水库除险加固工程施工设计说明.docx

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1、水库除险加固工程施工设计说明根据永川区付家洞水库大坝安全分析评价及初步设计的批复（永水许可（2023169号），该水库除险加固主要建设内容工程分为三部分：1、大坝构筑物整改；2、溢洪道尾水渠末端新建穿路涵洞；3、放水设施改造，新建竖井一座，涵洞取水改管道取水，增设分水管。一、工程概况付家洞水库所在水系为长江水系大陆溪河支流喻家河，枢纽工程位于永川区吉安镇铜凉村，坝址距永川城区35.0km,距吉安镇5.0km。付家洞水库设计灌溉1500亩。是一座以灌溉为主的小（1）型水利工程。坝顶已硬化，兼做乡村公路，交通便利。水库坝址处河床底部高程373.39m,坝址以上集雨面积0.913k12,校核洪水位3

2、97.65m,设计洪水位397.28m,正常蓄水位396.54m,死水位384.75m,总库容164.56万,正常库容147.50万H?,死库容27.48万付家洞水库修建于1975年动工，由政府负责施工，1979年11月竣工，施工期间由于黏土缺乏、碾压质量差，自建成以来运行多年间，枢纽工程相继出现了病险情况。2007年，对水库进行安全分析评价，评定水库为三类坝。2008年对水库进行初步设计及施工，2011年完成施工，2013年竣工验收委员会同意该工程通过竣工验收。2023年06月03日，经永川区水库管理中心工作人员巡查，水库放水涵洞出口有水溢出，流量约81s,情况严重。委托重庆市渝西水利电力勘

3、测设计院有限公司进行安全评定。我公司立即组织专业人员现场检查，并编制了重庆市永川区付家洞水库大坝安全分析评价报告，大坝鉴定为三类坝，并同时给出了建议。工程存在的主要问题为：（1）坝顶上、下游安全防护拦杆高度不满足规范要求；（2）溢洪道无尾水段，洪水不能安全下泄；（3）放水卧管下部渗漏，涵管消力池渗漏严重。安全评价建议：对溢洪道尾水渠行洪通道末端建设路下涵洞或修建过水路面进行整治；对卧管水下土工膜+粘土覆盖段整治或改建倒虹吸放水或修建竖井放水：修复消力池渗漏段；清除涵洞内淤积物，修复近坝输水渠，翻修变形的排水体。二、工程等别及标准（一）、工程等别及建筑物级别水库正常库容147.50万nA总库容1

4、64.56万m按水利水电工程等级划分及洪水标准（S1252-20I7）,枢纽工程为IV等，主要建筑物为4级，次要建筑物为5级。（二）洪水标准水库大坝设计洪水标准为30年一遇，校核洪水标准为300年一遇。消能防冲采用20年一遇设计。三、工程地质（一）区域地质环境及地震付家洞水库位于重庆市永川区吉安镇，水库所在河流属长江水系圣水河支流。工程区位于川中盆地南部，受区域构造控制，区域地貌主要为侵蚀剥蚀丘陵区，背斜部分地段为褶皱抬升低山，向斜处多呈侵蚀槽（洼）地。浆（干）砌条石（QJ）,混凝土主要为坝顶、公路及坝坡；浆（干）砌条石主要为坝体溢洪道、渠道、洞体支护结构等。（三）水文地质条件地下水该水库水文

5、地质条件简单。根据含水层的性质将地下水分为孔隙水和裂隙水两类。a、孔隙水埋藏于第四系冲洪积层和两岸残坡积层孔隙水，由大气降水补给或地表水体补给，水位随季节变化明显，水量较小。b、裂隙潜水主要赋存于基岩风化裂隙及层间裂隙中。主要受大气降水与地表水体补给，水量不丰。排泄于天然河道或缓慢向深部含水层运移。地下水位进行现场勘探后，由于坝体渗透系数低，孔内积水无法消散，无法观测稳定地下水位。地下水腐蚀性坝址区域地环境水对混凝土呈无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋呈无腐蚀性，对钢结构呈无腐蚀性。透水性根据对坝基岩体做压水试验16段，得到大坝坝体渗透系数在4.6106-17x10%m/s之间，坝顶注水试验首

