水库除险加固设计

水库除险加固设计

1.综合说明1.1.项目背景文华水库位于广元市元坝区清水乡文华村六社境内的余家坪，坝址地理坐标东径105°51’49”，北纬32°03’10”，距清水乡场镇2km,距广元城区70km。属嘉陵江流域一级支流张家河上游，原是元坝区清水乡境内的一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小（二）型水利枢纽工程。自2007年以来工程主要用于清水供水工程的专用饮用水水源，同时灌溉附近的12亩农田。兼具有防洪功能。本水库原是清水乡文华村四、五、六、七、八社农田的主要灌溉水源，为本地的农业生产作出了重大贡献。但在2007年的清水场镇、文华村、普贤村及关帝庙村的人畜饮水工程规划时，将此水库选定为清水供水工程的饮用水源，并由元坝区水务局、清水乡政府和文华村社共同协商将此水库选定为清水供水工程的专用饮用水水源，本水库灌区的原农田灌溉由清水乡小一型水库--胜利水库调水进行灌溉，本水库只对胜利水库灌溉渠以上的12亩农田进行灌溉，不再作为原灌区的主要农田灌溉水源。本次设计依然按小二型水库的标准进行除险加固设计。1.2.枢纽工程现状文华水库原是元坝区清水乡境内的一座以人畜饮用水为主，兼有灌溉、防洪等综合效益的小（二）型水利枢纽工程。n枢纽工程由大坝、溢洪道和放水设施等工程组成，等别属五等工程，主要建筑物为5级，次要建筑物为5级。坝址以上集雨面积为0.8km2，总库容为12万m3，兴利库容8.5万m3，死库容1.5万m3，设计灌溉面积0.06万亩，现实际灌面12亩。1.1.1.大坝工程现状工程于1965年4月动工修建，1966年4月完工。现坝高12m，坝顶宽3m，坝顶长110m，实际坝顶高程754.50m，坝基高程742.50m。大坝为均质土坝,上游坝坡坡比为1:2.4,下游坝坡比为1:2.0,1:3.0。下游坝脚有1：0.5的堆石体，高2m。内坡风浪冲刷严重，大坝内外坝坡及坝顶杂草树木丛生,由于运行较长，加之人畜践踏，坝坡凹凸不平，极不规则。外坡无排水系统。大坝内外坝坡外观质量差。在大坝右肩有明显的散漏现象。同时有白蚁活动及建巢现象。1.1.2.溢洪道工程现状溢洪道位于大坝右坝肩砂质泥岩基础上，为开敞式正堰溢洪道，总长76m，全部末衬砌，洪水沿坝脚直接泄入自然冲沟中。堰顶段：堰顶进口高程752.50m，堰顶进口宽度6.5m，出口宽度3m，边墙高2.0m，为干砌块石，现已倒塌极不成形。控制段：全长30m，边墙高1.5m，左岸为4m高的砂质泥岩陡坡，度板为砂质泥岩，左侧为干砌块石，坡比为1：30。泄槽段：全长45m，顺坝坡右脚至坝基河沟，全段乱石堆集，未开挖成形，而是自然冲刷，其底板坡度为1：5，消能设施 :尾端无消能设施。n1.1.1.放水设施工程现状放水设施位于坝体左侧，卧管平行坝轴线，涵管垂直于坝轴线，放水孔直径20cm，有10级卧管，级高0.7m，卧管平行于内坝坡。涵管为穿坝建筑，管长45m，高0.8m，宽0.6m，设计放水流量0.10m3/s。现放水卧管渗漏，需整治。1.2.水文及水库特征水位1.2.1.水文气象文华水库位于广元市元坝区清水乡文华村六社境内的余家坪，坝址地理坐标为105°51’49”，北纬32°03’10”，坝址以上集雨面积0.8km2。水库流域属亚热带湿润季风气候区，具有气候温和、四季分明、雨量充沛、日照充足、湿度大，多年平均气温16.1℃，历年极端气温最高值38.9℃，最低-8.2℃，多年平均日照数1250小时，多年平均降雨量为1156mm，无霜期240天。1.2.2.洪水标准文华水库为小(二)型水库，工程等别为五等五级，设计时采用的洪水标准为20年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。1.2.3.水库特征水位及流量死水位745.00m，设计正常蓄水位752.50m，设计洪水位753.50m，校核洪水位754.00m。设计20年一遇的洪峰流量为19.69m3/s，相应洪水总量16.37万m3;200年一遇洪水时洪峰流量为29.05m3/s,相应洪水总量为26.22万m3。n设计洪水最大下泄洪水流量为16.7m3/s,相应坝上设计洪水为：753.90m，相应水库库容为10.8万m3。校核洪水最大下泄洪水流量为：27m3/s，相应坝上校核洪水为：764.42m，相应水库总库容为12万m3。1.1.工程地质1.1.1.库区水文地质及工程地质条件1、地形地貌文华水库位于嘉陵江水系一级支流张家河上游，流域形状呈树叶形，地势为北高南低，东陡西缓，地面高程一般在740-940米之间，沟谷与山顶之间相对高差为200米。最高点烟杆山，海拔940m，最低点坝址处，海拔740m。该区地貌上属于构造剥蚀丘陵地貌，山坡度较缓,沟谷切割较浅，山顶圆滑，谷底一般宽10～30米，覆盖层厚4～8米，冲沟两侧Ⅰ级阶地断续发育分布。两岸基岩出露较好。地形受构造和岩性控制，砂岩一般呈陡崖；砂质泥岩呈浑圆状丘包和缓坡地。2、地层岩性库坝区属中低山地貌，区内出露地层主要为白垩系剑门关组（K1j），岩层由砂质泥岩、砂岩不等厚互层组成。山坡及沟内广布第四系全新统坡残积层（Q4dl+el）及坡洪积层（Q4dl+pl）粉质粘土。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。3、水文地质n区内水文地质条件简单。地下水主要为松散堆积层中的孔隙型潜水和基岩中的脉状裂隙型潜水。接受大气降水与库水的补给，动态变化的季节性明显。1.1.1.地震烈度根据GB18306－2001《中国地震动参数区划图》国家标准第1号修改单中《四川、甘肃、陕西部分地区地震动峰值加速度区划图》(1/100万)查得，工程区地震动峰值加速度为0.1g，《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)查得，工程所在区地震动反应谱特征周期为0.40s，对应地震基本烈度为VII度。1.2.枢纽工程除险加固设计1.2.1.大坝整治工程1、对大坝坝顶增设0.6m高的防浪墙。2、对大坝散漏处采用开挖止水槽回填夯实土料治漏。3、对大坝内外坝坡清杂去乱，挖填整形。对内坡采用C15砼预制块护坡，外坡种草护坡。4、泥结石坝顶，增加路沿石，增加下游坡面排水系统。5、白蚁防治和增设大坝观测设施。1.2.2.溢洪道整治工程对溢洪道进行清杂去乱，按设计标准开挖成形并衬砌。1.2.3.放水设施整治工程将原涵卧管撤除后重新浆砌。1.3.施工组织设计n1.1.1.施工条件工程对外交通方便，在施工之后需对0.2km长的进库公路整治成泥结石路面。施工用电可直接在距工程50m处的清水场镇饮用水提水泵房处的变压器上搭接380V线路引至施工点。钢材、水泥可在广元或元坝城区物资部门或经销商购买，炸药在元坝区民用暴炸器材公司购买。石料、粘土料等均可在距库区1km范围内进行开采，砂料需到50km的嘉陵江洪江采砂场购买。1.1.2.主体工程施工工程施工：采用人工和机械相结合的方式进行，其中以机械开挖为主，人工为辅，运输以5T的自卸汽车为主辅以拖拉机进行场内土石方及材料的运输，对大坝坝体渗漏采用开挖回填止水槽进行渗漏处理。坝坡砼块采用人工预制及安砌，溢洪道采用砼现浇，放水设施采用机械开挖回填夯实，人工撤除浆砌。1.1.3.施工总进度本工程总工期4个月，其中施工准备期半个月，主体工程施工期3个月，工程完建期半个月。1.2.工程管理该工程为汶川地需后除险加固水利工程，业务上受广元市元坝区水务农机局领导，施工和运行管理由太公片区水利农机管理站负责。n但整治后交由清水场镇供水站管理，作为清水场镇供水工程的专用水源，原水库管理机构撤除。