工程设计工作报告范本.pdf
.-金泉水库除险加固工程竣工验收-工程设计工作报告-可修编.-XX 省黔东南州水利电力勘察 XX2005 年 5 月 10 日审定：校审：编写：X 家智目录1工程概况1.1 工程现状及工程建设的必要性1.2 设计工作概况1.3 工程 X 围和建设内容2工程规划设计要点2.1 设计依据-可修编.-2.2 设计标准2.3 工程布置及主要建筑物2.4 设计工程量3主要设计变更3.1 重大设计变更3.2 非重大设计变更3.3 变更设计工程量4 设计文件质量控制4.1 设计成果质量控制4.2 建设期往来设计文件质量控制5 设计为工程建设服务5.1 服务组织机构5.2 主要服务内容5.3 服务工作评价6 经验与建议8.1 经验8.2 建议7 附件7.1 设计机构设置和主要工作人员情况表7.2 重大设计变更与原设计对比7.3 工程设计大事记1工程概况-可修编.-1.1 工程建设的必要性按可研或初设报告相关内容编写。工程位置、工程实施前的地貌或工程现状、工程任务（主要技术经济指标）等。1.1.11.1.1、地理位置、地理位置金泉水库位于黔东南州府所在地的XX市金井村老猫冲，位于金井河上游，距市中心2.9km。1.1.21.1.2工程现状工程现状1.1.2.11.1.2.1建设过程金泉水库于1976年冬由XX镇组织兴建（未作设计），大坝施工围堰为全断面围堰法，施工期洪水从涵洞中排出，大坝清基、填筑采用人工施工，碾压采用人工及机械碾压，砼的拌合及振捣均采用人工拌合及振捣浇筑。1977年春耕前停工，冬季复工时州水电局工程技术人员现场确定为建均质土坝，施工中，州、县曾抽调施工机械和人员支援，1980年基本完成并试蓄水。1.1.2.21.1.2.2、工程规模、工程规模工程枢纽由大坝、正槽开敞式宽顶堰溢洪道等组成。大坝为均质土坝，最大坝高 23m，总库容 104 104m3，属小（1）型蓄水工程。工程是以城市防洪、供水、养鱼、绿化、旅游等水利资源综合开发的水利工程。(1)、拦河大坝大坝为均质土坝，河床一般高程 716.39m，坝顶高程739.39m，最大坝高23m，坝顶长120 m，坝顶宽5.5 m、上游面设0.4m高的砼防浪墙，上游坝面边坡系数：坝底至一马道（高程 727.00m）为1:2.78，一马道至二马道(高程733.63 m)为1:3.94，二马道至坝顶为1:2.2，下游坝坡系数：排水-可修编.-棱体(高程723.12)至一马道(高程为729.40m)为1:2.88,一马道至二马道(高程为734.48 m)1:3.0，二马道至坝顶为1:1.96。大坝上游面二马道以下为浆砌石护坡，二马道以上为砼预制块护坡，下游坝面为草皮护坡。(2)、溢洪道溢洪道布置在大坝右岸，距大坝约 5m，为人工开挖而成，为砼护面衬砌，溢洪道为岸坡正槽宽顶堰溢洪道，总长121m，由溢流首部、泄水渐变段，泄水槽及挑流段组成，其中首部高程为737.66 m，长19 m，宽10m，泄水渐变段宽从 10 m 坡缩至 8 m，长12 m，底坡比降为7.7%，泄水槽长93 m，宽8 m，底坡比降为9.524.4%，挑流段长5.5 m，宽10.5 m，挑流鼻坝高程 719.79 m，洪水经溢洪道下泄至已修建好的游泳池内，再由游泳池排至下游河道中。溢洪道最大下泄流量14.66m3/s，最大单宽流量1.46m3/s.m。(3)、放水涵洞放水涵洞布置在右段坝体内，为城门型砌石涵洞，净宽1.0 m,直墙净高0.9m,上部为直径 1.0m的半园型拱，过水断面 0.9 m2，设计最大流量0.8m3/s，涵洞进口为砼竖井式圆形结构，进口闸门为园形斜拉转动式钢闸门，进口直径为1.0m，钢闸门直径为1.2m，止水材料为平板式止水橡胶，钢闸门设计工作水头13.3m，右岸设卷扬式启闭机，控制闸门的开启及关闭，进口竖井式进口高程725.59m，涵洞进口底板高程724.59m。、灌溉管道放水灌溉管布置在放水涵洞内，是一内径0.4m 的钢管，壁厚 6 mm，长 103.0m，放水管进口底板高程为 724.59 m。最大放水流量 0.3m3/s。控制闸阀（直径400mm）设置在涵洞进口首部，末端接灌溉渠道。1.1.2.31.1.2.3 存在问题存在问题-可修编.-大坝建成运行以来，由于各方面原因，工程管护措施较差，处于建库初期管理模式，其工程管理及水库运行现状如下：、大坝无安全监测设施及水文监测设施。、管理所办公人员无固定的办公场所，办公设施简陋，无通讯设施。