井玉溝水庫初步設計報告-資料下載頁

　　

【正文】 防汛搶險需要以及對壩體的保護，現狀壩頂需硬化，采用 20cm 厚泥結石路面，路面 向下游側設置 2%單向坡。 壩頂上游側增設防浪墻，防浪墻為 漿砌石擋土墻型式， 墻頂高程 ,頂寬 50cm，壩頂以上高 ，基礎深 。 壩頂下游側設 C15 砼路肩石。 鑒于壩體存在 滲透穩定安全隱患 ，上游壩坡干砌石護坡有多處塌陷 等問題 , 需對壩體進行防滲處理并改造上游壩坡。 設計將 現狀上游壩坡 塌陷的干砌石等 清理并夯實后，鋪設復合土 32 工膜，復合土工膜鋪好后，上覆厚 40cm 的碎石墊層，墊層上面砌筑40cm 厚的干砌石護坡。 復合土工膜規格為 SN2(1)。鋪設土工膜時 在 高 程1280m 處 設一鍵槽。 下游壩坡進行清坡， 邊坡 為 1:， 并種植草皮進行護坡，高程 以下增設貼坡排水，貼 坡排水采用干砌石護坡，干砌石厚 40cm，邊坡為 1:，干砌石與壩體之間設一層反濾土工布 (緊貼壩體 )和一層過渡層，反濾土工布規格為 200g，過渡層厚 40cm。下游壩腳設排水溝。 下游壩坡增設兩岸坡排水溝。排水溝為 漿砌石結構，斷面尺寸為 30cm 30cm， 和 下游壩腳 排水溝互相連通。 大壩穩定分析 現狀水庫沒有測壓管 設備，無觀測資料 ，采用理論浸潤線計算。計算采用北京理正軟件設計研究所編制的《滲流計算分析軟件》，計算方法為有限元法。 依據《碾壓式土石壩設計規范》（ SL2742021）， 滲流計算應采用以下 2 種水位組合情況 。 a 上 游 正 常 蓄 水 位 () 與 下 游 相 應 的 最 低 水 位()； b 庫 水位 從 降至淤積 水位 。 基本界面的假設如下：大壩為均質土壩，上游壩坡鋪設復合土工膜，下游設貼坡排水； 壩基為 基巖 。 計算采用的滲透系數根據土工試驗資料取用。 33 壩體土：水平向滲透系數 kx= 104cm/s，垂直向滲透系數ky= 104cm/s。 經計算：壩體滲透穩定滿足要求，浸潤線計算結果見圖 6— 1～ 6— 2。 （ 1）穩定計算工作條件 穩定計算的工作條件按《碾壓式土石壩設計規范》（ SL2742021）規定執行。 計算分正常和非常運用兩種工 況，正常工況為 ： 上、下游壩坡在正常蓄水位 （ ） 時的穩定性， 上游壩坡在水庫水位從正常蓄水位（ ）降落至現狀淤積水位 ()時的穩定性；非常工況為： 正常工況加地震情況。 （ 2） 穩定計算參數 壩體土料指標見表 62。 表 62 計算用土料指標表 項目 指標值 濕容重 (g/cm3) 比重 (g/cm3) 干容重 (g/cm3) 含水量 (%) 凝聚力 (kPa) 內摩擦角 （度） 壩體土 （ 3） 穩定計算分析 計算采用簡化 畢肖普法方法計算 ，計算斷面選取大壩最大斷面，采用理正巖土軟件進行計算。結果見表 63 及圖 63～ 65。 表 63 計算結果匯總表 部位 計算情況 計算 安全系數 最小 安全系數 上游壩坡 正常蓄水位 k= 從正常蓄水位降至淤積高程時 k= 正常蓄水位加地震 K= 庫水位正常降落加地震 K= 下游壩坡 正常蓄水位 k= 正常蓄水位加地震 K= 34 從以上計算結果看，大壩上、下游壩坡抗滑穩定 滿足《碾壓式土石壩設計規范》（ SL2742021）中的規定 。 溢洪道 溢洪道布置 改造后的溢洪道水平投影全長 ，進口底高程 。溢洪道從樁號 0+000 至樁號 0+010 為控制段 , 且 為 彎道段，軸線彎道半徑 25m； 0+010 至 0+ 為陡坡段，其中 0+010～ 0+052 底縱坡為 i=1/50， 0+052～ 0+ 底縱坡為 i=1/5； 0+～0+ 段為挑流消能段。 水力計算 水庫水位為校核洪水位時，溢洪道最大泄量為 ，計算溢洪道的水面曲線。 