红旗水库除险加固工程设计工作报告

红旗水库除险加固工程设计工作报告

1工程概况1.1工程规模重庆市涪陵区红旗水库位于涪陵区惠民乡大丛村，坝址所在河流系乌江一级支流蒲江河中游的一个支沟〜清溪沟。该工程是一座以农业灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用的小（一）型水库。设计总库容224.89万m3o兴利库容151.92万m:io设计灌面0.98万亩。工程占地680亩，有水产养殖水面420亩。现实际担负着惠民、马武、酒店等3个乡镇共32个村107个村民小组9800亩农田灌溉和大坝下游3000亩农田及涪（陵）南（川）公路（长200m）的防洪安全任务。根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》（SL252-2000）.《防洪标准》（GB50201-94）,该水库工程为IV等小（一）型水库，其主要建筑物为4级，次要建筑均为5级。大坝设计洪水标准为30年一遇洪水重现期，校核洪水标准为300年一遇洪水重现期，消能防冲洪水标准为20年一遇洪水重现期。1.2工程布置红旗水库枢纽由一座均质土坝、明渠式溢洪道及涵卧管式放水设备组成。1.2.1大坝红旗水库自1957年开始动工兴建，逐年完善，1966年12月竣工达到现有规模。大坝为均质土坝，以粘性土填筑而成。出险加固工程整治前最大坝高13.00m,坝顶高程759.80m,坝顶长104.00m,坝顶宽3.2m,坝底最大宽度72.25m。上游边坡系数从坝顶至坝脚分别为1:1.88、1:2.09、1：2.7,第一变坡处以马道（宽度为1.65m）连接，髙程为755.66m,n第二变坡处直接相连，高程为753.13m。下游边坡系数从坝顶至坝脚分别为1:1.9、1:1.73、1:5.61、1：3.36、1：2.5、1：1.5,第一级变坡和最后一级变坡处以马道相连接，马道宽度分别为313m、7.56m,高程分别为755.24m、751.26m,其余变坡处直接相连，变坡处高程分别为753.41m、752.80m、751.92mo1.2.2放水设施放水设备为涵卧管分层取水型式，钢筋轻与浆砌条石结构。平面布置在左坝端及左岸坡上。卧管长16.7m,内空尺寸0.8m（宽）X0.8m（高），设计坡降为1：2.5,侧墙、底板及盖板厚均为0.30m；消力池内空尺寸2.35m（长）X0.8m（宽）XI.2m（高），侧墙及盖板厚0.40m、底板厚0.30m；涵管进口高程751.88m。放水孔共布设9个，其中在斜坡上共设3个放水孔，为旋转闸门式，放水孔孔径0.45m,垂直高差l・5m,顶孔高程756.58m；在消力池盖板上布设5个放水孔，为木契式，放水孔孔径0.20m,在高程753.08m处设置2孔，在高程752.78m处设置1孔，在高程752.48m处设置1孔，底孔高程752.18m（死水位）。涵管为浆砌条石结构，内空尺寸设计为0.6m（宽）X0.8m（高）,长度50mo1.2.3溢洪道溢洪道平面布置在距右坝端30.0m的山体上。为明渠自由出流。明渠横断面为矩形，内空尺寸3.00m（宽）XI.30m（高）。已成渠长5&00m（其中进口段长23.30m已用浆砌条石衬护）。渠道进口底板高程为758.50m,渠底坡降J1/500。最大下泄流量为1.488m3/so复核洪水按30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。1.3主要技术经济指标n红旗水库是一座以农业灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用的小（一）型水库。设计总库容224.89万m3。兴利库容151.92万m3。设计灌面0.98万亩。工程占地680亩，有水产养殖水面420亩。现实际担负着惠民、马武、酒店等3个乡镇共32个村107个村民小组、9800亩农田灌溉和大坝下游3000亩农田以及涪（陵）南（川）公路（长200m）的防洪安全任务。红旗水库坝址控制集雨面积2.91km2,集雨区呈矩形状，主河道长3.00km,河床比降7.78%o0区内森林植被较好。据涪陵气象资料统计，该流域多年平均气温18.2°C,最高气温42.2°C,最低气温-2.7°C,最大风速6〜16m/so全年无霜期长达240〜280天左右。该流域多年平均径流深600mm,年降雨量在800〜1400mm之间，多年平均降雨量1200mm,降雨年内分配不均，冬半年（11〜4月）降雨量约占年降雨量的21.2%,夏半年降雨量约占年降雨量的78.8%。大坝坝基为侏罗系蓬莱镇组（J3p）厚层长石石英砂岩和泥岩互层，其中左坝肩在约766.00m高程以上为泥岩，该高程以上及右岸和河床坝基均为砂岩，浅表砂岩风化严重，裂隙发育;岩层产状315。Z18°,倾下游偏左岸。下游坝坡右坝端与岸坡接触带有多处渗水点，下游坝坡坡面有散沁。浆砌条石放水涵管建在长石砂岩上，基础稳定，但砌缝灰块已脱落，局部出现垮塌现象，渗漏较严重。