工程防汛方案.doc

一、度汛设计1.1工程概况 1.1.1水库地理、地貌及功能市水库保安达标工程位于市上溪镇黄山五村上游，距街道办事处所在地13Km。属钱塘江流域，东阳江支流。工程所在区域为浙中低山丘陵地貌，地面高程一般在100400m之间，库区内最高峰天公山海拔高度468.4m（1985国家高程基准），两岸山坡坡度上陡下缓，一般3040，河谷呈“U”型，山体走向一般北东向，河流方向南北向。流域内林木繁盛，植被良好。根据市水务局先存技术档案描述（档案名：水库枢纽工程，档案号：ZK423）,水库建设过程如下：水库于1964年开始建设，主坝设计坝型为心墙坝。原设计规模为坝顶高程172.99-173.38米。1.2.2工程现状概括水库控制域面积0.415 Km2,主流长度0.852km。大坝坝型经地质勘查后确认为均质坝。水库是一座以灌溉为主结合防洪、养殖等综合利用的小（二）型水库。水库枢纽由大坝、放水隧洞、溢洪道等组成。根据防洪标准（GB5020194）、水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）和碾压式土石坝设计规范（SL2742001）以及市万分之一地形图、五百分之一地形图、地质勘探资料等，确定水库主要特征性指标为：水库规模为小（二）型水库，设计洪水标准为50年一遇（即p=2%）,校核洪水标准为500年一遇（即P=0.2%）。2.工程主要存在的问题及安全技术认定结论2.1主要存在的问题水库大坝安全技术认定于2006年4月25日在后宅街道办事处召开了水库安全技术认定报告论证会，水库主要存在以下问题：（1）坝体渗漏问题地质勘探和土工试验成果：主坝、副坝填筑土渗透系数多数大于1*10-4cm/s,不能满足碾压式土石坝设计规范（SL2742001）要求，存在一定渗透性。渗流稳定计算成果：各种工况下，主副坝体内的浸润线位置和下游出逸点位置均较高，最大总渗透坡降均大于允许渗透坡降，极易产生渗透破坏。（2）大坝接触段和基岩渗漏问题：主坝、副坝填筑土与基岩接触带由于土料性质及压实不够存在渗水通道。渗透稳定计算显示，该通道的渗漏量和渗透流量流速较大，容易产生集中渗漏。基岩据压水试验显示坝基局部地段的基岩渗水性较大，存在渗水通道。（3）主坝及副坝土均为分散性土，在雨水和长期渗流条件下易被分解、冲蚀和潜蚀，为坝体隐患。须做好坝体保护和排水措施。（4）主坝机构稳定不能满足碾压式土石坝设计规范SL2742001标准要求，可能存在失稳隐患，必须通过工程措施予以解决。（5）大坝外观不达标：坝顶不平整，坝坡护砌不完善、凹凸不平，不规则，下游未设置排水体。（6）放水设施及把内放水涵管老化失修，为一大安全隐患，达不到千库保安要求，存在结构性安全问题；（7）溢洪道出口无消能设施，出水行洪不畅，泄洪易危及大坝和村庄安全。（8）无水位和大坝位移沉降、渗流观测设施。（9）上坝道路路况较差，造成管理不便。（10）水库存在淤积，造成库容减少，影响放水设施运行。（11）坝脚紧接村庄，群众产生生活对大坝造成破坏。坝下的水塘和水井影响大坝安全。2.2安全技术认定结论及建议处理方案2.2.1安全技术认定结论由于水库存在上述主要问题，其水库大坝存在严重安全隐患，根据浙江省中型水库大坝安全鉴定及小型水库大坝安全技术认定大纲（试行）和浙江省小型大坝安全技术认定办法以及水利部颁布的水库大坝安全鉴定办法和水库大坝安全评价导则（SL258-2000）的有关小型水库大坝安全状况分类标准，该水库为三类坝，即危险水库。2.2.2建议处理方案1、对大坝进行套井回填防渗加处理，在大坝填筑上与基岩接触带设高度1.0m的1：4水泥土。套井位单排布置，老涵管处打三排套井回填。2、通过帷幕灌浆解决基岩渗漏问题，帷幕灌浆孔间距为3.0m,帷幕灌浆深度深入相对不透水层以下5.0m。3、根据防洪要求确定坝顶高程，大坝表面护砌，下游设排水体。4、对原副坝侧溢洪道进行封堵，利用主坝侧溢洪道泄洪，溢洪道下游泄洪渠接入下游溪中。5、放水设施改造，对原有坝下涵管采用1：2水泥砂浆灌浆封堵，进水口、出水口C20砼回填封堵，套井与原有坝下涵管交接处采用C20砼回填封堵1米。