某橡膠壩可行性研究報告(專業版)

　　

【正文】 主體工程施工 進度安排： 2020 年 10月至 2020年 1 月完成工地三通一平、左岸兩壩段基坑開挖、工程圍堰填筑等，施工材料和部分設備基本到位，進行基礎工程施工； 2020年 2月完成左岸兩壩段橡膠壩袋安裝； 2020 年 1月～ 2月完成右壩段基坑開挖，圍堰填筑及基礎工程施工， 3月完成右岸壩段壩袋安裝； 4月～ 5月完成附屬工程及機電設備的調試運行。壓水實驗滲透系數每晝夜 300 米，因此施工中基坑排水工作量很大，應重點考慮，主要采用水泵抽排，井點降低地下水位，并在建筑物輪廓線外側設明溝排水或集水池排水。 該工程的工程量為：土砂方工程 83213 立方米，石方工程 6764立方米，砼及鋼筋砼工程 5624 立方米，砌石工程 5228 立方米。大口井內壩袋補充水和抽排控制室集水井中的 2 臺潛水泵電氣控制也在屏上操作。 （ 3）供排水設備布置 控制室布置兩臺 ，功率均為30kw，控制充排水均采用電動蝶閥，電動控制屏放在配電層，壓力表安裝于控制室水泵進水管側，水尺安裝于橡膠壩上游邊墩附近，以便于觀測。 [б ]=M/Wr=179。 T 式中： k1— 安全系數，一般取 2～ 3； T— 壩袋徑向拉力 經計算， T0 =81～ 122 KN/m。壩底板按順水流方向、垂直水流方向進行計算，垂直水流方向計算考慮 50%邊荷載的影響，均按彈性地基梁中短梁進行計算，根據計算，底板結構配筋分別為φ 16250 和φ 16 按壩后的可能最大沖坑和基巖的抗沖刷能力判斷，不需做消能工。 （二）邊墻及左右岸護岸工程 左右岸結 構型式基本相同，邊墩全長 米，邊墩基礎座于砂卵石層上，底部高程為 米，頂部高程為 米，采用重力式擋土墻結構，面層為 20 厘米厚 C20鋼筋砼面板。現將兩方案簡要介紹如下： （ 1）淺基礎方案 壩基置于砂卵石層上，上游設水平防滲鋪蓋，下游設消力池、海漫、防沖槽等，由于泄洪流量較大及地質等原因，上游水平鋪蓋、下游消力池及海漫等水平長度較長，厚度較大，工程投資較大。靜態蓄水量為 106 萬 m3，根據 **縣水文站 1954～ 1991 年共 38 年實測水面蒸發資料，多年平面水面蒸發量 1038mm，因此，計算年蒸發損失為 萬 m3。 由于施工期擬定為 2020年汛后至次年汛前，上游 石門水庫尚未完工，不能完全起調蓄功能，為偏于安全，不考慮石門水庫的調蓄作用。 （ 1） **水文站洪峰流量 壩址處無實測洪水資料，但下游水 文站有較長的實測洪水資料，且有歷史洪水調查和考證資料，壩址處與該水文站較近，處于同一條河流上，面積相差僅 5%。 如果下 段距豐灣入河口太近，汛期豐灣河匯流洪水的側向旋流沖刷將危及壩體安全。方案一是一級開發方案，即在老君店電站渠首壩基礎上建橡膠壩，洄水至北環路下游；方案二是采用二級壩開發方 案，即一級壩壩址設在建設西路西端處，二級壩址設在老君店電站渠首壩基礎上。 二、壩軸線工程地質條件評價 卵石層埋深 ～ 米，承載力標準值為 400Kpa，但由于透水性強，若采取水平防滲鋪蓋工程投資較大，且易發生滲透破壞，造成壩基不穩，該層不宜 做為壩基，強風化及弱風化層透水性差，承載力標準值較大，均可做壩基。 強風化片巖（ Zds） 灰白色、紫灰色、淺灰綠色、棕色，底板埋深 ～ 米，厚～ 米，位于高程 米以上。 四、年徑流 **縣城橡膠壩上游匯流面積共 3215Km2，多年平均徑流深 248mm，多年平均徑流量 億 m3。 二、氣象水文 **縣地處北亞熱帶北部邊緣，屬北亞熱帶季風型大陸性氣候，受季風進退影響，四季分明，溫暖濕潤，一年之中春秋季較短，冬夏歷時較長，春季溫度回升快，前期少雨干旱，后期常低溫陰雨，夏季受西太平洋副熱帶高壓控制，氣溫高且降雨集中，秋季溫差較大，時有連綿陰雨，冬季為強大的亞洲大陸冷空氣籠罩，寒冷干燥。 本工程是集旅游、改善生態環境、美化城市、提高縣城地下水位等為一體的綜合樞紐，社會效益及生態效益顯著，但無明顯的經濟效益，因此僅從國民經濟評價角度考察項目建設的可行性。每個壩袋各設兩個進（出）水口，在控制室與邊墩（墻）之間設超壓溢流管。