-96;《水利工程管理单位编制定员试行标准》SL705-81;《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。水利部颁水建[1998]15号文的规定,国家建委《关于石矿企业职工住宅、宿舍建筑标准的几项意见》的通知补充规定。6.3工程管理机构按照水库管理等级规定,确定水库主管部门的级别为乡镇,水库管理机构为乡(镇)水管站,直属洪江市水利局,业务归口与洪江市水利局。目前在该水库机构管理中,管理人员定岗1人,其中单位负责人岗位1人,财务与资产管理岗位1人,工程运行和维护1人,工程技术指导岗位1人,辅助类人员1人,机构人员配置情况具体见下表6-1。6-1 表6-1三八水库管理机构人员配置明细表项目名称人数职责单位负责人1负责水库全盘工作工程技术管理1负责水库技术管理工作财务与资产管理1负责水库及资产管理工作工程运行与维护1负责水库维护、调度及用水管理工作辅助类人员1负责后勤及对外联络等合计5三八水库除险加固改造后,必须健全管理机制,遵循现行的规程、规范,补充完善水库管理制度,定岗定员,使水库的管理工作走向科学化、规范化、制度化,确保水库长期安全运行。6.4管理设施及设备配置管理设施主要是指管理机构占地,包括办公、住宿、生活福利设施等,应与目前管理机构、施工占地、施工场地布置等情况综合考虑。本次设计依据《水库工程管理设计规范》(SL106-96)的规定,综合考虑上述因素提出管理设施及设备配置。6.5工程管理范围与任务工程管理范围包括:枢纽建筑物、观测设施、专用通信及交通设施等各类建筑物周围和水库征用线以内的库区、管理站等。工程管理的任务是保证各建筑物安全、可靠,水库正常运行,提高经济效益。主要工作内容:(1)贯彻执行有关政策和上级指示;(2)熟悉本工程规划、设计、施工、管理运行数据及上下游河道、水库运行变化情况;(3)进行检查观测、养护修理,掌握工程动态,消除工程缺陷;(4)搞好水情雨情预报,做好调度运行和防汛工作;(5)做好水质监测,搞好库区绿化;(6)做好工程保卫工作;(7)健全工程档案,编写运行大事记录;(8)制定、修订工程管理办法及有关规定,并认真贯彻执行。6-2 6.6工程检查与监测工程检查监测的任务是监视工程的运行状态变化和工作状况,掌握工程变化规律,为正确管理运行提供科学依据,及时发现不正常迹象,分析原因,采取措施,防止事故发生。(1)经常检查:枢纽管理单位对建筑物的各个部位、通讯设施、水流形态,岸坡冲刷及库岸稳定等进行经常性检查,由专职专业人员负责。(2)定期检查:每年汛前汛后,水库水位变化幅度较大,对枢纽建筑物应全面检查,检查由管理单位负责人组织有关专业技术人员进行,作出检查方案和结论。(3)特殊检查:当发生特大洪水、暴风暴雨等工程非常运行情况时(或发生重大事故时),管理单位及时组织力量检查,必要时请上级主管部门共同检查。(4)枢纽观测:本工程枢纽观测的重点是大坝变形、渗流观测,要保证观测成果的真实性和准确性,对观测成果及时进行整理分析,绘制图表,做好资料整编工作,研究工程运行情况是否正常。如果发现观测成果出现异常,应反复测量,分析原因,重要问题应保持现场及时上报处理。6.7管理办法和主要措施(1)按照水库枢纽工程的任务,制订防洪兴利调度运用原则和各建筑物的运用条件,制订水库调度运用规程并遵照执行;(2)制订各主要建筑物和附属设施的运用和维修技术要点和主要设备的大修及更新改造标准并遵照执行;(3)按枢纽监测技术要求,制订枢纽各观测项目要求及库区、下游河道泥沙冲淤观测要求并遵照执行。6-3 7施工组织设计7.1施工条件7.1.1地理位置对外交通三八水库位于洪江市红岩乡菊花村境内,坝址距红岩1.5km,黔城镇12.5km。主副坝均无乡村公路通达坝顶。对外交通十分不方便。7.1.2自然条件三八水库工程属于亚热带润湿性气候区,气候温和,四季分明,光照充足,雨量充沛。