某水库除险加固施工组织设计方案

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某水库除险加固施工组织设计方案

2.1.1流域自然地理概况 10

2.3.1洪水特征 12

2.3.2洪水标准 12

船体防腐油漆施工方案.doc2.3.3设计洪峰流量计算 12

2.3.4洪水总量 14

2.4.1起调水位的确定 15

2.4.2水位~库容曲线 15

2.4.3水位~泄量曲线 15

2.4.4调洪演算 16

3.2区域地质条件与地震 18

3.3水文地质条件 19

3.4工程地质条件 19

3.5坝体填筑料 21

4工程任务及规模 24

4.1灌区社会经济概况 24

4.3工程现状及存在的问题 24

4.3.1大坝工程 24

4.3.2溢洪道工程 26

4.3.3放水设施 26

4.3.4防洪公路 26

4.3.5管理房工程 27

4.4工程整治必要性 27

4.6.1大坝整治工程 28

4.6.2溢洪道整治工程 30

4.6.3防洪公路工程 31

4.6.4大坝观测设施 31

4.6.5管理房工程 32

5工程布置及主要建筑物 33

5.1工程等别及设计标准 33

5.1.1设计采用主要规范 33

5.1.2工程等别 33

5.1.3防洪标准 33

5.1.4抗滑稳定安全系数 34

5.1.5坝顶安全超高 34

5.1.6地震烈度 34

5.2大坝安全复核计算 34

5.2.1大坝坝顶高程复核计算 34

5.2.2大坝渗流复核计算 35

5.2.3坝坡稳定复核 35

5.3工程整治设计 38

5.3.1大坝工程整治设计 38

5.3.2溢洪道工程整治设计 39

5.3.3防洪公路工程 40

5.3.4大坝观测设施 40

5.3.5管理房工程 41

5.4建筑工程量统计 41

6.1.1工程条件 42

6.1.2自然条件 44

6.3施工交通运输 45

6.3.1场外交通运输 45

6.3.2场内交通运输 45

6.4主体工程施工 45

6.4.1大坝整治工程施工 45

6.4.2溢洪道工程施工 47

6.5施工总布置 48

6.5.1布置原则 48

6.5.2施工交通运输 48

6.5.3施工辅助企业 48

6.6施工总进度 49

6.6.1设计依据 49

6.6.2前期准备工作 49

6.6.3主体工程施工期安排 50

6.6.4工程完建期 50

6.7质量控制及验收 50

6.7.1施工测量 50

6.7.4土石方填筑 51

7环境保护及水土保持设计 52

7.1环境保护设计 52

7.2水土保持设计 53

7.3环境保护及水土保持设计经费 54

8.1项目建设管理 55

8.1.1组织管理 55

8.1.2工程质量管理 55

8.1.3资金管理 55

8.3主要管理设施 56

8.3.1工程管理范围和保护范围 56

8.3.2工程管理区规划 56

8.4.1调度管理原则 58

8.4.2工程管理工作任务 58

8.4.3管理办法 59

9.1概算编制说明 60

9.1.1编制依据 60

9.1.2基础单价 60

9.2工程量及投资概算 61

10.1工程概况 62

10.2评价的方法和依据 62

10.3国民经济评价 62

10.3.1评价主要参数 62

10.3.2工程费用 63

10.3.3综合效益计算 64

10.3.4国民经济评价指标 65

10.4敏感性分析 65

10.5综合经济评价 65

ss水库位于广元市元坝区白果乡境内的黄金寺河,坝址地理坐标为东径105°33′,北纬32°24′,工程距元坝城镇58km,距广元城区80km。下游居住人口700多人,保护耕地1400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ss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。

ss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30.79m3/s和57.84m3/s。

ss水库工程大坝为均质土坝,原设计大坝高9m,1986年二次加坝4m,实际坝高13m,坝顶宽2.1m,坝顶长67.8m,实测坝顶高程600.00m,坝址以上集雨面积为2.85km2,总库容为12万m3,有效库容9万m3,死库容0.99万m3,工程设计灌溉面积0.022万亩,实际灌面0.02万亩,其工程特性详见表。

ss水库是在六十年代特定的历史背景中施工修建的,工程开始时施工质量控制较好,但在工程修建后期,为了完成进度,忽视了工程质量,致使大坝未按设计要求完工,大坝在后期加高

ss水库整治前后工程特征表

过程中内外坡比未按要求进行施工建设,坡度太陡,内坡未进行护坡处理,风浪淘涮严重、溢洪道泄流能力远达不到设计标准,5.12汶川大地震后,导致坝顶纵向裂缝,内坝滑坡,工程就这样带病运行,始终是没有得到整治。

