水库除险加固工程施工方案及措施.doc

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1、0 水库除险加固工程施工方案及措施水库除险加固工程施工方案及措施 目目 录录 第一章第一章 综合说明综合说明 .7 7 第一节 绪言.7 第二节 水文及水库特征水位.10 第三节 工程地质.10 第四节 震损情况.11 第五节 枢纽工程除险加固设计.12 6.1 大坝工程整治设计 .12 6.2 溢洪道工程整治设计 .13 6.3 放水设施工程 .14 6.4 防洪公路工程 .14 6.5 大坝观测设施及设备 .14 6.6 管理房设施 .15 第六节 施工组织设计.15 第七节 工程管理.16 第八节 环境影响及水土保持.17 第九节 工程投资.17 第十节 经济评价.17 第二章第二章 水

2、文及水库特征水位水文及水库特征水位 .1919 第一节 流域概况.19 1.1 流域自然地理概况 .19 1.2 气象 .19 1.3 径流 .20 第二节 基本资料的收集、复核.20 第三节 洪水.22 3.1 工程等级及洪水标准.22 3.2 设计洪水复核计算.22 3.3 泥沙.25 3.4 水库洪水调节计算 .25 3.5 坝顶高程复核 .27 3.6 水雨情观测和通讯设备 .28 第三章第三章 工程地质工程地质 .2929 第一节 区域地质概况.29 第二节 区域工程地质条件.29 2.1 水文地质条件 .30 2.2 工程地质条件 .30 第三节 天然建筑材料.31 1 第四节 结

3、论和建议.32 第四章第四章 除险加固工程设计除险加固工程设计 .3434 第一节 工程现状及存在的问题.34 1.1 枢纽大坝工程 .34 1.2 溢洪道工程 .35 1.3 放水设施.35 1.4 防洪公路 .36 1.5 管理设施及其他工程 .36 第二节 设计依据.36 2.1 工程等别 .36 2.2 洪水标准 .36 2.3 采用的规范 .36 第三节 总体设计.37 第四节 挡水建筑物.37 4.1 大坝工程整治设计 .37 4.2 大坝渗流复核计算.38 4.3 坝坡稳定复核 .39 第五节 溢洪道工程整治设计.42 第六节 放水设施.43 第七节 防洪公路工程.43 第八节

4、大坝观测设施及设备.43 第九节 管理房工程.44 第十节 建筑工程量统计.44 第五章第五章 施工组织设计施工组织设计 .4545 第一节 工程施工条件.45 1.1 工程条件 .45 1.2 自然条件.47 第二节 施工导流.47 第三节 施工交通运输.47 3.1 场外交通运输 .47 3.2 场内交通运输 .47 第四节 主体工程施工.48 4.1 大坝整治工程施工.48 4.2 溢洪道工程施工 .49 第五节 施工总布置.50 5.1 布置原则 .50 5.2 施工交通运输 .50 5.3 施工辅助企业 .50 第六节 施工总进度.51 6.1 设计依据 .51 6.2 前期准备工作

5、 .51 6.3 主体工程施工期安排 .52 2 6.4 工程完建期 .52 第七节 质量控制及验收.52 7.1 施工测量 .52 7.2 材料 .52 7.3 开挖 .53 7.4 土石方填筑.53 7.5 砌筑.53 7.6 混凝土浇筑.54 第六章第六章 工程管理设计工程管理设计 .5555 第一节 工程管理现状.55 第二节 工程管理设计.55 第七章第七章 环境影响及水土保持设计环境影响及水土保持设计 .5757 第一节 环境保护设计.57 第二节 水土保持设计.58 第三节 环境保护及水土保持设计经费.59 第八章第八章 工程概算工程概算 .6060 第一节 编制说明.60 1.

6、1 编制依据 .60 1.2 基础单价.60 第二节 工程量及投资概算.61 第九章第九章 经济评价经济评价 .6363 第一节 工程概况.63 第二节 评价的方法和依据.63 第三节 国民经济评价.63 3.1 评价主要参数 .63 3.2 工程费用 .64 3.3 综合效益计算 .65 3.4 国民经济评价指标 .66 第四节 敏感性分析.66 第五节 综合经济评价.66 3 第一章 综合说明 第一节 绪言 京元水库位于广元市元坝区射箭乡京元村五社境内的侍郎 坟，坝址地理坐标为东径 10545，北纬 3220，工程距 元坝城镇 68km，距广元城区 45km。下游居住人口 1300 多人，

