平阳县渔池水库除险加固工程初步设计报批稿本科学位论文.doc
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1、平阳县渔池水库除险加固工程初步设计报告 (报批稿) 平阳县渔池水库除险加固工程初步设计报告批 准:曹 英审 查:蒋小浦校 核:曹国兴项目经理:甘永盛编写人员:甘永盛、赖伟林目 录1 综合说明11.1 绪言11.2 水库基本概况11.3 除险加固的必要性41.4 除险加固的主要内容72 水文112.1 概况112.2 设计暴雨122.3 设计洪水132.4 水库调洪演算153 工程地质213.1 区域地质213.2 水文地质条件223.3 主坝工程区工程地质条件223.4 结论与建议244 加固设计254.1 工程任务和规模254.2 主要加固项目254.3 设计依据264.4 总体布置274.
2、5 加固设计275 施工组织设计335.1 施工条件335.2 主体工程施工345.3 施工总进度365.4 施工导流与度汛386 水土保持与环境保护设计396.1 水土保持设计396.2 环境和生态影响分析407 工程管理设计427.1 组织管理427.2 水库检查观测427.3 水库大坝养护管理437.4 水库调度447.5 工程管理范围和保护范围448 设计概算458.1 编制说明458.2 工程投资479 结论与建议539.1 加固设计结论539.2 今后工作建议53附图目录渔池水库除险加固图-01工程地理位置图渔池水库除险加固图-02水位库容曲线图渔池水库除险加固图-0307年千库保
3、安大坝标准断面图渔池水库除险加固图-04水库现状地形图渔池水库除险加固图-05水库加固平面布置图渔池水库除险加固图-06加固后大坝标准断面图渔池水库除险加固图-07坝顶防浪墙断面图渔池水库除险加固图-08大坝细部结构图渔池水库除险加固图-09溢洪道出口防冲底板结构图 湖州南太湖水利水电勘测设计院有限公司1 综合说明1.1 绪言2013年底至2014年初,由于平阳县渔池水库大坝右岸山地土地整理,种植药材,过往大型工程车辆、挖机等通过坝顶,导致坝顶出现裂缝,危及大坝安全。2014年4月,平阳县萧江镇人民政府委托温州市水利电力勘测设计院对平阳县渔池水库大坝进行安全技术认定,大坝安全技术认定专家组认定
4、渔池水库大坝为三类坝,属于危险水库,须进行除险加固。2014年8月下旬,湖州南太湖水利水电勘测设计院有限公司(以下简称我公司)受平阳县萧江镇人民政府委托,承担了渔池水库除险加固的设计工作,并于2014年9月下旬完成并提交平阳县渔池水库除险加固工程初步设计报告(送审稿)及相关图纸。本报告高程为85国家高程,独立坐标系。2014年10月9日,平阳县水利局组织有关专家对初步设计进行了审查,并提出了宝贵的意见和建议。尔后,我公司根据专家组审查意见,对初步设计进行了修改和完善,于2014年10月中旬编制完成了平阳县渔池水库除险加固工程初步设计报告(报批稿)。在报告编写过程中,设计人员得到了平阳县水利局、
5、萧江镇人民政府、平阳县水利水电勘测设计所等单位和部门的大力支持和帮助,在此谨表谢意。1.2 水库基本概况1.2.1 地理位置、水系、水文气象渔池水库位于温州市平阳县萧江镇树贤渔池村附近,距萧江镇政府驻地约4.5km,距平阳县城约10km。渔池水库位于萧江镇树贤渔池村水碓溪上游,是一座以灌溉为主的小(二)型水库,坝址以上集雨面积为0.47Km2,主流长0.79Km,河道平均坡降为6.12%。本区域属亚热带季风气候区,温暖湿润,四季分明,雨量充沛,日照长,霜期短,冬无严寒,夏无酷暑。春末夏初太平洋副热带高压逐渐加强, 与北方冷空气交绥形成静止锋,阴雨连绵,此为梅汛期(4月15 日7月15日);夏秋
