(整理)湖南省病险水库除险加固初步设计导则2

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湖南省病险水库除险加固工程
初步(技施)设计导则
湖南省水利厅建管处
二○○四年三月
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目录
一、总则 (1)
二、综合说明 (1)
三、水文及调洪演算 (2)
四、地质 (3)
五、除险加固设计 (5)
六、施工组织设计 (9)
七、环境保护设计 (10)
八、工程管理设计 (10)
九、工程概（预）算 (11)
十、经济评价 (15)
十一、附件 (15)
湖南省病险水库除险加固工程初步（技施）设计导则
一、总则
1.1病险水库除险加固工程初步设计应在大坝安全鉴定和水利部大坝安全管理中心对安全鉴定复核意见的基础上，参照《水利水电工程初步设计报告编制规程》(DLS021—93)的有关规定进行设计。

1.2病险水库除险加固工程初步设计应针对安全鉴定和水利部大坝安全管理中心复核意见所提出的所有病险问题作出相应的除险加固设计.对安全鉴定及复核意见中虽未定为C级、但密切关系到大坝安全的评价项目（如防洪标准、结构安全、渗流安全等），在除险加固设计中也应进行分析计算和作出结论。

1.3编制病险水库除险加固工程设计报告时，应认真进行调查、勘察和试验，分析取得可靠的基本资料（包括水文、地质、大坝及主要附属建筑物的病险状况、各种基本设计参数等）.提出的除险加固方案应密切结合工程实际、安全可靠、先进可行、投资节省.
除险加固设计方案应有分析、有论证、有多个方案比较，并有明确的结论和意见，比较方案和选定方案均应有分析计算和设计图纸。

1.4病险水库除险加固工程设计应包括以下主要内容:
综合说明；水文及调洪演算；工程地质；工程任务与规模;除险加固工程设计；施工组织设计；环境保护设计;工程管理设计；工程概（预）算；经济评价。

在设计报告书前应附工程特性表及工程所在位置水系图.
在设计报告书后应附大坝安全鉴定报告书及水利部大坝安全管理中心对安全鉴定成果的核查意见.
此外,应有设计图集、概(预）算书及专门的地质报告。

1.5本导则适用于中型病险水库的除险加固工程初步设计。

技施设计的内容、范围与本导则基本相同，但设计深度应按技施设计要求执行，绘制施工详图,并编制相应的工程预算.重点小（Ⅰ）型水库的除险加固设计可参照此导则执行。

二、综合说明
2.1概述
简述工程地理位置、工程任务、枢纽布置及主要建筑物、工程存在的病险问题,水库大坝安全鉴定报告的主要结论、水利部大坝安全管理中心对安全鉴定成
果核查意见，除险加固的必要性等。

2.2水文及调洪演算
简述工程所在地区自然概况，包括地理位置、水系、地形等情况,气象、水文及地下水的资料情况,说明各项主要特征值及暴雨洪水和调洪计算成果.
2.3地质
简述大坝及主要附属建筑物的地质概况、主要工程地质问题的结论性意见、岩土物理力学性质和参数、天然及人工建筑材料调查试验的主要成果、抗震评价。

2.4工程任务及规程
简述工程在流域治理开发中的任务、工程规模、综合利用效益和技术经济指标。

2.5除险加固设计
简述工程存在的病险问题和除险加固所采取的措施。

2.6施工
简述施工条件、对外交通、施工导流、主要施工方法、施工总布置、施工工厂设施、总工程量、施工进度及工期、施工强度、所需劳力、建筑材料、主要施工设备、风、水、电用量和来源、施工占地数量、施工组织管理等。

