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文檔簡介

1、【最新卓越管理方案 您可自由編輯】(招標投標冰庫除險加固工程設計投標文件20XX年XX月要年的企業密聞顧問經睡,經過實戰唬證可以苒地執行的卓越管理方案,值得您下載掰有項目名稱:湖南省邵陽縣張家沖水庫除險加固工程勘察與設計項招標編號:技術標書投標時間:2014年2月11日1對本工程認識1.1工程概況張家沖水庫位于東經10430、北緯2559、水庫大壩座落在酈家坪鎮栗樹廟村, 系資水二級支流槎江水系,距縣城塘渡口 56km,距邵陽縣62km,有簡易公路可達。水庫控制集雨面積23.78k m2,外引17.48k m?,壩址以上干流長3.5km,平均坡 降35%。水庫正常蓄水位425.2m,設計洪水位

2、426.21m,校核洪水位426.57m,死 水位397.63m,相應庫容分別為1010萬m3. 1168萬m3. 1196萬m3、死庫容3 萬m3。是一座以灌溉為主,兼有防洪、養殖、旅游等綜合效益的中型水利工程。樞紐工程由主壩、溢洪道、輸水低涵、副壩、副壩輸水高涵、引水渠及引水隧洞組 成。主壩設計為粘土斜心墻壩,大壩壩頂高程426.99m,最大壩高33.507m,壩頂軸 線長121.5m,壩頂寬6.0m,壩頂設0.8m高防浪墻。壩內坡坡比自上而下分別為1:2.0、 1:2.5、1:2.9、1:3.3,在 421.98m、415.48m、408.48m 均設有 1.5m 寬的平臺,外 坡坡比自

3、上而下分別為 1:2.0、1:2.5、129、1:3.3、1:1.7(棱體)在421.98m、415.48m、 408.48m均設有寬1.5m的平臺、401.48m平臺寬2.0m。溢洪道位于主壩左側埡口,坐落于強風化巖石上,為寬淺式,溢流堰堰頂高程為425.2m,由進口段、控制段、一級陡坡段、二級陡坡段、消力池、泄洪渠組成,其中進口段長15.0m控制段長35.5m坡降2%,一級陡坡段長48.02m(寬*高=5mx1.8m), 坡降37.3%,二級陡坡長69.28m ,坡降29.2%,消力池長14m,寬5m,下接泄洪渠, 未襯砌。灌溉輸水低涵位于主壩中部,為圬工拱涵。進口底板高程397.63m、

4、斷面尺寸為 0.9x1.2m、輸水能力為2.1m3/s,臥管取水,閘門型式為懸臂鑄鐵閘門,啟閉設備為 3t手搖絞車。劉家院副壩為均質壩,壩頂高程426.99m,最大壩高12.45m,壩頂軸 線長172m,壩頂寬4.0m,壩頂高防浪墻未建成。灌溉輸水高涵位于劉家院副壩中部, 已損毀,具體情況不明,取水設施未建成。王家皂副壩設計為均質壩,未建成。引水渠共5條,總長為19.8km,分別是地田沖、蔡家田、城天堂、付家坪、劉家院 引水渠。外引集雨面積為17.48kd。引水隧洞共2條,總長996m,分別是噴水巖及 東塘嶺引水隧洞。該工程于1964年動工興建為小(工)型水庫,壩高20.6m,蓄水量556.0

5、萬m3。1978年冬,將小(工)型水庫擴建改造,主壩設計壩高 34.46m,設計壩頂高程 427.943m,由于沉陷,實際壩頂高程426.80m,壩高33.32m。水庫擴建后,由于水 源問題,一直未正式批文升級。1986年3月,打通了栗樹廟巖溶水入庫,年增水量276.48 萬m3。1995年10月,打通了東塘嶺巖溶水,通過引水隧道引入已建的城天堂引水渠 入庫,年引水量達430.62萬m3。湖南省水利廳于1998年6月23日正式批復,同意 張家沖水庫從小工型水庫級為中型。1.2工程任務1.2.1初設報告任務篇章:(1)綜合說明 (2)水文(3)工程地質(4)除險加固設計(5)工程管理(6)水土保

6、持和環境保護(7)機電及金屬結構(8)施工組織設計(9)投資概算(10)經濟評價(11)綜合評價和結論1.2.2招標及施工圖勘測設計工作任務發包及施工圖勘測設計階段按工程計劃、工程實際進展狀況和業主要求,積極配合 進行工程招標和施工詳圖設計工作,編制相關工程招標文件,提供施工技術文件及設計 圖紙,作好現場設代服務等。(1)招標設計1)根據項目前期工程實際進展狀況,積極配合進行前期工程、工程招標和施工詳 圖設計工作。2)依據可研報告的審定意見,完成施工規劃報告,確定分標方案,編制監理、招 標文件;3)開展施工控制網的設計和建立。4)按照批準審定的可研報告及相關規程規范要求,開展招標設計工作,完成

7、招標設計文件及圖紙(分標段)5)工程永久占地(不含水庫)和施工期征地范圍圖6)圍繞工程建設項目招標的需要,復核初設階段的地質資料和結論,補充查明遺 留的工程地質問題,為完善和優化設計及落實招標合同有關的問題提供地質資料。(2)施工詳圖設計1)按照工程計劃和與業主簽訂的施工技術文件及設計供圖計劃,進行樞紐建筑物、 引水建筑物及各專業設計,提供工程建設所需各專業施工詳圖。2)組建滿足工程進展的常駐現場的設計代表處,做好現場設計服務工作。a.工程開工后組建設計代表部,配備辦公生活用品,派駐設代人員,提供現場設計 服務。b.遇到工程技術問題時派出相關專業人員參與研究,提出處理意見和技術方案。c.應業主

8、要求參與各種以外情況的處理工作,如防洪、度汛,質量事故的處理等。3)進行施工地質工作,檢驗、核定前期勘察的地質資料和結論,提出工程地質問 題處理措施建議,補充論證專門性工程地質問題。分析施工其地質檢測和監測資料,提 出完善施工期和運行期的工程地質監測和檢測內容、布置方案和技術要求建議。4)施工期分年提供的工程度汛報告。5)階段性設計報告。包括水庫蓄水、加固驗收等階段性工作報告,并參與工程安全鑒定。;6)施工控制網的設計、建立、穩定期觀測及資料移交等報告;(3)設計總結及項目后評價1)編制施工設計報告及階段性驗收、竣工驗收所需相關設計文件和報告。2)配合業主開展各專項驗收及工程竣工驗收工作。3)

