某水庫除險加固初步設計報告-wenkub

　

【正文】 庫區屬 中低山地貌單元 ,河谷受水流的沖刷切割 ,使河谷形成“ U”字型。 因水庫流域 為 干旱黃土丘陵區，洪水的產流方式為超滲產流。 XX 水庫 流域多年平均降水量為 540mm，降水年內分配不均，主要集中在 6～ 9月，占全年總降水量的 72%。 熱量豐富，春溫上升快，秋溫下降迅速， 無霜期 124 天，最少 94 天。 山頂渾圓，土坡陡陖多階狀。 ⑤ 水庫基本沒有管理設施，無法對水庫進行正常的管護；無交通、通訊設施，與外界聯系不通暢；主壩沒有滲流和沉陷、位移觀測設施，無法對主壩進行監測；缺乏必要的工情觀測設施及水、雨情監測設施。 水庫存在的問題 水庫自建成以來，經過多年運行，目前已存在諸多問題 ： ① 壩體碾壓不均勻，質量較差， 內部有裂隙， 水庫難以在高水位蓄水 。 ， 廊道為箱型鋼筋混凝土結構， 輸水涵洞1 綜合說明 2 為拱涵，尺寸為 179。 我院組織設計人員對水庫進行現 場踏勘，初步擬定以下方案： ①壩 前 培厚； ② 臥管改建水塔、封堵原臥管 ； 2021年 5月 15日完成《寧夏 固原市 XX 縣XX水庫 出險加固初步設計報告》（送審稿）。 p=5%的 設計洪水總量 和 洪峰流量分別為 萬 m ； P=%的 校核洪水 總量 和 洪峰流量分別為 萬 m 。壩址以上控制流域面積 ，屬小（二）型水庫。 水庫流域 氣候屬中溫帶季風區半濕潤向半干旱過渡性氣候 ，流域年平均氣溫℃，多年平均降水量 540mm，保證率為 50%、 75%的降水量分別為 532mm、 460mm，多年平均水面蒸發量 （ E601 型） 810mm。 水庫 于 1976年 建成 ， 2021 年加高 ， 壩高 25m， 總庫容 萬 m3， 是一座以防洪為主的小（二）型水庫。 工程概況 工程建設及現狀 水庫 于 1976 年 建成 ， 庫容 萬 m3， 由土壩、 輸 （泄） 水建筑物組成， 為碾壓式均質土壩 ， 2021 年壩體加高 ， 總庫容 m3， 最大 壩高 ，壩頂高程 ，壩頂寬 ，頂長 156m，迎水坡比為 1:，背水坡比 1:,背水坡采用生物防護措施，前壩坡無任何砌護。 (寬 179。 ② 前坡無砌護， 壩頂無防護、平 整度較差， 壩后無排水體。 水文 XX 水庫 位于甘渭河支流 XX 溝上， 流域面積 km2， 地勢自東向西傾斜，溝道流向與地勢相同展布 。 水庫區域 氣候屬中溫帶季風區半濕潤向半干旱過渡性氣候，春低溫少雨，夏短暫多雹，秋陰澇霜旱，冬嚴寒綿長 。年平均太陽總輻射量 5007 兆焦耳 /平方米，年日照時數 2228 小時 ， 夏季多偏南風，冬季多偏北風，平均風速 。保證率為 50%、 75%的 年降水量分別為 532mm、 460mm、多年平均水面蒸發量（ E601 型） 810mm。洪水 的形狀受暴雨的影響 多為尖瘦形，陡漲陡落，一般不超過 一天 。兩岸沖溝發育 .第三系基巖零星出露 .風化強烈 ,裂隙發育 ,使表部巖體呈碎塊狀。出露于壩體上下游的沖溝中。厚度 1— 5m。 庫區地表水主要由上游各溝谷流水匯集，受季節性影響較強。 = mg/ L），對鋼結構具中等腐蝕性。對鋼結構具有弱腐蝕性。經調查水庫在正常蓄水位高度范圍無村莊、公路、農田及低于庫水位的洼地，故 培厚 后不存在浸沒問題。 通過地質勘察，壩址區的地層巖性有第三系中新統紅柳溝組（ N1h）砂質泥巖、第四系上更新統馬蘭組（ Q3m）黃土、第四系全新統沖洪積（ Q41apL）壤土、（ Q42apL）角礫碎石，人工填土（ Q4mL）等 土料 場布置在大壩右岸 ， 料場 平均 運距為 150m 左右 。砂料的總儲量約 350 萬立方米，可做為建筑材料使用，現料場開采已形成一定規模，屬外購料，距 XX水庫壩址區約 35km，交通方便。 水庫兩岸均有大面積第三系巖層， 培厚 時應對兩岸淤積面以上強化巖層進行處理，以防止由于風化裂隙，巖體破碎而引起繞壩滲漏。 