水庫(kù)除險(xiǎn)加固報(bào)告

水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程目 錄第一章 綜合說明1一、概況1二、工程存在的主要問題3三、工程等級(jí)及洪水標(biāo)準(zhǔn)3四、工程除險(xiǎn)加固項(xiàng)目及措施4五、加固后工程規(guī)模5六、工程投資概算6七、工程效益7第二章 水文水利計(jì)算10一、工程等級(jí)及洪水標(biāo)準(zhǔn)10二、工程水文計(jì)算10三、水庫(kù)調(diào)洪演算12第三章 工程地質(zhì)14一、庫(kù)區(qū)地形地貌特征和地質(zhì)條件14二、 大壩壩體評(píng)價(jià)15三、天然建筑材料16第四章 工程加固設(shè)計(jì)17一、工程總體布置17二、大壩工程加固設(shè)計(jì)17三、溢洪道加固設(shè)計(jì)24四、輸水涵管加固設(shè)計(jì)27第五章 其它項(xiàng)目設(shè)計(jì)30第六章 工程管理設(shè)計(jì)32一、工程管理范圍及保護(hù)范圍32二、管理機(jī)構(gòu)及運(yùn)行32三、工程管理制度33四、工程管理措施34第七章 施工組織設(shè)計(jì)37一、施工條件及施工組織37二、施工管理38三、施工導(dǎo)流39四、施工進(jìn)度安排及主要工程量39五、主體工程施工方法40第八章 投資概算43一、工程概況43二、編制依據(jù)43第一章 綜合說明一、概況 基本情況水庫(kù)位于鎮(zhèn)村以北約3km處的丘陵山區(qū)中。水庫(kù)于1972年冬興建，是一宗集灌溉和防洪于一體的?。ǘ┬退畮?kù)，其集雨面積0.21km2，正常庫(kù)容15萬m3，捍衛(wèi)人口3000人，有效灌溉面積120畝。三十多年以來，在防訊抗旱、灌溉等方面發(fā)揮了基礎(chǔ)性作用。該水庫(kù)樞紐建筑物主要有主壩和副壩及溢洪道、放水涵等。其中主、副庫(kù)壩都為均質(zhì)土壩，壩頂軸長(zhǎng)分別為114m和110m，主、副壩面寬窄懸殊，最大壩高12m，壩頂高程83.6m。溢洪道位于主壩右壩頭以西約100m處的小山坡下，堰頂寬度3.0m，進(jìn)口底板高程81.35m，放水涵為粘土瓦管，管徑0.2m。由于歷史條件的限制，水庫(kù)壩的工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，施工質(zhì)量差，且采用多種填土的方法筑壩，壓實(shí)不均，造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異性大，土壩建成后經(jīng)常發(fā)生壩坡滲漏、牛皮脹等不良現(xiàn)象，多次出現(xiàn)險(xiǎn)情。壩面寬窄懸殊，壩身單薄、欠高，壩體內(nèi)坡干砌石護(hù)坡松垮損壞，壩腳長(zhǎng)期受沖刷造成一些地方出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象,外壩腳無設(shè)反濾體。涵管漏水嚴(yán)重。開敝式土質(zhì)溢洪道殘破、崩塌，淤積阻水。庫(kù)壩由于年久失修，水庫(kù)長(zhǎng)期帶病運(yùn)行，不能按正常水位蓄水，影響該庫(kù)應(yīng)有的功能發(fā)揮。現(xiàn)根據(jù)對(duì)小型水庫(kù)實(shí)施除險(xiǎn)加固工程建設(shè)的指示，局和鎮(zhèn)政府?dāng)M出了對(duì)該水庫(kù)庫(kù)壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固的計(jì)劃。 水文氣象水庫(kù)地處北回歸線以南，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，海洋性氣候較為明顯，平均氣溫高，雨量充沛，霜期短，日照充足。根據(jù)汕尾氣象站實(shí)測(cè)降雨統(tǒng)計(jì)資料，多年平均降雨量1800mm，實(shí)測(cè)最大年降雨量2677mm（1968年），實(shí)測(cè)最小年降雨量894mm（1963年），多年平均蒸發(fā)量1427.6mm。，多年平均徑流深1000mm，雨量在年內(nèi)分配極不均勻，夏多冬少，干濕分明，每年49月為汛期，汛期雨量集中。其中46月為前汛期，以鋒面低槽雨為主；后汛期79月，常出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)，并伴隨暴雨，造成洪水泛濫。根據(jù)市氣象站提供的統(tǒng)計(jì)資料，該地區(qū)多年平均氣溫22.1。最高年平均氣溫22.5，最低年平均氣溫21.4。七月份的全年最高氣溫期，極端最高氣溫38.5(1982年7月9日)；一月份為全年最低氣溫期，極端最低氣溫為1.6(1967年1月17日)，年平均相對(duì)濕度為81.5%。本地區(qū)經(jīng)常受南太平洋熱帶氣旋的影響，根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，平均每年約4次左右，一般出現(xiàn)在7月8月份，歷年中1961年臺(tái)風(fēng)最多，達(dá)9次。其中1995年在汕尾登陸的9509號(hào)臺(tái)風(fēng)風(fēng)力達(dá)到12級(jí)，1979年的7908號(hào)臺(tái)風(fēng)實(shí)測(cè)風(fēng)速達(dá)42m/s，風(fēng)力已起過12級(jí)。 工程地質(zhì)水庫(kù)位于北東走向的潮安-普寧深大斷裂帶南面段的南東側(cè)。水庫(kù)周圍出露的巖石地層為燕山五期花崗斑巖53（）小巖體，其東邊和北邊是上侏羅統(tǒng)次火山巖石英斑巖J3分布區(qū)。該巖體目前尚未發(fā)現(xiàn)有明顯的斷裂構(gòu)造跡象，是相對(duì)穩(wěn)定地段。在地貌上，庫(kù)區(qū)周圍地層風(fēng)化剝蝕形成的山體多呈圓頂山，山體高程一般為100150m，坡度平緩，沒有出現(xiàn)危險(xiǎn)邊坡，風(fēng)化土和植被不甚發(fā)育。主壩和副壩呈折線相連接組成“”型，兩頭都座落在覆蓋有強(qiáng)度較高的坡殘積土坡上，山體平緩穩(wěn)固。根據(jù)中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖GB183062001，工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度加1g相應(yīng)庫(kù)區(qū)地震基本烈度為度。庫(kù)區(qū)內(nèi)亦沒有產(chǎn)生誘發(fā)性地震的因素。因此，本工程按度地震設(shè)防。 