9、編制技施設計報告等。4)按照水利工程建設項目后評價報告編制規程的規定,配合業主開展項目后 評價工作。1.2.3勘測設計工作任務(1)勘測工作量詳見本設計大綱部分。(2)科學試驗、專題研究的工作規劃見本大綱部分。(3)張家沖水庫除險加固的工程方案進行綜合比較,選擇動能指標較優的方案。 (4)研究樞紐總布置方案,進行多方案比較,從而選擇推薦的樞紐布置方案。(5)施工導流布置方案,施工總進度布置,場內交通布置,主體工程施工方法也 必須進行多方案比較論證,一般比較方案不少于2個。(6)其它項目按對初設報告的深度要求進行論證。1.3工程規模張家沖水庫大壩座落在邵陽縣酈家坪鎮栗樹廟村,系資水二級支流槎江水

10、系,距縣 城塘渡口 56km,距邵陽縣62km,張家沖水庫集雨面積23.78k m?(庫區6.3 k m?、外 引17.48 k m2),壩址以上干流長3.5km,平均坡降35。該水庫以農田灌溉為主(總體 灌溉兩個鎮39個行政村的農田,設計灌溉面積3.49萬畝,現實際灌溉1.80 萬畝,旱 澇保收1.6萬畝),兼有防洪養殖、旅游等綜合效益。樞紐工程主要由主壩、劉家院副壩、主壩溢洪道、主壩輸水涵洞、副壩高涵、5條 引水渠及2條引水隧洞組成。主壩為粘土心墻壩,最大壩高33.51m,水庫正常水位 425.2m,相應庫容為1010萬m3,校核洪水位為426.57 m3,死水位397.63m,相 應庫容

11、3萬m3。按水利水電工程等級劃分及洪水標準(SL252-2000 )第3.1.2條, 其洪水標準按山丘區標準確定。根據防洪標準(GB50201-94 ),確定等別為田等工 程,中型水利工程。主要建筑物級別為3級,次要建筑物級別為4級,設計洪水標準為 100年一遇,校核洪水標準為1000年一遇。溢洪道消能防沖洪水標準為30年一遇。1.4工程認識1.4.1 對現場安全檢查存在的問題的認識張家沖水庫運行40多年來,出現過一系列隱患,這些隱患部分雖已處理過,1998年進行過擴建改造,但由于配套資金不足,前期工作時間早,深度不夠等原因,大壩加 固處理不徹底,仍存在部分工程隱患及問題有待進一步改進處理,以

12、保證大壩的安全運 行,現以建筑物分序分述存在的主要問題。1.4.1.1主壩存在的主要問題a )主壩基巖節理裂隙較發育,且由于清基不徹底,壩基存在厚約7.0m左右的中 等透水帶,特別是接觸帶透水率較大,當庫水位處于401.0m高程時,下游坡腳有明顯 的漏水現象,滲量達2.5L/S左右,且隨庫水位上升而加大;b )主壩填筑質量差,夯壓不密實,造成主壩沉陷,壩頂累計沉陷量達最大達0.52m (現壩頂高程左岸最高427.01m、中間最低為426.47m及右岸為426.80m );且整體 滲透系數較大,未達到規范要求,當庫水位為424.8m高程時,主壩外坡415.5m高程 平臺以上左端出現大面積散浸,面

13、積約為90d,漏水量最大達到1.0L/S ;c)主壩排水棱體局部淤堵嚴重,排水效果差,導致壩體浸潤線及逸出點升高,危 及大壩結構穩定;d)壩體內坡護坡塊石脫落,損壞嚴重,外坡雜草叢生,原草皮護坡損毀嚴重,坡面排水溝部分毀壞、淤堵。1.4.1.2劉家院副壩存在的主要問題a )壩基施工質量差,清基不徹底,壩基存在5.0m左右中等透水帶,高水位時下游壩腳、平臺部位出現滲漏現象;b)劉家院副壩壩體填筑質量較差,干密度偏低,壩身存在滲漏隱患,當庫水位為424.8m時,壩體有7處漏水點、漏水量1.2 L /s。c)副壩內坡護坡塊石脫落,損壞嚴重,外坡雜草叢生,原草皮護坡損毀嚴重,坡面排水溝部分毀壞、淤堵。

14、1.4.1.3溢洪道存在的主要問題 a)溢洪道泄槽及消力池底板混凝土質量較差,存在開裂現象; b)溢洪道基礎未處理徹底,表層存在5.0m左右中等透水帶,破碎嚴重,存在滲漏隱患;c)溢洪道進口年久失修,損毀嚴重,堰頂水平段未鋪蓋,尾水渠利用自然水溝,未襯砌;d)溢洪道進口上壩公路左側山體有一不穩定崩塌體,最大厚度達5.1m,面積達 500d,體積約800m3,由于一直未處理,對溢洪道及大壩存在極大安全隱患;e)溢洪道進口處無公路橋,行人、車輛直接從進口平臺上壩,存在較大安全隱患。1.4.1.4輸水建筑物存在的問題張家沖水庫庫區存在問題的輸水建筑物主要包括:主壩輸水涵洞、副壩高涵、噴水巖引水隧洞、

15、東塘嶺引水隧洞及庫區的5條引水渠。(1)主壩涵洞存在的問題主壩涵洞施工質量差,洞身襯砌不徹底,漏水嚴重,當庫水位達到401.0m時,實測漏水量達2L/s,當水位繼續上升時,最大滲量達5L/s,存在嚴重的安全隱患,且啟閉機已銹蝕毀壞,無法使用,臥管損毀嚴重。(2)副壩高涵存在的問題由于配套資金未到位等原因,副壩高涵取水設施一直未建成,現高涵已損毀棄用。(3)引水隧洞存在的問題噴水巖、東塘嶺引水隧洞由于年久失修,且原本未襯砌,存在滲漏隱患。(4)引水渠存在的問題庫區的5條引水渠普遍存在襯砌質量差或未襯砌,局部垮塌、渠中淤堵、滲漏嚴重, 引水利用率極低。具體如下:付家坪引水渠已垮塌廢棄;蔡家田、地田

