沙湖岭水库除险加固的初步设计

沙湖岭水库除险加固的初步设计

　　沙湖岭水库除险加固的初步设计绪论0.1研究意义本项工程对于防御洪水灾害和保证当地国民经济建设发挥重要的作用。是保障人民生命财产安全的需要，如果水库出现垮坝失事，将引起支流水位升高，农田淹没，对下游地区造成灾难性的影响。水库工程病险的存在，一方面会使工程自身安全运行得不到保障，另一方面，由于不得不采取限制蓄水的措施，汛期到来时水库调蓄能力降低，影响下游区域的安全。本项工程是缓解水资源紧缺现象的需要，当地水资源比较紧缺，人均占有量少，受气候影响，降水量偏少，水资源时空分布不均，所以这次水库除险加固对水库和用水是十分重要的。水库既是江河防洪体系的重要组成部分，也是防御洪涝台旱灾害的重要工程，水库安全直接关系到人民生命财产安全。据最新水利普查统计，湖南省省现已建成4335座水库，其中大型水库33座，中型水库158座，小型水库4144座，总库容达420多亿m3，水库防洪保护面积1000多万亩，灌溉农田1400多万亩，每年向工农业及城镇居民生产生活供水100多亿m3，年发电量60多亿度，在防洪、供水、灌溉、改善生态、发电等方面发挥着巨大的作用，为我省经济社会又好又快发展提供了重要基础保障。由于湖南省省地处东南沿海，洪涝灾害多发。尤其是近年来，随着全球气候的变暖，强台风、局部地区强降雨等极端性气候事件频发，给水库安全特别是病险水库构成严重威胁，水库一旦失事，将给下游地区造成毁灭性灾害。因此，加快实施病险水库除险加固，对保障人民生命财产安全、维护社会和谐稳定具有重要意义。工程主要任务是通过除险加固，消除水库大坝的安全隐患，确保工程安全运行，充分发挥水库效益。..0.2国内外研究现状修筑水库大坝的主要目的是提高江河下游及保护区的防洪标准,利用水能发电,改善河道航运,为下游供水及灌溉,服务库区及下游地区的经济建设。但是大坝一旦因某种原因垮坝失事(如库区山体滑坡、地震、特大洪水、地基缺陷、泄流能力不足、运行不当等),将对下游造成严重的洪水灾害及巨大的经济损失。我国目前已经修建8.7万多座水库,是国民经济和社会发展的重要基础设施,然而,其中约3.7n万座为病险水库。因此,由于我国病险水库多且分布广、大坝溃决突发性强,病险水库的溃坝灾害已成为我国防灾减灾工作中的一个突出问题。受地形地质、水文气象、地震、坝体结构、运行管理等众多因素影响,大坝安全响应机制错综复杂,实施病险水库除险加固工程，具有巨大的社会和经济效益，一是大幅度提高水库安全度，充分发挥了防洪减灾作用，有力地夯实了防汛防台工程基础；二是恢复水库的综合功能，不但可以解除不安全水库对有关县城、乡（镇）、村庄以及大量铁路、公路等基础设施和重要工矿企业的威胁，而且还能有效地保障了水库下游人口、土地的防洪安全；三是可以改善水库的运行管理条件，通过除险加固，小型水库可以配套建设水库防汛抢险道路、观测设施、雨水情测报系统，改善管理房面积等；四是可以改善水库周边的生态环境，通过实施除险加固，可使加固后的水库成为安全的休闲场所、新农村建设的亮点【25】。第1章自然地理概况1.1位置交通沙湖岭水库位于湖南省嘉禾县，距嘉禾县县城15km。嘉禾县地处东经112°14～112°35，北纬25°26～25°47。东西最宽35.7km，南北最长39.3km，县域面积为699.16km2，占湖南省面积的0.33%，是省内面积最小的县份之一。交通位置图见图1-1。.1.2工程概况沙湖岭水库位于嘉禾县袁家镇大岭村境内，属湘江一级支流舂陵水水系，地理坐标为：东经112°25′26.1″，北纬25°31′19.6″。坝址位于嘉禾县城东南部约15km。水库控制流域面积0.85km2，总库容约44.68万m3。沙湖岭水库主要枢纽工程由大坝、输水涵管和溢洪道等永久性构筑物组成，是一座以灌溉为主的小（Ⅱ）型水利工程。大坝为均质土坝，坝顶轴线长约75m，坝顶宽约2.4--2.5m，最大坝高约17m，坝顶高程297.50297.80m（黄海高程，采用手执GPS测量），目前蓄水位约284.35m。工程平面布置图见图1-2。水库正常运用洪水标准为30年一遇（实际20年一遇），非常运用洪水标准为300年一遇。枢纽工程主要由大坝、溢洪道、输水涵洞等永久性构筑物组成。大坝为均质土坝，坝顶高程297.50297.80m，最大坝高为17m，坝顶轴线长75m，坝顶宽2.4~2.5m不等，内坡只有一级边坡，坡比为1:2.45；外坡有两级边坡，坡比分别为1:2.2和1:2.9。