水庫(kù)特性表見表1-2。二、工程存在的主要問題目前水庫(kù)存在的主要問題是： 由于歷史條件的限制，水庫(kù)壩的工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，施工質(zhì)量差，且采用多種填土的方法筑壩，壓實(shí)不均，造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異性大，土壩建成后經(jīng)常發(fā)生壩坡滲漏、牛皮脹等不良現(xiàn)象，多次出現(xiàn)險(xiǎn)情。庫(kù)壩由于長(zhǎng)久失修，不能按正常水位蓄水，影響該庫(kù)應(yīng)有的功能發(fā)揮。 壩面寬窄懸殊，壩身單薄、欠高，壩體內(nèi)坡干砌石護(hù)坡松垮損壞。 壩腳長(zhǎng)期受沖刷造成一些地方出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，外壩腳無設(shè)反濾體。 涵管漏水嚴(yán)重、開敞式土質(zhì)溢洪道殘破、崩塌、淤積阻水。鑒于目前水庫(kù)所存在的工程隱患，當(dāng)?shù)卣腥肴舜笞h案。本次受局的委托，進(jìn)行水庫(kù)除險(xiǎn)加固技術(shù)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)是依照小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)報(bào)告書編制指引(修訂本)要求進(jìn)行的。三、工程等級(jí)及洪水標(biāo)準(zhǔn)水庫(kù)總庫(kù)容15萬m3，以防洪標(biāo)準(zhǔn)（GB5021-94）以及水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)（SL252-2000）為依據(jù)。設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為P=5%（20年一遇）；校核防洪標(biāo)準(zhǔn)為P=0.5%（200年一遇）；本水庫(kù)屬?。ǘ┬退畮?kù)，工程等別為等，主要建筑物為5級(jí)，次要建筑物為5級(jí)。四、工程除險(xiǎn)加固項(xiàng)目及措施水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程，各項(xiàng)建筑物均在現(xiàn)有基礎(chǔ)上改造加固，不存在建筑物軸線的變更和推倒重建。 大壩加固現(xiàn)有大壩為均質(zhì)土壩，主壩壩軸線全長(zhǎng)114 m，副壩110m，加固后壩頂高程為84.2m，壩頂寬為5.0m，上游壩坡1:2.5，下游壩坡為1:2.5，反濾體為貼坡式，主、副壩濾體高程分別為75.5m和77.5m，上游護(hù)坡為砼護(hù)坡，下游護(hù)坡為草皮護(hù)坡。主要加固項(xiàng)目： 壩體培土加厚壩面，從外坡培土加寬壩體。 修整壩面。對(duì)壩頂不規(guī)則的部位進(jìn)行整修，采用泥結(jié)碎石作為壩面路基，厚0.20m。壩頂采用有組織排水，設(shè)橫向排水溝。 新建上游砼護(hù)坡。 新建下游草皮護(hù)坡，壩體與山體交接處設(shè)排水溝。 主、副壩濾體高程分別為75.5m和77.5m高程以下部分至壩腳設(shè)置貼坡排水反濾體，并在反濾體外側(cè)修建漿砌石排水溝。 輸水涵管加固原放水涵管為粘土瓦管，管徑200mm，擬作全管段封堵并灌漿處理。新建虹吸式放水涵管，為管內(nèi)徑150mm的無縫鋼管，下游坡的直管可直插入下游設(shè)置的出水池內(nèi)。灌水孔及排氣孔應(yīng)設(shè)于上游端的駝峰頂上，并分開設(shè)置。駝峰段周邊用20cm現(xiàn)澆混凝土包裹，兩段采用鎮(zhèn)墩，駝峰兩段以下的管道全部采用支墩，使管道兩段伸縮自由，兩邊不易擺動(dòng)。 工程管理設(shè)施目前水庫(kù)由局直接管理，水庫(kù)設(shè)有專職管理員，工程管理機(jī)構(gòu)及人員配置由村委會(huì)定編,其行政、財(cái)務(wù)和技術(shù)、防汛等均由局直接負(fù)責(zé)。水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程實(shí)施后，仍然按照現(xiàn)有的管理體制和管理模式進(jìn)行管理， 根據(jù)水庫(kù)工程管理的要求，必須完善工程管理設(shè)施，主要有新建一棟80m2的管養(yǎng)綜合樓以及進(jìn)庫(kù)公路、通訊設(shè)備、交通工具、備用電源、觀測(cè)設(shè)施及設(shè)備、防汛備用料等。五、加固后工程規(guī)模 水庫(kù)庫(kù)容水庫(kù)是一宗以灌溉為主的?。ǘ┧畮?kù)，本次除險(xiǎn)加固后采用TH-3調(diào)洪計(jì)算程序進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算，水庫(kù)的各特征值如表1-3。表1-3 水庫(kù)特征值正常蓄水位設(shè)計(jì)洪水位校核洪水位死水位水位(m)8282.9183.2172相應(yīng)庫(kù)容(104m3)1517170.2 擋水建筑物現(xiàn)有大壩為均質(zhì)土壩，主壩壩軸線全長(zhǎng)114m，副壩110m，加固后壩頂高程為84.2，壩頂寬均為5.0m，上、下游壩坡坡比均為1:2.5，反濾體為貼坡式，主、副壩濾體高程分別為75.5m和77.5m，上游護(hù)坡為C20砼護(hù)坡，下游護(hù)坡為直播種草護(hù)坡。 泄水建筑物溢洪道重建為開敞式無閘門控制，漿砌石砌筑，距形明渠，泄流渠底凈寬為2.5m，明渠進(jìn)口高程為82.00m，總長(zhǎng)度為97m，采用底流消能，消力池深1m，寬2.5m，長(zhǎng)6m，最大下泄流量為3.2m3/s。 輸水建筑物新建虹吸式放水涵管，管內(nèi)徑150mm的無縫鋼管，用電焊連接，長(zhǎng)約43.75m，上游水位為77.20m，下游水位為76.20m，出口池底板高程為75.20m，設(shè)計(jì)輸水流量為0.012 m3/s。下游坡的直管可直插入下游設(shè)置的出水池內(nèi)。六、工程投資概算根據(jù)廣東省水利廳粵水基（2006）關(guān)于發(fā)布我省水利水電工程系列定額與相應(yīng)編制定的通知和市建委有關(guān)文件精神，依據(jù)廣東省水利水電工程設(shè)計(jì)概（估）算編制規(guī)定（試行）（廣東省水利廳2006年01月發(fā)布）、粵水價(jià)20032號(hào)、粵水價(jià)20041號(hào)。概算定額依據(jù)廣東省水利水電建筑工程概算定額（廣東省水利電力廳2006年01月）計(jì)算。