工程概況水庫位于邯鄲市辛莊鎮河支流辛莊河上,流域面積85km2,興建于1965年。水庫上游控制流域面積85km2，水庫總庫容2430萬m3，興利庫容1400萬m3，死庫容90萬m3，是集防洪、城鄉工農業用水等于一身的一座綜合利用的中型水庫。水庫主要包括主壩、溢洪道、南北放水洞及電站等工程。本次除險加固工程內容包括：主壩加固工程、副壩新建工程、新建溢洪閘工程、南北放水洞加固工程等。一、 地形、地貌與工程地質壩址區地處辛莊河上游，地形上呈兩側高中間低的箕形洼地，地貌形態以丘陵地貌和河谷地貌為主。主壩、溢洪道地質情況簡述如下：(一）主壩主壩分北壩段和南壩段兩段，北壩段座于辛莊河主河床，南壩段座于剝蝕殘丘、殘山之上。北壩段心墻填筑土為含砂礫質壤土，呈淺棕褐色～棕褐色，局部有少量呈灰褐、灰黑等雜色，濕～飽和，可塑～硬塑狀態，上部局部呈堅硬或硬塑狀，局部粘性較強。心墻壤土干密度平均值為1.70g/cm3；上游砂殼主要由礫質粗砂構成，局部為細礫砂，干密度平均值為1.50g/cm3，呈松散～稍密狀態；下游砂殼主要由礫質粗砂構成，局部為細礫砂，干密度平均值為1.47g/cm3，呈松散～稍密狀態。南壩段心墻為含砂質壤土，濕～飽和，可塑狀態。壤土干密度平均值為1.58g/cm3；砂殼主要由礫質粗砂構成，局部為細礫砂，呈松散～稍密狀態。 字串2 根據一般工程土類分級標準，上下游砂殼屬Ⅳ類土，心墻屬Ⅲ類土。(二）壩基壩基下伏巖土層主要為第四系松散堆積層及條帶狀二長花崗巖。第四系松散堆積層自上而下分為含土礫質粗砂層、含砂質壤土層、礫質粗砂層、細礫砂層和砂卵礫石層。壩基下伏基巖為條帶狀中粗粒二長花崗巖，淺灰～灰白色，風化后灰黃色，中粗粒結構，條紋及條帶狀構造。(三）副壩副壩壩基下伏巖層均為條帶狀中粗粒二長花崗巖，灰白色局部夾黑色斑點，夾較多暗色礦物條帶，有小規模長英巖脈穿插。受構造影響，巖體破碎易風化，多數巖體具片麻狀構造。一般全風

HDPE土工膜是以(中)高密度聚乙烯樹脂為原料生產的一種防水阻隔型材料。（密度為0.94g/cm3或以上的土工膜）。HDPE土工膜全稱“高密度聚乙烯膜”，具有優良的耐環境應力開裂性能，抗低溫、抗老化、耐腐蝕性能，以及較大的使用溫度范圍(-60--+60)和較長的使用壽命 (50年)。HDPE土工膜全稱“高密度聚乙烯土工膜”，具有優良的耐環境應力開裂性能，抗低溫、抗老化、耐腐蝕性能，以及較大的使用溫度范圍(-60--+60)和較長的使用壽命50年，廣泛使用在生活垃圾填埋場防滲，固廢填埋防滲，污水處理廠防滲，人工湖防滲，尾礦處理等防滲工程。

化厚度為1.0～2.0米，強風化層未揭穿，厚度超過11.5米，巖體透水率值為14.91～29.50Lu，具中等透水性。 (四)溢洪道溢洪道出露表層為礫質粗砂，下伏二長花崗巖，條紋及條帶狀構造發育，條帶可分為由暗色包體組成的暗色條帶或由長英質脈構成的淺色條帶兩種。巖石多具輕微～中等變質，風化劇烈，節理裂隙發育，片麻狀構造、眼球狀構造、腸狀構造發育，局部巖體內部含大量暗色包體，大小不一，成分以斜長角閃巖、輝綠巖為主。根據巖石分級標準，該處巖石屬Ⅳ～Ⅷ類巖石。二、 水文地質壩址區地下水類型主要有：松散巖類孔隙水、碳酸巖類裂隙巖溶水、碎屑巖類、巖漿巖類裂隙水。