古佐水库除险加固修复工程施工组织设计

古佐水库除险加固修复工程施工组织设计

古佐水库除险加固修复工程施工组织设计15n1综合说明1.1概述1.1.1工程概况古佐水库于1966年3月建成。水库位于武宣县通挽镇古佐村黔江支流武赖河上，地理位置为东经109°32′,北纬23°24′，距离武宣县县城约41km,距通挽镇8km。该水库是一个以灌溉为主，兼有其他效益的综合利用水利工程。水库于1965年8月开工兴建,1966年3月建成发挥灌溉效益。水库坝址以上控制集雨面积2.15km2，正常蓄水位113.40m,总库容61.8万m3，属小（2）型水库工程。古佐水库工程主要建筑物有：大坝、溢洪道、输水设施和上坝公路等。古佐水库有效灌溉面积650亩，最大实灌面积800亩。下游防洪保护：古佐水库溃坝对下游影响的范围面积0.5km2，受影响的村有古佐、高椅等村，影响人口1200人，耕地0.4万亩。1.1.2工程存在的主要问题及安全评价结论和意见古佐水库大坝安全评价报告于2008年12月完成。2008年12月****市水利局组织专家对《**壮族自治区**市武宣县古佐水库大坝安全评价报告》进行审查，并提出鉴定意见，同意古佐水库为三类坝的鉴定结论。一、工程存在的主要问题如下：1、大坝沉陷稳定，无大的异常变形和裂缝，但存在着大坝填土密实度不均匀现象。内、外有局部小沉陷发生。贴坡式反滤体结构不够完善，内坡干砌块石护坡松动、脱落严重。内外坡均无排水沟。以上问题对坝体的稳定造成严重威胁。2、溢洪道底部及两侧没有衬砌防护。泄洪时冲刷两岸，危及主坝安全。3、放水涵管斜管浆砌石风化严重，砌石多处松动，砂浆老化脱落，漏水严重。坝内直管为灰浆砌石底与边墙，料石盖板涵管，砂浆老化，以致输水涵管周围漏水严重，外壁与坝体填土间存在渗流通道，直管出口周围存在漏水现象；出口无消能设施，直管基础淘蚀严重，对坝体的稳定造成严重威胁。4、水库无水文、水工观测设施，无管理房及管理设施，运行管理经费严重缺乏，平时无人看守，上下游坝坡杂草灌木丛生。5、古佐水库无上坝公路，从古佐村至坝上，只能通过水库放水渠道岸边宽约0.5～15n1米的小道徒步行走，道路弯弯曲曲，雨天难以步行，对防洪抢险非常不利。6、水库安全管理手段不完善，管理制度不健全。大坝可供鉴定的资料相当缺乏，使大坝的管理处于盲目状态。二、安全评价结论及鉴定意见1、大坝沉陷稳定，无大的异常变形和裂缝，但存在着大坝填土密实度不均匀现象。内、外有局部小沉陷发生。贴坡式反滤体结构不够完善，内坡干砌块石护坡松动、脱落严重。内外坡均无排水沟。以上问题对坝体的稳定造成严重威胁。2、溢洪道底部及两侧没有衬砌防护。泄洪时冲刷两岸，危及主坝安全。3、放水涵管斜管浆砌石风化严重，砌石多处松动，砂浆老化脱落，漏水严重。坝内直管为灰浆砌石底与边墙，料石盖板涵管，砂浆老化，以致输水涵管周围漏水严重，外壁与坝体填土间存在渗流通道，直管出口周围存在漏水现象；出口无消能设施，直管基础淘蚀严重，对坝体的稳定造成严重威胁。4、水库无水文、水工观测设施，无管理房及管理设施，运行管理经费严重缺乏，平时无人看守，上下游坝坡杂草灌木丛生。5、古佐水库无上坝公路，从古佐村至坝上，只能通过水库放水渠道岸边宽约0.5～1米的小道徒步行走，道路弯弯曲曲，雨天难以步行，对防洪抢险非常不利。6、水库安全管理手段不完善，管理制度不健全。大坝可供鉴定的资料相当缺乏，使大坝的管理处于盲目状态。鉴定防洪标准为30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。综上所述，根据水利部颁《水库大坝安全鉴定办法》及《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）的规定，地有水库大坝鉴定为三类坝。1.1.3工程除险加固设计项目和内容根据大坝安全鉴定的意见，本次除险加固设计的主要项目有：水文复核，大坝加固设计，溢洪道设计，输水系统设计，防汛抢险道路设计，工程管理房及观测、管理设施配套设计等。1.2水文1.2.1流域概况古佐水库于1966年3月建成。水库位于武宣县通挽镇古佐村黔江支流武赖河上，地理位置为东经109°32′,北纬23°24′，距离武宣县县城约41km,距通挽镇8km。古佐水库位于黔江支流武赖河上游。古佐水库坝址控制流域集雨面积2.15km2，坝址以上主河流长度2.1km，河流平均坡降23.5‰。15n古佐水库流域河流属于丘陵性小河，河床坡降较缓，库区周边和河流沿岸植被一般，多为经济农作物和矮灌木丛，土壤类型主要为红壤。由于流域地表植被一般，地表泥沙侵蚀不强，根据《**壮族自治区地表水资源》中的多年平均输沙量模数等值线图，查得水库流域的年平均输沙量模数约150t/km2，在**属于轻侵蚀级和重侵蚀级的过度地带。1.2.2水文气象特性古佐水库位于武宣县境内，属亚热带气候区，气候温和。根据武宣县气象站多年实测资料统计，其多年平均气温为21.5℃，年际变化较大，月平均最低气温为1月11.5℃，月平均最高气温为7月28.9℃，极端最高气温为40.3℃，极端最低气温为-1.5℃，日照条件充足，年平均日照时数是1850h。水库地处内陆，距南海较远，风向季节变化明显，冬季多吹偏北风，夏季多吹偏南风，春秋两季为北风与南风交替，年平均风速为2.3m/s，相对湿度为75.9%。多年平均降雨量为1397mm，年内分配不均匀，主要集中在5月～8月，年际变化也较大，多年平均蒸发量为1928mm。1.3工程地质1.3.1地形地貌测区地形总体趋势为西高北东低，山顶绝对标高为180~220m，相对高差为40m，地貌成因类型为构造～剥蚀和溶蚀两大类型，地貌上为丘陵地貌和峰林谷地地貌。丘陵地貌，由碎屑岩类构成；峰林谷地地貌由碳酸盐岩构成。1.3.2大坝填土特征坝体填筑土料都来源于坝址附近的残坡积土层，为黄色含砂砾粘土及粘土。大坝填筑土属弱透水性，满足规范要求；大坝填筑土的压实度不满足规范要求；坝填土塑性指数不满足规范要求，液限也不满足规范要求。1.3.3地质构造及地震库区位于**断褶带东北部与大瑶山复式背斜构造西侧的过渡地段。地质构造线呈北东向，褶皱构造比较发育，常见有次一级褶曲构造。本区区域地质稳定性较好。按《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001）的划分，本区的地震动峰值加速度为0.05g，相应的地震基本烈度为6度区。1.4工程任务及规模1.4.1地区社会经济概况通挽镇位于武宣县南部，距离武宣县县城约33km，2007年通挽镇总人口2.51万人，耕地总面积2532公顷，全镇财政收入28万元，农民人均纯收入2137元。通挽镇15n是一个以农业为主的乡镇，主要种植作物为糖料蔗、水稻，2006年粮食总产量0.73万吨，糖料蔗总量11.03万吨，水果产量4225吨，肉类产量3057吨，水产品产量262吨。1.4.2除险加固的必要性古佐水库建于1966年3月建成投入蓄水灌溉，至今已运行43年，由于种种原因水库存在许多安全隐患，威胁到水库下游地区人民生命财产的安全，妨碍了工程效益的发挥。根据2008年12月大坝安全鉴定报告及审查意见，古佐水库被鉴定为三类坝。为确保大坝安全，充分发挥工程效果，满足地方社会经济的发展，建设和谐安全的社会，对古佐水库除险加固是十分必要的。1.4.3综合利用要求古佐水库有效灌溉面积650亩，最大实灌面积800亩。下游防洪保护：古佐水库溃坝对下游影响的范围面积0.5km2，受影响的村有古佐、高椅等村，影响人口1200人，耕地0.4万亩。水库主要的效益是灌溉效益,灌区以种植水稻为主，其次是甘蔗、玉米和冬种作物。1.5工程布置及主要建筑物1.5.1工程等级及建筑物级别古佐水库总库容为61.8万ｍ3，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)规定，工程等别为Ⅴ等，工程规模属于小（2）型水库，主要建筑物有大坝、溢洪道、放水设施，为5级建筑物，防汛抢险道路按四级公路设计。山区、丘陵区土石坝洪水标准（重现期）为：30～20年设计；300～200年校核。本次水文复核采用30年一遇（P=3.3%）设计，300年一遇（P=0.33%）校核。1.5.2工程总体布置古佐水库枢纽建筑物主要由大坝、输水建筑物、溢洪道等建筑物组成。由于是除险加固工程，除新改建输水建筑物外，其它枢纽建筑物的总体布置与原总体布置基本一致。本次除除险加固设计枢纽主要建筑物情况如下：（1）大坝：坝型为均质土坝，总长93m，坝顶宽3.8m，最大坝高14.0m，坝顶高程117.00m，重新铺筑泥结石路面，路面由中心向两侧放坡1.5%；设置C15砼路缘石，宽0.3m；内坡坡比为1：2.2，采用100mm厚C15砼护坡，砼护坡下垫150mm后碎石垫层，坡脚沿线设一道C15砼护勒；外坡坡比为1：2.15，采用草皮护坡；新建坡脚反滤排水棱体和浆砌石排水沟，反滤排水棱体顶高程为106.00m，对其外表面破损处做修缮，除掉其上的杂草。15n（2）溢洪道:原溢洪道位于大坝侧的一处岸坡溢口，溢流堰为开敞式宽顶堰，原堰顶高程为113.40m，宽11.00m，由进口段、溢流段和泄槽段组成，无任何衬砌。本次设计现浇C20混凝土进行底板衬砌，两侧采用M7.5浆砌石护坡和挡墙衬砌；溢洪道下游新建消力池，池长7.0m，宽9.0m，池深1.0m。消力池后开挖至高程111.50m，并采用干砌块石为海幔，使洪水安全平顺下泄。（3）输水系统:新建输水系统布置于大坝右侧，由进口段、放水塔、输水暗涵及出口段组成，出水口与原灌溉渠道衔接，放水塔进口底板高程104.00m，塔内设置工作闸及检修闸各1扇；暗涵进水口高程为104.00m，出水口高程103.90m，暗涵长51.20m，其中进出口设矩形C20钢筋砼箱涵总长2.0m，断面尺寸1.2m×1.6m，壁厚200mm；其余为C20钢筋砼圆管长49.20m，直径1000mm，壁厚120mm，采用顶管施工方法挖土顶进。暗涵出口新建明渠与原渠道连接。对原输水浆砌石涵管进行前后封堵，中间以M5水泥砂浆灌浆封堵处理。（4）防汛抢险公路：大坝坝首至古佐村有1km的距离，为人行便道，不能通行，路面坑坑洼洼，根本不能满足防汛抢险车辆通行。本次修复加固设计在新开上坎公路1km，按四级公路进行修整。本次设计为4米宽的泥结石路，以满足防汛抢险要求。1.6金属结构及电工1.6.1　金属结构古佐水库主要建筑物有大坝、输水设施、溢洪道和防汛抢险道路等，为小（2）型水库，工程级别为Ⅴ等。根据工程总体布置方案，金属结构设置在输水设施新建放水塔，共设置2扇闸门、2孔门槽及2台套启闭设备。1.6.2电工水库工程为管理房配置一套生活用电照明设备及放水塔闸门启闭用电线路，从大坝下游的村庄引电线接入。1.7施工组织设计1.7.1施工条件1.7.1.1对外交通古佐水库坝址于武宣县通挽镇古佐村附近，距县城约41km，距通挽镇8km。坝首与村委无路相连，只能新开四级上坎公路1km。15n1.7.1.2建筑材料来源及水电条件本工程所需的钢材、水泥、木材等主要材料到县城购买，运距41km。施工生产及生活用水，水库作为提供水源，承包方自行架设引水管路。施工用电从村委现有电源通过架线送至施工区。1.7.2施工方法及施工机械1.7.2.1施工总布置该次修复加固工程主要建筑物有主坝及防水涵管封堵、新建放水涵洞等，建筑物间距离较近，相对较集中，施工管理方便，且整个工程的工作量不大，因此，工程只考虑设一个施工区。施工区生产系统主要有简易拌和站、材料堆放场、仓库、预制场、加工厂等。根据周围地形条件，施工区场地选择位于坝的左岸缓坡地上布置。1.7.2.2施工导流标准、导流方式本次修复加固工程主要建筑物有大坝加固、新建放水设施、封堵旧涵管和防汛抢险道路等，新建的放水涵洞进水口及大坝内侧坝踵开挖高程均在104.40m以下，施工前利用原放水涵管把库内的水放空，施工期间利用旧放水涵管导流，旧涵管的底部高程为104.40m，库水位最低只能放至104.40m，因此，新建的放水设施进水口及大坝内侧坝脚的施工均需要设挡水围堰保护，于新建放水塔进口及大坝前各修一道挡水围堰，大坝前的围堰内埋D400涵管与旧放水涵管相接，利用旧放水涵管导流。围堰施工，土围堰主要施工方法是采用挖掘机挖土料，自卸汽车运输抛填，推土机摊平，打夯机夯实。1.7.2.3施工机械主要的施工机械，采用挖掘机、推土机、自卸汽车、拖拉机、中压灌浆机、砼搅拌机、打夯机、双胶轮机、振捣器等，根据施工要求分别选用不同的类型。1.7.3施工计划安排工程计划工期8个月，第一年9月份开始准备工作，第二年4月份完工。库区内侧的建筑物在2月底完成，其余项目在计划工期的时间内完成。1.8水库淹没处理及工程占地由于该工程是除险加固工程，水库的防洪特征水位基本不变，故不存在淹没处理问题。根据水工设计提供的工程布置及建筑物，工程永久占地及施工临时占地均为原库区管理范围内用地。因此该工程不再计算水库淹没处理及工程占地补偿费用。15n1.9环境保护设计主要不利影响。仅在工程施工时局部小范围的植被和绿化会遭到暂时性的破坏。主要有利影响。除险加固工程建成后，恢复和扩大了灌溉面积，促进了灌区土地资源的开发和农业经济的迅速发展，从而带动各行业的发展，人民生活得以改善，对促进社会经济发展起着重要的推动作用。1.10水土保持1.10.1水土流失防治责任范围本次修复加固工程的设计内容主要是对大坝进行加固改造，并将放水涵管改为放水隧洞。由于施工场地均为原水库管理范围，因此水土流失防治责任范围的确定以本工程新增的范围为主，即土料场和弃碴场。通过分析主体工程设计资料，结合实地调查，确定本项目水土流失防治责任范围面积为0.71hm2，其中土料场为0.38hm2，弃碴场为0.33hm2。1.10.2水土保持措施设计根据古佐水库修复加固工程施工特点、水土流失产生的类型和强度、工程完工后的利用方向，将本项目水土流失防治分区划分为土料场、弃碴场2个防治小区进行防治。1.11工程管理1.11.1管理机构及生产管理用房古佐水库隶属武宣县水利局管理，主要负责大坝、溢洪道、输水系统、库区和灌区的管理。按现行相关标准，本工程管理机构定员级别为5级，管理所配置人员3人，其中站长1人，运行值班人员2人。本次除险加固将兴建管理房，结合本工程的实际情况，参照有关规定，工程管理办公用房及文化福利房屋按职工总人数3人，人均17m2考虑，面积为50m2。1.11.2工程观测设施古佐水库没有观测设施，本次设计新配观测设施有：水位观测尺及量水堰。1.12设计概算本工程概算主要依据**水电厅2007年颁发的《**壮族自治区水利水电建筑工程概算定额》及有关文件编制。