[湖北]水库枢纽除险加固工程初步设计报告.doc
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1、湖北省 黄石市 铁山区 水库除险加固工程初步设计报告(审定版)黄石市 勘察设计有限公司二一6筑龙网 本文共195页 更多详细内容水库工程特性表序号名称单位数量备注加固前加固设计一水文1水库控制流域面积km21.541.54(1)设计暴雨日降雨量(3.33%)mm290.0254.7(2)校核暴雨日降雨量(0.33%)mm444.9376.3(3)暴雨日降雨量(5%)mm262.6225.32代表性流量(1)设计洪峰流量(3.33%)m3/s47.9743.32(2)校核洪峰流量(0.33%)m3/s66.8154.94(3)洪峰流量(5%)m3/s44.5239.77二水库1洪水标准(1)设计
2、洪水(重现期)年3030(2)校核洪水(重现期)年3003002水库水位(1)设计洪水位m218.15218.51(2)校核洪水位m218.42218.84(3)正常蓄水位m217.25217.25(4)死水位m201.83201.833水库容积(1)总库容104m3117.37121.21(2)防洪库容104m310.6814.52(3)有效库容104m391.0991.09(4)死库容104m315.6015.604调节性能年调节年调节三下泄流量1设计洪水位下泄流量m3/s29.7121.082校核洪水位下泄流量m3/s43.5829.74320年一遇洪水下泄流量m3/s27.2018.9
3、1四主要建筑物及设备1主坝(1)坝型粘土斜墙坝粘土斜墙坝(2)坝顶高程m219.86219.90(3)粘土斜墙顶高程m218.86218.86(4)最大坝高m33.1733.21(5)坝顶长度m140140(6)坝顶宽度m7.607.10(7)坝体防渗粘土斜墙粘土斜墙充填灌浆(8)坝基防渗帷幕灌浆2溢洪道(1)型式开敞式宽顶堰开敞式宽顶堰(2)堰顶高程m217.25217.25(3)底宽m10.009.00(4)消能方式无消能底流消能3输水系统(1)型式钢筋砼圆管钢筋砼圆管内衬钢管(2)内径m0.800.63(3)管长m65.0063.30(4)进口底高程m201.00201.83(5)流量m
4、3/s4.503.03(6)闸门扇11(7)起闭设备台5t手电两用螺杆式启闭机15t手电两用螺杆式启闭机五工程效益指标1防洪保护面积万亩0.160.162防洪保护人口万人0.250.253设计灌溉面积万亩0.300.304实际灌溉面积万亩0.100.30六主要项目及工程量1斜墙充填灌浆(钻/灌)m1857.90/1780.902坝基帷幕灌浆(钻/灌)m538.73/491.153土方开挖m33127.334石方开挖m3605.115土方回填m31387.436浆砌块石m3482.287干砌石m31998.618砼m31639.969钢筋T100.10七工程投资1枢纽工程(1)建筑工程万元304
5、.55(2)机电设备及安装万元0.00(3)金属结构设备及安装万元22.28(4)临时工程万元20.83(5)独立费用万元79.49(6)基本预备费万元25.632环境保护及水土保持6.61(1)环境保护工程万元4.80(2)水土保持工程万元1.823工程静态投资万元452.784工程总投资万元459.39八国民经济评价指标1经济内部收益率23.12经济净现值万元350.263经济效益费用比1.53九财务经济评价指标1财务内部收益率%20.42投资回收期年4.873财务净现值万元377.321 综合说明1.1 绪言 水库位于黄石市铁山区熊家境村东北角古竹槽,下陆区 风景区西部,距武九铁路、10
6、6国道4km。水库水源主要是天然来水,属大冶湖水系,承雨面积1.54km2,安全鉴定复核总库容117.37万m3。大坝于1975年9月动工兴建,1984年5月竣工投入运行,是一座以灌溉为主,兼有防洪、养殖、旅游等综合效益的小(1)型水库。 水库运行到91年,输水管管壁出现多处渗水,后请省水利厅技术研究所的专家诊断,运用灌浆技术,堵住了大坝卧管渗漏。1988年至2003年期间分别对水库大坝边坡和溢洪道左帮边坡进行干砌石护坡护砌。 水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道、输水涵管及交通桥等组成。为彻底查清 水库存在的安全隐患,做好除险加固的前期准备工作,铁山区农林水利局委托黄石市 勘察设计有限公司根据 水
7、库大坝安全鉴定办法和水库大坝安全评价导则(SL258-2000)对该水库进行全面鉴定。限于建设当时的技术条件和技术水平,勘测、设计、施工等基础资料甚少,为客观、真实地反映本工程的工程质量状况,大坝安全评价阶段重新对坝区进行了地形测绘,并对大坝和其他主要建筑物进行了钻孔勘探和地质测绘。1.2 水文测区属亚热带季风气候,年平均气温16.80C,最高气温41.30C;最低气温在0.30C,期间有霜冻和降雪发生;区内雨量丰富,降雨多集中在6、7、8月,多年平均降雨量1395.0mm,年最大降雨量1934.7mm(1983年),月最大降雨量468.7(1997年6月),日最大降雨量215.5 mm(19
