肥城市尚庄炉水库除险加固工程施工方案

肥城市尚庄炉水库除险加固工程施工方案

肥城市尚庄炉水库除险加固工程施工方案1.工程概况1.1工程基本情况尚庄炉水库位于肥城市安庄镇尚庄炉村北大汶河支流小汇河上，是一座以防洪为主兼顾灌溉、水产养殖等综合利用的中型水库，控制流域面积141km2。水库原设计死库容6万m3，兴利库容1014万m3，总库容2870万m3，灌溉面积4.1万亩。经本次设计复核，死库容6万m3，水库兴利库容1014万m3，总库容3422.51万m3，灌溉面积2.4万亩。水库枢纽工程现状包括大坝，溢洪道和东、西放水洞等。大坝为均质土坝，全长808m，坝顶宽6m，坝顶高程101.1m，防浪墙顶高程102.1m，最大坝高17.1m。大坝上游坡为干砌石护坡，坡度为1:3；下游坡为草皮护坡，在94.0m高程处设戗台一道，戗台以上坡度为1:2.75，戗台以下坡度为1:3.5，并设有预制砼板菱形排水沟，在戗台内侧和坝脚设两条浆砌石纵向排水沟。溢洪道位于尚庄炉水库大坝右端，为正槽开敞式溢洪道，由溢流堰和下游泄槽组成，总长399m，桩号以大坝轴线为0+000，溢洪道最大泄量863m369n/s(三查三定标准)。溢流堰堰顶高程95.5m，堰长137m，堰上无交通桥，其中溢洪道东侧为80m长浆砌石实用堰，实用堰基础为花岗片麻岩，基础底高程91.5m，堰前地面高程93.0m，堰高2.5m，迎水面坡度1:0.1，背水面坡度1:0.8；西侧为57m长由基岩自然形成的宽顶堰。溢洪道下游无消能防冲设施，堰后即为下游泄槽段，泄槽覆盖层主要为壤土，表层已开垦为耕地，耕植深度一般在0.5m左右，覆盖层抗冲能力极差，溢洪道退刷严重，下游现已形成一条长70m、深4m的冲沟。水库设有东、西两个放水洞。东放水洞位于大坝桩号0＋180m处，为无压砌石拱涵洞，进口洞底高程90.5m，出口洞底高程90.1m，设计引水流量2.5m3/s，最大引水流量8m3/s，洞长58m，其中进水涵洞长16.80m，出水涵洞长41.20m，闸前涵洞宽1.5m，墩高1.8m，拱高0.75m，闸后涵洞宽1.5m，墩高2.1m，拱高0.75m，两段涵洞基础都为基岩。闸孔尺寸1×1m2，原为钢木闸门，2000年5月更新为1.2×1.2m2拱型铸铁闸门，设15T螺杆式手电两用启闭机，但启闭机房未改造。西放水洞位于大坝桩号0＋220m处，进口底高程86.3m，出口底高程86.0m，设计引水流量1.5m3/s，洞长85m，放水洞基础为基岩。竖井前为长31.5m无压砌石拱涵，断面1×0.8m2，拱高0.5m，拱厚0.6m。竖井以后为有压圆管，长53.5m，砌两层拱石，石厚0.3m，拱厚0.6m，管孔直径0.7m，在当时无条件做砼管形式下，因压力管水头较高，打算在坝后建水电站，经济南市水利指挥部、省水利勘察设计院批准，压力管上建3.6m厚砌石压顶，压顶顶宽3.0m，圆管涵洞下为浆砌块石，底宽6.5m。由于多次扩建，启闭机房被埋在大坝内，在坝顶留有洞口能进入启闭机房。放水洞闸门为钢木闸门，配7T螺杆式启闭机，1988年因闸门无法关闭，闸前用麦秸泥堵死，闸门与启闭机已彻底不能使用，现西放水洞处坝体漏水非常严重。水库建成以来发挥了较好的防洪、灌溉等社会效益和经济效益。但由于历史原因，水库工程标准低、质量差，运行以来，维修、加固资金加之长期不足，致使工程老化退化，存在严重隐患，影响防洪安全。1.2工程设计概况为确保水库安全，2002年5月，肥城市尚庄炉水库管理所委托泰安市水利勘测设计研究院编制《肥城市尚庄炉水库安全鉴定报告》。200269n年8月，水利部大坝安全管理中心坝函[2002]1235号文《关于尚庄炉水库三类坝安全鉴定成果的核查意见》，评定该水库为险库，大坝评定为三类坝。2002年10月，泰安市水利勘测设计研究院编制完成《肥城市尚庄炉水库除险加固工程可行性研究报告》。2003年4月，山东省发展计划委员会鲁计农经[2003]386号文《关于肥城市上庄炉水库除险加固工程可行性研究报告的批复》，批准除险加固工程立项，核定尚庄炉水库除险加固工程规模为中型，枢纽工程等别为三等，主要建筑物为3级，次要建筑物为4级；水库防洪标准为百年一遇洪水设计，设计洪水位98.50m，千年一遇洪水校核，校核洪水位100.23m；溢洪道消能防冲标准为三十年一遇洪水设计；水库兴利水位95.50m，死水位86.30m；总库容3422.51万m3，兴利库容1014.0万m3，防洪库容2402.51万m3。2003年10月，泰安市水利勘测设计研究院编制完成《肥城市尚庄炉水库除险加固工程初步设计报告》。2003年12月，水利部黄河水利委员会“黄规计函[2003]44号《关于发送山东省肥城市尚庄炉水库除险加固工程初步设计审查意见的函》批准初步设计。依据《审查意见的函》批复意见，2005年5月，泰安市水利勘测设计研究院编制完成《山东省肥城市尚庄炉水库除险加固一期工程施工图》。2006年12月，泰安市水利勘测设计研究院编制完成《山东省肥城市尚庄炉水库除险加固溢洪道工程（二期）施工图》。1.3设计依据1.3.1.依据文件及资料（一）二〇〇三年十二月，水利部黄河水利委员会“黄规计函[2003]44号《关于发送山东省肥城市尚庄炉水库除险加固工程初步设计审查意见的函》；（二）二〇〇三年十月，泰安市水利勘测设计研究院编《肥城市尚庄炉水库除险加固工程初步设计报告》；（三）二〇〇二年十月，泰安市水利勘测设计研究院编的《肥城市尚庄炉水库除险加固工程可行性研究报告》；69n（四）二〇〇二年八月，水利部大坝安全管理中心坝函[2002]1235号文《关于尚庄炉水库三类坝安全鉴定成果的核查意见》；（五）二〇〇三年四月，山东省发展计划委员会“鲁计农经[2003]386号文《关于肥城市上庄炉水库除险加固工程可行性研究报告的批复》”（六）二〇〇二年二月，泰安市水利勘测设计研究院编《肥城市尚庄炉水库安全鉴定现场安全检查报告》；（七）二〇〇二年二月，泰安市水利勘测设计研究院编《肥城市尚庄炉水库安全鉴定运行管理报告》；（十）二〇〇二年五月，泰安市水利勘测设计研究院编《肥城市尚庄炉水库安全鉴定设计洪水复核报告》；（十一）二〇〇二年五月，山东省水利工程质量检测中心站、山东省水利科学研究院编《肥城市尚庄炉水库安全鉴定大坝老化病害检测评估报告》；(十二)二〇〇二年五月，山东省水利工程质量检测中心站、山东省水利科学研究院编《肥城市尚庄炉水库安全鉴定溢洪闸、放水洞安全检测评估报告》；（十三）二〇〇二年五月，山东省水利工程质量检测中心站、山东省水利科学研究院编《肥城市尚庄炉水库安全鉴定大坝渗流、边坡稳定及变形分析报告》；（十四）二〇〇二年一月，山东科技大学资源与环境工程学院《肥城市尚庄炉水库大坝渗漏CT探测报告》；（十五）二〇〇二年五月，泰安市水利勘测设计研究院编《肥城市尚庄炉水库安全鉴定溢洪道与放水洞设计复核报告》；（十六）二〇〇二年五月，泰安市水利勘测设计研究院编《肥城市尚庄炉水库安全鉴定综合分析评价报告》；（十七）二〇〇二年五月，泰安市水利勘测设计研究院编《肥城市尚庄炉水库安全鉴定大坝安全鉴定报告书》；69n（十八）二〇〇二年二月，泰安市水利勘察院编《肥城市尚庄炉水库工程地质勘察报告》；（十九）肥城市尚庄炉水库管理所提供的肥城市尚庄炉水库大坝、溢洪道、放水洞原设计资料。1.3.2.规范依据（一）《全国病险水库、水闸除险加固专项规划文件汇编》；（二）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）；（三）《防洪标准》（GB50201-94）；（四）国家标准GB18306-2001《中国地震动参数区划图》；（五）《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）；（六）《溢洪道设计规范》（SL253-2000）；（七）《水闸设计规范》（SL265-2001）；（八）《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-97）；（九）《水工混凝土结构设计规范》（SL/T191-96）；（十）《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077-97）；（十一）《水工建筑物抗冰冻设计规范》（DL/T5082-1998）；（十二）《砌体结构设计规范》（GBJ3-88）；（十三）《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）；（十四）《水利水电工程启闭机设计规范》（SL41-93）；（十五）《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》（DL/T5018-94）；（十六）《水利水电工程启闭机制造安装及验收规范》（DL/T5019-94）；（十七）《电气规程规范及标准大全》。1.4工程等级及设计标准（1）工程等级69n依据《防洪标准》(GB50201-94)水利水电枢纽工程等级划分标准，尚庄炉水库枢纽工程等别为三等，大坝、溢洪道、放水洞等主要建筑物级别为3级，次要建筑物为4级。（2）防洪标准依据《防洪标准》，尚庄炉水库防洪标准为：正常运用（设计）洪水标准为百年一遇（P=1﹪），非常运用（校核）洪水标准为千年一遇（P=0.1﹪）。依据《溢洪道设计规范》（SL253-2000），溢洪道消能防冲标准为三十年一遇洪水设计，百十年一遇洪水校核。（3）地震烈度依据国家质量技术监督局2001年发布的《中国地震动参数区划图》，工程所在区域地震动峰值加速度为0.05g，按照《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073-97)的规定，大坝、溢洪道（闸）、放水洞不进行抗震稳定安全复核计算。1.5设计原则（1）贯彻安全第一、经济高效、美观实用的设计方针。积极采用新技术、新材料提高工程的科技含量。按照技术先进、投资经济、施工方便，有利于管理的方针，对工程进行设计。（2）工程设计与当前行业规划相协调并遵循国家、行业的有关政策、标准、规范。1.6主要工程内容1.6.1一期施工内容（1）坝体上部透水层处理：将桩号0+225～0+300坝段，高程97.48m以上的含砾壤土和粗砂层全部挖除，用符合筑坝要求的新土重新回填、压实,其余坝段采用原土就地翻压,翻压厚度1.0m。（2）上游坝坡加固：将上游88.0m高程以上护坡、垫层拆除，采用干砌方块石重新砌筑上游护坡，护坡下设垫层和复合土工膜防渗层。69n（3）下游排水体重建：0+220～0+740坝段下游排水体重建。（4）拆除重建防浪墙、坝顶路面改建。（5）坝基混凝土板墙防渗。（6）东放水洞拱涵与坝体接触部位充填灌浆、拱涵内壁喷聚合物丙乳砂浆防渗；西放水洞内衬钢管，砌石涵管与坝体接触部位充填灌浆，高喷截渗环，放水洞出口闸阀、消力设施，原竖井回填。（7）附属及观测设施：管理用房、防汛路，位移、渗流、观测设施等。（8）库区建设：库区交通，供水，灌溉设施等。1.6.2二期工程（1）溢洪道进口、大坝西裹头拆除重建；（2）新建溢洪闸及交通桥；（3）新建溢洪道消能防冲设施；（4）防汛码头和环境绿化等工程。1.7施工安排一期工程施工期为15个月：2003年3月至2004年5月底，其中施工期为11个月。二期工程施工期从2007年9月20日开始至2008年5月30日完成。1.8主要技术、经济指标本次设计，根据工程内容，编制了设计预算。