工程总投资190.22万元，其中建筑工程118.67万元，机电设备及安装工程2.5万元，金属结构设备及安装工程12.30万元，临时工程8.21万元，独立费用36.62万元，预备费8.92万元，移民与环境部分3.00万元（其中环境影响费1.50万元，水土保持费1.50万元）。15n2水文2.1流域概况古佐水库于1966年3月建成。水库位于武宣县通挽镇古佐村黔江支流武赖河上，地理位置为东经109°32′,北纬23°24′，距离武宣县县城约41km,距通挽镇8km。古佐水库位于黔江支流武赖河上游。武赖河发源于武宣县通挽镇尚黄村猫头山旁，自西南向东北流经通挽镇、江龙村、新龙村、大同村、桐岭镇、祥龙村、四安村后，在马步乡雅村东侧汇入黔江。武赖河总集雨面积209km2，主河道长度39.5km，平均坡降4.73‰。其中古佐水库坝址控制流域集雨面积2.15km2，坝址以上主河流长度2.1km，河流平均坡降23.5‰。古佐水库流域河流属于丘陵性小河，河床坡降较缓，库区周边和河流沿岸植被一般，多为经济农作物和矮灌木丛，土壤类型主要为红壤。由于流域地表植被一般，地表泥沙侵蚀不强，根据《**壮族自治区地表水资源》中的多年平均输沙量模数等值线图，查得水库流域的年平均输沙量模数约150t/km2，在**属于轻侵蚀级和重侵蚀级的过度地带。2.2气象古佐水库位于武宣县境内，属亚热带气候区，气候温和。根据武宣县气象站多年实测资料统计，其多年平均气温为21.5℃，年际变化较大，月平均最低气温为1月11.5℃，月平均最高气温为7月28.9℃，极端最高气温为40.3℃，极端最低气温为-1.5℃，日照条件充足，年平均日照时数是1850h。水库地处内陆，距南海较远，风向季节变化明显，冬季多吹偏北风，夏季多吹偏南风，春秋两季为北风与南风交替，年平均风速为2.3m/s，相对湿度为75.9%。多年平均降雨量为1397mm，年内分配不均匀，主要集中在5月～8月，年际变化也较大，多年平均蒸发量为1928mm。2.3基本资料收集整理2.3.1流域特征参数的复核古佐水库于1966年3月建成。本次复核集雨面积、河流长度及河流坡降均在1：10000地图上进行：水库坝址以上控制流域集雨面积为2.15km2，主河流长度2.1km，河流平均坡降23.5‰。2.3.2水文基本资料15n古佐水库于1966年3月建成，属小（2）型水库，至今已运行43年。由于水库集雨面积较小，流域内无任何水文测站，因此本次设计洪水复核采用雨量资料推求，雨量资料采用水库测站实测观测资料。流域附近的雨量站主要有：北堂水库、达开水库测站、武宣水文站、石牙雨量站，各测站基本情况见表2－3－1。古佐水库流域附近测站情况表表2－3－1站名观测项目项目观测年限所在河流北堂水库测站雨量1960～现在武赖河达开水库测站水位、流量、雨量等1962年～现在马来江武宣水文站水位、流量、泥沙、雨量等1935～今黔江石牙雨量站雨量1978～今蒙村河北堂水库测站1960年设立并开始观测降雨量，到目前为止共有1966年～2006年共41年连续的降雨量观测资料。由于北堂水库测站资料系列较长，整编比较规范，且北堂水库与古佐水库直线距离约5.6km，其测站可作为古佐水库水文计算的主要依据站。达开水库测站、武宣水文站、石牙雨量站距离古佐水库较远，代表性不及北堂水库测站，故仅做参考。2.3.2“三性”分析（1）代表性分析样本系列代表性一般从长短系列统计参数稳定性方面分析比较。北堂水文站实测洪水资料系列长度超过30年满足要求，系列基本具有一定的代表性。（2）可靠性分析此次分析计算所依据的北堂水文站等基本资料均为多年实测值，从测验条件看，测站观测断面固定，规整，测验河段顺直，两岸稳定，测验河段无冲淤等明显变化。从测验情况看，水准点高程按三等水准要求控制测量，水尺零点高程每年进行考证，水位采用人工与自记相结合的方式进行互校；水位逐时变化过程控制完整，，从历年的整编成果及上下游对照检查上看，历年水位过程相应较好，成果合理可靠。（3）一致性分析资料的一致性表现在流域气候条件和下垫面条件的稳定性上。北堂水文站自建站至今流域内气候条件和下垫面条件基本稳定，从北堂15n水文站历年实测大断面图上看，基本断面处，河床由砂砾石组成，不易冲刷，说明北堂水文站资料系列具有较好的一致性。2.4径流古佐水库流域内没有径流观测资料，只能采用间接方法推求径流。本次设计只对地表水进行径流计算。2.4.2径流计算古佐水库流域内没有测站，故本次古佐水库的径流采用降雨量资料推求。根据**区水利电力厅出版的《**壮族自治区地表水资源》查等值线图得古佐水库流域多年平均年径流系数为0.55。由于距离较近，本次设计直接采用北堂水库测站的雨量资料进行径流计算,成果见表2－4－1。表2－4－1北堂水库的年降雨量成果表单位：mm年份年降水量年份年降水量年份年降水量19661323.219801281.319941802.619671432.819811149.619951361.219681423.119821500.319961117.219691333.719831634.51997197419701815.419841115.91998182119711403.319851247.519991512.919721322.919861211.820001061.119731677.619871246.920012031.319741387.119881029.12002170819751464.31989903.420031187.119761411.119901117.620041201.719771523.219911204.320051108.519781085.519921395.620061670.419791355.919931724.9多年平均Hj=1397mm根据北堂水库测站1966年～2006年实测雨量资料，得到古佐水库流域多年平均年降雨量1397mm，多年平均径流深为768.4mm，进一步计算得，古佐水库坝址处多年平均地表流量为0.052m3/s，多年平均径流量165.2万m3；再从《**壮族自治区地表水资源》查得古佐水库流域多年年径流变差系数Cv=0.30，Cs=2Cv，由此求得古佐水库集雨面积内各种频率年平均流量，成果见表2－4－2。表2－4－2古佐水库集雨面积内径流成果表QCvCs频率P(%)及相应平均流量(m3/s)15n(m3/s)510152050808590950.0520.32Cv0.8000.7270.6800.6450.5040.3860.3620.3330.2932.5洪水2.5.1洪水标准古佐水库于1966年3月建成。本次设计计算，水库的总库容61.8万m3，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252－2000)的规定，工程等别为Ⅴ等，工程规模属于小（2）型水库，水库永久建筑物级别为5级。设计洪水标准为20年～30年一遇洪水，校核洪水标准为200～300年一遇洪水。本次设计按规范规定，按30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核，消能防冲按10年一遇洪水设计。2.5.2设计洪水2.5.2.1洪水成因与特性古佐水库洪水主要由暴雨径流形成，坝址以上流域植被一般，河流两岸为丘陵区，每年4～8月为洪水发生季节。由于水库没有实测洪水资料，故本次设计采用设计暴雨间接推求洪水。2.5.2.2设计暴雨由暴雨引起的洪水，一般都是暴雨核心部分即短历时（小于一天）暴雨参加形成设计洪峰的，而且对于中小型水库，设计洪峰对水库设计影响较大，洪水过程线形状的影响相对较小，因此小流域设计洪水计算方法可以着重于设计洪峰的计算。古佐水库的集雨面积2.15km2，本次采用年最大24小时暴雨作为设计依据。古佐水库附近的北堂水库测站1960年设立并开始观测降雨量，到目前为止共有1966年～2006年共41年连续的降雨量观测资料。由于北堂水库测站资料系列较长，整编比较规范，且北堂水库与古佐水库直线距离约5.6km，故本次直接采用北堂水库测站资料计算。北堂水库测站年最大24h雨量资料仅有1972～1980年共9年的连续系列，但日雨量系列较为完整且年限较长，有1966～2006年共41年日雨量系列。对武宣片主要雨量站（武宣、通挽、象州、大樟、王田、新村、金田、达开水库、奇石、大藤峡、石牙、石龙、三利水库等雨量站）降雨资料进行的分析，得出该片区的年最大24h雨量和年最大日雨量的关系。经计算分析，推得年最大24h雨量约为最大日雨量的1.16倍，15n因此北堂水库年最大24h降雨量与年最大日降雨量的比值取1.16，由年最大日降雨量系列按其比值计算得北堂水库年最大24h降雨量系列，其成果见表2－5－1。北堂水库年最大24小时降雨量成果表表2－5－1年份H24（mm）年份H24（mm）1966102.8198791.51967135.3198893.0196886.7198984.21969116.8199053.21970150.71991123.01971309.81992114.01972100.61993191.61973148.91994214.71974123.41995107.5197570.4199678.9197688.71997108.2197795.41998181.0197884.3199999.3197998.6200091.41980105.52001165.4198193.52002189.3198296.42003189.21983121.62004117.7198493.1200587.0198568.42006140.21986123.9由表2－5－1年最大24小时雨量系列计算得，北堂水库多年平均年最大24h降雨量H24＝122mm，变差系数Cv＝0.391。后经P-Ⅲ型频率曲线适线，采用多年平均年最大24h降雨量H24＝125mm，变差系数Ｃv＝0.47，偏态系数Ｃs＝3.5Ｃv。古佐水库直接采用北堂水库的年最大24小时暴雨成果。古佐水库设计暴雨成果见表2－5－2，其频率曲线见图2—1。15n古佐水库年最大24h设计暴雨成果表表2－5－2均值（mm）CvCs/Cv年最大24h设计暴雨（mm）P=0.33%P=0.5%1250.473.5383262根据2010年三月**壮族自治区水文水资源局编写的《**壮族自治区暴雨统计参数等值线图集》中短历时降雨量等值线图，查得北堂水库流域年最大24h设计暴雨均值在120～130mm左右，Cv值为0.45～0.5，与计算成果基本吻合。因此本次设计采用成果是合理的。15n均值=125，Cv=0.47，Cs/Cv=3.515n根据水库所在地点从2010年《**壮族自治区暴雨统计参数等值线图集》中查10分钟、1小时、6小时的H0、Cv等值线图，得各历时均值和Cv值，24小时雨量均值和Cv值采用本次复核的设计暴雨成果，再查模比系数Kp表计算各历时频率的降雨量，成果见下表2－5－3。古佐水库各历时降雨量表表2－5－3时段（mm）CvCs/Cv年最大24h设计暴雨（mm）P=0.33%P=3.33%10分钟200.33.542.933.11小时500.383.5128936小时800.453.523616424小时1250.473.53832622.5.2.3洪水计算本次设计采用**水文水资源局编写的《**暴雨径流查算图表》中的瞬时单位线法与推理公式法。计算过程如下：古佐水库计算洪水采用的流域参数为集雨面积F=2.15km2，主河流长度L=2.1km，河流平均坡降为J=23.5‰。在《**暴雨径流查算图表》中查古佐水库流域中心所在各分区图：产流分区为第2区；汇流分区为三区；雨型分区为第2区；由此计算得古佐水库流域平均最大蓄水量为Wm＝120mm，初损I0＝36mm。根据古佐水库流域特征及下垫面情况，查编制说明表八，产流期平均下渗率f取8mm/h，稳定入渗率μ取3mm/h。古佐水库控制流域集雨面积为2.15km2，小于100km2，且没有暴雨中心出现，故不进行点面雨量折减。由瞬时单位线法及推理公式法推求的设计、校核洪水成果见下表2－5－4。古佐水库洪水计算成果比较表表2－5－4频率瞬时单位线法(推荐采用)推理公式洪峰流量（m3/s）洪水总量（万m3）洪峰流量（m3/s）洪水总量（万m3）校核P=0.33%64.574.660.274.6设计P=3.33%4648.940.248.9从表2－5－4中的两种方法计算结果来看，瞬时单位线法比推理公式法推求的成果稍大，从偏于安全角度考虑，本次设计推荐采用瞬时单位线法的成果。古佐水库设计校核洪水过程线见表2－5－5。17n古佐水库设计、校核洪水过程线表2－5－5时段(小时)洪峰流量（m3/s)时段(小时)洪峰流量（m3/s)校核设计校核设计（p=0.33%）（p=3.33%）（p=0.33%）（p=3.33%）00012.518.65.250.50.130.181312.84.9810.260.3613.510.74.911.50.390.54149.614.6520.520.7214.58.894.472.50.650.89158.334.2930.781.0715.57.884.113.50.911.25166.203.9341.301.4316.55.043.764.51.711.61174.733.5852.031.7917.54.673.405.52.342.02184.723.2262.652.3518.54.573.046.52.982.76194.442.8673.326.3819.54.312.687.53.6910.7204.182.5084.0842.320.54.052.338.54.5046.0213.922.1594.9525.121.53.791.979.55.4412.3223.661.791010.88.1622.53.531.6110.517.16.80233.401.431158.66.1523.53.271.2511.564.55.74243.131.071236.55.4624.53.000.8917n校核洪水（P=0.33%）图2-1设计洪水（P=3.33%）18n2.5.4施工洪水根据施工要求和水库降雨径流特性，施工期划分为11月～次年1月，施工洪水采用三年一遇或五年一遇设计标准。由于古佐水库流域内没有实测流量资料，故仍采用设计暴雨间接推求施工洪水。根据《**暴雨径流查算图表》中的推理公式法推求得洪水成果见表2.5—6。