壩址區及庫區 地震 動峰值加速度為 ， 地震動反應譜特征周期 ，地震基本烈度Ⅷ度 ， 屬抗震不利地段。 水庫水資源利用任務：該 水庫是一座防洪兼 水資源利用 的多功能水庫， 由于淤積嚴重，蓄水量逐年下降， 水庫灌溉功能基本喪失。設計洪水標準：主要建筑物 20 年一遇，臨時性建筑物 10年一遇 ； 校核洪水標準： 200 年一遇 ； 水庫設計水平年 (淤積年限 )為 20年。 除險 加固方案 XX水庫是一座以防洪及攔泥為主的水利樞紐工程， 總庫容 m3，已淤積庫容 萬 m3,有效庫容 萬 m3,設計水平年取 20年，校核洪水標準取 200年，根據水文資料，經調洪計算庫容能夠滿足防洪要求，因此壩體不用加高。 壩前培厚的目的是形成一道防滲斜墻，增長滲徑， 降低壩后滲流溢出點高 程及水力坡降 值 ， 防止發生流土破壞， 培厚土料的滲透系數應小于 179。 為防止風浪侵蝕， 前 坡 面 鋪設 8cm 厚的 C15 砼預制板 ,下墊 砂礫石 ， 板縫寬 5cm， 每 10m 設置一道伸縮縫， 并在 壩腳處設置 179。 水塔為鋼筋砼框架結構，水塔進口底板高程 ，塔高 ，塔頂高程 ，與壩頂齊平， 平行于 原臥管方向 架設 1跨長 的鋼桁架橋工作橋，橋面寬 ， 橋1 綜合說明 7 兩邊設φ 30mm 鋼管 欄桿，工作橋一端搭在牛腿上，另一端搭在岸坡的支墩上 ，工作橋與 土 壩左岸道路通過踏步連 通，踏步 水平 長 、寬 ，坡比 1:，兩側安裝φ 30mm 鋼管欄桿 ，欄桿高 ， 間距 。高）， 其底板、側墻及頂板厚 度均為 ， 洞長 ，比降1/50。砂料的總儲量約 350 萬立方米，可做為建筑材料使用，現料場開采已形成一定規模，屬外購料，距 XX水庫壩址區約 35km，交通方便。 工程計劃總工期為 17 個月 。 工程 占地 16畝，其中永久性占地 2畝 （旱耕地） ，臨時性占地 14畝（旱耕地）。 工程的環境保護效益較大。 勞力 。 2 水 文 9 2 水 文 流域概況 XX 水庫位于 XX 縣溫堡鄉 XX 溝村，屬于甘渭河支流 XX 溝上，所在位置處于黃土丘陵半干旱區，集水面積 。 山頂渾圓，土坡陡陖多階狀。降雨集中，歷時短、強度大，蒸發強烈，氣溫變化大，無霜期較短，日照充足。 無霜期 124 天，最少 94 天。 流域內溝道一般 11 月中、下旬開始有岸冰，次年 2 月開始融冰， 2 月底至 3月初終冰。水面蒸發量月分配見表 22。暴雨強度較大，本區域能形成大洪水的暴雨一類是籠罩面積小、歷時短、主雨 t≤ 1~3h，雨強大于 1mm/min。因植被差調蓄能力小，產流后即泄，匯流快，造峰歷時 短，洪水多為尖瘦形，陡漲陡落，一般不超過一天，大多幾個小時。 XX 水庫 設計點 雨量表 表 25 單位： mm 暴雨歷時 （ h） 均值 Cv Cs/Cv 設計暴雨（ p=%） 10 5 1h 6h 2 水 文 12 XX水庫設計面雨量 表 26 單位： mm 歷時 （ h） 項目 設計頻率 P(%) 10 5 1 點面折 減系數 設計 面暴雨 6 點面折 減系數 設計 面暴雨 設計洪水 計算方法 由于 XX水庫壩址處無實測流量資料，因此采 用暴雨資料推求設計洪水，依據《寧夏暴雨洪水圖集》及重新修訂的寧夏不同歷時暴雨參數等值線圖 。 產流公式如下： iii fHR ?? iR —— 為產流期某時段凈雨 (mm)； iH —— 為產流期某時段面雨量 (mm)； if —— 為產流期某時段損失水量（ mm）； XX水庫以上流域屬于黃土丘陵干旱地區，平均損失率 fi公式如下： 半干旱區： )1(41 cc Httci etf ??? ?? 匯流計算 匯流計算是根據推求的設計凈雨過程 Ri推求流域出口斷面的洪水流量過程，采用納希瞬時單位線法推求。 t)面積為 F 的流域上， t 時段內凈雨量為 1mm 的單位線在 t 時段的縱坐標，以 m3/s 計 。 t)表示。