水库无水文、气象观测资料,根据洪江市气象站1953~2006年实测资料统计,多年平均气温17℃,多年平均无霜期304天,多年平均日照时间为1354h,年平均降雨量1359mm,70%的降雨集中在4~7月。多年平均风速1.7m/s。工程区总的趋势为西北高,东南低,属构造剥蚀山丘陵区地貌类型,主要由白垩系上统地层组成。山岭标高180.0~200.0m,山势低矮平缓,山顶浑圆,相对高差50.0m左右,自然坡度25~35°,库区植被较好,主要为桔园。区域出露的地层主要为白垩系上统的钙质粉砂质泥岩夹粉砂岩,两岸山坡和河床则分布有第四系残坡积堆积及冲积堆积层。本区大地构造地处新华夏构造体系西南向雪峰山脉,挽近期构造运动以整体间歇性上升为主,历史上无破坏性地震记载。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),本工程区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,相对应的地震基本烈度小于Ⅵ度,属相对稳定地块。根据含水岩组类型,将区内地下水类型划分为基岩裂隙水、第四系松散堆积层孔隙水。(1)松散堆积层孔隙水7-1 分布在第四系残坡积层和冲积地层中,接受大气降水补给,动态一般随季节变化,一般以下降泉或湿地散泉的形式补给河水。(2)基岩裂隙水主要分布在白垩系地层基岩节理裂隙中,沿节理裂隙运移,以泉的形式排出地表,补给附近溪沟,泉水流量较小。主要接受大气降水补给,动态变化与季节有关。7.1.3建筑材料7.1.3.1土料工程土料场位于水库主坝上游左侧山坡,岩性为紫红色砂岩区的残坡积夹碎石粉3质粘土,其天然含水量22%~24%,密度1.85~1.92g/cm,压缩性低,有机质含量少,-4-53渗透系数一般在10-10cm/s,最优含水量26%,最大干密度1.64g/cm,质量可满足均质坝坝壳填筑土的要求,储量可满足除险加固需要。冲抓回填土需到县城附近采运,为河褐黄色粘土,质量好,储量丰富,运距约5km。7.1.3.1石料坝址附近无好的块石,工程所需块石需到黔城附近购买,石灰岩,质量好,强度高,其饱和极限抗压强度80~1000Mpa,软化系数0.95,成块条件较好,运距约12.5Km,运输方便,但运距较远。7.1.3.2其它水泥、钢筋和钢材等可从县城批发购买,运距12.5km,购买方便。坝址附近无砂砾石料,砂卵石料需到黔城潕水或沅水沿线砂砾石场采购,运距约12.5km。7.2施工导流7.2.1导流标准三八水库为小(二)型水利工程,主要建筑物工程等级为5级。由于本工程是对已建工程的加固改造,工程施工期间,大坝可作为挡水建筑物,原涵洞可作为导流建7-2 筑物。围堰拟采取土石围堰,根据按《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000),导流建筑物洪水标准为洪水重现期10年一遇。围堰设计见图集。7.2.2导流方式本次拟采用的导流方案为:隧洞从出口向进口施工,隧洞将贯通时,确保隧洞离出口还有一段距离;此时已利用原卧管、原消力井及原涵洞导流或PE导流管及原涵洞导流(见图集)将水库放空;同时在大坝上游修建围堰挡水,完成隧洞的贯通工作,然后拆除围堰,用新修隧洞导流。为了确保大坝等工程施工安全,输水隧洞必须先行施工贯通并投入导流。在输水隧洞贯通并投入导流前,施工期间严禁破坏涵管、卧管及消力井等设施进行施工导流,严防输水涵管出现压力流。同时,应加快施工进度,保证水库除险加固所有项目在汛期前施工完成。另外为了大坝安全,放水速度不得大于2.0m/天。7.3主体工程施工主体工程施工包括:新建溢洪道及新建消力池消能设施;坝顶整形及铺设泥结石路面、主副坝上游坝坡培厚整形和混凝土预制块、主坝坝基帷幕灌浆及坝体冲抓回填、副坝坝基帷幕灌浆、下游坝坡整形及草皮护坡、及增设排水沟、排水棱体;原涵管封堵、新建灌溉输水隧洞和箱涵;新建放水卧管、改造防汛公路;增设安全监测系统;主、副坝坝体白蚁防治;新建防汛仓库和办公大楼、生活设施等。