古佐水库施工洪水成果表2.5—6频率Q（11月～次年1月）P=33.3%2.35P=20%3.582.6泥沙古佐水库无泥沙实测资料，只能采用间接方法推求。经查《**水文图集》中的多年平均输沙量模数等值线图，得流域重心处的年输沙模数为150t/km2，则古佐水库坝址处年输沙量为323t。44n3工程地质与土工试验3.1前言3.1.1工程概况古佐水库位于**市武宣县通挽镇古佐村古佐屯，于1965年8月动工修建，1966年3月竣工，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、养殖为一体的小(2)型水库，水库集雨面积为2.15km2，正常畜水位113.40m。原设计总库容为61.8万m3，最大灌溉面积800亩，实际灌溉面积为650亩。枢纽工程由大坝、溢洪道和输水设施等组成。大坝坝顶长93.0m，最大坝高为14.0m，坝顶宽2.5m。水库工程等级为Ⅴ等，主要建筑物级别为5级。3.1.2水库主要存在问题水库存在的主要病险及工程地质问题有：大坝：①内外坡无护坡，外坡无护坡，杂草丛生，坝面凹凸不平；②内坡无排水系统，外坡无排水棱体；③近坝有200m长路段不能通车，其余泥路面，通车困难。放水设施：①穿坝涵管砌体老化严重，局部出现裂缝，漏水严重；②放水平管渗漏严重，影响大坝结构安全。溢洪道：溢洪道位于大坝右侧山坳，堰型为宽顶堰。两侧和底板无衬砌，出口无消能设施。3.1.3本次勘察依据和主要规范规程（1）《宾阳县古佐水库除险加固工程地质勘察委托书》；（2）《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005）（3）《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）。3.1.4地质勘察工作简述3.1.4.1勘察目的及任务为了根除水库及大坝存在的安全隐患，受**44n市武宣县水利局委托，我公司承担该水库除险加固初步设计阶段的工程地质勘察任务。本次除险加固初步设计勘察是在安全鉴定勘察的基础上，对大坝坝体及其他有关地质问题进行详细勘察。本次勘察工作的目的及主要任务是：(1)调查区域地质条件，分析区域主要构造对工程区影响，进行区域地质构造稳定性评价。(2)查明库区的工程地质和水文地质条件，对水库渗漏问题作出评价。(3)分析坝体病害的分布情况、类型及成因，评价其危害程度。(4)查明坝址区及其附近地形地貌特征、地质构造、地层岩性、岩土工程特性、地下水埋藏条件以及不良地质现象的分布范围、形成原因、危害程度等。(5)提供岩土体物理力学性质参数的建议值，为除险加固设计提供地质资料与处理建议。(6)进行天然建筑材料详查。3.1.4.2工作任务完成情况及工作量本次水库除险加固初步设计阶段工程地质勘察外业工作于2011年9月2日开始，至9月8日结束，历时7日。完成主要工作量列于下表3.1-4-1。表3.1-4-1工程地质勘察工作量一览表序号勘察工作项目单位数量备注1外业工作地质测绘区域平面地质校测Km2451：500002坝区平面地质测绘Km20.0541：5003勘探钻探m/孔66.2/44现场试验钻孔压水试验段次5钻孔注水试验段次106取样原状土样组117扰动土样件18内业工作绘制成果图表大坝工程地质平面图幅19工程地质剖面图幅410钻孔柱状图幅411工程地质勘察报告份13.2区域地质概况3.2.1所处构造位置测区位于**山字型构造脊柱东侧转折部位，构造线呈南～北方向，主要构造形迹有莲花山背斜。测区位于该背斜西翼。3.2.2地形地貌测区地形总体趋势为西高北东低，山顶绝对标高为180~220m，相对高差为40m，地貌成因类型为构造～剥蚀和溶蚀两大类型，地貌上为丘陵地貌和峰林谷地地貌。丘陵地貌，由碎屑岩类构成；峰林谷地地貌由碳酸盐岩构成。44n3.2.3地层岩性据1：20万**幅区域地质图，测区出露的岩层为下石炭统大塘组(C1d)，岩性为灰岩；石炭系中统(C2)，岩性为灰岩夹白云岩；石炭系上统（C3），岩性为灰岩；二迭系下统栖霞组（P1q），岩性为硅质灰岩；茅口组（P1m），岩性为灰岩夹硅质条带；二迭系上统大隆组（P2d），岩性为硅质岩、页岩夹砂岩；第四系残坡积层（Qel+dl），含砾粘土。3.2.4构造与地貌测区构造上位于华南淮地台**一级构造单元的桂中凹陷(二级)中的莲花山至大瑶山隆起(三级)构造单元内，历经加里东、印支、燕山构造旋回，是一个多旋回构造区。区域内断层发育，主要为北西和北东走向两组，由于处于各种构造的交接部位，使本区构造较为复杂。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），测区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应特征周期为0.35s。本区地震基本烈度为Ⅵ度。3.2.5水文地质根据地层岩性，地下水存储空间及动力特征，地下水类型可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水三大类型，孔隙水赋存于第四系残坡积层（Qel+dl）含砾粘土孔隙中，透水性弱，富水性差，含水量贫乏；裂隙水主要赋存于碎屑岩风化、构造裂隙中，透水性中等，有一定储水空间，富水性中等，由于大部分泉水流量小于1L/s，故含水贫乏；岩溶水赋存于碳酸盐岩裂隙溶洞中，透水性强，富水性强，含水丰富。据现场调查，工程区地下水环境未受工业废水化学污染，水质良好。根据场地地质条件和勘察单位在该地区取水样分析结果表明，场地地下水和地表水对钢结构有弱腐蚀性，对混凝土结构、混凝土结构中钢筋均无腐蚀性。3.3库区地质概况3.3.1地形地貌库区由坝址至库尾，地形总体上北高南低，溪沟发育，沟谷切割较浅，呈“U”字型，地貌上为丘陵地貌。3.3.2地层岩性库区出露的地层主要有二迭系上统大隆组（P2d），岩性为砂岩、页岩；第四系残坡积层（Qel+dl），岩性为含砾粘土。3.3.3地质构造库区位于莲花山背斜的西翼，构造走向为南—北向，地质构造较为简单，为一单斜构造，岩层走向为南～北向，倾向于西，倾角30～45°44n。岩层结构比较单一。据区域地质资料本次调查，未见有大断裂切过库内。3.3.4水文地质条件根据库区地层岩性，地下水赋存空间及水动力特征，坝区地下水类型主要为孔隙水、裂隙水两大类型；孔隙水赋存于含砾粉质粘土孔隙中，透水性弱，富水性弱，含水量贫乏；裂隙水赋存于二迭系上统大隆组（P2d）砂岩、页岩风化裂隙中，透水性中等，富水性弱，含水量贫乏。3.4工程区地质概况3.4.1地形地貌工程区地形总体上北高南低，溪沟发育，沟谷切割较浅，呈“U”字型，地貌上为丘陵地貌，地形坡度为20～35°，为斜坡地形。3.4.2地层岩性根据本次野外钻探揭露和区域地质资料，坝区出露的地层为二迭系上统大隆组（P2d），岩性为页岩；第四系残坡积层（Qel+dl）的粘土。第四系填筑土（Qs）的含砾粘土。现按地层由新到老阐述如下：(1)第四系(Q)1)坝体填筑土（Qs）①层：来源于工程区附近的残坡积土，主要由粘土含少量砾石组成，黄色，干燥～稍湿，坚硬～硬塑状态，底部为可塑状态，最大厚度为14.0m。2)残坡积层（Qel+dl）②层：由粘土组成，黄色，硬塑～可塑状态，手捻有砂感，刀切面光滑，粘性大，干强度高，韧性高，摇振五反应，透水性弱。据本次钻探揭露，厚度为大于5.0m。(2)二迭系上统大隆组（P2d）强风化页岩③层：呈紫红色，灰色，黄色，粘粒结构，片状构造，据本次调查，地表出露情况，岩体完整性较差，厚度5.0～8.0m。3.4.3地质构造与地震根据区域地质资料及坝区地质测绘，工程区位于莲花山背斜的西翼，没有大断裂从坝区通过，地质构造简单，为单斜构造，岩层倾向于西，岩层结构单一。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），地震动峰值加速度为0.05g，反应谱特征周期为0.35s。本区地震基本烈度为Ⅵ度。3.4.4水文地质条件坝区的地下水类型主要为孔隙水、裂隙水两大类；孔隙水赋存于第四系残坡积层（Qel+dl44n）含砾粘土与大坝填筑土（Qs）孔隙中，受季节性变化影响较大，含水量贫乏；裂隙水赋存于页岩裂隙中，富水性差，含水量贫乏。3.4.5岩体风化特征据本次调查，工程区的岩体为二迭系上统大隆组（P2d）的页岩，为软质岩，据地表出露情况，只见有强风化层出露。强风化层，裂隙比较发育，岩石完整性较差。3.4.6近坝库岸稳定性大坝近坝库岸，边坡比较缓，为含砾粉质粘土所覆盖，涵养水分，有利于植物生长，植被发育，未发现有严重崩塌、滑坡不良地质现象，近坝库岸稳定性较好。5大坝坝体填筑质量与评价3.5.1基本情况大坝原设计为均质土坝，坝顶长度为93.0m，坝顶高程为117.0m，最大坝高为14.0m，坝顶宽2.5m，内、外坡均无护坡，目前杂草丛生，坝脚没设有反滤排水设施。3.5.2坝体填土分布特征与物质组成本次勘察采取扰动样作颗分试验，试验成果见表3.5-2-1。表3.5-2-1大坝填土颗粒分析成果统计表土样编号取土位置粗粒土(＞0.075mm)细粒土(＜0.075mm)定名砾粒(%)砂粒(%)粉粒(%)粘粒(%)＞2mm0.075～2mm0.075～0.005＜0.0051#大坝19.343.637.1含砾粘土备注填土颗粒分析统计是根据室内填土筛分结果统计后的平均值从以上各项试验结果看出，坝体填筑土为含砾粘土，各单元颗粒组含量差值较大，分布和级配不够均匀，粗、中、细搭配欠佳。3.5.3坝体填土物理力学性质本次勘察于大坝和坝基各取11组原状填土样进行室内试验。其土工试验统计结果见下表5-3-1。3.5.4坝体质量评价3.5.4.1大坝填筑土的压缩性从室内土工试验成果统计结果看，坝体填筑土的压缩系数范围值0.13～0.32MPa-1，平均值0.24MPa-1，压缩模量Es平均值8.3MPa，属中等压缩性土。44n3.5.4.2填土压实度评价本次勘察对大坝坝体填筑土采取扰动样和原状样分别作室内击实试验和干密度试验，经对试验成果进行数理统计后得出大坝坝体填筑土压密度指标下表3.5-4-1。表3.5-4-1大坝填土的压密性指标统计项目取样编号击实试验最大干密度(g/cm3)击实试验最优含水量%干密度平均值(g/cm3)压实度(干密度/最大干密度)压实性评价1#15.820.31.4290.2%不满足规范要求由上表看出，坝填土的压实度不满足《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定的95%～97%的要求。3.5.4.3填筑土抗剪强度评价坝体填筑土的抗剪强度试验采用饱和固结慢剪进行，经对试验成果进行数理统计得上聚力(C)和内摩擦角(φ)平均值列于前表5-3-1。从表中看出，坝体有一定的抗剪强度，抗滑能力较好。5.4.4填土质量指标评价据坝体填筑土土工试验成果，塑性指数为18.7～27.4%，平均值22.7%，液限为40.3～59.6%，平均值为48.8%，塑性指数不满足《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）规定的关于中小型土坝防渗体填筑料塑性指数小于20的要求，而液限也不满足小于40%的要求。3.5.5坝体渗透性3.5.5.1坝体填土渗透性及评价本次勘察工作，在大坝填筑土分别做原状土样室内渗透试验和现场钻孔注水试验，其统计结果见表3.5-5-1。表3.5-5-1大坝填筑土渗透系数(cm/s)统计表项目室内试验(水平)钻孔注水试验统计个数59最大值2.17×10-68.90×10-5最小值7.21×10-76.12×10-5平均值1.25×10-67.23×10-5大值平均值8.10×10-4小值平均值6.58×10-644n从上表可以看出，室内试验的渗透系数小于钻孔注水试验的渗透系数。推测原因是疏松的土样不容易取得，而取得的多数为密实的土样，钻孔注水试验的参数更能反映客观实际。因此，大坝填筑土取注水试验大值平均值7.23×10-5cm/s作为建议值，属弱透水性，达到规范对均质土坝渗透系数的要求。3.5.5.2大坝浸润线大坝未设有浸润线测压管，故大坝的浸润线位置主要根据本次勘察钻孔实测地下水水位来定，钻孔实测地下水水位具体见下表3.5-5-2。表3.5-5-2钻孔实测浸润线水位表钻孔编号钻孔位置埋深(m)高程(m)备注Zk2坝轴线9.4107.6注：勘探期间水库水位基本稳定在110.0m.Zk4外坡面5.0106.0从表中看，坝轴线部位浸润线低于库水位2.4m，外坡浸润线水位低于库水位4.0m，浸润线未出现抬高上翘、渗出坝面的现象。3.5.5.3坝体填土渗透变形评价根据土样颗粒分析成果，坝体填筑土中粘粒含量超过10%，根据经验及其他工程初步判别，大坝填筑土可能出现的渗透变形形式为流土。坝填土①比重Gs为2.76，孔隙比为0.941，按公式n=计算得孔隙率n为0.48，据流土型临界水力比降公式Jcr=(Gs-1)(1-n)，计算得出产生流土临界水力比降为1.09，取安全系数为2.0，允许水力比降为：J允许=0.55。3.5.6大坝除险加固岩土物理力学参数指标建议值根据勘查结果及试验资料结合现场工程地质条件，综合考虑各方面因素，现将大坝除险加固岩土物理力学参数指标建议值列于下表3.5-6-1。44n表3.5-6-1岩土体物理力学参数指标建议值地层单元物理力学指标填筑土①粘土②强风化页岩③弱风化页岩④物理性指标含水量W(%)26.426.4湿密度ρ(g/cm3)18.81.89干密度ρd(g/cm3)1.491.53孔隙比e0.850.80饱和度Sr(%)8684液性指数IL0.200.20其它土粒比重Gs2.752.74液限WL(%)43.839.6塑限WP(%)24.021.9塑性指数Ip19.817.8物理力学指标天然快剪粘聚力C(KPa)58.635.6内摩擦角φ(°)21.117.4压缩性压缩系数av1-2(MPa-1)0.210.21压缩模量Es1-2(MPa)9.49.0变形模量Eo(GPa)1.53.0渗透性渗透系数k(cm/s)8.10×10-52.68×10-5透水率q(Lu)11.22.5抗剪强度(饱和状态)岩石/岩石C’(MP0.45a)0.100.40f’0.250.350.65砼/岩C’(MPa)0.150.45f’0.450.80基底摩擦系数μ0.250.300.401.00地基承载力fk(KPa)200180250400允许抗冲流速(m/s)(按水深3.0m)0.801.52.53.5.7大坝存在的主要问题及处理建议3.5.7.1大坝填筑土属弱透水性，满足规范要求；大坝填筑土的压实度不满足规范要求；坝填土塑性指数不满足规范要求，液限也不满足规范要求。