慈竹林初设报告(定稿).pdf
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1、重庆市 南川区慈竹林水库除险加固工程初I匕少设计报告重庆市南川区水电勘测设计队二o一年七月目 录1综合说明.11.1 工程概况.11.2 工程存在的主要问题及大坝安全鉴定结论.21.3除险加固的必要性.51.4主要建设内容和规模.71.5 除险加固工程投资.81.6 施工工期.81.7结论与建议.82水文.1 22.1 概述.1 22.2基本资料的收集、整理与复核.1 22.3设计洪水推求.1 42.4 水库调洪计算.1 82.5 坝顶高程的确定.2 42.6 水库洪水复核结论.2 63工程地质.2 83.1 地质概况.2 83.2地层岩性.2 83.3 地质构造及地震.2 93.4 水文地质
2、条件.293.5 坝区工程地质条件.303.6 水库工程地质条件.333.7 天然建筑材料.333.8 结论与建议.354 主要建筑物整治设计.374.1 工程等级和洪水标准.374.2 大坝除险加固设计.404.3 大坝整治加固后的渗流及坝坡稳定计算.464.4 溢洪道除险加固设计.554.5 放水设施整治设计.594.6 其它附属设施设计.614.7 整治工程主要工程量表.615.电气和金属结构.636 工程管理.646.1 工程管理机构.646.2 工程管理设施及实物指标.646.3 工程管理范围及保护范围.657 施工组织设计.677.1 施工条件.677.2 施工导流.687.3料场
3、的选择与开采.6 97.4主体工程施工.6 97.5施工总布置.7 27.6施工总进度.7 38工程占地.7 78.1工程占地范围及实物指标.7 78.2 工程占地补偿投资概算.7 79环境保护及水土保持设计.7 99.1环境保护设计.7 99.1.1 工程区自然环境和社会环境现状.7 99.2水土保持.8 11 0 设计概算.8 21 0.1 编制原则和依据.8 21 0.2基础资料.8 21 0.3建筑材料预算价格.8 31 0.4电、风、水预算单价.8 41 0.5金属结构设备及价格.8 41 0.6 其他.8 41 0.7 概算成果.8 41 1 效益分析.8 51 1.1工程概况.8
4、 51 1.2 国民经济评价.8 511.3综合评价90附图:1.枢纽现状地形图;2.平面布置图;3.大坝灌浆平面图4.大坝灌浆剖面图5.大坝断面设计图;6.大坝细部设计图;7.溢洪道设计图(1/3);8.溢洪道设计图(2/3)9.溢洪道设计图(3/3);1 0.臣 卜、涵管设计图;1 1.盖 板闸设计图;1综合说明1.1工程概况慈竹林水库是一座以农业灌溉为主,兼有防洪、供水等综合利用功 能 的 小(2)型水利工程。慈竹林水库位于南川区北部民主乡与涪陵区聚宝乡交界处,大溪河支流上。水库有一条5 5 01n的小路与民主乡的乡级公路相接,坝址距民主乡约23k m,对外交通较不方便。水库坝址以上控制
5、流域面积0.1 87 k n)2,主河道长0.7 6 9k m,河道平均比降7 0.5 6%。多年平均降水量1 1 4 5 m m。坝顶高程为7 1 3.5 0 5 m,大坝最大坝高1 4.4 0 m,水库校核洪水位7 1 2.91 3m,相应总库容1 0.7 1万m3,正常蓄水位7 1 2.0 0 0 m,相应库容9.0 93万慈竹林水库工程地处亚热带湿润气候区,气候主要表现为:冬寒、夏热、秋阴,气温较低,湿度大,雨量充沛,阴雨天多,晴天少,无霜期长,受大陆性季风影响显著,灾害性天气频繁。根据南川区气象站实测资料统计:多年平均气温1 5.8,多年平均日照1 26 9.9小 时 一,多年平均相