根據以上暴雨參數可以求得相應頻率的洪峰流量、洪水總量見表 27。 本次勘察的主要目的有 ： ⑴ 查明水庫及壩址區的工程地質條件； ⑵ 查明 水庫滲漏的原因； ⑶ 對壩體土原施工質量進行檢驗評價； ⑷ 提出防滲處理意見； ⑸ 查明水庫配套建筑物的工程地質條件。水庫處于兩山間溝谷地帶，沖溝較發育，兩岸巖體裸露，海撥高程 2100– 2150m 之間，總體為東高西低，溝谷大體為“ U‘字型，兩岸Ⅰ、Ⅱ級階地不連續分布。 第四系全新統（ Q4apL） ① 壤土：土黃色、灰褐色，可塑 –– 堅硬狀態，具水平層理。 地質構造及地震 工作區屬隴西系旋卷構造體系，受其影響西華山 ––南華山 ––六盤山隆起斷褶帶對該地區影響最為顯著。該斷褶帶呈向北突出之弧形展布，弧頂在固原寺口子一帶，為褶帶出露最寬部位。 根據《中國地震動參數區劃圖》（ 1:400 萬），工作區的地震動峰值加速度為，地震動反應譜特征周期 ，地震基本烈度為Ⅷ度。 地層巖性 庫區出 露的地層巖性有第三系紅柳溝組 (N1h)泥巖；第四系上更新統馬蘭組 (Q3m)黃土；第四系全新統沖積層 (Q41aL)壤土；第四系全新統沖洪積層 (Q42apL)角礫。 ⑵ 第四系上更新統馬蘭組 (Q3m) 黃土：灰白、土黃色，堅硬狀態，具大孔隙，垂直節理發育，具濕陷性。 ⑷ 第四系全新統沖洪積層 (Q42apL) 角礫：雜色，松散 — 稍密狀，呈棱角及片狀，主要由砂巖、泥灰巖、泥巖等組成。勘察期間 溝內有地表水和地下水，其地表水化學類 HCO3–– SO42–– CL— Mg— Na–– Ca 型，對混凝土一般酸性、 重碳酸鹽型、鎂離子型不具有腐蝕性，僅硫酸鹽型具有中等腐蝕性， [SO42]含量 。（ PH值 311. CL+ SO42= mg/ L）。 庫區滲漏 庫區地處中低山區，兩岸為低山均高于設計最高水位線，也沒有低于該庫設計正常蓄水位的鄰谷及洼地。 水庫誘發地震 庫區經調查上部覆蓋層較厚，沒有發現有斷裂，特別是活動性斷裂存在，也未發現有滑坡現象。由于流水切割侵蝕，河谷呈“ U”型。 地層巖性 通過地質勘察，壩址區的地層巖性有第三系中新統紅柳溝組（ N1h）砂質泥巖、第四系上更新統馬蘭組（ Q3m）黃土、第四系全新統沖洪積（ Q41apL）壤土、（ Q42apL）角礫碎石，人工填土（ Q4mL）等，現由老至新分述如下： ⑴ 第三系中新統紅柳溝組（ N1h）砂質泥巖 紅色、磚紅色砂質泥巖、中 — 厚層狀，泥質結構，層狀構造。新鮮完整 [R]=350KPa，邊坡比 1 ： 。主要分布水庫兩岸一級階地上，其厚度 — ，其物理力學性質指標為： 粘土物理力學性質指標統 計表 項 目 樣本數 最小值 最大值 平均值 變異 系數 統計 修正 系數 地 質 建 議值 含水量 w (%) 3 19 濕容重 r (g/cm3) 3 干容重 rd (g/cm3) 3 孔隙比 e 3 壓縮系數ɑ 12 (Mpa1) 100300 壓縮模量 Es(Mpa) 3 凝聚力 C(Kpa) 3 12 內摩擦角φ（度） 3 滲透系數 K179。 106 濕陷系數δ s —— 自重濕陷數δ zs —— 允 許 承 載 力 [R]（ Kpa） 120 邊坡比 1: b 壩體（人工填土）物理力學性質指標為： 壩體（人工填土） 物 理力學性質指標統 計表 項 目 樣本數 最小值 最大值 平均值 標準差 變異 系數 統計 修正 系數 標準差 地 質 建 議值 含水量 w (%) 22 22 濕容重 r (g/cm3) 22 干容重 rd (g/cm3) 22 孔隙比 e 22 壓縮系數ɑ 12 (Mpa1) 100300 壓縮模量 Es(Mpa) 凝聚力 C(Kpa) 22 內摩擦角φ（度） 22 滲透系數 K 179。106(cm/s) 6 液限 WL（ %） 6 43 46 塑限 WP（ %） 6 25 塑性指數 IP 6 21 液 性指數 IL 6 0 0 允許承載力 [R]（ Kpa） 80 邊坡比 1: