白云水库除险加固初步设计大学论文

白云水库除险加固初步设计大学论文

1综合说明1.1工程概况白云水库位于剑阁县义兴乡土垭村境内，距义兴乡15公里，离县城100公里。水库于1957年7月全面竣工投入运行。水库枢纽工程位于在嘉陵江水系西河流域支流，水库坝址以上流域面积0.8平方公里，主河道长度1.35公里，河床平均比降35‰，水库总库容13万m3，正常蓄水库容10万m3，设计灌溉面积450亩，有效灌溉面积200亩。为一座高14.64m，坝顶宽2m，长115m的均质土坝，是一座以灌溉为主，兼有防洪、供水、养鱼等综合功能的小（2）型水库。该水库承担着当地农业生产用水任务，工程投入运行以来，为当地农业生产发挥了显著的经济效益和社会效益。白云水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道、放水涵卧管设施等组成。白云水库至1957年7月完工投入运行以来，水库枢纽经长年运行后，出现了一些严重制约灌区农业经济发展、威胁下游灌区人民生命财产安全的问题。1.1.1工程现状1、大坝工程现状白云水库大坝为均质土坝。大坝坝高14.64m，坝顶宽2.2m，坝顶长115m，坝顶高程665.2m，设计正常蓄水位653.41m，死水位643.51m。坝顶有机耕道通过，坝面凹陷不平整，坝顶无防浪墙，坝顶及下游坝坡灌木丛生，整体坝行不规整，上游坝坡风浪淘刷严重，存在部分塌陷变形，下游坝面及坝顶未作过整治，大坝中部有裂缝，裂缝约有80m，中部渗漏严重，坝坡设有马道和浆砌条石放水渠，马道宽度不一，放水渠未整治，排水棱体为干砌块石。70n工程修建于1957年，至今已运行55年。由于当时各种设计规范都处于一种起步和试验阶段，体制和制度尚不健全，并且没有较为详细的地质资料，没有正规的施工图纸，加之各种技术落后且技术力量极为薄弱，大坝在建设期间，由于人们对土料的选择认识不足，所以填土质量相对较差。另外，前坡坝脚未设堆石体，但前坝由于坡度较缓，工程建成至今未出现任何滑坡等工程险情。大坝外坡脚杂草丛生,且有零星杂灌,由于运行较长，加之人畜践踏，坝坡凹凸不平，较不规则。2、溢洪道工程现状水库溢洪道布置于大坝右侧泥岩基础上，为开敞式正堰溢洪道，堰顶高程653.41m，进口宽2.8m，溢洪道全长55m，未进行衬砌。溢洪道上有机耕道通行要求。3、放水设施工程现状放水涵卧管布置于大坝右岸边，长度69m，为M7.5水泥砂浆砌条石衬砌，断面为矩型，卧管为单排孔眼放水，设计最大放水流量0.15m3/s。“5.12”震后，放水卧管渗漏比较严重且防水方式古老，费时费力，建议重建涵卧管。1.1.2工程存在的主要问题1、大坝工程存在的主要问题（1）大坝由于当初建设时设计标准低，施工技术落后，坝体填土质量较差，大坝上游坝坡浪蚀严重，存在局部不均匀沉陷变形现象。（2）大坝下游坝坡杂草丛生，局部不均匀沉陷变形明显，坝身无排水系统，坝体两端与山坡接合部无地表排水沟。根据坝坡稳定计算分析，其下游坝坡抗滑稳定安全系数小于规范允许值。（3）排水棱体设置简单，底部没有设置反滤层，其结构不合理。且棱体大部分垮塌严重。（4）坝身上部多处散浸现象明显，渗漏量较小，约0.6L/s。70n2、溢洪道存在的主要问题行洪能力不满足溢洪道形式不规则，且未进行衬砌，经过多年运行后，局部地段冲毁严重，存在部分垮塌现象。通过实地查看和水库管理人员介绍，溢洪道边宽度及高度不够，校核洪水水面曲线高于溢洪道边墙顶，在遇见较大洪水时，洪水会冲出边墙，威胁溢洪道外的农田。3、放水设施存的主要问题放水设施位于右岸，由石质涵卧管组成。设计最大放水流量0.15m3/s，放水卧管漏水严重，水库不能正常放水。1.1.3大坝安全鉴定结论2012年4月经广元市剑阁水务局专家组对该水库大坝进行了安全鉴定，其鉴定结论为三类坝，建议尽快整治。1.2水文1.2.1水文气象白云水库地处亚热带湿润季风气候区，具有气候温和、雨量丰富、四季分明的特点。该流域属湿润性亚热带气候，由于受季风的影响，形成冬干、春旱、夏洪、秋涝的特点，流域多年平均降水量为1089mm，降雨年际变化大，年内分配不均，降雨多集中在7～9月，12月～翌年3月降雨较少，流域内多年平均径流深350mm，径流主要靠降水补给。通过对剑阁县气象局多年观测资料统计分析：流域内多年平均气温16.5℃，最高气温38.9℃，最低气温-6.7℃，多年平均风速1.2m/s，多年平均最大风速15m/s。1.2.2洪水标准根据国家《防洪标准》（GB50201-94）及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的相关规定，白云水库属小（二）型水库，工程等别为Ⅴ等，主要建筑物级别为5级，70n校核洪水标准为200年一遇（P＝0.5%），设计洪水标准为20年一遇（P＝5%）。1.2.2洪水复核结果本次设计洪水采用推理公式计算了设计洪水流量，经洪水计算和调洪演算：20年一遇时洪峰流量为13.506m3/s，200年一遇洪水时洪峰流量为22.748m3/s。校核洪水最大下泄洪水流量为：19.39m3/s，相应坝上校核洪水为：656.2m，相应水库总库容为23.7万m3。设计洪水最大下泄洪水流量为：10.28m3/s,相应坝上设计洪水为：655.2m，相应水库库容为14.65万m3。1.2.4特征水位正常水位653.4m，相应库容13万m3；设计水位655.2m，相应库容为14.65万m3；校核洪水位656.2m，相应库容为19.39万m3；死水位643.51m，相应库容2万m3。1.3地质1.3.1库区水文地质及工程地质条件1、地形地貌库区为构造剥蚀丘陵地形，西北高，南东低。地貌形态受到构造和岩性控制，平台与深切沟谷，最高738.0m，最低521.8m，高差216m。坝区属浅切割的浅丘地貌区。主要地貌形态为条状山间拗谷，山顶多呈桌状平顶山。按其成因可分为构造剥蚀及侵蚀堆积两大类型。2、地层岩性该区出露地层由侏罗系七曲寺组、第四系坡、残积层及人工填土层组成。现将地层由老到新分述如下：70n（1）侏罗系七曲寺组（J3q)：浅紫-紫红色泥质砂岩、泥岩互层，中～厚层状构造，泥质类岩石岩性较软，胶结物以泥质胶结为主，水平层间裂隙及垂直张裂隙较发育，强风化带厚2～5米；浅紫、灰紫色砂岩，断口多呈粒状，厚层～块状构造，细粒结构，颗粒大小较均一，主要成分为石英，次为长石，胶结钙质，胶结坚密，岩性坚硬，局部地段为钙泥质或泥质胶结，泥质砂岩单层1.5～8.0m不等，抗风化能力弱。（2）第四系全新统坡残积层（Q4del）：黄色粉质粘土组成，夹少量泥岩、砂岩碎块石，结构稍密，稍湿，可塑状，结构均一，分布不均匀，钻探揭示厚约1.6～8.8米，分布广泛，主要分布于斜坡及谷地；低洼地带常含有淤泥质。（3）第四系人工填土层（Q4r）：杂色，以粉质粘土、粘土夹泥岩、砂岩碎块为主。主要由筑坝堆积而成。分布于大坝坝体，厚度0～24.1米。1.3.2地震烈度根据《中国地震动参数区划图》（1/100万）国家标准第1号修改单及《四川、甘肃、陕西部分地区地震动蜂值加速度区划图》（1/100万）、《四川、甘肃、陕西部分地区地震动反应谱特征周期区划图》（1/100万）等查得，工程区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g（g为重力加速度），设计地震分组为第二组。地震动反应谱特征值为0.40s。1.4安全鉴定1.4.1安全鉴定情况1.4.1.1大坝工程（1）大坝由于当初建设时设计标准低，施工技术落后，坝体填土质量较差，大坝上游坝坡浪蚀严重，存在局部不均匀沉陷变形现象。70n（2）大坝下游坝坡杂草丛生，局部不均匀沉陷变形明显，无排水系统，坝体两端与山坡接合部无地表排水沟。根据坝坡稳定计算分析，其下游坝坡抗滑稳定安全系数小于规范允许值。（3）排水棱体设置简单，底部没有设置反滤层，其结构不合理。且棱体大部分垮塌严重。（4）坝身上部多处散浸现象明显，渗漏量较小，约0.6L/s。1.4.1.2溢洪道整治工程1、溢洪道开挖断面不够。2、土质边墙垮塌严重且边墙未衬砌。1.4.1.3放水设施整治工程放水设施卧管裂缝，漏水严重。1.4.1.4其它整治工程1、防汛公路防汛公路不满足工程防汛抢险和管理要求。2、管理房从建库至今，该水库一直无管理房。1.4.2安全鉴定综合评价根据现场检查和洪水、大坝稳定以及渗漏进行复核评价，该水库最终鉴定为三类坝，建议及时进行整治。1.5工程布置及除险加固设计1.5.1工程布置白云水库坝址位于嘉陵江水系西河流域支流，水库由大坝、溢洪道、放水设施组成;溢洪道位于大坝的右坝肩，为开敞式宽顶堰。堰顶高程653.4m，堰宽2.8m；放水设施为涵卧式,放水流量为0.15m3/s。70n水库除险加固项目，均是在已建工程基础上进行扩建整治或更新改造的，故在枢纽总体布置中所处位置基本上均在相应工程原位置处。1.5.2主要建筑物除险加固设计1.5.2.1设计标准根据中华人民共和国水利部颁发的《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）的规定，白云水库大坝工程为五等工程，主要建筑物按5级设计，次要建筑物按5级设计。洪水标准本次确定为：设计标准为20年一遇，校核标准为200年一遇。1.5.2.2工程加固整治内容⑴大坝整治工程①总体设计经前面第二章坝顶高程复核结果，本次设计坝顶增设1米高防浪墙，外坝清杂培厚整形。②坝顶整治设计现坝顶高程655.78m，坝顶宽度为2.0m，坝顶长115m。为满足水库防洪标，需加设1m高的防浪墙，防浪墙采用C20砼，墙厚0.4m，坝顶路面采用现浇砼路面，厚度20cm。坝顶两侧采用M7.5砌条石增做路缘带，埋入坝顶下土层内。③大坝内坡整治设计根据整治后坝体高度，设二级变坡，即坝顶至中部处坡比为1：2.1，变坡至死水位643.51m处坡比为1：2，同时二级变坡处设1.8m宽的马道。现坝顶至新设马道之间按1：2.1的坡比进行削坡，并采用C15砼预制块护坡，厚度为8cm，下铺设20cm的砂砾垫层。在预制块护坡间采用C15砼现浇护坡框格，框格尺寸为4*4m，之间布设排水沟，孔距5m，呈梅花型布置，孔径40mm，孔材采用PVC管材，管后设砂砾石反滤堆。马道至死水位按1：2的坡度削坡，并采用块石护坡，厚20cm70n，死水位处沿大坝纵向干砌一棱条石，条石断面为30×40cm。④外坝坡工程根据原大坝，结合现工程设计，外坡上部需要培厚,培厚采用泥岩石渣料进行回填碾压，坡比为1：2，根据实际地形，不设置马道。对外坝坡坝肩两侧顺坡向设排水沟,排水沟为M7.5砌条石矩形结构，宽×深=0.4×0.5m。对外坝坡堆石体以上坡面采用草皮绿化护坡，以防雨水冲涮。⑵溢洪道整治工程由于坝轴线外移，根据该水库溢洪道特性，进口处也相应外移4.68m，考虑至溢洪道进口段与坝体连接，在进口处设1:2.5的反坡，堰顶宽4m，厚其后接坡比为1：30的缓坡段、长37m，然后接1：10的行洪渠，长75m。