6、对湿度8 1%,多年平均径流深为5 5 0 m l n,多年平均风速0.9m /s,多年平均最大风速1 0.0 m /s,多年平均降水量1 1 4 5 m m。慈竹林水库坝型为均质土坝,最大坝高为1 4.4 0 m,坝顶总长5 2m。根 据 水利水电工程等级划分及洪水标准(S L 25 2-20 0 0).碾压式土石坝设计规范(S L 27 4-20 0 1)的规定,本工程属V等工程,主要建筑物为5级,次要建筑物为5级。大坝设计洪水重现期定为30年一遇,相应洪峰流量为4.0 1 m 3/s,设计下泄流量为L 5 4 m 3/s;校核洪水重现期定为30 0年一遇,相应洪峰流量为6.1 2m 7
7、s,校核下泄流量为 2.5 5 m3/s o1.2工程存在的主要问题及大坝安全鉴定结论1.2.1已成工程现状慈竹林水库枢纽工程由大坝、溢洪道和放水设施组成。慈竹林水库大 坝 为 均 质土坝,最 大 坝 高1 4.4 0 m,坝顶高程7 1 3.5 0 5 m,坝顶总长5 2m,坝 顶 宽1 m。水库动工前无详细的地质勘探资料,亦无正规设计图纸及竣工验收资料,水库现状根据慈竹林水库“三查三定”资料和现场踏勘实测。大坝上游坝坡从上至下坡比分别为:1:1.5、1:1.8,在高程7 1 1.97 5 m处有一级平台,宽3.4 m。大坝上游坝坡未进行护坡处理,在风浪和水位变幅的双重作用下,导致坝面淘刷,
8、水面以上坡面杂草丛生,杂树较多;坝顶无防浪墙、未做处理;下游坝坡为一级坡比为1:1.7,大坝无排水棱体,坡面杂草丛生,杂树较多。溢洪道位于大坝右坝肩处只开挖一道沟槽,控 制 段 宽2 m,溢洪道总长4 2.6 4 m,控制段高程为7 1 2.0 0 m。沟槽形状不规则,坡降起伏较大,沟内杂草丛生,沟槽两岸风化、垮塌、堵塞严重。加之溢洪道边墙、底板未进行衬砌,消力池未修建,严重影响泄洪,危及坝脚安全。慈竹林水库放水设施位于大坝右岸,为涵卧管取水。放水设施为斜卧式卧管,涵卧管为浆砌条石结构。卧管净空尺寸:0.3 m X 0.4 m (b X h);涵管净空尺寸:0.4 m X 0.7 m(b X
9、h),比降 i =l/2 0 0 o最大流量0.1 5 m 3/s,据现场走访调查,水库建成运行期间,放水涵(卧)2管均为石质浆砌结构,放水设备因衬砌质量差,局部有开裂、沉降现象,砂浆标号低,表面和砌缝砂浆均有不同程度的风化、开裂剥脱现象,漏水严重。1.2.2工程存在的问题慈竹林水库经多年运行,枢纽工程出现以下病害,经分析出现的主要问题如下:a.坝顶高度不够,坝顶宽度不够,坝体单薄,上、下游边坡较陡,坡面杂草丛生,杂树较多,无坡面排水沟,无排水棱体。b.溢洪道未按设计开挖衬砌,危及大坝安全。c.放水设备开裂、沉降严重,放水盖板止水较差,漏水严重。d.大坝有白蚁危害。e.无工程监测设施。f.无工
10、程管理房和防洪抢险公路。1.2.3大坝安全鉴定结论慈竹林水库完建于1 9 7 6 年 4月,工程建于“7 0 年代”期间,水库的修建属无正规设计单位设计,无正规施工队伍施工,无竣工验收资料的“三无”工程,施工前无详细的工程地质勘察,故无项目规戈h设 计 及 地 勘 资 料 根 据 大坝安全评价报告和实测资料并结合现场检查分析得出以下结论:(1)工程质量评价慈竹林水库大坝在工程运行中已暴露出一些质量缺陷,工程质量不合格。3(2)运行管理评价慈竹林水库由南川区民主乡农业服务中心负责运行管理,同时制定了一定的规章制度(不完善),但未得到认真执行,水库大坝未进行日常养护维修,缺乏大坝安全监测及资料记录