7、 保护耕地 2600 亩，是一座以农田灌溉为主，兼顾防洪、水产养 殖等综合效益为一体的小（二）型水利枢纽工程。 1967 年 5 月，广元县水电局组织技术人员开始进行京元水 库的勘测设计。同年 9 月，开始动工修建，工程于 1968 年 4 月 完工。 京元水库枢纽工程由大坝、涵卧管、溢洪道组成，等别属 五等工程，主要建筑物为五级，正常运行和非常运行防洪标准 为 20 年一遇洪水设计 200 年一遇洪水校核，相应下泄流量分别 为 1.2m3/s 和 4.53m3/s。 京元水库工程大坝为均质土坝，设计大坝高 15.8m，坝顶宽 1.6m，坝顶长 101m，实测坝顶高程 802.5m，坝址以上集

8、雨面积 为 0.36km2，总库容为 10.14 万 m3，有效库容 8.85 万 m3，死库 容 0.39 万 m3，工程设计灌溉面积 0.042 万亩，实际灌面 0.036 万亩，其工程特性详见表。 京元水库是在六十年代特定的历史背景中施工修建的，工 程施工质量控制较差，坝体碾压存在不密实问题，外坝脚未设 堆石体，外坝脚段滑坡。坝顶宽度不够，内坡未进行护坡处理， 4 风浪 京元水库整治前后工程特征表京元水库整治前后工程特征表 表 1 序号名称单位整治前的规模整治后的规模备注 一一水文气象水文气象 1集雨面积Km20.360.36 2年平均降雨量mm10831083 3最高气温 38.903

9、8.90 4最低气温 -8.2-8.2 5年平均径流深mm513513 6设计洪峰流量m3/s8.858.85p=5% 7校核洪峰流量m3/s14.9214.92p=0.5% 8 设计洪水下泄流 量 m3/s1.21.2p=5% 9 校核洪水下泄流 量 m3/s4.534.53p=0.5% 二二水库特征水库特征 1正常水位M801.00801.00 2设计洪水位M801.40801.40p=5% 3校核洪水位M801.82801.82p=0.5% 4死水位M789.30789.30 5回水长度公里0.180.18 6水库总库容万 m310.1410.14 7有效库容万 m38.858.85 5

10、 8死库容万 m30.390.39 9水库调节性能年调节水库年调节水库 10径流调节系数0.550.55 三三工程特征工程特征 大坝大坝 坝型均质土坝均质土坝 最大坝高M15.815.8 坝顶长度M101101 坝顶宽度M1.63.0 坝顶高程M802.5802.66 坝底宽度M70.3071.29 1 坝底高程M786.70786.70 溢洪道溢洪道 型式宽顶堰宽顶堰 堰顶高程801.00801.00 宽度M3.04.0 长度M6565 最大泄洪量m3/s4.534.53 2 消能形式无 放水设备放水设备 4 型式涵卧管涵卧管 6 设计放水流量m3/s0.150.15 淘涮严重。溢洪道右边墙

11、被余震震垮，底板未浆砌。放水卧管 震损管壁漏水严重。无防汛进库公路，无管理房工程设施。 第二节 水文及水库特征水位 京元水库控制集雨面积 0.36km2，库区内植被良好，其海拔 高程在 8001000m 之间，主河道长 0.89km，河床平均比降 179.07。出露岩层多为砂、页岩，土质为黄土和红色亚粘土 等。农田中水田沿河分布较广，有利于水田用水。 水库流域属亚热带湿润季风气候区，具有气候温和、四季 分明、雨量充沛、日照充足、湿度大等特点。最大年降水量 1613mm，最小年降水量 560.5mm。暴雨多发生在 68 月，一次 大暴雨过程多为 12 天，其中 80%左右的水量集中在 24 小时

12、以 内，实测 24 小时内最大暴雨量为 420mm。多年平均气温 13.1， 历年极端气温最高值 34.2，最低-8.8，多年平均日照数 1220 小时，多年平均蒸发量为 1285.4mm，无霜期 240 天，多年 平均相对湿度 69%，平均风速 15m/s，最大风速 20m/s。相应风 向 NNE。 洪水复核标准：设计洪水标准为 20 年一遇，相应设计洪水 位:801.40m;校核洪水标准为 200 年一遇,相应校核洪水位: 801.82m。设计洪水成果：设计洪水标准洪峰流量为 8.85m3/s， 最大下泄流量为 1.2m3/s，校核洪水标准洪峰流量为 14.92 m3/s，最大下泄流量为

