南窑头水库01

平陆县南窑头水库除险加固工程施工标合同编号：PLNYTSK-JZ-TJ-001(2011)施工组织设计第一章工程概况一、编制说明在全面、系统地阅读招标文件、并采集信息和收集编标资料的基础上，以满足招标文件的全部要求为基本原则。

同时根据类似工程施工经验和结合本工程的特点及难点，本着实事求是的科学态度和忠实业主、服务业主的宗旨编写了本标书。

二、编制依据1、平陆县南窑头水库除险加固工程施工标招标文件及施工图纸；2、施工调查和现场察看掌握的资料；3、本工程施工中涉及的相关规范、规程；4、我公司现有的技术水平、施工管理水平和机械设备能力；三、工程概况南窑头水库位于黄河流域涧东河上游段，地处平陆县张店镇南窑头村东，是一座以防洪、灌溉为主的小⑴型水库。

水库始建于1973年11月，1974年竣工，1975年5月正式蓄水受益。

原设计防洪标准为：50年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核，总库容127.6万m3，控制流域面积17.3km2，设计灌溉面积1.0万亩。

下游保护范围包括西沟、红旗二库以及圣人涧镇的八政、崔家坡、寨头、涧东4个村庄、3000口人、2000亩农田及平陆县化肥厂。

水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水涵洞等三部分组成。

大坝为碾压均质土坝，最大坝高25.3m，坝顶长157.0m，坝顶宽5.5～6.0m，坝顶高程656.3m，大坝上游坡比1:2.75～1:1.50，为干砌石护坡，下游坡比1:2.6～1:2.0，为草皮护坡。

下游坝脚设有堆石排水棱体，棱体高4.0m，顶宽1.5m，外坡比为1:0.5。

卧管位于库区右侧岸坡上，管身为矩形断面，宽0.8m，高0.6m，坡比1:2.0。

侧墙为水泥砂浆砌石，底板及管台盖板为钢筋砼，管台上设孔径Φ250mm的进水口，相邻两孔高差为0.5m，共10个进水口，最高一级进水口高程为653.0m，进水口盖板为预制钢筋砼。

灌溉涵洞与卧管消力池相接，为半圆拱无压洞，长76m，洞宽1.0m，高1.5m，进口底板高程648.0m，纵坡1/200，最大泄量1.5m3/s。

溢洪道位于大坝左端，为开敞式，现状进口底板高程652.68m，断面净宽7.2m，总长185.0m，纵坡1/100,设计最大泄量154m3/s。

四、水文及气象南窑头水库位于山西省运城市平陆县张店镇南窑头村窑头沟，属黄河流域八政河支流，是一座以防洪和灌溉为主的小⑴型水库，控制流域面积17.3km2，为土石山区，坝址以上流域长5.9km，流域平均宽1.1km，河床纵坡15‰。

流域内植被较好。

水库流域内既无水文站，也无雨量站，建库以来也缺乏对历次洪水的观测。

本次复核设计洪水计算采用《山西省水文计算手册》(2011年3月)计算。

1、区域地质构造⑴、地形地貌该区位于中条山南部，黄河北部，区内最高峰莲化台海拔1787.3m。

按地貌形态特征和成因类型将测区内地貌分为：基岩山区、黄土台塬区和冲洪积平原区3个地貌单元，简述如下：①基岩山区分布于测区北部的靖家山、苏家沟和黄龙寨一带，山脊海拔高度950～1000m，外形不对称，与岩层面一致的山坡平缓，切割深度200～350m；与岩层面相反的山坡陡峭，，呈阶梯状，悬崖高度达5～30m。

②黄土台垣区塬面由北向南倾斜，地势比较平坦，海拔500～700m，沟壑多呈“V”字型，以南北向和北西、南东向发育，沟50～150m。

③冲洪积平原区分布于东延一带至芮城界黄河沿岸河流阶地，地形平坦，由北向南缓倾，阶地上冲沟非常发育，剖面呈"V"字型。

⑵、地层岩性该区地表大部分为第四系松散堆积层所覆盖。

工程涉及的地层主要是上第三系、第四系下更新统、中更新统、上更新统和全新统，现将地层分布情况由老至新叙述如下：①、上第三系上统（N2）该地层地表未出露，一般埋深大于150m，岩性为灰褐色及棕褐色砾岩与棕红色低液限粘土，水平层理清楚。

