某水库除险加固工程初步设报告(104页).doc
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1、-某水库除险加固工程初步设报告-第 页1 综合说明1.1工程概况1.1.1概述xxxx水库位于xx镇境内,属嘉陵江水系长滩寺河支流,距xx城约2公里。该库于1966年动工兴建,1967年完工,大坝为均质土坝。坝址以上控制集雨面积为0.36km,主河道长0.868km,河床平均坡降95.61,总库容15.82万m,正常库容12.64万m,死库容2.1万m。校核洪水位395.674m,设计洪水位395.366m,正常水位394.51m,死水位389.50m,属年调节水库,该库是一座以灌溉为主,兼有防洪和水产养殖等综合效益的小(二)型水利工程。枢纽工程由大坝、溢洪道和放水设施组成。xx水库枢纽工程等
2、别为等,主要建筑物级别为5级;防洪标准为20年一遇洪水设计、200年一遇洪水校核,消能防冲按10年一遇。1.1.2工程现状大坝:该库大坝为均质土坝,坝顶高程为397.60m,坝底高程为386m, 坝高11.60m,坝顶宽3.0m,坝顶长104.3m。大坝内坡坡度从上到下依次为1:1.97、1:4.40;外坡坝坡从上到下依次为1:2.13、1:2.00,无排水棱体。溢洪道:该库溢洪道位于大坝的右端,为开敞式正堰溢洪道,堰顶高程为394.51m,堰顶净宽4.5m,最大下泄流量为8.47m/s。溢洪道的底板、侧墙已衬砌,但下游无消能设施,现运行基本正常。放水设施:xx水库放水洞位于大坝右端库内,进口
3、为塔式丝杆球闸取水,洞身断面为浆砌条石矩形无压洞。进水孔口径为0.40m,进口低高程389.50m,洞长48m,洞底比降1/500,洞身断面尺寸为(宽高)0.600.60m,出口底高程为388.40m。1.1.3 工程存在的主要问题1、大坝内为块石护坡,凹凸不平,外坡坝面无排水设施,大坝存在白蚁危害。 3、溢洪道为开敞式正堰溢洪道,下游无消能设施,汛期洪溢时,洪水冲刷下游。4、放水闸房破损严重,放水竖井井壁渗漏,放水设施金属结构锈蚀,变形严重,启闭困难,止水橡胶老化。5、水库无通讯设备,防洪进库公路及管理设施差。6、水库无观测设施。 1.2大坝安全鉴定情况 2011年2月,xx水利水电勘测设计
4、室根据水库大坝安全鉴定办法(水建管2003271号)的要求,按照水库大坝安全导则(SL258-2000)的规定,对xx水库大坝进行了安全鉴定。2011年2月日,xx水务局主持召开了xxxx水库大坝安全鉴定会,安全鉴定专家组对大坝进行了安全鉴定意见,提出并通过了xx水库大坝安全鉴定报告书(见附件)。1.2.1专家审查意见2011年2月,专家组经过对xx水库现场检查和对xxxx水库大坝安全鉴定论证报告等有关资料的审议,提出该大坝安全鉴定意见如下: 一、xx水库大坝安全鉴定论证资料基本齐全,依据充分,数据可靠。 二、经洪水复核,水库防洪标准满足GB5020194规定的20年一遇洪水设计、200年一遇
5、洪水校核标准。 三、大坝内坡护坡块石不规则,凹凸不平。,大坝存在白蚁危害。 四、溢洪道无消能及出水设施。 五、放水闸房破损严重,竖井井壁渗漏、放水设施金属结构锈蚀。六、无观测设施。 七、防洪抢险公路不畅,管理设施差。 1.2.2.大坝安全类别大坝安全类别评定为二类坝。1.2.3对运行管理或除险加固的意见和建议1、大坝内外坡护坡,完善外坡坝面排水设施,对大坝进行白蚁防治处理。2、衬砌完善溢洪道消能。3、整治放水设施。4、完善观测设施。5、改造完善水库管理设施。1.3工程任务及规模1.3.1 除险加固的必要性xx水库于1966年动工兴建,1967年完成坝高10m,2001年加高达到现在规模。大坝为
6、均质土坝。大坝自建成,因施工质量差,土料碾压不密实,于2000年初内坡中出现了滑坡,滑题长约25m,滑体高约3.15m,滑体厚约2.7m,滑体顶部高程约397.13m。2001年5月,由县财政拨款对滑体进行了翻挖回填处理,对大坝进行了培厚加高、护坡等整治,现大坝坝顶宽度及内、外坡比均匀满足构造要求,无变形、渗漏等隐患,运行基本正常,但内坡坡块石不规则,凹凸不平。溢洪道下游无消能设施汛期洪水冲刷下游,抢险公路不通畅,管理设施差。大坝、溢洪道及放水设施等病害较多,属病险水库大坝,安全性综合评价级别为二类坝,须尽快进行除险加固,全面整治,以确保大坝安全。水库下游有一个村,0.05万亩农田,影响人口0
7、.1万人、属于地理位置较为重要的水库。综上所述,xx水库病害整治工程是十分必要和迫切的。1.3.2 工程除险加固任务根据xx水库安全鉴定报告书,结合xx水库枢纽工程病害实际情况,其除险加固任务如下:1、拆除内坡块石,增设内、外坡护坡和工程观测设施完善坝面排水设施,对大坝进行白蚁防治处理。2、衬砌完善溢洪道消能及出水渠。3、整治放水设施。4、改善水库管理设施。5、完善观测设施。1.3.3工程规模1.3.3.1工程规模确定的原则(1) 水库除险加固后的兴利库容应满足灌溉要求。(2) 水库除险加固后不增加水库防洪库容,不改变水库现状规模。(3) 各建筑物的除险加固尽可能结合现状结构合理优化布置。1.