1・4主要建设内容根据《重庆市水利局关于涪陵区红旗水库除险加固工程初步设计的批复》(渝水农复〔2008)77号)文件，红旗水库除险加固工程建设内容为：1.4.1大坝n(1)上游坝坡。坝坡由原1：1.88、1：2.09和1：2.7调整为1：2.25和1：2.7。在变坡点754.80m高程设C20论齿墙兼作灌浆平台，顶宽1.0m,以上采用0.05m厚砂垫层+复合土工膜+0.4m厚粘土保护层+0.Im厚碎石垫层+0.Im厚C15论预制块护坡，周界设固埋体。(2)坝顶。宽由原3.2m加宽至4.0m,坝轴线向上游平移0.58m,坝顶上下游侧设C20稔路缘石，中间采用0.2m厚块石垫层+0.lm厚碎石过渡层+0.15m厚C20牲护顶。(3)下游坝坡。坝坡调整为1:2.03:2.5,在高程756.00m设一级宽4.ini马道，内设排水沟，两侧设C20牲路缘石，中间采用0.25m厚块石垫层+・01m厚碎石过滤层+0.2m厚C25観护面;高程751.26m以下为排水棱体平台，宽7.37m,内侧设排水沟,棱体采用干砌条石护面，边坡1：1・5。下游坝坡设排水沟和人行梯道。(4)白蚁治理。结合坝体工程治理白蚁。1.4.2帷幕灌浆沿高程754.80ni平台平行坝轴线布置1排坝基帷幕灌浆孔。于两侧沿土工膜两侧边界上升至两坝端，再向左右坝肩分别延伸13.5和42.0m,孔距1.5m,灌浆深度至基岩相对不透水层(按5Lu控制），灌浆材料采用水泥浆，灌浆压力、浓度等指标通过现场试验确定。1.4.3溢洪道在原址改扩建溢洪道。改扩建后溢洪道由进口段，控制段,泄槽段和消能段组成，全长107.87m。喇叭型进水口长8.0m,底宽由10.Om渐变为7.0m；控制段长5.0m,宽顶堰，堰顶高程由原758.50m降至757.80m,底宽由原3.Om增宽至7.nOm；泄槽段长80.67m,由10.Om收缩段（底宽由7.0m渐变为3.0m）、44.67m直段和26.Om弯道段组成；消力池长14.2m,池深1.3m,底板高程744.98m。边墙采用M10浆砌条石重力墙，其高度：控制段2.0m,泄槽段1.8〜1.0m,消力池段2.7m；底板采用0.3m厚C20钢筋论浇筑。底板下设排水，每10.Om长分缝设止水，并设防滑齿墙。在0+045m处建C25钢筋碗板桥，桥面宽4.0m,净垮3.0m。1.4.4放水设施拆除原涵管，在原址上重建放水涵管。涵管采用0.3m壁厚C20钢筋観浇筑，在首段间隔8.Om设截流环两处，截流环高1.0m,厚0.5m。1.4.5大坝安全监测设施增设水库水位、降雨量以及大坝变形、渗漏等安全监测设施。1.4.6附属工程完善管理实施，改建进坝防洪公路1.2km,购置防汛抢险车1辆以及必要的生产办公设施。2工程规划设计要点2.1工程规划红旗水库出险加固工程施工技术设计工作以重庆市水利局《关于涪陵区红旗水库除险加固工程初步设计的批复》（渝水农复〔2008）77号）为指导，结合工程实际情况对原初步设计方案进行了优化。（1）主要设计依据为：n①重庆市水利局《关于涪陵区红旗水库除险加固工程初步设计的批复》（渝水农复〔2008）77号）；②重庆市涪陵区红旗水库除险加固工程初步设计报告；③现行有关水利水电工程设计规程、规范；④重庆市涪陵区红旗水库管理所《关于红旗水库除险加固工程调整部分観和砌体设计强度的函》涪红水管函（2009〕01号；⑤重庆市涪陵区红旗水库管理所《关于调整放水涵管断面尺寸和大坝防渗方案的函》涪红水管函（2009）02号；⑥我院于2009年1月实测的工程区地形图（1：500）o（2）红旗水库枢纽工程特性见表l-lon表IT红旗水库工程特性表编号名称单位特征值备注整治前整治后、水库主要技术指标1枢纽控制集雨面积Km22.912.912主河道长度Km3.03.03主河道平均坡降%07.787.784多年平均降雨量mm120012005多年平均径流深mm6006006多年平均径流总量75m31751757设计洪水流量P=3・3%m3/s27.027.08校核洪水流量P=0.33%m3/s43.743.79设计洪水总量万Y41.2041.2010校核洪水总量万n?61.1061.1011校核洪水位m759.83758.7812设计洪水位m759.42758.4513正常水位m758.50757.8014死水位m752.18752.1815总库容万m3224.89224.8916滞洪库容万m345.9745.9717兴利库容万m3151.92151.9218死库容万n?27.027.019设计灌面万亩0.40.420坝型均质土坝均质土坝21坝顶高程m759.80759.8022最大坝高m13.01323坝顶长度m10410424坝顶宽度m3.24.025坝底宽度m72.2572.2526上游边坡1：1.88、1：2.09、1：2.71：2.25、1：2.727下游边坡1：1.9、1：1.73、1：5.61、1:3.36、1:2.5>1：1.51：2、1：2.5、1：1.528溢洪道型式明渠泄流宽顶堰29溢流堰宽度m3.0730溢洪道长度m5899.8731