工程設計工作報告范本

1、金泉水庫除險加固工程竣工驗收工程設計工作報告貴州省黔東南州水利電力勘察設計院2005年5月 10日審定：校審：編寫：劉家智1 工程概況1.1 工程現(xiàn)狀及工程建設的必要性1.2 設計工作概況1.3 工程范圍和建設內容2 工程規(guī)劃設計要點2.1 設計依據(jù)2.2 設計標準2.3 工程布置及主要建筑物2.4 設計工程量3 主要設計變更3.1 重大設計變更3.2 非重大設計變更3.3 變更設計工程量4 設計文件質量控制4.1 設計成果質量控制4.2 建設期往來設計文件質量控制5 設計為工程建設服務5.1 服務組織機構5.2 主要服務內容5.3 服務工作評價6 經(jīng)驗與建議8.1 經(jīng)驗8.2 建議7 附件7

2、.1 設計機構設置和主要工作人員情況表7.2 重大設計變更與原設計對比7.3 工程設計大事記1 工程概況1.1 工程建設的必要性 按可研或初設報告相關內容編寫。工程位置、工程實施前的地貌或工 程現(xiàn)狀、工程任務（主要技術經(jīng)濟指標）等。、地理位置 金泉水庫位于黔東南州府所在地的凱里市金井村老貓沖，位于金井河 上游，距市中心 2.9km。工程現(xiàn)狀建設過程金泉水庫于 1976年冬由凱里鎮(zhèn)組織興建（未作設計），大壩施工圍堰 為全斷面圍堰法，施工期洪水從涵洞中排出，大壩清基、填筑采用人工施 工，碾壓采用人工及機械碾壓，砼的拌合及振搗均采用人工拌合及振搗澆 筑。1977年春耕前停工， 冬季復工時州水電局工程

3、技術人員現(xiàn)場確定為建均 質土壩， 施工中，州、縣曾抽調施工機械和人員支援， 1980年基本完成并試 蓄水。、工程規(guī)模工程樞紐由大壩、 正槽開敞式寬頂堰溢洪道等組成。 大壩為均質土壩， 最大壩高23m,總庫容104 x 10m3,屬?。?）型蓄水工程。工程是以城 市防洪、供水、養(yǎng)魚、綠化、旅游等水利資源綜合開發(fā)的水利工程。（1）、攔河大壩大壩為均質土壩，河床一般高程716.39m壩頂高程739.39m最大壩高23m,壩頂長120 m,壩頂寬5.5 m、上游面設0.4m高的砼防浪墻，上游壩面 邊坡系數(shù)：壩底至一馬道（高程727.00m）為1:2.78 一馬道至二馬道（高程733.63 m為1:3.

4、94,二馬道至壩頂為1:22下游壩坡系數(shù)：排水棱體（高程 723.12至一馬道（高程為729.40m為1:2.88, 馬道至二馬道（高程為734.48 m）1:3.0,二馬道至壩頂為1:1.96大壩上游面二馬道以下為漿砌石護坡，二 馬道以上為砼預制塊護坡 下游壩面為草皮護坡。（2）、溢洪道溢洪道布置在大壩右岸 距大壩約 5m 為人工開挖而成 為砼護面襯砌 溢洪道為岸坡正槽寬頂堰溢洪道 總長 121m 由溢流首部、泄水漸變段，泄水槽及挑流段組成，其中首部高程為737.66 m,長19 m,寬10m ,泄水漸變段寬從10 m坡縮至8 m,長12 m,底坡比降為7.7%,泄水槽長93 m,寬8 m,

5、底坡比降為9.5- 24.4%,挑流段長5.5 m,寬10.5 m,挑流鼻壩 高程 719.79 m 洪水經(jīng)溢洪道下泄至已修建好的游泳池內 再由游泳池排至 下游河道中。溢洪道最大下泄流量14.66m3/s 最大單寬流量 1.46m3/s.m。（3）、放水涵洞放水涵洞布置在右段壩體內 為城門型砌石涵洞 凈寬1.0 m ,直墻凈高0.9m上部為直徑1.0m的半園型拱，過水斷面0.9 m2 ,設計最大流量0.8mP/s , 涵洞進口為砼豎井式圓形結構 進口閘門為園形斜拉轉動式鋼閘門 進口 直徑為1.0m，鋼閘門直徑為1.2m ,止水材料為平板式止水橡膠，鋼閘門設計 工作水頭 13.3m 右岸設卷揚式

6、啟閉機 控制閘門的開啟及關閉 進口豎井 式進口高程 725.59m 涵洞進口底板高程 724.59m。、灌溉管道放水灌溉管布置在放水涵洞內 是一內徑 0.4m 的鋼管 壁厚 6 mm長103.0m放水管進口底板高程為 724.59 m。最大放水流量0.3m7s?？刂?閘閥（直徑©400mm）設置在涵洞進口首部，末端接灌溉渠道。存在問題 大壩建成運行以來，由于各方面原因，工程管護措施較差，處于建庫 初期管理模式，其工程管理及水庫運行現(xiàn)狀如下：、大壩無安全監(jiān)測設施及水文監(jiān)測設施。、管理所辦公人員無固定的辦公場所，辦公設施簡陋，無通訊設施。、進壩公路還處于原修建大壩時的便道，現(xiàn)基本只能通行