、进坝公路还处于原修建大坝时的便道，现基本只能通行小四轮川路车。、工程1980年蓄水后，就发现渗漏，1984年经处理后虽有所改善，但未彻底，因而库水位只能控制在低水位下运行，效益未能充分发挥。、由于放水涵洞闸门未能正常开启，给汛期防洪调度带来困难。、放水涵洞沿线四周渗漏点多达20多处，并有10多处有细砂析出，虽经处理，但无明显改善，是影响大坝安全的主要问题之一。1.1.2.41.1.2.4 大坝安全鉴定结论大坝安全鉴定结论为详查工程质量，XX 市水电局于 1984 年委托原黔东南州水电勘测设计队进行质量检查，1993 年委托 XX 省大坝安全监测中心进行大坝安全检查，根据水利部水管199586 号文件关于发布水库大坝安全鉴定办法的通知的要求，XX 市水电局 1998 年又委托我院进行大坝的安全复核，我院 1998 年 5 月组织有关专业的技术人员先后开展了检查观察、电法勘探、钻探、补充测量、现场地质踏勘、试验、收集水文资料及工程有关资料等基础工作，并根据水库大坝安全评价导则编写了金泉水库水文复核、大坝施工质量复核、地质复核、大坝结构渗流稳定安全复核、大坝运行情况复核等五个专题报告，并提出了相关报告，并根据专题报告，编写大坝安全鉴定总报告，已经通过省级专家审查。考虑到工程今后主要功能为防洪及城市供水，为协调城市防洪及供水的要求，2002 年 1 月，重新进行了大坝枢纽地形测量，从而统一了高程系统，为今后工程的运行-可修编.-方便提供了较好的条件，以下的叙述均以新高程为准。经过黔东南州水利局组织专家进行鉴定分析，金泉水库安全鉴定结果为三类坝，大坝抗洪能力不能达到现行的防洪标准要求，坝体质量及涵洞四周基础处理存在较大缺陷，渗漏严重，防浪墙已不起防浪作用，放水闸门老化破坏、启闭不灵、影响水库的汛期泄洪等问题。1.1.21.1.2、工程任务及建设的必要性、工程任务及建设的必要性鉴于金泉水库存在上述的问题，故工程无法正常运行，水库防洪形同虚设，为保护XX市人民的生命及财产安全，充分发挥水库原功能的作用，工程除险加固迫在眉睫，并具有特别重要的意义。根据原工程概况及复核情况，金泉水库工程特性表如下表所示。-可修编.-工程特性表指标名称一、水文特性1、流域面积2、多平平均年径流量3、代表性流量多年平均流量调查历史最大流量设计洪水流量（P=2%）校核洪水流量（P=0.2%）枯水流量基流量4、洪量设计洪量（P=2%）校核洪量（P=0.2%）二、水库特性1、水库水位校核洪水位单位km2104m3m3/sm3/sm3/sm3/sm3/sm3/s104m3104m3m数量2.6160.830.05128.327.645.10.00170.00415.9624.70738.89备注坝址以上1954年复核36.7m3/s复核（P=0.05%）58.7m3/s复核:58.5104m3复核(p=0.05%):109.4104m3复核:738.61m-可修编.-设计洪水位正常高水位死水位2、水库面积正常高水位时的水面面积总库容兴利库容死库容4、库容系数mmm104m2104m3104m3104m3%738.27737.66724.598.1104.0066.383.0167.33复核:738.26m复核:100104m3工程特性表指标名称5、调节性能三、工程效益1、灌溉效益灌溉保证率灌溉面积2、鱼塘养鱼3、游泳池供水四、主要建筑物及设备特性1、坝坝型坝顶高程河床一般高程最大坝高坝顶长度坝顶宽度单位%亩亩104m3mmmmm数量8080015.9214.40739.39716.3923.001025.5均质土坝备注-可修编.-泄水建筑物溢洪道堰顶高程溢流前沿宽度最大单宽流量22放水涵洞（1）放水口（2）放水通道设计最大放水流量（3）灌溉管道最大放水流量mmm3/s.mm2737.6610.01.970.78541.29270.80.07070.3开敞式宽顶堰正槽溢洪道DN1000mm,园盘式钢闸门控制放水.城门型涵洞直径 400mm钢管布置于涵洞中m2m3/sm2m3/s工程特性表指标名称4放水冲砂隧洞（除险加固新增项目）进水口底板高程进口型式单位m数量724.09岸坡塔式工作闸阀（DN2000）闸门孔口尺寸mm1.8 1.8一个,检修平面钢闸门一扇启闭机隧洞洞径（净）隧洞长度台mm11.8221型号:QPQ5,圆形备注有压式圆形隧洞-可修编.