输水涵洞进口位于大坝左肩约20mn处，从坝体下方通过，出口排水沟一端相连，输水涵洞全长约68m，为0.40.6的矩形砌石涵管。大坝左端设有宽顶堰式溢洪道，最大泄量为25.68m3/s。溢洪道采用浆砌片石结构，两侧墙体宽约0.4m，墙体高度平均为2m，底板采用现浇混凝土底板铺设，溢洪道宽为2.3m。沙湖岭水库始建于上世纪五、六十代年，由于受当时技术条件限制，未做地质勘探工作，且该工程属于典型的三边工程，整个工程的勘测设计等技术资料不全。在施工过程中，只注重施工进度，忽视施工质量，施工程序较简单；坝体填筑土碾压欠实，施工质量差，导致大坝发生了多处险情隐患。近年来水库各项枢纽工程多次出现险情，为确保工程安全，当地水利局多次对水库枢纽进行加固，由于资金短缺，对大坝存在的安全隐患未进行彻底的维修处理，使工程长期带病运行，且日趋严重。第3章工程地质.....233.1概述....233.2库坝区工程地质概况.......243.3枢纽工程地质条件评价及工程地质问题....253.4坝体工程质量及存在的问题.......263.5岩土物理力学指标建议值....273.6天然建筑材料.......303.7小结....30第4章除险加固设计........314.1设计依据........314.2大坝除险加固设计....334.3溢洪道整治设计........534.4输水建筑物工程改造设计....624.5安全监测设计.......634.6白蚁防治设计.......66第5章环境保护与水土保持设计.....675.1环境保护设计.......675.2水土保持设计.......74第7章施工组织设计7.1施工条件n坝址区为低山丘陵区，地形切割较为严重，地形高差较大，总体地势为西北、南东中部低，两侧山体与库区呈U型，地表大面积被残坡积层所覆盖，覆盖层厚薄不大。植被覆盖较好覆盖率约达60%，以灌木林地和杂草为主，自然边坡较稳定。本次枢纽加固工程项目为：主坝防渗加固，消力井拆除重建，溢洪道拆除重建，防汛公路改造，管理设施改造等。因各部分工程内在干扰因素小，独立性较强，可分散甚至单独作业，降低了协调作业的难度，多个项目可同时施工，这些特点为工程场地布置、进度控制、材料供应等提供了很好的条件。施工场地可根据各项工程特点，独立或结合布置，以大大减小对施工所需场地的要求。库区为丘陵区，主坝主要进行坝基帷幕灌浆、坝体冲抓回填处理，并且在坝顶及上游坡施工，工程要求施工场地不大，灌浆棚及施工机械和材料可布置在两坝端空旷部位；溢洪道要求施工场地不大，施工用材料需采用机械设备传送，其它加固工程可利用大坝下游空地、场地，按施工方便的原则布置。结论（1）大坝坝基渗漏，高水位时，坝右肩与山坡接处有散渗,放水闸开关锈蚀情况严重，无法启闭,卧管侧墙渗漏严重,溢洪道砌体结构老化、剥落，块石风化较强烈，溢洪道底板、侧墙均已出现开裂，下游未设消能设施,有贴坡排水，表层块石风化严重；固结快剪粘聚力20.7KPa，固结慢剪粘聚力17.3KPa;坝址区地层岩性由上至下依次为第四系人工堆积层大坝填筑土、二叠系下统当冲组强风化--弱风化泥质灰岩，表层岩石风化强烈，节理裂隙较为发育，下部岩体风化程度较轻，岩质较硬，岩体较完整。坝基岩体为AⅣ2～AⅢ1类;大坝安全等级为三级。（2）根据水文分析计算结果，沙湖岭水库总库容44.68万m3,小2型水库，设计洪水标准为30年一遇，校核洪水标准为300年一遇，正常蓄水位295.02m,设计洪水位295.82m，水库的坝址控制流域面积0.85km2,干流长度1.375km，干流平均坡降6.55‰，校核洪水位296.07m，设计洪水位295.82m，正常蓄水位295.02m，死水位283.95m，总库容（校核洪水位以下）44.68万m3,正常库容37.30万m3,死库容2.0万m3,校核洪峰流量（P=0.33%）8.13m3/s,校核下泄流量10.65m3/s,校核洪水总量19.78万m3,设计洪峰流量（P=3.33％）5.68m3/s,设计下泄流量3.25m3/s,设计洪水总量13.33万m3；（3）沙湖岭水库溢洪道控制端顶部n297.02m,满足规范要求；坝体采用土工膜和混凝土防渗墙防渗方式，基岩至基岩相对不透水层采用帷幕灌浆防渗；坝顶进行改造，在上游以及下游边界分别设置0.25*0.6m的C15砼路肩，加固后坝顶宽度为3m；溢洪道进行改造，底板侧墙拆除重建，新建消力池，并结合实际分别在坝顶和消力池上布置两座简易砼桥。............