8、3.3.2水库防洪标准的确定xx水库为小(2)型水库,原设计防洪标准按20年一遇洪水设计、200年一遇洪水校核。本次设计只针对水库存在的安全隐患进行除险加固,不改变水库的功能和供水规模;因此,本次除险加固按原防洪标准不变。1.3.3.3正常蓄水位确定xx水库现状正常蓄水位394.51m;根据xx水务局“十二五”规划可知,xx水库近期规划的灌溉规模均维持现状不变。因此,本次除险加固设计不改变原兴利库容,正常蓄水位仍采用394.51m。1.3.3.4调洪演算xx水库的泄洪方式为开敞式正堰,水库从正常水位394.51起调,当库水位高于溢洪道堰顶时自由泄洪,当水位低于溢洪道堰顶时水库则进行蓄水。1.3
9、.3.5工程规模确定本次除险加固的工程规模为:水库正常蓄水位为394.51,设计洪水位为395.366m,校核洪水位为395.674m;总库容15.82万m,兴利库容11.54万m,死库容2.1万m;溢洪道堰顶高程为394.51m。1.4水文1.4.1流域特征xxxx水库为小(二)型水利工程,属嘉陵江水系长滩寺河支流,大坝坐落在xxxx镇境内,距xx2km,坝址以上控制集雨面积0.36平方公里,主河道长0.868公里,河床平均比降95.61,流域内最高峰相对高差4070米。库区出露岩层主要为侏罗纪砂岩层,出露土层多为砂壤土,植被良好。1.4.2设计洪水(1)防洪标准按照防洪标准(GB50201
10、94)及水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)的规定,该库防洪标准确定为20年一遇洪水设计,200年一遇洪水校核。(2)设计洪水推求鉴于本库流域及附近区域无实测洪水流量资料,不能采用由洪水流量资料推求洪水设计,水库运行期间又无洪水过程出流观测资料,不能由库水位及出库流量等资料通过入库洪水来推求设计洪水。故采用由暴雨资料(小流域)推求设计洪水的途径。按照xx省中小流域暴雨洪水计算手册中推荐的水科所理论公式计算。计算成果见下表:表2-12 xx水库调洪演算成果表频率P%入流调洪演算结果洪峰流量Qp(m/s)洪水总量Wp(万m)最高水位(m)最大库容Vm万m)最大下泄流量qm(m/s
11、)最大溢洪水深H(m)0.5%11.8411.30395.67415.828.51.6145%7.827.37395.36614.975.350.85610%6.726.06395.2814.64.350.77 (3)坝顶高程复核经计算,大坝坝顶高程如下表:表1-3 整治前xx水库坝顶高程复核成果表运行工况G(m)坝顶超Y(m)复核坝顶高程(m)Z=G+Y现状坝顶高程(m)坝顶欠高(m)防浪墙程(m)正常水位394.510.43394.94397.6000设计水位395.3661.6396.966397.6000校核水位395.6740.95396.624397.60001.5 工程地质1.5
12、.1库区工程地质条件1.5.1.1 基本地质情况xx水库位于xxxx镇境内,属嘉陵江水系长滩寺河支流,库区属低山丘陵地区,构造剥蚀中丘地貌,河谷两岸基岩裸露,河床呈“U”字形。水库位于xx岳池xx川中褶带旋纽构造体系之西向斜轴部一带,区内出露地层为侏罗系中统上沙溪庙组,属河湖相沉积的砂岩、泥岩、互层结构。地质构造简单,岩层产状平缓,无大断裂构造存在,挽近期构成运动微弱,地应力强度不高,无强地震活动记录。据2008年6月中国地震局发布的xx、甘肃、陕西部分地区地震动峰值加速度区划图、地震动反应谱特征周期区划图查得,工程区地震动峰值加速度位于小于0.05g区内,动反应谱特征周期位于小于0.35S区
