某水库除险加固施工组织设计说明

某水库除险加固施工组织设计说明

1综合说明1.1绪言1.1.1工程概况1.1.1.1自然地理概况TTT水库位于绥芬河市以北4.5km处，地理坐标为：东经131°09＇，北纬44°25＇。水库拦截北大河及录磊齐胖子沟来水，控制流域面积为23.3km2。TTT水库所处位置在海拔500m以上，属于高山冷凉山区。该区植被覆盖较好，森林覆盖率达70%。坝址处有乡级公路通过，路面现宽6m。公路可直通水库，交通十分方便。1.1.1.2工程主要任务及规模TTT水库始建于1976年，至1988年完成配套工程并投入使用。水库的工程任务是以供水为主兼顾防洪等综合利用的小（1）型水库”TTT水库死水位为502.00m，死库容为31.0×104m3，兴利水位为509.35m，兴利库容为260.07×104m3。设计水位为510.37m，设计库容为314.37×104m3。校核水位为511.38m，校核库容为372.81×104m3。1.1.1.3工程现状及主要存在问题1、土坝TTT水库土坝的结构形式为粘土心墙碎石混合土坝，坝顶高程511.50m。坝顶设防浪墙，墙顶高程512.60m，高出坝顶1.1m。现有实测坝顶高程在511.47m-511.51m，最大设计坝高17.0m，现坝长381m。坝后在河床段的下游坡脚处设置堆石排水棱体，排水棱体顶部高程498.0m。马道高程505.0m，宽度为2m139n，马道以上为碎石护坡，以下为石渣填筑。土坝迎水坡坡比自坝顶以下至506.0m高程间为1:2.5，506.0m高程以下坡比为1:3.0，背水坡坡比1:2.0。土坝坝前护坡采用的干砌石在水库运用过程中由于冻胀及风浪冲刷已产生破坏，脱坡现象严重。防浪墙大部分完整，但在输水洞与溢洪道之间的部分出现开裂并倾斜。坝顶路面规整，高低起伏不大。设计、校核水位情况下，坝基渗透比降不满足渗流安全要求。左坝肩有明显漏水现象，但通过水库多年运行观察，漏水点水流清澈，无颗粒浮动和流出，渗漏部位和流量稳定，无明显变化。水库大坝渗流观测设备及大坝位移、沉降观测等设施已破损，对水库安全运用监测数据产生一定影响。2、溢洪道溢洪道位于大坝左端，开敞式无闸控制正槽结构，总长135.5m。进口宽30米，长8米，设有交通桥；陡槽渐变段长80米，宽由30米渐变到8米；陡槽段长40米，比降1/8，宽8米；挑流段7.5米。由于水库无重复利用库容，溢洪道堰顶高程与兴利水位齐平，不需设闸控制。溢洪道采用少筋砼衬砌，挑流消能，尾端设有消力坎及海漫与下游河道连接。目前，溢洪道控制段较为完整，进口与堰体完好，与大坝连接处无损毁现象。陡槽段为钢筋混凝土结构，抗冲刷能力较好，但由于当年底板混凝土标号较低，经多年运行，底板冲蚀破坏严重，局部出现多处空洞，钢筋裸露。消能段挑流鼻坎砼剥落露筋，消力坎和海漫段损毁严重，已无消能能力，影响行洪安全。3、输水洞139n输水洞位于0+164断面处，由取水塔、输水涵洞及工作桥组成。取水塔为坝肩竖井式，塔内设工作闸门和检修闸门。输水涵洞身长51.8m，洞身为1.6m×2.0m的矩形断面，进口洞底高程为499.20m。主洞旁并行一相同洞径的廊道，供用水管道安装检修使用。输水洞出口设一明槽段，后接扩散段，扩散段后设筛网跌水。输水洞洞身质量良好，个别处出现小的剥蚀，不影响正常运行使用。对剥蚀处采用高标号水泥砂浆进行处理。输水洞出口消力池完好。输水洞取水塔进水闸门及启闭机经多年运行，锈蚀严重。工作闸门及轨道已出现变形，工作闸门止水封闭不严，有漏水现象。启闭机为手摇螺杆式启闭机，启闭不灵活，原生产厂家停产，缺少零配件，启闭机老化无法维修。输水洞工作桥墩沉陷变形，墩台倾斜，工作桥发生断裂。1.1.2设计依据及除险加固的必要性1.1.2.1设计依据1、工程建设过程及历次维修情况TTT水库是1976年冬季正式开始动工兴建，原名“庆大水库”，绥芬河市政府抽调了150多名民工及部分机关干部进行施工，由于当时受施工机械，运输设备，技术力量等施工能力条件限制，至1979年连续干了3年，水库规模也没有达到设计要求，1980年6月水库宣布正式下马。1985年，绥芬河政府决定对“庆大水库”进行续建并更名为“TTT水库”，由牡丹江市水利勘测设计院对TTT水库重新进行了勘察、设计。1986年由黑龙江省水利第四工程处进行施工，至1988年7月工程全部竣工。139n1991年7月的洪水对水库造成了一定的破坏：主要是大坝迎水坡护坡、溢洪道底板及消力池破损严重。2006年由绥芬河市财政出资对迎水坡干砌石护坡进行了维修,但运行至今，受冬季冰冻影响，脱坡现象严重。TTT水库保护着下游绥芬河市区的安全，更为市区居民提供工业用水和居民生活用水。如果水库始终带病运行，将带来极大隐患，不利于城市的规划、发展及社会稳定，且一旦出险，后果严重。2、安全鉴定情况及主要结论意见2008年10月，受绥芬河市水务局委托，牡丹江市水利勘测设计研究院对TTT水库进行了大坝安全分析评价。2009年3月，由牡丹江市水务局出具了《绥芬河市TTT水库大坝安全鉴定报告书》。水库主要存在以下问题：1、上游坝坡护坡块石受冰毁出现脱落、沉陷等破坏现象，坝顶防浪墙局部断裂、倾斜。2、设计、校核水位情况下坝基渗流不稳定，且下游坝基及左坝肩漏水严重。3、溢洪道陡坡底板冲蚀破坏严重，消能段损毁严重。4、放水洞取水塔工作桥支墩下沉、倾斜，工作桥断裂，闸门锈蚀严重，止水不严漏水，不能正常运行。5、无水文和大坝监测设施。2010年8月，经黑龙江省水利厅进行安全鉴定复核，核查单位意见如下：经书面及现场核查，水库工程质量综合评价为不合格、大坝运行管理综合评价为差、大坝防洪安全评价为A级、大坝结构安全性综合评价为B级、大坝渗流安全综合评价为C级、金属结构安全评价为C级，该水库大坝评价为三类坝。139n1.1.2.2除险加固的必要性绥芬河市是我国对外开展贸易的重要陆路口岸城市，有铁路、公路与俄罗斯相通，素有“国际商都”之名。TTT水库位于绥芬河市以北的北大河上，水库拦截北大河及录磊齐胖子沟来水，下游距绥芬河市区仅有大约4.5km。由于水库正对绥芬河市，素有“头顶一盆水”之称，且北大河下游在绥芬河市区内汇入洛河，一旦发生险情，洪水顺山势下泄，骤然涌入洛河，直接威胁绥芬河市边贸保税区及滨绥铁路、哈绥公路的安全，产生极为严重的后果。因此，水库的安全运行至关重要。同时，TTT水库是为绥芬河市提供工业用水和居民生活用水的重要供水水源工程，缓解了绥芬河市长期严重缺水状况，在发展市区经济以及美化环境方面都发挥了积极的作用。一旦发生险情，将会严重影响绥芬河市人民正常的生产和生活。TTT水库始建于上世纪七十年代，几经周折，于八十年代建成。由于当时的施工条件及技术水平有限，且又经多年运行，年久失修，存在很大的安全隐患。如不能及时消险，水利工程就成为水患工程，严重影响下游人民的生命财产安全，也不利于城市的规划、发展及社会的稳定。因此，对TTT水库进行除险加固，可以从根本上解除水患，保护和改善区域防洪安全，保障城市供水，为促进社会稳定发展、加快区域地方政治、经济、文化等发展发挥积极作用。1.2水文1.2.1径流TTT水库集雨面积经复核为23.3km2，坝址处无实测水文资料。139n根据水库的地理位置和坝址以上流域面积，查1996年版《黑龙江省水文图集》年径流深及Cv值等值线图确定Cv值，Cs=2.0Cv，采用图集法计算坝址处设计年径流。设计年径流及统计参数见表1.2-1。1.2.2洪水由于工程地点处缺乏实测水文流量资料，本次设计通过二种途径推求设计洪水：一是利用本流域道河站单站系列延长后的洪水参数对CV、CP进行修正；二是采用1996年编制的《黑龙江省水文图集》中的径流和暴雨途径计算设计洪水。两种途径计算洪峰流量进行比较后。采用对本流域道河站洪水参数CV、CP值修正法求得的成果。成果详见表1.2-2。表1.2-2设计洪水成果表项目Cp、BCvCs/Cv设计值0.1%0.2%0.5%1%2%5%最大流量（m3/s）8.371.952.25264.73227.48178.96143.79110.2569最大一日洪量（104m3）126.441.722.25681589471385301.35197最大三日洪量（104m3）209.81.432.25914802654545439.87305最大七日洪量（104m3）245.11.132.25981872730623514.973791.3地质TTT水库地处北大河中、下游，北大河属绥芬河右岸一级支流，窜流于山间沟谷。地貌单元是侵蚀剥蚀低山丘陵区，切割深度小于139n200m，坡度多为＜45º。区内低山纵横，沟壑众多，河流发育，植被左岸较好，林木密布；右岸植被一般，耕地相对较多。本区地层分区属于兴凯湖—布列亚山地层区（Ⅱ），张广财岭—太平岭分区（Ⅱ1）、共和小区（Ⅱ）。区内出露的地层有：上元古界、中生界和新生界地层。区内侵入岩大面积出露，主要为晚元古代张广财岭期花岗闪长岩（）和印支期二长花岗岩（），其产状为以岩基为主，部分为岩株和岩盘状产出。1.4工程任务和规模1.4.1工程任务TTT水库工程任务是以防洪为主，兼顾供水和美化环境等综合利用的小(Ⅰ)型水库。防洪：保护绥芬河市边贸保税区及滨绥铁路，哈绥公路的安全。供水：作为绥芬河市第一净水厂的水源地，缓解绥芬河市区人民长期严重缺水状况。1.4.2设计标准本次设计中，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），对水库的设计标准进行了复核：TTT水库为小(Ⅰ)型水库，工程等别为Ⅳ等，设计标准为50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。1.4.3工程规模复核本次工程复核结论见表1.4-1。139n1.5工程布置及主要建筑物1.5.1工程等别和标准TTT水库设计总库容386×104m3，最大坝高17m，上下游最大水头差13m。依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000），水库规模为小(Ⅰ)型，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物4级，次要建筑物5级。当水利水电工程永久性水工建筑物的挡水高度高于15m，且上下游最大水头差大于10m，其洪水标准宜按山区、丘陵区确定。本次设计确定水库设计标准为50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。1.5.2工程总布置TTT水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道、输水洞三部分构成。工程按50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。设计水位为510.37m，设计库容为314.37×104m3。校核水位为511.38m，校核库容为372.81×104m3，兴利水位509.35m，相应库容260.07×104m3。1、大坝TTT139n水库土坝的结构形式为粘土心墙碎石混合土坝。本次设计中，为消除土坝工程存在的险情隐患，对大坝上游高程在506.00以上干砌石护坡进行拆除，修建混凝土护坡和镇脚；对发生开裂并倾斜的防浪墙0+120-0+160段要拆除重建，恢复坝顶路面381米；加长坝前粘土铺盖；对原有局部破损的排水棱体进行维修；在左坝肩0+095-0+155处新建贴坡排水；在左坝肩新建量水堰，对原坝后量水堰进行维修。2、溢洪道溢洪道位于大坝左端，开敞式无闸控制正槽结构。本次设计中，对溢洪道陡坡段两侧边墙保留，底板拆除重建。挑流段的底板和边墙均破坏严重，全部拆除重建。3、输水洞输水洞由取水塔、输水涵洞及工作桥组成。本次设计中，更换取水塔的工作闸门及启闭机；对发生沉陷变形而断裂的工作桥及桥墩拆除重建。1.6金属结构及电工1.6.1闸门输水洞的工作闸门孔口尺寸为1.6m×2.0m，动水启闭。闸门采用PGZ铸铁闸门。启闭设备采用LQ-10t螺杆式启闭机。1.7施工1.7.1施工条件TTT水库位于绥芬河市以北4.5km处，坝址处有乡级公路通过，交通十分方便。施工用水可直接从水库取水，施工用电可利用水库现有用电。本次工程所需的钢筋，可由绥芬河市采购，水泥由温春水泥厂购入，块石由北寒采石厂购入，砂砾料由东宁采砂场购入，其他139n材料均可就近采购。1.7.2主体工程施工TTT水库除险加固工程主要为土石方工程、砼工程、钢筋砼工程和金属结构制作安装工程。1.7.3施工总布置施工的临建设施设在大坝右岸空地处，施工道路利用原有坝顶路及坝后路，到输水洞、溢洪道、坝体施工都很方便。1.7.4施工总进度TTT水库除险加固工程计划工期9个月，即2011年8月投入前期准备工作，2011年9月正式开工至同2012年5月末结束。主体工程施工时，首先利用输水洞导流，进行溢洪道工程的施工；大坝前坡护坡工程修建时，可利用溢洪道进行施工导流。底部护坡修建时，可暂时降低水库水位，待底部护坡修筑完成，即可恢复水库正常蓄水位。1.7.5主要技术供应本工程施工总用工8.50万工时。主要材料用量：钢材49.86t，水泥867t，粗砂3043m3，碎石2961m3,块石1766m3,木材7.95m3，柴油83.51t，汽油1.22t。1.8工程占地本工程临时占地由料场占地和施工临时用地组成，共9400m2。料场占地7400m2，占地类型为耕地。在施工过程中，是坝前粘土铺盖的取料场，施工结束后进行复垦。施工临时用地2000m2。其中，弃渣场占地200m2。除粘土料场外，139n临时占地全部位于工程管理范围或淹没区内，故本次设计中不再另外给予补偿。1.9工程管理1.9.1管理机构与编制TTT水库消险后由TTT水库管理站管理，隶属于绥芬河市水务局。水库定员编制为4人，1.9.2工程管理范围工程管理范围为：坝轴线向上50m，坝脚线向下100m。溢洪道工程由两侧轮廓线向外50m，消力池以下50m，输水洞工程从工程外轮廓线向外10m。工程保护范围：在工程管理范围边界线外延，主要建筑物不少于100m，一般不少于30m。水库保护范围：由坝址以上，库区两岸土地征用线以上至第一道分水岭脊线之间的陆地。1.10设计概算本次除险加固工程包括土坝、溢洪道和输水洞三部分。工程总工程量2.42万m3，其中土方开挖0.07万m3，土方填筑1.54万m3，石方0.38万m3，清基0.18万m3，混凝土0.25万m3。工程所需主要材料：钢材49.86t，水泥867t，粗砂3043m3，碎石2961m3,块石1766m3,木材7.95m3，柴油83.51t，汽油1.22t。施工总用工8.50万工时。工程总投资466.13万元。其中建筑工程费297.64万元，占一至五部分投资的68%。金属结构设备及安装工程费4.94万元,139n占一至五部分投资的1%。临时工程费10.27万元，占一至五部分投资的2%。独立费用（包含材料价差）126.67万元，占一至五部分投资的29%。预备费21.98万元。1.11工程效益TTT水库除险加固后，兴利水位509.35m，兴利库容260.07×104m3，死水位502.00m，死库容31.0×104m3。TTT水库保护下游的绥芬河市边贸保税区及滨绥铁路、哈绥公路的安全。同时，作为绥芬河市第一净水厂的水源地，缓解绥芬河市区人民长期严重缺水状况。139n2水文2.1流域概况2.1.1基本情况TTT水库位于绥芬河市以北4.5km处，地理坐标为：东经131°09＇，北纬44°25＇。水库拦截北大河及录磊齐胖子沟来水，控制流域面积为23.3km2。TTT水库所处位置在海拔500m以上，属于高山冷凉山区。该区植被覆盖较好，森林覆盖率达70%，草地覆盖面积达26%，耕地及其它为4%。流域水系图见图2.1-1。2.1.2气象绥芬河市城区有绥芬河气象台，始建于1978年，实际采用观测资料系列为1978年-2008年，共30年，资料完整准确。TTT水库地处寒温带，属大陆季风气候，春季干旱多风，夏季温热多雨，秋季降温急骤，冬季严寒干燥。