工程建成后的管护范围、工程监测内容、水库运行调度以及水库防汛渡汛均按小型水利工程管理规定进行管理和乡镇供水工程水源保护条例执行，并及时与上级主管部门备案，在运行中及时互通信息。1.1.工程占地补偿由于该工程为病害整治性质，根据工程整治设计，没有永久占地。1.2.环境保护与水土保持水库水域及两侧陆地，应按饮用水水源保护标准保护。其保护措施如下：本工程施工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，水土保持工程可采取植物措施和工程措施。及时划定水源地保护范围，设置界桩，制定管理及保护条例以保护水质的清洁和安全。1.3.工程投资工程总投资46.03万元，其中建筑工程投资35万元，机电设备安装工程3.15万元，临时工程费0.93万元，独立费用4.27万元，水土保持和环境保护工程0.5万元,工程总投劳0.21万工日。水泥88.4T，河砂271.5m3,卵石134m3。1.4.经济评价该工程经过经济评价，经济净现值60.96万元，远大于零，经济内部收益率19.57%，效益费用比1.93。由此可见，本工程在经济上是合理的。n1.　水文1.1.流域概况1.1.1.流域自然地理概况文华水库位于广元市元坝区清水乡文华村境内的余家坪，坝址地理坐标东经105°51’49”，北纬32°03’10”，距清水乡场镇2km。属嘉陵江一级支流张家河流域，是元坝区清水乡境内的一座以人畜饮用水为主，兼有防洪、农业灌溉等综合利用的小(二)型水利枢纽工程。流域形状呈树叶形，地势为北高南低，东陡西缓，该区地貌上属于构造剥蚀深丘地貌，沟谷切割较深，地面高程一般在740～940米之间，沟谷与山顶之间相对高差为200米。最高点烟杆山，海拔940m，最低点坝脚处，海拔740m，水库坝址以上集雨面积为0.8km2，最远分水岭到大坝址处河道长度0.98km，河道平均比降为177‰，河道坡度较缓，水流较平，但流域内植被较好。1.1.2.气象n水库流域属亚热带湿润季风气候区，具有气候温和、四季分明、雨量充沛、日照充足、湿度大，冬季寒冷少雨且多寒潮；春季温和、风高物燥、多干旱；夏季炎热、雨量集中、夏旱突出、春旱连夏旱、或伏旱连秋旱等灾害常有发生；秋季多雨、湿度大，常发生秋绵雨及秋洪。降雨年内分配极不均匀，雨季从5月到10月中旬，降水占年降水量的75%，而12月至次年3月降水量仅占年降水量的10%，降水年际变化较大，多年平均降雨量为1043.4mm，最大年降水量126.9mm，最小年降水量626.4mm。暴雨多发生在6—8月，一次大暴雨过程多为1—2天，其中80%左右的水量集中在24小时以内，实测24小时内最大暴雨量为353.6mm。多年平均气温16.1℃，历年极端气温最高值38.9℃，最低-8.2℃，多年平均日照数1250小时，多年平均蒸发量为1285.4mm，无霜期240天，多年平均相对湿度69%，多年平均最大风速14m/s。1.1.1.径流根据《广元县水文手册》，移用三川水文站数据，多年平均年径流深513mm，地下径流深15.8mm，则地表径流深497.20mm。年径流变差系数CV＝0.45，偏差系数采用CS＝2CV。则丰水年P＝20%设计年径流深1317.58mm，平水年P＝50%年径流深为924.79mm，枯水年P＝75%年径流深为333.12mm。故各设计年故各设计频率年径流量分别为105.41万m3、73.98万m3、26.65万m3，平均年径流量分别为0.03m3/s、0.02m3/s、0.008m3/s。1.1.2.设计暴雨由于水库流域及邻近类似区内无实测水文资料,水库坝址以上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，无完整的，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《四川省中小暴雨洪水计算手册》中推理公式进行分析计算。其中偏差系数采用CS＝3.5CV。设计暴雨按短历时暴雨公式计算：Htp=Spt1-nn则：当历时t=1/6—1小时范围内时n1=1+1.285lg(Hp1/6/Hp1)Sp1=Hp1(mm)当历时t=1—6小时范围内时n2=1+1.285lg(Hp1/Hp6)Sp2=Hp1(mm)当历时t=6—24小时范围内时n3=1+1.661lg(Hp6/Hp24)Sp3=Hp6×6n3-1(mm)根据《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》附图—暴雨等值线图计算文华水库各控制历时暴雨统计参数如下表：文华水库设计流域暴雨频率参数表表2-1时段均值mmCVKP=5%KP=0.5%Hp=5%Hp=0.5%1/6h16.790.381.732.4329.0740.461h440.391.752.4878.66109.486h880.542.073.28182.7284.424h1250.562.123.39273434.21.1.基础资料收集与复核1.1.1.基本资料的收集整理本次洪水复核收集整理了文华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，和原设计的相关资料，并采根据1989年四川省测绘局出版1/10000采用航测图测算和现场实测数据进行对比分析。1.1.2.流域基础资料复核本次复核根据1989年四川省测绘局出版1/10000航测图量算得集雨面积为F＝0.8km2。L＝0.98km。J＝177‰。n1.1.1.水库水位～库容曲线复核工程原无水位库容曲线图表，为保证资料的一致性，本次水位库容曲线采用1:10000万航测图与现场核实的方法勾绘。文华水库水位H～库容V曲线表表2-2H(m)742745.5748751752.5754754.5V(万m3)01.53681112.51.1.2.水位泄量曲线复核文华水库溢洪道位于大坝左侧,为开敞式正堰，堰顶高程752.50m，堰宽3m，工程原无水位泄量关系曲线图表，本次按宽顶堰公式M取1.55，计算下泄流量q,绘制H～q曲线,计算成果见下表及图。文华水库溢洪道H～q曲线计算表n表2-3水库水位Z(m)752.5753753.5754754.5总库容V(万m3)89111212.5堰上水位H(m)00.511.52下泄流量qm3/s01.644.658.5413.151.1.设计洪水1.1.1.洪水特征文华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1—6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。1.1.2.洪水标准文华水库n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。1.1.1.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，只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。1.1.2.设计洪峰流量采用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》推理公式计算洪峰流量：Qp＝0.278ψF上式适用于全面条件下的全面汇流和部分汇流两种情况：当全面汇流条件下τ≤tcψ=1-τn当部分汇流条件下τ＞tcψ=n(tc/τ)1-ntc=[(1-n)s/]1/nτ=τ0ψ(-1/4-n)τ0=[0.2783/4-n]/[(mJ1/3/L)4/4-n(SF)1/4-n式中：Q—最大流量(m3/s);　　ψ—洪峰径流系数;i—最大平均暴雨强度(mm/h)S—暴雨雨力,即最大1小时暴雨量(mm/h);τ—流域汇流时间(h);　　τ0—当ψ=1的流域汇流时间(h);n—暴雨公式指数;　　F—集水面积(km2);　　tc—产流历时(h)；—产流参数，即产流历时内流域平均入渗强度(mm/h);nm—汇流参数J—沿河长的河道平均坡度。