13、内。根据工程区各建筑物的情况,确定本工程区地震动峰值加速度小于0.05g,动反应谱特征周期小于0.35S,对应地震基本烈度小于6度。按水利水电区域构造稳定性分级标准,工程区稳定性较好。由于区内山体地形坡度较缓,无滑坡、泥石流等不良地质现象,少见岩体卸荷崩塌,物理地质现象主要为岩体的风化。近水平地层区水文地质条件简单,地下水按埋藏条件可分为松散堆积层中孔隙水和基岩裂隙水,接受大气降水与库水的补给。1.5.1.2库区地貌岩性库区属低山丘陵山区,属于构造剥蚀中丘地貌,两岸呈阶梯斜坡,山脊走向与区域构造方向一致,山体起伏相对较平缓,水系发育,呈树枝状展布。两岸冲沟较发育,库区两岸基岩出露,在河流两岸及
14、沟谷两岸局部存有重力堆积地貌。库盆出露地层为侏罗系中统上沙溪庙组(J2S)泥质胶结中粒石英砂岩和砂质泥岩。岩层产状平缓,无大断裂构造存在,区域稳定性好。1.5.2库区工程地质条件评价1.5.2.1水库渗漏从地质调查情况看,水库多年运行,库周未见明显泉点出露,库区地下水主要是赋存于风化基岩中的裂隙水和坡残、坡洪积体内空隙水,主要靠大气降水补给,并以缓流的形式向库内排泄,库区周围无低邻谷渗漏问题。1.5.2.2库岸稳定库区属中低山构造剥蚀性河床,库小坝低,岩体介质单一,较完整。库盆均为砂页岩,构造活动相对稳定,区域稳定性好,库岸平缓,不利于应力集中和库水向岩体深部渗透;库水的荷载作用和孔隙水压力有
15、限,不具备诱发地震条件。库区内无大型矿洞,近坝库岸为强风化砂页岩岩质边坡,经运行多年,库岸再造已基本完成,未发现滑坡及崩塌迹象,库岸稳定。1.5.2.3库区淤积流域内农耕种植发达,无水土流失,库区固体径流来源缺乏,经过多年运行,不存在淤积问题。1.5.3坝址工程地质条件1.5.3.1地形地貌坝址区位于低山丘陵山区,属于构造剥蚀中丘地貌,两岸呈阶梯斜坡,坡度3050,河床呈U 山包多呈圆包山,冲沟较发育。地形受构造和岩性控制,砂岩一般呈陡崖:砂质泥岩呈浑圆状丘包和缓状坡地,沟谷与山顶之间高差为4070m。坝址处河谷地面高程约386.10m,河谷相对高差20m左右。1.5.3.2地层岩性坝区主要覆
16、盖层由第四系全新统坡残积层(Q4dl+el)及坡洪积层(Q4dl+pl),基岩为侏罗系中统上沙溪庙组(J2S),坡洪积分布于大坝上、下游河沟及侧向冲沟地带,主要为粉质粘土。粉土,红褐色,可一软塑状,土质不均,下部含砂岩和泥岩碎屑,其表层0.5m左右为耕作土,含大量植物根系和有机质,表层厚0.82.6m。 坡残积层分布于河岸台地及山顶平缓地带,主要为粉质粘土,砂岩。坝址区覆盖为中粒长石砂岩,下覆层为粉砂质泥岩。粉砂质泥岩呈紫褐色,粉砂泥质结构,层状构造,磁盘物成分为粘土矿物为主,此为长石、云母等,层里发育,岩性软弱,抗风化、冲刷能力低,具脱水开裂特征,厚度大于41.5m,该层是坝基的隔水层。 砂
17、岩呈灰白色,中粒结构,钙质胶结,层理发育,主要成份为长石、石英,次为云母及岩屑暗色矿物组成,砂岩厚度19.032.5m。坝区岩石风化强烈,强风化层厚3.011.3m,中等风化层厚4.88.9m。1.5.3.3地质构造坝区地层平缓,近于水平,岩层倾向NW68、倾角2。枢纽区未见断层构造,砂岩中仅发育一对“X”剪切构造裂隙,其一组产状为走向220、倾向130、倾角58,另一产状为走向113、倾向23、倾角63。该“X”裂隙微张,面值,延伸1.025.0m,一般在砂岩中延伸较远较长,至砂质泥岩中夹灭,裂隙间距0.78.5m,张开度0.12.0cm。1.5.3.4水文地质条件区内水文地质条件简单。地下