下部以砾岩为主，上部以低液限粘土为主，厚50～150m。

②、第四系下更新统（Q1）岩性以浅红色为低液限粉土为主，中间夹灰黄色砂层及砂砾石层等。

该段厚30m左右。

③、第四系中更新统（Q2）岩性主要为浅棕黄色、浅红色低液限粉土及低液限粘土，通常夹有数层古土壤，其下往往有钙质结核层，底部常有层状、透镜状砂砾层或砾石层。

厚20～50m。

④、第四系上更新统（Q3）分布于区内台塬表层，岩性为灰黄色或浅黄色粉土，含有较多分布不均匀的卵砾石。

厚5～20m。

⑤、第四系全新统（Q4）分布于区内冲沟沟谷中及南部黄河低阶地，主要为冲、洪积物，岩性为灰黄色、褐黄色低液限粉土，含有较多砂砾石层。

厚度0～15m。

⑶地质构造该区所在大地构造位置为豫皖断块，芮城新裂陷，北侧和东北侧与中条山块隆相接，东南侧与济源渑池块坳相临。

影响该区稳定性的断裂构造主要有霍山山前断裂、罗云山山前断裂、峨嵋台地北缘断裂、峨嵋台地南缘断裂、中条山北麓断裂、来远-古县-垣曲新华夏系活动断裂带、华山山前断裂、渭河断裂。

⑷地震该区位于山西地震亚区怀来-西安地震带，东南与许昌-淮南地震带相接，东北与邢台一河间地震带相接。

许昌-淮南地震带是一个地震活动强度较弱，频率较低的弱震带。

而邢台-河间地震带，虽属一个强震带，且曾发生强烈地震，但该带距坝址比较远，影响甚微。

对坝址址区域稳定性影响较大的中强地震主要是来自怀来一西安地震带。

怀来一西安地震带位于山西地震亚区，是受汾渭裂谷带控制的强震活动带呈狭长的“S”型带状展布。

该带自公元前1177年至今，Ms≥4级地震98次，其中8级地震3次，7.0～7.9级地震5次，6.0～6.9级地震19次。

据记载公元119年以来，在研究区内共发生Ms≥3.0级地震58次。

其中6级以上强度6次，最大震级8级，均发生于距工程区50km以外区域。

据历史地震记载，运城凹陷带内共发生5级以上地震16次，震源均与中条山北麓断裂带及峨嵋台垣南侧断裂带有关，且在该两条断裂带上存在地热异常，如夏县温泉、临猗温泉等。

本项目位于地震相对活跃区。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）附录A《中国地震动峰值加速度区划图》，本区的设计地震动峰值加速度值为0.15g。

根据附录B《中国地震动反应谱特征周期区划图》，本区地震动反应谱特征周期为0.40s。

根据附录D《地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表》，本区地震基本烈度为7度。

⑸、水文地质根据地下水成因类型和储存条件将地下水分为基岩裂隙岩溶水区、丘陵裂隙水区、黄土台塬孔隙水区3个区。

2、坝体工程地质⑴填土质量评价本次勘察在坝体上开挖竖井4个，井深7～15m，位于大坝坝顶及下游坝坡上；钻孔3个，孔深15～32.5m，位于大坝坝顶。

坝体土主要由低液限粉土组成，根据坝体土物理力学指标分为一层：第①层低液限粉土（Qs）：褐黄色，稍湿，稍密～中密，局部含有少量卵砾石。

该层厚12.40～24.50m。

天然含水量9.0～26.1%，建议值19.5%；天然孔隙比0.698～1.087，建议值0.883；干重度12.9～15.9kN/m3，建议值13.8kN/m3；慢剪内摩擦角16.8～23.9°，建议值20.9°，慢剪粘聚力8.0～26.4 kPa，建议值13.5kPa；压缩系数0.10～1.22MPa-1，建议值0.32MPa-1；压缩模量1.69～19.49MPa，建议值7.68MPa；渗透系数1.58×10-5～8.24×10-5cm/s，建议值5.77×10-5cm/s；塑性指数7.9～9.9，建议值8.3；粘粒含量4.8%～30.7%，平均值18.6%。