主要技术、经济指标如下：69n1.8.1主要技术指标尚庄炉水库技术特性指标表表1-1序号主要指标单位数量备注1死水位m86.302正常蓄水位m95.503防洪高水位m97.303p=5%4相应泄量m3/s500.00控制泄量5相应防洪库容万m3680.286防洪高水位m97.653p=3.33%7相应泄量m3/s500.00控制泄量8相应防洪库容万m3830.969设计洪水位m98.50p=1%10相应泄量m3/s657.36控制泄量11设计调洪库容万m31226.5312校核洪水位m100.23p=0.1%13最大泄量m3/s936.5614校核调洪库容万m32402.5115总库容万m33422.5116兴利库容万m31014.0017死库容万m36.0018灌溉低水位m86.3019灌溉保证率﹪5020灌溉面积万亩2.0尚庄炉水库大坝主要技术特性指标表表1-2工程指标单位大坝坝型均质坝坝长m808最大坝高m17.169n坝顶宽m6.0坝顶高程m101.1防浪墙顶高程m102.1迎水坡1:3.0背水坡1:2.75、1:3.5棱体排水长250m,高4.0m尚庄炉水库放水洞主要技术指标表表1-3名称单位东放水洞西放水洞备注型式浆砌石涵洞浆砌石涵洞无压设计流量m3/s2.51.5进口底高程m90.586.3断面尺寸m墩高2m，拱高0.75m墩高2m，拱高0.75m闸门型式尺寸m1.2×1.2m2拱型铸铁闸门1×1m2钢木闸门启闭机型式启门力(KN)15T螺杆式手电两用启闭机7T螺杆式启闭机1.8.2主要经济指标尚庄炉水库初设批复总投资5004.5万元，其中枢纽工程投资4521.31万元，环境工程投资483.19万元。尚庄炉水库除险加固一期工程施工图预算：3002.10万元。批复一期枢纽工程投资2383.44万元。其中建筑工程1665.09万元，机电设备及安装工程203.87万元，金属结构设备及安装工程4.52万元，临时工程137.43万元，其他费用372.53万元。批复环境工程投资450.86万元。其中移民征地补偿费430.86万元，环境影响补偿费20万元。尚庄炉水库除险加固溢洪道工程施工图预算静态投资：2295.58万元。69n核定二期工程预算投资2142.85万元。枢纽工程投资2090.03万元，其中建筑工程1371.02万元，机电设备及安装工程144.37万元，金属结构设备及安装工程153.77万元，临时工程77.19万元，其他费用343.68万元。水土保持工程投资52.82万元。2.水文复核2.1流域简况尚庄炉水库地处津浦铁路以西，肥城市驻地南约18km处的小汇河上，区域内水系属大汶河水系，在形态上为树枝状水系，较大河流有康王河、汇河，水库所在的小汇河呈北～南流向，于安庄镇南约8公里处汇入大汶河。水库三面环山，流域界限明确。水库流域面积141km2，河道干流坡度为0.0041。流域内有小（一）型水库5座，小（二）型水库13座，其兴利库容分别为740.3万m3、269.6万m3，总和为1009.9万m3。2.2兴利库容复核已建水库兴利调节计算的目的是按灌区的实际灌溉定额和实际面积，复核水库的现状兴利库容是否满足现有灌溉面积的需要。设计按现状实际有效灌溉面积为2.0万亩，灌区灌溉水的有效利用系数为0.65；灌区作物的复种指数1.75，灌区种植面积冬小麦占75%，夏玉米占70%，春玉米占30%，对水库的现状兴利库容进行了复核。经复核，按兴利库容1014万m3，兴利水位为95.5m计算，灌区灌溉面积可达2.4万亩，大于现有灌溉面积，因此现有兴利库容满足灌溉要求，兴利库容及水位保持不变。2.3设计洪水计算复核根据国家《防洪标准》GB50201-94确定该水库正常运用（设计）洪水标准为百年一遇（P=1%），非常运用（校核）洪水标准为千年一遇（P=0.1%）。69n尚庄炉水库临近有安临雨量站、安驾庄雨量站、肥城雨量站。为合理选用设计暴雨，对各雨量站实测最大24小时降雨量及地区综合降雨量资料进行了对比分析，其对比结果见表2-1。临近各雨量站降雨规律基本相近，其中安驾庄雨量站位于水库下游，肥城雨量站位于水库上游，距离比较远，有低山丘岭相隔，而安临雨量站基本位于流域中心位置，是国家常年观测雨量站，具有长系列实测降雨资料。由表2-1知，由安临雨量站实测降雨资料所推求的不同频率的暴雨设计值均大于其它站及地区综合暴雨设计值，而该水库流域面积只有141km2，且安临雨量站基本位于流域中心位置，因此采用由安临雨量站实测24小时设计暴雨推求设计洪水，并采用最大初损值为60mm的净雨。按矩法公式初估频率曲线的统计参数的均值X、变差系数CV，取偏态系数CS=3.5CV，频率曲线的线型采用皮尔逊III型曲线，以理论频率曲线与经验频率曲线点拟合较好为原则，通过适线求得设计点雨量。各雨量站不同频率实测最大24小时降雨量对比表表2-1雨频率量站名5%3.3%2%1%0.1%备注安临雨量站221245274314447安驾庄雨量站184202224255353肥城雨量站193210234268375地区综合雨量219243271310438安临站历年各时段最大降水量表表2-2单位：mm时段年份年最大24小时时段年份年最大24小时1963123.4198682.71964145.51987135.2196548.8198873.9196640.51989107.969n196758.81990116.9196841.81991101.61969136.9199253.51970161.9199398.3197184.11994164.4197282.31995105.11973240.31996110.2197451.41997185.8197567.41998125.71976141.6199958.8197787.6200054.61978238.7200178.9197974.5200260.01980123.02003119.5198145.12004140.51982109.1200588.51983103.2200678.5198470.9200756.01985142.9200863.5由于自2002年以来该水库流域内大暴雨，系列由原设计的2001年延长至2008年后，适线结果均值由104.4mm减小为101.7mm，而CV值不变，因此系列延长后24小时暴雨设计值减小，且与原设计相差较小，证明原设计值合理，仍采用原设计值。经洪水调节计算核定百年一遇设计洪水位为98.50m，千年一遇校核洪水位为100.23m，相应总库容为3420万m3。具体数据见表2-3洪水调节计算成果表表2-3名称单位数量备注死水位m86.30正常蓄水位m95.50防洪高水位m97.303p=5%相应泄量m3/s500.00控制泄量防洪高水位m97.653p=3.33%相应泄量m3/s500.00控制泄量相应防洪库容万m3830.9669n设计洪水位m98.50p=1%相应泄量m3/s657.36设计调洪库容万m31226.53校核洪水位m100.23p=0.1%最大泄量m3/s936.56校核调洪库容万m32402.51总库容万m33422.51兴利库容万m31014死库容万m36.002.5水库调度尚庄炉水库新建溢洪闸后，为了充分发挥水库的防洪效益，减轻下游的洪涝灾害，应对下泄的洪水进行必要的控泄，因该水库是一座中型水库，其洪水调节宜采用一级控泄原则。水库的控泄标准为：对30年一遇洪水控泄500m3/s，超过30年一遇洪水敞泄。尚庄炉水库除险加固前下游用水由放水洞放水解决，除险加固工程对放水洞进行了加固，使下游用水得到了更好的保障，下闸蓄水后下游用水不受影响。3除险加固设计3.1工程存在的问题3.1.1大坝坝体大坝历经1959年初建、1966年扩建、1976年加高，三期工程建设而成，在运行过程中又进行了多次续建才达到现有规模（大坝历次加高培厚断面见附图）。大坝坝体为多次加高培厚而成，新旧坝体结合部位多，且存在软弱夹层；大坝施工中，土料质量把关不严，碾压不实，形成坝体填筑质量的先天不足；1966年扩建时，溢洪道西移20m69n,导流墙与原坝头之间用杂填土筑起，填筑质量差，造成大坝裹头绕渗严重；放水洞与坝体不是同时施工，放水洞周围为后填土，碾压不实，致使多次形成横向裂缝。大坝运行四十多年来，多次出现纵向裂缝，大坝坝坡凹陷等险情，坝体不密实导致坝体渗水严重，给大坝运行带来严重威胁。3.1.2大坝坝基据尚庄炉水库管理所提供的资料，水库初建时为典型的“三边工程”，既无勘测亦无钻探，就仓促上马。大坝主河槽段，桩号0＋280m～0＋530m段，宽250米，按原设计应清基至风化岩0.2米，因施工中截流坝被冲毁，截水槽被淤平，因工期紧，未清槽就运土料筑坝，因此主河槽段大坝与基础间有透水砂层，致使截水槽失去作用。大坝右侧主河槽以西桩号0＋530～0＋808段，宽278米，位于小汇河弯道右岸，因覆盖层堆积厚，开挖难度大，建坝时仅做表层处理，未进行清基。经地质钻探知：坝基主要为砾沙层。砾砂在整个河槽段广泛分布，厚度在0.8～8.8m间，平均为5.0m。此层密度为2.0g/cm3，含水量为22％，干密度为1.65g/cm3。由其颗粒大小分配曲线来看，其控制粒径d60为1.7mm，属砾砂范畴，无粘粒，粉粒含量在5.9～7.2％间，砂粒含量51.3～65.4%，砂样级配不良，不能同时满足不均匀系数Cu>5和曲率系数Cc＝1～3的条件，说明坝基渗漏已将粘、粉粒冲蚀殆尽。由于以上三方面的原因，坝基存在严重渗漏，多处出现渗透破坏，危机大坝安全。3.1.3溢洪道溢洪道为开敞式溢洪道，溢流坝、岸墙存在严重质量问题，严重影响工程安全运行。无闸控制，不利于汛期洪水调度及水资源的充分利用；溢洪道无通桥，不利于防汛抢险要求；溢洪道下游无消能防冲设施，退刷严重；3.1.4放水洞东放水洞：东放水洞浆砌石涵洞渗漏，溶蚀严重，影响正常运行。引水渠砌筑标准低，块石松动、老化、坍塌严重。69n西放水洞：西放水洞为坝内浆砌石涵洞，未做截渗环，且砂浆强度不满足要求，已形成渗漏通道，导致坝体沉陷裂缝，危及大坝安全。另外大坝扩建时闸室被埋在大坝内，未作防渗处理，也是工程的一大隐患。3.1.5管理设施目前水库管理单位为尚庄炉水库管理所，为库灌合一的管理单位，属肥城市水利局下设的股级单位，共有正式管理人员32人，仅有2名工程技术人员。水库管理所现有的办公室、职工宿舍及防汛备料仓库，都是六、七十年代修建的，均为简易平房，老化陈旧、坍塌漏雨，已完全不能满足现代化工程管理的需要。坝体沉降位移观测设施简陋，无精密观测仪器；测压管多已淤堵损坏，无法构成完整观测断面。坝后测渗流工程已损坏不能使。变电设备及防汛线路已运行多年，老化、短路现象十分严重。由于水库地处偏远山区，汛期高压供电难以保证，而原配发电机组老化已不能使用。3.2除险加固的任务水库运行42年来发挥了重要的社会效益和经济效益，今后随着国民经济的发展及水资源需求的日益增长，特别是该水库将作为南水北调工程向肥城市供水的调蓄水库，水库的地位将日趋重要。由于建库时设计标准低，施工质量差，加上长期以来维修加固资金不足，工程老化退化严重，存在严重安全隐患。本次除险加固的任务就是要确保水库安全，充分发挥水库效益，为当地的社会、经济发展提供防洪安全和水资源保障。尚庄炉水库枢纽工程包括：大坝、溢洪道、放水洞三部分，其中大坝、放水洞两部分的除险加固在一期工程中完成，溢洪道的除险加固在二期工程完成。一期工程具体任务有以下方面：（1）对坝体、坝基的渗漏部位进行防渗加固处理，构筑完善的防渗体系，确保大坝安全。69n（2）对放水洞及其与坝体接触部位进行加固和防渗处理，对损毁和影响安全的结构进行修复和改建，确保大坝安全和放水洞的正常使用。（3）对上、下游护坡，下游排水体，防浪墙，坝顶道路等损毁结构进行重建。（4）按规范要求，配套完善水库管理、安全检测、水文观测、防汛指挥调度系统和防汛道路等,（5）按规范要求，对管理单位的设施进行改建和更新。（6）对因水库加固后蓄水位提高而淹没的库区村的生产和生活进行改建和补偿。二期工程具体任务有以下方面：（1）对大坝西裹头进行防渗加固处理，构筑完善的防渗体系，确保大坝安全。（2）新建溢洪闸及交通桥，对洪水进行有效控制，充分发挥水库的效益；（3）新建溢洪道消能防冲设施，保证大坝和下游的防洪安全；（4）完善环境保护和绿化工程。3.3大坝加固设计3.3.1坝顶防浪墙防浪墙部分勾缝砂浆已与砌体剥离，勾缝砂浆剥落处其内部的砌筑砂浆已松动，经检测防浪墙勾缝砂浆强度和砌筑砂浆强度均不满足要求，必须拆除重建。新建防浪墙共计785.2m，墙顶高程102.10m，采用M10水泥砂浆砌筑，基础采用块石，高1.0m、底宽1.3m；墙身采用粗料石，高1.3m（坝顶以上0.8m）、宽0.5m；墙顶采用细料石压顶，厚0.2m、宽0.6m。为防止不均匀沉降，墙体设伸缩缝，间距20m，缝宽2cm，采用沥青油毛毡止水。3.3.2坝顶路面69n大坝坝顶原为土路面，每逢降雨道路泥泞，冲沟多处，严重影响了防汛交通安全，为此本次加固将坝顶路面改为泥结碎石路面。根据尚庄炉水库的实际运用情况，坝顶宽仍为6m，总长825m。