7.3.1土石方工程主坝上游坝坡按设计要求进行培厚整形,完成后进行坝坡平整,用预制六棱块护坡。下游坝坡进行草皮护坡。副坝上游坝坡以培厚整形为主处理,用预制六棱块护坡。下游坝坡进行草皮护坡,施工按规范规定进行,首先清除表层覆土、杂草,开挖成齿槽状,然后进土分层平行流水填筑,分层平行流水填筑厚不超过0.4m,用履带式碾压机械进行碾压夯实,土料无杂质、干容量及含水量符合规范要求,为防止新培厚涂料的不均匀沉陷,每连续填筑5天后停2天间歇,再进行下一次的填筑。坝外两端及7-3 栈道开砌排水沟,防止雨水直接冲刷坝体。输水隧洞、箱涵开挖及溢洪道土石方开挖采用潜孔光面爆破,保护层开挖,人工清运。7.3.2砌石工程块石工程主要是大坝排水棱体新建和溢洪道侧墙的修建,排水棱体和溢洪道侧墙的修建砌筑要求质量高,不利于采用机械施工,须派技能较好的工匠砌筑。采用8t自卸汽车进料,浆砌石用的水泥砂浆在现场人工伴制,由于施工面较长,可配备一定数量的脚轮架子车运料至各作业面。要求用来作干砌与浆砌的块石,锋棱角和泥质要清除干净,进料时须有大中小块石搭配。砌石时应避免顺流方向通缝,砌体空隙应填塞小块石挤紧。进料块石搭配见表7-1。表7-1进料块石搭配表块石种类单块石料总量(kg)占砌体比例(%)大80~16070中27~8025小5~2757.3.3混凝土施工本次混凝土工程为现浇和预制,其工程量小,但工期短,施工场地小,施工难度较高,主要工程为隧洞衬砌和箱涵砼、大坝上游砼块护坡、溢洪道砼。各部分工程很分散,对施工管理增加了一定的难度。根据此特点,砼搅拌以及所需骨料的堆放按各项工程量地大小分多点布置,或小部分采用移动式搅拌机。3(1)溢洪道砼工程相对较大,可在施工段岸边设两台移动式搅拌机(0.8m),布设活塞式混凝土泵两个进料入仓,配置多台振动器进行平仓振捣,振动器采用插入式振捣器。3(2)大坝砼护坡为预制,拟在其附近布一台0.4m搅拌机和一个小型预制场,7-4 由于是短距离输送,多配备手推车进料,其它部位现浇砼均采用内部振动器振捣,预制构件用外部振动器振捣;预制构件单价较小,可人工运输装配。施工前先对原护坡干砌块石进行清除,弃料运往指定地点,然后填筑坝体、对坝坡进行整理,铺设垫层进行平整,最后从坡脚防滑齿墙开始浇筑,混凝土预制块自下而上错缝安砌,要求表面顺平,分缝与排水按设计要求施工。(3)输水隧洞和箱涵砼工程相对较小,可在施工段岸边设两台移动式搅拌机3(0.8m),采用泵送混凝土,布设活塞式混凝土泵两个,直接进料入仓,配置多台振动器进行振捣,振动器采用插入式振捣器。机械设备:蛙式夯实机3台,自卸汽车2台,砼平板振捣器2台,砼拌和机3台,民工35人,技术员3人。7.4施工交通运输7.4.1对外交通改造防汛公路通过水库大坝,对外交通十分方便。7.4.2场内交通施工准备期新修施工公路,施工公路完成后,场内可通往各枢纽建筑物,满足交通要求。7.5施工工厂设施及劳动力计划根据工程施工需要,本工程需要设置砼拌和站、机械(汽车)修配站、钢3筋加工厂、木材加工厂、各类仓库等施工工厂设施。砼拌和站采用0.8m移动式拌和机,砂石外购,工地设成品堆料场。施工工厂设置建筑面积及占地面积见表表7-2主坝施工临建设施一览表序号名称单位建筑面积占地面积备注1砼拌和站m21550移动式2机械(汽车)修配站m21030集中布置7-5 3钢筋加工厂m22060集中布置4木材加工厂m22560集中布置5水泥仓库m21515集中布置6生活物资仓库m21010集中布置7油库m21010集中布置8生活办公设施m24545集中布置9合计150280表7-3副坝施工临建设施一览表序号名称单位建筑面积占地面积备注1砼拌和站m22060移动式2机械(汽车)修配站m22030集中布置3钢筋加工厂m22060集中布置4木材加工厂m22560集中布置5水泥仓库m23550集中布置6生活物资仓库m25070集中布置7油库m21015集中布置8生活办公设施m24055集中布置9合计200400工程施工期用风主要为石方开挖、砼浇筑和灌浆用风,其中石方开挖和砼浇筑采用3L-10/8型空压机供应;施工生产用水采用ISI100-80-125型水泵直接从水库抽水,在坝顶左右侧各设简易储水池;施工用电由附近电网供电;施工期通信利用该工程现有通讯设施。