多年平均气温2.3℃，冬季最低气温-37.5℃，一月最冷，月平均气温-12.0℃；夏季最高气温35.7℃，七月份最热，月平均气温20℃。多年平均日照时数2072小时。冬季漫长，达6个月之久。多年平均最大冻深1.8m。TTT水库多年平均降水量570mm，年最大降水量700mm，最小降水量320mm。降雨多集中在6月--9月，占全年降水量的70%以上，大雨和暴雨多集中在7月-8月，日最大降雨量137.4mm。流域内冬季多西风和西北风，夏季多西南和东南风，年内风速3月--5月较大，月平均值3.5m/s--4.0m/s，7月--9月较小，月平均值为2.56m/s--4.9m/s，最大风速达22m/s。139n139n2.1.3上下游水利工程TTT水库所在河流为北大河。截至目前阶段，该水库上、下游并无其他水利工程。2.2水文基本资料2.2.1测站分布我国境内绥芬河流域共有4处水文站，22处雨量站。小绥芬河下游设有道河水文站，大绥芬河设有太平沟、奔楼头2处水文站，绥芬河干流设有东宁水文站。测站分布见图2.1-1。道河水文站位于东宁县道河镇下游，距河口5.7km处，地理坐标为东经130°50′，北纬44°02′，控制流域面积3420km2，1958年7月1日设站观测水位、流量、降水和冰清。流量测验除大水年高水部分采用浮标测流外，其他均由流速仪测流，具有1959年--2006年水位、流量、降水等实测资料，测验资料由黑龙江省水文局整编刊印。太平沟水文站位于吉林省汪清县罗子沟镇境内大绥芬河上游，控制流域面积1338km2，地理坐标为东经130°20′，北纬43°38′，1958年6月设立，1962年7月改为水位站，1966年1月改为水文站。观测项目有水位、流量、降水、泥沙、蒸发、水温和冰清。具有1959年--1961年、1966年、1968年--2006年水位、流量、降水、泥沙等观测资料，由吉林省水文局整编刊印。奔楼头水文站位于东宁县老黑山乡大绥芬河下游，地理坐标为东经130°46′，北纬43°52′，控制流域面积4359km2，1958年7月11日139n设立，观测项目有水位、流量、降水、蒸发、水温和冰清。流量测验除大水年高水部分采用浮标测流外，其他均由流速仪测流，1970年后改为汛期水位站，1996年以后水位站撤销。奔楼头具有1958年--1970年连续13年的水位、流量资料，1971年--1996年只有汛期水位资料，由黑龙江省水文局统一整编。东宁水文站位于东宁镇绥芬河干流，地理坐标为东经131°06′，北纬44°04′，控制流域面积8374km2，1950年设立为水位站，1957年3月9日将基本水尺断面上移5230m，改为水文站，控制面积8254km2，1980年1月1日将基本水尺断面及各项测验设备下迁3600m，改名为东宁（二）站，控制流域面积8374km2，新旧断面有对比观测资料。观测项目有水位、流量、降水、泥沙、蒸发、水温和冰清。具有1957年--2006年水位、流量、降水、泥沙等观测资料，均由黑龙江省水文局整编刊印。2.2.2资料审查TTT水库流域无水文站，洛河下游小绥芬河干流只有道河水文站，集雨面积3420km2，该站距工程地点最近，本次设计需借用该站水文资料。2004年牡丹江市水利勘测设计研究院在绥芬河市寒葱河水库可行性研究报告和东宁县老黑山水电站初步设计工程中，对该站洪水系列进行了分析；2008年黑龙江省水利水电勘测设计研究院编制“黑龙江省绥芬河流域近期治理建设规划报告”时对该站洪水系列进行了分析。本次设计将道河站实测系列延长至2006年，在新增的1992年—2006年实测系列中没有发生较大洪水，对原系列影响不大。前段洪水系列经省院和我院多次工作认为比较可靠，系列代表性较好。故本次设计采用道河站实测系列为1959年—2006年，加之1932年以来历史特大洪水调查资料，不连续系列为1932年—2006年共75年。139n2.3径流2.3.1径流特征TTT水库所在流域来水以地表径流为主，补给水源主要为大气降水，可分为降雨径流和融雪径流。融雪径流一般发生在4月中旬、下旬，占径流比例较小。降雨径流为主要来源，降水量主要集中在7、8两个月，约占全年径流量的50%以上。TTT水库所在流域多年平均径流深为150mm，径流地区分布规律为流域上游山区较大，随着流域地势逐渐过渡到下游丘陵区，其径流深也相应减小。变差系数变化趋势与年径流深一致，上游较大，下游较小。径流年内丰枯变化较大，主要受降雨量影响，夏季雨量较丰，径流较大，冬季雨量较小，径流较枯。径流年内分配极不均匀，大部分集中在夏秋汛期，6～9月径流量占全年的70%以上。2.3.2径流系列由于本流域无入库径流实测系列，故本次设计依据1996年版《黑龙江省水文图集》对径流进行分析计算，从而确定水库坝址处多年平均年径流深R0和年径流变差系数CV值。2.3.3单站设计径流由于本流域内无实测水文资料，故本节不做分析。2.3.4坝址设计径流2.3.4.1坝址设计年径流TTT水库集雨面积经复核为23.3km2，坝址处无实测水文资料。139n根据水库的地理位置和坝址以上流域面积，查1996年版《黑龙江省水文图集》年径流深及Cv值等值线图确定Cv值，Cs=2.0Cv，采用图集法计算坝址处设计年径流。1、多年平均年径流量的计算依据公式：W0=1000·R0·F式中，W0：多年平均年径流量（104m3）；R0：多年平均年径流深（mm）；F：流域面积（km2）。TTT水库设计年径流及统计参数见表2.3-1。2、90%供水保证率设计来水量计算依据公式：WP=KP·W0式中，Wp：90%供水保证率设计来水量（104m3）；KP：设计保证率90%的模比系数，KP=0.35。经计算，90%供水保证率设计来水量为122.3×104m3。3、年径流成果的比较与分析本次设计的年径流成果与原初设成果进行对比，详见表2.3-2。由上表可见，对比原初设成果，本次设计成果数值偏小，这主要是由于近十几年的连续枯水导致的。2.3.4.2坝址设计年径流的年内分配139n由于本水库流域范围内无水文测站及实测资料，故本次设计年径流的年内分配依据1996年版《黑龙江省水文图集》进行分析计算。TTT水库所在的产流分区属2区，设计暴雨分区为Ⅲ2区，依此查其径流年内分配比例，计算水库设计年径流的年内分配，结果详见表2.3-3。2.4洪水2.4.1暴雨洪水特性2.4.1.1暴雨特性造成小绥芬河流域暴雨的天气系统主要是台风和气旋，由于地形抬升影响，暴雨中心往往在小绥芬河流域上游。暴雨发生时间主要是8月份，其次是7月份。一次降雨过程约为3天-7天，主要集中在1天-3天之内。1天降雨占7天降雨的50%-60%，3天降雨占7天降雨的70%-80%。139n2.4.1.2洪水特性1、洪水的时空分布小绥芬河流域年内洪峰多数发生在7、8两月份，洪峰出现在5月-6月或9月-10月份的极少。流域年内洪峰出现次数平均为2次-5次。小绥芬河流域洪水历时，以1956年、1957年、1960年、1991年大洪水来看，一次洪水过程集中洪量时间，支流为1天左右，干流为3天左右，一次较完整的洪水历时，支流是1天-3天，干流是5天-7天。2、洪水组成历年大洪水均是全流域同次暴雨形成。流域形状为长条形，水系分布呈树枝状。洪水过程多为单峰，陡涨陡落，峰型尖瘦，涨水历时约1天左右。2.4.2洪水调查小绥芬河流域洪水频繁。根据洪水调查及实测资料，解放前出现的较大洪水年份有1932年和1943年。以1932年洪水为最大，道河站洪峰流量为3900m3/s。解放后出现的较大洪水年份为1965年,道河站洪峰流量为1860m3/s。历史洪水调查成果见表2.4-1。表2.4-1道河站历史洪水调查成果表序号123备注年份193219431965流量（m3/s）390032401860可靠程度供参考供参考实测139n2.4.3单站设计洪水计算本次设计，单站设计洪水根据道河站实测流量系列结合历史洪水调查成果经分析计算确定。2.4.3.1资料系列道河站计算洪水系列为1932年-2006年，共75年。其中，实测系列48年，实测年份为1959年-2006年。历史洪水调查成果有1932年和1943年。2.4.3.2经验频率计算采用实测插补系列与历史特大值共同组成一个不连续系列作为代表总体样本的方法计算。采用历史特大洪水3项，其中实测系列洪水特大值处理1项，特大洪水排序及数值见表2.4-2。表2.4-2特大洪水排序及数值表序号123备注年份193219431965流量（m3/s）390032401860重现期（年）753825按下式计算经验频率：特大值频率：PM=M/（N+1）式中，PM：特大值频率；M：特大值项数；N：洪水调查期，N=75；a：特大值项数，a=3；L：实测系列中特大值个数，L=1；139nn：连续实测系列，n=48；m：实测一般洪水序位。频率曲线统计参数的计算与确定：线型采用P-Ⅲ型曲线，CS=2.25CV，适线确定统计参数。本次采用CV=1.95适线结果较为合理。道河站洪峰流量频率曲线见图2.4-1。据此计算各频率设计洪峰流量，本次成果见表2.4-3。139n139n2.4.4控制断面设计洪水2.4.4.1控制断面设计洪水推求由于工程地点处缺乏实测水文流量资料，本次设计中，拟通过二种途径推求设计洪水：一是利用本流域道河站单站系列延长后的洪水参数对CV、CP进行修正，修正公式为:Cp修后=Cp修前×Cp站计/Cp站图（1）Cv修后=Cv修前×CV适线/Cv站图（2）式中：Cp修前、Cp修后—控制断面修正前后20年一遇洪峰流量参数；Cp站计、Cp站图—站址断面计算和查图的20年一遇洪峰流量参数。Cv修后、Cv修前—控制断面修正前后的变差系数；Cv适线、Cv站图—站址断面适线和查图的变差系数。修正前的Cp值与Cv值查等值线图。参数修正后按下式计算设计洪峰流量：Qmp=Cp×F0.67×kp/k5%（3）Cp、Cv修正系数见表2.4-4。表2.4-4修正系数表Cp修正前Cp站设计Cp站图Cp修正后备注78.3778.37　Cv修正前Cv站设计Cv站图Cv修正后　1.91.951.91.95　二是采用1996年编制的《黑龙江省水文图集》中的径流和暴雨途径计算设计洪水。139n通过以上两种途径计算洪峰流量，其成果见表2.4-5。表2.4-5洪峰流量设计成果表计算方法CVCpQp（m3/s）2%0.2%图集修正法1.958.37110.25227.48图集法径流途径推求1.9792.0190.0图集法暴雨途径推求64.0115.52.4.4.2设计成果合理性检查由表2.4-5可以看出，虽然修正法比其他方法计算的成果都大，但是，其他两种方法一是资料系列较短，二是小绥芬河流域降雨大值和暴雨中心均在上游；同时考虑工程安全性，本次工程地点的设计洪水成果，采用对本流域道河站洪水参数CV、CP值修正法求得的成果。详见表2.4-6。表2.4-6设计洪水成果表项目Cp、BCvCs/Cv设计值0.1%0.2%0.5%1%2%5%最大流量（m3/s）8.371.952.25264.73227.48178.96143.79110.2569最大一日洪量（104m3）126.441.722.25681589471385301.35197最大三日洪量（104m3）209.81.432.25914802654545439.87305最大七日洪量（104m3）245.11.132.25981872730623514.973792.4.5设计洪水过程线139n根据各设计频率的最大流量、最大24小时洪量和最大三日洪量，采用1996年《黑龙江省水文图集》中概化过程线法进行放大，求得各频率设计洪水过程线。首先，利用水文图集法和水文图集修正法分别计算设计洪水过程线总历时。计算公式为：式中：T、t—洪水集中段历时；—集中洪量；—最大24小时洪量；—最大3天洪量；—最大流量。设计洪水过程按水文图集提供的概化线进行放大。两种方法计算所得洪水过程线设计结果详见表2.4-7、表2.4-8和图2.4-2、图2.4-3。139n139n139n139n139n2.4.6施工期洪水依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）和《水利水电工程施工组织设计规范》（SDJ338-89）的有关规定，本工程临时性建筑物级别采用5级。导流围堰属临时性5级建筑物，洪水标准采用5年一遇。由于本次工程施工工期为2011年9月至2012年5月，工程在施工期间要渡汛，故施工洪水设计流量计算时考虑全年流量。施工洪水计算成果见表2.4-9。表2.4-9施工期洪水成果表单位：m3/s施工期频率P=20%春汛（4-6月）19.44大汛（7-8月）5.55春汛（9-11月）1.322.5蒸发增损蒸发增加的损失按水体蒸发与陆面蒸发的差值计算，陆面蒸发量按多年平均降水量与径流深的差值计算。TTT水库本身无蒸发、降水观测资料，本次设计依据1996年《黑龙江省水文图集》成果，查得水库站的降水及蒸发资料，计算水库蒸发增损量。公式如下：E损=E水-E陆=E水-(P-R)式中：E损—多年平均年蒸发增损量，mm；E水—多年平均年水体蒸发量，698mm；E陆—多年平均年陆面蒸发量，mm；P—坝址多年平均年降水量，385mm；R—多年平均年径流深，150mm。TTT水库蒸发增损量及年内分配情况详见表2.5-1。139n2.6泥沙水库区上游两岸均为山体，目前植被覆盖情况较好，故水库虽经多年运行，但淤积情况并不严重。水库的总输沙量为悬移质和推移质之和。根据1996年《黑龙江省水文图集》中“多年平均年输沙侵蚀模数等值线图”，查得TTT水库处多年平均年输沙模数为20t/km2·a。推移质按悬移质20%计算，则在水库50年运行期内泥沙淤积库容计算如下：139n式中：V—水库淤积库容（104m3）；T—水库运行年限，T=50年；G—多年平均悬移质输沙量（t/a），G=20×23.3=466t/a；r—泥沙容重，r=1.3t/m3；E—推移质和岸崩占悬移质泥沙的百分数，取20%。查TTT水库库容曲线,泥沙淤积库容相应高程为498.67m。工程运行期内可考虑清淤。2.7冰情查1996年版《黑龙江省水文图集》冰情特征表，绥芬河流域多年封江日期为11月20日，开江日期为4月7日，多年平均封冻天数138天，多年平均最大冰厚0.92m。2.8坝下水位流量关系本次设计，坝下水位—流量关系的确定依据牡丹江市水利勘测设计研究院2010年12月实测的坝下横断、纵断及1:1000平面图。根据本河段的河床、滩地、断面形状等因素分析选定糙率：河床主槽糙率采用值为0.028，滩地糙率采用值为0.057-0.07。河底比降为1/86。根据实测河道大横断面，采用均匀流公式推求。坝址下游水位—流量关系详见表2.8-1，坝下水位—流量关系曲线图见图2.8-1。139n139n3工程地质2008年12月，受绥芬河市水务局委托，牡丹江市水利勘测设计研究院对TTT水库进行了除险阶段的工程地质勘察。通过本次勘察，基本查明了坝体、坝基、溢洪道和输水洞的工程地质条件及险工段成险原因。3.1水库区工程地质构造特性3.1.1坝区地形地貌TTT水库地处北大河中、下游，北大河属绥芬河右岸一级支流，窜流于山间沟谷。地貌单元是侵蚀剥蚀低山丘陵区，切割深度小于200m，坡度多为＜45º。区内低山纵横，沟壑众多，河流发育，植被左岸较好，林木密布；右岸植被一般，耕地相对较多。3.1.2地层岩性本区地层分区属于兴凯湖—布列亚山地层区（Ⅱ），张广财岭—太平岭分区（Ⅱ1）、共和小区（Ⅱ）。区内出露的地层有：上元古界、中生界和新生界地层。区内侵入岩大面积出露，主要为晚元古代张广财岭期花岗闪长岩（）和印支期二长花岗岩（），其产状为以岩基为主，部分为岩株和岩盘状产出。3.1.3地质构造与区域稳定性评价工作区地处古亚洲构造和滨太平洋构造的交接复合部位，构造发展多阶段、多旋回、不平衡性明显，地壳活动性较强，因而地质构造复杂。根据多旋回结合坂块构造学说大地构造单元划分，工作区属兴凯湖—布列亚山地块区、老爷岭地块（Ⅴ）、张广财岭—太平岭边缘隆起带（Ⅴ1），老黑山断陷（Ⅴ）。