7、小四輪川路車。、工程1980年蓄水后，就發(fā)現(xiàn)滲漏，1984年經(jīng)處理后雖有所改善，但未徹底，因而庫水位只能控制在低水位下運行，效益未能充分發(fā)揮。、由于放水涵洞閘門未能正常開啟，給汛期防洪調度帶來困難。、放水涵洞沿線四周滲漏點多達 20多處，并有10多處有細砂析出， 雖經(jīng)處理，但無明顯改善，是影響大壩安全的主要問題之一。大壩安全鑒定結論為詳查工程質量，凱里市水電局于 1984年委托原黔東南州水電勘測 設計隊進行質量檢查， 1993年委托貴州省大壩安全監(jiān)測中心進行大壩安全 檢查，根據(jù)水利部水管 199586 號文件關于發(fā)布水庫大壩安全鑒定 辦法的通知的要求，凱里市水電局 1998年又委托我院進行大壩

8、的安 全復核，我院 1998年 5月組織有關專業(yè)的技術人員先后開展了檢查觀察、 電法勘探、鉆探、補充測量、現(xiàn)場地質踏勘、試驗、收集水文資料及工程 有關資料等基礎工作，并根據(jù)水庫大壩安全評價導則編寫了金泉水庫 水文復核、大壩施工質量復核、地質復核、大壩結構滲流穩(wěn)定安全復核、 大壩運行情況復核等五個專題報告， 并提出了相關報告， 并根據(jù)專題報告， 編寫大壩安全鑒定總報告，已經(jīng)通過省級專家審查。考慮到工程今后主要 功能為防洪及城市供水，為協(xié)調城市防洪及供水的要求， 2002年 1 月，重 新進行了大壩樞紐地形測量，從而統(tǒng)一了高程系統(tǒng)，為今后工程的運行方 便提供了較好的條件，以下的敘述均以新高程為準。

9、經(jīng)過黔東南州水利局組織專家進行鑒定分析， 金泉水庫安全鑒定結果為三類壩，大壩抗洪能力不能達到現(xiàn)行的防洪標準要求，壩體質量及涵洞 四周基礎處理存在較大缺陷，滲漏嚴重，防浪墻已不起防浪作用，放水閘 門老化破壞、啟閉不靈、影響水庫的汛期泄洪等問題。、工程任務及建設的必要性鑒于金泉水庫存在上述的問題，故工程無法正常運行， 水庫防洪形同 虛設，為保護凱里市人民的生命及財產(chǎn)安全， 充分發(fā)揮水庫原功能的作用， 工程除險加固迫在眉睫，并具有特別重要的意義。根據(jù)原工程概況及復核情況，金泉水庫工程特性表如下表所示。工程特性表指標名稱單位數(shù)量備注一、水文特性1流域面積km22.6壩址以上2、多平平均年徑流量irfm

10、3160.833、代表性流量多年平均流量m3/s0.051調查歷史最大流量m3/s28.31954年設計洪水流量（P=2%）m3/s27.6復核 36.7Mi/s校核洪水流量（P=0.2%）m3/s45.1復核(P=0.05%)58.7ni/s枯水流量m3/s0.0017基流量m3/s0.0044、洪量設計洪量（P=2%）ibm315.96復核:58.5X 104m3校核洪量（P=0.2%）ibm324.70復核(p=0.05%):109.X 104m3二、水庫特性1水庫水位校核洪水位m738.89復核:738.61m設計洪水位m738.27復核:738.26m正常高水位m737.66死水位m

11、724.592、水庫面積正常高水位時的水面面積1亦8.1總庫容lom3104.00復核:100X 104m3興利庫容lom366.38死庫容lom33.014、庫容系數(shù)%67.33工程特性表指標名 稱單位數(shù)量備注5、調節(jié)性能三、工程效益1、灌溉效益灌溉保證率%80灌溉面積畝8002、魚塘養(yǎng)魚畝15.923、游泳池供水1麗314.40四、主要建筑物及設備特性1、壩壩型均質土壩壩頂高程m739.39河床一般高程m716.39取大壩咼m23.00壩頂長度m102壩頂寬度m5.52 泄水建筑物21 溢洪道開敞式寬頂堰正槽溢洪道堰頂咼程m737.66溢流前沿寬度m10.0取大單寬流里m3/s.m1.97

12、2 2放水涵洞（1）放水口2 m0.7854DN1000mm,園盤式鋼閘門控制放水.（2）放水通道2 m1.2927城門型涵洞設計最大放水流量3Z m /s0.8（3）灌溉管道m(xù)20.0707直徑©400mm鋼管布置于涵洞中最大放水流量m3/s0.3工程特性表指標名 稱單位數(shù)量備注4放水沖砂隧洞（除險加固新增項目）有壓式圓形隧洞進水口底板高程m724.09進口型式岸坡塔式閘門孔口尺寸mXm1.8 X 1.(工作閘閥（DN2000）；一個，檢修平面鋼閘門一扇啟閉機臺1型號:QPQ 5,隧洞洞徑（凈）m1.8圓形隧洞長度m221最大泄水能力m3/s24.05消能方式利用游泳池消能五、施工