坝顶路面采用泥结碎石路面，路面结构自下而上依次为：碾压坝顶、250mm厚灰土垫层（石灰含量12%）、250mm厚泥灰结碎石层（石灰、水泥、碎石配合比为5:3:92，集料压碎值小于35%），坝顶路面采用2.0%的坡倾向下游，下游坝肩设花岗岩路沿石，每隔30m设一排水口。3.3.3上游护坡加固设计将原上游护坡拆除到死水位，将拆除的护坡石、防浪墙和片石垫层等抛填到上游护坡88.0m高程以下作为抛石护坡，高程88.0m以上采用干砌方块石护坡。依据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）计算干砌方块石护坡粒径和厚度，经计算块石在最大局部波压力作用下所需的直径D=21cm，平均粒径D50=25cm。砌石护坡厚度计算值t=27.3cm，取t=28cm。护坡共分3层，第1层为砂垫层，厚15cm，第2层为碎石垫层(粒径2～4cm)，厚15cm，第3层为干砌方块石护坡，厚28cm。3.3.4坝体加固坝体存在的问题主要有两方面：一是坝体上部存在透水层，透水层迎水面底高程为97.48～99.6m，顶高程为98.8～100.27m，属高压缩性高渗透性土层，不符合防渗体要求。二是下部坝体土质混杂，内部大量存在含砾壤土等夹层、透镜体，多处存在软弱面。针对以上问题，本次坝体加固的主要目的是提高坝体密实度和防渗能力，有效的减少渗漏损失，防止不均匀沉陷和裂缝的产生。（一）坝体上部加固69n本次加固将坝体高程97.48m以上含砾壤土和砂层透水段全部挖除，重新换土碾压，同时为了该坝段与其他坝段的连接及结合坝顶路面建设，将其余坝段进行翻压。（二）下部坝体加固针对该坝的特点，坝体防渗加固可采用翻压加固、防渗墙、复合防渗膜三种方案。通过对技术、经济、施工等方面的对比，本次坝体加固采用复合防渗膜方案。由于坝体土质混杂、施工质量差、碾压不实，加之护坡损毁严重，在风浪的作用下，上游坝面多处产生塌陷，已起伏不平。为了防止在防渗膜施工后，上游坝坡由于浸润线降低，坝体排水而引起进一步的不均匀沉陷，同时也为了平整上游坝坡，在铺设防渗膜前，对上游坝坡按垂直坝体1m的厚度进行翻压，同时对凹陷的部位进行复土。复合防渗膜膜厚0.5mm，两侧复合300g/m2的土工布。为了保护防渗膜，在防渗膜与护坡碎石垫层之间设15cm厚的砂垫层。3.3.5下游坝坡加固设计（一）下游坝坡下游坝坡由于沉陷，坝面起伏不平，护坡草皮疏密不匀，质量较差，需对坝坡进行覆土整平，对草皮护坡进行更新。（二）坝后排水体将0+280～0+740段的原棱体排水体拆除重建，其中0+280～0+530段为棱体排水，排水体与坝体接触部位铺设300g/m2无纺土工布一层，其上铺设0.2m厚的粗砂垫层，再铺设0.2m厚粒径20～40mm的碎石层作为过渡层，排水体外表面设30cm厚的干砌方块石护面，排水体内部为干砌乱石填腹；0+530～0+740段为贴坡排水，底部铺设300g/m2无纺土工布一层，其上铺设0.2m厚的粗砂垫层，再铺设0.2m厚粒径20～40mm的碎石层作为过渡层，排水体外表面设30cm厚的干砌方块石护面。3.3.6坝基防渗设计69n本次坝基防渗加固的目的就是阻止坝基和坝后覆盖层进一步渗透破坏，减少水库渗漏损失，保证坝体的安全。参考大坝高密度电法CT探测报告结合类似工程经验，依据《碾压式土石坝设计规范》的要求，研究确定防渗体深度为深入基岩强风化面以下1.0m。（一）防渗方案选择针对该坝的特点，坝基防渗可采用垂直铺塑、高压旋喷防渗墙、高压摆喷防渗墙、薄型混凝土防渗墙四种方案，在初步设计阶段对四种方案做了详细的技术经济比较。认为：薄型混凝土防渗墙方案与其它方案相比，具有防渗可靠、耐久性强、施工质量容易控制和检测等优点，且方案投资相差不多，因此决定采用薄型混凝土防渗墙方案作为尚庄炉水库坝基防渗处理方案。（二）薄型混凝土防渗墙设计影响防渗墙厚度的因素有很多，主要考虑两个：一是墙体的允许比降；二是施工设备和施工技术条件；三是溶蚀速度。按混凝土防渗墙的允许的水力坡降上限计算墙厚为27cm，且作为目前我省的混凝土防渗墙施工设备、技术条件和抗溶蚀性，砼防渗墙墙厚30cm是比较可靠的，因此本次设计确定砼防渗墙墙厚为30cm。桩号0+225～0+767.9段坝基需进行砼板墙防渗，其中0+300～0+650段防渗墙按平行坝轴线布置，两侧坝肩部位沿坝肩布置，长度范围包括整个大坝沙砾石覆盖层，共计551.1m。大坝防渗墙施工按2005年11月份开始2006年1月底结束，在此期间最大月来水量为13.5万m3，按当月来水全部拦蓄计算最高蓄水位为87.0m，考虑1.0m的安全超高，确定防渗墙顶高程为88.0m。考虑到基岩防渗，墙底部深入至基岩面以下2.5m。69n尚庄炉水库为老坝加固，后期变形较小，而且坝和防渗墙高度较低，因此，基岩内的防渗墙采用C15素混凝土，基岩以上部分采用C10塑性混凝土，墙顶0.5m深采用粘土封顶，形成一个从坝基直到坝体的完整的防渗体系，彻底解决坝基渗漏问题。3.3.7防洪安全复核（一）基本资料（1）风速：尚庄炉水库水域上空10m处多年平均最大风速为16m/s。（2）风区长度：根据尚庄炉水库水域情况，在库区1/10000地形图上量得：设计洪水位98.50m，风区长度为3.0km；千年校核洪水位100.23m，风区长度为3.2km。（3）水深：取水域平均深度。设计情况Hm=13.34m，校核情况Hm=15.09m。（4）依据国标GB18306-2001《中国地震动参数区划图》本区地震动峰值加速度为0.05g,，按《水工建筑物抗震设计规范》不进行设防。（二）波浪爬高计算（1）风浪要素：按《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001（附录一）莆田试验站公式进行计算式中：g—重力加速度，取9.8m/s2—平均波高（m）—平均周期（s）—平均波长（m）W—69n风速(m/s)，设计洪水位取满库期多年平均最大风速的1.5倍，校核洪水位取满库期多年平均最大风速。Hm—水域平均水深（m）D—风区长度（m）计算成果见表3-1。风浪要素成果表表3-1设计情况风速W(m/s)风区长度D(m)平均水深Hm(m)平均波高hm(m)平均周期Tm(s)平均波长Lm(m)P=1%水位98.50m24300013.340.603.4318.40P=0.1%水位100.23m16320015.090.402.8012.28（2）波浪爬高计算莆田试验站公式：式中：Rm—波浪在斜坡上的平均爬高（m）KΔ—斜坡的糙率渗透性系数，砌石护坡取KΔ=0.77KW—经验系数，由风速W，坡前水深H，重力加速度g所组成的无维量W/查附表得设计洪水情况时KW=1.096，校核洪水情况时KW=1.01m—大坝坝坡率（m=3.0）波浪爬高RP=KP.式中：Kp由/H查《碾压式土石坝设计规范》附表得累积概率P=1%时的Kp=2.23，计算结果见表3-2。波浪爬高成果表表3-2设计情况hm(m)Lm(m)Rp/RmRm(m)RpP=1%水位98.50m0.6018.402.230.8861.97669nP=0.1%水位100.23m0.4012.282.230.5451.215（三）风壅水面高度计算式中：e—计算点处的风壅水面高度（m）K—综合摩阻系数，取K=3.6×10-6Hm—水域平均水深(m)β—风向与水域中线的夹角（度）计算结果见表3-3。风壅水面高度成果表表3-3设计情况W(m/s)D(m)Hm(m)β(度)e(m)P=1%水位98.50m24300013.3400.024P=0.1%水位100.23m16320015.0900.011（四）坝顶超高计算根据《碾压式土石坝设计规范》坝顶超高按下式确定：Y=RP+e+A式中：Y—坝顶超高（m）Rp—在坝坡上波浪最大爬高（m）e—最大风壅高度（m）A—安全加高（m），设计A=0.7m,校核A=0.4m。计算结果见表3-4。坝顶超高计算表表3-469n设计情况RP(m)e(m)A(m)Y(m)P=1%水位98.50m1.9760.0240.702.700P=0.1%水位100.23m1.2150.0110.401.626(五)坝顶高程复核坝顶高程等于水库静水位与超高之和，按以下情况取其最大值。（1）设计洪水位+设计情况下的坝顶超高98.50+2.700=101.200(m)（2）校核洪水位+校核情况下的坝顶超高100.23+1.626=101.856(m)（六）复核结论经防洪安全复核，尚庄炉水库加固后坝顶高程101.10m，防浪墙顶高程102.10m，高于以上设计和校核洪水位情况下要求的坝顶高程，复核说明水库大坝现状坝顶高程满足规范要求。3.3.8坝坡稳定复核（一）计算参数边坡静力稳定计算参数列入表3-5。大坝边坡静力稳定计算土工指标表3-5断面桩号位置干密度ρ0(g/cm3)湿密度ρ(g/cm3)饱和密度ρsat(g/cm3)直剪饱和、固结三轴剪备注C/Φ(kPa/度)C/Φ(kPa/度)C//Φ/(kPa/度)0+300坝体1.651.982.0419.7/26.823.3/22.925.9/21.41、抗剪强度参数均采用小值平均值。69n2、C/Φ、C′/Φ′分别为三轴饱和固结不排水剪的总应力和有效应力参数。坝基1.682.052.070.0/30.24.0/29.00.0/31.00+500坝体1.631.992.0332.8/16.727.9/16.529.2/18.5坝基1.772.062.100.0/29.62.0/29.60.0/30.0坝坡稳定计算采用北京勘测设计研究院和天津勘测设计研究院编制的软件“土坝坝坡稳定计算程序”（98版）。程序以满足力矩平衡的瑞典条分法计算公式和考虑土条水平侧向力的简化毕肖普法计算公式为计算模型，逐一计算各土条中不同土质的抗滑力和滑动力，抗滑力总和与滑动力总和的比值即为稳定安全系数。程序通过变换圆心座标位置和滑弧深度（或圆弧半径）自动寻找出最危险（安全系数最小）的滑弧。（二）静水位条件下上、下游坝坡稳定计算对0+300和0+500两个断面在兴利水位(95.50m)、P=1%的设计洪水位(98.50m)、P=0.1%的校核洪水位(100.23m)三种工况时的上、下游坝坡稳定分别用瑞典条分法和简化毕肖普法进行了计算，计算得到的各工况下最小抗滑稳定安全系数见表3-6。由规范可知：Ⅲ级建筑物正常运用条件下，瑞典条分法计算的坝坡抗滑稳定最小安全系数为1.20，简化毕肖普法计算的坝坡抗滑稳定最小安全系数为1.30；非常运用条件下，瑞典条分法计算的坝坡抗滑稳定最小安全系数为1.10，简化毕肖普法计算的坝坡抗滑稳定最小安全系数为1.20；从表3-6中可以看出：两断面在各种工况下计算出来的静水位条件下的上、下游坝坡最小抗滑稳定安全系数均大于规范值。69n静水位条件下坝坡最小抗滑稳定安全系数表3-6桩号工况瑞典条分法简化毕肖普法上游坡下游坡规范规定值上游坡下游坡规范规定值0+300兴利水位2.4132.2091.202.5992.2721.30P=1%2.8211.8832.9822.080P=0.1%2.8991.8331.102.9432.0221.200+500兴利水位2.3411.8921.202.4642.0511.30P=1%2.6171.7422.6231.852P=0.1%2.7291.6981.102.8311.7801.20（三）水位骤降时上游坝坡稳定计算计算工况有两种，分别为：(1)上游P=1%设计洪水位98.50m，经17小时骤降至兴利水位95.50m；(2)上游P=0.1%校核洪水位100.23m，经22小时骤降至兴利水位95.50m。两断面在以上两种水位骤降工况下，用瑞典条分法计算出的上游坝坡的最小抗滑稳定安全系数见表3-7。计算数据表明：由于受坝基透水性影响，库水位骤降时，坝体内浸润线跟降较快，两种工况、两个断面用瑞典条分法计算出的水位骤降时上游坝坡最小抗滑稳定安全系数均大于1.10(非常运用条件下的规范值)。水位骤降时的上游坝坡最小抗滑稳定安全系数表3-7桩号水位工况降至95.50m规范规定值0+300P=1%2.3511.10P=0.1%2.3140+500P=1%2.236P=0.1%2.203（四）坝坡稳定复核结论69n在各种工况下坝坡稳定均满足规范要求，坝坡复核满足要求。