堰顶高程为653.4m，堰顶边墙高2.8m，行洪渠边墙高1.50m，边墙采用M7.5砂浆砌条石，其底边采用C15砼浇筑护底，砼厚0.15m，边墙结构尺寸详见图。⑶放水设施整治工程针对放水设施存在的病险情况，拟对放水卧管采用拆除重建的方式进行，即：将原卧管拆除，然后采用M7.5砂浆进行重新砌筑，并采用M10砂浆勾缝。⑷其它工程整治①防洪公路工程整治防汛公路1km，路面宽设计为4.5m，路面设计为泥结石结构，路基利用原天然土层，其压实度不小于95%，结构底层采用20-30cm厚砂砾石垫层，表层采用20cm厚泥结碎石，路面由中心向两侧做成2%坡度，以利于排水。公路两侧各设置一道排水沟，排水沟梯形结构，底宽30cm，顶宽60cm，沟深50cm，排水沟采用M7.5砌条石结构。70n②大坝观测设施观测设施布置：在大坝两岸各布设一个工作基点和校准点，各种基点均布设在两岸岩石和坚实土基上，共需增设观测点12个；在坝体上共布置8个观测桩，其中上游坡在正常水位以上布置一排3个，下游坡两排5个。结构设计：采用C20砼浇筑，观测桩高出地面30cm，顶宽30cm，埋入地下面60cm，底坐宽70cm，高30cm，顶部安装强制对中设备。水文观测：针对水库降雨量、水位的观测，本次增设自计雨量、水位观测设施各一套、大坝渗流观测设施一套，另外在大坝库内接近大坝较稳定的地点增设水位标尺。观没设备：根据工程需要，本次配置水准仪一台，经伟仪一台。③完善管理设施新建管理房60m2，健全管理设施，增设必要的防洪通讯设施。1.6施工组织设计1.6.1施工条件白云水库位于剑阁县义兴镇土垭村境内，距义兴镇15公里，离县城89公里。村社公路从大坝经过，交通较为方便。在进库防汛公路整治后，外购材料及其土石料的运输均十分方便，可直接运至工地。该水库工程周围石料丰富，足可保证其用料需求.料场至工地较近,运输线路方便且运距较短.施工条件较好。施工用电可直接在距工程600m处的10Kv降压站搭接380V线路引至各施工点。钢材、水泥可在广元或剑阁城区物资部门或经销商购买，炸药在剑阁县民用暴炸器材公司购买。砂石料、粘土料等在规划的料场开采。1.6.2主体工程施工70n1、主体工程主要工程量动用土石方9436m3，砌石325.5m3，砼1373.3m3，总灌浆进尺462m,其中坝体回填灌浆进尺462m，坝基坝肩帷幕灌浆进尺308m。2、工程施工土方开挖工程：表面上的附作物采用人工清除，并运至指定地点进行处理。对于作业面较大的采用机械自上而下分层开挖，机械运输至弃渣场，无法采用机械开挖作业的部位采用人工开挖，胶轮车等小形运输机械运输至临时堆积地点再用自卸汽车运至弃渣场。石方开挖：露天明挖作业，采用自上而下的方式进行开挖，采用人工手持式风钻钻孔，人工暴破，机械挖装并运输至弃渣料场。土方回填：采用机械开挖装料，自卸汽车运输至作业面，无法采用汽车运输到作业面的，采用自卸汽车运到指定地点堆方，再用人工挑台或胶轮车运至作业点，对于溢洪道墙后回填部位采用人工配合小型打夯机夯实，对大坝回填部位采用自卸汽车运料上坝，推土机平料，振动碾分层碾压。浆砌条石：浆砌条石采用坐浆法施工，坐浆厚度为3-5cm，同一平面大致水平，上下分层错缝，内外T形搭接安砌，砌筑前必须对石料面进行冲洗，缝内砂浆必须灌注饱满，绝不允许干砌。干砌条块石：干砌条石采用人工作业，在临时堆料场进行人工选石，人工或胶轮车运至作业点，在进行人工砌筑，干砌缝不得大于5cm，达到设计高度和坡度时，表面要大致平整。砼工程：先进行人工平整基面，再进行基础测量放线后，采用人工立模，胶轮车运料进仓，人工平整仓面，振捣器捣筑。70n灌浆工程：对大坝坝体采用灌注粘土泥浆进行劈裂灌浆处理，对坝肩渗漏采用灌注纯水泥浆进行帷幕灌浆处理。处理时采用地质钻机钻灌孔，中压灌浆泵灌注，各种指标通过现场试验确定，灌浆后的各种指标应达到设计要求。1.6.3施工总进度本工程总工期6个月，其中施工准备期1个月，主体工程施工期4个月，工程完建期1个月。1.7工程管理1.7.1管理设施现状从工程修建至今，一直无任何管理、监测等设施。1.7.2本次增设管理设施⑴管理房本次设计新建水库砖混结构管理房64.80m2，设在大坝右岸位置，以满足管理的生产、生活需要。⑵工程其它管理设施①水工建筑物监测维护设施；②水情、工情信息及数据处理设施；③通信设施；④交通设施。1.8工程占地由于该程属于小型水库工程，加之本次为病害整治性质，根据工程整治设计，建设管理房和开通入库公路需永久性占地，其合计为6.85亩。临时施工用房占地：根据设计，完成该工程病害整治需临时搭建施工用房300m2；堆料场占地1亩，堆料场占地1.5亩，生产生活设施占地0.6亩，临时道路占地3亩，用房占地0.5亩，共占地7.0亩。1.9环境保护与水土保持70n水库水域及两侧陆地，应按二级保护区标准保护。其保护措施如下：本工程中水下抛石应严格控制质量，保持水质的清洁，机具维修所产生的废油应该集中收集，尽量重复利用。工程完工后应对临时占地进行绿化，可栽种松树、柏树等乔木，黄荆、马桑等灌木结合配置进行工程区植物措施的防护、绿化、美化处理。水土保持工程可采取植物措施和工程措施。1.10设计概算1、概算原则和依据：（1）国家和省级主管部门颁发的有关政策、法令、法规、制度、规程；（2）中华人民共和国水利部《水利工程设计概（估）算编制规定》；（3）中华人民共和国水利部《最新水利水电工程概预算定额》（上、中、下册）、水利部颁发的现行《水利工程施工机械台时费定额》、《水利水电设备安装工程概算定额》和有关行业主管部门颁发的定额；（4）广元市建筑材料价格（2008）2季度的市场价和元坝区物价局出具的《材料价格信息》；（5白云水库枢纽整治工程设计工程量；（6）白云水库枢纽整治工程初步设计文件及图纸。2、基础单价（1）人工工资：工长7.11元/工时，高级工6.61元/工时，中级工5.64元/工时，初级工3.04元/工时。（2）主要材料：水泥500元/t，河沙60元/m3，卵石35元/m3，炸药7500元/T，柴油6620元/t，汽油6750元/t。3、设计概算工程总投资191.65万元，其中建筑工程投资134.59万元，机电设备安装工程9.90万元，临时工程费13.34万元，独立费用18.94万元，水土保持和环境保护工程5万元,工程总投劳3.79万工日。水泥193T，河砂卵石696m3，炸药0.84T。1.11经济评价70n该工程经过经济评价，经济净现值99.72万元，远大于零，经济内部收益率13.49%，效益费用比1.44。由此可见，本工程在经济上是合理的。2　水文2.1流域概况70n2.1.1流域自然地理概况白云水库位于剑阁县义兴镇土垭村境内，距义兴镇15公里，离县城89公里。水库于1957年7月全面竣工投入运行。水库枢纽工程位于在嘉陵江水系西河流域支流，水库坝址以上流域面积0.8平方公里，主河道长度1.35公里，河床平均比降35‰，它是一座以农田灌溉为主兼有村镇供水、养殖、防洪等综合效益的小（二）型水利枢纽工程，其灌溉、防洪效益显著。工程流域地处四川盆地北部边缘，为深丘、中山地貌，地势东高西低，高差较大，河道坡度较陡，水流湍急，但流域内植被较好。2.1.2气象白云水库地处亚热带湿润季风气候区，具有气候温和、雨量丰富、四季分明的特点。该流域属湿润性亚热带气候，由于受季风的影响，形成冬干、春旱、夏洪、秋涝的特点，流域多年平均降水量为1089mm，降雨年际变化大，年内分配不均，降雨多集中在7～9月，12月～翌年3月降雨较少，流域内多年平均径流深350mm，径流主要靠降水补给。通过对剑阁县气象局多年观测资料统计分析：流域内多年平均气温16.5℃，最高气温38.9℃，最低气温-6.7℃，多年平均风速1.2m/s，多年平均最大风速15m/s。2.2基础资料收集与复核2.2.1基本资料的收集整理本次洪水复核收集整理了白云水库的主要特征参数：集雨面积、主河道长度、河流比降、吹程、水位～面积、库容曲线、溢洪道有关参数等资料。由于无任何原始资料可查，故本次根据1989年四川省测绘局出版1/10000航测图测算和现场实测数据进行对比分析。2.2.2流域基础资料复核1、集雨面积F70n本次复核根据1989年四川省测绘局出版1/10000航测图量算得集雨面积为0.8km2。2.主河道长度L根据流域1/10000地形图核实主河道长度为1.35km。3.主河床平均比降J根据核实的主河道线，用加权平均法计算主河床平均比降J＝35‰。2.2.3水库水位～库容曲线复核因该水库无任务资料，本次该水库水位—库容曲线采用在1/10000航测图上内插等高线方法进行绘制，计算绘制成果见表2-1。白云水库水位H～库容V曲线表表2-1水位H（m）640.78642.78647.8652.3655.78库容V（万m3）03811132.2.4水位泄量曲线复核采用宽顶堰自由出流公式计算下泄流量。白云水库溢洪道位于大坝右侧,为开敞式正堰，堰顶高程为653.40m,堰宽2.8m，本次按宽顶堰公式计算下泄流量q,绘制H～q曲线,成果见表2—2。白云水库溢洪道H～q曲线计算表表2-2水位H（m）653.4655655.7656.1656.4下泄流量q（m3/s）08.7815.1519.2522.552.3设计洪水70n2.3.1洪水特征白云水库洪水由暴雨形成，洪水发生季节与暴雨相应，一般在夏秋季节，多集中在6—8月，洪水特性为陡涨缓落，起涨到峰顶历时2—4小时，一次洪水总历时为1天左右，洪水过程线呈单峰形，具有山溪洪水的特性。2.3.2洪水标准白云水库为小（二）型水库，工程等别为五等五级，故本次洪水标准根据《水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252—2000）》规定,采用20年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。2.3.3推求设计洪水的途径水库流域及附近区域无实测洪峰流量资料；水库运行期间也无洪水过程出流观测资料，不能由库水位及出库流量等资料通过入库洪水来推求设计洪水，加之是小(二)型水利工程，故本次根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》（1984版，以下简称《手册》），按手册中的推理公式法由暴雨推求该水库的设计洪水。2.3.4设计洪峰流量2.3.4.1设计暴雨①暴雨计算公式及参数由于水库流域及邻近类似区内无实测水文资料，水库坝址河段又无历史洪水调查资料，在运行期间没有洪水过程出流观测资料，且没有完整的，长系列的暴雨资料，因此不能用频率分析方法及水文比拟法推求设计洪水，其设计洪水只能由设计暴雨并按《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》和《广元县水文手册》中推理公式进行分析计算。