13、特性指除險加固內容（一）主要工程量1、灌漿孔共88個鉆孔總進尺m1444灌漿進尺1246 m2、土石方開挖3 m2607.23、混凝土3 m2868.24、鋼材T71.45、壩體細砂碾壓3 m11606、土工復合膜防滲2 m58007、下游壩面鋪草皮m23612（二）工程總投資萬元459.431.2設計工作概況121工程設計的委托情況1984年，凱里市水利局于委托原黔東南州水電勘測設計隊進行質量檢查；1993年，凱里市水利局委托貴州省大壩安全監(jiān)測中心進行大壩安全檢 查；1998年，凱里市水利局委托貴州省黔東南州水利電力勘察設計院進行 大壩的安全復核；122報告的提出及審批情況1998年12月，

14、根據(jù)水利部水管1995 86號文件關于發(fā)布水庫大 壩安全鑒定辦法的通知的要求，我院1998年5月組織有關專業(yè)的技術人員先后開展了檢查觀察、電法勘探、鉆探、補充測量、現(xiàn)場地質踏勘、 試驗、收集水文資料及工程有關資料等基礎工作，并根據(jù)水庫大壩安全評價導則編寫了五個專題報告：1）金泉水庫水文復核；2）大壩施工質量復核；3）地質復核；4）大壩結構滲流穩(wěn)定安全復核；5）大壩運行情況復核；根據(jù)五個專題報告，我院編寫了：1）大壩安全鑒定總報告 （1998年 12 月）；2）金泉水庫除險加固初步設計報告 （1998年 12 月）；3）金泉水庫除險加固實施方案設計報告 （2002年 3 月）； 并通過省級專家審

15、查。審批文件見批文。施工圖設計 審批文件意見，凱里市水利局委托我院進行施工圖設計，我院根據(jù)審 批文件的審查意見進行施工圖設計。受業(yè)主委托， 2002 年 1 月開始進行工 程搶險部分設計， 根據(jù)工程進度要求， 施工圖設計于 2003年 3 月全部結束。1.3 工程范圍和建設內容根據(jù)實施方案設計審批文件意見， 金泉水庫進行除險加固 建設主 要內容為：（1）大壩上下游壩面除險加固；（2）壩基除險加固（3）放水涵洞除險加固；（4）溢洪道除險加固；（5）增設觀測設施；（6）防汛設施： 配套防汛調度設施（工程車、防汛配套通訊設施、防汛配套監(jiān)系統(tǒng)：凱里市水利局委水情自動化監(jiān)測系統(tǒng)、 防汛調度自動化系統(tǒng)等）

16、托其他單位設計（7）其他設施：新建辦公及防汛調度綜合樓、進壩公路維修、建立日 常通訊設施，庫面水質監(jiān)測設施（水質監(jiān)測船）。2 工程規(guī)劃設計要點2.1 設計依據(jù)工程實施方案設計報告確定的建設內容 : 工程實施方案設計報告確定的建設內容為 : 大壩上下游壩面除險加固。壩基除險加固。放水涵洞封堵。 在大壩右岸增設大壩放空及沖砂隧洞。溢洪道除險加固。水庫增設觀測設施、防汛設施。具體為： 增設觀測設施：大壩表面沉降及位移、滲流量及滲水的渾濁度觀測、 其他設施觀測。 防汛設施：配套防汛調度設施（工程車、防汛配套通訊設施、防汛 配套監(jiān)測系統(tǒng)：水情自動化監(jiān)測系統(tǒng)、防汛調度自動化系統(tǒng)等）。 其他設施：新建辦公及

17、防汛調度綜合樓、進壩公路維修、建立日常 通訊設施，庫面水質監(jiān)測設施（水質監(jiān)測船）。批文確定的建設內容 2002年8月,實施方案報告經(jīng)過省計委、省水利廳組織專家進行審查， 審查結論主要建設內容為：同意大壩上下游壩面除險加固同意壩基除險加固。同意放水涵洞封堵。同意在大壩左、右岸比較后選擇確定增設大壩放空及沖砂隧洞。同意溢洪道除險加固。同意水庫增設觀測設施、防汛設施。具體為： 增設觀測設施：大壩表面沉降及位移、滲流量及滲水的渾濁度觀測、 其他設施觀測。 防汛設施：配套防汛調度設施（工程車、防汛配套通訊設施、防汛 配套監(jiān)測系統(tǒng)：水情自動化監(jiān)測系統(tǒng)、防汛調度自動化系統(tǒng)等）。 其他設施：新建辦公及防汛調度

18、綜合樓、進壩公路維修、建立日常 通訊設施，庫面水質監(jiān)測設施（水質監(jiān)測船）。工程總投資 450 萬元。具體批文內容見貴州省水利廳文件“黔水管 200434號” 。水文氣象資料金泉水庫地處凱里市郊金井村老貓沖， 位于清水江小支流 -金井河上游 河段上，為洞庭湖水系，屬亞熱帶季風濕潤氣候區(qū)，冬無嚴寒，夏無酷暑， 多年平均氣溫157C，年最高氣溫37C，年最低氣溫-97C，多年平均降雨 量1234.5mm多年平均蒸發(fā)量610mm,平均日照時數(shù)1273.4h占可照時數(shù) 29%，全年霧日數(shù) 19.7天，雷暴雨日數(shù) 3.3天，平均相對濕度 78%，平均降雪 日數(shù)為51天，積雪日數(shù)為27.3天，多年平均風速1