139n区内构造断裂较为发育，对工作区有较大影响的岩石圈断裂主要有二条：一是牡丹江岩石圈断裂，为俯冲断裂，位于工作区西部，相距10km，走向0º～10º，主要活动于中生代；敦化——密山断裂，为逆地堑式断裂，位于工作区东南部，相距60km左右，走向40º左右。另外在水库东部36km分布有青山断裂，青山断裂由数条断层组成，控制并切割中生代煤盆地及其以前的地质体，长度140km，逆冲—剪切断裂，形成于古生代，主要活动于中生代；水库还位于麻山—鸡西断裂带的延长线上，距断裂西端约20km，该断层形成于古生代，主要活动于中生代。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），工作区地震动峰值加速度为0.05g，地震基本烈度值Ⅵ度，动反应谱特征周期为0.35s。区域稳定性较好。3.2坝体与坝基土（岩）层工程地质特征3.2.1坝基工程地质条件3.2.1.1坝基地质条件本次勘察揭露坝基岩性自上而下依次为：（1）新生界第四系全新统洪积、冲积松散堆积物（）高液限粘土：透镜状分布于坝基左部，黑色、灰绿色，手感细腻，可塑—硬塑，偶有砂感，粘性较大，干强度较高。根据标准贯入试验，修正后锺击数平均N=6.5，取值：承载力标准值fk=180kPa，抗剪强度指标标准值c=28kPa、=18°，含水量ω=28～32％，天然密度r=1.85～1.90g/cm3。含细粒砂：分布于坝基中部。灰色、灰绿色，稍密—中密，饱水，砾石含量20～30％、卵石、碎石10～15％，厚度2.5m左右。根据标准贯入试验，修正后锺击数平均N=12击，取值：承载力标准值fk=210kPa，抗剪强度指标标准值c＜1kPa、=27°139n，比重Gs=2.68,含水量ω=18～22％，天然密度r=1.90～2.05g/cm3。（2）新生界第四系全新统残积、坡积松散堆积物（）碎石混合土：分布于大坝坝基右部，厚度1.5m左右。湿土以黄褐色、灰色为主，局部有灰黑色、黄色。角砾、碎石、块石含量30～60％，块石最大粒径有18cm，岩性为主要为安山岩、玄武岩、流纹岩，灰色、黑灰色，多为弱风化，多为棱角状，少量为次棱状。根据重型触探贯入试验，修正后锺击数平均N63.5=6.3击，取值：承载力标准值fk=240kPa，抗剪强度指标标准值c=12kPa、=25°，比重Gs=2.70,含水量ω=14～17％，天然密度r=1.90～2.00g/cm3。（3）中生界侏罗系下统绥芬河组中性火山岩—安山玢岩（α）分布于第四系松散覆盖层下部，距坝基顶面埋深3～12m。安山玢岩为灰色、灰黑色，隐晶质结构、块状构造，裂隙发育—很发育，岩体结构以块状结构或碎块状结构为主，从钻探情况来看，裂隙充填物少或无，多数为高倾角，弱风化岩石强度高，全风带厚度小于0.5m，局部缺失；强风化带厚度3～6m。全风化和强风化安山玢岩天然重度=21.5～25.3kN/m3，比重G=2.60～2.75。建议水下取值：承载力标准值fk=350kPa，抗剪强度指标建议取值：综合内摩擦角=38°～42°。3.2.1.2存在问题及评价渗漏段：现场调查测绘，坝前近坝趾处没有明显渗漏点（带），地面有少量积水和阴湿，坝趾下游100m左右处有明显集中渗漏出溢点。渗漏层位：根据勘察、分析，TTT水库坝基渗漏层（带）主要有两个：一是建库时没有清除的平均厚度为2m139n的第四系全新统冲积、洪积堆积含细粒土砂，为中等透水层；二是坝基基岩上部强风化带透水带，平均厚度4.5m左右，为中等透水。渗漏量：根据渗漏层位分布及渗漏特性，分别对含细粒土砂地层和基岩强风化带的渗漏量进行计算。坝基总渗漏量：坝基含细粒土砂和强风化带渗漏量总计26.6×104m3/a。渗透稳定：经分析计算确定坝基土含细粒土砂的渗透变形类型为管涌。建议允许水力比降J允许=0.15。3.2.1.3左坝肩左坝肩地貌属于低山区，边坡以斜坡、陡坡为主，为岩质、天然边坡，部分为岩土混合、天然边坡，植被较好。岩体风化程度一般，强风化带岩体结构以块状结构为主，部分为碎裂结构，结构面微张—张开，延展度中等，连通性较好，结构面无或少量泥和砂质充填，中等透水，透水率q=88Lu；弱风化带岩体为块状结构或次块状结构，透水率q=15.8Lu。3.2.1.4右坝肩右坝肩地貌为低山区，坝肩与缓倾的山麓相连，近坝处边坡以缓坡为主，局部为斜坡。坝肩第四系残积、坡积堆积物较厚，一般小于20m，为岩土混合、自然边坡，中等—弱透水，K=0.1m/d。现多为耕地，植被一般—较差，不良地质现象不发育，边坡稳定性较好。3.2.1.5存在问题及评价1、稳定性分析TTT水库左右坝肩稳定性较好，发生较大规模的塌滑、崩塌的可能性较小，边坡的破坏形式以小型危岩的崩塌和表部覆盖层的流动为主，对水库安全影响不大。139n2、绕坝渗漏量分析左坝肩：左坝肩绕坝渗漏量为3.31×104m3/a。右坝肩：右坝肩绕坝渗漏量为0.4×104m3/a。左、右坝肩渗漏量总计3.71×104m3/a，占河流年平均径流量的0.84％，占兴利库容的1.4％。3.2.2坝体工程地质条件本次勘探的钻孔布置于大坝的坝轴线上，钻探揭露的土类主要为坝体心墙。根据现场勘探和土工试验成果，对其坝壳和心墙土类特征及物理力学性质进行分述。3.2.2.1坝壳土类特征及物理力学性质指标碎石混合土①：分布于大坝上部，厚度1.5m左右。湿土以黄褐色、灰色为主，局部有灰黑色、黄色。勘探期间大部分为冻层。含角砾和块石，块石最大粒径有18cm，岩性为主要为安山岩、玄武岩、流纹岩，灰色、黑灰色，多为弱风化，多为棱角状，少量为次棱状。碎石、块石含量30～60％。类比分析，物理力学指标建议取值：天然重度r=19.6kN/m3、天然含水量ω=15％～18％、比重Gs=2.68；抗剪强度：水上c=8kPa、=25°，水下c=5kPa、=21°。3.2.2.2心墙土类特征及物理力学性质指标低液限粘土②：多为黄褐色、灰黑色，可塑—硬塑，湿—很湿，手捏有砂感，含少量角砾，最大可见3mm，含量少于10％。干强度中等—较高，无摇振和光泽反映，搓条可达3mm左右，塑性中等，韧性中等。局部有低液限粉土，以夹薄层状或透镜状分布，厚度小于0.5m。3.3溢洪道及输水洞地质特征139n3.3.1溢洪道工程地质条件及评价溢洪道位于大坝左端，为开敞式混凝土结构，进口堰顶高程509.35m，宽30m。溢洪道地基为岩基，不良地质现象不甚发育，局部发育有流土和崩塌、落石等变形破坏。溢洪道闸室段大部分座落于弱风化岩体上，部分座落于强风化带。引水渠段，陡坡段和消能段基础主要座落于安山玢岩强风化带上，消能段地基岩体完整性一般，强度中等，抗冲能力一般。3.3.2输水洞工程地质条件及评价输水洞位于大坝左部，桩号0+164，洞底高程499.20m，所处地貌单元为低山区，洞室地基地处安山玢岩强风化带上段，碎裂结构或次块状结构，节理裂隙发育—较发育。工程地质条件较好。3.4天然建筑材料3.4.1块石料场、碎石料场通过调查初步选定北寒块石材料场。北寒采石厂位于绥芬河市西南15km、北寒乡东北1km，现为商业采石厂，供应包括包括绥芬河市的建筑用块石。采石厂地貌单元为低山丘陵区，相对高差50m，为斜坡和陡坡，山体无植被，现为坡耕地。采石厂毗邻S206省道，交通条件好，平均运距15km。山体岩性单一、岩相稳定，断裂不发育，根据料场工作人员介绍和现场地质测绘，料场无用层厚度2m～3m，有用层厚度大于25m，可开采面积大于10000m2，储量丰富，可以满足本次工程施工用量。北寒采石厂的岩体为中生界侏罗系下统绥芬河组地层，岩石特征以中基性为火山岩为主，厂区有用层厚度大于20m，隐晶质结构，块状构造，节理、裂隙发育—139n较发育，岩体以块状结构为主，局部为整体结构和碎裂结构，灰绿色、灰黑色，局部夹有凝灰角砾岩、凝灰岩。类比分析：北寒采石场的新鲜岩石强度较高，为坚硬岩，软化系数大于0.75，冻融质量损失率小于0.1％，密度约Gs=2.7。总之，北寒采石厂块石料质量基本满足设计指标要求。3.4.2砂砾料场通过实地调查和地质测绘，绥芬河市内没有可开采的合格砂砾料，需外购。根据绥芬河市水务局的指定，本次工程混凝土粗骨料和细骨料选定东宁采砂场。东宁采砂场位于东宁县东宁镇，距绥芬河市75km，采砂场距东宁镇较近，运输条件较好。东宁砂砾料场位于东宁县绥芬河右岸，地貌单元为绥芬河高漫滩和一级阶地，砂场地势平坦，有利于开采，根据《绥芬河市寒葱河水库工程地质勘察报告》（2003年可行性研究阶段）和现场调查和地质测绘，砂场砂砾石层有用层厚度平均2.2m，可开采面积大于10×104m2，有用层储量大于20×104m3，细骨料约占总储量的46.5％，约9.3×104m2，粗骨料约占53.5％,约10.7×104m2，储量可满足工程设计用量要求，同时砂砾石的质量也可满足设计要求。3.4.3粘土料场3.4.3.1产地概况根据绥芬河水务局指定，本次工程的粘土料场位于绥阳镇林业局二道岗子林场。料场至坝址之间，现有绥阳—东宁公路和绥芬河—东宁高等级公路相连，交通运输条件好。料场至坝址25km，运距较远。料场所处地貌单元为山前坡积裙，下部向山间溪流倾斜。地表高程在512m～535m之间，料场产地开阔，地形呈小角度倾斜，开采条件较好。组成岩性自上而下为腐殖土、高液限粘土、低液限粘土、粉质粘土和碎石土等。料场现全部为耕地。139n3.4.3.2勘探与取样粘土料场勘探钻孔，根据地形条件，采取不规则条带状网格方式布置，钻孔间距一般控制在80m～100m之间。共完成土钻孔13个，总进尺61m，取15组土样进行室内物理力学指标分析。其中原状样15组。勘探精度满足《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》的初查精度要求。3.4.3.3储量计算粘土料场产地相对平缓，岩性单一，有用层厚度比较稳定。根据地形地质条件，将料场分成三个区，采用平均厚度法进行储量计算，成果见表3.4-1。表3.4-1粘土料场储量计算表（平均厚度法）材料用途料场分区距坝址距离产地面积无用层有用层无用层体积有用层储量最小最大平均最小最大平均km104m2m104m3防渗心墙Ⅰ5.800.600.700.651.103.602.003.7712.06Ⅱ4.500.600.700.670.902.801.703.027.65Ⅲ2.400.600.700.621.102.702.031.494.87合计12.708.2924.58三个区合计有用层储量为24.58×104m3，无用层体积为8.28×104m3，无用层体积与有用层储量之比为33.7%。3.4.3.4质量评价该料场土料为坡积高液限粘土、低液限粘土，据钻孔取样分析，其物理力学指标见表3.4-2。139n将粘土料场土料的质量指标与防渗体土料质量指标进行对比，成果见表3.4-3。表3.4-3粘土料场粘土指标与防渗体土料质量技术要求对比表序号项目指标粘土料质量指标1粘粒含量15%～40%34.3%2塑性指数10～2022.83渗透系数碾压后小于1×10-4cm/srd=1.50时kv=2.63×10-6cn/srd=1.55时kv=1.20×10-6cn/srd=1.60时kv=5.22×10-7cn/s4有机质含量＜1%0.78%5水溶盐含量＜3%0.108%6天然含水量最好与最优含水量或塑限近似最优含水量：22.9%塑限含水量：23.5%天然含水量：24.77%7紧密容重一般大于天然容重最大干容重：1.59g/cm3天然干容重：1.58g/cm3由此可见，本次工程的粘土料场土料质量指标基本满足土坝防渗体的质量技术要求。139n表3.4-2粘土料场物理力学性质指标统计表项目取值天然状态土粒比重液限塑限塑性指数颗粒组成最大干容重最优含水量控制容重下的力学指标化学指标含水量容重孔隙比砂粒粉粒粘粒容重(1.50g/cm3)容重(1.55g/cm3)容重(1.60g/cm3)易溶盐含量水：土5：1有机质含量干湿粗中细极细渗透系数压缩系数凝聚力内摩擦角渗透系数压缩系数凝聚力内摩擦角渗透系数压缩系数凝聚力内摩擦角粒径大小ωρdρ0eGsωLωPIp2～0.50.5～0.250.25～0.10.1～0.050.05～0.005＜0.005ρmaxωopkva0.1-0.3cφkva0.1-0.3cφkva0.1-0.3cφ%g/cm3%%g/cm3%cm/sMpa-1kPa°cm/sMpa-1kPa°cm/sMpa-1kPa°%最大31.831.652.022.7854.528.130.619.36.811.910.861.746.01.6627.62.15×10-60.6156.017.78.72×10-60.4861.817.55.58×10-60.4774.018.80.1761.71最小21.301.451.912.7138.520.414.6002.33.530.824.81.4920.01.33×10-70.3219.812.01.76×10-70.2324.012.95.27×10-60.1530.013.00.0430.29平均24.771.581.972.7546.323.522.85.83.05.26.345.434.31.5922.92.63×10-60.4530.715.91.2×10-60.3440.015.65.22×10-70.2449.815.70.1080.78统计组数131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313139n3.5结论及建议3.5.1结论1.库区工程地质条件⑴库区没有永久性渗漏病害；⑵库岸稳定性较好，不存在塌岸地质病害；⑶兴利水位高程509.35m的情况下，不存在浸没问题；⑷水库右岸上游大部分为耕地、斜坡，侵蚀类型为面蚀，水库存在少量淤积。2.库区构造稳定，地震动峰值加速度0.05g，地震设防烈度为Ⅵ。3.坝址工程地质条件⑴渗漏问题①非喀斯特坝基渗漏坝基含细粒土砂和强风化带渗漏量总计26.6×104m3/a。②绕坝渗漏左、右坝肩渗漏量总计3.71×104m3/a，占河流年平均径流量的0.84％，占兴利库容的1.4％。⑵稳定问题①边坡稳定问题。TTT水库左右坝肩稳定性较好，发生较大规模的塌滑、崩塌的可能性较小，边坡的破坏形式以小型危岩的崩塌和表部覆盖层的流动为主，对水库安全影响不大。②渗透稳定问题坝基中第四系全新统洪积、冲积堆积物——含细粒土砂，取样分析，渗透变形形式有管涌。139n允许渗透比降，建议取值：J允许=0.15。139n4工程任务和规模4.1经济社会现状及发展要求4.1.1经济社会现状绥芬河市是黑龙江省东南部一座风光秀丽的山城，座落在长白山北端，地理坐标位于东经130°57＇—131°13＇，北纬44°18＇—44°32＇之间。辖区的南、北、西三面与黑龙江省东宁县为邻，东面与俄罗斯接壤，地处东北亚经济圈的中心地带。绥芬河市全市总面积421.5km2，现有总人口6.402万人，有汉、朝、满、回等民族。其中，非农业人口5.376万人，农业人口1.026万人，另有流动人口4.5万人。全市实有耕地面积2270hm2，粮食总产量5000t，蔬菜产量6620t，油料产量1822t，肉类产量2054t，水产品产量2020t。全年农林牧渔业总产值8928万元，工业总产值94872万元，工业增加值27633万元。全年共接待海外游客人数39.5万人，旅游外汇收入7036万美元。市区主要工业产品有食品、被服、制药、啤酒、木材、印刷、纺织和建材等，主要农作物有玉米、小麦和大豆。绥芬河市是我国对外开展贸易的重要陆路口岸城市，有铁路、公路与俄罗斯相通，素有“国际商都”之名。改革开放三十年来，绥芬河市的经济建设实现了跨越式发展，能源、交通及城市建设等基础设施有了很大改变，形成了功能完善的现代化城市格局。4.1.2工程现状及社会经济发展对工程的要求TTT水库是1976年冬季正式开始动工兴建，原名“庆大水库”139n，绥芬河市政府抽调了150多名民工及部分机关干部进行施工，由于当时受施工机械，运输设备，技术力量等施工能力条件限制，至1979年连续干了3年，水库规模也没有达到设计要求，1980年6月水库宣布正式下马。