设计暴雨按短历时暴雨按公式Htp=Spt1-n计算：则:当历时t=1/6—1小时范围内时n1=1+1.285lg(H1/6p/H1p)70nSP1=H1P(mm)当历时t=1—6小时范围内时n2=1+1.285lg(H1p/H6p)SP2=H1P(mm)当历时t=6—24小时范围内时n3=1+1.661lg(H6p/H24p)SP3=H1P×6n3-1(mm)根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》附图——暴雨等值线图计算白云水库各控制历时暴雨统计参数如下表：白云水库各控制历时暴雨参数计算表表2-3历时（小时）24暴雨量均值H(mm)128CV0.55CS/CV3.5②各频率暴雨指数及暴雨量根据以上公式计算得出不同设计频率各控制历时设计暴雨量，各时段暴雨衰减指数n及6—24小时的设计暴雨雨力SP如下表：白云水库各频率暴雨量及暴雨指数计算表表2-4P(%)n2SP10.50.5699108.9750.576970.062.3.4.2洪峰流量计算70n白云水库属无资料地区，只有采用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》中介绍的推理公式计算洪峰流量。Qp＝0.278ψF按《手册》中后附图的等值线和附表皮尔逊Ⅲ型曲线模比系数KP值表查值，由于流域面积较小，先采用n1作试算。1、流域特征值集雨面积F＝0.8km2,主河道长L＝1.35km,主河道比降J＝35‰。2、汇流参数m值流域特征系数θ＝L/(J1/3*F1/4)，m＝0.318θ0.204，经计算得：m=0.3973、暴雨参数S、n根据《手册》结合相关公式计算暴雨衰减指数n和雨力参数S。t=1/6～1h，n2=1+1.285lg(H1/6p/H1p),Sp=H1P式中：暴雨量HP根据公式HP=KP×HP均值计算。4、产流参数μ白云水库地形地貌相对高差不大，采用盆缘山区公式μ=3.6F-0.19计算平均产流参数μ值及μｐ（CV=0.23，Cs=3.5CV）。5、洪峰流量计算由于流域面积较小，先采用n2作试算，则计算成果如下表：白云水库洪峰流量计算成果表F（km2）L（km）J（‰）J1/3F1/4θ=L/（J1/3F1/4）mH24（mm）CVCS0.81.35350.32710.94574.36390.54021280.553.5CV70n频率P（%）KPH24Pn2PSPS1/40.383/（（m/θ）*S1/4）n1PτOμ52.1268.80.576970.062.89311.06930.3881.07716.66050.53.34427.520.5699108.973.23090.95750.3690.95337.8624频率P（%）μ/S（μ/S)*τOnψΨ^（-1/（4-n））τ（t）τnQP(m3/s)验算Q1/4m´50.09510.09790.90211.02891.10821.040713.5061.91710.54000.50.07210.07090.92911.02050.97280.989922.7482.18390.5400由上述分析计算可知：流域汇流时间τ价于1小时之内，说明采用n2计算合理，验算的汇流参数m′=m，则计算正确。2.3.5洪水成果合理性分析由于该水库无任务原始资料可查，也就无可对比性原始数据，但该水库所控制的集水面积只有0.8km2较小，在采用上述暴雨手册中的推理公式和所查的各项参数进行频率年洪水计算的同时，结合区域内同类型同规模水库的洪水计算成果进行分析，认为此次洪水计算过程和方法是比较合理和适用的。2.4分期设计洪水70n根据后面的施工组织设计和前面径流计算，加之该工程规模较小，无需进行分期洪水计算2.5调洪演算2.5.1起调水位的确定白云水库起调水位定为正常蓄水位653.4m，相应库容12万m3。2.5.2水位～库容曲线见表2-1和附图2-1。2.5.3水位～泄量曲线见表2-2和附图2-2。2.5.4洪水总量、洪水过程线1、洪水总量推求根据该库各时段设计暴雨，采用《暴雨洪水手册》推荐公式，按单峰洪水进行计算，径流系数α根据《手册》和相应雨量查得。则设计暴雨历时T=12.8F1/4=11.79小时。短历时设计暴雨量按HTP=SPT1-n2计算，设计洪水总量用WP=0.1αHTPF公式计算，成果如下：洪水总量计算成果表表2-7频率P（%）H24PTn2PSPHTPаWP(万m3)5268.812.110.57770.06201.220.9114.650.5427.5212.110.570108.97318.500.9323.702、洪水过程线推求按《四川省水文手册》东部地区典型概化洪水过程线单峰（2）型放大设计洪水过程线（同倍比），求得设计地面径流过程线后再加上基流量，就是所求设计洪水过程线。70n设计洪水概化历时TP按公式TP=2.78WP/QP计算，则：P=5%，TP=3.79小时；P=0.5%，TP=3.64小时根据《手册》中典型洪水过程线相对坐标y-x建立设计洪水过程线方程式Qt-t，既：Qt=yQPt=xTP。根据该流域特征，基流部分忽略不计。白云水库设计洪水过程线计算表P=5%P=0.5%xt(h)yQT´QT(m3/s)xt(h)yQT´QT(m3/s)00000.011200000.01120.10.300.050.680.690.10.290.051.141.150.130.390.11.351.360.130.380.12.272.290.180.540.22.702.710.180.520.24.554.560.230.690.45.405.410.230.670.49.109.110.280.840.68.108.120.280.810.613.6513.660.331.000.810.8110.820.330.960.818.2018.210.361.090.9512.8312.840.361.040.9521.6121.620.41.21113.5113.520.41.16122.7522.760.491.480.9512.8312.840.491.420.9521.6121.620.61.810.810.8110.820.61.740.818.2018.210.782.350.68.108.120.782.260.613.6513.661.073.230.45.405.411.073.100.49.109.111.85.430.22.702.711.85.210.24.554.5670n2.67.840.11.351.362.67.530.12.272.293.29.650.050.680.693.29.270.051.141.153.911.76000.01123.911.29000.01122.5.5调洪演算按照《水库大坝安全评价导则》（SL258—2000）第4.4.2条及4.4.3条的有关规定，结合本次设计洪水采用坝址洪水、汛期动库容所占比重不大的情况，调洪计算方法为静库容法。1、调洪演算根据库容曲线和单辅助曲线图，采用单辅助曲线半图解法进行设计和校核频率年进行该水库的调洪演算，计算过程略，计算结果见下表。表2-10白云水库调洪演算成果表频率P（%）防洪标准最大溢洪水深(m)最大下泄流量(m3/s)最大库容(万m3)相应水位（m）0.5校核2.819.3923.7656.25设计1.810.2814.65655.22.6坝顶高程复核2.6.1坝顶安全加高根据规范，土石坝波浪爬高和风壅高度以上为安全加高，在正常运用条件下为0.50m，在非常运用条件下为0.30m，地震安全加高1m。2.6.2坝顶超高计算按《碾压式土石坝设计规范》SL274—2001计算坝顶超高，其计算公式为：70ny=R+e+h+A式中：e——最大风壅水面高度R——波浪爬高A——安全加高（设计情况下A=0.5m，校核情况下A=0.3m）h——地震壅浪高度①风壅高度计算风壅高度按照下式计算：e=kw2D/(2gHm)cosβ式中：k——综合摩阻系数，取3.6×10-6D——风区长度为150mHm——水域平均水深为3.5mW——设计风速（正常运用情况下按多年平均最大风速的1.5倍计，非常运用情况下按多年平均最大风速计，多年平均最大风速根据剑阁县气象站资料确定为15m/s）②波浪爬高计算按照规范，剑阁县白云水库属于内陆峡谷水库，波浪的波高和平均波长采用官厅水库公式计算其波高和平均波长，计算公式为：gh/w2=0.0076w-1/12(gD/w2)1/3gLm/w2=0.331W-1/2.15(gD/w2)1/3.75式中：当gD/w2=20～250时，为累积频率5%的波高h5%，m；当gD/w2=250～1000时，为累积频率10%的波高h10%，m。平均波浪爬高按下式计算Rm=[KΔKW/（√1+m2）]√hmLm式中：m——坡度系数，m=2.04KΔ——斜坡的糙率渗透性系数K=0.9070nKW——经验系数，正常情况为1.19，非正常情况为1.06不同累积频率下的波浪爬高RP与平均波浪爬高Rm的关系按规范中表A.1.13查用。③地震雍浪高度：按《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97），工程区的地震裂度为Ⅶ度，其地震雍浪高度为0.5m。④计算成果：按照上述公式计算，其结果见下表4.5-1。剑阁县白云水库坝顶超高计算成果表表2-11计算工况安全加高A风雍高度e波浪爬高R地震雍浪高h坝顶超高y所需Z´坝顶原设计坝顶Z坝顶(m)坝顶高程富余设计0.50.00420.430.93656.13655.78-0.35校核0.30.0030.6430.95657.05-1.27地震0.30.50.80654.201.582.6.3坝顶高程复核坝顶高程按以下两种情况进行计算，并取其最大值：1、设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高;2、校核洪水位加非常运用情况的坝顶超高;3、正常水位+非常运用情况+地震安全加高情况下的坝顶超高。白云水库坝顶高程复核成果表表2-12工况水位坝顶超高核算坝顶高程最低要求坝高现状正常蓄水位653.40.5653.9657.05设计洪水位655.20.93656.1370n校核洪水位656.10.95657.05通过坝顶高程复核：白云水库坝顶高程复核后为657.06m，而实测大坝坝顶高程为655.78m，尚差1.37m。2.7水雨情观测和通讯设备本次设计在水库管理房处布设一个降雨量观测站，在库岸稳定地段设置一处水位观测标尺，以便进行水库水位观测，根据通讯需要，安装一台程控电话。