19、.8 m/s,最大風速28.6m/s, 全年盛行東南風,平均無霜期為 287天。壩址以上流域面積2.6km2,多年平均徑流總量160.83X 104m3,平均徑流 量0.051n37s。調查歷史最大流量28.3ni7s （1954年）。地形地質勘測成果水庫位于凱里山盆南角小高山前緣，壩址為中低山、低山環(huán)繞的不對 稱河谷，屬裸露、半裸露型剝蝕巖溶山區(qū)，壩區(qū)為侵蝕與堆積的過渡型階 地，壩下游較開闊，為溶蝕淺山坡狀緩丘，屬覆蓋型巖溶貌。水庫所處的大地構造屬江南古陸的西部邊緣，王司背斜東北角，寨瓦 背斜的西側，腳里向斜南西端及陜班逆斷層與蔓洞道斷層之間的斷塊上， 為一緩傾角的單斜構成。壩區(qū)出露地層為寒

20、武系上統(tǒng)爐山組的中上部，巖性為淺色、灰色白云 巖、多孔白云巖夾黑色硅質白云巖，巖層走向 N81° EN90° W,傾向SE 或SW,壩址處與河床斜交，傾向下游，傾角15°22°，厚度大于100m。 巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，表層15m風化破碎，呈沙糖狀、碎塊狀，透水性強。第四系地層，主要為黃色、褐黃色粘土、亞粘土，厚度010m不等，壩區(qū)上游零星分布，壩區(qū)下游緩丘上廣為分布。據(jù)復查資料，壩區(qū)有四條順河方向的斷層分布，其中戸斷層位于壩址左 岸，走向N50°30° E,傾向SE,傾角70°,斷層破碎帶35m,為一張 扭性斷層，但分布高程在

21、正常高水位以上，對水庫的滲漏影響不大；F2斷層 由庫內左岸穿過壩基中部向壩后游泳池方向延伸,走向N10°25° E,傾向SE,傾角80°左右，破碎帶寬度大于5m,局部見有方解石脈充填，具 近于水平的擦痕，為一張扭性斷層；F3斷層與F2斷層近于平行，產(chǎn)狀基本相 同的張扭性斷層，與F2斷層相距約10余米，由庫內延伸向庫外；F4斷層位于 壩址右岸，由壩前沖溝向壩后沖溝，走向為 N30°40° E,傾向SE,傾角 80°,破碎帶寬大于5m,有較明顯的構造角礫巖、摩棱巖，多風化呈沙糖 狀白云砂,局部有斷層泥,為一張扭性斷層。上述斷層構造中，F(xiàn)1

22、斷層分布在正常高水位以上，且滲徑長，對水庫的 蓄水影響不大，F(xiàn)2與 F3斷層位于壩基河床部位，兩斷層僅相距10余米，兩斷 層間附近巖石受構造影響較大 ，F(xiàn)4斷層位于壩址右岸，破碎帶寬大于5m,膠結較差，風化較深，透水性強，對水庫蓄水有一定影響。經(jīng)對壩基作了 4個鉆孔的補充勘探資料表明，壩基010m范圍內存在著 一強全風化層，壓力試驗結果單位吸水率3值為 0.10.64L/min mm 為該壩允許值的 5 10倍,屬強滲透帶,施鉆過程中,鉆進到壩體與基礎接 觸部分，供水量為1.7L/S的循環(huán)水即突然消失，不返孔口，說明壩體與基礎 接觸帶透水性很強,而且從 4號鉆孔的資料得知, 河床部位尚有 1.

23、4米的砂礫 石層未清除,其透水性較強。庫內蓄水位約728.18m時，在壩下游的壩腳處挖探槽一道，槽長 30m, 挖到基巖的約18m，在基巖與覆蓋層接觸面上，普遍有水滲出，其滲透量 約 3X 10-3m3/s 左右。對在壩填筑質量進行了共計 12組的鉆探取樣及人工取樣試驗,其中鉆 探取樣測試值為：摩擦角平均值7.5°,凝聚力平均值0.36kg/cm2，人工挖坑 取樣測試值為：摩擦角平均值10.25°，凝聚力平均值0.372X9*。干容量 平均值為 1.17T/m3。鉆孔取樣6組，其中五件在距壩頂06.1m內，一件在15.115.3m范圍 內,人工取樣僅在背水坡暴露部位,代表性