1985年，绥芬河政府决定对“庆大水库”进行续建并更名为“TTT水库”，由牡丹江市水利勘测设计院对TTT水库重新进行了勘察、设计。1986年由黑龙江省水利第四工程处进行施工，至1988年7月工程全部竣工。1991年7月的洪水对水库造成了一定的破坏：主要是大坝迎水坡护坡、溢洪道底板及消力池破损严重。2006年由绥芬河市财政出资对迎水坡干砌石护坡进行了维修,但运行至今，受冬季冰冻影响，脱坡现象严重。TTT水库保护着下游绥芬河市区的安全，更为市区居民提供工业用水和居民生活用水。如果水库始终带病运行，将带来极大隐患，不利于城市的规划、发展及社会稳定，且一旦出险，后果严重。4.2工程建设的依据和必要性4.2.1建设依据2008年10月，受绥芬河市水务局委托，牡丹江市水利勘测设计研究院对TTT水库进行了大坝安全分析评价。2009年3月，由牡丹江市水务局出具了《绥芬河市TTT水库大坝安全鉴定报告书》。水库主要存在以下问题：1、上游坝坡护坡块石受冰毁出现脱落、沉陷等破坏现象，坝顶防浪墙局部断裂、倾斜。2、设计、校核水位情况下坝基渗流不稳定，且下游坝基及左坝肩漏水严重。3、溢洪道陡坡底板冲蚀破坏严重，消能段损毁严重。139n4、放水洞取水塔工作桥支墩下沉、倾斜，工作桥断裂，闸门锈蚀严重，止水不严漏水，不能正常运行。5、无水文和大坝监测设施。2010年8月，经黑龙江省水利厅进行安全鉴定复核，书面核查意见如下：1、工程始建于1976年，土坝坝体填筑质量较好，上游坝坡护坡块石受冰毁出现脱落、沉陷等破坏现象，坝体断面规则、防浪墙局部断裂、倾斜，下游坝坡采用碎石护坡、坝后漏水严重、下游坝脚设棱体排水；开敞式溢洪道工程堰体底板及陡坡段砼剥蚀、老化；输水洞工程洞身为砼方涵结构，主体工程基本完好，闸门锈蚀、门槽漏水,启闭机老化失修；工程质量综合评价为基本合格；2、设计标准采用50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核，复核后的坝顶高程能够满足设计要求，大坝防洪安全评价为A级，建议下阶段根据水库、工程特性及工程任务复核大坝设计洪水标准；3、经计算，计算断面的坝坡抗滑稳定安全系数满足规范要求，上游坝坡护坡护坡块石受冰毁有脱落、沉陷破坏，下游碎石护坡不完善，防浪墙局部断裂、倾斜，土坝结构安全性评价为B级；开敞式溢洪道工程堰体及陡坡段砼剥蚀、老化严重，溢洪道工程结构安全性评价为B级；输水洞工程洞身为砼方涵结构，主体工程基本完好，输水洞工程结构安全性评价为B级；大坝结构安全性综合评价为B级；139n4、经复核、大坝坝基渗流稳定不能满足设计要求，且下游坝基及左坝肩漏水严重，大坝渗流安全评价为C级；开敞式溢洪道工程坐落在基岩上，渗透稳定满足设计要求，渗流安全评价为A级；输水洞工程洞身为砼方涵结构、主体工程基本完好，渗流安全评价为B级；大坝渗流安全综合评价为C级；5、水库工程区地震动峰值加速度小于0.05g，相应的地震基本烈度小于Ⅵ度，根据《水工建筑物抗震设计规范》，可不进行抗震复核；6、输水洞工作闸门老化失修、锈蚀严重、漏水,卷扬式启闭机老化失修,启闭困难，金属结构安全评价为C级；7、管理站房简陋。现场核查意见如下：1、上游坝坡护坡块石受冰毁出现脱落、沉陷等破坏现象，坝体断面规则、防浪墙局部断裂、倾斜，下游坝坡采用碎石护坡、坝后漏水严重、中间坝段下游坝脚设棱体排水，坝顶砼路面老化剥蚀严重、下游坝坡杂草生长茂盛；2、无闸控制开敞式溢洪道工程堰体底板及陡坡段砼剥蚀、老化；3、输水洞工程洞身为砼方涵结构，主体工程基本完好，门槽漏水，闸门锈蚀、启闭机启闭困难；4、管理站房简陋。核查单位意见：经书面及现场核查，水库工程质量综合评价为不合格、大坝运行管理综合评价为差、大坝防洪安全评价为A级、大坝结构安全性综合评价为B级、大坝渗流安全综合评价为C级、金属结构安全评价为C级，该水库大坝评价为三类坝。4.2.2工程建设的必要性TTT水库位于绥芬河市以北的北大河上，水库拦截北大河及录磊齐胖子沟来水，下游距绥芬河市区仅有大约4.5km。由于水库正对绥芬河市，素有“头顶一盆水”139n之称，且北大河下游在绥芬河市区内汇入洛河，一旦发生险情，洪水顺山势下泄，骤然涌入洛河，直接威胁绥芬河市边贸保税区及滨绥铁路、哈绥公路的安全，产生极为严重的后果。因此，水库的安全运行至关重要。同时，TTT水库是为绥芬河市提供工业用水和居民生活用水的重要供水水源工程，缓解了绥芬河市长期严重缺水状况，在发展市区经济以及美化环境方面都发挥了积极的作用。一旦发生险情，将会严重影响绥芬河市人民正常的生产和生活。TTT水库始建于上世纪七十年代，几经周折，于八十年代建成。由于当时的施工条件及技术水平有限，且又经多年运行，年久失修，存在很大的安全隐患。如不能及时消险，水利工程就成为水患工程，严重影响下游人民的生命财产安全，也不利于城市的规划、发展及社会的稳定。因此，对TTT水库进行除险加固，可以从根本上解除水患，保护和改善区域防洪安全，保障城市供水，为促进社会稳定发展、加快区域地方政治、经济、文化等发展发挥积极作用。4.3工程任务TTT水库始建于1976年，至1988年完成配套工程并投入使用。水库原设计工程任务是以防洪为主，兼顾供水和美化环境等综合利用的小(Ⅰ)型水库。防洪：保护绥芬河市边贸保税区及滨绥铁路，哈绥公路的安全。供水：作为绥芬河市第一净水厂的水源地，缓解绥芬河市区人民长期严重缺水状况。本次设计，水库除险后，原工程任务不变。4.4设计标准复核139nTTT水库为山区小(Ⅰ)型水库，原设计中水库大坝设计标准为50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。现状水库大坝设计标准满足要求。本次设计中，对水库的设计标准进行了复核：根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），当水利水电工程永久性水工建筑物的挡水高度高于15m，且上下游最大水头差大于10m，其洪水标准宜按山区、丘陵区确定。TTT水库为小(Ⅰ)型水库，工程等别为Ⅳ等，其永久性水工建筑物大坝的洪水标准可取为30年—50年一遇洪水设计，300年—1000年一遇洪水校核。考虑水库距绥芬河市区较近，对保护市区起重要作用，同时参照工程原有标准，本次设计确定水库设计标准仍取为50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。4.5工程规模4.5.1基本资料4.5.1.1水库特性曲线水库特性曲线采用本院2010年12月实测1/1000库区地形图量算成果。计算依据公式：计算成果详见表4.5-1，TTT水库的水位-面积、水位-库容曲线成果详见图4.5-1。4.5.1.2蒸发渗漏损失水库蒸发损失采用本次水文分析成果。库区渗漏损失按2.0mm/d计算。TTT水库多年平均总损失深度为1193mm，139n损失深度年内分配情况详见表4.5-2。139n139n139n4.5.1.3来水量水库上游没有用水，本次计算来水量采用本次水文分析成果。4.5.1.4用水量及用水过程1、用水量TTT水库没有灌溉任务，该水库修建的目的就是要作为第一净水厂的水源地，解决绥芬河市人民的用水问题。工程1989年投产使用，设计供水保证率为90%，最大日供水量7000m3，设计年供水量为214.2×104m3。近些年来，由于经历了连续十几年的枯水年，TTT水库的年来水量大幅减小，供水量已无法达到原有设计标准。为了缓解TTT水库的供水压力，保障城市用水，绥芬河市于1993年扩建城市给水工程，修建了永胜临时水源；1997年修建了金家沟水库。1999年第二净水厂修建后，便以上述两处水源作为该水厂水源地。其中，金家沟水库每天供水量5000m3，永胜临时水源每天供水量3000m3。2001年建设的应急供水工程，进一步提升并保障了第二净水厂的供水能力。目前，TTT水库已不再是绥芬河市的唯一水源，而是与金家沟水库等工程共同担负着城市供水任务。在不改变原有水库兴利规模的情况下，年供水量为149.9×104m3。2、用水过程本次设计，在保证水库原有兴利规模不变的情况下，对水库进行兴利调节，以确定水库用水过程。成果详见表4.5-3。139n4.5.2死水位TTT水库原死水位确定时未考虑泥沙淤积，死库容为31.0×104m3。本次设计，重新复核水库库底高程为498.29m。预计水库今后50年运行期内的泥沙淤积量为2.15×104m3。复核确定，TTT水库死库容为31.0×104m3，查水库水位—库容、面积曲线图4.5-1，死水位为502.00m。4.5.3正常蓄水位与汛期限制水位4.5.3.1正常蓄水位（兴利水位）TTT水库为多年调节水库，原设计正常蓄水位即兴利水位为509.35m，兴利库容为260.07×104m3。由于本水库无灌溉要求，其兴利仅为满足城市供水要求。本次兴利规模复核是在现有兴利规模基础上，以最大程度的提供城市供水为目标，故本次设计中，兴利水位仍取为509.35m。保持现有兴利规模不变，按多年调节对水库进行兴利调节计算，调节系数α=0.547，多年库容系数β=0.457。兴利调节计算结果见表4.5-4。139n139n调节计算结果表明，水库多年平均来水量349.5×104m3，毛调节水量191.2×104m3，年供水量149.9×104m3，多年平均损失量41.14×104m3。经复核，本次设计，在保持现有兴利规模不变的情况下，兴利水位509.35m，兴利库容260.07×104m3。设计保证率下水库来水量122.3×104m3。4.5.3.2汛期限制水位TTT水库溢洪道为开敞式无闸控制溢洪道，因此，水库的汛期限制水位与兴利水位相同，为509.35m。4.5.4防洪特征水位4.5.4.1洪水调度原则TTT水库工程任务是以防洪为主，兼顾供水。本次设计中，下游并无新的限泄要求。TTT水库洪水调度原则是由溢洪道和输水洞共同参与泄洪。即当发生洪水时，先由输水洞泄洪，当达到输水洞泄洪最大泄洪能力时，溢洪道开始参与下泄洪水。4.5.4.2泄洪建筑物Ⅰ溢洪道经复核，原有水库溢洪道泄槽边墙高度不满足工程设计要求。造成这一原因，主要由于当年溢洪道设计没有对应的溢洪道设计规范，未预留足够超高和掺气高度，具体计算结果详见表5.4-1。本次消险设计考虑到溢洪道泄槽边墙两侧为为岩质边坡，以斜坡为主，局部为陡坡，节理裂隙与边坡无明显不利组合，其稳定性较好。故暂不考虑增加边墙高度。139n此外溢洪道泄槽段底板由于当年施工标准偏低，且未考虑冻胀等因素，抗冲刷及抗冻能力较低，致使多年运行后，底板表面剥蚀严重。本次消险设计，对溢洪道底板及挑流段拆除重建，适当提高砼强度，溢洪道原有结构型式、尺寸等均不变，故本次不另做方案比较。Ⅱ输水洞输水洞工程洞身为砼方涵结构，主体工程基本完好，门槽漏水，工作闸门锈蚀且其启闭机启闭困难；输水洞工作桥墩沉陷变形，墩台倾斜，工作桥发生断裂。本次消险设计，更换工作闸门及其启闭机，拆除重建输水洞工作桥墩。4.5.4.3设计与校核洪水位复核1、洪水调节计算洪水调节时，当水库水位超过溢洪道堰顶高程时，溢洪道和输水洞开始组合泄流，利用防洪库容调节消减洪峰。调洪演算依据公式：式中：—t1至t2的时间间隔；V1、q1—t1时刻的库容及出流；V2、q2—t2时刻的库容及出流；—t1至t2时刻入流的平均值。在本次设计中，分别利用图集修正法和图集法得出两条洪水过程线。因此，在洪水调节时，针对两条洪水过程线分别进行调洪演算，得出其对应的设计与校核水位，成果详见表4.5-5、表4.5-6、表4.5-7和表4.5-8。139n139n139n139n139n2、成果比较将两次调洪成果进行比较可以看出，利用图集修正法求得的洪水过程线，经调洪演算得出的设计与校核水位偏高。从工程安全方面考虑，挑选最不利者为最终成果，故本次洪水调节成果选用以图集修正法推求的洪水过程线进行调洪演算得出的成果。调洪演算成果比较见表4.5-9。3、成果扩展针对采用成果（以图集修正法推求的洪水过程线进行调洪演算得出的成果），从工程安全和实际运行方面考虑，为方便将来工程的管理运行，对校核洪水的上一级洪水、设计洪水的下一级洪水及最低一级五年一遇洪水分别进行调洪演算，成果见表4.5-10、表4.5-11和表4.5-12。139n139n139n139n4.6工程规模复核结论根据计算，本次工程复核结论见表4.6-1。139n5工程布置及建筑物5.1设计依据5.1.1工程等级及建筑物级别TTT水库设计总库容386×104m3，最大坝高17m，上下游最大水头差13m。依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000），水库规模为小(Ⅰ)型，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物4级，次要建筑物5级。TTT水库地处丘陵地区，其永久性水工建筑物的挡水高度高于15m，且上下游最大水头差大于10m。永久性水工建筑物大坝的洪水标准可取为30年—50年一遇洪水设计，300年—1000年一遇洪水校核。考虑水库距绥芬河市区较近，对保护市区起重要作用，原设计标准为50年一遇洪水设计500年一遇洪水校核，本次工程设计标准仍取为50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。由国家地震局《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），查得本地区地震动峰值加速度小于0.05g，按地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表，地震基本烈度值小于VI度。依据《水工建筑物设计规范》（SL203-97）中的规定，本工程建筑物可以不进行抗震计算。5.1.2设计基本资料5.1.2.1法律法规本次工程设计主要参照的法律法规有：中华人民共和国水法、防洪法、土地保持法及实施条例、水污染防治法、土地管理法及有关实施条例。5.1.2.2主要技术标准、规程、规范139n⑴《防洪标准》（GB50201-94）；⑵《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）；⑶《溢洪道设计规范》（SL253-2000）；⑷《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）；⑸《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）；⑹《堤防工程设计规范》（GB50286-98）；⑺《水工建筑物抗冰冻设计规范》（SL211-2006）；⑻《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）；5.1.2.3技术文件⑴《绥芬河市TTT水库大坝安全鉴定报告书》；牡丹江市水务局；（2009.3）⑵《绥芬河市TTT水库大坝安全分析评价报告》；牡丹江市水利勘测设计研究院；（2008.10）⑶《绥芬河市TTT水库除险加固地质勘查报告》；牡丹江市水利勘测设计研究院；（2008.10）5.1.2.4特征水位和流量水库的特征水位、流量成果详见表5.1-1。表5.1-1水库特征水位、流量成果表项目水位H洪峰流量Qm最大泄流量q库容V单位mm3/sm3/s104m3设计（P＝2%）510.37110.2582.05314.37校核（P＝0.2%）511.38227.48181.41372.815.2工程现状及工程总布置5.2.1工程现状139n1、土坝TTT水库土坝的结构形式为粘土心墙碎石混合土坝，坝顶高程511.50m。坝顶设防浪墙，墙顶高程512.60m，高出坝顶1.1m。现有实测坝顶高程在511.47m-511.51m，最大设计坝高17.0m，现坝长381m。坝后在河床段的下游坡脚处设置堆石排水棱体，排水棱体顶部高程498.0m。马道高程505.0m，宽度为2m，马道以上为碎石护坡，以下为石渣填筑。土坝迎水坡坡比自坝顶以下至506.0m高程间为1:2.5，506.0m高程以下坡比为1:3.0，背水坡坡比1:2.0。