水库除险加固工程的可行性研究报告

水库除险加固工程的可行性研究报告

水库除险加固工程可行性研究报告水库除险加固工程可行性研究报告5n水库除险加固工程可行性研究报告目录1综合说明11.1概述11.2水文及气象41.3工程地质主要结论41.4除险加固的必要性51.5除险加固工程设计61.6金属结构101.7工程施工101.8工程管理111.9工程招标111.10工程概算111.11经济评价111.12今后工作建议122水文、气象162.1灌区概况162.2气象162.3径流172.4泥沙、冰情173　工程地质233.1区域地质概况235n水库除险加固工程可行性研究报告3.2库区工程地质条件及评价253.3坝基工程地质条件及评价263.4原坝体勘探与试验成果303.5建筑物工程地质条件及评价333.6天然建筑材料333.7结论与意见354工程现状及安全复核384.1工程现状384.2防洪标准复核414.3大坝稳定复核414.4坝顶高程复核474.5水库主要建筑物安全复核494.6金属结构安全复核494.7工程存在的主要问题504.8大坝安全复核结论505除险加固工程设计535.1工程等别及设计标准535.2设计依据535.3大坝除险加固设计545.4主要建筑物改建设计665.5附属建筑物665.6大坝安全监测设计675n水库除险加固工程可行性研究报告6金属结构677工程管理717.1管理机构及编制717.2管理设施727.3管理要求727.4工程的检查、观测737.5工程养护修理737.6管理体制改革738施工组织设计758.1施工条件758.2天然建筑材料供应768.3主体工程施工778.4施工交通及施工总布置788.5施工总进度798.6主要技术供应809工程招标849.1招标范围的确定849.2招标组织形式849.3招标形式849.4标段划分8410工程概算865n水库除险加固工程可行性研究报告10.1编制说明8610.2概算附表9011经济评价10711.1经济评价依据及原则10711.2投资费用计算10711.3效益分析10811.4国民经济评价指标计算10911.5综合评价109附件：1、****库大坝安全鉴定报告书2、**省****库三类坝鉴定成果核查意见表5n水库除险加固工程可行性研究报告1综合说明1.1概述1.1.1基本情况****库位于**县**乡渠口村东北**南岸处，北坝距**300-700m，库址距**县城约7.5km,海拔高程1350-1357m，属四等小（1）型工程，是**灌区一个以农业补充灌溉为主的平原洼地水库。水库由**水管所负责管理，水库有效灌溉面积为3.5万亩，其中纳凌渠农田1.2万亩，林草地1.25万亩，定宁渠1.05万亩。水库主要由大坝、引水渠、进水口、输水涵洞等建筑物组成。水库始建于1958年秋，1966年竣工。限于当时的技术经济条件，大坝仅将芦根及草根清除后就近取土堆成，无土工试验设备及记录。大坝无截水槽，因当时地面水无法抽除，基本没有做心墙。土坝高3.2m，坝长约2km，库容约70万m3。之后历经多次改建及加固，坝体加长，由三边箕形逐渐形成现状的近四边形。1990年对水库进行了较大规模的加固，大坝加固加高1.1m，对前坝坡风浪淘蚀严重的坝段进行了块石护坡处理。处理后土坝最高达到5.3m，坝顶宽1.8～3.3m，库容达到132万m3，现状水库进水口在南坝中段，水库通过柔远渠从**引水，水库进水口利用南北走向的1.7km输水支渠连接柔远渠。出水口设在西坝中段，输水洞后修建40m长的输水土渠与阴沟相接，阴沟在输水洞后近1.7km后设节制分水闸，节制闸北面的一孔投入**，西面的一孔与纳陵渠相接。上述工程布置实现了柔远渠与纳陵渠的联合调度。水库大坝由东坝、南坝、西坝、北坝四面合围组成，大坝总长3.738km1n水库除险加固工程可行性研究报告，为半均质砂、土混和坝。其中西坝长555m(桩号0＋477～1＋032)，最大坝高5.3m；北坝长1512m（桩号1＋032～2＋544），最大坝高5.2m；东坝长286m(桩号2＋544～2＋830)，最大坝高3.4m；南坝长1385m(桩号2＋830～3＋738，0＋000～0＋477)，最大坝高5.2m。由于初建时施工放线较粗放，且历经多次维修加固，各坝段坝坡相差较大，上游坝坡在1:1.9～1:2.6之间，下游坝坡1:1.7～1:2.5之间。最大坝底宽(西坝)23.5m，最小坝底宽（东坝）15.4m。坝顶高程1355.8-1356.2左右，正常蓄水位1352.4m，最大蓄水深度3.2m。上游面部分为干砌石护砌，部分坝段种植了红柳及毛柳，外坡未做护砌。水库进水口为开敞式浆砌石、砼组合结构，单孔，建筑尺寸为宽1.8m×高2m，孔口下游结合前坝坡做浆砌石护坡,护坡下的库底部设15m长的防冲刷护坦。水库进水口至柔远渠之间的专用输水支渠深1.2m，最大进水流量1.3m3∕s。支渠与柔远渠设分水口连接。使用平板钢闸门配3.5T手推镙杆式启闭机控制水库进水。水库输水洞为坝下埋管，单孔，洞身为钢筋砼矩形结构，建筑尺寸为宽1.5m×高1.5m，进口为带胸墙的开敞式水闸，平板钢闸门配3.5T手推镙杆式启闭机控制运用。最大输水流量2.0m3∕s。****库建库时就近取土，原库区渗透系数较小的大部分土层已被挖除，坝体因砂、土碾压不密实，渗漏严重。土质中盐碱成份较大，经常出现滑塌现象，蓄水量不能满足设计要求，虽经多次加固，但未解决根本问题，使当地人民生命财产和**灌区的经济发展受到极大威胁，属带病运行的病险水库。1n水库除险加固工程可行性研究报告1.1.2水库存在的主要问题2006年5月，受**县水务局委托，**省**市甘兰水利水电建筑设计院对****库大坝进行了安全评价工作，6月编制完成了****库大坝安全评价报告，2007年1月经**市水务局组织的大坝安全鉴定专家组鉴定及随后**省水利厅建设管理处到水库现场进一步核查，为三类坝水库。鉴定成果核查意见中，水库存在的主要问题是：(1)坝顶超高不足，风浪淘蚀破坏严重。前坝坡普遍遭到水浪的冲刷淘蚀，坝面的干砌石大部分被冲入库内成为坡脚堆石，部分段坝坡出现不同程度的滑塌或凹陷,水库防浪功能急剧下降，西北及东南角坝段尤其严重。(2)坝体、坝基渗漏严重，存在渗透破坏问题。各坝段普遍存在渗漏现象，坝体隔水能力较差，库底更差，经现场核查，水库渗漏严重。(3)启闭设施老化，闸板锈蚀，闸槽变形，启闭设施运行困难。(4)坝体没有必要的沉陷、位移及渗流观测设施，通讯设施落后，给水库运行、调度及防洪抢险带来不便。1.1.3工程任务的由来、设计依据为了解决****库存在的问题，2007年9月，受**县水务局委托，由**省**市甘兰水利水电建筑设计院承担****库除险加固工程的初步设计任务，2008年3月，我院编制完成了《****库除险加固工程初步设计报告》。2008年4月8日，由省水利厅组织相关部门及专家对报告进行了审查，我院认真听取与会专家所提出的意见和建议，对设计进行了优化调整，进一步修改、补充和完善了初步设计报告。设计依据：《**省**县****库大坝安全评价报告》、《**县****库1n水库除险加固工程可行性研究报告现场安全检查报告》和《**县****库大坝安全鉴定报告书》、《**省水利厅水利管理局关于**县****库三类坝鉴定成果核查意见》以及相关规程、规范。1.2水文及气象**县属大陆性寒温干旱气候，冬夏较长，春秋较短，春季多风少雨，冬季较为寒冷。多年平均气温7.6℃，最低气温-31.8℃，最高气温38.7℃，多年平均降雨量104.4mm，多年平均蒸发量1765mm，多年平均最大风速21m/s，库区最大冻土层深1.14m。1.3工程地质主要结论1、****库是**中游南岸细土平原之上典型的洼地水库，库坝区分布的地层岩性主要为第四系冲洪积成因的淤泥质粉质壤土、各类砂层等，结构疏松，深部为巨厚的砂卵砾石层。其地形开阔，地势稍倾向北西，地层结构和地质构造相对较简单。据《中国地震动参数区划图》(GB18306－2001)，确定水库区地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.4s，相应抗震设防烈度为Ⅶ度。2、库坝区地下水流向由南东向北西，**河道成为地下径流较为通畅的排泄渠道，地下水动态受**河水动态的控制。主要表现为坝基的水平侧向渗漏，且集中在西坝和北坝段。由于库区表层相对隔水的淤泥质粉质壤土大部分已被挖掉，故库区工程地质条件较差。3、原坝体直接座落在天然地面上，没有采取任何基础处理措施，坝基表层均为第四系全新统冲洪积形成的淤泥质粉质壤土，局部夹粉细砂透镜体组成，一般厚度0.5—1.5m，结构中密，含大量植物根须及黑色腐植质，渗透系数为2.2×10-3cm/s1n水库除险加固工程可行性研究报告,属中等透水层，渗透变形类型为过渡型，临界水力比降为0.37；下部各砂层厚度8m左右，结构稍密－中密，平均渗透系数为1.5×10-2cm/s，属强透水层，渗透类型为管涌型，其中北坝、西坝和南坝西段中砂层临界水力比降为0.45，东坝和南坝东段粉砂层临界水力比降为0.11；对于以上双层结构的地基，经判别在粉质壤土与中砂层之间还存在接触冲刷问题，其接触冲刷的临界水力比降与允许水力比降分别为0.18和0.12。因此建议设计应以最小的允许水力比降0.12控制坝基渗流稳定。4、经对坝基下砂层的地震液化问题判别，坝基及其建筑物基础下砂层在Ⅶ度地震条件下不会发生液化破坏。5、原坝体填筑质量较差，除险加固设计应处理好如何利用原坝体的问题。6、经在水库周围地区反复详细调查，均质坝土料场选在东南部距离水库16－17km的红联许家湖荒地滩即1﹟防渗土料场，土料储量满足工程建设要求，各项试验指标均满足《规范》质量技术要求。其他天然建筑材料如块石料、反滤料和混凝土粗细骨料等的储量与质量均满足要求。1.4除险加固的必要性****库始建于1958年大跃进时期，建库后进行过多次改建和加固，1990年进行了较大规模的加固加高。水库在初建时，未进行勘测设计，由灌区群众突击施工完成，坝体直接座落在天然地面上，没有采取任何地基处理措施，筑坝材料为库区挖出的含腐植质粉细砂和淤泥质粉土不均匀混杂组成，采用人力拖拉铁碾和木夯压实，施工无质量控制体系，无干密度检测手段，也无施工记录，施工过程中坝基及坝体的质量控制难以保证，其施工质量极差。19901n水库除险加固工程可行性研究报告年加固加高工程，虽有简单的设计说明和各坝段的设计横断面图，但实际施工并未完全按照设计进行，仍然由受益区群众在三个月内会战完成，大坝由人工运料铺土，人工夯压，无固定的合格料场，无最优含水量控制，无干密度检测手段，无压实度资料，凭施工人员肉眼把关，也无施工记录。坝基均未进行防渗处理。建筑物施工无资料可查，据了解访问，施工质量一般。因此，加固工程施工质量仍然较差，水库仍存在溃坝的可能。水库大坝一旦发生溃坝，淹没范围约15km2，包括人口0.15万、耕地1.2万亩，将造成直接经济损失1.2亿元。对****库进行除险加固是**县人民的共同愿望，是该地区国民经济可持续发展的客观需要，同时也符合建设社会主义新农村、树立科学发展观和建设和谐社会的总体要求，结合水库安全鉴定结论和建议，对****库进行除险加固非常必要，也是十分紧迫的。综上所述，水库安全与兴利矛盾十分突出，鉴于此，应尽早进行除险加固处理，排除病险问题，使水库安全运行，发挥更大效益。1.5除险加固工程设计****库总库容132万m3，根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》，确定本工程为四等小（1）型工程,主要建筑物按照4级、次要建筑物按照5级设计。依据《中国地震动参数区划图》(GB18306－2001)，确定水库区地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.4s，相应抗震设防烈度为Ⅶ度，故主要建筑物按Ⅶ度设防。1.5.1除险加固项目内容结合水库现状和存在的主要问题以及大坝安全鉴定的主要结论，针对本次设计的安全复核成果，本次设计该水库大坝有以下几项除险加固设计项目：1n水库除险加固工程可行性研究报告（1）南坝西坝段（0+000-0+477.33）、西坝（0+477.33-1+032.54）、北坝西坝段（1+032～1+662）坝基渗流量过大且渗流不稳定，在上述1662m坝段的坝前库区做防渗铺盖。（2）西坝、南坝西段(桩号0+000～0+477)和北坝西段(桩号1+032～1+662)前坝坡风浪淘蚀破坏严重，砂土坝体与块石护坡缺少过渡料层，增设过渡料并使用块石护坡。（3）西坝坝顶超高不足，不足高度为0.51m，坝顶需要结合前坝坡处理措施进行加高；东坝超高不足值为0.35m，南坝东段(桩号2+830～3+130)超高不足值为20cm，坝顶结合坝面平整措施进行加高。（4）输水洞冻胀破坏严重，结构不满足规范要求，启闭设施老化，不能正常运行，需改建。（5）管理设施不完善，无观测设施，需新建120m2管理房，增设3处共9孔孔渗流观测孔。(6)水库部分坝段坝顶宽仅1.9-2.4m，坝顶高低不平，部分坝段坝面砂土盐碱化严重，不利于运行管理及工程维修，除对超高不足坝段及前坝坡需要处理坝段的坝顶面采取碎石铺筑外，尚需对剩余坝段共1490m（南坝东段608m和北坝东段882m）坝顶面进行平整并用碎石铺筑。本次除险加固后，全部坝段的坝顶面进都用碎石进行了铺筑，改善了工程运行管理条件，整个水库的工程形象亦有了较大改善。1.5.2大坝加固设计1）坝型及坝顶宽度确定1n水库除险加固工程可行性研究报告考虑到现状坝顶宽度相差较大的实际情况，本次坝顶宽度设计以方便今后水库的运行及机械化维修的需要为原则，现状坝顶宽加上前坝坡增设结构层的宽度即为最终设计坝顶宽度，并要求确定本次除险加固坝段的坝顶宽度不小于3.0m。2）坝体结构设计针对西坝、北坝西段和南坝西段前坝坡风浪淘蚀破坏且坝基渗流稳定不能满足要求,东坝及南坝东段超高不满足设计要求的情况，在方案比对的基础上，采用土工膜铺盖防渗方案，简述如下：坝脚以上正常蓄水位以下拆除原坝坡块石护面，清除表层杂物及植物根须后，在清基层上面铺设0.3mm厚两布一膜的复合土工膜，在复合土工膜上设0.2m厚中细砂防护层和0.6m厚砂砾石保护层，最上层砌筑30cm块石护坡，设计坡比：1：1.25。自正常蓄水位1354.2以上20cm不再铺设中细砂，在清基面上直接铺设砂砾石再在上部做30cm干砌石。坡脚以下清除坝体上游坡脚前库区淤泥及0.2m厚的淤泥质粉细砂加腐殖质粘土的表层及杂物，把剩余的淤泥质粉细砂夹腐殖质粘土层压实和整平，清除表层杂物及植物根须，在清基层上部铺设0.3mm厚两布一膜复合土工膜，在复合土工膜上设0.2m厚中细砂防护层和0.6m厚砂砾石保护层。南坝西段铺盖长度均为10m，西坝、北坝西段铺盖长度为15m。在远坝脚端库底开挖1.5m深后将复合土工膜埋入后填平，土工膜在坝体内铺设至高程1354.4处，以折线状埋入坝体。东坝段超高不足30cm，南坝东段（桩号2+830-3+130）超高不足仅20cm，本次设计只对这586m坝段坝顶高底不平的部位进行修整，结合坝面碎石层保护进行加高，坝顶宽度不足的部位，坝面向下游坝坡方向顺延，下游坝面适当培厚。1n水库除险加固工程可行性研究报告1.5.3主要建筑物设计水库输水洞输水洞受地下水的腐蚀、加之原砼标号偏低，底板及边墙下部砼逐年剥蚀，洞身结构承载能力下降；受地基不均匀沉降影响，洞身出现2处裂缝，裂缝宽度9－23mm；洞身右侧与坝体之间存在大量接触渗流；出口护坡浆砌石冻胀破坏严重，局部隆起与塌陷8－10cm，破烂不堪。