24、差,但從試驗分析表明,在距壩頂3.54m內，這層土的平均抗剪強度 C=0.39kg/cm2,=7.5 °，在.5 6.1m這層土的平均抗剪強度為C= 0.24kg/cm2,=6.5 °而以下土層由于土 質不均勻或含水量過高，取樣無代表性。因而總的趨勢是：中部及上部大 壩填土碾壓質量較好，而其下部質量較差。 1994 年省大壩監(jiān)測中心對壩體 進行檢測，發(fā)現(xiàn)河床壩體含水量偏高主要參照的規(guī)程規(guī)范設計采用的主要有關規(guī)范標準如下：2000)水利水電工程等級劃分及洪水標準( SL252防洪標準 (GB50201-94；)水利水電工程設計洪水計算規(guī)范( SL44 93)水利水電工程水文計

25、算規(guī)范( SDLJ214 83)水利工程水利計算規(guī)范( SL104 95)碾壓式土石壩設計規(guī)范( SDJ218 84)溢洪道設計規(guī)范( SL253 2000)水工隧洞設計規(guī)范 (SD134 84)水工砼結構設計規(guī)范 (SL/T199-96)；水工鋼筋混凝土結構設計規(guī)范( SDJ20 78)水工建筑抗震設計規(guī)范 (SL203-97。)水利水電工程鋼閘門設計規(guī)范( SL74 95) 水利水電工程啟閉機設計規(guī)范 (SL41-93；)水利水電工程環(huán)境影響評價規(guī)范SDJ302-88試行)設計項目環(huán)境保護設計規(guī)定 (87)國保字 002號 開發(fā)建設項目水土保持方案技術規(guī)范(SL204-98；)水利水電施工

26、組織設計規(guī)范SDJ338-89試行); 水利水電工程初步設計概算編制辦法； 參考資料：土石壩加固技術張啟岳主編1999年中國水利水電出版社;水力計算手冊 (武漢水利電力學院水力學教研室編); 水工設計手冊 (水利電力出版社 );2.2 設計標準設計頻率(重現(xiàn)期)根據(jù)審批文件，大壩洪水標準采用 50年一遇(P=2%)設計，2000年一遇( P=0.05%)工程等級金泉水庫最大壩高23m,總庫容104 x 1C4m3,屬?。?）型蓄水工程， 按規(guī)范標準及審批文件，金泉水庫為W等小（1）型工程規(guī)模，主要建筑物 大壩、溢洪道、隧洞為 3級,次要建筑物為 4級。設計水位根據(jù)設計復核及審批文件,水庫特征水

27、位如下：上游校核洪水位： 738.89m上游設計洪水位： 738.27m上游正常高水位： 737.66m死水位： 724.59m設計流量根據(jù)設計復核及審批文件新增隧洞設計泄洪流量為： 24.05m3/s溢洪道最大下泄流量為： 21.74m3/s2.3 工程布置及主要建筑物總體工程和有代表性單位工程的布置形式,主要建筑物的結構型式和 設計參數(shù)及主要建筑物設計成果等。工程的除險加固在原工程建筑物上進行,其中新增放水隧洞布置 在右岸山體中,除險加固主要建筑物設計情況如下：、大壩基礎除險加固設計2.3.1.1 方案比較方案一：沿壩軸線鉆孔進行帷幕灌漿。方案二：沿上游壩面周邊設1.52m寬、23m深的截

28、水防滲墻后，再進行基礎帷幕灌漿。推薦方案：由于工程應急搶險加固時采用的為方案二，工程施工已經(jīng)完成了 80%左右，故此次推薦方案二為壩基除險加固方案設計。、壩基及兩岸坡防滲加固設計截水防滲墻由于該工程筑壩清基不徹底，壩體與基巖接觸帶 010m范圍內存在著 一強滲透帶，設計考慮在迎水面壩基沿兩岸至正常水位高程設150#砼截水墻一道，壩基截水墻咼度考慮23m,兩岸坡考慮2m的咼度，為便于帷幕 漿施工和土工復合膜與周邊連接的施工，截水墻寬度確定為1.5m寬。、壩基防滲帷幕灌漿設計 壩址區(qū)出露寒武系爐山組地層，巖性為淺灰色、灰色白云巖，白云巖 中多見晶孔。巖體中節(jié)理、裂隙發(fā)育，大多角礫化，表層巖體尤顯破

29、碎。 在河床部位出現(xiàn)兩條近于平行的斷層， 相距1 0余米，其走向1 0° 25° ，傾 向SE,傾角80°左右，從庫內向庫外延伸，斷層破碎帶寬 5m,局部見有方 解石脈充填， 為一張扭性斷層。 1983年黔東南州水電設計院對壩區(qū)進行鉆孔 勘探, 經(jīng)壓水試驗檢查, 在地表以下 10余米范圍內巖體滲漏性強,1020余米范圍內滲透漏性相對減弱,但仍超過規(guī)范允許值。并在壩下游發(fā)現(xiàn)多 處滲漏點，其量均在4550L/s左右，為防止壩基滲漏，確保大壩運行安全， 特作帷幕灌漿處理。 帷幕線的確定：為配合大壩壩體防滲采用柔性復合土工膜鋪蓋，經(jīng) 截流防滲墻與周邊聯(lián)接，防滲帷幕線布設在

