1概况

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1 综合说明

1.1概述

临夏市地处黄河上游,平均海拔1800m,距省会兰州150km,为甘肃省西南部中心城市,是临夏回族自治州州府所在地和全州政治、经济、文化中心,史称枹罕、河州,素有“茶马互市”、西部“旱码头”和“河湟雄镇”之称,享有“花儿之乡”、“彩陶之乡”和“牡丹之乡”的美誉。区域总面积88.6km2,辖4个镇41个行政村,6个街道办事处27个社区。

临夏市地处黄土高原与青藏高原、中原农区与高原牧区、温带与寒带的过渡地带的中心和枢纽位置,是甘南牧区和中原农区两大经济板块的交址地带,两地的生产、生活方式差异较大,互补性很强。一方面,牧区需要的生活和生产物资从临夏市采购或途经运送。另一方面,牧区生产的牛羊活畜及其副产品,在临夏市加工、包装、销售或通过临夏运往各地,加上本市和周边县畜牧产业的良好基础,使临夏市成为全国最大的畜产品集散地之一。

临夏市居住着汉、回、东乡、保安、撒拉等18个民族,以回族为主的少数民族人口占一半以上,是国内回族人口最集中的地区之一,具有浓郁的穆斯林风情和风俗文化,素有“中国小麦加”之称,独具特色的八坊民俗文化住宅区和中阿艺术相结合的清真寺建筑风格别致,清真饮食文化历史悠久、独具一格,回族砖雕、汉族木刻、藏族彩绘和葫芦雕刻等非物质文化遗产丰富,紫斑牡丹冠绝国内,“花儿”艺术自成一脉、源远流长。临夏市是回、藏风情旅游线上的旅游目的地和中转站,市内有民族风情浓郁和地方特色突出的人文景观与历史遗迹,地处城市中心的红园集江南园林建筑与临夏古典建筑于一体,亭台水榭,曲廊回环,四时花木争荣。东西南北辐射的东郊公园、南龙山森林公园、万寿山公园、

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枹罕山庄等旅游景点,地势开阔,风景别致,秀色宜人,各具特色,总占地面积7200多亩,绿地和水域面积达90%以上。东公馆、蝴蝶楼、南关清真大寺、大拱北、万寿观等名胜古迹及其砖雕、木雕艺术闻名遐迩。周边炳灵寺、刘家峡水库、松鸣岩、拉卜楞寺、桑科草原、九寨沟等旅游胜地更是驰名中外,使人流连忘返。

临夏市现有供水水源地分为罗家堡和槐树关两部分,第一水源地为罗家堡大夏河双洞水源地,于2003年10月建成运行。罗家堡水源地位于临夏市抱罕镇罗家堡段大夏河左岸,水源为大夏河地表水,因该水源水质高度浑浊,污染严重,平常停用,现作为临夏市应急补充水源。第二水源地为临夏县槐树关水源地,于2005年10月建成运行。槐树关水源地位于临夏县尹集镇下何家磨新一社、二社上游,水源为槐树关河地表水,包括引水枢纽一处,各类阀门井35座,输水管道17.86km,现为临夏市主要供水水源。槐树关水源地经3年多的运行,解决了大夏河罗家堡水源地水质差的问题,缓解了临夏市水源不足的现状。但是,槐树关河水量随着不同季节有一定的变幅,且在日时段内径流变化了相对较大(0~10时径流较小,10~24时径流较大)。夏秋两季水源水量富裕,完全能够满足供水要求,但在冬季最寒冷的12月至次年2月的45~60天内,因取水河床较宽、水层薄,受冻融影响,易结冰,供水基本断流。春季的3~4月约有30天受群众灌溉影响,日缺水量5000m3左右。同时,现有水源地位置较低,上游由于采砂,下暴雨时源水经常浑浊,再加上水源地上游沿河两岸的居民较多,生活垃圾对河水形成一定的污染,水质逐年恶化。近年来,随着临夏市城区建设规模的扩大及居民生活水平的提高,城区需水量不断增加,现有水源地水资源量不足及水质污染的问题更加凸显,由此发生的断水现象给居民生活带来极大不便的同时,严重影响了城市经济社会的发展和城区居民的饮用水质量。

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为解决临夏市现有供水水源存在的问题,受临夏州发改委的委托,甘肃省甘兰水利水电建筑设计院(以下简称我院)经过对临夏市周围的水资源及水文地质进行调查,对水资源的水量、水质进行初步评价,提出了临夏市的供水改造方案,并初步拟定了供水工程的供水规模、取水方案、建筑物布置及工程投资,于2009年7月完成了《临夏市供水水源工程可行性研究报告》。2009年7月28日由甘肃省政府投资项目评审中心组织专家赴现场进行了调研并于次日召开了该工程《可研报告》评估论证会。会后,我院受临夏州发改委的委托,根据专家的评估意见,在《可研报告》的基础上,作了大量深入的勘察研究工作,完成了《临夏市供水水源工程初步设计报告》。 1.2水文与气象 1.2.1流域概况

槐树关河是大夏河右岸的一级支流,发源于太子山南麓,源地海拔高程约3600m,自东向西流经查噶于土房大庄下游约三公里处折转向北经铁寨于双城附近注入大夏河。流域为长条型,两岸支流短小。流域大部分属土石山林区,中上游地处太子山地,山巅岩石裸露,山麓有森林和草类覆盖,山地以外为黄土覆盖地区,由于河流的切割,呈沟谷纵横的黄土丘陵地形,河流两岸地表成阶梯状起伏的川地和塬地。山地为高山气候,阴湿寒冷、多雨,山地以北为温带干旱区。流域中上游河床质为块石及砂卵石,下游河床质为卵石及砂砾石,河道有长流水,滩地有杂草和少量树木。本供水工程引水枢纽位于槐树关河上游,坝址断面以上控制流域面积138km2。 1.2.2气象

