某山丘岭区塘坝加固项目实施方案.doc
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1、2012年小型水库移民扶助基金XX市XX区XX镇XX村塘坝加固项目实施方案XX市水利勘测设计院二一三年四月1设计单位负责人: XXX技 术 负 责 人: XXX设计项目负责人: XXX主要参加人员: XXX 工程概算编制: XXX5目 录1 综合说明31.1 工程概况31.2 建设缘由31.3 设计依据31.4 建设性质41.5 工程等级41.6 设计标准41.7 抗震设防烈度41.8 主要工程建设内容51.9 工程投资及工期安排52 水文62.1 设计洪水标准62.2 设计洪水推求62.3 调洪演算72.4 坝顶高程确定82.5 粘土心墙顶高程确定92.6 复核结论103 工程地质113.1
2、 区域地质概况113.2 坝址区地质概况113.3 坝体质量123.4 溢洪道工程地质条件及评价124 工程设计概况及布置134.1 设计标准134.2 设计依据134.3 工程总体布置145 大坝工程设计155.1 筑坝材料及填筑标准155.2 坝体尺寸设计165.3 迎水坡工程设计175.4 背水坡工程设计186 溢洪道工程设计196.1 纵横断面设计196.2 桥梁加固设计196.3 护砌结构设计197 施工组织设计207.1施工条件分析207.3 施工导流与排水207.4 主要工程施工217.5 施工总布置227.6 施工总进度238 工程管理248.1 工程管理机构及管理设施248.
3、2 工程管理保护范围248.3 管理经费259 投资概算269.1 编制说明269.2 投资概算2910 经济评价3010.1 防洪效益3010.2 供水效益3010.3 养殖效益30附表:工程投资概算表附图1 综合说明1.1 工程概况XX镇西XX村位于镇驻地北部,村内主导产业以农业种植、茶园、养殖业为主,为XX水库分散安置移民村。XX村塘坝地处XX村南部岭坡上,位于FT河支流上游。该水库控制流域面积0.71km2。水库枢纽工程主要有大坝、开敞式溢洪道组成。大坝为粘土心墙砂壳坝,坝长170m,现状坝顶宽2.53.5m。 1.2 建设缘由由于XX村塘坝当时是以该村为主修建,工程建设时受当时条件影
4、响,工程建设标准低,施工质量差,加之受到资金不足等因素的影响,后期缺乏有效的维护与维修,工程老化严重,存在诸多安全隐患,一旦失事,将造成巨大损失,急需采取除险加固工程措施。1.3 设计依据1.3.1 文件依据1、2012年12月31日,SD省水利厅、财政厅LU水移民字201212号文关于下达2012年小型水库移民扶助基金项目计划的通知;2、2013年3月14日,日照市水利局、财政局日水办发201329号文转发省水利厅、财政厅关于下达2012年小型水库移民扶助基金项目计划的通知。3、SD省人民政府办公厅关于帮扶解决小型水库移民生产生活困难的通知(LU政发200855号)。4、SD省水利厅2008
5、2号文印发的SD省小型水库洪水核算办法;1.3.2 执行的主要规范规程1、水利水电工程初步设计报告编制规程 DL502193;2、水利水电工程等级划分及洪水标准 SL2522000;3、防洪标准 GB5020194;4、碾压式土石坝设计规范 SL2742001;5、小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则 SL18996;6、水利水电工程设计洪水计算规范 SL442006;7、砌体结构设计规范 GB50003-2001;8、溢洪道设计规范 SL2532000;9、水利工程水利计算规范 SL10495;10、公路桥涵设计通用规范 JTDG60-2004;11、水库工程管理设计规范 SL106-96;
