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清水口水库除险加固工程初设报告（终）清水口水库除险加固工程初设报告简介
清水口水库位于我国南方某省，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、供水等综合效益的中型水库。经过多年运行，水库存在大坝渗漏、溢洪道结构老化、启闭设备失修、监测设施不完善等问题，严重影响工程安全运行和功能发挥。为消除安全隐患，提升水库综合效益，亟需开展除险加固工程。
本工程初步设计报告依据国家相关规范和地方水利建设要求编制，主要内容包括：工程任务与规模、水文与工程地质、除险加固设计方案、施工组织设计、环境保护与移民安置、投资估算与效益分析等。主要建设内容包括：大坝防渗处理、溢洪道加固、新建或改造放水设施、完善大坝安全监测系统及配套管理设施。
（约500字）
道路施工方案04．1．4 放水设施年久失修
原放水设施为二台φ300mm球形阀，由于运行多年，年久失修，启闭不灵活，球阀失圆，已不能正常运行。
4．1．5 进库公路不能正常通行
水库进库公路全长3km，宽4m，泥路面，属村级公路，进库公路已无法通行。由于进库公路修建较早，早已无人维修，导致该段路面凹凸不平，坑、凼随处可见，多年以来完全不能通车了。
4．1．6 管理设施不完善
4．1．7 无大坝监测设施
大坝无变形、渗流观测等监测设施。
4．2 工程除险加固的必要性
清水口水库是綦江县古南镇的一座以灌溉为主，兼有养鱼、防洪功能的小（二）型水库，多年平均降雨量1046.6mm，多年平均径流深525mm。水库总库容92.4万m3，正常库容71.4万m3，灌溉面积4218亩，灌区内田多土少，主要种植水稻、小麦、玉米、果林等粮经作物。
大坝下游有：北渡场镇，綦江—四面山二级公路，居民0.3万余人，河道沿线有0.6万亩耕地，大坝一旦溃坝，将对大坝下游广大人民群众的生命财产安全造成巨大的危害和不良的社会影响。因此，保证清水口水库大坝枢纽安全具有十分重要的意义，必须立即对清水口水库大坝枢纽采取除险加固。
5．1 工程除险加固设计标准及依据
5．1．1 设计标准
5．1．2 设计依据
清水口水库除险加固工程设计的依据是：
(1)綦江县清水口水库工程《大坝安全鉴定报告书》；
(2)綦江县清水口水库工程《大坝安全评价报告》；
(3)綦江县清水口水库三查三定资料；
(4)枢纽平面布置图；
(5)大坝实测横剖面图。
5．1．3 设计执行的规程规范
本次大坝安全分析评价依据的主要现行规范及规程有:
(1).《水库大坝安全评价导则》SL258—2000
(2).《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》SL252—2000
(3).《防洪标准》GB50201—94
(4).《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44—93
(5).《四川省中小流域暴雨洪水计算手则》(1984年版)
(6).《四川省水文手则》(1981年版)
(7).《浆砌石坝设计规范》SL25—91
(8).《水工建筑物抗震设计规范》SL203—97
(9).《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SDJ62—94
(10).《溢洪道设计规范》SL253—2000
(11).《水工建筑物金属结构制造、安装及验收规范》DL/T5019—94
(12).《水库工程管理设计规范》SL106—96
(13).《水工混凝土结构设计规范》SL/T191—96
(14).《水工钢筋混凝土结构设计规范》SDJ20—98
(15). 《水工混凝土施工规范》SDJ207—82
(16).《水工金属结构焊接通用技术条件》SL36—92
5．2工程除险加固设计
除险加固内容包括坝体固结灌浆，坝基及两坝肩帷幕灌浆防渗；回填宽缝空洞部分；增高非溢流坝段；溢流坝段增设交通桥；坝上游面增加防渗层；放水设备改造；进库公路改造；改造管理房及增设监测设施。
5．2．1 钻孔灌浆设计
根据《评价报告》中的工程地质建议：坝区g＜5Lu的弱透水岩体顶板埋深分别为：左坝肩为836.00m，河床坝基为811.00m，右坝肩为836.00m。河床坝基防渗帷幕以进入811.00m以下5m，左、右坝肩防渗帷幕以进入标高836.00m以下5—10m，两岸水平向山体延伸5—10m的原则，进行帷幕灌浆设计。
根据《评价报告》中建筑质量评价，由于坝体砌筑时砂浆标号较低，现已疏松老化，因此，对坝体进行固结灌浆。
