水库除险加固工程施工概况

水库除险加固工程施工概况 1.1工程概述

乃河水库位于茹河干流上游某县某镇小岔村，坝顶左岸有彭青高速及彭青公路穿过，距下游店洼水库20km，东距某县城30km，，交通便利。本工程的主要任务是消除工程安全隐患，对大坝进行防渗处理、新建溢洪道、维修输水建筑物和库坝护坡工程。枢纽布置从左至右依次为土坝、输水塔和泄洪放水塔。拦河坝布置在沟道上，现状坝型介于均质土坝和非均质土坝之间。坝体与坝基采用塑性混凝土防渗墙+帷幕灌浆进行防渗处理。

本次维持原坝顶高程不变，主坝防渗墙为在坝中偏上游3.85m修建，桩号为0+000—0+620，长度620m。大坝加固后，坝顶宽 6.0m，坝顶高程 1785.2m，坝轴线长度为 620m，最大坝高 50m。在坝轴线中间位置设置 0.60m 厚塑性混凝土防渗墙，防渗墙长 630m（K0+030~K0+660），底部深入强风化岩层 1.0m，在溢洪道两侧墙底接 1 排帷幕灌浆和回填灌浆。大坝上游坝坡维持原坝坡比 1:3.0。下游坡坡比维持原坡比 1:1.5、1:1.5，在高程 1551.20m 处设置马道，马道宽 1.00m。

土坝上游坡采用 C20 现浇混凝土格梁内嵌干砌石砌护，护坡范围为从坝顶至现状坡脚。自上而下依次为 30cm 厚干砌石、40cm 厚的砂砾石垫层。下游坝坡采用混凝土框

格草皮护坡。

输水建筑物布置在右坝肩（桩号 K0+450处，输水建筑物兼具泄洪、排沙和灌溉引水三重任务。输水建筑物由进口段、输水塔、输水箱涵、出水池、泄槽、消力池、扭坡段和河道护砌段组成，总长为 243.768m。

进口段底高程为 13.20m，采用钢筋混凝土 U 型槽结构，长 16.5m，净宽 6.2m。输水塔为钢筋混凝土结构，顺水流方向长 10.0m，宽 10.2m，共 2 孔，左侧为灌溉放水孔，右侧作为泄洪排沙孔，闸孔尺寸均为 1.5×3.0m。输水塔后接输水箱涵，共 2 孔，涵洞总长 .6m，总宽 7.8m，箱涵纵坡为 0.022。箱涵后接出水池，出水池采用矩形钢筋混凝土结构，池底高程 10.20m，长 10.0m，宽 9.6m，下游设置 2 孔节制闸，闸门尺寸 3.5×3.0m。出水池左边墙设置 1 孔灌水闸，闸孔尺寸 1.5×1.5m，与下游侧灌溉渠道相接。出水池下游接泄槽扩散段和陡坡段，扩散段长 5.0m，底宽由 8.0m 渐变为 14.0m，陡坡段长 30m，坡比为 1:3，净宽 14.0m。泄槽段后接突槛式消力池，消力池长 20.0m， 净宽 14.0m，突槛高 1.4m。消力池后接浆砌扭坡段，长 10.0m，底板净宽由 14.0m 渐变为 16.0m。为防止洪水对下游河道造成冲刷，对扭坡段下游 50m 河道采用格宾护垫进行全断面护砌。在输水塔与大坝之间布置人行钢桥，共 1 跨，桥长 31.2m，宽 1.0m。

1.2 水文

1.1.1 自然地理概况

乃河水库上游地形主要为中低土石山区，临近水库两岸为近山黄土丘陵区，发源地六盘山脊最高山峰高程为2928m，与六盘山脉最高峰米岗山高程2942m相差无几，地势由六盘山脊向东倾斜，乃河水库处高程约1750m，高差达1178余米。由于流水的切割侵蚀作用，在六盘山东侧形成多条走向近东西水系，使之形成了目前的剥蚀丘陵地貌，山高沟深，坡度陡峻。部分山顶浑圆，大面积基岩裸露，沟谷发育，山溪密布。水库上游植被较好，林草丰茂。