松散巖類孔隙水賦存于第四系沖積、沖洪積、坡洪積地層中，沖積、沖洪積含水層主要分布于辛莊河河床及漫灘，巖性為礫質粗砂、細礫及砂卵礫石。含水層透水性強，補給充沛，徑流暢通，富水性強。水位埋深1～3m，年變幅1～2m。 碳酸巖類裂隙巖溶水主要賦存于庫區東部的寒武系、奧陶系灰巖中，富水性受灰巖淺部巖溶發育程度影響，具不均一性。碎屑巖類、巖漿巖類裂隙水主要賦存于晉寧期二長花崗巖構造裂隙及風化裂隙中，大氣降水為其主要補給來源，受地貌及巖性、構造控制，裂隙發育程度不均一，多為細微裂隙，富水性弱，水位埋深1～10m不等。壩址區地下水水質良好，對砼無腐蝕性。三、水文氣象庫區屬于黃河下游的暖濕帶，半濕潤區。四季分明，降雨主要集中在7、8兩月，這兩月降雨量占全年總降雨量的53.5%，多年平均降雨量723.10毫米，最大年降雨量1404.6毫米，最小年降雨量264.1毫米。多年平均氣溫12.6℃，年平均最高氣溫18.6℃，年平均最低氣溫７℃，多年極端最高氣溫39.2℃，多年極端最低氣溫-22.5℃。多年平均蒸發量1574毫米，最大月蒸發量286.8毫米，最小月蒸發量28.4毫米，最大凍土深度0.44米。根據以上資料，考慮到降雨、低溫等對工程施工的影響，年有效施工天數約250天。四、天然建材及土料供應砂料料場位于壩址區下游右岸村南，相距主壩約800m。水庫周圍分布若干石料場，主要為二長花崗巖，抗風化能力尚可，運距5～10km。另外，可由埠東、茶葉口及章丘等地提供石灰巖料石，抗風化能力強，運距在20～50km，以上石料場貨源充足，質量符合要求，能夠滿足設計要求。土料場擬定在后峪村北部、萊蕪～沂源公路北側，距主壩平均距離約為1.5km。 五、施工交通萊馬公路在水庫以北山坡上通過，可作為本工程的施工對外交通路。工程施工期間，需修筑一條通往土料場的臨時道路，溢洪道石方外運需修筑一條石方運輸專用路。同時需修筑幾條場內施工臨時道路。六、施工供電水庫現有供電電源來自水庫管理局。主體工程開工前，擬將10千伏高壓線自管理局接線，先行架設高壓線路至溢洪閘，并分區安設臨時變壓器，再經臨時低壓線路向各用電點供電。為提高用電保證率，各施工點配備50kw柴油發電機，作為備用電源。七、施工供水本工程庫內和地下水水源豐富，水質較好。施工期間，利用離心泵或潛水泵，自庫內取水作為施工用水。生活用水可在生活區內就近打井解決。第一節 施工導流本工程壩前工程項目包括：南北放水洞洞口加固、溢洪閘、上游護坡石翻修、上游壩腳壓重等，其中南放水洞進口底高程271.2米，北放水洞進口底高程264.95米,溢洪閘閘前底高程276.75米,主壩上游翻壓底高程為275.00米。水庫泄水出口有三個，分別為南放水洞、北放水洞和溢洪道，三個泄水出口全部需加固處理。為確保工程安全施工，必須做好施工導流。一、 導流方式選擇根據施工進度安排，工程跨汛期施工，因此施工導流方式應根據泄水建筑物底高程和壩前工程工作面頂高程以及施工總進度計劃安排。為減少導流工程量，確定汛前導流采用騰庫調蓄方式，即工程開工前先將庫水位放至死水位，然后同期施工南、北放水洞，在北放水洞前修筑圍堰，利用騰出的庫容調蓄上游來水,南放水洞施工無需修筑圍堰。溢洪道安排在汛后施工，其間可利用北放水洞敞泄放水導流。