6、季节,冷空气衰退,全省处于副高压控制下,热带风暴与台风盛行,当遇其袭击时会出现狂风暴雨,此为造成本流域大暴雨的主要天气原因,称台汛期(7月16日10月15日);冬季受西伯利亚高压控制,天气以晴冷为主,当冷空气南下时,也容易出现长时间的雨雪天气。春季大陆冷高压开始衰退,副高压逐渐北移,致使峰面气旋活动频繁,雨量稍有增大,此期称非汛期(10月16日4月14日)。据平阳县气象站多年资料统计,多年平均气温为17.9,极端最高气温为37.7,最低气温为-5;多年平均日照指数为1867小时;多年平均无霜期343天 ,多年平均相对湿度83%,多年平均水面蒸发量1321.5mm,平均风速2.0m/s,最大风速
7、20.0m/s,相应风向ESE。1.2.2 水库建设过程渔池水库于1957年11月动工兴建,1958年6月竣工,拦水坝为均质土坝。1959年加固加高大坝,于次年冬完工。1973年9月16日,曾出现一次洪水漫顶,幸未造成损失。1980年加固加宽溢洪道。1985年解决涵管头漏水问题。1987年9月12号台风影响时,大坝迎水坡8m高处的涵管顶部发生沉陷,出现一个大洞,面积达9.4m2,使水库成为危险水库。当时保坝的主要项目:1、修复大坝,将涵管改线,用套井回填法封堵老涵管,另打隧洞(断面2m1.8m)放水;2、将溢洪道断面加宽。历时4个月,于1988年6月15日完成保坝工程任务。1994年12月至1
8、995年3月,对溢洪道进行浆砌、维修。1998年12月至1999年12月,左岸坝体发现漏水,予以开挖、回填处理。对于放水隧洞漏水,作封堵处理。2007年4月,水库进行了大坝安全评价工作,经平阳县水利局专家组认定该水库大坝为三类坝,并列入了全省2007年度千库保安工程建设计划,随后平阳县水利管理所委托平阳县水利水电勘测设计所对水库大坝进行了保安工程设计。千库保安工程于2007年12月20日正式开工,施工单位为温州永成水利水电有限公司,工程于2008年12月25日正式完工。保安工程成果简介如下: 1、放缓上下游坝坡,采用粘土分层回填夯实加高坝顶高程,同时对上下游坝坡和坝顶按标准化有关要求进行整修和
9、美化。 2、对大坝坝基和输水隧洞采取防渗处理。 3、对溢洪道拆除重建,满足其有关规范要求。 4、增设渗流、沉降、位移、水位等观测设置和新建管理房。 5、对大坝白蚁进行防治。 6、明确工程管理范围、健全规章制度、档案管理等。1.2.3 加固前工程概况平阳县渔池水库位于萧江镇树贤渔池村水碓溪上游,交通便利,有机耕路通至坝顶。渔池水库是一座以灌溉为主的水库,下游有渔池村、龙潭背村、沿口村,灌溉农田3600亩。水库为小(二)型水库,水库坝址集雨面积0.47km2,主流长约0.79km,主河床坡降6.12%。水库总库容 36.20万m3,正常库容31.45万m3,死库容3.8万m3,工程等别为V等,拦水
10、坝设计洪水标准为20年一遇,校核洪水标准为200年一遇。水库枢纽由拦水坝、溢洪道和输水隧洞等建筑物组成。拦水坝为均质土坝,最大坝高21.43m,坝顶高程373.85m(85国家高程,下同),防浪墙顶高程374.55m,坝顶长87.0m,坝顶宽5.0m。大坝上游边坡分两级,高程363.25m以上为第一级,边坡 1:1.50,采用C20 砼预制块护坡;高程363.25m以下为第二级,边坡约 1:2.50,采用干砌块石护坡。大坝下游边坡分两级,采用框格草皮护坡,高程366.45m以上为第一级,边坡1:1.80;高程356.45366.45m为第二级,边坡1:2.0,在高程 366.45m处设有2.0