槐树关河位于大夏河的下游段、临夏县的东南部。临夏县的气候,山地以南属高山气候区,常年比较阴湿寒冷;山地以北属于温带半干旱

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气候。由于深居内陆,远离海洋,日照比较多,热量不富,干湿分明,气温年差较大,具有冷暖悬殊的特点,这种气候特点的形成不仅为林牧业的发展提供了良好的条件,也为川台塬地提供了优越的农业生产条件。降水多集中于夏秋季,且降水变率大,具有明显的大陆性气候特征;同时,由于夏季多偏东南风,温暖多雨,冬季多西北风,寒冷干燥,于是又呈现出典型的季风型气候特征。据流域西北约15km的临夏县1971~2000年气象资料统计,多年平均气温5.9℃,极端最高气温29.7℃(1975年7月2T),极端最低气温-24.8℃(1975年12月2T),年内气温变化的特点是:春秋升降温急剧,冬夏较平稳,春温高于秋温,降温快于升温;年降水量630.6mm,由于流域紧靠甘肃中部干旱区,降水年际变化较大,时间比较集中,主要集中在5~9月间,五个月降水之和达505.3mm,占年降水量的80.1%,各季中,以夏季为最多,秋季次之,在时空分布上,夏季多于冬季,东部多于西部;年蒸发量1264.2mm,季节中以夏季为最大,春季次之,冬季最小;平均相对湿度66%;平均风速1.6m/s,最大风速18.0m/s;最大冻土深111cm;最大积雪深度16cm。 1.2.3径流

水库的径流计算采用如下两种方法来分析确定:

1.大夏河干流上:夏河站F=1692km2,双城F=6144km2。对夏河~双城区间调节年度天然年径流系列按连续系列进行频率统计计算,用P—Ⅲ型曲线按经验适线法适线,得到径流成果见表1—1。

夏河~双城区间年径流成果表

表1—1

集水面积(km2) 5% 10% 设计年平均流量(m3/s) 25% 50% 75% 90% 95% 1-4

4452 32.3 27.8 21.4 15.9 11.8 9.34 8.27

用水文比拟法,将夏河~双城区间年径流设计成果按面积比折算到枢纽,得到水库枢纽年径流成果见表1—2。

槐树关水库枢纽年径流成果表

表1—2

设计年平均流量(m3/s) 位置 5% 坝址

1.00 10% 0.86 25% 0.66 50% 0.49 75% 0.37 90% 0.29 95% 0.26 2. 据了解,夏河~双城区间的水文气象及自然地理特性与槐树关河上游流域有所差异,根据现有掌握的资料得知槐树关河发源于太子山南麓,上游植被良好,且本地区又是降水的高值区,因而采用夏河~双城区间径流成果推算的水库径流成果可能有所偏小。采用《甘肃省地表水资源》(1984年)年径流深等值线图查的水库流域重心处径流深为254mm,Cv值采用夏河~双城区间值0.44,Cs取3.0Cv,以径流深等统计参数计算后参考下游铁寨引水枢纽建成以来的实际运行情况得到槐树关水库年径流成果见表1—3。

经现场踏勘和了解,分析比较后认为采用表1-3成果较为合理。 1.2.4水库设计洪水 1.2.4.1设计洪水、洪量

槐树关水库没有实测资料,属无资料地区,主要采用暴雨分析计算来确定设计洪水大小。由设计暴雨通过暴雨的产流、汇流分析推求得到

槐树关河槐树关水库设计年径流成果表

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体完整,溢洪道边坡较稳定。

泄洪洞布置于坝址右岸,泄洪洞进口高程为2518m,纵坡比降1/500,隧洞长约180.0m,隧洞方向为NE49°,与岩层走向夹角约40°。泄洪洞进口为坡积块碎石层,铅直厚度约10-15.0m,隧洞围岩岩性为石炭系中统(C2)灰岩,岩体较完整,隧洞出口段局部为坡积碎石层,厚约2~4.0m。

导流洞布置于坝址右岸,导流洞进口高程2506.6m,纵坡比降1/51,隧洞长约334.0m,隧洞进口方向为NE49°,与岩层走向夹角40°,在桩号0+165处转为NE13°,与岩层走向夹角7°。导流洞进口段覆盖为坡积块碎石层,铅直厚度约1~3.0m,隧洞围岩岩性为石炭系中统(C2)灰岩,岩体较完整,隧洞出口段局部为坡积碎石层,厚约2~5.0m。 1.3.3输水管线工程地质条件

引水管道基础主要以卵石混合土为主,局部为低液限粉土。以卵石混合土为基础持力层,工程地质条件较好,以低液限粉土为基础持力层,因部分地段低液限粉土具Ⅱ级自重湿限性,需对基础进行夯实和进行防水处理。线路无其他不良工程地质问题。 1.3.4天然建筑材料及施工用水

本工程所需砼粗骨料1.41万m3,细骨料0.97万m3。本次砂砾石料场选择了一处,即坝址下游银滩庄砂砾石料场;两个块石料场分别位于坝址下游左岸200m、2km处,见天然建筑材料产地分布图。本次料场勘察以详查阶段精度要求进行。

1)砂砾石料

该料场位于下游银滩庄右岸河III级阶地上,距坝址区约10~11Km,右岸有简易便道,可以直接到料场。产地高程约2300~2310m,现为耕地。该料场上部为冲洪积粉质粘土,厚度1.5~2.0m,下部为冲洪积砂卵砾石,厚度大于20.0m,卵砾石成份为灰岩、砂岩、石英岩、板岩等,磨

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圆度和分选性较好。按勘察精度要求进行了产地平面和剖面测绘,勘探及取样8组,试验指标详见砂砾石料试验成果汇总表。该产地除细骨料含泥量较大需冲洗,粗骨料针片状含量偏大外,其余各项指标满足质量技术要求。本料场完全满足坝壳料的质量要求,可以作为坝壳料使用,也可作为垫层料及反滤料使用,试验指标详见砂砾石料试验成果汇总表。