工作闸沉陷变形严重，多处出现裂缝，闸槽变形，启闭设施老化，闸板锈蚀，闸壁漏水严重，闸门和吊杆发生变形，运行困难鉴于水库输水洞存在的以上问题，根据工程现状，本次设计对原输水洞全部拆除后新建。设计输水洞布置在西坝桩号0+787处,为单孔矩形结构。输水洞设计最大输水流量2.0m3/s；根据地质报告,地下水中SO4-2含量为399.6mg/L，对普通砼有弱腐蚀性。为了防止输水洞砼的化学侵蚀破坏，本次设计提高了砼号，基础采用C20砼砌石砌筑，洞身采用0.3m厚C25钢筋砼现浇，矩形结构，净宽1.5m，净高1.6m，长度10.1m；竖井井身采用0.40m厚C20钢筋砼现浇，高度2.9m；进水口段采用C20砼砌石砌筑；安装平板钢闸门1扇,配套10T手电两用镙杆式启闭机1台，并修建砖混结构闸房7.4m2。同时,为便于管理运行,在输水洞出口下游10m处修建5m宽10t车桥1座，结构尺寸同输水洞洞身一致；车桥上下游修建20m梯形渠，渠高1.6m，边坡1：1，底宽1.5m，渠坡及渠底均为40cm厚C20砼砌石砌筑。本次水库除险加固对输水洞及金属结构设备进行更换。1.5.4附属建筑物水库管理房位于从渠口村通向**乡的乡镇公路南侧，为始建于上世纪80年代的土坯房，早已破旧不堪；管理站没有仓库，抢险物资1n水库除险加固工程可行性研究报告及其它水利工程材料露天堆放。本次设计中，原管理房作为仓库使用，在原管理房旁边新建管理房屋120m2，管理房为砖混结构的单层平顶屋。1.5.5大坝安全监测设计****库未设置大坝位移、坝体浸润线等观测设施。根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96），本次设计在除险加固的坝段增加观测设施。设计在坝西段、西坝和北坝西段各设一处浸润线观测断面，每个断面坝顶及下游坝坡上共设3个观测孔进行观测。随时监控工程状态变化和设备工作情况，掌握工程运行规律，逐步实现程序化、自动化运行控制，以便及时发现异常迹象，及时采取正确、有效措施，防止事故的发生，保障工程安全运行。1.6金属结构本次除险加固建筑物工程共设置钢闸门、钢架、闸槽埋件1套，共1.6t，10t手电两用螺杆式启闭机1台。钢闸门为平板式。1.7工程施工工程区地形平坦开阔，场内外交通方便。施工用电可利用当地动力电和柴油发电机发电相结合。施工用水和生活用水可直接从附近机井或灌溉渠道中抽取。坝体加固土方工程采用机械施工与人工施工相结合的施工方法，砂砾石垫层、块石砌筑均采用机械运输、人工铺设；建筑物混凝土浇筑为机械拌和、人工入仓，机械振捣；闸门、启闭机由专业厂家制造，确保工程质量。根据工程规模、施工条件和除险加固工程特点，本工程安排总工期为7个月完成施工任务。1n水库除险加固工程可行性研究报告工程主要工程量为：土方开挖22800m3，砂砾石及砂土回填56166m3，干砌石14665m3（包括拆除），砼187m3（包括拆除）。1.8工程管理****库除险加固工程完成后，仍由**县****库管理站进行管理，不再增设新的管理机构。管理站隶属**县**水库管理所。****库管理站现有职工7人，主要负责水库的运行调度、维护、抢险、巡查等项工作。1.9工程招标本工程建设内容主要有大坝、建筑物工程，对大坝、建筑物工程施工采用公开招标，勘察、设计不进行招标，工程监理采用邀请招标的方式。1.10工程概算工程概算编制办法依据**省水利厅、甘水规发（1992）15号文关于《水利水电工程编制办法》编制本工程投资概算。本项目总投资489.41万元，其中：建筑工程385.51万元，金属结构设备及安装工程2.71万元，临时工程22.77万元，其它费用55.12万元，基本预备费23.31万元。本项目共489.41万元的工程概算总投资由中央专项资金、地方财政配套资金及受益区群众投劳折资筹措完成。1.11经济评价本项目经济内部收益率为9.7%，高于社会折现率7%；经济净现值（Is=7%）为48万元，大于零，经济效益费用比为1.12大于1，各项指标均满足规范要求。本工程通过除险加固后，可消1n水库除险加固工程可行性研究报告除现状存在的险情，确保水库的安全运行，水库的效益得到正常发挥，改善灌区农业生产基础条件和生态环境，缓解了用水矛盾，解除了人民群众的思想包袱，增加灌区社会效益和经济效益。1.12今后工作建议（1）本次****库除险加固工程的建设，可消除水库安全运行隐患，增强水库供水能力，改善灌区灌溉条件，增加社会效益和经济效益，建议早日实施。（2）本次工程对南北坝西段及西坝的1662m坝段进行了土工膜防渗处理，已处理的坝段安全度有了较大提高，但在今后运行中势必会相对削弱其它坝段的安全裕度，应在竣工后加强观测，进一步健全管理制度，切实做好水库大坝管理，确保工程安全运行。（3）在工程实施中必需坚持“三项制度”，即项目法人制、招标投标制和建设监理制，全面引入竞争机制，确保工程质量。施工时要严格控制建筑材料、机械设备、金属结构等的采购，选购符合国家现行的有关产品标准规定的材料。（4）由于水库地质条件较差，**墩水库自建成后，水库渗漏一直很严重，管理部门曾采取引洪淤积、放空期恢复植被等办法来减少渗漏，但收效甚微。据工程管理运行记录，在正常蓄水位1354.2时，水库下渗速度为0.07-0.10m/d，日渗漏量为4万-5万m3，严重影响着水库效益的发挥；根据观测及水文地质分析，水库渗漏主要表现为库底渗漏，库区下伏巨厚中砂层与**河床相接，全面整治渗漏问题耗资较大。由于库区渗漏不影响水库安全运行和投次有限的原因，该问题留待以后解决。1n水库除险加固工程可行性研究报告****库除险加固工程特性表表1—1序号项目名称单位数量备注一水文1气象⑴多年平均气温℃7.7⑵年平均降水量mm110.4⑶年平均蒸发量mm1765⑷最大冻土深度m1.14⑸多年个月最大风速m/s212泥沙⑴多年平均输沙量万t166.1**⑵多年平均含沙量kg/m31.61**⑶实测最大含沙量kg/m369.1**二工程规模1工程等别Ⅳ等小（1）型2地震基本烈度度Ⅶ3灌溉面积万亩3.5三水库特性1水库库容总库容万m3132死库容万m32水库水位正常蓄水位m1354.2死水位m1351.61n水库除险加固工程可行性研究报告****库除险加固工程特性表续表1—1序号项目名称单位数量备注四主要建筑物1大坝⑴坝型壤土均质坝⑵坝顶高程m1356.5西坝⑶最大坝高m5.5西坝⑷坝线长度km2248/3738处理/全长⑸坝顶宽度m3．5-5．52输水洞⑴型式矩型断面⑵断面尺寸m1.5×1.6宽×高⑶洞长m11⑷洞身纵坡1/100⑸进口底板高程m1351．6⑹设计引水流量m3/s2．0⑺闸门形式平板闸门⑻闸门尺寸m1.7×1.8宽×高⑼启闭机型式及吨位t10T手电动两用1n水库除险加固工程可行性研究报告****库除险加固工程特性表续表1—2序号项目名称单位数量备注五工程施工1主体工程量⑴土方开挖m322800⑵砂土回填m355166⑶砌石m314655包括拆除⑷砼（包括）钢筋砼m3187包括拆除⑸金属结构安装t1.62主要建筑材料⑵钢筋t4.4⑶水泥t433总工日万工日2.554总工期月8六工程总投资万元489.411建筑工程万元385.512金属结构及安装工程万元2.713临时工程万元22.774其它费用万元55.125基本预备费万元23.31七环保及水保措施费万元八项目总投资万元489.41九经济评价指标1经济内部收益率％9.72经济效益费用比1.123经济净现值万元481n水库除险加固工程可行性研究报告2水文、气象2.1灌区概况**灌区位于**省河西走廊中部的**县境内，是从**引水灌溉的大型灌区。灌区内总人口10.5万人，其中农业人口8.87万人。有效灌溉面积33.49万亩，其中农田27.07万亩,林草地6.42万亩。灌区控制面积大于2万亩的干渠有5条，其中骆驼城干渠，长6.12km，三清干渠长53.1km，柔远干渠长41.7km,丰稔干渠长38.9km，站家干渠长28.97km。****库位于**县**乡渠口村东北**南岸处，北坝距**300-700m，库址距**县城约7.5km,海拔高程1350-1357m，属四等小（1）型工程，是**灌区一个以农业补充灌溉为目的平原洼地水库。该水库始建于1958年大跃进时期，经历次加固加高后,现状水库最大坝高5.2m，坝长3.738km，库区面积约0.69km2，总库容为132万m3，有效灌溉面积为3.5万亩。水库主要由大坝、进水口、输水洞等建筑物组成。****库是一座以农业补充灌溉为主的平原洼地水库，属四等小（1）型工程。****库水源由柔远渠引蓄**水量。水库周边地区与村庄耕地及公路接壤，集雨面积小，降雨形成的洪水一般很小，且无法进入库区，因此洪水对水库不造成威胁。2.2气象库区属大陆性温带干旱气候，冬夏较长，春秋较短，春季多风少雨，冬季较为寒冷。多年平均气温7.7℃，极端最低气温-31.8℃，最高气温38.7℃，多年平均降雨量110.4mm，多年平均蒸发量1765mm，多年平均最大风速21m/s，最大冻土层深度1.14m。**县气象站地面气象要素统计表见本节末。1n水库除险加固工程可行性研究报告2.3径流根据**莺落峡水文站1945--1999年（n=55年）径流资料统计分析，成果如下：平水年（P=50%），Q50%=50.0m3/s,Cv=0.16,Cs=2CvW50%=15.8亿m3选取1977、1982和1987年三个典型年进行同倍比放大，采用1997年的典型过程，计算出的设计平水年P=50%情况下月、年径流成果见下表。**莺落峡站设计平水年（P=50%）月份径流量表2-1月份一二三四五六七八九十十一十二年径流量（万m3）3301322642196539883616625364583186727442999757063784158000根据灌区柔远渠多年引水资料（1990--2003）统计分析，多年平均引用水量3130万m3。其年内分配见下表。柔远干渠引水量表表2-2月份一二三四五六七八九十十一十二年引水量（万m3）15623637542040137235225656331302.4泥沙、冰情2.4.1泥沙分析（1）**泥沙根据**1n水库除险加固工程可行性研究报告高崖水文站1958～2002年（1958～1977年为与莺落峡站插补资料）实测泥沙资料统计分析，多年平均输沙率为52.3kg/s，多年平均输沙量为166.1万t，多年平均含沙量为1.61kg/m3，最大断面含沙量为69.1kg/m3，为多年平均含沙量的43倍。**泥沙年际变化较大，而且年内分配也很不均匀，绝大部分集中在汛期6-9月份，平均含沙量为2.85kg/m3，输沙量为158.1万t，占全年沙量的95.2％；而10月-竖年5月输沙量为8.0万t，占全年沙量的4.8％，平均含沙量为0.17kg/m3。泥沙以悬移质泥沙为主，泥沙中值（d50）粒径为0.04mm。多年平均各月泥沙统计见表2--1。多年平均各月泥沙统计表表2-1月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全年平均流量(m3/s)24.425.823.817.213.032.967.256.553.323.523.229.132.5输沙率(kg/s)3.322.633.683.663.89109.4213.5167.7106.63.904.764.5552.3输沙量(万t)0.90.61.00.91.028.457.244.927.61.01.21.2166.1含沙量(kg/m3)0.140.100.150.210.303.333.182.972.000.170.200.161.61输沙量百分数%2.795.22.1100（2）柔远干渠泥沙根据**高崖水文站1958～2002年（1958～1977年为与莺落峡站插补资料）实测泥沙资料统计分析，结合柔远干渠1982年～2000年多年实测引水资料分析，柔远干渠月平均输沙量按下式计算：1n水库除险加固工程可行性研究报告柔远干渠多年月平均引水量柔远干渠月平均输沙量＝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　×**多年平均各月输沙量**多年月平均来水量经计算，柔远干渠多年平均悬移质输沙量为1.62×104t。柔远干渠多年平均各月输沙量详见下表：柔远渠多年平均各月输沙量表　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　单位:万t月份123456789101112年输沙量000.030.020.030.540.460.40.030.020.0901.62(3)水库调度运行****库是一座以灌溉为主的平原洼地水库。据水管所提供的资料，近年来水库调度运行如下：1）水库引水及放水时间水库从3月份开始至4月份，从**通过柔远干渠引水，5月份开始放水，年内不进行复蓄与补充水量，全年入库水量约132万m3。（2）进出库水量统计据****库入库水量资料（1992～2006年）统计分析，多年平均入库水量为132万m3，均在五月份引水。（3）水库泥沙淤积计算****库通过柔远干渠从**引水至水库，根据**和柔远渠泥沙分析来看，柔远渠五、六月分份输沙量0.57万t，同时段引水量670万m3。假定泥沙与水量同比例入库且泥沙全部淤积在库区内，水库使用年限按30年计。1n水库除险加固工程可行性研究报告V淤=T×M×S/[(1-P)×r]=30×100%×0.11/[(1-0.3)×1.3]=3.62万m3V淤:泥沙淤积容积（万m3）T:水库使用年限（年）M：库中泥沙沉积率（％）S:泥沙入库量（万t）P：淤积体的孔隙率（％），P=0.3～0.4r：泥沙颗粒的干容重（t／m3）取r=1.3****库泥沙淤积量为3.62万m3。2.4.2冰情分析冰情：****库每年5月底至次年3月为非灌溉期，水库区西端局部地势较低处积水深只有0.8m左右。库区最早开始结冰日期为11月28日，最迟结冰日期为12月1日。解冻日期最早为3月1日，最迟为4月6日，一般解冻时间为3月中旬左右。最大冰厚为0.7m，最小0.44m。2.5水库库容经现场施测，**墩水库库区面积58.3万m2。库区最低位置在水库东北角，最底点高程1350.4m，库低自西北至东南逐渐升高，库区东南平均高程在1352.2-1352.4之间，经计算，在高程1354.2时，水库库容为132万m3。各高程时的库容详见****库的水位库容曲线。1n水库除险加固工程可行性研究报告**县气象站地面气象要素统计表水位库容曲线。1n水库除险加固工程可行性研究报告1n水库除险加固工程可行性研究报告3　工程地质3.1区域地质概况3.1.1地形地貌与气象****库位于**中游南岸河谷高漫滩上，地形平坦开阔，地面高程在1349～1356m之间。地形东南稍高西北稍低，较为平缓，地势稍低洼而开阔。水库蓄水通过柔远渠从**无坝引水，柔远渠至水库南坝进水口由1.7km长的专用引水渠相连接，每年从3月15日左右开始，至4月10日左右蓄水达到正常水位1354.2m，蓄水量132万m3，而后，从４月２０日以后同时向纳凌渠和定宁渠输水，可供水量60万m3，蒸发渗漏近70万m3。工程区属大陆性寒温干旱气候，冬夏较长，春秋较短，春季多风少雨，冬季较为寒冷。多年平均气温7.6℃，最低气温-31.8℃，最高气温33℃，多年平均降雨量110.4mm，多年平均蒸发量1765mm，多年平均最大风速21m/s，库坝区最大冻土层深1.14m。3.1.2地层岩性库坝区出露的地层岩性地表为第四系冲洪积成因的淤泥质粉质壤土、粉细砂等，结构疏松。下部为砂及砂卵砾石层。