70n3　工程地质3.1地形地貌及物理地质现象库区为构造剥蚀丘陵地形，西北高，南东低。地貌形态受到构造和岩性控制，平台与深切沟谷，最高738.0m，最低521.8m，高差216m。坝区属浅切割的浅丘地貌区。主要地貌形态为条状山间拗谷，山顶多呈桌状平顶山。按其成因可分为构造剥蚀及侵蚀堆积两大类型。该区出露地层由侏罗系七曲寺组、第四系坡、残积层及人工填土层组成。现将地层由老到新分述如下：（1）侏罗系七曲寺组（J3q)：浅紫-紫红色泥质砂岩、泥岩互层，中～厚层状构造，泥质类岩石岩性较软，胶结物以泥质胶结为主，水平层间裂隙及垂直张裂隙较发育，强风化带厚2～5米；浅紫、灰紫色砂岩，断口多呈粒状，厚层～块状构造，细粒结构，颗粒大小较均一，主要成分为石英，次为长石，胶结钙质，胶结坚密，岩性坚硬，局部地段为钙泥质或泥质胶结，泥质砂岩单层1.5～8.0m不等，抗风化能力弱。（2）第四系全新统坡残积层（Q4del）：黄色粉质粘土组成，夹少量泥岩、砂岩碎块石，结构稍密，稍湿，可塑状，结构均一，分布不均匀，钻探揭示厚约1.6～8.8米，分布广泛，主要分布于斜坡及谷地；低洼地带常含有淤泥质。（3）第四系人工填土层（Q4r）：杂色，以粉质粘土、粘土夹泥岩、砂岩碎块为主。主要由筑坝堆积而成。分布于大坝坝体，厚度0～24.1米。该区气候温和，潮湿，雨水较多，植被较好。物理地质作用主要以风化作用为主，风化裂隙发育，强风化层厚4-8米，弱风化层厚3-5米。其次为崩塌作用，规模较小，零星分散于斜坡脚和溢洪道中下部。3.2地层岩性70n由于白云水库属小（二）型水库，资料缺乏，加之未进行地质勘探，地层岩性只能从地形地貌和出露的地层特性和分布及走向，结合同类工程进行类比分析。库区内出露地层主要为百垩纪下统城墙岩群地层，其次是第四系地层，另有侏罗上统地层出现和继侏罗系沉积之后又一大套河湖相红色碎屑岩构成，砾岩、砂岩、泥岩呈互层产出，厚度在1300m左右，岩相岩性变化较大。区内构造较缓，岩层倾角多在6—8°以下，岩性以泥岩与砂岩、砾岩软硬相间为主，厚层砂岩形成陡岩和鸡爪梁状，泥岩形成缓坡圆丘和平坦边沟等低山地貌状态。左右两岸坝肩及近坝库岸稳定，无滑坡或塌落体。坝基为砂岩与粘土岩互层岩体，岩层较平缓，坝基未进行帷幕防渗。溢洪道底板为砂页岩，总体稳定，但受风化影响，有岩石剥落和掉块；且因其属软质岩，抗冲刷能力差，水库泄洪时会产生冲刷，需进行防护。3.3地质构造及地震工程区位于剑门帚状构造带（二级构造单元）的北部，北与前龙门山褶断带相毗邻。这一构造体系的主要构造形迹为一系列褶皱轻微，轴线呈北东走向的短轴背向斜，它们与单斜岩层相间产出，两翼不对称，一般北翼陡，南翼缓，地层倾角在2～7°间，局部因地层在构造应力作用下产生不均匀滑动而形成次级小型褶皱，组成这些褶皱的地层为下侏罗系剑门关组上段紫红色泥岩、粉砂岩、砂岩及砾岩。属内陆河相碎屑岩建造，岩性交替频繁，泥岩粉砂岩常重复出现。地貌属于浅丘斜坡地貌，坡度10—35度。地形北高南低。区内无大断裂构造，仅见原生节理裂隙发育。70n区内新构造运动主要表现形式为地壳的间歇性升降，这从区内阶地的发育特征和古夷平面的多级性可得到证明。第四系沉积物中未发现断裂和地层褶皱，历史上除2008年“5.12”特大地震有较小影响外，无大的破坏性地震发生表明区域是相对稳定的。根据《中国地震动参数区划图》（1/100万）国家标准第1号修改单及《四川、甘肃、陕西部分地区地震动蜂值加速度区划图》（1/100万）、《四川、甘肃、陕西部分地区地震动反应谱特征周期区划图》（1/100万）等查得，工程区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g（g为重力加速度），设计地震分组为第二组。地震动反应谱特征值为0.40s。3.4水文地质区内地下水类型主要分为地表松散堆积层孔隙水、残坡积层中的上层滞水、基岩裂隙水三大类。地表松散堆积层孔隙水，广布于区内河流冲积层，崩塌坡积松散层中，受大气降水和地表水体的补给影响，季节性变化幅度大，并排泄于沟谷或渗入下伏基岩裂隙中。基岩裂隙水地下水赋存于砂岩中、泥岩互层的地层裂隙之中，分为浅部裂隙潜水和深埋的裂隙承压水两类，分布普遍，水循环交替积极，补给、径流、排泄条件较良好。主要受构造条件控制，富水性较好，在两种不同岩性地层接触处呈浸润状溢出，很少涌水成流。据区域水文地质资料，地表水化学类型为HCO3—Ca.Mg型，属弱碱性水或淡水，对混凝土或混凝土制品不具腐蚀性。3.5坝体土物理力学性质工程区物理地质现象主要表现为风化、崩塌及卸荷位移，风化及卸荷裂隙均继存构造裂隙发育。①崩塌：由于卸荷或植物根系的作用，裂面显著张开，宽者可达15cm左右，当下伏泥岩被风化剥蚀掏空后，其上丧失支撑的厚～块状砂岩即堕落于陡岩下或坡脚，其规模一般较小，崩塌体在左右坝肩均较常见，但规模小。此外风化剥落现象在坝区屡见不鲜，泥岩或砂岩泥岩经风化常碎裂成“石谷子”，而剥落堆积于坡下成为水库淤积物的物质来源。70n②基岩风化：在相同风化营力作用下，因其所处部位不同，同类岩石的风化程度相差亦较悬殊，根据钻孔岩芯鉴定及截流齿槽开挖基坑编录资料，坝肩强风化带深度一般2～3m左右。基岩风化不及两坝肩发育强烈，而左岸由于山体比较单薄，局部地段裂隙发育，风化营力易侵入。70n4　安全鉴定4.1安全鉴定工作该水库从修建完工投入运行至今未对其挡水建筑物、泄水建筑物和放水设施进行安全鉴定工作，为了查清工程病害情况，同时为了彻底整治该水库，保证工程正常运行。在对该水库枢纽工程进行了彻底的检查和勘测后，基本摸清了枢纽工程在修建、运行时存在的病害情况，为水库除险加固初步设计提供了依据。4.2安全鉴定结果4.2.1大坝工程（1）大坝由于当初建设时设计标准低，施工技术落后，坝体填土质量较差，大坝上游坝坡浪蚀严重，存在局部不均匀沉陷变形现象。（2）大坝下游坝坡杂草丛生，局部不均匀沉陷变形明显，无排水系统，坝体两端与山坡接合部无地表排水沟。根据坝坡稳定计算分析，其下游坝坡抗滑稳定安全系数小于规范允许值。（3）排水棱体设置简单，底部没有设置反滤层，其结构不合理。且棱体大部分垮塌严重。（4）坝身上部多处散浸现象明显，渗漏量较小，约0.6L/s。4.2.2溢洪道工程1、溢洪道开挖断面不够。2、土质边墙垮塌严重且边墙未衬砌。4.2.3放水设施工程放水设施卧管裂缝，漏水严重。4.2.4其它工程1、防汛公路不满足工程防汛抢险和管理要求。70n2、无管理房和管理设施设备，不满足管理要求。4.3安全鉴定综合评价根据现场检查和洪水、大坝稳定以及渗漏进行复核评价，该水库最终鉴定为三类坝，建议及时进行整治。70n5除险加固工程设计5.1枢纽工程现状及存在的问题5.1.1大坝工程1、大坝工程现状白云水库大坝为均质土坝。大坝坝高14.64m，坝顶宽2m，坝顶长115m，坝顶高程655.78m，设计正常蓄水位653.4m，死水位643.51m。工程修建于1957年，至今已运行55年。由于当时各种设计规范都处于一种起步和试验阶段，体制和制度尚不健全，并且没有较为详细的地质资料，没有正规的施工图纸，加之各种技术落后和技术力量极为薄弱，大坝在建设期间，由于人们对土料的选择认识不足，所以填土质量相对较差。另外，前坡坝脚未设堆石体，但前坝由于坡度较缓，工程建成至今未出现任何滑坡等工程险情。2、大坝存在的问题①大坝高度不够通过前面水文计算和坝顶高程复核表明，大坝坝高不够，需将大坝加高1.53m，方可满足设计要求。②坝体施工质量工程修建于1957年，至今已近55年。由于当时各种设计规范都处于一种起步和试验阶段，体制和制度尚不健全，且没有地质资料，没有设计、施工图纸等，各种技术落后和技术力量极为薄弱，加之人们对土料认识不足，导致大坝回填质量不是太好。工程由当地受益群众自发组织修建，属典型的“三边”工程。③大坝外观质量大坝整体坝坡较缓，未出现滑坡等工程险情，坝顶内坡线极不规则，坝70n顶最宽处约2m，窄处仅1.6m。坝脚堆石体上杂草丛生，坝脚灌木茂盛。5.1.2溢洪道工程1.溢洪道现状溢洪道位于大坝右侧的页岩及粘土基础上，原设计为开敞式正堰溢洪道，堰型为宽顶堰，堰顶高程653.4m，堰顶宽2.8m，总长55m。该水库修建时因诸多因素，至今溢洪道开挖宽度不够且整个溢洪道未进行衬砌，仍为土渠。2.溢洪道存在的主要问题行洪能力不满足，溢洪道一直没有按设计规范进行开挖且没有衬砌，多年来因其泄洪能力不够，致使溢洪道土质边墙水毁严重。5.1.3放水设施存的主要问题白云水库放水设备为涵卧管式，置于大坝左岸、共18级、级差0.5m,涵管采用M7.5浆砌条石做成矩形方涵，高0.80m、宽0.60m，纵坡比降1/200，流量为0.15m3/s。5.1.4其它设施1、防洪公路大坝上现有一条村道经过水库，由于系土质路面，路况奇差。2、管理房工程该工程从建设至今，无管理房，不能满足工程管理工作的需要。3、观测设施大坝无任何变形、位移渗流观测设施设备，因此无法通过设施对大坝安全状况作出准确而及时的评价。5.2工程设计依据5.2.1工程等别白云水库总库容13万m3,有效库容8万m3，设计灌面为0.0870n万亩，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）之规定，该水库为小（二）型水利枢纽工程，工程等别为五等水利枢纽工程，枢纽工程主要建筑物为5级。5.2.2防洪标准白云水库为小（二）型水库，工程等别为五等五级，故本次洪水标准根据《水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252—2000）》规定,采用20年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。5.2.3设计采用主要规范①《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）;②《防洪标准》（GB50201—94）;③《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）；④《溢洪道设计规范》(SL253--2000)；⑤《碾压式土石坝施工组织设计导则》（DL/T5116—2000）；⑥《土石坝劈裂灌浆设计规范》；⑦《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62-94；⑧《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》(1984年)；⑨《土石坝安全监测技术规范》(SLS60-94)；⑩《水库工程管理设计规范》SL106-96。