日照市莒县宝石水库除限加固工程初步设计报告

日 照 市 莒 县宝 石 水 库 除 限 加 固 工 程初 步 设 计 报 告临沂市兰山区水利勘测设计院二o-年十月日照市莒县宝 石 水 库 除 险 加 固 工 程初 步 设 计 报 告工程规模：小 型建设性质：除险加固临沂市兰山区水利勘测设计院设计证书名称：水利工程丙级设计证书编号：A237020100二0-年十月日 照 市 莒 县宝 石 水 库 除 险 加 固 工 程初 步 设 计 报 告设计单位负责人：臧德宣技 术 负 责 人：刘桂林设计项目负责人：陈学威主要参加人员：蔡 明 霞 陈 学 威 顾 召 亭尤 晓 娜 周 东 飞 荆 培 盛工程预算编制：刘桂林目 录1 综合说明.12 水文水利计算.72.1 设计洪水标准.72.2 设计洪水推求.72.4 防洪安全复核.错误！未定义书签。3 工程地质.143.1 库区主要工程地质问题.144 工程任务和规模.174.1 社会经济概况.174.2 工程概况.174.3 工程存在的问题.194.4 工程除险加固的必要性.204.5 工程任务.204.6 工程规模.214.7 水库特征指标.215 工程设计概况及布置.225.1 设计标准.225.2 设计依据.225.3 工程总体布置.246 大坝工程设计.246.1 筑坝材料及填筑标准.256.2 坝体尺寸设计.266.3 迎水坡工程设计.296.4 背水坡工程设计.316.5 坝顶工程设计.316.6 坝坡稳定计算.327 放水洞工程设计.347.1 进口建筑物设计.347.2 放水洞衬管设计.347.3 出口建筑物设计.348 溢洪道工程设计.358.1 纵横断面设计.358.2 水面线推求.358.3 护砌结构设计.388.4 交通桥设计.399 水土保持、环境保护设计.409.1 水土保持设计.409.2 环境保护设计.411 0 施工组织设计.4310.1 工程概况.4310.2 施工条件分析.4411.3施工导流与排水.4410.4 主要工程施工.4610.5 施工总布置.4710.6 施工总进度.481 1 工程管理.5011.1 工程管理机构及管理设施.5011.2 工程管理保护范围.5111.3 管理经费.511 2 投资概算.5212.1 编制说明.5212.2 投资概算.5521 3 经济评价.5613.1 防洪效益.5613.2 供水效益.5613.3 养殖效益.56附表：工程投资概算表附图：（另册）3综合说明1.1 工程概况宝石水库地处山东省莒县小店镇吕西村，位于沐河系固西河，控制流域面积L 5 k m 2,干流总长1.0 k m,平均干流比降0.1 4。总库容3 5 万 n?,兴利库容1 6 万 r r?,死库容8 万 n P。大坝为粘土心墙砂壳坝，全长1 4 0 m,坝顶宽5.0 m,坝顶高程最低处2 3 0.7 3 m,最大坝高2 2 m。大坝迎水坡无护坡，实测边坡为1：2。背水坡坡比实测约为1：1.6,无护砌。溢洪道位于大坝右端，为开敞式，无闸控制，进口底高程2 2 8.1 0 m,进口底净宽5 m,最大泄量7 1 n l A。两岸无导流墙，溢洪道无护砌，基础置于强风化的花岗岩上。溢洪道为人工开挖的中风化花岗岩，开挖后部分碎石没有从溢洪道中清除，另外溢洪道附近有采石场，采石场部分碎石进入溢洪道，造成溢洪道中存在较多的碎石块，影响溢洪道的过水能力。放水洞1 座，位于大坝右端，进水口底高程2 2 3.1 0 m,放水洞形式为无压涵洞内衬6 2 0 0 p v c 管道，闸阀控制，设计流量O.B m /s。1.2 建设缘由宝石水库于1 9 6 5 年 1 1 月建成，宝石水库是一座集防洪、灌溉于一体的 小（2）型水库。保护下游5 个村庄4 0 0 0 人、耕地3 0 0 0 余亩的安全，农作物主要以小麦、玉米、花生、地瓜为主；经济作物主要以草莓、油桃为主。水库建成后，为发展灌溉，防洪减灾，改善当地农业生产条件，促进农村经济条件，发挥了重要作用，取得了较好的经济效益、生态效益和社会效益。