2008年6月,元坝区水务农机局委托广元市元坝区水利水电勘测设计队及邀请广元市水利农机局的相关专家对ss水库大坝进行了安全鉴定。通过鉴定,查清了水库的病害。根据大坝安全鉴定结论,ss水库现在存在着以下几个方面的问题:

1、内外坡度太陡,内坡未进行护坡处理,风浪淘涮严重;

2、内坝坡无堆石体,经稳定计算不稳定,已出现上坝坡内滑坡;

3、5.12汶川大地震导致坝顶纵向裂缝;

4、大坝右坝段坝基渗漏;

6、溢洪道泄流能力远远不够,尾段无消能设施;

7、防洪抢险公路不畅;

8、无大坝位移观测设施;

广元市元坝区ss水库经安全鉴定为三类坝,水库存在着严重的工程病害,严重制约了灌区农业经济的发展,威胁着下游灌区人民群众的生命财产安全。为适应西部大开发和增强灌区农业发展后劲,确保灌区政治、经济、人心稳定,为灌区深化改革、跨越式发展夯实基础,迫切需要对ss水库进行病害整治,以彻底消除水库病害隐患。

ss水库以灌溉为主,还具有其他综合效益,为保证ss水库安全经济运行,提高水库的综合效益。2008年6月元坝区水务农机局委托广元市元坝区水利水电勘测设计队对水库进行除险加固整治设计,本次病害整治任务为:

1、培厚内外坡,按坡比要求对内外坡进行整形,内坡采用C15砼预制块进行防护处理;

2、清除滑坡体,重新回填碾压内坝坡,增加内坡堆石体,增强内坡的稳定性;

3、结合内坡整治、坝顶拓宽,对大坝坝顶裂缝进行整治;

4、对大坝右坝段进行防渗帷幕灌浆;

5、拓宽加深溢洪道,增加尾端消能设施;

6、整修防汛抢险公路;

7、增设大坝位移观测设施;

工程施工总工期为6个月,主要工程量包括:开挖土石方1421.14m3,土石回填方3492.35m3,浆砌石方167.41m3,砼109.29m3,大坝帷幕灌浆387.7m。主要建筑材料:水泥64.03T,河砂62.86m3,石子113.03m3,高峰人数120人。

经概算工程总投资190.54万元,其中建筑工程投资144.80万元,机电设备安装工程12.0万元,临时工程费9.32万元,独立费用24.42万元,工程总投劳3.73万工日。

广元市元坝区ss水库经整治后,工程安全可靠,各项经济技术指标较优,建议尽快批准立项实施。

ss水库位于广元市元坝区白果乡境内,属嘉陵江水系,大坝建在嘉陵江支流――黄金寺河流上游,工程距新场约10km,距元坝城区约40km,坝址地理坐标为东径105°9′,北纬32°13′,是一座以农田灌溉为主,兼顾防洪、水产养殖及人畜饮水等综合效益的小(一)型水利枢纽工程。

该工程于一九七二年动工修建,一九七六年四月主体工程基本竣工。坝址位置较高,海拔高程为860m,集雨面积为3.6km2,总库容为265万m3,有效库容216万m3,死库容8.50万m3,年平均降水量1200mm,年径流深500mm,工程设计灌溉面积0.7万亩,1983年三查三定复查后设计灌面0.5万亩,实际灌面0.4万亩,主要控灌石井铺、白果和柏林等乡镇村社。

ss水库工程大坝为均质土坝,大坝高35.28m,坝顶宽2m,坝顶长224m,坝基高程856.00m,坝顶高程891.28m,坝体外坡设有3个马道,宽度从上到下依次为2.30m、1.60m、1.00m。内坡没有设马道,内外坡均为土坡。大坝内坡没设堆石体,外坡设有堆石体,堆石体高13.88m,内外坡比为1:1.5;溢洪道位于大坝右侧的砂页岩基础上,为开敞式正堰溢洪道,堰型为宽顶堰,堰顶高程888.80m,堰厚5m,堰顶净宽13m,总长80m,消能形式为渐变消能;放水设备为竖井闸门形式,布置在大坝左侧,最大取水流量为0.95m3/s,底板高程868.00m,输水主干渠一条,全长14km,支渠五条,长全60km,干渠设计输水流量为0.98m3/s。

ss水库枢纽工程属四等工程,主要建筑物为四级,次要建筑物为五级,正常运行和非常运行防洪标准为30年一遇设计,300年一遇校核。

ss水库自1972年建成运行至今,运行情况较正常,发挥了应有的作用和效益,但也存在一些问题。一九九九年九月,水库主管单位元坝区水务农机局组织有关专家对自力水库枢纽工程进行了安全鉴定,鉴定结果为三类坝。主在存在的的问题如下:

1、防洪标准不够。大坝坝顶高程不能满足30年一遇洪水设计,300年一遇洪水校核,经洪水复核后,ss水库枢纽工程实际防洪标准只有18年一遇洪水设计,33年一遇洪水校核。

2、坝顶宽度不统一,最窄处1.50m,最宽处3.50m,平均宽仅2m,大坝内坡风浪淘刷严重,大坝外观不平整,质量差;

3、大坝在1995年经重庆白蚁防治研究所检查鉴定,发现大坝顶部及周边山丘、林地有大量白蚁存在,并发布了险情通报。

ss水库位于广元市元坝区白果乡境内,属嘉陵江水系,水库距石井铺10km,距元坝城区40km。是一座修建于七十年代的以农田灌溉为主,兼防汛、水产养殖及加工业等综合经营的小(一)型水利枢纽工程。

水库控制集雨面积3.6km2,库区内植被良好,其海拔高程在850—1000m之间,主河道长2.70km,河床平均比降44.40‰。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。

洪水复核标准:设计洪水标准为30年一,校核洪水标准为300年一遇。设计洪水成果:设计洪水标准洪峰流量为58.20m3/s,最大下泄流量为37m3/s,校核洪水标准洪峰流量为89.91m3/s,最大下泄流量为64.25m3/s。

ss水库处于米仓山走廊以南,该库区为深丘宽谷地貌,山脊两岸比较对称,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,地质岩性以沉积砂岩、板岩和泥质页岩为主。

区内构造较缓,走向为东西向,倾向为南北向,岩层倾角多在6—8°左右,有裂隙节理,但不发育,随深度增加而减弱。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。根据1/400万《中国地震动参数区划图》(2001),ss水库坝址区地震动峰值加速度为0.05g,对应的地震基本烈度为Ⅵ度。

本次ss水库枢纽除险加固工程的任务就是以1999年9月编制的《广元市元坝区ss水库大坝安全鉴定论证报告辑》为依据,主要完成任务为:①加高大坝,增建防浪墙,使防浪墙顶高程达到892.18m,以满足规范及设计防洪标准;②拓宽大坝坝顶,由原2m拓宽为4m,以能基本满足工程运行管理和防洪抢险要求;③对大坝内外坝坡进行C20砼框格内填块石和草皮进行护坡整治,防止风浪淘刷;④结合大坝加高溢洪道右边墙,提高抗洪能力;⑤对大坝顶部及周边山丘、林地白蚁危害进行整治,消除对大坝危害;⑥完善各类观测设施,提高水库的安全和防洪抢险能力;⑦维修改造管理房;⑧改造放水设备。

ss水库总库容265万m3,有效库容216万m3,原设计灌溉面积0.70万亩,复查后设计灌面0.50万亩,实际灌面0.40万亩。主要灌溉石井铺乡、白果乡和柏林沟镇有关村社,是一座以农业灌溉为主,防洪、水产养殖等为辅的小(一)型水利枢纽工程。并肩负着下游乡镇村社的人民及生命财产安全,一但水库大坝失事,将对下游及其灌区造成极大的经济损失,同时也给社会带来重大负面影响。因此,提高大坝的抗洪能力,使其达到规定和原设计的防洪标准,加固水库大坝,加高溢洪道边墙,完善管理房设施,从而保障工程的安全运行和便于管理是十分必要的。

1.5工程布置及主要建筑物

1.5.1工程等别及设计标准

ss水库总库容265万m3,有效库容216万m3,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)之规定,该水库为小(一)型水利枢纽工程,工程等别为四等水利枢纽工程,枢纽工程主要建筑物为4级,次要建筑物为5级。该水利工程永久性建筑物,其设计洪水标准根据规范和实际情况确定为30年一遇洪水设计,300年一遇洪水校核。