11、m宽马道。在下游坝脚处设有排水棱体,棱体排水体高6.15m,顶宽1.5m,外坡坡比为1:1.50,棱体面层采0.3m厚干砌块石砌筑,内部采用毛石理砌。溢洪道位于大坝右岸,为开敞式溢洪道,堰顶高程372.12m,堰宽10.0m,溢洪道总长140.0m。输水隧洞位于大坝右岸,进水口为斜坡式,进水口底高程361.17m,出口底高程355.81m,隧洞为城门洞型,断面尺寸2.01.8m。1.3 除险加固的必要性1.3.1 工程存在的主要问题 (1)大坝大坝上下游坝坡在各种水位工况下,其抗滑稳定安全系数能满足规范要求,但校核洪水位降至死水位工况下,抗滑稳定安全系数不能满足规范要求。坝顶宽5.0m,坝顶平
12、整,坝顶采用砼硬化,现场检查发现坝顶中央有一条长31.4m的纵向裂缝,裂缝最大宽度25mm左右,及一条长5m的横向裂缝,裂缝最大宽度5mm左右。纵向裂缝上游坝顶出现倾斜沉降。由于大坝右岸村民生产活动频繁,目前车辆可以直接由道路通过坝顶与库区左岸相通,但大坝左岸无限行措施,不利于大坝的日常管理,并危及大坝安全。防浪墙高0.80m,现场检查发现防浪墙分缝处裂开,无止水措施;坝顶中部防浪墙出现向上游倾斜现象;大坝右坝肩与山体相接处有缺口,长度约30m,防洪未闭合。 (2)溢洪道溢流堰为宽顶堰,底部为砼结构,溢流堰结构完整,未发现异常变形等情况。泄槽底部为砼结构,两侧为挡水墙,泄槽畅通,挡水墙结构完整
13、,未发现裂缝。消能方式采用消力池消能,消力池无冲刷、杂物堆积等现象,但消力池底部存在渗水现象。溢洪道出口基础有冲刷现象,底板底部被冲刷掏空了部分。(3)输水系统及其他建筑物量水堰高程设置不合理,同时左岸边坡等外水可进入,输水系统出口也与其相通,达不到量测大坝渗水的目的。1.3.2 工程安全认定结论根据水库大坝安全评价导则(SL258-2000)及浙江省小型水库大坝安全技术认定办法(浙水管200310 号)等有关规定及渔池水库各个项目安全评价成果,平阳县水利局专家组对渔池水库大坝进行综合评定,成果汇总表见1-1。渔池水库大坝安全综合评价分级认定表表1-1 序号项 目状况分析评定结果1工程质量根据
14、施工质量资料,大坝各部分均达到 规范设计要求。合格2防洪安全本次工程设计标准为20年一遇,校核标准为200年一遇。大坝坝顶高程373.58m高于校核洪水位373.22m,防浪墙高程374.55m大于计算要求的坝顶高程374.43,坝顶高程、防浪墙高程均满足规范要求。但大坝右岸坝肩与山体相接处有缺口,长度约为30m,防洪未闭合。B 级3渗流安全坝体逸出点坡降最大为 0.20,小于坝允许渗透比降,坝体抗渗稳定性较好。A 级4大坝结构安全大坝各种工况下上下游边坡稳定满足现行规范要求,但校核洪水位降至死水位工况下,抗滑稳定不能满足规范要求。坝顶沉降过大,且上游坝坡太陡存在局部失稳现象导致坝顶产生裂缝。
15、C 级5大坝运行管理水库建立了比较完善的规章制度且执 行情况一般,大坝设置位移、变形、雨 量、水位等观测设施,但未进行观测,无观测数据,无法进行坝体变形和渗漏 分析。差6安全认定“三类坝”由表1-1可以看出,渔池水库为三类坝,属于危险水库。1.3.3 除险加固的必要性 本水库运行50多年来,在一定程度上缓解了下游的防洪压力,解决了下游灌区3600亩农田灌溉用水问题,期间历经多次续建和加固,特别是2007年千库保安工程进行了较彻底整治,确保了工程安全和效益发挥,但因管理欠缺和工程先天不足,目前仍存在安全隐患,严重影响大坝安全运行。为确保下游村庄的生命财产安全和农田灌溉需要,水库的除险加固已刻不容