5.2.4设计采用的主要技术文件①枢纽平面布置图；②实测最大断面图；③《水力学》(第二版下册)；④《白云水库震损应急除险固方案》（2008）；⑤《石道角水库震损应急除险固方案》（2008）；⑥《万分之一航测图》。70n5.3总体设计方案根据安全鉴定结论，本次对该水库除险加固设计主要包括：大坝整治：坝顶增设防浪墙，高为0.9m，使其高度达到13.9m,高程由原来的655.78m提高到656.68m（防浪墙）；外坡培厚，使坝顶宽度达到4m，设计为泥结石坝顶；内坡从马道652.0m处采用C15砼面板护坡，外坝坡从马道至坝顶采用砼网框护坡与草皮护坡，同时增设外坡排水系统；灌浆处理中部渗漏，对大坝白蚁进行治理；整治外坝中部过坝公路。溢洪道整治：拓宽溢洪道至设计宽度，即由现在的2.8m拓宽至4.0m，理顺线型，对全段底板、边墙进行衬护。放水设施：翻砌卧管，整治卧管渗漏。其它工程：整治防汛公路3.0km，设计为泥结石路面，新建60m2管理房，增设大坝观测设施、水文观测设备，添设必要的管理设备。5.4挡水建筑设计5.4.1原大坝渗流复核计算1、计算工况此次渗漏分析计算以本次复核后的水位为标准。本次渗流计算中考虑了下列水位组合:①上游正常蓄水位与下游相应水位稳定渗流期；②上游设计洪水位与下游相应水位渗流期；③上游校核洪水位与下游相应水位渗流期；④库水位降落时对上游坝坡稳定最不利的情况根据白云水库防洪标准复核的结果，水库的洪水标准为：正常蓄水位653.4m，设计洪水位655.2m，校核洪水位656.1m，下游无水。2、渗透系数白云70n水库无任何地质资料，本次坝体土渗透系数采用同类工程类比确定。即：渗透系数k＝3.23×10-5cm／s，堆石体采用工程类比分析为K＝5.1×10－1cm／s，坝体土临界渗透比降Jk=1.01。3、计算方法取大坝河床断面（最大断面），按不透水地基有排水棱体，采用二维有限元法进行渗流稳定分析，以河海大学与黄委勘测设计院开发的水工结构分析系统(AutoBANK5.5)软件进行计算。4、计算成果大坝各种工况下最大渗透坡降值及渗流量值见下表。白云水库大坝典型断面渗流计算成果表计算工况渗透坡降J允许渗透坡降[J]出逸点高程（m）单宽渗流量（m3(d.m)）正常蓄水位0.30.52645.410.01设计洪水位0.360.52645.830.03校核洪水位0.380.52646.290.06校核洪水位骤降至正常蓄水位0.39(上游坡)0.52//5.4.2原坝坡稳定复核1、基本资料：大坝为5级建筑物，根据规范要求，相应的坝坡抗滑稳定最小安全系数如下表5-3：土坝坝坡抗滑稳定最小安全系数表6－1大坝类别建筑物级别正常运用情况非常运用情况Ⅰ非常运用情况Ⅱ土坝51.251.151.1坝坡稳定计算采用毕肖普法。计算程序采用河海大学工程力学系和黄委会勘测设计研究院编制的土石坝稳定分析系统（HH-SLOPE1.2）。白云水库坝坡材料物理力学指标表参数材料湿容量rKN/m3饱和容重rmKN/m3浮容量r’KN/m3渗透系数Kcm/s非饱和固结快剪饱和固结快剪C（KPa）φ(度)C(kpa)φ(度)坝体土20.220.410.43.23×10-523.517.016.515.370n(粘土)坝基土（强风化基岩）25.926.016.050454530砂砾卵石(反滤层)20.321.011.01.0×10-2032.0030.0干砌块石20.421.711.71.0×10-2032.0030.0干砌条石21.621.811.81.0×10-2034032.02、整治前计算工况上游坝坡：(1)、上游坝坡稳定分析计算工况工况一：正常蓄水位653.4m情况下的稳定渗流期；(正常运用)工况二：正常蓄水位653.4m降至死水位643.51m情况下。(正常运用)工况三：校核洪水位656.1m情况下骤降至溢洪道堰顶高程(非常运用I)。工况四：正常蓄水位653.4m遇地震情况下的稳定渗流期(非常运用Ⅱ)。(2)、下游坝坡工况一：正常蓄水位653.4m情况下的稳定渗流期；(正常运用)工况二：设计洪水位655.2m情况下的渗流期；(正常运用)工况三：校核洪水位656.1m情况下的渗流期。(非常运用I)工况四：正常蓄水位653.4m遇地震情况下的稳定渗流期(非常运用Ⅱ)。大坝坝坡稳定计算成果表坝坡工况Kmin[K]备注上游工况一1.261.15正常运用工况二1.191.15正常运用工况三1.121.05非常运用工况四1.221.05非常运用下游工况一1.171.15正常运用工况二1.111.07正常运用工况三1.061.05非常运用工况四1.181.05非常运用根据大坝现状上、下游坝坡稳定分析计算成果：大坝下游坝坡在各种工况条件下，最小稳定安全系数Kmin均满足规范要求。70n5.4.3大坝工程整治设计5.4.3.1工程整治设计1、总体设计经前面第二章坝顶高程复核结果，大坝需加高1.37m，本次设计在坝顶基础上加设0.9m防浪墙并拓宽溢洪道1.2m，考虑交通要求，坝顶设计宽度4米，并将外坝培厚。2、坝顶整治设计整治后坝顶高程655.78m，防浪墙高程656.68m，坝顶宽度为4.0m，坝顶长115m，坝顶路面采用泥结石路面，厚度20cm。坝顶两侧采用M7.5砌条石增做路缘带，埋入坝顶下土层内，防浪墙采用C20砼浇筑。2、大坝内坡整治设计根据整治后坝体高度，现坝顶至马道之间按1：2.1的坡比进行削坡，并采用C15砼预制块护坡，厚度为8cm，下铺设20cm的砂砾垫层。排水孔孔距5m，呈梅花型布置，孔径40mm，孔材采用PVC管材，管后设砂砾石反滤堆。马道至死水位按1：2的坡度削坡，并采用块石护坡，厚20cm，死水位处沿大坝纵向干砌一棱条石，条石断面为30×30cm。3、外坝坡工程根据原大坝，结合现工程设计，外坡上部需要培厚,培厚采用泥岩石渣料进行回填碾压，坝顶至外坡马道处坡比为1：2，对外坝坡坝肩两侧顺坡向设排水沟,排水沟为M7.5砌条石矩形结构，宽×深=0.3×0.3m。对外坝坡堆石体以上坡面采用C15砼网格加草皮绿化护坡，以防雨水冲涮。6.4.3.2整治后大坝安全计算1、大坝渗流计算计算方法和参数同整治前，计算结果见表6－3。70n白云水库大坝渗漏量计算成果表表6－3工况渗流量单位工况一0.00120L／s.m工况二0.00154L／s.m工况三0.00168L／s.m工况四0.00211L／s.m工况五0.00249L／s.m从表中可以看出，大坝坝体在各种工况下渗漏量很小，按正常水位，坝体平均长度按70%计算，年总渗漏量为0.3629万m3，占总库容的2.27%，故坝体渗漏满足要求。2、渗透坡降白云水库大坝渗透坡降计算成果表表6－4工况平均渗透比降工况一0.159工况二0.149工况三0.156工况四0.368工况五0.313大坝在各种工况下最大平均渗透比降小于坝体土容许渗透坡降0.673，各种工况下出溢点均在排水棱体顶面以下，故大坝不会发生渗流破坏。3、大坝稳定计算计算方法、计算工况和计算参数同整治前，计算结果见表5-8白云水库坝坡稳定整治后计算成果表表6-5坝坡工况Kmin[K]是否满足要求上游工况一2.8131.25满足工况二1.9521.25满足70n工况三1.9291.15满足下游工况一2.2631.25满足工况二2.3101.15满足工况三2.0511.15满足经计算可知：上下游坝坡抗滑稳定安全系数也满足规范要求6.5大坝渗漏整治①整治方法大坝左坝肩采用帷幕灌浆方法整治。②灌浆范围根据大坝渗漏情况，对大坝进行灌浆。③灌浆孔布置坝肩帷幕灌浆孔布置在坝轴线上，灌浆孔距2.0m，孔径75mm，采用两序灌浆、先灌单号孔、再灌双号孔，灌浆深度以渗入基岩5.0m为限。④钻孔、冲洗和压水试验采用150型地质钻机回转干法钻孔，孔位偏差不得大于是是10cm，孔底偏差不得大于0.5m；灌浆前就对钻孔进行冲洗，孔内沉积厚度不得超过20cm，直到回水清净为止，冲洗压力可以灌浆压力的80%，该值若大于1MPa时，采用1MPa时。⑤灌浆灌浆采用循环式灌浆，自下而上分段灌注，段长不超过5m，射浆管出浆口距孔底不得大于50cm，灌浆压力根据试验确定为1.5倍水头，也可根据现场灌浆试验确定。浆液采用纯水泥浆，水泥标号不得低于425号，水灰比控制比例根据现场实验确定，灌注时浆液变换坚持先稀后浓的原则。灌浆设备采用中压灌浆泵，制浆采用灰浆搅拌机。⑥灌浆结束标准70n以透水层灌满时再继续灌注30min时即可结束，在经28天待凝后后作压水试验，在基岩压水时，单位吸水量要求小于0.1L/min.m.m。6.6溢洪道工程整治设计针对溢洪道存在的主要问题，整治方案如下：1、溢洪道水面线及边墙复核推算在下泄最大流量19.39m3/s时的和水面线和复核各段现有边墙高度是否满足要求，采用分段求和法计算水面曲线，计算各段所需要的边墙高度，不考虑掺气影响，计算结果见下表6-6。白云水库溢洪道边段高度计算及复核成果表表6-6位置水深安全超高边墙高度边墙现状差值是否满足要求进口段0-62.00.32.32.00.3土质边墙渐变段6-241.500.31.801.20.6土质边墙行洪渠24-551.00.31.310.3土质边墙复核结论：由上表可看出，白云水库溢洪道现边墙均不能满足溢洪高度要求，且整个溢洪道均未衬砌。2、溢洪道整治工程由于水库防洪标准不够，采用大坝加防浪墙与拓宽溢洪道相结合进行整治。根据该水库溢洪道特性，考虑至溢洪道进口段与坝体连接，在进口处设1:2.5的反坡，堰顶宽4m，堰厚为6m，其后接坡比为1：30的渐变段、长18m，然后接1：10的行洪渠，长31m。堰顶高程为653.4m，堰顶边墙高2.3m，行洪渠边墙高1.50m，边墙采用M7.5砂浆砌条石，其底边采用C15砼浇筑护底，砼厚0.15m，边墙结构尺寸详见图。3、溢洪道交通桥70n为方便水库两岸群众生产生活，拟在溢洪道处架设交通桥一座，本次未作设计，参照同类工程建设。6.7放水设施整治设计针对放水设施存在的病险情况，拟对放水卧管采用拆除重建的方式进行，即：将原卧管拆除，然后采用M7.5砂浆进行重新砌筑，并采用M10砂浆勾缝。6.8其它工程整治6.8.1防洪公路工程整治防汛公路3.0km，路面宽设计为4.5m，路面设计为泥结石结构，路基利用原天然土层，其压实度不小于95%，结构底层采用20-30cm厚砂砾石垫层，表层采用20cm厚泥结碎石，路面由中心向两侧做成2%坡度，以利于排水。公路两侧各设置一道排水沟，排水沟梯形结构，底宽30cm，顶宽60cm，沟深50cm，排水沟采用M7.5砌条石结构。6.8.2大坝观测设施设备1、观测设施布置在大坝两岸各布设一个工作基点和校准点，各种基点均布设在两岸岩石和坚实土基上，共需增设观测点12个；在坝体上共布置8个观测桩，其中上游坡在正常水位以上布置一排3个，下游坡两排5个。2、结构设计采用C20砼浇筑，观测桩高出地面30cm，顶宽30cm，埋入地下面60cm，底坐宽70cm，高30cm，顶部安装强制对中设备。