18、水主要为松散堆积层中的孔隙型潜水和基岩中的脉状裂隙型潜水。接受大气降水与库水的补给。孔隙型潜水主要赋存于沟底松散土层中,水量一般丰富,地下水位高。裂隙型潜水主要赋存于基岩内各种裂隙中,一般以泉的形式排泄。地下水类型属重要碳酸钙低矿化度水,地下水适用于饮用、灌溉,对混凝土均不具有腐蚀性。1.5.4枢纽工程地质条件1.5.4.1大坝坝基(肩)工程地质条件xx水库大坝修建时,河槽段坝基有部分建基于坡洪积粉质粘土层上,坝基截流槽位于坝轴线,呈倒梯形,底宽1.0m、口宽4.0m,深度1.5m。坝基粉质粘土厚度2.53.0m左右,为红褐色、灰褐色,可塑状,局部为软塑状,土质不均,下部粉质砂质含量较重,近于
19、粉土,粉质粘土以下为砂质泥岩,砂质泥岩强风化带厚度2.54.5m左右,弱风化带厚度6.08.0m左右。岩层中构造裂隙发育少。河槽两侧坝基及两坝肩建坝时,清除坡面土层及块石,坝肩截流槽宽度4m,深度进入强风化岩层1.5m,坝体与坝基及左右坝肩强风化砂质泥岩接触。左右坝肩岸坡呈2550陡斜坡,坡高2.06.0m,左右坝肩岩性以砂质泥岩、砂岩互层为主,与坝体接触地带的岸坡岩石呈强风化状,岩石裂隙无发育,左右坝肩岩石强风化带厚8.011.0m,弱风化带厚度10.015.0m。1.5.4.2溢洪道地质条件溢洪道位于大坝右坝肩,沿岸坡脚布置。溢洪道各段岩性为砂质泥岩的风化层,岩石风化破碎,完整性差,强度低
20、,抗冲刷能力弱。溢洪道后其长度约1550m,底宽4左右,高约1.0m左右,呈小冲沟状,为土质沟渠,土性为坡洪积粉质粘土,土层厚度35m,为浅红褐色、灰褐色,可塑状为主,局部呈软塑状,土质不均,下部粉质较重。排洪渠两侧为农田,稳定性差,抗冲刷能力弱。1.5.4.3放水设施地质条件放水竖井位于大坝右端的强风化砂质泥岩层上,竖井采用砂岩条石浆砌,现场检查放水闸房破损严重,竖井条石风化,放水设施金属结构锈蚀,启闭困难,漏水严重。1.5.5天然建筑材料(1)石料砂岩条、块石料场选在近主坝右库岸区域内开采,该料场料石为侏罗系沙溪庙组(J2S)的浅紫灰色细粒结构的长石石英砂岩,厚层状构造,矿物成份以长石、石
21、英为主,层面富集岩屑和绢云母。强风化厚1.6m,弱风化厚6.0m,表层有1.0m的第四系全新统坡积粉质粘土。储量计算中将地表土层和强风化层岩石划为无用层。有用层厚6.0m,储量达3万m,大于设计用量的3倍,无用层厚2.0m,体积为1.0万m,剥采比为0.31。(2)砂卵石料本工程所需砂卵石数量不大,大坝附近无砂卵石料场,只能到罗渡镇去采运,运距约30km。该产地地形开阔,长180m,宽80m,呈条形状顺河布置,有用层厚3.05.0m,上覆无用层厚0.20.5m,卵石储量4.0万m,砾石储量为2.0万m,层中砂为2.0万m,无用层体积0.8万m,储量能满足设计需要,开采条件好。据该料场现场取样试
22、验,卵石粒径大于10cm的含量占7.5%,卵石粒径102cm的含量占56.5,砾石粒径20.05cm的含量占20.5,砂占14.7,细度模数1.36,平均粒径0.256mm,含泥量约为4.1。质量能满足要要求。砂卵石有专业队伍开采,汽车运输至施工现场。(3)坝顶填筑石渣料砂质泥岩石渣料场选在近主坝右库岸石料场附近区域内开采,该料场渣料为侏罗系沙溪庙组(J2S)的紫红色砂质泥岩,粉砂泥质结构,层状构造,矿物成份以粘土矿物为主,次为长石、云母等,岩性不均,夹砂岩及泥质粉砂岩薄层或透镜体,强风化带厚3.0m,弱风化带厚5.5m,表层有1.0m左右的第四系全新统坡积粉质粘土。储量计算中将地表土层和上部
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