二、導流標準確定根據《山東省水利工程施工組織設計編制辦法(試行)》，根據保護對象、失事后果、使用年限和臨時工程規模等綜合因素確定，導流建筑物級別為Ⅴ級，其相應洪水重現期為5～10年。根據本工程特點及以上綜合因素，確定本工程洪水重現期為非汛期10年一遇洪水標準。三、導流設計非汛期壩前工程項目主要為南北放水洞洞口加固工程、溢洪道開挖、上游壩腳壓重臺填筑工程等。按照施工進度安排，南、北放水洞施工期定于1～5月，即汛前完工。施工期間應盡量降低水位，確保施工安全，根據本工程特點，該時段內按10年一遇洪水標準。經計算，在此時段內洪水總量為150.7萬立方米，按起調水位264.95米計算，相應上游水位為268.5米，由此確定北放水洞圍堰控制水位為268.5米。考慮到風浪爬高和安全超高，確定北放水洞圍堰頂高程為269.6米。南北放水洞同時施工，如果發生超標準洪水，應提前安排抽水泵抽取圍堰前的水，以降低水位，確保施工安全，防止事故發生。溢洪閘工程、溢洪道工程安排在汛后10月～第二年6月，為確保施工安全，施工期間應盡量降低水位。可利用已改造加固好的北放水洞進行導流控制。由于溢洪閘閘前底板高程為276.75m，因此溢洪閘及溢洪道的施工不用修筑圍堰，施工期間可利用北放水洞控制放水即可滿足施工要求。四、 圍堰設計北放水洞圍堰設于洞口前30米以外，整個圍堰呈弧形布置，兩端與主壩相接，總長約140米。堰頂寬度確定為5.0米，堰高4.65米，圍堰自然邊坡定為1∶2.5，背水坡定為1∶2.0，迎水坡鋪設兩布一膜復合膜防滲，編織袋裝石碴護坡。由于南放水洞進口底板高程為271.2m，因此南放水洞施工期間不需再修筑圍堰。 北放水洞圍堰填筑后，應盡快排除堰內積水。先期進行基坑內排水，然后進行經常性排水。經常性排水采用明排方案，即在基坑四周開挖排水溝，排水溝內設一眼集水井，用電動潛水泵將基坑滲水排至庫區內。為保證施工安全和安全度汛，汛期除可進行溢洪道部分石方開挖及部分拆除工程外將不安排主體工程施工。五、圍堰筑、拆施工北放水洞洞前圍堰填筑利用溢洪道尾水渠段開挖的石方填筑，擬采用1.0立方米反鏟挖掘機開挖，配8.0噸自卸車運輸，推土機推運整平，拖拉機壓實。圍堰填筑自兩側向中間進占，合龍后，上部圍堰填筑與復合土工膜鋪設、編織袋裝石碴護坡及初期排水同時施工。復合土工膜采用人工鋪設，并在上游圍堰坡腳處采用編織袋裝石碴壓牢，編織袋裝石碴護坡采用人工拋填。放水洞洞口加固完畢應立即拆除圍堰，拆除料全部運至主壩壩后堆存。庫水位以上采用1.0立方米反鏟挖掘機配8.0噸自卸車挖運。根據現有施工設備情況，開挖水下石碴采用長臂反鏟挖掘機，并采用自卸車運至主壩壩后堆存。第二節 施工方法一、 料場規劃根據土方平衡與調配，本工程主壩心墻281.20米高程以上翻壓、主壩兩端齒槽回填、副壩齒槽回填、副壩心墻填筑等工程共需在料場開挖土料3.5萬立方米。擬采用的土料場位于后峪村北部、萊蕪～沂源公路北側，距主壩平均距離約為1.5公里。本料場場區土料成因屬山前坡洪積堆積層，可用層含砂質壤土厚度3.5米，總儲量估算為42.35萬立方米。根據設計需要防滲土料用量約為3.56萬立方米。按《水利水電工程天然建筑材料勘察規程》（SL 251-2000）第4.3.4條規定，初步設計階段勘察儲量不得少于設計需要量的2倍，即設計需要7.0萬立方米。