6、段多属中等透水带，下部坝体多属弱透水带,局部微透水。微透水及弱透水带分布不均，与坝体填筑质量有关。工程区构造部位属扬子准地台（I级）重庆台坳（I【级）重庆陷褶束（山级）华釜山穹褶束（IV级）。工程区主要涉及的区域地层以侏罗系红层为主。工程区水文地质条件简单。工程区不良地质现象不发育，仅见零星小规模崩塌及土体滑坡。区内岩体以软极软岩为主，岩体抗风化、抗滑、抗变形性能差。岩体强风化带一般厚03.0m0据中国地震动参数区划图（GB183062015）,工程区地震动峰值加速为0.05g,反应谱特征周期为0.35s,相应于H类场地的地震基本烈度为VI度。（二）工程区地质概述枢纽工程区位于侵蚀剥蚀低山、深

7、丘地貌，地形起伏较大。工程所在河流流域为长江水系临江河支流，工程区谷底高程为372.86m,最高山顶高程425.0m。河谷呈对称“U”型。谷底宽约50m。坝址两侧山坡坡度为25。以上。经地面调查及钻探揭露，枢纽工程区出露地层为侏罗系中下统自流井组（J1-2Z/）和第四系（Q），其岩性：侏罗系中下统自流井组（J1-2Z/）：工程区上部出露紫红色中厚层状紫红色泥岩夹粉砂岩。岩层倾向坝外。第四系残坡积层（QJE）:褐黄色粉质粘土,湿、稍密、可塑。主要分布于河谷两岸及枢纽附近的斜坡上，厚度受地形影响，一般厚0.515m.第四系冲洪积层（QJS）:紫红色、褐黄色、土褐色砂质粘土，湿、稍密、可塑、具有砂感

8、，厚2.55m主要分布于河谷的底部以及一些水塘、水田附近。第四系人工填土：主要为人工填筑第四系黄褐色、红褐色粘土,中密、稍湿，较均匀。本次钻探揭露坝顶坝底基岩为2815m,且从上至下土料颜色、粒级、成分均较一致。说明筑坝时坝基清至基岩。但强风化层未清完。混凝土、导致涵洞渗漏明显。消力池渗漏较突出，涵洞整体稳定性一般，存在大面积渗漏。须对放水设施进行整治。（五）天然建筑材料本工程设计方案所需材料用量不大，料场选取采取就近取材、技术上可行、经济上合理的原则。1、粗骨料本工程碎石料拟在永川区红炉镇新店会龙桥村灰岩料场购买，料场地层岩性为三叠系下统付家洞江组（T1j）灰岩、白云质灰岩。收集料场试验表明

9、，弱风化灰岩天然密度2.70gcm3,天然孔隙率1.73%,饱和抗压强度415（）MPa,平均饱和抗压强度45.4MPa,软化系数0.85,储量约100万?以上，料场储量质量均满足要求。料场至水库，交通运输条件较好，公路运输距离工程区的综合运距为55km,公路交通便利，建议采取购买方式。2、砂料场砂料场位于永川区红炉镇新店会龙桥村灰岩料场，该料场生产机制砂，砂料紧密空隙率3440%,河砂紧密堆积密度1.521.68gcm3,表观密度2.542.56g/cn?,含泥量122.6%,有机质含量合格，细度模数0.610.84,含泥量满足II类砂指标,细度模数满足建筑用砂标准，砂料生产量及储量满足要求

10、。公路运输距离工程区的综合运距为43km,公路交通便利，建议采取购买方式。3、回填料工程所需网填土量较少，建议以开挖料作回填用，回填时尽量剔除根植土、软土；不足部分就近协商开采。竖井开挖后拆除原坝体部分，回填时采用黏土回填。坝体回填料、垫料层及（四）涵卧管渗漏概述水库放水设施分放水卧管+放水涵洞，位于水库近坝左岸。根据现场勘察及上次除险加固变更资料，卧管高程391.44m以上为浆砌条石外包混凝土结构，盖板为铸铁盖板。高程391.44m以下为浆砌条石外包土工膜+粘土掩盖，放水孔已封堵。原整个浆砌条石卧管基础置于强风化泥岩之上，承载力基本能满足要求。2007年除险加固前浆砌条石卧管渗漏严重，整治时