30、大壩周邊截水墻上，兩肩延伸 至正常咼水位封閉。 帷幕深度的確定：根據(jù)壩高及建筑物等級，防滲帷幕標準定為3值小 于0.05L/mm.m，參照勘探壓水試驗資料而定，一般深度在 15m左右，最大20m。 灌注次序：帷幕孔為單排布置，孔距 3m,采用兩序次進行施灌。灌漿條件及灌漿壓力： 待壩周邊截水墻與防滲土工復合膜一起澆筑 （此 時復合土工膜與壩面防滲復合土工膜鋪蓋尚未連接）齡期 28天后打孔施灌。 灌漿壓力0.20.5MPa 灌注材料：采用425#以上普通硅酸鹽水泥，細度大于4000目/cm2。造孔及灌漿：造孔采用100型回轉式鉆機，開孔孔徑76m m,終孔孔徑 53mm,灌漿段長一般5m,特殊情

31、況不得超過8m。一次成孔，至下而上分 段灌注,孔底循環(huán)。灌漿前作簡易壓水試驗。 漿液配比：水灰比按 8:1, 5:1, 2:1, 1:1, 0.8:1, 0.7:1, 0.6:1, 0.4共8 個級別,遵循由稀到濃的原則逐級改變。質量檢查：灌漿結束后,打檢查孔（不低于總進尺的 10%）作壓水試驗 查，單位吸水量度3值小于視為合格。 、帷幕灌漿工程量：灌漿鉆孔總進尺1444mo其中：基巖鉆進1278m; 150#砼鉆進166m;基巖灌漿段總長1246m,單灰耗量200kg/m，共耗水泥 249T。、大壩上游壩面除險加固設計方案比較方案一：在原壩面上直接加一層粘土防滲。 方案二：在清除原壩面干砌塊

32、石后,用復合土工膜防滲處理。 推薦方案：由于工程應急搶險加固時采用的為方案二,故此次推薦方案二為壩面除險加固方案設計。除險加固設計金泉水庫在壩已投入運行 20年，大壩年久失修，上游壩面明顯變形， 部分護坡出現(xiàn)塌陷，加上壩體填筑質量較差，經(jīng)方案比較選定清除上游壩 面原干砌塊石后，夯實填筑10cm厚的細砂墊層，要求細砂粒徑不大于4mm, 在其上鋪筑復合土工膜防滲層，再用 50cm厚粘土作保護（夯實），壩體表 層用15cm厚150#砼預制塊鋪砌。預制塊規(guī)格為bx L=50 x 50cm的正方形、下游壩面除險加固設計 由于金泉水庫已成為凱里市人民的公園，也是水利工程綜合開發(fā)項目，為 保護大壩下游壩面的

33、穩(wěn)定及美觀要求，設計考慮清除下游壩面的雜草后，整平 鋪筑綠化用的草皮。、涵洞封堵除險加固設計涵洞進口 10m內周邊經(jīng)人工打毛后，用 C15混凝土埋塊石全斷面進行 一期回填封堵，下、下游端為鋼筋混凝土堵頭，二期封堵為低壓回填灌水 泥漿，以防止?jié)B漏水徑向涵洞周邊滲漏。原涵洞進口井（原引水管閥門井） 為夯實回填土（涵洞回填灌漿后再進行） 。、溢洪道除險加固設計由于全長130m溢洪道砼原澆筑厚僅10c m由于洪水沖刷及原砼澆筑質 量較差，現(xiàn)已出現(xiàn)了開裂，大部份脫殼，表層砼疏松等現(xiàn)象，為提高其抗 沖能力，不破壞溢洪設施，必須進行加固處理，鑒于原基礎為弱風化基巖， 基礎較為穩(wěn)定，因此采用人工硬打全部清除原

34、砼護面，再清除部分基礎后， 重新澆筑200#鋼筋砼，新澆筑200#鋼筋砼底板及側墻厚20cm,并設錨固 筋，縱向伸縮縫間距612m，橫向伸縮縫分縫間距1520m,錨固孔布置成梅花狀，縱橫間距均 為60cm,孔徑2.53.0cm,孔內予埋12鋼筋，孔內長50cm,用1:2水泥 砂漿壓入孔內,固結鋼筋即可。溢洪道加固,起安全泄洪作用。、放水沖砂隧洞設計由于封堵原放水涵洞后,大壩無放水底孔,對今后大壩檢修及沖砂留 下后患,加上水庫位于凱里市城區(qū),為確保凱里市人民財產(chǎn)安全,預防可 能發(fā)生最大暴雨洪水而保證大壩安全,而設放空兼泄洪沖砂隧洞一座,隧 洞出口底板高程與游泳池平臺高1m),出口消能為已建成游泳

35、池，不再增 設消能措施。、隧洞位置方案比較方案比較方案一：布置于大壩右岸方案二：布置于大壩左岸左右岸工程地質情況 地質、地形概況：壩區(qū)出露的地層為寒武系上統(tǒng)爐山組細晶白云巖， 巖層產(chǎn)狀傾向 120°傾角 1 5° ,傾向上游偏右?guī)r。壩區(qū)無較大斷裂通過, 但 受構造應力影響,巖體較破碎,呈碎裂結構,巖溶發(fā)育微弱。大壩左岸地形較平緩,為緩坡地帶,其分布右多幢民房,地表高程相 對較低,高出壩頂僅 3 6米。如在左岸布置隧洞,進口將位于緩坡位置, 不易成洞,且在出口位置有多幢民房；而且?guī)r體較右岸破碎。故左岸的地 質、地形條件較差,不宜布置隧洞。大壩右岸山體較雄厚，巖體完整性稍好于左