L—自出口断面沿主河道至分水岭的河流长度(km)1、流域特征值集雨面积F＝0.8km2,主河道长L＝0.98km,主河道比降J＝177‰。2、汇流参数m值流域特征系数θ＝L/(J1/3*F1/4)=3.13，m＝0.318θ0.204＝0.43、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，n1=1+1.285lg(H1/6p/H1p),Sp1=H1P式中：暴雨量HP根据公式HP=KP×HP均值计算。文华水库暴雨参数成果表表2-4P%S1pS2pS3pn1n2n3578.6678.66162.450.4440.5300.7100.5109.48109.48251.290.4440.4670.6954、汇流时间根据《手册》结合相关公式为：5、产流参数μ及系数文华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）,由于流域面积较小,可认为是全面汇流，则。K5%=1.33K0.5%=1.57.6、流域汇流时间n计算公式：7、验算m′值验算公式：m′=0.278×L÷(×J1/3×Q1/4)，结果要使m′=m8、洪峰流量计算由于流域面积较小，先采用n1作试算，则计算成果如下表：文华水库洪峰流量计算成果表表2-5P(%)n1S1pτ0τμμ0ψQpTpm/50.44478.660.630.645.016.660.9219.692.310.360.50.444109.480.570.585.017.860.9429.052.510.36由上述分析计算可知：流域汇流时间τ价于<1小时，说明采用n1计算合理，验算的汇流参数m′＝m，则计算正确。1.1.1.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较小，只有0.8km2，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。1.2.分期设计洪水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。1.3.调洪演算n1.1.1.起调水位的确定文华水库起调水位定为正常蓄水位752.50m，相应库容8.5万m3。1.1.2.水位～库容曲线见表2—2，见水位～库容曲线图。1.1.3.水位～泄量曲线见表2—3，见水位～下泄流量曲线图。1.1.4.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=12.11小时。短历时设计暴雨量按HTP=H24p×(T/24)1-n3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2-6P%HTP(mm)H24pαn3WP(万m3)5223.85273.000.910.7116.370.5352.40434.200.930.7026.222、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。n设计洪水概化历时TP按公式TP=2.78WP/QP计算，则：P=5%，TP=2.31小时；P=0.5%，TP=2.51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Q=0.014*F0.984，平均加入设计洪水过程线中。文华水库设计洪水过程线计算表表2-7典型概化坐标5.00%0.50%yxtQttQt000.000.010.000.010.050.110.251.000.281.460.10.150.351.980.382.920.20.20.463.950.505.820.40.2450.577.890.6111.630.60.3150.7311.830.7917.440.80.40.9215.761.0023.250.950.4951.1418.721.2427.6110.61.3919.701.5129.070.950.71.6218.721.7627.610.80.8151.8815.762.0423.250.60.9852.2811.832.4717.440.41.2352.857.893.1011.630.21.643.793.954.115.820.12.14.851.985.272.920.052.585.961.006.471.4603.858.900.019.660.01n1.1.1.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。本次采用试算法进行调洪演算，复核文华水库防洪标准是否符合现行规范要求，以及水库实际能够达到的防洪标准。计算公式采用水量平衡方程式(Q1+Q2)△t/2-(q1+q2)△t/2=V2-V1，根据H-V和H-q进行单辅助曲线的计算,间隔时间△t取1小时，然后n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，调洪成果见表：调洪演算成果表表2-8频率P（%）最大下泄流量（m3/s）库容（万m3）最高库水位（m）516.710.8753.90.52712754.42n1.1.坝顶高程复核1.1.1.坝顶超高标准根据规范，土石坝波浪爬高和风壅高度以上为安全超高，在正常运用条件下为0.100m，在非常运用条件下为0.30m，地震安全加高1m。1.1.2.坝顶超高计算根据元坝区气象站提供的资料，该水库多年平均年最大风速V=10m/s,正常运用情况计算风速采用多年平均年最大风速的1.5倍;非常运用情况计算风速采用多年平均年最大风速。吹程：文华水库大坝附近水域形状较不规则，故吹程采用De=ΣDicos2αi/Σcosαi计算。经反复量算，De=0.22km。根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）附录A中A.1.7、A.1.8、A.1.12和A.1.13条之规定和其中的有关公式和换算系数进行计算波浪爬高值，并以此来复核坝顶高程。Gh/w2=0.0076w-1/12(GD/w2)1/3GLm=0.33w-1/2.15(gD/w2)1/3.75其计算和复核成果见表2-10。文华水库坝顶超高计算表表2—9项目正常运用(设计)非常运用(校核)正常水位+非常运用+地震安全加高频率P(%)50.5　计算风速W(ｍ/s)1510　吹程D(m)220220　n水域平均水深Hm(m)8.48.92　坝坡坡比ｍ2.42.4　经验系数KW1.021.02　经验系数K△0.90.9　波高hP0.2960.178　平均波高hm0.1520.091　平均波长Lm3.9372.623　平均爬高Rm0.2730.173　波浪爬高R0.5020.318　坝顶安全加高A0.50.3　地震安全加高001坝顶超高Y1.0020.6181.6181.1.1.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+正常运用情况的坝顶超高;2、校核洪水位+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。