-最大泄水能力消能方式五、施工特性（一）主要工程量1、灌浆孔钻孔总进尺2、土石方开挖3、混凝土4、钢材5、坝体细砂碾压6、土工复合膜防渗7、下游坝面铺草皮（二）工程总投资m3/smm3m3Tm3m2m2万元24.0514442607.22868.271.4116058003612459.43利用游泳池消能指除险加固内容共88个灌浆进尺1246 m1.2 设计工作概况1.2.1 工程设计的委托情况1984 年，XX 市水利局于委托原黔东南州水电勘测设计队进行质量检查；1993 年，XX 市水利局委托 XX 省大坝安全监测中心进行大坝安全检查；1998 年，XX 市水利局委托 XX 省黔东南州水利电力勘察 XX 进行大坝的安全复核；1.2.2 报告的提出及审批情况-可修编.-1998 年 12 月，根据水利部水管199586 号文件关于发布水库大坝安全鉴定办法的通知的要求，我院 1998 年 5 月组织有关专业的技术人员先后开展了检查观察、电法勘探、钻探、补充测量、现场地质踏勘、试验、收集水文资料及工程有关资料等基础工作，并根据水库大坝安全评价导则编写了五个专题报告：1）金泉水库水文复核；2）大坝施工质量复核；3）地质复核；4）大坝结构渗流稳定安全复核；5）大坝运行情况复核；根据五个专题报告，我院编写了：1）大坝安全鉴定总报告(1998 年 12 月)；2）金泉水库除险加固初步设计报告(1998 年 12 月)；3）金泉水库除险加固实施方案设计报告(2002 年 3 月)；并通过省级专家审查。审批文件见批文。1.2.3 施工图设计审批文件意见，XX 市水利局委托我院进行施工图设计，我院根据审批文件的审查意见进行施工图设计。受业主委托，2002 年 1 月开始进行工程抢险部分设计，根据工程进度要求，施工图设计于2003 年 3 月全部结束。1.3 工程 X 围和建设内容根据实施方案设计审批文件意见，金泉水库进行除险加固建设主要内容为：（1）大坝上下游坝面除险加固；-可修编.-（2）坝基除险加固（3）放水涵洞除险加固；（4）溢洪道除险加固；（5）增设观测设施；（6）防汛设施：配套防汛调度设施（工程车、防汛配套通讯设施、防汛配套监系统：水情自动化监测系统、防汛调度自动化系统等）。XX市水利局委托其他单位设计（7）其他设施：新建办公及防汛调度综合楼、进坝公路维修、建立日常通讯设施，库面水质监测设施（水质监测船）。2 2工程规划设计要点工程规划设计要点2.1 设计依据2.1.1工程实施方案设计报告确定的建设内容:工程实施方案设计报告确定的建设内容为:大坝上下游坝面除险加固。坝基除险加固。放水涵洞封堵。在大坝右岸增设大坝放空及冲砂隧洞。溢洪道除险加固。水库增设观测设施、防汛设施。具体为：增设观测设施：大坝表面沉降及位移、渗流量及渗水的浑浊度观测、其他设施观测。-可修编.-防汛设施：配套防汛调度设施（工程车、防汛配套通讯设施、防汛配套监测系统：水情自动化监测系统、防汛调度自动化系统等）。其他设施：新建办公及防汛调度综合楼、进坝公路维修、建立日常通讯设施，库面水质监测设施（水质监测船）。2.1.2批文确定的建设内容2002年8月,实施方案报告经过省计委、省水利厅组织专家进行审查，审查结论主要建设内容为：同意大坝上下游坝面除险加固。同意坝基除险加固。同意放水涵洞封堵。同意在大坝左、右岸比较后选择确定增设大坝放空及冲砂隧洞。同意溢洪道除险加固。同意水库增设观测设施、防汛设施。具体为：增设观测设施：大坝表面沉降及位移、渗流量及渗水的浑浊度观测、其他设施观测。防汛设施：配套防汛调度设施（工程车、防汛配套通讯设施、防汛配套监测系统：水情自动化监测系统、防汛调度自动化系统等）。其他设施：新建办公及防汛调度综合楼、进坝公路维修、建立日常通讯设施，库面水质监测设施（水质监测船）。工程总投资 450 万元。具体批文内容见XX省水利厅文件“黔水管200434号”。2.1.3水文气象资料金泉水库地处XX市郊金井村老猫冲，位于清水江小支流-金井河上游河段上，为洞庭湖水系，属亚热带季风湿润气候区，冬无严寒，夏无酷暑，-可修编.-多年平均气温15.7，年最高气温37，年最低气温-9.7，多年平均降雨量1234.5mm，多年平均蒸发量610mm，平均日照时数1273.4h，占可照时数29%，全年雾日数19.7天，雷暴雨日数3.3天，平均相对湿度78%，平均降雪日数为51天，积雪日数为27.3天，多年平均风速1.8m/s，最大风速28.6m/s，全年盛行东南风，平均无霜期为287天。