土坝坝前护坡采用的干砌石在水库运用过程中由于冻胀及风浪冲刷已产生破坏，脱坡现象严重。防浪墙大部分完整，但在输水洞与溢洪道之间的部分出现开裂并倾斜。坝顶路面规整，高低起伏不大。左坝肩有明显漏水现象，但通过水库多年运行观察，漏水点水流清澈，无颗粒浮动和流出，渗漏部位和流量稳定，无明显变化。2、溢洪道溢洪道位于大坝左端，开敞式无闸控制正槽结构，总长135.5m。进口宽30米，长8米，设有交通桥；陡槽渐变段长80米，宽由30米渐变到8米；陡槽段长40米，比降1/8，宽8米；挑流段7.5米。由于水库无重复利用库容，溢洪道堰顶高程与兴利水位齐平，不需设闸控制。溢洪道采用少筋砼衬砌，挑流消能，尾端设有消力坎及海漫与下游河道连接。139n目前，溢洪道控制段较为完整，进口与堰体完好，与大坝连接处无损毁现象。陡槽段为钢筋混凝土结构，抗冲刷能力较好，但由于当年底板混凝土标号较低，经多年运行，底板冲蚀破坏严重，局部出现多处空洞，钢筋裸露。消能段挑流鼻坎砼剥落露筋，消力坎和海漫段损毁严重，影响行洪安全。3、输水洞输水洞位于0+164断面处，由取水塔、输水涵洞及工作桥组成。取水塔为竖井式，塔内设工作闸门和检修闸门。输水涵洞身长51.8m，洞身为1.6m×2.0m的矩形断面，进口洞底高程为499.20m。主洞旁并行一相同洞径的廊道，供用水管道安装检修使用。输水洞出口设一明槽段，后接扩散段，扩散段后设筛网跌水。输水洞洞身质量良好，个别处出现小的剥蚀，不影响正常运行使用。对剥蚀处采用高标号水泥砂浆进行处理。输水洞出口消力池完好。输水洞取水塔进水闸门及启闭机经多年运行，锈蚀严重。工作闸门及轨道已出现变形，工作闸门止水封闭不严，有漏水现象。启闭机为手摇螺杆式启闭机，启闭不灵活，原生产厂家停产，缺少零配件，启闭机老化无法维修。输水洞工作桥墩沉陷变形，墩台倾斜，工作桥发生断裂。5.2.2大坝安全鉴定结论及复核意见2009年3月，由牡丹江市水务局出具了《绥芬河市TTT水库大坝安全鉴定报告书》。水库主要存在以下问题：1、上游坝坡护坡块石受冰毁出现脱落、沉陷等破坏现象，坝顶防浪墙局部断裂、倾斜。2、设计、校核水位情况下坝基渗流不稳定，且下游坝基及左坝肩漏水严重。3、溢洪道陡坡底板冲蚀破坏严重，消能段损毁严重。4、放水洞取水塔工作桥支墩下沉、倾斜，工作桥断裂，闸门锈蚀严重，止水不严漏水，不能正常运行。139n5、无水文和大坝监测设施。2010年8月，经黑龙江省水利厅进行安全鉴定复核，书面核查意见如下：1、工程始建于1976年，土坝坝体填筑质量较好，上游坝坡护坡块石受冰毁出现脱落、沉陷等破坏现象，坝体断面规则、防浪墙局部断裂、倾斜，下游坝坡采用碎石护坡、坝后漏水严重、下游坝脚设棱体排水；开敞式溢洪道工程堰体底板及陡坡段砼剥蚀、老化；输水洞工程洞身为砼方涵结构，主体工程基本完好，闸门锈蚀、门槽漏水,启闭机老化失修；工程质量综合评价为基本合格；2、设计标准采用50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核，复核后的坝顶高程能够满足设计要求，大坝防洪安全评价为A级，建议下阶段根据水库、工程特性及工程任务复核大坝设计洪水标准；3、经计算，计算断面的坝坡抗滑稳定安全系数满足规范要求，上游坝坡护坡护坡块石受冰毁有脱落、沉陷破坏，下游碎石护坡不完善，防浪墙局部断裂、倾斜，土坝结构安全性评价为B级；开敞式溢洪道工程堰体及陡坡段砼剥蚀、老化严重，溢洪道工程结构安全性评价为B级；输水洞工程洞身为砼方涵结构，主体工程基本完好，输水洞工程结构安全性评价为B级；大坝结构安全性综合评价为B级；4、经复核、大坝坝基渗流稳定不能满足设计要求，且下游坝基及左坝肩漏水严重，大坝渗流安全评价为C级；开敞式溢洪道工程坐落在基岩上，渗透稳定满足设计要求，渗流安全评价为A级；输水洞工程洞身为砼方涵结构、主体工程基本完好，渗流安全评价为B级；大坝渗流安全综合评价为C级；5、水库工程区地震动峰值加速度小于0.05g139n，相应的地震基本烈度小于Ⅵ度，根据《水工建筑物抗震设计规范》，可不进行抗震复核；6、输水洞工作闸门老化失修、锈蚀严重、漏水,卷扬式启闭机老化失修,启闭困难，金属结构安全评价为C级；7、管理站房简陋。现场核查意见如下：1、上游坝坡护坡块石受冰毁出现脱落、沉陷等破坏现象，坝体断面规则、防浪墙局部断裂、倾斜，下游坝坡采用碎石护坡、坝后漏水严重、中间坝段下游坝脚设棱体排水，坝顶砼路面老化剥蚀严重、下游坝坡杂草生长茂盛；2、无闸控制开敞式溢洪道工程堰体底板及陡坡段砼剥蚀、老化；3、输水洞工程洞身为砼方涵结构，主体工程基本完好，门槽漏水，闸门锈蚀、启闭机启闭困难；4、管理站房简陋。5.2.3工程总布置TTT水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道、输水洞三部分构成。工程按50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。设计洪水位510.37m，相应库容314.37×104m3，校核洪水位511.38m，相应库容372.81×104m3，兴利水位509.35m，相应库容260.07×104m3。1、大坝TTT水库土坝的结构形式为粘土心墙碎石混合土坝。本次设计中，为消除土坝工程存在的险情隐患，对大坝上游高程在506.00以上干砌石护坡进行拆除，修建混凝土护坡和镇脚；对发生开裂并倾斜的防浪墙0+120-0+160段要拆除重建，恢复堤顶路面381米139n，采用沥青碎石路面；加长坝前粘土铺盖；对原有局部破损的排水棱体进行维修；在左坝肩坝后坡0+095-0+155处新建贴坡排水，在排水沟出口处新建量水堰，对原坝后原有量水堰进行维修。2、溢洪道溢洪道位于大坝左端，开敞式无闸控制正槽结构。本次设计中，对溢洪道陡坡段两侧边墙保留，底板拆除重建。底板重建段总长128m，进口段长8米，宽30米，底板厚0.3米；陡槽渐变段长80米，其中渐变段Ⅰ-Ⅱ段长为7米，宽由30米渐变到25米，底板厚0.3米，渐变段Ⅱ-Ⅲ段长为14米，宽由25米渐变到19米，底板厚0.3米，渐变段Ⅲ-Ⅳ段长为19米，宽由19米渐变到12米，底板厚0.4米，渐变段Ⅳ-Ⅴ段长为40米，宽由12米渐变到8米，底板厚0.4米；陡槽段长40米，宽8米，比降1/8，底板厚0.4米。挑流段的底板和边墙均破坏严重，全部拆除重建。挑流段挑流鼻坎总长5m，反弧段半径10米，顶高程496.39，底高程为493.50，宽为8米。边墙坡比1;1,墙厚0.5米。3、输水洞输水洞由取水塔、输水涵洞及工作桥组成。本次设计中，更换取水塔处的工作闸门及其启闭机；对发生沉陷变形而断裂的工作桥及桥墩拆除重建。重建工作桥桥面板厚0.2米，桥面板斜长3.2m，宽1.5m，桥墩由原浆砌石结构，变为混凝土结构。桥墩顶宽0.5米，底宽2米，高3.5米。5.3土坝工程5.3.1坝顶高程复核5.3.1.1基本资料139n本次设计依据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）的规定对坝顶高程进行复核。风速采用绥芬河市气象站实测资料，系列为1978年-2008年，共30年。对水库坝高影响比较大的几个方向分别是WWN、WN、NNW、N、NNE。31年七月—十月平均最大风速成果见表5.3-1。表5.3-1绥芬河市气象站1978年-2008年七月—十月平均最大风速风向WNWWNNNWNNNE风速9.807.106.806.235.24本次设计，考虑到绥芬河市气象站与坝址间有一定的距离，且气象台站隐蔽情况及所在地的地形高低等均存在差异，因此，设计中需对风速进行修正。根据绥芬河市气象站的隐蔽情况选定影响系数k1=1.8，根据其所在地的地形、位置选定影响系数k2=0.95，利用绥芬河市气象站实测风速和k1*k2的乘积值，查《水工设计手册》4册中土石坝P4-13，图17-4-2气象台站风速与库面的关系曲线，换算为库面风速。按照《碾压式土石坝设计规范》5.3.5条规定，设计风速的取值：正常运用条件下的3级、4级、5级坝，采用多年平均年最大风速的1.5倍；非常运用条件下采用多年平均年最大风速。设计风速计算成果见表5.3-2。表5.3-2TTT水库风速计算成果表风向WNWWNNNWNNNE风速Vh9.87.16.86.235.24V10=K*Vh9.87.16.86.235.24校核风速V校核=Vk15.313.511.9119.5139n设计风速V设计=1.5*Vk22.9520.2517.8516.514.255.3.1.2坝顶超高计算1、风浪要素计算根据莆田实验站公式来计算波浪的平均波高和平均波周期：式中：hm—平均波高，m；Tm—平均波周期，s；W—计算风速，m/s；设计情况采用多年平均最大风速的1.5倍，校核情况采用多年平均最大风速。D—风区长度，m；Hm—水域平均水深，m；g—重力加速度，取9.81m/s2。平均波长按下式计算：对于深水波，即当d≥0.5Lm时，公式可简化成：式中：Lm—平均波长，m；H—坝迎水面前水深，m。2、风壅水面高度按下式计算：139n式中：e—计算点处的风壅水面高度，m；D—风区长度，m；K—综合摩阻系数，取3.6×10-6；β—计算风向与坝轴线法线的夹角，(º)。3、正向来波的平均波浪爬高按下式计算：式中：Rm—平均波浪爬高，m；KΔ—斜坡的糙率渗透系数，砼板护坡KΔ＝0.9；Kw—经验系数，详见表5.3-3；m—单坡的坡度系数。对于4级坝，设计波浪爬高值应当采用累计频率为5%的爬高值，即R5%。表5.3-3经验系数KV≤11.522.533.55≥5Kw1.001.021.081.161.221.251.281.304、坝顶在静水位以上的超高值按下式计算：式中：y—坝顶超高，m；R—最大波浪在坝坡上的爬高，m；e—最大风壅水面高度；A—安全加高，设计情况为0.5m，校核情况0.3m。本次设计，TTT水库的设计水位（P=2%）为510.37m139n，校核水位（P=0.2%）为511.38m。坝顶超高计算见表5.3-4、5.3-5。5.3.1.3坝顶高程复核设计情况坝顶高程：510.37+1.79=512.16m；校核情况坝顶高程：511.38+1.12=512.50m。坝顶高程由设计洪水位加超高与校核洪水位加超高比较后取最大值确定，即512.50m。由此可见，本工程防浪墙顶高程应为512.50m。现状防浪墙顶高程为512.60m，防洪高度满足坝顶高程要求。经复核，大坝现状防洪能力完全满足要求。139n139n5.3.2土坝坝体结构设计5.3.2.1防浪墙设计目前，输水洞与溢洪道之间的防浪墙段出现开裂并发生倾斜。本次工程中，对桩号0+120—0+160之间的防浪墙段进行拆除重建。新建防浪墙为钢筋砼结构，长40m。墙顶高程512.60m，高出坝顶1.1m。5.3.2.2护坡设计TTT水库在运用过程中，城市供水最低水位为504.00，冬季供水期大坝前坡被冰雪覆盖，冰冻层与水层产生空隙。实测冻冰层高程变化区域为506.20至508.40区间，当大坝前坡水位变化时，干砌石护坡受冰毁发生变形，多处脱落、沉陷、下滑，出现严重的脱坡现象，产生大量碎石，对大坝安全产生威胁。本次设计，对大坝前坡高程506.0m以上部分护坡进行拆除重建。新建护坡考虑两种型式：干砌石护坡和现浇砼板护坡。1、干砌石护坡方案根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）中公式计算：式中：D50—石块平均粒径；ρk—块石的容重；ρw—水的容重；m—上游坡比；hp—设计波浪高度；Kt—随波率变化的系数。计算得D=0.18m。本次设计，上游干砌石护坡厚度取为30cm，其下设碎石垫层20cm139n、砂垫层10cm。2、混凝土板护坡方案护坡厚度计算依据公式：式中：η—护坡结构系数；hp—波浪高度，m；m—上游边坡；ρw—水的容重，t/m3；ρc—板的容重，t/m3；b—沿坝坡向板长，m；Lm—平均波长，m。计算得t=0.13m。根据《水工建筑物抗冻设计规范》（SL211-2006）中规定，现浇砼板护坡厚度不应小于20cm。本次设计，对高程506.0m以下的原有干砌石护坡予以保留，高程506.0m-511.5m之间部分，新建现浇砼板护坡，厚度取为20cm。砼板下设20cm砂垫层。混凝土强度等级为C25F200。3、方案比较分别计算两种护坡型式的主要工程量及造价（不含临时工程及原护坡拆除量），进行对比分析，成果见表5.3-6。由表5.3-6可以看出，砼板护坡比干砌块石护坡投资稍高，但是从施工进度及护坡的平整度、耐用度等方面综合考虑，宜采用砼板护坡。139n原上游坡护砌的块石拆除后，在清坡时，可做为坝前坡水下抛石固脚。5.3.2.3坝顶路面设计由于本次工程对桩号0+120—0+160之间的防浪墙段进行拆除重建，因而破坏了该段的坝顶路面，需要对其进行修复。新修坝顶路面长60m，对应桩号0+110—0+170，采用沥青路面4cm，下设沥青稳定碎石层8cm。考虑到原有坝顶路面历经多年运用，砼路面老化剥蚀，加之本次工程施工对坝顶路面产生的无法避免的破坏，本次设计中，在其余321m的坝顶路面之上加压4cm沥青路面。5.3.2.4排水体设计在左坝肩坝后0+095-0+155之间修建贴坡排水。在原有马道高程505.00基础上，沿原有马道高程高程，修建坡比1:2的贴坡排水，贴坡排水高2米，贴坡排水厚1.8米，由坝体向外依次10厘米厚砂垫层，20厘米碎石层，150厘米厚块石层。原工程在坝后0+199—0+399段设有排水棱体，但经多年运行，排水棱体局部有破坏变形，影响正常工作。因此，本次设计对原有排水棱体进行维修，对应桩号0+199—0+399段，排水棱体顶部高程498.0m。5.3.3坝体渗流分析及控制139n5.3.3.1坝体浸润线计算水库调洪计算结果校核洪水位511.38m，设计水位510.37m，浸润线计算采用心墙土坝，坝后有排水，用《水利计算手册》心墙土坝在有限透水地基上，心墙筑至不透水层，有排水设备。式中：H1—坝前水深，H1=14.78m；H2—坝后水深，H2=0m；h—心墙下游坡渗流水深，m；s—浸润线的水平投影长度，；K—渗透系数，K1=6.24×10-5m/s，K2=4.7×10-10m/s，K3=6.24×10-5m/s；经计算，在校核洪水位511.38m情况下，心墙下游坡渗流水深1.99m。浸润线计算示意图见图5.3-1。浸润线计算公式：校核水位下浸润线坐标见表5.3-7。表5.3-7校核水位下浸润线坐标X0510152025Y00.891.261.541.781.99经计算，在设计洪水位510.37m情况下，心墙下游坡渗流水深0.98m。设计水位下浸润线坐标见表5.3-8。表5.3-8设计水位下浸润线坐标X0510152025139nY00.440.620.760.880.98139n139n5.3.4坝坡稳定复核TTT水库为厚心墙土坝，水库校核洪水位为511.38m，设计洪水位为510.37m。坝壳土物理力学指标建议取值：天然重度r=19.6kN/m3，天然含水量ω=15％～18％，比重Gs=2.68。抗剪强度：水上c=8kPa、=25°，水下c=5kPa、=21°心墙土物理力学指标见表5.3-10。1、计算典型断面选择根据坝基地质条件，结合坝体填筑土料的土料分区及力学指标，实际坝坡等因素选择0+298作为代表性断面进行抗滑稳定验算。2、结构稳定分析TTT水库为粘土心墙坝，水库在校核洪水位时，坝坡稳定分析采用圆弧法。计算坝坡稳定时，浸润线以上用湿容重，浸润线以下、下游水位以上用饱和容重，下游水位以下土体用浮容重。本次计算是在分析了地质资料的基础上，对现有上、下游坝坡进行稳定计算。采用圆弧滑动静力计算公式（瑞典圆弧法）：式中：—单个土条的滑动面长度，m；W—条块重力；—条块重力线与通过此条块底面中点的半径之间夹角；u、ui—坝体中的孔隙压力；W1—水位面以上的条块重力，kN；W2—水位面以下的条块重力，kN；Z—坝坡外水位高出条块底面中点的距离；139nRW—水的重度，kN/m3；CCU、C′、φCU、φ′—土的抗剪强度指标。