最大泄洪能力m3/s1.48810.8232放水设备形式涵卧管涵卧管33取水流量m3/s0.470.47n续表IT红旗水库工程特性表名称单位数量备注二、工程施工（一）主体工程量1、土石方开挖m367002、土石方冋填3m54743、浆砌条石m3791.74、铺碎石m35、帷幕灌浆m1921.946、钢筋制安T11.097、混凝土m3922.18、土工膜m216309、砖混结构房屋m2274（二）主要建筑材料1、水泥T4062、河砂m575.83、条石m34604、碎石m895.85、钢筋T11.316、土工膜m21727.8（三）劳动工日工日271071、平均人数人1002、高峰工人数人250（四）工程投资万元407.221、建筑工程投资万元281.1包括机电设备安装工程2、临时工程投资万元10.93、其他费用投资万元90.114、预备费万元19.115、环保水保投资万元6.0（五）施工导流（方式）涵卧管排水、水泵抽水、编织袋围堰（六）施工工期月第一年10月一-第二年5月1.2工程设计要点：1.2.1帷幕灌浆施工技术要求n(1)钻孔：本工程钻孔均设计为直孔，孔壁应平直完整，但在施工中不同孔深，其孔底偏斜要求不一致，当孔深为20m时，最大允许偏差0.25m；孔深为30m时，其允许偏差0.45m；孔深为40m时，允许偏差0.70m；孔深为50m时，最大允许偏差值lm；上述孔深之间的值采取直线内插法处理。(2)充填灌浆：先进行充填灌浆，在进行帷幕灌浆，充填灌浆材料采用粘土水泥浆，严格按土坝灌浆施工技术要求严格执行。(3)帷幕灌浆：钻孔冲洗、裂缝冲洗和压水试验：钻孔在压水试验或灌浆前应进行冲洗，冲洗压力为该段灌浆压力的80%(该值若大于IMPa,则采用IMPa),孔内沉积厚度不超过20cm。对I序孔和部分II、III序孔的基岩采取简易压水试验，其压水压力一般为0.3MPa,在裂缝冲洗完成后进行。除检查孔外，压水试验孔数原则上间隔10个孔做一个孔。该工程的灌浆原则上采用自上而下分段灌注，帷幕灌浆段长不超过5m,灌浆塞应塞在已灌段段底以上0.5ni处，孔口无涌水的孔段，灌浆结束后可不待凝。灌浆浓度采用5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1等7个比级，开灌比级为5:lo在浆液浓度变化上主要坚持3条原则：一是当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率不变压力持续升高时，不得改变水灰比；二是当某一级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达30min,而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级；三是当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。在灌浆过程中，灌浆压力或注入率突然改变较大时，应立即查明原因，采取相应的措施进行处理。在灌浆过程中，应定时测记浆液浓度、密度。灌浆结束标准和封孔方法：在最大设计压力下，当注入率不大于nlL/min时，继续灌注60min,灌浆即可结束。封孔采用自上而下分段压力灌浆封孔法，封孔时仅封至基岩段，坝体段可不封闭，将钻孔留做夯筑粘土防渗体用，封孔材料可用髙标号水泥砂浆。特殊情况处理：灌浆过程中，冒浆、漏浆、串浆等现象是普遍存在的，采用的基本方法有：一是表面封堵，如具备灌浆条件应同时灌注，否则应将串浆孔用塞塞住，待灌浆孔灌浆结束后，串浆孔再行扫孔、冲洗、而后继续钻进和灌浆。灌浆应连续进行，若因故中断，应如实记录中断灌浆的时间和原因，采取的处理方法是：尽早复灌；复灌时，应使用开灌比级的浆液进行灌注；恢复灌浆后，如注入率较中断前的减少很多，且在短时间内停止吸浆，应采取补救措施。(1)质量检查：坝体防渗标准要求灌浆后渗透系数小于10-6cm/s,认为质量合格。坝基帷幕质量检查以检查孔压水试验成果为主，结合岩芯采取率及水泥结石等综合评定。检查孔的数量不少于帷幕基本孔的10%,均沿帷幕线布置，压水试验采用五点法或单点法进行,要求透水率qW51u,并应要求釆取率大于85%以上，多数裂隙被水泥充填满即为合格。此外，对帷幕的封孔质量也要进行抽样检查。(2)其余要求按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2001执行。2.2.2白蚁防治施工技术要求按照重庆市建设委员会颁发的《白蚁防治施工技术规程》200-10-IDBJ50-034-2004执行。(1)打孔施药①施工工艺流程：打孔一施药一灌纯泥浆一封口。n①打孔施药范围：大坝内坡正常蓄水位757.80m以上和外坡排水体顶部751.26m以上坝面。②孔距、孔深及布置形式：孔排距为1.0m,孔深0.6m,呈梅花形布置。③灭蚁药剂名称及用药量：药剂名称毒死睥。