16、沖引水渠未襯砌, 內側邊坡多處垮塌,阻塞渠道;城天堂引水渠未襯砌;劉家院引水渠已垮塌廢棄。1.4.1.5其他問題a)擬建的王家皂副壩壩址處現有高程423.20m,小于水庫的正常蓄水高程427.79m,不滿足要求,存在安全隱患;b)庫尾存在庫底巖溶滲漏通道,當庫水位為401.0m時,實測滲量達3L/s,且隨 庫水位升高而不斷加大,影響大壩的蓄水和功能的正常發揮;c)部分防汛公路砼路面長期受過往載重汽車碾壓,損壞嚴重;大壩觀測設施需改 造。對工程質量評價的認識工程地質及水文地質張家沖水庫位于東經10430、北緯2559,壩址區屬剝蝕、溶蝕丘陵地區,河谷 較狹窄,兩岸山體低矮,基巖裸露,山坡較緩,植

17、被發育。海拔高程為400-500m。壩址區水文地質條件簡單,壩址區地下水分孔隙水、基巖裂隙水和巖溶水以及承壓 滲水。區內第四系松散層內孔隙水和基巖裂隙水亦較貧乏,巖溶水較為發育。地下水主 要靠大氣降水補給,向低洼處排泄。巖溶水和庫水相互補給。承壓滲水是庫水經基巖裂 隙在下游出溢,隨庫水位升降而變化。經調查,工程區內存在的不良地質現象為巖溶和塌滑。塌滑發生在上壩公路左側, 接近主壩,影響到溢洪道進口。庫區東側大多為灰巖,巖溶發育,庫水位高時形成漏水 通道。工程實際施工質量復查經現場調查,張家沖水庫原為小(工)型水庫,壩高為20.6m , 1964年由當地政 府組織村民施工,無完善的質量管理措施。

18、壩基施工時只清除了表層雜土,未清除風化 破碎帶,未做防滲處理,導致壩基滲漏:庫水位401.0m時,實測涌水量達2.5L/S,且 隨庫水位上升而變大。壩體填筑土取自庫內山坡,由人工填筑和夯壓,沒有完全控制土 的質量和夯實的質量。1978年,水庫擴建改造,主壩加高至34.46m,修建了劉家院 副壩。施工中還是以大兵團作戰,參加施工的人員多而雜,只求進度,不管質量,導致 壩體施工質量較差。主壩外坡存在散滲:庫水位424.8m時,主壩外坡415.5m平臺以 上左端出現大面積散滲,面積達90d,漏水量最大約1.0L/S ;涵洞漏水:涵洞自0+000(進口)開始,至0+082均出現拱頂和邊墻砌縫滲漏,庫水

19、位較高時甚至出現射流, 在砌縫周邊形成鈣華。另一方面,由于缺乏資金,劉家院副壩處高涵啟閉設施未完工, 王家皂副壩未修建。(1)壩基工程地質條件評價本次勘察主壩壩頂3個鉆孔揭露,壩基巖石均為砂巖。巖石裂隙較發育,巖心多較 為破碎。主壩基巖內共進行壓水試驗9段,巖石透水率為3.2-40.4LU,其中大于10Lu 的有6段透水率為11.4-40.4Lu建基面以下接觸帶2m左右透水率較大為23.7-40.4Lu,壩基內存在一厚度約7m的中等透水帶,造成壩基滲漏。由于庫水位一直在低位運 行,未見兩壩肩滲漏。劉家院副壩壩頂2個鉆孔揭露,壩基巖石均為砂巖。巖石裂隙較發育,巖心多較為 破碎。主壩基巖內共進行壓

20、水試驗4段,巖石透水率為4.2-15.7LU,其中大于10Lu的 有2段,透水率為14.3-15.7Lu,壩基內存在一厚度約5m的中等透水帶,造成壩基滲 漏。(2)壩體工程地質條件評價a)主壩壩體工程地質條件評價主壩為斜心墻壩。壩體斜心墻部分為砂質粘土、壤土,含少量碎石。斜心墻分兩次 筑成,1964年是筑成小(工)型水庫的心墻至415.48m,1978年擴建時,在415.48m 以上修建了斜墻至壩頂。由于受施工技術和機械缺乏所制約,碾壓不均勻,經取樣試驗, 其天然含水量為21.4-26.5%,天然密度為1.87-1.99,干密度為1.48-1.61,孔隙比為 0.697-0.887,塑性指數

21、13.8-18.7,固結快剪中值為 11.4-15.3,c 值為 18.6-19.7KPa, 慢剪中值為16.8-18.7 , c值為22.5-23.3KPa,水平滲透系數為 4.61E-05 2.28E-04cm/s,垂直滲透系數為4.65E-052.34E-04cm/s ;現場注水試驗滲透系數為 2.13E-054.52E-05cm/s。干密度和內摩擦角偏小,滲透系數偏大,不能滿足心墻的 防滲標準。壩殼亦分兩期筑成,第一期筑成小(工)型水庫的壩殼,1978年擴建時,筑成下 游部分至現在壩頂高程。壩殼填土為砂土、壤土等,含碎石較多,經取樣試驗,其天然 含水量為 17.6-29.6%,天然密度

22、為 1.91-2.08,干密度為 1.45-1.72,孔隙比為 0.595-0.887,塑性指數 13.6-17.8,固結快剪中值為 12.2-18.7,c 值為 17.1-24.7KPa, 慢剪中值為15.2-19.9 , c值為19.7-24.2KPa,水平滲透系數為3.09E-04 1.36E-02cm/s,垂直滲透系數為3.12E-046.06E-03cm/s ;現場注水試驗滲透系數為 4.27E-041.61E-03cm/s。干密度偏低。b)劉家院副壩壩體工程地質條件評價劉家院副壩為均質壩,1978年建成。壩體為粘土,含少量碎石。經取樣試驗,其 天然含水量為 22.2-27.2%,天

23、然密度為 1.93-1.99,干密度為 1.53-1.60,孔隙比為 0.718-0.816 塑性指數 15.2-17.1 固結快剪值為 11.0-17.6,c 值為 17.8-21.1KPa , 慢剪中值為14.1-19.2, c值為18.2-24.1KPa ,水平滲透系數為1.34E-05cm/s ,垂直 滲透系數為1.42E-05。現場注水試驗滲透系數為2.69E-054.36E-05cm/s。總體質 量較好,但干密度偏低。(3)其它建筑物工程地質條件及評價a)溢洪道工程地質條件及評價溢洪道基礎為砂巖,巖性堅硬,巖心一般較為破碎。溢洪道于山體內開鑿,除進口 段底板外其余底板均襯砌混凝土,