16、缓。1.4 除险加固的主要内容1.4.1 大坝加固 (1)上游坝坡加固现状大坝校核洪水位降至死水位工况下上游坝坡抗滑稳定安全系数小于最小安全系数,其抗滑稳定安全系数不能满足规范要求。本次设计本着安全经济原则,在上游坝坡高程363.25m以下设置水平宽度为5m的镇压平台,采用粉质壤土填筑,边坡1:2.5。上游坝坡363.25m以下采用C20砼预制块护坡,预制块厚0.12m;底部铺设0.25m厚碎石垫层;坝坡与两岸山体交界处设置C20砼灌砌块石隔墙,顶宽0.5m,墙高0.6m。 (2)左右岸增设防浪墙现状大坝左右坝肩与山体相接处有缺口,防洪未闭合。本次设计对防洪缺口增设防浪墙,长65.0m,其中右
17、岸长50m,左岸长15m。右岸防浪墙延伸至溢洪道边墙,左岸防浪墙沿上坝公路外侧布置,形成防洪闭合圈。右岸防浪墙结构和尺寸同已建的防浪墙,采用C20钢筋砼结构,墙厚0.3m,高0.8m;左岸防浪墙采用C20砼挡墙,墙顶宽0.3m,迎水坡垂直,背水坡1:0.2,墙高00.65m。为方便管理,在管理房和启闭机之间沿防浪墙内外侧设干砌石踏步。 (3)坝顶裂缝处理现状大坝坝顶中央存在一条长31.4m的纵向裂缝,裂缝最大宽度25mm左右;及一条长5m的横向裂缝,裂缝最大宽度5mm左右。产生原是因为坝顶和上游坝坡在设计时回填了大量黄土,该部分土体夯实度没有原坝体的高,导致后期运行过程出现沉降,加之坝顶过车加
18、载以后沉降加剧,导致上游侧坝顶出现倾斜沉降,坝顶产生裂缝,上游坝坡沉降导致上下游坝坡产生沉降差异剪切,坝顶砼承受的应力超过了其抗拉强度或抗剪强度后而发生了剪切破坏、导致坝顶开裂。防浪墙与坝顶接触缝脱开20mm左右,防浪墙出现向上游倾斜情况,对裂缝最宽处砼进行切开,发现砼下部土体也出现微小的裂缝。本次设计沿纵向裂缝偏下游0.5m处平行防浪墙将坝顶砼路面切割,挖除裂缝与防浪墙之间的砼路面,重新浇筑C20砼路面。1.4.2 溢洪道加固现状溢洪道出口基础存在冲刷现象,底板底部被冲刷掏空了部分,溢洪道出口杂草块石凌乱。本次设计对出口段河底进行整平,浇筑C20钢筋砼防冲底板,高程348.52m,长5.0m
19、,宽5.0m,厚度0.3m,底部采用C10砼垫层找平,两侧用C20砼护坡,厚0.3m,高1.5m,末端采用抛石防冲。1.4.3 工程管理设施 (1)输水隧洞进水口踏步 现状大坝输水隧洞进水口未设踏步,给大坝管理人员带来不便,本次设计在沿输水隧洞进水口拉杆道右侧增设干砌石踏步,宽0.5m,踏步护面采用厚5cm的C20砼浇筑。 (2)量水堰现状大坝输水隧洞出口左侧发生侧漏,水流通过坝坡纵向排水沟排出,与量水堰相通,同时与量水堰相连的左岸边坡外水可进入,影响量水堰对大坝渗水测量,达不到测量大坝渗水的目的。本次设计对涵洞左侧侧漏地方用C20砼封堵,对左岸外坡进行C20砼抹面,厚0.1m,防止渗漏。缝
20、(3)坝顶位移沉降观测现状大坝缺乏位移沉降观测点,本次设计在坝顶增设3个位移沉降观测点。 (4)坝顶限行设施在坝顶两侧修筑限行隔离墩,树立限行警示牌,防止大车辆在坝顶通行对大坝再次造成破坏。1.4.4 施工进度和概算本工程总工期定为6个月,2014年11月开始施工准备工作,由施工队伍完成场地平整、场内施工道路、临时用房、风、水、电系统。主体工程施工从2014年11月底至2015年4月底结束。工程总投资1607792元,其中包括建筑工程费1036513元,临时工程费128877元,独立费用346792元,水土保持和环境保护费20000元,基本预备费75609元。水库特性指标序号内容单位千库保安1
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