东门水库设计报告_水库设计报告
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周宁县东门水库除险加固工程
投入使用验收
设 计 工 作 报 告
福建省永川水利水电勘测设计院有限公司
二〇一三年五月 批
准：黎永明
核
定：王志明
审
核：王
俊
校
核：范洪荣
编
写： 李拥军
目录
一、工程概况..........................................1
二、水库存在的主要问题................................1
三、工程设计工作......................................1
四、设计文件质量管理..................................6
五、设计为工程建设服务...............................10
六、验收设计意见.....................................10
七、存在问题与处理建议...............................11
一、工程概况
东门水库位于东经119°18′、北纬27°06′，周宁县所在地附近，所在河道为周宁县龙亭溪流域那坑溪一级支流中的一条小山涧。库区属亚热带海洋性季风气候，常年平均气温19.8℃，日最高气温为43.2℃，最底气温为-5.2℃，日照充足,雨量充沛，年平均降雨量为2020mm, 多年平均风速为1.5m/s，最大风速为27m/s。
水库坝址以上控制流域面积0.55km2，总库容28万m3（加固后数值，下同），是一座以灌溉为主的小(二)型水库。业主为周宁县狮城镇政府。水库设计灌溉面积1000亩。
工程始建于1964年3月，1964年12月完工下闸蓄水。枢纽工程由大坝、溢洪道、输水涵洞等组成。工程等级为Ⅴ等,大坝等主要建筑物为5级。
二、水库存在的主要问题
根据大坝安全鉴定报告书，水库主要存在如下问题：（1）水库管理规章制度不健全，缺少管理机构，同时必须加强大坝的安全监测和水位水情观测工作，加强技术力量，发现险情及时上报处理，提高水库效益。
（2）由于大坝存在坝体填土含水量大、干容重小、压实度低、土质不均、不能满足设计规范要求等质量缺陷，大坝背水坡出现多处渗流，两岸坝肩出现渗流，左岸坝肩甚至出现明流。坝基存在渗漏问题。大坝迎水坡未设马道。背水坡坝面为原筑坝土坡，坝坡面杂草丛生。排水棱体已被下游田土覆盖，排水不畅。大坝存在蚁患，长期发展会形成大流土，进而会影响到坝体的使用功能甚至会造成坝体的局部或整体失稳。
（3）溢洪道结构稳定，但存在溢流道杂草丛生，底部和边墙为干砌石勾缝砂浆脱落。
（4）输水涵洞因坝内涵洞尺寸太小，无法进洞检查。坝外涵洞明渠底部存在渗流，水量较大；闸阀已锈蚀，难以开启。灌溉用水呈自流状态。
（5）根据洪水计算和坝顶高程复核，坝顶高程不能满足防洪要求；泄槽边墙高度1.7m，满足要求。泄槽底部、边墙砌体为干砌块石，水泥砂浆勾缝，可以满足抗冲刷要求。
（6）根据流流计算成果，大坝理论计算渗出点平均水力坡降J均小于[J允]，在反滤层有效的情况下理论上不易发生渗透变形。但水库运行中发现大坝背水坡存在多处渗流点，两岸坝肩出现渗流，左岸坝肩出现明流，下游坝体贴坡排水坝面已被下游田土覆盖，排水不畅。
（7）根据坝坡稳定分析成果，大坝上下游坝坡在各种运用条件下坝坡抗滑稳定安全系数均能满足规范要求，但大坝存在坝体结构缺陷，大坝质量较差，有渗漏通道，输水涵洞存在安全隐患。
