水库溢洪道扩挖方案.docx
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水库溢洪道扩挖方案
江家垅水库溢洪道扩挖工程
实
施
方
案
二0一0年十二月
江家垅水库溢洪道扩挖工程实施方案
1、工程概况
江家垅水库位于崇阳县沙坪镇堰市村，属堰市河支流，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小
（2）型水库。
水库承雨面积0.33km2，库区多年平均降雨量1670mm。
水库枢纽由大坝、溢洪道、输水管等组成，设计洪水位100.56m，校核洪水位101.89m，正常高水位100m，死水位93.7m。
水库总库容32.39万m3，其中兴利库容19.23万m3，死库容0.72万m3，最大泄量5.19m3/s，水库设计灌溉面积0.105万亩。
水库于1964年9月动工，1965年1月完工。
水库坝型为均质坝，坝顶高程101.5m，最大坝高9.1m。
坝长86m，坝面宽3.7m，大坝上游坡比为1:
2，未护坡；下游坡比为1:
2，未护坡；无排水反滤设施。
溢洪道位于大坝左边，为宽顶堰，堰宽2m，堰顶高程100m，设计最大下泄流量5.19m3/s，无消能设施。
输水管位于大坝左坝肩，输水管进水口高程93.7m，为预制砼圆管，管长为44m，管径为250mm。
设计流量为0.09m3/s。
进口建筑物为斜卧管。
水库下游防洪保护面积0.52万亩，保护人口0.57万人，尤其是水库下游是人口密集的村庄，地理位置十分重要。
一旦失事，其后果将不堪设想。
2、工程任务和规模
江家垅水库溢洪道位于大坝右坝肩，为宽顶堰，堰顶高程100m，净宽2m，均未护砌，无消能防冲设施。
溢洪道运行45年来，一直是带险运行，对下游造成较大的安全威胁。
因此，对溢洪道进行扩挖是十分必要、也是十分迫切的。
根据省水利厅的安排，我们计划对江家垅水库溢洪道泄洪能力进行复核，若其泄洪能力不满足要求，将对溢洪道进行专项扩挖。
江家垅水库属小
（2）型水库，为五等工程，溢洪道为5级建筑物。
3、洪水复核
3.1洪水标准
江家垅水库处在山丘区，为均质坝，坝顶高程101.5m，最大坝高9.1m，属小
（二）型水库。
根据建设部94年颁发的《防洪标准》（GB50201-94）及咸水库（2001）52号文的有关要求与精神，为此，江家垅水库（江家垅水库没有实测流量资料，属无资料地区）洪水复核标准选为：
设计洪水为10年一遇，核校洪水为50年一遇。
3．2由暴雨资料推求洪水（推理公式法求洪峰流量）
3．2.1流域基本参数
流域面积：
F=0.33km2
坝址以上干流长度：
L=0.96km
干流平均比降：
J=16.1‰
3．2.2设计暴雨量
江家垅水库设计暴水量的计算查市水利局发放的《指导资料》，并采用皮尔逊Ⅲ曲线法计算，由设计点雨量推求出设计面雨量（由于洪水复核的对象是小型水库，可忽略面深系数at的影响，取at=1）本水库不同历时典型频率设计暴雨量查下表
（一）。
表
（一）
暴雨历时
暴雨参数
点面系数
均值
Cv
Cs/Cv
2.0%
10%
2.0%
10%
10‘
18
0.4
3.5
37.4
32.0
1
37.4
32.0
1h
46
0.4
3.5
95.7
81.9
0.9995
95.6
81.8
6h
88
0.46
3.5
200.6
167.2
0.9996
200.6
167.1
24h
130
0.46
3.5
296.4
247.0
0.9997
296.3
246.9
3．2.3暴雨递减指数n
查市水利局《指导资料》中的表2—4确定：
P=2%时，n0=0.48，n1=0.59，n2=0.72；