由于宝石水库建设时受当时条件影响，无勘测、无设计，工程建设标准低，施工质量差，加之受到资金不足等因素的影响，后期缺乏有效的维护与维修，工程老化严重，存在诸多安全隐患，水库一旦失事，将造成巨大损失。由于经济、技术、管理等多方面因素的制约，工程建成后运行至今未进行过系统加固，一直带病运行，水库防洪安全及灌溉效益均达不到设计要求,急需采取除险加固工程措施。2008年5月，我院受莒县水利局委托，根据水利部 水库大坝安全鉴定办法 及日照市水利局 关于加快病险水库除险加固工程前期工作的通知,对宝石水库进行了安全鉴定。根据鉴定结果，将大坝安全状况评定为三类坝。经日照市水利局上报省水利厅同意，宝石水库已列入2011 2013年全国小型病险水库除险加固计划。为此，我院承担了该水库的除险加固工程设计任务。1.3 设计依据1.3.1 文件依据1、山东省人民政府鲁政发20089号文 山东省人民政府关于加快实施病险水库除险加固及河道治理工程的意见；2、山东省水利厅 山东省小型病险水库除险加固工程建设管理办法;3、山东省水利厅20082号文印发的 山东省小型水库洪水核算办法;4、山东省水利厅2011年3月9 日下发的“关于做好国家重点小(2)型水库前期工作的有关通知”；5、日照市水利局2011年3月9 日下发的“关于做好国家重点小型水库前期工作的重要通知”；6、临沂市兰山区水利勘测设计院2008年5月 编 莒县宝石水库安全鉴定大坝安全评价报告；7、日照岩土工程勘察院2008年5月 编 莒县宝石水库大坝除险加固工2程地质勘察报告。1.3.2 执行的主要规范规程14、国家颁布的其它有关规范、规程。1、水利水电工程初步设计报告编制规程DL502193；2、水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000；3、防洪标准GB5020194；4、碾压式土石坝设计规范SL2742001；5、小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则SL18996；6、水利水电工程设计洪水计算规范SL442006；7、砌体结构设计规范GB50003-2001；8、溢洪道设计规范SL2532000；9、水利工程水利计算规范SL10495；10、公路桥涵设计通用规范JTDG60-2004；11、水库工程管理设计规范SL106-96；12、中国地震动参数区划图GB183062001；13、水利水电工程施工组织设计规范SL3032004；1.3.3 其它资料日照岩土工程勘察院2008年5月实测水库枢纽工程1:500局部地形图，大坝横断面图，溢洪道纵横断面图。1.4 建设性质除险加固。1.5 工程等级宝石水库为小(2)型水库，根据水库总库容和重要性，确定水库枢纽工程等别为V等，主要建筑物5级，次要建筑物5级。1.6 设计标准依 据 水利水电工程等级划分及洪水标准、防洪标准规定及水库工程规模和重要性，考虑原设计标准，确定宝石水库设计洪水标准仍为203年一遇，校核洪水标准仍为200年一遇；溢洪道消能防冲设计洪水标准10年一遇。1.7 抗震设防烈度依据国家质量技术监督局发布的 中国地震动参数区划图(GB183062001),查得宝石水库附近地区地震动峰值加速度为0.20g,地震动反应谱特征周期0.35s,相应地震基本烈度V ID度，确定采用设防烈度V D I度。1.8 设计洪水与调洪成果采用暴雨等值线图获得洪水计算参数，利用经验公式法推算设计洪水,然后运用高切林图解法进行调洪演算，对该水库大坝进行防洪安全核算。