（8）启闭设备和闸门已经运行近50年，存在年久老化、锈蚀严重，启闭机已损坏等现象。闸门关闭不密实、不能满足输水要求。拉杆弯曲、变形，且锈蚀严重，无法运行。
（9）大坝未安装必要的观测设施，未进行过大坝变形观测。
（10）管理房未建，启闭房年久失修，破损严重。防汛公路已硬化，上坝通道影响坝体，需整改。库区、坝址未设臵安全警示牌。
对照《水库大坝安全评价导则》（SL258-2000）的规定，东门水库大坝属三类坝。
三、工程设计工作
受周宁县水利局的委托，我司承担了周宁县东门水库除险加固工程的设计工作。
㈠ 设计依据
《防洪标准》（GB5020l-94）、《水利水电工程等级划分及设计标准》(SL252-2000)、《碾压式土石坝设计规范》（SL274-2001）、周宁县水利局审定的《周宁县东门水库大坝安全鉴定报告书》、宁德市水利局关于周宁县东门水库大坝《三类坝鉴定成果核查意见》。
㈡ 设计标准
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000),本水库初设总库容28.0万m3，为小(二)型水库、Ⅴ等工程,大坝为5级建筑物，防洪标准为30年一遇设计，300年一遇校核，大坝下游防冲消能防洪标准为10年一遇设计。
㈢ 工程设计内容
a、初步设计阶段的设计内容
（一）坝体加固
（1）坝顶加高、路面硬化和新建防浪墙。加高坝顶0.4m，即由原来956.30m高程提高至956.70m高程，坝顶宽度（含防浪墙、3
路肩宽度）4.0m。坝顶路面进行砼硬化，下游侧设浆砌条石路肩，路面硬化面层采用C25砼，厚0.15m，其下为碎石垫层，厚0.2m，硬化长度97.0m。新建M7.5浆砌石防浪墙，墙宽0.6m，坝顶以上高1.0m，埋深0.9m，长108.0m，墙顶和靠路侧表面贴石板材。加固后，防浪墙顶高程957.70m。
（2）背水坡石板材护面和新建堆石棱体。背水坡铺设石板材护面，增设岸坡现浇C20砼排水沟，排水沟顶宽55cm，底宽30cm，深50cm，厚10cm。右岸坡设C20砼下坝台阶，宽1.0m。
背水坡947.00m高程以下新建堆石棱体，底高程为942.90m，顶高程947.00m，顶宽1.5m，上游侧坡比1:1，下游侧坡比1:1.5，与坝体和坝基接触面均设砂砾石反滤层。
（3）坝身防渗加固
大坝迎水坡950.00m高程平台以上部采用铺设复合土工膜，以下部位采用单管高压旋喷构筑垂直防渗墙的防渗措施。
施工时先对坝坡进行开挖至设计坝坡，然后整平压实，再铺设一层500g/m2复合土工膜，最后在其上铺筑20cm厚砂砾石垫层和铺设10cm厚砼预制块护坡。在坝950.00m高程及两岸与大坝接触处设结合槽，两岸结合槽为矩形断面，断面宽1.5m，深0.6m。土工膜插入结合槽，槽内回填C15混凝土。950.00m高程以下至死水位坝坡原砌干砌块石护坡局部进行翻砌，塌陷部位先把块石掀开，然后用砾石填平整，再重新干砌块石，干砌块石厚30cm，砾石垫层厚10cm。
在进行上部土工膜防渗施工的同时，950.00m高程结合槽处两岸进行单管高压旋喷构筑垂直防渗墙，进行全坝段防渗处理。
（4）坝肩与坝基防渗加固设计
针对河床及左岸坝基渗流问题，需进行坝基防渗处理。本次设计采用坝基帷幕灌浆的方法，阻塞渗漏通道。设计拟对河床及两岸坝基进行全断面帷幕灌浆。帷幕灌浆必须与坝体高压旋喷孔紧密相连，以达到有效阻水的目的，使坝基防渗体与坝体防渗形成一个完整的防渗体系。帷幕灌浆布臵在大坝迎水坡950.00m高程平台上及两岸坝肩，布单排孔，孔距为2.0m，灌浆孔深入相对不透水（q=5Lu）界线下3.0m。坝体部分与坝体单管高压旋喷灌浆孔重合。分三序孔，第一序孔距为8m, 第二序孔距为4m, 第三序孔距为2m。灌浆顺序为先帷幕灌浆，再坝体高压旋喷灌浆。