劳动力计划:根据时间进度安排和混凝土浇筑强度要求,施工需要配置人员如下:工程师3名,施工工长2名,质检员2人,钢筋工8名,模板工10名,机械设备操7-6 作手9名,其它辅助工26名,施工高峰期人数约60人。主要施工机械设备见表7-4.表7-4主要施工机械设备表备序号设备名称规格与型号单位数量注31反铲挖掘机1.0m台22自卸汽车8t辆153载重汽车5t辆54手扶拖拉机0.5t辆65推土机74kw台16混凝土拌和机0.8m台27混凝土振捣器插入式/平板把6/5移动式38手推双胶轮车0.2m辆25移动式配套电9水泵ISI100-80-125台4机10压路机12t台111空气压缩机3L-10/8套5钢筋(钢材)加工12套4设备13木材加工设备套314灌浆设备套37.6施工总布置临时建筑物尽量集中布置在主、副坝两岸的平台上,因地制宜,就地取材,因材施工,交通便利等则进行布置。主、副坝加高培厚所用的粘土料可在各自料场准备就绪,直接运至施工地点进行填筑施工。水泥、碎石、块石、砂子、钢筋和钢材等建材7-7 可堆放在主、副坝两岸的平台上。混凝土帷幕灌浆制浆点亦可设在主、副坝坝坡的平台上,以便自压供浆。移动式混凝土拌合站根据具体施工情况布设。主、副坝和溢洪道开挖弃渣场布置在坝上游河道1.5km处的长沟内。7.7施工总进度施工进度计划的编制原则是:统筹兼顾、全面安排;主次分清、主辅结合;合理安排施工分期,前后兼顾;注意工程施工的技术程序、相互协调;施工强度力求均衡,施工进度科学合理。考虑到工程规模小,不大可能选择大型施工企业,因此施工进度安排应结合小型施工队的施工水平。该工程施工期从第一年9月至第二年2月底,整个工程施工总工期为6各月。其中准备工期一个月,工程扫尾期一个月,主体工程施工4.5个月。施工准备期应完成场内交通修建、场地整平、砼拌和站修建、风、水、电、通讯设施及其他施工临建设施的修建。主体工程施工需完成主、副坝坝基(肩)帷幕灌浆及冲抓回填、溢洪道加固、主、副坝坝坡加固及排水棱体新建、改造防汛公路、主、副坝白蚁防治、新建输水隧洞和箱涵、新建主副坝放水卧管、主坝涵管封堵、主副坝观测设施埋设等。施工总体进度计划安排详见“三八水库除险加固工程施工进度表”表。7.8施工组织管理该工程项目简单,县水利局作为项目法人单位,对工程建设负全面责任,实行统一领导,统一指挥,对逐项、逐段、逐个工程实行法人责任制、招标投标制、建设监理制和合同管理制。从项目开始,就要选择好合格的项目经理,组建得力的经验丰富的管理班子,并充分授权,合同文件得到甲、乙双方充分确认,能够清楚约定双方权利、义务和利益,并建立健全的激励机制。施工管理分施工质量管理、项目财务管理、竣工验收管理及工程档案管理。施工质量是工程的生命,强化项目施工质量是确保“优质、高速、安全、低耗”的重要措7-8 施。为确保工程质量实现预定目标,由法人招标监理单位,对整个项目的施工发挥行之有效的监督职能,同时制定切实可行的项目技术质量标准和奖惩措施。工程施工应有施工日志,隐蔽工程应有现场记录、图标图和验收手续。工程结束后,按照标准予以奖惩。工程项目财务应建立专户、专帐,做到专款专用,国家、地方、自筹资金按比例必须及时到位,严格按照合同进度拨款,财务报表应做到准确、及时、以保证资金及时到位,不影响工程的施工进度。