8、69年6月24日)。降雨年内分配极不均匀。多年平均最大风速15.5m/s。1.3 地质 水库建库前及施工过程中未进行工程地质勘察工作,为了进一步查明库区、坝区水文地质和工程地质条件、坝体填筑土物质组成及工程特性、坝基岩土体水文地质和工程地质特性和分析水库存在的主要工程地质问题并进行评价,铁山区农林水利局委托湖北楚鹏工程勘察设计院对水库进行了初步设计地质勘察工作。根据勘探成果,主要结论如下:(1)工程区大地构造位于扬子准地台下扬子台坪之黄石台褶带。根据中国地震动参数区划图(GB183062001),工程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。相应的地震基本烈度为VI度。
9、(2)库区由志留系砂岩及第四纪松散堆积层构成。库区岸坡稳定和水库封闭条件较好,不存在水库永久渗漏和水库淤积。库区无矿产分布,不存在淹没,库区工程地质条件较好。(3)坝基砂岩风化程度较深,多呈强风化和弱风化,全孔未揭穿弱风化层,岩体呈弱透水性。岩体抗渗性较好,坝基渗漏的问题不严重,但坝基接触带岩体风化裂隙发育,存在接触渗漏问题,应进行特别处理。1.4 工程任务与规模1.4.1 工程建设的必要性 水库是最典型的“三边”工程,由于前期准备工作不足,未作地质勘探,设计标准低,施工条件差,且片面追求“快速、省钱、省料”,给工程留下很多安全隐患。投入运用后,暴露出实际防洪标准低,大坝局部渗漏,涵管漏水,白
10、蚁危害等诸多险情与问题,虽在运行管理中采取了一些除险加固措施,对大坝白蚁也做过一些处理,但由于受资金等因素的制约,大坝的安全隐患仍末得到彻底根除。 水库是地理位置重要,下游保护着多个村庄、大面积农田和人民的生命财产安全,担负着大片良田的灌溉任务,对铁山区的工农业建设和经济的发展起着重要的作用。1.4.2 水库洪水调节根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000), 水库工程等别为IV等工程,大坝、溢洪道等挡、泄水建筑物属于4级建筑物。根据防洪标准(GB50201-94),该水库洪水标准为30年一遇洪水设计,300年一遇洪水校核。水库除险加固后的洪水调节成果,水库总库容121.21万
11、m3,详细见表1-1。依据上述防洪调度规则进行调洪计算,各频率设计洪水的调洪主要成果列于表1-1。表1-1 水库各频率洪水的调洪成果洪水频率溢洪道堰顶高程(m)溢流堰净宽(m)起调水位(m)入库洪峰流量(m3/s)最大泄流量(m3/s)相应最高库水位(m)水库最大滞蓄洪量(万m3)P=3.33%217.259.00217.2543.3221.08218.5111.54P=0.33%217.259.00217.2554.9429.74218.8414.52P=5%217.259.00217.2539.7718.91218.4210.70因溢洪道为无闸控制,起调水位按正常蓄水位起调,堰顶高程为21
12、7.25m,溢流堰顶净宽9.00m(2孔,4.50m/孔)。1.5 水工建筑物加固设计1.5.1 设计依据 水库承雨面积1.54km2,加固后的总库容为121.21万m3,根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL2522000)的规定,工程等别为等,主要建筑物级别为4级,次要建筑物级别为5级。1.5.2 工程存在的问题 水库兴建至今,根据在运行中巡视检查、安全鉴定结论和本次调查发现存在的问题有:经调洪计算坝顶高程复核值为219.89m。现状实测坝顶高程为219.86m,防浪墙顶高程为220.50m,加固后坝顶高程219.90m,坝顶高程不欠高。坝体上游护坡局部损坏,下游堆石体表面局部不平整,无
13、导滤设施。地勘成果表明,大坝大多数部位碾压符合要求,但局部欠密实,压实度不满足规范要求。坝存在白蚁危害。坝身填筑不密实,质量差,清基不彻底,防浪墙及上下游干砌块石护坡局部变形破损,下游坝脚无反滤设施,排水沟未衬砌,排水不畅;1.5.3 工程总体布置 水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道和输水管等建筑物组成。本次除险加固设计主要是按照国家有关的主要技术标准及规程规范的规定,依据大坝安全鉴定结论,对水库的功能和规模不作改变,对工程存在的病险项目进行加固,重点解决工程存在的安全隐患,并根据工程管理的有关要求,完善大坝安全监测、防汛等工程管理设施等。主要加固内容包括大坝加固、溢洪道加固、输水建筑物加固、交通