3、水文观测针对水库降雨量、水位的观测，本次增设自计雨量、水位观测设施各一套、大坝渗流观测设施一套，另外在大坝库内接近大坝较稳定的地点增设水位标尺。70n6.8.3管理房工程由于工程规模为小二型水库，配置管理人员1名，故房屋总建筑面积60㎡，结构采用砖混，初设暂不出图。6.9建筑工程量统计经统计，完成白云水库枢纽工程除险加固需完成主要工程量：开挖土石方2456m3，回填土石方4738m3，砌石888m3，砼476m3，总灌浆进尺378m。水泥192.48T，河砂315m3，卵石381m3，炸药0.84T，施工高峰人数180人。70n7　施工组织设计7.1施工条件7.1.1工程条件1、工程概况白云水库位于剑阁县义兴镇土垭村境内，距义兴镇15公里，离县城89公里。它是一座以农田灌溉为主兼有村镇供水、养殖、防洪等综合效益的小（二）型水利枢纽工程，其灌溉、防洪效益显著。本次整治加固工程，包括大坝加高、加固、大坝防渗、溢洪道整治、放水设施整治、防汛公路整治、管理房整治和观测设施等工程。白云水库主体工程工程量表表7-1序号工程或费用名称单位数量备注一大坝工程(一)坝体整治工程1土石方开挖m321582土方回填碾压m345843护坡砂卵垫层m35484C15预制块护坡m32295C20砼防浪墙m36C15砼护坡框格m31627M7.5砌条石m3838块石护坡m33309铺设土工布防渗膜m210块石压脚m311泥结石路面m2137012外坡绿化m24316(二)大坝灌浆工程70n1钻基岩孔m1052钻土坝孔m2733坝基坝肩帷幕灌浆m105二溢洪道工程1土石方开挖m32902土方回填m31203原条石边墙底板撤除m34M7.5砌条石m33455C15砼护底m3732、交通条件（1）场外交通运输该工程为病害整治水利建筑工程，现有外部交通条件十分方便，只需将入库防汛公路整治后，外购材料及其土石料的运输便十分方便，可直接运至水库。该工程周围石料丰富，足可保证其用料需求。（2）场内交通运输场内交通主以小型运输机械为主，在大坝两端处修建一条临时公路，以供护坡块石运输及滑坡体清除，场内只需修建500m的临时施工公路，就可以满足施工要求。7.1.2自然条件1、水文气象水库流域地处亚热带湿润季风气候区，气候温和，降雨较充沛，四季分明，具有冬暖春旱，无霜期长，夏热多干旱，降雨不均，秋多阴雨，日照较充足等特点。春旱、夏旱、伏旱及冬干均有发生。区内多年平均气温16.1℃，最高气温38.9℃，最低气温－8.2℃;多年平均降水量1100mm,降雨年季变辐较大，年内分配不均，降水多发生在5—10月,其降水量约占全年的75%左右。无霜期240天，多年平均相对湿度69%，平均风速10m/s。70n2、地形地貌库区为构造剥蚀丘陵地形，西北高，南东低。地貌形态受到构造和岩性控制，平台与深切沟谷，最高738.0m，最低521.8m，高差216m。坝区属浅切割的浅丘地貌区。主要地貌形态为条状山间拗谷，山顶多呈桌状平顶山。按其成因可分为构造剥蚀及侵蚀堆积两大类型。该区出露地层由侏罗系七曲寺组、第四系坡、残积层及人工填土层组成。现将地层由老到新分述如下：（1）侏罗系七曲寺组（J3q)：浅紫-紫红色泥质砂岩、泥岩互层，中～厚层状构造，泥质类岩石岩性较软，胶结物以泥质胶结为主，水平层间裂隙及垂直张裂隙较发育，强风化带厚2～5米；浅紫、灰紫色砂岩，断口多呈粒状，厚层～块状构造，细粒结构，颗粒大小较均一，主要成分为石英，次为长石，胶结钙质，胶结坚密，岩性坚硬，局部地段为钙泥质或泥质胶结，泥质砂岩单层1.5～8.0m不等，抗风化能力弱。（2）第四系全新统坡残积层（Q4del）：黄色粉质粘土组成，夹少量泥岩、砂岩碎块石，结构稍密，稍湿，可塑状，结构均一，分布不均匀，钻探揭示厚约1.6～8.8米，分布广泛，主要分布于斜坡及谷地；低洼地带常含有淤泥质。（3）第四系人工填土层（Q4r）：杂色，以粉质粘土、粘土夹泥岩、砂岩碎块为主。主要由筑坝堆积而成。分布于大坝坝体，厚度0～24.1米。该区气候温和，潮湿，雨水较多，植被较好。物理地质作用主要以风化作用为主，风化裂隙发育，强风化层厚3-5米，弱风化层厚4-8米。其次为崩塌作用，规模较小，零星分散于斜坡脚和溢洪道中下部。7.1.3天然建筑材料工程区附近土料、石料、泥岩石渣料较为丰富，能满足工程需要。7.1.4施工供应条件70n1、施工用水工程施工用水可用水泵抽取水库内的水来满足施工及生活用水的需求。2、施工用电工程区内有国家及地方电网，施工用电在距大坝左岸600m处的10KV降压站，采用“T”接直接用。3、其它物质供应水泥由广元市或剑阁县物资部门或经销商供应。汽、柴油由剑阁县加油点供应。7.1.5工程工期水库枢纽整治工程，要与水库放、蓄水计划和水库溢洪时间紧密配合，故根据高程部位（受水库水位影响）、施工效果及工程缓急等因素安排施工进度，计划从第一年10月初开始准备工作，第二年3月底工程全部竣工，总工期6个月。7.2施工导流本次白云水库除险加固整治，除大坝内坡护坡整治高程位于正常水位以下之外，其余整治项目均处于正常水位之上，故工程施工需将库水通过放水设备放至死水位，尽可能的抽放全部库水，以保证内坡护坡工程的顺利实施。考虑到工程建设主要是在冬季施工，库区来水量较小，故通过放水设备放水即可满足施工要求。根据白云水库大坝整治设计，对库内的蓄水需要进行导流，以保证整治的需要。70n整治个工程整治计划安排在非汛期内完成，并计划在整治时当年春灌用水后不再蓄水,即第一年的春灌用水之后的7月初至9月之间利用放水涵管将春灌用水后的库内余水放至干渠下游较近的山坪塘囤蓄，由于内坝整治时最低高程为库底，但该水库无放空洞，故库水只能放至死水位，为了保证施工时该高程处施工能顺利进行，计划提前20天将水放至死水位，然后进行凉晒。整治时，对于库内的来水采用的导流方案：根据前面水文章节计算的库内年平均径流量为：丰水年P＝20%设计年径流深671.22mm，平水年P＝50%年径流深为462.40mm，枯水年P＝80%年径流深为308.26mm。故各设计年平均年径流量分别为0.0277m3/s、0.0191m3/s、0.0127m3/s。而放水涵管的设计流量为0.15m3/s,均大于上述各设计年的年平均径流量，而根据施工安排，在坝内坡工程施工均是安排在枯水期，故对整个工程施工期间，只需利用现有的涵管进行导流即可满足要求7.3施工交通运输7.3.1场外交通运输该工程为病害整治水利建筑工程，现有外部交通条件十分方便，只需将入库防汛公路整治后，外购材料及其土石料的运输便十分方便，可直接运至工地。该工程处周围石料丰富，足可保证其用料需求，砂石料可就近从20km的嘉陵江河坝运输，料场至工地较近,运输线路方便且运距较短，施工条件较好。7.3.2场内交通运输场内交通主以小型运输机械为主，在大坝两端处修建一条临时公路，以供护坡块石运输及溢洪道条石浆砌之用，则场内只需修建0.5km的临时施工公路，就可以满足施工要求。7.4主体工程施工7.4.1　大坝加固整治1、施工内容及顺序施工时，先将水库水由放水洞放至死水位即高程643.51m处再进行70n施工。大坝加固整治施工前必须先作好坝坡现状的断面测量和控制测量，并算出和确定出边坡坡度和马道高程。整个工程的施工顺序为：原内外坝坝坡表层清基—大坝加高及外坡培厚---内坡整形护坡—外坝整形削坡—大坝左坝肩灌浆--坝顶整治—草皮护坡。2、大坝坝坡表层清除施工在水库水放至643.51m后，根据设计要求，首先进行大坝坝坡表层清基，清基范围从上游坝坡至下游坝坡堆石体，清基厚度0.20m，坝顶清基厚度0.30m。由于大坝加高和外坡陪厚工程量较大，采用机械和人工结合施工作业，按整治设计要求，清基后表面必须保持粗糙，以利新旧坝体的良好结合，形成整体，坝坡清基料采用拖拉机或3.5t汽车运至大坝下游两岸山体平缓地带堆放。3、大坝加高及外坡培厚施工坝坡回填碾压采用机械和人工结合施工作业，待坝坡清基后，先将清基后的坝坡按整治坡比，采用人工进行表面抛毛处理，再从料场用3.5t自卸汽车或拖拉机运粘土或石渣土至作业面对应的坝顶，对加高坝顶采用粘土进行回填碾压，对培厚的外坝采用石渣土进行回填碾压，施工时采用59kw推土机平整场地，配7t的羊脚碾碾压，蛙式打夯机修边。回填碾压实行分层错位碾压，层厚30cm，层与层采用人工抛毛，以便层与层之间的良好接触。并做好新回填坝体与原坝体的良好接触。4、坝坡护坡施工大坝坝顶加高回填碾压后，进行坝坡整形，并自内坝死水位高程643.51m至马道高程652.0m采用块石进行护坡，护坡厚度为20cm；马道至坝顶采用C15砼预制面板护坡，在外坝采用草皮护坡。工程用料同样用3.5t自卸汽车或拖拉机运砂岩石渣料至作业面对应的坝顶，块石及预制板采用人工用斗车入场，人工安砌。砼料采用0.4m3混凝土拌和机拌和，胶轮车运输，人工平仓，2.2Kw插入式振捣器振捣。70n7.4.2溢洪道工程施工溢洪道工程主要为土石方开挖、边墙砌石及底板砼现浇工程。先将溢洪道拓宽至设计宽度4.0m，然后按设计断面开挖成型，再采用M7.5条石砌筑边墙和M10勾皮带缝。溢洪道整治采用人工作业，在施工时，采用运输机械将条料石及砂浆运至溢洪道左岸大坝端，不能运到的作业面时，采用二次人工用胶轮车和人工直接运输至作业面。土石方开挖：土方开挖采用1m3挖掘机开挖作业配合5t自卸汽车运输土石方；土方回填采用人工回填、人工夯实；石方开挖采用潜孔钻钻孔爆破，1m3挖掘机开挖配合3.5t自卸汽车运输。浆砌石：条石用拖拉机运输至场地；砂浆采用人工拌制安砌。砌筑时采用坐浆法分层砌筑。铺浆厚度宜为3cm-5cm，随铺浆随砌筑，砌缝需用砂浆填充饱满，并用扁铁片插捣密实。砼现浇底板：砼料采用0.4m3混凝土拌和机拌和，胶轮车运输，人工平仓，2.2Kw插入式振捣器振捣。7.5分项工程施工7.5.1土石方工程1、土方开挖对于表面上的附作物采用人工清除，并运至指定地点进行处理。对于作业面较大的采用1m3的液压反铲机械自上而下分层开挖，5-10T自卸自车运至指定的弃渣场，运距0.5-1.2Km，无法采用机械开挖作业的部位采用人工开挖，胶轮车等小形运输机械运输至临时堆积地点再用自卸汽车运至弃渣场。2、石方开挖基本属于露天明挖作业，采用自上而下的方式进行开挖，采用人工手持式风钻钻孔，人工暴破，59-74Kw装载机装料，5-10T自卸汽车运输至弃渣料场，在开挖至设计面30cm时，采用人工硬打。70n3、土方回填主要为大坝回填碾压和溢洪道墙后回填。采用机械开挖装料，自卸汽车运输至作业面，无法采用汽车运输到作业面的，采用自卸汽车运到指定地点堆方，再用人工挑台或胶轮车运至作业点，对于溢洪道墙后回填部位采用人工配合小型打夯机夯实，对大坝回填部位采用自卸汽车运料上坝，74kw推土机平料，13-14T振动碾分层碾压，层厚不超过30cm，最大不超过50cm。