坝址以上流域面积2.6km2，多年平均径流总量160.83104m3，平均径流量0.051m3/s。调查历史最大流量28.3m3/s（1954年）。2.1.4地形地质勘测成果水库位于XX山盆南角小高山前缘，坝址为中低山、低山环绕的不对称河谷，属裸露、半裸露型剥蚀岩溶山区，坝区为侵蚀与堆积的过渡型阶地，坝下游较开阔，为溶蚀浅山坡状缓丘，属覆盖型岩溶貌。水库所处的大地构造属江南古陆的西部边缘，王司背斜东北角，寨瓦背斜的西侧，脚里向斜南西端及陕班逆断层与蔓洞道断层之间的断块上，为一缓倾角的单斜构成。坝区出露地层为寒武系上统炉山组的中上部，岩性为浅色、灰色白云岩、多孔白云岩夹黑色硅质白云岩，岩层走向N81EN90W，倾向SE或SW，坝址处与河床斜交，倾向下游，倾角 1522，厚度大于100m。岩石节理裂隙发育，表层15m风化破碎，呈沙糖状、碎块状，透水性强。第四系地层，主要为黄色、褐黄色粘土、亚粘土，厚度010m不等，坝区上游零星分布，坝区下游缓丘上广为分布。据复查资料，坝区有四条顺河方向的断层分布，其中F1断层位于坝址左岸，走向N5030E，倾向SE，倾角70，断层破碎带35m，为一X扭性断层，但分布高程在正常高水位以上，对水库的渗漏影响不大；F2断层-可修编.-由库内左岸穿过坝基中部向坝后游泳池方向延伸，走向N1025E，倾向SE，倾角80左右，破碎带宽度大于5m，局部见有方解石脉充填，具近于水平的擦痕，为一X扭性断层；F3断层与F2断层近于平行，产状基本相同的X扭性断层，与F2断层相距约10余米，由库内延伸向库外；F4断层位于坝址右岸，由坝前冲沟向坝后冲沟，走向为N3040E，倾向SE，倾角80，破碎带宽大于5m，有较明显的构造角砾岩、摩棱岩，多风化呈沙糖状白云砂，局部有断层泥，为一X扭性断层。上述断层构造中，F1断层分布在正常高水位以上，且渗径长，对水库的蓄水影响不大，F2与F3断层位于坝基河床部位，两断层仅相距10余米，两断层间附近岩石受构造影响较大，F4断层位于坝址右岸，破碎带宽大于5m，胶结较差，风化较深，透水性强，对水库蓄水有一定影响。经对坝基作了4个钻孔的补充勘探资料表明，坝基010mX围内存在着一 强 全 风 化 层，压 力 试 验 结 果 单 位 吸 水 率 值 为 0.1 0.64L/minmm，为该坝允许值的510倍，属强渗透带，施钻过程中，钻进到坝体与基础接触部分，供水量为1.7L/s的循环水即突然消失，不返孔口，说明坝体与基础接触带透水性很强，而且从4号钻孔的资料得知，河床部位尚有1.4米的砂砾石层未清除，其透水性较强。库内蓄水位约 728.18m 时，在坝下游的坝脚处挖探槽一道，槽长 30m，挖到基岩的约 18m，在基岩与覆盖层接触面上，普遍有水渗出，其渗透量约 3103m3/s 左右。对在坝填筑质量进行了共计12组的钻探取样及人工取样试验，其中钻探取样测试值为：摩擦角平均值7.5，凝聚力平均值0.36kg/cm2，人工挖坑取样测试值为：摩擦角平均值10.25，凝聚力平均值0.372kg/cm2。干容量平均值为1.17T/m3。-可修编.-钻孔取样6组，其中五件在距坝顶06.1m内，一件在15.115.3mX围内，人工取样仅在背水坡暴露部位，代表性差，但从试验分析表明，在距坝顶3.54m内，这层土的平均抗剪强度C=0.39kg/cm2，=7.5，在5.56.1m这层土的平均抗剪强度为C0.24kg/cm2，=6.5，而以下土层由于土质不均匀或含水量过高，取样无代表性。因而总的趋势是：中部及上部大坝填土碾压质量较好，而其下部质量较差。1994 年省大坝监测中心对坝体进行检测，发现河床坝体含水量偏高2.1.5主要参照的规程规X设计采用的主要有关规 X 标准如下：水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）防洪标准(GB50201-94)；水利水电工程设计洪水计算规 X（SL4493）水利水电工程水文计算规 X（SDLJ21483）水利工程水利计算规 X（SL10495）碾压式土石坝设计规 X（SDJ21884）溢洪道设计规 X（SL2532000）水工隧洞设计规 X(SD13484)水工砼结构设计规 X(SL/T199-96)；水工钢筋混凝土结构设计规 X（SDJ2078）水工建筑抗震设计规 X(SL203-97)。水利水电工程钢闸门设计规 X（SL7495）水利水电工程启闭机设计规 X(SL41-93)；水利水电工程环境影响评价规 XSDJ302-88(试行)设计项目环境保护设计规定(87)国保字 002 号-可修编.