2016年重庆市某水库整治工程设计方案书.doc
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1、工程设计证书证书等级:证书编号: 重庆市XX区XX水库整治工程初步设计报告二一一年三月目录1工程概况11.1工程基本情况11.2大坝安全鉴定结论11.3除险加固的必要性21.4除险加固概述21.5水库工程特性表32水文72.1基本资料72.2设计洪水复核82.3坝顶高程复核173工程地质193.1工程地质概述193.2主要建筑物工程地质234主要建筑物除险加固设计264.1工程等级和洪水标准264.2枢纽工程除险加固设计274.3工程观测设计484.4附属设施设计494.4大坝白蚁防治设计505电器和金属结构525.1金属结构526工程管理546.1管理机构及管理办法546.2主要管理设施55
2、6.3运行管理566.4施工期工程管理597施工组织设计607.1施工条件607.2施工导流627.3料场的选择与开采627.4主体工程施工637.5施工总布置667.6施工总进度688工程征占地708.1工程征占地708.2工程征占地概算709水土保持及环境保护729.1环境状况影响及预测分析729.2环境影响综合评价759.3水土保持7610工程投资概算7810.1编制说明7810.2工程投资概算表8211效益分析8411.1工程概况8411.2水库整治后效益分析8411.3国民经济评价8511.4财务分析93附 图大坝整治平面布置图 CSJS初设001大坝整治剖面图 CSJS初设002大
3、坝整治立面图 CSJS初设003溢洪道布置图 CSJS初设004放水塔结构图 CSJS初设005006大坝灌浆平面布置图 CSJS初设007大坝灌浆纵剖面图 CSJS初设008监测设施平面布置图 CSJS初设009管理房结构图 CSJS初设010大坝施工平面布置图 CSJS初设011施工进度图 CSJS初设012根植三峡 服务水利 第 96 页1工程概况1.1工程基本情况XX水库位于重庆市XX区双龙镇罗围境内。水库大坝距双龙镇6.5km,距XX城区19.0km,村级公路通至大坝坝顶,交通较为便利。XX水库地理位置图如下:XX水库属长江水系龙溪河流域的一条支流,是一座以灌溉为主,兼防洪等综合效益
4、的小(2)型水库。水库坝址以上自然集雨面积0.40km2 ,多年平均径流总量20.00万m3 ,设计总库容36.31万m3,正常库容31.08万m3,死库容4.40m3,控制灌溉面积868亩。根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)的规定,坝枢主体工程属V等小(二)型工程,主要建筑物为5级,次要建筑物为5级。枢纽工程由大坝、溢洪道、放水设施组成。1.2大坝安全鉴定结论根据重庆市XX区XX水库大坝安全鉴定论证报告:XX水库大坝工程质量不合格;运行管理差;大坝现状抗洪安全性为C级;大坝渗流安全性为C级;大坝现状变形安全性为B级;结构安全性为B级。根据水库大坝安全评价导则(SL25
5、82000)和水库大坝安全鉴定办法(水管199586号)的分类标准,将本工程判别为三类坝。1.3除险加固的必要性本工程系三类坝,水库现状防洪能力达不到20年一遇设计洪水、200年一遇校核洪水标准。水库下游有人口1500人,农田2500余亩,渝宜高速0.5km。水库失事将给人民群众财产带来巨大损失,且严重威胁着人民群众的生命安全。因此,尽快对水库枢纽进行除险加固XX,显得十分必要和紧迫。1.4除险加固概述1.4.1除险加固主要内容本次除险加固初步设计是依据重庆市XX区XX水库大坝安全鉴定论证报告和XX区XX水库工程地质勘察报告进行。XX水库除险加固的主要内容如下:1.整治大坝使其满足结构安全及水
6、库抗洪能力的要求;2.解决大坝坝体和坝基的渗漏问题;3.整修溢洪道,使溢洪道满足水库泄洪要求;4.改造放水设施,解决放水涵卧管的渗漏和结构破坏问题,恢复其正常功能;5.新建水库管理用房;修复涵管出口段干渠满足灌溉使用要求。6.完善水库大坝安全监测设施、防洪运行管理设施。通过对XX水库的除险加固,使水库恢复正常运行,充分发挥社会经济效益,保证水库自身和下游防洪渡汛安全。1.4.2工程投资概算工程静态投资376.91万元。其中建筑工程投资258.11万元、机电设备及安装工程投资9.10万元、金属结构设备及安装工程投资16.33万元、临时工程投资13.44万元、独立费用56.70万元、基本预备费17