7.5.2砌石工程在指定的石料场开采符合设计要求的条块料，用5-10T自卸汽车运料至作面可指的堆料场，再进行人工选、洗石，达到要求后再用胶轮车或人工运至作业面，砌筑砂浆采用符合规定要求的河砂、水泥，按设计的比配合比用砂浆搅拌机拌和后，用胶轮车运至作业点。1、浆砌条石浆砌条石采用坐浆法施工，坐浆厚度为3-5cm，同一平面大致水平，上下分层错缝，内外T形搭接安砌，砌筑前必须对石料面进行冲洗，缝内砂浆必须灌注饱满，绝不允许干砌。2、干砌条块石干砌条石采用人工作业，在临时堆料场进行人工选石，人工或胶轮车运至作业点，在进行人工砌筑，干砌缝不得大于5cm，达到设计高度和坡度时，表面要大致平整。7.5.3砼工程1、砼工程在需进行砼施工部位的其它基础工程施工完备后，先进行人工平整基面，再进行基础测量放线后，采用人工立模，胶轮车运料进仓，人工平整仓面，振捣器振捣，待砼初凝后人工洒水养护14-21天。2、水泥砂浆勾缝抹面70n采用0.4m3的砂浆机拌制砂浆，人工手推车运输，人工抹面。砼配合比先作试验，严格按规定配合比进行拌合振捣。7.5.4帷幕灌浆工程1、灌浆孔布置坝肩帷幕灌浆孔布置在坝轴线上，灌浆孔距2.0m，孔径75mm，两序灌注：先单号孔，再双号孔，灌浆深度以渗入基岩5.0m为限。②灌浆方法采用150型地质钻机回转干法钻孔，孔位偏差不得大于是是10cm，孔底偏差不得大于0.5m；灌浆前就对钻孔进行冲洗，孔内沉积厚度不得超过20cm，直到回水清净为止。灌浆采用循环式灌浆，自下而上分段灌注，段长不超过5m，射浆管出浆口距孔底不得大于50cm。灌浆设备采用中压灌浆泵，制浆采用灰浆搅拌机。⑥质量控制浆液采用纯水泥浆，水泥标号不得低于425号，水灰比控制比例根据现场实验确定，灌注时浆液变换坚持先稀后浓的原则。以透水层灌满时再继续灌注30min时即可结束，在经28天待凝后后作压水试验，在基岩压水时，单位吸水量要求小于0.1L/min.m.m。各种压力和其它指标根据现场试验确定，在灌浆施工中必须以试验的指标值为依据。7.5.5工程施工主要机械设备该工程整治加固需的主要机械设备见表7-2。白云水库整治施工主要机械设备表表7-270n序号设备名称规格型号单位数量1液压挖掘机1m3台12装载机59Kw台13推土机74Kw台14自卸汽车5-10t辆55地质钻机150台16灌浆泵中压台17灰浆搅拌机台18砼搅拌机0.4m3台29振动碾13-14t台110手持式风钻台311空压机9m3台112胶轮车辆87.5施工总布置7.5.1布置原则遵循因地制宜、因时制宜，有利生产、方便生活，易于管理、安全可靠，少占耕地，经济合理的原则。根据工程的施工特点--相对集中，拟设一个工区，工区内布置有生产生活所需的水电系统，砼制作系统，仓库及堆料场等。7.5.1土石方平衡规划完成该工程的病害整治共需开挖土石方2456m3，回填土石方4584m3，还差2128m3。7.5.2施工辅助企业1、施工用水：采用水库内提水进行施工供水。2、施工用电：由大坝右岸附近低压线中搭接供应。3、砼拌和站布置：设在大坝右端，坝顶作为运输道。4、库房及施工用房：新建的临时生产办公用房、工棚、库房，以作水泥等材料堆放。70n7.6施工总进度7.6.1设计依据1、工程高峰期按二班制作业，平时按一班制作业，月有效工作日25天；2、通过招投标择优选择经验丰富的施工队伍来施工；3、该工程计划总工期为6个月，准备期1个月，完建期1个月。主体施工4个月。即第一年10月为施工准备期，主体工程工期为第一年11月至第二年2月，第二年3月为工程竣工验收期。4、根据水库蓄水时间安排各项工程施工时段。7.6.2前期准备工作在主体工程开工前一个月进行准备工作筹建，安排在第一年的10月，主要做的工作为：1、工程规划范围的征地；2、工程资金的筹集；3、进库公路的整治和其它临时道路的修建；4、施工器材和各种材料的仓库准备；5、其它施工前应准备就绪的工作。7.6.3主体工程施工期安排本工程高峰期按二班作业，平时按一班作业，月的效工作期25天。本工程土石方开挖及填筑以人工为主，土石运输以机械为主，砌石工程采用人工作业，砼采用普通方法施工，模板采用钢模板。本工程总工期6个月，其中主体工程施工期4个月，其进度计划安排如下：7.6.3.1大坝工程1、大坝内、外坝坡清基及清理：计划安排在第一年的11初至11月中旬，工期20天，完成开挖量2158m3。70n2、大坝加高及外坡陪厚：计划安排在第一年的11月下旬至第二年1月下旬，工期60天，完成填筑量4584m3。3、内外坝坡护坡和大坝帷幕灌浆：计划安排在第二年的1月上旬至2月上旬，工期40天，共完成砼护坡229m3，护坡块石330m3，钻灌总进尺378m。4、坝顶、外坝坡坡面排水、大坝观测桩工程：计划安排在第二年2月，工期30天，共完成砌条石152m3，1300m2的泥结石路面铺筑，外坡排水沟的建设和大坝10个观测桩。7.6.3.2溢洪道工程1、土石开挖及拓宽：计划安排在第一年的11月初至本月末，工期30天，共完成410m3。2、边墙及底板砌筑：计划安排在第一年的12月初至12月末，工期30天，共完成条石及砼方量418m3。7.6.3.3放水设施工程放水设施卧管整治计划安排在第二年的1月上旬，完成土方开挖回填17m3，浆砌条石15m3。7.6.3.3其它工程1、防汛公路整治：计划安排在第一年的10月初至11月上旬，工期40天，共完成3.0km的泥结石公路的开通整治。2、管理房工程：计划安排在第二年的2月初至本月底，工期30天，共完成64.80m2的砖混结构管理的建设。7.6.4工程完建期计划安排1个月，即第二年3月，工程扫尾，工程验收。7.6.5主要工程量的施工强度主要工程量最大月平均施工强度：土石方开挖回填3425m3/月，砌石方70n345m3/月，砼方293m3/月，灌浆378m/月。平均每天上工人数150人，高峰人数180人。7.7质量控制及验收7.7.1施工测量在每个工序施工前均应进行测量放线，以保证工程顺利进行，基础部位及其它重要部位均应由有关单位或人员签字后才能进行下一步工作。7.7.2材料白云水库除险加固工程主要用材料为水泥、河砂、及条块石。对于水泥要有生产日期和出厂合格证，超过日期的就严禁使用。砂子中有机含量应小于1%，含泥量应小于3%，卵石含泥量应小于1%，比重大于2.6t/m3，条块石强度应大于40—60Mpa，坝体填筑料应选择施工条件较好的地方，并将表层杂物及浮土清除，然后再开采。7.7.3开挖主体工程开挖时开挖应与测量紧密配合，不应有欠挖，超挖不应超过设计尺寸的10—15cm，开挖时尽量避免对原基础的扰动，对于岩石基础，应采用人工开挖。7.7.4土石方填筑本工程土石方填筑以人工配合小型机械设备进行施工。碾压时洒水应充分、均匀，要求洒水量不小于填筑量的25%—35%,同层之间结合部超碾1m，做到铺料、洒水、碾压分区明确，避免漏碾。70n8工程管理8.1管理机构白云水库是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用的小(二)型水库，现由区水务农机局管理，白云水库管理站作为其直接管理单位，具体负责工程的现场管理。主要职责是对水库进行日常性维护，制定相应的管理制度，确保水库安全运行。参照《水利工程管理单位编制定员试行标准》（SLJ705-81）的相关规定，本工程的管理人员为1人。8.2工程管理范围和保护范围白云水库的工程管理范围包括工程区和生活区，即水库土地征用线以内的库区，大坝左岸以溢洪道左侧外延30m为界，右岸以水库管理房外延20m为界，上游从坝轴线向上外延50m，下游从坝脚向下50m为界，及管理单位的生活区。保护范围为管理范围外延50m。8.3工程管理设施8.3.1管理设施现状从工程修建至今，一直无任何管理、监测等设施。8.3.2本次增设管理设施⑴管理房本次设计新建水库砖混结构管理房60m2，设在大坝右岸位置，以满足管理的生产、生活需要。⑵工程其它管理设施①水工建筑物监测维护设施；②水情、工情信息及数据处理设施；③通信设施；④交通设施。白云水库工程管理设计汇总表表8-170n单位设计现有维修新增(拆除复建)管理人员管理人员人11生产人员人00合计人11管理用房办公用房㎡2020住房㎡2020生产用房㎡2020管理设备通迅设施套1除草机台1交通设施俩1办公电脑台18.4工程管理工作任务⑴控制运用：根据水文气象、上下游防洪要求，结合工程实际情况，优化调度，尽量做到有计划地蓄水，使工程发挥最大效益。⑵检查观测：对工程进行全面、系统、经常性的检查观测，掌握其工作状况。⑶养护与维修：保持工程经常处于良好的工作状态，及时消除隐患，延长工程寿命。⑷防汛：保证汛期通汛联络可靠，做好洪水预报，组织好防汛队伍，准备防汛器材，确保工程安全。70n9工程占地及拆迁9.1工程占地由于该程属于小型水库工程，加之本次为病害整治性质，根据工程整治设计，整个工程建设占地均为临时占地。临时施工用房占地：根据设计，完成该工程病害整治需临时搭建施工用房300m2；堆料场占地1亩，堆料场占地1.5亩，生产生活设施占地0.6亩，临时道路占地3.0亩，用房占地0.5亩，共占地7.0亩。临时工程量统计表表9-1序号工程或费用名称单位数量一交通工程1施工临时公路km0.5二房屋建筑工程3001施工临时用房㎡300三临时占地工程7.01料场占地亩1.52生产生活设备占地亩0.53堆料场占地亩1.54临时道路占地亩35临时用房占地亩0.5三其它临时工程1生产生活用电、用水工程9.2工程拆迁本次工程整治无拆迁。70n10环境保护及水土保持设计10.1环境保护设计10.1.1移民安置环境保护措施白云水库的大坝整治、溢洪道整治及放水设备改建均不占耕地。因此红花水库整治工程不存在移民环境安置及迁建房屋等环境保护。10.1.2工程环境保护措施（1）本工程弃碴主要为内外坝坡坡积料，为2158m3，施工组织设计杻纽工程弃碴可在水库下游150m水库右岸规划1个堆碴场，为防止弃碴垮塌、滑坡，要求在碴场一侧采用干砌块石护坡。其费用已计入水土保持投资中。（2）施工临时工棚及生产、生活用房、临时公路等，在工程竣工后，要对临时占用的耕地和堆碴场进行复耕处理。其费用已计入水土保持投资中。（3）生活污水可以送给当地农民作饲料，生产废水需经过沉淀处理后才能排入河道或水库。10.2水土保持措施设计工程措施主要为植物措施和工程措施。10.2.1植物措施设计⑴措施依据及防护绿化标准70n根据《开发建设项目水土保持方案技术规范》和《水土保持综合治理技术规范》等规范要求，结合工程布局及当地自然气候、地质条件、植物群落生长状况，采取切实可行的植物防护和绿化措施，防治责任区内的水土流失、保障工程设施安全，恢复破坏区的和生态环境、美化工程区的环境。根据责任区范围内的不同地形、地质条件，按照经济、有效、可行的原则，选择适宜当地生长的松树、柏树等乔木，黄荆、马桑等灌木结合配置进行工程区植物措施的防护、绿化、美化处理。