彩洋竣工设计工作报告0604.doc
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1、福建省三明市尤溪县彩洋水库除险加固工程竣工验收设计工作报告福建省宏禹水利水电咨询设计院乙级设计证书编号A1350001372014年5月22目 录彩洋水库工程特性表1续特性表21. 工程概况31.1 工程位置及布置31.2 水文气象41.3 工程地质41.4 工程任务51.5 设计建设历史简介61.6 工程开工及完工时间62. 工程规划设计要点62.1 设计依据及基本资料62.2 建筑物设计73. 工程标准133.1 设计标准133.2 工程实际达到的标准134. 设计变更145. 设计文件质量管理155.1 项目管理要点155.2 设计质量控制措施156. 设计服务176.1 设代服务制度1
2、76.2 设代工作的主要内容176.3 技术变更程序186.4 技术服务保障措施197. 工程评价198. 经验与建议208.1 经验208.2 建议219. 工程施工大事记21彩洋水库工程特性表序号名 称单位数值备 注一所在地点尤溪县西滨镇彩洋村二所在河流尤溪河际后溪支流1集雨面积km25.002河道长度km2.403河道坡降73.3三大坝原设计1设计重现期年一遇502校核重现期年一遇20003设计洪水位m471.85黄海高程4相应库容万m3202.695校核洪水位m473.356相应库容万m3233.407正常高水位m470.308相应库容万m3173.009死水位m450.0010相应库
3、容万m38.00四本次加固水文复核计算1设计重现期年一遇502校核重现期年一遇10003正常蓄水位m470.304设计洪水位m471.975相应库容万m3204.836校核洪水位m472.54续特性表序号名 称单位数值备 注7相应库容万m3216.52五大坝1坝型土石混合坝2坝顶高程m475.503防浪墙顶高程m/4最大坝高m39.505坝顶长度m163.806坝顶宽度m6.50六溢洪道宽顶堰无闸控制1堰顶高程m470.302堰顶净宽m7.003最大泄量m34.14本次复核4消能型式跌水消能七输水隧洞1型式竖井式2进口底高程m450.003隧洞断面尺寸(宽高)m1.21.84隧洞长度m150竖
4、井中心至隧洞出口5最大流量m6.00八工程效益及涉及下游情况1实际灌溉面积万亩0.402电站装机kw450/4台3影响耕地万亩0.654影响人口万人1.20彩洋村及西滨镇1. 工程概况1.1 工程位置及布置彩洋水库位于三明市尤溪县西滨镇彩洋村境内,所在河流为尤溪河际后溪支流,是一座以灌溉为主兼有防洪、发电、养殖等综合利用的小(一)型水库。彩洋水库大坝于1973年3月动工,1975年9月竣工。水库坝址以上集雨面积5.0km2,主河道长2.40km,平均坡降73.3。水库正常水位470.30m(黄零高程、下同),死水位450.00m。水库总库容为233.40万m3,兴利库容165.00万m3,死库
5、容8.00万m3。水库大坝本次加固设计按50年一遇设计,设计洪水位为471.85m,1000年一遇校核,校核洪水位为473.35m。 水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道、输水隧洞等组成。水库大坝为土石混合坝,坝顶高程为475.50m,没有设置防浪墙,坝顶宽6.5m,坝顶长163.8m,最大坝高39.5m。大坝上游坡为干砌块石护坡,坡比自上而下为1:2.5、1:3.0,在465.00m高程处变坡。大坝下游坝坡坡比为1:2.0,采用草皮护坡。下游坝坡高程465.00m以下设堆石体,顶宽2m,上下游边坡坡比均为1:1.5。大坝基础地质为花岗斑岩。溢洪道位于大坝左岸山坡,引渠段长39m,i=1:1000,
