某水庫初步設計(完整版)(存儲版)

　　

【正文】 0 P24(mm) 425 398 304 242 P1/P24 R3/R24 R24(mm) 375 348 254 172 R3(mm) 184 174 130 89 (F/J) (F/J) K n （ 2）設計洪水 設計洪水過程線按 “ 84 年辦法 ” 設計洪水流量模過程線進行推算。地下徑流設計洪水過程的總量不大，絕大部分的水量在地表徑流的峰后泄出，它對設計洪水的峰值或調洪演算來講，影響很小，故將地下徑流略去不計。 本區處在華北地臺子與揚子準臺兩個地史發展特點迥然不同的二個地塊的交接部位。 庫區基巖以上覆蓋層屬中軟土，綜合覆蓋層性質及厚度判定庫區內覆蓋層厚度大于 米，為 II 類場地。耕土主要分布于大壩填土與壩基之間以及大壩以外范圍，主要由壤土組成，灰色，松散狀態，濕。此層土屬于中等偏低壓縮性土。地下水位的動態明顯受大氣降水、庫水及蒸發影響。其壩基土層從兩側到中部變化較大，所存在的工程地質問題也所不同，現對其分述如下： 主壩及溢洪道 水庫大壩主壩的壩基及溢洪道座落于①層素填土上，壩堤分布范圍地層為兩殘丘及其間沖洪積層。 水庫大壩為均質土壩，現狀壩頂高程 ，最大壩高 ，壩長 251m，壩頂寬 ，壩上游坡約 1∶ ， 下游坡比約1:，大壩上游坡部分為砼護坡，下游坡無護坡。 大壩無觀測設施，汛期只能憑借堰頂高程加滾流厚度推算水庫水位。放水涵為 Φ 200 鑄鐵管，啟閉機已損壞，并未建啟閉機房。 水庫加固洪水標準 根據 2021 年安全復核，東方紅水庫總庫容 萬 m3，屬?。?2）型水庫，工程等別為五等，大壩及主要水工建筑物為 5級。 泄洪設施的泄洪能力 加固改造后的東方紅水庫正常溢洪道水位、泄量關系分別列于表 42。 采用的技術規程和規范 《防洪標準》（ GB 5020194）； 《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（ SL 252— 2021）； 《水利水電工程初步設計報告編制規程》（ DL 502193）； 《小型水利水電工程碾壓式土石壩設計導則》（ SL18996） 《中國地震動參數區劃圖》（ GB183062021）； 《溢洪道設計規范》（ SL 2532021）； 《水工混凝土結構設計規范》（ SL1912021）； 《水工建筑物抗震設計規范》（ SL20397）； 《水工建筑物荷載設計規范》（ DL50771997）； 《水利水電工程施工組織設計規范》（ SDJ 33889）； 《水利水電工程環境影響評價規范》〔 SDJ30288（試行）〕 《水利水電工程啟閉機設計規范》（ SL4193）； 《 水庫工程管理設計規范》（ SL10696）； 《土石壩安全監測技術規范》（ SL 6094）。放水涵為 Φ 200 鑄鐵管，啟閉機已損壞，并未建啟閉機房。 波 浪的平均波高和平均波周期宜采用莆田試驗站公式，按下列二式計算： ?????????????????????????????????????????????????222WgHthWgDthWgHthWghmmm Tm= 式中： hm─平均波高， m； Tm─平均波周期， s； W─計算風速， m/s； D─風區長度， m； 31 Hm─水域平均水深， m； g─重力加速度，取 平均波長可按下式計算： ?22mm gTL ? 經計算，設計情況下最大波浪爬高為 ，校核情況下最大波浪爬高為 。 （ 3）壩頂路面 壩頂防汛道路是大壩防汛的主要通道，現狀壩頂未設防汛道路，致使壩頂雜草叢生，平整度極差，不能滿足防汛搶險期的交通要求，也不滿足規范要求。 根據目前的施工技術水平，垂直截滲可選擇塑性混凝土防滲墻、沖抓套井粘土井柱防滲墻以及多頭小直徑深層攪拌噴灌漿防滲墻、劈裂灌漿等四種方案。同時夯實對井孔壁周圍的土體有擠實作用，增加其密實度。方案技術經濟分析比較如下。 以上 4 種種方案成墻面積為 2259m2，投資對比見表 。因此，本次設計對大壩上游坡混凝土護坡以上部分進行護砌。框格中填種植土并植草皮。在貼坡反濾底沿壩腳設 M10 漿砌塊石排水溝，底寬 50cm，深 50cm。