文华水库坝顶高程复核成果表表2-10工况频率P%最高洪水位(ｍ)坝顶超高(m)计算坝顶高程Z坝(m)现大坝高程（m）差值(m)结论15753.91.002754.902754.5-0.402不满足20.5754.420.618755.038754.5-0.538不满足3　752.51.618754.118754.50.382满足通过坝顶高程复核：文华水库大坝坝顶高程复核后为755.038m，现大坝坝顶经实测为754.50m，故现大坝坝顶高程不满足防洪要求。n1.1.水雨情观测和通讯设备本次设计在水库大处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。n1.　工程地质1.1.形地貌及物理地质现象文华水库位于嘉陵江水系马蹄滩流域何家河上游，流域形状呈椭形，地势为北高南低，东陡西缓，该区地貌上属于构造剥蚀深丘地貌，沟谷切割较深，地面高程一般在740--940米之间，沟谷与山顶之间相对高差为200米。最高点烟杆山，海拔940m，最低点坝脚处，海拔740m，山顶圆浑，沟谷平缓，谷底一般宽5～30米，覆盖层厚4～8米，冲沟两侧Ⅰ级阶地断续发育分布。两岸基岩出露较好。地形受构造和岩性控制，砂岩一般呈陡崖；砂质泥岩呈浑圆状丘包和缓坡地。大坝枢纽段位于河谷较开阔段，坝址区为“U”形谷，河谷沟底宽50～100米，较平坦。两岸略为不对称，河床纵坡较大，但坝址处的河床较平坦，左岸坡度5～15°，右岸坡度5～20°，左右坝肩凸出的山嘴较不明显，但山体较厚，大坝所处河段建坝地形条件较好。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。1.2.地层岩性由于文华水库属小(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。n库坝区属中低山地貌，区内出露地层主要为白垩系剑门关组（K1j），岩层由砂质泥岩、砂岩不等厚互层组成。山坡及沟内广布第四系全新统坡残积层（Q4dl+el）及坡洪积层（Q4dl+pl）粉质粘土。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。溢洪道底板粘土岩夹薄层页岩，左侧属横向坡，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。1.1.地质构造及地震区内构造体系属于新华夏构造体系四川沉降带之川西褶带，西北与龙门山隆起褶带相邻。水库位于褶皱旋扭构造梓潼向斜北西翼，为平缓的单斜构造，岩层产状水平，未见大的断裂构造，岩层裂隙较发育。根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)和2008年6月中国地震局发布的《四川、甘肃、陕西部分地区地震动峰值加速度区划图、地震动反应谱特征周期区划图》，工程区地震动峰值加速度为0.15g，动反应谱特征周期为0.40S，对应地震基本烈度为Ⅷ度。1.2.水文地质区内水文地质条件简单。地下水主要为松散堆积层中的孔隙型潜水和基岩中的脉状裂隙型潜水。接受大气降水与库水的补给，动态变化的季节性明显。n孔隙型潜水主要赋存于沟底松散土层中，水量一般丰富，地下水位高。裂隙型潜水主要赋存于基岩内各种裂隙中，一般以泉的形式排泄。由于水库的修建抬升了水位，在水库下游地下水具有弱承压性。砂岩裂隙发育，连通性好，充填差，透水性较强。该区地表水，地下水水质类型属重碳酸钙型低矿化度水，水质较好，适于饮用灌溉，对混凝土不具侵蚀性。1.1.坝体土物理力学性质由于文华水库属小(二)型水库，缺乏任何资料，加之未进行地质勘探和室内土工试验，故本次坝体土的物理力学指标采用石道角水库震损应急方案(由长江水利委员会长江勘测规划设计研究院编制)和新华水库地勘资料中的指标进行综合分析确定。文华水库的坝体土参数材料饱固快非饱固快饱和密度(kg/m3)湿密度(kg/m3)弹性模量（MPa）泊松比渗透系数KC内聚力(kPa)摩擦角(°)内聚力(kPa)摩擦角(°)填土2215271719801860300.35.71×10-4堆石棱体032034212020605.1×10-1抛石体02702919301780n1.除险加固设计1.1.枢纽工程现状及存在的问题1.1.1.大坝工程1、大坝工程现状工程于1965年动工修建，于1966年4月完工，现有坝高12m，坝顶宽3.0m，坝顶长110m，设计正常蓄水位752.50m，死水位745.50mm，实际坝顶高程754.100m，坝基高程742.100m。大坝为均质土坝，现上游坝坡坡比为1:2.4，下游坝坡坡比为1:2.0，1：3.0，外坡坝脚堆石体高2m，坡比为1：0.2。内坡无堆石体，外坡面无排水系统，左坝肩散漏。大坝外坡杂草树木丛生，且有大量杂灌，由于运行较长，加之人畜践踏，坝坡凹凸不平，极不规则。2、大坝存在的问题①大坝左坝肩散漏在5.12地震后的不断余震中，该水库的左坝肩散漏较严重。主要在左坝肩坝顶以下3m处，据管理人员和群众反应，当水库蓄水达到正常蓄水位下1.5m时开始散漏，水位增加其渗漏逐渐增大，据此分析该渗漏为坝体上部施工回填碾压质量不佳所致。②通过水文计算和坝顶高程复核表明，该水库大坝高度不能满足规范要求的防洪标准，需加高大坝0.6m。n大坝外观质量差内外坡坡度无任何护坡措施，风浪淘蚀严重，部分坝坡呈现倒坡和直坡现象，大坝外观成不规则勾壑状，质量极差。整个坝体水面之外的全是树木杂灌密立，行走困难。大坝外坡有白蚁活动及建巢现象。1.1.1.溢洪道工程工程1、溢洪道现状溢洪道位于大坝右坝肩砂质泥岩基础上，为开敞式正堰溢洪道，总长76m，全部末衬砌，洪水沿坝脚直接泄入自然冲沟中。堰顶段：堰顶进口高程752.50m，堰顶进口宽度6.5m，出口宽度3m，边墙高2.0m，为干砌块石，现已倒塌极不成形。控制段：全长30m，边墙高1.5m，左岸为4m高的砂质泥岩陡坡，度板为砂质泥岩，左侧为干砌块石，坡比为1：30。泄槽段：全长45m，顺坝坡右脚至坝基河沟，全段乱石堆集，未开挖成形，而是自然冲刷，其底板坡度为1：5，溢洪道泄洪断面够，已浆砌，运行正常。2、溢洪道存在的问题行洪能力不足据调洪演算结果表明，最大下泄流量为27m3/s，而溢洪道现状只能满足17m3/s。边墙末衬砌，尾段末成形n已开挖成形的控制段末衬砌，泄槽段末成形且直冲坝脚危及大坝坝体的稳定及安全运行。1.1.1.放水设施1、放水设施现状放水设施位于大坝右坝肩，放水卧管布置在库内右岸边垂直于坝轴线放水孔20cm，共10级，级差70cm,涵管为穿坝建筑，管长45m，高0.8m，宽0.6m，设计放水流量0.1m3/s。2、放水设施存在的问题现场检查时，涵卧管有渗漏现象。1.1.2.其它设施大坝无任何变形、位移渗流观测设施设备，因此无法通过观测设施对大坝安全状况作出准确而及时的评价。1.2.工程设计依据1.2.1.工程等别及建筑物级别文华水库总库容12万m3,有效库容8.5万m3，设计灌面为0.06万亩，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。1.2.2.防洪标准文华水库为小（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—n2000）》规定,采用20年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。1.1.1.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。1.1.2.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《万分之一航测图》。1.2.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：增设防浪墙、大坝防渗、内外护坡整治、溢洪道整治、放水设施整治，增设大坝观测设施、水文观测设施，添设必要的管理设备及整治进库公路。