13、4.53 m3/s。 第三节 工程地质 7 京元水库位于广元市元坝区射箭乡京元村五社境内的侍郎 坟，坝址地理坐标为东径 10545，北纬 3220，坝区附 近属高山深沟，地形切割较深。河床为“V”型河谷，两岸陡坡 地段多基岩裸露，属幼年期河床特征。 库区内出露地层主要为百垩纪下统城墙岩群地层，其次是 第四系地层，另有侏罗上统地层出现和继侏罗系沉积之后又一 大套河湖相红色碎屑岩构成，砾岩、砂岩、泥岩呈互层产出， 厚度在 1300m 左右，岩相岩性变化较大。区内构造较缓，岩层 倾角多在 68以下，岩性以泥岩与砂岩、砾岩软硬相间为主， 厚层砂岩形成陡岩和鸡爪梁状，泥岩形成缓坡圆丘和平坦边沟 等低山地

14、貌状态。 库区物理地质现象主要为风化剥蚀及崩塌，物理风化作用 皆由粘土、泥质粉砂土等形成的缓坡坪台和由砂页岩互层风化 形成的陡崖，坡脚斜坡处有节理裂隙切割坠落的零星块石出现。 风化剥蚀以泥岩为主，极易风化，表层呈碎屑或粘土状，在坡 面水的冲刷下成为库区淤积的主要来源。 据GB 183062001中国地震动参数区划图国家标准第 1 号修改 单, 四川、甘肃、陕西部分地区地震动峰值加速度区划图及 四川、甘肃、陕西部分地区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为 0.1g，动反应谱特征周期为 0.4S， 对应地震基本烈度为 VII 度。因此需对水库工程进行抗震复核 计算，抗震计算标

15、准为丁级。 第四节 震损情况 8 2008 年 5 月 12 日，四川汶川发生 8 级地震，大地震过后广 元区域内又出现了 6.4 级以上的强余震 1 次，多次余震导致溢 洪道右边墙垮塌，放水卧管震损漏水严重。 第五节 枢纽工程除险加固设计 6.16.1 大坝工程整治设计大坝工程整治设计 1、大坝坝顶整治设计：拓宽原坝顶宽度 1.6 米至 3.0m，同 时加高大坝高度 16cm，坝顶路面采用 15cm 厚泥结石铺筑，其下 铺设 20cm 厚砂砾石垫层，坝顶路面两端设 30*30 cm 路边石， 水库整治后坝顶高程为 802.66 米,详见大坝整治横断面图。 2 大坝内坡整治设计：对内坡进行整形

16、护坡，自内坡高程 794.00m 以上至 799.00m 以上采用 20cm 厚干砌块石护面，下部 采用 20cm 厚砂砾石垫层作反滤料, 799.00m 以上至坝顶采用 C15 砼预制块进行护坡处理, 预制块边长 30cm 厚 8cm，下部采 用 20cm 厚砂砾石垫层作反滤料。护坡框格采用 C20 砼矩形结构， 边长为长宽=15m8m,C20 砼框格断面尺寸宽深 =30cm30cm。 3、大坝外坡整治设计：结合坝顶拓宽,从马道 800.45m 采用 1:2.0 坡度培厚外坝坡至坝顶使坝顶宽度达到 3.0m，同时加高 大坝 0.16m，使大坝高度达到 802.66m。对外坝 795.32m

17、以下滑 坡体进行清除，并应保证全部清除滑坡体，为确保新旧土料的 良好接触，清除采用阶梯状，阶高不小于 30cm，台宽为不小于 60cm 为宜,并采用硬岩石渣料对坝坡进行回填压实至原坡比。在 9 外坝脚增建堆石体，堆石体顶高程为 788.70 米，堆石体顶宽 2.0m,内坡比 1:1.0,外坡比为 1:1.5。 坝肩两侧设顺坡向排水沟,同时以防人畜肆意进入坝坡内， 排水沟边墙为 M7.5 砌石矩形结构，宽深=0.40.4m，边墙厚 20cm，底板采用 8cm 厚 C20 砼浇筑，其下铺设 20cm 厚砂砾石垫 层。对外坝坡堆石体以上部分采用 C20 砼棱形框格进行草皮绿 化护坡，以防雨水冲涮，棱