工程等別為等，建筑物級(jí)別：主要建筑為5級(jí)，次要建筑物為5級(jí)。工程總投資概算為172.59萬元，其中：建筑安裝工程費(fèi)129.97萬元，設(shè)備購(gòu)置費(fèi)0.74萬元，獨(dú)立費(fèi)用33.66萬元。主體建筑工程量有：土方明挖17002.15m3，土石方填筑8463.187m3，混凝土983.1m3，模板137.09m2。主要材料用量：水泥522.87t，碎石2944.658m3，塊石2928.004m3，砂2390.869m3，柴油6.422t，勞動(dòng)總工日為4836.478日。資金主要來源于國(guó)家財(cái)政、地方財(cái)政和群眾自籌等。七、工程效益水庫(kù)位于鎮(zhèn)村以北約3km處的丘陵山區(qū)中。水庫(kù)于1972年冬興建，是一宗集灌溉和防洪于一體的?。ǘ┬退畮?kù)，其集雨面積2.0km2，正常庫(kù)容15萬m3，捍衛(wèi)人口3000人，有效灌溉面積120畝。三十多年以來，在防訊抗旱、灌溉等方面發(fā)揮了基礎(chǔ)性作用。本工程總投資172.59萬元，其國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)中的內(nèi)部收益率和經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值、效益費(fèi)用比三個(gè)指標(biāo)均能滿足現(xiàn)行定額合理標(biāo)準(zhǔn)，財(cái)務(wù)上雖不能維持工程的日常管理運(yùn)行費(fèi)用，但提出了保證日常運(yùn)行的措施。因此，該工程是合理可行的。附： 工程特性表序號(hào)名 稱單位數(shù) 量備 注加固前加固后一水文1集雨面積km20.200.21主河長(zhǎng)0.6km，平均比降i=0.0242設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)5%3設(shè)計(jì)洪水流量m3/s1.74校核洪水標(biāo)準(zhǔn)0.5%5校核洪水流量m3/s3.26施工導(dǎo)流7施工導(dǎo)流m3/s二水庫(kù)1設(shè)計(jì)洪水位m 82.912校核洪水位m 83.213正常水位m82824死水位m72725校核洪水位相應(yīng)庫(kù)容104m3176設(shè)計(jì)洪水位相應(yīng)庫(kù)容104m3177正常蓄水位相應(yīng)庫(kù)容104m315158死庫(kù)容104m30.20.2三下泄流量1校核洪水位下泄流量m3/s3.22設(shè)計(jì)洪水位下泄流量m3/s1.7四工程效益1捍衛(wèi)人口萬人0.30.32捍衛(wèi)耕地畝1201203灌溉面積畝1201204供水m3/d工程特性表（續(xù)上表）序號(hào)名 稱單位數(shù) 量備 注加固前加固后5發(fā)電裝機(jī)kw五主要建筑物(一)擋水建筑物A主壩1型式均質(zhì)土壩均質(zhì)土壩碾壓均質(zhì)土壩2壩頂高程m83.684.23最大壩高m12.012.64壩頂寬度m 101255壩頂長(zhǎng)度m 114114B副壩m1型式均質(zhì)土壩均質(zhì)土壩碾壓均質(zhì)土壩2壩頂高程m83.684.23最大壩高m12.012.64壩頂寬度m 855壩頂長(zhǎng)度m 110110(二)輸水建筑物1型式粘土瓦管虹吸管2斷面尺寸m0.200.153長(zhǎng)度m 43.754設(shè)計(jì)輸水流量M3/s0.012(三)泄水建筑物1型式圬工開敞圬工開敞矩形2堰頂高程m81.3582.00進(jìn)口高程：82.00出口高程：81.303過水凈寬m底寬2.5底寬2.54溢流段長(zhǎng)度km0.10.15消能方式底流底流6閘門型式無無第二章 水文水利計(jì)算一、工程等級(jí)及洪水標(biāo)準(zhǔn)水庫(kù)正常庫(kù)容15萬m3，以防洪標(biāo)準(zhǔn)（GB5021-94）以及水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)（SL252-2000）為依據(jù)。設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為P=5%（20年一遇）；校核防洪標(biāo)準(zhǔn)為P=0.5%（200年一遇）；本水庫(kù)屬小（二）型水庫(kù)，工程等別為等，主要建筑物為5級(jí)，次要建筑物為5級(jí)。二、工程水文計(jì)算 工程概況水庫(kù)位于鎮(zhèn)村以北約3km處的丘陵山區(qū)中。水庫(kù)于1972年冬興建，是一宗集灌溉和防洪于一體的?。ǘ┬退畮?kù)，其集雨面積0.21km2，正常庫(kù)容15萬m3，捍衛(wèi)人口3000人，有效灌溉面積120畝。三十多年以來，在防訊抗旱、灌溉等方面發(fā)揮了基礎(chǔ)性作用。 流域特征值：水庫(kù)集雨面積為0.21km2，干流河長(zhǎng)0.6km，平均比降i=0.024。流域內(nèi)植被情況一般，有輕微的水土流失。本次設(shè)計(jì)從現(xiàn)版的1:10000的地形圖進(jìn)行復(fù)核。 庫(kù)容曲線：本次設(shè)計(jì)所采用水位庫(kù)容曲線，是由局水利局提供，并進(jìn)行延伸推測(cè)得到，水位庫(kù)容曲線成果見2-1，經(jīng)查驗(yàn)，原庫(kù)容曲線沒有反曲現(xiàn)象，基本合理。表2-1 水庫(kù)庫(kù)容曲線成果表水位（m）庫(kù)容（104m3）增量（104m3）備注水位（m）庫(kù)容（104m3）增量（104m3）備注700797.302.00710.100.10809.602.30720.200.10死水位8112.102.50730.500.308215.002.90正常水位741.000.508318.303.30751.700.708421.903.60762.600.908525.803.90773.801.20785.301.50 暴雨參數(shù)：本水庫(kù)集雨區(qū)內(nèi)未設(shè)水文站，沒有實(shí)測(cè)的暴雨參數(shù)，故本次設(shè)計(jì)暴雨參數(shù)的選取采用廣東省水文圖集和廣東省暴雨徑流查算圖表使用手冊(cè)，暴雨參數(shù)如表2-2。表2-2 暴雨參數(shù)表10分鐘1小時(shí)6小時(shí)24小時(shí)72小時(shí)均值Ht21.858.8130.1217.7300.2變差系數(shù)Cvt0.350.350.470.450.38Kp=0.5%2.292.292.92.792.43Kp=5%1.671.671.9251.8821.733 洪水計(jì)算本次洪水計(jì)算采用“調(diào)洪演算程序TH-3 GD（1993.8）”推求，以“推理公式法（1998年修訂）TL-1A”計(jì)算所得洪水過程為依據(jù)，截取若干時(shí)段的洪水過程作為庫(kù)設(shè)計(jì)洪水過程線，洪水過程線詳見附件1、2、3、4。