3.5.7.2大坝内坡无护坡，外坡无护坡，杂草众生，坝面凹凸不平。44n3.5.7.3坝内坡无排水系统，外坡没设有排水棱体。3.5.7.4大坝无任何安全监测设施和观测设备。3.5.7.5抢险道路为泥路面，路面凹凸不平，尚有200m长路段不能通车，不能满足抗洪抢险的要求。建议：(1)修整大坝内坡、外坡并进行护坡。(2)增设外坡脚排水棱体。(3)增设必要的大坝安全监测设施。(4)维修防汛抢险道路。3.5.8大坝坝基和坝肩工程地质条件与评价大坝坝基未发现有软弱夹层或断裂带通过，坝基处于稳定状态。据勘察了解和访问，大坝兴建时，清基较彻底，大坝坝基由含砾粘土②组成，坝肩也由含砾粘土②组成，该土层为弱透水性，相对隔水，总体上当年对坝基和坝肩的处理质量较好。大坝坝基及坝肩岩土层物理力学参数指标建议值见表3.5-6-1。3.6溢洪道工程地质条件与评价溢洪道位于大坝右边，距大坝300m，为依山体开挖而成，进口为开敞式宽顶堰。两侧及底部为第四系残坡积层（Qel+dl），承载力满足要求，透水性弱，对放渗有利。现溢洪道两侧和底板未衬砌，存在较大的安全隐患，影响古佐水库的安全泄洪；出口无消能设施。建议全面加固溢洪道，溢洪道区岩土层物理力学参数指标建议值见表3.5-6-1。3.7输水建筑物工程地质条件与评价水库输水设施位于大坝右侧，由梯级放水斜管和坝下放水平管组成，梯级放水斜管，每级一个放水孔，人工操作砼塞启闭，坝下放水平管为浆砌石无压管。进口底板高程105.0m，输水建筑物基础置于含砾粘土②层上，其强度可以满足建筑物要求。放水斜管放水孔启闭设备为人式启闭，采用人工填砼塞止水，密封性差，操作不方便；放水平管穿坝，结构老化、存在渗漏现象，影响大坝安全。设计拟拆除旧的梯级斜管，封堵输水平管，另建新放水塔及放水隧洞。放水箱涵进口底面高程约为105.0m，出口底面高程约为104.0m。根据场地地形地质条件，建议将拟建放水塔基础置于含砾粘土②44n层上，土层强度较高、透水性弱，相对隔水。对抗滑稳定、防渗较为有利。根据地质测绘，拟新建放水隧洞进、出口为粘土②、强风化页岩③，中间为弱风化页岩④，轴线岩土层自上向下分别为填筑土①、含砾粘土②，无断裂构造或软弱夹层分布。3.8天然建筑材料3.8.1土料工程区为丘陵地貌,可到附近小山包上选取土料场，土料主要为残坡积粘性土，硬塑状，结构较致密，可采厚度为5.0m以上，运距小于1km，质量和储量均能满足工程需要。3.8.2砂砾、块石料本地砂砾、块石料缺乏，砂砾料可到通挽镇上购买；块石料可到通挽镇玉皇石料场购买，运距约8km，质量和储量均能满足工程需要。3.9结论与建议3.9.1结论1、工程区地质构造较简单，无区域性活动断裂通过，区域稳定性好。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），古佐水库所在区域地震动峰值加速度为0.05g(对应于地震基本烈度6度)，地震动反应谱特征周期为0.35s。2、大坝近坝库岸边坡植被发育，局部岸边为基岩出露，未发现有大规模崩塌、滑坡等不良地质现象，近坝库岸稳定性较好。3、大坝(1)大坝填土属弱透水性，满足规范要求；大坝填土的压实度不满足规范要求；坝填土塑性指数不满足规范要求，液限也不满足规范要求；大坝兴建进清基较彻底，坝基、坝肩为粘土②层，透水性弱，现大坝外坡坝脚未发现渗漏现象。(2)大坝内坡无护坡，外坡也无护坡，杂草丛生。(3)坝内坡无排水系统，外坡脚没设有排水棱体。(4)大坝无任何安全监测设施和观测设备。(5)抢险道路为泥路面，路面凹凸不平，尚有200m长路段不能通车，不能满足抗洪抢险的要求。4、溢洪道：两侧和底部为粘土②，弱透水性，对防渗有利，两侧和底板未衬砌，存在较大的安全隐患，影响古佐水库的安全泄洪；出口无消能设施。5、输水建筑物：放水斜管放水孔启闭设备为人工启闭，采用人工填砼塞止水，密封性差，操作不方便；放水平管穿坝，结构老化、存在渗漏现象，影响大坝安全。44n6、工程区水库水及地下水对钢结构有弱腐蚀，对混凝土结构、混凝土结构中钢筋均无腐蚀性。7、岩土物理力学性质指标建议值见表3.5-6-1。8、工程所需土料可就近开采，砂砾、块石料缺乏，砂砾料可到通挽镇上购买；而块石料可到玉皇附近采石场购买。3.9.2建议根据本次地质勘察成果资料，初步分析水库的除险加固方案及建议如下：1、大坝：(1)修整大坝内坡，并进行护坡。(2)完善内坡系统。(3)增设大坝外坡脚排水棱体和必要的大坝安全监测设施。(4)维修防汛抢险道路。2、溢洪道：全面加固溢洪道，新建消能设施。3、输水建筑物：拆除旧的梯级斜管及输水平管，另建新放水塔和放水隧洞，放水塔基础置于含砾粘土②层上；拟新建放水隧洞进、出口为粘土②著人、强风化页岩③石，自然条件差，建议明挖或及时进行支护。44n4　工程任务和规模4.1地区社会经济概况古佐水库于1966年3月建成。水库位于武宣县通挽镇古佐村黔江支流武赖河上，距武宣县县城约41km,距通挽镇8km。古佐水库枢纽工程由大坝，溢洪道、放水涵管等建筑物组成。水库是一座以灌溉为主，兼顾养殖等综合利用的小（2）水库。武宣县位于**中部，209国道、黔江过境，是重要的交通枢纽。全县辖7镇3乡，县人民政府驻武宣镇，行政区域面积1739km2，耕地面积为86.788万亩。2007年末全县总人口42.4494万，其中农业人口37.1万。有壮、苗、侗等少数民族28万人。人口自然增长率10‰。2007年全年实现地区生产总值31.3236亿元，其中第一产业增加值13.1189亿元，第二产业增加值9.2944亿元，第三产业增加值8.9103亿元。人均地区生产总值7419元。财政收入2.5018亿元。全社会固定资产投资完成额8.6855亿元。社会消费品零售总额6.07亿元。城镇居民人均可支配收入11811元，人均消费性支出7333元。农村居民人均纯收入3079元，人均生活费支出2135元。城乡居民年末储蓄存款余额18.92亿元。武宣县是个典型的农业县，经过几年的发展，武宣县逐渐形成主要以制糖、建材、矿冶、农产品加工和非资源性轻纺加工等五大产业为主的工业体系；农业逐步形成以蔗糖、优质谷、畜牧、食用菌、水果和茶叶等为主六大特色产业。通挽镇位于武宣县南部，距离武宣县县城约33km，2007年通挽镇总人口2.51万人，耕地总面积2532公顷，全镇财政收入28万元，农民人均纯收入2137元。通挽镇是一个以农业为主的乡镇，主要种植作物为糖料蔗、水稻，2006年粮食总产量0.73万吨，糖料蔗总量11.03万吨，水果产量4225吨，肉类产量3057吨，水产品产量262吨。4.2除险加固的必要性古佐水库于1966年3月建成。由于当时历史条件、技术、财力等条件限制，工程未作全面的地质勘察工作，又为群众性施工，施工质量、建设标准低。施工时缺乏机械设备和施工材料，大坝坝体采用人工填筑，施工质量差，造成水库在运行时不断有险情出现，威胁着下游人民生命财产的安全。受武宣县水利局委托，依据《水库大坝安全评价导则》(SL258-2000)及《大坝安全评价办法》(水建管［2003］271号)等现行有关规程规范技术标准，**海蓝综合设计有限公司于2008年10月编制完成了《**壮族自治区**市武宣县古佐水库大坝安全评价报告》并44n上报，同年**市水利局组织专家对《**壮族自治区**市武宣县古佐水库大坝安全评价报告》进行评审，并提出鉴定意见，同意古佐水库为三类坝的鉴定结论。工程存在的主要问题如下：1、大坝填土密实度不均匀,内、外有局部小沉陷发生。贴坡式反滤体结构不够完善，内坡干砌块石护坡松动、脱落严重。内外坡均无排水沟。2、溢洪道底部及两侧没有衬砌防护。泄洪时冲刷两岸，危及主坝安全。3、放水涵管斜管浆砌石风化严重，砌石多处松动，砂浆老化脱落，漏水严重。坝内直管为灰浆砌石底与边墙，料石盖板涵管，砂浆老化，以致输水涵管周围漏水严重，外壁与坝体填土间存在渗流通道，直管出口周围存在漏水现象；出口无消能设施，直管基础淘蚀严重，对坝体的稳定造成严重威胁。4、水库无管理房及管理设施，运行管理经费严重缺乏，平时无人看守，上下游坝坡杂草灌木丛生。5、古佐水库无上坝公路，从古佐村至坝上，只能通过水库放水渠道岸边宽约0.5～1米的小道徒步行走，道路弯弯曲曲，雨天难以步行，对防洪抢险非常不利。6、水库安全管理手段不完善，管理制度不健全。古佐水库对下游影响的范围面积0.5km2，受影响的村有古佐、高椅等村，影响人口1200人，耕地0.4万亩。古佐水库大坝鉴定为三类坝，在未彻底进行除险加固之前，水库将无法确保影响范围内村庄、耕地以及人民生命财产安全，同时其工程效益也得不到有效发挥。因此，为确保大坝安全，充分发挥工程效益，消除下游安全隐患，解决灌溉等用水，促进灌区内农业生产，建设和谐安全的社会，对古佐水库除险加固是十分必要的。4.3洪水调节4.3.1水库泄流能力曲线古佐水库是均质土坝，溢洪道位于大坝左边的山坳处，为开敞式宽顶堰，溢流堰顶净宽11m，堰顶高程113.4m。本次设计重新对其进行计算，其泄流计算公式为：Q=δmnBH3/2式中：Q——下泄流量（m3/s）；δ——侧收缩系数，δ=1；m——自由溢流的流量系数；n——闸孔孔数，n=1；44nB——堰顶宽(m)；H——堰上水头(m)。据此计算得水库泄水建筑物水位～泄流能力关系成果见表4－3－1及图“古佐—初—文—02”。古佐水库水位～泄水建筑物泄流能力关系成果表4－3－1水位：假定高程水位（m）113.4113.6113.8114114.2114.5114.6流量（m3/s）01.484.177.6611.819.021.7水位（m）114.8115115.2115.5115.6115.8116流量（m3/s）27.333.439.950.253.861.469.24.3.2水库库容曲线古佐水库于1966年3月建成，至今已运行43年，由于无法找到原设计资料，本次设计采用1:10000地形图进行量测库容曲线，经计算水位～库容曲线其成果见表4－3－2及图“古佐—初—文—03”。经与原资料的总库容、校核洪水位基本对应，故本次设计直接采用本次复核成果。古佐水库水位～库容关系曲线表4－3－2水位：假定高程水位（m）103104105106107108109库容（万m3）02.15.610.214.519.324.5水位（m）110111112113114115116库容（万m3）29.835.541.347.152.958.864.84.3.3核定起调水位古佐水库是均质土坝，溢洪道位于大坝左边的山坳处，为开敞式宽顶堰，堰顶高程113.4m。溢洪道无闸门控制，洪水通过开敞式溢洪道泄洪。因此，本次设计核定起调水位为113.4m。4.3.4调洪运用方式古佐水库是小（2）型水库，大坝中部布置敞开式溢洪道。洪水季节，洪水来临前，通过放水管向下游放水；洪水来临时，水位升高，在水库水位高出113.4m后，来水通过溢洪道自由下泄。所以古佐水库的调洪运行方式为无闸门的自由下泄。44n4.3.5调洪计算及成果分析根据设计洪水过程线、水库水位与泄水建筑物泄水能力关系、水库水位～库容关系进行洪水调节计算，确定水库各防洪特征水位，起调水位为溢洪道堰顶高程113.4m，根据水量平衡公式利用半图解法进行调洪演算过程如下：水量平衡公式为：式中：Q1、q1——时段初入库、出库流量（m3/s）；Q2、q2——时段末入库、出库流量（m3/s）；V1、V2——时段初、时段末水库蓄水量（万m3）。根据下泄流量关系曲线及水位库容曲线绘制q～(V/Δt+q/2)的关系曲线即工作曲线，再根据设计、校核洪水过程线及工作曲线进行调洪演算。调洪演算过程及计算结果见下表4－3－3～4－3－5。44n表4－3－3古佐水库设计p=3.33%调洪演算过程表时间（小时）入流(m3/s)V/△t+q/2(m3/s)水位(m)库容(万m3)出流(m3/s)00.00274.5113.4049.40.000.50.18274.6113.4049.40.0110.36274.8113.4149.50.051.50.54275.2113.4249.50.1120.72275.7113.4449.60.192.50.89276.4113.4549.70.2931.07277.1113.4749.80.423.51.25277.8113.4950.00.5641.43278.6113.5250.10.724.51.61279.4113.5450.20.9051.79280.2113.5650.31.095.52.02281.0113.5850.51.3062.35281.9113.6150.61.546.52.76282.9113.6350.81.8676.38285.6113.7051.22.757.510.7291.4113.8552.04.92842.3312.9114.3555.015.38.546.0341.8114.9758.632.4925.1345.0115.0359.034.49.512.3329.2114.7157.024.6108.16314.8114.3955.216.310.56.80306.0114.1954.011.7116.15300.8114.0753.39.1211.55.74297.7114.0052.97.63125.46295.6113.9552.66.7312.55.25294.3113.9252.46.13134.98293.2113.8952.35.7013.54.91292.5113.8752.25.38144.65291.9113.8652.15.1314.54.47291.3113.8452.04.90154.29290.8113.8351.94.6915.54.11290.3113.8251.84.49163.93289.8113.8151.84.3116.53.76289.4113.8051.74.13173.58288.9113.7951.63.9517.53.40288.4113.7751.63.78183.22288.0113.7651.53.6018.53.04287.5113.7551.43.43192.86287.0113.7451.43.2619.52.68286.5113.7351.33.08202.50286.0113.7151.22.9120.52.33285.6113.7051.22.74212.15285.0113.6951.12.5721.51.97284.5113.6751.02.40221.79284.0113.6650.92.2244n表4－3－4古佐水库校核p=0