1.1.2气象

水库流域地处温带半干旱气候区。境内四季分明，光照充足，春季气温多变，夏季短暂凉爽，秋季降温迅速，冬季寒冷漫长。夏季受东南季风影响，冬季受蒙古高压控制， 气候干冷。年平均气温 7.4℃，1 月最冷，7 月最热，日照充足，全年日照 2518 小时， 日照率 55％~70％。大于等于 10℃积温为 2300-3100℃，全年无霜期 120~160 天。多年平均风速 1.6m/s。最大冻土深度 1.5m。干旱少雨是当地最主要的气候

特征，降水少而蒸发量大，降水主要集中在 6~9 月，作物生长期降水量偏少。 1.3 工程地质 1.3.1区域地质概况

乃河水库上游六盘山区系黑垆土，向下逐渐变为灰钙土。水库流域主要为下白垩系泥岩、粉砂岩、页岩，表层风化残积－坡积层，由粘砂土、碎石组成，厚2-8m，降水入渗与浅部风化裂隙潜水组成统一的含水层，在沟谷中以下降泉出露。

乃河水库工程区域位于祁吕贺兰山字型构造体系的脊柱—贺兰褶带的南段，陇西系旋卷构造六盘山旋迥褶带的中部及伊陕盾地的西南部，是贺兰褶带与六盘山旋迥褶带的交织复合部位。它是由大关山旋回和小关山旋回层组成的近南北或北偏西的长达150余km的略向东突出的弧状山系。主要出露的地层有第四系坡积含砾壤土（Q4），第四系全新统冲洪积（Q4

al-Pl

dl

）壤土和角砾，第四系上新统（Q3m）黄土，第

1apl

四系上新统冲洪积（Q3）壤土、粘土、角砾、砾砂，白垩

系下统马东山组（K1m）泥岩夹泥灰岩等地层，奥陶系下统三道沟组（O2s）灰岩。 1.3.2坝址区工程地质条件

坝址区属中低山区地貌单元，由于地壳运动及切割，使河谷形成“U”型，两岸发育不连续的一、二级阶地，阶地高

差3m左右，由于河谷两岸基岩长期裸露，使其风化崩解强烈，均堆积于山脚下，形成多个连续的扇形堆积群，基岩强风化厚度1–5m，中等风化厚度大于5m。坝址区出露的地层岩性有第四系全新统人工填土（Q4ml）层、冲洪积（Q4aL-1pL）层、坡积（Q4dl）层，第四系中更新统冲洪积（Q31apl）层，白垩系下统马东山组（K1m）等地层。右坝肩上部为壤土和粘土，湿陷量201mm，为Ⅰ级非自重（轻微）湿陷性场地。

坝址区两岸地形平缓，两岸岸坡上部为壤土和粘土，下部基岩主要由泥岩及泥质砂岩夹泥灰岩组成，岩层为顺向岩层，但是总体稳定，不致影响大坝及建筑物的安全运行。

1.3.3溢洪道工程地质条件

溢洪道位于河道右岸的岸坡处，溢洪道控制段及陡坡

前段位于原坝体压实层上，地层岩性为第四系全新统人工填土（Q4），岩性主要为壤土和含砾壤土。溢洪道下半段位于岸坡冲洪积层上，地形起伏较大，地层岩性有冲洪积（Q

1al

4

ml

）层和白垩系下统马东山组（K1m）等地层，岩性主

要为砾砂及角砾。 1.4 天然建筑材料

块石料：块石料场位于中宁县东方冶炼厂，交通便利，料

场地层岩性为奥陶系马家沟沟组灰岩（O1m），灰色，厚层状，致密，坚硬，露天开采。可开采储量大于 100 万 m3。 粗骨料：粗骨料场位于海原县郑旗乡中平大队大路川振升砂厂，料场地层岩性为奥陶系马家沟沟组灰岩（O1m），灰色，厚层状，致密，坚硬，露天开采，储量大于 100 万 m3。 细骨料：粗骨料场位于海原县郑旗乡中平大队大路川振升砂厂，交通便利，其储量大于 100 万 m3。