在计算储量时按照平均厚度法计算,开采厚度按20.0 m计,储量大于1000万m3,储量完全满足设计要求。

2)土料

料场位于下游银滩庄右岸河III级阶地上,距坝址区约10~11Km,右岸有简易便道,可以直接到料场。产地高程约2300~2310m,现为耕地。该料场上部为冲洪积粉质粘土,厚度1.5~2.0m,均可做为防渗土料使用,按照平均厚度法计算,储量大于100万m3,储量丰富,完全满足设计要求。

3)块石料

工程区内基岩出露,主要为石炭系中统(C2)厚层块状灰岩,可以作为块石料使用。所选料场在坝址区下游左岸灰岩山梁上,其地表无覆盖,出露面积较大,有用层厚度大于10m,储量约74.3万m3,完全满足设计要求。料场交通便利,运距较近,距坝址区最远约2.0km。各类指标均符合有关技术质量要求,可以作为面板堆石坝堆石料使用。

4) 施工用水

槐树关河水对普通水泥无任何腐蚀性,可作为施工及生活用水。 1.4工程建设的必要性 1.4.1供水现状及存在的问题

临夏市城区现状供水由槐树关、罗家堡大夏河双洞口两处水源工程组成。槐树关水源有引水枢纽一座,各类阀门井35座,输水管道17.86km,

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于2005年十月份建成投产,现为临夏市主要供水水源。槐树关河水量随着不同季节有一定的变幅,且在日时段内径流变化也相对较大(0~10时径流较小,10~24时径流较大)。夏秋两季水源水量富裕,完全能够满足供水要求。但在冬季最寒冷的12月至次年2月之间有45~60天,因取水河床较宽、水层薄,受冻融影响,易结冰,来水基本断流,春季的3~4月约有30天受群众灌溉影响,缺水较多。

罗家堡大夏河双洞口水源因水质高度浑浊,平常停用,作为临夏市应急补充水源。

目前,日处理水能力达5万m3的净水厂采用两台有效流量为570m3/h的单级双吸泵供水,其中一台24h运转,1台日运转时间为12h左右,日实际供水2.052万m3。

根据上述临夏市水资源及供水现状,目前县城供水系统中存在以下问题急需解决:

1.由于多年持续干旱,现有水源供水量严重不足,急需寻找新的水源。 2.供水量严重不足,供水水质无法保证;虽然现有2005年建成投产的日处理能力达5万m3的水厂,但是原有槐树关水源水量无保证,而且输水管为单管,未设计备用管线,沿途没有阀门井,当管道破裂、减压阀发生故障需检修时,只能全程停水,每次从检修到正常供水需要24~48h左右,若遇管网严重破裂维修时所需要时间更长,严重影响城区正常供水。

随着县城经济和社会的发展,供需矛盾日益突出,严重影响着人民的正常生产和工作,制约了全县经济的发展和人民生活水平的提高。 目前要解决以上问题,改善当地供水条件,必须建设新的供水水源。 1.4.2工程建设的必要性

1. 城市化水平发展的需要

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2. 保障供水区域居民身体健康的需要 3. 供水现状的需要 4.社会经济发展的需要

槐树关水库的修建是关系到临夏市扩大城市建设规模的一项重要的基础设施。

为此,为满足临夏市城区及城郊区发展的用水需求,加快城市化水平建设步伐,改善临夏市城区的供水水质、水量、降低供水成本以及改善供水沿线的人蓄饮水条件,提高供水区域居民的身体健康水平及民族团结,维护少数民族生活习惯,促进地方经济社会的可持续发展,兴建临夏市供水水源工程是非常必要的,也是非常迫切的。 1.4.3工程建设的可行性

⒈近年来省、州人大代表,政协委员高度关注临夏市城区及城郊区四个乡镇的供水问题,并积极给予支持。

⒉随着临夏市社会经济及工农业的发展,对水的需求量越来越大。 ⒊本工程的修建符合当地群众要求,群众热情和积极性极高。 ⒋本工程选取的水源水质好,水量有保证。

⒌本工程有水库和输水管道组成,工程区域没有重大地质问题;建筑物的规模、结构设计以及在施工和运行中都设计采用常规的技术及处理方法,技术成熟,没有特别的、很大的技术难度。

⒍本工程的社会效益、经济效益比较明显。 综上所述,临夏市供水水源工程的建设具有可行性。 1.5工程任务和规模 1.5.1工程任务

临夏市供水水源工程的主要任务是:为临夏市城区及城郊区的南龙镇、枹罕镇、拆桥镇、城郊镇等四个乡镇在设计年限2020年内的发展提

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供供水水源保障,解决居民生活、工业用水为主,并兼顾供水沿线人蓄饮水需求问题,另辟水源,缓解城区及城郊区供水矛盾,改善水质,降低供水成本,实现临夏市社会经济的可持续发展,提高城区居民的身体健康水平。 1.5.2工程规模 1.5.2.1设计水平年

本次设计采用的现状水平年为2008年,设计水平年为2020年。 1.5.2.2城区需水量预测

根据计算论证,本工程设计供水能力为5.0万m3/d。 1.5.2.3供水水质

本工程供水主要是临夏市城区居民生活用水和部分工业用水,根据《城市供水水质标准》(CJ/T206-2006)中对生活饮用水水质的要求,本工程设计出厂水水质必须达到《生活饮用水卫生规范》(GB5749-2006)的要求。

1.5.2.4建设规模与目标

根据以上水量预测结果确定设计规模为5.0万m3/d。

建设目标:工程建成后建设规模达到5.0 m3/d,满足临夏市2020年城区及城郊区的南龙镇、枹罕镇、折桥镇、城关镇用水量。 1.5.2.5供水水源选择

分析临夏市水资源的水量及分布情况,初步拟定引取槐树关河水作为临夏市的供水水源。

2.取水水源水量及保证率

坝址多年平均流量为1.1m3/s,多年平均径流量为3250万m3。此径流量能满足供水区域用水量要求。

上游来水保证率P=90%时,河道天然来水量为1990万m3,可以满

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足受水区2020年的年用水总量1825万m3(不计入损失)的需求。但由于来水的不均匀性,需进行年调节,把丰水期多余水量蓄存起来,以补充枯水期的水量不足。

