水库除险加固工程初步设计.doc

目 录
1 综合说明 1
1.1 绪言 1
1.2 水文 3
1.3 工程地质 6
1.4 工程任务和规模 8
1.5 工程设计 9
1.6 机电、金属结构 14
1.7 消防 15
1.8 施工组织设计 15
1.9 工程占地 18
1.10 环境保护 18
1.11 水土保持设计 19
1.12 工程管理 20
1.13 设计概算 21
1.14 经济评价 21
1.15 节能设计 22
1.16 工程特性表 22
2 工程水文 26
2.1 流域概况 26
2.2 气象概况 26
2.3 设计洪水标准 26
2.4 径流 26
2.5 设计洪水分析 27
2.6 合理性分析 33
2.7 施工期洪水计算 34
2.8 水质与泥沙 34
3 工程地质 36
3.1 概述 36
3.2 库区工程地质条件 38
3.3 枢纽区工程地质条件 39
3.4 天然建筑材料 43
3.5 结论 43
4 工程任务和规模 45
4.1 地区社会经济状况 45
4.2 水利计 46
4.3 洪水调节 47
4.4 水库除险加固后规划指标规模 54
5 工程布置及建筑物 59
5.1 设计依据 59
5.2 工程总体布置 61
5.3 大坝加固工程 62
5.4 溢洪道防护工程设计 81
5.5 输水洞工程 84
5.6 其它工程 90
6 机电、金属结构 93
6.1 电气工程 93
6.2 金属结构 93
7 消防设计 96
7.1 工程概况 96
7.2 工程消防设计 96
8 施工组织设计 98
8.1 施工条件 98
8.2 施工围堰 99
8.3 料场 100
8.4 主体工程施工 101
8.5 施工交通运输 107
8.6 施工总布置 107
8.7 施工总进度 109
8.8 主要技术供应 112
8.9 施工管理 112
9 水库淹没及工程占地 114
9.1 水库淹没 114
9.2 本次除险加固占地情况 114
9.3 工程占地费用及标准 114
10 环境保护设计 117
10.1 工程概况 117
10.2 设计依据 117
10.3 环境保护原则 118
10.4 可能造成的环境影响预测 118
10.5 环境保护设计 119
10.6 环境管理与环境监测 123
10.7 环境投资概算 124
11 水土保持设计 126
11.1 编制目的 126
11.2 编制依据 126
11.3 项目工程概况 127
11.4 项目建设造成的水土流失预测分析 128
11.5 水土流失防治分区及措施总体布局 128
11.6 水土流失监测 130
11.7 水土保持投资概算 131
11.8 建议 134
12 工程管理设计 136
12.1 设计依据 136
12.2 管理机构 136
12.3 主要管理设施 137
12.4 工程管理运行 137
12.5 库区管理 138
13 工程概算 140
13.1 工程概况 140
13.2 投资主要指标 140
13.3 编制原则和依据 140
13.4 采用定额 141
14 经济评价 143
14.1 概述 143