.33%调洪演算过程表时间（小时）入流(m3/s)V/△t+q/2(m3/s)水位(m)库容(万m3)出流(m3/s)00.00274.5113.4049.40.000.50.13274.6113.4049.40.0110.26274.7113.4149.50.041.50.39275.0113.4249.50.0820.52275.4113.4349.60.142.50.65275.9113.4449.60.2130.78276.4113.4549.70.303.50.91276.9113.4749.80.3941.30277.6113.4949.90.534.51.71278.6113.5250.10.7352.03279.7113.5550.30.995.52.34280.9113.5850.51.2862.65282.1113.6150.61.636.52.98283.3113.6450.82.0073.32284.5113.6751.02.387.53.69285.6113.7051.22.7684.08286.7113.7351.33.158.54.50287.9113.7651.53.5694.95289.0113.7951.74.009.55.44290.2113.8251.84.471010.8293.9113.9152.45.9810.517.1301.9114.1053.59.611158.6330.1114.7257.225.111.564.5366.5115.4661.648.91236.5368.1115.4961.850.012.518.6345.6115.0559.134.81312.8326.5114.6556.722.913.510.7315.2114.4055.316.5149.61308.8114.2654.413.114.58.89305.0114.1753.911.1158.33302.4114.1153.59.8915.57.88300.6114.0753.39.03166.20298.7114.0253.08.0916.55.04296.2113.9652.76.97174.73294.1113.9152.46.0617.54.67292.7113.8852.25.49184.72291.9113.8652.15.1618.54.57291.4113.8552.04.95194.44291.0113.8451.94.7719.54.31290.6113.8351.94.61204.18290.2113.8251.84.4620.54.05289.9113.8151.84.32213.92289.5113.8051.74.1921.53.79289.2113.7951.74.06223.66288.9113.7851.63.9344n古佐水库调洪演算成果表表4－3－5频率p=0.33%p=3.33%Z正(m)113.4Z堰顶(m)113.4Z起调(m)113.4Q入(m3/s)64.546.0Z上游(m)115.49115.03V(万m3)61.859.0Q下泄(m3/s)50.034.4调洪计算结果：设计P=3.33%：洪峰流量46.0m3/s，洪水位115.03m，下泄流量34.4m3/s，库容59.0万m3；校核P=0.33%：洪峰流量64.5m3/s，洪水位115.49m，下泄流量50m3/s，库容61.8万m3。古佐水库本次设计成果见下表4－3－6。古佐水库本次设计水库特性表表4－3－6项目数据成果集雨面积(km2)2.15河长(km)2.1坡降(‰)23.5设计(p=3.33%)设计暴雨(mm)262洪峰（m3/s）46.0洪量（万m3）48.3校核(p=0.33%)设计暴雨(mm)383洪峰（m3/s）64.5洪量（万m3）74.6调节性能年调节设计洪水位(m)115.03校核洪水位(m)115.49正常蓄水位(m)113.4死水位（m）104.40总库容(万m3)61.8调洪库容(万m3)12.4有效库容(万m3)46死库容(万m3)3.444n5工程布置及主要建筑物5.1设计依据5.1.1工程等别及建筑物级别古佐水库本次复核总库容61.8万m3，为小（二）型水库，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)，本次设计采用的洪水标准为：30年一遇洪水设计（P=3.33%），300年一遇洪水校核（P=0.33%），消能防冲按10年一遇洪水设计。水库工程等别为V等，主要永久性水工建筑物级别为5级。防汛抢险道路按四级公路标准。5.1.2设计基本资料（一）采用的主要依据及技术规范(1)**武宣县水利局委托书。(2)《**壮族自治区武宣县古佐水库大坝安全鉴定评价报告》及有关部门的鉴定和核查意见。(3)《水利水电工程初步设计报告编制规程》DL5021-93。(4)《溢洪道设计规范》SL253-2000。(5)《碾压式土石坝设计导则》SL189-96。(6)《水工砼结构设计规范》SL/T191-96。(7)《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000(8)其它现行有关规范。（二）气象及水库主要数据(1)多年平均最大风速16.0m/s；(2)水库正常蓄水位113.40m；(3)水库设计洪水位115.03m（Ｐ＝3.33%）；(4)水库校核洪水位115.49m（Ｐ＝0.33%）；（三）工程地质及地震（1）地基物理力学指标采用地质提供的物理力学指标建议值，详见本章第3节表3.3-1和表3.3-2。（2）抗震设防烈度根据国家标准《中国地震动峰值加速区划图》（GB18306-200144n），本区的地震动峰值加速度小于0.05g，相应的地震基本烈度小于6度区。（四）各建筑物抗滑稳定最小安全系数：(1)坝坡抗滑稳定最小安全系数　　正常运用条件：［Ｋ］＝1.15　　非常运用条件：［Ｋ］＝1.05(2)溢洪道导墙抗滑稳定最小安全系数　　正常运用条件：［Ｋ］＝1.05(按抗剪强度公式)　　非常运用条件：［Ｋ］＝1.00(按抗剪强度公式)(3)溢洪道导墙抗倾稳定最小安全系数　　正常运用条件：［Ｋ］＝1.5　　非常运用条件：［Ｋ］＝1.35.2工程总体布置古佐水库枢纽建筑物主要由大坝、输水建筑物、溢洪道等建筑物组成。由于是除险加固工程，除新改建输水建筑物外，其它枢纽建筑物的总体布置与原总体布置基本一致。本次除除险加固设计枢纽主要建筑物情况如下：（1）大坝：坝型为均质土坝，总长93m，坝顶宽3.8m，最大坝高14.0m，坝顶高程117.00m，重新铺筑泥结石路面，路面由中心向两侧放坡1.5%；设置C15砼路缘石，宽0.3m；内坡坡比为1：2.2，采用100mm厚C15砼护坡，砼护坡下垫150mm后碎石垫层，坡脚沿线设一道C15砼护勒；外坡坡比为1：2.15，采用草皮护坡；新建坡脚反滤排水棱体和浆砌石排水沟，反滤排水棱体顶高程为106.00m，对其外表面破损处做修缮，除掉其上的杂草。（2）溢洪道:原溢洪道位于大坝侧的一处岸坡溢口，溢流堰为开敞式宽顶堰，原堰顶高程为113.40m，宽11.00m，由进口段、溢流段和泄槽段组成，无任何衬砌。本次设计现浇C20混凝土进行底板衬砌，两侧采用M7.5浆砌石护坡和挡墙衬砌；溢洪道下游新建消力池，池长7.0m，宽9.0m，池深1.0m。消力池后开挖至高程111.50m，并采用干砌块石为海幔，使洪水安全平顺下泄。（3）输水系统:新建输水系统布置于大坝右侧，由进口段、放水塔、输水暗涵及出口段组成，出水口与原灌溉渠道衔接，放水塔进口底板高程104.00m，塔内设置工作闸及检修闸各1扇；暗涵进水口高程为104.00m，出水口高程103.90m，暗涵长51.20m，其中进出口设矩形C20钢筋砼箱涵总长2.0m，断面尺寸1.2m×1.6m，壁厚244n00mm；其余为C20钢筋砼圆管长49.20m，直径1000mm，壁厚120mm，采用顶管施工方法挖土顶进。暗涵出口新建明渠与原渠道连接。对原输水浆砌石涵管进行前后封堵，中间以M5水泥砂浆灌浆封堵处理。（4）防汛抢险公路：大坝坝首至古佐村有1km的距离，为人行便道，不能通行，路面坑坑洼洼，根本不能满足防汛抢险车辆通行。本次修复加固设计在新开上坎公路1km，按四级公路进行修整。本次设计为4米宽的泥结石路，以满足防汛抢险要求。5.3挡水建筑物5.3.1大坝5.3.1.1安全评价结论安全评价结论:大坝沉陷稳定，无大的异常变形和裂缝，但存在着大坝填土密实度不均匀现象。内、外有局部小沉陷发生。贴坡式反滤体结构不够完善，内坡干砌块石护坡松动、脱落严重。内外坡均无排水沟。以上问题对坝体的稳定造成严重威胁。综上所述，古佐水库大坝已不能按设计要求安全运行，需除险加固。5.3.1.2除险加固处理措施古佐水库大坝存在以上诸多问题，经大坝安全鉴定和核查，评定古佐水库主坝为三类坝。因此，为确保古佐水库的大坝安全运行，保证下游人民生命财产的安全，发挥水库效益，必须对其存在问题进行除险加固处理。根据大坝安全鉴定对大坝除险加固意见和建议，并结合工程管理等具体问题，本次大坝除险加固初步设计的主要项目如下：（1）坝面修整①坝顶：坝顶高程117.00m，宽3.8m，坝顶重新铺筑泥结石路面，路面宽3.2m，由中心向两侧放坡1.5%；两侧设置C15砼路缘石，截面尺寸为b*h=0.3m*0.5m，②内坡：清除内坡面的砌石、杂草、垃圾、腐植土，整平坡面，新做100mm厚C15砼护坡至坝顶，砼面板下垫150mm厚碎石垫层，沿坡脚设一道C15砼勒脚，截面尺寸为b*h=0.6m*0.8m。③外坡：清除外坡面的杂草、垃圾、腐植土，整平坡面，并采用草皮护坡；高程109.70处设一宽3.0m马道，300mm厚干砌石铺筑路面；高程108.00m～106.00m设反滤贴坡排水，高程106.00m以下修筑干砌石反滤棱，棱体末端修筑M7.5浆砌石积水槽。坝坡与两侧山体连接处设M7.5浆砌石排水沟，排水沟截面为0.4m*0.4m。44n（2）坝体防渗处理根据安全评价阶段的成果：大坝沉陷稳定，无大的异常变形和裂缝，但存在着大坝填土密实度不均匀现象，坝内原直管出口周围存在漏水现象；直管基础淘蚀严重。针对此渗漏问题：对旧涵管进行全面封堵防渗。（3）完善管理及观测设施。5.3.1.4设计计算（一）坝顶高程的确定根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），古佐水库属Ⅴ等小（2）型工程规模，大坝建筑物级别为5级，坝顶安全加高设计工况为0.5m，校核工况为0.3m。坝顶在水库静水位以上的超高按下面公式确定。Y=R+A式中：Y－坝顶超高(m)；R－最大波浪在坝坡上的爬高(m)；A－安全加高(m)。波浪爬高R按下公式计算波浪的平均波高采用莆田试验站公式计算：Tm=4.438hm0.5式中hm——平均波高(m)；Tm——平均波周期(s)；W——计算风速，m/s，正常运用条件下采用多年平均年最大风速的1.5倍；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：式中——平均波长，m；44n——坝迎水面前水深，m。古佐水库大坝内坡为单坡，坡度系数=2.2，则平均波浪爬高按下式计算：式中——平均波浪爬高(m)；——单坡的坡度系数，若坡角为，即等于；——斜坡的糙率渗透性系数，取=0.9；——经验系数，由的值确定。古佐水库大坝为5级坝，采用累积频率为5%的爬高值，则，值由设计波浪爬高累积频率P=5%和的值确定。水库正常蓄水位113.40m，30年一遇设计洪水位为115.03m，300年一遇校核洪水位115.49m。根据有关气象资料，坝区多年平均年最大风速W=16m/s，对设计洪水和校核洪水条件下大坝坝顶高程分别进行复核，复核结果见表5.3-1。表5.3-1大坝坝顶高程复核成果表计算工况坝前静水位（m）波浪爬高（m）安全超高（m）计算超高（m）坝顶计算高程（m）现状坝顶高程（m）设计洪水115.030.730.51.23116.26117.00校核洪水115.490.400.30.70116.19根据规范规定，坝顶高程须不小于上述情况中的最大值，即为116.26m。现状大坝坝顶高程为117.00，大坝坝顶高程满足设计要求，加固后大坝顶高程取为117.00。（二）大坝浸润线计算（1）计算断面的选取综合考虑地形、地质及岸坡等因素，取最大坝高剖面作为典型剖面进行计算。（2）计算参数的选取渗流计算参数以地质推荐的数据为准。筑坝填土及坝基岩土的渗透系数成果和建议值如表5.3-2。表5.3-2土层渗流参数表容重孔隙比抗剪强度饱和干粘聚力内摩擦角γsγdeC‵ψ(KN/m3)(kpa)(°)44n18.814.90.8558.621.1（3）计算方法及工况渗流计算分析采用北京理正软件设计研究所编制的土石坝二维渗流计算程序，程序的求解方法是基于三角形单元的有限元法，用改进平方根法直接求解线性代数方程组。渗流有限元分析基本方程为：其中：[K]－透水系数矩阵；{H}－总水头向量；[M]－单元储水量矩阵；{Q}－边界流量对节点水头的贡献；t－时间。根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）规定，土坝为均质土坝，计算考虑水库运行中出现的不利条件，需要计算下列水位组合情况，见表5.3-3。表5.3-3大坝渗流计算工况表工况上游水位(m)下游水位(m)备注正常运用正常蓄水位113.40104.00非常运用校核洪水位经1d降至正常蓄水位115.49经1d降至113.40104（4）计算成果及分析各种工况情况下的计算成果见表5.3-4。表5.3-4大坝渗流计算成果表工况渗流区长度(m)渗流水头(m)最大渗透比降正常蓄水位407.70.19水位下降校核～正常359.80.28从计算结果可以看出：1）各种工况条件下，坝体浸润线出逸点位置不高，对渗透稳定及大坝变形有利。2）上游正常蓄水位、上游水库水位降落两种稳定渗流工况下，坝体粘土的最大渗透比降分别为0.19、0.28，均不超过坝体土的允许渗透坡降，坝体不存在流土危险。3）正常蓄水位时坝体浸润线见图5-1；校核洪水位经1d降至堰顶高程44n时坝体浸润线见图5-2。44n正常蓄水位浸润线图5-1校核洪水位骤降至正常蓄水位蓄水位浸润线图5-248n（三）坝坡抗滑稳定计算1、工况选定根据《小型水利水电工程碾压土石设计导则》（SL189-96）有关规定，选定如下工况：①正常蓄水位的下游坝坡（正常工况）②水位降落（从校核水位降至正常蓄水位）上游坝坡（非常工况）2、计算参数①特征水位水库特征水位见表5.3-7。