2.7环境保护
简述环境保护设计的依据和对主要不利影响采取的措施。

2.8工程管理
简述工程管理机构、人员编制、管理及保护范围、主要管理设施、工程调度运用方式及工程监测等。

2.9工程概（预）算
简述工程概（预）算编制的原则和依据、工程静态总投资、总投资和年度投资。

2.10经济评价
简述经济评价的主要成果和结论。

三、水文及调洪演算
3.1流域概况
简述流域自然地理概况、流域和河流特性、工程上游水利和水土保持概况。

3.2气象
收集整理流域内及邻近地区气象台(站）的观测资料,提出工程所在地区主要
气象要素特征值。

3.3水文基本资料
工程位置图：标明在湖南省水系图中水库所在位置。

简述流域内水文测站的测验情况。

水文资料整编及资料复核情况。

3.4径流
复核径流系列及代表性分析成果。

说明增加资料后的径流计算成果，并与原设计径流成果比较。

3.5洪水
简述暴雨洪水特性。

对于有流量资料的工程可利用流量资料推求设计洪水;无流量资料但有暴雨资料的工程可利用暴雨资料推求设计洪水；对无资料地区，可利用《湖南省暴雨洪水查算手册》推求设计洪水。

设计洪水过程应包括地面径流过程和地下径流过程.
设计书中应交待设计洪水的主要推算过程和各种计算参数。

3.6对于暴雨洪水成果要作地区综合分析比较,论证成果的合理性。

如果暴雨洪水成果与原设计或“三查三定”成果相差较大,应作分析论证,找出原因。

3.7调洪演算
根据水库调度原则及基本资料（入库洪水、库容曲线、泄流曲线)作调洪演算。

在设计中应注意判断无闸门溢洪道控制段属于堰流还是明渠流，以准确计算溢洪道的泄流能力。

3.8防洪标准复核
按照设计规范，复核大坝坝顶及溢洪道控制段导墙顶部高程是否满足国家防洪标准.
四、地质
4.1地勘工作任务
（1）查明大坝和其他主要附属建筑物的工程地质情况，为除险加固处理提供地质资料与建议.
（2）查明坝体（土石坝）填筑质量，提供坝体渗透和抗剪力学指标。

（3）确定坝址处地震基本烈度。

（4）进行天然建筑材料勘察.
4.2勘察内容与要求
（1）查明坝基清基情况.
（2）查明坝基岩体的风化分带，岩体的分层特性、完整程度及其物理力学性质。

（3）查明断层破碎带、裂隙密集带的分布位置、性质、产状、宽度、充填物状况和透水性等。

对岩溶地区要查明喀斯特洞穴及主要溶蚀带的分布发育规律、充填程度、连通情况。

（4）查明坝基和坝肩渗漏的水文地质和工程地质条件。

确定相对不透水层深度。

（中型工程相对不透水层标准按q=5～10Lｕ控制）.
（5）查明坝体渗漏情况，包括渗漏部位、渗漏量、渗漏水质、渗漏与库水位的关系及渗漏发展趋势等。

（6）对于刚性坝坝基，应查明坝基软弱岩层、软弱夹层、特别是缓倾角软弱层带、缓倾角节理及其他不利结构面的分布位置、性质、产状、宽度、延伸长度、充填物性状和组合关系等.对于拱坝应重点调查影响坝肩稳定的软弱岩层和夹层，及其他破裂结构面的产状、厚度、充填物性状、延伸分布及相互组合情况。

（7）查明主要附属建筑物的地质情况。

（8）查明影响大坝安全的较大滑坡体、崩塌体、塌滑体的范围、规模及地质情况。

4.3勘察方法
（1）工程地质测绘
比例尺为1：2000～1：1000,测绘范围主要包括枢纽所在建筑物及对建筑物有影响的地段.
（2）勘探
工程勘探应由具有水利工程勘察资质的单位按《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99)进行。

应沿坝轴线或防渗线布置勘探剖面，在河床及两岸应有钻孔控制，钻孔深度应超过相对不透水层5～10m.
对于碾压土石坝应在垂直于坝轴线方向，根据坝长布置3个或3个以上的勘探剖面，获取坝身不同分区的土样.
（3）试验
岩石物理力学性质参数，可采用工程地质类比法提供。