24、但混凝土質量較差。邊墻為漿砌石,砂漿抹面,質量 較好。下游尾水渠利用自然水溝,未襯砌。經鉆孔壓水試驗,溢洪道表層5m左右為中等透水帶,產生的滲漏可能引起底板頂 托產生破壞。溢洪道進口、上壩公路左側為一塌滑體,塌滑厚度最大達5.1m,一般厚1.5-2.0m , 面積約500d,體積約800m3。原是因為修建上壩公路而引起的塌滑,有可能在暴雨 時因應力狀態改變而活動,從而阻塞溢洪道進口。地質綜合評價與建議:溢洪道工程質量較差,建議對溢洪道作除險加固處理。b)主、副壩涵洞工程地質條件及評價主壩灌溉輸水涵洞位于壩體左端,為圬工拱涵。進口底板高程397.63m、斷面尺寸為0.9x1.2m、輸水能力為2.

25、1m3/s,臥管取水,閘門型式為懸臂鑄鐵閘門,啟閉設備為3t手搖絞車。涵管漏水嚴重,庫水位401.0m時,實測漏水量達2L/s,高水位時 漏水量加大且帶泥,最大達5L/s。啟閉機已銹蝕毀壞,無法使用,臥管損毀。劉家院副壩灌溉輸水高涵位于壩體中部,已損毀,具體情況不明,取水設施未建成。c)庫區引水渠及引水隧道工程地質條件及評價引水渠工程包括地田沖、蔡家田、城天堂、付家坪、劉家院5條引水渠。付家坪引水渠開鑿于弱風化灰巖中,基本已經垮塌廢棄。地田沖引水渠開鑿于強風化、弱風化砂巖中,未襯砌,內側邊坡多處垮塌,阻塞渠 道。蔡家田引水渠開鑿于弱風化灰巖中,未襯砌,邊坡多處垮塌,阻塞渠道。城天堂引水渠開鑿于

26、弱風化灰巖中,大多未襯砌。劉家院引水渠開鑿于弱風化灰巖中,基本已經垮塌廢棄。噴水巖隧洞、東塘嶺隧洞均位于蔡家田引水渠上,圍巖均為弱風化、微風化灰巖, 均未襯砌,但較為穩定。施工質量結論根據前述各建筑物工程質量復查情況和本次大壩勘探成果,該水庫大壩實際施工質 量比較差,在運行過程中也暴露出許多質量問題,雖經過1998年擴建改造,但由于配 套資金不到位等原因,主壩存在滲漏隱患;主壩溢洪道、劉家院副壩等仍存在較多工程 隱患,根據導則SL258-2000的有關要求,該水庫工程質量評價為不合格。對大壩運行管理的認識水庫大壩的管理機構張家沖水庫管理機構為張家沖水庫管理所,屬縣管股級事業單位,主管部門為邵陽

27、縣水利局。大壩運行按照SLJ705-81水利工程管理單位編制定員試行標準,管理機構定員總數應在 30人左右,目前水庫現有人員編制38名,其中行政管理10名,工程管理9名,灌溉 管理19名。由于管理所人員負擔大,難以保證水庫能得到完善的維修,導致水庫至今 帶病限制蓄水運行。管理所人員編制不滿足要求,且大多分居兩地,住房交通都很困難。 按照SL106-96水庫工程管理設計規范,根據水庫工程管理的需要,現有的工程管理 范圍和保護范圍基本符合要求,辦公和職工住宅及文化福利房未達到規定數量,很難滿 足日常辦公生活需求。水庫缺少防汛專用車輛。根據水庫工程的任務、防洪興利調度運 用原則和工程建筑物的運用條件

28、,制訂了水庫調度運用規程,編制了水文預報方案,按 照SL224-98水庫洪水調度考評規定,其經常性工作可評一般,洪水預報及洪水調度 可評為一般。大壩維修張家沖水庫主、副壩存在壩基及壩身滲漏隱患;主壩輸水涵洞滲漏嚴重;溢洪道結 構破損;副壩高涵損毀;引水渠漏水嚴重;引水隧洞存在滲漏隱患;觀測設施缺乏等。 對于這些工程運行過程中的局部問題,沒有得到及時維修,也沒有按規定開展歲修工作, 大壩擴建改造也由于配套資金不到位和前期工作深度不夠的原因未徹底解決水庫大壩 存在的問題,按照SL210-98土石壩養護修理規程,工程沒有得到完好的維修,為工 程的安全運行帶來隱患。大壩安全監測根據土石壩安全監測技術規

29、范SL60-94和土石壩安全監測資料整編規程SL169-96,張家沖水庫運行管理的方式方法比較落后,對安全監測工作不夠重視,只設立了簡易的水情觀測設備,使水庫無法進行正常的安全監測。大壩運行管理結論張家沖水庫大壩于1964年冬開工,1965年竣工。運行至今40多年,大壩及其附 屬建筑物出現了一些工程問題和隱患,進行了一些加固改造,1998年也進行了擴建改 造,但由于配套資金不到位等原因,水庫大壩沒有得到根本的整治。依據對大壩的運行、 維修及安全監測工作的評價,各個方面均存在不同程度的問題,不能滿足大壩安全運行 及科學管理的需要。按照導則SL258-2000規定,該水庫大壩運行管理工作評價為差。

30、對防洪標準的認識設計洪水復核及調洪演算張家沖水庫的實際情況,洪水復核采用湖南省暴雨洪水查算手冊(1984年)(以 下簡稱查算手冊)推求設計洪水。調洪演算的基本原則是從正常蓄水位(425.20m) 起調,在起調水位以上自由泄流。同時,為安全起見,調洪演算只計算溢洪道的泄洪能 力,其它放水設施(輸水涵洞等)不參與泄洪,且外引洪水不入庫,不參加調洪演算。水庫抗洪能力復核(1)張家沖水庫大壩防浪墻現有高程427.79m,較規范要求高程高0.18m ; 劉家院副壩頂部最小高程不得小于427.48m,劉家院副壩防浪墻現有高程427.79m, 較規范要求高程高0.31m ;擬建的王家皂副壩壩址現有高程低于水