P=10%时，n0=0.48，n1=0.60，n2=0.72；
3.2.4暴雨递减指数n与洪峰计算公式中K的关系可查《指导资料》中表2-9，n与K之间的关系见表
（二）。
表
（二）
n
k
频率
n1
K1
K2
K3
K4
P=2%
0.59
0.54
0.692
1.173
0.33
P=10%
0.60
0.547
0.7061
1.176
0.331
3.2.5根据《指导资料》中推荐的公式：
计算θ、m、m/θ、s、u
θ=L/J1/3=0.96/0.253=3.802
m=0.5θ0.21=0.5×3.8020.21=0.6619
m/θ=0.6619/3.802=0.1741
s：
雨力，相当t=1小时的雨量。
U：
损失参数u=0.0384R240.756，取u=3mm/h。
3.2.6计算Qm与W24并检验流域汇流时间τ的区间
P=2%时
Qm=K1（m/θ）k2×（SF）k3-K4uF
=0.54（0.1741）0.692×（95.5×0.33）1.173-0.33×3×0.33
=0.161×57.25-0.3267
=8.89m3/s
将Qm=8.89代入τ=0.278L/（mJ1/3×Qm1/4）得
τ=0.278×0.96/（0.6619×0.253×8.891/4）
=0.2669/（0.1671×1.73）
=0.2669/0.289
=0.92<1小时与n0同属一区间。
因此Qm、τ即为所求。
P=10%时
Qm=K1（m/θ）k2×（SF）k3-K4uF
=0.547（0.174）0.7061×（81.8×0.33）1.176-0.331×3×0.33
=0.1592×48.21-0.3277
=7.35m3/s
将Qm=7.35代入τ=0.278L/（mJ1/3×Qm1/4）得
τ=0.278×0.96/（0.6619×0.253×7.351/4）
=0.2669/（0.1671×1.646）
=0.97<1小时与n0同属一区间。
因此Qm、τ即为所求。
3.3由经验公式法（Qm=0.278αHtF）推求洪峰流量。
Qm=0.278αHtF
α：
径流系数取1
Ht：
为相应频率1小时降雨量。
F：
承雨面积
3.3.1P=2%时的洪峰流量。
Qm=0.278×1×95.5×0.33=8.76m3/s
3.3.2P=5%时的洪峰流量
Qm=0.278×1×81.8×0.33=7.5m3/s
3.4求P=2%及P=10%洪水下的来水总量W24及其相应的历时长T
推理公式法、经验公式法求得的洪峰流量值见下表（四）
表（四）
计算方法
P=10％
P=2％
推理公式法（m3/s）
7.35
8.89
经验公式法（m3/s）
7.5
8.76
经比较（取较小值）得
P=2%时,Qm应取8.76m3/s
P=10%时,Qm应取7.35m3/s
3.4.1P=2%时
W24=0.1×（H24-10）F
=0.1×（296.2-10）×0.33
=9.44万m3
T=5.56W24/Qm=5.56×9.44/8.76=5.99小时
3.4.2P=10%时
W24=0.1×（H24-10）F
=0.1×（246.9-10）×0.33
=7.82万m3
T=5.56W24/Qm=5.56×7.82/7.35=5.925小时
4．溢洪道泄洪能力复核
由于本次溢洪道扩挖工程主要是针对水库溢洪道泄洪能力严重不足的，所以我们在这里只对溢洪道的泄洪能力进行复核。
江家垅水库属小
（2）型水库，建成运行至今已有四十多年，水库大坝及输水管都存在一定的问题。
从安全的角度考虑，我们在这里采用来多少泄多少的原则确定溢洪道泄洪量，不考虑水库的滞洪作用。
4.1大坝超高的计算