药液浓度0.5-1.0%,每100个孔用药0.39kg0(1)开沟设置毒土隔墙①施工工艺流程：人工开沟达到质量要求后，在沟的沟壁、沟底上打孔，间距0.3-0.5m,孔深0.4-0.6m,对孔内施药、灌浆，然后由底向上分层回填毒土，分层厚度0.2m,再行施药、夯实，再回填，直至填平坝表面为止。②毒土隔墙布置：在坝内、外坡的两端与岸坡连接处开挖横沟，在坝内坡正常蓄水位757.80m处沿坝轴线方向，外坡排水体顶部751.26处分别开挖1条顺沟，横沟与顺沟相连，形成闭合沟道，通过沟槽来截断坝体上的蚁道。③沟槽的规格：上口为1.2m,下口(底部)为0.8m,沟深为1.3mo④灭蚁药剂名称及用药量：药剂名称毒死脾。药液浓度0.5-1.0%,每米沟用药量0.104kgo(2)观察期3年，密切注意防治效果，以达到白蚁防治目的。2.2.3坝体开挖培厚工程施工技术要求坝体开挖采用人工开挖。坝体填筑时均应清除土料中的杂物，并根据土料含水量进行洒水或翻晒，使其含水量最好与最优含水量或塑限相近；天然含水量稍高于最优含水量，但不应超过3%,对应天然含水量低于最优含水量的土，不宜低于2%,压实干密度不小于1.n65g/cm3,压实系数不低于0.96〜0.98,最优含水量和压实干密度指标施工前应在料场取样试验后确定。土料最大粒径W5cm,铺料厚度＜30cm,压实遍数＞3遍。特别注意新旧坝体和岸坡，必须按规范规定紧密结合，对完好的旧坝体土不能造成扰动和破坏。2.2.4土工膜施工技术要求①土工膜防渗层采取分岸施工，即从坝体中部分开，左岸施工时右岸堆放开挖弃料，右岸施工时开挖弃料堆放于左岸。②在室内先将土工膜拼接成幅宽9m,长度100m,减小现场拼接量及难度，从而可提高拼接质量。③土工膜拼接采用热熔焊接法，焊缝搭接宽度10cmo④土工膜铺设采取从坝顶至上而下铺放，铺放时不要过紧,留1.5%的余幅以便拼接和适应气温变化。⑤坡面弯曲处应特别注意剪裁尺寸，务使妥贴；铺放时随铺随压，以防风吹。⑥土工膜基层应平整夯实，清除一切的尖角杂物，对局部软弱地方进行换填处理。⑦土工膜接缝质量检测应满足规范SL/T225—98第5.6.9条的规定。2.2.5腔、砌石工程施工技术要求①所有径、砌石工程的基础均要求置于基岩强风化下限以下，图中有标注者以图中标注为准。②浆砌条石的材料强度不得低于MU30。③浆砌条石要求表面平整，砌缝平直。n①観工程表面要求平整，不能出现蜂窝、麻面。②砌石工程开槽勾缝：缝宽X深=40X30mm,U型缝，用清水将缝冲洗干净；待缝中水份干后，再用M10水泥砂浆勾缝，勾缝砂浆必须压实。③变形缝设置应规范、平直、大小一致，填缝材料密实。④排水管应保证畅通，反滤体应填筑密实。⑤仰斜式碗及砌石工程应做到边上升边回填。⑥其余要求按有关從（钢筋论）及砌石工程施工技术规范执行。n3工程设计审查意见落实2.1红旗水库大坝安全分析评价（复核）报告重庆市涪陵区水利电力建筑勘测设计院依据大坝工程质量和运行管理评价、防洪标准复核、结构安全评价、渗流安全评价和金属结构评价等专项复核评价结果及国家现行有关规范的规定，进行综合评价分析，并遵照《水库大坝安全鉴定办法》（水管〔1995〕186号）规定的大坝安全分类标准，按照《评价导则》规定的安全性分级标准及安全分类原则，综合评定红旗水库大坝为三类坝，属病险水库大坝。3.2红旗水库大坝安全鉴定报告书（复核）和三类坝安全鉴定成果核查意见重庆市涪陵区水利电力局通过对《红旗水库大坝安全分析评价（复核）报告》、《红旗水库大坝现场安全检查情况报告》的审查和大坝安全鉴定专家组现场检查，经专家组对工程质量和运行管理、防洪标准、结构稳定分析、渗流安全评价和金属结构评价进行仔细分析、讨论，得出安全鉴定结论：红旗水库实际情况是工程质量较差，运行管理水平差，防洪标准不够，渗流严重，达不到设计要求，水库不能安全、正常运行。根据重庆市水利局《关于梁平胜利等153座水库三类坝安全鉴定成果核查意见的通知》（渝水总（2008〕6号）文件，经专家组现场与书面核查，同意涪陵区红旗水库为三类坝鉴定结论意见。2.3初步设计及批复2008年3月重庆市涪陵区水利电力建筑勘测设计院完成了n《重庆市涪陵区红旗水库除险加固工程初步设计报告》的编制工作，其资质为水利水电工程设计甲级。2008年4月9日以《重庆市涪陵区水利电力局关于红旗水库除险加固工程初步设计报告（复核）的请示》（涪水电发〔2008〕104号）上报重庆市水利局。2008年5月18日重庆市水利局以《重庆市水利局关于涪陵区红旗水库除险加固工程初步设计的批复》（渝水农复（2008）77号）下达了初步设计批复，指出红旗水库经多年运行，主要存在坝顶宽度不够，坝坡偏陡，坝体、坝基渗漏，坝体白蚁危害严重；溢洪道不满足泄洪要求，无陡槽及消能设施；放水涵管渗漏严重，五大坝安全监测设施及管理设施不完善等问题。2.4技施设计2009年2月涪陵区水利电力建筑勘测设计院对红旗水库除险加固工程进行了技施设计。红旗水库出险加固工程施工技术设计工作以重庆市水利局《关于涪陵区红旗水库除险加固工程初步设计的批复》（渝水农复〔2008）77号）为指导，结合工程实际情况对原初步设计方案进行了优化，彻底解决了初设批复中提出的在施工阶段需要解决的设计问题。