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文檔簡介
附表1:塔寺溝水庫工程除險加固效益表防洪效益灌溉效益發(fā)電效益供水人口養(yǎng)殖效益其他效益保護耕地保護人口縣城場鎮(zhèn)學校重要交通道路重要廠、礦恢復防洪庫容恢復和新增防洪效益恢復和新增灌溉面積恢復興利庫容恢復和新增灌溉效益恢復和新增發(fā)電量恢復和新增發(fā)電效益畝人個個個條個萬m3萬元畝萬m3萬元萬度萬元人萬元萬元40005000-1153500-40--00-3工程地質(zhì)詳見地質(zhì)勘察報告。4安全鑒定4.1安全鑒定情況4.1.1工程現(xiàn)狀2020年04月,成都市水利勘測設(shè)計院對天府新區(qū)太平鎮(zhèn)塔寺溝水庫進行了安全鑒定。工程存在的主要問題如下:1、大壩經(jīng)過現(xiàn)場踏勘,發(fā)現(xiàn)存在的問題如下:①壩頂路面埡口臨庫區(qū)處有一條縱向細小裂縫,最大縫寬約4mm。防浪墻腳處有一條長為47m裂縫,裂縫一般寬1cm~2cm,最大縫寬約5cm,無充填;壩頂路面向壩后傾斜,傾斜度較大,臨防浪墻側(cè)局部可能存在積水,無防護欄桿,壩頂未發(fā)現(xiàn)有關(guān)壩體變形及滲流的監(jiān)測設(shè)施。②迎水壩坡無坡面防護措施,坡面植物滋生,長有雜草,平整度較差,局部存在淘刷現(xiàn)象;壩坡未發(fā)現(xiàn)有關(guān)壩體變形及滲流的監(jiān)測設(shè)施;③背水壩坡無防護措施,均為植草護坡,右壩肩處設(shè)橫向排水溝,平臺以上為混凝土“U”型排水溝,平臺以下為土溝。2、溢洪道經(jīng)過現(xiàn)場踏勘,發(fā)現(xiàn)存在的問題如下:①溢洪道內(nèi)雜草叢生,兩岸樹木倒掛渠內(nèi),影響泄洪能力,進水渠段左側(cè)及消力池尾坎前淤積較嚴重。;②溢洪道渠底、兩岸擋墻和閘墩均采用漿砌條石砌筑,局部砌筑縫勾縫砂漿缺失,存在漏縫、滲水失穩(wěn)等不穩(wěn)定因素;③溢洪道兩側(cè)擋墻(左壩段壩腳)局部變形、傾斜,泄槽部分底板已經(jīng)損毀。④3孔平板鋼閘門:門葉可見明顯銹蝕現(xiàn)象,側(cè)、底止水橡膠老化、開裂、變形,吊耳可見明顯銹蝕現(xiàn)象,并有局部變形;行支承行走裝置可見明顯銹蝕現(xiàn)象,并有局部扭曲變形;埋件可見明顯銹蝕現(xiàn)象,進口閘墩門槽有變形,會影響閘門正常開啟;泄洪閘啟閉設(shè)備采用單吊點手動葫蘆啟閉,啟閉能力不足,無法完成閘門的正常啟閉,啟閉時間較長;閘房內(nèi)無照明設(shè)施。3、放水設(shè)施經(jīng)過現(xiàn)場踏勘,發(fā)現(xiàn)存在的問題如下:①放水臥涵管運行需人工封堵及放水,需下水操作,設(shè)施老舊,運行管理極不方便,且存在運行管理人員人身安全隱患;②涵臥管放水量不易控制,現(xiàn)最大放水流量,放空時間較長;③放水涵洞出口雜草亂枝密布;④供水管已棄用。4、附屬設(shè)施①;根據(jù)“水庫大壩安全鑒定辦法”及《水庫大壩安全評價導則》規(guī)定的大壩安全分類標準,塔寺溝水庫屬三類壩,建議盡快進行除險加固處理,使大壩安全運行,充分發(fā)揮水庫社會效益及經(jīng)濟效益。4.1.2工程質(zhì)量評價通過對塔寺溝水庫的施工、運行及現(xiàn)狀的質(zhì)量檢查分析,現(xiàn)對工程質(zhì)量綜合評價結(jié)論如下:塔寺溝水庫大壩填筑料質(zhì)量、壩基處理、壩肩連接處理質(zhì)量均滿足規(guī)范要求,溢洪道和放水涵臥管整體外觀質(zhì)量基本合格。但在本次評價復核中,仍發(fā)現(xiàn)水庫暴露了不少局部質(zhì)量缺陷,如:壩體迎水坡未做任何防護導致迎水坡面蠕變而引發(fā)防浪墻內(nèi)側(cè)裂縫,左壩段背水坡坡面不整、局部有塌坑和堆積體,左壩段縱向排水溝變形和倒流,右壩肩一級馬道平臺下土溝未襯砌、局部垮塌,鉆孔揭示左壩壩體內(nèi)夾雜塊石說明施工質(zhì)量有缺陷,溢洪道兩岸擋土墻墻體(左壩段壩腳),局部底板破損、墻體變形、勾縫砂漿缺失,放水涵臥管因設(shè)施陳舊存在運行管理及放水量不易控制問題。上述局部質(zhì)量缺陷,采取一定措施整治即可修復,暫時尚未嚴重影響到大壩和溢洪道安全。因此,根據(jù)《水庫大壩安全評價導則》(SL258-2017),質(zhì)量可評定為基本合格。4.1.3運行管理評價水庫管理機構(gòu)和管理制度相對健全,管理人員職責相對明晰;大壩水雨情監(jiān)測監(jiān)控等管理設(shè)施基本完善;水庫缺乏大壩變形、位移及滲流等安全監(jiān)測設(shè)施及監(jiān)測資料的整編分析;大壩養(yǎng)護修理雖然定期進行,但是現(xiàn)場調(diào)查仍發(fā)現(xiàn)溢洪道、排水棱體及放水洞出口雜草叢生,應(yīng)加強管理大壩保護范圍內(nèi)的非管理行為。綜上所述,根據(jù)《水庫大壩安全評價導則》(SL258-2017),大壩運行管理評為較規(guī)范。4.1.4防洪標準復核塔寺溝水庫防洪標準滿足規(guī)范要求,大壩抗洪能力除地震運行條件外,其余3種運行條件下均滿足規(guī)范要求,在地震運行條件下,壩頂高程不足高度約0.4m。溢洪道抗洪能力除出水渠高度不滿足泄洪安全要求外,進水渠、寬頂堰控制段、泄槽、消力池等建筑物渠頂高程均滿足規(guī)范要求。根據(jù)《水庫大壩安全評價導則》(SL258-2017),大壩防洪安全性評為B級。4.1.5滲流安全評價在各種計算工況下,水庫大壩全年滲透量僅0.514萬m3,大壩各壩段浸潤線出逸點滲透比降均小于允許滲透比降值,但左壩段浸潤線出逸點高,與現(xiàn)場踏勘時發(fā)現(xiàn)水庫在高水位運行時左壩段下游壩坡滲水位置一致,溢洪道泄槽局部存在滲水現(xiàn)象,且滲水壩坡面以下無任何補救措施,存在較大安全隱患,根據(jù)《水庫大壩安全評價導則》(SL258-2017)之規(guī)定,大壩滲流性態(tài)基本安全,評為B級。