6、控制段长20m,为宽顶堰,无闸控制,堰顶高程470.30m,堰顶净宽7m,堰后接泄槽段,长108m, i=1:200,末端采用跌水消能后,下泄水流汇入原河道。溢洪道基础地质为坚硬的花岗斑岩。输水隧洞位于大坝右岸,闸门结构为竖井直拉式。竖井前隧洞长42m,进口底高程448.50m,衬砌后断面尺寸1.22.3m(宽高)。从竖井中心至隧洞出口长150m,衬砌后断面尺寸为1.21.8m(宽高)。竖井深12m,衬砌后断面直径为2.2m。隧洞进水口直径600mm,洞底高程450.00m,最大放水流量6.0m3/s,启闭设备采用1台20T直拉式手摇启闭机。基础地质为坚硬岩石。1.2 水文气象水库流域属中亚热
7、带季风性湿润气候。夏季暖热,冬季温凉,春夏多雨,降水丰富。尤溪县降水量的年际变化较大,平均年雨量1620.6mm,年内降水分布也不均匀,10月至次年1月是少雨季,合计雨量仅占年雨量的13%左右;26月为春雨、梅雨季,大雨暴雨较多,合计雨量约占年雨量的62%;79月有时受台风、强热带风暴影响也形成强降水。尤溪县年平均气温19.2,气温年变化呈单峰型,1月最冷,月平均气温8.012.0,7月最热,月平均气温26.628.9,极端最高气温40.3,极端最低气温-7.8,日最高气温35和38的最高温天气平均每年分别是45天和6天。尤溪县平均年蒸发量1346.4mm,年际变化介于1253.11455.3
8、mm,年内变化呈单峰型,以7月最大,1月最小。尤溪县全年静风占71%,东北偏东风占7%,西北风占3%,全年平均风速0.10.8m/s,月平均风速0.21.3m/s,最大风速17.7m/s。1.3 工程地质勘察场地内地层简单,主要由第四系地层及下伏晚侏罗世花岗斑岩(J3GZ)组成,第四系地层不整合覆盖于花岗斑岩之上。第四系地层主要为填土层、砂卵石层及残坡积层,基岩主要为各种不同风化程度的花岗斑岩。区内未发现大的断裂破碎带,未发现有明显的新构造运动的迹象,历史上无大的地震活动的记录,区域构造相对稳定。根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001)福建省区划图规定,本区内抗震设防烈度小于6度,
9、设计基本地震加速度值小于0.05g,特征周期为0.35s。依据水工建筑物抗震设计规范(SL203-97),本工程可不设防。区域内山峦耸峙,低山起伏,属中低山地貌。该处河床较窄,河谷呈不对称“U”字型,两岸山体均较雄厚,植被茂盛,坡度约2045。根据钻探成果坝体岩土体自上而下分别为:素填土(坝体填土)、强风化花岗斑岩、弱风化花岗斑岩。根据室内土工试验统计、注水试验及压水试验统计结果,各岩土层渗透系数建议值:素填土(坝体填土),渗透系数K=2.010-4 cm/s,坝体填土不均匀,局部渗透性大,属于中等透水层;强风化花岗斑岩,渗透系数K=4.910-4cm/s,属于中等透水层;弱风化花岗斑岩,渗透
10、系数K=7.010-5 cm/s,属于弱透水层。大坝河床地基及左右岸坝肩均分布强风化岩,以下为弱风化花岗斑岩,其中强风化岩裂隙发育,岩体破碎,工程地质分类为;而弱风化花岗斑岩属中硬岩,强度较高,岩体呈次块状结构,结构面发育,但贯穿性结构面不多见,多闭合,岩体完整性差,岩体工程地质分类为2B。坝基稳定性一般,但承载力满足要求。溢洪道基础主要为强风化岩,裂隙发育,岩体破碎,透水性较大。溢洪道左侧山体边坡陡峭,岩石风化呈强风化状,已做削坡处理。输水隧洞位于大坝右岸,闸门结构为竖井直拉式。输水隧洞进出口约58.m为强风化岩,围岩分类为类,中部为弱微风化岩,围岩分类为类。输水隧洞钢闸板锈蚀。闸门启闭不灵