n1.1.大坝工程设计1.1.1.方案设计1、总体设计据规范规定，本水库需对大坝左坝肩进行挖填止水槽进行渗漏处理，对大坝坝顶增设防浪墙，对内外坝坡进行整形护坡。2、坝顶整治及防浪墙设计据前述调洪演算结果表明，需加高大坝0.6m，故设计在坝顶增设防浪墙0.6m，墙顶高程为655.10m，防浪墙采用C20砼现浇，墙体厚0.4m，坝体以上高0.6m，坝体以下成“L”形埋深0.4m。大坝坝顶宽度为3m，坝顶路面均采用泥结石路面，路面下铺设砂石垫层,厚度均为20cm。坝顶外侧采用M7.5砌条石做路缘带，埋入坝顶下土层内。3、大坝左坝肩开挖止水槽进行渗漏处理设计因本工程渗漏不集中且量不大，为散漏现象，故设计对大坝左坝肩渗漏处进行采用开挖止水槽进行渗漏处理，开挖长度为15m，深度为2m，槽宽1m，采用粘土回填夯实。4、内坝坡整治工程内坡按1：2.4的原坡比进行整形，然后用C15砼六面块进行护坡。5、外坝坡整治工程外坝坡仍按坡比1：2.5和1：2.75的坡度进行整形，然后从坡顶至坡脚采用种草绿化护坡，以防雨水冲刷。对大坝外坝坡坝肩两侧设顺坡向排水沟,排水沟为C20砼现浇，B×H=0.3×0.3m，墙体厚0.2m，全长100m。n1.1.1.整治后大坝安全计算4.4.2.1大坝渗流计算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。1、工况一：上游正常水位752.50m形成的稳定渗流期；2、工况二：上游设计洪水位753.90m形成的渗流期；3、工况三：上游校核洪水位754.42m,下游无水。4、工况四：上游正常水位752.50m降至死水位745.50mm；5、工况五：上游校核洪水位754.42m骤降至正常水位752.50m，再骤降至死水位745.50mm。2、渗透系数文华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＝5.71×10－5cm／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①坝体渗流量:渗流量计算结果见表4－1。文华水库整治后大坝渗漏量计算成果表n表4－1工况渗流量单位工况一0.00021L／s.m工况二0.00023L／s.m工况三0.00027L／s.m工况四0.00039L／s.m工况五0.00047L／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0.1万m3，占总库容的0.1%，故坝体渗漏满足要求。1.1.1.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：土坝坝坡抗滑稳定最小安全系数表4－2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均质土坝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）。文华水库坝坡材料物理力学指标表表4－3n材料饱固快非饱固快饱和密度(kg/m3)湿密度(kg/m3)浮密度(kg/m3)渗透系数KC内聚力(kPa)摩擦角(°)内聚力(kPa)摩擦角(°)填土2818.817201980186010105.71×10-5堆石棱体0320342120206011205.1×10-12、计算工况上游坝坡：(1)工况一：正常水位752.50m降至死水位745.50mm；(2)工况二：校核洪水位754.42m骤降至正常水752.50m再降至死水位745.50mm；(3)工况三：正常水位745.50mm时形成的稳定渗流期+地震；下游坝坡：(1)工况一：设计洪水位753.90m时形成的渗流期；文华水库坝坡稳定整治后计算成果表表4－4坝坡工况Kmin[K]是否满足要求上游工况一1.451.25满足工况二1.31.15满足工况三1.281.25满足下游工况一1.271.25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。1.1.坝体渗漏整治n大坝左肩渗漏主要为坝体土料填筑不好而形成的渗漏，整治方法是先找出内坡的渗漏点，进行开挖20m长的止水槽然后采用粘土回填夯实，然后整形护坡。处理时采用机杠开挖机械夯实，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。1.1.大坝白蚁整治对大坝白蚁整治:一是开沟截路采巢,在土坝迎坡正常蓄水位到背水坡浸润线之间的坝坡斜面各开一条1.5*1.5m(宽*深)的顺沟,通过开沟来截断坝体上的蚁道;二是土坝表层药剂处理,在土坝表面梅花状打孔,孔距1m,深0.3-0.5m,对孔作灌液处理;三是设置毒土隔墙,在开挖的顺沟分层回填时,喷一次预防药剂,直至回填完毕;四是施放毒饵诱杀包,对土坝两端林地、山丘施放白蚁诱杀包。1.2.溢洪道工程整治本工程溢洪道路为毛坯土渠，断面较小，不能满足泄洪要求，故此在整治中设计对其加高过墙并全面衬砌，以利安全行洪。1、溢洪道水面线及边墙复核推算在溢洪道堰顶宽为6.5m，下泄最大流量27m3/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，进口段采用公式B＝Q/MH2/3计算，陡坡段采用明渠均匀流公式Q＝AC（Ri）0.5进行试算，结果见下表。文华水库溢洪道边段高度复核成果表表4－5n地段位置溢洪道宽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0-26.51.920.32.221.8-0.42不满足控制段2-3031.50.31.81.5-0.3不满足行洪段30-7621.20.31.50-1.5不满足复核结论：由上表可看出，文华水库溢洪道现边墙不能完全满足泄洪要求，最大差1.5m，最小差0.42m。2、溢洪道整治工程据前述调洪演算结果设计溢洪道堰顶高程为752.50m，底板坡度为1：30、1：5，堰顶边墙高2.3m，控制段边墙高1.8m，泄槽段边墙高1.1m。边墙断面均为梯形，底板厚20cm，边墙及底板均采用C20砼现浇，边墙每隔5m设伸缩缝一条，底板横向排水沟一条，底板中部设纵向排水沟一条。对控制段的右岸高边坡清除松软体下部现浇砼边墙即可，对泄槽段的乱石清理后全部堆置于坝脚，坡比为1：1。泄槽段底宽为2m，底板乱坑过大时采用毛石砼回填后再用C20砼现浇。1.1.放水设施工程整治设计本次设计撤除原放水卧管，然后重新浆砌。其涵管仍位于大坝左端，平行于大坝内坡，整治后的涵管长45m，分12级，级差0.5m，放水孔直径为20cm，其放水流量达到0.1m3/s。其详细设计见设计图纸。1.2.其它工程整治1、观测设施布置n在大坝坝轴线和内外坡中部轴线两岸每一纵排测点的延长线上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10个；在坝体上共布置6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3个，详见图纸。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。4、观没设备根据工程需要，本次配置水准仪一台，经伟仪一台。1.1.建筑工程量统计经统计，完成文华水库枢纽工程除险加固主要工程量：开挖土石方309m3，回填土石方918m3，砂卵石垫层195m3，砌石361.2m3，砼261m3。水泥88.4T，河砂271.5m3，卵石134m3，条块石354m3，需投劳0.21万工日。2.施工组织设计n1.1.