11、。运行管理评为差。(3)防洪标准复核原大坝设计、校核洪水标准采用的是3 0年一遇洪水标准设计,3 0 0年一遇洪水标准校核。根据 水利水电工程等级划分及洪水标准(S L 2 5 2-2 0 0 0)中有关规定,原设计、校核洪水标准满足规范要求;水库大坝实际的抗洪能力满足国家现行规范要求;溢洪道未按设计要求开挖、衬砌,泄洪时危及坝脚安全,不能安全运行。大坝抗洪安全性评为C级。(4)渗流安全评价从渗流计算成果看:大坝允许渗透坡降 J =0.6 1 0,慈竹林水库大坝最大渗透坡降J=0.6 9 5 J =0.6 1 0,经计算出浸润线出勉点较高,且坝肩、坝基渗漏流量较大,不能满足渗漏稳定要求。根 据
12、 水库大坝安全评价导则之规定,渗流安全等级为C级。(5)结构安全评价本工程库岸是稳定的,慈竹林水库大坝形状不规则,坝顶较窄,未见明显开裂、沉陷现象。上游坝坡坡面未护坡,下游坝坡为自然草护坡,上、下游杂草丛生,杂树较多,凹凸不平,有雨淋沟出现,根据 水库大坝安全评价导则,慈竹林水库大坝变形安全性评价为C级。4综合大坝工程现状和各单项安全评价级别,依据水利部颁布的 水库大坝安全鉴定办法 及 水库大坝安全评价导则(S L 2 5 8-2 0 0 0)的具体要求,慈竹林水库工程大坝评定为三类坝。1.2.4除险加固的意见和建议针对慈竹林水库枢纽工程存在的病险问题,需对水库进行除险加固,确保工程安全,建议
13、采取以下措施进行除险加固:a.加高坝顶高度,加宽坝顶宽度,培厚坝体,增设大坝坡面排水沟,设置排水棱体,对大坝进行灌浆防渗处理。b.完善、修建溢洪道设施,确保到达泄洪能力。c.改造放水设施。d.消除白蚁对大坝的危害。e.防洪抢险公路。1.3除险加固的必要性(1)民生水利与农业综合开发的需要根据中央一号文件要求,以加快民生水利发展为主线。慈竹林水库灌区内农业生产条件较好,区位优势突出,市场前景广阔。农业综合开发要有良好的水利基础条件,南川区旱象频繁,旱灾对综合农业生产的影响格外突出。据气象资料和灾情统计,基本是年年遇不同程度的干旱,旱象的发生往往具有夏伏连旱和冬干接春旱的特点。干旱造成溪沟断流、山
14、塘干涸,人、畜饮水相当困难,粮食减产约5 4.8%。农谚说:“春旱续夏旱,秋旱接冬干,十年就有九年旱,最怕伏旱连秋旱”。旱灾已成为综合农业生产可持续发展的严重制约因素。5由于南川区慈竹林水库大坝结构不稳定,水库抗洪能力低,水库大坝有整体失稳的危险,为了保证大坝的整体稳定和水库防洪安全,汛期需限制水位运行,减少了水库蓄水量,使水库难以起到抗御旱灾、确保综合农业稳产丰收的作用。因此,必须对慈竹林水库病险进行工程整治,充分发挥其灌溉、抗旱功能。(2)治病除险、缓解供需矛盾、充分发挥工程效益的需要慈竹林水库由于工程建设过程处在特定的历史时期,以当地民工队伍群众性施工为主,土料填筑部分为人力带石滚平碾碾
15、压,整个施工过程中缺乏必要的不同高程不同部位碾压取样的检测、试验资料,因此,施工中难于控制、改进土坝施工质量。水库大坝坝坡偏陡,就大坝整体而言处于不稳定状态,安全评价为三类坝。慈竹林水库下游350人和财产及380亩农田的安全,由于大坝安全性低,每年汛期需限制水位运行,减少了水库蓄水量,使水库难于充分发挥蓄水功能,使300亩农田灌溉不能得到保证,严重制约当地的经济发展。工程供水能力低下,一有干旱,特别是伏旱,往往产生农业灌溉、农村人畜饮水等供需水难以协调平衡的矛盾,争水、抢水等水事纠纷不断,影响生产、工作、学习和社会稳定。综上所述,通过对慈竹林水库枢纽工程进行除险加固后,使慈竹林水库恢复蓄水量4