竣工验收根据不同的项目制定验收细则,绘制竣工图,收集整理施工记录,对工程质量进行评价,对不合格工程项目,要按照合同执行处罚措施,经费由承担项目实施的单位负责。工程验收和财务决算后,应收集整理所有原始资料,按项目内容分类,逐项建档,尤其是隐蔽工程,要有详细的现场记录资料、图例,包括地质情况、处理问题的方式、试块实验数据、记录及有可能存在的问题分析,并办理签收手续,统一归档。项目竣工后必须及时办理交接手续,明确管理主体,制定管理措施,建立健全各项规章制度,以确保工程的正常运行和发挥效益。7-9 8安全生产8.1工程概况三八水库除险加固工程是《国家重点小(2)型水库除险加固规划》内项目。三2八水库位于湖南省洪江市红岩乡菊花村境内,坝址控制集雨面积0.72km,坝址以上3干流长度1.281km,干流平均坡降18.5‰,流域植被较好。水库总库容53.38万m,3正常库容47.8万m;该工程属五等工程,主要建筑物为5级;水库枢纽由大坝、溢洪道、输水设施组成,主坝最大坝高14.62m,副坝最大坝高为4.52m。本次除险加固主要建设内容有:主坝坝基、坝肩帷幕灌浆及冲抓回填,副坝坝基、坝肩帷幕灌浆,主副坝上游坝坡处理及铺设预制砼护坡,下游坝坡处理、草皮护坡及增设排水沟、排水棱体;新建溢洪道、溢洪道帷幕灌浆及新建消力池消能设施;封堵主坝涵管,新建输水隧洞、箱涵及卧管;新建大坝观测设施;主、副坝白蚁防治;改造防汛公路;新建防汛仓库及办公大楼;项目建设总工期6个月。8.2设计依据1、中华人民共和国安全生产法(主席令第70号);2、建设工程安全生产条列(国务院令第393号);3、水利工程建设安全生产管理规定(水利部令第26号);4、关于加强建设项目安全设施“三同时”工作的通知(发改投资[2003]1346号);5、水利工程建设重大质量与安全事故应急预案(水建管[2006]202号);6、建筑施工企业安全生产管理机构设置及专职安全生产人员配备办法(建质[2008]91号);7、工程建设标准强制性条文(水利工程部分)(建标[2004]234号);8.3安全生产问题可能易发点本工程建设内容为病险水库除险加固,除安全鉴定明确的工程安全隐患外,在工程建设期与运行管理期间,还存在以下主要安全生产可能易发点:8-1 1、工程建设期(1)施工围堰在施工中发生超标洪水、围堰堰体稳定性不足及围堰渗漏等问题导致围堰垮塌淹没,造成施工人员伤亡及设备与物资损失;(2)高边坡溢洪道边坡加固中违背施工程序、监管不到位等导致边坡垮塌,造成施工人员伤亡及设备与物资损失;(3)隧洞隧洞施工中部分洞段地质条件差,围岩稳定性不足,未及时进行有效支护,导致隧洞塌方、穿水,造成施工人员伤亡与设备损失;(4)模板支撑与脚手架未按设计要求与相关标准组织施工,导致模板支撑与脚手架失稳垮塌,造成施工人员伤亡及设备财产损失;(5)施工用电未按相关施工用电标准组织施工,特别是隧洞施工用电未采用安全电压,用电管理措施不到位,导致施工人员触电伤亡;(6)高空坠落由于施工人员安全意识缺乏,安全防护措施不到位,导致施工人员坠落伤亡;(7)高空坠物由于施工人员安全意识缺乏,安全防护措施不到位,警示标志未设置或不醒目,导致施工物资器材,劳动工具坠落,导致施工人员伤亡;(8)施工机械由于施工人员安全意识缺乏,违规操作,导致施工人员伤亡;(9)施工爆破8-2 未严格执行爆破器材管理规定,违规实施爆破作业,导致人员伤亡及财产损失;(10)施工用油未严格执行油料管理相关规定,消防措施不到位,引发火灾,导致人员伤亡与财产损失;(11)施工交通施工公路路况差,超载运输,陡坡停车等违规操作,导致交通事故;(12)拆除工程在永久与临时工程拆除施工中,违规分包,违规操作,导致人员伤亡与财产损失。2、工程运行期(1)放水操作放水孔口偏大,运行人员违规深水操作,导致身体吸附孔口,造成人员伤亡;(2)工程区交通公路通过坝顶、溢洪道等水工建筑物,未设置防护栏杆,导致人员与车辆坠落,造成人员伤亡与财产损失;(3)取水口在取水口附近未设立警示标志,因游泳造成溺水伤亡。