结合临夏市供水现状及来水情况,供水保证率为采用90%。 1.5.2.6取水形式

根据不同保证率径流年内分配成果表,当枯水年保证率P=90%时,坝址上游槐树关河全年十二个月的总来水量可以满足临夏市供水区域2020年年用水总量的要求,但是由于来水的不均匀性导致枯水月份缺水。因此新建调蓄水库进行年调节以达到安全、可靠供水的目的。 1.5.2.7工程建设规模

水库建设规模根据水库供水量和供水过程,结合临夏市生活需水量和需水过程,经调蓄计算后,水库建设规模及特征指标见表1—6。 1.6水源地工程设计 1.6.1工程等别和标准

⑴工程等别

本工程属Ⅳ等小(1)型工程,永久性主要建筑物按4级建筑物设计,次要建筑物及临时性建筑物均按5级建筑物设计。

⑵洪水标准

依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)及《防洪标准》(GB50201-94)之规定,本次设计洪水标准及相应的洪峰流量如下:

水库建设规模及特征指标表

表1-6

特 征 值 1-16

单 位

2020年设计日需水量 设计洪水标准 设计洪峰流量 校核洪水标准 校核洪峰流量 工程等级 主要建筑物级别 次要建筑物级别 总库容 死库容 兴利库容 调洪库容 正常蓄水位 死水位 汛限水位 设计洪水位 校核洪水位

万m3 / d 年 m3/s 年 m3/s 等 级 级 万m3 万m3 万m3 万m3 m m m m m 5 50 452 500 722 Ⅳ 4 5 591 71.08 398.98 120.94 2543.896 2522.655 2543.896 2545.52 2547.92 A 设计洪水标准为50年一遇(P=2.0%),相应洪峰流量452m3/s。 B 校核洪水标准为500年一遇(P=0.2%),相应的洪峰流量722m3/s。 C 施工洪水标准为5年一遇(P=20%),相应的洪峰流量127m3/s。 D 抗震设计标准

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工程区的地震动峰值加速度为0.10g,相应基本烈度为Ⅶ度,地震动反应谱特征周期为0.40~0.45s。结合工程区的工程地质、水文地质条件及水库工程的布置情况,拟定工程抗震设防烈度为Ⅷ度。 1.6.2 工程选址及建筑物布置 1.6.2.1坝址选择

本工程在可研阶段时,通过对槐树关河的来水量、城区需水量、坝址的地形地质条件及枢纽工程的总体布置进行比较,在原槐树关河上共选择了三个坝址进行比选:1#坝址位于铁寨取水枢纽上游约18.5km处,2#坝址位于1#坝址下游约2km处,3#坝址位于太子山自然风景保护区的入口处,距2#坝址下游约1.5km。在可研报告中对三个坝址从地形地质条件、淹没损失及对下游电站的影响等多方面进行了综合比较。

可研阶段推荐1#坝址作为临夏市供水槐树关河新水源地的水库大坝唯一的坝址。在2009年8月对可研报告的评估意见水工部分中也明确了“可研拟定的坝址基本合理”;另外,根据专家对地质部分的咨询意见,认为“据其地形地质条件,仅有(可研推荐的)一个坝址可选”。所以本次初设报告不再对该问题进行比较论证。 1.6.2.2坝型比选

根据坝址处地形、地质条件、枢纽建筑物布置及施工导流条件、料场料源的分布及储量条件,可研阶段土石坝考虑了混凝土面板堆石坝、粘土心墙坝进行初步比选,最后选定混凝土面板堆石坝作为土石坝的代表坝型,然后对混凝土面板堆石坝和砼重力坝进行了同精度设计比选,经过对坝料、施工条件、投资等方面综合比较,以上两种坝型方案在工程规模、工程地质条件方面基本一致的情况下,坝型比较主要从工程投资、施工方法和施工条件方面进行了比较。

从两种坝型方案地形地质条件、施工条件及建设工期、工程投资等

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方面的综合比较来看,坝址区地形地质条件满足各种坝型的布置要求。砼面板堆石坝建设工期及工程投资方面均优于砼重力坝,故可研阶段推荐砼面板堆石坝作为代表坝型。

经过对可研报告的咨询评估,认为可研阶段推荐的砼面板堆石坝可以作为选定的坝型,本次初步设计对其它坝型不再进行详细比较,只对选定的面板堆石坝方案根据可研报告评估意见进行进行修改和优化设计。

1.6.3枢纽总体布置

临夏市供水水源工程主要包括水库枢纽工程和输水管道两大部分,其中水库枢纽工程包括混凝土面板堆石坝、溢洪道、输水泄洪洞、上坝公路和枢纽交通道路等。

A 大坝

大坝位于槐树关河入大夏河河口上游约21km处,混凝土面板堆石坝坝顶高程2548.96m,最大坝高63.96m,坝顶长度120.8m,坝顶宽度8m。坝顶设“L”型防浪墙,墙高4.2m,墙顶高程2550.16m,墙底高程2545.96m。根据水库规模、堆石料质量及当地地震烈度,并参考已建相似工程,大坝上游坡比为1:1.4,下游二级马道以上坡比1:1.5,二级马道以下坡为1:1.4,下游坝坡上设置两级不马道,其宽度为2.0m。水库总库容591万m3。

B左岸溢洪道

左岸溢洪道布置于左岸山体之中,溢洪道由引水渠段、闸室段、闸后渐变段、泄槽段、挑流鼻坎及护坦段等组成,轴线总长171.88m。轴线距左坝肩和坝坡平均约15m,进口位于距坝轴线约45m的上游岸坡上,出口位于距坝轴线下游约130m处。溢洪道最大流速23.06m/s,最大泄洪流量415.08m3/s。