6、上坝道路采用泥结石路面，路面宽度3.5m。7、增设水位及大坝位移沉降观测设施。8、水库清淤。2.2.3初步设计阶段施工导流1、导流时段根据本地区的水文情况，该工程导流及度汛时段可划分为非汛期、梅雨期和台汛期。具体时段为10月16日次年4月15日为非汛期，4月16日7月15日为梅雨期，7月16日10月15日为台汛期。坝址区各期不同频率设计的最大流量值详见表11表11 各期不同设计频率洪水最大流量表 单位：m3/so流域位置分期p=50%p=33.3%p=20%p=10%p=5%p=2%坝址非汛期192327/汛期881091301572、导流标准根据防洪标准（GB5020194）、水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）和碾压式土石坝设计规范（SL2742001），结合水库现有防洪标准，水库设计洪水标准为50年一遇（即P=3.33%），校核洪水标准为500年一遇（即P=0.33%）。工程等别为等，永久性主要水工建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。导流洪水标准为5年一遇。3、导流方式结合本工程建筑物特点，水库施工期间导流方式如下：1）计划在08年至09年3月，水库通过大坝输水涵管放空，对主副坝、溢洪道、虹吸管施工，施工期间来水可由大坝输水涵管下泄。2）计划在09年3月至09年4月，对大坝输水涵管封堵，施工期间来水可有虹吸管下泄。在09年5月底，水库少量蓄水。3）09年5月至09年8月，施工期间来水可由虹吸管下泄。4、导流建筑物设计水库除险加固期间的施工导流主要通过原主副坝输水涵管、新建虹吸管下泄上游来水。坝顶高程为120.50，设计虹吸管进水高程为108.0，原来老坝（主坝）放水涵管进水口管内底高程为105.125，（副坝）放水涵管进水口管内底高程为111.750.在虹吸管施工过程前，可以利用主坝放水涵管将水位控制在105.200.确保虹吸管干地施工。5、施工期间下游供水灌溉计划在水库放空后，下游供水灌溉一部分由天然来水及小水库供水灌溉解决。3.水文3.1水文气象市水库位于市上溪镇黄山五村上游，距街道办事处所在地13Km左右。属钱塘江流域，东阳江支流。水库设计原设计坝址及水面积0.415Km2、主流长度0.852Km。工程所在区域为浙中低山丘陵地貌，地面高程一般在100400m之间，库区内最高峰天公山海拔高度468.4（1985国家高程基准）,两岸山坡坡度上陡下缓，一般3040，河谷呈“U”型，山体走向一般北东向，河流方向南北向。流域内林木繁盛，植被良好。3.2气象水库流域属亚热带季风气候区，四季分明，雨量充沛，以温和、湿润、多雨为主要特征。多年平均降水量约1342mm，降雨主要为春雨、梅雨和台风雨，年纪变化很大，年内分配也很不均匀，其中47月的梅雨为形成大洪水的主要原因。流域多年平均气温16.9，月平均最高气温34.6（7月份），月平均最低气温1.3（1月份），极端最高气温40.3，极端最低气温-10.7。3.3基本资料水库坝址以上、以下流域没有雨量站和水文站，邻近流域也无相关资料。3.3.1工程等级与防洪标准根据防洪标准（GB5020194）、水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522000）和碾压式土石坝设计规范（SL2742001），结合水库现有防洪标准，水库设计洪水标准为50年一遇（即P=3.33%），校核洪水标准为500年一遇（即P=0.33%）。工程等别为等，永久性主要水工建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。3.4洪水3.4.1计算方法由于水库坝址以上、一下流域没有雨量站和水文站，邻近流域也无相关资料，因而无法用直接法推求水库的设计洪水，只能利用间接法来计算设计洪水。本次复核主要依据规范是水利水电设计洪水计算规范、浙江省短历史暴雨（2003年2月）以及浙江省小流域洪水计算推理公式等。