坝体土样应送具有水工专业资质的土工试验室作物理力学性质、颗粒分析及渗透试验.
钻孔对基岩应进行分段压水试验，对碾压土石坝应作现场注水试验。

4.4天然建筑材料
应根据设计需要，查明石料、砂砾料、土料等天然建筑材料的储藏量、质量、开采运输条件等问题。

对于土料,应作相应的土样试验.
4.5工程地质勘察报告
勘察报告应包括以下内容：
（1）绪言.说明勘察工作概况、勘察过程、内容和完成的地勘工作量。

（2）大坝坝基和其他主要附属建筑物的工程地质条件。

（3）坝体质量及存在的问题。

（4）提出基岩的物理力学指标和碾压土石坝坝体分区物理力学指标和渗透系数建议值.
对坝体分区物理力学指标应根据土工试验成果,通过数理统计提出，并认真分析其合理性。

对于坝体分区的渗透系数应对试验室成果和现场注水试验成果及坝身渗漏现状作综合分析.渗透系数的选取应与坝身的渗漏情况协调。

（5）天然建筑材料。

（6）结论和建议。

4.6附图和附件
坝址工程地质平面图（应包括主要附属建筑物）;
坝址和其他主要建筑物工程地质横剖面图；
坝址和其他主要建筑物工程地质纵剖面图；
钻孔柱状图;
坝址（防渗线）渗透剖面图；
土工试验成果表。

4.7地质报告编写
有关工程地质问题应编制专门的地质勘察报告并附相应的地质图纸，主要地质问题及勘探试验结论、推荐采用的物理力学指标及地质参数应在设计报告中有专门章节,设计图集中应附主要地质图。

五、除险加固设计
5.1除险加固设计应针对安全鉴定和大坝中心复核意见所提出的水库病险问题，作出相应回答.
5.2各除险加固项目均应作多方案比较，选取技术可行、经济合理的设计方案.
5.3主要险情的除险加固设计。

5.3.1坝基及坝肩渗漏。

坝基和坝肩的渗漏处理，应以水文地质渗透剖面为设计依据，一般采取帷幕灌浆的办法。

对中型水库，帷幕灌浆一般为一排,孔距2～3m,设计标准按灌后基岩的透水率控制，中型水库大坝基岩透水率宜为5～10Lu.
两岸帷幕延伸长度应至两岸地下水位与正常水位交界处。

对于断层破碎带或严重漏水的地段可适当增加灌浆排数或加密孔距。

对岩溶地区的帷幕灌浆设计,应在弄清岩溶分布发育的前提下，作出专门的灌浆工艺设计。

5.3.2坝体渗漏
5.3.2.1说明坝体渗漏情况,包括渗漏部位、渗漏量及水质、渗漏量与库水位的关系、渗漏的发展趋势等。

5.3.2.2碾压土石坝防渗处理措施推荐
（1）上游铺设土工膜，设计可参照《土工合成材料应用技术规范》（GB50290－98）。

（2）上游加作粘土斜墙.
（3）冲抓套井回填（处理深度以20m左右为宜）
（4）高压喷射灌浆技术。

摆喷：适用于处理深度25m以内
旋喷：适用于处理深度35m以内
（5）砼防渗墙:处理深度可达80m左右。

（6）在上游坡某一定高程作冲抓套井回填或高喷灌浆，该高程以上至坝顶铺设土工膜方案。

（7）冲抓回填与高喷相结合方案。

上述处理方案应结合土石坝的坝型、坝高及其他因素进行经济技术比较后合理选用。

具体设计可参考相关技术资料.
在设计中,应处理好帷幕、防渗墙、土工膜三者之间的衔接，以形成完整的
防渗体系.
5.3.2.3刚性坝防渗面板的渗漏处理
应详细描述防渗面板破损情况，包括裂缝深度、宽度、长度、数量、砼老化程度、裂缝成因分析等.然后根据面板的破损情况，可采取化学修补裂缝或重浇防渗面板的方案。

重浇防渗面板的厚度、分缝、止水、钢筋配置等应按有关设计规范执行。

5.3.3坝体结构稳定问题
5.3.3.1碾压土石坝
对于上、下游坝坡最小抗滑稳定安全系数不满足规范要求的大坝，可采取堆石压脚、放缓培厚坝坡等处理措施。

有的工程经防渗处理后，由于浸润线降低，可能使下游坝坡的抗滑稳定性得到提高，从而满足规范要求的情况,对此应有详细的稳定计算成果.
5.3.3.2浆砌石重力坝
对于抗滑稳定不满足规范要求的大坝可采取帷幕灌浆、打排水孔等办法降低扬压力，预应力锚固增加垂直抗滑力，坝体加重等处理措施，经综合技术经济比较后合理采用。