稳定计算结果见表5.3-11，圆弧稳定计算示意图见图5.3-2。表5.3-11坝体稳定计算结果表水位（m）坝顶高程（m）K上游K下游允许最小安全系数设计510.37512.521.521.331.15校核511.38512.521.561.051.05水位陡降（兴利水位降至最低供水位）509.35-504512.521.061.05经计算，在校核洪水位511.38m及设计洪水位510.37m时，上、下游坝坡的安全系数均能满足抗滑稳定最小安全系数要求，前、后坝坡稳定。结论：坝体现状结构满足安全要求。139n表5.3-10心墙土物理学指标土类名称编号特征指标粘粒含量天然状态比重液限塑限塑性指数渗透系数压缩系数压缩模量抗剪强度(快剪)含水量容重干容重Cф%g/cm3%%cm/sMPakPaº低液限粘土②最大值()26.327.12.001.712.6935.322.116.31.50×10-60.406.53218.3最小值()18.022.01.871.652.6829.418.511.38.08×10-90.253.922313.5平均值()24.624.01.951.682.6832.319.314.54.7×10-80.305.5226.714.2标准差()3.131.79变异系数()0.1770.113修正系数()0.8320.893标准值（）16.412.7样数（n）6666666666655建议值24.624.21.951.682.6834.319.314.54.7×10-80.345.1222.212.7139n139n5.3.5坝基渗流分析及控制5.3.5.1坝基现状根据勘察、分析，TTT水库坝基渗漏层（带）主要有两个：一是建库时没有清除的平均厚度为2m的第四系全新统冲积、洪积堆积含细粒土砂，为中等透水层；二是坝基基岩上部强风化带透水带，平均厚度4.5m左右，为中等透水。根据地质勘察报告描述及现场调查测绘结果，坝前近坝趾处没有明显渗漏点（带），地面有少量积水和阴湿。5.3.5.2坝基渗透复核计算根据渗漏层位分布及渗漏特性，下面对含细粒土砂地层和基岩强风化带的渗漏量分别计算：1、含细粒土砂地层渗漏量①采用的计算公式Q=365KBHM/(2b+M)(公式源于《中小型水利水电工程地质》P127)式中：K—渗透系数（m/d）；B—渗漏段长度(m)；M—渗透层平均厚度（m）；H—上下游水头差(m)；2b—防渗体宽度（m）。②参数的选定：K：采用《TTT水库工程地质勘察报告》（初步设计）成果，取5.3m/d。H：H=509.35(兴利水位)-494.00（下游水位）=15.35m。M：取平均厚度取含细粒土砂：M=2.0m。139n2b：取上游水平铺盖有效长度23.5m＋坝底宽(76.03)×1/2－心墙底宽(18.6)×1/2=52.2m。坝底宽、心墙宽取自1985年施工坝体设计剖面图。水平铺盖有效长度取用设计部门调查后数。（注：设计部门对上游水平铺盖质量情况进行调查，结果显示，从铺盖端点到迎水坡坝脚实际有效长度为23.5m。）B：B=145+143=288m③计算结果：坝基第四系松散地层渗漏量17.44×104m3/a。2、安山玢岩强风化带渗漏量①计算公式：同上。②参数的选定：K：根据压水试验平均透水率，折算k=0.52m/d。H：同上，取15.35m。M：取强风化带平均厚度：M=4.5m。2b：同上，取52.2m。B：三段分别为108m、145m、143m。③计算结果：安山岩强风化带渗漏量9.19×104m3/a。3、坝基总渗漏量坝基含细粒土砂和强风化带渗漏量总计26.6×104m3/a。5.3.5.3坝基渗透稳定评价1、渗透变形类型的判别钻探中，取坝基土扰动样（ZK03-5）一个，进行土工试验分析。颗粒分析结果见图5.3-3。139n图5.3-3坝基粗粒土颗粒分析曲线根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008），渗透变形类型的判别见表5.3-12。表5.3-12坝基粗粒土渗透变形类型分析表土样编号土类名称d70(mm)d60(mm)d30(mm)d10(mm)CuCcdfPc(％)ZK03—5含细粒土砂4.71.300.110.0092601.860.2138注：df=经验类比分析取值，坝基土—含细粒土砂的孔隙率n=0.38。Pc＜==0.40综上分析，坝基土含细粒土砂的渗透变形类型为管涌。2、临界水力比降计算采用计算公式：管涌型：式中：—土的临界水力比降—占总土重5％的土粒粒径(mm)139n—占总土重20％的土粒粒径(mm)—土的颗粒密度与水的密度之比，n—土的孔隙率，取砂类土的平均值0.38。计算结果见表5.3-13。表5.3-13坝基土临界水力比降计算表土样编号nZK01—40.00792.710.0430.380.27计算结果：临界水力比降=0.273、允许比降的确定根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008），本次取安全系数1.8，并参考“无粘性土允许水力比降经验值表M”，确定允许水力比降取值。建议允许水力比降为J允许=0.15。4、渗流稳定计算（1）设计洪水位510.37m渗透比降计算坝基渗透比降：i=H/B=0.152＞[i]=0.15（2）校核洪水位511.38m渗透比降计算坝基渗透比降：i=H/B=0.162＞[i]=0.15在设计水位510.37m、校核洪水位511.38m时，坝基渗透不稳定。结论：坝体为粘土心墙坝，水库在设计洪水位及校核洪水位运行时，坝基渗透不稳定。5.3.5.4铺盖延长设计本次设计中，决定采取整体延长坝前铺盖长度的方式进行处理。1、铺盖的计算139n（1）需要增加的铺盖长度计算铺盖的长度设计主要参考坝工丛书《土坝设计》（水利电力出版社）上册第四章第四节，有关在透水地基上有铺盖的土坝渗流的水力学解法中有铺盖及心墙的土坝的论述内容。有铺盖及心墙的土坝断面图见图5.3-4（采用0+358断面）。整体渗流采用公式∶A×hT2+B×hT-c=0式中∶A={(k1/k0)×[1/(2×δ)]}+{(k2/k0)×[1/(2×L)]}B=T/L’C=T×（i0）允许+{(k1/k0)×[H12/(2×δ)]}+{(k2/k0)×[H22/(2×L)]}+（T×H2）/L’根据地质报告成果可知：K0=6.24×10-5(m/s)；K1=4.7×10-10(m/s)；K2=6.24×10-5(m/s)；T=4.5m；i0允许=0.15。由计算简图5.3-4中可知：δ1=4m;Ls=16.31m；δ=(δ1+Ls)/2=10.16m；L=23.44m；L’=L+0.44T=25.42m；H1=14.78m；H2=0经计算，A=0.021；B=0.177；C=0.675；hT=2.85m。渗透稳定所需的铺盖等效长度为：Xr=[（H1-hT）/（i0）允许]-Ls=63.22m。由图5.3-4中可知：t0=1m；t1=2.41m；Kn=4.7×10-10(m/s)；λ=t0/t1=0.412；α1=[Kn/（K0×T×t1）]^0.5=8.33×10-4；α1×Xr=0.053；139n查P203表4-29，α1×Ln’=0.053；Ln’=63.22m，Ln=Ln’-0.44T=61.24m。现有铺盖长度Ln现有=51.95m，需增加铺盖长度Ln-Ln现有=9.29m，本次设计，应增加新铺盖长度取15m。（2）增加铺盖长度后的渗透验算设计增加15米铺盖后，铺盖形式为组合铺盖，设计厚度为1米（冻土块基本沉实后的厚度）。已知条件：H1=14.78m；H2=0；δ1=4m；Ls=16.31m；δ=(δ1+Ls)/2=10.16m；L=23.44m；L’=L+0.44T=25.42m；t0=1m；t1=2.41m；Kn=4.7×10-10(m/s)；λ=t0/t1=0.412；α1=[Kn/（K0×T×t1）]^0.5=8.33×10-4；Ln’=Ln+0.44T=68.93m；α1×Ln’=（8.33×10-4）×68.93=0.057，查P203表4-29，α1×Xr=0.057；Xr=68.93m。由Xr=[（H1-hT）/（i0）允许]-Ls=68.93m，得出hT=1.99m。由有效渗径与水头损失三角形计算图5.3-5可得，与原有铺盖接头处，铺盖的上下游水头差△h=2.6m。（3）铺盖的厚度计算。铺盖的厚度设计主要参考坝工丛书《土坝设计》（水利电力出版社）下册第七章第四节中有关铺盖的论述内容和《粘土铺盖》（水利电力出版社）第6页表1-4中水中冻土块以融实的建议in值=3。采用公式：ζ≥△H/i，139n式中，△H—铺盖计算断面上下游水头差，△H＝2.6m；i—铺盖材料的允许水力坡降，i=3。故ζ≥2.6/3=0.9，则ζ取1.0m，满足设计要求。因为粉质粘土冻土块铺盖需预加沉陷量，依据书中龙凤山水库的实测资料（堆筑厚4.65m,6个月后基本沉实，厚度变为3.15m），铺盖的最终厚度ζ=1×（4.65/3.15）=1.47，ζ取为1.5米。即桩号0+121至桩号0+400之间，铺盖的厚度为1.5米。输水洞位于桩号0+164处，由于TTT水库担负着为绥芬河市供水的职能，所以在桩号0+155至桩号0+175之间，铺盖的厚度需降低。输水洞底高程为499.6m。输水洞铺盖的厚度ζ=499.0-498.23=0.77m，此段铺盖的最终厚度ζ=0.77×（4.65/3.15）=1.14m。2、铺盖材料性质本次设计中，铺盖材料采用粘粒含量为24.8%―46%、塑性指数为14.6―28.0的粘土冻土块。3、铺盖范围本次设计中，为了工程安全考虑，扩大铺盖延长的范围，新增铺盖范围为自桩号0+045至桩号0+497，全长452米。4、铺盖的施工方法铺盖的施工采用冬季冰上施工的方法，将粘土冻土块运至坝前设计铺盖位置按要求铺设好，待次年春暖开库后，自然沉降形成。139n图5.3-4139n图5.3-5139n5.3.5.5绕坝渗漏分析1、渗漏分析左坝肩和右坝肩分别与低山丘陵和台地相连。右坝肩岩性类别为5m～20m的碎石混合土，为弱透水性。据右坝端钻孔常水头注水试验测得，渗透系数K=0.04m/d。左坝肩为基岩，岩性为安山玢岩，强风化带节理裂隙发育，连通性较好，是渗漏主要通道。据压水试验，强风化带透水率q=88Lu，强风化带厚度平均4.5m，折算渗透系数K=0.91m/d。2、渗漏量计算将坝肩边界条件简化，按单层透水层分析，渗透系数取厚度加权平均值，绕坝渗漏量计算选用公式：Q=KH(h1+h2)式中：Q—单侧绕坝渗漏量(m3/d)H—坝上、下游水位差（m）h1、h2—剖面上、下游透水层厚度（m）绕坝渗漏量计算表位置(m/d)H(m)h1(m)h2(m)Q(104m3/a)右坝肩0.0415.35162.00.40左坝肩0.9115.354.52.03.31合计3.713、坝肩总渗漏量左、右坝肩渗漏量总计3.71×104m3/a，占河流年平均径流量的0.84％，占兴利库容的1.4％。由表中计算结果来看，右坝肩渗漏量较小，且现场查勘未见异常。左坝肩为基岩，坝肩岩体强风化带厚约4.5m139n，节理裂隙发育，连通性较好，是绕坝渗漏主要通道，渗漏量3.31×104m3/a，占总绕坝渗漏量的89.2％，是主要绕坝渗漏部位。现场观察，渗漏点水流清澈，无颗粒浮动和流出，据水库管理人员介绍，多年来，渗漏部位和流量稳定，无明显变化。本次设计暂时不处理，但为加强观测，在溢洪道和输水洞之间新建一处量水堰，注意监测流量变化，及时分析数据，为水库安全运行提供可靠的基础资料。5.3.5.6量水堰设计针对左坝肩渗漏量观测问题，在溢洪道和输水洞之间新建一处排水沟和量水堰。横向排水沟从桩号0+090至0+156共66米，在断面0+140处与纵向排水沟相连接，纵向排水沟长度54米。排水沟坡比1/10，底宽0.2米，顶宽1米，坡比为1：1的现浇混凝土板引水槽。量水堰采用三角形缺口薄壁堰，利用《水力计算手册》（第二版）P253三角形缺口薄壁堰过堰流量的计算公式，Q=Ce×（8/15）×tan（θ/2）×[(2g)0.5]×(he2.5)Q-过堰流量，m3/s；Ce-流量系数，查P255图5-4-3he-有效堰顶水头，he=h+Kh；h-实测堰顶水头,0.1m；θ-三角形缺口夹角，θ=90°Kh-水头修正值，Kh=0.00085m;经计算，Q最大可以满足的过堰流量为4.4×10-3m3/s大于Q左坝肩=1.05×10-3m3/s满足设计要求。5.4溢洪道工程5.4.1工程布置139n溢洪道位于大坝左端，开敞式无闸控制正槽结构。本次设计中，对溢洪道陡坡段两侧边墙保留，底板拆除重建。底板重建段总长128m，进口段长8米，宽30米，底板厚0.3米；陡槽渐变段长80米，其中渐变段Ⅰ-Ⅱ段长为7米，宽由30米渐变到25米，底板厚0.3米，渐变段Ⅱ-Ⅲ段长为14米，宽由25米渐变到19米，底板厚0.3米，渐变段Ⅲ-Ⅳ段长为19米，宽由19米渐变到12米，底板厚0.4米，渐变段Ⅳ-Ⅴ段长为40米，宽由12米渐变到8米，底板厚0.4米；陡槽段长40米，宽8米，比降1/8，底板厚0.4米。挑流段的底板和边墙均破坏严重，全部拆除重建。挑流段挑流鼻坎总长5m，反弧段半径10米，顶高程496.39，底高程为493.50，宽为8米。边墙坡比1;1,墙厚0.5米。5.4.2水力计算5.4.2.1泄流能力复核泄流能力计算时采用《溢洪道设计规范》（SL253-2000）中宽顶堰泄流能力计算公式：式中：Q—流量（m3/s）；B—溢流堰总净宽（m）；H0—堰上水头（m）；m—流量系数；查表A.2.3-1ε—收缩影响系数，按公式A.2.1-2，ε=1-0.2[ζk+(n-1)ζ0]；计算得：设计水位时下泄流量，Q设＝53.36m3/s；校核水位时下泄流量，Q校＝151.49m3/s。经复核，溢洪道过流能力满足设计要求。139n5.4.2.2泄槽水面线及边墙高程复核溢洪道泄槽水面线依据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）公式A.3.1-2。Δl=[(h2cosθ+α2V22/2g)-(h1cosθ+α1V21/2g)]/(i-)=n2/溢洪道泄槽边墙高程依据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）第3.4.8条规定，应计入波动及掺气后的水面线，在加上0.5~1.5m的超高。本次设计超高取0.5米。溢洪道泄槽掺气水深计算按公式hb=(1+ξV/100)h具体成果详见表5.4-1经计算溢洪道泄槽段边墙高度不满足设计要求，造成这一原因，主要由于当年溢洪道设计没有对应的溢洪道设计规范，未预留足够超高和掺气高度。本次消险设计考虑到溢洪道泄槽边墙两侧为为岩质边坡，以斜坡为主，局部为陡坡，节理裂隙与边坡无明显不利组合，其稳定性较好。故暂不考虑增加边墙高度。5.4.2.3挑流消能复核Ⅰ计算挑距L和冲坑深度T挑距L依据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）公式A.4.1-1,L={V12sinθcosθ+[V1cosθV12sinθ+2g(h1cosθ+h2)]0.5}139n式中L—自挑流鼻坎末端算起至下游河床床面的挑流水舌外援挑距，m;θ—挑流水舌水面出射角，近似可取用鼻坎挑角，θ=20º；h1—挑流鼻坎末端法向水深，h1=1.16m；h2—鼻坎坎顶至下游河床高程差，h2=496.39-493.5=2.89m；V1—鼻坎坎顶流速，V1=1.1V=1.1×14.28=15.71m/s经计算L=23.7m，实际L为25米，满足设计要求。Ⅱ计算冲坑深度T冲坑深度T依据《溢洪道设计规范》（SL253-2000）公式A.4.2T=kq1/2Z1/4式中T—自下游水面至坑底最大水垫深度，m；q—鼻坎末端断面单宽流量，q=Q/(b+mh)q=151.49/(8+1×1.16)=16.54m3/(s.m)；Z—上、下游水位差，m；k—综合冲刷系数，取1.8下游水位计算采用明渠均匀流公式Q=Ai1/2R2/3,已知Q=151.49m3/s；i=1/100；n=0.0275。