4.1.6結(jié)構(gòu)安全評價在非地震工況下,右壩排水棱體段上、下游壩坡及左壩非排水棱體段上游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均符合規(guī)范要求,但是左壩段下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)1.033~1.123,小于規(guī)范最小值1.15,不滿足規(guī)范要求。再結(jié)合現(xiàn)場踏勘時發(fā)現(xiàn)左壩段下游壩坡不平整,存在局部塌坑、堆積體等現(xiàn)象,溢洪道局部結(jié)構(gòu)已破損,放水涵洞設(shè)施老舊,按照《水庫大壩安全評價導則》(SL258-2017)之規(guī)定,大壩右壩段結(jié)構(gòu)安全,左壩段結(jié)構(gòu)不安全,溢洪道結(jié)構(gòu)不安全,綜合為不安全,評為C級。4.1.7抗震安全復核在地震工況下,右壩段排水棱體段上、下游壩坡及左壩段非排水棱體段上游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均符合規(guī)范要求,但是左壩段下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為0.859~0.962,均小于規(guī)范要求最小值1.1,不符合規(guī)范要求。再考慮到溢洪道局部結(jié)構(gòu)已破損,放水涵洞設(shè)施老舊,按照《水庫大壩安全評價導則》(SL258-2017)之規(guī)定,大壩抗震不安全,評為C級。4.1.8金屬結(jié)構(gòu)評價塔寺溝水庫金屬結(jié)構(gòu)及相關(guān)設(shè)備于1975年建成運行至今,由于建成時間較長,放水設(shè)施采用人工操作,有較大的安全隱患;洪閘門槽變形,且可見明顯銹蝕現(xiàn)象;吊耳可見明顯銹蝕現(xiàn)象,并有局部變形。啟閉設(shè)備采用單吊點手動葫蘆啟閉,啟閉力不足,影響閘門正常啟閉。啟閉閘房無任何供電線路及照明。根據(jù)《水庫大壩安全評價導則》,塔寺溝水庫金屬結(jié)構(gòu)及相關(guān)設(shè)備評為C級。4.2安全鑒定綜合評價4.2.1安全鑒定結(jié)論經(jīng)安全鑒定,塔寺溝水庫大壩為三類壩,屬病險水庫大壩。按照水利部頒布的《水庫大壩安全鑒定辦法》(水建管[2003]271號)文及《水庫大壩安全評價導則》(SL258-2017)等文件的要求和現(xiàn)行規(guī)范,得出表1-2所示的大壩具體評價。表4.2.1-1大壩安全綜合評價表序號內(nèi)容安全分級備注1抗洪性能B1、水庫原設(shè)計防洪標準滿足《防洪標準》(GB50201-2014)和《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2017)的防洪要求;2、經(jīng)計算水庫溢洪道出水渠邊墻高度不滿足,頂堰控制段、泄槽、消力池等建筑物渠頂高程均滿足規(guī)范要求;3、經(jīng)復核水庫大壩壩頂高程不足,約0.4m。2結(jié)構(gòu)性態(tài)C1、在正常運用條件和非常運用條件Ⅰ下左壩段大壩上游壩坡均滿1.151.25;2、通過現(xiàn)場檢查未發(fā)現(xiàn)大壩存在危及安全的異常變形;3、溢洪道溢洪道局部結(jié)構(gòu)已破損,放水涵洞設(shè)施老舊,溢洪道結(jié)構(gòu)安全不滿足要求;4、放水設(shè)施結(jié)構(gòu)完整滿足要求。3滲流性態(tài)B1、大壩上游未采取防滲措施,下游鋪設(shè)干砌石排水棱體;2、通過滲流分析計算,大壩各壩段浸潤線出逸點滲透比降均小于允許滲透比降值,但左壩段浸潤線出逸點高,與現(xiàn)場踏勘時發(fā)現(xiàn)水庫在高水位運行時左壩段下游壩坡滲水位置一致,溢洪道泄槽局部存在滲水現(xiàn)象,且滲水壩坡面以下無任何補救措施,存在較大安全隱患;其他建筑物運行過程中未發(fā)現(xiàn)異常滲流現(xiàn)象。4抗震性能C1、水庫抗震設(shè)防烈度滿足規(guī)范要求;2、經(jīng)過計算0.859~0.9621.1;3、溢洪道底板和邊墻局部破損、漏縫,存在嚴重的安全隱患;放水涵洞被堵塞,已不能正常運作,兩建筑物均存在較大的安全問題,據(jù)此推斷在地震工況下,泄水和輸水建筑物結(jié)構(gòu)亦不安全;5金屬結(jié)構(gòu)性能C1、放水設(shè)施采用人工操作,有較大的安全隱患;2、洪閘門槽變形,且可見明顯銹蝕現(xiàn);3、,不滿足規(guī)范要求.根據(jù)《水庫壩體安全評價導則》(SL285—2017)第12.0.2條規(guī)定,塔寺溝水庫應(yīng)為三類壩。4.2.2結(jié)論及建議1、結(jié)論:塔寺溝水庫大壩工程質(zhì)量基本合格,運行管理較規(guī)范,防洪安全性為B級,滲流安全為B級,結(jié)構(gòu)安全為C級,抗震安全為C級,金屬結(jié)構(gòu)安全為C級。據(jù)《水庫大壩安全評價導則》(SL258-2017),本水庫大壩安全評定為三類壩。①塔寺溝水庫左壩段大壩下游壩坡:左壩段大壩下游壩坡抗滑穩(wěn)定系數(shù)在正常運行、非常運行Ⅰ和地震工況下,均不滿足規(guī)范要求的最小系數(shù)要求,抗滑安全儲備明顯不足;②左壩段大壩浸潤線在下游壩坡排水溝附近出逸,出逸點位置較高,且滲水壩坡面以下無任何補救措施,存在較大安全隱患。