某水庫除險加固工程可行性研究報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 具體問題的通知》，對我區小流域大多無實測水文資料建議：小型水庫采用經驗公式計算。 一、按小流域洪峰流量經驗公式計算 Qm = KHtβ 6 式中： Qm—— 洪峰流量 m3/s Ht —— 造峰暴雨，為造峰歷時 t 內的相應于洪水標準 的暴雨量 mm K —— 隨流域面積大小與地形變化的綜合系數 β —— 造峰暴雨指數 計算造峰雨量 Ht Ht = HF2424t ndt d?????? ??24 式中： HF24 —— 面雨量 n —— 暴雨遞減指數。除遠安用 外其他各縣均用 d —— 暴雨參數 。一律采用 t —— 造峰歷時。 采用山區扇形： t = = = 采用丘區長形 ： t = = = 采用山丘區一般：內插 t = 計算綜合系數 K 采用山區扇形： K = = = 采用丘區長形： K = = = 采用山丘區一般：內插 K = 計算造峰暴雨指數β 采用山區扇形β = (F+)－ = (+)－ = 采用丘區長形β = (F+)－ = (+)－ = 采用山丘區一般：內插β = 暴雨點面系數α 24 α 24 = (1+b F)a 式中： F—— 承雨面積（ km2） a、 b 為常數， XX 市水文分區屬第Ⅷ區 7 a = b = α 24 = (1+ ) = =1 面雨量 HF24 =α 24 H24 = H24 查湖北省《水文手冊》“最大 24 小時點暴雨重現期表”： XX 站20 年重現期最大降水量為 ， 200 年重現期最大降水量為。 P = 5%情況： Ht = HF24 24t ndt d?????? ??24 = ?????? ?? = Qm = KHtβ = = P = %情況： Ht = HF24 24t ndt d?????? ??24 = ?????? ?? = Qm = KHtβ = = 二、按小（二）型水庫的洪水復核標準計算 考慮到我區已出現過時暴雨 120mm 的實際情況，仍按過去復核標準，即一小時暴雨 120~140mm，一小時泄完，其徑流系數取 ，水庫上游來多少，溢洪道泄多少，作為非常運用標準，并考慮安全超高，其 洪峰流量 Qm公式： Qm= (120~140) F 式中： F 為承雨面積（ km2） XX 站一小時暴雨 130mm 代入： Qm= 130 F = 130 = m3/s 三、防洪復核計算成果及結論 8 根據上述兩種經驗公式計算的洪峰流量 Qm 比較后得出：非常運用標準采用“?。ǘ┬退畮斓暮樗畯秃藰藴省? 值（即 Qm= m3/s）， 正常運用標準采用“按小流域洪峰流量經驗公式計算”值（即Qm= m3/s）。確定壩頂高程后用非常運用標準的洪峰流量 Qm= m3/s 計算溢洪道寬頂堰高程，以確保大壩安全。用正常運用標準的洪峰流量 Qm= m3/s 計算溢洪道行洪溝的斷面尺寸。 第四章 整險加固設計 第一節 樞紐布置 如前所述， XX 水庫工程大壩上游邊坡存在不穩定隱患，下游邊坡散浸嚴重，需對大壩進行壩坡調整和防滲排水處理；壩坡調整時在滿足壩體穩定的前提下要考慮以下三方面：一是應盡量少占下游魚池，二是減少挖填方量， 三是上游坡腳不宜向水中伸入太多，以利施工。 根據上述原則，通過比較，將原壩軸線向下游平移 。新壩軸線由點 KD1（ X = ， Y = ）和點 KD2（ X = ， Y = ）控制，軸線長 。 溢洪道改造為開敞式正堰，溢流堰軸線與壩軸線正交，交點坐標為 JD1（ X = ， Y = ），經陡坡段和消能池與排洪溝相連。為滿足右岸交通要求，在溢流堰頂設置鋼筋混凝土雙 T 形梁結構的公路橋。 輸水管為壩下涵管，考慮到原輸水管放水設施落后，啟閉不便，為防止因涵管漏水而影響大壩安全及操作運行方便，此次設計將原高剅和低剅封堵，并在原低剅右側 1m 處布置新的輸水管線，管線軸線與壩軸線正交，交點坐標為 JD2（ X = ， Y = ）。輸水管由閘門控制，通過工作橋在閘室內進行啟閉，輸水管出口在下游 KD4（ X 9 = ， Y = ）處與渠道相連。 考慮到水庫的運行管理，利用大壩上游壩坡取土回填的機會，在庫內右岸修建水庫管理用房 100m2，高程 ，距壩軸線 80m。 第二節 大壩橫斷面尺寸擬定 大壩橫斷面尺寸應滿足壩體穩定要求，對一級均質壩，碾壓容重為 ~，取上游壩坡 1:~1:，下游壩坡 1:。 XX 水庫大壩最大壩高 ，為一級均質壩，加固設計確定上游壩坡為 1:，下游壩坡 1:。上游采用 10cm 厚 C15 砼預制塊護坡，下鋪 20cm 厚砂墊層；下游壩殼用草皮護坡，草皮應選擇爬地矮草，也可采用植草護坡，在壩坡上先鋪腐植土，加肥料后再撒草籽。 