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C右岸输水泄洪洞

输水泄洪隧洞布置在槐树关河右岸,进口位于陡立的基岩坡体上,出口位于山坡坡脚处,洞线根据进口水流顺畅,出口消能方便要求,洞线中部设置一个弯道。洞身为有压圆形断面,出口设挑流式消能。输水泄洪洞总长214.42m,最大流速9.48m/s,最大泄洪流量66.92m3/s。

D上坝公路

上坝公路从溢洪道出水渠末端下游约35m处与尹集~砂藏公路相接,在左岸盘山而上至溢洪道左侧,通过溢洪道闸室墩顶部的人行桥跨过溢洪道,沿溢洪道右侧至坝顶,全长647.3m。

E枢纽交通道路

为了解决溢洪道及输水泄洪洞进出口的交通问题,本工程在枢纽区共设场内交通道路475.8m,其中输水洞工作闸室至下游河道间设场内交通道路395.8m,坝顶至输水洞竖井处的场内交通道路长45m,输水洞工作闸室至下游坝坡第一马道处的场内交通道路长35m。

另外,尹集~砂藏公路从库区通过,该公路承担着太子山森林保护区的消防通道任务,由于水库的修建,将该公路拦腰截断,为了不影响该公路的使用功能,设计考虑从坝顶处上坝公路开始,沿库区左岸2550m的高程修建一条消防道路,在库尾约2km处与原尹集~砂藏公路相接,以解决尹集~砂藏的交通问题和太子山森林保护区的消防问题。该段新建的消防道路总长1.73km。 1.6.4主要建筑物设计 1.6.4.1面板堆石坝设计 1.6.4.1.1坝顶结构设计

1. 坝(防浪墙)顶高程确定

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溢洪道由引水渠段、闸室段、渐变段、泄槽段、挑流鼻坎及护坦段等组成,轴线总长171.88m。轴线距左坝肩和坝坡平均约15m,进口位于距坝轴线约45m的上游岸坡上,出口位于距坝轴线下游约130m处。溢洪道最大流速23.06m/s,最大泄洪流量415.08m3/s。

溢洪道除泄槽段采用C30钢筋砼结构外,其余均采用C15~C25钢筋砼结构。

1.6.4.3右岸输水泄洪洞设计

输水泄洪隧洞布置在槐树关河右岸,进口位于陡立的基岩坡体上,出口位于山坡坡脚处,洞线根据进口水流顺畅,出口消能方便要求,洞线中部设置一个弯道。洞身为有压圆形隧洞。直径为3.0m,开挖后挂钢筋网并喷8cm厚的砼进行一次支护,二次支护采用C30钢筋混凝土衬砌,厚度为0.4m,顶拱120°范围内进行回填灌浆。出口设无压泄槽段,泄槽段纵坡i=1/2,后接挑流式消能鼻坎,基础座落在基岩上。

输水泄洪洞总长214.42m,最大流速9.48m/s,最大泄洪流量66.92m3/s。 1.7输水管设计

输水管道工程始于水库输水泄洪洞的输水叉管末端控制蝶阀,沿槐树关河左岸或右岸布置至原槐树关水源地(铁寨)引水枢纽,由两根直徑500mm的管道组成,每根长18.735km,设计供水流量0.64m3/s。从原槐树关水源地(铁寨)引水枢纽至大夏河罗家堡枢纽段另增设一条DN500mm的输水管,长17.86km。管道全线总长55.33km。

其中水库至太子山风景区入口段采用预应力钢筒砼管(PCCPL),管线长5km,管道长10km;球墨铸铁管(K9级、T型接口)总长41.202km,其中水库至铁寨枢纽段长度为23.694km,铁寨枢纽至罗家堡水源地段长

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度为17.508km;螺旋钢管总长4.128km,其中水库至铁寨枢纽段长度为3.776km,铁寨枢纽至罗家堡水源地段长度为0.352km。管材压力等级均为1.0Mpa,其中螺旋钢管的壁厚根据《给水排水工程管道结构设计规范》(GB 50332-2002)经强度、稳定及刚度计算后确定为9-10mm。 1.8金属结构及电气设备 1.8.1金属结构

金属结构主要为布置在输水泄洪洞、溢洪道上的闸门及启闭设备以及输水设施上阀门等。泄洪洞、溢洪道两部分有不同门型、尺寸的闸门共计4扇,门槽埋件4孔,不同型式的启闭机4台套,其中:闸门69.2 t(含拉杆及配重),埋件15.2t,启闭机设备51.8t(含泵阀)。 1.8.2供配电设计

1.设计范围

本设计内容包括水库闸门电机控制及室外电气照明安装设计,室外变压器电气安装设计,电气设备安装设计。

2.供配电电源及运行方式

水库供电电源就近从10KV线路T接,距离约5km,变压器安装在管理站旁边,水库启闭机室用电从管理房配电柜取用。

3. 变压器

选取S11-125/10,125KVA变压器一台。 4.电气设备安装

变压器为室外架杆安装。配套电气设备有:高压跌落开关,变压器接地桩。

管理房设专用配电、控制柜室,放置水库电气设备动力配电、控制

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柜。380V电源线自变压器由架空线路引入配电室控制柜,配电柜选用GCS型。配电柜出线从柜下穿管敷设,去往大坝的低压线采用架空线路。