大壩左壩段下游壩坡在未來運行中,特別是高水位運行時,確實存在失穩(wěn)的可能,建議增加左壩段壩體整治內(nèi)容針對塔寺溝水庫大壩為三類壩,主要的安全隱患主要來源于無變形及滲流監(jiān)測設(shè)施,壩頂防洪高程不足,壩體滲水、下游邊坡欠穩(wěn)定,溢洪道漏縫、局部破損,渠內(nèi)雜草叢生影響泄洪,放水涵臥管設(shè)施陳舊,放水流量及安全性無法控制,金屬結(jié)構(gòu)及電氣設(shè)備老化、缺失等。建議采用以下工程處理措施:1、運行管理①安裝大壩及溢洪道變形、滲流監(jiān)測設(shè)施,定期開展必要的變形、滲流監(jiān)測和數(shù)據(jù)整編;②加強大壩管理范圍及保護范圍內(nèi)的非管理行為管理工作,完善管理及保護范圍的界樁等標識。③考慮到溢洪道基礎(chǔ)位于粘土、粉質(zhì)粘土層,且溢洪道泄槽、消力池段布置于左壩壩趾處,右側(cè)擋墻作為壩尾土體擋土墻,一旦溢洪道沖刷破壞,失事后果嚴重,因此,應(yīng)加強溢洪道基礎(chǔ)變形、滲流監(jiān)測和日常巡視,確保溢洪道安全。2、大壩①針對大壩目前存在的問題,進行除險加固;②建議大壩在未整治前,汛期水庫低水位運行。3、溢洪道①溢洪道內(nèi)失穩(wěn)破損邊墻和底板進行整治,泄洪通道內(nèi)淤積物、雜草汛前進行定期清理;②溢洪道漿砌條石砌縫進行全面勾縫;③出水渠進行整治,滿足下泄設(shè)計洪水要求;④建議更換溢洪道泄洪控制段閘門及埋件;⑤建議溢洪道調(diào)整啟閉方式,更換啟閉設(shè)備,并完善啟閉相應(yīng)的電力線路及閘房用電設(shè)施及保護裝置。4、放水設(shè)施①建議放水方式整改為易于控制流量和便于操作的閘閥式型式;②廢棄生活供水設(shè)施拆除,美化庫區(qū)環(huán)境。5除險加固工程設(shè)計5.1工程現(xiàn)狀及存在問題5.1.1樞紐總布置情況及存在的問題水庫樞紐工程由均質(zhì)土壩、溢洪道和放水涵管組成。大壩為均質(zhì)土壩,壩高31.65m,壩頂高程537.00m,壩頂寬4.0~6.0mm,壩頂長210m。溢洪道位于大壩左岸,漿砌塊石結(jié)構(gòu),為閘式寬頂堰,堰上設(shè)3孔鋼閘,每孔凈寬3m,總凈寬9m,閘下堰頂高程534.40m。放水涵管位于大壩右岸,為無壓砌石臥管。臥管進口分高程設(shè)若干直徑20cm的放水孔,未封堵。為全面評價塔寺溝水庫的安全狀況,了解水庫的運行情況,太平鎮(zhèn)委托成都市水利水電勘測設(shè)計院對塔寺溝水庫進行安全鑒定,經(jīng)核查認定,塔寺溝水庫工程為三類壩。根據(jù)水庫安全鑒定情況,我公司通過對該工程相關(guān)資料的查閱、現(xiàn)場檢查、滲流分析、穩(wěn)定計算分析發(fā)現(xiàn)該工程存在不同程度的問題,現(xiàn)將樞紐工程基本情況及相關(guān)問題分述如下:5.1.1大壩及壩基塔寺溝水庫大壩為均質(zhì)土壩,壩軸線長度210m,壩頂寬度4.0~6.0m,最大壩高31.65m,壩頂平均高程536.70m,上側(cè)設(shè)0.4m高漿砌石防浪墻,壩頂C20砼路面。上游壩坡坡比1:2.3~1:2.8,壩坡為天然邊坡未襯砌;下游壩坡設(shè)兩級坡,在高程523.10m處設(shè)馬道平臺1處,平臺以上壩坡為1:1.9~1:2.2,平臺以下壩坡為1:2.0~1:2.4,馬道平臺寬度為1.0~3.0m,平臺內(nèi)側(cè)設(shè)縱向“U”型排水溝。大壩下游均為植草護坡,壩后設(shè)縱、橫向排水溝,壩后壩趾設(shè)有堆石排水棱體。經(jīng)過現(xiàn)場踏勘,發(fā)現(xiàn)存在的問題如下:①壩頂路面埡口臨庫區(qū)處有一條縱向細小裂縫,最大縫寬約4mm。防浪墻腳處有一條長為47m裂縫,裂縫一般寬1cm~2cm,最大縫寬約5cm,無充填;壩頂路面向壩后傾斜,傾斜度較大,臨防浪墻側(cè)局部可能存在積水,無防護欄桿,壩頂未發(fā)現(xiàn)有關(guān)壩體變形及滲流的監(jiān)測設(shè)施。②迎水壩坡無坡面防護措施,坡面植物滋生,長有雜草,平整度較差,局部存在淘刷現(xiàn)象;壩坡未發(fā)現(xiàn)有關(guān)壩體變形的監(jiān)測設(shè)施;③背水壩坡無防護措施,均為植草護坡,壩坡局部有較明顯的塌坑與堆積體,背水坡未發(fā)現(xiàn)壩體明顯滲水現(xiàn)象,右壩肩處設(shè)橫向排水溝,平臺以上為混凝土“U”型排水溝,平臺以下為土溝。5.1.2溢洪道溢洪道位于大壩左岸,為閘式寬頂堰。堰上設(shè)3孔鋼閘,每孔凈寬3m,總凈寬9m,閘下堰頂高程534.4m,進水前池底板高程為534.4~534.60m,中墩寬1.2m,長8.0m。3道泄洪閘閘門尺寸均為3.0×2.1m,配套啟閉機為手動葫蘆式。溢洪道左、右側(cè)邊墻和底板均采用M5漿砌條石襯砌,M10砂漿勾縫。經(jīng)過現(xiàn)場踏勘,發(fā)現(xiàn)存在的問題如下:①溢洪道內(nèi)雜草叢生,兩岸樹木倒掛渠內(nèi),影響泄洪能力,進水渠段左側(cè)及消力池尾坎前淤積較嚴重;②溢洪道渠底、兩岸擋墻和閘墩均采用漿砌條石砌筑,局部砌筑縫勾縫砂漿缺失,存在漏縫、滲水失穩(wěn)等不穩(wěn)定因素;③溢洪道兩側(cè)擋墻(左壩段壩腳)局部變形、傾斜,泄槽部分底板已經(jīng)損毀。④3孔平板鋼閘門:門葉可見明顯銹蝕現(xiàn)象,側(cè)、底止水橡膠老化、開裂、變形,吊耳可見明顯銹蝕現(xiàn)象,并有局部變形;行支承行走裝置可見明顯銹蝕現(xiàn)象,并有局部扭曲變形;埋件可見明顯銹蝕現(xiàn)象,進口閘墩門槽有變形,會影響閘門正常開啟;泄洪閘啟閉設(shè)備采用單吊點手。泄洪閘啟閉設(shè)備采用單吊點手動葫蘆啟閉,啟閉能力不足,無法完成閘門的正常啟閉,啟閉時間較長;閘房內(nèi)無照明設(shè)施。⑤溢洪道一級消力池底板沖毀,沖毀長度26m,溢洪道一級消力池至二級消力池之間左岸邊墻受山溪水影響變形較為嚴重。5.1.3放(供)水設(shè)施放水設(shè)施位于大壩右岸,為涵臥管,總長61.5m,涵管斷面尺寸為0.8×1.0m。