计算的下游水位h=2.04m。Z=511.38-493.5-2.04=15.84m经计算T=14.61m，实际T为15米，满足设计要求。5.4.3稳定验算5.4.3.1堰体段稳定分析控制堰所受水平力较小，且建筑物自重较轻，与基底接触面积较大，故本次设计不进行抗倾稳定计算。荷载按整个堰体段计算，抗滑稳定计算采用公式：139n≥[Kc]式中：Kc—抗滑稳定系数；—作用于堰体上的全部竖向荷载（kN）；—作用于堰体上的全部水平向荷载（kN）；—堰体基底面与岩石地基接触面之间的摩擦系数，=0.4；[Kc]—沿基础底面的容许抗滑稳定安全系数；计算结果详见表5.4-2。表5.4-2抗滑稳定计算成果表工况竖向荷载（kN）水平向荷载（kN）抗滑稳定系数Kc容许抗滑稳定安全系数[Kc]兴利水位（509.35m）904.2785.33.703.00设计水位（510.37m）851.24162.931.831.20校核水位（511.38m）751.28238.931.101.05经计算，堰体的抗滑稳定满足规范要求。5.4.3.2边墙稳定分析溢洪道边墙的稳定分析计算成果详见表5.4-3。表5.4-3边墙稳定计算成果表工况抗滑安全系数允许抗滑安全条数抗倾安全系数允许抗倾安全条数最大应力σmax最小应力σmin不均匀系数η允许不均匀系数[η允]Kc[Kc]K0[K0](kPa)(kPa)校核情况4.751.052.651.355461.22.5139n设计情况2.431.22.641.457411.42由上表可见，边墙稳定满足要求。5.4.4渗流分析溢洪道闸室段大部分座落于弱风化岩体上，部分座落于强风化带。引水渠段、陡坡段和消能段基础主要座落于安山玢岩强风化带上，消能段地基岩体完整性一般，强度中等，抗冲能力较差。溢洪道闸室段渗流分析采用《水力计算手册》（第二版）中P469改进阻力系数法进行验算。各段水头损失hi=ζi(q/k)总水头为H=∑hi进出口段的阻力系数ζ0=1.5（S/T）1.5+0.441内部垂直段的阻力系数ζy=1.466lgctgπ/4（1-S/T）内部水平段的阻力系数ζx=l/T-0.7（S1+S2/T）出口渗流平均坡降J=h0’/S已知：S=2m；T=4.5m；l=9.0m；S1=2m；S2=0m；经计算J=0.11﹤[J]=0.15根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008），参考“无粘性土允许水力比降经验值表M”，确定允许水力比降取值。建议允许水力比降为J允许=0.15。渗透稳定满足设计要求。5.5输水洞工程5.5.1工程布置输水洞由取水塔、输水涵洞及工作桥组成。本次设计中，139n更换取水塔进水口处金属结构；拆除重建工作桥及桥墩。1、工作桥原有发生变形破坏的工作桥及浆砌石桥墩全部拆除。本次设计，重建工作桥及桥墩，重建工作桥桥面板厚0.2米，桥面板斜长3.2m，宽1.5m，桥墩由原浆砌石结构，变为混凝土结构。桥墩顶宽0.5米，底宽2米，高3.5米。5.5.2输水洞泄流能力复核TTT水库输水洞与溢洪道同时参与泄洪，输水洞泄流计算采用取水输水建筑物丛书《涵洞》中P30中淹没压力流涵洞Q=m3A[2g(H0+iL-h)]0.5；m3=1/[∑ξ+(2gL/C2R)]0.5式中m3—流量系数；h—出口水深，m；∑ξ—局部水头损失系数总和。计算成果见表5.5-1，泄流曲线见图5.5-1。表5.5-1泄流计算成果表库前水位高程H（m）溢洪道下泄流量Q（m3/s）输水洞下泄流量Q（m3/s）组合下泄流量Q（m3/s）509.8518.2627.7345.99510.3552.0928.4780.56510.8596.2729.19125.45511.35148.4929.89178.38511.85207.9030.58238.48512.35274.1531.25305.40512.85345.6331.91377.54513.35421.3532.56453.91513.85501.6633.20534.855.5.3稳定分析139n输水洞洞身质量良好，个别处出现小的剥蚀，不影响正常运行使用。输水洞出水口左侧翼墙处有明显的渗漏现象。现场观察，渗漏点水流清澈，无颗粒浮动和流出，据水库管理人员介绍，多年来，渗漏部位和流量稳定，无明显变化。本次设计暂时不处理，但为加强观测，在溢洪道和输水洞之间新建一处量水堰，注意监测流量变化，及时分析数据，为水库安全运行提供可靠的基础资料。取水口钢闸门轨道变形，闸门不能正常开启，闸门锈蚀严重，止水不严，输水洞长年漏水。输水洞工作桥墩沉陷变形。出口消力池完好。从现状看，现有输水洞主体工程基本完好，输水洞主体工程结构稳定性满足工程需要，不需另外采取工程措施。139n5.5.4渗流分析输水洞位于大坝中间偏左，地基为强风化安山玢岩。出口翼墙有漏水现象，输水洞闸室段渗流分析采用《水力计算手册》（第二版）中P469改进阻力系数法进行验算。各段水头损失hi=ζi(q/k)总水头为H=∑hi139n进出口段的阻力系数ζ0=1.5（S/T）1.5+0.441内部垂直段的阻力系数ζy=1.466lgctgπ/4（1-S/T）内部水平段的阻力系数ζx=l/T-0.7（S1+S2/T）出口渗流平均坡降J=h0’/S已知：S=1.5m；T=4.5m；l=8.6m；S1=1.5m；S2=1.5m；经计算J=0.13﹤[J]=0.15根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008），参考“无粘性土允许水力比降经验值表M”，确定允许水力比降取值。建议允许水力比降为J允许=0.15。渗透稳定满足设计要求。5.6工程量本次设计，水库除险加固工程主体工程量见表5.6-1。139n139n139n6机电及金属结构6.1金属结构6.1.1闸门及启闭设备现状输水洞取水塔进水闸门及启闭机经多年运行，锈蚀严重。闸门及轨道已出现变形，闸门止水封闭不严，有漏水现象。启闭机为手摇螺杆式启闭机，启闭不灵活，原生产厂家停产，缺少零配件，启闭机老化无法维修。6.1.2金属结构设计本次工程金属结构包括输水洞的取水塔工作闸门和启闭机。工作闸门：孔口尺寸为1.6m×2.0m，动水启闭。闸门采用PGZ铸铁闸门。启闭设备采用LQ-10t螺杆式启闭机。6.1.3金属结构防腐根据《水工金属结构防腐规范》SL105-95规定，所有金属结构件防腐均采用无毒环保防腐材料。底层：基层喷锌处理，涂层厚度160μm。面层：T60-III无毒封闭漆，涂层厚度120μm。139n7施工组织设计7.1施工条件7.1.1工程概况TTT水库行政隶属于绥芬河市，位于绥芬河市以北4.5km处的北大河上，水库集雨面积为23.3km2。水库主体工程由土坝、溢洪道和输水洞等三部分组成。本次除险加固工程内容主要包括：大坝前坡护坡、坝顶路面、坝后排水棱体及倾斜段防浪墙的拆除重建，坝前粘土铺盖；溢洪道底板及挑流段拆除重建；输水洞金属结构更换及工作桥的拆除重建。主体主要工程量见表7.1-1。7.1.2对外交通坝址处有乡级公路通过，路面现宽6m，路况一般。公路可直通水库，交通十分方便。7.1.3建筑材料及水、电供应条件工程所需建筑材料中的块石料由北寒采石厂购买，平均运距15km；粘土料场位于绥阳镇林业局二道岗子林场，平均运距25km；砂砾料由东宁采砂场购入，平均运距75km，各料场储量丰富，质量满足设计要求。水泥从牡丹江市温春水泥厂购进，平均运距75km。木材、钢材在绥芬河市购买。139n本工程用水主要由施工用水、生活用水和消防用水三大部分组成。施工和消防用水可直接从水库取水，水质状况良好，水量充沛，对砼无侵蚀性，可直接抽用。生活用水可利用管理站已打井。施工用电利用现有水库输电线路。7.1.4自然条件7.1.4.1水文气象TTT水库地处寒温带，属大陆季风气候，春季干旱多风，夏季温热多雨，秋季降温急骤，冬季严寒干燥。多年平均气温2.3℃，最低气温-37.5℃，最高气温35.7℃。多年平均日照时数2072小时。多年平均最大冻深1.8m。TTT水库多年平均降水量570mm，年最大降水量700mm，最小降水量320mm。降雨多集中在6月--9月，占全年降水量的70%以上，大雨和暴雨多集中在7月--8月，日最大降雨量137.4mm。流域内冬季多西风和西北风，夏季多西南和东南风，年内风速3月--5月较大，月平均值3.5m/s--4.0m/s，7月--9月较小，月平均值为2.56m/s--4.9m/s，最大风速达22m/s。7.1.4.2洪水成因历年大洪水均是全流域同次暴雨形成。流域形状为长条形，水系分布呈树枝状。洪水过程多为单峰，陡涨陡落，峰型尖瘦，涨水历时约1天左右。7.1.4.3施工期洪水依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）和《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）的有关规定，本工程临时性建筑物级别采用5级，洪水标准采用5年一遇。施工洪水计算成果见表7.1-2.139n表7.1-2施工期洪水成果表单位：m3/s施工期频率P=20%春汛（4-6月）19.44大汛（7-8月）5.55春汛（9-11月）1.327.2天然建筑材料7.2.1块石、碎石料场通过调查初步选定北寒石料场。北寒采石厂位于绥芬河市西南25km、北寒乡东北3km，现为商业采石厂，供应包括包括绥芬河市的建筑用块石、碎石。采石厂地貌单元为低山丘陵区，相对高差50m，为斜坡和陡坡，山体无植被，现为坡耕地。采石厂毗邻S206省道，交通条件好，平均运距25km。山体岩性单一、岩相稳定，断裂不发育，根据料场工作人员介绍和现场地质测绘，料场无用层厚度2m～3m，有用层厚度大于25m，可开采面积大于10000m2，储量丰富，可以满足本次工程施工用量。北寒采石厂的岩体为中生界侏罗系下统绥芬河组地层，岩石特征以中基性为火山岩为主，厂区有用层厚度大于20m，隐晶质结构，块状构造，节理、裂隙发育—较发育，岩体以块状结构为主，局部为整体结构和碎裂结构，灰绿色、灰黑色，局部夹有凝灰角砾岩、凝灰岩。类比分析：北寒采石场的新鲜岩石强度较高，为坚硬岩，软化系数大于0.75，冻融质量损失率小于0.1％，密度约Gs=2.7。总之，北寒采石厂石料质量基本满足设计指标要求。7.2.2砂砾料场通过实地调查和地质测绘，绥芬河市内没有可开采的合格砂砾料，需外购。东宁采砂场位于东宁县东宁镇，距绥芬河市75km139n，采砂场距东宁镇较近，运输条件较好。东宁砂砾料场位于东宁县绥芬河右岸，地貌单元为绥芬河高漫滩和一级阶地，砂场地势平坦，有利于开采，根据《绥芬河市寒葱河水库工程地质勘察报告》（2003年可行性研究阶段）和现场调查和地质测绘，砂场砂砾石层有用层厚度平均2.2m，可开采面积大于10×104m2，有用层储量大于20×104m3，细骨料约占总储量的46.5％，约9.3×104m2，粗骨料约占53.5％,约10.7×104m2，储量可满足工程设计用量要求，同时砂砾石的质量也可满足设计要求。7.2.3粘土料场7.2.3.1产地概况根据绥芬河水务局指定，本次工程的粘土料场位于绥阳镇林业局二道岗子林场变电所1km左右处。料场至坝址之间，现有绥阳—东宁公路和绥芬河—东宁高等级公路相连，交通运输条件好。料场至坝址25km，运距较远。料场所处地貌单元为山前坡积裙，下部向山间溪流倾斜。地表高程在512m～535m之间，料场产地开阔，地形呈小角度倾斜，开采条件较好。组成岩性自上而下为腐殖土、高液限粘土、低液限粘土、粉质粘土和碎石土等。料场现全部为耕地。7.2.3.2勘探与取样粘土料场勘探钻孔，根据地形条件，采取不规则条带状网格方式布置，钻孔间距一般控制在80m～100m之间。共完成土钻孔13个，总进尺61m，取15组土样进行室内物理力学指标分析。其中原状样15组。勘探精度满足《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》的初查精度要求。7.2.3.3储量计算139n粘土料场产地相对平缓，岩性单一，有用层厚度比较稳定。根据地形地质条件，将料场分成三个区，采用平均厚度法进行储量计算，成果见表7.2-1。表7.2-1粘土料场储量计算表（平均厚度法）材料用途料场分区距坝址距离产地面积无用层有用层无用层体积有用层储量最小最大平均最小最大平均km104m2m104m3防渗铺盖Ⅰ5.800.600.700.651.103.602.003.7712.06Ⅱ4.500.600.700.670.902.801.703.027.65Ⅲ2.400.600.700.621.102.702.031.494.87合计12.708.2924.58三个区合计有用层储量为24.58×104m3，无用层体积为8.28×104m3，无用层体积与有用层储量之比为33.7%。7.2.3.4质量评价该料场土料为坡积高液限粘土、低液限粘土，据钻孔取样分析，其物理力学指标见表7.2-2。将粘土料场土料的质量指标与防渗体土料质量指标进行对比，成果见表7.2-3。由表可见，本次工程的粘土料场土料质量指标基本满足土坝防渗体的质量技术要求。139n表7.2-2粘土料场物理力学性质指标统计表项目取值天然状态土粒比重液限塑限塑性指数颗粒组成最大干容重最优含水量控制容重下的力学指标化学指标含水量容重孔隙比砂粒粉粒粘粒容重(1.50g/cm3)容重(1.55g/cm3)容重(1.60g/cm3)易溶盐含量水：土5：1有机质含量干湿粗中细极细渗透系数压缩系数凝聚力内摩擦角渗透系数压缩系数凝聚力内摩擦角渗透系数压缩系数凝聚力内摩擦角粒径大小ωρdρ0eGsωLωPIp2～0.50.5～0.250.25～0.10.1～0.050.05～0.005＜0.005ρmaxωopkva0.1-0.3cφkva0.1-0.3cφkva0.1-0.3cφ%g/cm3%%g/cm3%cm/sMpa-1kPa°cm/sMpa-1kPa°cm/sMpa-1kPa°%最大31.831.652.022.7854.528.130.619.36.811.910.861.746.01.6627.62.15×10-60.6156.017.78.72×10-60.4861.817.55.58×10-60.4774.018.80.1761.71最小21.301.451.912.7138.520.414.6002.33.530.824.81.4920.01.33×10-70.3219.812.01.76×10-70.2324.012.95.27×10-60.1530.013.00.0430.29平均24.771.581.972.7546.323.522.85.83.05.26.345.434.31.5922.92.63×10-60.4530.715.91.2×10-60.3440.015.65.22×10-70.2449.815.70.1080.78统计组数131313131313131313131313131313131313131313131313131313131313139n表7.2-3粘土料场粘土指标与防渗体土料质量技术要求对比表序号项目指标粘土料质量指标1粘粒含量15%～40%34.3%2塑性指数10～2022.83渗透系数碾压后小于1×10-4cm/srd=1.50时kv=2.63×10-6cn/srd=1.55时kv=1.20×10-6cn/srd=1.60时kv=5.22×10-7cn/s4有机质含量＜1%0.78%5水溶盐含量＜3%0.108%6天然含水量最好与最优含水量或塑限近似最优含水量：22.9%塑限含水量：23.5%天然含水量：24.77%7紧密容重一般大于天然容重最大干容重：1.59g/cm3天然干容重：1.58g/cm37.3施工导流7.3.1导流标准及导流程序7.3.1.1导流标准根据《水利水电施工组织设计规范》（SL303-2004)第2.2.1条中表2.2.1导流建筑物级别划分，导流建筑物为Ⅴ级。