31、庫的正常蓄水位, 不滿足規范要求。(2)防滲體(心墻)的頂部高程復核根據規范規定,水庫在正常運用時,防滲體(心墻)頂部的高程不應小于靜水位加超高(心墻為0.30.6m);非常運用時,不應小于水庫靜水位。張家沖水庫大壩心墻不得小于426.57m,心墻現有高程426.99m,較規范要求的最小高程高0.42m, 滿足要求。(3)溢洪道控制段頂部高程復核根據溢洪道設計規范(SL253-2000)的規定,控制段閘墩、胸墻或岸墻的頂部 高程,在宣泄校核洪水時不得低于校核洪水位加安全超高(3級建筑物為0.30m),張 家沖水庫溢洪道無閘門控制只考慮泄洪情況即不得低于426.87m。現有高程428.00m,

32、滿足要求。水庫防洪能力結論張家沖水庫位于山丘區,水庫主壩為粘土斜心墻壩,總庫容1196萬m3,正常庫 容1010萬m3,采用100年一遇的洪水設計,1000年一遇的洪水校核,符合國家有關 規范的要求。張家沖水庫主壩、劉家院副壩頂部現有高程及溢洪道控制段頂部現有高程均滿足現 行規范要求,但水庫規劃擬建的王家皂副壩壩址處現有高程不滿足規范要求。張家沖水庫溢洪道過流能力滿足設計要求,渲泄設計和校核洪水最大下泄流量時, 不會危及泄洪建筑物及大壩的安全,但由于溢洪道進口上壩公路左岸山體有一不穩定崩 塌體,危及溢洪道及大壩的安全。因此,水庫抗洪能力評價結果為B級。對大壩安全滲流的認識壩體滲流安全評價(1)

33、滲流現狀評價1 )主、副壩壩基、壩體滲漏嚴重,當庫水位為401.0m時,主壩壩腳處滲漏量達2.5L/S ;當庫水位為424.8m高程時,主壩外坡415.5m高程平臺以上左端出現大面積 散浸,面積約為90d,漏水量最大達到1.0L/S ;副壩也有7處漏水點、漏水量1.2 L /s。2)靠近王家皂副壩發育一落水洞,漏水從王家皂副壩下游約300m處的水潭流出, 庫水位401.0m時,實測漏水量達3L/s,且隨庫水位上升而變大。嚴重影響水庫蓄水。3)主、副壩壩體填筑質量較差,局部不密實,主壩心墻防滲效果差。主壩下游排 水棱體排水效果不佳,造成壩體浸潤線偏高,影響壩體的穩定。4)溢洪道基礎持力層為強風化

34、的砂質板巖,裂隙較發育,巖石破碎,進口處未加 固,堰頂水平段未鋪蓋,基礎存在滲漏問題。5)主壩放水涵洞及臥管多處開裂,滲漏嚴重。涵管漏水嚴重,庫水位401.0m時, 實測漏水量達2L/S,高水位時漏水量加大且帶泥,最大達5L/S。(2)局部滲透分析各種計算工況下的穩定滲流和非穩定滲流中,各計算工況的壩體內滲透坡降的最大 值均發生在防滲墻內部,且均小于防滲墻允許滲透坡降值,因此壩體內部發生滲透破壞 的可能性不大;各計算工況的出溢點滲透坡降也均小于出溢點允許滲透坡降值,因此出 溢點發生滲透破壞的可能性不大。若排水棱體失效,水庫高水位運行時,壩體浸潤線位 置較高,出溢點高程較大,對下游壩坡抗滑穩定性

35、不利。由劉家院副壩計算斷面的最大滲透坡降值可知,當庫水位為處于各控制水位時,壩 體內各計算工況最大滲透坡降值最大值分別為0.82、0.84及0.85,均發生在下游壩坡 坡腳處,但由于該部位有反濾層的保護,壩體填土發生局部滲透破壞的可能性不大;水 位驟降時,壩體內部最大滲透坡降值為0.86,該值大于壩體填土允許滲透坡降,因此壩 體在該工況下有發生局部滲透破壞的可能性;各計算工況出逸點滲透坡降均小于對應的出逸點臨界滲透坡降,因此出逸點發生滲透破壞的可能性不大。1.4.5.2 其他建筑物的滲流安全評價(1)溢洪道滲流安全評價溢洪道進口上壩公路左側山體發生崩塌,為表層松散體垮塌,崩塌體最大厚度達 5.

36、1m,面積約500d,體積約800m3,有可能在防汛公路修建或暴雨時因應力狀態改 變而活動,從而阻塞溢洪道。溢洪道基礎持力層為強風化的砂質板巖,裂隙較發育,巖 石破碎,進口處未加固,堰頂水平段未鋪蓋,基礎存在滲漏問題。(2)主、副壩涵洞滲流安全評價主壩放水涵洞及臥管多處開裂,滲漏嚴重,庫水位401.0m時,實測漏水量達2L/s , 高水位時漏水量加大且帶泥,最大達5L/s。副壩高涵開鑿于壩體中部,由于取水設施一直未建成,也未對其進行處理,早已棄 用,存在滲漏隱患。(3)引水渠及引水隧洞引水渠普遍存在未襯砌或襯砌質量差,滲漏嚴重,引水率低等問題;引水隧洞未襯 砌,存在滲漏隱患。1.4.5.3 大

37、壩滲流安全的結論綜上所述,該水庫大部分主要建筑物在運行過程中均出現了不同程度的滲流異常現 象,雖經1998年擴建處理,但由于配套資金不到位等原因,工程仍存在一些滲流安全 隱患,危及工程的安全運行,根據水庫大壩安全評價導則 SL258-2000 有關條款 (6.6.2 )的規定,該工程滲流安全性態不安全,定為C級。1.4.6對大壩結構安全的認識1.4.6.1 大壩結構安全評價(1)變形分析1)由于交通不便,全部工程都是人工完成,填土主要來源于兩岸巖石風化殘坡積 層,選料不嚴格,質量控制差。缺少技術人員和有經驗的施工員,人多、作業面狹窄, 質量難以控制,導致填土質量不均勻,夯壓不密實,填筑質量達不