（二）溢洪道加固
溢洪道采用M7.5砂浆对底板和侧墙重新进行勾缝。溢洪道人行桥两侧设臵防护栏杆。
（三）输水涵洞加固
挖除原输水涵洞，再重新铺设长63.5m，φ1000钢筋砼管，砼管外包C25砼，厚20cm，在出口设两个φ300放水闸阀。由于输水涵洞无法进洞检查，其结构尺寸未探明，待开挖后若与设计尺寸不符，则按实际尺寸调整。
（四）金属结构加固
进水口启闭机对启闭房重新安装门窗，内外墙进行粉刷。拉杆
和闸门进行更换。启闭机采用手电两用型。
（五）其他
增设及更换必要的工程设施。具体包括：（1）上、下游护坡进行白蚂蚁防治。
（2）设臵水库水位尺、量水堰、水文、位移观测系统等。（3）基本同意新建管理房，面积9m2，采用砖混结构。对启闭房重新安装门窗，内外墙进行粉刷。
该除险加固工程经批复总概算为221.38万元。
《周宁县东门水库除险加固工程初步设计报告》于2011年10月送审，经宁德市水利局审查，我司根据专家审查意见作了修改并形成报批稿，市水利局以宁水审批[2011]140号文批复。
b、施工图设计阶段的设计内容
根据宁德市水利局宁水审批[2011]140号文《宁德市水利局关于周宁县东门水库除险加固工程初步设计报告的审查意见》，我司2011年11月我公司完成施工图设计，施工图设计内容基本与初步设计一致，并通过并通过厦门仁铭工程顾问有限公司施工图审查。
c、补充及变更的设计内容
2012年4月，业主以上级资金增投为契机，决定对东门水库除险加固工程未完善部分做进一步加固，同时应施工单位变更申请，我单位经过现场察看、重新论证，并作如下补充与变更设计。
（一）坝体加固（1）坝顶加固
根据业主意见，在坝顶砼路面外侧增设机制花岗岩栏杆并延伸至启闭房旁，同时将坝顶宽度由原来4.0m宽调整到5.0m宽（含防浪墙宽）。
（2）大坝迎水坡加固
为了增强防渗效果，对上游面砼预制块护坡采用沥青砂浆勾缝；为了提高土工膜牢固性，将原设计复合土工膜（一布一膜）变更为复合土工膜（二布一膜）。（3）大坝背水坡加固
大坝背水坡原设计铺设石板材护面，现根据业主意见变更为949.1m高程以上背水坡铺设条石板护面，下铺20cm后碎石垫层并对干砌条石采用M10砂浆勾缝，条石取自罗源县板材厂边料，条石板规格60*25*10（长*宽*厚）。949.1m高程以下背水坡铺设草皮护面。
背水坡947.00m高程以下坝体出现较严重烂坝现象，本次补充与变更设计挖除烂坝部位土体及原排水棱体，回填新土，在背水坡949.1m高程处设臵一平台，宽度2m, 平台以下坝体坡比为1:6。
原设计背水坡947.00m高程以下新建排水堆石棱体，底高程为942.90m，顶高程947.00m，顶宽1.5m，上游侧坡比1:1，下游侧坡比1:1.5，与坝体和坝基接触面均设砂砾石反滤层，本次补充与变更设计将原堆石棱体下移，下移后排水堆石棱体长度42.5m,底高程为941.30m，顶高程945.40m，顶宽1.5m，上游侧坡比1:1，下游侧坡比1:1.5，与坝体和坝基接触面均设砂砾石反滤层，堆石棱体外侧采
用干砌块石理砌，干砌块石厚度50cm。
在背水坡右岸949.1m高程以上边坡处及949.1m高程平台内侧坡脚设臵C20钢筋砼圈梁，梁横断面为矩形，梁宽0.3m, 梁高0.4m；左岸坡设M7.5浆砌块石排水沟，排水沟宽40cm，深40cm；为了上下坝方便，右岸坡C20砼台阶，台阶斜长度调整为34.8m,宽度由1.0m调整为1.5m。
（二）溢洪道加固工程