施工条件1.1.1.工程条件1、工程概况文华水库位于广元市元坝区元坝区清水乡文华村六社境内，坝址地理坐标东径105°51’49”，北纬32°03’10”，距清水乡场镇2km。是元坝区境内的一座以人畜饮水为主，兼有防洪、灌溉等综合利用的小（二）型水利枢纽工程。本次整治加固工程，包括增设防浪墙、右坝肩防渗治漏、白蚁防治、内外坡整形护坡、溢洪道整治、放水设施整治、防汛公路整治和增设观测设施等工程。2、交通条件工程溢洪道处有一条通往清水场镇的土公路，材料可运输至大坝。1.1.2.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1156mm,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。n2、地形地貌该区地貌上属于构造剥蚀深丘地貌，沟谷切割较深，地面高程一般在740～940米之间，沟谷与山顶之间相对高差为200米。山顶多呈山脊状，冲沟较发育，呈树枝状，覆盖层厚4～8米，冲沟两侧Ⅰ级阶地断续发育分布。两岸基岩出露较好。地形受构造和岩性控制，砂岩一般呈陡崖；砂质泥岩呈浑圆状丘包。大坝枢纽段位于河谷转弯段较开阔段，坝址区为“U”形谷，河谷沟底宽5～30米，较平坦。两岸略为不对称，河床纵坡较大，但坝址处的河床较平坦，左岸坡度30～40°，右岸坡度50～70°，右坝肩为凸出的山嘴，左坝肩凸出的山嘴较不明显，山体较薄，右坝肩山体较厚。大坝所处河段建坝地形条件较好。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。1.1.1.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。由于大坝离嘉陵江较近，砂卵石料完全可以从嘉陵江采购。1.1.2.施工供应条件1、施工用水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需求。2、施工用电n工程区内有国家及地方电网，施工用电在距大坝100m处的清水场镇饮用水提水泵房处的变压器上采用“T”接直接用。3、其它物质供应水泥由广元市或元坝区物资部门或经销商供应，运距70km。炸药由元坝区民用爆炸器材专营公司供应，运距70km。汽、柴油由当地附近加油点供应，运距距5km。1.1.1.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2009年12月初开始准备工作，2010年3月底工程全部竣工，总工期4个月。1.2.施工导流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的库内余水放至干渠下游较近的山坪塘屯蓄，由于内坝整治时最低高程为库底，但该水库无放空洞，故水下部分只能采用抛填，为了保证施工时该高程处有法进行施工，计划放水至死水位离施工还有20天的时间进行晾晒。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0.03m3/s、0.02m3/s、0.005m3/s。而放水涵管的设计流量为0.1m3n/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1.1.施工交通运输1.1.1.场外交通运输文华水库位于广元市元坝区元坝区清水乡文华村境内，场外村社公路到大坝0.2km未硬化，其余均为土质或碎石路面，能满足各种材料的运输，故只需修建0.2km的碎石公路以利防汛抢险和建筑材料的运输。1.1.2.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。1.2.主体工程施工1.2.1.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n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。3、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。1.1.1.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5cmn，达到设计高度和坡度时，表面要大致平整。3、抛块石采用人工装胶轮车从临时堆料场运料至作业面的两岸，平行坝轴线方向从两边向中间同时抛填作业，垂直坝轴线方向从坝坡从向库区延伸抛填。1.1.1.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。1.1.2.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。文华水库整治施工主要机械设备表表7--1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35灰浆搅拌机台16砼搅拌机0.4m3台27振动碾13-14t台18手持式风钻台39空压机9m3台1n10胶轮车辆81.1.施工总布置1.1.1.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。1.1.2.施工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，没有永久性占地，只有部分临时占地。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100m2；堆料场占地0.5亩，生产生活设施占地0.5亩，临时道路占地0.5亩，用房占地0.5亩，共占地2亩。1.1.3.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：由大坝附近提水泵房低压线中搭接供应。3、砼拌和站布置：设在大坝左端，坝顶及大坝内坡马道作为运输道，预制购件利用大坝左端空地作为预制构件制作场地。4、库房及施工用房：新建100m2的临时生产办公用房、工棚、库房，以作水泥等材料堆放。1.2.施工总进度n1.1.1.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4个月，准备期半个月，完建期半个月。主体施工4个月。即2009年12月上旬为施工准备期，主体工程工期为2009年12月上旬至2010年3月中旬，3月下旬为工程竣工验收期。4、根据水库蓄水时间安排各项工程施工时段。1.1.2.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12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。1.1.3.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。n本工程总工期4个月，其中主体工程施工期3个月，其进度计划安排如下：1、大坝工程1、大坝内外坝坡清杂去乱：计划安排在2009年12月中旬，工期10天。2、外坝坡止水槽开挖回填夯实、白蚁防治及内外坝坡整形护坡：计划安排在2010年1月中旬-2月下旬，工期50天。3、坝顶、外坝坡坡面排水、大坝观测桩工程：计划安排在2010年2月上旬至中旬，工期20天，完成泥结石路面铺筑，外坡排水沟的建设和大坝10个观测桩的设置。2、溢洪道工程土石开挖及原条石结构撤除：计划安排在2010年的2月，工期30天。3、放水设施工程计划安排在2月中旬至下旬，工期20天。3、交通便桥工程交通便桥工程：计划安排在1月上旬至中旬，工期10天。1.1.1.工程完建期计划安排半个月，即2010年3月下半月，工程扫尾，工程验收。