設(shè)計(jì)情況P=5%，Qmax=6m3/s，校核情況P=0.5%，Qmax=9m3/s。三、水庫(kù)調(diào)洪演算 調(diào)洪原則水庫(kù)的溢洪道為開敞式無閘門控制，漿砌石砌筑，本次設(shè)計(jì)所用到的下泄流量過程線，根據(jù)本次設(shè)計(jì)中初步擬定的溢洪道的尺寸確定。溢洪道采用開敞式寬頂堰泄流，堰頂高程為82.0m，堰頂寬2.5m，堰頂長(zhǎng)2.5H<L7m<10H，下泄流量按寬頂堰計(jì)算。式中：Q流量（m3/s）。 B溢流堰總凈寬（m），B=2.50mm流量系數(shù)，此處m=0.380， 側(cè)收縮系數(shù)此處=0.98H0計(jì)入行近流速的堰上水頭（m），本次計(jì)算忽略行近流速，此處H0=H，溢洪道泄流曲線計(jì)算成果見表2-3。表2-3 溢洪道泄流曲線成果表水頭（m）水頭差（m）渠底高程（m）庫(kù)水位（m）對(duì)應(yīng)庫(kù)容(104m3)下泄流量（m3/s）備注0.490.0182.082.5150.500.970.0382.083.0172.121.450.0582.083.5185.291.930.0782.084.01910.482.410.0982.084.52018.152.890.1182.085.02128.78 洪水調(diào)度方式本工程溢洪道為開敞式寬頂堰泄流型式，起點(diǎn)高程為82.0m，正常水位為82.0m，根據(jù)本工程的正常運(yùn)行設(shè)計(jì)工況，起調(diào)水位為82.0m，無閘控制，當(dāng)水庫(kù)水位超過82.0m開始自動(dòng)泄流。 調(diào)洪演算結(jié)果根據(jù)設(shè)計(jì)洪水過程線、溢洪道下泄流量曲線、水庫(kù)水位庫(kù)容曲線及洪水調(diào)度方式，采用TH-3調(diào)洪計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算，調(diào)洪成果詳見表2-4，計(jì)算過程見附件3、4：水庫(kù)調(diào)洪演算計(jì)算書。由表2-6可知，水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水位為82.91m，相應(yīng)庫(kù)容為17104m3，校核洪水位為83.21m，相應(yīng)庫(kù)容17104m3。表2-4 水庫(kù)調(diào)洪演算成果表頻率（%）50.5洪峰流量（m3/s）6.09.0最大下泄流量（m3/s）1.73.2最高水位（m）82.9183.21最高水位庫(kù)容（104m3）1717第三章 工程地質(zhì)勘察工作主要是根據(jù)設(shè)計(jì)要求和有關(guān)工程地質(zhì)勘察規(guī)范，如水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范（GB50287-99）以及巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）等，結(jié)合庫(kù)壩現(xiàn)狀的實(shí)際情況進(jìn)行，進(jìn)行本次勘察工程主要沿主、副壩壩頂軸線各布設(shè)2個(gè)鉆探孔，孔距在主壩35m，副壩28m，鉆孔深度一般入壩基土35m。同時(shí)取土樣和作標(biāo)貫試驗(yàn)。此外，對(duì)有關(guān)的天然建筑材料也進(jìn)行調(diào)查了解。野外勘察施工于2006年12月2526日進(jìn)行，共計(jì)完成的工作量：鉆探孔4個(gè) 總進(jìn)尺53.55m原位標(biāo)貫試驗(yàn) 13次取土樣作土工試驗(yàn) 9組(含擊實(shí)樣1組)觀測(cè)地下水位 4孔次天然建筑材料 3處本報(bào)告提供的地層滲透系數(shù)均為室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果。一、庫(kù)區(qū)地形地貌特征和地質(zhì)條件 區(qū)域地質(zhì)概況水庫(kù)位于北東走向的潮安-普寧深大斷裂帶南面段的南東側(cè)。水庫(kù)周圍出露的巖石地層為燕山五期花崗斑巖53（）小巖體，其東邊和北邊是上侏羅統(tǒng)次火山巖石英斑巖J3分布區(qū)。該巖體目前尚未發(fā)現(xiàn)有明顯的斷裂構(gòu)造跡象，是相對(duì)穩(wěn)定地段。在地貌上，庫(kù)區(qū)周圍地層風(fēng)化剝蝕形成的山體多呈圓頂山，山體高程一般為100150m，坡度平緩，沒有出現(xiàn)危險(xiǎn)邊坡，風(fēng)化土和植被不甚發(fā)育。 庫(kù)壩巖土地層工程地質(zhì)特征主壩和副壩呈折線相連接組成“”型，兩頭都座落在覆蓋有強(qiáng)度較高的坡殘積土坡上，山體平緩穩(wěn)固。根據(jù)本次鉆探揭露的情況，主、副壩巖土地層相似，自上而下總體可分為3層：二、 大壩壩體評(píng)價(jià) 壩體素填土（QmL）壩體鉆探填土最大厚度12.30m，其土料都來自水庫(kù)區(qū)的坡殘積土，主要為砂質(zhì)粘性土（室內(nèi)土工定名為“粉土質(zhì)砂”），呈淺黃土黃色，干稍濕，巖芯松散狀，半固結(jié)。含粗粒土（2mm）成分占13.7%，粉粘粒為44.5%,有大量風(fēng)化巖碎塊,標(biāo)貫實(shí)測(cè)擊數(shù)45擊，地基承載力特征值fak=90kpa，其它主要物理力學(xué)指數(shù)平均值為：含水量=14.9%，干密度Pd=1.33gm3，孔隙比e=0.982，液限WL=41.7%，固結(jié)慢剪粘聚力C=20.0kpa，內(nèi)摩擦角=25.70，垂直滲透系數(shù)大值平均值K=1.9910-3cm/s。 壩基坡積土（Qdl）厚度0.70.9m，平均0.8m，呈磚紅色棕黃色的粉砂質(zhì)粘土（室內(nèi)土工定名為“粉土質(zhì)砂”），稍有粘性，含多量石英砂粒，很濕，可塑、標(biāo)貫實(shí)測(cè)擊數(shù)1213擊，地基承載力特征值fak=190kpa。 壩基殘積土(Qe)鉆探未鉆完本層，鉆見視厚度2.352.70m，平均2.5m，是花崗斑巖風(fēng)化殘積的砂質(zhì)粘性土（室內(nèi)土工定名為“粉土質(zhì)砂”）,呈褐黃棕黃色，很濕，硬可塑。粗粒土（2mm）含量占7.6%，粉粘粒51.1%，土體中含有少量鐵銹色結(jié)核小團(tuán)粒。