小型水庫除險加固畢業設計-資料下載頁

　　

【正文】 ，斷裂主要為 NWW 向，與區域構造線方向一致，屬張性長期活動的隱伏斷裂；褶皺主要為 NNE 向，屬壓性構造的短軸褶皺。 根據國家地震局 2020 年編制的 1： 400 萬《中國地震動峰值加速度區劃圖》（ GB18306~2020 圖 A1）和《中國地震動反應譜特征周期區劃圖》 （ 1： 400 萬），本區地震動峰值加速度為 ，反應譜特征周期為 ，相應地震基本烈度為 7 度。 區內地下水的流向與地形基本一致 。 基巖裂隙水流向隨地形變化而變化，具有多樣性和多向性，以泉水或滲流的形式向臨近 (溝 )谷或坡腳地段排泄。第四系孔隙水徑流方向由高向低運移，又由后緣向前緣運移，最終以地下潛流形式匯入主河流。 壩址區工程地質條件 李家溝水庫壩址區河谷底寬 35m，呈不對稱“ U”型河谷，河床高程 ，溝谷高差 50~100m，屬侵蝕中低山峽谷地貌。左壩肩壩岸坡 為巖質邊坡 ，高出壩頂10 多 m，坡角約為 25176。 ~35176。右壩肩為土質邊坡，坡頂低于壩頂 3~5m。兩壩肩 邊坡基本穩定。 壩址出露地層主要淤泥質土（ Q4L）、殘坡積土（ Q4dl+el）、粉砂質粘土（ Q4s）、粉質粘土（ Q3al）、砂礫石（ Q4al+pl）、砂礫石（ Q3al）、寒武系（∈）薄層灰巖夾千枚巖，壩址處巖層走向 110176。～ 120176。， 傾向 SW， 傾角 35~45176。壩址處巖層走向與岸坡大角度相交，傾向下游。 壩址區無大斷裂通過，構造較簡單。壩址區 左 壩肩巖體中節理裂隙相對發育，主要以 NWW 向 和 EW 向 陡傾角為主。 壩址處谷底壩基巖石呈強風化， 強風化巖體垂直厚度 1~3m；左壩肩為巖質邊坡，基巖淺表為強風化，強風化巖體水平岸內 4~6m， 邊坡基本穩定。 壩體填筑土質量評價 李家溝水庫壩體整體表現為不規則弧形，大壩建設經歷了建壩、加壩和水毀恢復三次建設過程，根據勘察資料，分析壩體填筑土滲透系數為滲透系數為*106~*106cm/s，滲透系數符合設計要求和規范標準；壓實度 P=，壓實漢濱區李家溝水庫除險加固設計 18 度未達到設計要求和規范標準，碾壓質量較差。應對大壩進行穩定性復核。 野外地質勘查表明，雖然壩體土滲透系數符合設計要求和規范標準，但壩體仍存在滲 漏現象，主要原因是壩體經過三次建設，存在三次填筑結合面，造成滲水通道；壩體背水面右側有較大面積的土體產生了變形、塌陷和滑動，結合鉆孔資料，土體最深滑移面達 4m，因此建議，對大壩整體進行防滲處理。對壩體背水面右側滑移面上部土體全部清除，再進行加固處理。 溢洪道場地工程地質條件 溢流堰堰底和左側側墻主要由薄層灰巖夾千枚巖強風化巖體組成，巖石裂隙發育，但整體邊坡基本穩定。強風化巖體基本質量級別為Ⅴ級，屬Ⅴ類工程巖體，其承載力特征值的建議值 fak=400kpa，變形模量 E0 的建議值為 *103Mpa，沖坑系數 k為 。 泄槽底板及兩側邊坡主要由薄層灰巖夾千枚巖強 弱風化巖體組成，巖石裂隙較發育， 整體邊坡基本穩定。 弱風化巖體基本質量級別為Ⅵ級，屬Ⅵ類工程巖體，其承載力特征值的建議值 fak=700kpa，變形模量 E0的建議值為 *103Mpa，沖坑系數 k 為；強風化巖體基本質量級別為Ⅴ級，屬Ⅴ類工程巖體，其承載力特征值的建議值fak=400kpa，變形模量 E0的建議值為 *103Mpa，沖坑系數 k 為 。 天然建筑材料 庫區壩址下游月河二級階地區粉質粘土分布較廣，無論儲量還是質量均 能滿足水庫除險加固工程的筑壩用料要求。 水庫所需砼用砂石料可在五里鎮月河口石場采運，月河口石場砂石料質地堅硬，為安康市區建筑工程主要石料來源，儲量豐富，交通方便，運距約 5km。 漢濱區李家溝水庫除險加固設計 19 第四章 工程任務和規模 工程概況 漢濱區五里鎮劉營村，樞紐工程位于月河右岸支流李家溝下游。水庫樞紐距五里鎮約 3km。水庫樞紐 位于東經 108o51`，北緯 32o42`。是一座以供水，灌溉為主，并兼有養殖等綜合效益的小（ 2）型工程。 水庫樞紐樞紐工程主要由大壩、溢洪道、放水設施等建筑物組成，設計總庫容 萬 m3，灌溉面積 850 畝。 李家溝水庫工程于 1954 年 2 月動工修建， 1958 年 3 月完工， 1965 年因漏水，壩體滑動后進行整修， 1977 年 7 月因上游堰塘跨壩，導致李家溝水庫漫壩，壩體形成深槽，同年進行溢洪道及壩體進行加固處理。水庫建設完成后，庫內蓄水位未達到正常蓄水位，一直不能發揮工程應有效益。 工程加固任務 針對水庫目前存在的主要問題，確定除險加固工程初步設計的主要任務為： （ 1）壩體：對壩體上游壩坡進行護坡加固處理，增設踏步，壩頂路面硬化；下游壩坡穩定不滿足抗滑系數要求，需進行培厚加固處理。 （ 2）對現狀溢洪道工程進 行復核、加固改建設計，保證行洪安全通暢； （ 3）加固改建引水設施，對其進行翻修加固； （ 4）增設管理房； （ 5）完善水庫工程監測設施。 設計標準 水庫樞紐工程由大壩、溢洪道、放水設施等建筑物組成，原設計總庫容 萬m3，水庫灌溉面積 850 畝，是一座以蓄水灌溉為主的 V等小 (2)型水利樞紐工程。 根據《水利水電樞紐工程等級劃分及設計標準》（ SL2522020）的規定，樞紐工程永久建筑物設計洪水標準，分別為：水庫樞紐永久性水工建筑物設計洪水標準為20 年一遇 ,校核洪水標準為 200 年一遇，主要建筑物級 別為 5 級，次要建筑物級別為5 級。 水庫規模確定 除險加固主要目的是通過加固除險，消除隱患，不改變水庫原來功能，在基本不改變原有規模的情況下是水庫能正常運行。本次除險加固正常蓄水位仍然為原溢洪道原高程 ，設計洪水位、校核洪水位由調洪演算結果確定。 （ 1）死水位確定 原設計死水位 ，相應死庫容 萬 m3。水庫無排沙設施，水庫上游來沙全部淤積于庫中，由于水庫建設初期缺少設計資料，且計算誤差較大，本次設計對水漢濱區李家溝水庫除險加固設計 20 庫庫容進行復核。根據水庫實地測量數據，壩前淤積高程 ，目前淤積量 約為 萬 m3。本次除險加固設計死水位不變。 （ 2） 正常蓄水位確定 李家溝水庫原設計正常蓄水位 ，相應庫容 萬 m3。 調洪計算 庫容曲線 根據庫區地形資料，得到水庫庫容曲線，見圖 。 漢濱區李家溝水庫除險加固設計 21 李家溝 水位～庫容曲線480482484486488490492494496498500502庫容（萬m3）水位(m) 圖 水位～庫容關系曲線 泄洪設施 泄洪設施為左岸側槽式溢洪道，堰寬 ，堰頂高程 ； 漢濱區李家溝水庫除險加固設計 22 泄洪能力 溢洪道泄流能力按折線型實用堰進行計算，公式如下： 2/302 HgmBQ ? (41) 式中： Q—— 流量， m3/s； B—— 溢流堰總凈寬， ； H0—— 計入流速水頭的堰上總水頭， m； g—— 重力加速度， m/s2； m—— 流量系數， ； 表 ： 溢洪道泄流能力計算成果表 Z（ m) Q(m3/s) Z（ m) Q(m3/s) 漢濱區李家溝水庫除險加固設計 23 李家溝 溢洪道 泄流能力曲線020406080100120140160180200流量（m3/s）水位（m） 圖 溢洪道泄流能力曲線 漢濱區李家溝水庫除險加固設計 24 調洪計算 溢洪道無閘門，為開敞式泄流。洪水起調水位采用溢洪道進口高程 。 對設計及校核洪水進行調洪演算。 調洪計算方法采用瞬態法，再經簡化后得如下公式： 1 2 1 2 2 1( ) ( ) ( )22Q Q q q V Vt? ? ??? ? （ 42） Q1， Q2— 計算時段初、末入庫流量； q1， q2— 計算時段初、末溢洪道下泄流量； V1， V2— 計算時段初、末的庫容； Δ t— 計算時段。 依據水位～庫容曲線、溢洪道泄流能力曲線、洪水過程線，通過試算法計算， 調洪計算成果見表 ~4，圖 ~4。 表 ： 20年一遇洪水調節計算表 時段 t 入庫 流量 Q 水位 Z1 庫容 V1 出庫 流量 q 平均 入庫流量(Q1+Q2)/2 平均 出庫流量 (q1+q2)/2 蓄洪 變化 △ V 庫容 V2 水位 Z2 h m3/s m 萬 m3 m3/s m3/s m3/s 萬 m3 萬 m3 m 漢濱區李家溝水庫除險加固設計 25 表 ： 200年一遇洪水調節計算表 表 ：調洪計算成果表 溢洪道 寬 m 溢洪道堰頂 高程 m 起調 水位 m 起調水位相應庫容 洪水頻率 % 5 洪水重現期 年 20 200 最大洪峰流量 m3/s 最大下泄量 m3/s 最高洪水位 m 最高洪水位相應庫容 萬 m3 調節庫容 萬 m3 時段 t 入庫 流量 Q 水位 Z1 庫容 V1 出庫 流量 q 平均 入庫流量(Q1+Q2)/2 平均 出庫流量 (q1+q2)/2 蓄洪 變化 △ V 庫容 V2 水位 Z2 h m3/s m 萬 m3 m3/s m3/s m3/s 萬 m3 萬 m3 m 漢濱區李家溝水庫除險加固設計 26 李家溝 設計洪水（20年一遇）調節過程線歷時t（h）流量Q（m3/s）490491492493494495496497498499500庫水位Z（m）入庫洪水過程線下泄流量過程線庫水位過程線 圖 設計洪水（ 5％）調節過程線 漢濱區李家溝水庫除險加固設計 27 李家溝 校核洪水（200年一遇）調節過程線歷時t（h）流量Q（m3/s）490491492493494495496497498499500庫水位Z（m）入庫洪水過程線下泄流量過程線庫水位過程線 圖 校核洪水（ ％）調節過程線 壩頂高程復核 根據泄流計算確定設計洪水位 ，校核洪水位 。依據《水利水電漢濱區李家溝水庫除險加固設計 28 工程等級劃分及洪水 標準》、《碾壓式土石壩設計規范》 SL2742020 計算水庫超高，復核壩頂高程。 y R e A? ? ? （ 43） y— 壩頂超高， m； R— 最大波浪在壩坡上的爬高， m； e— 最大風壅水面高度， m； A— 安全加高， m。 壩頂高程 500m，歷年最大風速平均值 17m/s，風區長度為 157m。 波浪爬高計算 波浪計算 波浪計算按《碾壓式土石壩設計規范》（ SL2742020）附錄 A 計算。 李家溝水庫為內陸峽谷水庫，波浪的平均波高和平均波周期采用官廳水庫公式計算： 3121212 0 0 7 ?????????WgDWWgh （ 44） 112 ?????????? WgDWWgL m （ 45） 式中： h— 當2gWD=20~250 時，為累計頻率 5%的波高 h5%， m；當2gWD=250~1000 時，為累計頻率 10%的波高 h10%， m。 W— 計算風速，正常運用下取 倍的多年平均最大風速；非常運用下取多年平均最大風速，多年平均最大風速 17m/s；； D — 風區長度，為 157m； mH — 水域平均水深； g — 重力加速度； 平均波高 根據《碾壓土石壩設計 規范》（ SL2742020）表 ，由 ph 計算 mh 。 平均爬高 在風的直接作用下，正向來波在單一斜波上的波浪爬高可按下式方