臥管放水孔每排2孔,共30排60孔,直徑20cm,最大放水流量0.6m3/s,最低一級放水高程是521.94m。放水臥管均需要人工下水操作。供水設(shè)施位于大壩右壩肩,包括泵站房和供水管道,目前已停止生活供水。經(jīng)過現(xiàn)場踏勘,發(fā)現(xiàn)存在的問題如下:①放水臥涵管運行需人工封堵及放水,需下水操作,設(shè)施老舊,運行管理極不方便,且存在運行管理人員人身安全隱患;②涵臥管放水量不易控制,現(xiàn)最大放水流量;放水涵洞出口雜草亂枝密布;③供水管已棄用。5.1.4其他①水庫無水平、沉陷位移監(jiān)測設(shè)施;②根據(jù)水庫調(diào)查及管理人員介紹,水庫現(xiàn)有供水房,管理房;③有防汛搶險道路,現(xiàn)狀已采用C20砼硬化。5.2設(shè)計依據(jù)5.2.1工程等別及建筑物級別根據(jù)《防洪標準》(GB50201-2014)和《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2017)規(guī)定:塔寺溝水庫現(xiàn)狀總庫容120.5萬m3,屬于?。?)型水庫,其工程等別為IV等,樞紐工程主要永久性建筑物級別為4級,次要永久性建筑物為5級,臨時建筑物級別為5級。5.2.2洪水標準根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2017)的相關(guān)規(guī)定,塔寺溝水庫洪水標準按丘陵平原地區(qū)標準確定,本次洪水標準采用30年一遇(P=3.33%)洪水設(shè)計,300年一遇(P=0.33%)洪水校核。1、水庫特征水位根據(jù)水庫設(shè)計資料、本次洪水計算及調(diào)洪成果,水庫特征水位見表5.2.2-1。表5.2.2-1特征水位表名稱單位上游水位(整治前)上游水位(整治后)校核洪水位(P=0.33%)m536.68536.55設(shè)計洪水位(P=3.3%)m536.11536.19消能設(shè)計水位(P=5%)m535.99536.11正常蓄水位m534.40535.20死水位m521.94521.942、下泄流量各頻率洪水調(diào)節(jié)后下泄流量見表5.2.2-2(整治前后)。表5.2.2-2下泄流量表頻率P3.3%0.33%5%整治前36.556.332.8整治后46.570.743.33、各建筑物防洪標準表5.2.2-3各建筑物防洪標準表序號建筑物洪水重現(xiàn)期(年)備注類別名稱級別設(shè)計校核1主要建筑物大壩(均質(zhì)土壩)4303002溢洪道4303003放水設(shè)施4303004次要建筑物溢洪道消力池5205管理房等55.2.3設(shè)計基礎(chǔ)資料1、本次除險加固主要是按照國家有關(guān)的技術(shù)標準及規(guī)程、規(guī)范和大壩安全鑒定的結(jié)論,解決本工程存在的安全隱患,并根據(jù)工程管理的有關(guān)要求,完善大壩安全監(jiān)測、防汛、通訊、水情觀測等工程管理設(shè)施。2、設(shè)計基礎(chǔ)資料(1)天府新區(qū)太平鎮(zhèn)塔寺溝水庫大壩安全評價報告;(2)水庫實測地形資料及收集的其他相關(guān)資料。5.2.4采用的規(guī)范本工程除險加固設(shè)計主要參照以下規(guī)范進行:(1)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2017);(2)《防洪標準》(GB50201-2014);(3)《加快水利薄弱環(huán)節(jié)建設(shè)小型病險水庫除險加固項目初步設(shè)計報告編制大綱》(川農(nóng)水[2017]25號);(4)《水利水電工程初步設(shè)計報告編制規(guī)程》(SL619-2013);(5)《碾壓土石壩設(shè)計規(guī)范》(SL274-2001);(6)《溢洪道設(shè)計規(guī)范》(SL253-2018);(7)《水閘設(shè)計規(guī)范》(SL265-2016);(8)《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(SL551-2012);(9)《水庫調(diào)度規(guī)程編制導則》(SL706-2015);(10)《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(SL55-2005);(11)《水力計算手冊》(2006年第二版);(12)《四川省暴雨統(tǒng)計參數(shù)等值線圖集》(2011年版)其它有關(guān)現(xiàn)行規(guī)范、標準規(guī)程及相關(guān)參考書。5.3總體設(shè)計方案除險加固設(shè)計的原則是遵照現(xiàn)行規(guī)程、規(guī)范的要求,進行綜合整治設(shè)計,確保水庫安全、正常運行。本工程主要對擋水建筑物、泄水建筑物、放水設(shè)施、工程安全監(jiān)測設(shè)施、附屬工程等方面進行總體方案設(shè)計。5.3.1、大壩整治方案1、上游壩坡整治:上游壩坡規(guī)整壩坡,坡比1:2.6,高程521.94m新建頂寬50cm,高150cm的C20砼重力式抗滑墩,抗滑墩以上壩坡調(diào)整坡比夯實找平后鋪設(shè)防滲復合土工膜(500g/㎡),土工膜下側(cè)壓入壓重塊下,上側(cè)壓入防浪墻下,兩側(cè)分別伸入壩肩山體相對不透水層,并采用50cm×50cmC20砼壓重塊固定,土工膜上鋪設(shè)12cm厚粗砂墊層,上游壩坡采用8cm厚預(yù)制六菱塊護坡,采用五干砌一漿砌砌筑。高差每5m設(shè)一道橫向40cm×60cmC20砼阻滑板。