7、.68万元、水保环境措施费5.55万元。1.4.3施工工期本次除险加固设计的主要工程量有:土石方开挖1930m3,土石填筑760m3,砼941m3,钢筋29.5t,帷幕灌浆1600m,充填灌浆1740m,砌石1080m3。要完成上述整治工程量,需工期6个月,预计从2011年10月开始,到2012年3月,工程整治结束。1.5水库工程特性表XX水库主要工程特性见表1-1所示。表1-1 水库主要工程特性表序号名 称单位“安全鉴定”整治后备注一水文特性1径 流集雨面积km20.400.40主河道长度km1.141.14主河道平均坡度83.883.8多年平均年降雨量mm1144.21144.2多年平均年
8、径流总量万m320.0020.002洪 水设计洪峰流量m3/s7.897.89P=5%设计洪水总量万m34.804.80P=5%校核洪峰流量m3/s12.3012.30P=0.5%校核洪水总量万m37.557.55P=0.5%二水库主要参数1正常水位m349.450349.450假设高程2死水位m342.366342.3663设计洪水位m350.084350.0844校核洪水位m350.401350.4015校核水位库容万m336.3136.316设计水位库容万m334.5634.567正常蓄水量库容万m331.0831.088死库容万m34.404.40三水库调节性能1调节性质多年调节多年调
9、节2年径流系数0.430.433库容系数1.331.33四大 坝1坝 型均质土坝均质土坝2坝顶高程m351.470m351.220m351.500m假设高程3最大坝高m12.0012.104坝顶宽度m2.603.003.005最大坝轴线长m182.00182.006最大坝底宽度m47.2050.127上游坝坡见大坝图8下游坝坡见大坝图五溢洪道1溢洪道型式正槽宽浅式正槽宽浅式2溢流堰顶高程m349.450349.4503溢流宽度m1.701.704设计最大下泄流量m3/s1.381.38P=5%5校核最大下泄流量m3/s2.532.53P=0.5%6陡槽(长宽)m24.701.7017.181.
10、707陡槽比降1:3.361:2.60台阶式8消能方式阶梯消能阶梯+底流消能六放水设备1卧 管放水塔放水孔:排数单排双层取水孔径m0.200.30孔与孔高差m3.00断面尺寸m0.40.4DN300底坡1:1.67-设计流量m3/s0.0860.0642涵管型式矩形浆砌钢管净空断面尺寸(宽高)m0.60.6DN300底坡11001100长度m42.042.0七工程量1土石方开挖m319302土石方填筑m37603混凝土浇筑m39414砌石m310805灌浆总进尺m33406钢筋制安t29.5八总工期月6九总投资万元376.911建筑工程万元258.112机电万元9.103金结万元16.334临
11、时工程万元13.445独立费用万元56.706基本预备费万元17.687水保环境措施费万元5.552水文2.1基本资料2.1.1概述XX水库位于重庆市XX区双龙镇的罗围境内,属长江水系龙溪河流域的一条支流。水库坝址以上自然集雨面积0.40km2 ,多年平均径流总量20.00万m3 ,设计总库容36.31万m3。安全鉴定时采用1:1万航测图量算复核。集雨面积为0.40km2,主河道长1.14km,河床加权平均比降83.8。本区农业以种植业为主,为水稻、玉米、油菜等粮经作物产区,田少土多,土地垦植率高,农耕发达,坡地天然植被较差,库区人类活动频繁,水土流失严重。2.1.2水文气象工程流域属中亚热带
12、湿润气候区,四季分明、气候温和、雨量充沛,无霜期长,湿度大,云雾多,日照寡,大陆性季风气候显著。春季气温回升快,但冷空气活动频繁,气温不稳定;夏季气温高,降雨集中,光照充足,多连晴高温;秋季气温下降快,秋雨连绵;冬季温暖,多云雾,霜雪稀少,全年降雨在时空上分布不均,洪水和干旱较为频繁。根据XX区气象局19592008年资料统计:多年平均年降雨量1144.2mm,多年平均蒸发量为1079.0mm,多年平均气温17.5,极端最高气温为41.1,极端最低气温为-2.3,多年平均最大风速12.1m/s, 最多风向NEW,多年平均日照1209h,多年平均无霜331天,多年平均相对湿度80%。2.1.3暴
13、雨洪水特性沿江河流域处在中亚热带湿润气候区,气候湿润多雨,常出现大雨或暴雨,暴雨一般发生在5月10月,大暴雨多发生在5月9月,一次暴雨过程多为12天,其中大部分雨量集中在24小时以内。该河为山溪性雨洪河流,洪水由暴雨形成,洪水过程陡涨陡落,其过程直接受暴雨的影响。根据有关资料统计,最大洪峰流量出现在5月9月。通过该河流洪水过程线分析,P=0.5%洪水涨退全过程为6.48小时,形成洪峰时间为1.00小时,峰型多为单峰。2.1.4流域洪水资料复核本工程流域洪水由暴雨形成,大暴雨多集中在7、8月,历时一般为1天左右,以一日暴雨强度最大。由于降雨年内分布不均,洪水发生季节与暴雨相应,且流域地处山区,河