灌浆孔沿坝轴线布置一排，孔距1.5m，灌浆孔左、右分别向坝肩延伸。钻孔总进尺4801m，坝体灌浆进尺1536m，基岩灌浆进尺3265m，左坝肩灌浆孔底高程不得高于385.00m，孔深26.6—44.8m；右坝肩灌浆孔底高程不得高于375.00m；孔深33—50.1m；大坝中段河床坝基灌浆孔高程不得高811m，孔深53m。坝体及基岩全部灌注425#普通硅酸盐水泥浆。防渗标准以5Lu控制。
5．2．2 坝体防渗设计
5．2．2．1 方案初拟
方案一：挂网聚氯乙烯PVC防渗层
先在上游坝面抹2cm厚M7.5水泥砂浆进行凿平，然后挂钢丝网，再用2cm厚水泥砂浆抹平，最后涂抹2cm厚的聚氯乙烯PVC防渗层。钢丝网用水泥钉杆固定。
方案二：在上游坝面挂网喷10cm厚的C20砼
此方案先用锚杆固定钢筋网，然后进行喷C20砼。
5．2．2．1 方案比选
方案一防渗效果好，PVC是柔性防渗材料，能适应坝体的变形，不容易开裂，且使工程美观。方案二施工方便，且喷砼是刚性材料，容易开裂，防渗效果不好，并且造价也高。
综合经济适用考虑，选方案一比较合适。
5．2．3 回填宽缝空洞
将1#、2#、3#、4#、5#廊道内边缘以内的空洞部位全部用M7.5浆砌毛条石填满。首先清除空洞内遗留下的残碴、砂泥，至硬基，并对周边进行凿毛、冲洗，然后用M7.5浆砌毛条石由下而上重新砌筑，砌筑完成后对新老坝体接缝进行接缝灌浆处理，
5．2．4 大坝结构设计
5．2．4．1 非溢流坝段设计
经调洪计算和坝顶高程计算，确定坝顶高程为856.00m，比原坝顶高程853.70m高出2.3m，考虑坝顶交通问题，坝顶宽度由原来的3.15m加宽为3.6m，加宽0.45m。下游以1:0.75的坡度至高程851.58m。坝顶上游面设置0.3m宽，1.2m高的C20砼栏杆。
5．2．4．1溢流坝段设计
溢流堰顶高程854.00m，考虑坝顶交通问题，在溢流堰顶设交通桥，交通桥上游侧设置0.3m宽，1.2m高的C20砼栏杆，与非溢流坝段栏杆相接。溢流堰为5孔溢流，单孔净距6.0m，闸墩1.5m宽，溢流坝段宽度39.0m，溢流净宽30m，溢流堰下游两侧设置1.0面宽的M7.5浆砌条石导墙。
5．2．5 坝体稳定及应力计算
1）防浪墙顶高程由各种水库静水位加超高△h的最大值确定。△h按下式计算：
△h=h1%＋hz＋hc
△h－防浪墙顶至水库静水位的高差（m）；
h1%－累积频率为1%的波高（m）；
hz－ 波浪中心线至水库静水位的高度（m）；
hc－ 安全超高（m），按《混凝土重力坝设计规范》（DL 5108—1999）表11.1.1采用，基本组合取0.3m，特殊组合取0.2m。
2）波浪要素按官厅水库公式计算（适用于V0<20m/s及D<20km）：
h－当gD/V02=20～250时，为累积频率5%的波高h5%；
当gD/V02=250～1000时，为累积频率10%的波高h10%；
Lm ……… 平均波长（m）；
3)波浪中心线至水库静水位的高度hz按下式计算：
表5－1 坝顶高程计算成果表
根据规范规定选取以上其中最大值作为设计运用值，即选校核洪水位加非常运用情况的超高854.94+1.37＝856.00m，取856.00m作为大坝坝顶高程设计运用值。
（2）稳定计算内容及假定
大坝沿地基面稳定分析；
根据地质资料表明，大坝不存在深层滑移面。因此只验算大坝建基面的稳定性。
视所计算单元为平面计算，不考虑侧向作用；
上下游水压力按不同组合考虑；
③计算扬压力时，考虑上游帷幕及主排水孔作用。上游按主排水孔处渗透压力一次折减考虑，折减系数0，渗透压力在坝趾处取为零。
④不考虑大坝下游消力池结构对大坝的阻滑作用。
⑥泥沙压力按泥沙淤积至高程842.00m计算。
作用在大坝基础上的荷载：
坝体自重及永久设备重；
抗滑稳定采用抗剪断公式进行计算。
抗剪断公式：
K′：抗滑稳定安全系数
f′c′： 滑动面抗剪断摩擦系数及凝聚力，f ′= 0.6 ， c′= 0.8 MPa
A： 基础面计算截面积
2）大坝基础面垂直应力计算
计算采用材料力学方法进行计算，计算公式如下：
σ：地基面上的垂直正应力
ΣW：作用在地基上的垂直力总和
ΣMx、：作用于基础面上的全部荷载对基础计算截面形心X轴的总力矩
Y：基础计算截面上计算点至形心x轴的距离
Jx：基础计算截面对形心轴x的惯性距
凯旋花园12＃施工组织设计（5）大坝抗滑稳定安全系数及应力控制标准
①在各种荷载组合及工况下，地基上所产生的压应力均不得超过岩石允许压应力；
②正常运用情况下，地基应力应大于零；特殊荷载组合中校核洪水工况下的局部拉应力不大于100～200KPa。
（6）大坝建基面稳定应力分析结果
由上表可以看出，按抗剪断公式计算抹灰工程施工方案(中建xx局国优工程)（20p）-，建基面抗滑稳定安全系数全部满足规范要求。建基面应力结果也满足地基承载力及相应规范要求。
5．2．6 泄水建筑物设计