某水庫初步設計(完整版)(專業版)

　　

【正文】 ） 填筑體 壩基 16 （ 3） 計算工況及安全標準 根據《碾壓式土石壩設計規范》（ SL2742021），大壩穩定分析內容包括穩定滲流期的上、下游壩坡和水庫水位降落期的上游壩坡。所以本計算首先根據地質報告和有關規范計算出堤身浸潤線、滲流等壓線，然后計算出大壩滲流量，最后確定壩基的水平滲透比降、下游滲流出逸段的出逸比降，并論證壩基及壩后滲流出逸段的滲透穩定性。貼坡反濾設在壩后最下級邊坡，頂高程 34m，底部至壩腳，為 4 層結構： 15cm 中粗砂、 15cm 瓜子片、 15cm 碎石、 30cm干砌塊石。 上下游護坡 現狀大壩上游 以下為預制混凝土護坡， 至壩頂 無護坡，壩坡不平，雜草叢生，不利于大壩管理，也不利于防汛查險。 以上四種方案在技術上都是可行的，均能夠達到控制壩體和壩基滲流，降低壩體浸潤線的目的。大壩采用防滲墻截滲。多年平均最大風速為 15m/s，設計情況下 W 取多年平均最大風速的 倍，校核情況下 W 取多年平均最大風速；設計情況下壩前水深 （水域平均水深 ），校核情況下壩前水深 （水域平均水深 ）；設計情況風區長 ，校核情況下風區長度 。 溢洪道消能防沖設施的設計洪水標準為 10年一遇 。加固任務主要有： （ 1）大壩壩體防滲采用截滲墻； （ 2）更換放水涵啟閉機和閘門，并新建啟閉機房； （ 3）大壩背水坡做排水系統和排水棱體； （ 4）將迎水面砼預制塊護坡接長至壩頂； （ 5）在東側修建約 50m 長的擋土墻； （ 6）修建壩頂道路。但由于修建年代較長，加之受當時條件限制，壩基清除不徹底，土料 混雜，土層暗縫多，碾壓不均等原因，造成水庫蓄水運行后存在較大隱患。 （ 2）壩基工程地質評價 22 根據本次勘察揭露，水庫大壩主壩壩基屬單層結構，為粘性土類。搖振無反應，切面光滑，干強度高，韌性高。 根據《建筑抗震設計規范》（ GB50011－ 2021）及《中國地震動參數區劃圖》（ GB18306－2021）（安徽省部分 1： 400 萬）等規范的有關規定，復核庫區場地地動參數如下：抗震設防烈度為 6 度，設計地震基本加速度值為 ，設計分組為第一組，地震動反應譜特征周期。再根據 n 值和 qm查“表 9”中洪峰流 量模接近 qm的過程，并將洪峰流量模差值在下一時段中消除，然后逐項乘以 100024RF? ，即得地表徑流設計洪水過程線?？紤]到等值線圖上參數經過面上平衡， 能反映短歷時暴雨統計參數地區分布規律， 偏安全考慮，東方紅水庫年最大 1h、 24h 點雨量均值采用值分別為 45mm、 110mm。每年 6 月下旬至 7 月上旬，都會出現一段降水量大，降水日數多的梅雨天氣。 c) 施工機械臺時費定額采用 2021 年水利部 116 號文頒發的《水利工程施工機械臺時費 10 定額》，其中第一類費用按臺 時 定額所列費用計入；第二類費用根據本工程所采用的人工、燃料等預算單價按實計算。施工棄碴應合理堆置在壩腳線下游附近低洼地，但需堆放平整并應保持堆渣體穩定，表面用細石與泥土進行平整處理 ，種上樹木。自第一年 10 月初至 12 月底，完成大壩、溢洪道、放水涵洞等 8 所有加固工程 的施工。 7 放水涵工程加固設計 放水涵為 Φ 200 鑄鐵管，啟閉機已損壞，并未建啟閉機房。采用混凝土路面，路長 251m，寬 。 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 。此層土屬于中等偏低壓縮性土。通過用面積比法分析 10 年一遇、 5 年一遇及 3 年一遇入庫洪峰流量成果見表 11。 東方紅水庫樞紐工程由大壩、溢洪道、放水涵洞等組成。校核洪水位 （假定高程系統，下同），設計洪水位 ，正常蓄水位 ，汛期限制水位 ，死水位 ，大壩壩頂高程 。20 年一遇的設計水位為 ， 200 年一遇的校核水位為 。據歷年氣象資料，多年平均降雨量 ，最大年降雨量 1995mm（ 1991 年），最小年降雨量463mm（ 1978 年），最大 24h 降雨量太平口站 235mm（ 1969 年）。