1.2.质量控制及验收1.2.1.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。n1.1.1.材料文华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。1.1.2.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。1.1.3.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。1.2.招标设计1.2.1.招标范围工程招标内容为大坝防浪墙、上游坡整治，下游坡面整治；堆石体整治、坝顶路面整治；溢洪道整治；大坝防渗整治、放水设施整治等项目。1.2.2.招标组织形式本工程招标工作由元坝区水务农机局成立项目法人领导小组，组织进行招标工作。n1.1.1.招标方式根据该工程规模和招投标有关规定，拟采用公开招标。1.1.2.招标初步方案1、发包数量根据工期要求及参照同类工程实际，该工程发包数量为一个（大坝整治、溢洪道整治、放水设施整治、防汛公路和观测设施整治工程）。2、标段划分该工程将划分为一个标段。包括大坝整治、溢洪道整治、放水设施整治和防汛公路、管理设施等项目。观测设备由厂家或业主组织有证施工技术人员进行安装，不划分标段和招标。3、资质等级三级以上（含三级）从事水利水电工程的施工建筑企业。4、招标工作计划草案本工程为施工招标,招标工作计划在元坝区水务农机局招标领导小组领导下进行,根据工程的规模,拟采用如下招标工作计划草案:起草比选文件→比选文件备案→邀请招标代理机构→四川建设网上发布比选公告→公开招标→鉴定施工。2.工程管理n1.1.管理机构文华水库是一座以人畜饮水为主，兼有防洪、灌溉等综合利用的小(二)型水库，由区水务农机局管理，建设期间太公片区水利农机管理站为业务指导单位，水库管理所具体负责工程的现场管理。工程建成后交由清水供水站管理，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）和乡镇供水工程水源保护条例的相关规定，本工程的管理人员为1人。1.2.工程管理范围和保护范围文华水库的工程管理范围按小二型水库和供水工程水源地两重保护条例中按其严者执行。1、施工期的管理：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100m，下游从坝脚向下100m为界，及管理单位的生活区。保护范围为管理范围外延100m。2、运行期的管理对供水工程的水源卫生防护应符合“村镇供水设计规范”中的有关条文。工程建成后，应加大保护力度。一是对水源上游卫生防护：在水库正常水面线上1km和大坝下游100mn划为水源保护区。在保护区内的水域内不得排放工业或生活污水，其沿岸防护范围内，不得堆放废渣，堆栈或垃圾、粪便，不得使用生活污水灌溉农田。即使水库周围的农田在农药的施用上也应尽量避免，特别不能使用剧毒农药，以防污染水质。二是对水源周围卫生防护：在取水口周围100m的水域内，严禁捕捞、网箱养鱼、放鸭、游泳洗衣等任何人为活动，应设有明显的标志和严禁事项的告示牌。1.1.主要管理设施1.1.1.管理设施现状从工程修建至今，一直无任何管理监测设施。1.1.2.本次增设管理设施水库具有综合利用效益，管理项目以大坝为主，为给工程管理提供必要的条件，满足工程监测、经常性维护（修），运行调度、资料管理、交通、通信及办公自动化等需要，按有关规范拟设置以下主要管理设施：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；⑤办公及生活用房。1.2.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，尽量优先保障供区人畜饮水，其次保农田灌溉，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，随时掌握工程沉降、位移、渗漏等安全状况。⑶管护与维修：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。n⑷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。(5)水质监测：按时对水质采样，送水质化验点进行水质化验以保水质安全，随时巡逻，杜绝破坏水质的人为行为发生。1.工程占地及拆迁1.1.工程占地n由于该工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，没有永久性占地，只有部分临时占地。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100m2；堆料场占地0.5亩，生产生活设施占地0.5亩，临时道路占地0.5亩，用房占地0.5亩，共占地2亩。1.1.工程拆迁本工程整治无拆迁。2.环境保护及水土保持设计2.1.环境保护设计n1.1.1.移民安置环境保护措施文华水库的大坝整治、溢洪道整治及放水设备改建均不占耕地。因此文华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。1.1.2.工程环境保护措施（1）本工程弃碴主要为坝坡坡积料，施工组织设计杻纽工程弃碴可在水库下游1100m水库左岸规划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。1.2.水土保持措施设计工程措施主要为植物措施和工程措施。1.2.1.植物措施设计⑴措施依据及防护绿化标准n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。1.1.1.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。1.2.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0.5万元。2.工程概算2.1.工程概况n广元市元坝区文华水库是一座以人畜饮水为主，兼有防洪、灌溉等综合效益的小（二）型水利工程。坝址以上集雨面积0.8km2，现坝高12m。总库容为12万m3，兴利库容8.5万m3，死库容1.5万m3，设计灌溉面积0.06万亩，现实际灌面12亩，解决清水场镇、文华村、普贤村及关帝庙村3000人的饮水。。工程主要整治内容为：增设防浪墙、左坝肩防渗治漏、白蚁防治、内外坡整形护坡、溢洪道整治、放水设施整治、防汛公路整治、大坝观测桩设置等工程。1.1.工程投资主要指标文华水库工程本次概算总投资46.03万元，其中基本预备费率按5%计列。1.2.　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：执行四川省水利厅（2007）颁《水利工程设计概（估）算编制规定》。2、定额：执行四川省水利厅（2007）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（1）、人工预算单价及费率n人工预算单价及其他直接费、现场经费、间接费、企业利润、税金等均执行水利厅(2007)《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6.22元/工时，高级工5.82元/工时，中级工5.05元/工时，初级工2.71元/工时。