5.3.3.3拱坝
对于坝肩稳定不满足规范要求的拱坝，可根据坝肩地质及滑裂面的性质和组合情况,采用帷幕灌浆、固结灌浆、砼洞塞、预应力锚索等处理措施，经综合技术经济比较后合理采用.
5.3.4渗流安全和结构安全复核
在除险加固设计中，对于处理后的大坝均应作渗流和结构安全方面的复核计算，说明大坝经处理后的安全状况。

（1）碾压土石坝
应按《碾压土石坝设计规范》（SL274－2001）的渗流计算内容和流流计算的水位组合情况作渗流计算。

并对稳定渗流期的上、下游坝坡、水库降落期的上游坝坡作抗滑稳定计算.各种计算工况，土体的抗剪强度均采用有效应力法计算,粘性土大坝库水位降落期同时应采用总应力法计算.
在库水位骤降计算中，应明确说明库水位骤降的条件、说明泄水设施的孔口尺寸，绘制库水位～流量关系线、泄流曲线（泄流设施泄流量~水位）、库水位最快可能降落曲线（库水位~时间）。

土坝最上一级坝坡不宜陡于1：2。

0。

（2）浆砌石重力坝
应按《浆砌石坝设计规范》（SL25—91）之规定作坝体抗滑稳定计算。

当坝基岩体内有软弱夹层时，同时应作深层抗滑稳定问题研究，核算坝体带动部分基岩沿该软弱结构面的抗滑稳定性.稳定计算中的抗剪断及抗剪参数可参照该规范中的附表选用。

对于中低实体重力坝的坝体应力计算以材料力学法为基本分析方法。

计算所得的应力应符合规范要求。

（3）拱坝
应力分析以拱梁分载法为主（“多拱梁法”和“拱冠梁法”），对于河谷较对称的中、低坝，可采用只考虑径向和扭转调整的拱冠梁法.计算所得应力应小于容许应力。

拱座稳定的数值计算方法,以刚体极限平衡法为主，原则上应按空间问题处理。

对情况简单无特定滑裂面的情况，可按平面分层核算。

5.3.5溢洪道除险加固
应在设计中详述溢洪道存在的问题和地质条件，然后针对所存在的问题作出处理方案。

对处理工程量较大者,要作方案比较.在溢洪道加固处理设计中，应作以下工作：
（1）作泄流能力复核、水面线计算、消能防冲水力计算.对单宽流量和流速较大的弯道，应作弯道水力计算。

（2）泄流能力应满足设计和校核工况下所要求的泄量，中型水库消能防冲的洪水标准为30年一遇。

（3）在溢洪道改造中，如有可能应尽量使其体型合理、简单、水流平顺。

（4）对控制段（堰或闸)、泄槽底板、消力池护坦、边墙等作结构稳定核算。

结构的分缝、止水、排水系统等设计参照《溢洪道设计规范》（SL253－2000）。

（5）对破损情况不严重的溢洪道可采取局部修整的方案。

5.3.6滑坡体和崩塌体的处理
对于影响大坝和主要附属建筑物安全的滑坡体和崩塌体，应进行加固处理。

5.3.
6.1滑坡体处理
（1）对于滑坡体的处理，首先应充分做好地勘工作,弄清滑坡体的性质、成因、范围、规模、滑坡体的边界条件、滑床面的岩土物理力学参数。

绘出滑坡体的地质平面图和代表性的地质剖面图，并计算滑坡体的最小稳定安全系数。

（2）如滑坡体稳定安全系数不满足要求，可根据需要采取削坡减载、压脚、排水、截水等工程措施。

如上述措施仍不能解决问题，可考虑修建挡墙或抗滑桩。

（3）滑坡体经处理后，应核算其最小稳定安全系数是否满足稳定要求。

5.3.
6.2崩塌体处理
对于崩塌体可采取削坡处理的办法，如有必要可对岩石较破碎的边坡作挂网喷锚处理。

喷砼的厚度10cm即可.
5.3.7排水棱体堵塞处理
可采取分段抽槽开挖翻修或打垂直砂井结合纵横向导渗沟的处理办法.
5.3.8涵管处理
对涵管的破损现状和渗漏情况应作详细描述。