壩底板順水流方向長度 ，底板厚 ， C20 鋼筋砼 ５ 結構。開發宜修建橡膠壩。 五、泥沙 ２ 據懸移質觀測資料統計分析， **站多年 平均輸沙量為 131萬噸。 C。 （四）壩軸線工程地質條件評價 卵石層由于透水性強，若采取水平防滲鋪蓋工程投資較大，且易發生滲透破壞，造成壩基不穩，該層不宜做為壩基，強風化及弱 風化層透水性差，承載力標準值較大，均可做壩基。經計算天然狀態下橡膠壩壩址處設計洪峰流量為 QP=5%=4541m3/s，校核洪峰流量為 QP=2%=6240m3/s。 （二）邊墻及左右岸護岸工程 左右岸結構型式基本相同，邊墩全長 米，邊墩基礎座于砂卵石層上，高程為 米，頂部高程為 米，采用重力式擋土墻結構，面層為 20厘米厚 C20 鋼筋砼面板。同時還可發展水上娛 樂及水產養殖項目，為發展當地經濟奠定堅實的基礎。 05′～ 33176。流域內很少有冰凍現象，多年平均水溫 176。另有人工地貌，如護河堤、采砂場、弧丘等。 承載力標準值為 fk=400Kpa。 312國道及在建的寧西鐵路穿過庫區，對發展**的旅游事業，促進 **縣經濟發展，提高 **知名度將起到舉足輕重的作用。 方案二：一級壩位置設在建設路西側上游，長度為 255 米，壩頂高程為 216米，壩高 ，壩底板高程 ，；二級壩設在老君店渠首壩上，長度為 300 米，壩頂高程 米，壩高 米，固定壩壩底高程為 米，洄水至一級壩處。 二級開發方案投資略高，可以分期施工。 （ 3）石門水庫與橡膠壩之間區間洪峰流量 根據防洪要求，采用偏于安全的同頻法計算，即橡膠壩壩址處發生設計頻率 P 的洪水時，石門水庫以上也發生同頻率的洪水，由此可求出壩址與石門水庫區間發生相應的洪峰流量。經反復試算，當發生二十年一遇洪水時，壩前水位為 ，查壩下游水位～流量關系曲線，壩下游水位為 ，即壅高水頭 。 二、工程布置 **縣橡膠壩工程是按照 防洪要求及壩址地形地質等綜合考慮布置的，主要分為以下幾個部分： （ 1）橡膠壩工程；（ 2）邊墻及左右岸護岸工程；（ 3）控制室工程 ２７ 等。墻高 米，頂寬 40厘米，迎水面設 40 厘米厚 C20鋼筋砼防滲面板，邊坡 1： ，背水面為直墻。 第三節 消能及防沖 一、計算條件 **縣橡膠壩的洪水標準為二十年一遇設計，五十年一遇校核。其計算結果如下： ３１ 正常擋水情況下抗滑穩定計算 表 51 計算部位 壩底板 壩底板 上下游擋土墻 整體結構 上游 下游 Kc [Kc] 備注 抗剪強度公式 抗剪斷強度公式 抗剪強度公式 抗剪斷強度公式 注：表中 [Kc]為規范允許值 （ 1）壩基底應力計算公式： Σ G Pmax = (1177。當α值增大時，壩袋長度降低，壩底板長度減小，投資相應增加，但袋壁徑向 拉力增大，材料強度要求相應較高，安全系數降低。 壓板應力 M б = ≤ [б ] Wr б —— 壓板拉應力（ KN/m2）； [б ]—— 螺栓允許應力（ KN/m2）； M —— 壓板彎矩（ KN178。以達到半自動化水平。 第七節 電氣設計 控制室分為三層，一層為設備層，二層為配 電層，三層為管理層。 ，軸流風機用 BV3179。符合環保要求，群眾擁護，縣領導對本工程極為重視，為工程創建了極為有利的外部環境條件。 砼工程：運至工地上的水泥必須有制造廠的品質試驗報告，必 ４４ 須在實驗室進行復驗，必要時還應進行化學分析，存期不得超過三個月。 第六節 施工組織 該工程是由縣財政投資及群眾集資興建的以社會公益為主的基礎工程，為了使工程在短時間內以最好的質量完成，必須成立高效率的施工領導機構 —— **縣橡膠壩工程指揮。要求砌筑石石面干凈，砌筑時保證砌石表面濕潤，采用坐漿法分層砌筑，鋪漿厚度宜為 3～ 6厘米，隨鋪漿隨砌筑，砌縫需用砂漿填充飽滿，不得無漿直接貼靠，砌縫內砂漿應采用扁鐵插搗密實。 (四 )建筑材料：工地右岸寺山有采石場，盛產塊石、碎石， **縣城河槽上游大量砂石料可供使用；水泥廠距工地僅 5 公里；縣城有專業建材市場，可提供所需的各種鋼材及其它的建筑材料等。 25G50暗敷設，壩右岸柱燈電源線為 VV393179。 （ 2）坍壩操作 根據洪水預報及調度指令，提前檢查設備的完好情況和進出水閥門的關閉情況，如有問題應及時檢修，及時作好坍壩前的準備工作。 供水水源 為減少工程運行費用，利用上游水資源充足的條件，達到節約用水的目的，在控制室上游約 30 米處建一大口井作為供水水源，大口井直徑為 2 米，為 C20 鋼筋砼結構。 （二）壓板計算 壓板用鋼板制成，鋼板壓板用平面鋼板加工。 二、壩袋計算： 壩袋計算關鍵在于選擇合適的內壓比，以充分利用壩袋膠布的強度，并盡可能使壩袋面積減少，降低工程造價，下面列表計算壩袋的特征數值。Σ G Kc = Σ H 式中： f — 壩基礎底面摩擦系數； Σ G — 作用于基礎底面上的全部豎向荷載； Σ H — 作用于壩底板上的全部水平荷載。一層位于臺地下，為設備層，主要放置充排壩袋的水泵、電機及測壓設備等，地板為 米厚的鋼筋混凝土結構；二層為配電層，主要放置配電柜等設備；三層管理層，為操縱及看護橡膠壩人員的住所。下設前后齒墻，以增加壩體抗滑穩定性，壩底板分縫 間距為 米，采用橡皮止水，縫內填瀝青杉木板。 二、工程設計標準 **縣橡膠壩工程設計洪水標準為四級建筑物的設計洪水標準，即正常運行期為 20 年一遇，非常運行期為 50 年一遇，臨時工程洪水標準為非汛期洪水 5 年一遇。塌壩后橡膠壩的過流能力，按寬頂堰過流公式計算： Q=б S?ε ?mB 2g H3/2 式中： б S—— 淹沒系數，由壩頂前后水深的比值查表確定； ε —— 側收縮系數； m—— 流量系數； B—— 橡膠壩過流斷面凈寬， B=255 米； H—— 壩前高出壩頂以上水深（ m），壩頂高程 =壩底板高 程 +，塌壩后，壩頂高程為 ； Q—— 橡膠壩過流能力， m3/s。 **縣石門水庫即將建成，總庫容為 8910萬 m3，該水庫以發電為主，水庫運行后河道流態將發生根本變化，水庫對天然河道洪峰流量將大大削減。 綜合比較，宜選取二級壩開發方案。若橡膠壩擋水運行，將造成河水向縣城倒灌、外滲，致使橋至北環路之間的兩岸土地大片淹浸，淹浸面積超過 1000 畝，對環境構成不利影響；二是兩岸豐灣及二道河入河口均在壩前 1公里之間，擋水位較高，受下游高水位頂托， １６ 將影響縣城兩岸 15km2的正常泄洪，造成更大的洪災淹沒損失；三 是由于需要較高的擋水位，橡膠壩底板過高，河道泥沙淤積問題不易解決。同時，滲水對提高縣城段地下水位，補充縣城水量，減少城市漏斗化，具有很重要的作用。 破碎巖 僅在壩右岸分布少量破碎巖，青灰色、灰白色、紫紅色、破裂結構，塊狀構造，角礫為石英、片巖 塊，具磨園特點，礦物質成份為石英、長石、角閃石、輝石、云母等。河床寬平均為 270 米，河床高程 212～ 214 米，沖積平原，在一級階地前緣筑有堤防，一級階地高程為 215～ 217米，右岸為寺山，山體走向為北西西～南東東走向，最高點高程為 1004米，鄰近處山體陡峻，坡角 15176。 C 的活動積溫為 5520176。 01′～ 111176。 共需人員 12 人，其中管理人員 6 人，主要工作職責為工程管理、 ７ 水情調度、財務供應、行政辦公及人事保衛等；生產人員 6 人，主要工作職責為建筑物維修養護、護壩、水工觀測、水庫調度運行、汽車司機及機船駕駛等。 壩段之間分隔墩為 C20 鋼筋砼直墻，直墻座于壩底板上，順水流長度為 米，墻頂高程為 米。 該樞紐工程定為四等工程，橡膠壩、控制室分別為 4 級建筑物。變形模量 E0=。 C，極端最低氣溫為 176。 六、水面蒸發 橡膠壩壩址多年平均水面蒸發深度為 1038mm。一級開發、二級開發及三級開發方案。橡膠壩共分三段，每段 米，全長 255 米，中墩厚度為 60cm。 50 電纜，室外柱上變壓器選擇S9100/10 一臺，其容量為 100KVA，水泥電桿長 12 米，檔距為 50米。 通過敏感性分析，經濟內部收益率在177。 C，極端最低氣溫為 176。 相應的侵蝕模數為 380t/km2，與水文圖集查出的侵蝕模數相吻合。片巖多呈鱗片狀變晶結構，片狀構造，裂隙發育，裂面光滑 ，有較強的金屬光澤，手感光滑，手捏易碎，為全強風化狀態，抗淘蝕沖刷能力較