（2）弃碴场植物措施设计弃碴场顶面采用复垦需对弃碴场外边坡结合工程措施进行植物措施设计，碴场外边坡下部采用M7.5砂浆砌石框格作边坡保护骨架，采用播草种植草。上部可采用灌、草结合的植物措施对外边坡进行防护。10.2.2工程措施设计（1）料场开挖覆盖层所产生的弃土弃碴，尽量不使其下沟下库，采用集中堆放，用于后期土地整治复耕或采取植树造林进行治理。（2）工程施工中拆除的原有条块石在工程整治加固中全部进行利用，无法用做条石的就解小块石进行大坝压脚。（3）对因削坡和滑体及新增堆石体基础开挖开成的弃土弃碴采用大坝两岸山坡平缓地带集中堆放，用于后期土地复耕利用或采用植树造林措施进行治理。（4）工程完成后，对库区和料场及弃土弃碴堆放地的非耕地进行植树造林及其它工程措施进行治理，减少水土流失的发生。10.3环境保护及水土保持设计经费初步估算环境保护及水土保持设计经费5万元。11工程概算70n11.1工程概况白云水库位于剑阁县义兴乡土垭村境内，距义兴乡15公里，离县城100公里。水库于1957年7月全面竣工投入运行。水库枢纽工程位于在嘉陵江水系西河流域支流，水库坝址以上流域面积0.8平方公里，主河道长度1.35公里，河床平均比降35‰，水库总库容13万m3，正常蓄水库容10万m3，设计灌溉面积450亩，有效灌溉面积200亩。为一座高14.64m，坝顶宽2m，长115m的均质土坝，是一座以灌溉为主，兼有防洪、供水、养鱼等综合功能的小（2）型水库。该水库承担着当地农业生产用水任务，工程投入运行以来，为当地农业生产发挥了显著的经济效益和社会效益。白云水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道、放水涵卧管设施等组成。白云水库至1957年7月完工投入运行以来，水库枢纽经长年运行后，出现了一些严重制约灌区农业经济发展、威胁下游灌区人民生命财产安全的问题。11.2工程投资主要指标白云水库工程本次概算总127万元，其中基本预备费率按5%计列。11.3编制依据和原则本概算编制原则，执行中华人民共和国水利部现行有关规定、办法，定额并按2008年2季度材料、设备价格进行编制。1、编制规定：执行水总(2002)116号文颁《水利工程设计概（估）算编制规定》。2、定额：执行水总(2002)116号文颁《水利建筑工程概算定额》、《水利工程概预算补充定额》、《水利水电设备安装工程概算定额》、《水利工程施工机械台时费定额》。3、基础资料70n（1）、人工预算单价及费率人工预算单价及其他直接费、现场经费、间接费、企业利润、税金等均执行水利部(2002)《水利工程设计概（估）算编制规定》，经计算，人工预算单价为工长7.11元/工时，高级工6.61元/工时，中级工5.64元/工时，初级工3.04元/工时。各种费率标准见下表：相关费率标准表工程或费用名称其他直接费（%）现场经费（%）间接费（%）计划利润(%)税金（%）土方工程29973.22石方工程29973.22砂石备料工程22673.22混凝土工程28573.22灌浆工程27773.22其他工程27773.22模板工程28673.22(2)、施工队伍及工期工程根据建设单位及工程的技术难度，采用机械和人工相结合的施工方式，经施工组织设计安排工期定为6个月。(3)、建筑材料主要材料：钢筋、木材、水泥、汽油、柴油价格采用广元市现行市场价格。地方材料：条石、石渣在当地料场自采。主要材料预算价格见下表：70n材料供应及预算价格汇总表编号材料名称及报规格单位供货地点原价（元）预算价格（元）进入工程单价价格（元）1水泥425#t广元市500601.6030022#岩石炸药t广元市100001030050003汽油t广元市67507052.0036004柴油t广元市66206921.0035005河砂m3广元市60120.00706卵石m3广元市3595.00707块石m3开采89.40708条石m3开采169.6670进入单价的材料价格限价为水泥300元/t、炸药5000元/t、汽油3600元/t、柴油3500元/t、板枋材1100元/m3；地方建筑材料预算价格超过70元/m3部分计取税金后列入相应部分。（4）、风、水、电价格计算电价：本工程施工用电全部由地方电网供电，经计算施工用电单价为0.80元/kwh。施工用风、水单价按施工组织提供的资料进行计算，经计算，风价为0.20元/m3，水价为0.73元/m3。11.4其他事项说明1、主体工程按设计提供工程量乘工程单价计算。70n2、交通工程、仓库等均按施工组织设计提供工程量计算。3、建设及施工场地征用费，按施工组织设计提供的征地量及占用量，根据工程建设所在地政府有关部门提供的补偿标准进行计算。4、其他临时工程按主体工程一至四部分建安工作量（不含其他临时工程）的3%计列。5、独立费用按水总[2002]116号文规定进行计算。11.5主要技术经济指标表主要技术经济指标表建设地点广元市设计单位广元市元坝区水利水电勘测设计队序号名称单位数量备注主要工程量土石方开挖m32456土石方填筑m34584砌石m3888砼m3476主要材料用量水泥425#t193砂m3315卵石m3381条石m3513块石m3330投资静态总投资万元191.65总投资万元191.6570n12　经济评价12.1工程概况白云水库位于剑阁县义兴乡土垭村境内，距义兴乡15公里，离县城100公里。水库于1957年7月全面竣工投入运行。水库枢纽工程位于在嘉陵江水系西河流域支流，水库坝址以上流域面积0.8平方公里，主河道长度1.35公里，河床平均比降35‰，水库总库容13万m3，正常蓄水库容10万m3，设计灌溉面积450亩，有效灌溉面积200亩。为一座高14.64m，坝顶宽2m，长115m的均质土坝，是一座以灌溉为主，兼有防洪、供水、养鱼等综合功能的小（2）型水库。该水库承担着当地农业生产用水任务，工程投入运行以来，为当地农业生产发挥了显著的经济效益和社会效益。白云水库枢纽工程主要由大坝、溢洪道、放水涵卧管设施等组成。白云水库至1957年7月完工投入运行以来，水库枢纽经长年运行后，出现了一些严重制约灌区农业经济发展、威胁下游灌区人民生命财产安全的问题。“5.12”震后,水库大坝未出现较大震损险情，属非震损水库。12.2国民经济评价12.2.1投资概算与资金筹措1、工程投资根据投资概算，白云水库枢纽除险加固工程总投资为191.65万元。2、资金筹措70n白云水库枢纽除险加固工程是农业基础设施，是确保农业增产和人民生命财产安危的社会工程，工程整治后，将产生巨大的社会效益。该工程总投资191.65万元，鉴于工程投资大，社会效益高，其投资采用民办公助的形式筹集。据此，请求国家按基本建设的政策补助150万元，余下的41.65万元采取多渠道自筹解决。（1）水利建设基金重点用于白云水库除险加固工程，第一年提取15万元，第二年提取15万元，两年共提取30万元。（2）地方财政投入11.65万元用于本工程除险加固。3、资金筹措与投资计划见下表资金筹措与投资计划表单位：万元资金筹措投　资　计　划合计第一年第二年中　　央7080150地方自筹1526.6541.65合　　计85106.65191.6512.2.2费用计算1、固定资产投资白云水库枢纽除险加固工程总投资191.65万元，分两年投入，第一年投入85万元，第二年投入106.65万元。2、年运行费工程年运行费用包括管理费、养护维修费、材燃料动力费及其它费等费用。（1）工资及福利费根据管理机构设置规范，该工程管理人员1人，按每人每年1.2万元计，年工资及福利费支出1.2万元。70n（2）材、燃料及动力费按固定资产投资的0.5%计算，共计0.96万元。（3）维护费按固定资产投资的1%计算，共计1.92万元。（4）其它费用采用以上三项费用合计的30%计，共1.22万元。本项目年运行费用合计5.30万元。3、流动资金工程的流动资金按年运行费的10%计，为0.53万元，在项目运行初期投入，计算期末一次回收，作为项目的效益。12.2.3效益计算1、灌溉效益白云水库总库容16万m3，有效库容11.60万m3，设计灌溉面积0.10万亩，实际灌溉面积0.07万亩。该工程整治后，可恢复改善约0.07亩灌面，亩产值按550元/亩计。灌溉效益水利按30%进行分滩，粮食年增产效益达11.55万元，同时将大大改善灌区人畜饮水、加快产业结构的调整。并为灌区的庭园经济建设提供可靠的水源保障，为庭园经济建设注入活力。其灌溉效益按工程整治后的增产效益分摊计算。2、供水效益该工程整治后，可为一个村提供饮水供给，初步估算年供水量1万m3，年收益可为2.5万元。3、防洪效益本次防洪效益按溃坝后所造成的损失计算，经计算，白云水库溃坝后将将造成下游的损失为600万元，多年平均防洪效益约为20万元。70n综上所述，水库长期带病运行未作整治，水库一旦溃坝将对下游造成严重的危害和重大经济损失，尽快全面整治十分必要。水库枢纽工程除险加固后，以上前两项每年可产生的直接效益为14.05万元，同时其社会效益特别显著。12.2.4国民经济评价1、评价依据（1）水利部颁《水利建设项目经济评价规范》（SL72－94）；（2）国家计委《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）；（3）水利部颁《节水灌溉技术规范》（SL207－98）；（4）元坝区2008年第二季度物价水平。2、基本参数（1）计算期本项目建设期本阶段规划为2年，正常运行期为30年，本次评价计算期共为32年。（2）社会折现率根据有关规定，本项目国民经济评价中社会折现率采用8%。（3）价格按规范要求国民经济的投入、产出物均应采用影子价格，工程固定资产投资须按影子价格进行调整。鉴于国家已多年未发布影子价格，又确乏影子价格分析资料，考虑在目前时常条件下，国内时常已基本能反映供求状况，故直接采用时常价格作为计算的依据。3、评价方法本项目的国民经济评价，按经济内部收益率、经济净现值及经济效益费用比法进行评价。4、评价结果70n工程计划工期两年，以2009年初为计算基准年，计算期限取30年，社会基准折现率按8%计算。国民经济效益费用流量表见附表。计算结果，经济净现值99.72万元，远大于零，经济内部收益率13.49%，效益费用比1.44，均能满足规范规定的要求，故本工程在经济上是合理的。12.2.5敏感性分析由于工程规模较小，加之工程属社会公益性工程，故不作敏感性分析。12.3财务评价由于工程规模极少，加之属社会公益性工程，故本次不作财务评价。10.4综合评价根据国民经济评价和财务分析成果，经济净现值99.72万元，远大于零，经济内部收益率13.49%，效益费用比1.44，均满足规范要求。因此，本工程在经济上合理，财务上可行，应尽快动工整治，对促进当地经济发展和提高劳动人民的生活水平都具有十分重要的意义。70