標(biāo)貫實(shí)測(cè)擊數(shù)1516擊，地基承載力特征值fak=210kpa。其他主要物理力學(xué)指數(shù)平均值為：含水量=31.7%，干密度Pd=1.26g/cm3，孔隙比e=1.112，液限WL=39.3%，固結(jié)慢剪粘聚力C=20.9kpa，內(nèi)摩擦角=25.70，垂直滲透系數(shù)大值平均值K=2.2210-5cm/s。三、天然建筑材料 土料場(chǎng)經(jīng)初步調(diào)查，筑壩加固的土料可選在庫(kù)區(qū)內(nèi)庫(kù)壩以北約100m處的小山坡地取得。該處是花崗斑巖風(fēng)化的坡殘積土，為淺黃黃褐色的砂質(zhì)粘性土，分布范圍面積大，可采厚度25m，估計(jì)儲(chǔ)量超過8萬m3，據(jù)料場(chǎng)所取的擊實(shí)土樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果，土料的最大干密度Pdmax=1.654g/cm3，最優(yōu)含水量0=18.1%。 石料場(chǎng)經(jīng)選擇，石料可選在位于該水庫(kù)以東約150m處的小山上，該處有較多的石頭裸露，石料為新鮮的花崗斑巖，灰色肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，巖石體節(jié)理不甚發(fā)育，塊度好，開采條件良好，估計(jì)儲(chǔ)量超過2萬m3，適合建壩塊石和碎石用料，交通運(yùn)輸不夠方便。 砂料場(chǎng)水庫(kù)附近沒有天然砂料場(chǎng)，砂料可選在捷勝鎮(zhèn)靠近海邊的溝谷出口處砂場(chǎng)供應(yīng)站購(gòu)買，該砂料為粗砂，質(zhì)量?jī)?yōu)良，儲(chǔ)量大，可滿足本工程的需求，交通運(yùn)輸方便，但路程稍遠(yuǎn)，距本庫(kù)壩約15km。第四章 工程加固設(shè)計(jì)一、工程總體布置水庫(kù)位于鎮(zhèn)村以北約3km處的丘陵山區(qū)中。水庫(kù)于1972年冬興建，是一宗集灌溉和防洪于一體的?。ǘ┬退畮?kù)，其集雨面積0.21km2，正常庫(kù)容15萬m3，捍衛(wèi)人口3000人，有效灌溉面積120畝。三十多年以來，在防訊抗旱、灌溉等方面發(fā)揮了基礎(chǔ)性作用。本水庫(kù)屬小（二）型水庫(kù)，工程等別為等，主要建筑物為5級(jí)，次要建筑物為5級(jí)。設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為P=5%（20年一遇）；校核防洪標(biāo)準(zhǔn)為P=0.5%（200年一遇）；溢洪道消能防沖設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為P=5%（20年一遇）。該水庫(kù)樞紐建筑物主要有主壩和副壩及溢洪道、放水涵等。其中主、副庫(kù)壩都為均質(zhì)土壩，壩頂軸長(zhǎng)分別為114m和110m，壩面寬窄懸殊，最大壩高12m，壩頂高程83.6m。溢洪道位于主壩右壩頭以西約100m處的小山坡下，堰頂寬度2.0m，進(jìn)口底板高程81.35m，放水涵為粘土瓦管，管徑0.2m。二、大壩工程加固設(shè)計(jì) 大壩高度復(fù)核 波浪爬高計(jì)算 水位：由調(diào)洪計(jì)算可知，水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位分別為：設(shè)計(jì)洪水位：（P=5%）為82.91m；校核洪水位：（P=0.5%）為83.21m； 水深：設(shè)計(jì)洪水位時(shí)：壩前水深6.91m，風(fēng)區(qū)內(nèi)平均水深5m；校核洪水位時(shí)：壩前水深7.21m，風(fēng)區(qū)內(nèi)平均水深5.5m。 風(fēng)速：本工程的大壩主要受正西北風(fēng)影響，根據(jù)市氣象站提供的資料，陸地西北風(fēng)十分鐘多年平均最大風(fēng)速為VNW=5.4m/s，取氣象臺(tái)隱蔽系數(shù)K1=1.3，地形系數(shù)K2=1。由K1K2=1.3和VNW=5.4m/s,查水工設(shè)計(jì)手冊(cè)（水利電力出版社1984年版）中圖17-4-2得風(fēng)速為6.3m/s,按表17-4-5取庫(kù)面風(fēng)速比陸地增大10%，所以庫(kù)面風(fēng)速V庫(kù)NW=6.93m/s。計(jì)算風(fēng)速：正常工況時(shí)V設(shè)=1.5V庫(kù)NW=8.1m/s；非常 工 況 時(shí)V校=V庫(kù)NW=6.3m/s。 等效風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度水庫(kù)主壩主要受西北風(fēng)影響，風(fēng)作用水域的長(zhǎng)度采用等效風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，即在水域平面圖上，從計(jì)算點(diǎn)逆風(fēng)向作主射線，它與水域邊界點(diǎn)的距離為D0（0=0），然后在主射線兩側(cè)每隔7.5作射線，它與水域邊界交點(diǎn)的距離為Di（i=1，26），并按下式計(jì)算等效風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度De。De=(i=0，15) SDJ21884式中：De為等效風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度(m)，Di為各射線由計(jì)算點(diǎn)至對(duì)岸的距離，由萬分之一地形圖上量取。i為計(jì)算方向與主射線夾角，i=i7.5計(jì)算結(jié)果如表4-1： 吹程計(jì)算：由本庫(kù)區(qū)的萬分之一地形圖和水工設(shè)計(jì)手冊(cè)（水利電力出版社1984年版）中有關(guān)公式可算得：設(shè)計(jì)工況（P=5%）：吹程為0.163km；校核工況（P=0.5%）：吹程為0.167km。表4-1 主壩等效風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度計(jì)算表iicosi設(shè) 計(jì) 情 況校 核 情 況Di(m)Dicos2iDi(m)Dicos2i-6-450.70742214422-5-37.50.79351325333-4-300.866630472635476-3-22.50.92480688573-2-150.96688829286-1-7.50.99112712513112900129029029529517.50.9912632582682632-150.9661781661811693-22.50.9241631391681434-300.9661441341461365-37.50.79310767112706-450.70780408542合計(jì)11.59418941937 風(fēng)浪爬高計(jì)算水庫(kù)迎水面為漿砌石護(hù)坡，水面線以上坡比為1：2.5，風(fēng)浪爬高計(jì)算采用“K-5.EXE”程序進(jìn)行（計(jì)算過程詳見附錄5、附錄6），結(jié)果如下：設(shè)計(jì)工況（P=5%），累積概率爬高值R設(shè)=0.229m，波浪壅高值e=3.92510-4。