38、到防滲要求。壩體填 土抗剪強度指標較低,干密度偏小;心墻土局部含水量偏高,孔隙比偏大,干密度偏小, 填土中分層接合部位及填土與壩基接觸面處理不好,滲水較嚴重,存在壩坡穩定安全隱 患。2)主、副壩上游坡面塊石脫落,庫水的長期沖刷帶走了大量壩體土,導致壩面坑 坑洼洼,破損嚴重,嚴重影響了壩體的安全運行。3)主壩排水棱體局部被粘土,粉土充填,排水棱體效果差,導致壩體浸潤線及出 逸點升高,影響壩體的穩定。(2)壩坡抗滑穩定計算通過本次壩坡抗滑穩定性計算可知:排水棱體未失效時,除庫水位為1/3壩高水位和庫水位驟降的計算工況外,其余計 算工況的壩坡穩定性均不滿足規范要求。排水棱體失效時,除庫水位為1/3壩

39、高水位的計算工況外,其余計算工況的壩坡穩 定性均不滿足規范要求。劉家院副壩壩坡在各種控制水位情況下,用畢肖普法算得的最小抗滑穩定安全系數 (AB1)均滿足規范要求;上游壩坡在庫水位以最快可能速成度降落時,劉家院副壩最 小抗滑穩定安全系數(AB1)值為1.610,滿足規范要求。1.4.6.2 其他建筑物結構安全評價1)溢洪道基礎持力層為為砂巖,巖心一般較為破碎。溢洪道于山體內開鑿,經結構穩定分析溢洪道地板側墻滿足抗滑穩定要求,但溢洪道地板未完全襯砌,經鉆孔壓水 試驗,溢洪道表層5m左右為中等透水帶,產生的滲漏影響溢洪道結構安全。上壩公路 左側為一崩塌體,有可能在修建防汛公路或暴雨時因應力狀態改變

40、而活動,從而阻塞溢 洪道。溢洪道結構性態不安全。2)主壩涵洞位于壩體左端,為圬工拱涵。進口底板高程414.278m、斷面尺寸為 0.9x1.2m、經結構計算滿足規范要求。但涵管襯砌不徹底,漏水嚴重庫水位401.0m 時,實測漏水量達2L/s,高水位時漏水量加大且帶泥,最大達5L/s。主壩輸水涵管結構性態不安全。3)副壩高涵開鑿于壩體中部,由于取水設施一直未建成,也未對其進行處理,早 已棄用,存在結構安全隱患。副壩高涵結構性態不安全。4)五條引水渠普遍存在未襯砌或襯砌質量差,局部垮塌嚴重,結構不穩等問題 引水渠結構性態不安全。5)噴水巖隧洞、東塘嶺隧洞均位于蔡家田引水渠上,圍巖均為弱風化、微風化

41、灰 巖,均未襯砌,但較為穩定。引水隧道結構性態基本安全。6)原設計于溢洪道上修建防汛公路橋,實際未予實施。現有簡易防汛公路直接從 溢洪道進口穿過,泄洪時人員設備將無法到達大壩。1.4.6.3 大壩結構結論 經1998年擴建改造后,該水庫仍存在危及大壩等建筑物安全、正常運行的工程病險情或隱患,對照導則SL258-2000的規定,該大壩結構安全性級別定為C級。1.4.7對大壩抗震安全的認識根據區域歷史地震資料分析和國家標準中國地震動參數區劃圖GB18306-2001 以及國家地震局1990年版1:400萬中國地震烈區劃圖,壩址區位于地震動峰值加 速度為 0.05g的地區,相應地震基本烈度為VI度地

42、區。土工試驗表明,該壩填土液性指數(L)小于0.75。根據水工建筑物抗震設計規 范SL203-97的規定,該土體遇震時液化的可能性小。根據水工建筑物抗震設計規范SL203-97的規定,地震烈度Jc6時,根據水庫大壩安全評價導則SL258-2000規定,該水庫大壩抗震安全性分級定 為A級。1.4.8對金屬結構安全的認識主壩涵洞進口安裝0.9x1.2m懸臂鑄鐵閘門1扇,采用1臺3t手搖絞車啟閉機啟 閉。現進口閘門銹蝕老化嚴重,控制閥門失靈,啟閉機無法使用。金屬結構安全評價級別:C級。2013年7月21日,南京大壩安全管理中心派專家到現場進行了復核,出具了大 壩安全現場核查結論,張家沖水庫大壩為三類

43、壩。2技術方案的合理性2.1勘察、測量、設計大綱2.1.1工程概況(1)水庫工程位置張家沖座落在邵陽縣酈家坪鎮栗樹廟村,系資水二級支流槎江水系,距縣城塘渡口56km,距邵陽縣62km,地理位置十分重要。(2)主要效益張家沖水庫控制集雨面積23.78 k m2 (庫區6.3 k m?、外引17.48 k m?),壩址以上 干流長3.5km,平均坡降35%。,該水庫以農田灌溉為主(總體灌溉兩個鎮39個行政 村的農田,設計灌溉面積3.49萬畝,現實際灌溉1.80 萬畝,旱澇保收1.6萬畝),兼 有防洪養殖、旅游等綜合效益。(3)樞紐主要建筑物及其特性參數樞紐工程主要由主壩、副壩、溢洪道、放水涵洞、引

44、水渠及引水隧洞等永久建筑物 組成。1)工程等級與洪水標準樞紐工程為田等工程,主要建筑物為3級建筑物,次要建筑物為4級建筑物。正常 運用洪水標準為100年一遇,非常運用洪水標準為1000年一遇,溢洪道消能防沖工程 設計標準為30年一遇。2)水庫水位與相應庫容水庫正常蓄水位425.2m,相應正常庫容1010萬m3;設計洪水位426.21m,相 應設計庫容1168萬m3;校核洪水位426.57m,相應總庫容1196萬m3;死水位 397.63m,相應庫容3萬m3。3)主壩主壩為粘土斜心墻壩,壩頂高程426.99m,最大壩高33.51m,壩軸線長121.5m , 壩頂寬6.0m。4)劉家院副壩文嚎院副

45、壩為均質土壩,壩長172m,最大壩高12.28m,壩頂高程426.99m,壩 頂寬4.0m。5)溢洪道溢洪道位于主壩左岸山坡為寬淺式。溢洪道進口底板高程425.20m進口寬15m, 全長186m,采用消力池消能,消力池長14m,寬5m,池深1m,下設10m長護坦。6)主壩涵洞涵洞進口位于主壩左岸山體,為圬工拱涵,全長 157m,涵管進口底板高程 397.63m,為臥管取水,臥管尺寸80 x70cm,為鋼筋混凝砼結構,設計流量為2.1m3/s。 閘門型式為懸臂鑄鐵閘門,啟閉設備3t手搖絞車。7)副壩高涵高涵位于副壩中部,進口高程為411.10m,出口高程409.60m,長55.0m,設計 通過流