表5.3-7水库特征水位校核洪水位设计洪水位正常蓄水位上游水位115.49m115.03m113.40m下游水位104.00m104.00m104.00m②物理力学参数大坝稳定分析采用参数由工程地质提供，大坝各土层的物理力学参数见表5.3-8。5.3-8大坝土层物理力学参数表岩土容重（KN/m3）力学指标干饱和凝聚力C（KPa）内磨擦角Φ（°）坝体填土浸润线以上填土14.918.858.621.1浸润线以上填土14.918.858.618.0③安全系数古佐水库为Ⅴ等工程，主、次要建筑物均为5级建筑物，按《小型水利水电工程碾压土石设计导则》（SL189-96）规定，采用瑞典圆弧法计算时，坝坡抗滑稳定最小安全系数，在正常运用条件下应不小于1.15，在非常运用条件下应不小于1.05。3、稳定计算1.计算断面与计算方法选取取渗流计算所用横断面为典型计算断面。浸润线以下为浮容重，浸润线以上为湿容重，按理论计算的浸润线进行坝坡稳定分析，孔隙水压力按等势线垂直的假定计算。采用《理正边坡稳定分析软件》进行坝边坡稳定48n计算，采用有效应力法计算，算出滑裂面的安全系数，并找出相应的滑裂弧位置。采用瑞典圆弧法计算，公式如下：式中W——土条重量；V——垂直地震惯性力（向上为负，向下为正）；u——作用于土条底面的孔隙压力；——条块重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角；b——土条宽度；c/、——土条底面的有效应力抗剪强度指标；Mc——水平地震惯性力对圆心的力矩；R——圆弧半径。计算软件在输入基本的地形坐标、地层坐标、地质及相关参数后，能直接采用渗流计算结果进行坝坡稳定计算，并能自动搜索或在给定区域搜索最不利滑动面及最小安全系数，最终自动形成计算书和计算结果图形。坝坝坡稳定计算成果见表5.3-10，最危险滑弧位置见图5-3和图5-4。表5.3-10坝坡抗滑稳定计算成果表计算工况坝坡计算安全系数规范值正常工况正常蓄水位103.3m下游坡K=1.351.15非常工况校核洪水115.49m聚降至堰顶高程103.3m上游坡K=1.461.05计算结果表明，坝坡抗滑稳定最小安全系数，采用不计及条块间作用力的瑞典圆弧法进行计算，结果是：正常运行工况下，下游坝坡的抗滑稳定最小安全系数大于1.15，满足现行规范要求；非常运行条件下，上游坝坡的抗滑稳定最小安全系数大于1.05，满足现行规范要求。48n正常蓄水位下游坝坡稳定计算图5-3校核洪水位上游坝坡稳定计算图5-448n5.4泄水建筑物（溢洪道）5.4.1安全评价结论溢洪道底部及两侧没有衬砌防护。泄洪时冲刷两岸，危及主坝安全。综上所述，古佐水库溢洪道不能按设计要求安全运行，需除险加固。5.4.3除险加固处理措施根据**市水利局《**小（2）型病险水库大坝安全鉴定成果核查意见表》及《大坝安全鉴定报告书》的意见，结合现场实际地形情况，本次对溢洪道的除险加固设计基本上保留原溢洪道轴线不变。本次大坝除险加固初步设计的主要项目如下：(1)对溢洪道进口段开挖扩宽，开挖至高程113.40m，宽度不小于11.0m。(2)溢洪道控制段采用无坎宽顶堰，堰顶高程为113.40m，净宽11.0m，长5.0m，底板采用300mm厚的C20砼进行护砌，两侧采用M7.5浆砌石护坡，厚0.3m，坡度1：1。(3)泄流段宽渐变收缩至9.0m，纵坡0.14；底板采用300mm厚的C20砼进行护砌，两侧采用M7.5浆砌石挡墙衬砌，高度不小于1.2m。(4)在溢洪道下游设置消力池，池长7.0m，宽9.0m，深1.0m；底板采用400mm厚的C20砼进行护砌，底板上预埋DN60PVC排水管，梅花形布置，两侧采用M7.5浆砌石挡墙衬砌，高度不小于1.2m；其下游设置一段长5m的海幔，为厚400mm的干砌块石护面。(5)并将溢洪道下游的天然泄洪槽清理开挖至高程111.90m，宽度不小于8.0m，使洪水从消力池出来后能平顺安全下泄。5.4.4设计计算5.4.4.1水力计算（一）溢洪道泄流能力计算古佐水库溢洪道位于大坝左岸库岸，为宽顶堰式溢洪道。本次设计根据水库溢洪道设计情况对其泄流能力重新计算，即堰顶高程113.40m，堰顶宽度11m，根据《溢洪道设计规范》(SL253-2000)，其泄流计算公式为：式中——泄流量(m3/s)；m——流量系数；b——溢流净宽；H0——堰上水头(m)；55n据此计算得水库水位～泄水建筑物泄水能力关系成果，见下表5.4-1。表5.4-1古佐水库水位~泄水建筑物泄水能力关系成果表水位（m）113.4113.6113.8114.0114.2114.5114.6114.8115115.2流量(m3/s)01.484.177.6611.8119.0421.6927.3333.3939.85水位（m）115.5115.6115.8116.0116.2116.5116.6116.8117.0流量(m3/s)50.2153.8461.3569.1777.3190.0694.45103.44112.7（二）水面线计算及边墙高度计算(1)边墙高度计算根据《溢洪道设计规范》规定：控制段墙顶高程应在宣泄校核洪水时不低于校核洪水位加安全超高。因此，顶部高程应不低于115.79m（校核洪水位）+0.3m=104.80m，新建溢洪道控制段墙顶高程为115.79m，满足规范要求。泄槽边墙高度复核应根据10年一遇的下泄流量时计入波动及掺气后的水面线，再加上0.5～1.5m的超高，泄槽坡度为陡坡，在泄槽顶部出现的水深为临界水深，为整个泄槽段的最大水深，现取泄槽边墙高1.97m，满足规范要求。(2)消力池计算根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)，消能防冲建筑物设计标准为10年一遇。按《水力计算手册》（水利电力出版社）中的有关公式计算。①收缩水深hc的计算式（5-1）式中：——泄水建筑物上游的总能头；——收缩断面处的单宽流量；——重力加速度；——流速系数,取0.85；②跃后水深的计算式55n（5-2）式中——收缩断面水深；——收缩断面弗汝德数；——收缩断面处单宽流量。③消力池深的计算（5-3）式中——安全系数，可取=1.05～1.10；——消力池出水口水面落差，由式（5-4）计算（5-4）其中b——消力池宽度；——水流自消力池也流的流速系数，一般取=0.95。收缩水深的共轭水深由式（5-2）计算，收缩水深由式（5-1）计算。由式（5-1）、（5-2）、（5-3）和（5-4）四式联解，即可求出所需池深S，用Excel编公式求解，溢洪道10年一遇洪水下泄流量，计算得S=0.58，实际取池深为0.6m。④消力池长的确定式中——自由水跃长度，按下述条件确定：当当经计算得溢洪道消力池长度为6.5m，实际取池长7.0m。⑤消力池边墙高度计算55n由式（5-1）、（5-2）、（5-3）和（5-4）四式联解，即可求出跃后水深，经计算得溢洪道消力池跃后水深=1.985m，加上安全超高，实际取墙高2.3m。5.4.4.2结构安全计算溢洪道边坡护砌采用M7.5浆砌石护坡，因此无需进行结构稳定计算。5.4.5结论溢洪道经本次除险加固设计后解决了原溢洪道存在的各种安全隐患，使溢洪道设计符合现行规范要求，达到防御校核洪水标准，确保了古佐水库的泄洪安全性。5.5输水建筑物5.5.1安全评价结论梯级放水孔和砼圆塞破损严重，无法有效关闭；涵管管壁老化、开裂，库水沿涵管管壁渗漏严重；与灌溉渠道衔接的混凝土预制管管壁砂浆老化，开裂，管壁渗漏严重，出现多处漏水孔。综上所述，根据《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000），输水设施结构安全性评定为C级。5.5.2除险加固处理措施因坝比较高，且坝长较短，采用明挖对坝体扰动过大，故本次初步设计修改采用砼顶管顶进穿坝的施工方案。（1）在大坝右岸新建放水塔，放水塔前沿开挖引水明渠，明渠底板高程104.00m，宽度由2.0m渐变缩小至1.0m，底板为300mm厚M7.5浆砌石底板，两侧为厚300mm的M7.5浆砌石护坡，坡比为1：1。（2）放水塔进口底板高程104.00m，底板为0.8m厚C20钢筋砼；高程104.00m至107.00m为C20钢筋砼闸室，设置工作闸及检修闸各1扇，闸孔尺寸b*h=1.0m*1.2m；高程107.00m至115.80m为C20钢筋砼塔身筒壁，塔身截面尺寸a*b=2.8m*4.8m，壁厚0.4m。（3）放水塔检修平台高程115.80m，检修平台通过1座长16.0m宽2.0m的T型梁C20钢筋砼交通桥连接坝顶；操作平台高程118.80m，平台上设有两台100kN的手电两用螺杆启闭机。（4）放水塔出口与输水暗涵连接，输水暗涵为砼顶管，砼顶管总长49.2m，纵坡1：500，直径1.0m，壁厚120mm；顶管挖土顶进完毕后，需对顶管四周进行回填灌浆。55n（5）输水暗涵出口修建M7.5浆砌石明渠与原输水明渠连接，新建明渠截面尺寸b*h=1.0m*1.6m。（6）同时对原输水涵管进行封堵。封堵首先将斜管及直管上游长约7.5m拆除，并用C15砼塞封堵直管，同时预埋灌浆及通气钢管，然后对直管进行砂浆灌浆封堵，对直管下游出口采用砂石反滤和干砌石进行封堵。5.6防汛抢险道路大坝坝首至古佐村有1km的距离，为人行便道，不能通行，路面坑坑洼洼，根本不能满足防汛抢险车辆通行。本次修复加固设计在新开上坎公路1km，按四级公路进行修整。本次设计为4米宽的泥结石路，以满足防汛抢险要求。55n6金属结构及电工6.1　金属结构古佐水库主要建筑物有大坝、溢洪道、输水设施和防汛抢险道路等，为小（2）型水库，工程级别为Ⅴ等。根据工程总体布置方案，金属结构设置在新建放水塔，共设置各类闸门2扇、门槽2孔，各类启闭设备2台套。金属结构设备清单见表6.1—1。输水设施布置于大坝左侧，由放水塔、无压输水隧洞及输水出口组成。放水塔闸门井内依次设有一道检修闸门和一道工作闸门。6.1.1放水塔进水口检修闸门及其启闭设备进水口检修闸门位于工作闸门上游，共设1扇检修闸门，检修闸门平时全开，当工作闸门发生故障需检修时，关闭检修闸门封孔挡水。进水口检修闸门的孔口尺寸（宽×高）1.0m×1.2m，底坎高程为104.00m，正常蓄水位113.40m，设计洪水位115.03m（P=3.33%），校核洪水位115.49m（P=0.33%）。检修闸门为潜孔式平面定轮钢闸门，行走支承采用悬臂式滚轮。为利用水柱闭门，闸门的面板布置在上游侧，止水装置布置于下游侧，主梁截面为焊接工字型组合梁。进水口检修闸门的操作方式为动水启闭。选用1台100KN手电两用螺杆式启闭机（LQ－100KN）操作，启闭机安装在118.80m的启闭平台上。检修闸门平时锁定在115.80m的检修平台上。6.1.2放水塔进水口工作闸门及其启闭设备进水口工作闸门位于检修闸门下游，共设1扇工作闸门。平时可根据下游用水量来调整工作闸门的开度，当输水隧洞发生故障需检修时，动水关闭工作闸门封孔挡水。进水口检修闸门的孔口尺寸（宽×高）1.0m×1.2m，底坎高程为104.00m，正常蓄水位113.40m，设计洪水位115.03m（P=3.33%），校核洪水位115.49m（P=0.33%）。工作闸门为潜孔式平面定轮钢闸门，行走支承采用悬臂式滚轮。为利用水柱闭门，闸门的面板布置在上游侧，止水装置布置于下游侧，主梁截面为焊接工字型组合梁。工作闸门与检修闸门的结构型式完全一样。进水口检修闸门的操作方式为动水启闭。选用1台100KN手电两用螺杆式启闭机（LQ－100KN）操作，启闭机安装在118.80m的启闭平台上。工作闸门的检修与维护均在115.80m的检修平台上进行。55n放水塔进水口检修、工作闸门及其启闭设备的主要参数如下：（1）闸门型式：　　　潜孔式平面定轮钢闸门（2）孔口宽度：　　　1.0m（3）孔口高度：　　　1.2m（4）止水宽度：　　　1.1m（5）止水高度：　　　1.25m（6）支承跨度：　　　1.30m（7）底坎高程：　　　104.00m（8）设计水头：　　　11.00m（9）孔口数量：　　2孔（工作闸门、检修闸门各1孔）（10）闸门扇数：　　2扇（工作闸门、检修闸门各1扇）（11）每扇闸门自重：1.96t（12）每套门槽埋件重量：0.99t（13）操作条件：动水启闭（14）启闭设备：LQ－100KN固定卷扬式启闭机（15）吊点距：　　单吊点（16）启闭机数量：2台（工作闸门、检修闸门各1台）6.2电工水库工程为管理房配置一套生活用电照明设备及放水塔闸门启闭用电线路，从大坝下游的村庄引电线接入。55n古佐水库闸门及启闭设备清单表6.1-1编号项目孔口尺寸（b×h）门槽数量（孔）门叶数量（扇）启闭机数量（台）门叶单重（t）埋件单重（t）门叶总重（t）埋件总重（t）备注1潜孔式平面定轮钢闸门1.0m×1.2m-11.0m111.960.991.960.99放水塔工作闸门2潜孔式平面定轮钢闸门1.0m×1.2m-11.0m111.960.991.960.99放水塔检修闸门3固定卷扬式启闭机LQ-100KN20.4放水塔工作、检修闸门合计2223.922.1856n7施工组织设计7.1施工条件7.1.1对外交通古佐水库坝址于武宣县通挽镇古佐村附近，距县城约41km，距通挽镇8km。坝首与村委无路相连，只能新开四级上坎公路1km。7.1.2工程区的地形条件库区属低山丘陵谷地，山顶高程为173～210m，山间谷地呈北东向分布。区内以砂岩夹泥岩为主，少量页岩，山体坡度较平缓，一般为15°～30°。库区植被覆盖率较高，整个库区属侵蚀型地形地貌。需加固的建筑物相互距离较近，周围均有较缓的坡地和较平的农作物耕地，施工场地布置较较难。7.1.3建筑材料来源及水电条件本工程所需的钢材、水泥、木材等主要材料到县城购买，运距41km。施工生产及生活用水，水库作为提供水源，承包方自行架设引水管路。施工用电从村委现有电源通过架线送至施工区。7.2施工导流7.2.1施工导流标准古佐水库枢纽工程属Ⅴ等工程，主要建筑物为5级，导流建筑设计洪水标准依据《水利水电工程施工组织设计规范》（SDJ303—2004）的规定，该工程临时性建筑物亦为5级。导流标准按枯水期3年一遇洪水设计，导流时段为10月至次年3月，相应洪峰流量2.11m3/s。