土门村水电站初步设计
1.综合说明
1.1绪言
1.1.1工程概况
土门村水库位于巴水土门村长河上游白庙河镇境内， 坝址处地理位置东经115°36′，北纬31°00′，承雨面积42km2，总库容3569万m3，是一座以灌溉为主，兼有防洪、发电、养殖等综合利用的中型水利工程。
主坝工程于1970年6月正式动工兴建，1971年7月建成蓄水，水库枢纽工程由主坝、副坝、溢洪道、发电放空洞、灌溉隧洞、电站、灌溉渠等组成，主坝全长541m，最大坝高49.5m（从抽槽基面计），坝顶宽6.5m，坝顶高程182.0m（黄海高程系，以下同），设计坝型为粘土心墙代料坝。现状坝坡坡比为：下游坡146.0~151.4高程坡比1:1.7（反滤坝），151.4~167m高程坡比1:2.25，167～182.0高程坡比1:2.0，本次加固削为1:2.1，平台宽均为2m，草皮护坡；上游坡146～160m高程坡比1:2.5，160～169.6m高程坡比1:2.25，169.6~182.0m高程坡比1:1.9，本次加固削为1:2.1，平台宽均为2m，干砌石护坡。心墙而根据本次地勘实测心墙顶高程在179.0～180.00之间，顶宽1.5m。原设计坝脚排水设施为棱体排水，后经理论计算分析，坝脚浸润线比较低，因此施工时采用贴坡反滤排水，反滤层块石护砌厚为1.5m，坡比为1:2.25，碎石厚为0.3m，粗砂层为0.2m，反滤层顶宽2m，1976年对主坝加固时，改贴坡反滤为堆石排水棱体，在原反滤层砌石基础上加铺细石子及粗砂，顶部高程151.4m，下游坡比1:1.7，顶宽2.0m。
副坝下部为山体削坡而成，上部3～5m为含砾砂土填筑，顶宽6.5m，没设心墙，既没有进行坝基处理，也没有进行坝体防渗处理，坝下游也无反滤措施。
溢洪道进口平段长31m，宽30m，堰顶高程175.3m，堰型为驼峰型实用堰，泄槽段长146.5m，其中收缩段长40m，扩散段长26.5m，泄槽宽20.0m，坡比1:7.3，侧墙平均高2.8m，扩散段为抛物线型，与消力池连接，消力池长35.0m，宽30.0m，侧墙高度7.6m，池底高程141.7m，池内分前后两排消力墩，出口海漫块石护砌20.0m，河床高程144.50m，消力池边墙为重力式浆砌石结构。
灌溉输水隧洞是1983年拆除浆砌石过坝渠后配套修建，位于主坝右岸，出口与西干渠相连，进口高程159.8m，出口高程157.25m，洞身长168m，为一弯洞，钢筋砼衬砌，内径1.3m，衬砌厚度0.3～0.5m，开挖内径2.3m，进口喇叭段长2.55m，明渠长28m，采用砼多孔拦鱼板，闸室段长6.9m，为了分层取水，安装两块1.3×1.3m的平板钢闸门，柱式塔高21.1m，排架高16.9m，工作桥长54m，安装2台30t手电两用螺杆启闭机。
发电放空洞是施工时考虑施工导流等方面的要求而兴建的，位于主坝左岸，设计进口高程153.30m，出口高程151.9m，洞身长119m，为钢筋砼衬砌，内径2m，衬砌厚度施工时均控制在0.5m左右，进口闸室段长5.0m，设有柱式塔及工作桥，工作桥长44m，安装2×2m的平面钢闸门，配一台50t启闭机，出口有一泄洪闸，设2.54×1.55m的平面钢闸门，配30t启闭机，泄洪闸出口有长4.0m的平台扩散和17.0m的抛物线扩散段，扩散段与消力池连接，消力池长11.0m，底宽8.0m，侧墙高3.5m，池底高程为144.5m。
发电放空洞设计最大允许泄洪流量为15.7m3/s，进口一直未设拦污、拦鱼设备，检修闸门及泄洪闸门长期浸在水下，无法维修。
电站装机容量500千瓦，设计水头26.75m，年利用小时4500小时，年发电量为251.8万kw.h。实际年发电量64.85kwh。
水库原设计防洪标准为五十年一遇洪水设计，五百年一遇洪水校核，1976年3月按照“75.8”防洪标准复核后，进行了翻接心墙加高处理，1983年经省水利厅批准，按重点中型水库标准进行复核，对主坝进行了培坡，拆除过坝渠，新建灌溉隧洞。相应防洪标准提高到一百年一遇洪水设计，二千年一遇洪水校核。
水库防洪区为；下游沿河20km内有白庙河、大河岸、凤山等三个乡镇8.4万人，6.0万亩耕地；41km处有土门村县城及318国道、合肥至武汉的高速公路以及京九铁路和在建的重要军事基地。
土门村水库建于“文革”期间，属典型的“三边”工程，1970年6月1日成立工程指挥部，施工技术力量主要来自县水电局，施工队伍主要为当地民工，水库兴建时没有进行地质勘察，没有做填筑土料的物理力学性质试验，工程施工时没有保留主坝填筑的有关施工记录，竣工时也未进行全面的验收工作，再加上施工时间紧，任务重，技术设备落后，施工质量差，留下了严重的隐患。
1.1.2除险加固缘由
根据初设地勘报告和防洪复核结果，主坝心墙欠高，不能满足防洪要求，心墙土料土质差，碾压不密实，渗透系数大，坝基和坝肩基础为中强风化岩体，为中等透水性，坝肩存在明显绕渗现象，上游坝坡稳定不能满足规范要求。
副坝无防渗措施，坝体、坝基下游渗水严重。