11、,关闭不严,有漏水现象。1.4 工程任务本次除险加固针对安全鉴定报告提出的彩洋水库枢纽工程存在的质量问题和安全隐患,提出切实可行的除险加固工程措施,消除工程隐患,使水库工程安全运行,充分发挥水库的各项效益。1.5 设计建设历史简介2002年7月25日三明市水利局组织有关专家对彩洋水库大坝进行了安全鉴定,并评定为三类坝。2010年10月18日福建省大坝安全管理中心对三类坝鉴定成果进行了核查,并下达了核查意见表,同意三类坝鉴定结论意见。2010年9月我院受尤溪县水利局的委托,承担彩洋水库除险加固工程初步设计任务,并于2010年10月完成该工程除险加固初步设计报告的编制任务。2010年12月7日,三
12、明市彩洋水库除险加固工程初步设计通过三明市水利局组织的专家会审。2010年12月27日,三明市水利局以明水管2010418号文关于尤溪县彩洋水库除险加固工程初步设计的批复,批准了彩洋水库除险加固工程的初步设计。根据以上批复,我院进行彩洋水库除险加固招标图设计、招标文件编制及施工图设计,于2010年12月完成招标设计工作,2011年2月完成施工图设计工作,2011年3月福建安澜水利水电勘察设计院有限公司对施工图进行审查。随后我院根据审查意见进行了修改,施工图于2011年4月提交给业主。1.6 工程开工及完工时间本工程建设单位为尤溪县西滨彩洋水库除险加固项目部,施工方为福建省汀江水电工程有限公司,
13、监理方福建宏建工程造价咨询有限公司,质量监督方为三明市水电局水利水电工程质量监督站。工程于2011年8月18日开工,2012年06月26日工程完工。2. 工程规划设计要点2.1 设计依据及基本资料 设计依据本次加固设计根据现行有关规范、标准、三明市水利局关于彩洋水库大坝安全鉴定报告书和福建省大坝安全管理中心对彩洋水库三类坝安全鉴定核查意见进行。 基本资料水库集雨面积:5.00km2(其中1.97km2为引流)正常蓄水位:470.30m设计洪水位:471.97m(本次除险加固后)校核洪水位:472.54m(本次除险加固后)死水位:450.00m总库容:216.52万m3(本次除险加固后)死库容:
14、8.00万m3大坝最大坝高:39.50m大坝坝顶长:163.80m大坝坝顶宽:6.50m地震基本烈度:VI度大坝填土指标:含水率W=29.0%,天然密度=1.81g/cm3,干密度d=1.40g/cm3,土粒比重Gs=2.74,孔隙比e=0.955,液性指数IL=0,压缩模量ES1-2=3.6Mpa,凝聚力C=25kPa(慢剪),内摩擦角=23(慢剪),现场注水试验渗透系数K=1.9810-4cm/s。2.2 建筑物设计2.2.1 大坝加固设计 大坝防渗加固处理坝体上游坡458.00m高程以下单管高压旋喷防渗墙,458.00m高程以上上游坝坡铺设复合土工膜,坝基帷幕灌浆。在458.00m高程开
15、挖2.5m的平台,作为单管旋喷的施工平台,单管高压旋喷轴线平行坝轴线,桩号0+0500+145 m,旋喷孔距0.45m,成桩直径大于0.55m,防渗墙钻孔及灌浆深度深入土岩分界线下2.0m。458.00m高程以上迎水面铺设600g/m2的复合土工膜,先对大坝上游坝坡进行清理,并拆除原砌坡块石,并进行夯实、整坡,在其上铺600g/m2复合土工膜一层,复合土工膜周边设结合槽,而后铺15cm厚的砂砾石垫层和40cm厚干砌块石护坡(部分利用旧料),加固后的坝坡坡比为自上而下为1:2.5,1:3。大坝迎水坡高程458.00m平行坝轴线处设高压旋喷防渗墙,相应坝基布置帷幕灌浆,并沿两坝端与山体交界处延伸至