因此勘察儲量滿足設計要求。 字串1 本工程上游拋石擠淤需外購塊石25896m3，可由庫區周圍石料場供應或由埠東、茶葉口及章丘等石料場提供。以上料場儲量及質量均能滿足施工要求。二、 土石方與拆除工程（一）本工程土石方項目包括：1、主壩上游砂殼翻壓、主壩下游砂殼翻壓和心墻開挖及填筑、上下游補填土方、上游壩腳壓重、齒槽開挖及回填；2、壩清基、排水溝開挖及齒槽開挖和回填；3、洪道石方開挖及回填；4、放水洞石方開挖，圍堰填筑及拆除；5、南放水洞石方開挖；6、外購土石方等。以上共計開挖量364498m3（自然方），填筑量384907m3（自然方）。（二）本工程拆除工程項目包括：1、主壩上游壩坡護坡石拆除、下游排水棱體拆除、防浪墻拆除。2、溢洪道舊溢流堰拆除；3、放水洞砼及砌石拆除。以上共計拆除方量為19371m3。由于本工程土石方挖填與拆除項目較多，工程量較大，為節省工程投資，必須進行合理平衡與調配。平衡與調配的原則如下：1、自身開挖土方應首先滿足自身填筑要求；2、自身平衡后剩余的開挖土石方及拆除方應由近至遠用于其他項目的填筑，充分利用開挖與拆除方；3、主體工程項目完工后的零星項目開挖剩余方，應就近整平堆放，減少棄土占地量。 根據以上原則，確定平衡與調配方案，土石方挖填平衡見表11.4.1。三、 施工方案根據平衡與調配方案，綜合考慮各種機械的性能特點以及現場的地形條件、交通條件和運距等，確定施工方案如下：（一）主壩砂殼及心墻翻壓主壩上游翻壓在0+000～0+810壩段，共需開挖原砂殼料8.39萬m3，砂殼料填筑除采用原砂殼料外，所缺填筑料采用溢洪道開挖石碴填筑，共需石方0.96萬m3，折填筑方1.26萬m3。砂殼開挖計劃分兩段進行。第一段挖方范圍為底部與上游開挖線為設計輪廓線,上游開挖線按1∶1邊坡控制，施工中注意加強監測，如發生塌坡現象應及時處理，防止事故。采用1.0立方米反鏟挖掘機配自卸車將第一段挖方土運至翻壓段兩側上游坡腳外臨時堆存。剩余開挖方為第二段挖方。第一段挖方完成后，經驗收合格，直接利用第二段挖方進行填筑，采用1.0立方米反鏟挖掘機挖土填筑工作面，隨著砂殼翻壓的進行，再采用挖掘機配自卸車將第一段開挖堆存方運至壩頂。運至壩頂的砂殼料采用挖掘機配推土機推運至上游坡工作面。心墻翻壓共需開挖土方2.48萬m3，其中2.41萬m3筑于主壩下游坡面，剩余690m3用于副壩砂殼填筑。心墻填筑所需粘土全部取自粘土料場。本工程砂殼壓實選用13噸振動碾，心墻采用拖拉機壓實。施工過程中應嚴格按《碾壓式土石壩施工技術規范》（SDJ213-83）要求施工。 （二）副壩填筑副壩填筑共需土石方6818m3，因下游壩坡表層有種植草皮要求，所以在表層50cm厚的部分使用主壩心墻翻壓開挖土方，其他填筑料采用溢洪道開挖石方。填筑前先進行壩基清理，采用推土機推運至下游壩腳外，整平堆放。施工時直接采用自卸車運至工作面填筑，并用推土機推平。填筑料采用13噸振動碾壓實。施工過程中應嚴格按《碾壓式土石壩施工技術規范》(SDJ213-83)要求施工。（三）石方開挖本工程石方開挖包括副壩齒槽風化巖石開挖、放水洞消力池石方開挖、場區石方開挖、溢洪道各段石方開挖，共計22.95萬m3。為防止爆破對基巖的破壞，在主壩附近和開挖基巖面以上0.5米范圍內采用保護層石方爆破，控制一次裝藥量。