計算采用的各土層滲透系數取值見表 。 主壩滲流計算采用二維穩定滲流有限元法，計 算分析軟件采用河海大學土木工程學院開發的“ AutoBANK水工結構有限元分析系統”。大壩截滲后，壩基礎與壩身接觸面得到了截滲處理，可以基本消除壩基滲漏、兩壩肩的繞滲現象。大壩穩定計算工況及安全標準見表 。 洪道堰體為漿砌塊石結構、泄槽底板以及兩側邊坡均用漿砌塊石護砌，現狀堰體結構完 44 好，泄槽底板與兩側邊坡漿砌塊石擋墻護砌沖刷嚴重，普遍存在勾縫砂漿局部脫落，砌筑砂漿局部被淘空等現象，另外下游無消能設施，下泄洪水對老河道沖刷嚴重。 表 大壩穩定分析選用物理力 學指標表 土料分區 濕容重γ （ g/cm3） 抗剪強度指標 C（ kPa） φ（176。大壩滲漏的原因應為壩身填土局部不夠密實，壩基處理不徹底，壩基礎與壩身接觸滲漏造成的。 表 計算工況及相應水位組合表 工況 上游水位 （ m） 下游水位 （ m） 備注 正常水位 下游水位均取壩后地面水位 設計水位 校核水位 （ 4）計算內容及計算程序 根據《碾壓式土石壩設計規范》 （ SL2742021） 的有關規定，大壩滲流計算主要內容為：確定壩體浸潤線位置繪制壩體及壩基的流網圖；確定壩體及壩基的滲流量；確定壩體及壩基的滲透坡降和出逸坡降并判斷其滲透穩定性。 計算斷面示意圖見圖 。 為防止壩下游坡滲流破壞，在大壩下游主河槽段設置貼坡反濾?；炷量蚋衩娣e 3000x3000。墻頂高程取校核洪水位為，截滲墻深入壩基強風化巖中 。缺點是： 泥漿墻的硬化固結時間長，在灌漿施工中會出現大量的裂縫、冒漿、位移等。通過壓力泥漿的劈裂、擠壓、滲透、充填、濕化固結，解決壩體的滲透穩定和變形穩定。將樁柱體互相搭接成一列，形成連續墻體起到截滲作用。 大壩防滲加固設計 鑒于土壩填筑質量差，高水位時壩腳滲漏嚴重，防滲不滿足要求，需進行防滲處理，以防止大壩產生滲透破壞，并降低壩體浸潤線，減小滲流量，提高大壩穩定性。大壩壩頂坑洼不平，壩頂高程與設計頂高程相差不大，在主壩壩頂增加混凝土防汛路面后，壩頂高程可以達到設計要求。 風浪沿著壩坡的最大爬高按式mm LhmKKRm ??? ? 21 ?計算，式中： K△ ─斜坡糙率滲透性系數； Rw─經驗系數，由風速、壩前水深 h、重力加速度 g所組成的無維量 ghW/求得，設計情況下 Kw取 ，校核情況下 Kw取 。由于當時施工條件、技術落后，大壩只進行了部分清基。大壩為均質土壩，根據水總 [2021]428 號《重點小型病險水庫除險加固工程初步設計指導意見》和《安徽省小水庫除險加固設計指導意見》的精神，設計洪水標準采用 20 年一遇設計、 200 年一遇校核。超出汛限水位水庫自由泄洪，汛限水位為 ，本次除險加固設計起調水位為 。 除險加固工程措施與建設內容 本次水庫除險加固，以不改變 水庫設計正常蓄水位和汛限水位，不改變水庫以灌溉為主兼有防洪與養殖等綜合功能，不降低水庫工程效益，不增加庫區淹沒范圍為原則。由于當時施工條件、技術落后，大壩只進行了部分清基。日常管理由村負責維修、防洪、灌溉等工作， 2021 年水庫進行加固維修。大壩始建于 1976 年 10月， 1977 年 4月完工，是一座以灌溉為主的小（ 2）型水庫。 壩身填土所選土料的土質較好，但填筑質量較差，壓實不夠密實。各巖土層的物理力學性質詳見土工試驗報告及 分層物理力學性質統計表。 21 褐黃、黃褐、黃色，濕，硬塑～堅硬狀態，含鐵錳氧化物、鐵錳結核、少量灰白、青灰色高嶺土團塊。該層由大壩人工填土及耕土兩部分組成。 地震 根據《防洪標準》（ GB50201－ 94）及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（ SL252－ 2021）的有關規定，工程等別為 5類， 主要建筑物等級為 5 級。 表 水庫大壩工程地質勘察工作量一覽表 項 目 單位 工作量 備 注 地形圖測量 km2 鉆探 m/孔 59/6 取原狀土樣 件 3 常規土工試驗 組 8 顆粒分析試驗 組 8 滲透試驗 組 8 標準貫入試驗 3孔 12次 區域地質環境概況 區域地質 庫區地處馬鞍山斷陷盆地的中 南部，上覆地層為第四系松散巖，厚度 ～ 20m，下伏地層（局部有出露）為中代侏羅系巨厚層碎屑巖。