现自上而下分述如下：第四系全新统湖沼相堆积（Q4L）：广泛分布于库区及外围大部分地区的地表，以灰褐色的粉细砂为主夹灰黑色、黑色淤泥质粉质壤土，局部为土黄色砂壤土夹粉细砂透镜体，一般厚度0.5—1.5m，基本为饱和状，结构稍密，含大量植物根须及黑色腐植质。第四系全新统冲洪积层（Q4al－pl）：埋深在地表以下1.0至20m左右，厚度19m左右，大致可分为四层：①中砂。埋深0.5—1.5m，厚2.0m34n水库除险加固工程可行性研究报告，青灰色，粉粘粒含量约6﹪，砂粒含量约94﹪，砂为中粗砂，该层纯净，饱和，结构稍密，渗透系数10～15m／d；②粉细砂夹含砾中砂。埋深3.0m左右，厚度6.0m左右，灰黄色，纯净，饱和，结构中密～密实，渗透系数5～10m／d；③粉细砂。埋深9.0m左右，厚度5.0m左右，灰黄色，以细砂为主，纯净，饱和，结构稍密～中密，渗透系数1～5m／d；④中粗砂。埋深14.0m左右，厚度5.0m，青灰色，纯净，饱和，结构中密～密实，渗透系数5～10m／d。第四系中、上更新统（Q2—Q3）：据区域地质资料可知，埋深在20m以下，为一套巨厚层的砂卵砾石、砂砾石、中细砂夹砂土层，总厚度大于100m，是区内主要含水层，也是地下水主要开采层位。人工堆积物（Qr4）：主要是人工堆积的坝体，其物质成份为就地取材的含腐植质粉细砂、砂壤土和淤泥质壤土不均匀混杂组成；另有少量道路及渠系两侧等人为活动堆积物。依据《中国地震动参数区划图》(GB18306－2001)，确定水库区地震动峰值加速度为0.15g，地震动态反应谱特征周期为0.4s，相应抗震设防烈度为Ⅶ度。3.1.3水文地质条件水库区所处的地貌单元决定了地下水的赋存形式以孔隙潜水为主，含水层岩性为湖积、冲洪积成因的粉砂质壤土、粉细砂、中粗砂及含砾砂等，渗透系数约为1—15m/d。地下水接受大气降水、灌溉回归水、库水及渠系渗漏水的补给，径流缓慢，流向与地表水流向一致，即由东向西，以蒸发、植物蒸腾、泉水等形式排泄。地下水埋深0—1.0m34n水库除险加固工程可行性研究报告，由于受水库蓄水和站家渠、丰稔渠引水的影响，局部地下水溢出地表，形成沼泽。据水化学分析：地下水化学类型为硫酸—重碳酸—镁—钠型水，即SO2-4—HCO-3—Mg2+—Na+型水，矿化度1.67g/L，地下水硫酸根离子含量399.6mg／l，对普通混凝土结构具有弱腐蚀性，水质较差。地下水动态受**河水动态的控制，地下水高水位期一般在5—11月，最高在每年的冬灌结束后，低位期在每年的1—3月，年变幅0.5—1m左右。3.1.4不良物理地质现象不良物理地质现象主要为南坝与西坝外的环坝排阴沟及北坝外**河岸，另外，坝后局部存在洼地和沟坑等。其中：大部分排阴沟和**河岸切割较深，表层淤泥质粉质壤土﹙相对隔水层﹚已被切穿，沟﹙岸坎﹚底部已与下部砂层连通；个别较深的洼地和沟坑处的淤泥质粉质壤土﹙相对隔水层﹚也已很薄，仅为草皮覆盖，沟坑底部也与下部砂层连通。因此，坝基渗漏严重，坝后低洼处积水较深，最深处可达1.0m。3.2库区工程地质条件及评价****库大坝总长3.738km，库区面积约58.3万m2，是典型的平原洼地水库。库区分布的地层岩性表层为第四系冲洪积成因的淤泥质壤土、粉细砂等，结构疏松，下部为砂及砂卵砾石层。天然条件下，地下潜水位很高，埋深0—1.0m，受灌溉回归水补给和渠道引水的影响，局部地下水溢出地表，形成沼泽，地下水流向由南东向北西，**河道成为地下径流较为通畅的排泄渠道，地下水动态受**34n水库除险加固工程可行性研究报告河水动态的控制。因此，水库蓄水后，水头作用进一步增大，垂直渗漏同时增大，但主要表现为坝基的水平渗漏，且集中在西坝和北坝段。由于前期筑坝材料大部分取自于库区，所以库区表层相对隔水的淤泥质粉质壤土大部分已被挖掉，特别是北坝西段近坝库区，天然防渗铺盖已不复存在。故库区工程地质条件较差。3.3坝基工程地质条件及评价3.3.1坝基工程地质条件水库大坝由东坝、南坝、西坝、北坝四面合围组成，大坝总长3.738km，为半均质砂、土混和坝。其中西坝长555m(桩号0＋477～1＋032)，最大坝高5.0m；北坝长1512m（桩号1＋032～2＋544），最大坝高4.9m；东坝长286m(桩号2＋544～2＋830)，最大坝高3.0m；南坝长1385m(桩号0＋000～0＋477，2+830～3+738)，最大坝高5.0m。坝顶宽除东坝为2.5m外、其余宽2.5-3.1m不等。坝体直接座落在天然地面上,没有采取任何地基处理措施。坝顶高程1356m左右，正常蓄水位1354.2m，最大蓄水深度3.2m。根据在北坝、南坝和西坝段布置的5个控制性钻孔和12个探坑资料：原坝体直接座落在天然地面上，没有采取任何基础处理措施，坝基表层均为第四系全新统湖沼相堆积的以灰褐色的粉细砂为主夹灰黑色、黑色淤泥质粉质壤土，局部为土黄色砂壤土夹粉细砂透镜体，一般厚度0.5—1.5m，基本为饱和状，结构稍密，含大量植物根须及黑色腐植质，渗透系数2.2×10-3cm/s,属中等透水层，相应的地基承载力为0.08-0.10MPa。下伏第四系全新统冲洪积砂层，埋深在地表以下1.0至9.0m左右（钻孔未见底），厚度8.0m左右，大致可分为两层：①中砂。埋深0.5—1.5m，厚2.0m，青灰色，粉粘粒含量约6﹪，砂粒含量约94﹪，砂为中粗砂，该层纯净，饱和，结构稍密，渗透系数1.5×10-2cm/s，34n水库除险加固工程可行性研究报告属强透水层。其中南坝东段（ZK5）和东坝段该层为粉砂，渗透系数6.5×10-3cm/s，属中等透水层。相应的地基承载力为0.1-0.12MPa；②粉细砂夹含砾中砂。埋深3.0m左右，厚度6.0m左右，灰黄色，纯净，饱和，结构中密～密实，渗透系数1.2×10-2cm/s，属强透水层。相应的地基承载力为0.14-0.18MPa。3.3.2坝基渗流稳定问题评价由于前述不良物理地质现象的存在，即南坝与西坝外的环坝排阴沟及北坝外**河岸、坝后局部存在的洼地和沟坑等，已将表层淤泥质粉质壤土﹙相对隔水层﹚不同程度的切穿而与下伏砂层连通；更由于前期筑坝材料大部分取自于库区，库区近坝表层相对隔水的淤泥质粉质壤土大部分已被挖掉，天然防渗铺盖已不复存在。因此，坝基渗漏严重，坝基便存在渗流稳定问题。该坝基下发生渗流的主要物质由两层组成：①淤泥质粉质壤土，厚度0.5～1.5m；②中砂层及粉细砂夹含砾中砂层，厚度8.0m左右。现根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287－99）附录M，对坝基下各土或砂层的渗透变形判别如下：一、土（砂）的渗透变形类型的判别第①层：土的不均匀系数Cu=d60／d10的平均值为13.0，均大于5；粗细粒的区分粒径df=0.015㎜,相应的细粒颗粒含量Pc=26-34％。按附录M.0.2规定：对于不均匀系数大于5的不连续级配土，25％≤Pc＜35％可判别为过渡型。第②层：中砂的不均匀系数Cu=d60／d10的平均值为3.4＜5；粗细粒的区分粒径df=0.15㎜,相应的细粒颗粒含量Pc=22－24％；平均孔隙率n＝37.0％，〔1／4（1－n）〕×34n水库除险加固工程可行性研究报告100＝39.7％。按附录M.0.2规定：Pc＜〔1／4（1－n）〕×100可判别为管涌型。粉砂的不均匀系数Cu=d60／d10为10.0，大于5；粗细粒的区分粒径df=0.087㎜,相应的细粒颗粒含量Pc=22％。按附录M.0.2规定：对于不均匀系数大于5的不连续级配土，Pc＜25％可判别为管涌型。附录M.0.2还规定：对双层结构的地基，当两层土的不均匀系数均等于或小于10，且符合下式规定的条件时，不会发生接触冲刷。D10／d10≤10（M.0.2-8）上述第①层土的不均匀系数大于10，第②层中砂的不均匀系数小于10，D10／d10＝0.081／0.0037＝22＞10，不符合（M.0.2-8）式，则第①层和第②层中砂之间将会发生接触冲刷；第②层粉砂的不均匀系数等于10，D10／d10＝0.026／0.0037＝7＜10，符合（M.0.2-8）式，则第①层土和第②层粉砂之间将不会发生接触冲刷。一、临界水力比降的确定按附录M.0.3规定的方法计算第①层：淤泥质粉质壤土判别为过渡型，则采用下式计算Jcr＝2.2（Gs－1）（1－n）2×d5／d20（M.0.3-2）Jcr①＝2.2（2.69－1）（1－0.442）2×0.0025／0.0078＝0.37第②层：中砂层判别为管涌型，则采用下式计算：Jcr＝2.2（Gs－1）（1－n）2×d5／d20（M.0.3-2）Jcr②＝2.2（2.68－1）（1－0.37）2×0.04／0.13＝0.45粉砂层判别为管涌型，亦采用下式计算：Jcr＝2.2（Gs－1）（1－n）2×d5／d20（M.0.3-2）34n水库除险加固工程可行性研究报告Jcr，②＝2.2（2.7－1）（1－0.374）2×0.0056／0.078＝0.11一、允许水力比降的确定对上述各层土的临界水力比降除以1.5－2.0的安全系数，即为各层土的允许水力比降。二、接触冲刷临界水力比降与允许水力比降的确定对接触冲刷临界水力比降的确定，《规范》（GB50287－99）附录M中没有计算公式。现以《土石坝渗流控制理论基础及工程经验教训》（刘杰　著）推荐的‘依斯托美娜’曲线查得。　依斯托美娜在进行了大量试验研究后，给出了接触冲刷临界水力比降Jk.kp与相邻土层的有效粒径D10、d10和较细土层的摩擦系数tg￠之间的关系（P67）。允许水力比降Jk.p＝Jk.kp／1.5，也可查得。　对第①层和第②层中砂之间的接触冲刷：D10／d10·tg￠＝0.081／0.0037×tg260＝45。查曲线图得：Jk.kp＝0.18；Jk.p＝0.12五、土的渗透系数据现场渗水试验结合岩性结构特点，确定坝基表层淤泥质粉质壤土的平均渗透系数为2.2×10-3cm/s,属中等透水层；下部各种砂层的加权平均渗透系数为1.5×10-2cm/s，属强透水层；深部砂砾石平均渗透系数为9.8×10-2cm/s，亦属强透水层。3.3.3坝基地震液化问题评价****库坝基淤泥质粉质壤土层下普遍分布着中砂层及粉细砂夹含砾中砂层，厚度8.0m左右，均处于地下水位以下的饱和状态，**墩（下）水库处在Ⅶ34n水库除险加固工程可行性研究报告度地震区。因此，按照《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287－99）附录N，对坝基下砂层的地震液化问题判别如下：附录N.0.4规定用标准贯入锤击数法判别：符合下式要求的土应判为液化土：N63.5＜Ncr　　（N63.5－实测标准贯入锤击数；　Ncr－液化判别标准贯入锤击数临界值）液化判别标准贯入锤击数临界值应根据下式计算：Ncr＝N0｛0.9＋0.1（ds－dw）｝√3％∕pc（N.0.4－3）式中：N0＝6　　dw＝0　　pc＝0.5＜3％时取3％　　Ncr＝6（0.9＋0.1ds）＝5.4＋0.6ds　　　　（ds－贯入点深度m）。判别结果列于表3－1。由表3－1可见，坝基及其建筑物基础下砂层在Ⅶ度地震条件下不会发生液化破坏，系表部淤泥质粉质壤土覆盖层有一定厚度，且下部砂层结构较密实所致。　　　**墩（下）水库坝基下砂层地震液化判别表　　　表3－1钻　孔编　号所　　在坝　　段桩　号贯入点深度（ds－m）标准贯入锤击数临界值实测标准贯入锤击数液　化判　别ZK1南坝西段0＋4205.5912不液化6.51016不液化7.01018不液化ZK2西坝段0＋7534.689不液化5.0911不液化ZK3北坝西段1＋0585.2914不液化5.8910不液化6.51012不液化ZK4北坝东段2＋0005.099不液化6.2912不液化6.51014不液化ZK5南坝东段3＋4105.2910不液化6.0913不液化6.81015不液化34n水库除险加固工程可行性研究报告3.4原坝体勘探与试验成果水库在1966年初建时，未进行勘测设计，由灌区群众突击施工完成，坝体直接座落在天然地面上，没有采取任何地基处理措施，筑坝材料为库区挖出的含腐植质粉细砂和淤泥质粉质壤土不均匀混杂组成，采用人力拖拉铁碾和木夯压实，施工无质量控制体系，无干密度检测手段，也无施工记录。施工过程中坝基及坝体的质量控制难以保证，其施工质量很差。1990年加厚加高坝体时，仅从前坝坡加厚加高了坝体,虽有简单的设计说明和各坝段的设计横断面图，但实际施工并未完全按照设计进行,坝顶高低不平,宽窄不一,坝体断面亦不规则,筑坝材料仍为库区及其附近的粉细砂及淤泥质粉质壤土不均匀混合组成，压实度较前期稍好，上游迎水面部分作了干砌石护砌，部分坝段种植了红柳及毛柳，下游坝坡削坡整平未做护砌，坝体、坝基均未进行防渗处理。因此，施工质量较差。根据在北坝、南坝、西坝和东坝段布置的5个控制性钻孔和不同部位13个探坑资料及取样18组试验得知：四个坝段的坝体质量基本相同，坝体填筑不均匀，密实度差，以粉细砂为主，坑壁易坍塌，垂直裂隙较发育，局部有小空洞，淤泥质粉质壤土呈团块状，大小不一，不均匀混杂，团块间空隙较多；试验坝体天然干密度：平均值1.51g/cm3，最大值1.62g/cm3，最小值1.36g/cm3，孔隙率平均值42.9%，孔隙比平均值0.801，颗分试验砂粒含量平均40.8%，最大69.6%，粉粒含量平均44.9%，粘粒含量平均14.3%，最小3.0%，击实试验最大干密度平均值1.79g/cm3，最优含水率平均值14.6%，计算现状坝体平均压实度0.84，最小压实度0.76，以上均表明坝体填筑质量较差。压缩系数平均值0.24MPa－１34n水库除险加固工程可行性研究报告，压缩模量平均值7.4MPa，属中压缩性土，非饱和快剪（水上）强度ф=21042，，C=15KPa，饱和快剪（水下）强度ф=19048，，C=10KPa；渗透系数平均值6.89×10-4cm/s，渗透系数最大值2.75×10-3cm/s　，表明坝体隔水能力较差，因此渗漏较严重，经计算，坝体渗透破坏的临界水力坡降为Ｉ临，＝0.76，渗透破坏形式为流土。坝体填筑砂、土物理力学试验成果汇总见表3－2。　　　坝体填筑砂、土物理力学试验成果汇总表　　　　表3－2试验项目试验组数平均值最大值最小值备注天然含水量%1816.222.28.3天然密度干g/cm3181.511.621.36湿181.761.921.56比重182.682.712.66相对密度孔隙率%1842.946.639.6孔隙比180.8010.9310.660塑限%1817.320.213.7塑性指数189.7313.37.3不均匀系数Cu1813.3215.2抗剪强度固结快剪C：Kpa12151812ф：度1221042，23020，20010，饱和快剪C：Kpa1210128ф：度1219048，22045，17006，压缩系数Mpa-1120.240.310.16压缩模量Mpa124.46.763.50渗透系数cm/s126.89×10-42.75×10-38.57×10-5击实最大干密度g/cm361.7934n水库除险加固工程可行性研究报告最优含水量%614.6砂粒(>0.05)含量%1240.869.615.8粉粒(0.05-0.005)含量%1244.962.227.4粘粒(<0.005)含量%1214.327.43.0易溶盐含量%120.180.250.1有机质含量%120.721.020.233.5建筑物工程地质条件及评价本次除险加固工程附属建筑物主要为输水洞衬砌及输水洞后20m输水渠及车桥的拆除及重建，建筑物规模小。西坝输水洞位于西坝桩号0＋787.84处。