增加溢洪道两侧及底部现浇C20砼防渗面板，防渗面板厚度12cm，溢洪道两侧边墙顶采用C20砼压顶，压顶宽70cm,厚10cm。溢洪道顶增设一座交通桥，桥净跨度6.0m,桥宽4.0m，桥板厚0.3m,采用C30钢筋砼现浇。
（三）输水涵洞加固工程
输水涵洞因坝内涵洞尺寸太小，无法进洞检查，其结构尺寸未探明，施工时对输水涵洞进口段进行开挖，经现场检查，发现涵洞输水断面为正方形，尺寸为40*40cm，涵洞进口段多处出现漏水，坝体内输水涵洞情况较好，无需加固，因此本次补充及变更设计取消输水涵洞内重新铺设φ1000钢筋砼管，对涵洞进口段（15.8m长）采用外包C25砼处理，砼厚0.6m。
新建输水涵洞出口明渠连接段，长度12.5m，明渠连接段两侧挡墙顶宽 0.65 m,墙高1.2~2.3m，外坡坡比1：0.3，内坡坡比0，墙体采用M7.5浆砌块石结构，明渠顶采用25cm厚条石盖板铺盖，条石盖板上面铺盖C20砼，厚10cm。
（四）附属工程（1）防汛公路
防汛公路布臵在右岸，长度180m,路面宽4.0m,厚20cm,采用C25砼现浇，下铺10cm厚碎石垫层，防汛公路部分路段增设M7.5浆砌挡土墙确保路边坡稳定。（2）拉杆支墩
拆除旧拉杆支墩，新建拉杠支墩采用C20砼现浇。（3）管理房
将管理房位臵移至启闭机位臵，兼作启闭机房，面积4.0m2。（4）停车坪
为了交通方便，在背水坡左岸坝脚处设臵一处停车坪，停车坪面积300m2，采用C25砼现浇，砼厚度15cm，下铺10cm厚碎石垫层。
（5）花圃及绿化
为了美化水库周边环境，在大坝背水坡左岸坝坡、上下坝台阶及949.1m高程背水坡坡脚处各设臵一处花圃，花圃内侧墙体采用M7.5砂浆砌砖，外层采用M10砂浆抹面，抹面厚3cm，外侧墙体采用花岗岩路沿石砌筑。对背水坡949.1m高程以下坡面进行种草、种树等绿化措施。
（6）其他
增加蒙古黑大理石字4面，总面积7.44m2。
2013年1月25日宁德市水利局（宁水审批[2013]21号）对补
充及变更设计报告进行审查批复，本次补充及变更设计增加概算56.42万元，周宁县东门水库除险加固工程总概算调整为277.80万元。
四、设计文件质量管理
百年大计，质量第一。本工程设计人员在整个工程设计过程中严格按照全面质量管理的要求，认真执行“三级管理”，做到设计前有指导，设计过程有检查，设计成果层层把关。设计文件完成后，设计人员根据业主、施工等单位意见及建议，及时调整和优化设计成果，保证了设计文件及设计成果的科学、准确、合理和可操作性，为提高工程质量创造了良好条件。
五、设计服务
本公司自承担本工程设计任务以来，在设计文件的编制过程中，严格质量保证体系，根据工作大纲明确本专业的工作任务和进度，针对具体任务制定详细的质量要求，严格核审制度，确保设计成果质量。在重大技术方案确定上，虚心听取各方面的合理化建议，通过技术讨论会，确定最佳方案。另一方面与业主、工程监理单位密切配合，精心设计，努力为工程建设提供优质服务，按时提供设计图纸。在现场设计中，设计人员勤下工地虚心听取合理化建议，及时处理施工现场出现的问题，能做到提供高质量的施工设计图纸。同时根据施工中出现的有关问题，认真研究新的施工方法，确保了工程的顺利施工和按期完成。
六、验收设计意见
周宁县东门水库除险加固工程于2012年3月16日动工，2012年9月18日主体工程完工，根据建设单位、施工单位和监理单位提供的有关材料及报告，经现场检查，我司认为加固工程施工基本达到设计要求，同意验收。
七、存在问题与处理建议
1、抓紧完善水情测报系统。
2、建议管理单位加强日常巡查，对大坝渗流、位移等项目做好观测记录，建立管理技术档案，为大坝安全管理建立科学数据。
福建省永川水利水电勘测设计院有限公司
二〇一三年五月