14.2 国民经济评价 144
15 节能设计 149
15.1 节能设计依据及原则 149
15.2 电气节能的途径 150

III

1 综合说明
1.1 绪言
XX水库位于XX市XX县XX乡，长江流域唐白河水系XX河支流上，水库控制流域面积1.0km2，上游河道全长1.6km，平均坡降0.033，总库容49.2万m3。是一座以防洪、灌溉为主，养殖为辅综合利用的小(2)型水库。
XX水库1969年动工兴建，1972年蓄水。工程由XX县陈庄区组织当地群众施工。由于该工程建设于文革时期，设计前没有勘测资料，又缺乏整体规划设计，所以工程建成蓄水后不久便出现很多问题。“75.8”大洪水使XX水库水毁严重，1975年冬对水库进行了续建加固，重建输水洞、扩宽溢洪道。据参加施工者回忆，当时由于忙于赶任务，且受施工条件限制，施工质量较差，新老土结合面没有严格处理，对土料选用及碾压标准都没有严格达到设计要求。
XX水库为均质土坝，坝顶高程115.2m，无防浪墙，最大坝高为15.2m，顶宽4m，长315m。现状大坝桩号0+000~0+136坝段上游坝坡坡比为1：2.7，死水位至正常蓄水位有损毁严重的块石护坡，下游坡比为1：2.5，为草皮护坡；其它坝段无任何护砌工程，其中大坝桩号0+136~0+248坝段上游坡比为1:2.2，下游坡比为1:1.9，桩号0+248~0+315坝段上游坡比为1:2.6，下游坡比为1:2.4。另外，大坝下游无任何排水设施，且白蚁危害严重。
溢洪道是XX水库的主要泄水建筑物，位于大坝右岸，为开敞式，全长80m，现状底宽约15m，进口底部高程112.0m。现状两岸侧壁风化严重，下游无消能工程。
输水洞位于大坝左岸，进口分级卧管位于大坝桩号0+230处，洞身斜卧管位于大坝桩号0+248m处。现状进口底高程为104.7m，爬坡漏损坏严重，洞身为钢筋混凝土圆管，洞身直径0.4m。输水洞出口无消能设施。
2007年3月，在市水务局的直接领导下，XX市水利勘测设计研究院承担了对该水库大坝的安全鉴定工作。按照《水库大坝安全评价导则》（SL258－2000）进行了安全评价，在大坝和溢洪道勘探、测量成果基础上，结合水库施工及多年来的运行情况，对大坝防洪标准、工程质量、结构安全、渗流安全、大坝运行管理及安全检查等方面进行了评价，综合评价该水库大坝为三类坝，建议对其尽早进行除险加固。2007年4月22日，XX市水务局组织有关专家对《XX县XX水库大坝安全评价报告》进行了评审，在此基础上，设计人员根据专家评审意见，对报告进行了修改，河南省水利厅组织有关专家对《XX县XX水库大坝安全评价报告》进行了复核，设计人员根据专家评审及复核意见，对报告进行了进一步的修改。
工程存在以下问题：
1坝体填筑质量差，干密度偏低，主、副坝结合处坍塌严重。经复核，坝体抗滑稳定不满足规范要求。
2 大坝下游坝坡无排水设施，坡脚渗水；白蚁危害严重。
3 大坝桩号0+000~0+136坝段上游护坡干砌块石缺损、塌陷，无垫层；其他坝段上游无护砌，冲毁严重。
4 溢洪道底及两岸未做护砌，无消能设施，岸墙坍塌严重。输水洞无进出口闸门，斜卧管损坏，下游无消能设施。
5 无安全监测设施，管理房破旧不堪。
安全鉴定结论如下：
1.XX水库位于长江流域唐白河水系XX河支流上，下游紧邻沪陕高速，保护人口4000余人，位置重要。
2.经复核，水库防洪能力满足《防洪标准》（GB50201—94）要求。
3.大填筑质量差，坝体干容重低，干密度偏低，压实度不满足《碾压式土石坝设计规范》(SL274—2001)要求，上游块石护坡损毁，斜卧管毁坏，工程质量不合格。
4. 大坝桩号0+164~0+248坝段渗水严重；白蚁危害严重。渗流安全性为C级。
5.经复核，坝体抗滑稳定不满足《碾压式土石坝设计规范》(SL274—2001)要求，坝体断面达不到设计要求，大坝桩号0+164~0+248坝段坍塌严重，下游坝坡无排水设施；溢洪道底及两岸岸坡未护砌，坍塌严重，无消能设施。结构安全性为C级。
6. 无安全监测、管理设施。
综上所述，XX水库大坝病险严重，属三类坝。
1.2 水文
1.2.1 流域概况
XX水库位于XX市XX县XX乡属唐白河水系XX河支流，控制流域面积1.0km2。该流域属山丘区，水库上游河道主干长度为
31