建筑物均座落于软弱地基上，其岩性结构为表层1.0－1.5m厚度第四系全新统冲洪积形成的灰黄色夹灰褐色淤泥质粉质壤土，基本为饱和状，结构中密，含大量植物根须、芦苇根茎和黑色腐植质，地基承载力为0.08-0.10MPa；下伏第四系全新统冲洪积砂层，厚度8m左右，较纯净，饱和，结构稍密，地基承载力为0.1-0.12MPa，砂层在7度地震条件下不存在液化问题。库坝区最大冻土层深度1.14m，建筑物基础应置于冻土层以下。地下水位埋深极浅，地下水水质较差，对普通混凝土结构具有弱腐蚀性。因此，建议：清基深度2.0m左右，底部铺设0.6－0.8m厚度的砂砾石垫层并夯实，再砌筑1.0m左右厚度的浆砌石基础，为防止地下水对混凝土结构的腐蚀性破坏，建议提高混凝土标号或使用抗硫水泥。34n水库除险加固工程可行性研究报告输水渠道的工程地质问题主要是渠基土的冻胀破坏。渠道通过地段的岩性为淤泥质粉质壤土，属强冻胀性土，地下水位高又使渠基土经常处于饱和状态。因此，建议：采用砂砾石置换渠基土的防冻胀处理措施，并以透水衬砌较为可靠。34水库除险加固工程可行性研究报告3.6天然建筑材料本次除险加固工程所需天然建筑材料主要有：防渗土料、块石料、反滤料和混凝土粗细骨料等类型。本次勘察主要选定1号防渗土料场进行详查；块石料选定在六坝采石场；反滤料（砂）、细骨料选定北坝外500m处**主河床中细砂料场和临泽平川**大桥以下50m处**左漫滩砾砂即反滤料（砾石）料场；砾石粗骨料场选定在骆驼城摆浪河采石场。各类天然建筑材料的设计需用量与调查储量见表3－3。　　　　　设计需用量与调查储量一览表　　　　　　　表3－3建材类型勘察级别设计需用量（万m3）调查储量（万m3）倍　比防渗土料详查6.012.52.08块石料详查1.56.04.0反滤料详查2.06.03.0混凝土粗、细骨料详查0.22.010.03.6.1防渗土料经在水库周围地区反复详细调查，均质坝土料场选在东南部距离水库16－17km的红联许家湖荒地滩即1﹟防渗土料场，料场地势开阔，地形平坦，有乡村道路直通料场，平均运距17km。经6个探坑勘探揭露，上覆白色盐碱土层厚0.6m，应予剥除，下伏土黄色粉质壤土，有用最小土层厚度2.5m，控制面积250×200m2，按断面法或平均厚度法计算，储量12.5万m338n水库除险加固工程可行性研究报告。据4组试验资料：土质为粉质壤土，土黄色，可塑状，颗粒成分以粉、粘粒为主，平均含量分别为73.2%和11.3%，最优含水量平均16.9%，击实最大干密度1.77g/cm3,击实渗透系数平均值5.72×10-5cm/s。其试验成果与质量技术指标对比见表3－4。由表3－4可知，各项试验指标均满足《规范》质量技术要求，可作均质坝防渗体土料使用。3.6.2块石料选定在六坝采石场，为黑色花岗岩，新鲜岩石石质坚硬，强度满足要求，块石直径可根据设计要求确定，开采运输条件均较好，采石场购买价30元∕m3，平均运距20km。　　防渗土料试验成果与质量技术指标对比表　　　表3－4项　目粘粒含量塑性指数击实渗透系数有机质含量水溶盐含量天然含水量最优含水量PH值天然干密度击实最大干密度分类定名%/cm/s%%%%/g/cm3g/cm3/试　验　值（平均）11.315.45.72×10-50.52.6923.216.97.21.601.77粉质壤土质量指标10～307～17<1.0×10-4<5<3最好两者接近>7击实最大干密度宜大于天然干密度3.6.3反滤料反滤料（砂）、细骨料选定北坝外500m处**主河床中细砂料场和临泽平川**大桥以下50m处**左漫滩砾砂即反滤料（砾石）料场，可根据设计反滤料粒径、级配要求，从上述两个料场筛选，开采运输条件均较好，但砾石运距较远，约60km。3.6.4混凝土粗、细骨料38n水库除险加固工程可行性研究报告砾石粗骨料场选定在骆驼城摆浪河采石场，储量、质量均能满足工程要求。有个体户集中筛采，采石场购买价（含装车费）：0.5－2cm、2－4cm砾石均为30元∕m3，运距60km。细骨料－砂选定在附近**主河床内，储量、质量均能满足工程要求，开采条件良好，运距500m。3.7结论与意见1、****库是**中游南岸细土平原之上典型的洼地水库，库坝区分布的地层岩性主要为第四系冲洪积成因的淤泥质粉质壤土、各类砂层等，结构疏松，深部为巨厚的砂卵砾石层。其地形开阔，地势稍倾向北西，地层结构和地质构造相对较简单。据《中国地震动参数区划图》(GB18306－2001)，确定水库区地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.4s，相应抗震设防烈度为Ⅶ度。2、库坝区地下水流向由南东向北西，**河道成为地下径流较为通畅的排泄渠道，地下水动态受**河水动态的控制。因此，水库蓄水后，水头作用进一步增大，垂直渗漏同时增大，但主要表现为坝基的水平侧向渗漏，且集中在西坝和北坝段。由于前期筑坝材料大部分取自于库区，所以库区表层相对隔水的淤泥质粉质壤土大部分已被挖掉，特别是近坝库区，天然防渗铺盖已不复存在。故库区工程地质条件较差。3、坝线两侧的不良物理地质现象应予重视，主要指南坝和西坝后环坝排阴沟及北坝外**河岸，另外，坝后局部存在洼地和沟坑等。其中大部分排阴沟和**河岸段切割较深，表层淤泥质粉质壤土已被切穿，已与下部砂层连通；另外，坝前部分库区的淤泥质粉质壤土在前期筑坝时已被挖掉，天然防渗铺盖已不完整。38n水库除险加固工程可行性研究报告4、原坝体直接座落在天然地面上，没有采取任何基础处理措施，坝基表层均为第四系全新统冲洪积形成的淤泥质粉质壤土，局部夹粉细砂透镜体组成，一般厚度0.5—1.5m，结构中密，含大量植物根须及黑色腐植质，渗透系数为2.2×10-3cm/s,属中等透水层，渗透变形类型为过渡型，临界水力比降为0.37；下部各砂层厚度8m左右，结构稍密－中密，平均渗透系数为1.5×10-2cm/s，属强透水层，渗透变形类型为管涌型，其中北坝、西坝和南坝西段中砂层临界水力比降为0.45，东坝和南坝东段粉砂层临界水力比降为0.11；对于以上双层结构的地基，经判别在粉质壤土与中砂层之间还存在接触冲刷问题，其接触冲刷的临界水力比降与允许水力比降分别为0.18和0.12。因此建议设计应以最小的允许水力比降0.12控制坝基渗流稳定。5、经对坝基下砂层的地震液化问题判别，坝基及其建筑物基础下砂层在Ⅶ度地震条件下不会发生液化破坏。6、原坝体填筑质量较差，除险加固设计应处理好如何利用原坝体的问题。7、本次除险加固工程附属建筑物主要为拆除重建西坝段的输水洞以及衬砌输水渠，修建输水渠上部的车桥。建筑物规模均很小，地基一般能满足设计要求，但建议：①、建筑物基础应置于冻土层以下；②、清基深度2.0m左右，底部铺设0.6－0.8m厚度的砂砾石垫层并夯实，再砌筑1.0m左右厚度的浆砌石基础；③、地下水位埋深极浅，地下水水质较差，对普通混凝土结构具有弱腐蚀性，应提高混凝土标号或使用抗硫水泥；④、进、输水渠道的渠基土属强冻胀性土，且地下水位高又使渠基土经常处于饱和状态，因此须采用砂砾石置换渠基土的防冻胀处理措施，并以透水衬砌较为可靠。38n水库除险加固工程可行性研究报告8、经在水库周围地区反复详细调查，均质坝土料场选在东南部距离水库15－16km的红联许家湖荒地滩即1﹟防渗土料场，土料储量满足工程建设要求，各项试验指标均满足《规范》质量技术要求。其他天然建筑材料如块石料、反滤料和混凝土粗细骨料等的储量与质量均满足要求。38水库除险加固工程可行性研究报告20n水库除险加固工程可行性研究报告4工程现状及安全复核4.1工程现状该水库始建于1958年大跃进时期，于1966年竣工，最大坝高5.2m，坝长3.738km，库区面积约0.62km2，工程初建时只有西、南和北面三段坝体，设计库容约70万m3，之后历次加固和维修，1990对坝体进行了加高、加固，用块石护砌了前坝坡，使蓄水量达到132万m3，并新建了输水渠，改建了输水洞。现状水库进水口在南坝中段，水库通过柔远渠从**引水。出水口设在西坝中段，输水洞后修建40m长的输水土渠与阴沟相接，阴沟在输水洞后近1.7km后设节制分水闸，节制闸北面的一孔投入**，西面的一孔与纳陵渠相接。本次设计中，对水库坝线外围100m以内的地面使用全站仪施测生成水库地形图，为统一各专业和各工程建设阶段的平面位置控制，也便于以后的水库运行管理，在工程总平面图中确定各坝段桩号如下：以水库进水口左侧墙处为坝线桩号0+000，沿水库坝线顺时针方向桩号增加，各坝段及坝线特征桩号如下：南坝进水口以西坝段：桩号0+000～0+477西坝：桩号0+477～1+032输水洞桩号：0+787.8北坝：桩号1+032～2+544东坝：桩号2+544～2+830南坝进水口以东段：桩号2+830～3+738(1)大坝该水库地处**左岸，地势由东南向西北微倾斜，水库依原来的**墩湖75n水库除险加固工程可行性研究报告的地形条件修建而成，现状大坝四面合围，坝线总长3.738km。其中：南坝段长1385m(桩号2＋830～3+738，0＋000～0＋477)；西坝段长555m（桩号0＋477～1＋032），北坝段长1512m(桩号1＋032～2＋544)；东坝段长286m（桩号2＋544～2＋830）。北坝段长1512m，在桩号1+938处形成左角170°拐点IP5，北坝与**走向大致平行，北坝东端距**主河床295m，由于地形缘故，坝高从东端3.8m渐变为西端的5.3m，据现场调查询问，自1966年建库以来的除险加固皆以北坝和西坝为重点。经测量计算，北坝上游坝坡比为1：1.9-1:2.86,下游坝坡坡比为1：2.0-1:2.4，宽度平均为2.5-3.3m，坝顶比较规整，测量结果印证了现场调查成果的正确性。东坝段长286m成坝时间比其它坝段较晚，现状坝顶面高程相差为0.2-0.6m，宽度平均为2.2m左右，前坝坡坡比为1:1.89-2.2，后坝坡1:1.7-1：1.97；坝高3.2-3.6m。由于管理不善，多处成为放牧者进出库区的道路，坝顶外观较差。由于东坝面吹程较长，上游坝坡风浪淘蚀严重，东坝南端优为严重。历次坝面块石护坡的工程量较大而且较散乱，后坝坡未护砌。南坝东段的300m（桩号2+830—3+130）坝后紧靠站家渠，为了防止渠道冻胀破坏，该段渠道用砼预制块进行了透水衬砌，砂砾石垫层厚度在1m以上。前坝坡比为1:1.89-2.2，后坝坡比为1:1.7-1.97；现状坝顶宽度为1.8—2.3m；上游坝坡用块石干砌护坡，风浪淘蚀较严重。后坝坡未护砌。南坝中段（桩号3+130—3+738），下游坝脚距站家渠渐远，前坝坡比为1:2.0-2.8，后坝坡比为1:1.9-1.2.4；现状坝顶宽度为1.8—2.3m；坝面较规整,坝体外观质量较好。75n水库除险加固工程可行性研究报告由于坝线与主风向夹角较小，上游坝坡干砌护坡块石比较规则，风浪淘蚀轻。后坝坡未护砌。自桩号3+555开始至西坝南端，坝踵外18m处做排阴沟一条,长约770m。南坝西段（桩号0+000--0+477）坝体坝面较规整，上游坝坡比为1:2.28-2.67，下游坝坡比为1:1.88-1.95；现状坝顶宽度为1.9—2.2m，由于坝线与主风向夹角小，上游坝坡干砌护坡块石规则，风浪淘蚀较轻。后坝坡较陡，出溢点在坝脚以上1.5-2m，。西坝段（桩号0+477--1+032）坝面较规整，坝体外观质量较好，上游坝坡比为1:2.17-2.31，下游坝坡比为1:2.29-2.63；上游坝坡中部种植了红柳及毛柳，西坝的北段风浪淘蚀较重。西坝前后坝坡经历次加固和加厚，断面肥厚。水库正常蓄水位1354.2m，最大蓄水深度3.2m。由于水库初建时国民经济基础差,技术力量薄弱，上游坝坡设计较陡且护坡处理不好,再加上管理不力，各坝段上游坝体一再滑塌，滑塌后采取局部夯填或作块石护砌等多种非完全修补措施。历经50年运行,现状上游坝坡面明显呈两段折线状，自库底以上1.5-2.8m纵坡为1：4.5—1：10；自坝顶以下1.8-2.5m纵坡如上述的各坝段情况。（2）进水口水库进水口为开敞式浆砌石、砼组合结构，单孔，建筑尺寸为宽1.5m×高1.8m，孔口下游依前坝坡做浆砌石护坡,护坡下库底部设15m长的防冲刷护坦。水库进水口至柔远渠之间的专用输水支渠深1.2m，进水口底板高程1354.6m，最大进水流量1.3m3∕s。支渠与柔远渠设分水口连接。支支渠进水口使用平板钢闸门配3.5T手推镙杆式启闭机控制水库进水。75n水库除险加固工程可行性研究报告（3）水库输水洞水库输水洞为坝下埋管，单孔，洞身为钢筋砼矩形结构，建筑尺寸为宽1.5m×高1.5m，进口为带胸墙的开敞式水闸，平板钢闸门配3.5T手推镙杆式启闭机控制运用。最大输水流量2.0m3∕s。4.2防洪标准复核****库为引水式平原洼地水库，通过柔远渠引蓄**水，灌溉时通过输水洞向纳凌渠及定宁渠输水灌溉。水库运行无防洪要求。北坝段与**大致平行，自建库至今50年的运行观测，**通过最大流量时，水位上涨至距北坝坝脚20-40m处，北坝体从未受到过**水的危害，河滩地杂草丛生，流速很慢，北坝段在汛期不会直接受**河道洪水的威胁，故****库无防洪安全要求。4.3大坝稳定复核****库属四等小（1）型工程，1990年加固加高时，有简单的设计说明和各坝段的设计横断面图，实际施工并未完全按照设计进行。现状水库大坝坝坡抗滑稳定复核及渗流稳定分析按均质砂土坝进行计算。4.3.1大坝现状坝坡抗滑稳定复核稳定计算的目的是保证土石坝在自重、各种情况下的孔隙压力和外荷载的作用下，具有足够的稳定性，不致发生通过坝体或坝体和坝基的整体剪切破坏。(1)计算参数2007年9月我院受**县水务局的委托，对****库大坝进行勘测，并对坝体及坝基土料的各项物理力学指标进行了取样试验。从取样和试验情况看，东坝、南坝、西坝和北坝等四75n水库除险加固工程可行性研究报告个坝段的坝体质量基本相同，坝基地质条件也基本相似。坝体填筑不均匀，密实度差，筑坝材料为库区挖出的含腐植质粉细砂和淤泥质粉质壤土不均匀混杂组成，以粉细砂为主，其次为淤泥质粉土。坝体主要物理力学指标如下：A．均质坝体：干密度1.50g/cm3，湿密度1.89g/cm3，饱和密度1.94g/cm3，浮密度0.94g/cm3。内摩擦角：水上φ＝21°48′，水下φ＝19°48′。凝聚力：水上C=15KPa，水下C=10KPa。(2)采用规范采用《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）和《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97），并参照《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）。(3)地震烈度根据《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001），****库所在地区地震基本烈度为Ⅶ区。土坝抗震按Ⅶ度设防。根椐规范规定，抗滑稳定安全系数在正常运用条件下[K]≥1.15，在非常运用条件下[K]≥1.05。(4)坝坡稳定分析的工况根据《规范》(SL274-2001)，结合本水库的实际工作特点，稳定分析需计算以下四种工况：<1>正常高水位稳定渗流期上、下游坝坡的稳定计算。<2>正常高水位稳定渗流期遇地震上、下游坝坡的稳定计算。<3>不利水位上游坝坡的稳定计算。<4>不利水位遇地震上游坝坡的稳定计算。（5)坝体稳定分析断面75n水库除险加固工程可行性研究报告根据地质勘察资料，本次选西坝（桩号0+719）、东坝（桩号2+780）、南坝东段（桩号3+555）、南坝西段（桩号0+302,0+174）、北坝东段（桩号2+416）、北坝西段（桩号1+173，1+854）断面等8个断面为典型断面对坝体进行稳定分析。