16、水库正常蓄水位470.30m与相对不透水层在两岸的相交处,深度至相对不透水层下5.0m,旋喷墙处帷幕灌浆与防渗墙交叉2.0m。帷幕灌浆分三序孔施工,一序孔孔距10.0m,二序孔孔距5.0m,三序孔孔距2.5m。从桩号0-007.50+237m,长244.5m,共布98孔。施工顺序:从458.00m高程平台钻孔先进行坝基帷幕灌浆,再进行坝体单管高压旋喷造防渗墙施工,最后铺设坝坡复合土工膜。 坝顶增设透水砖路面对坝顶路面进行平整,采用透水砖路面,先铺10cm厚砂碎石垫层,再铺一层透水砖路面。 下游坝坡混凝土预制块网格护坡对大坝下游坝坡不均匀塌陷部位进行整坡,并在堆石棱体465.00m高程以上部位全
17、坝段浆砌块石网格护坡,修复坝顶排水沟。浆砌块石网格护坡采用每隔6.0m设一排M10浆砌块石“人”字形架,“人”字形架横纵向连接之间设一道M7.5浆砌块石横纵向架,网格内种植草种。 新建坝后量水堰为了更好的了解水库大坝的渗漏情况,重新在大坝坝脚设置三角形量水堰进行渗漏量观测。量水堰侧墙采用M10浆砌块石结构,侧墙基础需坐落在弱风化岩基上,并设置C15砼垫层,堰墙内侧采用M10砂浆抹面厚2cm,两边新设M10浆砌块石排水沟。2.2.2 溢洪道加固工程 水库溢洪道基础主要为强风化岩,裂隙发育,岩体破碎,透水性较大,建库时对溢洪道底板进行砼护砌,桩号0-0090+088m,厚30cm,由于资金问题,桩
18、号0+0880+128m未未护砌。经水库30多年的运行,溢洪道存在的主要问题:砼底板裂缝,破损,末端底板近出口段长40m由于未衬砌毁坏较严重,近出口段10m未建侧墙,影响泄洪,本次加固对此进行加固处理。 溢洪道底板混凝土护砌对溢洪道桩号0-0090+128底板进行C20混凝土衬砌加固处理,先对该段溢洪道底板进行开挖至设计高程,然后浇筑30cm厚的C20混凝土,宽7.0m,每隔10m,进行分缝处理,缝宽2cm,缝内塞沥青麻丝。每块混凝土底板增设双向8200温度筋,钢筋保护层为50mm。 局部侧墙加固对溢洪道出口段桩号0+1180+128进行新建M10水泥砂浆砌块石侧墙,侧墙总高2.0m,其中基础
19、0.501.10m,顶宽0.50m,内墙垂直,外墙1:0.3。两边侧墙尺寸相同,相隔7.0m互相对称,其间是30cm厚C20混凝土底板。2.2.3 输水涵洞加固工程 进水口及启闭设备更新改造及启闭房加固处理。根据输水隧洞存在问题,本次加固设计对输水隧洞金属结构进行更换。输水隧洞进水口改造需要将进水口处的放水底孔6闸门打开,放空库水位至446.50m高程,然后,对高程450.00m处的直拉铸铁闸门进行更换加固处理,闸门直径为800mm。同时更换直径为60mm的拉杆,由低碳钢Q235制作,长度28m;通气管更换为229mm的钢管、管壁厚6mm;更换一台20T螺杆式手电两用启闭机1台;更换启闭房内电
20、气设备,设GGD2低压配电屏1面,低压配电箱2面。另外,对隧洞启闭房门窗更换为铝合金门窗,启闭房外墙刷黄色防水涂料,内墙粉刷,屋顶增设5cm厚的C20钢筋混凝土板。 输水隧洞渗漏处理输水隧洞进水口改造需要将进水口处的放水底孔闸门打开,放空库水位至448.50m高程,在放空库水位时,对隧洞进行详细彻底的检查,对发现渗漏及潮湿的部位进行补强灌浆处理。 输水隧洞出口处右岸山体塌方处理输水隧洞出口处右侧山体崩塌,干渠渠首段50m渠道渗漏淤积严重,影响输水隧洞及大坝下游的安全运行。本次加固对隧洞出口处右岸山体塌方段进行护砌处理,具体为:在高程473.00m处设一直立式挡土墙,位于防汛公路的外侧边,墙顶高
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