根据《碾压土石坝设计规范》（SDJ218-84）规定，坝顶超高为：
y=R+e+A
式中：
y——坝顶超高（m）
R——波浪爬高（m）
e——风壅水面高（m）
A——安全加高（m）
采用蒲田实验站公式计算波浪爬高R，
采用《碾压土石坝设计规范》（SDJ-84）附录一公式计算风壅水面高度e，e=kw2D/2gh（cosβ）计算时取：
吹程D：
D=0.1km,坝前最大水深h=6m
风速W：
W设计=15m/s，W校核=10m/s
大坝迎水坡为代料土，取K0=0.85，坝坡坡比m=2
e——取值为0
A——按规范取值
计算坝顶超高如下表4-1
坝顶超高计算表
表4-1
P%
风壅水面高e
（m）
波浪爬高R
（m）
安全加高A
（m）
计算坝顶超高
（m）
现有坝顶高程
允许最高水位（m）
2
0
0.17
0.3
0.47
101.5
101.03
10
0
0.29
0.5
0.79
101.5
100.71
则以坝顶高程控制，大坝的校核洪水位不能超过101.03米，设计洪水位不能超过100.71米。
4.2校核现有溢洪道泄洪能力
溢洪道位于水库大坝左侧，为开敞式宽顶堰，净宽2m，堰顶高程100m。
溢洪道的泄流公式为：
q=1.55bh3/2
b—堰顶净宽，单位为米
h—过水深，单位为米
1.55—综合流量系数
按设计标准情况下运用，溢洪道的泄洪能力为：
q=1.55bh3/2
=1.55×2（100.71-100.0）3/2
=1.855m3/s<7.35m3/s
按校核核标准情况下运用，溢洪道的泄洪能力为：
q=1.55bh3/2
=1.55×2（101.03-100.0）3/2
=3.241m3/s<8.76m3/s
所以，现有溢洪道泄洪能力不足。
4、溢洪道扩挖方案
4.1溢洪道总体加固方案
针对水库溢洪道存在的问题，溢洪道进行扩挖，扩挖后的型式为宽顶堰。
溢洪道扩挖的总体布置是：
进口为14m长的进口引水渠，渠底高程99.6m；下接2m长的宽顶堰，堰顶高程为99.7，堰顶净宽5m；堰后为20m长的缓坡段，宽度由5m渐变至3m，底板高程为99.0m，边墙高1.50m，进口段边墙高1.50m，缓坡段边墙高1.20m。
边墙宽0.2m。
对溢洪道进口引水渠段、宽顶堰段、缓坡段进行扩挖，并用C20砼衬砌，引水渠和渐变段底板为0.2m厚C20砼，宽顶堰厚0.7m，边墙为0.2m厚C20砼。
4.2泄洪能力复核
扩挖的的溢洪道为开敞式宽顶堰，净宽5m，堰顶高程99.7m。
溢洪道的泄流公式为：
q=1.55bh3/2
b—堰顶净宽，单位为米
h—过水深，单位为米
1.55—综合流量系数
按设计标准情况下运用，溢洪道的泄洪能力为：
q=1.55bh3/2
=1.55×5（100.71-99.7）3/2
=7.87m3/s>7.35m3/s
按校核核标准情况下运用，溢洪道的泄洪能力为：
q=1.55bh3/2
=1.55×5（101.03-99.7）3/2
=11.89m3/s>8.76m3/s
所以，扩挖后的溢洪道泄洪能力能够满足泄洪要求，扩挖方案是可行的。
4.3溢洪道加固工程量
根据溢洪道加固方案和设计图纸计算工程量，结果见表4.4。
另外，因溢洪道加固需要，需修建临时公路1.5km，主要是土石方开挖，工程量一并列入工程量表中。
表4.4工程量表
序号
项目名称
单位
数量
备注
一
溢洪道加固
土方开挖
m3
750
石方开挖
m3
45
土方回填
m3
330
C20砼
m3
69.52
模板
M2
192
二
临时道路
km
1.5
土方开挖
m3
550
石方开挖
m3
60
5、工程投资
5.1投资主要指标
叶家垅水库溢洪道扩挖工程主体工程量：