5.防雷与接地

库区内各构筑物根据防雷计算设置避雷网,利用构筑物主筋做避雷引下线,以降低接地电阻,要求接地电阻不大于4Ω,达不到要求时,需增设人工接地体。

电气装置的保护接地系统利用人工接地方式,采用TN-C-S系统。 变压器中性点接地单独做接地网,要求接地电阻不大于4Ω。 6.照明

坝顶照明:坝顶照明灯具采用路灯5套,布置在坝顶,灯具间距15米,灯具高度为4m。

启闭机房照明:采用日光灯、吸顶灯。 1.8.3通信系统

本工程通讯设计包括对外通讯和防汛调度通信,对外通讯采用租用当地邮局中继线的方式解决,另外当地移动通讯网已经覆盖本工程区,可作为对外通信工具。

防汛调度通信实现水库值班室与水厂、水利局、各测站之间的通信联系,除采用对外通信工具外,水库值班室设无线电台两部,来满足水库防汛调度通信。 1.9工程管理 1.9.1人员编制

依据《水电工程设计概算编制办法及概算标准》,并结合本工程管理的实际需要,对该工程生产管理人员共编制13人。 1.9.2管理机构

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本工程法人为临夏市供排水公司,工程管理机构由临夏市供排水公司负责。 1.10施工组织设计 1.10.1 施工条件

工程区位于临夏州境内,距临夏州市区40km,距兰州市约190km,从坝址槐树关至罗家堡,整个工程区长约37km,工程区内有兰郎公路及尹集至砂藏公路,便于水库勘测和施工,现场对外交通条件便利。

坝址区河谷狭窄,岸坡陡峻,可以利用的施工场地较为紧张。在坝址下游右岸约100m处有一较平坦台地,高程2495.3m~2500m,约21000m2,为苗圃园地;另一处为大坝上游左侧的岔沟河左岸,高程2541m~2564m,占地约8600m2。两处均较为平坦,且均满足占地面积需要,经经济比较,选用大坝上游岔沟河左岸耕地为施工场地,经简单修整可做为枢纽区砼拌合系统及加工系统和生产、施工营地建筑场地、主要辅助企业区及管理系统等可布置此处。

坝址下游约0.9km槐树关河右岸,有约7000㎡的场地,施工期间可作为溢洪道、泄洪洞、输水洞开挖弃渣的堆积区,其中溢洪道部分出渣由河道直接至弃渣场。

本工程钢材由兰州拉运,木材、油料、32.5水泥等均由临夏州供应,42.5水泥均由安多水泥厂供应,材料运输、供货条件优越。天然建筑材料本着运输距离近,交通方便的原则,块石料场择优选取了坝线下游1.6km处槐树关河右岸料场;砼用骨料场选择在坝址下游约10Km处的料场。

施工及生活用水水源直接采取槐树关上游段的河水,水量充足,抽取方便,水质良好,经试验,对普通混凝土和混凝土中的钢筋无侵蚀性,可完全满足施工用水和生活用水的需求,施工与生活用水可临时从上游

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压管线或拉运工程区所在槐树关河水质良好,满足生产、生活用水要求;管道附属建筑物用水量较少,可拉运自来水满足施工要求。工程区附近无电线路通过,施工时可直接“T”接至工地变压以满足施工需求,距施工区约8km。

目前现场没有通讯线路,但中国移动、联通通讯已覆盖工程区,基本可以满足施工通信的需要;同时可从大草滩村架设一条通讯线路,用于厂区通讯,最大长度4.0km。 1.10.2 施工导流 1.10.2.1 导流标准

枢纽大坝上游围堰:挡水标准采用次汛期P=20%频率,洪峰流量52.7m3/s。

坝体临时度汛:施工期坝体临时拦洪度汛标准采用P=5%频率洪峰流量312 m3/s。

导流洞进口围堰:挡水标准采用槐树关河次汛期P=20%频率,洪峰流量52.7m3/s。 1.10.2.2 导流方式

本工程坝址位于槐树关河上,支流岔沟河的汇入口下游约180m,河床狭窄。面板堆石坝的施工导流方案采用在大坝右岸布置导流洞导流的方案。

坝址区河道平直,河床狭窄,河道呈“U”型,河谷宽约20m。根据坝址处的地形条件、水文特征和枢纽总体布置,以及面板堆石坝的施工特点,施工导流采用围堰一次拦断河床,导流洞过流的方式。即:先施工导流洞,导流洞施工期间进口设置临时施工围堰,水流从原河床下泄;待其具备通水条件后,实施工程截流,修筑大坝上、下游围堰,在围堰保护下进行大坝施工;大坝上升超过围堰挡水高程时,汛期由大坝挡水,

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导流洞泄洪,二十年一遇洪水对应的水位为2530.93m。 1.10.2.3 导流建筑物布置

导流洞布置在河床右岸,输水洞右侧,与输水泄洪洞平行布置,洞轴线间距20m。进口位于大坝上游右岸,距坝轴线120m,进口处洞轴线与河床主流方向夹角约为153o;导流洞全长246.11m;出口位于坝趾后下游90m处。出口岩壁较陡,基岩裸露,具备直接出洞的条件。大坝上游围堰布置在距坝址轴线约155m处,轴线基本与河道垂直。 1.10.2.4 截流

截流时段的选择直接影响到后续工程的进度。根据槐树关河的水文特征,结合施工总进度安排,选择第二年1月份进行截流,按规范规定,截流流量采用1月份10%频率洪峰流量9.2m3/s。施工期持续到来年1月25日。

根据坝址地形、水文条件,槐树关水库直接采用立堵单向进占截流。 1.10.4 主体工程施工

大坝基础开挖主要包括大坝趾板、岸坡及河床土石方开挖,总开挖量为5.1654万m3。开挖程序为:按由上自下的顺序分层进行坝肩及岸坡开挖,截流后在围堰施工期可进行趾板及右岸砂砾碎石土开挖,待围堰修筑完成后按由上自下的顺序分层进行趾板、坝肩及河床基础石方开挖和基础夯实。岸坡开挖采用YQ—100型潜孔钻为主,辅以手风钻,自上而下分层深孔梯段爆破,基础边缘预裂爆破,基础保护层用手风钻钻孔放小炮爆破。趾板及岸坡开挖爆落的石碴则全部堆至河床,由3m3挖掘机配20t自卸汽车出碴至下游弃碴场。