溢洪道堰体及陡坡段砼破坏严重，块与块之间错位，沉降不均匀，边墙欠高，且溢洪道泄槽下有一过水隧洞（原过坝渠道用），已废弃多年，但一直未进行处理，致使溢洪道底板变形严重。溢洪道交通桥砼碳化严重，为危桥，且桥面宽度不能满足交通要求。
发电放空洞进口闸门变形，止水破坏，无拦鱼设备，洞身砼剥蚀现象严重。
灌溉隧洞洞身砼碳化严重，洞身裂缝，洞身灌浆孔渗水达134处，4处射流。
土门村水库无变形观测、渗流观测设施，有雨量站，但为人工测量，无自动测报系统，仅有一部老式电话机，通讯效果极差，缺少必要的交通设施，管理处职工办公及生活条件差，住房紧张，技术管理人员缺乏，环境有待美化、绿化。
综上所述，对土门村水库进行除险加固是十分必要的，根据安全鉴定结论，土门村水库为三类坝，急需进行除险加固。
目 录
1.综合说明 1
1.1绪言 1
1.2水文 3
1.3工程地质 4
1.4工程任务及规模 7
1.5工程总布置及主要建筑物 10
1.6金属结构 17
1.7施工组织设计 18
1.8工程管理 22
1.9环境保护设计 24
2水文计算 26
2.1 概 况 26
2.2 设计洪水复核 27
2.3 设计暴雨 28
2.4 设计洪水 30
2.5推理公式法 39
2.6设计洪水采用及合理性分析 45
3.工程地质 46
3.1坝区工程地质条件 46
3.2主、副坝及溢洪道的工程地质特征 50
3.3.交通桥工程地质条件评价 55
3.4、灌溉隧洞工程地质条件及评价 56
3.5、天然建筑材料 57
3.6、结论与建议 58
4．工程任务和规模 60
4.1工程存在的问题 60
4.2除险加固必要性 63
4.3工程任务 64
4.4工程规模 65
5工程总体布置及主要建筑物加固设计 72
5.1设计依据 72
5.2工程等级和标准 72
5.3加固前主要建筑物形式 73
5.4 主、副坝防渗加固 73
5.5溢洪道加固措施 100
5.6溢洪道交通桥设计 105
5.7发电放空洞的加固设计 106
5.8灌溉隧洞的加固设计 109
5.9安全监测设计 113
6、金属结构及机电 115
6.1金属结构 115
6.2闸门电气设备改造 119
7、施工组织设计 120
7.1施工条件 120
7.2施工导流 121
7.3主体工程施工 122
7.4施工交通运输 125
7.6施工工厂设施 125
7.7施工总平面 125
7.8施工总进度 126
7.9主要材料供应 126
7.10水库淹没处理和工程永久占地以及房屋拆迁 127
8工程管理 129
8.1主要设计规范及相关法律法规 129
8.2管理机构及人员编制 129
8.3管理范围及保护范围 131
8.4管理设施 131
8.5水库调度与工程运行管理 139
8.6 环境美化与绿化 140
8.7综合经营与渔业 140
8.8生活供水 140
9.环境保护设计 141
9.1 设计依据及标准 141
9.2环境影响评价 141
9.3环境保护设计 142
9.4环境管理与监测 148
9.5环保投资概算 151
10水土保持设计 153
10.1编制目的 153
10.2编制依据 153
10.3工程概况 154
10.4工程项目区水土流失及水土保持现状 155
10.5水土流失预测 155
10.6水土保持方案措施 158
10.7水土保持保投资概算 160
11.工程概算 162
11.1工程概况 162
11.2、编制依据 162
11.3编制基础单价依据 163
11.4取费标准 163
11.5 机电及金属结构 163
11.6 临时工程 164
11.7 预备费 164
12. 经济评价 166
12.1评价方法与参数 166
12.2 工程费用 166
12.3 工程效益 167
12.4 国民经济评价 168
12.6 综合评价 172
12. 经济评价
12.1评价方法与参数
12.1.1 经济评价依据
本除险加固工程经济评价主要依据国家计委、建设部发布的《建设项目经济评价方法与参数》第二版，水利部发布的《水利建设项目经济评价规范》（SL72-94）及工程规划设计资料进行。
12.1.2 经济评价内容和方法
本除险加固工程属于改、扩建性质的水利建设项目。根据规范规定，采用有无除险加固工程对比法，以本除险加固工程的投资费用作为增量费用，以实施本除险加固工程后增加的效益作为增量效益进行国民经济评价，分析计算经济内部收益率（EIRR）、经济净现值（ENPV）、经济效益费用（EBCR）等指标，并对不确定因素进行敏感性分析，分析工程的经济合理性，同时对除险加固工程的财务运行进行框算。
12.1.3 采用的主要参数
12.1.3.1 社会折现率I=12%
12.1.3.2 价格
经济评价在计算期内均使用同一价格水平，即2003年价格水平。国民经济评价中，除按规范对工程投资进行调整外，影子价格换算系数采用1.0。
12.1.3.3 计算期
本项目计算期取32年，其中建设期2年，运行期30年。
12.1.3.4 基准年与基准点
开工第一年为基准年，该年年初为基准点，各项费用和效益均按年末发生和结算。
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