6、12、中国地震动参数区划图 GB183062001;13、水利水电工程施工组织设计规范 SL3032004;14、国家颁布的其它有关规范、规程。1.3.3 其他资料XX市XX测绘有限公司2013年4月实测水库枢纽工程1:500局部地形图,大坝横断面图,溢洪道纵横断面图。1.4 建设性质除险加固。1.5 工程等级大后村塘坝,根据水库总库容和重要性,确定水库枢纽工程等别为等,主要建筑物5级,次要建筑物5级。1.6 设计标准依据水利水电工程等级划分及洪水标准、防洪标准规定及水库工程规模和重要性,考虑原设计标准,确定XX村塘坝设计洪水标准仍为20年一遇,校核洪水标准仍为200年一遇;溢洪道消能防冲设计
7、洪水标准10年一遇。1.7 抗震设防烈度依据国家质量技术监督局发布的中国地震动参数区划图(GB183062001),查得XX村塘坝附近地区地震动峰值加速度为0.10g,地震动反应谱特征周期0.45s,相应地震基本烈度度,确定采用设防烈度度。1.8 主要工程建设内容1、大坝工程大坝迎水坡部分坝坡块石护坡;背水坡补土整坡防护,下游新建排水设施;坝顶整修,采用泥结石路面。2、溢洪道工程溢洪道开挖,控制段在原山体修成宽顶堰型式。3、放水洞工程新建虹吸式放水洞。1.9 工程投资及工期安排工程概算总投资20.79万元。计划2013年9月开工,2013年11月竣工,工期3个月。2 水文2.1 设计洪水标准根
8、据水利水电工程等级划分及洪水标准及防洪标准规定,XX水库为小(2)型水库,工程等别为等,确定本次洪水复核标准:设计洪水标准20年一遇,校核洪水标准200年一遇;溢洪道消能防冲设计洪水标准10年一遇。2.2 设计洪水推求XX水库控制流域面积0.71km2,干流长度1.415km,平均干流坡度0.046m/m。流域内坡度较陡,属低山丘陵地区,来水主要是降雨时山岭产流,多年平均降雨量867mm,降雨量年际年内变化大,实测最大年降雨量是最小年降雨量的2.7倍,多年平均汛期降雨量约占全年总降雨量的71.5%以上。降雨是地表水和地下水的主要补给来源,因此,径流时空分布也不均匀,年际年内变化大,形成了春旱、
9、夏涝、秋冬又旱的规律。2.2.1 计算方法利用暴雨等值线图,采用经验公式图表查算法推算设计洪水。2.2.2 设计雨期的确定根据对水库流域内暴雨特性及产汇流规律进行分析,可知该水库入库洪水均不超过24h,因此确定设计雨期为24h。2.2.3 设计暴雨量的推算由SD省小型水库洪水核算办法中“SD省小型水库所在县降水量统计参数表”查得,后村镇大后村水库流域中心处多年平均最大24小时降雨量H24=110mm,变差系数CV=0.59,取CS=3.5CV,计算各设计频率的暴雨量H24P。成果见表2-1。表2-1 XX水库各设计频率暴雨量计算成果表频率(%)KPH24P(mm)0.53.57 392.252
10、.73 299.8101.76 193.62.2.4 设计洪水的推求1、流域特征参数K:计算公式如下:K=L/(J1/3F2/5)。式中:K 流域特征参数; L 干流长度(m),; J 平均干流比降(m/m); F 流域面积(km2)。经计算,K=4.52。2、单位面积最大洪峰流量qm:根据设计暴雨及流域特征参数K查图,得各频率单位面积最大洪峰流量qm,成果见表2-2。表2-2 XX水库各设计频率单位面积最大洪峰流量成果表频率(%)0.5510qm(m3/s/km2)4636243、设计最大洪峰流量Qm:计算公式如下: Qm=qmF 式中:Qm 洪峰流量(m3/s); qm 单位面积最大洪峰流
11、量(m3/s/km2); F 流域面积(km2)。 根据上述公式,计算得各频率最大洪峰流量Qm,成果见表2-3。 表2-3 XX水库各设计频率最大洪峰流量成果表频率(%)0.5510Qm(m3/s)35.93 28.12 18.74 2.3 调洪演算2.3.1 洪水调节计算方法由于本水库调蓄洪能力相对较小,为安全考虑,按来水量的最大洪峰流量作为对应的设计流量。2.3.2 洪水调节水位溢洪道属无闸控制,入库洪水自由下泄,起调水位为溢洪道底高程。2.3.3 调洪计算各频率调洪计算成果见表2-4。 表2-4 XX水库调洪计算特征值成果表频率(%)入库洪峰流量(m3/s)最高库水位(m)0.535.9