施工中嚴格控制超挖量，閘室段的石方開挖應嚴格控制，不允許欠挖。其他段石方開挖采用一般石方開挖方式施工，但也應控制一次裝藥量。開挖后的石碴采用1立方米挖掘機配8噸自卸車分別運至上游壩腳壓重、副壩填筑等指定地點，詳細數量見土石方平衡表。遵照《水工建筑物巖石基礎開挖工程施工技術規范》（SL47-94）執行。（四）砌石與砼拆除主壩上游護坡石采用人工拆除，拆除料在上游壩坡前臨時堆存，由推土機推至上游壩腳壓重。漿砌石與砼拆除采用人工或電錘拆除，拆除后用拖拉機運輸至主壩下游堆存。（五）其他土方開挖壩頂防浪墻基礎、壩后排水溝基槽及其他齒墻土方開挖，均采用人工挖土，人工回填夯實，剩余土方，就近整平。四、砌石工程砌石工程采用人工施工，水泥砂漿采用灰漿攪拌機拌制，人工膠輪車運輸至工作面。進場后的石料，采用人工選修后搬運就位。砌石工程施工應嚴格遵守《砌體工程施工及驗收規范》(GB50203-98)。五、帷幕灌漿工程本工程帷幕灌漿在主壩、副壩和溢洪道，主壩0+000～0+220段為基巖，其單位吸水率為43.5～113.2Lu，主壩0+220～0+480段單位吸水率為7.89Lu，副壩及溢洪道單位吸水率為14.91～29.5Lu。由于本工程灌漿量較大，灌漿范圍內巖層分布比較復雜，為合理確定灌漿壓力、灌漿材料，漿液稠度以及壓力與漿液變換的關系等技術參數，應根據灌漿區不同的地質條件，在實際灌漿區域進行灌漿實驗。灌漿試驗應按逐漸加密的程度進行實施，其施工方法應與準備采用的施工方法大致相同。本灌漿工程采用自下而上的分段鉆孔灌漿方法進行施工。段與段之間，一般可不待凝，但孔口段、破碎帶、吃漿量特大和孔內有涌水的孔段，宜適當待凝。灌漿分段長度應視具體情況而定，一般表層第一段（混凝土與基巖接觸段）不宜大于2.0米，以下各段一般宜采用5.0米，在特大吃漿處應適當縮短灌漿段，吃漿量很小的地段可適當加長。 灌漿工程施工工序如下：鉆孔→沖孔→壓水試驗→灌漿→灌漿結束封孔。灌漿孔采用150型地質鉆機鉆孔，鉆機采用軌道固定。在設計規定的壓力下，如注入率小于1 L/min后,繼續灌漿60分鐘后即可結束灌漿。全孔灌漿結束后,應再用最稠一級漿液，按10～15米的段長作一次自下而上的復灌，待水泥漿干硬后，對未被填滿部分排除孔內積水后，再直接用硬性水泥砂漿封堵。壩體段則采用粘土球封堵。帷幕灌漿施工應嚴格遵守《水工建筑物水泥灌漿技術規范（DL/T5148-2001）》。六、灌注樁工程本工程灌注樁位于溢洪道挑流坎后沖坑處,總長382.4米，所穿過地層主要為基巖層，采用回旋鉆鉆孔，泥漿固壁。砼拌制采用0.4立方米砼攪拌機,水下導管法澆筑砼,導管下端埋入砼中2～3米，最小不得少于1米，砼澆筑過程要連續進行，不得中斷。灌注樁施工的工藝流程為：場地平整→構筑鉆機平臺和樁位放樣→鉆機就位→鉆孔→清孔→下鋼筋籠→安裝導管溜槽等→澆筑砼→養護。其中樁位放樣、鉆孔、清孔、下鋼筋籠、澆筑砼等為關鍵工序，施工中可參照《工業與民用建筑灌注樁基礎設計與施工規程》（JGJ-80）執行。七、砼工程本次加固工程共計澆筑砼10146立方米，分屬于主壩、新建溢洪閘、南北放水洞改造等工程。砼澆筑方量較少的可就近設置砼拌制系統。