2讲习水库设计总结.docx

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2讲习水库设计总结

东海县讲习水库除险加固工程

水下工程阶段验收

设计工作报告

河海大学设计院

二OO八年六月

2004年12月，受东海县水务局委托，我院承担了东海县讲习水库大坝安全评价及防洪安全复核报告的编写工作，2005年1月开始除险加固工程的初步设计工作，在初步设计通过审查后随即开始施工图的设计。

在东海县水务局的积极配合和支持下，设计工作进行顺利，按时、保质、保量地完成了任务，受到了业主和施工单位的好评。

现将设计的主要情况简要报告如下。

1工程概况

讲习水库位于东海县石榴镇境内，鲁兰河支流石榴树河上游。

水库工程于1956年10月开工兴建，同年12月建成。

水库集水面积11.40km2，总库容为372.36万m3，是一座以防洪、灌溉为主，结合水产养殖的小

（1）型水库。

现主体工程有：

均质土坝一座，长2150m，坝顶高程（废黄河基准，以下相同）36.50m，坝顶宽5.00m，最大坝高9.00m；南、北灌溉涵洞二座，合计设计流量5.10m3/s，其中南灌溉涵洞兼作向昌平河调水的调度涵洞；开敞式溢洪道一处，堰顶宽75.00m，堰顶高程33.30m。

水库30年一遇设计水位34.76m，设计库容322.84万m3；500年一遇校核水位35.31m，校核库容372.36万m3；兴利水位33.30m，兴利库容174.00万m3；死水位29.00m，死库容21.00万m3。

2工程规划设计要点

2.1工程规划要点

2.1.1水文

工程区年降水量为939.6mm，冬、夏季降水不均，6～8月降水量占全年总降水量的63％。

讲习水库总库容372.36万m3,根据国家《防洪标准》（GB50201-94）的规定，工程等别为Ⅳ等，工程规模为小

（1）型。

洪水标准为30年一遇设计，500年一遇校核。

水库设计、校核洪水复核，根据江苏省水文总站1984年出版的《江苏省暴雨洪水图集》（以下简称“图集”），采用小型水库调洪演算SK-XC电算程序进行计算。

结果如下表：

表2.1调洪演算成果表

洪水标准

最高洪水位

Hmax（m）

对应库容

Vmax（万m3）

设计洪水

30年一遇

34.76

322.84

校核洪水

500年一遇

35.31

372.36

2.1.2地质

讲习水库位于东海县丘陵区，地貌类型属剥蚀残丘。

根据钻探揭露，库区土质分为五层。

1、坝身土渗透

坝身土多为中等透水性，需进行防渗处理。

建议采用机械垂直铺膜进行防渗处理，施工前应进行试验，并检测施工效果，以便调整施工方案。

2、坝身稳定

①层填土土质相对较差，特别是③层，力学强度较低，可能会影响的坝身稳定，故应对③层土分布的地段坝身稳定予以重视，并进行边坡稳定分析。

根据本次坝体填土的击实试验，坝体填土尚未达到最大干密度和最优含水量状态，其压实性一般。

坝体迎水坡护坡一般，护坡不完整，护坡砌筑质量差。

坝身现无地下水，且④层粗砂上覆非液化土层厚>10m，可不考虑液化影响。

3、坝身下土层

坝体下伏土层中部分地段为透水性很好的砂层，致使当年水库漏水严重，因该坝构筑在透水的河床上，随后的年代虽做过铺盖，但坝下渗水现象仍有发生，长此以往将发生坝基渗水和管涌。