14、桥及管理设施建设等。1.6 金属结构与电气1.6.1 金属结构 水库加固工程金属结构部分主要包括输水管进水闸、启闭设备及内衬钢管。根据安全鉴定结论和本次输水管加固方案, 水库原输水管金属结构设备全部报废并拆除。本次加固设计方案结合输水管重建方案进行金属结构设计,拟更换闸门1个及其1台15t手电两用螺杆式启闭机,配套相应启闭螺杆。1.6.2 电气 水库目前供变电设施为村庄有农用电网线路。根据本次加固设计,供电电源从农用电网至水库采用LGJ-50钢心铝绞线架设380V配电线路,线路长1.00km。闸门启闭机室设动力配电箱,用VV0.6/1KV-3x95+1x50的电缆给启闭机送电。办公用房采用BV
15、-11.5的绝缘导线为照明设备供电。1.7 工程占地及淹没处理 水库除险加固设计包括大坝、输水管、溢洪道加固,需占用一定数量的土地。工程占地包括永久占地和施工临时占用地。根据中华人民共和国土地管理法对工程占地拆迁给予补偿。占地按农田考虑,临时占地1300元/亩/年。1.8 环境保护设计 水库区位于铁山区境内,库区山地的植被绿化和水源涵养都较好,库区地处丘陵,人居稀散,坝区上游无工业污染源,库水水质良好;大气扩散条件较好,噪声环保背景值较低,故空气质量和声环境现状良好。施工期间,在该新建公路和工程土料开挖、运输、填筑施工中,将会产生一定数量的扬尘,燃油施工机械及运输车辆在运行中也将产生废气,可能
16、造成表层土流失。另外,施工期间人员集中,疾病传播机会增加。1.9 水土保持设计 水库除险加固施工开挖使植被破坏,表土层抗蚀能力减弱,加剧水土流失。施工中土石料堆积和弃渣,如果不采取拦挡措施,将产生严重的水土流失,就会威胁下游村庄、道路、农田,造成危害。根据水库整险加固工程的特点,新增水土流失的防治以工程措施为先导,对于大坝加固填筑,设置适当的导、排系统;溢洪道开挖时采取削坡开级措施,以防施工期水土流失;在公路两侧,采取修建挡土墙或块石护坡、草坪护坡等措施,保证近期内建设弃渣不出沟、不下河。1.10 工程管理设计 水库由 水库管理处负责管理,按照工程运用管理制度和 水库调度计划进行合理调度运用,
17、对发现的问题及时处理,确保大坝的安全。为适应现代化管理的需要,按照水利工程管理单位编制定员试行(SLJ705-81)的有关规定, 水库管理处编制定员3人,其中生产人员2人,管理人员1人。水文测报配备1名专职管理人员。由专职人员进行安全观测、设备维修、观测数据的整编与分析。按水库工程管理设计规范(SL106-96)的有关规定,确定工程管理和保护范围。工程管理范围包括工程区和生产、生活区。工程保护范围为工程管理范围边界线外延,主要建筑物外延200m,一般外延50m。水库保护范围:坝址以上、库区两岸土地征用线以上至第一道分水岭脊之间的陆地。1.11 工程概算工程总工期为10个月。按黄石建设工程造价信
18、息(2010年第4期)价格水平计算,本工程静态总投资452.78万元,其中建筑工程304.55万元、金属结构设备及安装工程22.28万元、施工临时工程20.83万元、独立费用79.49万元,基本预备费25.63万元,环境及水保专项费用6.61万元,合计工程总投资459.39万元。2 水文2.1 流域概况 水库位于下陆区 风景区西部,是一座以灌溉为主,兼有防洪、旅游等综合利用效益的小(1)型水库。水库承雨面积1.54km2,河道长度1.03km,复核干流河道比降J=144,流域形状参数为1.45,为山区扇形流域。本次初步设计使用1:10000地形图重新量测集雨面积,测量结果与原规划面积相差不大,
19、故本次设计仍采用原来的集雨面积,即1.54km2。2.2 水文气象特征 水库属于大冶湖流域,流域属亚热带气候,年平均气温16.80C,最高气温41.30C;最低气温在0.30C,期间有霜冻和降雪发生;区内雨量丰富,降雨多集中在6、7、8月,多年平均降雨量1395.0mm,年最大降雨量1934.7mm(1983年),月最大降雨量468.7(1997年6月),日最大降雨量215.5 mm(1969年6月24日)。降雨年内分配极不均匀。多年平均最大风速15.5m/s。该水库没有水位观测项目,入库流量资料缺乏。表2-1 黄石地区多年平均月降雨量 单位:mm站名典型年年份月份1月2月3月4月5月6月合计
20、黄石地区实测期多年平均19341938,19472008降水量48.779.2120.6162.6184.92381391月份7月8月9月10月11月12月降水量162.7132.183.672.564.341.82.3 水文基本数据 水库建库前,所在流域没有任何水文资料,不能直接用流量数据推求设计洪水,只能通过暴雨途径。考虑到编制湖北省暴雨统计参数图集使用测站较多,暴雨资料系列较长,反复进行地区协调和成果论证,成果较为可靠,本次设计暴雨采用湖北省暴雨统计参数图集方法推求。2.4 径流由入库实测枯水期降雨、径流资料分析,得水库流域枯水期分月径流系数取0.40;日降雨径流系数取0.50。2.5
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