7.2.3施工导流方式及围堰设计本次修复加固工程主要建筑物有大坝加固、新建放水设施、封堵旧涵管和防汛抢险道路等，新建的放水涵洞进水口及大坝内侧坝踵开挖高程均在104.40m以下，施工前利用原放水涵管把库内的水放空，施工期间利用旧放水涵管导流，旧涵管的底部高程为104.40m，库水位最低只能放至104.40m，因此，新建的放水设施进水口及大坝内侧坝脚的施工均需要设挡水围堰保护，于新建放水塔进口及大坝前各修一道挡水围堰，大坝前的围堰内埋D400涵管与旧放水涵管相接，利用旧放水涵管导流。围堰施工，土围堰主要施工方法是采用挖掘机挖土料，自卸汽车运输抛填，推土机摊平，打夯机夯实。76n7.3工程施工7.3.1大坝修复加固工程施工大坝修复加固工程施工主要项目有：旧浆砌石拆除、浆砌石、干砌石、明挖土方、填土方、砼衬砌、旧涵管封堵灌浆等。（1）旧浆砌石拆除施工浆砌石拆除以挖掘机撬松后，装5t自卸汽车运至弃碴场堆放。（2）砼施工砼施工，砼拌制用移动式搅拌机拌和，双胶轮车运至工作面，由5t卷扬机配溜筒进仓，振捣器振捣。（3）浆砌石施工浆砌石施工，基础开挖好后铺垫层，浆砌体采用自下而上分层砌筑，砂浆砌石应先铺砂浆后再砌石，砌筑要求平整、稳实、密实错缝。粗料石砌筑，同一砌体应内外搭接，错缝砌筑，石料宜采用一丁一顺。块石的运输可采用胶轮车或人工搬运。（4）土方开挖挖掘机挖装5t自卸汽车运输出碴，弃料运至碴场堆放。（5）土方填筑土方填筑，土料取自土料场，用推土机推送集土，1m3挖掘机挖装5t自卸汽车运至工作面，人工推平打夯机夯实。（6）涵洞衬砌砼从拌和站拌和，利用双轮斗车运输，泵送入仓，底板一般不需立模，两侧墙及顶拱立，模采用钢模，机械振捣。7.3.2施工机械主要的施工机械，采用挖掘机、推土机、自卸汽车、拖拉机、中压灌浆机、砼搅拌机、打夯机、双胶轮机、振捣器等，根据施工要求分别选用不同的类型。7.4施工总布置该次修复加固工程主要建筑物有主坝及防水涵管封堵、新建放水涵洞等，建筑物间距离较近，相对较集中，施工管理方便，且整个工程的工作量不大，因此，工程只考虑设一个施工区。施工区生产系统主要有简易拌和站、材料堆放场、仓库、预制场、加工厂等。根据周围地形条件，施工区场地选择位于坝的左岸缓坡地上布置。76n7.5施工计划安排工程计划工期8个月，第一年9月份开始准备工作，第二年4月份完工。库区内侧的建筑物在2月底完成，其余项目在计划工期的时间内完成。76n8　　水库淹没处理及工程占地由于该工程是除险加固工程，水库的防洪特征水位基本不变，故不存在淹没处理问题。根据水工设计提供的工程布置及建筑物，工程永久占地及施工临时占地均为原库区管理范围内用地。因此该工程不再计算水库淹没处理及工程占地补偿费用。76n9环境保护设计9.1环境影响评价主要不利影响。仅在工程施工时局部小范围的植被和绿化会遭到暂时性的破坏。主要有利影响。修复加固工程建成后，恢复和扩大了灌溉面积，促进了灌区土地资源的开发和农业经济的迅速发展，从而带动各行业的发展，人民和生活得以提高，对促进社会经济发展起着重要的推动作用。9.2环境保护设计9.2.1生态环境保护设计古佐水库修复加固工程的建设将给项目所在区域的生态环境带来一系列的影响，主要表现在对区域森林植被、陆生野生动物、水生动物等方面的影响。为避免或减少项目建设所引起的对生态系统的不利影响，保持生态系统的多样性、可持续利用和发展，针对本项目建设可能给区域生态环境带来的问题提出以下保护措施和对策。（1）合理利用和保护土地资源合理地布置建筑物基础设施，尤其是材料运输路线、弃碴场等布置。尽可能减少耕地、林地的占用，控制导致土地退化的用地方式，使土地利用更趋合理。（2）采取科学合理的工程措施和生态措施防止水土流失对工程较大的开挖点、新坡面、大坝、路堑边坡等容易产生水土流失的地段应采用科学合理的水土保持工程措施及生态措施，对料场、弃碴场的规划要着眼于生态环境保护和水土保持；料场、弃碴场要设施护墙、导水沟，弃用后要及时平整恢复植被。库区蓄水前应做好库区防渗、塌岸及滑坡防护工作。详细的水土保持措施及要求见水土保持编章。（3）保护区域植被建设项目所在区域植被保持良好，建设单位、施工单位要加强施工管理，严格保护好库区及周围地区的植被，除工程用地外，不得随意开挖、填埋、毁坏原有的树林和草地，尽量把工程建设引起的植被破坏减少到最低限度。工程结束后，要及时在施工区周围、取料场、弃碴场及其它裸地上覆盖土层，恢复植被。施工单位应加强组织管理、教育施工人员不得乱砍滥伐林木，生活用薪柴从外地调进或以液化气代替，尽可能减少薪柴砍伐引起的生态环境破坏。工程建设不可避免地对生态环境造成一定的破坏，因此，应按照“减免—减缓—补偿”的原则，对确实不可避免的破坏，应按照“破坏多少，恢复多少”，“76n谁破坏，谁恢复”的原则，及时进行就地或异地种植林木补偿，竣工验收时必须对此进行验收。9.2.2噪声污染防治措施建设期间，在操作过程中，施工的主要噪声来自压路机、空压机、振捣器、搅拌等机械运转、汽车运输等扰动、声响，这些噪声对附近村民的生活会产生一定的影响，同时也对施工人员有比较大的影响，因此需采取一定的措施进行防护：（1）建筑施工单位必须做好施工现场管理工作，实行文明施工，禁止使用高声喇叭，并定期检修运输设备，使其发出的噪声降到最小程度；（2）应尽可能选用先进的低噪声机械设备，合理布设机械停放位置：（3）施工期，大型固定施工设备的工作场所应尽量远离工地生活区，以减少施工噪声对居民和施工人员的影响，施工人员生活区宜不止在距离高噪施工区200m以远的地方，以减轻噪声对施工人员的影响（4）施工区的环境噪声标准参照《建筑施工场界噪声限值》（GB12523—90）取值。施工场地噪声控制标准白天75db（A），夜间55db（A）。为了防止噪声对周围敏感点产生影响，采取上述措施是必要的，对于个人则应严格执行《建筑施工场界噪声限值》，并应采取佩带个人防声用具，并限制连续工作时间。9.2.3大气污染防治措施古佐水库修复加固工程建设过程中，土石方开挖、汽车运输、混凝土拌和等，都将产生大量粉尘，因此在作业期间，必须采取以下措施：（1）在作业期间，必须采用湿式除尘作业；砼搅拌机必须远离居民区，并且搅拌设备需密封良好并有除尘装置，搅拌站应离敏感点300m以上；碎石作业设水雾除尘装置。（2）建筑材料堆放地点设在离环境敏感点200m以外，并应相对隔离，同时建设材料使用蓬布遮盖以防止粉尘污染；（3）应及时清理路面弃土；在干燥天气施工时，要定期在施工场地及靠近居民区的路段洒水降尘，洒水降尘设备必须在各施工点配备。根据古佐水库修复加固工程的具体布置，施工点需配备足够长度的水管、绿化用喷洒头若干个。这些措施都可以有效降低和控制粉尘浓度。9.2.4水质保护措施9.2.4.1施工期水质保护措施设计76n在水库修复加固过程中，产生的污水主要是土石方开挖、砂石料加工清洗的废水或遇雨水冲刷等产生的污泥及少量的建筑工地生活污水、废弃油等。废气污水必须采取措施后才能排放。在生活较集中的区域，需要建立适当的生活污水处理设施。粪便需经过化粪池处理后再与食堂、浴室等排出的污水混合进入生物接触氧化系统，进行生物处理，达到国家排放标准后排放。根据施工总布置方案，古佐水库修复加固工程拟分为一个施工点进行施工，因此需修建1个沉淀池对施工场地地废水进行处理，修建1个三级化粪池对生活污水进行处理，并需修建简易集水、排水渠50m。9.2.4.2运行期水质保护设计（1）水库周围200m范围内规划为滨湖植被保护带，带内强化水源林及本地优势种植物的种植及保护，避免动物对植被的破坏及其粪便随径流汇入库中，减少沙土及营养物质的入库量。（2）职工生活区应设置生活污水处理站，将生活污水处理达标后再排入下游河流。（3）加强宣传教育，提高人民群众保护库区水源的意识和觉悟，使群众自觉主动保护库区水源。9.2.5固体废弃物污染的防治措施9.2.5.1施工期固体废弃物防治措施施工期的固体废弃物只要包括两类：施工过程中产生施工废弃物和施工队伍产生的生活垃圾。施工垃圾产生量比较大，产出的时间比较集中，主要集中在工程前期，主要成分为碎石、泥土、植被残枝。施工人员的生活场所一般是临时住所，卫生管理有一定的难度，其产生的饿垃圾如果得不到及时清运，存在负面影响和隐患。（1）施工固体废弃物处理措施设计施工产生的固体废弃物主要是碎石和泥土，还有少量的植物残枝。古佐水库所在区域土壤基本上是以有机质较丰富的红壤为主，从当地环保部门掌握的土壤资料来看。古佐水库处的土壤中金属含量基本满足《土壤环境质量标准》（GB15618—1995），二级以上标准，可以用于农业生产。本工程的弃碴将堆置于指定的碴场，弃碴场的防治具体措施详见水土保持设计章节。（2）施工人员的生活垃圾处理措施设计76n对于施工人员产生的生活废弃物、垃圾，需要按照卫生管理办法进行清除，保持工地生活区的环境卫生，并安排专人负责，各施工区生活垃圾应集中定点处理。9.2.5.2运行期固体废弃物处理措施设计在运行期内，水库管理区应设置垃圾无害化处理场，场址要求选择无渗漏、无地表径流的地带，处理工艺为：收集→回收可再利用物→堆填→压实→覆土。9.2.6人群健康保护9.2.6.1施工期人群健康保护人群健康与环境卫生、饮用水质、饮食卫生密切相关，本库区内虽无特殊的流行病史和地方病，但要高度警惕流行病的传播，因此施工区及库周人群，要以预防为主、防治相结合，以此保障施工区人群的健康，具体措施如下：施工人员进场前进行必要的体检：为杜绝传染病在施工区传播影响施工人员及工程所在地居民的健康，在招聘施工人员时，需进行体检，严防有传染病的人进入施工区。施工期间还应定期对施工人员进行检查，随时掌握施工人员健康状况，及时预防和控制疾病的发生和蔓延；在施工期，垃圾应统一收集，不得随意堆放，生活污水不得随意排放，定期消毒，洒放防虫、灭鼠药物，防止传染病流行；对现场施工人员分别配置头盔、口罩、防护眼镜、手套、耳塞等劳保用品，并实行轮岗制度，最大限度保证施工人员的身体见看个；人证执行国家的《食品卫生法》，加强饮食卫生管理。对于饮食服务集中的施工区，对其服务人员要定期检查身体，建立一整套餐具消毒等卫生制度；在施工现场设立公共厕所，加强垃圾、粪便的管理；施工人员居住条件不要过于简陋和拥挤，工棚应尽量选在较平坦开阔地带，要在工棚内及与四周喷洒灭蚊药剂，投入灭鼠药物，防止传染病的传入蔓延和传出。9.2.6.2运行期人群健康保护水库修复加固工程建成后，水库不再渗漏而使水域面积大大增加，水流变缓且较稳定，河水对带菌水体的净化能力将会减弱，为中华按蚊和微笑按蚊的孳生繁殖和传播提供了有利条件，疟疾发病率有可能增加。因此需采取下列保护措施：（1）利用扩大的水面，库汊库湾，建立网箱养鱼（严禁在水源保护区设风箱养鱼）；利用鱼类控制幼蚊孳生，达到增加经济收入与控制疾病流行的共同目的。对不能养鱼的低洼地应及时填平。76n（2）在居民集中地区，生活、生产的取水、排水要统一规划并设置水处理设施，确保饮用水卫生要求；同时在集中区内应建立公共厕所、垃圾桶及人粪、尿无害化处理设施，搞好公共卫生。9.2.7环境监测设计为了及时掌握库区环境质量的变化，掌握污染处理设施的运行状况，必须建立相应的环境监测制度，及时对库区内环境要素进行监测，为环境保护行政主管部门提供科学依据。根据环境影响评价，将施工期和运行期受影响较大的环境敏感点作为监测点，监测项目施工期和运行期的环境污染情况，施工期监测内容为地表水、大气污染和9.2.7.1施工期环境监测为了监督施工过程中各种环境保护措施的实施情况及运行效果，需要开展施工区生态环境质量监测。监测时段包括整个施工期，监测的环境因子包括水质、大气、噪声、弃碴、人群健康状况等。9.2.7.2运行期环境监测古佐水库修复加固工程完成后因无废污水排放，除在运行期开始一、两年对水质进行监测外，将不在进行水质监测；不定期抽检库区的居民点、水库管理人员的血吸虫病、鼠疫、肝炎等疾病情况；水库污物处理监测：检查水库坝前及水面污物有无及时清理，运至指定的垃圾场，按规定的位置、标准堆放、分选处理，防止造成环境污染。9.2.7.3环境管理及监督古佐水库修复加固工程施工期和运行初期环境监测由建设单位负责；委托通过省级计量认证的**市环境保护监测站承担监测工作；**市环境保护局和武宣县环境保护局监督实施。检测分析方法采用国家环境保护局颁布的《环境监测技术规范》中相应的监测分析方法。9.2.8环境保护投资概算按照部颁《水利水电工程生计概算编制规定》和《水利水电工程设计概算几顶具体工程费用编制规定》，下列工程设施和环境保护措施费用不再列入工程环境保护投资。根据本次设计提出的环保措施，本工程环境保护投资为3.0万元（不包括水土保持投资及施工工程间接费中开支的环保费用）。76n10水土保持10.1水土保持编制依据水土保持方案编制主要依据《中华人民共和国水土保持法》、《中华人民共和国水土保持法实施条例》、《开发建设项目水土保持方案技术规范》等相关法律法规及技术规范。10.2水土流失防治范围本次修复加固工程的设计内容主要是对大坝进行加固改造，并将放水涵管改为放水隧洞。由于施工场地均为原水库管理范围，因此水土流失防治责任范围的确定以本工程新增的范围为主，即土料场和弃碴场。通过分析主体工程设计资料，结合实地调查，确定本项目水土流失防治责任范围面积为0.71hm2，其中土料场为0.38hm2，弃碴场为0.33hm2。10.3水土保持措施设计10.3.1设计深度和设计水平年（1）设计深度根据有关要求及规定，本方案的设计深度与主体工程的设计深度相一致，即同为初步设计深度。（2）设计水平年设计水平年为主体工程建成完工后的第1年，即2012年。10.3.2水土流失的防治分区根据古佐水库修复加固工程施工特点、水土流失产生的类型和强度、工程完工后的利用方向，将本项目水土流失防治分区划分为土料场、弃碴场2个防治小区进行防治。10.3.3实施方法、进度安排水土保持实施进度根据主体工程的施工进度及防护需要来指定。按照与主体工程“三同时”的原则，前期做好拦挡和排水措施，后期做好场地平整和植物措施，水土保持工程按总工期8个月，与主体工程相适应。10.4水土流失监测水土流失监测，就是从保护水土资源和维护良好的生态环境出发，运用多种手段和方法，对水土流失的成因、数量、强度、影响范围及后果等进行监视和测定的活动。10.4.1监测的目的76n通过水土流失监测，可以掌握本项目工程建设引起水土流失的形成过程，认识其水土流失发展变化规律，了解造成不同类型的水土流失分布情况及其影响；有利于对水土保持方案实施有效的监督管理；同时也有利于对水土保持方案进行优化设计，从而为科学地防治水土流失提供依据。10.4.2监测的重点地段本工程施工过程中的工程挖填是造成本项目水土流失的主要因素，因此监测的地段为弃碴场及土料场。10.4.3监测内容（1）水土流失量监测：开挖面引起的沟蚀、面蚀、崩塌所造成的水土流失量及其土壤侵蚀模数等。（2）水土流失灾害性监测：主要包括下游泥沙淤积，土地沙化及对周边地区经济、社会发展的影响等。