校核工況：（P=0.5%），累積概率爬高值R校=0.144m，波浪壅高值e=1.62510-4。 壩頂超高計(jì)算及確定根據(jù)碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范（SL274-2001），壩頂在靜水位以上的超高由下列公式確定（計(jì)算過程詳見附錄7），即Y=R+e+A式中：Y 為計(jì)算超高值； R 為波浪爬高值，具體取值見上面計(jì)算；A 為安全超高，其值查碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)工況時(shí)為0.5m，校核工況時(shí)為0.3m。 E 為波浪壅高值，具體取值見上面計(jì)算；表4-2 壩頂高程計(jì)算表水位（m）風(fēng)速（m/s）風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度（m）波浪爬高（m）涌浪水高（m）安全超高A（m）所需壩頂高（m）現(xiàn)壩頂高程（m）設(shè)計(jì)情況82.918.11630.7293.925*10-40.584.1483.6校核情況83.215.41670.1441.625*10-40.383.6583.6由上面的計(jì)算結(jié)果可知，本次安全鑒定計(jì)算得的壩頂高程由設(shè)計(jì)工況控制。水庫(kù)現(xiàn)狀壩高83.6m，由此可知水庫(kù)主壩需要加高。 大壩浸潤(rùn)線計(jì)算 壩體土樣物理力學(xué)指標(biāo)表表4-3 壩體土樣物理力學(xué)參數(shù)表項(xiàng)目垂直滲透系數(shù)直剪試驗(yàn)(慢剪S)密度(濕/干)土粒比重空隙比飽和重度k(cm/s)c(kPa)()(g/cm3)Gsesat(kN/m3)平均值1.50E-0320.0 25.71.54/1.332.651.0015 18.395小值平均值1.99E-0324.926.91.56/1.362.65 0.977 18.395大值平均值1.01E-0315.124.6 1.52/1.322.651.02618.395以上表4-3是根據(jù)廣東省市城區(qū)鎮(zhèn)水庫(kù)加固工程工地質(zhì)勘察報(bào)告中的地層主要物理力學(xué)參數(shù)表、土工試驗(yàn)報(bào)告等整理所得。 計(jì)算工況：因壩體與壩基殘積層、坡沖積層的滲透系數(shù)不接近，故按有限深度不透水地基、壩腳帖坡排水水工況進(jìn)行計(jì)算。電算程序?yàn)椤袄碚龓r土滲流計(jì)算分析程序”， 結(jié)果見下表4-4,4-5。（計(jì)算過程詳見附錄8） 正常蓄水位（82.00m），無下游水位工況下的壩體穩(wěn)定滲流浸潤(rùn)線。 庫(kù)水位從設(shè)計(jì)洪水位（82.91m）按正常泄洪降至正常蓄水位（82.00m），無下游水位的現(xiàn)狀壩頂上游坡非穩(wěn)定滲流浸潤(rùn)線。4-4 加固后主、副壩各種工況下浸潤(rùn)線計(jì)算結(jié)果工況上游水位（m）下游出逸點(diǎn)高度（m）滲流量（m3/dm）逸出情況1/3壩高水位4.200.4500.258落入貼坡排水正常高水位10.43.8162.187落入貼坡排水設(shè)計(jì)洪水位11.314.8462.778校核洪水位11.615.2423.004設(shè)計(jì)水位降至堰頂水位11.31落入貼坡排水表4-5 主壩浸潤(rùn)線坐標(biāo)初始浸潤(rùn)線坐標(biāo)降后浸潤(rùn)線坐標(biāo)設(shè)計(jì)洪水位正常高水位校核洪水位X(m)X(m)Y(m)Y(m)X(m)Y(m)X(m)Y(m)X(m)Y(m)27.90926.71210.68511.16428.27510.61626.0009.85629.02510.85827.94526.86910.69311.16731.03610.18729.2469.42831.61210.43327.98227.02510.70011.17133.7979.73932.4928.97934.1999.99028.01927.18110.708111.17536.5588.27035.7388.50736.7869.52728.05527.33710.71611.17839.3198.77538.9848.00739.3739.04028.09227.49410.72311.18242.0808.25242.2307.47341.9608.52528.12927.65010.73111.18644.8417.69245.4766.89944.5477.97828.16527.80610.73911.18947.6017.08948.7226.27247.1347.38928.20227.96210.74611.19350.3626.42951.9685.57549.7216.75028.23828.11910.75411.19753.1235.69355.2144.77752.3086.04328.27528.27510.76211.20055.8844.84658.4603.81654.8955.242 浸潤(rùn)線計(jì)算計(jì)算工況及其相應(yīng)參數(shù)水位降落工況：水庫(kù)水位從82.91m降至堰頂水位82.0m 水庫(kù)設(shè)計(jì)水位從82.91m降至堰頂水位82.0m歷時(shí)t=25.661.0694天(詳見TH-3電算附錄3)平均日下降速度0.91/1.06940.851m/dK=1.0110-3cm/s0.82764m/d（小值平均值）0.051K/v=20.1086 60K/v=20.10861/10 屬于緩降，需計(jì)算各時(shí)段浸潤(rùn)線 大壩穩(wěn)定分析計(jì)算根據(jù)實(shí)測(cè)的大壩現(xiàn)狀斷面和設(shè)計(jì)斷面，按規(guī)范要求分別對(duì)壩體進(jìn)行穩(wěn)定分析評(píng)價(jià)。采用計(jì)及條塊間作用力的簡(jiǎn)化畢普肖法進(jìn)行穩(wěn)定分析，強(qiáng)度計(jì)算方法采用有效應(yīng)力法，并應(yīng)分別計(jì)算下列工況： 正常蓄水位穩(wěn)定滲流條件下的下游壩坡。 