（8）计算方法及公式：坝体抗滑稳定计算，采用《碾压式土石坝设计规范》(SL274—2001)推荐的瑞典圆弧法，计算公式如下：式中：W—土条重量；Q、V—分别为水平和垂直地震惯性力；u—作用与土条底面的孔隙压力；α—条块重力线与通过此条块底面中心点的半径之间的夹角；b—土条的宽度；c/、ψ/—土条底面的抗剪强度指标；Mc—水平地震惯性力对圆心的力矩；R—圆弧半径。计算方法采用北京理正软件设计研究院有限公司编制的《理正边坡稳定分析软件》（5.11版）中复杂土层土坡稳定计算程序进行坝坡稳定计算。对于物理指标的取用规定如下，计算结果详见下表。①浸润线以上的土体为湿容重。②浸润线以下、外坡水位以上的土体为饱和容重。75n水库除险加固工程可行性研究报告③浸润线以下，外坡水位以下部分为浮容重。根据计算结果，大坝在正常运用条件和非常运用条件下，抗滑稳定安全系数均满足规范要求，大坝结构是稳定安全的。****库大坝坝体稳定复核成果表表4—1东坝（2+544—2+830）荷载组合上游坝坡稳定安全系数是否稳定下游坝坡稳定安全系数是否稳定允许最小安全系数正常高水位稳定渗流期2.09稳定1.43稳定1.15正常高水位稳定渗流期遇地震1.71稳定1.25稳定1.05危险水位稳定渗流期1.91稳定1.15危险水位稳定渗流期遇地震1.58稳定1.05西　坝（0+477-1+032）荷载组合上游坝坡稳定安全系数是否稳定下游坝坡稳定安全系数是否稳定允许最小安全系数正常高水位稳定渗流期2.15稳定1.43稳定1.15正常高水位稳定渗流期遇地震1.84稳定1.18稳定1.05危险水位稳定渗流期1.91稳定1.15危险水位稳定渗流期遇地震1.53稳定1.05南坝东段（2+830—3+738）荷载组合上游坝坡稳定安全系数是否稳定下游坝坡稳定安全系数是否稳定允许最小安全系数正常高水位稳定渗流期2.19稳定1.44稳定1.15正常高水位稳定渗流期遇地震1.16稳定1.21稳定1.05危险水位稳定渗流期2．1稳定1.15危险水位稳定渗流期遇地震1．78稳定1.05南坝西段（0+000—0+477）荷载组合上游坝坡稳定安全系数是否稳定下游坝坡稳定安全系数是否稳定允许最小安全系数75n水库除险加固工程可行性研究报告正常高水位稳定渗流期2.12稳定1.47稳定1.15正常高水位稳定渗流期遇地震1.84稳定1.24稳定1.05危险水位稳定渗流期1．92稳定1.15危险水位稳定渗流期遇地震1.68稳定1.05北坝东段（1+622—2+544）1.05荷载组合上游坝坡稳定安全系数是否稳定下游坝坡稳定安全系数是否稳定允许最小安全系数正常高水位稳定渗流期2.28稳定1.44稳定1.15正常高水位稳定渗流期遇地震1.91稳定1.23稳定1.05危险水位稳定渗流期1.94稳定1.15危险水位稳定渗流期遇地震1.68稳定1.05北坝西段（1+032-1+622）1.05荷载组合上游坝坡稳定安全系数是否稳定下游坝坡稳定安全系数是否稳定允许最小安全系数正常高水位稳定渗流期2.08稳定1.44稳定1.15正常高水位稳定渗流期遇地震1.83稳定1.27稳定1.05危险水位稳定渗流期1.88稳定1.15危险水位稳定渗流期遇地震1.58稳定1.054.3.2渗流稳定分析因为该水库初建时技术经济条件很差，为就地取土垒筑而成，库内外淤泥质粘土基本被挖穿，故本次渗流计算考虑充分考虑上述情况，按上游正常蓄水位与下游坝基淤泥质粘土层被挖穿时相应最低水位间的渗流稳定情况。对各坝段坝进行渗流稳定分析。****库坝线较长，各坝段的坝前水深及坝高均不同，上下游坝坡比在各个坝段均有变化，考虑上述原因，本次在进行渗流稳定分析计算时，按桩号细划为共11个坝段进行具体分析。首先根据地质及地形特征选取有代表性的横断面，再根据不同断面的地质及水力学参数进行计算，75n水库除险加固工程可行性研究报告以横断面的渗流稳定计算成果代表相应坝段的渗流稳定情况。计算方法为有限元数值分析法，采用北京理正软件设计研究所《渗流分析软件》（5.1版）计算。计算时分三个区域：主坝体壤土部分为1区，坝基淤泥质粘土层为2区，坝基粉细砂层为3区。复核成果见表4-2。表4-2-1****库坝坡及坝基渗透复核成果表坝段名称序号坝线桩号渗透系数坝体坝基允许值实际值稳定判别允许值实际值稳定判别南坝12+830～3+1300.25　0.2稳定　0.12　0.07稳定23+130～3+7380.25　0.17稳定　0.12　0.07稳定30+00～0+1740.3　0.17稳定　0.12　0.12不稳40+174～0+3020.3　0.17稳定　0.12　0.13不稳50+302～0+4770.51　0.40稳定　0.12　0.13不稳西坝60+477～1+0320.51　0.41稳定0.12　0.2不稳北坝71+032～1+3720.51　0.40稳定　0.12　0.18不稳81+372～1+7000.51　0.38稳定　0.12　0.18不稳91+700～2+1640.3　0.25稳定　0.12　0.1稳定102+164～2+5440.3　0.25稳定　0.12　0.09稳定　东坝112+544～2+8300.510.25稳定　0.12　0.09稳定经计算，东坝段坝体单宽渗流量为0.31m3/d，后坝坡出逸点高度0.17m；西坝段坝体单宽渗流量为0.27m3/d，后坝坡出逸点高度0.14m；南坝段坝体单宽渗流量为0.23m3/d，后坝坡出逸点高度0.16m，北坝坝体单宽渗流量为0.29m3/d，后坝坡出逸点高度0.25m。由上表可知，在正常蓄水位情况下各计算断面的坝坡表面75n水库除险加固工程可行性研究报告渗透比降均小于允许水力比降，故坝体浸润线逸出点渗透是稳定的。经计算，西坝段（桩号0+477～1+032）坝基渗透比降为0.20,大于允许水力比降，坝基渗透不稳定。南坝西段（桩号0+000～0+477）段坝基平均渗透比降为0.13,大于允许水力比降，坝基渗透不稳定。北坝西段（桩号1+032～1+662）平均渗透比降为0.18,大于允许水力比降，坝基渗透不稳定。北坝东段（桩号1+662～2+544）、东坝段（桩号2+544～2+830）和南坝东段（桩号2+830～3+787）等坝段的坝基渗透比降小于允许水力比降，坝基渗透稳定安全。4.4坝顶高程复核（1）基本数据****库现状坝顶平均高程1355.8—1356.3m，正常蓄水位为1354.2m，根据**县气象站1986--2006年20年间风向资料统计表分析，结合该水库各坝段的平面地理位置、实测地形图和现状其它设计参数，确定各坝段所受的主风向、最大风速和计算风浪爬高的其他基本要素，详见表4-3。****库各坝段计算风浪爬高的基本要素表表4-3主风向风区长度（m）最大风速（m/s）最大坝高（m）上游坡度坝前平均水深(m)水域平均水深(m)西坝东南风150018.74.01:2.53.22.5北坝东南风80018.75.01:2.53.22.5东坝西北风偏西1500212.01:2.51.72.5南坝西北风偏南110016.73.91:2.51.92.5（2）计算工况的确定根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189—96）规定，结合本工程实际运用情况，确定如下两种工况进行计算。75n水库除险加固工程可行性研究报告工况Ⅰ：正常蓄水位加正常运用情况的坝顶超高。工况Ⅱ：正常蓄水位加非常运用情况的坝顶超高加地震涌浪高。（3）坝顶超高的确定坝顶超高按SL189—96规定的下式确定：Y=R+A式中Y—坝顶在静水位以上的超高，m；R—风浪沿着坝坡的最大爬高，m；A—安全加高，正常运用情况下取A＝0.5m，非常运用情况下取A＝0.3m，地震涌浪高度取0.5m。风浪沿着坝坡的最大爬高R，按《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）推荐的公式计算。1）波浪的平均波高和平均波长计算波浪的平均波高hm和平均波长Lm，按莆田试验站公式计算，其中计算风速：正常运用情况下取多年平均最大风速的1.5倍；非常运用情况下取多年平均最大风速。计算结果详见表4—5。2）平均波浪爬高计算平均波浪爬高Rm按下式计算式中m—坝坡迎水面坡度系数；K△—坝坡的糙率渗透系数，取K△＝0.75；Kw—经验系数，取Kw＝1.3；计算结果详见表4—5。3）设计波浪爬高75n水库除险加固工程可行性研究报告设计波浪爬高R，采用累积频率为5％的爬高值，R/Rm的比值按规范确定。坝顶高程复核结果见表4—5。从计算结果分析,****库南坝西段和北坝坝顶现状高程满足规范要求；这两处坝段长2571m。南坝东段、东坝和西坝由于吹程较长，坝线与年最大风向夹角接近90度，坝顶现状高程不满足规范要求，不足高度为0.35～0.5m。其中：东坝为0.35m、西坝为0.50m，南坝东段不足高度为0.2m，这三处坝段长1167m。在风浪作用下，东、西坝超高不足，存在风浪漫过坝顶造成溃坝的可能，影响水库正常效益的发挥。****库坝顶高程复核成果表表4—5名称东坝南坝东段北坝西段西坝工况Ⅰ工况Ⅱ工况Ⅰ工况Ⅱ工况Ⅰ工况Ⅱ工况Ⅱ工况Ⅰ平均波高hm(m)0.530.330.3230.2150.330.430.540.32平均波长Lm(m)11.878.688.468.469.76.714.69.5平均波浪爬高Rm(m)0.780.620.570.490.640.431.060.63设计波浪爬高R(m)1.361.11.040.761.370．91.771.16安全加高A(m)0.50.30.50.30.50.30.50.3风壅水面高度e(m)0.0430.050.030.040.020.060.040.09地震涌浪高度(m)0.50.50.50.5坝顶超高Y(m)1.9031.951.571.61.891．762.312.05计算坝顶高程（m）1356.101356.151355.771355.81356.091355．961356.511356.25现状坝顶高程(m)1355.81355.81355.61355.61356135613561356现坝顶不足高度(m)0.3030.350.170.20.1-0.040.510.254.5水库主要建筑物安全复核（1）水库输水洞经复核原设计资料，受地下水的腐蚀、加之原砼标号偏低，底板及边墙下部砼逐年剥蚀，受地基不均匀沉降影响，洞身多处出现裂缝，最大75n水库除险加固工程可行性研究报告裂缝宽度9－17mm；输水洞输水能力较小，低水位时出流量不满足灌溉要求。出口护坡浆砌石冻胀破坏严重，破烂不堪。因此，输水洞结构不满足规范要求，不能安全运行。4.6金属结构安全复核金属结构的安全性根据****库的具体情况，结合现场检查定性分析。（1）水库输水洞输水洞为坝下埋管，单孔，为1.5×1.5m平板钢闸门配5T手推镙杆式启闭机控制运用。经过多年的运行，闸槽变形，闸板锈蚀，闸壁漏水严重，闸门和吊杆发生变形，闸门止水不严，运行困难。4.7工程存在的主要问题（1）大坝①水库风浪淘蚀破坏严重，坝顶超高不足。西坝、东坝和南坝西段（桩号2+830～3+130）坝顶超高不足，不足高度为0.2～0.5m，其中：西坝为0.5m，东坝0.35m、南坝东段0.2m。东坝和西坝前坝坡风浪淘蚀破坏，坝坡出现不同程度的滑坡或者凹陷，坝顶宽度变窄，存在风浪漫过坝顶造成溃坝的可能。②坝基渗漏严重，存在渗透破坏问题。西坝段、南坝西段（桩号0+000-0+477）和北坝西段（桩号1+032-1+662）坝基渗流在下游坝脚处均大于允许坡降值。水库在正常蓄水位时坝基渗流不满足规范要求，坝基渗透系数较大。③水库无观测、电力、通讯等设施。(2)建筑物75n水库除险加固工程可行性研究报告输水洞洞身结构承载能力下降，地基不均匀沉降，洞身出现裂缝；洞身右侧与坝体之间存在大量接触渗流；出口护坡浆砌石冻胀破坏严重；工作闸沉陷变形严重，多处出现裂缝，闸槽变形，启闭设施老化，闸板锈蚀，闸壁漏水严重，闸门和吊杆发生变形。4.8大坝安全复核结论4.8.1安全鉴定报告主要结论2007年1月，受**县水务局委托，**省张掖市甘兰水利水电建筑设计院对****库大坝进行了安全评价工作，编制完成了****库大坝安全评价报告，2007年4月经张掖市水务局组织的大坝安全鉴定专家组鉴定及2007年9月**省水利厅建设管理处到水库现场进一步核查，为三类坝水库。大坝安全鉴定及核查的主要结论为：（1）坝顶超高严重不足，坝体受风浪淘蚀严重；各坝段逸出坡降均大于允许坡降值，坝基渗流在下游坝脚处均大于允许坡降值；坝坡在正常蓄水位时渗流不满足规范要求；坝体、坝基渗漏严重，坝体填筑质量差。（2）除东坝外，其它坝段在正常水位高加7度地震时，上下游坝坡稳定不满足抗震安全要求。（3）建筑物破损，不能正常运行。进水闸、输水洞的工作闸及检修闸经多年运行，破坏、变形严重，启闭设施老化，已不能正常运行。（4）管理设施不完善，无观测设施。4.8.2本次安全复核结论75n水库除险加固工程可行性研究报告（1）如表4-5所示，经计算坝顶高程与现状坝顶高程比较，东坝不足高度为0.35m，西坝顶不足高度为0.51m，南坝东段(桩号2+830-3+130)不足高度为0.2m，其余坝段（南坝除桩号2+830-3+130外的其它坝段和北坝）的坝顶超高均满足规范要求。由于年久失修和原坝体没有过渡料结构层，各坝段不同程度受到风浪淘蚀，严重风浪淘蚀段为坝线东南角及西北角坝坡。西坝段及北坝西段块石沉陷、滑塌表现严重。(2)经计算，水库坝体各段的坝坡渗流均稳定；南坝西段（桩号0+000-0+477）、北坝西段（桩号1+032-1+662）和西坝（桩号0+477-1+032）的坝基渗流不稳定，存在安全隐患。（3）各坝段上下游坝坡稳定均满足抗震安全要求。（4）其它问题的复核结论与**省水利厅水利管理局关于**县****库三类坝鉴定成果核查意见基本一致。75n水库除险加固工程可行性研究报告5除险加固工程设计5.1工程等别及设计标准****库总库容132万m3，根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》，确定本工程为四等小（1）型工程,主要建筑物按照4级、次要建筑物按照5级设计。依据《中国地震动参数区划图》(GB18306－2001)，确定水库区地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.4s，相应抗震设防烈度为Ⅶ度，故主要建筑物按Ⅶ度设防。5.2设计依据（1）《**省**县****库大坝安全评价报告》、《**县****库现场安全检查报告》、《**县****库大坝安全鉴定报告书》《**省****库三类坝鉴定成果核查意见》和**省水利厅《关于做好中央财政专项资金重点小型病险水库除险加固项目有关工作的通知》甘水发［2007］524号。（2）《水利水电工程初步设计报告编制规程》(DL5020—93)（3）《防洪标准》(GB50201-94)（4）《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252--2000)（5）《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288—99)（6）《水闸设计规范》(SL265--2001)（7）《水闸工程管理设计规范》(SLl70--96)（8）《碾压式土石坝设计规范》(SL274--2001)（9）《水工混凝土结构设计规范》(SL／T191-96)（10）《水工建筑物抗冻设计规范》(SL211-98)75n水库除险加固工程可行性研究报告5除险加固工程设计5.1工程等别及设计标准****库总库容132万m3，根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》，确定本工程为四等小（1）型工程,主要建筑物按照4级、次要建筑物按照5级设计。