46、量2.1m3/s ,為臥管取水。原設計灌溉高涵放水臥管總長55m ,臥管斷面尺寸為 80 x70cm,采用鋼筋混凝土結構,放水孔尺寸60 x60cm,取水設施未建成,高涵現 整體已損毀,無法使用。8)引水渠引水渠共5條,總長為19.8km,分別是地田沖、蔡家田、城天堂、付家坪、劉家 院引水渠。外引集雨面積為17.48k m2。地田沖引水渠:引水渠設計總長3.88km。集雨面積4.58k m2o蔡家田引水渠:引水渠設計總長3.35km,集雨面積3.2 k m2o城天堂引水渠:引水渠設計總長9.08 km,集雨面積7.5 k m2o付家坪引水渠:引水渠設計總長0.6km,集雨面積0.7 k m2。

47、劉家院引水渠:引水渠設計總長2.89km,集雨面積1.5 k m2。9)引水隧洞引水隧洞共2條,總長996m,分別是噴水巖及東塘嶺引水隧洞。噴水巖引水隧洞位于張家沖庫區尾部,全長248m,高1.5m,寬1.2m,于1986 年3月開通,年引水量250萬方以上;東塘嶺引水隧洞位于張家沖水庫南段1.6km,建設過程歷時四年,于1995年 11月全線開通,全長648m,高1.8m,寬1.5m,其中明槽57m,平洞524m,斜洞 67m,為直墻式半圓拱砼襯砌,斷面尺寸1.6x1.7m,年引水量500萬方左右。(4)工程建設過程1)主壩建設情況張家沖水庫主壩壩型為粘土斜心墻壩,壩體斜心墻部分為砂質粘土、

48、壤土,含少量 碎石。斜心墻分兩次筑成,1964年是筑成小(工)型水庫的心墻至415.48m , 1978 年擴建時,在415.48m以上修建了斜墻至壩頂。由于受施工技術和機械缺乏所制約, 碾壓不均勻,經取樣試驗,干密度和內摩擦角偏小,滲透系數偏大,不能滿足心墻的防 滲標準。壩殼亦分兩期筑成,第一期筑成小(工)型水庫的壩殼,1978年擴建后,筑成下 游部分至現在壩頂高程。設計要求每層鋪土厚度不得超過0.25m,均用石硪夯壓。開始 幾天均能嚴格按照設計要求施工,土質較好,含水量比較均勻,每層鋪土均未超過 0.25m,每層土夯壓三遍,施工質量較好,但施工進度不快。當時工地組織“群眾運 動”,大搞勞動

49、競賽,鋪土層的厚度由開始的0.25m,遞增至0.3m、0.4m,最后的達 到0.60.8m。這樣造成上層表面夯實,下面仍然是松土。回填土的質量降低,石、樹 根、草根夾在其中,施工質量很難控制,夯壓質量極差。壩殼填土為砂土、壤土等,含 碎石較多,經取樣試驗,滲透系數偏大,干密度偏低,不滿足防滲要求。2)副壩建設情況劉家院副壩為均質土壩,工程興建于1978年。壩長172m,最大壩高12.28m , 壩頂高程426.99m壩頂寬4.0m,防浪墻高0.8m原設計灌溉高涵放水臥管總長55m , 臥管斷面尺寸為80 x70cm,放水孔尺寸60 x60cm,設計流量2.1m/s,由于配套資 金未到位等原因未

50、建成。副壩填筑工程均由酈家鎮全體村民挑土修建,當時均無正規設計資料。副壩基礎未 徹底清除,上下壩腳淤泥也未清除,給工程運行造成了極大的安全隱患。3)溢洪道建設情況1964年溢洪道開始施工,由于張家沖水庫原設計為小一型水庫,且限于當時的施 工條件及經費限制,據當時參加施工的技術人員和民工的回憶,施工時沒有按設計圖紙 施工,溢洪道結構非常簡單。1978年水庫擴建改造,溢洪道全長152.5m,由進口堰、陡坡、消力池三部分組 成。進口堰直墻高2.8m,頂寬0.8m,底寬1.5m,用水泥砂漿砌石料,三合泥砌塊石 護面,底板厚0.45m,為水泥砂漿砌粗料石;陡坡坡比為0.33,擋土墻高1.6m,頂寬 0.

51、4m,底寬0.8m,為水泥砂漿砌料石消力池長13m,寬5m,深0.7m,護坦長4.0m , 底板厚度0.45 m。1998年湖南省水利廳同意張家沖水庫升級為中型。1999年邵陽縣水利水電勘測設 計院對張家沖水庫進行了升級擴建初步設計,其中溢洪道改造工程主要包括:溢洪道進 口擴寬開挖工程、溢洪道側墻襯砌工程、底板加固改造工程及消力池整修工程。經過 1999年的改建后溢洪道才形成了現在的樣子。4)主壩涵洞建設情況主壩涵洞在修建之初,原有一涵洞,位于左岸山坡,進口高程397.63m,斷面寬0.9m,高1.2m,其中直墻高0.9m拱矢高0.3m,矢跨比1/3,出口有2.3m的箱涵, 為平蓋板。1979

52、年擴建期間,為免除蓋板被折斷的危險,將原有的平蓋板改為拱涵, 按照壩身需要延長75m縱坡1/200其結構尺寸采用板厚0.55m其中料石厚0.3m , 側墻料石厚0.4m,拱圈料石厚0.35m,均用80#水泥砂漿襯砌,100#水泥砂漿勾縫。 側墻兩側及拱圈頂用1:1.3的三合泥砌石包廂。側墻包廂底寬0.5m,頂寬0.2m拱頂包 三合泥塊石厚0.25m。主壩臥管在庫內左岸山坡,修建之初為手提砼塞子控制放水,1979年擴建對其進 行了移位改造,就當時地形情況,縱坡定位1:1.75,擬定凈空尺寸為寬*高=0.8x0.7m, 設計流量2.1 m3/s。臥管與涵管接頭處設消力池一處,以消殺水流動能,使水流