首先，計算陡坡起點處臨界水深 hk，計算公式： α Q2/g=WK3/Bk 式中：α —— 動能修正系數，取α =1； WK—— 斷面面積 Bk—— 水面寬度 Q—— 溢洪道最大泄量， Q= 然后以陡坡起點高程為基準面，求其他斷面水深，基本能量方程為： Ek=Hi+hi+(α Vi2/2g)+hwi 式 中： Ek— 陡坡起點處斷面能量（ m）； Hi— 所求斷面底板至陡坡起點處的高差（ m）； 35 hi— 所求斷面水深（ m）； Vi— 所求斷面流速（ m/s） ； hwi— 所求斷面至陡坡起點處斷面之間的能量損失，所求斷面位于陡坡起點處斷面下游時，為正值；為其上游時，為負值。 經計算，各斷面主要成果如表 64。 表 64 水面線計算成果表 斷面 樁號 校核情況 Q=水深 h（ m） 過水面積（ m2) 流速 (m/s) 邊墻高 (m) 0+010 0+020 8 0+030 0+040 0+052 0+ 挑流消能計算 在 設計 水位情況下，溢洪道最大下泄量為 ，底寬 10m，則單寬流量為 。 （ 1）反弧半徑及鼻坎高程的確定 鼻坎面上收縮斷面水深 (hc)經計算為 ，對于中 小型水庫，一般取反弧半徑 R=(812)hc，該工程取 Rc=。 挑流 末端下游地面高程為 ，取鼻坎高程為 。鼻坎挑射角取 25176。 （ 2）挑距及沖坑計算 挑距計算公式： ])c os(2s i nc osc oss i n[121221121 hhgvvvgL ???? ????? 式中： 36 L—— 自挑流鼻坎末端算起至下游河床床面的挑流水舌外緣挑距， m； ? —— 挑流水舌水面出射角，近似可取用鼻坎挑角，（ ? ）； 1h —— 挑流鼻坎末端法向水深， m； 2h —— 鼻坎坎頂至下游河床高程差， m，如計算沖刷坑最深點距鼻坎的距離，該值可采用坎頂至沖坑最深點高程差； 1v —— 鼻坎坎頂水面流速， m/s，可按鼻坎處平均流速 v的 倍計。 沖坑計算公式： T= 式中： T—— 沖坑深度（ m） ks—— 綜合 沖 刷 系數，取 ks= q—— 單寬流量， q=Q/b(b為底寬 )（ m3/） Z—— 上下游水位差（ m） 經計算知，最大沖刷坑后坡 i=安全后坡 =1/4，滿足要求。 溢洪道 包括控制段、 陡坡段和 挑流消能段。 各部分結構尺寸如下： 0+000～ 0+010 為 控制 段。 梯形斷面， 底寬 10m。 底板高程為， 采用 30cm 厚的 C30 砼襯砌， 并設錨筋， 進口設 深的齒墻 。 側墻頂高程從 降至 ， 左側墻為重力式 漿砌石擋墻，頂寬 ，迎水面為直墻，外襯 C30 砼， C30 砼 與漿砌石側墻之間設預埋筋，背水面邊坡為 1:，墻身內設φ 110 排水管；右 側墻按設計斷面要求 ，對原漿砌石擋墻 進行鑿 毛清洗后，迎水面采 37 用 C30 砼 襯砌 （邊坡為 1:） ， C30 砼與原漿砌石側墻之間 設 錨筋 。 0+010 至 0+ 為陡坡段，其中 0+010～ 0+052 底縱坡為i=1/50， 0+052～ 0+ 底縱坡為 i=1/5。 底寬 由 10m 漸孌為 8m。0+010 至 0+035 為梯形斷面， 0+035 至 0+040 為漸變段，斷面由梯形漸變為矩形。 底板高程 0+052 處為 , 0+ 處為， 底板 采用 30cm 厚的 C30 砼襯砌，并設錨筋。側墻頂高程0+052 處為 , 0+ 處為 ， 左 側墻 地面高程不足段， 為重力式 漿砌石擋墻，頂寬 ，迎水面為直墻，外襯C30 砼， C30 砼與漿砌石側墻之間設預埋筋，背水面邊坡為 1:，墻身內設φ 110 排水管 ，地面高程滿足要求段（基巖段） ，直接襯砌C30 砼并打錨筋 。 右 側墻按設計斷面要求， 0+010～ 0+035 對原漿砌石擋墻進行鑿毛清洗后，迎水面采用 C30 砼襯砌 （邊坡為 1:） ， C30砼與原漿砌石側墻之間 設錨筋， 0+035～ 0+ 由于 底板下深， 原漿砌石擋墻需拆除，開挖后直接襯砌 C30 砼并打錨筋。 0+～ 0+ 段為挑流消能段。 矩形斷面。 反弧半徑為，挑流采用連續重力式鼻坎，鼻坎頂寬 8m，挑射角 25176。 ，鼻坎頂高程為 ，頂部采用鋼板護角。挑流消能段采用 C30 鋼筋砼澆筑 并設錨筋 。 兩 側墻 開挖后直接襯砌 C30 砼并打錨筋。 挑流消能段 下游 開挖地面高程至 ,開挖邊坡為 1:。 溢洪道襯砌砼抗滲標號為 W6，抗凍標號為 F200。 錨筋 和預埋筋均為 φ 22， 底 板錨筋 間距 ， 長度 ；側墻錨筋 長 ，預埋筋 長 隨側墻高度不同而異，間距 。錨筋及預埋筋均呈梅花型布置。 溢洪道底板下設 2 道縱縫和 6 道橫縫， 縱 橫縫下設置Φ 200 無砂 38 砼管 ,縱橫向排水相通，由縱向排水排向下游。 鑒于輸水洞進口滲漏，此次設計 將輸水洞前 30m 及進口臥管拆除重修。 新建輸水洞部分仍采用原斷面尺寸， 即 斷面為城門洞型，底寬，直墻高 ,拱高 ， 漿砌石結構。新舊洞相接處設沉陷縫，縫內 設 652 型橡膠止水 。 輸水洞砌石采用 1:2 水泥 砂漿勾深縫防滲，新建洞身每 8m 設一道伸縮縫，并在伸縮縫下游側 2m 處設截水環一道。 進口臥管頂高程 ，底高程 1276m，共 16 級， 漿砌石結構，每級長 2m，寬 m，高 。并增設 C30 蓋板。 水庫現狀無管理房，此次設計新建 50m2的管理房。 并整修硬化 的防汛道路。路面寬 4m， 20cm 厚泥結碎石路面。 39 40 41 7. 施工組織設計 施工條件 工程條件 井玉溝水庫除險加固工 程，包括大壩改造、溢洪道和輸水洞改造等。 大壩改造：對壩頂進行硬化，上游壩坡進行干砌石護坡，并在護坡下鋪設墊層，墊層下鋪設防滲土工布；大壩下游壩坡進行整修種植草皮護坡，并增設壩坡排水溝，壩腳做貼坡排水。 溢洪道改造：拓寬并襯砌。 輸 水洞改造：對 前 30m 洞身和 進口 臥管 進行改造。 水文氣象 水庫 流域 屬溫帶大陸性氣候，春季干燥多風、春寒如冬，夏季干燥多風、無盛署，秋季涼爽、陰雨較多，初冬飛雪，冬季漫長而寒冷。 多年平均氣溫 ℃，極端最高氣溫為 ℃，最低氣溫為－℃，封凍日期平均為 147 天，無霜期一般為 119 天。年平均日照時數為 2634hr，最大凍土深度 。全年主導風向為西南風，冬季多西風，年平均出現 8 級以上大風的日數在 18 天以上，多出現在春季，極端最大風速達 18m/s。 地形地質 水庫在區域地質構造上位于沁水塊坳之沾尚 —— 武鄉 —— 陽城北北東向褶帶的北部東緣 。 區內地貌屬 低中山區 ，庫壩 出露 的 地層 主要為中生界二疊系下統基巖及第四系中、上更新統、全新統松散堆積物。 據《中國地震動參數區劃圖》（ GB18306— 2021），區內地震動反 42 應譜特征周期為 ，地震動峰值加速度為 ，依據地震動峰值加速度確定的本區地震基本烈度屬Ⅶ度區 。 施工交通 水庫壩址附近有縣 鄉公道路通過， 對外交通比較方便。為方便施工，在施工場地修建臨時施工道路 1km，主要用于建材及施工機械運輸等。 施工用房 施工需修建施工單位辦公室及工棚 200m2。 風、水、電及通訊： 施工用水：從附近村莊拉水，供生活及施工用水。 施工用電：需配備一臺 50KVA 變壓器，再架設臨時低壓線路即可滿足施工用電。 建筑材料： 水庫除險加固工程主要材料為：塊石、 碎石、 砂、水泥、柴油等。塊 石 、碎石 從附近石料場采購，水泥從 和順縣 水泥廠采購，砂用 邢臺砂，油料從 和順縣 石油公司購進。 施工導流 導流標準 根據《水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準（ SD1278）》五級水工建筑物的導流建筑標準為 5 級，圍堰的洪水標準為 5 年，選定導流標準為 5 年一遇洪水。 導流方式和建筑物 大壩上游 改造、溢洪道改造 及 輸 水洞進口等施工要求在非汛期施工， 考慮 到有基流， 修建施工圍堰。 圍堰為土石圍堰，頂寬 3m，上、 43 下游邊坡為 1:2，高 3m。 施工隊伍及施工方法 施工隊伍 井玉溝 水庫除 險加固工程由 和順縣 水 利 局和水庫管理站成立的項目部負責建設。 水庫除險