8.4安全防护措施安全生产必须坚持“安全第一,预防为主”的方针,按照“以人为本”的科学发展观,依法依规严格管理。根据本工程建设与运行管理的特点,拟采取如下安全防护措施:1、工程建设期(1)对全体参建人员进行定期与不定期安全教育,提高安全生产意识,规范安全行为;(2)严格按照工程设计文件与国家强制性标准组织施工,不降低标准,不任意8-3 缩短工期;(3)加强与气象、水务部门的衔接,及时掌握水雨情与极端天气情况,为水下工程施工提供科学依据;(4)对施工作业现场实行封闭管理,禁止闲散人员进入;(5)对危险部位如高边坡、脚手架、配电场、燃料库等危险施工场所设立警示牌;(6)足量配备安全防护用品如安全帽、绝缘鞋、防护带等,并严格监督使用;(7)严格施工用电管理,实行专人管电,隧洞施工采用安全电压,施工场地采用绝缘皮线供电,刀闸开关等均采用架空方式,并做好防水措施;(8)做好隧洞施工的通风供养工作,确保设施正常运行;(9)设置安全防护措施如防护网、临时护栏、加固钢丝绳等;(10)制定并明示施工机械操作标准,并严格执行;(11)对施工用爆破器材、施工用油料实行分开储存,封闭管理;(12)对于拆除工程不违规分包,严格执行操作程序;(13)确保安全生产所需费用;(14)根据施工安全的实际需要应采取的其他措施。2、运行管理期(1)制定卧管放水操作程序与要点,实行有人监护下的卧管放水;(2)在溢洪道交通桥、坝顶公路设置防护栏杆,防止交通事故;(3)在大坝、溢洪道、取水口等部位设立禁止游泳的警示标志,防止溺水伤亡。8.5专用设施1、大坝安监测设施(详见第4章第4.7节)2、水、雨情观测设施(详见第4章第4.7节)3、安全防护设施8-4 (1)溢洪道交通桥护栏(详见设计图集)(2)坝顶公路护栏(详见设计图集)上述安全专用设施概算投资均已列入各子项目投资中。8.6安全生产管理与监督1、项目法人及其他参建单位必须遵守安全生产法律法规,保证工程建设安全生产,依法承担安全生产责任;2、项目法人单位应当完整、真实、准确提供工程建设所需的安全生产环境资料;不得调减建设项目安全作业环境与安全措施投资;并组织编制保证安全生产措施方案,报项目主管部门及安全生产监管部门备案;项目开工前应当就落实安全生产措施进行全面系统的布置,明确施工单位的安全生产责任;项目法人应组织编制工程施工度汛方案,报防汛指挥机构批准;3、勘测设计单位及相关设计人员应对提交的勘测设计成果负责;设计文件应明确周边环境对施工安全的影响,注明涉及安全的重点部位和重点环节,提出防范安全审查事故发生的指导性意见。4、监理单位施工组织设计中的安全技术措施是否符合工程建设强制性标准;发现存在安全隐患的应当要求施工单位停工整改,及时向项目法人及主管部门报告;5、施工单位应取得安全生产许可证,并在规定的资质等级内承揽工程项目;施工单位应建立健全安全生产责任制度和安全教育培训制度,制定安全生产规章制度和操作规程,保证安全生产经费投入,定期进行安全生产检查;施工单位应当设立安全生产管理机构,配备专职安全生产管理人员,施工现场必须派驻专职安全生产管理人员;施工单位的特种作业人员必须取得特种作业操作资格证书后,方可上岗作业;施工单位应编制施工度汛方案和措施,报法人单位批准后执行;施工单位应编制安全技术措施和施工临时用电方案,对达到一定规模的危险性较大的工程应当编制专项施工方案,并附具安全验算成果,经总监理工程师核签后实施;8-5 6、市、县人民政府水行政主管部门负责水利工程建设的安全生产监督管理。7、项目法人应编制本建设项目安全生产事故应急救援预案,并定期组织演练;发生安全事故时应按相关规定及时如实上报,并配合救援与事故调查。8-6 9工程概算9.1工程概况三八水库位于湖南省洪江市红岩乡菊花村境内,坝址地理位置坐标为北纬27°07′,东经109°59′,坝址距红岩1.5km,黔城镇12.5km。