从坝体土的物理力学性质指标综合来看，坝体土天然孔隙比范围变化大，为稍密～密实状态；填筑土干重度较小；从固结试验看属中偏高压缩性土。

根据以上数据综合分析，坝体填筑质量较差；各项试验数据变异系数均较大，反映出坝体土均匀性较差。

从土料质量分析，土料现有试验指标与均质土坝土料要求的质量指标对比见表3-1，从粘粒含量、塑性指数、渗透系数等指标分析，土料基本满足均质土坝土料质量要求（局部粘粒含量超出范围值）。

⑵渗透变形分析由本次勘察成果可知，坝体土主要为低液限粉土，第①层坝体土不均匀系数3.5～15.5，坝体土的渗透变形类型根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008），采用式4.2-1、4.2-2、4.2-3进行判别。

流土：P c≥35% 式4.2-1过渡型：25%≤P c＜35% 式4.2-2管涌：P c＜25% 式4.2-3式中：P c—土的细颗粒含量，以质量百分率计（%）；坝体土的粉粘粒含量最小值为51.8%，大于35％，故坝体土渗透变形破坏类型为流土。

⑶允许水力坡降坝体土的临界水力坡降采用《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）附录M中流土型计算公式：J cr=(G s-1)(1-n) 公式3-2-1式中： J cr—土的临界水力坡降；G s—土的比重；n—土的孔隙率（%）允许水力比降等于临界水力比降除以安全系数，安全系数取2.0，得出土的允许水力坡降见表3-4。

综上所述，坝体土的临界水力比降为0.80～1.00，小值平均值0.87，允许水力比降为0.40～0.50，小值平均值0.44。

3、坝基工程地质根据本次勘察成果，坝基岩性可分为1层，现予以描述：第②层灰岩（ε3）：浅灰色，发青，强风化～中等风化（高程630.07～629.67m为强风化），结晶粒状结构，块状构造，矿物成分为方解石、白云石等。

坝基土主要由寒武系下统的灰岩组成，强度较高，在高程630.07～629.67m左右为强风化层，以下为中等风化层，成为坝基的渗漏通道。

本次勘察时在大坝下游坡脚处发现一处泉眼，流量约0.06cm3/s，据访，该泉眼在水库建成后才出现（分析认为是由于库水位升高后，在水头作用下，库水通过坝基基岩裂隙渗漏在坝后溢出而形成）。

由本次勘察成果可知，筑坝施工时未将坝基砂卵石层全部清除，形成渗漏通道。

对大坝运行产生不利影响。

4、溢洪道工程地质本次勘察时，溢洪道的两岸边坡已用砂浆石进行了衬砌，地基也用块石铺垫，两岸边坡近乎直立，由于边坡土风化剥蚀坍塌，致使边坡上坍塌下来的土堆积在溢洪道内两侧，阻碍行洪（见照片6、照片7）。

建议对其边坡进行削坡处理并清除溢洪道内边坡的坍塌残留土。

本次勘察在溢洪道上布置探井3个；井深为6.5m～9.0m。

低液限粉土（Q2pal）：浅黄色，稍湿～湿，稍密，局部夹有薄层低液限粉土及薄层卵砾石混合土。

天然含水量7.3～24.2%，算术平均值14.4%；天然孔隙比0. 763～1.084，算术平均值0.952；干重度13.0～15.3KN/m3，算术平均值13.8KN/m3；压缩系数0.13～1.15Mpa-1，大值平均值0.91Mpa-1；慢剪内摩擦角19.3°；慢剪粘聚力18.2kPa；渗透系数建议值为2.92×10-5cm/s。