宝石水库各设计频率洪水总量计算成果表频率(%)0.55P(mm)321.14193.54P+Pa(mm)361.44233.54R(mm)271.08175.06w(万 m3)40.6726.59宝石水库调洪演算特征值成果表频率(%)入库洪峰流量(m7s)溢洪道最大泄量(m/s)最高库水位(m)相应调洪库容(万m3)0.591.4547.40231.4518.7561.228.93230.026.81.9 宝石水库工程主要技术特性指标J,W目特性指标单位加固前加固后备注水库控制流域面积km21.51.5防洪标准设计x年一遇2020校核X年一遇200200水位死水位m223.10223.10兴利水位m228.10228.104设计水位m230.10230.02校核水位m231.60231.45水库库容起调水位m228.10228.10死库容万 n?88兴利库容万 n?1616调洪库容万 n?1110.7总库容万 m33534.7灌溉面积万亩0.010.03地震设防烈度vmV I0大坝坝型粘土心墙砂壳坝粘土心墙砂壳坝坝长m140140最大坝高m2222坝顶宽m3.3 5.65.0坝顶高程m230.73-231.98231.5防浪墙顶高程m232.6防渗体顶高程m229.46 231.10231.0边坡坡比上游坡1:1.94 1:3.01:2.75下游坡1:1.6 1:1.951:2.5排水体型式/顶高程(m)挡土墙排水/211.3排水体长m30俄台高程上游m一下游m223-231.8225-231.5溢洪道位置/型式右坝端/开敞式右坝端/开敞式堰顶(闸底板)高程m228.10228.10控制断面净宽m56溢洪道总长m2020泄槽长m2019泄槽宽m56槽底比降0.20.15设计洪水时最大泄量m3/s28.9428.93校核洪水时最大泄量m3/s47.4347.405放水洞结构型式浆砌石无压涵洞涵洞衬管式断面尺寸m0.8 X 0.6m(1 200mm洞身长m6087进/出口底高程m223.10-219.70223.10/214.60设计流量m3/s0.350.29闸门型式坝后蝶阀坝后蝶阀启闭机型式、型号*200mm6 200mm位置（大坝桩号）0+0250+0251.10主要工程建设内容1、大坝工程大坝迎水坡原乱石护坡拆除，补土整修，置换干砌块石护坡，加两处锯解石台阶。背水坡补土整坡、草皮防护，下游新建排水设施，整修俄台。粘土心墙接高，坝顶整修、硬化，新建防浪墙。2、溢洪道工程溢洪道开挖整修、护砌，控制段新建防汛交通桥，泄槽段修复导流墙。3、放水洞工程放水洞内衬PE管道接长，原闸阀室以下改为钢管连接，进出口维修改造，拆除原闸阀室，新建坝后蝶阀室，配套蝶阀等。4、管理设施新修防汛道路，新建管理设施，大坝增设水位观测设施，以及坝顶照明设施。1.11 主要工程量及工日完成水库除险加固工程共需动用土石方1.52万nA砌石（不含抛石护脚）0.10万nA 混凝土0.04万nA 需工日L16万个。1.12 工程投资及工期安排工程概算总投资210.06万元。其中，建筑工程投资128.60万元，金属设备及安装工程2.13万元，机电设备及安装工程4.0万元，临时工程投资2.30万元，其它63.03万元，基本预备费10.00万元。计划2012年3月1日开工，20126年15月31日竣工，工期3个月。二、水文水利计算2.1 设计洪水标准根 据 水利水电工程等级划分及洪水标准及 防洪标准规定，宝石水库为小(2)型水库，工程等别为V 等，确定本次洪水复核标准：设计洪水标准20年一遇，校核洪水标准200年一遇；溢洪道消能防冲设计洪水标准10年一遇。2.2 设计洪水推求宝石水库地处莒县小店镇镇宝石村西400m处，位于沐河系鹤河上，控制流域面积1.5km2,干流总长1.05km,平均干流比降0.066m/m,属低山丘陵区，坡度较陡，地势西北高东南低，来水主要是流域内下雨时山岭产流。暴雨是造成本流域洪水的主要原因。暴雨主要发生在汛期6 9 月，而汛期降雨又主要集中在7 8 月，季节性较强。降雨是地表水和地下水的主要补给来源，常常形成春旱、夏涝、晚秋又旱的局面。根据水库流域周边具有常年降雨观测资料的小店镇雨量站1970 2009年实测降雨资料计算，流域内多年平均降雨量832mm。降水量的年内分配极不均匀，主要集中在汛期，汛期多年平均降雨量622mm,占全年的74.7%。降水量年际变化也较大,2003年降水量最大为1259