1.2.5 设计洪水计算
由于XX水库附近无实测流量资料，因此，设计洪水采用河南省水文水资源局2005年编制（以下简称“05”图集），并经水利部审查批准的《河南省暴雨参数图集》，及河南省水利勘测设计院1984年编制的《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》（以下简称“84”图集）查取参数，利用小流域水文计算程序进行计算，以84图集与05图集得到的两种成果相互比较，并与邻近流域丰山水库进行对比。洪峰流量计算成果见表1.2.
表1.2 洪峰流量计算成果
重现期（年）
10
30
300
洪峰流量(m3/s)
25
33
50
1.2.6 施工期洪水计算
根据《水利水电工程等级划分标准》及《水利水电工程施工组织设计规范》，永久性工程为5级的水工建筑物，其临时建筑物级别为5级，设计洪水标准为枯水期五年一遇洪水标准。根据工程施工总体安排，XX水库围堰施工期为非汛期的11月～12月。
由于XX水库无实测流量资料，本次设计参考邻近的丰山水库的计算结果，利用面积比求得。经计算，XX水库5年一遇非汛期总来水量为3.2万m3。因输水洞施工期不泄洪，不需调算，直接由入库洪水总量加死库容4.4万m3的合计值7.6万m3，查水库水位～库容曲线得XX水库施工期洪水位为105.96m。
1.2.7 水质与泥沙
XX水库上游为浅山区，无生活污水及点污染源，据现场观察，库水清洁透明，无杂物，能够满足农田灌溉、水产养殖及人畜饮水水质要求。
XX水库运用至今，无详细的泥砂观测资料。根据本次安全评价阶段的现场实测，泥沙淤积高程为103.3m，查水位库容曲线知淤积库容为1.91万m3。XX水库运用40年，目前淤积量1.91万m3，则水库平均每年淤积量0.048万m3。水库死水位为104.7m，死库容4.4万m3，则此水库在不影响现状死水位及死库容情况下仍可运行近52年。
1.3 工程地质
1.3.1 库区工程地质条件
地形地貌：库区地貌形态成因简单，以剥蚀形成的低山丘陵、岗地地形为主，水库左岸为低山，山坡平缓，坡度一般为15°～30°，组成物质为花岗岩。右岸为岗丘，岗坡平缓，坡度15°，库区除风化剥蚀及水流冲蚀外，未发现大规模不良地质现象。
地层岩性：库区出露地层主要为燕山晚期（r53）中粗粒斑状花岗岩及第四系松散覆盖层。
地质构造：本区经历了中岳期、阿森特期、燕山期、喜山期等多期次地壳运动。受构造运动和混合岩化影响，岩层褶皱、扭曲及破碎强烈，裂隙产状变化较大。挽近期以来，构造运动渐趋微弱，本区构造稳定性属基本稳定区。
地震动参数：根据《中国地震动参数区划图》（GB18306--2001），工程区地震动峰值加速度值为0.05g，相应地震基本烈度为Ⅵ度。水库区地处构造稳定带，水库诱发构造型地震的可能性极小。根据有关规定，枢纽区建筑物可不进行抗震复核。
水文地质条件：水库库区内水文地质条件较简单，地下水类型主要为第四系松散岩孔隙潜水及基岩裂隙水，主要接受库水及降水入渗补给。地下水向河谷及库区发生径流，消耗于库面蒸发及排向水库下游。由于库区地层岩性、地质构造等较简单，水库建成以来未发生过库区渗漏现象。根据本区环境水文地质资料，环境水对混凝土无腐蚀性。
1.3.2 输水洞段工程地质条件及评价
输水洞的主要工程地质条件如下：
填筑土：岩性为中重粉质壤土，褐黄色，稍湿，软可塑状，压实度不合格率为64.5%，填筑质量差，分布于洞身左右两侧及洞身上部。
中重粉质壤土：棕黄色、黄褐色，可塑～硬塑状，含铁锰质结核。分布于输水洞下部，为输水洞基础的天然地基土。
坝体填筑土与洞身接合部位填筑质量差，压实度偏低，洞身变形毁坏，水库运行时造成接触渗漏病害。
建议对输水洞进行拆除重建或维修加固，对填土进行加固处理。
1.3.3 溢洪道工程地质条件及评价
溢洪道工程区所分布地层岩性为全风化及强风化花岗岩。
花岗岩：灰白色、淡红色，中粗粒结构，块状构造，岩体较完整，裂隙发育，表层全风化～强风化，裂隙发育，岩石较破碎。
1.3.4 天然建筑材料
该水库除险加固工程所需天然建筑材料主要为粘性土、砂、碎石和块石，除粘性土料可在库区直接开采外，其它材料均需从外地采购。
除险加固工程中，需一定量的防渗土料，经调查访问，大坝左侧下游300～500m处的岗地为中重粉质壤土，为Ⅰ类土料场，可开采储量可达到10万m3，可满足设计要求。
本次除险加固工程所需石料为碎石及块石。经调查，距水库20km西部山区有多处石料场，岩性为石英砂岩，品质纯正，储量丰富，是较好的块石料，同时也可轧成碎石，作为混凝土粗骨料。