3.4.2流域特征参数根据1/10000地形图量算，水库控制流域面积为0.415Km2,流域最大汇流长度为0.852Km.3.4.3暴雨频率计算该水库原设计按照规模达到小（一）型水库进行，现状水库虽为小（二）型水库，但考虑到水库的重要性，根据水利水电设计洪水计算规范和防洪标准确定的水库建筑物等级和型式，洪水标准为5030年一遇设计，1000300年一遇校核。本次洪水安全复核采用洪水标准为50年一遇设计（p=2%），500年一遇校核（p=0.2%）.对于面积较小的流域，对一天、三天设计洪水过程的实际计算分析，可知水库的洪水位取决于一天的设计洪量，而与最大洪峰及三天洪水总量关系不大，根据该流域的暴雨及洪水特性，本次以最大24h的设计暴雨量进行设计洪水的峰、量控制，按无资料地区计算方法计算洪水。3.4.4设计暴雨 （1）设计点雨量、面雨量变差系数Cv查算因水库集水面积10km2，根据浙江省短历时暴雨图集说明，可用点雨量代替面雨量，由图集查得各种历时相应的点雨量即为流域面雨量，见表3.41，表3.42：表3.41设计流域点雨量均值、Cv值历时点号10min1hr6hr24hr1均值18406595Cv0.380.450.450.48平均均值18406595Cv0.380.450.450.48流域面雨量变差系数Cv、偏态系数Cs及各频率模比系数Kp均由图集查得，其中Cs/Cv=3.50.设计与校核频率各历时暴雨详见下表：表3.42设计流域点雨量计算表历时10min1hr6hr24hr平均点雨量H均值18406595Cv0.380.450.450.48设计点雨量HpP=2%36.3689.80145.93223.25P=0.2%48.60125.40203.78317.30（2）暴雨衰减指数根据时段不同采用图集介绍公式计算，计算结果见下表3.43：表3.43分级暴雨衰减指数n 值计算表ti=10-60min之间ti=1-6h之间ti=6-24h之间n1,6=1+1.285lg(H10/H60)n1,6=1+1.285lg(H10/H60)n6,24=1+1.66lg(H6/H24)历时10min1hr6hr24hrHp2.00%36.3689.80145.93223.25ni0.4954400.729050.693280.20%48.60125.40203.78317.30ni0.4710200.729050.68056根据浙江省推理公式法，本工程流域特征值为：集雨面积：F=1.72lm2 主流长度：L=1.706km河槽坡降：J=42.69 下垫面类别：类地理参数：=5.54 汇流参数：m=0.604稳损（mm）：1mm/hr 初损（mm）:10mm汇流时间用迭代法求得，为：P=2% t=0.98hrP=0.2% t=0.88hr推求暴雨及洪水过程采用1h时段划分。按照图集介绍的方法，设计和校核工况的时段雨量为：ti在10-60min之间时：Hi= H10 (ti/10)1-N10,60ti在1-6h之间时：Hi= H6 (ti/6)1-N1,.6ti在6-24h之间时：Hi= H24 (ti/24)1-N6,24表3.44设计频率p=2.00%时段雨量推算表序号设计频率p=2.00%t=1hrti (hr)Hi(mm)H(mm)ni1189.8089.800.72905220.72905330.72905440.72905550.72905660.69328770.69328880.69328990.6932810100.6932811110.6932812120.6932813130.6932814140.6932815150.6932816160.6932817170.6932818180.6932819190.6932820200.6932821210.6932822220.6932823230.6932824240.69328表3.45设计频率p=0.2%时段雨量推算表序号设计频率p=0.20%t=1hrti (hr)Hi(mm)H(mm)ni11125.40125.400.72905220.72905330.72905440.72905550.72905660.69328770.69328880.69328990.6932810100.6932811110.6932812120.6932813130.6932814140.6932815150.6932816160.6932817170.6932818180.6932819190.6932820200.6932821210.6932822220.6932823230.6932824240.69328（3）设计暴雨和过程24小时雨型按下列规则排列（t=1小时） （1）时段雨量老大项末时刻排在18：00，时段雨量老大项排在老大项的左边；（2）其余项从大到小奇数项排列在左边，偶数项排列在右边，当右边排满24：00后，余下各项时段雨量从大到小都排在左边。净雨量计算按照初损后损法扣损，初损雨量10mm，稳损为1.0mm/h。净雨过程及洪水过程见下表：设计流域对应频率P设计暴雨（净雨）过程表初损（mm）=10.00；稳渗(mm)=1.00序号设计频率p=2.00%t=1hr序号设计频率p=0.20%t=1hrti (hr)Hi(mm)Hi净(mm)ti (hr)Hi(mm)Hi净(mm)1242.900.0012233445566778899101011111212131314141515161617171818191920202121222223232424洪水过程计算表时段设计频率p=2.00%时段设计频率p=2.00%BkQK(m3/s)BkQK(m3/s)112233445566778899101011111212131314141515161617171818191920202121222223232424从表可知，设计洪峰流量：Q2%=45.73m3/s, Q0.2%=70.45m3/s.该流量同档案资料（ZK42-35）及水库安全普查表（2003年2月）中的洪峰流量比较情况见下表：项目流量（m3/s）地理参数频率50年一遇500年一遇集雨面积主流长以往档案本次计算差值本次计算成果与原设计成果稍有差别，主要是由计算方法以不同及流域特征有所差别造成的。原设计的设计洪水过程的计算时根据原浙江省小型水库推理化公式及当时暴雨等值线图进行计算的，本次复核计算的设计洪水过程是按照浙江省短历时暴雨（2003年2月）以及浙江省小流域洪水计算推理公式等。3.5水库调洪3.5.1水库调洪计算原则（1）其调水位根据原设计，水库溢洪道开设在主坝左岸的天然垭口，该垭口在1979年对大坝进行增高续建时进行了一定开挖，但由于大坝未能施工到设计顶高程，该溢洪道也未能完工，处于开挖毛胚阶段。也一直未能使用。主坝右岸溢洪道的进口底高程实测为118.71米，同副坝顶最低点测高程118.47米相近，即副坝漫顶时，该溢洪道都不能溢洪，所有洪水将通过副坝右岸的临时溢洪道溢洪。因本水库工程现有规模未达到原设计规模，副坝顶高程主坝顶高程低许多，水库实际蓄水按照副坝顶高程进行计算控制，在副坝右岸靠山体开设了临时溢洪道，使用至今。临时溢洪道进口高程为115.0m（相应的库容为39.93万方）。本次设计对副坝侧溢洪道进行封堵，利用主坝右岸溢洪道进行泄洪，防洪复核中起调水位根据水库50年一遇设计洪水不淹没杭金衢高速公路路基为原则进行控制，确定正常蓄水位为118.0m。（2）水库水位库容曲线 根据实测水库库区1：2000地形图，按照等高线勾绘量算，得出的水库水位水面积库容计算表如下：表3.51水库水库水位水面积库容计算表等高线数值水面积分层库容累计总库容翻阅档案资料，水库水库水位库容计算如下：表3.52水位高程原库容水位高程原库容原高程系换黄海高程原高程系换黄海高程水库水位库容曲图如下：（3）泄流建筑物水位-泄量关系曲线由于没有泄流试验资料和实测资料，本次复核计算无法对原泄流建筑物的水位-泄量关系进行复核，所以本次复核计算采用下式来计算不同溢流水深时溢流堰下泄流量。 Q=csmb2gH03/2式中：c -侧收缩系数，取1.0； c -淹没系数 m-自由溢流的流量系数 b-溢流宽度（m） H0-包括行近流速的堰前水头，本处不计流速水头（m）。