1.5.2工程整治设计

经方案比较,采用建防浪墙措施使防洪标准达到规范规定的标准,是合理的、经济的和可行的方案。将原坝顶及后坡从884.88m至坝顶表层清除0.2m厚,以保证新旧坝体的良好结合,便于控制质量,再回填碾压粘土,当坝顶高程达到891.43m时,亦防浪墙基础埋深0.30m,在坝顶上游边缘开始立模现浇防浪墙,墙体采用C20砼,厚0.20m,边现浇边继续回填碾压加高大坝,直至回填碾压高程达到891.73m,坝顶宽度达到4m,以防浪墙顶现浇至防洪达标高程892.18m,防浪墙墙身净高0.45m,总高0.75m。

经计算,大坝整治后浸润线的位置正常,渗流量小,边坡抗滑稳定安全系数在正常运用情况下为1.13,满足要求。

以高程885.00m处为整治起点,亦是坡比为1:2.4与1:3.1两坡段的交接处,先对原坝体坡面进行清基,平均厚0.20m左右,再以1:2.4的坡比进行回填碾压,由于作业面厚度不大,不宜机械作业,只能采用人工夯实,直至高程891.73m,并将此段采用C20砼做框格,格内填筑块石进行护坡处理,护坡厚0.20m。

以外坡高程884.88m处的2.3m宽的马道处为整治起点,亦是原坡比1:2.2与1:2.4两坡段交接处。先对坝坡面进行清基,清除坝坡所有杂草、树木等杂物,清基厚0.20m左右,之后按1:2.4的坡比进行回填碾压,与内坡一样,亦采用人工作用,直至高程891.73m,使大坝坝顶宽度达到4m,基本能满足规范及抢险交通要求。再将堆石体顶至坝顶整个外坡采用C20砼现浇框格,格内采用草皮护坡,砼框格断面尺寸为20×20cm。

ss水库溢洪道位于大坝右端的砂页岩基础上,为开敞式宽顶堰溢洪道,全长80m,堰顶高程为888.800m,进口段首端宽13m,尾端宽7m,尾段采用7.7m的扩散段与自然冲沟衔接消能,最后与天然河道衔接。经方案比较,采用加高溢洪道边墙措施,增大其抗洪能力,由于溢洪道右边墙其山体较高,边坡较陡,不需加高,左边墙与大坝连接,为防止溢洪水渗入大坝坝体内,故进口段需加高0.93m,其余段需加高1.23m,长80m,墙体采用M7.5浆砌条石,表面采用M10砂浆抹面。

对水库调查发现坝上有蚁巢危害,位于坝体内坡由左端60m开始至180m,距坝顶8m处的斜面上有大量白蚁取食;位于坝体外坡由距左端80m至100m,距坝顶10m的斜面上有大量白蚁取食;位于坝体左端山丘50m之内和坝体右端山丘80m之内有白蚁活动现象;坝体周围山体100m之内有白蚁群体分布。

为了根治白蚁危害,本次设计采用清除坝面浮土、杂草,开沟截路取巢,设计毒土隔墙,土坝表层药剂处理,施放毒饵诱杀包等综合防治措施,彻底防治白蚁,确保大坝安全。

ss水库金属结构由放水闸门由工作闸门和检修闸门组成,两扇闸门均为潜孔闸门,由启闭机、升降拉杆、平面铸铁闸门和固定门槽及止水构件五大部分组成。运行至今已长达28年,从末维修过,锈蚀严重,表面锈蚀面积已达85%,平均锈蚀厚度达3mm,最大锈蚀厚度达5mm,启闭机基本损坏,启闭操作极度困难,无法提起检修,仅能提一至放水要求的高度。止水橡胶老化,漏水严重,两闸门基本无法正常运行。

故本次水库除险加固整治中对放水洞共2孔闸门进行全部更换,重新设计购置闸门、埋件、启闭机、升降螺杆和止水构件等辅助设施,门槽进行除锈处理。

放水洞孔口尺寸为1.2×1.1—20m,闸门面板尺寸为1.0×0.9m,闸门门叶厚0.12m,启闭机为QL—40(T)—SD(带电机),闸门设计为潜孔式平面滑动钢闸门,闸门采用启闭机在动水中启闭。

ss水库属四等工程,枢纽主要建筑物为4级,次要建筑物为5级,水库整治加固工程包括大坝加固整治、溢洪道加固整治、白蚁整治、观测设施和管理房维修整治等。主要工程量为土方开挖3606m3,土方回填碾压7761m3,C20砼520m3,干砌块石748m3,M7.5浆砌条石67,碎石176m3,更新放水放空闸门,维修管理房300㎡,白蚁消杀面积4400m2,建筑工程总投劳2.31万工日。