4工程标准4.1工程规模根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》(SL252-2000).《防洪标准》(GB50201-94),该水库工程为IV等小(一)型水库，其主要建筑物为4级，次要建筑均为5级。大坝设计洪水标准为30n年一遇洪水重现期，校核洪水标准为300年一遇洪水重现期，消能防冲洪水标准为20年一遇洪水重现期。2.2除险加固设计方案2.2.1大坝(1)坝顶整治红旗水库坝轴线长度为104.0m,坝顶高程为759.80m,坝顶宽度由原3.2m加宽至4.0m,坝轴线向上游平移0.58m。采用C15论进行加固处理，在坝顶上下游侧浇筑C15论路缘石，路缘石高0.7m,宽0.3m,土工膜须固埋入路缘石里。坝顶结构由下至上分别为20cm厚块石垫层+10cm厚碎石过渡层+10〜20cm厚C15论护顶。坝顶每5.0m设置一道变形缝，采用沥青杉木板嵌缝。(2)坝坡整形培厚上游坝坡：从坝顶至坝脚分别设计为1：2.25、1：2.7,在边坡点高程754.80m设C15轻齿墙(兼马道)，顶宽1.0m,底宽2.0m,高2.0m；在齿墙一期开挖高程753.60m上布设帷幕灌浆孔和充填灌浆孔。下游坝坡从坝顶至坝脚分别设计为1：2.0、1：2.5,在高程756.00m处设一级宽4.Im马道(兼过坝公路)，马道内侧设的C15径排水沟(0.30mX0.30m),两侧设C15径路缘石，马道结构由下至上分别为25cm厚块石垫层+10cm厚碎石过渡层+20cm厚C25论路面。排水体顶部高程为751.26,宽7.37m,内侧设排水沟，外坡系数为1：1.5,坝趾处设渗流观测堰。(3)坝体防渗坝体防渗方案：上游坝体采用二布一膜(200/0.5/200)复合土工膜防渗。土工膜防渗结构层自上而下为防护层、碎石反滤层、坝体n培厚粘土垫层(不等厚)、复合土工膜，其下为坝体土。A防护层：采用10cm厚C20径预制块干砌铺筑，殓预制块为正六边形，边长30cm,厚10cm,铺在反滤层上面。B碎石反滤层：铺筑10m厚的级配碎石(0-2)。C坝体培厚粘土层：40cm厚粘土保护层，铺在复合土工膜铺上。D复合土工膜层：采用二布一膜，膜厚0.5mm,单层布厚1.5mmoE砂垫层：5cm厚砂垫层，铺在基层上。F基层：坝体土清理、整平、压实。(1)坝基及坝肩防渗①设计方案初设批复的坝基坝肩防渗方案：帷幕灌浆防渗。帷幕线平面布置沿上游坝坡与岸坡结合处布置，再沿坝轴线延伸至坝顶左、右两坝端，防渗帷幕与土工膜形成封闭的防渗体系。初设坝体渗漏，但对其防渗处理未考虑，本次在齿墙一期开挖高程753.60m高程的灌浆平台上进行该高程以下的坝体充填灌浆，以上采用土工膜衔接。②充填灌浆布置2排，其中A排兼作坝基帷幕孔，孔距加,排距1.5m。B排孔孔深控制在基岩内2mo③帷幕灌浆坝基(肩)岩体帷幕灌浆孔布置为1排，灌浆孔沿坝踵753.60m高程水平至两端；左右岸沿着坝基交线至坝顶，然后再沿上坝公路向两岸延伸，左岸延伸16.0m；右岸延伸45.0m,布置总孔数98个，Al—A58孔距n2.Om、A58—A97孔距1.5m,分3序次施工；孔深以伸入透水率为5Lu线为限。灌浆采用至上而下分段灌注，先I序，再II序，后III序；因前期无勘探资料，需进行先导孔施工，为修正设计提供准确的帷幕深度及两岸延伸边界，也为下步施工提供适宜的钻灌参数。灌浆材料为普通硅酸盐水泥，强度等级32.5Mpa及以上，细度为通过80Lim方格筛的筛余量不大于5%o(1)大坝护坡红旗水库大坝内坡采用C20径预制块护坡，其面积约为1080m2o轻预制块设计为六棱体，其边长为30cm,厚度10cm,在六棱体正中间留一个直径为①4cm的小孔。在铺筑时应自下而上的进行干砌，务使從预制块砌筑紧密，少量边角采用C20從现场浇筑。大坝外坡清理、培厚、整平、压实。(2)人行梯步为便于管理，在上、下游坝坡设置人行梯步。人行梯步采用C15観浇筑，梯步高20cm,宽1.6m,梯带宽为0.2m,梯步宽45〜50cmo(3)大坝白蚁治理根据东风水库白蚁分布情况，吸取其它工程防治白蚁的经验，大坝白蚁治理方案：坝体整形培厚前首先在枢纽区寻找蚁路，对蚁穴进行追踪掏挖，取出蚁巢，再对水上部分坝面进行灌浆灭杀白蚁；然后，在大坝整形培厚完成后护坡前，开挖回填毒土隔墙进行白蚁防治，并对土坝两端林地、山丘投放毒饵诱杀包，防止山丘白蚁对土坝产生蔓延危害。(4)大坝安全监测系统由于红旗水库为小(一)型水库，枢纽工程为IV等，主要建筑物为4级，次要建筑物为5级，根据规范要求主要对其进行表面变形观测、上游水位观测、降雨量观测、取水流量以及实时视频监控等项目。n①表面变形观测采用视准线法对表面变形进行观测。水平位移和竖向位移共用一个测点，观测设备选用全站仪。②上游水位观测测点应设置在水面平稳、受风浪和泄洪影响较小、便于安装设备和观测的岸坡或永久性建筑物上。在坝上游坡上布置保护管沿坝坡深入至死水位以下，在管中安装压阻式水位计。③降雨量观测在环境开阔处布置一个翻斗式雨量计对降水量进行观测，一般选在管理房楼顶。