-开发建设项目水土保持方案技术规 X(SL204-98)；水利水电施工组织设计规 XSDJ338-89(试行)；水利水电工程初步设计概算编制办法；参考资料：土石坝加固技术X 启岳主编 1999 年中国水利水电；水力计算手册（XX 水利电力学院水力学教研室编）；水工设计手册(水利电力)；2.2 设计标准2.2.1 设计频率（重现期）根据审批文件，大坝洪水标准采用50 年一遇（P=2%）设计，2000 年一遇（P=0.05%）。2.2.2 工程等级金泉水库最大坝高23m，总库容104 104m3，属小（1）型蓄水工程，按规X标准及审批文件，金泉水库为等小（1）型工程规模，主要建筑物大坝、溢洪道、隧洞为3级，次要建筑物为4级。2.2.3 设计水位根据设计复核及审批文件，水库特征水位如下：上游校核洪水位：738.89m上游设计洪水位：738.27m上游正常高水位：737.66m死水位：724.59m2.2.4 设计流量根据设计复核及审批文件新增隧洞设计泄洪流量为：24.05m3/s-可修编.-溢洪道最大下泄流量为：21.74 m3/s2.3 工程布置及主要建筑物总体工程和有代表性单位工程的布置形式，主要建筑物的结构型式和设计参数及主要建筑物设计成果等。工程的除险加固在原工程建筑物上进行，其中新增放水隧洞布置工程的除险加固在原工程建筑物上进行，其中新增放水隧洞布置在右岸山体中，除险加固主要建筑物设计情况如下：在右岸山体中，除险加固主要建筑物设计情况如下：2.3.12.3.1、大坝基础除险加固设计、大坝基础除险加固设计2.3.1.1 方案比较方案一：沿坝轴线钻孔进行帷幕灌浆。方案二：沿上游坝面周边设 1.52m 宽、23m 深的截水防渗墙后，再进行基础帷幕灌浆。推荐方案：由于工程应急抢险加固时采用的为方案二，工程施工已经完成了 80%左右，故此次推荐方案二为坝基除险加固方案设计。2.3.1.2、坝基及两岸坡防渗加固设计截水防渗墙由于该工程筑坝清基不彻底，坝体与基岩接触带010mX围内存在着一强渗透带，设计考虑在迎水面坝基沿两岸至正常水位高程设150#砼截水墙一道，坝基截水墙高度考虑23m，两岸坡考虑2m的高度，为便于帷幕浆施工和土工复合膜与周边连接的施工，截水墙宽度确定为1.5m宽。、坝基防渗帷幕灌浆设计坝址区出露寒武系炉山组地层，岩性为浅灰色、灰色白云岩，白云岩中多见晶孔。岩体中节理、裂隙发育，大多角砾化，表层岩体尤显破碎。-可修编.-在河床部位出现两条近于平行的断层，相距10余米，其走向1025，倾向SE，倾角80左右，从库内向库外延伸，断层破碎带宽5m，局部见有方解石脉充填，为一X扭性断层。1983年黔东南州水电XX对坝区进行钻孔勘探，经压水试验检查，在地表以下10余米X围内岩体渗漏性强，1020余米X围内渗透漏性相对减弱，但仍超过规X允许值。并在坝下游发现多处渗漏点，其量均在4550L/s左右，为防止坝基渗漏，确保大坝运行安全，特作帷幕灌浆处理。帷幕线的确定：为配合大坝坝体防渗采用柔性复合土工膜铺盖，经截流防渗墙与周边联接，防渗帷幕线布设在大坝周边截水墙上，两肩延伸至正常高水位封闭。帷幕深度的确定：根据坝高及建筑物等级，防渗帷幕标准定为值小于0.05L/mm.m，参照勘探压水试验资料而定，一般深度在 15m左右，最大达20m。灌注次序：帷幕孔为单排布置，孔距3m，采用两序次进行施灌。灌浆条件及灌浆压力：待坝周边截水墙与防渗土工复合膜一起浇筑（此时复合土工膜与坝面防渗复合土工膜铺盖尚未连接）龄期28天后打孔施灌。灌浆压力0.20.5MPa。灌注材料：采用425#以上普通硅酸盐水泥，细度大于4000目/cm2。造孔及灌浆：造孔采用100型回转式钻机，开孔孔径76mm，终孔孔径53mm，灌浆段长一般5m，特殊情况不得超过8m。一次成孔，至下而上分段灌注，孔底循环。灌浆前作简易压水试验。浆液配比：水灰比按8:1，5:1，2:1，1:1，0.8:1，0.7:1，0.6:1，0.4-可修编.-共8个级别，遵循由稀到浓的原则逐级改变。质量检查：灌浆结束后，打检查孔（不低于总进尺的 10%）作压水试验查，单位吸水量度值小于0.05L/mim.m.m视为合格。、帷幕灌浆工程量：灌浆钻孔总进尺1444m。其中：基岩钻进1278m；150#砼钻进166m；基岩灌浆段总长1246m，单灰耗量200kg/m，共耗水泥249T。