庫(kù)水位從設(shè)計(jì)洪水位按正常泄洪降至正常蓄水位的非穩(wěn)定滲流上游壩坡。 地震時(shí)的設(shè)計(jì)工況。本階段需對(duì)加固后主壩的滑坡穩(wěn)定進(jìn)行復(fù)核計(jì)算，滑坡穩(wěn)定采用STAB2005程序計(jì)算，電算過程附后。模型的計(jì)算參數(shù)見表4-7，表4-7 防滲加固后主壩力學(xué)參數(shù)值表位置區(qū)號(hào)凝聚力（kPa）內(nèi)摩角（）濕容重（KN/m3）飽和容重（KN/m3）壩體125.72015.09218.325壩基225.720.916.26818.813表4-11 防滲加固后主壩抗滑穩(wěn)定計(jì)算成果表計(jì)算內(nèi)容穩(wěn)定系數(shù)規(guī)范規(guī)定最小穩(wěn)定系數(shù)主、副壩正常蓄水位下游壩坡1.8381.25設(shè)計(jì)水位降至堰頂水位上游壩坡3.1451.25設(shè)計(jì)蓄水位下游壩坡（地震）1.6301.25從計(jì)算結(jié)果可看出，各工況計(jì)算的穩(wěn)定系數(shù)均大于規(guī)范規(guī)定的最小穩(wěn)定系數(shù)，主壩能夠滿足抗滑安全要求。 大壩存在的安全隱患和除險(xiǎn)加固措施 大壩存在的安全隱患據(jù)水庫(kù)工程管理運(yùn)行報(bào)告記載，水庫(kù)運(yùn)行過程中出現(xiàn)不少問題，水庫(kù)建于70年中期，限于當(dāng)時(shí)的歷史、經(jīng)濟(jì)以及技術(shù)條件，工程原設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，后雖經(jīng)多次維修，但由于施工質(zhì)量差，設(shè)計(jì)不完善，加上運(yùn)行幾十年，工程主要建筑物在不同程度上都存在著各種安全隱患，主要表現(xiàn)為：水庫(kù)主、副壩為碾壓式均質(zhì)土壩，其填筑材料取自鄰近山體，土質(zhì)差，土料中含礫砂成份較多，土料滲透系數(shù)大；壓實(shí)度不夠，壩身填筑質(zhì)量差。主壩下游壩腳雖做有排水體，但現(xiàn)已基本失效，水庫(kù)運(yùn)行以來，多次出現(xiàn)多處大面積“牛皮脹”。主、副壩上游護(hù)坡為干砌石，護(hù)坡雜草從生，無砂漿勾縫，并歷經(jīng)臺(tái)風(fēng)暴雨襲擊凹凸不平，護(hù)坡腳嚴(yán)重掏空，護(hù)坡失穩(wěn)。在高水位遭遇臺(tái)風(fēng)時(shí)，護(hù)坡崩塌危及大壩安全。主、副壩頂寬度寬窄懸殊，壩體單薄，水土流失非常嚴(yán)重。從當(dāng)前出現(xiàn)的問題看來，大壩主要問題是： 防滲性能差，背水坡出現(xiàn)漏水點(diǎn)和牛皮脹。 排水系統(tǒng)失效。 迎水坡原漿砌石護(hù)坡失穩(wěn)且護(hù)坡面不夠要加固處理。 壩體單薄，壩頂寬不夠，需要對(duì)壩身培厚、壩頂加寬。 加固措施 防滲處理多年蓄水運(yùn)行反映，原壩體滲漏嚴(yán)重，壩的背水坡多處出現(xiàn)牛皮脹和滲漏點(diǎn)。這不僅反映壩體防滲性能差，而且反映其排水系統(tǒng)已失效。本次加固采用前堵后排的方式，上游坡擬在壩內(nèi)坡干砌石護(hù)拆除后重新砌筑砼護(hù)坡，在砼底部?jī)蓪由暗[層厚100，中間進(jìn)行復(fù)合土工膜（二布一膜）防滲處理，主壩長(zhǎng)114，副壩長(zhǎng)110m，復(fù)合土工膜鋪設(shè)至壩最底端，共計(jì)面積為7676 m2。下游坡壩后設(shè)貼坡排水棱體， 主、副壩在75.5，77.5m高程以下部分設(shè)置貼坡反濾體。反濾體由0.10m厚粗砂層、0.10m厚碎石層和0.4m厚砌石組成，反濾體緊貼壩坡后，濾體后設(shè)排水溝，使?jié)B透之水從溝中排走。 護(hù)坡上游護(hù)坡：本次設(shè)計(jì)上游壩坡坡度為1:2.5，從壩頂至壩腳用砼護(hù)坡護(hù)滿，砼護(hù)坡厚0.1m，砼護(hù)坡塊為3.03.0m，砼縫充填瀝青木板。下游護(hù)坡：現(xiàn)有壩坡雜草叢生，清除雜草及小樹，按1:2.5坡度培寬壩體厚度并壓實(shí)，用草皮護(hù)面，主壩設(shè)置兩條寬1.0m的階步，從壩腳直到壩頂。 修整壩頂面壩頂面經(jīng)過三十多年的風(fēng)雨沖刷，壩頂凹凸不平，需做適當(dāng)修整。對(duì)壩頂不規(guī)則的部位進(jìn)行整修，采用泥結(jié)碎石作為壩頂路面，厚0.20m，以便平常交通及汛期運(yùn)送抗洪搶險(xiǎn)物資，且確保加固后壩頂高程達(dá)到84.20m 。壩頂采用無組織排水，所以不設(shè)橫向排水溝，但主壩設(shè)兩條縱向階步，寬1m，階步外側(cè)各設(shè)排水溝。 培土加寬壩面經(jīng)計(jì)算原壩頂高程定為83.6m，需加高至84.2m?，F(xiàn)壩頂寬窄懸殊，按現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范，選定主壩、副壩壩頂寬度為5.0m，從外坡培土加寬壩面，上游壩坡坡度為1:2.5，下游壩坡坡度1:2.5。三、溢洪道加固設(shè)計(jì) 溢洪道存在問題及加固措施溢洪道，位于主壩右壩頭以西約100m處的小山坡下，堰頂寬度3.0m，進(jìn)口底板高程81.35m。開敞式土質(zhì)溢洪道殘破、崩塌，淤積阻水，土壁垮塌失修。針對(duì)溢洪道存在的問題，加固措施如下：重建溢洪道。溢洪道為五級(jí)建筑物，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20 年一遇設(shè)計(jì)，200年一遇校核，消能防沖洪水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇。 溢洪道設(shè)計(jì)有關(guān)計(jì)算 泄流能力計(jì)算本次設(shè)計(jì)所用到的下泄流量過程線，根據(jù)本次設(shè)計(jì)中初步擬定的溢洪道的尺寸確定。溢洪道采用開敞式寬頂堰泄流，堰頂高程為82.0m，堰頂寬2.5m，堰頂長(zhǎng)2.5H<L7m<10H，下泄流量按寬頂堰計(jì)算。式中：Q流量（m3/s）。 