工程区无砂料场，经调查，距离工程区20km的XX河分布有多处砂厂，可充分满足工程需要。
1.4 工程任务和规模
1.4.1 防洪标准
根据《防洪标准》(GB50201－94)和《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252－2000)的规定，水库总库容10～110万m3，属小（2）型水库，工程等别为Ⅴ等，根据水库下游保护对象的重要性，结合XX水库的实际规模和防洪任务，取防洪标准为：30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。溢洪道消能防冲建筑物的洪水标准按10年一遇设计。
1.4.2 工程规模
水库死水位104.7m，死库容4.4万m3，兴利水位112.0m，相应库容39.6万m3，设计洪水位112.87m，相应库容46.6万m3；校核洪水位113.2m，相应库容49.2万m3；工程规模属小（2）型，工程等别为Ⅴ等，主要建筑物级别为5级，次要建筑物级别为5级，临时建筑物为5级。
水库起调水位为112.0m，调洪演算成果见下表：
表1.3 XX水库现状调洪演算成果汇总表
重现期（年）
洪峰流量（m3/s）
起调水位（m）
最大下泄量（m3/s）
最高洪水位（m）
相应库容（万m3）
10
25
112.0
13.8
112.72
45.4
30
33
112.0
19
112.87
46.6
300
50
112.0
30.5
113.2
49.2
1.4.3 工程任务
1) 对大坝进行培厚加固；重建上游护坡，新建下游排水设施。
2) 拆除重建输水洞进、出口控制设施。
3) 新建溢流堰，对溢洪道进出口底板进行护砌，拆除重建左岸导水墙。
4) 完善管理设施，增设大坝监测设备。
5) 防治白蚁。
1.5 工程设计
1.5.1 设计依据
XX水库除险加固工程依据《XX县XX水库大坝安全评价报告》和XX市水务局出具的三类坝鉴定成果认定表、鉴定报告及省水利厅的核查意见，按照有关设计规范文件进行设计。
1.5.2 大坝加固工程
1.5.2.1 大坝工程存在问题
1.大坝坝基处理不彻底，坝体填筑质量差，坝基下全风化～强风化，属中等透水性，建坝时未进行防渗处理，存在坝基渗漏问题,坝顶中段路面出现不均匀沉陷。
2. 上游块石护坡无垫层及反滤层，风浪淘刷坝体细颗粒被带出，导致护坡块石损坏。下游坝坡无护坡，雨淋沟较多，致使水土流失，造成坝坡凹凸不平。桩号0+136～0+248段上、下游坝坡滑塌严重。
3.大坝存在白蚁危害，1986年对白蚁进行了药物治理，但目前坝体白蚁活动迹象十分明显，严重危害着大坝的安全。
1.5.2.2 大坝工程设计
（一）坝体防渗加固工程
坝体防渗采取水泥土搅拌桩加固处理方案，设计灌浆范围为大坝桩号0+206~0+315；水泥土搅拌桩布置在大坝轴线上，采用一机一头，直径0.45m，桩与桩之间搭接长度为0.15m；灌浆深度初步定为深入中重粉质壤土3m，具体深度由施工时试验确定。
（二）大坝培厚加固工程
本次设计大坝全坝段的上游坝坡、大坝桩号0+000~0136及0+248~0+315段的下游坡当现状坡度缓于1:2.5时，不需处理，当坡度陡于1:2.5时，按1:2.5的坡度来整平坝坡；在大坝桩号0+136~0+248段下游坡高程108m处新建1m宽马道，按坝顶至马道坡度为1：2:25、马道以下坡度为1：2.5来培厚加固坝坡。
（三）大坝上游护坡工程
大坝桩号0+000~0+136段迎水坡死水位至正常蓄水位设有干砌石护坡，原建于1972年，现状护坡大面积松动、塌陷、隆起，块石严重风化、剥落，整个坝坡高低不平，塌陷较为严重。大坝桩号0+136~0+315段迎水面自建库以来无护坡。
本次设计拟先把大坝按标准断面加固，护砌范围为死水位104.7m高程以上1米的全部坝坡。设计坝坡护砌材料由内至外分别为10cm厚碎石垫层，面层为14cm厚C20混凝土，伸缩缝为低发闭孔泡沫板，缝宽20mm。
（四）大坝下游坡工程
水库大坝背水坡野草丛生，本次工程设计铲除杂草，恢复背水坡平整度，并种植草皮。
大坝下游坡面现状无任何排水设施，本次除险加固工程，拟新建下游排水沟，采用 C20砼；新建大坝下游贴坡排水，顶部高程为不利溢出点高程加1.5m，即105.7m，表面采用0.12m厚砼预制块，下铺碎石垫层与粗砂垫层各0.15m厚。
（五）大坝坝顶工程