④渗漏量观测渗漏量采用三角形量水堰进行观测，为实现自动化遥测，量水堰布置在大坝下游就截渗沟尾端处。在三角堰前20cm处安装1支振弦式堰上水位计，来量测堰上水位，通过采集转化得到大坝渗流量，实现遥测自动化。同时兼测渗水温度。(根据整治后现场实际情况决定如何实施)⑤放水量观测在放水渠道的稳定流处布置压阻式水位计，由水位、过水断面通过水力学方法计算得到渠道流量。⑥实时视频监控配置1个摄像监控点，分别布置在大坝、溢洪道附近，主要是对水库大坝、库区及溢洪道周围的现场情况进行全方位的监视和管理，对水库大坝的运行情况能够做到有效的控制。视频监控点根据现场选取视野开阔，监视方位全面的位置。⑦共设15个安全监测点，其布置位置详见HQ(JS)—监测—01、02号图。n观测设施的具体构造及安装详见HQ(JS)—JC——03、04号图。渗流观测设施具体构造及安装详见HQ(JS)—SG—02号图。4.2.2溢洪道溢洪道布置在大坝右端岸坡上，由进口段、控制段、渐变段、缓坡段、陡槽段、消力池段组成。横断面均呈矩形。进口段(Y0+000.000〜Y0+010.000)长10.0m,呈喇叭口形状，净宽由10.0m收缩为7.Om,底板高程为757.50m,侧墙为M7.5浆砌条石结构，高0.5〜2.3m,底板为C20论浇筑，厚0.30m。控制段(Y0+010.000〜Y0+015.000)长5.0m,采用宽顶堰型式，底板高程为757.80m,净宽7.Om,侧墙为M7.5浆砌条石结构，顶宽0.60m,底宽1.2m,高2.4mo底板为C20钢筋徃浇筑,厚0.30mo渐变段(Y0+015.000〜Y0+025.000)长10.Om,底坡比降1:50,净宽由7.Om逐渐收缩为3.00m。侧墙为M7.5浆砌条石结构,顶宽0.60m,底宽1.2-0.9m,高2.4〜1.8m。底板为C20钢筋论浇筑，厚0.30m。Y0+015.000后底部均设纵向排水盲沟，其断面尺寸为0.30mX0.30m,采用土工布包裹碎石填塞。缓坡段(Y0+025.000〜Y0+043.000)长18.Om,底坡比降1:50,矩形断面，净宽3.0m。侧墙为M7.5浆砌条石结构，顶宽0.60m,高1.80mo底板为C20钢筋観浇筑，厚0.30m。陡槽段(Y0+043.000〜Y0+070.719)长27.719m,矩形断面，净宽3.Om,底坡比降i=l：7.0o侧墙为M7.5浆砌条石结构，宽0.60m,高1.30mo底板为C20钢筋栓浇筑，厚0.30m。其中：Y0+047.858-Y0+056.142段为圆弧明渠段，圆弧半径10.Om,中心角45°0’0〃,切线长度4.14加，弧线长度7.854mon陡槽段(Y0+070.719〜Y0+095.619)长24.9m,矩形断面，净宽3.0m,底坡比降i=l：3.Oo侧墙为M7・5浆砌条石结构，宽0.60m,高1.20mo底板为C20钢筋観浇筑，厚0.30m。消力池(Y0+095.619〜Y0+109.819)长14.2m,宽度3.Om,深3.00mo侧墙为M7.5浆砌条石结构，顶宽0.60m,底宽1.50m,髙3.30mo底板为C20钢筋径浇筑，厚0.30m。溢洪道边墙及底部变坡处、长直段每9.0m设置伸缩缝，缝宽3.Ocm,缝中设橡胶止水，采用沥青填料嵌缝。基础需开挖至基岩，超深部分采用M7.5浆砌块石回填。在陡槽段设公路桥，跨度3.0m,桥板宽4.0m,采用C25钢筋碗板式结构。桥上设公路防撞护栏。2.2.3放水设施放水设备采用涵卧管分层取水型式，布置在左坝端。(1)放水卧管本工程放水卧管已建成。(2)放水涵管原涵管侧墙砌缝灰块已脱落，局部出现垮塌现象，底板变形严重，初步设计对涵管进行破坝翻整，新建C20钢筋観箱型涵管。净空断面尺寸为：宽X高=0.8mX1.2m,设计底坡i=l:200o侧墙、底板和盖板厚均0.3m。坝轴线上游侧每隔8m设置1道C15観截流环，共计2道。涵管每8.0m设置一道防滑齿墙和伸缩缝，缝宽3.0cm,缝中设橡胶止水，采用沥青填料嵌缝。4.2.4附属设施(1)整修防汛抢险公路防汛抢险公路1.2Kmon(1)综合管理用房新建综合管理用房274.0m2,在原址上修建，平面及具体构造详见HQ(JS)—FJ—01-07号图。4.3坝顶高程复核根据《红旗水库除险加固工程初步设计报告》及相关批复文件，对水库溢洪道尺寸及坝顶高程进行复核。溢洪道溢流堰为宽顶堰，堰顶宽B=7m,堰顶高程757.80m（即正常蓄水位）为起调水位，采用堰流公式Q=mB7^H;i/2（m取0.36）进行调洪。经复核溢洪道尺寸及坝顶高程满足相关规范要求。4.4渗流及坝坡稳定复核4.4.1渗流计算（1）计算方法红旗水库大坝为4级建筑物，依照《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）,该坝的渗流计算采用有限元法，利用河海大学编“渗流计算分析程序”计算。