（3）水土保持设施效果监测：主要监测本方案水土保持措施的防治效果、控制水土流失的程度，防治工程的稳定性等。10.4.4监测方法本项目的水土流失监测按照《水土保持技术规程》（SL277—2002）执行。对水土流失主要影响因子如降雨量、降雨强度直接采用项目区附近的忻城县气象站实测值：对水土流失灾害及水土保持效果的监测主要采用实地巡查巡视、拍照或摄影对比的方法进行。监测的具体方法检测时由检测单位提出。10.4.5监测时段监测时段主要在建设期为8个月。施工期的监测频次为雨季前一次，雨季每月一次。10.4.6监测单位由业主委托有资质的监测单位来进行监测。76n11工程管理11.1管理机构古佐水库于1966年3月建成。水库位于武宣县通挽镇古佐村黔江支流武赖河上，地理位置为东经109°32′,北纬23°24′，距离武宣县县城约41km,距通挽镇8km，是一座以灌溉为主，兼顾养殖的水利工程。古佐水库工程主要建筑物有：大坝、溢洪道、放水管和上坝公路等。古佐水库管理单位为古佐村，主管部门为武宣县水利局，管理站负责汛期巡视大坝、溢洪道、输水设施、库区，平时由村里自行放水灌溉。为了加强对古佐水库实施有效的运行和管理，本次设计按照水利部和财政部共同制定的《水利工程管理单位定岗标准（试点）》和《水利工程维修养护定额标准（试点）》（2004年7月29日印发），本工程管理机构定员级别为5级，管理站配置人员3人（原有1人，新增2人），其中站长1人，运行值班人员2人。11.2主要管理范围参照《水库工程管理设计规范》SL106－96的有关规定，古佐水库工程管理范围包括：工程区和生产、生活区（含后方基地）。工程区管理范围包括：大坝、溢洪道、输水设施、观测设施、防汛抢险道路等各类建筑物占地面积及周围，水库土地征用线以下的库区。水库上游从坝轴线向上不少于100m（不含工程占地、库区征地重复部分）；下游从坝脚线向下不少于20m；上、下游均与坝头管理范围端线相衔接；大坝两端距坝端不少于50m；其他建筑物从工程轮廓线向外不少于10m。生产、生活区管理范围包括：办公室、值班室、仓库、职工住宅及其他文化、福利设施等按其规划确定的占地面积。工程管理范围应根据该工程管理和保护工程安全的需要，结合工程所在地的自然地理条件和历史情况等具体情况由工程管理机构与有关部门协商划定，报请当地人民政府批准，并明确边界、树立标志，办理确权发证手续。在工程管理范围内，其土地由国家征用，土地使用权归该工程管理所，任何单位及个人不得侵占。根据（SL106-96）规范的有关规定，工程保护范围为工程管理范围边界线外延，主要建筑物不少于200m，一般建筑物不少于50m。76n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。在工程保护范围内，不征用土地，土地及土地上附着物的所有权及使用权维持现状不变，但严禁破坏水土保持，妨碍该工程正常运行，危害建筑物安全和水质污染等的一切活动。11.3工程管理运用11.3.1工程调度运用依据水库的任务和工程建筑物的运用条件，制订水库调度运用规程要点。11.3.2工程管理用房面积结合本工程的实际情况，参照《水库工程管理设计标准》的有关规定，工程管理办公用房及文化福利房屋按职工总人数3人，人均17m2考虑，面积为50m2。建房所需投资列入工程总投资。11.3.3建筑物管理(1)制订各主要建筑物和设施的操作运用规程要点；(2)制订各主要建筑物和附属设施的维护检修条件和技术要求；(3)制订主要设备的维修及更新改造标准。11.3.4工程监测为了掌握水库施工与运行期间的状态及变化规律，为管理运用提供科学依据，及时发现异常现象，防止事故发生，保证工程安全运用，大坝布置观测设施进行必要的观测。(1)位移观测在大坝上埋设固定的标点，以便观测大坝的位移及沉降变位。(2)水位观测在坝肩设置钢筋砼水位标尺柱，以便监测水库水位，随时掌握库水位的变化。(3)渗漏量观测利用设在贴坡排水体外侧的集水沟汇聚渗漏水，并通过集水沟下游侧的量水堰进行定期测量渗漏量。水文观测人员必须尽职尽责，按规定认真做好测量和观测工作，测量和观测应做好记录及存档工作，发现异常情况及时向上级主管部门汇报，以便及时处理。管理所应按上级主管部门的规定，将水文观测资料的整理分析成果定期上报，每年年终应对观测资料进行整编，及时上报。76n11.3.5管理设施古佐水库的管理主要是枢纽建筑的管理和灌区渠道的管理，为了更好的对工程进行有效的管理、维护和防汛抢险，需要配备一定的交通工具、通讯设备、观测和办公设备。设备清单详见表10-1。11.3.6管理办法水费是灌区管理机构的主要收入，搞好灌区水费征收工作是灌区管理单位正常运行的保障。要增强灌区管理单位自主经营的实力，以便提高管理水平，更好地为灌区供水提供服务，必须从水费制度上进行改革，其核心就是水价改革。但水价改革涉及方方面面，要考虑灌区管理单位的正常运行，又要考虑用水户的承受能力；既要依据国家有关的政策法规，又要结合地方的实际情况。而且要结合水价的调整，充分发挥水价对于促进水资源开发和节约用水的调节作用，大力推广节水灌溉技术，减少浪费，提高水的利用率，根据本灌区的实际情况，本次设计我们提出以下改革方案和建议：(1)搞好灌溉水价改革的宣传及推广工作长期以来灌溉供水一直作为一项公益事业来进行，一些领导干部及农民群众对水的价值、商品观念的认识还很模糊，多年来头脑里固有的水价意识势必会对水价改革的推行带来困难。因而水价改革首先应进行思想观念上的转变工作，做好国家有关水费政策的宣传工作，提高大家对供水的商品属性、价值观点的认识。同时通过宣传工作也可以树立用水户对供水价值的认识，促进节约用水、爱惜水，珍惜水。(2)水费计收实行基本水费加计量水费，即按亩计收和按方计收相结合的计费办法由于灌区长期按亩收费的水费征收方法，形成一套相对成熟的机制，本次工程建设完成后，可以先选择一个灌片作为灌区水费征收体制改革的试点，取得经验后逐步向全灌区推广。首先划分两种水费的适当比例，然后按亩收基本水费，再按方收计量水费。两种水费比例的划分，可按灌区的年综合灌溉定额和每立方米水费成本确定每亩年收费标准，然后再根据灌区实际情况，合理确定每年按亩收基本水费所占的比例和按方计费所占的比例。实行这种办法，可以做到以丰补歉，保证在农田供水较少年份，仍可维持灌区正常的管理运行和维修费用。(3)根据市场经济规律，适当调整供水价格，合理、合法制定水价76n水价的制定既要考虑受益户的承受能力，又要考虑灌区正常运行及维护的需要，同时考虑供需双方的利益，建立在价值规律的基础上，以符合市场经济原则为前提，依据有关政策法规，实行政府定价。同时鼓励节约用水，并适时调整供水价格，结合水价的调整，充分发挥水价对于促进水资源开发和节约用水的调节作用。(4)推行科学的水价分类和水价制度根据国家有关政策，对不同的用户，实行不同的水价，体现节约用水，遏制浪费的作用。(5)灌区管理单位加强自身管理建设，精简机构，减员增效，提高服务质量，降低供水成本，推广先进的节水技术，提高水的利用率，让用水户通过节水与高效节水综合技术得到实惠，减轻用水户负担。(6)密切依靠当地政府，依法征收水费，提高水费实收率灌区应及时建立法制管理制度，大力宣传《水法》、《水利工程管理条例》，向用水户宣传依法收费的重要意义，依靠地方政府的行政管理能力，对水费实行依法征收。表11-1工程管理设备及观测设备清单序号设　备　名　称单　位数　量备　注1程控电话台12配电照明设备套13位移标点个44钢筋砼水位标尺柱米3.576n12设计概算12.1编制说明12.1.1工程概况（1）工程地理位置：古佐水库位于武宣县通挽镇古佐村黔江支流武赖河上，距离武宣县县城约41km,距通挽镇8km。（2）水库淹没土地及移民：经调查，库区内没有新增加人口迁移和耕地淹没损失，工程永久占地及工程施工临时占地均为水库管理范围用地。（3）工程规模、效益：古佐水库工程于1966年3月建成蓄水运行。工程主要建筑物有大坝、溢洪道、输水设施等。水库总库容61.8万m3，是一座以灌溉为主兼顾养殖业的小（2）型水库。（4）主要工程量有：土方开挖4351m3，石方明挖232m3，土石填筑2454m3，浆砌石409m3，混凝土781m3,模板991m2，钢筋制安13t.（5）主要材料用量：水泥300.9t，钢筋13.26t，河砂792.8m3，碎石1915m3，块石1045m3,木材23.04m3，汽柴油8.83t，电17417kW.h（6）施工总工期为8个月，劳动总工时3.82万工时。（7）资金来源：本工程主要体现为社会效益，资金筹集途径考虑30%为地方自筹，70%为国家拨款。12.1.2投资主要指标（1）工程总投资190.22万元，其中建筑工程118.67万元，机电设备及安装工程2.5万元，金属结构设备及安装工程12.30万元，临时工程8.21万元，独立费用36.62万元，预备费8.92万元，移民与环境部分3.00万元（其中环境影响费1.50万元，水土保持费1.50万元）。（2）采用的年物价上涨指数为0，价差预备费为0，基本预备费按Ⅰ～Ⅴ部分之和的5%计取。12.1.3编制依据（1）**水利厅桂水基[2007]38号文。（2）**水利厅2007年颁发的《**壮族自治区水利水电建筑工程概算定额》。（3）**水利厅2007年颁发的《**壮族自治区水利水电设备安装工程概算定额》。（4）国家计委、建设部计价格[2002]10号文。76n（5）**水利厅桂水基[2007]18号文。（6）价格水平年为2011年第3季度。（7）参考2011年第4期《**市建设工程造价信息》武宣信息价。12.1.4编制方法（1）人工预算单价人工预算单价按3.46元/工时进入工程单价直接工程费。（2）材料预算单价水泥、钢材、木材、汽油、柴油、块石、碎石、砂等主要材料按规定的限价作为定额取定价进入工程单价直接工程费，其他材料按市场价计算。主要材料价差为预算价与限价之差，材料价差列入相应的单价项目中。表12-1主要材料预算价材料名称单位单价备注水泥42.5MPat340钢筋t5672板枋材m3800粗砂m386.20中砂m386.40碎石m365.80块石m357.04汽油0#kg8.85柴油93#kg10.17（3）建筑工程建筑工程单价由直接工程费、间接费、企业利润、材料价差和税金五部分组成。其中直接工程费包括人工费、材料费、机械使用费、其他直接费和现场经费。其他直接费为直接费的2.5%，现场经费按工程类别以直接费的百分率计算，间接费由管理费和社会保障及企业计提费两部分组成，管理费按直接工程费的百分率计算，社会保障及企业计提费按人工费的38%计算。企业利润为直接工程费和间接费之和的7%，税金为直接工程费、间接费、企业利润和材料价差之和的3.37%。76n表12-2现场经费取费费率表序号工程类别计算基础现场经费(%)1土方工程直接费82石方工程直接费93土石填筑工程直接费94混凝土浇筑工程直接费85模板工程直接费86钢筋制安工程直接费37钻孔灌浆及锚固工程直接费78植物措施直接费49其它工程直接费7表12-3管理费取费费率表序号工程类别计算基础管理费(%)1土方工程直接工程费72石方工程直接工程费83土石填筑工程直接工程费84混凝土浇筑工程直接工程费45模板工程直接工程费56钢筋制安工程直接工程费37钻孔灌浆及锚固工程直接工程费68植物措施直接工程费39其它工程直接工程费6（4）设备及安装工程设备及安装工程分为机电设备及安装工程和金属结构设备及安装工程两部分。设备费包括设备原价、运杂费、采保费。设备原价根据厂家报价为主，无厂家资料按市场信息价取定。安装工程单价中的其他直接费为直接费的3.4%，现场经费、管理费均按人工费的45%计算，其余取费同建筑工程。（5）临时工程施工临时房屋建筑工程及生活福利建筑按建安工作量的1.5%计算。其他施工临时工程按建安工程量的2%计列。(6)独立费各项费用指标按**水电厅桂水电基[2007]38号文及《**小（2）型病险水库除险加固工程初步设计指导意见》中相关规定计取。76n12.1.5工程监理费及勘测设计费计算说明（1）工程监理费工程监理计费额为141.68万元（其中建筑工程118.67万元，机电设备及安装工程2.5万元，金属结构设备及安装工程12.3万元，临时工程8.21万元）。监理服务费＝收费基价×专业调整系数×复杂程度调整系数×高程调整系数×（1±浮动幅度值）根据发改价格[2007]670号文的相关规定，查附表用内插法计算得收费基价；查附表三得专业调整系数为1.2；查表5.2-1得工程复杂程度为Ⅰ级，其对应的调整系数为0.85；高程调整系数为1.0，浮动幅度值取0，则工程施工监理服务费计算表工程计费额（万元）专业调整系数复杂程度系数高程调整系数浮动系数141.681.200.851.000%施工监理服务收费基价（万元）施工监理服务收费（万元）占计费额比例6.016.134.3%（2）工程勘测费工程勘测费计费额为141.68万元（其中建筑工程118.67万元，机电设备及安装工程2.5万元，金属结构设备及安装工程12.3万元，临时工程8.21万元）。①基本勘测费＝收费基价×专业调整系数×复杂程度调整系数×附加调整系数根据计价格[2002]10号文的相关规定，查附表用内插法计算收费基价；专业调整系数——1.04（《标准》39页表10.2-2）复杂程度系数——1.0（《标准》40页表10.3-1）附加调整系数——0.9（《标准》41页表10.3-3）②勘测作业准备费＝基本勘测费×15%工程勘察（测）费计算表工程计费额（万元）专业调整系数复杂程度调整系数附加调整系数浮动系数141.681.041.000.900%勘察收费基准价（万元）基本勘察收费（万元）勘测作业准备费（万元）工程勘测费（万元）占计费额比例6.385.970.906.864.8%76n（3）工程设计费工程设计费计费额为141.68万元（其中建筑工程118.67万元，机电设备及安装工程2.5万元，金属结构设备及安装工程12.3万元，临时工程8.21万元）。设计费＝收费基价×专业调整系数×复杂程度调整系数×附加调整系数根据计价格[2002]10号文的相关规定，查附表用内插法计算收费基价；专业调整系数——1.2（《标准》89页附表二）复杂程度系数——1.0（《标准》75页表5.3-1）附加调整系数——1.1（《标准》63页总则1.0.12条）工程设计费计算表工程计费额（万元）专业调整系数复杂程度系数附加调整系数浮动系数141.681.201.001.100%勘察收费基价（万元）工程勘测费（万元）占计费额比例6.388.425.9%12.2工程概算表（附后）76