现状坝顶路面沉陷不均，凸凹不平，路面塌坑很多，本次设计将原坝顶路面清理平整，铺设20cm厚的泥结碎石，路面倾向下游侧设2%的缓坡，大坝两侧均设路缘石，路缘石采用厚10cm、高40cm的预制C20砼，埋深20cm，在路缘石与坡面排水沟连接的位置处设20cm宽缺口与坝后背水坡横向排水沟相连。
（六）白蚁治理工程
本次水库除险加固工程请了专业白蚁防治人员沿大坝上下游进行反复的普查，发现了十多余处白蚁活动的迹象，并做好了标记，在水库除险加固的同时进行处理。
以隐患点位中心，按排距×孔距=1m×1m布孔，孔深在1.5m～3m之间，实施药物灌浆，在泥浆中拌入灭蚁药物天鹰乳油注入坝体内以达到灭杀白蚁的目的；另外在坝下游临坝治理区打孔灌药，共打孔600个， 孔深0.5～0.8m，然后泥浆封孔。
1.5.3 溢洪道防护工程设计
（1）溢洪道工程现状及存在问题
溢洪道是XX水库的主要泄水建筑物，位于大坝右岸，为开敞式，现状两岸侧壁风化严重，下游无消能工程。
由于溢洪道无衬砌，表面为强风化岩，经多年运用，溢洪道岸两岸坍塌严重，在水流的长期作用下，溢洪道进口段已形成冲沟，进口底高程由原设计正常蓄水位112.2m变为110.75m，严重影响溢洪道的泄洪及水库的正常兴利运用。
（2）溢洪道防护工程设计：
根据XX市水利勘测设计研究院2007年4月所做的《河南省XX县XX水库大坝安全评价报告》、XX市水利局《大坝安全鉴定报告》及河南省水利厅的核查意见，溢洪道进口为风化岩基，出口为土基岸坡坍塌，下游无消能设施，冲刷严重。
溢洪道位于大坝右岸右坝肩，由于距大坝较远，泄洪对大坝安全无影响，本次设计对溢洪道导水墙进行拆除重建，进口段底板进行护砌，新建溢流堰，出口段底板进行护砌。
1.5.4 输水洞工程
（1）输水洞工程现状及存在问题
输水洞主要功能是为控制库水，以供灌溉兼顾汛期泄洪及放空库容。输水洞建于1969年，位于大坝左岸，进口为分级卧管，位于大坝桩号0+230处，洞身为直径0.4m钢筋混凝土涵管，位于大坝桩号0+248m处。现状进口底高程为104.7m。
输水洞存在的主要问题有：进口卧管损坏严重，已不能用于控制库水用于灌溉，出口无引水渠，无消能设施。
（2）输水洞工程设计
根据安全评价报告中专家评审意见，本次除险加固设计拟拆除重建输水洞进、出口控制设施。输水洞重建位置仍选在大坝桩号0+248处。进水闸闸底进口高程104.4m。
进口为2.75m长的八字墙，进口宽1m，材料为M7.5浆砌石，两边墙采用重力式挡土墙。
闸室段：闸室内设工作闸门，闸门后设胸墙。闸室采用C25钢筋混凝土结构，闸底板顶部高程为104.4m，尺寸为4 m×3.4m，底板厚0.6m。
操作室：操作室墙体采用砖混结构，层高3.3m，尺寸为4.2×4.0m（长×宽），墙厚0.24m，地板高程为114.8m，窗户采用铝合金窗，尺寸为1.8×1.8m（宽×高），门采用防盗门，尺寸为1.0×2.5m（宽×高）。
输水洞涵管出口设出水池，池宽为1.5m，池长1.5m，池高1.2m，底板厚0.2m，侧墙顶宽0.1m，底宽0.3m。出水池左右两侧各开一宽0.5m的口，并新建长20m的引水渠道与现状渠道相连接。
1.5.5 其它工程
（1）管理房：
XX水库现有管理房2间，本次除险加固不再新建管理房，仅对现有管理房进行维修。
(2)大坝观测设计：
此次除险加固设计拟沿坝轴线方向设0+035、0+248两个沉降及水平位移观测断面。在大坝坝顶设3个观测点，坝顶两端设置2个基点。为了解土坝内浸润线位置的变化，以判断土坝的渗流稳定性，在大坝桩号0+100、0+200两个断面上各设置一排3个观测管，共计6孔，每管设传感器一个，与控制中心相连，实行自动化观测。
1.6 机电、金属结构
1.6.1 电气工程
管理房用电引自XX县XX乡栗园村用电电路。
为防止配电装置遭受来自输电线路的过电压及雷电波的袭击，控制室屋顶设置避雷带，用来保护电力设备、机电设备等，在低压线入户处设防雷击浪涌保护器件。
1.6.2 金属结构
水库现状输水洞进口为爬坡漏，无金属结构。XX水库本次除险加固设计拟将输水洞进口拆除重建，金属结构设备安装主要是输水洞进口工作闸门及启闭机。
本次设计输水洞金属部分为输水洞进口闸门埋件，及钢筋砼闸门附件和启闭设备。输水洞进口工作闸门采用钢筋砼结构，输水洞配套启闭设备为80KN手电两用螺杆式启闭机1台，配备限位开关对其开度进行保护。
1.7 消防
XX水库为了消防安全共设干粉灭火器3只，其中管理所办公室设2只干粉灭火器、仓库设1只干粉灭火器。