是一座以灌溉为主,2兼顾防洪、养殖等综合利用的小(Ⅱ)型水库工程。坝址流域面积0.72km,大坝为3均质土坝;正常蓄水位116.50m,正常库容47.8万m;设计洪水位(P=5%)117.43m,33相应库容52.13万m;校核洪水位(P=0.5%)117.71m,相应总库容53.38万m。水库枢纽工程由大坝、溢洪道、灌溉涵管和卧管等建筑物组成。枢纽工程属V等工程,主要建筑物为5级,次要建筑物为5级。水库主、副坝为均质土坝;主坝顶高程118.00m,坝顶防浪墙顶高程118.6m,最大坝高为14.62m,坝顶宽5m,坝顶轴长39.7m;副坝顶高程118.0m,坝顶防浪墙顶高程118.6m,最大坝高为,4.52m,坝顶宽3.5m,坝顶轴长30m。溢洪道位于副坝右岸山体,为正槽式宽顶堰,堰顶高116.5m,堰宽2.5m,溢洪道全长70.0m。主坝灌溉涵管位于大坝左端坝体内,浆砌无压管结构,全长115.2m,断面尺寸1.8×2.15m;放水卧管布置于大坝左岸山坡,放水卧管尺寸为0.9×0.9m,浆砌石结构,长24m。副坝灌溉涵管位于大坝左端坝体内,浆砌无压管结构,全长80.1m,断面尺寸1.6×1.6m;放水卧管布置于大坝左岸山坡,放水卧管尺寸为0.9×0.9m,浆砌石结构,长7.56m。该水库的防洪效益十分显著,灌溉面积900亩,养鱼面积516亩,保护下游人口300口,耕地300亩;是一座以灌溉为主,兼顾防洪、养鱼等综合利用的小(二)型水利工程。该水库始建于1972年10月,1973年3月投入运行。由于当时施工质量较难以控制,工程质量达不到达设计要求,经过多年运行和洪水考验,目前,大坝不能满足防洪要求;主、副坝上游坝坡无防浪设施,坝面浪蚀变形严重;主、副坝外坡无排水9-1 设施,受雨水的冲刷变形严重;主、副坝坝体,坝基及坝肩存在渗漏,坝脚没有排水棱体。原溢洪道仅开挖成形,末端无消能设施,现已被新建简易公路占用破坏;主、副坝灌溉涵管和放水卧管管身多处断裂,漏水严重等一系列问题。为了彻底根治工程枢纽存在的问题,洪江市水利局于2012年1月编制了《三八水库大坝安全认定报告》,并组织专家团评定审核,评定三八水库大坝安全类别为三类坝。本工程初步设计任务主要包括:a)大坝加固及防渗处理b)溢洪道加固及溢流堰防渗处理c)新修输水工程卧管及隧洞d)增设主、副坝安全监测设施。e)主、副坝白蚁防止及治理。f)防汛公路须改造1.0km。g)新建管理所及防汛仓库(34.5㎡)。9.2工程投资规模本次加固主要工程量如下:33土石方开挖:2052m土石回填:4236m33砼及钢筋砼:777m砌石:558m钢筋制安:16.82t帷幕灌浆:40m2回填灌浆:164m冲抓回填:146m本次加固工程主要材料用量如下:333水泥:312t砂:875m砾石:869m块石:603m钢筋:18t9-2 本次加固工程施工总工期为6个月,主体建筑工程劳动总工时为3.8114万个工时。资金筹措:本项目已列入湖南省病险水库除险加固规划重点小(Ⅱ)工程,工程投资由中央资金及省市县配套资金组成。9.3投资主要指标三八水库加固工程静态总投资198.23万元。其中:建筑工程投资128.10万元;机电设备投资1.76万元;金结投资1.26万元;临时工程投资11.13万元,独立费46.54万元,基本预备费9.44万元,环境保护工程投资2.09万元,水土保持工程投资2.79万元。主体工程总投资160.31万元。9.4编制原则和依据9.4.1三八水库加固工程初步设计资料、图纸。9.4.2本工程投资概算采用湖南省水利厅湘水建管(2008)第16号文颁发的《湖南省水利水电工程设计概(估)算编制规定》有关规定执行。