確定壩頂高程時，考慮現狀壩頂左岸高，右岸低 ，并結合溢洪道公路橋的布置和壩頂公路與朝陽公路的平順連接，將壩頂高程劃分為四段：溢洪道處壩頂公路橋面高程為 ，樁號為 0+000（ KD1 點）—— 0+010，路面縱坡 i = 0； 0+010—— 0+040 段壩頂公路面高程從 漸變到 壩頂高程，路面縱坡 i =%； 0+040—— 0+段壩頂公路面高程為 ；現狀壩頂公路到左壩頭朝陽公路由于縱坡太大需進行改線，在 KD1 與 KD3（ X = ， Y = ，高程）處作圓弧相連。轉角 ? = 75176。 ， 圓弧半徑 R = 30m，圓弧長，圓弧段路面縱坡 i =%。圓心點坐標為 X = ， Y = ，折線交點 JD3坐標為 X = ， Y =。 壩頂寬度按構造對中低壩選用 5~10m，確定壩頂寬度為 6m， 其中壩頂公路寬 。在壩頂上游側設 90cm 高的防浪墻，防浪墻可防止浪花濺到壩頂并保障行人安全，用鋼筋混凝土修建。壩頂路面澆筑15cm 厚 C20砼，下鋪 10cm 厚碎石墊層，路面向下游側傾斜 2~3%的坡度，以便排除雨水，下游側埋設混凝土邊石。 10 考慮從下游背坡到魚池、排洪溝和灌溉渠的交通要求，在下游背坡中部設置寬 200cm 的踏步，沿大壩橫斷面順踏步設置排水溝，將壩面雨水匯入下游坡腳縱向排水溝，最后排入灌溉引水渠。踏步和排水溝用漿砌石砌筑，用水泥砂漿抹面。 第三節 大壩防滲 防滲方案：土壩防滲的目的一是減少壩體滲漏量，二是降低下游壩坡浸潤線高度，保持大壩滲流水出流穩定。根據本壩壩型及滲漏情況可考慮三種防滲方案。 水泥漿 或水泥粘土漿灌漿：這一方案由于壩體填筑材料的 D15和滲透系數 K 未取樣做物理力學試驗，因此它的可灌性和灌漿材料也無法確定。但從我市堤防堤身灌漿的實踐看，結合本壩實際，采用水泥粘土漿灌漿應該是可能的，灌漿時可采用單排孔，孔距 1— 2m，總進尺大約 1100m。 砼剛性防滲墻：在壩頂上游側向下挖一深槽，成型槽底寬，然后澆筑厚 、 S C10砼，該方案需砼 1500m3左右。 土工膜防滲：按照設計橫斷面預留出上游護坡（約 10cm）和砂墊層厚度（ 20cm）后，將上游壩坡 按 1: 削坡修整，然后鋪設一布一膜土工布。其上鋪 20cm 厚粗中砂，表面為 10cm 厚 C15預制砼塊護坡，該方案需土工布 3500m2。 方案比較：上述三個方案中，方案二所需砼方量較大，投資大，且深槽開挖對壩體損傷大，不可取；方案一按其總進尺，投資最少，但由于缺乏試驗資料，可灌性和灌漿材料難以確定；方案三即土工膜防滲，其防滲可靠，施工技術成熟、簡單，缺點是投資高于第一方案。根據上述各方案優缺點比較，本階段推薦第三方案即土工膜防滲方案。 11 采用土工膜防滲防滲在施工中應注意以下問題 ：土工膜的物理力學指標必須符合設計要求；在上游壩坡中部應設一道防滑槽，槽的截面尺寸為 50 50cm；土工膜的上部鋪至校核洪水位以上，下部和兩岸應鋪設至基巖或粘土層；要保證土工膜的搭接長度和焊接質量。 第四節 壩體排水 排水設備應設置在壩的下游部靠近壩體和壩基相接的地方。排水設備應在任何時候都具有充分的排水能力，以保證排走全部滲水。表面式排水設備的用途是防止在滲流逸出表面時發生流土，同時還起著保護壩坡的作用。本壩采用土工膜防滲效果較好，壩體排水采用表面式排水設備。因為表面式排 水設備是最簡單的排水設備，尤其是當缺乏足夠數量的石料時更為適宜。表面式排水設備易于觀察和檢修，當壩體中浸潤線位置不高，沒有必要降低下游壩體中的浸潤線時，應采用這種排水設備。 為了防止下游壩坡雨水沖刷而形成雨淋溝，應設置縱橫排水溝，匯集徑流，排到壩腳。順著踏步在壩坡的橫向設置兩條排水溝，與縱向排水溝連接。沿著壩坡與岸坡的連接線，必須設置排水溝，溝的最小寬度不應小于 30cm，以利清淤。 第五節 大壩穩定計算 一、穩定計算的目的 穩定計算的目的是保證壩體在自重、各 種情況的空隙壓力和外荷載的作用下，具有足夠的穩定性，不致發生通過壩體或壩體和地基的整體剪切破壞。由于土壩體積很大，沒有傾復的問題，也沒有受水壓力、浪壓力而發生滑動的問題，因此不必對這些作用力加以計算。但是滲透壓力能降低壩坡的穩定性。 土壩中的滲透壓力主要有以下兩種滲透形式：在正常運行情況 12 下，當滲流自上游流向下游時所產生的穩定滲流；當水庫水位下降時，上游壩體產生不穩定滲流，壩體孔隙中所含的水自坡面上流出，同時壩體中水位隨著逐漸下降。 XX 水庫大壩為均質壩，本次除險加固上游面坡率 為 1： ， 迎水面采用一布一膜土工布防滲處理，壩體浸潤線位置低，加上水庫消落水位小，因此穩定計算只復核在正常運行情況的穩定滲流所產生滲透壓力下的壩坡抗滑穩定最小安全系數，以此復核確定的下游壩坡是否滿足要求。 二、計算壩體浸潤線 雖然迎水面采用一布一膜土工布防滲處理后壩體浸潤線位置低，但是在計算壩體浸潤線時，不考慮土工布的作用，按在不透水地基上土壩滲流水力學解法中的均質壩下游無排水設備情況進行復核。 基本資料 設計溢洪道堰頂高程為 ，正常水位 ，河床高程約為，上游坡率 m1 = ，下游坡率 m2 =