12、65.1 528.164.8 1018.764.3 2.4 坝顶高程确定2.4.1 坝顶超高的计算坝顶超高计算按照小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则(SL189-96)(以下简称“设计导则”),以下式计算:y=R+A式中:y 坝顶超高(m); R 波浪爬高(m); A 安全加高(m)。 1、波浪爬高R:采用经验公式以下式计算。R=3.2K(2hB)tga式中:K 坡面糙率,一般取0.8。tga=1/m上=0.4(m上=2. 5);2hB正常=0.0208V风5/4D吹1/3 (V风=25.65m/s;D吹=0.17km); 2hB非常=0.0208V风5/4D吹1/3 (V风=17.1m/s
13、;D吹=0.15km)。经计算R正常=0.68m;R非常=0.39m。2、安全加高A:根据“设计导则”中6.1.1条规定,正常运用条件下A取0.5m;非常运用条件下A取0.3m。3、坝顶超高y的计算:正常运用y正常=R正常+A正常=1.18m;非常运用y非常=R非常+A非常=0.69m。2.4.2 坝顶高程的计算按照“设计导则”6.1.2条规定,坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和,分别按以下运用条件计算,取其最大值:一、设计洪水位或正常蓄水位加正常运用条件的坝顶超高;二、校核洪水位加非常运用条件的坝顶超高;三、正常蓄水位加非常运用条件的坝顶超高加地震涌浪高(度地震区涌浪高取1.0m)。根据上
14、述几种情况分别计算坝顶高程,计算成果见表2-5。表2-5 水库大坝防洪安全计算成果表水 位运用情况洪水位坝顶超高核算坝顶设计坝顶现状坝顶高程(m)(m)(m)高程(m)高程(m)设计洪水位正常运用64.80 1.18 65.98 66.00 65.366.2正常蓄水位正常运用62.80 1.18 63.98 65.366.2正常蓄水位非常运用62.80 1.69 64.49 65.366.2校核洪水位非常运用65.06 0.69 65.75 65.366.22.5 粘土心墙顶高程确定根据“设计导则”6.4.5条规定,防渗体顶部高程应高出正常运用的静水位0.3m以上;非常运用情况应不低于非常运用
15、的静水位。粘土心墙顶高程计算成果见表2-6。表2-6 粘土心墙顶高程计算成果表水 位运用情况洪水位心墙顶超高(m)核算心墙顶设计心墙顶现状心墙顶高程(m)(m)高程(m)高程(m)设计洪水位正常运用64.80.365.165.1 64.565.1正常蓄水位正常运用62.80.363.164.565.1校核洪水位非常运用65.165.164.565.12.6 复核结论由上两表知本水库防洪标准达不到设计防洪标准。3 工程地质3.1 区域地质概况1、地形地貌XX塘坝地处XX村东北部,位于FTH支流上。库区位于X-X穹窿背复斜中部,沂沭断裂带以东,流域内坡度较陡,地势西北高东南低,地貌上属于LDN低山
16、丘陵区。XX河流域内沟壑发育,溪沟纵横,大多垂直于地面等高线。北部靠近山丘岭坡,沟溪源短,坡陡流急;中下游地势较平坦,河道行洪速度相对较缓慢。2、地层岩性根现场踏勘和钻探揭露,坝址区出露的地层有片麻状中粗粒花岗岩及第四系松散堆积层。3、地质构造库区附近较大的断裂为瓦店铨园断裂,该断裂北起诸城瓦店,向南经过JXS岩体,经WL迟家山、RZS园、JN大坊前进入江苏省。走向NE20,倾向不一,倾角为40-83。坝址附近没有发现断层。4、水文地质条件入库主要河流为附近山体经大气降水后,形成地表泾流经沟谷汇集流入库区。地下水类型可分为第四系孔隙潜水和基岩裂隙潜水两大类。5、地震动参数据中国地震动参数区划图