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,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5个月,主体工程工期为3个月,即当年

12月初至次年的2月底,工程准备期1个,工程完建期1个月。

1.8环境保护与水土保持

ss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。

本次整治工程是在已界定的水库管理范围内进行施工,故管护范围仍为已界定的水库管理范围,无新的管护范围出现。

水库防洪调度运行专用设施无,本次未设计,待以后逐步完善。

本工程整治加固后,要专人负责定时对大坝进行变形、库区水位、水温和渗透压力及气象进行观测和收集整理,在汛期应每天查看大坝运行状态。

整治加固后,仍需加强水库的运行调度,合理有效的利用水资源,确保灌区农田灌溉的充足水源供应。

在汛期,需加强对大坝的观测,做好防洪抢险准备,保证防洪通讯专线畅通及设备齐备,以便及时与上级主管部门互信息。

1.10.1编制原则及依据

本工程概算主要执行四川省水利厅和重庆市水利水电局现行有关规定、办法、定额、费率标准等,以2003的作为价格水平年进行编制。主要依据如下:

1、四川省水利电力厅人颁发《四川省、重庆市水利水电工程设计概(估)算编制规定》(1998);

2、建筑工程单价编制采用四川省水电厅川水发(1997)495#文颁发《四川省、重庆市水利水电建筑工程概算定额》(1998);

3、安装工程单价编制采用四川省水电厅川水发(1993)63#文颁发《四川省小型水电设备安装工程概算定额》;

4、施工机械台班费计算采用四川省水电厅川水发(1997)495#文颁发《四川省、重庆市水利水电工程施工机械台班费定额》(1998);

5、工程设计图纸及设计资料。

本6工程地处六类工资区,根据工程规模和《四川省重庆市水利水电工程概(估)算编制规定》,该工程采用三级以下企业施工,其人工概算单价按12元/工日计算。

按四川省水利厅川水建管(1997)7#文规定的基价直接进入工程单价,根据工程实际情况和《四川工程造价今年信息》近期的建材价格分析计算得主要材料概算价格作为调差价,价差计算入税金后列入相应部分。

根据施工组织设计提供资料计算得:水0.48元/m3,电0.55元/度。

本工程静态总投资68.19万元,其中建筑工程46.73万元。

ss水库枢纽除险加固工程整治的国民经济评价指标表明:经济内部收益率为12.9%,大于社会折现率12%,经济净现值为46.28万元,大于0,效益费用比为1.18,大于1。这说明本次整治自力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。

第二章水文及水库特征水位

2.1流域自然地理概况

ss水库位于广元市元坝区白果乡境内的黄金寺河,坝址地理坐标为东径105°33′,北纬32°24′,工程距元坝城镇58km,距广元城区80km。大坝下游下游居住人口700多人,保护耕地1400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JGT193-2006钠基膨润土防水毯.pdf,河道坡度较陡,水流湍急,但流域内植被较好。

根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》和《广元县水文手册》查算分析,多年平均年径流深513mm,地下径流深13.8mm,则地表径流深497.2mm。年径流变差系数CV=0.45,偏差系数采用CS=2CV。由此算得丰水年(P=20%)年径流深591.7mm,平水年(P=20%)年径流深为487.26mm,枯水年(P=80%)年径流深为417.65mm。故各设计频率年径流量分别为86.39万m3、71.14万m3、60.98万m3,各设计年平均流量分别为0.027m3/s、0.023m3/s、0.019m3/s。

第二节基本资料的收集、复核

水库水位~面积、水位~容积曲线计算

3.1工程等级及洪水标准

根据水利部《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)及国家《防洪标准〈GB50201—94〉》之规定,该水库为小(二)型水利枢纽工程,工程等别为五等水利枢纽工程,枢纽工程主要建筑物为5级。相应水库洪水计算标准为:设计洪水标准按20年一遇洪水(p=5%)计算,校核洪水标准按200年一遇洪水(p=0.5%)计算。

某基坑回填施工方案3.2设计洪水复核计算

3.2.1设计洪峰流量计算

ss水库属无洪水水文资料地区,只有采用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》中介绍的推理公式法推算设计洪水,

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