2.3.22.3.2、大坝上游坝面除险加固设计、大坝上游坝面除险加固设计2.3.2.1方案比较方案一：在原坝面上直接加一层粘土防渗。方案二：在清除原坝面干砌块石后，用复合土工膜防渗处理。推荐方案：由于工程应急抢险加固时采用的为方案二，故此次推荐方案二为坝面除险加固方案设计。2.3.2.2 除险加固设计金泉水库在坝已投入运行20年，大坝年久失修，上游坝面明显变形，部分护坡出现塌陷，加上坝体填筑质量较差，经方案比较选定清除上游坝面原干砌块石后，夯实填筑 10cm厚的细砂垫层，要求细砂粒径不大于4mm，在其上铺筑复合土工膜防渗层，再用50cm厚粘土作保护（夯实），坝体表层用15cm厚150#砼预制块铺砌。预制块规格为bL=5050cm的正方形。2.3.32.3.3、下游坝面除险加固设计、下游坝面除险加固设计由于金泉水库已成为XX 市人民的公园，也是水利工程综合开发项目，为保护大坝下游坝面的稳定及美观要求，设计考虑清除下游坝面的杂草后，整平铺筑绿化用的草皮。-可修编.-2.3.42.3.4、涵洞封堵除险加固设计、涵洞封堵除险加固设计涵洞进口 10m 内周边经人工打毛后，用 C15 混凝土埋块石全断面进行一期回填封堵，下、下游端为钢筋混凝土堵头，二期封堵为低压回填灌水泥浆，以防止渗漏水径向涵洞周边渗漏。原涵洞进口井（原引水管阀门井）为夯实回填土（涵洞回填灌浆后再进行）。2.3.42.3.4、溢洪道除险加固设计、溢洪道除险加固设计由于全长 130m 溢洪道砼原浇筑厚仅 10cm,由于洪水冲刷及原砼浇筑质量较差，现已出现了开裂，大部份脱壳，表层砼疏松等现象，为提高其抗冲能力，不破坏溢洪设施，必须进行加固处理，鉴于原基础为弱风化基岩，基础较为稳定，因此采用人工硬打全部清除原砼护面，再清除部分基础后，重新浇筑 200#钢筋砼，新浇筑 200#钢筋砼底板及侧墙厚 20cm，并设锚固筋，纵向伸缩缝间距 612m，横向伸缩缝分缝间距 1520m，锚固孔布置成梅花状，纵横间距均为60cm，孔径2.53.0cm，孔内予埋12 钢筋，孔内长 50cm，用 1:2 水泥砂浆压入孔内，固结钢筋即可。溢洪道加固，起安全泄洪作用。2.3.52.3.5、放水冲砂隧洞设计、放水冲砂隧洞设计由于封堵原放水涵洞后，大坝无放水底孔，对今后大坝检修及冲砂留下后患，加上水库位于 XX 市城区，为确保 XX 市人民财产安全，预防可能发生最大暴雨洪水而保证大坝安全，而设放空兼泄洪冲砂隧洞一座，隧洞出口底板高程与游泳池平台高 1m），出口消能为已建成游泳池，不再增设消能措施。2.3.5.12.3.5.1、隧洞位置方案比较、隧洞位置方案比较-可修编.-方案比较方案一：布置于大坝右岸方案二：布置于大坝左岸左右岸工程地质情况地质、地形概况：坝区出露的地层为寒武系上统炉山组细晶白云岩，岩层产状倾向 120倾角 15，倾向上游偏右岩。坝区无较大断裂通过，但受构造应力影响，岩体较破碎，呈碎裂结构，岩溶发育微弱。大坝左岸地形较平缓，为缓坡地带，其分布右多幢民房，地表高程相对较低，高出坝顶仅 36 米。如在左岸布置隧洞，进口将位于缓坡位置，不易成洞，且在出口位置有多幢民房；而且岩体较右岸破碎。故左岸的地质、地形条件较差，不宜布置隧洞。大坝右岸山体较雄厚，岩体完整性稍好于左岸，民房不多，从地质、地形条件来看，隧洞宜布置在右岸。隧洞围岩工程地质条件右岸未见较大断裂构造发育，岩体呈破碎结构，结构面 X 开度大，岩溶发育微弱，洞线基本位于弱风化带内，围岩属类围岩，中硬岩质类型，经参照类似工程经验，提供如下岩体力学参数：名称单位数量备注岩体弹模泊松比抗力系数内摩擦角MpaMpa/m度30000.2530035-可修编.-凝聚力饱和抗压强度天然重度kpaMpaKN/m3300352.3因岩体较破碎，渗透系数较大，地下水位受库水位及下游水位控制，洞线处于季节变动带内。地下水属低矿化度重碳酸根钙镁型水，对混凝土无大的影响。结论与建议：经比较左右岸地质、地形条件，建议隧洞布置在右岸。考虑到围岩呈碎裂结构，围岩压力可采用压力拱理论计算。在隧洞施工中，应及时支护，防止因洞顶松动掉块引起较大规模塌落发生。混凝土骨料可用隧洞开挖弃碴轧制，但要注意到可能少量弃碴的含泥量大，不能利用。推荐方案：经地质分析，隧洞位置选择按方案一确定，即隧洞位置布置于大坝右岸。2.3.5.22.3.5.2、隧洞结构型式选择、隧洞结构型式选择方案一：按有压洞设计：隧洞进口设检修闸门，出口设电手动闸阀。方案二：按无压洞设计：隧洞进口设检修闸门及工作闸门。