4、建议

建议对坝下砂层采用机械垂直铺膜防渗处理，施工前应先作试验段，检测防渗效果，以便调整施工方案。

坝身土多为中等透水性，需进行防渗处理；

场地区地震动参数峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.4s，地震基本烈度值为Ⅶ度。

2.2工程设计要点

2.2.1大坝工程的加固处理

一、坝顶加高

水库坝顶现有高程36.50m，高于计算坝顶高程，故主坝顶高程满足要求。

现有坝顶宽度4.1-5.0m，满足小

（1）型水库坝顶宽度不小于4.0m的要求。

二、坝体防渗设计

在大坝坝下做注水试验三段次，求得坝下土的渗透系数k=5.80×10－4～2.44×10－3cm/s，平均渗透系数k=2.03×10－3cm/s，属中等透水性。

由于水库坝体渗透系数偏大,大坝渗水严重,故对桩号0+200-1+600段大坝灌粘土浆，单排布孔,孔距2m。

总进尺为5879m;坝基做高喷压力灌浆,单排布孔,孔距2m。

总进尺为2998m。

根据计算的坝体浸润线结果，按照规范要求，反滤体起止高程28.10--31.20m，桩号0+075～0+360，计3131m2。

原有0+360—0+632断面反滤体顶高程接高至31.20m，

反滤体结构形式设计为8cm厚预制六边形砼块、10cm厚碎石垫层、10cm厚黄砂垫层、400g土工布。

三、迎水面护坡

大坝护坡比较了砼护坡和灌砌块石护坡两种方案，综合各种因素，采用C20砼护坡结构。

1、大坝桩号0+075～1+253段，底齿墙高程为31.00～32.50m，顶齿墙为33.80米范围内，原护坡整修加固,方法为原护坡经整平后，在上现浇平均厚为10cm的C20砼，每隔10m做一道伸缩缝。

高程33.80m以上原干砌块石护坡拆除，其块石用于高程31.00～33.80m之间护坡整修护砌。

底齿墙拆除重建。

重建的浆砌块石底齿墙高程为31.00至32.5m，断面为BH=0.5×0.7m;高程33.80m处做浆砌块石顶齿一道，断面为BH=0.40×0.60m。

2、1+253～2+000段高程32.50～33.80m新做10cm砼护坡，长747m。

方法为底部铺一层200g/m2土工布，再铺一层8cm碎石垫层，上浇砼。

3、桩号0+075～2+150，高程33.80～36.50m土方整平后，进行草皮防护。

四、背水面护坡及排水设计

1、大坝背水坡坡面土方整平后，种植草皮防护。

2、在背水坡坝肩处设置纵向排水槽一道，排水槽采用C20砼预制块装配，预制块断面为BH=30×20cm，总长为2150m。

3、大坝背水坡每隔50m做一道横向排水槽，排水槽采用C20砼预制块装配，预制块断面为BH=30×20cm，总长435m。

4、大坝桩号0+075～0+793有后戗做马道，坝脚纵向排水沟设在马道内侧，为浆砌石结构，断面BH=40×50cm，长718m;桩号0+793～2+150坝脚纵向排水沟设在坝脚，为浆砌石结构，底宽0.5米，顶口宽1.75m,深0.5m,总长1367m。