依据《中国地震动参数区划图》(GB18306－2001)，确定水库区地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.4s，相应抗震设防烈度为Ⅶ度，故主要建筑物按Ⅶ度设防。5.2设计依据（1）《**省**县****库大坝安全评价报告》、《**县****库现场安全检查报告》、《**县****库大坝安全鉴定报告书》《**省****库三类坝鉴定成果核查意见》和**省水利厅《关于做好中央财政专项资金重点小型病险水库除险加固项目有关工作的通知》甘水发［2007］524号。（2）《水利水电工程初步设计报告编制规程》(DL5020—93)（3）《防洪标准》(GB50201-94)（4）《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252--2000)（5）《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288—99)（6）《水闸设计规范》(SL265--2001)（7）《水闸工程管理设计规范》(SLl70--96)（8）《碾压式土石坝设计规范》(SL274--2001)（9）《水工混凝土结构设计规范》(SL／T191-96)（10）《水工建筑物抗冻设计规范》(SL211-98)75n水库除险加固工程可行性研究报告（11）《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97)（12）《水利水电工程施工组织设计规范》(试行)(SDJ338--89)（13）《水利水电工程钢闸门设计规范》(SL74--95)（14）《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》(SL189--96)5.3大坝除险加固设计5.3.1除险加固项目内容结合水库现状和存在的主要问题以及大坝安全鉴定的主要结论，针对本次设计的安全复核成果，本次设计该水库大坝有以下几项除险加固设计项目：（1）南坝西坝段（0+000-0+477.33）、西坝（0+477.33-1+032.54）、北坝西坝段（1+032～1+662）坝基渗流量过大且渗流不稳定，需要在上述1662m坝段的坝前库区做防渗铺盖。（2）西坝、南坝西段(桩号0+000～0+477)和北坝西段(桩号1+032～1+662)前坝坡风浪淘蚀破坏严重，砂土坝体与块石护坡缺少过渡料层，需要增设过渡料并使用块石护坡。（3）西坝坝顶超高不足，不足高度为0.51m，坝顶需要结合前坝坡处理措施进行加高；东坝超高不足为35cm，南坝东段(桩号2+830～3+130)超高不足为20cm，坝顶结合坝面平整措施进行加高。（4）输水洞冻胀破坏严重，结构不满足规范要求，启闭设施老化，不能正常运行，需改建。（5）管理设施不完善，无观测设施，需配套。(6)防汛管理道路坑洼不平，部分坝段坝顶宽仅1.9-2.4m，坝顶高低不平，部分坝段坝面砂土盐碱化严重，不利于运行管理及工程维修，75n水库除险加固工程可行性研究报告除对超高不足坝段及前坝坡需要处理坝段的坝顶面采取碎石铺筑外，尚需对剩余坝段共1490m（南坝东段608m和北坝东段882m）坝顶面进行平整并用碎石铺筑。本次除险加固后，全部坝段的顶面进行了整治，改善了工程运行管理条件，整个水库的工程形象亦有了较大改善。5.3.2加固方案的初步分析（1）坝体部分南坝西段（桩号0+000～0+477.33）：南坝现状坝顶宽度为1.9—2.4m；前坝坡坡度较缓，前坝坡为1:2.28—1：2.67，后坝坡坡度较陡，1:1.88—1：1.94；而且经本次实测坝顶高程为1356—1356.2m。通过大坝抗滑稳定复核，南坝东段（桩号2+830-3+738）抗滑及渗透稳定安全满足规范要求。南坝西段（桩号0+000-0+477.33）坝体在正常运用情况下和遭遇地震烈度为Ⅶ度时，抗滑稳定安全系数满足规范要求，大坝结构是稳定安全的；通过大坝渗流分析复核南坝西段坝体（桩号0+000-0+477.33）实际出渗坡降均小于允许坡降，坝体渗流是稳定安全的，坝后坝基表面实际出渗坡降大于允许坡降，坝基渗流不稳定，需要进行处理；通过坝顶超高复核，南坝除东段（桩号2+830-3+130）外，其它坝段现状坝顶超高满足设计要求。根据南坝西段坝顶超满足设计要求，坝基渗流量过大且渗流不稳定的实际情况，本次坝体结构设计采用在前坝坡增设过渡料层然后块石护坡、坝脚以下铺设防渗铺盖的方案来解决该段坝体存在的问题。西坝（0+477.33-1+032.54）：西坝现状坝顶宽度为2.9—3.2m75n水库除险加固工程可行性研究报告；前、后坝坡坡度较缓，前坝坡为1:2.1—1：2.3，后坝坡1:2.2.9—1：2.63；而且经本次实测坝顶高程为1355.9-1356.1m。通过大坝抗滑稳定复核，西坝坝体在正常运用情况下和遭遇地震烈度为Ⅶ度时，抗滑稳定安全系数满足规范要求，大坝结构是稳定安全的。通过大坝渗流分析复核西坝坝体实际出渗坡降均小于允许坡降，坝体渗流稳定安全，坝后坝基表面实际出渗坡降大于允许坡降，坝基渗流不稳定；通过坝顶超高复核，现状坝顶高度不满足要求。根据西坝前坝坡风浪淘蚀破坏，坝顶高度不足,坝基渗流量过大且渗流不稳定的实际情况，本次坝体结构设计采用在坝坡设置保护层，坝前铺设防渗铺盖和加高坝体的方案来解决以上问题。北坝西段（桩号1+032～1+662）：北坝现状坝顶宽度为2.8—3.2m；前后坝坡坡度较缓，前坝坡为1:2.28—1：2.86，后坝坡坡度1:2.02—1：2.24；通过大坝抗滑稳定复核，北坝西段坝体在正常运用情况下和遭遇地震烈度为Ⅶ度时，抗滑稳定安全系数满足规范要求，大坝结构是稳定安全的；通过大坝渗流分析复核坝体实际出渗坡降均小于允许坡降，坝体渗流是稳定安全的，坝后坝基表面实际出渗坡降大于允许坡降，渗流不稳定；通过坝顶超高复核，北坝段现状坝顶超高满足设计要求。根据北坝西段坝顶超高满足设计要求，坝基渗流量过大渗流不稳定且前坝坡淘蚀严重的实际情况，本次坝体结构设计采用在坝前铺设防渗铺盖的办法来解决以上问题。东坝（2+544～2+830）：经复核，东坝超高不足高度为30cm75n水库除险加固工程可行性研究报告，仅需对坝顶使用砂土夯填加高，为使坝顶保持一定的宽度，在现状坝顶宽度不足的的情况下，坝面向下游坝坡方向顺延，下游坝面适当培厚。南坝东段（2+830～3+130）：南坝东段超高不足高度仅20cm，仅需结合坝面平整工程进行加高。桩号3+130左右近40m为附近村民进出库区的便道，坝面破坏严重，坝顶明显低于其它坝段，需要对该段进行重点加固，完工后应加强管理，防止坝面的破坏。其它坝段如上所述，本次设计对桩号0+000～1+662坝段前坝坡进行了护砌，对东坝和南坝东段586m坝段的坝面进行了加高，除上述2248m坝段外，剩余坝段共1490m（南坝东段608m和北坝东段882m）只对坝面采用碎石铺筑。（2）建筑物、金结设备及其它工程对桩号0+787处输水洞拆除后重建并更换启闭机及平板钢闸门。在北坝西段、南坝西段和西坝坝体增设渗流观测孔3组共9孔。根据大坝除险加固鉴定报告内容及本次设计勘查结果分析，本着先处理重要问题、后处理较轻问题，先处理急需解决的问题、后处理尚可缓解的问题和已处理的坝段一次解决不留尾巴的原则，通过上述工程措施，基本处理完成了****库安全鉴定报告中列出的病险问题，改善了工程运行管理条件。5.3.3大坝设计1）坝型及坝顶宽度确定根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》(SL189--96)规定，中低坝坝顶宽度为3～6m，考虑到现状坝顶宽度相差较大的实际情况，本次坝顶宽度设计75n水库除险加固工程可行性研究报告以方便今后水库的运行及机械化维修的需要为原则，现状坝顶宽加上前坝坡增没结构层的宽度即为最终设计坝顶宽度，并要求确定本次除险加固坝段的坝顶宽度不小于3.0m。2）坝体结构设计针对西坝、北坝西段和南坝西段前坝坡风浪淘蚀破坏且坝基渗流稳定不能满足要求的实际情况，结合现状坝型及当地建筑材料状况,本次坝体结构设计形成了二个方案：方案一为壤土铺盖防渗方案；方案二为土工膜铺盖防渗方案。方案一:维持下游坝坡不动。原上游坝面坝坡尽量不变。坝脚以上拆除原坝坡块石护面，在原坝体清基面上铺设0.3m反滤层，再在反滤层上面铺设50-60cm的砂砾石过渡层，最上层砌筑30cm块石护坡，设计坡比：1：1.25，坡长8.8-9.5m，坝面砌石在坝脚形成堆石体坡坝脚，堆石体底宽60cm，高60cm。坝脚以下清除草皮及杂物，将原来淤泥层铲除10-20cm后依原地形铺设0.4-0.8m的壤土铺盖。铺盖长15m，壤土铺盖末端厚80cm，首端厚40cm，铺盖上部铺设1m厚的砂土防护层，壤土铺盖与下部天然淤泥质粉细砂夹腐殖质粘土层组合防渗。由于原坝体砂土坝缺少过渡层，护面块石沿坝面滑塌程度较重，历次维修护面的块石在坝脚部位一再堆积，部分桩号段坝脚部位的块石堆积量较大。因无详细资料，施工时应认真做好地质编录工作，该部分块石需要清除利用并以壤土夯填。方案二：坝脚以上正常蓄水位以下拆除原坝坡块石护面，清除表层杂物及植物根须后，在清基层上面铺设0.3mm复合土工膜，在复合土工膜上设0.2m厚中细砂防护层和0.6m厚砂砾石保护层，最上层砌筑30cm75n水库除险加固工程可行性研究报告块石护坡，设计坡比：1：1.25。正常蓄水位以上做法除了不铺复合土工膜外，其它各层做法与坝脚以上正常蓄水位以下的做法相同。坡脚以下清除坝体上游坡脚前库区淤泥及0.2m厚的淤泥质粉细砂加腐殖质粘土的表层及杂物，把剩余的淤泥质粉细砂夹腐殖质粘土层压实和整平，清除表层杂物及植物根须，在清基层上部铺设0.3mm厚复合土工膜，在复合土工膜上设0.2m厚中细砂防护层和0.6m厚砂砾石保护层。南坝西段铺盖长度均为10m，西坝、北坝西段铺盖长度为15m。在远坝脚端库底开挖1.5m深后将复合土工膜埋入后填平，土工膜在坝体内铺设至高程1354.4处，以折线状埋入坝体。方案一与方案二在坝坡护面处理上差别较小，都是增设原坝体缺失或处理不彻底的坝面过渡体结构层再以块石砌护。两方案在坝前铺盖处理上，方案一的防渗体为壤土，方案二为土工膜。在技术特点上，方案一优点为上游坝面和坝前铺盖施工相互干扰较小，机械化施工方便，施工进度较快。缺点为****库周围10km内无较理想的填料场，设计土料场距水库较远，土料质量控制困难，且土料压实受地下水的影响较大。方案二优点为土工膜是工业化产品，复合土工膜质量控制容易，施工难度较少。缺点为上游坝面和坝前铺盖施工相互干扰大，工序繁杂，工程进度较慢。进行投资比较，方案一坝体工程投资331.85万元，方案二坝体工程投资324.61万元，经比较方案二较方案一节省工程投资7.24万元，经技术经济比较，设计推荐方案二：即复合土工膜防渗方案。方案比较见下页表。经计算，东坝段超高不足35cm75n水库除险加固工程可行性研究报告，南坝东段（桩号2+830-3+130）超高不足仅20cm，考虑这两段坝体抗滑及渗透稳定均满足要求，且前坝坡砌石在近期内已进行了加固，外观质量较好，故本次设计只对坝顶高底不平的部位进行修整，结合坝面碎石层保护进行加高，坝顶宽度不足的部位，坝面向下游坝坡方向顺延，下游坝面适当培厚。其它坝段坝面修整75n水库除险加固工程可行性研究报告75n水库除险加固工程可行性研究报告如上所述，本次设计对桩号0+000～1+662坝段前坝坡进行了护砌，对东坝和南坝东段共586m坝段的坝面进行了加高，除上述2248m坝段外，剩余1490m坝段（南坝东段608m和北坝东段882m）坝面由于风化及盐碱化等作用，坝面也不规整，特别是北坝东段（桩号2+344-2+544）由于原来筑坝材料含盐量大，坝面泛碱厚度超过15cm，风化严重，为方便运行管理，对这1490m坝面采用10cm 厚碎石铺筑，坝顶以1/50的坡度向下游略倾斜。经过上述处理，****库3738m的坝面均用碎石进行了护面，提高了坝面的抗风化能力，也方便了今后的工程管理。坝体结构详见大坝设计横断面图。3）筑坝料设计设计干密度按下式计算：γ干＝mγma*式中：m－压实度，对四级坝采用0.95～0.97，本工程取0.95；γma*－试验击实后的最大干密度，根据本次勘察试验资料，土料场土料击实后的最大干密度为1.77g/cm3；初步确定砂土料设计干密度采用γ干＝1.68g/cm3。5.3.4大坝坝体稳定计算稳定计算的目的是保证土石坝在自重、各种情况下的孔隙压力和外荷载的作用下，具有足够的稳定性，不致发生通过坝体或坝体和坝基的整体剪切破坏。①采用规范75n水库除险加固工程可行性研究报告采用《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）和《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97），并参照《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）。①工程等别及大坝级别****库属四等小（1）型工程，总库容132万m3，主要建筑物按4级设计。③地震烈度根据《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001），****库所在地区地震基本烈度为Ⅶ区。土坝抗震按Ⅶ度设防。根椐规范规定，抗滑稳定安全系数在正常运用条件下[K]≥1.15，在非常运用条件下[K]≥1.05。④坝坡稳定分析的工况根据《规范》(SL274-2001)，结合本水库的实际工作特点，稳定分析需计算以下四种工况：a.正常高水位稳定渗流期上、下游坝坡的稳定计算。b.不利水位上游坝坡的稳定计算。c.正常高水位稳定渗流期遇地震上、下游坝坡的稳定计算。d.不利水位遇地震上游坝坡的稳定计算。⑤计算方法及公式：坝体抗滑稳定计算，采用《碾压式土石坝设计规范》(SL274—2001)推荐的瑞典圆弧法，计算公式如下：式中：W—土条重量；Q、V—分别为水平和垂直地震惯性力；75n水库除险加固工程可行性研究报告u—作用与土条底面的孔隙压力；α—条块重力线与通过此条块底面中心点的半径之间的夹角；b—土条的宽度；c/、ψ/—土条底面的抗剪强度指标；Mc—水平地震惯性力对圆心的力矩；R—圆弧半径。⑥坝体稳定分析断面根据地质勘察资料及本次加固断面情况，本次选西坝（桩号0+719）、南坝西段（桩号0+302）、北坝西段（桩号1+122）断面为典型断面对本次设计进行加固的坝体进行稳定分析，。⑦物理力学指标的选用根据《设计导则》(SL189-96)计算稳定渗流的上、下游坡时应采用有效应力法计算。抗剪试验指标采用饱和固结快剪强度指标，选用物理力学指标见下表5-1。计算方法采用北京理正软件设计研究院有限公司编制的《理正边坡稳定分析软件》（5.11版）中复杂土层土坡稳定计算程序进行坝坡稳定计算。对于物理指标的取用规定如下：试验物理力学指标表指标序号干密度(γd)(g/cm3)湿密度(γ)(g/cm3)饱和密度(γm)(g/cm3)渗透系数(cm/s)非饱和强度指标饱和强度指标备注CcuφcuCcuφcu(KPa)(°)(KPa)(°)11.691.871.945.72×10-53323.432321.45壤土铺盖21.511.761.926.9×10-41521.81019.8原坝体壤土41.511.932.01.1×10-221.528.017.526.7坝基粉细砂52.162.272.389.84×10-2038.18036.83前坝坡砂砾石层75n水库除险加固工程可行性研究报告a.