施工期消防主要以水消防为主，并配备一定数量的灭火器，存放燃油及炸药房屋周围50m范围内严禁烟火，各仓库要有专人看管。各工棚之间要有一定的安全距离，除配备一定数量的灭火器外，还要配备一定数量的消防铁锨、消防桶、消防砂，还必须有消防水管通过。
1.8 施工组织设计
1.8.1 施工条件
XX水库位于XX市XX县XX乡，属唐白河水系XX河支流，距XX县城约25km。坝顶为土路，坝址区内交通较不便利。筑坝主要材料除土料由库区附近开采取用外，块石、碎石及砂等建筑材料可从周围料区及县城运至工地。
水库控制流域属亚热带季风气候区，兼有暖温带气候特征，冬春季干燥少雨，夏秋季湿润多雨，年内降雨分配极不均匀，多集中在6～9三个月，因次全年除汛期不利于工程施工外，其它月份均可施工。
根据地质报告，工程区地下水及水库水质良好，施工用水可直接由水库取水，生活用水可自备井或附近村庄取水；大坝附近有10KV线路，施工期间生产、生活用电采用电网供电，考虑到电网有时停电配置50KW柴油发电机，以务急需。
1.8.2 施工围堰
由于输水洞进、出口需要拆除重建，在此期间，无排水出路因此，施工时需填筑围堰。
设计标准：围堰设计洪水标准为枯水期5年一遇标准，
围堰形式：选用袋装土石围堰。袋装土按一定边坡堆砌，并铺一层土工膜作防渗体。
经计算XX水库围堰堰顶高程为106.76m。围堰距建筑物基础距离5～8m，围堰顶高程106.76m，顶宽2m, 迎水坡边坡1：1.5，背水坡1：1，平均高度为4m。围堰基坑内设排水沟和集水井，汇渗流水，将渗流水抽排至围堰外。
1.8.3 料场
①石料：经调查，距水库20km西部山区有多处石料场。
②砂料：工程区无砂料场，经调查，距离工程区20km的XX河分布有多处砂厂可充分满足工程需要。
③水泥：计划从XX县城购买。
④土料：经调查访问，大坝左侧下游300～500m处的岗地为中重粉质壤土，储量可达到10万m3，可满足设计要求。
⑤其它建筑材料：其它建筑材料如钢材、炸药、汽油、柴油等均可由XX县城或XX市建筑市场购进。
1.8.4 主体工程施工
水泥土搅拌桩的施工程序为：桩机定位、对中→调整导向架垂直度→预先搅拌下沉→拌制浆液→喷浆搅拌提升→重复搅拌下沉→喷浆重复搅拌提升→桩机移位。
输水洞工程的施工程序为：拆除进口砌体→上游进口浆砌石砌筑、闸室砼浇筑→土方回填→启闭室砌筑→栈桥出口土方开挖→出水池浇筑→引水渠土方开挖→引水渠衬砌→土方回填。
溢洪道防护工程：土方开挖→进口浆砌石护底砌筑→溢流堰浇筑→出口浆砌石护底砌筑→拆除现有导水墙→左岸浆砌石导水墙砌筑→土方回填。
1.8.5 施工总布置
本次除险加固工程的布置方案为：办公生活区设在附近村庄上，仓库、砂石料场及砼拌和系统就近设在大坝右端，取土区位于大坝左侧下游300～500m处，木材加工厂、钢筋加工厂及砼预制厂均可设在工程所在区旁边的空场内。风、水、电等系统可根据工程分散位置不同，设置相应的集中供应系统。
1.8.6 施工总进度
根据施工总体进度要求，本工程拟工期10个月，定于2011年汛后进行工程筹备及招标工作，2011年10月以前施工完成大坝灌浆工程，2012年8月完成输水洞、溢洪道和大坝护坡等所有工程。在实施过程中，应统筹考虑，以大坝主体工程、输水洞进、出口重建和溢洪道除险加固等关键性工程为施工先导，协调安排各单项工程的施工进度。
1.9 工程占地
本次除险加固工程需临时占地5亩，占地类别为旱地。其中：料场占地1亩；弃渣场占地1亩；钢筋加工厂占地0.5亩；混凝土拌合系统占地0.5亩；木材加工厂及砼预制厂占地1亩；施工道路占地1亩。
经调查本年度工程树木补偿共计350棵，均在施工区，补偿标准为50元/棵。
1.10 环境保护
工程总体规模不大，工程量也较小，运行期建筑物覆盖及其挡拦都具有水保功能，对外界环境影响很小，因此，只针对施工期设计环境保护措施。
(1)水环境保护：生产废水环境保护设计采用自然沉淀法，沉淀后加硫酸后用于道路洒水。生活污水需在干化池消毒、沉淀、蒸发。
(2)环境空气质量保护：采用湿法作业减少土石方开挖产生的粉尘量；建设物资运输过程中注意防尘；加强施工机械和车辆的管理；施工区食堂应在办公生活区和居民区的下风向。
(3)施工过程中的噪声会对周边环境造成影响，应合理安排施工时间，夜间22：00～次日6：00和中午午休时间尽量避免有噪声污染的施工作业。对固定机械设备设置隔间罩，给机械操作者和附近施工者发放隔音罩、耳塞等。