18、形框格边长 10m10m，C20 砼框格 断面尺寸宽深=30cm30cm。 6.26.2 溢洪道工程整治设计溢洪道工程整治设计 根据水文计算溢洪道最大泄洪能力应为 4.53m3/s,溢洪水深 为 0.82 米,堰顶宽度为 4 米,溢洪道堰顶高程为 801.00 米。而 溢洪道实际堰宽为 3.0m,需拓宽。溢洪道由进口断、宽顶堰、泄 流槽段组成。详见溢洪道设计断面图。 拓宽溢洪道堰顶宽度至 4.0m，堰进口底板下设 60cm 宽, 120cm 高 M7.5 浆砌条石截水墙,以防治水灌入底板。根据调洪演 算进口段堰宽 4.0m,溢洪水深为 0.82m,考虑掺气水深和安全超 高 0.7m,进口溢流堰

19、段边墙高为 1.5m。溢洪道泄流槽段按陡坡 水力计算，泄槽宽 3.0m,坡比为 1:67，则相应溢洪水深为 0.8m, 考虑掺气水深和安全超高 0.7m，泄槽段边墙高为 1.5m。泄流陡 槽段按陡坡水力计算公式进行复核计算，泄流槽宽为 3.0m，溢 洪水深为 0.3m，考虑掺气水深和安全超高 0.7m，泄槽段边墙高 为 1.0m。溢洪道边墙断面均采用 M7.5 砌条石梯形断面，顶宽 10 30cm，底宽 60cm，墙身应梅花状预留 50mm 排水孔，并应做好 排水孔后的反滤过渡结构，边墙纵向间隔 15m 留伸缩缝。溢洪 道底板采用 M7.5 砌条石结构,底板厚 30cm，下面采用 20cm 厚

20、砂 砾石垫层，并做好底板下的排水暗沟。陡槽段由于底板位于砂 页岩基础上，底板整体结构较好，可满足直接泄洪需要，本次 不做陡槽段底板设计。 溢洪道末端位于砂页岩基础上，且远离大坝脚，下游为砂 页岩冲沟，亦无农田保护，故未做消能设计。 6.36.3 放水设施工程放水设施工程 对震损放水卧段管进行撤除，重新采用 M7.5 砌条石进行浆 砌整治。 6.46.4 防洪公路工程防洪公路工程 防汛公路路面宽设计为 4.0m，按泥结石路面施工，路基利 用原天然土层，其压实度不小于 95%，结构底层采用 20-30cm 厚 砂砾石垫层，表层采用 20cm 厚泥结碎石，路面由中心向两侧做 成 5%坡度，以利于排水

21、。公路两侧各设置一道排水沟，排水沟 梯形结构，底宽 30cm，顶宽 60cm，沟深 20cm，排水沟采用 M7.5 砌条石结构，详见防汛公路设计横断面图。 6.56.5 大坝观测设施及设备大坝观测设施及设备 1、大坝沉陷位移观测 在大坝两岸每一纵排测点的延长线上各布设一个工作基点 和校准点，各种基点均布设在两岸岩石和坚实土基上，共需增 11 设观测点 6 个。 2、大坝渗透观测 在原河床最大断面处进行浸润线观测点的布设，共布设三 排，每个横断面布置四根测压管，同时在京元水库原量水堰处 增设 RJ 型量水堰渗流仪进行大坝渗流观测。 3、水文观测 针对水库降雨量、水位及水温的观测，本次在水库布设高

22、 程水位标尺，同时增设自计雨量计、自动水位计及电阻温度计 各一套，用于水库水文的观测。 4、观测设备 根据工程管理需要，配置水准仪一台、除草机一台。 6.66.6 管理房设施管理房设施 本次不设计建设管理房工程。 第六节 施工组织设计 京元水库属五等工程，枢纽主要建筑物为 5 级，次要建筑 物为 5 级，水库除险加固工程包括大坝加固整治、溢洪道加固 整治、放水设施整治、白蚁防治、增添观测设施和兴建管理房 等。主要工程量为开挖土石方 2291.57m3，土石回填方 2085.58m3，砌石方 903.38m3，砼 441.08m3。主要建筑材料：水 泥 57.65T，河砂 211.76m3，石子