2、壩頂整治:壩軸線不變,壩頂為寬度4.0~6.0m,壩頂長205.5m,壩頂路面進行拆除重建,整治后壩頂高程537.00m,大壩上游側(cè)設(shè)80cm青石欄桿+40cmC25鋼筋砼防浪墻,防浪墻頂部高程537.40、墻寬40cmm、下游側(cè)新建0.3m×0.4mC20砼路沿石,壩頂路面采用20cm厚C25砼澆筑,下設(shè)10cm碎石墊層。3、下游壩坡整治:下游壩坡培厚規(guī)整壩坡,壩頂至一級馬道之間坡比規(guī)整為1:2.1、一級馬道至二級馬道之間坡比規(guī)整為1:2.5。高程523.20m為一級馬道,馬道寬2.0m,內(nèi)側(cè)設(shè)C20砼排水溝,排水溝凈空尺寸40cm×40cm;高程509.6m為二級馬道,馬道寬1.5m,高程509.60m以下為排水棱體,排水棱體保持現(xiàn)狀,在排水棱體下游坡腳處設(shè)C20砼排水溝,排水溝凈空尺寸60cm×80cm,壁厚30cm。二級馬道以上壩坡均采用C25鋼筋砼框格梁植草護坡,框格梁尺寸25cm×25cm,框格大小3.5m×3.5m矩形布置。設(shè)C20混凝土下坡梯步4處,梯步總寬度3.0m,梯帶尺寸25cm×30cm(寬×高),梯步尺寸42cm×20cm(寬×高)和50cm×20cm。右壩肩設(shè)C20混凝土排水溝至壩腳,排水溝凈空尺寸50cm×50cm,壁厚20cm。左壩肩溢洪道與馬道排水溝連接處預(yù)留排水口。4、對大壩進行白蟻整治。結(jié)合大壩整治進行坡面清挖時采取如下白蟻防治措施:1)分析判斷選出主蟻道,追挖白蟻主巢,取出巢體,填實巢穴。2)選用滅蟻藥物樂斯苯藥劑,對大壩表層消毒,同時需打孔,對每孔作灌液處理。3)4)對浸潤線以上壩坡進行滅蟻藥物灌漿,孔距2m,孔深4m。5.3.2、溢洪道整治方案本次溢洪道擬拆除閘門、排架及啟閉機房,同時對溢洪道進口段進行改造,對沖毀的溢洪道底板和變形的溢洪道邊墻進行修復。整治后溢洪道為無閘駝峰堰式溢洪道,堰頂高程由534.40m調(diào)整為535.20m,溢洪道控制段進行拓寬,寬度為14.5m。溢洪道漸變段、消力池及尾水段軸線保持不變,對溢洪道表層漿砌石,鑿毛沖洗干凈后,采用鋼筋砼澆筑20cm。此外,對一級消力池底板進行修復,一級消力池至二級消力池之間的溢洪道左邊墻變形段(20m)進行拆除重建。進口段(溢0-014.35~溢0+000):起點高程533.40m,終點高程534.00m。進口段由兩段組成,分別為水平段和倒坡段。水平段長2.35m,倒坡段長12.00m,比降為1:20底板均采用20cm厚C25鋼筋澆筑,下設(shè)10cm厚C15細石砼墊層。進口段擴寬至14.5m,溢洪道右岸邊墻拆除后澆筑40cm厚C25鋼筋砼,溢洪道左岸邊墻保持不變,表面鑿毛沖洗干凈后澆筑20cm厚C25鋼筋砼。控制段(溢0+000~溢0+009.6):新建120cm高、9.6m長的C25鋼筋砼駝峰堰,溢洪道右岸邊墻拆除后澆筑40cm厚C25鋼筋砼,溢洪道左岸邊墻保持不變,表面鑿毛沖洗干凈后澆筑20cm厚C25鋼筋砼。5.3.3、放(供)水設(shè)施整治方案1)生活供水設(shè)施由于本水庫已無生活供水作用,因此本次拆除原供水管道及供水管理用房,原址處新建一座管理房。(2)灌溉放水設(shè)施拆除水庫原放水臥管,新建同軸斜拉式閘門臥管位于右壩肩,原涵臥管右側(cè),新建啟閉房及啟閉機控制斜拉閘,水流通過斜拉閘閘孔經(jīng)涵管后進入原涵臥管進水室,進水室接壩下涵管,涵管尺寸為0.8×0.8m。原放水涵臥管取水流量最大為0.6m3/s。新建的放水設(shè)施采用分層取水方式,主要由一桿多控斜拉閘和連接臥管兩部分組成。新建的同軸斜拉式閘門臥管,坡比1:2。斜拉閘進水口共設(shè)5孔,每孔直徑30cm,底部進水口高程為521.94m,與死水位高程齊平;頂部進水口高程為534.00m,低于正常蓄水位1.2m,其余進水口從頂部往下依次高差3.0m布置。連接臥管凈空尺寸60cm×100cm(寬×高),采用30cm厚C25鋼筋砼澆筑,底部設(shè)10cm厚C15砼墊層。連接臥管頂高程為535.20m,底部接原涵臥管進水室。啟閉房采用磚混結(jié)構(gòu),建筑面積9m2,建筑高度3.0m。5.3.4、管理設(shè)施整治(1)管理用房為方便管理和存放管理物資,將原供水用房拆除并新建為管理房。(2)庫區(qū)巡視(碼頭)為方便庫區(qū)巡查,配置庫區(qū)巡邏艇,并在大壩右岸上游布置小型碼頭。碼頭位于大壩右壩肩處,碼頭主要由停船平臺和坡道兩部分組成,坡道頂部平臺高程與大壩頂高程一致537.00m,坡道底部高程524.00m。坡道底板采用C20混凝土結(jié)構(gòu),每10m設(shè)置一伸縮縫,縫寬2cm。5.3.5、安全監(jiān)測設(shè)施整治參考《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(SL551-2012)規(guī)范要求,以及考慮盡量避免對已有建筑物的破壞,進行安全監(jiān)測設(shè)計。1)壩面水平位移監(jiān)測為兼顧壩內(nèi)土體位移及沉降監(jiān)測,考慮經(jīng)濟適用原則,在塔寺溝水庫大壩選擇3個監(jiān)測斷面,埋設(shè)位移觀測點進行壩內(nèi)和壩面水平位移及沉降監(jiān)測。為了不影響壩頂交通,位移觀測點布置在壩頂靠下游側(cè)處。2)壩面沉降監(jiān)測3)滲流量監(jiān)測結(jié)合塔寺溝水庫布置,在土壩背水坡下游排水溝內(nèi)或土壩下游有水處,設(shè)置量水堰進行滲流量監(jiān)測,預(yù)留2個量水堰。4)壩體浸潤線監(jiān)測監(jiān)測斷面:布置3個監(jiān)測斷面,與壩面水平位移監(jiān)測同斷面布設(shè)。5)上下游水位監(jiān)測在壩上游和下游分別選擇合適位置布置1付水尺,進行水位監(jiān)測。