17、(GB18306-2001),场区的地震基本烈度度,设计基本地震加速度值为0.10g,地震动反应谱特征周期0.45s。3.2 坝址区地质概况坝址处河谷为V型谷,阶地不发育。坝址处覆盖层为河床和河漫滩的沉积物,颗粒组成为砾石、砾砂和砂壤土,颗粒组成主要为砾砂。 坝址区出露的地层有元古代侵入岩及第四系松散堆积层。坝址区断裂构造不发育,未发现断层及节理裂隙密集带。3.3 坝体质量大坝为粘土心墙砂壳坝,全长170m,坝顶宽度2.53.5m,主坝上游坡比为1:2.0。下游坡为草皮护坡,坝坡较平缓,局部较陡,坝后坡坡比为1:1.621:2.07。坝体顶部为含细粒土砾,坝体内部由壤土组成,由于土料来源不一,
18、土质不均,含较多铁锰结核、砂粒及碎石。下游坝坡为草皮护坡,坝坡较平整,仅局部出现明显的冲沟现象,整个后坡草皮质量一般,坝坡局部裸露。没有排水体,长期渗流作用下,会对坝体造成安全隐患。3.4 溢洪道工程地质条件及评价溢洪道位于大坝右端,为开敞式宽顶堰,凹凸不平。溢洪道内没有断层穿过,未发现节理裂隙密集带。溢洪道大坝无裹头,渠底断面不规整,均为土基坡面,无任何护砌。304 工程设计概况及布置4.1 设计标准1、工程等别及建筑物级别依据防洪标准(GB5020194)及水利水电工程等级划分及洪水标准(SL2522000),大后村塘坝,工程等别为等,大坝、溢洪道、放水洞等主要建筑物级别为5级;临时建筑物
19、为5级。2、防洪标准依据防洪标准(GB502194)和原工程登记资料,结合工程实际,工程的防洪标准为:20年一遇洪水设计(P=5%),200年一遇洪水校核(P=0.5%)。溢洪道消能防冲设计洪水标准10年一遇。4.2 设计依据1、执行的主要规范规程(1)水利水电工程初步设计报告编制规程 DL502193;(2)水利水电工程等级划分及洪水标准 SL2522000;(3)防洪标准 GB5020194;(4)碾压式土石坝设计规范 SL2742001;(5)小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则 SL18996;(6)水利水电工程设计洪水计算规范 SL442006;(7)砌体结构设计规范 GB50003
20、-2001;(8)溢洪道设计规范 SL2532000;(9)水利工程水利计算规范 SL10495;(10)公路桥涵设计通用规范 JTDG60-2004;(11)水库工程管理设计规范 SL106-96;(12)中国地震动参数区划图 GB183062001;(13)水利水电工程施工组织设计规范 SL3032004;(14)国家颁布的其它有关规范、规程。2、测量资料XX测绘有限公司2011年2月实测水库枢纽工程1:500局部地形图,大坝横断面图,溢洪道纵横断面图。3、地勘资料附近工程的相关地质资料。4、地震设防烈度依据国家质量技术监督局发布的中国地震动参数区划图(GB183062001),查得XX村
21、塘坝附近地区地震动峰值加速度为0.10g,地震动反应谱特征周期0.45s,相应地震基本烈度度,确定采用设防烈度度。5、特征水位与流量本次除险加固设计,根据现有洪水系列资料,按有关规范重新作了洪水复核计算和调洪演算。4.3 工程总体布置XX村塘坝枢纽主要建筑物由大坝、溢洪道、放水洞三部分组成。4.3.1 工程现状总体布置1、大坝大坝为粘土心墙坝,最大坝高11m,坝顶长110m。2、溢洪道溢洪道位于大坝右坝端,为开敞式明渠,末端无消能设施。4.3.2 工程加固处理总体布置XX村塘坝除险加固项目有:大坝、溢洪道加固、新建放水洞。大坝、溢洪道加固均在现状布置的基础上进行,放水洞布置于大坝桩号0+100
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