16、万n?,恢复设计灌溉面积300亩,因此,为民主乡石河村的建设和发展提供充足的水源,提高了防洪能力,使下游村民生活用水得到保障,也是当前社会主义新农村建设和创建和谐社6会的必要条件。因此对水库枢纽进行除险加固,显得十分迫切和非常必要,建议尽早动工建设。1.4主要建设内容和规模(1)工程整治任务由于慈竹林水库大坝结构不稳定,水库抗洪能力低,水库大坝有整体失稳的危险,为了保证大坝的整体稳定和水库防洪安全,必须对慈竹林水库进行彻底的整治,以满足设计和现行规程规范的要求,从而确保下游人民生命财产安全,更好地发挥水库蓄水兴利功能,充分利用水资源,增加灌溉和供水效益。本次枢纽整治设计按重庆市水利局审核通过的
17、大坝安全鉴定意见和范围进行。(2)水库规模根 据 水利水电工程等级划分及洪水标准S L 2 5 2-2 0 0 0的规定,规模以总库容确定,慈竹林水库整治后总库容为1 0.7 1万/,水 库 规模 仍 属 小(2)型。(3)主要建设内容1)增加坝顶宽度,对大坝进行培厚加固,设置排水沟,新建排水棱体等。2)完善、修建溢洪道设施,确保到达泄洪能力;3)对大坝、坝 肩(基)进行帷幕灌浆,坝体进行劈裂灌浆;4)对大坝进行白蚁整治;5)在放水设备原位置,重修放水设备;76)新修防洪抢险公路5 5 0 m。1.5 除险加固工程投资本工程概算总投资1 5 5.4 0 万元,其中:建筑工程:1 0 3.6 0
18、 万元,金属结构设备及安装工程2.2 2 万元,临时工程8.3 9 万元,独立费用2 9.0 3 元,基本预备费7.1 6 万元,水(环)保工程5万元。1.6 施工工期本工程施工总进度安排为6个月,跨 2个施工年份。从第一年1 0 月完成水库放空,设备进场,1 1 月至第二年3月中旬主体工程完工,3月底完成其他工程及场地清理、资料整理等扫尾工作。1.7 结论与建议慈竹林水库病险工程整治加固后,可提高大坝整体稳定安全性态,正常和非常工作条件下的坝坡抗滑稳定安全系数达到规范规定要求,使大坝抗洪能力达到3 0 0 年一遇校核洪水标准,水库投入正常运行后可确保下游3 0 0 人和财产及3 8 0 亩农
19、田的安全。水库达到正常调节蓄水能力,减少弃水损失,可较好地利用水资源,充分发挥灌溉、供水效益,增加水库经济收入,为水库管理和维护提供一定的财源。工程具有较好的自然和整治建设条件,枢纽建筑物病险整治可就地取材,单一易建,施工期短,见效较快,对促进周边区域社会经济的发展将发挥重要的作用。8由于工程承担灌溉、农村人畜饮水任务,建议管理单位应严格执行水环境保护法和水污染防治法的有关规定,保护好工程区水环境,保持供水水质良好。9慈竹林水库枢纽特性表1-1序号名 称单 位整治前整治后备 注一、水文1枢纽控制集雨面积km20.1 8 70.1 8 72多年平均降水量m m1 1 4 51 1 4 53多年平
20、均径流深m m5 5 05 5 04多年平均径流总量万m31 0.41 0.45设 计 洪 峰 流 量P=3.3%m3/s6.1 26.1 26校 核 洪 峰 流 量P=0.3 3%m3/s4.0 14.0 17设计洪水下泄流量m3/s1.5 41.5 48校核洪水下泄流量m3/s2.5 52.5 59设 计 洪 水 总 量P=3.3%万m32.1 6 92.1 6 91 0校 核 洪 水 总 量P=0.3 3%万n?3.0 3 93.0 3 91 1正常蓄水位m7 1 2.0 0 07 1 2.0 0 01 2设计洪水位m7 1 2.6 5 27 1 2,6 5 21 3校核洪水位m7 1