9.4.3概算定额采用水利部总(2002)第116号文颁发的《水利建筑工程概算定额》;《水利工程施工机械台时费定额》;《水利工程概预算补充定额》(水利部水总[2005]389号);《水利工程概预算补充定额(水文设施工程专项)》(水利部水总[2006]140号);《水利水电设备安装工程概算定额(水利部水建管[1999]523号);《中小型水利水电设备安装工程概算定额(水利部水建[1993]63号);9.4.4监理费按发改价格[2008]16号文发布的《建设工程监理与相关服务收费管理规定》计算。此次计算取建安工作量的2.0%。9.4.5设计费按计价格[2002]10号《工程勘察设计收费管理规定》计算,此次计算取计费基数的6.5%。9.5基础单价9-3 概算编制水平年为2012年第三季度9.5.1人工概算单价:按水利部水总[2002]第116号文颁发的《水利工程设计概(估)算编制规定》计算人工概算单价为: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:5.60元/工时9.5.2材料概算价格:按2012年第四期《怀化工程造价》和当地运价资料进行计算。9.5.2.1水泥、钢筋在黔城采购,经公路运12.5km至工地,公路运价按0.6元/t·km计算。9.5.2.2砂石料:坝壳料当地残破积土可满足要求,冲抓回填土需到县城附近开采,运距约5.0km,块石料需到黔城附近采购,运距约12.5km,运距较远,砂卵石料需到黔城潕水或沅水沿线砂砾石场采购,运距约12.5km。经计算砂石料的概算价格为:3砂子的概算价格:136.28元/m;3砾石的概算价格:92.85元/m;3块石的概算价格:92.85元/m;3碎石的概算价格:92.85元/m;3粘土的概算价格:16.51元/m;9.5.3施工用风、水、电33经分析计算,风价为0.18元/m;水价为0.76元/m;电价为0.99元/kwh。9.6工程单价取费标准费用标准执行水利部水总[2002]第116号文颁发的《水利工程设计概(估)算编制规定》9-4 9.6.1其他直接费费率建筑工程:直接费的3.0%安装工程:直接费的4.1%9.6.2现场经费费率土石方工程:直接费的8.0%砌石、砼、模板工程:直接费的7.0%钢筋制作安装工程:直接费的4.0%钻孔灌浆及锚固、其他工程:直接费的6.5%安装工程按人工费的40%计算。9.6.3间接费费率土石方工程:直接工程费的8.0%砌石工程:直接工程费的7.0%砼工程:直接工程费的5.0%模板工程:直接工程费的5.5%钢筋制作安装工程:直接费的3.5%钻孔灌浆及锚固、其他工程:直接工程费的6.5%安装工程按人工费的45%计算9.6.4利润率:直接工程费与间接费之和的7%9.6.5税金率:直接工程费、间接费、利润三项之和的3.22%9.7其他9.7.1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》对砂石料等概算价格采用控制价的原则,本工程对砂、水泥、钢筋、汽油、柴油采用33限价计算,即:砂砾50元/m、块石60元/m、水泥280元/t、钢筋3200元/t、汽油3800元/t、柴油3600元/t,超过部分计取税金后列入独立费中。安装工程单价中的9-5 材料不调差。9.7.2基本预备费,按一至五部分投资合计的5%计算;按有关规定暂不计年物价上涨指数和价差预备费。9.7.3水土保持费和环境保护费用详见各有关专业报告。9.8工程概算总表三八水库工程概算总表单位:万元序建安设备其他工程或费用名称合计工程费购置费费用号工程部分投资第一部分建筑工程128.10128.10第二部分机电设备及安装工程0.231.531.76第三部分金结设备及安装工程0.121.141.26Ⅰ第四部分临时工程11.1311.13第五部分其他费用46.5446.54一至五部分之和118.79基本预备费9.44静态总投资198.23Ⅱ环境保护工程静态总投资2.09Ⅲ水土保持工程静态总投资2.79Ⅳ静态总投资203.11Ⅴ总投资203.11Ⅵ主体工程总投资160.319-6'