（2）计算工况石梯子水库大坝安全评价浸润线的计算工况为：1、上游正常水位757.80m时的稳定渗流情况；2、上游设计洪水位758.45m时，可能形成渗流的情况；3、上游校核洪水位758.78m时，可能形成渗流的情况；4、上游正常水位757.80m骤降到死水位752.19m时，可能形成渗流的情况。（3）结论n经计算，坝体单宽渗流量较为正常，大坝的渗透坡降均小于允许渗透坡降，理论上认为大坝不可能发生流土和管涌现象,故该工程的渗流性态为安全。4.4.2坝坡稳定计算（1）计算方法坝坡稳定计算采用有效应力-毕肖普法，利用河海大学编"土石坝坝坡稳定分析程序”计算。毕肖普法确定安全系数的计算公式为:工{[（W±V）seca-«/?seca]tan（p'+c'bseca}[1/（1+tanatan^'/A"）]工[（W士V）sina+Mc/R]式中:w—土条重量；V—分别为水平和垂直地震惯性力（向上为负，向下为正）；u—作用于土条底面的孔隙压力；a—条块重力线于通过此条块底面中点的半径之间的夹角；b—土条宽度；0—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。（2）计算工况计算位置为大坝最大横断面处，计算工况有：1）正常工作条件：为水库正常蓄水位445.90m稳定渗流期的上、下游坝坡的稳定。n2）正常工作条件：为水库设计洪水位447.283m可能形成渗流的上、下游坝坡的稳定。3）非常工作条件：为水库校核洪水位447.755m可能形成渗流的上、下游坝坡的稳定。4）非常工作条件：为水库水位从正常蓄水位445.90m降落至坝前死水位437.90时，上游坝坡的稳定。据《中国地震烈度区划图》（1990年版），石梯子水库所在地区地震基本烈度小于VI度，坝坡稳定计算可不考虑地震影响。(1)结论经复核红旗水库大坝结构理论计算结果满足规范要求。n5设计变更4.1现场重大变更内容本工程无重大设计变更。2.2设计变更工程实施过程中与初步设计相比较发生了部分设计变更。批复设计变更的主要内容为：(1)为增强坝脚的稳定，将上游坝脚稔压重体的原坝脚從压重体前的粘土变更为干砌块石；(2)为了便于施工导流，将放水设施分部工程中涵管处新增①300的波纹管长50米；(3)由于涵管的基础地质条件较差，提高涵管的稳定性及开挖后所表露的情况，经鉴定基础承载力不能满足设计要求，将放水设施分部工程中涵管底部基础高程由751.43变更为751.18(软基段)并在其底部新增25cm厚的C15観垫层及块石垫层；(4)由于涵管基础地质覆盖层较深，为提高涵管的稳定性,放水设施分部工程中涵管底部基础髙程由751.58变更为751.33(硬基段)并在其底部新增25cm厚的C15论垫层；(5)由于左岸岸坡固埋(0+000.00〜0+010.00段)基础条件较差，开挖后为粘土，其密度较低、容易产生绕动基础渗漏,根据现场实际情况将梯形断面变更为长方形断面，详见设计变更资料；(6)由于下游坝坡渗流观测堰尾部设计无具体尺寸，根据n现场施工情况，具体尺寸详见设计变更资料；(1)由于下游坝坡渗流观测堰基础地质条件较差，且该部位常年集水，开挖后为淤泥，为达到设计要求，需开挖至基岩,根据现场施工实际情况，加深其观测堰相应断面，详见其变更资料；(2)在施工中由于条石紧缺，购买难度大，运输距离较远,为增强外观美观度，将溢洪道侧墙M7.5浆砌条石变更为C20腔,其断面尺寸按原设计尺寸不变；(3)在施工中根据施工现场实际情况，溢洪道中消力池底板开挖至貯747.00处时，该处基础为完整基岩，能够满足设计要求，将此处高程由设计高程744.18提高至▽747.00处进行消力池的施工；(4)根据现场施工实际情况，为增强坝面的美观度，将下游坝坡▽751.26处增加C15论面层厚10cm及卷扬机房护坡增加C15栓面层厚10cmo(5)新增溢洪道消力池末端梯步及溢洪道人行桥，具体位置及施工方案详见设计修改通知单。6设计文件质量管理我院长期坚持"科学管理、精心设计、信守合同、优质服务”的质量方针，实施精品战略，具有一整套完善的勘测设计产品质量管理制度和运行有效的质量保证体系，确保了各项出院产品的质量。在本工程的设计过程中，我院一直坚持实行全面质量管理，全面贯彻执行GB/T19001标准，具有严格的质量管理基础和完善的质量保证体系。本工程设计项目部专业人员均具有中、高级技术职称，且多为专职参加该工程的各项设计工作。设计工作实行严格的过n程控制，坚持实行事前指导、中间检查、严格校审的三环节管理。在项目开始时编制设计大纲和专业工作大纲，正确使用有效规程规范，采用合理的设计方法。在生产过程中，各级技术负责人分级在质量管理点进行检查指导，专业人员不但要对产品进行自检，还要按照校审人员和质量管理点检查的意见处理,并记入计量检查表。项目严格实行分级校审，按照项目产品的设计阶段、专业产品在项目中的重要性、产品的质量责任，依据我院和项目部关于各级技术人员技术岗位责任制和产品校核分级规定进行校审，校审情况在运行卡记载。运行卡随产品归档。设计过程中对重大技术问题聘请咨询专家进行咨询，以确保产品质量。坚持实行产品定期抽查评审制度。