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施工组织设计

六六庄水库除险加固施工组织设计

指导老师:黄景忠

姓名:王壬

学号:20100510327

院系:水利与环境学院

专业:水利水电工程3班

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1.1 施工条件

1.1.1工程条件

六六庄水库位于**县**乡**村的淮河支流流动河上,属淮河流域。该水库于1965年10月动工兴建,1966年5月竣工。坝址以上控制流域面积0.98km2,干流长1.9km,平均比降0.022。

六六庄水库工程等别为V等,主要建筑物级别为5级,水库原设计防洪标准为20年一遇设计,200年一遇校核,校核洪水位210.50m(黄海高程系),相应库容31.6万m3;设计洪水位208.5m,相应库容为21.66万m3;兴利水位207.50m,兴利库容19.4万m3;死水位199.5m,死库容为0.4万m3。

六六庄水库主要建筑物有大坝、溢洪道和输水洞等,是一座以防洪为主,兼顾灌溉、水产养殖等为一体的综合利用小(2)型水利枢纽工程,目前由**县**乡水利站代管。六六庄水库下游有**乡和毛集镇的5个行政村,耕地0.31万亩,人口0.25万人,并有沪陕高速公路,地理位置重要。

本次除险加固的主要任务是:

由于历史原因,六六庄水库坝体与坝基接触渗漏,坝体顶部有3~4.1m风化砂,上游护坡干砌石老化变形,下游无护面,杂草丛生,无反滤排水设施,溢洪道无护砌,大坝无观测设施及管理房、防汛路等运行管理设施。针对工程存在的主要问题,本次加固工程主要内容有:

(1)大坝加固工程。主要包括上游护坡整修后采用现浇混凝土板护坡、坝顶工程、下游护坡工程、贴坡排水工程、大坝充填式灌浆防渗工程等。

(2)溢洪道护砌整修。

(3)输水设施进口段工程。主要包括进水口爬坡漏拆除重建,新建启闭机室。

(4)防汛路工程整修。

(5)管理设施。包括管理设施及观测设施建设。

(6)其他工程。主要包括环境保护、水土保持等项目。

本次除险加固主体工程中:土石方开挖工程14996 m3,砌石工程20377 m3,混凝土及钢筋混凝土29132 m3,模板6026 m2,坝体灌浆及帷幕灌浆49893延m。详见主体工程主要工程量汇总表1.1-1。

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表1.1-1 主体工程主要工程量汇总表

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1.1.2自然条件

该流域地处北亚热带北部边缘,属亚热带季风型大陆性气候,季风进退与更迭较为明显,四季分明。极端最低气温-20.3℃,极端最高气温41.l℃。多年平均降雨量为1143mm,降雨年内分配不均,降雨主要集中在6~9月,约占全年降雨量的69%,且多以暴雨形式出现,其暴雨大气系统以切变线和切变线低涡为最多,洪峰多为单峰。

依据河南省水文水资源局2007年编制的《河南省水资源》,流域多年平均径流深R=350mm,乘以流域面积0.98km2,计算得坝址处多年平均径流量34.3万m3。

由于六六庄水库无实测水文资料,设计暴雨洪水依据1984年出版的《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》(以下简称84图集)和2005年出版的《河南省暴雨参数图集》(以下简称05图集)查算,用推理公式法计算洪峰流量,用概化三角形叠加法推算设计洪水过程线。其计算结果为20年一遇设计洪水洪峰流量为22.3m3/s,24小时洪量19.99万m3;200年一遇洪水洪峰流量为38.9 m3/s,24小时洪量36.85万m3。

根据实测资料进行分析,目前水库坝前淤积面平均高程为201.15m,对应水库淤积量为2.35万m3。据此测算,六六庄水库目前已运行46年,年淤积量510.8m3。淤积物干容重取1.3t/m3,泥沙沉积率0.85,可推算得六六庄水库以上流域内年平均侵蚀模数为797.2t/km2。

1.2 天然建筑材料

六六庄水库工程地质勘察,共选土料场、砂料场、石料场各一个。

1.2.1石料

石料拟采用外购。选用距水库下游10km有一选矿场附件有石料场,石料场岩性为花岗岩,岩石呈弱~微风化状,岩石致密、性脆、坚硬,其物理力学指标为:岩石饱和抗压强度70MPa,软化系数0.75,天然密度2.50 g/cm3,储量及质量满足要求。

1.2.2砂料

购砂料拟采用外。料场选在**县毛集镇毛集河砂场,砂料场开采条件较好,场地开

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阔,有公路通往料场,运距约20km。

料场岩性为砾砂,以石英为主,长石次之,砾石含量47.0%,砂粒含量49.5%,粉粒含量3.5%。控制粒径d60=2.45mm,d30=0.89mm,有效粒径d10=0.385mm,平均粒径d50=1.8mm,不均匀系数Cu=6.4,曲率系数Cc=1.8,细度模数Mn=3.20,为级配良好。

1.2.3土料

土料场选在大坝下游1.0km右岸,该料场长100m,宽100m,面积10000m2,有用土层厚3m,储量约3万m3,用人工或机械开采均可,运距约1.0km。

土料岩性为粉质粘土,灰黄色,硬塑状态,砂粒含量7.1%,粉粒含量61.9%,粘粒含量31.0%;土料比重2.710,液限34.12%,塑限18.47%,塑性指数15.65。土料击实试验最优含水量18.89%,最大干密度1.713g/cm3。土料制备样含水量20.84%,干密度

=0.15MPa-1,中等压缩性;渗透系数K=2.80×10-6cm/s,微1.645 g/cm3,压缩系数α

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透水;饱和固结快剪凝聚力C=43.6kPa,摩擦角φ=17.6°。

1.3 主体工程施工

1.3.1坝坡加固

坝坡加固设计主要内容包括:坝顶风化砂置换为粘土、上游护坡工程、下游坝坡工程以及下游排水导渗工程。

1.3.1.1上游护坡工程

现状大坝上游坝坡不等,平均坡度为1:1.8,大坝迎水坡大坝上游干砌石护坡松动脱落,岸坡垮塌。

本次除险加固设计将上游坡比整修为1:2后,采用现浇混凝土板进行护砌。经比选,上游护坡设计采用C20现浇混凝土板,混凝土板几何形状采用边长2.0m×3.0m的长方形(沿坝轴线方向长3.0m,沿坝坡方向宽2.0m)。

根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001),对具有明缝的混凝土或钢筋混凝土板护坡,当坝坡坡度系数m=2~5时,板在浮力作用下稳定的面板厚度可按下式(5-1)

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