各种费率标准见下表：相关费率标准表序号名称定额编号土方工程石方工程砂石备料混凝土工程钻孔灌浆模板工程其它工程1其他直接费2.50%2.50%2.50%2.50%2.50%2.50%2.50%2现场经费6.00%3.00%5.00%4.00%6.00%2.00%4.00%3间接费7.00%3.00%4.00%4.00%6.00%4.00%5.00%4企业利润5.00%5.00%5.00%5.00%5.00%5.00%5.00%5税金3.25%3.25%3.25%3.25%3.25%3.25%3.25%(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4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：材料供应及预算价格汇总表编号材料名称单位供货地点原价（元）n及报规格预算价格（元）进入工程单价价格（元）1水泥425#t广元市50055030022#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虎跳河坝80150.00706卵石m3虎跳河坝40130707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。1.1.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。2、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。n4、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。1.1.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m3174土石方填筑m3920砌石m3361.2砼m3261主要材料用量水泥425#t88.4砂m3272卵石m3134条块石m3354投资静态总投资万元43.36总投资万元46.032.经济评价2.1.工程概况文华水库除险加固工程主要整治内容为：增设防浪墙、左坝肩防渗治漏、白蚁防治、内外坡整形护坡、溢洪道整治、放水设施整治、n防汛公路整治、大坝观测桩设置等工程。1.1.国民经济评价1.1.1.投资概算与资金筹措1、工程投资根据投资概算，文华水库枢纽除险加固工程总投资为46.03万元。2、资金筹措元坝区文华水库枢纽除险加固工程是场镇供水工程和农业灌溉相结合的基础设施，是确保居民供水、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46.03万元，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35万元，余下部分采取多渠道自筹解决。元坝区水利建设基金重点用于文华水库除险加固工程，地方财政需投入11.03万元用于本工程除险加固。3、资金筹措与投资计划见下表1.1.2.费用计算1、固定资产投资文华水库枢纽除险加固工程总投资46.03万元，一年投入。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n根据管理机构设置规范，该工程管理人员1人，按每人每年1.0万元计，年工资及福利费支出1.0万元。（2）材、燃料及动力费按固定资产投资的0.5%计算，共计0.23万元。（3）维护费按固定资产投资的1%计算，共计0.46万元。（4）其它费用采用以上三项费用合计的30%计，共0.5万元。本项目年运行费用合计2.2万元。3、流动资金工程的流动资金按年运行费的10%计，为0.22万元，在项目运行初期投入，计算期末一次回收，作为项目的效益。1.1.1.效益计算1、灌溉效益文华水库总库容12万m3，有效库容8.5万m3，设计灌溉面积0.06万亩，实际灌溉面积12亩。该工程整治后，主要解决人畜饮水，其灌溉面积较少，故在此处按清水供水工程的水费收入为主进行效益计算。2、供水效益该工程整治后，可为清水场镇和文华村、普贤村及关帝庙村等三个村提供饮水供给，初步估算年供水量7.2万m3，年收益可为46.8万元，年净利润为3万元。n3、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，文华水库溃坝后将将造成下游的损失为300万元，多年平均防洪效益约为10万元。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13万元，同时其社会效益特别显著。综上所述，水库长期带病运行未作整治，加之本水库担负3000人的饮水供给任务，其蓄水量的多少直接关系到清水乡半数居民的生活问题，加之水库作为小二型水库，大坝一旦溃坝将对下游造成严重的危害和重大经济损失，十分必要尽快全面整治。1.1.1.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1年，正常运行期为30年，本次评价计算期共为31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%。n（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60.96万元，远大于零，经济内部收益率19.57%，效益费用比1.93，均能满足规范要求，说明本工程在经济上是合理的。1.1.1.敏感性分析因工程规模较小,加之工程属社会公益性工程,故不作敏感性分析。1.2.财务评价因工程规模较小，加之工程属社会公益性工程，故不作财务分析。1.3.综合评价根据国民经济评价和财务分析成果，经济净现值60.96万元，远大于零，经济内部收益率19.57%，效益费用比1.93，均满足规范要求。n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。n目　　录1.综合说明11.1.项目背景11.2.枢纽工程现状11.3.水文及水库特征水位31.4.工程地质41.5.枢纽工程除险加固设计51.6.施工组织设计51.7.工程管理61.8.工程占地补偿71.9.环境保护与水土保持71.10.工程投资71.11.经济评价72.水文82.1.流域概况82.2.基础资料收集与复核102.3.设计洪水122.4.分期设计洪水152.5.调洪演算152.6.坝顶高程复核20n2.7.水雨情观测和通讯设备223.工程地质233.1.形地貌及物理地质现象233.2.地层岩性233.3.地质构造及地震243.4.水文地质243.5.坝体土物理力学性质254.除险加固设计264.1.枢纽工程现状及存在的问题264.2.工程设计依据284.3.总体设计方案294.4.大坝工程设计304.5.坝体渗漏整治344.6.溢洪道工程整治344.7.放水设施工程整治设计354.8.其它工程整治354.9.建筑工程量统计365.施工组织设计375.1.施工条件375.2.施工导流39n5.3.施工交通运输405.4.主体工程施工405.5.施工总布置435.6.施工总进度445.7.质量控制及验收455.8.招标设计466.工程管理486.1.管理机构486.2.工程管理范围和保护范围486.3.主要管理设施496.4.工程管理工作任务497.工程占地及拆迁517.1.工程占地517.2.工程拆迁518.环境保护及水土保持设计528.1.环境保护设计528.2.水土保持措施设计528.3.环境保护及水土保持设计经费539.工程概算54n9.1.工程概况549.2.工程投资主要指标549.3.编制依据和原则549.4.其他事项说明569.5.主要技术经济指标表5710.经济评价5810.1.工程概况5810.2.国民经济评价5810.3.财务评价6110.4.综合评价62附：1、《文华水库概算表》2、《文华水库初步设计图纸》