评审中发现的问题，评审组发出整改通知，有关单位按照要求限期完成整改，提交整改报告。不定期的征求业主和管理人员意见和建议，了解项目运行情况，不断总结经验教训，改进设计工作。n本过程设计过程及产品质量均满足现行规程规范，同时还满足我院的下列标准要求:《质量手册》(QG/CHIDI04A-2000B/0)《程序文件汇编》(QG/CHIDI04B01-B22-2000B/0)《作业文件（一）》(QG/CHIDI04C01-2000B/0)《作业文件（二）》(QG/CHIDI04C02-C15-2000B/0)涪陵区红旗水库的大坝安全鉴定、除险加固工程初步设计和技施设计严格按照现行国家和水利水电行业标准进行设计，满足《重庆市涪陵区红旗水库大坝安全鉴定及除险加固初步设计、技施设计合同》（2007年7月30日签订）约定的标准，在施工过程中未发现由于设计造成的工程返工和质量问题。7设计服务5.1技术交底根据合同规定以及工程进度计划和工程实际进展情况，对施工图纸、技术文件认真进行技术交底工作，解释设计意图。有关生产专业均及时派出设计人员到工地现场，进行技术交底。对关键工程部位，除设计人员到现场进行技术交底外，还应把交底情况向专业领导和项目负责人汇报。5.2现场设计变更在施工过程中，根据施工现场地质情况以及工程实际情况或业主要求，进行现场设计更改。需对工程局部设计进行更改的工作，一般由原承担设计的专业进行；若关键工程部位和设计方案的现场设计变更则由项目负责人组织进行复核，并由院批准，按《设计评审程序》、《设计更改管理程序》执行。现场n设计变更复核一般由专业处拟稿，项目负责人批准。5.3关键工程部位和隐蔽工程验收工程施工中，根据合同要求按时参加了各个关键工程部位和隐蔽工程的验收。验收过程中由项目负责人及时作好联系与协调工作，参加验收的设计人员认真、充分反映设计意见，并由项目负责人汇总后统一向有关方面提出。依据《重庆市涪陵区红旗水库大坝安全分析评价报告》、红旗水库《大坝安全鉴定报告书》和红旗水库管理所的委托，我院对红旗水库进行了除险加固工程初步设计和技施设计，严格履行设计合同中有关义务，并派专职设计人员负责现场设计服务，随时解决施工中出现的设计问题。8工程评价涪陵区红旗水库除险加固工程按设计批复，完成除险加固任务。该除险加固工程为一个单位工程，经业主单位组织的法人验收，工程质量等级为合格；该单位工程验收的质量等级经重庆市涪陵区水利工程质量监督站核定质量等级为合格。经过运行表明，工程运行正常，达到除险加固的目的。整个工程建设按设计批复完成，资金使用合理、管理规范，工程档案资料整理基本齐备，建议验收为合格工程。n9经验与建议9.1经验：(1)设置管理机构，明确管理机构职责。(2)明确工程管理范围和保护范围。(3)加强工程观测，明确观测项目，配置观测设备，增加人工巡视。(4)加强防汛抢险管理，做好防洪抢险预案。9.2建议：(1)加强对溢流堰面的运行观测。(2)加强对工程的运行监测，收集整理运行监测资料。(3)建议涪陵区政府安排资金对未完工程进行完善。(4)建议涪陵区政府安排资金对下游河道进行疏浚，保证水库行洪安全。n10附件10.1设计机构设置和主要工作人员情况表重庆市涪陵区水利电力建筑勘测设计院单位资质为水利水电工程设计甲级，《重庆市涪陵区红旗水库除险加固工程初步设计报告》编制工作人员：梅云、窦佳宏、刘天剑、余江、程太三；技施设计编制人员：王兴峰、邵长江；校核：彭建中、颜睿。10.2工程设计大事记2007年4月，涪陵区红旗水库经重庆市水利局鉴定为三类坝；2007年7月30日，签订《重庆市涪陵区红旗水库大坝安全鉴定及除险加固初步设计、技施设计合同》；2008年3月，完成《重庆市涪陵区红旗水库除险加固工程初步设计报告》的编制工作；2008年4月9日，以《重庆市涪陵区水利电力局关于红旗水库除险加固工程初步设计报告（复核）的请示》（涪水电发（2008）104号）上报重庆市水利局；2008年5月18日，重庆市水利局以《重庆市水利局关于涪陵区红旗水库除险加固工程初步设计的批复》（渝水农复〔2008〕77号）下达了初步设计批复；2009年2月。涪陵区水利电力建筑勘测设计院对红旗水库除险加固工程进行了技施设计。10.3技术标准目录工程设计采用的规范及主要参考资料:n①《水利水电工程初步设计报告编制规程》(DL5021-93)；②《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44-2006)；③《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)；④《水利工程水利计算规范》(SL104-95)；⑤《溢洪道设计规范》(SL253-2000)；(6)《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)；⑦《白蚁防治施工技术规程》(200-10-IDBJ50-034-2004)⑧《红旗水库大坝安全评价报告》;⑨《红旗水库大坝安全鉴定报告》;⑩《红旗水库除险加固工程初步设计报告》及批复文件。10.4现场照片