根據各單項建筑物工程砼澆筑強度和施工條件，確定采用移動式Js500型砼攪拌機拌制砼，根據不同的建筑物和各建筑物不同的部位，砼運輸采用膠輪車直接運輸和膠輪車水平運輸卷揚機垂直運輸兩種方案入倉。入倉后的砼分別采用插入式或平板式振搗器振搗密實。 砼與鋼筋砼施工應嚴格遵守下列規范：1、《水工混凝土施工規范》(DL/T5144-2001)2、《水工混凝土試驗規范》(SDJ105-82)3、《水閘施工規范》(SL27-91)八、金屬結構制作安裝本工程金屬結構制作內容包括溢洪閘工程改造、南北放水洞改造工程。金屬結構必須持有生產許可證的廠家制造和安裝。閘門埋件采用二期砼固定。所有閘門加工完成后均可整扇或分節運輸至施工現場，由汽車式起重機結合安裝就位的啟閉設備吊裝就位。啟閉機的組裝，工作宜在生產廠內進行，經組裝的部件運至安裝現場后，由汽車式起重機吊裝就位，然后再進行整機組裝。閘門、攔污柵及埋件的除銹、噴鋅、刷漆等防腐處理，按設計要求進行。閘門、攔污柵及啟閉設備安裝調試完畢，應作全程試運行三次。壓力鋼管位于放水洞洞身內，為洞內埋管。運達現場的鋼管由起重機吊運至放水洞洞口，由安裝于放水洞出口的卷揚機牽引滑移就位。其安裝工序如下：安裝準備→測量檢查固定→管節對裝→環縫焊接→探傷檢查→除銹加固→防腐油漆→滑移就位→竣工試壓驗收。鋼管外側預埋灌漿管，待安裝就位后進行充填灌漿。金屬結構設備制造及安裝應嚴格遵守下列規范：（一）《水利水電工程鋼閘門制造安裝及驗收規范》(DL/T5018-94) （二）《水利水電工程啟閉機制造安裝及驗收規范》(DL/T5019-94)（三）《壓力管道制造安裝及驗收規范》(DL5017-93)（四）《水工金屬結構防腐蝕規范》(SL105-95)施工總布置本工程施工總布置的內容包括：施工導流、料場布置、土石方臨時堆存、場內外交通及銜接、施工倉庫、加工廠及生活福利設施等。一、料場布置土料場擬定在后峪村北部、萊蕪～沂源公路北側，距主壩平均距離約為1.5km，按購土方法解決，不計占地。二、場內外交通及銜接工程施工期間，在主壩和土料場之間修一條場內臨時路，路面寬6.0米，總長約500米，臨時占地6畝，其他場內臨時施工道路共2km，不計占地。三、施工倉庫與加工廠本工程施工倉庫與加工廠主要集中于三個建筑物上，倉庫均設于加工廠內，經估算,需建水泥倉庫、油料庫和其他倉庫共計1400平方米。溢洪閘施工倉庫及加工廠設于溢洪閘左岸高地處，屬庫區范圍，不計占地。南放水洞的加工廠設于主壩下游壩腳，南放水洞出口以南，需臨時占地2.5畝,北放水洞的加工廠設于原管理處北側空地處，屬庫區范圍，不計占地。四、生活福利設施本工程生活福利設施均集中設于溢洪道左岸原漁業隊所在地，屬庫區范圍，不計占地。南北放水洞生活福利設施可就近設于庫外倉庫及加工廠附近。需臨時占地1.5畝。第六節 施工總進度根據本工程的施工項目、工作量及相互間制約條件，確定工程總工期一年半，其中汛期基本不安排主體工程施工。2006年12月至2003年汛前,根據此間庫水位較低的施工條件，集中完成南北放水洞加固工程、主壩上游壓重、上游砂殼翻壓、部分壩坡護坡石翻修工程、溢洪道部分石方開挖及其他零星工程項目；2006年汛后至2004年汛前,完成主壩加固其他工程、副壩新建工程、溢洪閘工程、溢洪道開挖護砌工程、管理設施及其他工程。