方案比较方案一优缺点。优点：隧洞断面小，工程投资少；运行方便，可随时向下游的金井河放不等同流量的水冲洗河道，水量大小可随时调整，以便保持下游河道的生态环境用水又不浪费水资源。缺点：隧洞处于有压过-可修编.-流，由于隧洞围岩地质处于较破碎的白云岩体中，有压水从砼渗漏后容易沿岩层破碎带渗漏，引发渗漏通道。因此隧洞的施工质量是解决此问题的关键，但由于隧洞施工处于地下，施工质量不容易控制。方案二优缺点。优点：渗漏通道长，不容易因隧洞开挖及运行引发水库渗漏通道，检修、工作门集中在隧洞进口，运行管理比较方便。缺点：隧洞断面大，工程投资大。隧洞从有压变成无压的洞内消能段，按水力学公式计算要求断面高度是无压洞宽或高度的35 倍，断面高度较高，加上工程地质较差，结构受力复杂，施工困难，而且常规要求作试验来确定此断面的高度，需要一定的时间作试验研究，与工程除险加固要求短时间内完工有冲突；由于闸门工作情况的原因，放水流量不容易控制，会造成下游河道经常无水过流，影响流经 XX 市区的金井河的生态环境用水。推荐方案：根据上述优缺点比较，方案一与方案二比较，各有利弊，根据本工程的具体特点，推荐方案一为本阶段的设计方案，即采用按有压洞设计。主要理由为：隧洞断面小，工程投资少，工程设计工期短，控制放水方便，有利于下游金井河的生态环境用水；有压水从砼渗漏后容易沿岩层破碎带渗漏，引发渗漏通道，可以从控制施工质量、把检修闸门经常当工作门使用等方法来控制解决，加上金泉水库隧洞正常工作水头仅为13.57m16.59m，水压不大；隧洞地质结构单一，无断裂构造发育，岩溶发育微弱；洞线基本位于弱风化带内，围岩属类围岩，岩质较硬；隧洞结构地处 6 度设防区，基本无地震情况造成隧洞衬砌破坏。因此，有压隧洞中一般不容易引发渗漏通道。2.3.5.32.3.5.3、隧洞断面型式及尺寸设计、隧洞断面型式及尺寸设计-可修编.-隧洞断面型式设计根据隧洞的工程地质情况，隧洞围岩呈破碎结构，结构面 X 开度大，根据一般隧洞的受力特点，并根据隧洞围堰岩的情况，确定采用受力条件较好的圆形结构为隧洞的工作断面。尺寸确定金泉水库新建的隧洞主要功能为放水及冲砂，因此，隧洞的断面按隧洞施工要求的施工断面进行设计，确定隧洞净直径1.8 米。2.3.5.42.3.5.4、隧洞总体布置、隧洞总体布置根据地形情况，金泉水库放水冲砂隧洞由进口段、洞身段、出口段等组成。结合实际情况，隧洞各部分的布置如下：进口段隧洞的进口段为方形结构，由进口喇叭段、闸门井段及渐变衔接圆形洞身段组成。进口喇叭段根据我国大量工程实践的经验和一些试验总结提出的合宜体形进行设计。从根本上提高和改善该段的压力，但又不至增加闸门孔口尺寸，而又保持泄流能力，体形布置设计如下：进口顶部为椭圆曲线，侧曲线采用 1/4 椭圆。闸槽段的闸槽型式合宜宽深比 W/D=0.050.08，斜坡比/x=1/101/12，圆角半径取 R/D=0.1，以便在动水中关闭检修门时能迅速利用水柱下门。扩散渐变段的扩散角（边线与中线的夹角）取6，收缩渐变段的收缩角取9，其长度一般为均匀段洞径的 2 倍。进口门井及工作桥设计：-可修编.-根据地形条件，隧洞进口门井设计为岸塔式形式，确定为圆形塔，门井上部设计布置有框架式闸门启闭平台，连接岸边的工作桥设计为排架式简支板桥，桥宽 2m，栏杆为钢筋混凝土栏杆。进口门井金属结构与电气设计检修闸门设计：进口检修闸门按出口闸阀失效，闸门需动水启闭的事故门设计，闸门为金属平板门，根据隧洞设计情况，门槽孔口尺寸为 23m，根据设计结果需要门体8.3T，配重块重6T，埋件重6.7 吨。启闭机选用型号为QPQ250kN 的卷扬式启闭机一台。电气设计启动检修门的电源可就近接管理所的动力电源，经动力启动柜来启动卷扬式启闭机电机，并在启闭平台的屋面设置防雷接地装置。洞身段隧洞的洞身段由直线段及转弯段组成。在平面上尽可能采用直线，但由于受条件限制，隧洞必须转弯，为保持良好的流态，其转弯半径设计控制在大于 5 倍洞径或洞宽确定，转角小于 60，曲线段首尾的直线长度按大于 5 倍洞径确定。在竖直面上布置成直线，并根据砼的抗冲流速、出口情况等因素确定隧洞底坡。出口段隧洞出口由工作闸阀段及扩散段组成。隧洞出口流速较高，故设计一扩散段使水流先行扩散，减少单宽流量，出口采用底流消能的联结形式，联结段的扩散角 a 取 6，斜坡段采用1：3 的直线连接。出口消能接原游-可修编.-泳池。具体布置见设计图。