浸润线以上的土体为湿容重。b.浸润线以下、外坡水位以上的土体为饱和容重。b.浸润线以下，外坡水位以下部分为浮容重。上述规定计算时计算机自动处理，计算结果见详表5-2。****库大坝坝体稳定复核成果表表5—2北坝西段荷载组合上游坝坡稳定安全系数是否稳定下游坝坡稳定安全系数是否稳定允许最小安全系数正常高水位稳定渗流期2.14稳定1.42稳定1.15正常高水位稳定渗流期遇地震1.76稳定1.24稳定1.05不利水位稳定渗流期1.97稳定1.15危险水位稳定渗流期遇地震1.72稳定1.05南坝西段荷载组合上游坝坡稳定安全系数是否稳定下游坝坡稳定安全系数是否稳定允许最小安全系数正常高水位稳定渗流期1.99稳定1.42稳定1.15正常高水位稳定渗流期遇地震1.75稳定1.19稳定1.05危险水位稳定渗流期1.71稳定1.15危险水位稳定渗流期遇地震1.52稳定1.05西　　　　　　坝荷载组合上游坝坡稳定安全系数是否稳定下游坝坡稳定安全系数是否稳定允许最小安全系数正常高水位稳定渗流期2.01稳定1.35稳定1.15正常高水位稳定渗流期遇地震1.79稳定1.14稳定1.05危险水位稳定渗流期1.84稳定1.15危险水位稳定渗流期遇地震1.60稳定1.05根据计算结果，上述大坝加固段75n水库除险加固工程可行性研究报告在正常运用条件下和非常运用条件下，抗滑稳定安全系数均满足规范要求，大坝结构是稳定安全的。5.3.5渗流稳定分析本次渗流计算考虑上游正常蓄水位与下游坝基淤泥质粘土层被挖穿时相应最低水位间的渗流稳定情况。根据第四章渗流稳定分析，桩号0+000～1+662段坝基渗透稳定不满足规范要求，本次设计采用在上游坝坡铺设土工膜铺盖的方法来处理该问题，因此，本次只对西坝、南坝西段（桩号0+000～0+477）、北坝西段（桩号1+032～1+662）进行采取工程措施后的渗流稳定分析。计算方法为有限元数值分析法，采用北京理正软件设计研究所《渗流分析软件》（5.1版）计算。计算时对坝体进行简化分区，分五个区域：主坝体壤土部分为1区，坝前砂砾石及反滤层部分为2区，土工膜及其保护层为3区，坝基淤泥质粉细砂夹腐植质粘土层为4区，坝基粉细砂层为5区。各区采用的渗透系数如下：1区：K=6.9×10-4cm/s；2区：K=9.84×10-2cm/s；3区：K=5.72×10-7cm/s；4区：K2.2×10-3cm/s；5区：K=1.5×10-2cm/s；根据地质勘察及试验资料，坝体、坝基各土体允许渗透比降见表3-4，根据北京理正软件设计研究所《渗流分析软件》（5.1版）计算坝坡及坝基渗透比降见下表。****库处理后坝坡及坝基渗透比降成果表坝段名称序号坝线桩号渗透系数坝体坝基75n水库除险加固工程可行性研究报告允许值实际值稳定判别允许值实际值稳定判别南坝10+000～0+4770.25　0.12　稳定　0.12　0.08　稳定西坝60+477～1+0320.51　0.23　稳定0.12　0.06　稳定北坝71+032～1+6620.51　0.23　稳定　0.12　0.07　稳定经计算，北坝西段坝体与坝基单宽渗流量为0.18m3/d，后坝坡出逸点高度0.07m；西坝坝体与坝基单宽渗流量为0.16m3/d，后坝坡出逸点高度0.08m；南坝西段坝体与坝基单宽渗流量为0.14m3/d，后坝坡出逸点高度0.09m。与现状大坝渗流稳定计算相比，坝体与坝基渗透比降均小于允许渗透比降，坝体与坝基渗透稳定；坝体与坝基渗流量略有减少，后坝坡出逸点高度都略有降低。各坝段流网图及水坡降图见本章节附表。5.4主要建筑物改建设计本次水库除险加固仅处理西坝中部的输水洞，具体位置详见平面布置图。输水洞设计鉴于水库输水洞存在的以上问题，根据工程现状，本次设计对原输水洞全部拆除后新建。设计输水洞布置在西坝桩号0+787处,为单孔矩形结构。输水洞设计最大输水流量2.0m3/s；根据地质报告,地下水中SO4-2含量为399.6mg/L，对普通砼有弱腐蚀性。为了防止输水洞砼的化学侵蚀破坏，本次设计提高了砼号，基础采用C20砼砌石砌筑，洞身采用0.3m厚C25钢筋砼现浇，矩形结构，净宽1.5m，净高1.6m，长度10.1m；竖井井身采用0.40m厚C20钢筋砼现浇，高度2.9m；进水口段采用C20砼砌石砌筑；安装平板钢闸门1扇,配套10T手电两用镙杆式启闭机1台，并修建砖混结构闸房7.4m275n水库除险加固工程可行性研究报告。同时,为便于管理运行,在输水洞出口下游10m处修建5m宽10t大车桥1座，结构尺寸同输水洞洞身一致；车桥上下游修建20m梯形渠，渠高1.6m，边坡1：1，底宽1.5m，渠坡及渠底均为40cm厚C20砼砌石砌筑。5.5附属建筑物本次设计需修建管理房屋120m2。管理房为砖混结构的单层平顶屋。5.6大坝安全监测设计****库未设置大坝位移、坝体浸润线等观测设施。根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》（SL189-96），本次设计增加水库大坝观测设施。西坝坝高及水深均较大，故设计在西坝设一个沉降及水平位移观测断面，在该断面坝顶及下游坝坡上设3个观测点。在南段西段、北坝西段和西坝对坝体浸润线进行观测，在上述坝体上各设1个横断面3个观测孔进行观测。随时监控工程状态变化和设备工作情况，掌握工程运行规律，逐步实现程序化、自动化运行控制，以便及时发现异常迹象，及时采取正确、有效措施，防止事故的发生，保障工程安全运行。6金属结构本次除险加固输水洞设潜孔式平板钢闸门1扇，钢架、闸槽埋件1套，共1.6t，钢闸门为平板式，宽×高=170×180cm。闸门尺寸为10t手电两用螺杆式启闭机1台。止水采用前面板四边顶止水结构，为确保止水效果，闸门槽、底坎及胸墙门楣铁均采用二期砼的方法施工。75n水库除险加固工程可行性研究报告7工程管理实施****库除险加固工程只是对水库多年运行中存在的病险问题进行处理，不再发展新的灌溉面积，因此，工程实施后，灌区管理范围不再扩大，但管理水平应进一步提高。7.1管理机构及编制7.1.1管理机构****库除险加固工程完成后，仍由******库管理站进行管理，不再增设新的管理机构。****库由****库管理站具体负责运行安全管理，管理站隶属**水利管理所管理，根据国务院水利工程管理体制改革实施意见和省、市体制改革方案，**墩水利管理站定性为准公益性事业单位。**墩水利管理所主要职责是负责水库的运行调度、维护、抢险、巡查等项工作。计划与财务、物资供应等各项行政管理工作由**水管所直接管理。7.1.2人员编制根据水利部、财政部颁发的《水利工程管理单位定岗标准(试点)》(水办发〔2004〕307号），本着“精简高效、因事设岗、以岗定责、按量定员”的原则，在充分考虑现实需要和今后水利发展实际的基础上，进行了定编定岗测算。并在核定编制限额内，结合现有水利工程管理工作实际和人员状况，按实际所需岗位重新定岗定员。根据《水利工程管理单位定岗定编标准》，水库管理站为7人。水库管理站为了提高管理水平，降低管理费用和生产成本，本次规划不再新增管理人员，但要求管理站75n水库除险加固工程可行性研究报告要不断加强职工培训，提高职工的业务素质和管理水平，逐步建立一支素质高、业务精、作风严的管理队伍，以适应灌区现代化管理的需要。7.2管理设施****库管理站管理设施、办公条件落后，老化失修，无交通、抢险运输车辆，无通信及报警系统，没有配备应急电源，没有储备抢修物质和设备，远远不能满足水库运行和灌溉调度的需求，本次除险加固工程设计按Ⅳ等小（1）型水库管理设施配置相关设施，即：安装3处大坝观测设施，新建管理房屋120m2，整修管理道路1.0km。7.3管理要求****库管理主要范围包括周边地带及引水枢纽、大坝、水闸、库区、生产生活区以及对外公路、供电及通讯线路等部分。任何单位及个人均不允许在水库周边地带及枢纽内进行非生产性活动，以防止水质污染及影响工程枢纽的安全运行。工程管理的主要任务是保证各建筑物的安全可靠，水库正常运行，提高社会经济效益。水库管理主要工作要求如下：⑴贯彻执行有关方针政策和上级指示；⑵建立水库安全运行管理制度，认真贯彻《水库大坝安全管理条例》，严格执行水库枢纽工程运行管理规程规范；⑶制定水库安全监测和水文测报制度；⑷熟悉掌握本工程的规划、设计、施工和管理运行及水库正常运行情况；⑸了解气象预报，作好水文预报、水库调度和工程防护工作；⑹对加固前和加固后的工程进行观测，并归档；⑺综合经营，保护水源，征收水费；75n水库除险加固工程可行性研究报告⑻加强对职工的教育培养，健全岗位责任制，积累运行管理资料，分析总结经验，不断改进工作，确保水库安全运行。7.4工程的检查、观测工程观测主要监测工程的运行状态，掌握工程变化规律，为正确运行管理提供科学依据。对工程的薄弱环节，重要部位，容易发生问题的部位，要做定期检查，对于不正常迹象，分析原因，采取措施，防止事故的发生，保证工程安全运行。各建筑物的检查要求如下：⑴进行水质监测，防止库水污染；⑵大坝水位的观测：主要观测上下游水位的变化，坝前淤积，渗漏量等。注意大坝的裂缝、塌坑、滑坡及隆起现象的观测。⑶砼建筑物：针对工程不同部位，观测裂缝情况，渗漏、剥蚀、冲刷、磨损、气蚀及脱碱现象，观测伸缩缝、垫层反滤层物有无流失等问题。⑷闸门、启闭机、观测标点：闸门框架及面板的变形、门槽的堵塞、止水是否完整、有无老化现象。启闭机运转是否灵活，有无不正常的振动，机电保护设施是否完整。标点有无变形、损坏、位移现象。7.5工程养护修理对大坝及附属建筑物，以及大坝安全所需的相关设备（包含安全监测仪器设备）应经常维修，使其处于安全和完整的工作状态，搞好养护修理，消除工程缺陷。进行库区绿化，改善生态环境。对水库管理人员进行经常性的培训，加强业务学习，提高管理人员的整体素质，提高水库管理水平，使水库管理逐步走向制度化、规范化、科学化。75n水库除险加固工程可行性研究报告7.6管理体制改革根据**灌区体制改革实施方案，从积极推进人事、劳动、工资等内部管理制度改革入手，在合理定岗定编的基础上，按照单位自主用人、职工自主择业以及公开、公平、竞争、择优的原则，做到职工能进能出，职务能上能下，待遇能高能低，建立竞争、激励和约束相结合的用人机制，并积极推进参与式改革，组建农民用水者协会，进一步调动用水者的积极性和主动性，实现水资源的合理利用和配置。（1）逐步实行企业化管理，引入竞争、激励和约束机制，全员优化组合、分解指标、减员增效、创办经济实体，实现“以水养水”做好事改企的试点工作。（2）实现水资源一体化管理，农业、工业、生活用水统一管理，推进水利产业化进程。（3）积极推行农村水利股份合作制，解决灌区小型水利工程建设资金不足的问题。并对灌区内的小型水利工程如斗、农渠、机井等进行租赁、拍卖等，调动全社会办水利的积极性，为灌区水利建设注入新的活力。（4）按照国家颁发的《水利产业政策》和**省关于水费改革的要求，严格按成本价计征水费，对灌区内不同类型的用水，分类定价，同时实行季节性浮动价，超计划用水加价的办法等改革实行水费制度。（5）进一步建立健全群众参与灌溉管理的制度，增强水管部门决策和配水的透明度，树立良好的行业形象。通过以上改革措施，进一步降低单位的管理费用和生产成本，减轻农民负担，使水库管理步入良性运行的轨道。75n水库除险加固工程可行性研究报告75n水库除险加固工程可行性研究报告8施工组织设计8.1施工条件8.1.1自然条件****库位于**县**乡渠口村东北**南岸处，北坝距**300-700m，库址距**县城约7.5km,海拔高程1350-1357m，多年平均气温7.6℃，极端最低气温-31.8℃，最高气温38.5℃，多年平均降雨量104mm，多年平均蒸发量2337.6mm，多年平均最大风速21m/s。封冻期平均为105天，最大冻土层深度1.14m，有效施工期较短。8.1.2施工条件(1)本工程属病险水库除险加固工程，主要工程项目有坝基防渗处理及坝体加高、输水洞改建等。(2)****库距**县城7.5km，联系县城和水库的公路路面状况较好，对外交通便利。水库西坝和南坝西段的坝下游有乡间道，北坝西段地处沼泽边缘，无施工道路。由于工程任务集中在上游坝坡，需从西南坝角修建联接库内外的交通道路，(3)施工区内有10KV输电线路途经水库，可为施工提供可靠的电源。工程施工用电主要由电网供给，部分由柴油发电机供电。施工用水可直接从站家渠抽取使用，水质符合施工要求；生活用水取用当地自来水，满足施工生活需求。(4)砾石粗骨料场选定在骆驼城摆浪河采石场，储量、质量均能满足工程要求。有个体户集中筛采，运距60km。细骨料－砂选定在附近**主河床内，储量、质量均能满足工程要求，开采条件良好，运距500m。85n水库除险加固工程可行性研究报告(5)工程施工特点：本工程为农业灌溉调蓄水库，为不影响水库引蓄水及农业灌溉，在施工中，应充分利用水库调蓄灌溉间歇期进行突击施工，据调查，5月20日水库运行第一轮放空，可利用灌区第一轮灌溉结束后水库放空时段至秋冬的有效时间进行工程施工。8.2天然建筑材料供应8.2.1料场的选择（1）防渗土料经在水库周围地区反复详细调查，均质坝土料场选在东南部距离水库15－16km的红联许家湖荒地滩即1﹟防渗土料场，土料储量满足工程建设要求，各项试验指标均满足《规范》质量技术要求。其他天然建筑材料如块石料、反滤料和混凝土粗细骨料等的储量与质量均满足要求。（2）块石选定在六坝采石场，为黑色花岗岩，新鲜岩石石质坚硬，强度满足要求，块石直径可根据设计要求确定，开采运输条件均较好，平均运距30km。（3）反滤料选定临泽平川**大桥以下**漫滩砾砂料场，可根据设计反滤料粒径、级配要求，从料场筛选，其质量指标均满足设计要求，开采运输条件均较好，细料平均运距22.0km。（4）混凝土粗、细骨料砾石粗骨料场选定在骆驼城摆浪河采石场，储量、质量均能满足工程要求,运距60km。（5）砂砾石垫层料85n水库除险加固工程可行性研究报告选定**南化滩砾砂料场，储量、质量均能满足设计要求。开采运输条件均较好，平均运距19.5km。8.2.2料场的开采、运输⑴砼骨料：砼骨料开采时，先用推土机清除表面覆盖层，采用简易滚筒筛分、清洗，用5t自卸汽车运至拌合点。⑵砌石料采用人工爆破开采，用5t自卸汽车运至各施工点。⑶坝壳填筑料采用1m3挖掘机挖装，5t自卸汽车运至填筑现场。8.3主体工程施工本工程主要工程量为：土方开挖22800m3，砂砾石及砂土回填56166m3，干砌石14665m3（包括拆除），砼187m3（包括拆除）。8.3.1坝体加固（1）坝体填筑坝体填筑中，采用推土机平土，振动碾分层碾压，蛙式打夯机补夯，人工修边完成。（2）干砌石护面上游坝坡采用干砌石护面，块石料用5t汽车运至坝顶，人工搬运并砌筑。8.3.2建筑物工程施工本工程需改建输水洞1座。建筑物工程量不大，可在停水期间同坝体工程一起进行施工。⑴原砌体拆除人工配合机械设备自上而下逐段拆除，用拖拉机运至集中地点堆放。⑵土方开挖85n水库除险加固工程可行性研究报告采取人工挖装，架子车运输，人工整理断面，地基与砂砾石垫层采用蛙式打夯机分层夯实。⑶砼浇筑采用0.4m3砼拌和机拌制，小型拖拉机运输至浇筑点，人工入仓，机械振捣密实。施工供电由柴油发电机发电。（4）闸门、启闭机安装闸门、启闭机由专业厂家制造，载重汽车运至安装区，人工指挥，人工吊装就位。8.4施工交通及施工总布置8.4.1交通道路布置⑴对外交通工程施工区距**县7.5km处，交通便利，可供施工材料及设备运输。