5.4擋水建筑物5.4.1基本資料根據(jù)天府新區(qū)太平鎮(zhèn)塔寺溝水庫水文地質(zhì)提供的資料,并參考《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》(SL189-2013)及有關(guān)手冊文獻,選用塔寺溝水庫土石壩的主要計算參數(shù)如下:(1)水位校核洪水位:536.55m設(shè)計洪水位:536.19m正常蓄水位:535.20m死水位:521.94m壩體、壩基物理力學指標見表5.4.1-1。(3)地震基本烈度:Ⅶ度。表5.4.1-1大壩巖土體物理力學指標建議值巖土名稱天然濕密度ρ天然干密度ρd孔隙率n壓縮模量承載力特征值fk天然固結(jié)快剪飽和固結(jié)快剪滲透系數(shù)k(cm/s)允許滲透坡降Jg/cm3g/cm3%MPaMPaC(kPa)Φ(°)C(kPa)Φ(°)大值平均值小值平均值粉質(zhì)粘土2.011.6639.65.00.15~0.16271724153.2×10-71.5×10-72.0~3.0黏土夾塊石2.071.7736.35.50.16~00×10-75.0×10-71.0~2.0干砌塊石2.352.0220~255~60.30~0.350320/4.0×10-30.15~0.2強風化泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖2.722.4410.54/0.50~0.600340329.0×10-5/中風化泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖2.732.4011.75/0.60~0.800360346.0×10-5/5.4.2防洪標準復核根據(jù)報告2.3節(jié)相關(guān)描述,塔寺溝水庫防洪能力滿足30年一遇設(shè)計洪水和300年一遇校核洪水標準的防洪要求。但是,計算所需壩頂(含防浪墻)高程由地震工況決定,計算值為537.53m,實測防浪墻頂高程為537.40m,低于計算值0.13m,不滿足規(guī)范要求。水庫整治后壩頂(含防浪墻)高程為538.20m,高于計算所需壩頂高程537.39m。因此,整治后大壩能夠滿足30年一遇洪水設(shè)計以及300年一遇洪水校核標準,滿足國家《防洪標準》(GB50201-2014)防洪要求。5.4.3壩頂整治壩軸線不變,壩頂寬度為4.0~6.0m,壩頂長205.5m,壩頂路面進行拆除重建,整治后壩頂高程537.00m,大壩上游側(cè)設(shè)80cm青石欄桿+40cmC25鋼筋砼防浪墻,防浪墻頂高程為537.40、總高度0.82m、寬度0.4m,防浪墻上部設(shè)青石欄桿,高0.8m;下側(cè)新建0.3m×0.4mC20砼路沿石,壩頂路面采用20cm厚的C25砼澆筑,下設(shè)10cm厚碎石墊層。5.4.4壩坡整治1、上游壩坡整治設(shè)計①結(jié)構(gòu)設(shè)計上游壩坡整治:上游壩坡規(guī)整壩坡,坡比1:2.6,高程521.94m新建頂寬50cm,高150cm的C20砼重力式抗滑墩,抗滑墩以上壩坡調(diào)整坡比夯實找平后鋪設(shè)防滲復合土工膜(500g/㎡),土工膜下側(cè)壓入壓重塊下,上側(cè)壓入防浪墻下,兩側(cè)分別伸入壩肩山體相對不透水層,并采用50cm×50cmC20砼壓重塊固定,土工膜上鋪設(shè)12cm厚粗砂墊層,采用8cm厚預(yù)制六菱塊護坡。高差每5m設(shè)一道橫向40cm×60cmC20砼阻滑板。②防滲設(shè)計上游壩體防滲采用防滲復合土工膜(500g/㎡),土工膜下側(cè)壓入壓重塊下,上側(cè)壓入路沿石下,兩側(cè)分別伸入壩肩山體相對不透水層,并采用50cm×50cmC20砼壓重塊固定。2、下游壩坡整治設(shè)計下游壩坡培厚規(guī)整壩坡,壩頂至一級馬道之間坡比規(guī)整為1:2.1、一級馬道至二級馬道之間坡比規(guī)整為1:2.5。高程523.20m為一級馬道,馬道寬2.0m,內(nèi)側(cè)設(shè)C20砼排水溝,排水溝凈空尺寸40cm×40cm;高程509.6m為二級馬道,馬道寬1.5m,高程509.60m以下為排水棱體,排水棱體保持現(xiàn)狀,在排水棱體下游坡腳處設(shè)C20砼排水溝,排水溝凈空尺寸60cm×80cm,壁厚30cm。二級馬道以上壩坡均采用C25鋼筋砼框格梁植草護坡,框格梁尺寸25cm×25cm,框格大小3.5m×3.5m矩形布置。設(shè)C20混凝土下坡梯步4處,梯步總寬度3.0m,梯帶尺寸25cm×30cm(寬×高),梯步尺寸42cm×20cm(寬×高)和50cm×20cm。右壩肩設(shè)C20混凝土排水溝至壩腳,排水溝凈空尺寸50cm×50cm,壁厚20cm。左壩肩溢洪道與馬道排水溝連接處預(yù)留排水口。5.4.5整治前大壩滲流穩(wěn)定復核大壩整治前對大壩進行滲流穩(wěn)定復核,其相應(yīng)計算如下:5.4.5.1整治前滲流計算復核本次大壩滲流采用河海大學水工結(jié)構(gòu)有限元分析軟件Autobank7.7進行計算,考慮到左壩段無排水棱體,壩體接溢洪道,該壩型壩長約90m;而右壩段設(shè)有排水棱體,該壩型壩長約110m。因此,本次計算斷面擬采用2個斷面,即左壩段不含排水棱體的最大典型斷面(計算斷面1)和右壩段含排水棱體的最大典型斷面(計算斷面2),計算分區(qū)根據(jù)本次地勘鉆孔揭示的巖土層進行分區(qū),壩體計算分區(qū)如圖5-1~5-2。5-11(1-1)橫剖圖1、計算參數(shù)根據(jù)本次地質(zhì)勘察與實驗成果,并參考類似工程經(jīng)驗,綜合分析選取大壩滲流計算參數(shù),見下表。