闸门井通气管的面积设计根据隧洞的工作情况，在检修门之后设置通气孔，以便在正常泄流、充水、泄空等情况下担负充气和排气作用，从而改善洞内流态，避免气蚀和闸门振动等不利情况。通气孔设计按最大充气量来确定通气孔的面积，即按校核洪水位时闸门全开情况下计算确定。通气孔的断面面积按以下两个公式中的计算结果大值确定：公式一：a 0.09vwvaa通气孔的断面面积闸门后的管道断面面积V闸门孔口处的流速V通气孔的允许风速，取 50m/s公式二：a cQw(Fr1)bva式中：Q泄水流量Va通气孔的允许风速，取 50m/sFr门后水流的弗汝德数，可取闸门收缩断面处计算：Fr=Vc/(ghc)1/2C、b均为系数，根据该工程的情况c=0.014，b=1.4。隧洞的放空泄流能力计算-可修编.-金泉水库放空冲沙隧洞为有压洞，进口为喇叭口型式，隧洞出口为方形结构，最小尺寸为1.81.6m，底板高程为721.07m，洞内长度为221.4m，水库正常蓄水位 737.66m，设计洪水位为 738.26m，校核洪水位为 738.61m，根据水工设计手册隧洞泄流能力计算公式如下：Q BAB2gH式中：B末端断面 AB的流量系数。AB末端断面面积。HI有效水头按上公式计算得不同水位情况下（闸阀全开）隧洞的泄流能力如下表所示。泄流能力曲线见后页图中。隧洞在不同水位情况下泄流能力计算结果表工作水头06810121416.5917.19库前水位高程（m）泄流能力 Q（m3/s）备724.09727.07729.07731.07733.07735.07737.66738.27014.0716.2418.1619.8921.4923.3923.81注出口底板高程721.07m正常蓄水位复核设计洪-可修编.-水位24.0517.54738.89复核校核洪水位凯里市金泉水库新建放空隧洞泄流能力曲线图19739.071817737.071615735.071413738.61(校核洪水位高程）738.26(设计洪水位高程）737.66原设计正常水位高程）相应库水位高程(m)733.071211731.07109729.0787727.0765725.0743723.0721水头H(m)HQ721.070（隧洞出口底板高程）01234567891011121314151617181920212223242526272829泄流量Q（m3/s)303132泄流水头H（m)泄流量Q（m3/s)00614.07816.241018.161219.891421.4916.5923.39正常水位17.1923.81设计水位17.5424.05校核水位2.4 设计工程量经施工图设计，与原实施方案设计对比，主要工程量对比列表如下：-可修编.-主要工程施工图设计与实施方案设计工程量对照表序号工程部位项目名称单位数量施工图实施方案大坝上下游坝面除险加固坝基除险加固放水涵洞封堵数量增减情况增减备注-可修编.-增设大坝放空及冲砂隧洞槽挖石方槽挖土方洞内 C20 砼衬砌铁皮麻丝沥青止水C25 砼栏杆制安C20 砼底墩C20 砼侧墙C20 砼梁板柱C20 砼梯步C10 砼底板C10 砼侧墙M5.0 砂浆砌砖干砌块石面勾缝塑钢玻璃窗竖井柱油漆天棚砂浆抹面墙面砂浆抹面天棚石灰涂料墙面石灰涂料竖井面砖蘑菇石面砖铁锈面砖镶板门制安窗安钢条后墙搓砂水泥电杆16mm2 皮线4mm2 胶直线2.5mm2 胶直线m3m3m3m3m3m3m3m3m3m3m3m3m2m2m2m2m2m2m2m2m2m2m2m2m2根m2mm470.78405.49821.07126.422.5919.2772.5514.441.219.9725.0818.9380.631.1847.35171.4288.06171.4288.06281.13100.5450.761.898.126.1114345513-可修编.-横担龙门架瓷砰日光灯电开关闸刀根个个座个个4328222电表弹子锁钢管栏杆护栏制安脚手架砼拆除围堰拆除PVC 管制安DN80DN40DN25金属结构设备及安装工程个把mm2m31111.72694.5733.22761.13mmm21.321.310台套11启闭机（QPQ-25）电动闸阀（DN200）旁通手动闸阀（DN30）tt套7.97219.5271钢管制安闸门制安电动闸阀（DN200）-可修编.-旁通手动闸阀（DN30）tm3mmm3m3m3m3m3m3mt7.9721217.031619173.2232.9427.54