結構松散，濕。 4 以上各地層分布詳見工程地質剖面圖。 加固工程設計 根據現場檢查報告、安全復核報告，東方紅水庫存在滲流及壩坡穩定等安全問題，其主要加固內容有：大壩壩體防滲采用截滲墻；更換放水涵啟 閉機和閘門，并新建啟閉機房；大壩背水坡做排水系統和排水棱體；將迎水面砼預制塊護坡接長至壩頂；在東側修建約 50m 長擋土墻；修建壩頂泥道路。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。 金屬結構設計 本水庫放水涵更換啟閉機和閘門。 按照國務院頒布的 471 號令及省內有關標準結合現行實行的有關方針、政策、規程、規范，結合當地的實際情況，本工程占地拆遷補償總投資為 萬元。日常管理由 太白鎮永寧行政村 負責維修、防洪、灌溉等工作；水庫壩頂坑洼不平，汛期道路泥濘； 防汛物資只能用人力運送到壩頂 ；同時無管理 設施。 11 附表 1 東方紅水庫除險加固工程特性表 序 號 名 稱 單 位 數 量 備 注 一 水文 1 控制流域面積 km2 2 多年平均年徑流量 萬 m3 3 水文氣象特征 多年平均氣溫 ℃ 多年平均降雨量 mm 多年平均最大風速 m/s 15 4 代表性流量 正常運用（設計 ）洪水標準 P(%) 5 設計洪峰流量 m3/s 非常運用（校核）洪水標準 P(%) 校核洪峰流量 m3/s 二 水庫 1 水庫水位 校核洪水位 (1%) m 設計洪水位 (5%) m 正常蓄水位 m 汛期限制水位 m 死水位 m 2 正常蓄水位時水庫面積 萬 m2 3 水庫容積 總庫容 萬 m3 16 正常蓄水位下庫容 萬 m3 死庫容 萬 m3 4 庫容系數 三 主要建筑物 1 大壩工程 壩型 均質土壩 地基特性 粘土、砂巖 地震基本烈度 /設防烈度 度 6 地震動峰值加速度 g 12 序 號 名 稱 單 位 數 量 備 注 壩頂高程 m 壩頂寬度 m 最大壩高 m 壩頂長度 m 251 上游壩坡坡比 1: 下游壩坡坡比 1: 2 溢洪道工程 設計流量 (P=5%) m3/s 校核流量 (P=%) m3/s 消能防沖洪水標準 % 10 消能型式 水平光面護坦 地基特性 粘土 側墻結構型式 漿砌塊石側墻 底板結構型式 漿砌塊石護砌 (1) 控制段 堰流型式 梯形寬頂堰 堰頂高程 m 堰頂寬度 m 7 (2) 陡坡段 長度 m 60 寬度 m 10~7 底坡坡比 平均 1： 7 3 放水涵 座 1 地基特性 粘土、砂巖 設計流量 m3/s 涵底高程 m 涵洞長度 m 涵洞型式 斜臥涵 孔徑 m 200 鑄鐵管直徑為 主閘門 1 混凝土塞 啟閉機臺數 臺套 1 四 加固處理措施 13 序 號 名 稱 單 位 數 量 備 注 壩后貼坡反濾，壩頂防汛道路，白蟻防治，溢洪道修復，上游護坡，放水涵維修。 境內歷年平均初霜日為 11 月 10 日，平均年蒸發量為 （ 1961 年），最少年為（ 1985 年）。 計算成果見表 21。通過用面積比法分析本工程的施工期時段的入庫 水量與洪峰流量，其中洪峰流量按指數法進行比擬，經計算， 10 年一遇、 5 年一遇及 3年一遇入庫洪峰流量成果見表 24。現描述如下： ① 層素填土，粘土及壤土（ Q4ml）：層厚 ～ 米，層底標高 ～ 米，褐黃色為主，褐、黃、灰等色。巖芯呈短柱狀，密實狀態，原巖風化成砂土狀，遇水易軟化，含泥質、云母片等，裂隙發育。 水庫大壩壩區及近壩庫區天然邊坡未發生失穩現象。根據 2021 年安全復核計算，現狀 20 年一遇設計洪水位 ，200 年一遇校核洪水位 ，壩體、泄洪設施及管理設施等存在一定的安全隱患。 水庫洪水調洪計算條件 庫容曲線 東方紅水庫無法找到庫容曲線資料，本次根據萬分之一的實測地形圖進行量算求得。 大壩加固設計 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∶ ，壩下游坡比 1∶ 。由表 可知，東方紅水庫大壩壩頂高程由校核洪水位控制，現狀條件下計算壩頂高程為 ，現有壩頂高程部分不滿足防洪要求 。 本方防滲墻施工需要 5m 寬的施工平臺，可將壩頂削低 ，施工完畢后恢復。