36、岸，民房不多，從地質、 地形條件來看，隧洞宜布置在右岸。 隧洞圍巖工程地質條件右岸未見較大斷裂構造發(fā)育，巖體呈破碎結構，結構面張開度大，巖溶發(fā)育微弱，洞線基本位于弱風化帶內，圍巖屬皿類圍巖，中硬巖質類型,經(jīng)參照類似工程經(jīng)驗，提供如下巖體力學參數(shù)：名稱單位數(shù)量備注巖體彈模Mpa3000泊松比0.25抗力系數(shù)Mpa/m300內摩擦角度35凝聚力kpa300飽和抗壓強度Mpa35天然重度KN/m 32.3 因巖體較破碎，滲透系數(shù)較大，地下水位受庫水位及下游水位控制, 洞線處于季節(jié)變動帶內。地下水屬低礦化度重碳酸根鈣鎂型水，對混凝土 無大的影響。 結論與建議：經(jīng)比較左右岸地質、地形條件，建議隧洞布置在

37、右岸?？紤]到圍巖呈碎裂結構，圍巖壓力可采用壓力拱理論計算。在隧洞施工中，應及時支護，防止因洞頂松動掉塊引起較大規(guī)模塌 落發(fā)生混凝土骨料可用隧洞開挖棄碴軋制，但要注意到可能少量棄碴的含 泥量大，不能利用。推薦方案：經(jīng)地質分析，隧洞位置選擇按方案一確定，即隧洞位置 布置于大壩右岸。、隧洞結構型式選擇 方案一：按有壓洞設計：隧洞進口設檢修閘門，出口設電手動閘閥。 方案二：按無壓洞設計：隧洞進口設檢修閘門及工作閘門。方案比較 方案一優(yōu)缺點。優(yōu)點：隧洞斷面小，工程投資少；運行方便，可隨時向下游的金井河放不等同流量的水沖洗河道，水量大小可隨時調整，以 便保持下游河道的生態(tài)環(huán)境用水又不浪費水資源。缺點：隧洞

38、處于有壓過 流，由于隧洞圍巖地質處于較破碎的白云巖體中，有壓水從砼滲漏后容易 沿巖層破碎帶滲漏，引發(fā)滲漏通道。因此隧洞的施工質量是解決此問題的 關鍵，但由于隧洞施工處于地下，施工質量不容易控制。 方案二優(yōu)缺點。優(yōu)點：滲漏通道長，不容易因隧洞開挖及運行引發(fā)水庫滲漏通道，檢修、工作門集中在隧洞進口，運行管理比較方便。缺點： 隧洞斷面大，工程投資大。隧洞從有壓變成無壓的洞內消能段，按水力 學公式計算要求斷面高度是無壓洞寬或高度的 35倍，斷面高度較高, 加上工程地質較差，結構受力復雜，施工困難，而且常規(guī)要求作試驗來確 定此斷面的高度，需要一定的時間作試驗研究，與工程除險加固要求短時 間內完工有沖突；

39、由于閘門工作情況的原因，放水流量不容易控制，會造 成下游河道經(jīng)常無水過流，影響流經(jīng)凱里市區(qū)的金井河的生態(tài)環(huán)境用水。推薦方案：根據(jù)上述優(yōu)缺點比較，方案一與方案二比較，各有利弊，根據(jù)本工程的具體特點，推薦方案一為本階段的設計方案，即采用按有壓 洞設計。主要理由為：隧洞斷面小，工程投資少，工程設計工期短，控制 放水方便，有利于下游金井河的生態(tài)環(huán)境用水；有壓水從砼滲漏后容易沿 巖層破碎帶滲漏，引發(fā)滲漏通道，可以從控制施工質量、把檢修閘門經(jīng)常 當工作門使用等方法來控制解決，加上金泉水庫隧洞正常工作水頭僅為 13.57m- 16.59m水壓不大；隧洞地質結構單一，無斷裂構造發(fā)育，巖溶發(fā) 育微弱；洞線基本位

40、于弱風化帶內，圍巖屬皿類圍巖，巖質較硬；隧洞結 構地處 6 度設防區(qū)，基本無地震情況造成隧洞襯砌破壞。因此，有壓隧洞 中一般不容易引發(fā)滲漏通道。、隧洞斷面型式及尺寸設計隧洞斷面型式設計 根據(jù)隧洞的工程地質情況，隧洞圍巖呈破碎結構，結構面張開度大， 根據(jù)一般隧洞的受力特點，并根據(jù)隧洞圍堰巖的情況，確定采用受力條件 較好的圓形結構為隧洞的工作斷面。尺寸確定 金泉水庫新建的隧洞主要功能為放水及沖砂，因此，隧洞的斷面按隧 洞施工要求的施工斷面進行設計，確定隧洞凈直徑 1.8米。、隧洞總體布置根據(jù)地形情況，金泉水庫放水沖砂隧洞由進口段、洞身段、出口段等 組成。結合實際情況，隧洞各部分的布置如下：進口段隧