5、在坝脚向外每隔100m设一道横向排水沟，共20道，总长400m，使集水从横向排水沟经护坝地向外排出。

设计排水沟上口宽1.5m，下口宽0.5m，深0.5m。

五、坝后填塘固基

大坝桩号0+793～0+990段进行坝后填塘固基，该段坝后共有坑塘4处，填筑宽度为坝脚外10m，高度填至平地面。

2.2.2涵洞工程的设计

一、北灌溉涵洞设计

原北灌溉涵洞洞身净尺寸为0.6×0.8m，为了便于洞身检修维护，新建的北灌溉涵洞采用钢筋砼箱涵，洞身净尺寸为0.8×1.2m。

涵洞底板顶高程29.00m，顺水流向26.5m，垂直流向3.0m。

下游河底高程为29.00m。

涵洞底板上游设7.75m长C20砼铺盖，下设C25钢筋砼消力池，池深0.7m，池长10.0m。

下游设C20浆灌砌石海漫、护坡。

上游翼墙采用C20U型钢筋砼墙，下游翼墙均采用M10重力式浆砌石挡土墙。

设铸铁闸门1扇，配5t螺杆式启闭机1台。

洞顶回填土筑坝，坝顶高程36.5m，顶宽5m。

二、南灌溉涵洞设计

原南灌溉涵洞为浆砌石结构，洞身为砼圆管，内直径为0.9m，底板高程为30.5m。

为了便于洞身检修维护，新建的南灌溉涵洞采用钢筋砼箱涵，洞身净尺寸为0.8×1.2m。

涵洞底板顶高程30.50m，顺水流向11.3m，垂直流向3.0m。

下游河底高程为30.50m。

涵洞底板上游设10.0m长C20砼铺盖，下设C25钢筋砼消力池，池深0.5m，池长10.0m。

下游设10m长C20浆灌砌石海漫、护坡。

上、下游翼墙均采用M10重力式浆砌石挡土墙。

设铸铁闸门1扇，配5t螺杆式启闭机1台。

洞顶回填土筑坝，坝顶高程35.0m，顶宽7.6m。

2.2.3溢洪道的设计

溢洪道堰顶高程33.30m，堰顶宽75m。

原溢洪堰顶拆除0.40m厚,重新浇筑20cm厚C25砼,下设20cm厚碎石垫层,斜坡及下游河底采用C20灌砌块石,厚40cm,下设10米碎石垫层、10米砂垫层，护砌长度为50m，各护坡、护底间分别做浆砌石格埂。

2.2.4其它管理设施

1、新建戗台及上坝防汛道路1730m，路面宽4.0m，采用沥青路面。

2、增设水位、雨量观测设施。

3、新建管理用房120m2。

3主要设计变更

本工程主要设计变更是根据施工图审查以及验槽意见作出，变更主要有以下几方面：

1、桩号0+075～1+253段，高程33.80m以下原干砌石护坡，采用C20砼现浇，厚10cm。

2、桩号0+075～1+253段，高程33.80m处顶格埂，改为M10浆砌块石格埂，断面尺寸为1.2×0.8m表面采用5cm厚C20砼封顶；桩号0+075～1+253段，每隔40m增设一道M10浆砌块石横向格埂，断面尺寸为0.4×0.4m，表面采用5cm厚C20砼封顶。

3、溢洪道设计考虑到与交通道路的连接，按图纸SG-29（修）施工，原设计图SG-29作废。

4、戗台交通道路上游集水沟每隔15m埋设一直径50mm的软式透水管穿过交通道路排至农田。

5、大坝劈裂灌浆段灌浆孔底高程根据施工钻探情况调整。

6、南、北灌溉涵洞下游消力池斜坡底端至第一排冒水孔之间反滤层取消。

7、根据现场实际情况，南灌溉涵洞下游渠道宽度由原设计的7m改为5m，消力池末端宽度对称地由7m改为5m，钢筋长度随之调整。

8、为保证低水位灌溉，将原设计图中消力槛改为消力墩，原图SG-18、SG-23作废，变更为SG-18（修）、SG-23（修）。

4设计文件质量管理

4.1设计文件质量管理

我院已取得ISO9001质量体系认证，所有设计文件均按质量程序规定符合质量体系文件要求处于受控状态。

设计产品根据不同等级，严格履行设计（编制）、校核、审查、审定（批准）程序，并对出院产品进行评审和质量等级评定。

4.2按时提供设计图纸

根据施工进度计划，自2004年12月开始，我院制定了初步设计、及施工图设计工作计划，各有关专业图纸均能按计划完成，设计图纸（文件）完成之后，一般派专人送东海县水务局，未曾发生因设计图约纸延误影响工程进度的现象。

5设计为工程建设服务

自工程开工以来，本院成立了设计代表组，本院设计图纸交付后，均及时进行技术交底，指出施工中应注意的主要问题及和关键工序，解答各方的有关疑问。

在工程施工过程中，设代人员经常到施工现场，了解工程进展情况，与业主、监理、施工等单位密切合作，及时解决施工中出现的技术问题，参加隐蔽工程及其他重要工程的验收工作，为工程能够按期完工及工程质量提供了技术保证。

6经验与建议

工程施工过程中，建设单位、监理单位、质检单位、施工单位、设计单位等各方应加强联系，定期召开工地例会，努力实现质量、进度、投资的控制目标。

建议建设单位做好各工程的管理工作，建立、健全各项规章制度，定期观测建筑物变形，做好各建筑物和机电设备的维护工作，保证工程长期、安全运行。

7附件

主要参加人员情况表：

审定：

李梦侠

审查：

史海珊

项目负责：

张乃国

主要参加人员情况表

姓名

职务、职称

专业

备注

张乃国

所长、工程师

水工、概预算

张艳华

工程师

水工

顾忠先

工程师

金属结构

车薇

工程师

建筑

彭新宣

高级工程师

结构