根據 n、 K 值，查“ 84 辦法”中“表 9”得不同頻率洪峰流量模 qm。查“ 84 年辦法”，皖南山區，重現期≥ 50 年一遇產流部分總損失量為 50mm，重現期≤ 20 年一遇產流部分總損失量為 70mm，30 年一遇產流部分總損失量為 60mm。 由“ 84 年辦法”及《安徽省長短歷時年最大暴雨統計參數等值線圖》可查得本水庫所在位置年最大 1h、 24h 點雨量均值分別為 45mm、 110mm，相應 Cv 值分別為 、 。常年主導風向為東風，年平均風速 ，最大風速 （ 1991 年 9 月 1 日）。據歷年氣象資料，多年平均降雨量 ，最大年降雨量 1955mm（ 1991 年） ，最小年降雨量463mm（ 1978 年），最大 24h 降雨量太平口站 235mm（ 1969 年）。水庫集水面積 ，原設計總庫容 萬 m3，是一座以灌溉為主，結合防洪、農村安全飲水的?。?2）型水庫，為村管水庫。 b) 建筑工程定額主要采用 2021 年水利部 116 號文頒發的《水利建筑工程概算定額》，缺項子目參 照其他相關定額。 東方紅水庫現有管理設施不符合規范，根據《水庫工程管理設計規范》（ SL10696）和水利部水計［ 1991］ 13 號文《關于新建水利工程有關管理編制、經費、用房等問題的通知》中的有關規定，需配置必要管理設施。壩坡防護和取土料場是水土流失防治的重點，應及時修建擋土墻和護坡工程，并盡快采取措施恢復植被。有利影響是主要的，加固工程實施完成后可以確保水庫大壩防洪安全，對保護下游群眾的生命財產安全有著重要作用，對促進地區經濟發展、保護經濟成果有著重要意義。 主體工程施工期 3 個月。大壩始建于 1976 年 10月， 1977 年 4月完工，是一座以灌溉為主的小（ 2）型水庫 東方紅水庫除險加固工程主要建設內容：迎水坡砼預制塊護坡， 背水坡排水系統和排水棱體，壩頂防汛道路，溢洪道修復，修建擋土墻，更換放水涵啟閉機和閘門，并新建啟閉機房。 由于溢洪道無原設計圖紙，本次設計按溢洪道斜坡段維修長度 10m，堆石防沖槽長 6m，寬 20m，厚 1m列工程量。 5)下游護坡 下游坡采用框格草皮護坡。為完善壩頂交通，設計于大壩壩頂鋪設路面。 （ 1）大壩始建于上世紀 70年代，為均質土壩，主要由人工挑筑而成。 東方紅水庫本次洪水復核僅考慮溢洪道泄洪，現狀溢洪道為開敞式寬頂堰，進口底板高程為為，底寬 7m。 水文地質條件綜述 勘探區內第四系上更新統及第四系全新統地層廣泛分布，地下水主要分布為類型主要為上更新統粘土（ Q3al+pl）中的孔隙潛水，受大氣降水和庫水補給。搖振無反應，切面光滑，干強度高，韌性高。大壩填土主要位于大壩壩基以上，以壤土及粘土為主要成分，顏色較為雜亂，呈松散～稍密狀態，濕。 根據施工組織設計需要，分析東方紅水庫施工期 10 月～次年 3 月、 11 月～次年 4 月、11 月～次年 3 月入庫洪峰流量進行分析。 本地區多年平均氣溫 ℃，年極端最高氣溫 ℃（ 1959年 8月 23日），最低氣溫 ℃（ 1969 年 2 月 6 日）。大壩始建于 1976 年 10月， 1977 年 4月完工，是一座以灌溉為主的小（ 2）型水庫。由于當時施工條件、技術落后，大壩只進行了部分清基。水庫集水面積 km2，總庫容 16 萬 m3，調洪庫容 萬 m3，興利庫容 萬 m3，死庫容 萬 m3。 東方紅水庫樞紐工程由大壩、溢洪道、放水涵洞等組成。 壩體、泄洪設施及管理設施 等存在一定的安全隱患，主要是： （ 1）大壩始建于上世紀 70 年代，為均質土壩，主要由人工挑筑而成。 圖 水庫位置圖 2 圖 東方紅水庫大壩上游護坡 圖 東方紅水庫大壩上游護坡 圖 東方紅水庫放水涵 圖 東方紅水庫壩頂道路 圖 圖 圖 東方紅水庫背水坡 水文 東方紅水庫位于安徽省馬鞍山市當涂縣太白鎮永寧行政村境內，座落于長江流域姑溪河支流上。每年 6 月中旬至 7 月下旬，都會出現一段降水量大，降水日數多的梅雨天氣；梅雨期最長達 43 天（ 1974 年），梅雨量最多達 （ 1969 年）