3.4放水洞加固设计本次放水洞除险加固的目的：一是充填阻塞洞身与坝体之间的接触冲刷形成渗漏的通道；二是解决洞身的防渗和补强问题；三是更新闸门及启闭设备。在初设阶段，通过方案比较，确定对东放水洞采用由洞内向外充填灌浆的方法，对西放水洞采取洞外充填灌浆的方法，阻塞放水洞与坝体接触部位的渗漏通道。东放水洞为浆砌石结构，渗漏的主要原因是砌筑质量差，在长期的冻融和溶蚀作用下，砌缝渗漏、溶蚀严重，因此采用聚合物砂浆勾缝及抹面防渗。西放水洞渗漏的主要原因是管身质量差，因此采用内衬钢管法加固。3.4.1放水洞与坝体接触灌浆设计东放水洞采用由洞内向外充填灌浆的方法，按垂直管轴线环形布孔，第一排孔位置在距竖井边缘约0.6m处，设3个灌浆孔；第二排在第一排下游2.0m处，设2个灌浆孔，与第一排的灌浆孔呈梅花形交错布置；依此顺序向下游诸排布设。单排孔在施工过程中按两序孔进行灌浆，先钻灌第I序孔，然后钻灌第II序孔。灌浆检查孔间距8m。西放水洞采取洞外充填灌浆的方法，按平行管轴线布置4排，第一排孔位置在管轴线右侧0.9m处，第二排孔位置在管轴线左侧0.9m处，第三排孔在管轴线右侧3.6m处，第四排孔位置在管轴线左侧3.6m处，排距1.8m，孔距2.0m。第一二排孔深入压顶砌石1.0m；第三、四排钻孔深度至基岩面以下1.0m。单排孔在施工过程中按两序孔进行灌浆，先钻灌第I序孔，然后钻灌第II序孔，I序孔间距4m，II序孔间距2m，灌浆检查孔间距8m。灌浆浆液均采用水灰比为0.8：1的水泥浆。3.4.2放水洞加固设计（一）东放水洞69n（1）聚合物砂浆勾缝洞身砌体在勾缝前需将原砌体勾缝的砂浆踢除，踢除深度3cm以上，冲洗干净后方可勾缝，勾缝一律采用凹缝，在勾缝完成后进行抹面；（2）竖井内壁墙增设厚20cm的钢筋网砼防渗层；（3）出口洞周与坝坡接触区增设无纺土工布反滤排水设施；（4）拆除重建启闭机房。（二）西放水洞西放水洞为浆砌石有压圆管结构，断面小、高程低，因渗漏险情严重，长时间封闭不用，已对坝体构成重大隐患，必须彻底加固处理。（1）西放水洞进水渠及尾水渠设计西放水洞位于大坝桩号0+220处，加固后总长99.00m，主要由五部分组成：放水洞进水渠段、检修闸门段、洞身段、闸后阀室、尾水渠消力池。除放水洞原洞身段为加固、补强、解决防渗外，其余均为新建。西放水洞进口底高程86.30m，进水渠段长16.71m，其后接检修闸门段，闸门槽前设拦污栅一道，拦污栅宽1.70m，高6.0m，检修闸门段长2.0m，闸门为高水头铜止水平面铸铁闸门，共一扇，尺寸为0.6×0.7m（宽×高），闸门后与原放水洞洞身相接，洞长63.69m，洞身与尾水渠消力池结合处修建蝶阀室，蝶阀选用DN500蝶阀，阀室为砖混结构，屋面板采用C20预制砼厚150mm。出水口高程86.00m，其后接M10浆砌石消力池，总长12.8m，分三段，第一段为斜坡段，坡比1:4，长3.20m，第二段为平坡段，长8.8m，M10浆砌石底板厚0.30m，第三段为C20砼防冲梁，底宽0.80m。（2）西放水洞内衬钢管设计69n在原浆砌石拱涵及圆管的内部，加设内衬钢管。该方案可以彻底解决渗漏问题，而且耐久性高，投资较少，在我省多座水库放水洞加固工程中已成功运用。原放水洞洞身分两段，旧竖井上游段为浆砌石拱形涵洞，长30.30m；旧竖井下游为浆砌石圆管涵洞，内径700mm，长35.76m。根据放水洞砌石拱涵及圆管的现状尺寸，确定内衬钢管内径为500mm，壁厚6mm，采用焊接拼装，内部喷涂丙乳浆液防腐。内衬钢管与原砌石拱涵间用C15混凝土充填、与原砌石圆管间用M10水泥砂浆灌浆充填。在浆砌石拱涵段和浆砌石圆管段底部及周围预先安设灌浆钢管，在内衬钢管安装时起支撑钢管和作滑动轨道的作用，内衬钢管安装完后，又便于灌浆工作的实施。内衬钢管采用从两头向中间旧竖井处牵拉的方法安装，首先挖开旧竖井，在竖井底部安设牵拉设备，钢管端部焊接拉手，牵拉时将钢丝绳固定在拉手上，将钢管放在预先安设的灌浆钢管上，从两头向旧竖井处牵拉，上、下游的钢管在旧竖井处焊接，并用C15混凝土浇注严密。3.5防汛公路设计尚庄炉水库坝东防汛公路全长0.621km，是管理单位联通外界唯一的交通道路，是低标准的混凝土路面，建成运行以来，因多年失修，已部分轧翻、塌陷。本次除险加固，将防汛路改建为三级混凝土路面，将桩号0+150～0+360段路面抬高至103.50，使道路坡度变缓，路面加宽至10m，两侧设浆砌石排水沟，道路总宽12.0m，道路北侧每隔30m设一盏路灯，道路两侧采用预制砼块植草砖进行护坡；防汛路中间原有砌石排水涵管，过水断面较小，且现已损坏，结合防汛路建设对其进行改建。3.6西干渠加固设计原水库西放水洞所连接的西干渠，主要供水库下游库区移民村的灌溉用水，由于水库渗漏严重，水库下游地下水位常年维持高位，村民大多采用井灌，因此西干渠多年来年久失修，损毁严重。水库防渗墙施工后，截断了下游地下水的补给来源，势必造成下游村的用水困难，为此需对西干渠的1500m渠道做浆砌石防渗加固处理，以保证下游村庄用水和生产、生活安定。69n3.7溢洪道设计3.7.1工程布置原则根据对溢洪道现状及存在问题的分析，参考类似工程的布置特点，确定溢洪道布置原则为：（1）满足调洪演算确定的不同控泄流量情况下溢洪闸门顶超高要求，满足校核洪水（P=0.1%，相应水位100.23m）情况下最大泄量Q=936.56m3/s的泄洪要求；（2）满足《溢洪道设计规范》（SL253-2000）关于引水渠、控制段、泄槽、消能段和尾水渠等段的布置要求；（3）充分利用现有溢洪道自然冲沟，减小开挖和回填工程量，便于尾水渠与下游河道衔接，降低混凝土、砌石工程量及投资。3.7.2工程总体布置根据上述原则，结合实际地形和地质条件，溢洪道仍布置在大坝右端，为正槽开敞式，改建后的溢洪道由引水渠、闸室(溢流坝)、泄槽、消能段和尾水渠五部分组成，经初步设计多方案优选和优化后，确定工程布置如下：引水渠：布置成对称式，两侧设直立圆弧翼墙，圆弧半径30m，圆心角63.0°；左翼墙采用扭面、圆锥面与大坝相连，扭面边坡由1:0变为1:3，扭面长31.957m。圆锥边坡为1:3，圆心角76.01°。右翼墙采用扭面与山坡相连，扭面边坡由1:0变为1:2，扭面长31.775m。翼墙M10浆砌石衡重式挡土墙；闸前设有铺盖，长25.0m，厚0.4m，顶高程92.00m。闸室：为正槽开敞式（属钢筋混凝土结构），堰顶高程92.00m。闸室总长14.40m，桩号为0+000~0+014.4，顺水流方向闸墩上设有检修桥、机架桥（上为通廊式启闭机房）、交通桥。桩号0+000为闸室前沿。闸室共4孔,69n每孔净宽7.0m，中墩宽1.2m，总宽31.6m，底板为分离式，中间分缝，底板厚0.5m，为C25钢筋混凝土结构，溢洪道左侧设有桥头堡，内设楼梯，底层为检修门库，二层为设备控制室，与启闭机房连通，顶层为工作室，为交通安全右侧设有楼梯间。泄槽：矩形断面，底宽31.6m，桩号0+014.4至0+061.4，总长47m，其轴线与闸室轴线在一条直线上，底坡为0.08，始端高程92.00m，末端高程88.24m，其后接挑流鼻坎，桩号为0+061.4～0+070.237，总长8.83m。挑流鼻坎：采用连续式，鼻坎分为两段：第一段为直线段，长3.0m，底坡i=0.08；第二段为反弧段，长5.337m，坎底高程87.97m，坎高1.09m，坎顶高程89.06m，反弧半径10.0m，挑射角27°。下游尾水渠：桩号0+070.237～0+350.237，总长280.0m，底宽为60m的梯形断面，边坡m=2.0，始端高程85.90m，共分两段：第一段为冲坑平坡段，长60m；第二段长220.0m，底坡为0.003，末端为原河道。3.7.3结构稳定分析（一）闸室稳定分析（1）计算条件溢洪道闸室基础坐落在弱风化花岗片麻岩上，为正槽开敞式宽顶堰型钢筋混凝土结构，堰顶高程92.00m，总长14.40m，共4孔，每孔净宽7.0m，中墩宽1.2m，总宽31.6m，顺水流方向闸墩上设有检修桥、机架桥（上为通廊式启闭机房）、交通桥。闸底板为C25钢筋混凝土结构，底板为分离式，中间分缝，底板厚0.5m。两侧设有桥头堡。根据《水闸设计规范》（SL265-2001）第7.3.3条规定，岩基上的闸室稳定计算应满足：在各种计算情况下，闸室最大基底应力不大于地基允许承载力；在非地震情况下，闸室基底不出现拉应力；沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数不小于本规范7.3.14条规定的允许值。依据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)本区地震动峰值加速度为0.05g，按照《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97)的规定，闸室不进行抗震计算。69n（2）计算工况闸室稳定计算取顺水流方向中墩两侧永久缝之间的闸段作为计算单元。根据闸室的实际运用的可能性，计算情况如下：①施工完建工况：闸室上、下游无水；②正常蓄水位工况：闸前水位95.50m，闸门全关，闸后无水，排水有效；③三十年一遇设计洪水情况：闸前水位97.65m，闸门开启高度3.32m，控制泄流量500m3/s，闸下游水位1.87m，排水有效；④检修工况：闸前水位95.50m，一侧闸门开启，另一侧检修闸门关闭，排水有效；⑤百年一遇设计洪水位工况：闸前水位98.50m，敞泄，闸下游水位3.54m，排水有效；⑥千年一遇校核洪水位工况：闸前水位100.23m，敞泄，闸下游水位4.48m排水有效。（3）计算结果根据《水闸设计规范》（SL265-2001）的要求，进行闸室稳定计算，结果如下：闸室稳定计算成果表表3-8计算工况基底应力抗滑稳定系数σmax(kPa)σmin(kPa)[σ](kPa)K[K]施工完建工况83.1258.1362000正常蓄水位工况84.0854.1068.503.0三十年一遇洪水工况87.7667.9985.433.0百年一遇洪水工况106.1783.38114.373.0千年一遇洪水工况121.8085.10111.852.5检修工况71.7051.37271.542.5由表3-8可见，在各种情况下，闸室结构单元抗滑稳定安全系数均大于《规范》允许值，因此，闸室是稳定安全的，复核满足要求。69n（二）边墩稳定分析（1）计算工况根据闸室的实际运用的可能性，边敦稳定计算须考虑顺水流方向和垂直水流方向，计算情况如下：①施工完建工况：闸室上、下游无水；②正常蓄水位工况：闸前水位95.50m，闸门全关，闸后无水，排水有效；③三十年一遇洪水情况：闸前水位97.65m，闸门开启高度3.32m，控制泄流量500m3/s，闸下游水位1.87m，排水有效；④百年一遇设计洪水位工况：闸前水位98.50m，敞泄，闸下游水位3.54m，排水有效；⑤千年一遇校核洪水位工况：闸前水位100.23m，敞泄，闸下游水位4.48m排水有效。边墩稳定计算成果表表3-9计算工况基底应力(kPa)抗滑稳定系数σ1σ2σ3σ4K[K]顺水流方向垂直水流方向施工完建工况111.09280.9065.43235.2415.203.0正常蓄水位工况105.43265.2168.32228.11152.3016.063.0三十年一遇洪水工况109.90251.0779.63220.80126.7819.653.0百年一遇洪水工况113.08255.1892.00234.10328.7426.043.0千年一遇洪水工况102.13267.3685.44250.68265.6845.772.569n由表3-9可见，在各种情况下，地基基底应力均小于允许基底应力[σ]=62000kPa，边墩抗滑稳定安全系数均大于《规范》允许值，因此，闸室是稳定安全的，复核满足要求。（三）挡土墙稳定分析计算情况，施工完建期、三十年一遇洪水(3.3%)、百年一遇洪水(1%)。根据墙高和地质情况，从引水渠、泄槽、尾水渠段选典型断面，分四种情况分别计算其抗滑、抗倾稳定安全系数及基底应力。计算成果见表3-10。挡土墙稳定计算表表3-10计算断面计算情况抗滑稳定安全系数抗倾稳定安全系数基底应力(KPa)Kc[Kc]Kq[Kq]σmaxσmin[σ]重力式挡土墙泄槽段挡土墙高5.6m施工完建期1.441.43121.3494.498003.3％洪水1.501.081.571.5120.6384.818001％洪水1.851.001.81124.1173.14800衡重式挡土墙引水渠挡土墙高11.1m正常挡水位2.681.083.071.5445.080.4800检修期1.661.032.971.3327.8235.8800由表3-3可见，挡土墙计算结果均满足规范要求，复核满足要求。3.7.4结构计算（一）中墩结构计算69n（1）中墩布置中墩厚1.2m，上游为半圆形，下游为流线型，墩顶高程101.10；墩上支撑检修桥、机架桥、有通廊式启闭机房、交通桥，中墩结构平面尺寸见图1。（2）计算工况及荷载组合根据《水闸设计规范》，中墩需核算闸门正常挡水时，在承受上游水压力、自重及上部结构等荷重情况下闸墩底部截面上、下游处的应力。根据规范要求和实际运用情况确定其计算工况：①正常蓄水位工况（顺水流方向）：闸前水位95.50m，闸门全关，闸后无水，排水有效；荷载组合：上部结构荷载、中墩自重、水压力、浪压力、风压力；②检修工况（垂直水流方向）：闸前水位95.50m，闸门一侧开启，一侧关闭，闸后水位，排水有效；荷载组合：上部结构荷载、中墩自重、水压力。（3）闸墩底部正应力计算经计算，在正常蓄水工况和检修工况下，闸墩底部正应力均小于混凝土抗压强度，故闸墩满足强度要求，可按构造配筋，其主要钢筋为：水平分布筋为Ⅱ级Ф14@200，竖向筋为Ⅱ级Ф22@100。复核满足要求。（4）门槽应力计算经计算，门槽所受拉应力和压应力均小于混凝土抗拉、压强度，故门槽处按构造配筋，水平分布筋为Ⅱ级Ф14@200，竖向筋为Ⅱ级Ф22@100。69n复核满足要求。（二）闸室底板计算溢洪道泄洪闸为开敞式闸室，其基础坐落在弱风化花岗片麻岩上，根据《水闸设计规范》第7.5.2条和7.5.3条，闸室底板的应力分析可按基床系数法计算，按闸门门槛的上、下游段分别进行计算，并计入闸门门槛切口处分配于闸墩和底板的不平衡剪力。（1）计算工况同闸室稳定计算。（2）计算结果经计算，并考虑闸底板的温度应力及综合其受力情况，确定闸底板配筋为：上层筋：顺水流方向和垂直水流方向均为Ⅱ级Ф12@150；下层筋：顺水流方向Ⅱ级Ф12@150，垂直水流方向Ⅱ级Ф22@150。复核满足要求。（三）机架桥计算（1）结构布置机架桥采用两个预制Π型钢筋砼梁板结构，桥面总宽4.2m，净跨7.0m，其具体结构布置见下图：机架桥上布有启闭机房、启闭机，则机架桥主要承受启闭机房和启闭机传来的荷载。根据启门力要求，启闭机选用2×69n160kN双吊点卷扬式固定启闭机，吊点距6.26m，启闭机自重42kN，由启闭机基础布置知，各脚螺栓受力为Q1=37.2kN、Q2=41.3kN、Q3=60.5kN、Q4=54.5kN。（2）面板计算①计算假定根据结构布置及其受力分析，取顺水流方向上单宽板条为计算单元，面板厚0.15m。②荷载及内力计算机架桥面板主要受力为结构自重和板面活载，其中活载按3.5kN/m2计算。根据所受荷载采用力矩分布法进行内力分析计算得板最大负弯距为1.75kN·m，跨中最大弯距为0.34kN·m，最大剪力5.45kN。③配筋计算根据以上内力计算，按《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）中正截面及斜截面承载能力计算公式进行配筋计算。根据计算及构造要求，其面板配筋为：顶层筋：顺水流方向为Ⅰ级Ф10＠200，垂直水流方向为Ⅰ级Ф8＠200；底层筋：顺水流方向为Ⅰ级Ф10＠200，垂直水流方向为Ⅰ级Ф8＠200。（3）次梁设计①荷载及内力计算机架桥次梁截面尺寸为：宽0.3m，高0.65m；主要受力为结构自重和板面传来活载。根据所受荷载采用力矩分布法进行内力分析计算得板最大负弯距为1.36kN·m，跨中最大弯距为-0.26kN·m，最大剪力4.25kN。②配筋计算根据以上内力计算，按《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）中正截面及斜截面承载能力计算公式进行配筋计算。根据计算及构造要求，其次梁配筋为：69n顶层筋：为Ⅱ级3Ф20，底层Ⅱ级3Ф20；箍筋：为Ⅰ级Ф8＠200。（4）机架桥主梁计算根据结构布置机架桥主要有4根主梁，其端部为简支，净跨7.0m，截面尺寸为：宽0.3m，高0.9m。机架桥4根主梁受力，主梁L1为最不利，故只按主梁L1进行承载能力计算。主梁L1截面为T截面，翼缘宽度bf’＝300+0.5*820＝710mm；根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）规定，经计算判别主梁L1正截面受弯承载力按矩形截面（bf’*h=710*900）进行计算，经计算As＝1556mm2。经验算其截面尺寸满足要求，斜截面钢筋按构造配筋。机架桥4根主梁按相同情况配筋，根据主梁L1承载能力计算，同时满足《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）规定的构造要求，其主要配筋为：顶层：为Ⅱ级3Ф20（As＝942mm2），底层为Ⅱ级3Φ25+3Φ22（As＝2613mm2），箍筋为Ⅰ级Ф8＠100。裂缝和挠度验算均复核要求。因此结构复核满足要求。（四）排架设计（1）结构布置每个闸墩上均设一个排架，以承受上部结构传来的荷载，排架由立柱、盖梁、联梁组成，其具体结构布置见下图：（2）计算假定根据排架的结构布置和运用时的受力工况，须对排架进行顺水流方向和垂直水流方向的计算。排架顺水流方向为一框架结构，主要承受机架桥梁、检修设备传来的竖向荷载和水平向的风荷载；排架在垂直水流方向，盖梁及联梁所起作用不显著，故在该方向上简化两个独立的立柱进行计算，不考虑盖梁与联梁的作用，则立柱主要承受竖向荷载及竖向荷载的偏心作用。69n（3）荷载计算①主梁L1和L4传给排架的荷载设计值（一侧）主梁L1和L4传给排架的荷载主要有启闭机房自重、机架桥自重及其活荷载，经计算主梁L1和L4传给排架的荷载设计值N1=N4=230.00kN。②主梁L2传给排架的荷载设计值（一侧）主梁L2传给排架的荷载主要有启闭机自重、机架桥自重、启门力及其活荷载，经计算主梁L2传给排架的荷载设计值为：闸门开启时N2=245.49kN；闸门不开启时N2=86.96kN。③主梁L3传给排架的荷载设计值（一侧）主梁L3传给排架的荷载主要有启闭机自重、机架桥自重、启门力及其活荷载，经计算主梁L2传给排架的荷载设计值为：闸门开启时N2=194.39kN；闸门不开启时N2=86.96kN。④检修梁传给排架的荷载设计值69n检修梁传给排架的荷载主要有吊轨、检修启闭机重、检修门重、检修门启门力，经计算检修梁传给排架的荷载设计值为：检修门开启时：T＝92.68kN；检修门不开启时：T＝9.40kN；检修门吊运中：T＝61.56kN。⑤风荷载设计值风荷载设计值：P1=25.00kN/m；P2=3.00kN/m；⑥盖梁及联梁自重设计值盖梁自重：g1=19.35kN/m；联梁自重：g2=8.40kN/m；（4）排架所受荷载及其组合排架计算荷载简图如下图：（5）排架内力计算排架在顺水流方向上为一框架结构，承受竖向荷载和水平荷载，则框架内力分析计算分别按单独承受竖向荷载作用下的内力与单独承受水平荷载作用下的内力叠加计算，同时须考虑水平荷载的正反方向作用。框架结构在竖向荷载作用下内力计算采用力矩分配法，在水平荷载作用下内力计算采用D值法。排架在垂直水流方向上，不考虑盖梁及联梁的作用，则为两个独立的偏心受压立柱。根据以上各种工况下的荷载计算，采用以上内力分析计算方法进行内力计算。69n（6）排架配筋计算：①盖梁、联梁的配筋计算根据盖梁、联梁以上的内力计算成果，按《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）规定，对其进行承载能力计算配筋，其计算公式同机架桥梁的相同。经计算，其计算配筋成果见表3-11盖梁、联梁的配筋计算成果表表3-11支座配筋As(mm2)跨中配筋As(mm2)箍筋As/s盖梁21088901.7联梁344360根据以上配筋计算成果表，同时满足《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）规定的构造要求，其盖梁主要配筋为：支座为Ⅱ级10Φ18（As＝2545mm2），跨中为Ⅱ级6Φ20（As＝1884mm2），箍筋为Ⅰ级2Ф10＠200；联梁主要配筋为：支座为Ⅱ级4Φ18（As＝1017mm2），跨中为Ⅱ级4Φ18（As＝1017mm2），箍筋为Ⅰ级2Ф8＠200。以上配筋均大于计算值，复核满足要求。②立柱配筋计算立柱属于压弯构件，根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）规定，应按偏心受压构件进行计算。在顺水流方向，整个排架为一框架结构，上下立柱均为两端固顶偏心受压构件，截面尺寸b×h=700*500mm，上立柱计算长度为l0=1.25h=3.13m，下立柱计算长度为l0=1.h=2.7m；在垂直水流方向，不考虑盖梁及联梁的作用，故可将立柱当作一端固定，一端自由的偏心受压构件，截面尺寸b×h=500*700mm，计算长度为l0=2h=11.0m。根据立柱运用工况，则须对称配筋，对立柱承受在顺水流方向和垂直水流方向上的最不利内力进行配筋计算。经计算，立柱计算配筋均小于最小配筋；根据计算配筋，同时满足《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）规定的构造要求，其立柱主要配筋为：为Ⅱ级669nΦ22+8Φ20（As＝47944mm2），箍筋为Ⅰ级4Ф8＠100。以上配筋均大于计算值，复核满足要求。（五）鼻坎结构计算（1）计算工况与荷载组合①计算工况取鼻坎一块为计算单元（顺水流方向7.97m，垂直方向11.25m），对板进行结构计算。设计工况：泄量500m3/s。荷载组合：结构自重+动水压力+脉动水压力+水流离心力。校核工况：泄量657.36m3/s。荷载组合：结构自重+动水压力+脉动水压力+水流离心力。挑流鼻坎面板按四边固定的双向板。在鼻坎构件结构计算中，由于扬压力较小，且有利于安全，故不考虑扬压力。②荷载组合A、结构自重式中：G─结构自重（KN）；r1─钢筋混凝土容重（r1=25KN/m3）；v─结构体积（m3）B、动水压力按《溢洪道设计规范》SL253-2000中的公式式中：P1─过流面上计算点的垂直时均压强（KN/m2）；rw─水容重（rw=10KN/m3）；h─计算点的水深（m）69nθ─鼻坎底与水平面的夹角（度）C、鼻坎反弧段底面动水离心力压强按《溢洪道设计规范》SL253-2000中的公式式中：P2─水流垂直离心力压强（N/m2）；q─相应设计状况下反弧段上的单宽流量（m3/(s.m)）ρw─水的密度（ρw=1×103kg/m3）；h─计算点的水深（m）v─反弧段最低点处的断面流速（m/s）θ1、θ2─鼻坎两段反弧的圆心角（度）D、脉动水压力按《溢洪道设计规范》SL253-2000中的公式式中：P3─作用在鼻坎上的脉动压强（N/m2）；βm─面积均化系数（βm=0.1）kp─脉动压强系数（kp=0.015）ρw─水的密度（ρw=1×103kg/m3）；v─相应设计状况下水流计算断面的平均流速（m/s）以上计算荷载均为标准值，则设计值为标准值乘以荷载系数：恒荷载系数为1.05，活荷载系数为1.20。根据以上计算公式，计算得到的板的荷载设计值见表3-12板的荷载计算表表3-12荷载类型频率鼻坎板自重（KN/m2）动水压力（KN/m2）水流离心力（KN/m2）脉动水压力（KN/m2）设计工况（3。3%）28.9529.4524.20.06569n校核工况（1%）28.9529.4534.840.078（2）鼻坎底板弯矩计算按四边固端的双向板计算，其计算公式为：式中：、、、─分别为平行顺水流方向（x方向）和垂直水流方向（y方向）板的跨中弯矩和固端弯矩（kN·m）；、、、─分别为板的跨中弯矩和固端弯矩的弯矩系数，根据l0y/l0x查表得。γ0─结构重要性系数（γ0=0.9）Ф─设计状况系数（设计工况Ф=0.95，校核工况Ф=0.85）q─鼻坎顶板所受的均布荷载（kN/m2）；l0x、l0y─分别为平行顺水流方向（x方向）和垂直水流方向（y方向）板的计算跨度（m）以上计算结果见表5-65（3）鼻坎板配筋计算鼻坎板的配筋计算均按矩形单筋截面设计，其计算公式为：69n式中：M─板的弯矩设计值（N·mm）；γd─钢筋混凝土结构系数（γd=1.2）fc─混凝土轴心抗压强度设计值（fc=12.5N/mm2）fy─钢筋抗拉强度设计值（fy=310N/mm2）b─计算截面宽度（m）；h0─计算截面有效高度(m)as─截面抵抗矩系数ε─相对受压区高度AS─受拉区纵向钢筋截面面积（mm2）以上计算计算结果见表3-13鼻坎底板弯矩和配筋计算表表3-13设计工况（3.3%）校核工况（1%）跨中支座跨中支座X方向Y方向X方向Y方向X方向Y方向X方向Y方向弯矩（KN/m）61.3257.68135.2182.169.665.5153.4206.6计算配筋（mm2）248.1233.3549.1741.1277.6265623.6842.2最小配筋（mm2）14401440根据以上计算结果，参考以往类似设计经验，确定鼻坎底板钢筋取值为：上层筋：为Ⅱ级Ф18@150（双向）；下层筋：为Ⅱ级Ф18@150（双向）。以上配筋均大于计算值，复核满足要求。3.8工程观测设计3.8.1大坝工程观测设计(一)执行标准69n　　观测项目的设置执行水利部部颁标准，即《水库工程管理设计规范》，观测设计参照《碾压式土石坝设计规范》SDJ218-84和《水工建筑物观测工作手册》有关条文。（二）大坝观测设计项目（1）坝面垂直位移（沉降）观测；　（2）坝面水平位移观测；　（3）坝体浸润线、坝基渗流观测；（4）一般外表观测，主要是针对防浪墙、上游砌石护坡、下游草皮护坡、排水沟和排水体等。（三）观测设施布置原则　观测设施的选择应符合有效、可靠、坚固的原则，并应注意其经济合理。观测设施布置原则为：（1）根据大坝的重要性、规模、施工、地质情况及观测方法设置观测设施，能较全面地反映大坝的工作状况；（2）外部观测表面位移标点可大致按等距分布；（3）内部观测设施至少应沿坝轴线的一个纵断面和最大坝高处（或其他有代表性的断面）的一个横断面布置，必要时可加设横断面；（4）临时性观测设施宜与永久性观测设施布置在同一断面上；（5）内部观测设施应尽量避免施工干扰，尽量缩短管路和电缆长度，必要时可设置专门的观测站和观测廊道，使观测工作免受恶劣气候条件的影响；（6）尽可能保证观测作业有较好的交通及照明条件，保证恶劣气候条件下仍能进行必要项目的观测；（7）各项观测值应能相互校核，尽量做到一种设施，多种用途。（四）大坝坝体水平和垂直位移观测（1）观测标点的布设根据《水工建筑物观测工作手册》及有关规范、规定，69n大坝坝面水平位移观测点和垂直位移观测点设在同一标点桩上，观测标点共布设8个断面，共28个，分别布置在：坝桩号0+185处3个，上游坝坡高程95.5m处一个，下游坝肩一个，下游坝坡高程95.6m处一个；大坝桩号0+225处3个，上游坝坡高程95.5m处一个，下游坝肩一个，下游坝坡高程95.6m处一个；大坝桩号0+320处4个，上游坝坡高程95.5m处一个，下游坝肩一个，下游坝坡高程95.6m处一个，下游坝坡高程90.6m处一个；大坝桩号0+400处4个，上游坝坡高程95.5m处一个，下游坝肩一个，下游坝坡高程95.6m处一个，下游坝坡高程90.6m处一个；大坝桩号0+450处2个，上游坝坡高程95.5m处一个，下游坝坡高程95.6m处一个，该两个观测点做为工作基点；大坝桩号0+500处4个，上游坝坡高程95.5m处一个，下游坝肩一个，下游坝坡高程95.6m处一个，下游坝坡高程90.6m处一个；大坝桩号0+600处4个，上游坝坡高程95.5m处一个，下游坝肩一个，下游坝坡高程95.6m处一个，下游坝坡高程90.6m处一个；大坝桩号0+700处4个，上游坝坡高程95.5m处一个，下游坝肩一个，下游坝坡高程95.6m处一个，下游坝坡高程90.6m处一个；工作基点和校核基点：在大坝两端稳固的岩基或土基上分别设置2个工作基点、2个校核基点。在水库管理所院内设2个位移起测基点，其中一个为原水准基点。（2）位移观测方法水平位移观测:水平位移采用视准线法观测。视准线法是以大坝两端的两个工作基点所控制的视准线（两个工作基点的联线）为基准，来测量各标点的水平位移量。69n观测方法：在工作基点A（或B）上，架设T3型经纬仪，整平后，后视工作基点B（或A），固定上下盘，然后用望远镜筒瞄准大坝上的位移标点。在位移标点处，一人随司镜者的指挥，沿垂直于视准线方向移动觇标，直至觇标中心线与视准线重合为止，读出偏移量，记入记录表内。然后，通知司镜者用倒镜在读一次，正倒镜各测一次为一测回。每各标点至少应测两个测回，符合精度要求后，方可施测下一个标点。视准线法精读要求：用视准线法校测工作基点、观测增设的工作基点时，容许误差应不大于2mm（取二倍中误差）。用视准线法观测位移标点时，各测回的容许误差应不大于4mm（取二倍中误差）。垂直位移观测:垂直位移采用水准仪观测。由水准基点引测、校测起测基点的垂直位移，按二等水准测量的方法进行。标点的垂直位移观测，按三等水准测量的方法进行。其他未尽事宜参照《水工建筑物观测工作手册》有关规定进行。（3）大坝坝体浸润线、坝基渗流观测设计为了观测坝体浸润线、坝基渗流及提高观测成果的准确度，本次设计采用测压管配合钢弦式渗压计进行自动化观测。整个自动化观测系统主要分为三部分：大坝观测部分、中央处理部分、传输部分。①大坝观测部分A、观测断面布置坝体浸润线观测断面：根据《水库工程管理设计规范》、《水工建筑物观测工作手册》及《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94），结合大坝实际情况，共设2个观测断面，分别布置在桩号0+375、0+520断面上。其中：桩号0+375断面布置5测点，距坝轴线上游4.5m处一个，距坝轴线下游3.6m处一个，距坝轴线下游14.0m处一个，坝后排水体上游5m处一个69n、坝后排水体下游10m处一个。桩号0+520断面布置5测点，距坝轴线上游4.5m处一个，距坝轴线下游3.6m处一个，距坝轴线下游14.0m处一个，坝后排水体上游5m处一个、坝后排水体下游10m处一个。坝基渗流观测断面：根据《水库工程管理设计规范》、《水工建筑物观测工作手册》及《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94），结合大坝实际情况，共设2个观测断面，分别布置在桩号0+375、0+520断面上。每个观测断面设2个测点，距坝轴线上游4.5m处一个，距坝轴线下游14.0m处一个。同一桩号坝体浸润线测点与坝基渗流测点沿坝轴线方向错开3.0m。B、观测设备主要为测压管和钢弦式渗压计传感器。每个测点设一根测压管，每根测压管设置一个钢弦式渗压计传感器。测压管选用外径68mm壁厚6mm的无缝钢管，其构造大体分为三部分：进水管段、导管和管口保护设备。坝体浸润线、坝基渗流观测测压管编号和设计指标见表3-14，其布置详见大坝测压管观测布置图。坝体浸润线观测测压管编号和设计指标表表3-14断面桩号断面编号测压管编号测压管长度(m)进水管长度(m)进水管顶部高程(m)进水管底部高程(m)孔口高程(m)孔底高程(m)孔深(m)0+375BTBT—121.3713.0093.5080.50100.7779.5021.27BT—222.9813.0092.0079.00100.8878.0022.8869nBT—321.2013.0090.0077.0097.1076.0021.10BT—415.0311.5087.0075.5089.4374.5014.93BT—510.607.5083.0075.5085.0074.5010.50BJBJ-131.872.0073.0071.00100.7769.0031.77BJ-228.202.0073.0071.0097.1069.0028.100+520BTBT—121.3713.0093.5080.50100.7779.5021.27BT—222.9813.0092.0079.00100.8878.0022.88BT—321.2013.0090.0077.0097.1076.0021.10BT—415.0311.5087.0075.5089.4374.5014.93BT—510.607.5083.0075.5085.0074.5010.50BJBJ-131.872.0073.0071.00100.7769.0031.77BJ-228.202.0073.0071.0097.1069.0028.10C、测压管埋设施工测压管在大坝坝坡加固竣工后钻孔埋设，对于测压管深度不超过10m的，可采用人工取土器钻孔的办法埋设，对于测压管深度超过10m以上的，应采用钻机钻孔的办法埋设。D、钢弦式渗压计传感器69n根据测压管的布设，渗压计传感器共需14支，其中坝体浸润线观测共需10支，坝基渗流观测需4支。根据《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）、《大坝安全自动监测系统设备基本技术条件》（SL268-2001）及《水位观测标准》（GB138-93）的技术文件、规范和标准的规定，渗压计要求技术指标见下表3-15。渗压计传感器主要技术指标表表3-15项目量程分辨率精度测温指标0.1~5MP≤0.025%F.S0.1%F.S可测温②中央处理部分中央处理部分设在管理所院内的防汛调度中心，其主要设备包括：MCU测控装置、台式计算机、便携式电脑、A4激光打印机、UPS电源。各种设备主要技术指标见下表3-16。中央处理设备主要技术指标表表3-16序号名称主要技术指标1MCU测控装置V16M智能数据采集模块，接入钢弦式传感器14支2台式计算机CPU：P42.8GHz；内存：512MB;硬盘：80G，10000转；光驱：DVD-ROM；软驱：1.44MB3.5英寸；USB口；网卡：10M/100M自适应以太网卡；显示器：17″纯平彩显。3便携式电脑CPU：P41.7GHz；内存：512M；硬盘：40G；光驱：DCD-ROM；软驱：1.44MB3.5英寸；USB口；网卡：100M以太网卡；显示器：15″，彩色液晶。69n4A4激光打印机A4黑白激光，20页/分钟5UPS电源1kVA，备用1小时③传输部分传输部分主要为供电、通讯、传感器等需要的电缆，为了保证系统可靠工作，系统配套的电缆需采用专用的电源电缆、仪器电缆等。整个自动观测系统的布置，力求安装、管理、运行、维修方便和经济合理。中央处理设备设在水库管理所院内的防汛调度中心，传输总电缆沿路沿石下游侧穿镀锌钢管埋设，埋设深度0.6m。各断面上的传感器信号电缆，沿坝顶、坝坡穿镀锌钢管埋设接至总电缆线处，集中输入集线箱，在防汛调度中心内集中观测。④实现大坝坝体浸润线、坝基渗流自动化系统观测的功能要求A、监测功能要求系统要具有下列几种不同的监测数据采集方式：中央控制方式（即无人值班方式）：监控主机能对采集单元中的不同模块设定不同的测量时间，采集单元能自动定时地进行选测和巡测。该方式主要用于日常常规测量；人工干预测量方式：必要时，安全管理人员可通过监控主机任意进行测量。该测量方式的优先权高于其它任何方式，主要用于在特殊情况下可任意加密测次及对重点监测部位实施任意频次的测量；人工测量方式：当监控主机或通信线路发生故障时，能采用便携式计算机实施人工数据采集。B、显示功能要求69n能显示建筑物及监测系统的总貌、监测布置图、测值过程曲线、年报、月报及报警状态显示窗口，显示所有监测数据、监测成果，显示有关系统信息，若接投影仪可实现大屏幕显示。C、操作功能要求在监控主机或后方管理微机上或网络终端上具有下列几种操作功能：监视操作、输入／输出、显示打印、报告现在测值状态、调用历史数据、评估运行状态等；进行整个系统的运行管理：包括系统调度、过程信息文件的形成、进库、通讯等；利用键盘调度各级显示画面及修改相应的参数等；修改系统配置、进行系统测试、系统维护等。D、数据存储功能要求所有监测数据分二级存储：测控装置具有存储器和掉电保护模块，能暂存所测数据，存储容量为1MB，存满后自动覆盖，在系统断电的情况下保证不丢失数据；数据采集主机接受所有测控装置的监测数据，自动检验、存盘，对超差数据自动报警，检验后的数据存入数据库中。E、综合信息管理功能要求信息管理包括数据库管理、图文资料管理、监测资料分析及报表制作等。F、系统自检功能要求系统设备具有自检自校功能，可对数据存储器、程序存储器、CPU、实时时钟、供电状况、电池电压、测量电路及传感器电路等进行自检，对测量数据进行自校，能在监控主机和管理主机上显示系统运行状态、故障部位及类型等信息，以便及时维护系统。运行维护人员只要针对故障信息更换备用配件即可恢复系统运行，一般故障修复时间不超过半小时，任何硬件和软件的故障都不危及系统设备和人身安全。G、远程控制及数据通信功能要求69n管理主机上具有对布置在监测现场的数据采集单元进行远程控制的功能。管理主机与库区管理部门及上级主管部门微机可通过MIS网进行数据及信息的通信。H、大坝安全管理功能要求具备功能完善、界面友好、操作方便的工程安全监控管理系统软件。该软件包括在线监控、离线分析、安全管理、系统管理、数据库管理等部分。包括数据的人工/自动采集、测值的离线性态分析、测值及图像管理、报表制作、图形制作、帮助系统等日常工程安全管理的全部内容。管理软件对未纳入自动化监测的测点数据有人工输入接口。（4）防浪墙、砌石护坡和排水沟观测防浪墙观测主要是观测其有无沉陷、倾斜、裂缝等，沉陷观测方法同大坝垂直位移观测，裂缝的位置和长度观测，可在裂缝两端用油漆画线作标记或在砌石表面绘制方格座标，进行测量，裂缝的宽度观测，通常可用放大镜测定，倾斜观测采用水平汽泡倾斜仪。砌石护坡和排水沟观测应注意观察块石、混凝土预制板有无翻起、松动、塌陷、垫层流失、架空或风化变质等损坏现象。3.8.2放水洞观测（一）竖井沉降观测竖井沉降观测结合大坝沉降观测布置测点，测点布置在竖井顶部的圈梁上，对角线布置，一端一个。（二）金属结构和启闭机械观测69n对金属结构表面，应观察有无油漆剥落、生锈现象，对金属结构，应观察有无裂缝或焊缝开焊。对于启闭机械，应观察运转是否正常，有无异常的声响和振动，传动机件和承重构件有无磨耗损坏，齿轮咬合是否符合要求，连接螺丝特别是地脚螺丝是否松动，制动器是否灵活有效，润滑油是否充足，安全防护设备是否完好等，对启闭机螺杆应观察有无弯曲、闸门有无歪扭、门槽有无堵塞、闸门吊点结构是否牢固等。3.8.3观测仪器尚庄炉水库原有观测仪器已经老化，且无精密观测仪器，计划购置SET-5E全站仪一台，BIC自动调节水准仪一台及水准尺一付。3.9水文水情观测设计为管理运用好水库，科学调度水资源，提高水库的综合效益。同时为了水库工程的管理运用和防汛高度需要，拟在尚庄炉水库设立水文观测。3.9.1编制依据《水库工程管理设计规范》、《水位观测标准》、《降水量观测规范》、《水文自动测报系统规范》、《水文情报规范》、《水文自动测报系统设备基本条件》等技术标准规定。3.9.2设站目的系统收集水文资料，研究水文规律，为抗旱防汛及水库管理提供准确可靠的水文情报。3.9.3观测项目尚庄炉水库水文观测项目有：降水量、坝上水位、水库蓄水量、水质、输水洞流量、溢洪道流量等。3.9.4建设项目（一）水文基础设施（1）根据水库流域面积大小，拟在水库上游设3处雨量站，分别设在上游三条小支流的中心位置，采用委托观测。雨量站配备200mm普通雨量器、200mm虹吸式自记雨量计及固态存储雨量计。水库坝址处设1处雨量站，同时设6m×6m观测场1处。观测场采用高1.20m的不锈钢围拦。69n（2）大坝中段坝坡上建直立式水尺一组共15只，水尺材料采用钢轨，高1.50m。每只水尺有0.20m的重合范围。水尺设置范围为死水位至校核洪水位。（3）在库内安装压力式自记水位计，在死水位处设置水位计探头。水位信号采用有线方式传输到测报中心。（4）建东西放水洞测流及水位观测设施：包括建放水洞输水干渠测流桥2座、自记水位井2处、仪器室2处，修建观测道路，安装浮子式水位计及固态存储设备。水位信号采用无线方式传输到测报中心。（5）购置水文测验设备。（6）配置水质取样化验设备。（7）配置报汛通讯设施。（8）建办公室等生产用房。（二）水文自动测报系统（1）系统功能设计本系统由以下四个子系统组成：雨量遥测子系统、水位遥测子系统、闸门开高遥测子系统、测报中心子系统。系统建成后能自动收集流域内降水、库内水位、放水洞输水干渠水位、溢洪道闸门开启度等水文数据；提供流域雨情、水库水情，并实现联机水文预报，进行调洪演算，提供洪水优化调度方案。（2）雨量遥测子系统雨量遥测站的主要设备有翻斗式雨量计、雨量遥测终端机、太阳能电源、天线及支架等通讯附属设施。雨量遥测采用自报式。当雨量站有降雨并且降雨量达到0.5mm时将自动向测报中心发报本站累积雨量一次，平时不论有无降雨都自动2小时定时发送当前雨量一次。（3）库内水位遥测子系统69n水位遥测站主要设备有压力式水位传感器、YCZ-2000水位遥测终端机、太阳能电池板、天线及支架等通讯设施。库内水位遥测采用自报式。库内水位采集时间为6分钟，水位有变化时，每6分钟发送一次水位数据，水位无变化时每6小时发送一次水位数据，每天的8点和20点自动向测报中心发报水位数据一次，以供测报中心检测水位遥测站点的工作状况。（4）放水洞输水干渠水位遥测子系统其主要设备、工作原理及工作方式和功能同库内水位遥测子系统。（5）测报中心子系统遥测中心实时接受流域内各处雨量遥测站雨量、库内水位、输水干渠水位、流量等水文数据。水文自动测报中心是由前置通讯控制机、主计算机、测报软件、打印机及附属设备组成。前置机通过架在铁塔上的接收天线，接收各个遥测站点的数据并传送到前置机，前置机具有对接收数据进行纠错、检错、转换处理及储存功能。中心前置机选用山东省水文水资源勘测局1999年研制定型产品YZQ-99。水文自动测报系统中心软件运行于后台微机windows98或2000环境，该软件具有图形用户界面，操作简便、易于学习、功能扩充方便等特点。软件基本功能有：读取前置机原始数据并进行计算，数据查询和报表输出，图形显示，数据存储及管理，洪水预报和洪水演算等。4金属结构与电气设计4.1溢洪道闸门设计根据尚庄炉水库溢洪道的运用需要，结合以往类似工程经验，对其金属结构部分进行设计。工作闸门采用平面定轮钢闸门，检修门采用平面滑动钢闸门。4.1.1工作闸门设计69n（一）闸门设计闸门型式：溢洪道露顶式平板钢闸门闸门尺寸为：7×4.0m闸底高程：92.00m设计水头：3.5m结构材料：碳素结构钢Q235C止水型式前封水吊点距6.26m支承形式悬臂式滚轮支承操作要求动水启闭（二）闸门及预埋件结构布置本次设计闸门采用实腹式双主梁焊接结构，梁系连接形式为等高连接，次梁沿水平方向连续布置，其间距上疏下密，根据主梁的跨度布置三道纵梁，间距为2.0m，纵梁按闸门结构分为三段，跨越次梁分别与顶、底梁及主梁结合，闸门主梁为变截面组合梁。闸门门体材质为Q235。支承形式采用悬臂式滚轮支承，支承跨度为7.28米，主轮为铸钢件，材质为ZG310-570。止水形式为上游止水，侧止水为“L”型，底止水为板条型。在闸门两侧端柱的下游设四个侧轮，以约束闸门的侧向偏移。闸门主、侧轮选用自润滑圆柱轴承。闸门预埋件主轨、反轨及底轨均为钢板与型钢焊接件。反轨上设有不锈钢侧止水座板，在闸墩顶面上设有锁定梁。闸门检修时可将其提升至墩顶，用锁定梁锁定后即可进行检修。4.1.2检修闸门设计闸门预埋件的主轨、反轨及底轨均是型钢和钢板的焊接组合件。69n工作闸门不检修时，将检修闸门放入门库内保存。检修闸门的为满足工程建成后长期挡水工作闸门检修的要求，本设计在工作闸门上游设检修门槽，并在上游设检修闸门及启闭设备。检修闸门设计采用一套叠梁式平面滑动闸门，门叶有三节组成，每节高1.2米。门体结构采用实腹式双主梁焊接结构，滑动式支承，门体材质为Q235，止水形式为上游止水，侧止水和底止水均采用双“P”型。启闭条件为静水启闭。当工作闸门需要检修时，检修闸门启闭设备将三节检修闸门逐个吊运到所要检修的闸孔中，使三节门体叠加成为一体，进入工作状态，检修完毕后，工作门放下，检修闸门节间充水平压，静水启闭，再将各检修闸门提升，放回原来位置。4.2溢洪道启闭机设计4.2.1工作闸门启闭机工作闸门启闭设备按照技术先进、操作可靠、经济合理的原则选用2×160KN双吊点固定卷扬式平门启闭机。（一）主要技术参数启闭机形式固定卷扬式平门启闭机启门容量2×160KN台数4台扬程10m启闭速度2.2m/min工作级别Q2-轻电机功率13Kw工作环境室内（二）制造及工作原理69n本机为双吊点启闭机，采用卷筒、驱动装置的启升机构，卷筒为单层缠绕，滑轮组倍率为2。卷扬机构由电动机经减速器、开式齿轮减速后，驱动卷筒旋转，通过缠绕在卷筒、动滑轮、平衡滑轮上钢丝绳的收放，带动闸门上升或下降。卷扬机构减速器高速轴上，设置有一套液压推杆瓦块式制动器。工作闸门启闭设备主要技术特性表表4-1启升载荷(KN)2×160传动比减速器QJRS-D23650启升高度（m）10开式齿轮5.11启升速度（m/min）2.2总传动比511卷筒直径（m）0.4电动机型号YZ160L-6工作级别Q2-轻工作级别Q2-轻滑轮组倍率2功率（KW）13制动器YWZ5-250/25转速（r/min）936钢丝绳20ZAA6×19W+IWR1570ZS321（GB/T8918）4.2.2检修闸门启闭设备本设计采用1套检修闸门启闭设备，由移动启闭机和自动挂脱梁组成。当检修闸门启闭设备不工作时，应停放在门库内，以防日晒、雨淋。在混凝土排架柱的上游侧设有启闭设备的运行轨道（吊轨），运行轨道为工字钢I45C，材质为Q235。轨道上焊接滑触线支架，用于固定滑触线。检修门启闭机采用双电动葫芦、双吊点同步的新机型，具有体积小、结构紧凑、防护严密、运行可靠、维护工作量小、高度方面占用空间小、便于土建布置、升降机构设有常速及慢速两种速度等特点。该启闭机主电动葫芦和辅电动葫芦通过型钢梁连接，每个葫芦上分别设置两组电动驱动小车。主、辅葫芦由中间传动轴实现双钩（吊点）同步，其中间传动部分由传动轴、齿轮联轴器和允许一定角位移的中间支承装置构成：在型钢梁中间设有吊杆并与设置在吊梁上的小车连接，以保证联接型钢梁的刚度要求，动滑轮直接设在自动挂脱梁上。检修闸门启闭设备主要技术特性：69n启门容量2X50kN启升速度（常速／慢速）7/0.72m／min运行速度20m／min起重电机13kw，1400r／min运行电机2×0.8kw，1380r／min起重辅电机1.5kw，1380r／min挂脱梁吊点距4.9m启闭机扬程10m设备制造安装应执行《水利水电工程启闭机制造安装及验收规范》DL／T5019-94及国家相关规范要求。4.3溢洪道金属结构防腐蚀设计闸门及其预埋件、吊轨、启闭机的防腐蚀处理执行《水工金属结构防腐蚀规范》SLl05-95、《涂漆通用技术条件》SDZ014-84。涂装前应进行表面预处理，处理后闸门及预埋件外露部分(不锈钢板除外)的表面清洁度等级不宜低于GB8923《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》中规定的Sa2.5级，表面粗糙度Ry值应在60～lOOμm范围内。预埋件与砼接触面清洁度等级最低应达到Sal级，然后刷涂水泥砂浆，工作闸门防腐蚀要求：喷锌厚度为O．12mm，然后涂氯化橡胶底漆、面漆各二道，漆膜干膜厚度不小于80um。检修闸门、吊轨及预埋件外露部分(不锈钢板除外)按工作闸门防腐蚀要求处理。工作门启闭机、检修门启吊设备的防腐，其防腐参照启闭机及起重机有关防腐标准进行。4.4溢洪道金属结构制造安装技术要求（1）闸门及其预埋件制造、安装执行《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》DL／T5018-94。（2）启闭机制造、安装执行《水利水电工程启闭机制造、安装及验收规范》)DL／T5019-94及国家相应的规范、标准。69n（3）工作闸门及检修闸门安装调试完毕后，应作全行程试运行三次。检修闸门启闭设备吊一节检修门沿吊轨全长试运行两次。（4）检修闸门及自动挂脱梁在厂内应作静平衡试验。