对于裂缝及渗漏情况较轻的，可作化学修补处理；对于破损及渗漏情况较严重的可考虑钢筋砼内衬或钢板内衬处理。

如涵管险情较重、管身断面较小,加固处理困难的，可考虑封堵涵洞另开隧洞的处理方案。

对于新开隧洞应有地质资料，并进行水力计算和结构计算。

对废弃的涵洞应作封堵设计。

5.3.9金属结构及启闭设施
对于老化锈蚀严重、刚度及强度已不满足使用要求的金属闸门及老化严重、启闭不灵的启闭设施可作更新处理。

对于一般锈蚀的金属闸门及使用情况尚好的启闭设施可作防锈处理及保养维修即可。

六、施工组织设计
6.1施工条件
6.1.1工程条件
（1）概述工程所在地点、对外交通运输条件、上下游可利用的场地面积和利用条件。

（2）概述除险加固的工程项目及施工特点。

（3）说明主要建材的来源和供应条件及当地水源、电源情况。

（4）对工程施工准备、工期的要求。

6.1.2自然条件
（1）概述一般枯水季节时段及洪水特性。

（2）概述地形、地质条件及气温、降水特性。

6.2施工导流
对于在临水侧有除险加固项目的工程，应作施工导流设计
6.2.1导流标准
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252－2000）之规定,中型水库属3等工程，施工洪水可取枯水期20年一遇洪水。

6.2.2导流方式及围堰
根据水库的实际情况,确定导流方案，设计施工围堰,选定围堰的施工程序和施工方法。

6.3料场选择和规划
6.4主要除险加固工程施工
包括施工程序、方法及布置等。

6.5施工交通运输
确定对外交通运输线路及场内交通布置.
6.6施工工厂设施及风、水、电
6.7施工总布置
说明施工布置的原则；提出施工总布置图（包括施工工厂、交通运输等）；
6.8施工总进度
说明施工总进度安排的原则及工期要求;提出工程准备期、工程施工期的控制性关键项目及进度安排、工程量及工期、施工强度、劳动力、机械设备；提出施工总进度图、表（包括横道图、网络图等）。

6.9主要建筑材料和主要施工机械设备
按名称、规格、数量列出汇总表。

6.10附图
施工总布置图;导流工程布置图；施工总进度图、表。

七、环境保护设计
说明工程对环境影响的综合评价、对环境的主要不利影响和对策意见.
八、工程管理设计
8.1工程管理现状
简述管理单位的名称、隶属关系、内部机构设置、职工人数、办公生活设施、水文测报、安全监测、通讯设施等情况.
8.2设计依据
水利部《水库工程管理设计规范》(SL106－96）；
水利部《水利工程管理单位编制定员试行标准》（SL705－81）;
水利部《关于水利工程设计、施工为管理创造必要的条件的若干规定》（SL706－81）。

8.3管理机构
按照《水利工程管理设计规范》（SL106－96）的规定，确定与主管部门级别相适应的水库管理单位的机构规格.
根据水库管理单位的规格、工程特点和有关部门现行的有关规定，设置水库管理单位机构，并按精简原则确定人员编制。

8.4工程管理规范与保护范围
根据《水库工程管理设计规范》和水库工程管理需要，结合自然地理条件和当地情况，在水库工程设计中划定工程管理范围和保护范围。

8.5工程管理设施
在工程除险加固设计中，对于工程管理设计重点包括水、雨情测报、大坝安全监测、通讯设施、防汛公路、管理单位危房改造等。

水、雨情测报：一般在大坝设自记水位计、大坝附近设自记雨量站。

对于集雨面积较大的中型水库，在库区可按集雨面积每20km2左右增设一自记雨量站.
大坝安全监测：设立常规的位移观测(包括水平位移和垂直位移）、渗流观测（测压管、量水堰）设施。