53、平緩進 入涵洞,其斷面尺寸為:寬1.5m、長4.0m、深0.8m。防水設備采用多級式折懸臂鑄 鐵閘門,分作十級,每級水頭2.5m,閘門型號選用工號,尺寸為0.8x0.9m,放水孔 斷面為0.6x0.7m。5)副壩高涵建設情況1979年劉家院副壩修建,同年修建副壩高涵,根據當年灌區具體情況需求,在副 壩基礎中段清挖安設高涵,沿左岸山坡開渠,控制高岸灌區,就灌區地形情況,擬定涵 底進口高程為411.10m,出口高程409.60m,縱坡1/100,設計通過流量2.1m3/s , 采用和主壩涵洞相同設計結構,底寬0.9m,凈空高1.2m。高涵出口接消力池,池深 0.6m,池寬1.2m,池長3.0m,池

54、底石砌厚0.4m。由于配套資金未到位等原因,取水設施一直未建成,現灌溉高涵已損毀棄用。2.1.2 勘測設計工程總體思路2.1.2.1工程建設必要性 近年年冬旱、春旱暴露了中國農田水利的嚴重問題。毛主席說:“水利是農業的命脈”.如今中國水利卻出了大問題。回顧2008年冬 季至2009年春季那時的干旱情景,至今歷歷在目,中央高層急得團團轉,糧食安全問 題迫在眉睫。水利部副部長鄂竟平表示,我國的農田水利工程多數修建于上個世紀五六 十年代,經過幾十年的運行存在著老化失修的問題,特別是一些灌區的末級建筑。據統 計,大型灌區主要建筑物有40%左右需要維修,中小灌區大概有50%左右需要維修。 據水利、農業部

55、門有關資料,由于工程老化失修、設備報廢等原因, 實際灌溉面積只 有7 億多畝,旱澇保收的僅6 億多畝,只占我國耕地總面積的1/3,全國小型農田水 利工程的平均完好率僅為50%左右。據2006 年水利部門開展的百縣農村水利情況調 查,125 個縣477 個萬畝以上灌區,共有有效灌溉面積3 100萬畝,但實際灌溉面積 只有2 035 萬畝,有35%的面積灌不上水。總之,今日中國農業還沒有擺脫“靠天吃飯”的困境,農田水利建設急待加強。因 此,要擺脫這種被動的困境,必須加緊農田水利基礎建設。而且,隨著全球氣候變暖, 中國防汛抗旱工作形勢更加嚴峻。從長遠來看,今后的重點是要加快抗旱工程建設,提 高工程抗

56、御水旱災害的能力。總之,要采取以提高工程抗災能力為主的綜合性措施,來 應對因氣候變化造成的影響。不僅僅是短期的抗旱保苗,而是根本性地鋪設基本的農田 水利基礎設施,并對從前“名則重農,實則輕農”的政策,有個清楚的反思,并能采取 切實的行動。張家沖水庫由邵陽縣成立張家沖水庫工程指揮部,邵陽縣水電局組織技術力量進行 設計,受當時經濟技術條件的制約,工程建設未按基本建設程序進行,工程在無完整設 計、無專家論證、無主管部門規范審批的情況下就投入了建設,倉促上馬,屬典型的“三 邊工程”。施工完成后也沒有形成竣工資料。在施工過程中采用大兵團作戰,日夜施工的方法,因施工時間緊,技術力量薄弱,設備簡陋,施工質量

57、較差。因對其除險加固處 理。2.1.2.2水文A.基本資料復核可靠、準確、全面的水文基本資料是水文分析計算的基礎,為保證本工程水文設計 成果的質量,對基本資料的完整性、可靠性、準確性進行復核檢查,是本階段水文工作 的重點之一。本階段基本資料收集復核的主要工作內容有:(1)收集分析規劃階段有關水文設計成果及資料;(2)收集水文站建站以來的整編資料,對資料可靠性進行復核分析和評價;(3)研究論證本階段設計采用的水文系列;(4)在綜合分析論證的基礎上,選用張家沖水庫除險加固設計依據站。B.y解分析流域自然地理情況及特征值(1)量算集水面積、河道特征、斷面特征。(2)流域內干、支流人類活動情況初步調查

58、分析。c.收集氣象資料(1)壩區氣象要素統計分析選擇與壩區相鄰的氣象站為代表站,條件具備時,可考慮在壩址區設立簡易氣象站 觀測資料,統計分析壩段氣象要素。1)多年平均氣溫(多年平均、平均最高、平均最低、極端最高、極端最低);2)相對濕度(平均相對濕度、最小相對濕度); 3)分級降水日數(日降水量20.1、5、10、25、50、100mm);4)風向風速(平均風速、最大風速及相應風向、最多風向、大風日數);5)水溫;6)地溫。(2)流域降水量統計分析(3)流域蒸發量分析計算1)水面蒸發量;2)陸面蒸發量。口徑流分析計算初設階段采用的徑流系列為1959 2002年(水文年)徑流資料,初設階段擬采用

59、 徑流系列截止2002年,因此需要延長水文系列。(1)設計站年、月(代表年日)平均流量統計計算。(2)徑流系列代表性分析1)計算繪制差積曲線;2)長短系列統計參數對比分析;3)本流域與鄰近流域、本流域不同區間長系列徑流模數對比分析。(3)設計徑流分析計算1)壩址年徑流頻率計算(水文年、日歷年);2)壩址全系列月(代表年日)徑流;3)壩址豐、平、枯典型代表年選擇;4)壩址徑流年內分配;5)徑流特性分析。(4)枯水徑流統計分析1)設計站歷年各月最小流量統計和插補延長;2)設計站枯水期平均流量統計;3)壩址年最小流量、枯水期平均流量頻率計算。(5)徑流成果合理性檢查1)本流域上下游梯級電站徑流成果對

60、照檢查;2)徑流成果地區對比檢查。E.洪水分析計算分析確定選用的設計依據站及洪水系列。(1)洪水特性與成因分析1)洪水成因、峰現時間、洪水過程特性、峰型及大洪水個例分析;2)流域暴雨特性分析。(2)歷史洪水復核1)庫區(干流)及壩段洪水水面線調查;2)各主要站歷史洪水調查及采用成果復核分析;3)各主要站調查洪水重現期確定。(3)設計站洪峰統計計算。(4)洪水系列代表性分析1)系列組成情況對比分析;2)年最大流量系列分析;3)洪水統計參數穩定性分析。(5)壩址設計洪水 1)設計站洪峰頻率計算;2)壩址設計洪水參數確定;3)壩址設計洪水成果合理性檢查;4)上、下游站設計參數比較;5)地區綜合比較;

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