溢洪道金属结构工程量表表4-2序号名称孔口尺寸宽×高孔口数量闸门数量闸门总重T埋件总重T启闭机型式容量KN数量1溢洪道工作门7×4.04438.01313.352卷扬2×16042溢洪道检修门7×1.213节12.1336.461移动式电动葫芦配自动挂脱梁2×5014.5溢洪道电气设计4.5.1电气一次部分（一）供电电源本闸电源由大坝东侧水库10kV供电专线引接，采用高压电缆沿大坝埋地敷设至溢洪闸东桥头堡新建变电室。备用电源采用柴油发电机组，当电网停电时可向溢洪闸设备供电。（二）配电系统接线本闸配电系统为低压380/220伏，设一台100kVA变压器，变比为10/0.4kV。电气主接线为扩大单元接线，10kV进线经高压开关柜接至变压器高压侧，变压器低压侧经低压电缆与盘顶0.4kV母线相连。闸上用电设备的电源均由该母线引接。（三）主要电气设备选择69n变压器选用SC9系列环氧树脂浇注干式变压器一台，容量为100kVA，变比为10±5%/0.4kV。高压开关柜选用HXGN1-10型系列产品。低压配电柜选用PRISMA型系列产品。柴油发电机选用64GF51型，额定常载功率64kW。（四）设备布置及电缆敷设在东桥头堡一层设变压器室、柴油发电机组室。桥头堡二层设控制室，低压配电柜设在控制室内。本闸为4孔溢洪闸，工作门启闭机型号为QPQ2×80kN卷扬启闭机，配套电机型号为Yz160L-6，额定功率为13kW，每台闸门启闭电动机设一台机旁箱，与闸门启闭机一对一布置在机房上游侧。溢洪闸电源自桥头堡东侧进线，进户后沿电缆沟敷设至高压开关柜。变压器低压侧采用电缆出线，与柴油发电机组电缆出线均沿电缆沟穿墙敷设至一层检修门库，再采用电缆桥架敷设至低压配电柜，低压配电柜各路出线电缆采用电缆桥架敷设，无电缆桥架的地方穿钢管敷设，电动机的控制电缆及闸门开度控制回路的信号电缆也同路敷设。（五）防雷接地溢洪闸启闭机房的防雷接地措施按三级建筑物防雷接地要求实施。溢洪闸启闭机房及桥头堡屋顶挑檐均设避雷带，利用结构柱内φ12以上主筋作为接地引下线，与闸底板钢筋网焊接，形成电气通路，作为自然接地极。机房启闭机工作接地接至避雷接地极，其他机旁控制箱外壳、电缆保护钢管、变压器外壳和中性线、柴油发电机外壳及出线支架、配电盘基础及照明配电箱外壳均做可靠接地。接地电阻值不大于4Ω，如不满足要求，则加装人工接地体。（六）照明东桥头堡内设一块照明配电箱，启闭机房、交通桥照明电源均由此箱引接。照明供电网络为380/220V，主干线为三相四线制。69n桥头堡、启闭机房内照明采用荧光灯，检修门库、变电及发电室内照明采用放水防尘灯，楼梯间内照明采用白炽灯并装设声光控开关。交通桥照明选用4米高三火圆球柱灯。4.5.2电气二次部分（一）电动机控制信号回路本闸启闭电动机在控制室集中控制或在机旁控制箱上操作。变压器、发电机、启闭电动机回路的空气开关或磁力起动器跳、合闸均设有一对一的位置灯光信号。（二）闸门开度自动控制采用测量精度高、性能稳定可靠、显示清晰直观、且能自动控制的闸门开度测量仪，接收装置及显示器分别装在相应的机旁箱上，各闸门开度测量仪均留有输出接口。（三）闸门上、下游水位自动显示采用压力水位自动测量仪测量上、下游水位，其传感器用插钢管的方法安装，上、下游水位自动显示器均安装在桥头堡低压配电柜上。各水位自动测量仪均留有输出接口。（四）电气测量为了监视电气设备的正常运行，各供电回路均设有测量仪表，变压器低压出线和柴油发电机出线在进线盘上分别有三相电流表、电压表，可测线电压。电动机回路，在B相设有电流表。电气测量采用带变送器的智能仪表，可输出信号至PLC。（五）保护变压器、发电机、电动机各回路分别采用空气开关、热继电器作为短路和过载保护。其中电动机回路还利用磁力起动器低压释放特性，对电动机进行低压保护。69n电气主结线图、电器设备布置图见施工设计图。4.6放水洞闸门设计4.6.1概述东放水洞位于大坝桩号0+180处，闸门及启闭设备不用更换。西放水洞位于大坝桩号0+220处，放水洞轴线与坝轴线正交布置，在进水渠段新建闸门槽，检修时将闸门放下，闸门选高水头潜没式铜止水平面铸铁闸门，共1扇，设计水头9.2m，尺寸为0.6×0.7m（宽×高），放水洞进口设拦污栅，尺寸为1.7×6m（宽×高）。闸门检修时用三角架和2t手拉葫芦吊放。拦污栅设计为固定式，呈长方形，宽1.7m，高6m，采用直径12mm的圆钢与等肢角钢∠40×10焊接，圆钢间距80mm，拦污栅和埋件总重0.16t。放水洞金属结构总工程量：闸门重0.41t，埋件重0.19t，拦污栅重0.16t，总重量为0.76t。4.6.2平面铸铁闸门设计(一)闸门主要设计指标闸门型式潜没式平面铸铁闸门孔口尺寸直径0.5m圆管孔口数量1孔吊点距单吊点设计水头9.20m（二）平面铸铁闸门选型铸铁闸门布置简单，结构紧凑，节省空间，运行维护简单，运行费用少，耐腐蚀性强，铸铁闸门的止水采用整体加工，止水效果好，金属止水使用寿命长。另外，铸铁闸门在我国已经有系列化的成熟产品，国内有许多专业厂家生产，本次设计选型参照有关资料确定相关参数。69n参照冀州水利机械集团有限公司提供的资料，结合工程实际情况，选择高水头潜没式铜止水平面铸铁闸门，闸门尺寸0.6×0.7（宽×高）m，相关参数如下：闸门有效宽度0.6m闸门最大宽度0.81m闸门挡水高度0.67m闸门门叶高度0.70m闸门门板厚度35mm闸门重量0.41t闸门埋件自重0.19t。4.6.3放水洞拦污栅设计拦污栅设计为固定式，呈长方形，宽1.7m，高6.0m，采用直径12mm的圆钢与等肢角钢∠40×10焊接，圆钢间距80mm，拦污栅和埋件总重0.16t。4.7大坝及管理单位电气设计4.7.1设计范围（1）放水洞变配电设计；（2）管理所变配电设计；（3）大坝照明和防汛路照明；（4）通信工程。4.7.2放水洞配电设计（一）供电电源：放水洞供电电源为380/220v，由管理所配电室低压配电屏引来，采用电缆敷设在电缆沟内沿大坝引至放水洞配电箱。启闭机动力用电及机房照明用电均从放水洞配电箱引接。（二）主要电气设备选择69n选用PRISMA-G型配电柜一块，电源进线设隔离开关、断路器，启闭机回路设自动空气开关和接触器及热继电器，照明回路设自动空气开关。闸门开度显示器、按钮及信号灯安装在配电柜屏面及机旁箱，测量仪及开度传感器安装在机旁箱和启闭机上。参见施工图。（三）照明放水洞机房照明电源引自动力箱，电压为220V。4.7.3管理所配电设计管理所原变配电设备已运行多年，老化严重，存在安全隐患，必须更新改造，本次设计拟新建管理所变配电室，设100kvA节能型变压器一台，电源引自水库10kv专线。备用电源采用65DGDA柴油发电机组。管理所办公、生活用电及其他用电均引自管理所配电室低压配电屏，分为动力回路及照明回路，各用电设备按负荷大小均匀分配，保证相序平衡。4.7.4大坝照明和防汛路照明大坝总长824.47m，自大坝桩号0+000处开始，每间隔30m设一盏路灯，共计27盏。照明线路电源由管理所变电室供给，电缆穿钢管沿大坝敷设于防浪墙内侧，在灯杆处留设接线盒，间距60m设检修井。电缆选用VV22-1-4*25+1*16，分支线采用BV-500-2*4。在管理所设自动路灯控制箱。照明灯具形式为双头，功率为2*250w。防汛路总长621.3m，每间隔30m设一盏路灯，共计21盏。照明电源由管理所变电室供给，电缆穿钢管沿防汛路敷设于排水沟外侧，在灯杆处留设接线盒，间距60米设检修井。电缆选用VV22-1-4*16+1*10，分支线采用BV-500-2*4。在管理所设自动路灯控制箱。照明灯具形式为单头，功率为250w。4.7.5通讯水库管理所设置4条直拨外线，做为通讯联络，并配备程控交换机1部，电话20部，传真机1部，防汛无线电台1部。为保证遥测数据的顺利传输，需架设通讯铁塔1座69n5坝址区岸坡稳定分析及评价5.1地质概况5.1.1地形地貌尚庄炉水库位于肥城市南部，在地貌单元上属低山丘陵向平原过渡地带。其北、西方向为低山丘陵区，海拔高度一般在80～500m间，相对高差不大，沟谷开阔，河曲发育，植被较好，水土流失较轻，向北及东北方向，地势逐渐增高，至泰山山脉则属中低山区；向西仍属低山丘陵区，至黄河则属冲洪积平原，地势平坦，地形起伏不大。由水库向南，地势平坦，为大汶河流域的冲洪积平原。区域内水系属大汶河水系，在形态上为树枝状水系，较大河流有康王河、汇河，水库所在的小汇河呈北～南流向，于安庄镇南约8km处汇入大汶河。各河流沟谷开阔，多呈“Ｕ”字型河谷，以堆积作用为主，侵蚀作用微弱。河漫滩、阶地较发育，由于人为活动等原因，阶地形态已模糊不清。5.1.2地层岩性本区域出露的主要地层由老至新分别为太古界泰山群，下古生界寒武系和奥陶系，新生代第三系和第四系地层，其岩性特征如下：1太古界泰山群地层，为一套中深变质岩系，称泰山杂岩，主要岩性为黑云斜长片麻岩，角闪岩，黑云母变粒岩及各种混合岩，各岩体间为渐变接触，岩体、岩层呈北西向展布，并有石英岩脉，闪长岩脉和辉绿岩脉穿插。2、下古生界寒武系和奥陶系地层，主要为鲕状、竹叶状、豹皮状灰岩及厚层质纯灰岩，其中夹有薄层灰岩和紫灰色或红色页岩。3、新生代第三系地层为红色砂岩和砾岩互层，砾岩中砾石成份以石灰岩为主，泥质和钙质胶结。4、新生代第四系地层，为河流冲洪积物及残坡积地层，主要为卵砾、中粗砂、壤土，主要分布于河流沟谷两岸及山前，厚度变化大，工程性质各异。69n5.1.3地质构造及地震尚庄炉水库位于泰山山脉西南约40km。据有关资料，流域内有三条大的断裂。F1位于水库东约8km处，呈南北向延伸，由边院经仪阳延伸至肥城市区，共性质为隐伏平移断层；F2位于水库西约8km处，呈南北向延伸，由下遂城东经演马庄至石横，其性质同为隐伏平移断层；F3为一弧形断裂，由夏张镇经鱼池村、肥城市区延伸至石横、孝直，其性质为隐伏正断层。该三条断层距水库较远，对大坝坝体影响不大。依据国标GB18306-2001《中国地震动参数区划图》本区地震动峰值加速度为0.05g，反应谱特征周期0.45S。水库建成以来，未有诱发地震的记录。5.2库区渗漏库区两岸及库尾，地形开阔、平缓，无深切邻谷存在，小汇河是本区地下水的最低排泄基准面。勘察期间，钻孔水位均高于库水位。因此，两岸及库尾不存在库岸渗漏问题。5.3库岸稳定库区两岸边坡主要为岩质边坡，岩性为花岗片麻岩,坡度5～20°,仅局部较陡，边坡高差小于5m，边坡上断裂构造不发育，裂隙发育，但无大的不利结构面组合。水库经长期运行，库岸再造，岸坡已基本形成稳定边坡，不存在大规模的塌岸问题。两岸靠近库尾及库尾处主要由冲洪积物（壤土）组成的土质边坡，地形平缓，坡度5～10°，下伏花岗片麻岩。因冲洪积物透水性较好，库水位升降时，在坡体内不会形成较大的动水压力，且边坡低矮，库岸已经过长期的冲刷侵蚀，库岸基本稳定，因此，不存在大规模的塌岸问题。5.4水库浸没69n水库浸没评价应依据当地浸没临界值与潜水回水位埋深之间的关系确定，当潜水回水位埋深值小于浸没的临界地下水位埋深时，该地区即应判定为浸没区。浸没评价宜分初判和复判两个阶段进行。初判时，库岸由相对不透水岩土层组成或调查地区与库水间有相对不透水层阻隔，即可判定为不易浸没地区。库区两岸边坡主要为岩质边坡，为相对不透水层；两岸靠近库尾及库尾处土质为壤土，下伏基岩为花岗片麻岩，也为相对透水层，不存在浸没问题。6设计变更及其它问题6.1设计变更该工程无重大设计变更。该工程无较大设计变更有一项，为溢洪道挑流鼻坎板墙设计变更。尚庄炉水库除险加固工程溢洪道施工中，发现挑流鼻坎板墙施工开挖中的地质情况与原设计依据的地质条件有较大变化，因此对挑流鼻坎处沿原设计板墙轴线位置进行了补充勘探。勘探查明，挑流鼻坎板墙位置强风化岩石底面高程自左往右为82.90～81.90m，据此将原设计的挑流鼻坎板墙底高程进行变更。根据挑流鼻坎平面布置的分块，板墙右边块底高程调整为80.90m，中块和左边块底高程调整为81.90m。2010年3月5日，省水利厅组织有关专家在济南对泰安市水利勘测设计研究院编制的《肥城市尚庄炉水库除险加固工程变更设计》进行了审查。审查认为，根据补充勘探成果进行相应设计变更是必要的。可将板墙取消，使挑流鼻坎基础坐落在弱风化岩层上，具体高程根据现场开挖情况确定。溢洪道鼻坎板墙在施工中，根据现场开挖情况，确定板墙右边块底高程调整为80.90m，中块和左边块底高程调整为81.90m。6.2施工质量该工程无质量事故。69