土料：本工程土料可采用库区右岸下游黄土（Q3m），土黄色，硬塑-坚硬状态，开采厚度 5.0-10.0m，勘察储量大于 10 万 m3，现为荒地。土料天然含水率小于最优含水率，应对土料进行增湿，使其含水率达到最优含水率。

根据现场调查附件的块石、粗细骨料都已经停产，到其他地方运距不小于300公里，增加很大施工成本。 2.5 主要建筑物工程数量

表1.5.1 主要工程量表

序号及单位 1.主体工程量 土方开挖 万 土方回填 万 混凝土 万 钢筋制安 t 帷幕灌浆 m 充填灌浆 m 塑性混凝土防渗墙(0.6 m) m2

数量 20.4 19.7 117.936 453.6 981.8 25000 备注

1.5.2 土石方平衡

工程土方开挖总量20.4 万 m3，土方回填总量 19.7万m3，土方开挖中包括清基、输水建筑物土方开挖、溢洪道开挖等项目，可用于建筑物回填的开挖土料 19.7万 m3，不可利用土方约 0.7 万 m3. 2.6 施工总体布置

根据施工条件，将工程的施工营地设在大坝上游右侧空地上，以便于工程的施工及管理。临时工程包括施工道路、施工仓库、供水、供电用房等。 1.6.1施工交通

施工运输分场外运输和场内运输两部分。工程所需建筑材料及器材设备，除部分当地建筑材料可以就近开采供应外，其它如钢材、水泥、木材、施工机具、燃料、生活物资等均由外地输入。

（1）进场公路

工程区距离某县30km。工程区对外交通主要通过青彭公路进行，通过青彭公路及乡村道路可直达工程区，跨区运输可通过青彭公路及青彭高速公路进行。

（2）场内道路

根据施工需要，对进场道路至各施工面修施工便道，包

括坝顶道路及到溢洪道施工区，施工营地施工便道，路面宽 5m，采用 12cm 厚碎石路面。

由省道至施工营地，有部分原砂石料场道路，为了保证入场交通，需有派专用设备及人员负责管理、维修和养护临时施工道路及入场道路全铺碎石，共新建、修缮临时道路共 3.0km，路面宽 5m，采用 12cm 厚碎石路面。 2.7 施工工厂设施

2.7.1 混凝土生产

本工程混凝土系统集中设置，混凝土拌和站布置在距离乃河水库2公里处，距离店洼水库15公里。由于建筑物施工工期较集中，。拌和站选用两套 HZ1000 型卧式双轴搅拌机，生产能力达60m3/h。 2.7.2 膨润土泥浆系统

根据类似工程施工经验，结合本工程项目特点，泥浆池容积不小于 200m3。泥浆生产设备包括土料库、搅拌机，土料以彭润土、粘土为最佳，粘土由人力车或皮带机向搅拌机供料，搅拌机采用1 台ZJ-1500 高速搅拌机（每小时制浆 15m3）和 1 台 3PNL 型泥浆泵，有进料口和泥浆出口组成。泥浆比重1.15-1.3t/m3,粘度18-30秒，含沙量＜

10%，供浆干路采用 φ100mm 钢管沿防渗墙施工平台侧布置，沿供浆干管20m 左右布置一个供浆支线，并安装闸阀。制浆站占地约 500m2，其中膨润土库房建筑面积 100m2。泥浆在防渗墙施工中的作用主要是保持孔壁稳定、悬浮钻渣以及冷却钻具。

泥浆分离系统，采用旋流器与振动筛将分离出的沙石运走。合格浆液重复循环使用。 2.7.3 机械停放区

机械停放区仅承担汽车、施工机械的日常停放，设备的大中修和保养委托地方企业进行。机械停放区设在工程施工营地内。

2.7.4 钢筋加工厂及木材加工场

加工厂布置于施工厂区内，提供工程的钢筋加工和模板加工。主要进行钢筋、木材等常规加工。钢筋加工车间主要进行切断、弯曲及小型网片构件绑扎、焊接等。 1.7.5 施工水、电供应及通讯条件