具体成果见下表。库水位H（m）溢洪水深h（m）溢洪道以上库容V（万m3 ） 泄流量q(m3 /s)118.003.5.2水库调洪计算采用单辅助线进行调洪：（根据3.5.1确定）溢洪道溢流堰顶高程即正常水位118.0m。由联立方程q22V2/t=Q1Q2-2q1q12V1/t进行调洪演算。a）、设计洪水标准：相应库水位118.95m,相应库容74.5188万m3 ,调洪库容Wp=2%=9.288万m3 ,洪峰流量Q p=2%=45.73m3 /s,调洪后下泄流量Q/ p=2%=24.787m3 /s;调洪演算成果见如下表：表3。5-4b)、校核洪水时，相应库水位119.29m，相应库容78.0773万m3 ，洪峰流量Qp=0.2%=70.45m3 /s，调洪库容Wp=0.2%=12.797万m3 调洪后下泄流量Q/ p=0.2%=38.696m3 /s，调洪演算成果见如下表：表3.5-5 表3.5水库洪计算表（50年一遇）T= 3600 秒调洪时段入库流量Q(m3 /s)时段平均入库流量（Q1Q2 ）/2(m3 /s)V/Tq/2(m3 /s)出库流量q(m3 /s)库水位H(m)012345678910111213141516171819202122233.5-5水库洪计算表（500年一遇）T= 3600 秒调洪时段入库流量Q(m3 /s)（Q1Q2 ）/2(m3 /s)V/Tq/2(m3 /s)泄流量q(m3 /s)库水位H(m)012345678910111213141516171819202122234工程现状面貌及进度计划水库达标工程于2008年6月12日开始施工，目前进展顺利，至2009年6月1日，其主体工程现象面貌如下：1）大坝工程 （1）已完成项目：上坝道路，套井已完成1/4。 （2）未完成项目：2）放水设施 （1）已完成项目：虹吸管的安置及方包砼。 （2）未完成项目：出水口出水池。3）溢洪道：正在进行基础开挖4）上坝道路 （1）已完成项目：路基及挡墙。 （2）未完成项目：路面砼。目前完成总工程量占合同70%。根据目前施工条件，计划安排如下：1）大坝工程 2009年6月30日以前完成灌浆及库内观测设施施工。计划5月底完成主、副坝所有迎水坡工程项目。2）放水设施 2009年6月30日前完成虹吸管所有工程项目。3）洪溢道2009年7月30日前完成溢洪道所有工程项目。4）上坝道路2009年9月底完成。5度汛主要任务2009年水库度汛主要任务1）确保大坝虹吸管能正常运行，确保大坝在汛期内安全度汛。2）确保施工单位人员、财产的安全。3）确保上、下游人民生命、财产的安全。二、汛期施工计划措施1、水库保安达标工程于2008年11月12日开工，计划工期12个月，计划完工日为2009年11月11日，目前已完成合同的70%，剩余的工程计划在2009年10月31日前全部完成。度汛洪水标准为5年一遇。2、汛期施工计划方案及保证措施 （1）汛期施工计划安排2009年6月25日完成下游排水系统。 （2）工程保证措施组织措施：进入汛期施工，阴雨天气较多，对工程进度影响较大，必须加强管理，精心组织，增加人员、设备，加大施工强度，充分利用晴好天气加班加点，保证施工计划方案的实施。技术措施：从施工测量放样、技术交底、施工、质量检查，项目部技术人员现场跟踪进行技术指导，严格执行各项操作规程，严格按规范施工。管理措施：对计划施工项目，项目部五大员详细进行技术分工，各施其责，根据掌握的气象信息，有计划地投入人力、物力和财力。合理储备工程所使用的材料，保证工程按计划顺利进行。3、汛期施工人员、机械设备、材料撤离方案及路线。根据本工程施工现场的布置，管理及作业人员生活区距离施工现场较远，基本上处于安全地带，在出现紧急情况时所需撤离的主要是施工现场的材料、机械设备和作业人员。目前上坝道路修筑已基本完成，可作为汛期安全撤离的道路使用，大坝两端紧靠山体，地势较高且比较平缓，如出现紧急情况也可以将人员、材料、设备等临时转移到山坡上安全地带。