河床砂砾石开挖采用3m3挖掘机配20t自卸汽车出碴,岩石开挖采用风钻钻孔,浅孔梯段预裂爆破开挖。基础夯实采用点夯及满夯结合的方式,首先进行点夯,点夯采用20t重锤由起重机械提高15m高度自由落

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地强夯,待点夯完成后进行满夯,采用16t振动碾进行碾压夯实。 主、次堆石料施工:堆石区料采用20t自卸汽车运输,进占法卸料,320HP~460HP推土机铺平,13.5~18t振动碾碾压。堆石料填筑均需加水,采用将水管引至填筑面喷洒加水、水箱加水或专用水车加水等措施。对加水管线应精心设计,确保填筑工作面均匀、连续加水。

趾板为承上启下的防渗结构,轴线长为234.55m,混凝土工程量为1550m3。趾板主要施工工序:基岩清理,锚筋安装,侧模及止水片安装,钢筋架设,混凝土浇筑,养护(止水片保护)等。凡与趾板相交的断层或破碎带,必须按设计要求进行处理。

趾板混凝土浇筑应在基岩面开挖、处理完毕,并按隐蔽工程质量要求验收合格后方可进行。趾板混凝土浇筑,应在相邻区堆石填筑前完成。应按设计设置趾板锚筋,可将趾板锚筋作架立筋使用。锚筋孔直径应比锚筋直径大5mm,并用微膨胀水泥紧密填塞。

面板混凝土根据施工安排可分段浇筑,分段接缝应按工作缝处理。面板混凝土浇筑,可由中心条块向两侧跳仓浇筑。宜避开高温季节浇筑混凝土。面板主要施工工序:安装卷扬机,纵缝砂浆及垫层铺筑,止水片安装,钢筋架设,侧模和滑模安装,混凝土浇筑、养护等。混凝土由坝区混凝土拌和系统供应,6m3砼搅拌车运输。

隧洞开挖由出口开始,全断面一次开挖,一次衬砌。采用中心掏槽,周边光面爆破,全断面开挖的方式。钻孔采用手风钻钻孔,人工装药爆破,由人工配合小型农用汽车出渣。由于洞身多为Ⅲ类围岩,施工期支护只在洞进出口采用锚喷支护。洞内通风方式采用机械压入式通风。通风设备选用55kW轴流风机。

混凝土由混凝土拌和系统供料。小型农用车运输。洞身混凝土衬砌

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采用钢模台车,分段衬砌。混凝土泵送入仓,两侧对称进料,分层浇筑上升,一次成型。分段长度暂定12.0m。渐变段采用组合钢木模板,混凝土泵送入浇筑。 1.10.5 对外交通运输

目前工程区暂无专用公路通到坝顶,需新修上坝公路。上坝公路起始点接尹集至砂藏公路,路面净宽7m,全长647.3m,为C20砼路面,公路内侧设有0.3m×0.3m排水沟。原有乡间公路需重新整修,以满足施工运输要求。

根据工程位置及交通运输条件,钢筋、钢材、木材、水泥等物资以公路运输为主,机电设备等外来物资可由铁路运至转运站,再转公路运输至工程区。 1.10.6 场内交通运输

槐树关枢纽工程坝址区地形复杂,两岸岸坡陡峻,大坝与输水泄洪洞两个启闭机室及溢洪道启闭机室都较远,无法直接到达,因此,结合工程管理布置有场内永久交通道路,一条公路位于右岸,连接至输水泄洪洞出口,可基本满足输水洞施工要求。为满足大坝填筑需要,另从上坝公路设一条施工道路至大坝,长150m,以满足大坝填筑要求,同时布置料场与拌和场道路等于大坝填筑道路等几条场内道路。 1.10.7 施工总进度

经合理安排,综合平衡后,总工期定为24个月。 ⑴工程准备期

工程准备期从第一年10月开始至第一年11月,历时2个月。主要完成场内输电线路、房屋建筑、管线铺设、场内道路等临建设施,人工砂石料系统,砼拌和系统应尽早完建,以满足备料和砼浇筑的要求。以上项目对主体工程施工影响较大,应尽早完建。

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⑵主体工程施工期

①坝体施工期:第二年1月实行河道截流,截流后即进行堰体填筑施工。大坝及趾板的开挖从第二年2月初河道截流完成后开始进行,主要为碎石土开挖,第二年2月为大坝及趾板石方开挖工期,第二年3月进行下部平趾板和岸坡趾板的混凝土浇筑,同年4月开始进行大坝堆石填筑,到同年6月底坝顶高程要达到2532.43m,以满足渡汛要求。到第二年12月底完成所有坝体的填筑,填筑高程达到坝顶高程2548.96m;第三年1~3月为大坝沉降期。4月份开始坝体混凝土面板的施工,第三年4月到同年6月底完成,导流洞在第三年6月初进行封堵,大坝具备蓄水条件,封堵工期1个月。

②溢洪道施工期:首先在第二年2月底以前完成到溢洪道进口的施工道路,至出口的施工道路,从3月份开始进行溢洪道开挖施工,历时3个月,第二年5月底完成,混凝土浇筑在第二年5月至10月进行,历时6个月,在第二年10底月完成,第三年3到5月进行金属结构设备安装。

③输水泄洪洞施工期:进出口开挖从第二年3月份开始进行,待第二年3月底出口具备进洞条件后输水泄洪洞洞身开挖由出口工作面承担,历时3个月完成,到同年5月底完成;5月初可进行局部混凝土浇筑施工,混凝土浇筑施工历时5个月,于第二年8月初完成;其中隧洞外钢筋砼最迟10底前全部浇筑完毕;竖井施工在第二年6月底进口形成工作面后开绐,历时2个月完成开挖及衬砌施工,于第二年8月底结束。

④输水管道施工期,安排在第二年4月开工,至第三年6月底完工,历时15个月。

⑶竣工收尾期

安排在第三年9月到10月,主要进行坝顶细部结构施工,以及其它建筑物尾工施工。

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主体工程所需总工日91.15万工日。 1.10.8 主要技术供应