表5.4.5-1塔寺溝水庫大壩各分區(qū)土體滲流計算參數(shù)表序號土 類滲透系數(shù)值K(cm/s)允許滲透坡降備注大值平均值小值平均值1左壩段粘土夾塊石7.0×10-75.0×10-71.0~2.0計算斷面1壩體土2右壩段粉質(zhì)粘土(粘土)3.2×10-71.5×10-72.0~3.0計算斷面2壩體土3排水棱體干砌塊石4.0×10-30.15~0.24強風化泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖9.0×10-5/壩基5弱風化泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖6.0×10-5/2、計算工況計算斷面(左壩段)1下游水位采用溢洪道內(nèi)相應(yīng)水位;計算斷面(右壩段)2下游設(shè)置排水棱體,下游水位采用相應(yīng)的地下水位,本次計算均按地面下1.0m考慮。因此,選取以下4種工況進行滲流計算:工況1:正常蓄水位與下游相應(yīng)最低水位;工況2:上游設(shè)計洪水位與下游相應(yīng)水位;工況3:上游校核洪水位與下游相應(yīng)水位;工況4:上游校核洪水位驟降至死水位。各工況相應(yīng)的計算水位關(guān)系見下表。表5.4.5-2各工況計算水位表項目工況上游水位(m)計算斷面1下游水位(m)計算斷面2下游水位(m)工況1534.40510.6506.50工況2536.11512.1506.50工況3536.68512.1506.50工況4536.68~521.94512.1506.503、計算結(jié)果1、左壩非棱體段(計算斷面1)本水庫大壩左壩段壩后接溢洪道,無排水棱體,本次計算采用左壩最大典型斷面(計算斷面1)大壩各工況下的滲透壓力及滲透比降如下圖5.3~5.6。各種工況下大壩壩坡滲透計算圖見下圖,出逸坡降值及滲漏量值見表5.4.5-3。滲流計算簡圖如下:1)左壩段(斷面1)正常水位534.40m時形成的穩(wěn)定滲流情況計算簡圖左壩段(斷面1)設(shè)計洪水位536.11m時形成的穩(wěn)定滲流情況計算簡圖左壩段(斷面1)校核洪水位536.68m時形成的穩(wěn)定滲流情況計算簡圖左壩段(斷面1)校核洪水位驟降至死水位非穩(wěn)定滲流計算簡圖表5.4.6-1左壩段滲流復核計算成果表計算工況滲透坡降J允許滲透坡降[J]單寬滲漏量(L/s.m)工況一(正常蓄水534.40m)0.2131.50.000340工況二(設(shè)計洪水位536.11m)0.2751.50.000365工況三(校核洪水位536.68m)0.3451.50.000373工況四(校核水位536.68m至正常水位521.94m)0.298-0.3521.5/各種計算工況下的穩(wěn)定滲流期,大壩壩體計算的最大水平坡降值和滲漏量見表5.4.6-1,由表中可見,整治后計算斷面最大出逸坡降值為0.352,小于滲透坡降允許值,大壩滲透穩(wěn)定性滿足要求。2、右壩排水棱體段(計算斷面2)本水庫大壩右壩段壩后設(shè)置排水棱體,本次計算采用右壩最大典型斷面(計算斷面2)。大壩各工況下的滲透壓力及滲透比降如下圖5-7~5-10。(1)滲透穩(wěn)定分析根據(jù)地勘成果及大壩滲流計算,計算斷面壩體下游浸潤線排水棱體內(nèi)出逸,出逸坡降0.011,遠小于排水棱體允許滲透比降最小值0.2,現(xiàn)場踏勘時也未發(fā)現(xiàn)右壩段有滲水、散浸現(xiàn)象。因此,右壩排水棱體段大壩滲透穩(wěn)定。表5.4.5-1斷面(2)滲流復核計算成果表計算工況滲透坡降J允許滲透坡降[J]單寬滲漏量(L/s.m)工況一(正常蓄水位,534.40m)0.421.50.00017工況二(設(shè)計洪水位536.11m)0.341.50.00019工況三(校核洪水位536.68m)0.381.50.00021工況四(校核水位536.68m至正常水位521.94m)0.451.5/2、滲漏量分析右壩排水棱體段壩長約120m,經(jīng)計算,最大斷面單米每天滲流量約0.082m3,右壩段全年漏水量0.36萬m3。塔寺溝水庫大壩左右壩段全年漏水總量0.514萬m3,全年大壩的滲漏量極少。1)右壩段(斷面2)正常水位534.40m時形成的穩(wěn)定滲流情況計算簡圖2)右壩段(斷面2)設(shè)計洪水位536.11m時形成的穩(wěn)定滲流情況計算簡圖3)右壩段(斷面2)校核洪水位536.68m時形成的穩(wěn)定滲流情況計算簡圖4)右壩段(斷面2)校核洪水位驟降至堰頂高程再降至死水位非穩(wěn)定滲流計算簡圖表5.4.5-2右壩段斷面(2)滲流復核計算成果表計算工況滲透坡降J允許滲透坡降[J]單寬滲漏量(L/s.m)工況一(正常蓄水位534.40m)0.1381.50.000342工況二(設(shè)計洪水位536.11m)0.1511.50.000364工況三(校核洪水位536.68m)0.1641.50.000371工況四(校核水位536.68m至正常水位521.94m)0.16-0.081.5/各種計算工況下的穩(wěn)定滲流期,大壩壩體計算的最大水平坡降值和滲漏量見表5.4.5-2,由表中可見,整治后計算斷面最大出逸坡降值為0.16,小于滲透坡降允許值,大壩滲透穩(wěn)定性滿足要求。5.4.5.2整治前邊坡穩(wěn)定計算復核本次大壩結(jié)構(gòu)安全計算主要是大壩各運行工況下的上下游壩坡穩(wěn)定計算,計算采用河海大學水工結(jié)構(gòu)有限元分析軟件Autobank7.7進行計算,計算方法為簡化畢肖普法,計算斷面采用2個斷面,即左壩段不含排水棱體的最大典型斷面(計算斷面1)和右壩段含排水棱體的最大典型斷面(計算斷面2)。壩為均質(zhì)土壩,壩基結(jié)合本次鉆探的鉆孔揭示進行了強風化層和弱風化層分區(qū)。1、計算目的壩坡穩(wěn)定復核計算的目的在于判別壩體在自重、各種情況的孔隙壓力和外荷載在規(guī)范規(guī)定的工作條件(或荷載組合)下是否具有足夠的穩(wěn)定性,其最危險滑弧的最小安全系數(shù)是否滿足規(guī)范要求,從而正確分析評價現(xiàn)狀壩坡的穩(wěn)定性,為大壩的安全運行和科學管理提供理論依據(jù)。