14、流短,洪水陡涨陡落,过程线多以尖瘦的单峰型出现,具有山区洪水的特性。本工程无实测暴雨与洪水流量资料,经洪水调查,水库最高蓄水位为350.50m,出现于2007年7月。根据流域1/10000航测图,核实流域分水线,用求积仪算集雨面积F,用量线仪测算流域长度L,河道平均比降J。本次复核结果与安全鉴定成果基本一致,误差在1%以内,故采用安全鉴定成果:集雨面积F=0.40km、L=1.14km、J=83.80。2.2设计洪水复核2.2.1水库工程资料一、水库库容曲线:系“三查三定”时采用1:500实测库区地形图量算绘制而成的成果图。二、水库泄洪设施:溢洪道现状为开敞式溢洪道,堰顶高程H =349.45
15、0m,净宽b=1.70m,无闸自由出流,堰型为宽顶堰;修整后堰顶高程H =349.450m,净宽b=1.70m,无闸自由出流,堰型为宽顶堰。三、坝顶高程:大坝坝型为均质土坝,整治后大坝最大横断面坝高12.10m,顶宽3.00m,底宽50.12m,坝顶高程为351.500m。2.2.2设计洪水的推求一、设计洪水标准:据安全鉴定资料,XX水库大坝为均质土坝,水库总库容36.31万m。根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000及防洪标准GB50201-94之规定,确定为V等工程,主要建筑物为5级,次要建筑物为5级。根据规范,对土石坝,主要建筑物设计洪水标准为2030年,校核洪水标准为200
16、300年。鉴于XX水库库容小、下游保护对象重要性一般、失事后危害较小的实际状况,确定XX水库洪水采用20年一遇洪水作为设计标准,200年一遇校核洪水作为校核标准。与安全鉴定资料所定的防洪标准一致。二、设计洪水复核因本水库流域及其附近类似区,除暴雨外,无其它任何实测与调查资料。本次复核根据水利水电工程设计洪水计算规范SL43-93的规定,用短历时暴雨资料推求洪水。采用XX区气象站暴雨和四川省中小流域暴雨洪水计算手册(以下简称手册)1984年版中的暴雨资料进行暴雨分析计算。工程流域内无实测洪水及暴雨资料,距工程最近的有XX区气象站,XX气象站1/6小时、1小时、6小时暴雨资料为1980年2008年
17、,24小时暴雨为1959年2008年,各时段暴雨按年最大值独立选样,统计各时段暴雨,采用皮尔逊型曲线进行频率分析计算,以及查手册中的暴雨资料,各时段暴雨统计参数列于表2-1。表2-1 设计暴雨参数成果表 单位:mm 资料参数实测资料查手册1/6h1h6h24h1/6h1h6h24h均值17.041.174.492.416.039.673.893.6CV0.310.310.470.480.370.430.420.49CS3.5 CV3.5 CV(一)、推理公式法(1)洪水计算根据XX水库流域特征参数F=0.40km2,L=1.14km,J=83.78和暴雨统计参数,按推理公式法计算设计洪水。暴雨
18、参数设计雨力Sp及暴雨公式指数n,参数n在不同暴雨历时范围内,其取值不同。XX水库暴雨历时t在1/61小时范围内,故按暴雨历时t=1/61小时范围内的相应公式计算设计雨力Sp及暴雨公式指数n。即:SP=H1/6P(1/6)n1-1N1=1+1.285lg(H1/6P/ H1P)HTP=H1/6P(t/6)n1-1产流参数根据XX水库所在的地理位置、地质概况、植被较差;垦植度大、水土保持能力较弱,采用手册中表3-1盆地丘陵区的值统计系数公式:=4.8F-0.19、CV=0.18、Cs=3.5CV计算各设计值。汇流参数m根据手册中表3-2的m值综合成果表,经计算=3.276,盆地丘陵区的m值计算公
19、式:当=130时,采用公式m=0.400.204计算。(2)洪峰流量计算洪峰流量按推理公式法计算,计算公式如下:Q=0.278(s/n)F根据暴雨资料用推理公式法推求洪水计算成果见表5-2。(3)洪水总量计算采用四川省中小流域暴雨洪水计算手册推荐的径流系数法公式:WP=0.1HTPF(万m)其中值参考“四川省小流域暴雨径流综合成果”本片区值选用,计算得XX水库设计洪水总量列于表5-3。并将XX水库“三查三定”资料设计洪水成果列于表5-3进行比较。(二)、瞬时单位线法(1)相应参数暴雨损失量If根据设计流域重心位置在手册附图4-1中查得XX水库属于第I区,并从表4-1中查得暴雨损失量为If=25
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