B溢流堰總凈寬（m），B=2.50mm流量系數(shù)，此處m=0.380， 側(cè)收縮系數(shù)此處=0.98H0計(jì)入行近流速的堰上水頭（m），本次計(jì)算忽略行近流速，此處H0=H，計(jì)算結(jié)果見表4-12表4-12 泄流能力計(jì)算表水位水頭H0凈寬B流量系數(shù)m側(cè)收縮系數(shù)下泄量Q(m3/s)流態(tài)82.002.500.3800.980自由82.50.52.500.3800.980.50自由83.01.02.500.3800.982.12自由83.51.52.500.3800.985.29自由84.02.02.500.3800.9810.48自由84.52.52.500.3800.9818.15自由85.03.02.500.3800.9828.78自由 調(diào)洪演算根據(jù)入庫(kù)洪水過程線及上述泄流曲線進(jìn)行調(diào)洪演算（采用調(diào)洪TH3調(diào)洪演算程序，計(jì)算結(jié)果詳見計(jì)算附件）。由調(diào)洪演算的結(jié)果可確定壩高及溢洪道的側(cè)墻高度。詳見計(jì)算附件。表412 調(diào)洪演算結(jié)果表 頻率(%)項(xiàng)目P0.5P5洪峰流量m3/s96最大下泄流量m3/s3.21.7最高水位m83.2182.91相應(yīng)庫(kù)容(萬m3)1717 泄槽水面線計(jì)算 計(jì)算工況考慮下列二種工況，即下泄20年一遇洪水；下泄200年一遇洪水。 臨界水深與底坡類型判別按矩型斷面泄槽考慮，臨界底坡計(jì)算采用以下公式計(jì)算： 計(jì)算結(jié)果詳見表4-13。（ ）式中：iK臨界底坡； AK相應(yīng)臨界水深時(shí)的過水面積（m2）；CK謝才系數(shù)； XK相應(yīng)臨界水深時(shí)的濕周（m）；hk臨界水深（m）； RK相應(yīng)臨界水深的水力半徑（m）；n糙率； q泄槽的單寬流量（m3/s）； 動(dòng)能修正系數(shù)，此處取=1.1。 表4-13 臨界底坡計(jì)算表工況下泄流量QqhKAKXKRKnCKiK第一種(5%)61.70.681.37423.37420.40.01271.7460.00292第二種(0.5%)91.70.681.37423.37420.40.01271.7460.00292加固后泄槽段底坡為0.01，由上表計(jì)算結(jié)果可知，泄槽底坡均大于臨界底坡，因此泄槽段在上述二種工況均為陡坡。 泄槽起始斷面水深計(jì)算因泄槽上游與寬頂堰連接，故泄槽起始斷面定在泄槽首部，起始水深h1取用泄槽首端斷面計(jì)算的臨界水深hk。由表4-13可知，工況一與工況二的臨界水深分別是0.68m，則工況一與工況二泄槽起始斷面水深相應(yīng)為0.68m。 水面線計(jì)算根據(jù)上述計(jì)算得的起始水深和泄槽的斷面尺寸，糙率取n=0.015，采用PC-1500程序集中D-7程序?qū)π共鄱嗡婢€進(jìn)行計(jì)算。 溢洪道陡坡水面線計(jì)算和側(cè)墻高度復(fù)核因校核工況下泄流量最大，相應(yīng)側(cè)墻高度也最大，所以泄槽側(cè)墻高度應(yīng)不少于校核洪水情況下的摻氣水深的要求。本計(jì)算采用非均勻流水面線計(jì)算程序“D-7.EXE”進(jìn)行計(jì)算。溢洪道側(cè)墻高度計(jì)算：式中：h未計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深，m； 不摻氣情況下斜槽計(jì)算斷面的流速，m/s； hb計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深，m; 修正系數(shù)，取1.01.4；由溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范(SL253-2000)取200年一遇（P=0.5%）的洪水標(biāo)準(zhǔn)作為溢洪道陡坡段的校核流量，水面線計(jì)算成果表如下：分段水深h正常水深h0臨界水深hk流速v分段長(zhǎng)dL累積長(zhǎng)L曲線類型摻氣水深00.50.3590.5722.56000B20.512810.4340.3590.5722.94810.010.0B20.446820.4100.3590.5723.12510.020.0B20.422830.3910.3590.5723.27210.030.0B20.403840.3850.3590.5723.32510.040.0B20.397850.3790.3590.5723.37810.050.0B20.391860.3730.3590.5723.43410.060.0B20.385870.3670.3590.5723.49210.070.0B20.3798新建側(cè)墻高度為1.20 m,滿足要求。四、輸水涵管加固設(shè)計(jì) 輸水涵管存在問題和加固措施放水涵破爛漏水，為粘土瓦管，原管徑0.2m。原涵作全管段封堵并灌漿處理。重建輸水涵為虹吸式放水涵管，為管內(nèi)徑150mm的無縫鋼管，下游坡的直管可直插入下游設(shè)置的出水池內(nèi)。灌水孔及排氣孔應(yīng)設(shè)于上游端的駝峰頂上，并分開設(shè)置。駝峰段周邊用20cm現(xiàn)澆混凝土包裹，兩段采用鎮(zhèn)墩，駝峰兩段以下的管道全部采用支墩，使管道兩段伸縮自由，兩邊不易擺動(dòng)。 復(fù)核分析計(jì)算根據(jù)關(guān)于廣東省水利廳文件關(guān)于印發(fā)小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)報(bào)告書編制指引(修改本)、應(yīng)用虹吸式放水涵管技術(shù)注意事項(xiàng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 管徑的確定灌溉面積120畝，估算設(shè)計(jì)流量0.012m3/s, 粗糙系數(shù)n為0.012。局部水頭損失系數(shù):進(jìn)口，出口，彎頭分別，。加固后壩頂高程84.2m，虹吸管最高點(diǎn)壩頂相距1.5m，上游水位74.2m，下游水位76.2m，死水位72.0m，管長(zhǎng)l1、l2、l3分別是13.75m，17.5m，12.5m，上下游水頭差為 因?yàn)檠刈枇ο禂?shù)或謝才系數(shù)C都是d的復(fù)雜函數(shù)，因此需用試算法。先假設(shè)d0.11m，渠道寬度b0.5，h0.2m，平均流速：虹吸管，渠道。計(jì)算沿程阻力系數(shù)：故 又因 可求得 與假設(shè)相符。 進(jìn)水池和出水池尺寸確定進(jìn)水池：寬度：B3D進(jìn)30.110.33m長(zhǎng)度：L1.5B1.50.330.495m深度：H=P+h淹+Z1.13m（懸空高度P0.62D進(jìn)0.0682m，h淹1.8D進(jìn)0.198m）出水池：長(zhǎng)度管口下緣至池底的距離P，采用10cm。管口上緣最小淹沒深度出水池寬度出水池底板高程因所得直徑和假設(shè)值接近，故采用管徑d為0.15m，復(fù)核滿足設(shè)計(jì)要求