土方开挖1300m3，石方开挖105m3，土方回填330m3，砼69.52m3，模板192m2。
按2010年12月价格水平计算，工程总投资8.64万元，其中，工程直接投资6.52万元，交通工程1.34万元，勘测设计费0.39万元，工程建设管理费0.39万元。
5.2编制依据和主要问题
5.2.1设计概算编制原则和依据
1）鄂水利发［2005］3号文颁布的《湖北省水利水电工程设计概（估）算编制办法》；
2）水利部水总［2002］116号文发布的《水利水电建筑工程概算定额》；
3）水利部水总［2002］116号文发布的《水利水电工程施工机械台班费定额》；
4）计价格［2002］10号文颁发的《工程勘察设计收费标准》。
5.2.2基础单价计算依据
1）人工预算价格：
鄂水利发［2005］3号文颁布的《湖北省水利水电工程设计概（估）算编制办法》；
工长7.10元/工时
高级工6.61元/工时
中级工5.62元/工时
初级工3.04元/工时
2）施工用风、水、电
施工用风0.13元/m3
施工用水0.39元/m3
施工用电0.80元/m3
3）主要材料计算依据
主要材料价格一般包括原价、包装费、运杂费、运输保险费、采购及保管费五项。
计算公式：
材料预算价格＝（材料原价+包装费+运杂费）×（1+采购及保管费率）+运输保险费
主要材料预算价格
主要材料的预算价按崇阳县市场价加运杂和采保费计算,其预算价为:
钢筋4736.16元/t
42.5#水泥405.95元/t
板枋材1277.89元/m3
汽油6725.03元/t
柴油5867.19元/t
砂58.45元/m3
碎石83.32元/m3
块石55.74元/m3
5.2.3建筑安装工程单价
根据鄂水利发［2005］3号文颁布的《湖北省水利水电工程设计概（估）算编制办法》计算，且取费标准如下:
其他直接费
建筑工程按直接费的2.0%计,
安装工程按直接费的2.7%;
现场经费
土石方工程按直接费的9%计,
模板工程按直接费的8%计,
混凝土工程按直接费的8%计,
灌浆工程按直接费的7%计,
安装工程按人工费的45%计;
间接费
土石方工程按直接费的6%计,
模板工程按直接费的6%计,
混泥土工程按直接费的5%计,
灌浆工程按直接费的7%计,
安装工程按人工费的50%计;
计划利润
按直接工程费+间接费之和的7%计;
税金
按（直接工程费+间接费+计划利润）×费率计,费率为3.22%.
工程监理人员经费按一至四部分投资的3.0%计。
科研勘测设计费：
按照国家计委、建设部［2002］10号文件规定执行。
5.3设计概算表
一、总概算表（见附表5.1）
二、单价汇总表（见附表5.2）
6、资金筹措
工程投资资金来源分为两部分：
一是由省财政补助8.25万元；二是县内筹资0.39万元。
7、建设管理
县水利局成立小型水库溢洪道扩挖工程建设管理办公室，并成立江家垅水库溢洪道扩挖工程施工小组，组长由县水利局小型水库溢洪道扩挖工程建设管理办公室任命，负责本项目的施工和管理。
工程款统一由县水利局小型水库溢洪道扩挖工程建设管理办公室结算。
县水利局设小型水库扩挖工程专帐，做到专款专用。
工程规划设计、质量监督统一由县水利局小型水库溢洪道扩挖工程建设管理办公室全面负责。
工程工后及时向市水利局汇报，并报请验收。
8、进度安排
江家垅水库溢洪道加固工程计划从2011年3月15日动工，安排施工期1个月，于2011年4月15日完工，以保证水库在汛期能够安全渡汛。
9、验收计划
江家垅水库溢洪道加固工程在2011年4月15日完工后，计划在2011年4月25日进行验收。
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