(4)施工生活区应设置垃圾桶，安排专门人员负责清扫，并将生活垃圾进行填埋。施工结束后，及时拆除临时工棚，对其周围的生活垃圾、简易厕所、污水坑等进行清理和填平，并用石碳酸和生石灰进行消毒。
XX水库除险加固工程环境保护静态投资为1.00万元。
1.11 水土保持设计
根据施工组织设计，XX水库除险加固工程需完善大坝上、下游坝面护坡，坝体、坝基防渗处理，拆除重建输水洞进出口，修整溢洪道等工程。水库除险加固过程中因扰动地表、植被破坏等造成土壤裸露，表层土松散，使地表抗蚀能力减弱，造成较强的水力侵蚀；施工期还将产生一定量弃土弃渣，损坏现有林草植被，如果任意让地表裸露或弃土弃渣随意倾倒、堆放在河边、河滩、耕地中，将造成严重的水土流失，淤积河道，同时对土地资源也将造成不容忽视的破坏和浪费。
工程建设期应做好水土流失的预防工作，尽量减少施工过程中人为的水土流失。施工过程中的水土流失不便采取防治措施，可以通过严格施工组织管理将水土流失降低到最低限度。首先，在施工组织设计中应考虑施工安全、环境保护和造成的崩塌、滑坡和失稳等现象。施工填筑时填料要到位，不得随意堆放；地段开挖多余的土方要及时运输到指定地点，并采取相应的临时措施，不得就近随意乱弃；土方运输过程中车身要有足够的高度，防止沿路掉土掉渣；施工临时便道要经常洒水，防止灰尘污染周围环境。
水土保持项目主要包括弃渣场防护和库区防护等两项，完成的主要工程量见表11-1，概算采用水利部水总［2003］67号文颁发的《水土保持工程概（估）算编制规定和定额》进行计算。
水土保持工程静态总投资1.00万元。
1.12 工程管理
XX水库的管理机构是XX县XX乡水利站。由于水库地处山丘区，交通及生活等条件比较恶劣，现已没有专职人员管理。
水库除险加固工程完成后，各项配套设施基本完善，应按照有关规定，确定配备各项管理人员，人员编制均属“XX县XX水库管理所”管理，管理所隶属XX县水利局。各级管理人员切实加强管理，充分发挥工程效益。
根据水利部、国家计委水政（1992）7号文件颁发的《河道管理范围内建设项目管理》的有关规定，参照《河南省水库大坝安全管理条例》实施细则，结合XX水库的具体情况确定工程管理范围为：上游从坝轴线向上不少于100.00m（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150.0m，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200.0m，溢洪道由工程两侧轮廓线向外不少于50.0m，若已划定的管理范围小于上述范围时，按上述标准重新划定。
XX水库原管理房屋因修建年代较久，现已破旧不堪，需要维修加固管理用房，新建防汛仓库，为管理人员配备通讯电话2部。
XX水库管理所全面负责水库安全调度，工程维修水工观测和资料整编等工作。定期对大坝进行观测，对出现的异常情况应及时地进行分析，并作出处理，确保大坝本身安全。
1.13 设计概算
设计概算编制原则是以现行市场价格为依据，编制依据采用河南省水利厅、省发展和改革委员会、省财政厅豫水建（2006）52号文颁发的《河南省水利水电工程概预算定额设计概（估）算编制规定》的要求进行编制。
主要工程量：土石方开挖0.47万m3，土石方回填1.49万m3，砌体方88m3，砼及钢筋砼1885m3。
主要材料用量：水泥898t，钢筋9.77t，柴油23.19t，砂1190m3，块石96.77m3，碎石4079m3，总工时6.8万个。
本工程概算价格采用XX市2011年第二季度发布价。建筑工程按设计工程量及分析单价编制工程投资，机电设备及金属结构部分参照相近工程编制工程投资。
本工程工程总投资343.54万元，其中建筑工程部分181.69万元，金属结构1.9万元，临时工程22.24万元，独立费用119.44万元，预备费16.26万元，环境保护及水土保持部分2万元。
1.14 经济评价
根据《水利建设项目经济评价规范》，本工程国民经济评价指标为，经济内部收益率EIRR＝14.4%>8%，经济净现值ENPV＝86.7万元，效益费用比EBCR＝1.28＞1，国民经济评价满足规范要求，切实可行，本工程是兼有社会公益性质的水利工程建设项目，综合分析，该项目在经济上是合理可行的。
1.15 节能设计
本次除险加固工程电力电缆选用铜芯电力电缆，且电源就近引入，以减少线路上的能量损耗。照明灯具选用节能灯具。
1.16 工程特性表
XX水库除险加固工程特性见下表。
表1.4 工程特性表
序号及名称
单位
数量
备 注
一、水文