供水：施工用水采用就地取水，水质符合设计及规范要求。 供电：工程施工总用电直接接引自原水库终端杆，安装一台400KVA变压器。满足施工需要。

施工通讯：利用现有通讯网络，可采用对讲机及移动电话联络。

1.7.6主要施工临建设施一览表

主要施工临建设施一览表

序号 1 2 3 4 5 项目 办公、生活福利用房 仓库 施工工厂设施 混凝土生产区 施工临时道路 合计 1.8 主体建筑物施工方法

1.8.1水库坝体施工

本工程坝体填筑主要为两部分，一部分为为了满足混凝土防渗墙施工平台宽度的要求，坝顶适当挖除部分，防渗墙施工完成后进行坝体填筑施工，一部分为坝体上下游修坡清基后回填部分。坝体回填土设计要求压实度≥0.98，最大干密度≥1.77g/cm3。填筑土方采用料场开挖土方，土方填筑采用 1m3

占地面积（亩） 1.4 0.6 3 5 20 30 备注

挖掘机挖装，8t 自卸汽车运输上坝。坝面施工采用 132kw 推土机散料，振动碾进行碾压，铺摊厚度、每层取样数量应符合相关规范要求。自卸汽车配推土机铺料，采用振动碾进退错距法压实。

料场土料天然含水率小于最优含水率，应对土料进行增湿，根据实际含水率通过泡水或者坝面直接利用汽车喷雾洒水的方式使其含水率达到最优含水率。

为了保证填筑质量，坝体填筑不安排冬季施工。 开挖成形的基础面先采用推土机或挖掘机进行初平，初平后由人工清理修坡，经验收合格后开始铺设设计要求的反滤料，反滤料应按设计厚度及不同区域设计情况分层铺设。

防渗墙和帷幕灌浆设置在坝体坝轴线中间，总长度 0m，防渗墙平均深度为 40m。采用冲抓法进行防渗墙成槽施工，均采用抓斗成槽；优质膨润土泥浆护壁，确保孔壁稳定。帷幕灌浆设置在防渗墙底下入岩深度6.0m。

1.8.2建筑物施工

输水建筑物、新建溢洪道、泄洪排沙建筑物、坝体护坡等采用机械开挖为主，人工开挖为辅。机械开挖主要采用挖掘机开挖，人工开挖主要是边坡整修，基础开挖等，依地质情况，临时边坡取 1:1.0~1:1.25。

土方填筑工程就近堆存的土料采用 132kw 推土机推

运，碾压采用 132kw 推土机推平，振动碾压实，边角及狭窄部位采用 1.8kW 蛙式打夯机压实。

混凝土采用现场拌合设备制作。浇注时，下部及水平部分混凝土采用混凝土搅拌运输车运输，溜槽入仓浇筑，1.1kw 振动器振捣；上部混凝土采用履带吊吊运入仓。

钢筋在加工厂除锈、平直、切断、弯曲成型。钢筋和模板由载重汽车或平板拖车运至现场。现场人工绑扎，钢筋接头采用电弧焊接或机械连接。模板采用定型组合钢模板， 人工立模。

1.8.3清基及弃土弃渣

先把库内水放空，待坝顶充填灌浆结束后再将原坝顶混凝土路面拆除， 然后拆除原干砌石护坡，护坡拆除完毕后再进行坡面清基，要求将上下游坝坡、库底范围内的草根、腐殖质、空洞等清理干净，平均清理深度50cm。清基用1m挖掘机开挖，59Kw推土机配合、8t自卸汽车运到坝外指定场地，本项目区下游为茹河河道，可将弃土弃渣倒入河道岸坡。

工程位于严寒地区，每年有效施工时间短。每年冬季坝体填筑及混凝土浇筑不宜施工。工程区每年 6 月～9 月为汛期，10 月～次年 5 月为枯水期。根据工程建设内容和工程量，施工期为第一年 3 月至第一年 11 月底，总工期计划9个月（具体详见施工进度计划横道图三）。在编制施工总进度中，具备运行基本条件的主体工程必须在确定的工期前完成， 其它附

3

属或配套工程可另行安排。