本工程所需主要建筑材料:水泥5565t,木材74.6m3,钢筋858.46t,钢材5.59t,砂子10811.56m3,石子147944.35m3,块石381298.78m3。 1.11水库淹没、占地处理 1.11.1水库淹没处理范围

库区回水淹没设计洪水重现期,按《水利水电工程建设征地移民设计规范》(SL290-2003)执行。规范规定淹没对象为耕地、园地,设计洪水频率标准按50%~20%,重现期2~5年。本工程洪水标准如下:

设计频率洪水标准:P=20%,重现期5年;洪峰流量127m m3/s,水库经常淹没区以正常蓄水位2543.896m控制,临时淹没区主要包括风浪爬高和洪水淹没。

经实测及调查,库区不淹没、浸没耕地。淹没林地413亩。 本工程占地包括永久占地和临时占地两部分。

永久占地包括枢纽各建筑物占地、管理房占地和上坝公路占地。 临时占地主要包括埋设管道时对耕地、林地及道路的临时占用。 根据工程总体布置,本工程永久占地共计96108m2,合144.09亩。其中管理房占灌木林地2亩;大坝枢纽占灌木林地35亩;上坝公路及枢纽交通道路占灌木林地12.56亩;块石料场占地约88.5亩,输水管道沿线各种阀门井及镇支墩占耕地约6.03亩。

本工程输水管线单线长约36.6km,其中穿越耕地段共18km,设计时考虑了土地耕作深度,管道均埋于耕作层以下,所以只考虑管道施工时对耕地的临时征用,经计算,本工程输水管道工程临时占用耕地共153亩,占用期1年。

本工程输水管线单线长约36.6km,其中穿越耕地段共约21km,设计

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时考虑了土地耕作深度,管道均埋于耕作层以下,所以只考虑管道施工时对耕地的临时征用,经计算,本工程输水管道工程临时占用耕地共205亩,占用期1年。

输水管线在太子山保护区内的沿线占地均按临时占地考虑,施工结束后可恢复表层植被。管线在太子山保护区内的管线长度约5.2km,共计占地约90亩,占地类型按宜林地考虑。

另外,本工程施工时临建、砂石料场及弃碴场等共需占用土地面积27.75亩。其中临建占地4500m2,合6.75亩;砂石料场占地7000m2,合10.5亩,均为耕地;弃碴场考虑占地7000m2,合10.5亩按宜林地考虑。 1.12工程概算 1.12.1 编制办法

按甘肃省甘水规发[2009]424号文颁发《甘肃省水利水电工程设计概(估)算编制规定》进行编制。 1.12.2费用构成及计算标准

水源地工程按甘肃省甘水规发[2009]424号文颁发的《甘肃省水利水电工程设计概(估)算编制规定》计算各项费用。

输水管线工程按甘建价[2004]323号文《甘肃省建设工程费用定额》中规定计算程序及费率标准计算。甘建价[2008]97号文《关于调整甘肃省建设工程人工费单价的通知》。其他费用计取依据建设部颁建标〔2007〕164号文及其它有关规定计取。 1.12.3定额依据

水源地建筑工程采用甘肃省水利厅[1996]颁发《甘肃省水利水电建筑工程概算定额》,金属结构安装工程采用部颁[1993]《中小型水利水电设备安装工程概算定额》。

输水管线工程定额选用:

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《甘肃省市政工程消耗量定额地区基价》(2009年) 《甘肃省建筑工程概算定额地区基价》;(2001年) 《甘肃省安装工程概算定额地区基价》;(2001年) 《甘肃省建设工程概算费用定额》;(2001年)

《甘肃省建设工程费用定额及造价管理文件汇编》;(2004年) 《工程勘察设计收费标准》(计价格[2002]10号文);

《建设工程监理与相关服务收费管理规定》(发改价格[2007]670号文);

《基本建设财务管理规定》财政部财建〔2002〕394号;

《建设项目前期工作咨询收费暂行规定》计价格[1999]1283号; 《建设工程施工图设计审查收费标准》甘价服务[2005]229号; 《招标代理服务收费管理暂行办法》(计价格[2002]1980号文); 2009年3季度建材市场价格信息;

主要材料价格根据厂家询价及市场价格计入。

经分析计算,本工程总投资为17771.12万元。其中:建筑工程7446.55万元,(水源地工程6035.77万元,输水管线工程1410.78万元),机电设备及安装工程130.17万元,(水源地工程100.17万元,输水管线工程30万元),金属结构及设备安装工程4944.10万元(水源地工程293.56万元,输水管线工程4650.54万元),水源地临时工程633.36万元,其他费用1588.54万元,(水源地工程952.34万元,,输水管线工程636.20万元),基本预备费1033.38万元,(水源地工程480.91万元,,输水管线工程552.47万元),移民和环境部分投资1995.02万元。 1.13经济评价与社会效益

甘肃省临夏市供水水源工程项目的实施,可从根本上解决临夏市城区居民和工业企业的生活、生产用水问题,同时也是为西部开发,创造

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投资环境,建立和完善市场经济打好基础,对促进临夏市整体经济的持续发展有着重大意义。

本工程国民经济内部收益率为11.89%,高于社会折现率8%;经济净现值为6487.08万元,大于零;经济效益费用比为1.361,大于1;静态投资回收期为10.7年。从敏感性分析计算结果看,各种不确定因素在一定范围内变化时,其经济内部收益率都大于社会折现率。综上分析说明,本项目在经济上是合理可行的。 1.14 结论

甘肃省临夏市供水水源工程财务评价指标及国民经济评价指标较优越,并具有较强的抗风险能力,项目经济评价可行,社会效益巨大。建议尽快兴建,使其尽早发挥项目所产生的经济效益、社会效益和环境效益。

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本文来源:https://www.bwwdw.com/article/2ct7.html

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