41、洞的進口段為方形結構， 由進口喇叭段、 閘門井段及漸變銜 接圓形洞身段組成。進口喇叭段根據(jù)我國大量工程實踐的經(jīng)驗和 一些試驗總結提出的合宜體形進行設計。從根本上提高和改善該 段的壓力，但又不至增加閘門孔口尺寸，而又保持泄流能力，體 形布置設計如下：進口頂部為橢圓曲線，側曲線采用 1/4 橢圓。閘槽段的閘槽型式合宜 寬深比 W/D=0.050.08,斜坡比 /x=1/10 1/12，圓角半徑取 R/D=0.1 , 以便在動水中關閉檢修門時能迅速利用水柱下門。 擴散漸變段的擴散角 （邊 線與中線的夾角）取 6°,收縮漸變段的收縮角取 9°,其長度一般為均勻 段洞徑的 2倍。進口

42、門井及工作橋設計： 根據(jù)地形條件,隧洞進口門井設計為岸塔式形式,確定為圓形塔,門 井上部設計布置有框架式閘門啟閉平臺,連接岸邊的工作橋設計為排架式 簡支板橋，橋寬2m,欄桿為鋼筋混凝土欄桿。進口門井金屬結構與電氣設計檢修閘門設計： 進口檢修閘門按出口閘閥失效,閘門需動水啟閉的事故門設計,閘門為金屬平板門，根據(jù)隧洞設計情況，門槽孔口尺寸為2X 3m,根據(jù)設計結果需要門體 8.3T,配重塊重 6T,埋件重 6.7噸。啟閉機選用型號為 QPQ250kN的卷揚式啟閉機一臺。電氣設計啟動檢修門的電源可就近接管理所的動力電源，經(jīng)動力啟動柜來啟動 卷揚式啟閉機電機，并在啟閉平臺的屋面設置防雷接地裝置。洞身段

43、隧洞的洞身段由直線段及轉彎段組成。在平面上盡可能采用直線，但 由于受條件限制，隧洞必須轉彎，為保持良好的流態(tài)，其轉彎半徑設計控 制在大于5倍洞徑或洞寬確定，轉角小于 60°,曲線段首尾的直線長度按 大于5倍洞徑確定。在豎直面上布置成直線，并根據(jù)砼的抗沖流速、出口 情況等因素確定隧洞底坡。出口段隧洞出口由工作閘閥段及擴散段組成。隧洞出口流速較高，故設計一 擴散段使水流先行擴散，減少單寬流量，出口采用底流消能的聯(lián)結形式， 聯(lián)結段的擴散角a取6。，斜坡段采用1： 3的直線連接。出口消能接原游 泳池。具體布置見設計圖。閘門井通氣管的面積設計根據(jù)隧洞的工作情況，在檢修門之后設置通氣孔，以便在正

44、常泄流、 充水、泄空等情況下?lián)摮錃夂团艢庾饔?，從而改善洞內流態(tài)，避免氣蝕 和閘門振動等不利情況。通氣孔設計按最大充氣量來確定通氣孔的面積，即按校核洪水位時閘 門全開情況下計算確定。通氣孔的斷面面積按以下兩個公式中的計算結果大值確定：公式一：0.09 Vw-Vaa通氣孔的斷面面積3閘門后的管道斷面面積V 3 閘門孔口處的流速V a 通氣孔的允許風速，取50m/s公式二QW / L八 ba c (Fr 1)Va式中：Q 3泄水流量Va通氣孔的允許風速，取 50m/sFr門后水流的弗汝德數(shù)，可取閘門收縮斷面處計算：Fr=Vc/(gh c)1/2C、b均為系數(shù)，根據(jù)該工程的情況 c=0.014, b

45、=1.4。隧洞的放空泄流能力計算金泉水庫放空沖沙隧洞為有壓洞，進口為喇叭口型式，隧洞出口為方形結構，最小尺寸為1.8X 1.6m,底板高程為721.07m洞內長度為221.4m, 水庫正常蓄水位737.66m設計洪水位為738.26m校核洪水位為738.61m 根據(jù)水工設計手冊隧洞泄流能力計算公式如下：QB AB ,2gH式中：Ub末端斷面AB的流量系數(shù)。AB末端斷面面積。Hi有效水頭按上公式計算得不同水位情況下(閘閥全開)隧洞的泄流能力如下表 所示。泄流能力曲線見后頁圖中。隧洞在不同水位情況下泄流能力計算結果表工作水頭庫前水位咼程(m)泄流能力Q (m3/s)備注0724.090出口底板高程721.07m6727.0714.078729.0716.2410731.0718.1612733.0719.8914735.0721.4916.59737.6623.39正常蓄水位17.19738.2723.81復核設計洪水位17.54738.8924.05復核校核洪水位凱里市金泉水庫新建放空隧洞泄流能力曲線圖19739.071817737.0716m15程735.0714高m位m水H13庫頭應水相733.071211731.0710計洪水位高稈）:-2，,9729.078727.07725.073723.072721.07（隧洞出口底板高程）738.6