23、 149.25m3，高峰人数 80 人。施 工总投劳 3.27 万工日。 工程所需天然建筑材料主要为块石、条石、碎石等，均可 12 在距大坝 2km 范围内取用；建筑土料就近范围内取用；所需的 砂石料在嘉陵江河道开采运输；钢材、汽油、柴油等主要材料 由广元城区市场供应，水泥和炸药也由广元城区市场供应。 施工用水利用库水和管理站的供水设施来满足生产生活用 水；施工用电利用管理站电力资源或从附近电网架设。 大坝回填碾压和边坡削坡，采用人工回填碾压，机械土料 运输，砼作用采用普通人工作业，人工胶轮车运输，人工平仓， 2.2kw 插入式振捣器振捣。 施工总体布置遵循因地制宜，有利生产、生活，易于管理，

24、 少占耕地，经济合理，安全可靠的原则。根据工程的布置特点 和施工场地条件，进行水、电及砼拌和站和施工辅助企业布设。 由于本工程施工较集中，故采用一个施工区。生活区布置在大 坝左岸，施工辅助企业布置在大坝两端。 本工程计划总工期 4 个月，主体工程工期为 3 个月，即 2009 年 3 月上旬至 2009 年的 6 月下旬，工程准备期半月，工程 完建期半月。 第七节 工程管理 本工程的管理人员现为 1 人，无管理房工程设施。水库 具有综合利用效益，管理项目以大坝为主，为给工程管理提 供必要的条件，满足工程监测、经常性维护（修） ，运行调 度、资料管理、交通、通信及办公自动化等需要，按有关规 范拟

25、设置以下主要管理设施： 13 水工建筑物监测维护设施 水情、工情信息及数据处理设施 通信设施 交通设施 办公及生活用房 第八节 环境影响及水土保持 京元水库枢纽除险加固工程的整治，具有灌溉、防洪、多 种经营及防止库外耕地浸没影响等多方面效益，防止了水事纠 纷，具有重要的经济和政治意义。 工程施工过程中带来的噪声、粉土、油污等不利影响，而 这些都是暂时的，可以采用措施来避免或减少到最小程度。 根据水土保技术规范规定的“谁造成新的水土流失，谁治 理”原则，确定本工程水土保持责任范围为项目建设区和直接 影响区。工程施工完后，对于施工临时占用的耕地应尽快平整 复耕，非耕地和料场平整后进行绿化。 第九节

26、 工程投资 本工程投资概算组成和编制规程执行四川省水利水 电工程概预算定额上、下册（2007 年） ，广元市建筑材料 价格（2009）和元坝区物价局出具的材料价格信息及京 元水库设计报告 。 京元水库除险工程包括大坝整治工程、溢洪道整治工程、 放水设施整治、新建防汛公路、兴建管理房、增设大坝观测设 施及相关工程。工程总投资 56.73 万元，其中建筑工程投资 14 43.81 万元，机电设备安装工程 2.2 万元，临时工程费 1.62 万 元，独立费用 5.16 万元，基本预备费 2.38 万元，工程总投劳 3.27 万工日。 第十节 经济评价 京元水库在经济上合理可行。国民经济指标表明经济内

27、部 收益率为 14.7%，大于社会折现率 7%，经济净现值为 21.53 万 元，大于 0，效益费用比为 1.52，大于 1。这说明本次整治京元 水库大坝内坡滑坡工程在经济上是可行的，并且在灌溉、防洪、 水产养殖及其它方面的效益上是非常显著的，工程整治后将对 该地区经济和社会发展起到积极促进作用,建议尽快立项施工建 设。 15 第二章 水文及水库特征水位 第一节 流域概况 1.11.1 流域自然地理概况流域自然地理概况 京元水库位于广元市元坝区射箭乡京元村五社境内的侍郎 坟，坝址地理坐标为东径 10545，北纬 3220，工程距 元坝城镇 68km，距广元城区 45km。大坝下游下游居住人口 1300 多人，保护耕地 2600 亩，地理位置重要，防洪效益显著，是元 坝区境内的一座小（二）型水库。 工程流域地处四川盆地北部边缘，为深丘、中山地貌，地 势东高西低，高差较大，河道坡度较陡，水流湍急，但流域内 植被较好。 1.21.2 气象气象 水库流域属亚热带湿润季风气候区，具有气候温和、四季 分明、雨量充沛、日照充足、湿度大，冬季寒冷少雨且多寒潮； 春季温和、风高物燥、多干旱；夏季炎热、雨量集中、夏旱突 出、春旱连夏旱、或伏旱连秋旱等灾害常有发生；秋季多