根据第2.2.12条表2.2.2导流建筑物洪水标准划分，施工洪水重现期为5年-10年。结合本工程特点，施工设计洪水采用五年一遇标准。7.3.1.2导流程序溢洪道主体工程施工时，利用输水洞进行施工导流，待溢洪道除险加固工程完成后，进行大坝前坡护坡的施工，此时，溢洪道进行施工导流。大坝前坡底部护坡施工时，可暂时降低水库水位，待底部护坡修筑完成，即可恢复水库正常蓄水位，以保证绥芬河市的城市供水。139n7.3.2导流建筑物设计与施工溢洪道施工时避开主汛期，根据施工洪水计算成果不需要修建围堰。输水洞取水塔进水闸门安装时可利用检修闸门拦挡库水，进行无水操作。7.4主体工程施工TTT水库除险加固工程主要为土方工程、石方工程、砼工程、钢筋砼工程和金属结构制作安装工程。施工方法：1、土方开挖工程：开挖采用机械与人工结合，机械为主，人工为辅。开采利用2m3挖掘机装车，8t自卸车运输，推土机碾压2、土方填筑工程：防浪墙土方回填采用机械与人工结合，拖拉机平土、分层填筑，压实机械采用振动碾，人工采用蛙式打夯机，挖掘机整形边坡。3、石方工程：主要是原有干砌石护坡、排水棱体和浆砌石工作桥桥墩拆除工程，采用人工拆除。4、砼工程：包括大坝前坡护坡、防浪墙重建段、溢洪道底板及输水洞交通桥工程。砼护坡采用斗车运料，机械拌制混凝土，机械翻斗车和泻槽运送砼，人工填料，振捣器振捣，水泵抽水，人工浇水养生。钢筋砼139n浇筑前，应清除杂物，对模板、钢筋、埋件等进行一次全面检查。模板必须坚固和密缝，保证浇筑时不变形不漏浆。各部位钢筋必须按设计要求的规格绑扎好，间距要求准确，保护层足够，鳞锈必须除净。5、金属结构制作安装：主要用于溢洪道、防浪墙及输水洞工程。钢筋制作实现机械化，人工绑扎。钢闸门采用定型产品，由专业加工厂制作，现场调试安装。7.5施工交通运输7.5.1对外交通本工程的坝址处有乡级公路通过，路面现宽6m，路况较好。公路可直通水库，交通十分方便。7.5.2场内交通本工程的场内交通主要包括土石方的开挖运输、砼的浇筑运输以及土石方填筑材料运输等，场内主要交通线路布置要以砼运输、填筑料运输、弃渣运输等运输线路及各施工区联络为重点。施工道路利用原有坝顶路及坝后路，场内临时道路根据需要铺设。7.6施工总布置7.6.1施工布置的原则本工程为已建工程，生活区、骨料堆场、施工仓库、施工附属企业、临时堆料场、弃渣场等，根据本工程实际情况采用集中与分散相结合的布置形式。砼拌和系统根据本工程的实际情况，采用移动式拌和站。施工总平面布置图见图集中图-12。7.6.2施工工厂设施（1）混凝土拌和系统139n本工程砼浇筑总量为2515×104m3，根据施工进度，拌制工程土最大施工强度109m3/日，布置2台强制式0.4m3搅拌机，相应的运输工具6台胶轮车、4台翻斗车。砼成品骨料来源为外购。砂石骨料场内运输采用人工手推车过秤上料。（2）施工辅助企业辅助企业各厂的设置和生产规模是根据主要工程量、施工进度及强度、运输量、机械用量和建材的加工量确定的。本工程靠近市区，大型机械维修修、配保均可市区工厂进行，简单维修在工地内维修，无须在施工现场建设机修厂、修配厂。钢筋加工厂占地面积150m2，布置弯曲机，调直机，切断机各1台。（3）施工供风.本工程施工供风对象主要为溢洪道底板拆除、砼拌合系统及砼浇筑等项目。根据本工程施工用风部位和负荷分布特点，采用固定式电动空气压缩机4L-20/8型1台。（4）施工供水施工供水取水库，水质状况良好，水量充沛，对砼无侵蚀性，是本工程施工生产良好水源，可直接抽用。本工程生活区布置在水库管理区，生活用水为当地饮用水，安全可靠。（5）施工供电本工程施工用电采用水库动力电。7.6.3生活区139n临时生活区布置在坝址右岸下游空地，主要布置施工附属企业和临时生活设施。施工临时占地面积见表7.6-1。表7.6-1施工临时占地表单位：m2项目建筑面积占地面积备注施工仓库水泥库300300其他库300300小计600施工工厂砼拌合系统150150钢筋加工厂150150风、水、电系统100100小计450生活区300600料场74007400弃渣场200运距2km总计　　7.6.4渣场规划本工程开挖工程包括坝顶防浪墙重建段对坝体的开挖量，其开挖料部分用于完建后的回填，部分用于料场回填。弃渣场布置在大坝右侧上游处，距离大坝约2.0km，位于淹没区。土石方平衡计算见表7.6-2。7.7施工总进度139n本地区气候寒冷，冬季长达5个月不能正常施工，常温施工时段为4月15日至10月20日。本工程施工总工期计划为9个月，即2011年8月投入前期准备工作，2011年9月正式开工至同2012年5月末结束。主体工程施工时，首先利用输水洞导流，进行溢洪道工程的施工；大坝前坡护坡工程修建时，可利用溢洪道进行施工导流。底部护坡修建时，可暂时降低水库水位，待底部护坡修筑完成，即可恢复水库正常蓄水位。施工进度计划见表7.7-1。7.8技术供应本工程施工总用工8.50万工时。主要材料用量：钢材49.86t，水泥867t，粗砂3043m3，碎石2961m3,块石1766m3,木材7.95m3，柴油83.51t，汽油1.22t。139n139n8工程占地8.1工程概况TTT水库位于绥芬河市以北4.5km的北大河上，本次工程为该水库的除险加固工程。工程内容主要包括：大坝前坡护坡、坝顶路面、倾斜段防浪墙及坝后排水棱体的重建，坝前增加粘土铺盖；溢洪道底板及挑流段重建；输水洞金属结构及工作桥的重建。8.2占地范围及实物指标本工程临时占地由料场占地和施工临时用地组成，共9400m2。料场占地7400m2，主要为粘土料场占地。粘土料场位于绥阳镇林业局二道岗子林场变电所1km左右处，占地类型为耕地。在施工过程中，是坝前粘土铺盖的取料场，施工结束后进行复垦。施工临时用地2000m2。其中，弃渣场占地200m2。除粘土料场外，临时占地全部位于工程管理范围或淹没区内，故本次设计中不再另外给予补偿。8.3占地投资8.3.1投资编制依据⑴《中华人民共和国土地管理法》（中华人民共和国主席令第28号），2004年8月28日施行；⑵《水利水电工程建设征地移民设计规范》（SL-290-2009）；⑶《黑龙江省土地管理条例》，2000年1月1日起施行；⑷《黑龙江省人民政府关于印发黑龙江省征地区片综合地价实施办法的通知》（黑政发[2008]101号），2009年1月1日起施行；⑸《黑龙江省人民政府关于实施征地区片综合地价的批复》（黑政函[2008]127号）；139n⑹《关于水利水电工程建设用地有关问题的通知》（国土资发[2001]355号）。8.3.2补偿标准8.3.2.1土地补偿标准依据《中华人民共和国土地管理法》、《黑龙江省土地管理条例》、《黑龙江省人民政府关于印发黑龙江省征地区片综合地价实施办法的通知》和《黑龙江省人民政府关于实施征地区片综合地价的批复》，确定土地补偿标准为：工程临时占地征地区片综合地价为标准地价元/hm2的0.1倍，即27600元/hm2。8.3.2.2其他费用⑴前期工作费：按征用土地补偿费的2%计取。⑵勘测设计科研费：按征用土地补偿费的2.5%计取。⑶实施管理费：按征用土地补偿费的3%计取。⑷技术培训费：按征用土地补偿费的0.5%计取。⑸监督费：按征用土地补偿费的1.5%计取。⑹咨询服务费：按征用土地补偿费的0.2%计取。8.3.2.3预备费基本预备费按征用土地补偿费、税费及其它费用合计的8%计取。8.3.2.4各项税费⑴土地复垦费：按30000元/hm2（临时占地）计取。8.3.3占地投资概算根据黑龙江省小(Ⅰ)型病险水库除险加固工程初步设计报告编制要求，考虑小型水库投资限额，本次工程占地只列入料场占地的临时征地费用，其他不计。139n本次设计，工程临时占地投资为4.64万元，详见表8.3-1。139n9工程管理设计9.1工程管理现状TTT水库现由TTT水库管理站管理，隶属于绥芬河市水务局。目前，有管理站房一座，管理设施不完善。9.2工程建设期管理在本次工程建设期间，由TTT水库管理站进行除险加固工程的全面管理。9.3工程运行期管理TTT水库消险后由TTT水库管理站管理，隶属于绥芬河市水务局。水库定员编制为4人，管理机构人员编制详见表9.1-1。表9.1-1管理单位编制定员表岗位类别岗位名称岗位定员1、单位负责类单位负责岗位12、技术管理类工程技术管理岗位14、运行维护类工程运行与维护岗位29.4管理范围和保护范围9.4.1工程管理范围工程管理范围为：坝轴线向上50m，坝脚线向下100m。溢洪道工程由两侧轮廓线向外50m，消力池以下50m，输水洞工程从工程外轮廓线向外10m。9.4.2工程保护范围工程保护范围：在工程管理范围边界线外延，主要建筑物不少于100m，一般不少于30m。139n水库保护范围：由坝址以上，库区两岸土地征用线以上至第一道分水岭脊线之间的陆地。9.5工程管理根据《黑龙江省水利工程管理条例》、《水库大坝安全管理条例》等有关法规、条例，完善水库管理规章制度，建立健全责任制。管理人员要经常对土坝、输水洞和溢洪道等工程进行检查，及时观测，要掌握了解建筑物是否损坏及出现异常现象，每年对输水洞闸门及启闭设备进行检修和保养。TTT水库是供水与防洪相结合的水库，为了水库的正常运行，必须搞好水库的调度运用、工程管理及其它副业生产。为了节约用水、合理用水，对水库管理区的坝、溢洪道等建筑物要提出管理办法、操作规程及维修养护要点。在搞好水库的工程管理及调度运用的同时，做好副业生产，发展多种经营，使水库生产向企业化发展。139n10设计概算10.1编制说明10.1.1工程概况TTT水库位于绥芬河市以北4.5km处，控制流域面积23.3km2，总库容386.8×104m3。该水库是一座以防洪为主，兼顾供水和美化环境等综合利用的小(Ⅰ)型水库。本次设计中，对大坝前坡护坡、坝顶路面、坝后排水棱体及倾斜段防浪墙进行拆除重建，坝前铺设粘土铺盖；溢洪道底板及挑流段拆除重建；输水洞金属结构更换，工作桥拆除重建。工程主要项目有：1、土坝工程。2、溢洪道工程。3、放水洞工程。10.1.2投资主要指标1、工程量总工程量2.42万m3，其中土方开挖0.07万m3，土方回填1.54万m3，石方0.38万m3，清基0.18万m3，混凝土0.25万m3。2、材料量钢材49.86t，水泥867t，粗砂3043m3，碎石2961m3,块石1766m3,木材7.95m3，柴油83.51t，汽油1.22t。3、施工总用工8.50万工时。4、工程总投资466.13万元。其中建筑工程费297.64万元，占一至五部分投资的68%。金属结构设备及安装工程费4.94万元,139n占一至五部分投资的1%。临时工程费10.27万元，占一至五部分投资的2%。独立费用（包含材料价差）126.67万元，占一至五部分投资的29%。预备费21.98万元。TTT水库除险加固工程计划工期为2011年8月始投入前期准备工作至2012年5月收尾工程完成。10.1.3编制原则和依据1、定额依据水利部水总（2002）116号文颁发的《水利建筑工程概算定额》；水利部水总（2002）116号文颁发的《水利工程施工机械台时费定额》；水利部水建管（1999）523号文颁发的《水利水电设备安装工程概算定额》；水利部水建（1993）63号文颁发的《中小型水利水电设备安装工程概、预算定额》。2、编制办法及费用标准水利部水总（2002）116号文颁发的《水利工程设计概（估）算编制规定》；水利部水定（2003）1号文颁发的“关于《中小型水利水电设备安装工程概、预算定额》有关问题的通知”；国家发展计划委员会计价格（2002）1980号文“关于印发《招标代理服务费收费管理暂行办法》的通知”；黑龙江省水利厅黑水发（2002）517号文关于《水利工程设计概（估）算编制规定》中有关费率取费标准的通知；地区津贴执行黑龙江省水利厅黑水政字（1998）87号文中的规定（45元/月）计算；139n铁路运费执行铁路货运规则铁运（2000）71号文、黑龙江省计管（1998）587号文，公路运费黑龙江省交通厅、物价局黑交发（1998）280号文的规定计算，装卸费按黑交（1996）326号文的规定计算。3、基础单价（1）人工预算单价表表10.1-1人工预算单价表名称单价（元）工长5.73高级工5.36中级工4.62初级工2.58机械工4.62建设单位人员经常费用31540（2）材料概算价格执行绥芬河市建设局、绥芬河市财政局文件“绥建财联字〔2010〕第2号”。详见概算附件。材料预算价格见表10.1-2。表10.1-2主要材料概算价格明细表主要材料预算价格明细表材料单位单价（元）材料单位单价（元）水泥t620.22汽油kg9644.77钢筋t5080.82柴油kg8767.57成材m31978.50粗砂m372.11碎石m3107.41砂砾石m372.11139n块石m3112.56（3）电、风、水概算价格1）施工用电：采用国家电网供电90%、50kW柴油发电机发电10%。2）施工用风：采用9m3/min电动移动式空压机。3）采用7.5kW离心水泵抽水。（4）取费1）其他直接费计算基础为直接费，建筑工程费率为5.5%，安装工程费率为6.2%。2）现场经费表10.1-3现场经费率表序号工程类别计算基础现场费率（%）1土方工程直接费42石方工程直接费63模板工程直接费64混凝土工程直接费65其他工程直接费53）间接费表10.1-4间接费费率表序号工程类别计算基础现场费率（%）1土方工程直接工程费42石方工程直接工程费63模板工程直接工程费6139n4混凝土工程直接工程费45其他工程直接工程费54）企业（计划）利润7%。5）税金3.22%。6）设计费4%。7）工程监理费：按6万元计。8）大坝安全鉴定费：按5万元计。9）基本预备费按一至五部分投资的5%计算，不计价差预备费。10.1.4总概算表本次工程，总概算表详见表10.1-5。10.2资金筹措本次工程，总投资466.13万元，全部由中央财政补助。139n139n11效益分析TTT水库除险加固后，兴利水位509.35m，兴利库容260.07×104m3，死水位502.00m，死库容31.0×104m3。TTT水库保护下游的绥芬河市边贸保税区及滨绥铁路、哈绥公路的安全。同时，作为绥芬河市第一净水厂的水源地，缓解绥芬河市区人民长期严重缺水状况。139n目录1综合说明11.1绪言11.2水文51.3地质61.4工程任务和规模71.5工程布置及主要建筑物81.6金属结构及电工91.7施工91.8工程占地101.9工程管理111.10设计概算111.11工程效益122水文132.1流域概况132.2水文基本资料152.3径流172.4洪水192.5蒸发增损312.6泥沙322.7冰情332.8坝下水位流量关系333工程地质35n3.1水库区工程地质构造特性353.2坝体与坝基土（岩）层工程地质特征363.3溢洪道及输水洞地质特征393.4天然建筑材料403.5结论及建议454工程任务和规模474.1经济社会现状及发展要求474.2工程建设的依据和必要性484.3工程任务514.4设计标准复核514.5工程规模524.6工程规模复核结论685工程布置及建筑物695.1设计依据695.2工程现状及工程总布置705.3土坝工程755.4溢洪道工程1015.5输水洞工程1065.6工程量1106机电及金属结构1136.1金属结构1137施工组织设计1147.1施工条件114n7.2天然建筑材料1167.3施工导流1207.4主体工程施工1217.5施工交通运输1227.6施工总布置1227.8技术供应1258工程占地1278.1工程概况1278.2占地范围及实物指标1278.3占地投资1279工程管理设计1309.1工程管理现状1309.2工程建设期管理1309.3工程运行期管理1309.4管理范围和保护范围1309.5工程管理13110设计概算13210.1编制说明13210.2资金筹措13611效益分析138