11、由于放水困难，391.44m以下无法放水，故只能在391.44m以上进行混凝土包裹；被包裹段放水卧管现状无开裂、变形、渗漏等现象：391.44m以下卧管上次整治变更为包土工膜+粘土掩盖。因该水库常年水位在39Im上下徘徊，391.44m以下水位附近粘土软化后受库水浪蚀、侵蚀影响，导致粘土流失，土工膜包裹松懈，导致库水沿土工膜与原有浆砌条石卧管周边及基础渗漏消力池内。2023年安全评价针对放水设施渗漏勘察，采用管道机器人摄像对放水涵洞进行全景摄像检测，影像资料：在涵洞消力池与卧管相连拱顶湿润，有水渗出；在消力池底端边墙发现两处水涌出。本次勘察测得涵洞出口流量约81s在涵洞距出口48m洞底淤堵，导

12、致洞内积水深约20cm,消力池水更深；主要淤积为物为块石碎石、粘土等。涵洞和消力池衬砌结构为浆砌条石，根据影像，洞体衬砌质量一般，灰缝大面积掉落现象，虽然无开裂变形现象，整体大面积漏水现象，局部呈多呈滴水状、线流状。因渗漏形成的钙化现象明显，在距出口62m85m发现三处，流量在0.10.21S,判断该类水为地下水为主。涵洞渗漏原因，主要为浆砌条石衬砌时间久远，受地下水、库水侵蚀，砂浆大面积掉落：因涵洞空间有限，上次除险加固设计施工的充填灌浆措施未能实施：小型水利水电工程碾压土石坝设计规范(S1189-2013)水工建筑物荷载设计规范(S1744-2016)水工混凝土结构设计规范(S119120

13、08)溢洪道设计规范(S12532018)水利水电工程施工组织设计规范(S13O32017)水利水电工程设计工程量计算规定(S1328-2005)水利水电工程边坡设计规范(S1386-2007)中国地震动峰值加速度区划图(GB18306-2015)水利工程建设标准强制性条文(2023年版)五、工程布置及主要建筑物设计1、工程总布置根据水库现状存在的问题，本次除险加固工程方案布置如下：大坝构筑物整改。对溢洪道末端增设穿公路涵洞，以利于溢洪道排水。在现放水设施消力池基础上新建取水竖井，拆除原放水卧管，在卧管基础上新建工作桥，方便取水竖井维护管理。在原放水涵洞内埋置取水钢管，延伸至涵洞出口处。在距涵

14、洞出口约25m处新建分水口以满足农民取水需求，并顺坡铺设引水管道一条。除险加固工程措施汇总表见下表。付家洞水库除险加固工程措施汇总表序号存在病害整治内容1坝顶上、下游安全防护拦杆高度不满足规范要求及水流刷掏使排水枝体变形大坝构筑物整改：上游侧栏杆改造为青石栏杆；下游侧栏杆设造为防撞波形护栏：水毁段排水沟修史及下游坝坡翻修排水棱体2溢洪道末端排洪不畅溢洪道尾水渠末端新建穿路涵洞3放水设施及近坝引水渠道港漏严重，不满足规范要求，涵洞出口引水渠卜游侧渠道边墙破坏，水自缺口潦出,沿岸坡侵入排水接体放水设施改造，新建竖井一座，涵洞取水改管道取水，近坝段引水渠新建分水口及分水钢管2、主要建筑物设计堆石应采

15、用干容重指标进行控制，防渗体压实控制指标应用干容重和含水量，本工程控制含水量在18-22%o压实度为96%,坝体填筑施工前做好填筑压实参数试验。4、围堰防渗黏土料本工程需要粘土料，经库区调查，所需粘土料可从附近库区坡体采取。根据现场勘察，取土料场地形倾向库内，地表土体多裸露，有用土层主要为灰褐色、红褐色粘土、粉质粘土，局部含少量母岩风化后破碎的砂、碎石，可塑硬塑，含水率低，厚3.0m5.5m,储量大于500A满足设计要求。场地位于斜坡地带，可进行机械化开采，局部需人工开采，距坝址平均距离为1km。四、设计依据及设计技术规范、规程、相关技术参考资料（一）设计依据（1）重庆市永川区付家洞水库大坝安全分析评价报告（报批搞）（山东新汇建设集团有限公司2018年8月编）（2）重庆市永川区付家洞水库除险加固工程初步设计报告（报批稿）（重庆市渝西水利电力勘测设计院有限公司2023年11月编）（3）关于付家洞水库除险加固工程初步设计报告的批复（永水许可（2023169号）（重庆市永川区水利局）。（二）设计技术规范、规程、相关技术参考资料防洪标准（GB502012014）水利水电工程等级划分及洪水标准（S12522017）水利水