⑵对内交通施工期间工程区维修管理道路，长1000m，路面宽6m，路面铺设砂砾石即可。8.4.2施工总布置施工中充分利用现有的设施及条件，尽量减少临建工程的费用，以降低工程投资。工程建设管理处设在**县水务局，在**水管所设项目部，以便于工程建设指挥。⑴临建工程生产设施包括办公室、宿舍、食堂及钢筋、木材加工厂，机械维修保养厂，修建各类用房250m2。85n水库除险加固工程可行性研究报告⑵施工用水、电、通信供水：施工用水可直接从水库旁站家渠抽取拉用。各施工点修建10m3临时简易水池。供电：工程区有10KV输电线路通过，需增设80KVA变压器一台。通讯：水库管理站装有通信线路，可满足施工通讯要求，各施工点可用手机联系。8.5施工总进度根据工程施工条件、工程规模并考虑水库运行调度情况，经综合平衡安排，施工总工期为8个月，计划于2008年4月开工，2008年11月前完工，使工程发挥效益。具体安排如下：8.5.1施工准备期从2008年4月开始备料至5月底结束，工期2个月。同时施工道路拓建、搭设临时工棚、生活福利房屋、辅助企业及仓库建筑、风、水、电设施及场内道路修建以及坝线复测、工程量复核和工程技术交底工作也同时展开。8.5.2主体工程施工期2008年6月至11月，计划工期6个月，主要建设内容为坝体填筑、块石护砌、建筑物改建。建筑物工程与大坝加固同时进行施工，收尾工作安排在11月。根据施工进度安排，主要施工强度指标如下：（1）主体工程施工工期6个月（2）施工高峰人数649人（3）主要施工强度85n水库除险加固工程可行性研究报告·土方开挖高峰强度800m3/d·土方填筑高峰强度462m3/d·砼浇筑高峰强度35m3/d·干砌石强度335m3/d8.6主要技术供应根据工程规模及施工组织设计，按省颁定额、指标进行计算，工程所需外来建筑材料如下：钢材4.4t、水泥43t。工程所需主要施工机械设备80余台套。主要施工特性表8—1主要临建工程汇总表8—2主要施工机械设备汇总表8—3施工总进度计划表8-485n水库除险加固工程可行性研究报告主要施工特性表表8-1序号名称单位数量备注1总工期月82总劳动力工日244403全员人数人6494土方高峰开挖强度m3/d8005土方填筑最大强度m3/d4626砼高峰浇筑强度m3/d357水泥t438钢材t4.19木材m30临建工程汇总表表8-2序号项目单位数量备注一临建房屋建筑1仓库及工棚m21002生产、生活用房m2150二供水1钢板焊接水箱个52m32简易混凝土水池座510m33塑料管m1500￠50mm四供电1380V输电线路架设km1五新建施工道路km1.085n水库除险加固工程可行性研究报告序号名称规格单位数量备注1挖掘机1m3（油动）台52推土机74KW台53自卸汽车5t辆154载重汽车5t辆155蛙式打夯机2.8KW台156砼振捣器2.2KW台207砼拌合机0.4m3台108架子车辆409手风钻01-03台410地质钻机150型台211钢筋弯曲机Ф6-40mm台212钢筋切割机20KW台213钢筋调直机4-14KW2主要施工机械设备汇总表表8-385n水库除险加固工程可行性研究报告施工总进度计划表8-485n水库除险加固工程可行性研究报告0532-1+9工程招标9.1招标范围的确定本次建设的主要内容有南坝西段、西坝、北坝西段坝基防渗处理和西坝坝体加高，共计处理加高大坝长1.28km；改建输水洞1座，修建节制、进水闸1座。根据工程建设的主要内容和工程建设的具体情况，确定工程的招标范围如下：（1）大坝、建筑物工程施工全部进行招标；（2）工程监理进行招标；9.2招标组织形式采用项目法人自行招标的组织形式，但项目法人应按照《工程建设项目自行招标试行办法》(国家计委第5号)规定报送书面材料。9.3招标形式大坝、建筑物工程施工采用公开招标形式，工程监理采用邀请招标的方式。9.4标段划分根据工程施工特性，将****库除险加固工程划分为二个标段进行施工，为了避免施工干扰，以西坝输水洞（桩号0+787）为界，各标段具体划分如下：（1）南坝西段（桩号0＋000～0+477，），西坝南段（桩号0+447～0+787）坝体共787m为第一标段，输水洞工程划入第一标段。（2）北坝西段（桩号1＋032～1+662），西坝北段（桩号0+787～1+032）坝体共630m为第二标段。85n水库除险加固工程可行性研究报告招标基本情况表建设项目名称：**县****库除险加固工程表9－1招标范围招标组织形式招标方式不采用招标方式招标估算金额（万元）备注全部招标部分招标自行招标委托招标公开招标邀请招标勘察√设计√建筑工程√√√安装工程√√√监理√√√设备主要材料其他情况说明：大坝、建筑物工程施工采用公开招标形式，由业主自行招标。工程监理采用邀请招标的方式。86n水库除险加固工程可行性研究报告10工程概算10.1编制说明10.1.1编制原则、依据、办法和费用标准（1）编制原则该水库总库容为132万m3，为小(Ⅰ)型四等水利工程，工程项目主要由大坝、输水洞，大车桥等组成，费用标准按小型水利工程标准计算。（2）编制依据依据水工设计工程量和设计图纸，金属结构设计提供的设备清单，2008年第一季度张掖市主要材料价格水平和施工组织设计确定的主体工程施工方案进行编制。（3）编制办法依据**省水利厅、甘水规发〔1992〕15号文颁发的《**省水利水电工程工程初步设计概算编制办法》进行。（4）费用标准依据**省水利厅、甘水规发〔1992〕15号文颁发的《**省水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准》和甘水规发〔1995〕19号文关于颁发我省水利水电工程《费用标准》补充规定的通知、甘水规发〔1998〕11号文关于颁发水利水电工程《费用标准》中有关条款修改调整意见的通知进行编制。（5）采用定额建筑工程采用1996年颁发的《**省水利水电建筑工程概算定额》，设备安装工程采用1992年部颁中小型《水利水电设备安装工程预算定额》及1999年部颁《水利水电设备安装工程概算定额》计算。不足部分参考市场价格。111n水库除险加固工程可行性研究报告10.1.2设计概算说明（1）基础单价1)人工费本工程地处**县，属十一类工资区，经计算各定额工资为：土方工程：15.49元/工日石方工程：16.51元/工日砼、安装及其它工程：17.53元/工日2)风、水、电单价风价：工程采用6m3空压机供风，经计算风价为0.1元/m3水价：根据施工组织设计提供的泵型及供水方式，经计算水价为0.14元/m3。电价：本工程按外购电占97%，自发电占3%计，经计算综合电价为0.64元/kwh。3)材料预算单价工程所需主要材料单价根据2008年第一季度市场调节价计算，按下述方式供应。主要材料单价包括材料原价、装卸费、运杂费及采购保管费。材料均由汽车直接运至工地仓库，其主要材料预算价、原价及进货地点见下表。油料由**石油公司供应，其预算价为90#汽油5188.08元/t，0#柴油5393.08元/t。其它一般材料采用现行市场价加运至工地运杂费构成工地预算价，详见材料价格汇总表。111n水库除险加固工程可行性研究报告主要材料价格表材料名称进货地点单位材料原价材料预算价水泥525#**元/t280325.76水泥425#**元/t268310.98钢筋**元/t50005188.08型钢**元/t52005393.08圆木**元/m310501085.3板枋材**元/m316001648.74)砂石料单价工程所用砂石料采用施工现场购买方式供应，经调查其当地市场价格为：砂子20元/立米，石子70元/立米，块卵石55元/立米，垫层石35元/立米,反滤料56元/立米。（2）施工机械台班费按1996年省颁“概算定额”和1992年部颁“设备安装工程概算定额”中的施工机械台班费定额计算，其第一类费用乘以1.15的调整系数，第二类费用根据本工程工资标准的能源价格计算，详见施工机械台班费汇总表。（3）纯砼及砂浆单价砼配合比及砂浆依据（1996）省颁“概算定额”按砂石料单价和水泥价格计算各标号、各级配的砼及砂浆单价，详见砼材料单价计算表。（4）单价费率标准1)其他直接费：按基本直接费的百分率计算，建筑工程4.5%，安装工程5.5%。111n水库除险加固工程可行性研究报告2)间接费本工程属小型水利建设项目，其间接费计算如下：机械化施工的土方工程按直接费的10%计取，其它工程以人工工资为计算基数，土方工程24%，石方工程30%，砼工程70%，设备安装工程80%。3)计划利润：按直接费与间接费之和的7%计算。4)税金：按直接费、间接费与计划利润之和的3.22％计算。（5）投资概算1)建筑工程依据水工设计提供的单项、单位、分部工程量和设计图纸及施工组织设计提供的施工方案，结合相对应的定额分析概算定额单价。以设计工程量乘概算定额单价得出建筑工程投资概算。2)金属结构设备及安装工程依据金属结构设备清单，按现行市场价格确定设备原价，安装费计算办法同机电设备。3)临时工程根据施工组织设计提供的临时房屋、临时交通，参照类似工程指标计算其费用，其它临时工程按建成安工作量的4%计列。4)其它费用按甘水规发〔1992〕15号文颁发的“费用构成及计算标准”结合工程实际情况计算下列费用：Ⅰ建设管理费①建设单位开办费10.0万元。②建设单位经常费：施工期1年，每人每年费用11026.9元，定员10人，全部费用7.72万元。111n水库除险加固工程可行性研究报告③项目管理费：按建安工作量的0.12％计，费用为0.49万元。④联合试运转费：不计⑤建设监理费：施工期1年，监理人员3人，每人每年费用33080元，共计费用9.92万元。Ⅱ生产及管理单位准备费①生产及管理单位提前进场费：不计。②生产职工培训费：不计。③管理用具购置费：每人1000元计，费用为1万元。④备品备件购置费：按全部设备费的0.7％计，费用为153元。⑤工器具及生产家具购置费：不计Ⅲ勘测设计费勘测设计费按一～六部分的6%计算，为24.66万元；Ⅳ其它①定额编制管理费：按建安工作量的0.12％计，为0.49万元。②工程质量监督检测费：按建安工作量的0.2％计，为0.82万元。6)预备费基本预备费按第一～六部分投资合计的5％计列，价差预备费根据甘水规发〔1999〕56号文规定，此项费用不计。7)本项目总投资489.41万元，由中央专项资金、地方财政配套资金及受益区群众投劳折资筹措完成。其中：建筑工程385.51万元，金属结构设备及安装工程2.71万元，临时工程22.77万元，其它费用55.12万元，基本预备费23.31万元。10.2概算附表（1）总概算表10-1111n水库除险加固工程可行性研究报告（2）建筑工程概算表10-2（3）金属结构设备及安装工程概算表10-3（4）临时工程概算表10-4（5）其它费用概算表10-5（6）主要工程单价汇总表10-6（7）砼材料单价计算表10-7（8）材料预算价格汇总表10-8（9）施工机械台班费汇总表10-9（10）工程量汇总表10-10（11）主体工程劳动工日、主要材料用量汇总表10-11111n水库除险加固工程可行性研究报告11经济评价11.1经济评价依据及原则11.1.1评价依据(1)国家计委和建设部颁发的《建设项目经济评价方法与参数》、《水利建设项目经济评价与参数》；(2)《水利建设项目经济评价规范》（SL72--94）；(3)《水利水电工程初步设计编制规程》（DL5021--93）；11.1.2评价原则(1)本项目灌溉型水库的除险加固工程，水库除险加固效益主要为灌溉效益，水库本身为农业灌溉用水为主，无其它财务收入，所以本项目主要做国民经济评价，不做财务评价。(2)以国民经济评价动态指标为主，静态指标为附。(3)社会折现率采用12%计算。(4)溃坝效益计算：直接溃坝效益和间接其它效益。11.2投资费用计算11.2.1投资鉴于本工程投资概算是按现行市场价格计算，且随着物价改革的进行，目前主要材料、设备及人工工资等均接近国家计委颁布的影子价格，故简化计算，本项目国民经济评价固定资产投资采用概算工程静态总投资489.41万元的95%，其值为464.94万元。11.2.2年运行费用本项目年运行费主要包括材料费、燃料及动力费、维护费等其它费用。111n水库除险加固工程可行性研究报告⑴工资及福利费:本项目不再增设工程运行管理人员。⑵材料费:主要包括生产运行过程中实际消耗的原材料、辅助材料、备品配件等。参照类似工程，按总投资的0.1%计算，材料费为0.49万元。⑶维护费取固定资产的1%，计取每年维护为4.9万元。⑷其它费用取以上三项之和的10%,为0.54万元。则以上合计年均运行费为5.93万元。11.3效益分析（1）溃坝效益溃坝效益的计算涉及溃坝后对下游农村、水库、渠道、公路等造成的破坏和淹没损失以及对本地区国民经济发展的影响等。****库属小(一)型平原凹地水库，总库容为132万m3,承担着**县**灌区2.2万亩耕地和1.25万亩林草地的灌溉任务。水库北紧靠**，距离约300m左右。地势东高西低，属于人口、耕地稠密的**细土平原区，淹没范围约12km2，包括人口0.15万、耕地1.2万亩，直接经济损失1.1亿元。工程除险加固后，将有效地改善****库的运行条件，使水库能正常运行，提高保灌水平，改善库区周边生态环境，为灌区农业和农村经济发展创造了条件。因此，本项目实施后具有良好的社会效益、经济效益和生态效益。（2）灌溉效益本项目实施后，蓄水条件得到改善，减少了水库渗漏，可提高部分灌溉面积的灌溉保证率，其种植业、林业、养殖业效益显著。经综合估算，年新增灌溉效益98万元,按灌溉效益分摊系数0.6计，年增灌溉净效益为58.8万元。111n水库除险加固工程可行性研究报告（3）其它效益本工程实施后，可减少灌区农民用于水库抢险维修等耗用的劳动工日，平均亩减少0.15个劳动工日，则可减少劳动工日0.37万个，折资为10.9万元，则其它效益为10.9万元。综上所述,本工程实施后年新增经济效益69.7万元。11.4国民经济评价指标计算本项目建设期1年，正常运行期取30年，则计算期为31年。社会折现率采用Is=12%。本项目国民经济评价指标见11-1。国民经济评价指标表11-1项目单位指标评价经济内部收益率%9.7大于7%经济净现值万元48大于0经济效益费用比1.12大于111.5综合评价11.5.1国民经济评价指标分析本项目经济内部收益率为9.7%，高于社会折现率7%；经济净现值（Is=7%）为48万元，大于零，经济效益费用比为1.12大于1，各项指标均满足规范要求。11.5.2社会效益⑴本工程实施后，可提高部分灌溉面积111n水库除险加固工程可行性研究报告的灌溉保证率，将有效地改善项目区农业生产条件，加快了项目区传统农业向节水农业、设施农业、生态农业发展的速度，促进了项目区农、林、牧、副业的全面发展，为该区实现节水增效、农民增收的经济发展创造了坚实的基础。⑵本工程实施后，灌区灌溉调蓄能力增强，为逐步实现水资源统一调度创造了有利条件。同时，灌区内实行计划用水、节约用水，减少了水事纠纷发生，为灌区农业生产和农村生活创造了良好的社会环境。11.5.3环境生态效益本工程实施后，可提高部分灌溉面积的灌溉保证率，将会有效地改善项目区及周边地区的生态环境，对缓解**流域上下游用水矛盾，改善下游生态环境，抑制沙尘暴和恢复**流域生态环境是十分有利的，环境生态效益比较显著。综上所述，本工程方案合理可行，具有较好的经济、社会和生态效益，建议尽早实施。111n水库除险加固工程可行性研究报告86878889909192939495969798991008687888990919293949596979899100111