4、超标准洪水应急预案 （1）以最快速度降施工现场的人员、设备及材料安全撤离或快速转移到安全地带。 （2）对超标准洪水量采用蓄、排相结合，及时泄洪，防止漫坝，保证在建工程不受到损害。 （3）在汛期，及时的收集天气预报。如果有连续强降雨来临，及时的将水库水位控制在正常蓄水位118.00以下5米。5、度汛主要水位库容控制 在汛期，如果有连续强降雨情况出现时，采取轮流值班制度（值班安排如附表A）。主要措施及分析如下：当水位是113.00时，对应库容为253049 m3；当水位是115.00时，对应库容为399300 m3。在汛期水库库容控制在253049 m3399300 m3（即水位控制在113.00-115.00），机动库容为146251 m3。即当水位115.00时，大坝挡水；虹吸管排水，如果水位还无法控制时，对应的增加水泵排水。如仍不能满足泄洪量要求，当水位上升至118.0米高度，就启动下游群众转移方案。施工单位抗洪抢险汛期轮流值班成员表 附表A姓名职务联系电话三、渡汛组织及保证措施1、工程安全渡汛领导机构、人员及联系方式。见附表1。2、工程抢救队伍、防汛物质储备及渡汛相关工作制度。 （1）工程抢险队伍的组织安排。抢险人员：40人，分两个对，即石工队20人；混凝土施工队20人。抢险机械：挖掘机2台，铲车2部，5吨自卸汽车5辆。 （2）防汛物质储备储备草袋、编织带2000条，放水塑料布1500平米，粘土500方，水泥、砂石料适量，绝缘电缆线200米，4寸抽水泵3台，4寸输水管200米，铁锹30把，松木桩100根。3、渡汛工作制度 （1）统一号令，一切行动听指挥。 （2）分工负责，各尽其职。 （3）坚持24小时防汛值班制度，落实人员，明确责任，听从指挥，发现异常情况及时报告。 （4）建立奖惩制度，对防汛工作中能尽职尽责表现出色者给予一定得奖励，凡不能坚守工作岗位，玩忽职守，给防汛工作造成损失者将严肃处理。4、下游人员转移预案渡汛期间若持续降水，库内水位接近118.00米高程，且仍在继续降水，本防汛机构将启动下游人员转移预案，有计划地将居住在下游危险地带的人员转移。附表1抗洪抢险领导班子成员表姓名职务联系电话四、人员转移预案1、影响范围水库总库容为78.08万m3，如果在高水位时出现险情，一旦溃决，将严重威胁下游人们生命财产安全。到时高流速水流掺带砂土将冲回或淹没水库下游村落土地及人民生命受到威胁。2、转移和安置方案岭角水库下游受影响区域的群众应被预先告知转移路线、安置地点和报警信号，并使之家喻户晓。按照就近的原则实施转移，有后宅街道办事处负责，公安部门协助。各村群众按照分片包干的办法，当后宅街道办事处街道险情的警报时，街道主要领导立即通知联村干部落实到每个村、组、直接到护、人。当接到险情警报时，镇、村干部应通知下游受影响区域的群众处于转移准备状态。一旦险情发展为重大险情，所有下游受影响区的群众立即转移方案转移。3、转移组织、指挥水库发生险情时，由市防指挥命令后宅街道主要领导，通知下游群众做好转移准备。当险情发展为重大险情，立即组织群众转移。群众转移由后宅街道全面负责。4、水库预警及报警1）当水库大坝发生重大险情，有可能溃决时，采用有线电话、当地政府的广播向下游各村和分片负责人及相关单位负责人，各村和分片负责人要 通知到每个人，必要时也可采用对空鸣枪示警。有溃决危险时的警号、标志、事先向沿途群众广泛宣传、做到家喻户晓。发布警报机构和权限：由后宅街道分布。 2）出险标志，出险、抢险地点，白天挂红旗，夜间高挂红灯。3）解除警报 经过抢险，使大坝转为危安，不致于溃决时，由水库大坝现场抢险指挥发布解除紧急状态预警。采用有线电话、当地政府的广播向下游村庄及相关单位发布解除紧急状态预警；同时用手机通知下游各村和分片负责人及相关单位负责人。5、抢险物质贮备储备草袋、编织带2000条，防水塑料布1500平米，粘土500方，水泥、砂石料适量，绝缘电缆线200米，4寸抽水泵3台，4寸输水管200米，铁锹30把，松木桩100根。6、水库下游各村、组联系人名单与紧急撤离方案：村名行政村负责人镇联村干部撤离方式避险地点姓名电话姓名电话