21、2.9 1 37 1 2.9 1 31 4死水位m7 0 2.0 0 07 0 2.0 0 01 5水库总库容万m31 0.7 11 0.7 11 6设 计 滞 洪 库 容P=3.3%万m31.1 3 71.1 3 71 7校 核 滞 洪 库 容P=0.3 3%万m31.6 1 71.6 1 71 8兴利库容万m39.0 9 39.0 9 31 9死库容万m30.4 9 30.4 9 32 0实际灌面亩3 0 03 0 0二、大坝2 1坝型均质土坝均质土坝2 2坝顶高程m7 1 3.5 0 57 1 3.5 0 510慈竹林水库枢纽特性表1-2序号名 称单 位数 量备 注2 3最大坝高m1 4
22、.4 01 4.4 02 4坝顶长度m5 25 22 5坝顶宽度m13.5三、溢洪道2 6溢洪道型式岸边正槽式岸边正槽式2 7溢洪道堰顶高程m7 1 2.0 0 07 1 2.0 0 02 8堰顶净宽m222 9最大下泄流量m3/s2.5 52.5 5校核洪水下泄流量四、放水建筑物3 0放水建筑物型式石质涵卧管石质涵卧管3 1进口底板高程m7 0 2.0 0 07 0 2.0 0 03 2最大放水流量m3/s0.1 50.1 53 3涵管长度m5 35 3五、观测设备3 4降雨量观测处无无3 5库水位观测处无无3 6渗透流量观测点个无无3 7垂直及水平位移观测点个无无112水文2.1 概述2.
23、1.1 流域概况慈竹林水库位于南川区北部民主乡与涪陵区聚宝乡交界处的大溪河支流上,是一座以农田灌溉、农村集镇供水为主的综合利用的小(2)型水库,该水库坝址以上流域面积0.1 8 7 kn)2,主河道长0.7 6 9 km,河道平均比降7 0.5 6%。,流域形状约呈长扇形。该区气候温和,雨量充沛,多年平均气温1 5.8 ,多年平均日照1 2 6 9.9小时,多年平均相对湿度8 1%,多年平均径流深为5 5 0 m m,多年平均风速0.9 m/s,多年平均最大风速1 0 m/s,多年平均降水量1 1 4 5 m m。由于降雨年内分布不均,旱象频繁,尤以夏旱、伏旱为重,影响农业生产的正常发展。2.
24、1.2流域洪水复核简况该工程于1 9 7 6年4月建成完工,坝顶高程7 1 3.5 0 5 m,最大坝高1 4.4 m,坝 顶 宽1 m,坝 顶 长5 2 m。水库经大坝安全分析报告,进行了3 0年一遇洪水设计,3 0 0年一遇洪水校核的复查工作。本次洪水复核根 据 防洪标准(G B 5 0 2 0 1-9 4)及 四川省中小流域暴雨洪水计算手册进行。2.2基本资料的收集、整理与复核2.2.1流域洪水复核资料本库流域坝址以上洪水由暴雨形成,大暴雨多集中在六、七、八月,历时一般为1天以内,以7、8月暴雨强度最大。因流域地处山区,洪水陡涨陡落,过程线呈尖瘦形,具有山溪洪水的特性。12根据该库三查三
25、定资料,原集水面积为0.27km%本次复核根据新 版L 10000流域地形图,核实流域分水线,量算得:集水面积F=0.187km2,主河道长L=0.77km,河道平均比降J=70.56%。a.水库库容曲线:采用近期被核实而又实用的水库库容曲线,见表2 1和图2-1 o水库水位面积、库容表表2 1高 程(m)面积(向库容丁)7 0 2007 0 30.0 9 62 8 9 37 0 40.4 6 54 5 3 17 0 50.9 8 35 8 5 97 0 61.6 5 77 6 6 27 0 72.4 8 28 8 5 87 0 83.4 5 01 0 5 3 57 0 94.6 1 01 2
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