此方案的缺點是井柱施工內粘性土回填質量不容易控制。于護砌頂、底設各一道 M10 漿砌塊石齒墻，斷面尺寸 （ 寬高 ） ，每 30m 設置一道垂直壩軸線的齒墻，斷面尺寸 （ 寬高 ） 。 本次除對現狀壩體滲流計算進行復核外，主要是計算分析防滲加固處理后的效果。從計算成果圖可以看出，按擬定的各 土層滲透系數計算所得壩內浸潤線位置及滲流出逸點較高， 39 在校核水位時，下游壩坡出逸高程為 ，高出地面 。抗滑穩定計算結果表明：在正常運用條件下，上、下游壩坡最小抗滑穩定安全系數均大于《規范》規定的 ；在非常運用條件下，上、下游壩坡最小抗滑穩 定系數滿足規范要求。 （ 1） 計算剖面 根據地質報告，結合施工與運行狀況選定主河床槽剖面為典型計算剖面進行穩定分析，與滲流計算剖面相同。本工況計算上游坡水位降落后的浸 潤線位置，為上游坡抗滑穩定計算提供依據。本次在壩底設計排水溝如下圖。方案二投資小，工期短，在小水庫防滲加固工程中施工經驗多，工程實施容易。 劈裂灌漿，沿壩軸線附近布置兩排灌漿孔，排距 ，孔位梅花狀布置 ,分二序施工。采用混凝土路面，路長 251m，寬 。 30 （ 3）大壩迎水面護坡為砼預制塊護砌，目前護砌至 高程，由于湖面廣，風浪較大，需將護坡砌至壩頂。 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。 （ 3）大壩迎水面護坡為砼預制塊護砌，目前護砌至 高程，由于湖面廣，風浪較大，需將護坡砌至壩頂。 放水涵為 Φ 200 鑄鐵管，啟閉機已損壞，并未建啟閉機房。 壩身填土的滲透性 本次勘察除對壩身土各原狀土進行了垂直及水平兩種滲透系數的室內試驗。此層土屬高壓縮性土。 本次進行水庫大壩大壩工程地質測繪和工程地質鉆探工作中，沒有發現大壩（包括兩端壩肩）及副壩等位置有斷層發育現象。 ①匯流計算 根據“ 84 年辦法”，采用納希線性瞬時單位線模型進行匯流計算，分析并綜合出計算出 17 瞬時單位線 參數 m1 值的地區經驗公式如下。 根據分析， 東方紅 水庫所在流域的洪水主要由暴雨形成，暴雨歷時一般 1～ 3 天。 本次除險加固設計 20 年一遇的設計水位為 ， 200 年一遇的校核水位為 ，正常蓄水位 ，死水位 。 主要材料量為：水泥 178t， 碎石 164m3，塊 石 658m3， 黃砂 102m3 ， 柴油 11 t。生活污水需經集中到污水池適當處理后排放。施工用電可直接從附近 10kVA 線路“ T”接，在施工區范圍內架設臨時供電線路 。 6)下游壩底設貼坡反濾及新建排水系統。 （ 2）壩基出現滲漏、兩壩肩出現繞滲現象，影響大壩安全運行，需進行截滲處理。大壩為均質土壩，原設計標準為 20 年一遇設計， 200 年一遇校核。 壩身填土的物理力學性質詳見土工試驗報告及物理力學性質指標統計表。年平均日照時數 2105 小時，日照百分率為 48%。 （ 3）大壩迎水面護坡為砼預制塊護砌，目前護砌至 高程，由于湖面廣，風浪較大，需 將護坡砌至壩頂。 1 1 綜合說明 簡述 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。 （ 2）壩基出現滲漏、兩壩肩出現繞滲現象，影響大壩安全運行，需進行截滲處理。歷年平均初霜日為 11 月 16 日，平均年蒸發量為 （ 1961 年），最少年為 （ 1985 年）。此層土屬高壓縮性土。 工程任務與規模 根據 2021 年安全復核，東方紅水庫總庫容 16 萬 m3，屬小（ 2）型水庫，工程等別為五等，大壩及主要水工建筑物為 5 級。放水涵為 Φ 200 鑄鐵管，啟閉機已損壞，并未建啟閉機房?？蚋裰刑罘N植土并植草皮。 施工生產用水可就近抽取水庫水，生活用水從附近居民生活用水水源取用或打井解決。施工廢水中主要污染物是懸浮物，在砼攪拌站建一個生產廢水沉淀池，將生產廢水經沉淀后排放。 主要工程量：土方開挖 5671m3，土方回填 2203m3，堆砌石 572m3，砼及鋼筋砼 152m3。水庫設計洪水標準 20 年一遇， 200 年一遇校核，總庫容