1. 坝址以上流域面积
km2
1.0

河流长度
km
1.6

河道比降

0.033

2.多年平均年径流量
万m3
30

3.代表性流量

正常运用设计洪峰流量
m3/s
33
30年一遇
非常运用校核洪峰流量
m3/s
50
300年一遇
二、水库

1.水库水位

设计洪水位
m
112.87
30年一遇
校核洪水位
m
113.2
300年一遇
正常蓄水位
m
1120

死水位
m
104.7

2.水库库容

总库容(校核洪水位以下库容)
万m3
49.2

正常蓄水位以下库容
万m3
39.6

死库容
万m3
4.4

三、下泄流量

1.设计洪水位时最大泄量
m3/s
19

2.校核洪水位时最大泄量
m3/s
30.5

四、工程效益指标

1.防洪效益

累计保护面积(或城镇、工矿区)
万亩
2.4
标准p= 3.3%
2.灌溉效益

面积
万亩
0.2
保证率p=75%
3.养殖效益

面积
亩
100

五、工程占地

1.临时占地
亩
5

2.永久占地
亩
/

续表 工程特性表
序号及名称
单位
数量
备 注
六、主要建筑物及设备

1.大坝

原已建均质土坝
坝顶高程
m
115.2

最大坝高
m
15.2

坝顶长度
m
315

坝顶宽度
m
4.0

2.溢洪道

重建工程
型式
溢流堰

堰顶高程
m
112.0

堰壁厚度
m
3

堰宽
m
12.5

3.输水洞

拆除重建进、出口
洞身型式
钢筋混凝土圆管涵

进口高程
m
104.7

进口形式
分级卧管

闸门型式
平板钢筋砼闸门

启闭机型号
80KN手电两用螺杆启闭机

闸门尺寸
m
单孔1.3×1.0
设计泄洪流量
m3/s
2

七、施工

指本次除险加固工程
1.主要工程量

土石方
万m3
1.96

砌体
m3
88

砼和钢筋砼
m3
1885

2.主要建筑材料

水泥
t
898

钢筋
t
9.77

3.总工时
万个
6.8

4.总工期
月
12

续表 工程特性表
序号及名称
单位
数量
备 注
八、经济指标

指本次除险加固工程
1.静态总投资
万元
343.54

2.总投资
万元
343.54

建筑工程
万元
181.69

金属结构
万元
1.9

临时工程
万元
22.24

独立费用
万元
119.44

预备费
万元
16.26

水保环保
万元
2.00

3.综合利用经济指标

经济内部收益率
%
14.4

经济效益费用比

1.28

经济净现值
万元
86.7

2 工程水文
2.1 流域概况
XX水库位于XX市XX县XX乡，长江流域唐白河水系XX河支流上，水库控制流域面积1.0km2。
该流域属山丘区，水库上游河道长度1.6km，河底比降0.033，水源多系周围群山岗地汇入。坝址以上地面起伏大，河势陡，水流急，每遇汛期洪水猛涨，对下游威胁较大。
2.2 气象概况
水库控制流域属亚热带季风气候区，兼有暖温带气候特征，冬春季干燥少雨，夏秋季湿润多雨，多年平均气温15℃，极端最高气温41℃，极端最低气温-13.6℃，多年平均降雨量为980mm，年内分配极不均匀，汛期降水量占全年60%，全年无霜期约226天，最大风力8～9级。
2.3 设计洪水标准
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000），XX水库属小(2)型水库，工程等级为Ⅴ等。根据国家《防洪标准》（GB50201－94），山丘区土石坝永久性建筑物（五级）设计洪水标准为30～20年一遇，校核洪水标准为300～200年一遇，因此本次按30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核对XX水库进行设计洪水复核计算。
2.4 径流
根据XX水库流域所处地理位置，查《河南省水资源》（2007年）附图11“河南省1956～2000年平均径流深等值线图”，得该流域多年平均径流深为300mm，其多年平均径流量为30万m3。查1984年《河南省地表水资源》附图16“年径流变差系数CV等值线图”知CV=0.