对于坝高、库容较大、位置重要的中型水库可设置自动监测系统。

防汛公路:对外交通一般控制在三公里范围内，库内交通按实际考虑，均应有设计和图纸。

危房改造及防汛仓库：按《水利工程管理设计规范》中规定的管理单位办公用房、生产用房标准结合水库管理单位房屋的实际状况合理确定危房改造面积。

8.6工程管理运用
简述水库调度运用原则和工程建筑物的运用条件；建筑物的检查、维修管理制度；工程监测项目、方法及资料整理。

九、工程概（预）算
9.1工程量
9.1.1工程量务必核实，严禁虚造工程量.
9.1.2初步（技施)设计报告、初步（技施）设计图集、初步设计概（预)算中的工程项目名称及工程量应对应一致。

9.2编制说明
9.2.1工程概况
概述本工程所在的河系、兴建地点、对外交通条件、工程规模、工程效益、工程布置形式、主体建筑工程量、主要材料用量、施工总工期、施工总工日和高峰人数。

9.2.2投资主要指标
说明工程总投资和静态总投资,年物价上涨指数和价差预备费暂不考虑。

9.3编制的原则及依据
9.3.1编制初步设计概算采用湖南省水利水电厅湘水电农水字〔1992〕第10号文颁发的《湖南省水利水电建筑工程预算定额》,其中人工、材料、机械均乘以1。

05扩大系数计算。

费用标准执行湖南省水利水电厅湘水电水建字〔1998〕第5号文颁布的《湖南省水利水电工程设计概算编制办法及费用标准》。

9.3.2人工工资按省定标准26。

4元/工日。

9.3.3主要材料来源地应与地质专题报告中天然建材部分相一致，四大主材的运距须详细说明，水泥、钢筋、块石、砂砾石的运距以及块石、砂砾石的原价须由业主单位加盖公章、业主法人加盖私章以对其真实性负责,并附于概算书单价分析表之后.
9.3.4风、水、电、施工机械台班费等基础单价计算的原则与依据.
9.4说明初步设计概算编制中存在的其他应说明的问题.
9.5概算表
9.5.1概算表包括以下各项:
(1)总概算表
（2)建筑工程概算表
(3)机电设备及安装工程概算表
（4）金属结构设备及安装工程概算表
(5）临时工程概算表
(6)其他费用概算表
（7)分年度投资概算表
（8)建筑工程单价汇总表
（9)安装工程单价汇总表
（10)主要材料预算价格汇总表
（11)其他材料预算价格汇总表
(12）施工机械台班费汇总表
(13)主体工程主要工程量汇总表
(14）主体工程主要材料量汇总表
（15)主体工程工日数量汇总表
9.6概算附件附表
9.6.1概算应有下列附件附表
(1)主要材料运杂费计算表
（2)主要材料预算价格计算表(含原价计算表）
(3）风、水、电单价计算书
(4)砂石料单价计算书
（5)砼材料单价计算表
(6）主要施工机械台班费计算表（书)
（7)补充施工机械台班费计算表(书)
(8）建筑工程单价计算表（含补充定额单价计算表）
(9）安装工程单价计算表
9.7项目划分
9.7.1应依据《水利枢纽、水电站、水库工程项目划分》进行项目划分。

9.7.2因水库除险加固项目的特殊要求以及下达实施计划的需要，下列二级项目须分列如下:
（1）大坝工程须按坝基、坝身、坝肩、坝顶(包括坝顶路面）、上游坝坡、下游坝坡分列
(2)溢洪道工程须按进口段、陡坡段、消力池段、出口段、泄洪渠段分列
9.8建筑工程概算表
9.8.1永久房屋建筑工程中工程量依据本导则8。

4。

2计算,包括危房改建（400元/平方米)、旧房改造(200元/平方米)、防汛仓库(300元/平方米）在内的建筑工程总投资原则上控制在50万元内.
9.8.2一级项目“交通工程"列为“库外防汛公路改造”、“库内防汛公路改造”.库外防汛公路改造建筑工程投资原则上按3km改造工程量计列，库内防汛。