2、計算條件根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252—2017),塔寺溝水庫樞紐主體工程等別為IV等。永久性主要建筑物為4級,次要建筑物為5級。設(shè)計洪水標準為30年一遇,校核洪水標準為300年一遇。3、穩(wěn)定安全系數(shù)大壩為4級建筑物,根據(jù)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》(SL189-2013)的要求,采用計及條塊間作用力的簡化畢肖甫法時,相應(yīng)的壩坡抗滑穩(wěn)定最小允許安全系數(shù)如下表:表5.4.5-3壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)表項目建筑物級別正常運行情況非常運行情況Ⅰ大壩41.251.154、計算方法和計算指標(1)計算方法:計算時選取大壩最大斷面,其計算的程序是AutoBank7.07,采用計及條塊間作用力的簡化畢肖甫法。(2)基本參數(shù):根據(jù)地質(zhì)提供基本參數(shù)見下表5.4.5-4(3)地震基本烈度:Ⅶ度。序號土類濕密度ρ(g/cm3)ρ(g3水上水下孔隙率n(%)粘聚c(kPa)內(nèi)摩擦角(度)粘聚c(kPa)內(nèi)摩擦角(度)1左壩段粘土夾塊石2.071.072618201836.32右壩段粉質(zhì)粘土(粘土)2.011.012717241639.63排水棱體干砌塊石2.351.3503203220~254強風化泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖2.721.7203403210.545弱風化泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖2.731.7303603411.755、計算工況根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》(SL274-2001),本水庫的計算工況如下:(1)設(shè)計洪水位穩(wěn)定滲流期上下游壩坡;(2)正常蓄水位穩(wěn)定滲流期上下游壩坡;(3)校核洪水位穩(wěn)定滲流期上下游壩坡;(4)設(shè)計洪水位驟降至死水位上游壩坡;(5)正常蓄水位降至死水位上游壩坡。(6)校核洪水位驟降死水位上游壩坡。6、壩坡現(xiàn)狀穩(wěn)定分析計算成果1、左壩段非排水棱體段(計算斷面1)本水庫大壩左壩段壩后接溢洪道,無排水棱體,壩長約90m,本次計算采用左壩最大典型斷面(計算斷面1),壩坡穩(wěn)定計算簡圖及計算成果如下。正常運用:設(shè)計洪水位穩(wěn)定滲流期上、下游壩坡穩(wěn)定計算簡圖;正常運用:正常蓄水位穩(wěn)定滲流期上、下游壩坡壩坡穩(wěn)定計算簡圖;(3)正常運用:設(shè)計洪水位驟降至死水位上游壩坡穩(wěn)定計算簡圖;(4)正常運用:正常蓄水位降至死水位上游壩坡穩(wěn)定計算簡圖。(5)非常運用:校核洪水位穩(wěn)定滲流期上、下游壩坡穩(wěn)定計算簡圖;(6)非常運用:校核洪水位驟降至死水位上游壩坡穩(wěn)定計算簡圖。表5.4.5-5左壩段(計算斷面1)大壩抗滑穩(wěn)定計算成果表計算工況計算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)(簡化畢肖普法)規(guī)范要求最小安全系數(shù)正常運用條件1)正常蓄水位穩(wěn)定滲流上游2.2151.25下游1.3382)設(shè)計洪水位穩(wěn)定滲流上游2.272下游1.2533)設(shè)計洪水位降至死水位上游1.5134)正常水位降至死水位上游1.513非常運用條件Ⅰ1)校核洪水位穩(wěn)定滲流上游2.2901.15下游1.2132)校核洪水位降至死水位上游1.513據(jù)計算成果,在正常運用條件和非常運用條件Ⅰ下左壩段大壩上、下游壩坡均滿足規(guī)范穩(wěn)定要求。2、右壩段排水棱體段(計算斷面2)本水庫大壩右壩段壩后設(shè)置有排水棱體,壩長約120m,本次計算采用右壩最大典型斷面(計算斷面2),壩坡穩(wěn)定計算簡圖及計算成果如下。(1)正常運用:設(shè)計洪水位穩(wěn)定滲流期上、下游壩坡穩(wěn)定計算簡圖;(2)正常運用:正常蓄水位穩(wěn)定滲流期上、下游壩坡壩坡穩(wěn)定計算簡圖;(3)正常運用:設(shè)計洪水位驟降至死水位上游壩坡穩(wěn)定計算簡圖;正常運用:正常蓄水位降至死水位上游壩坡穩(wěn)定計算簡圖。非常運用:校核洪水位穩(wěn)定滲流期上、下游壩坡穩(wěn)定計算簡圖;(6)非常運用:校核洪水位驟降至死水位上游壩坡穩(wěn)定計算簡圖。根據(jù)計算,大壩壩坡在正常運用條件及非常運用條件Ⅰ下的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足規(guī)范要求,見下表。表5.4.5-6右壩段(計算斷面2)大壩抗滑穩(wěn)定計算成果表計算工況計算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)(簡化畢肖普法)規(guī)范要求最小安全系數(shù)正常運用條件1)正常蓄水位穩(wěn)定滲流上游2.0941.25下游1.3582)設(shè)計洪水位穩(wěn)定滲流上游2.169下游1.2633)設(shè)計洪水位降至死水位上游1.4354)正常蓄水位降至死水位上游1.435非常運用條件Ⅰ1)校核洪水位穩(wěn)定滲流上游2.1831.15下游1.2302)校核洪水位驟降至死水位上游1.435據(jù)計算成果,在正常運用條件和非常運用條件Ⅰ下右壩排水棱體段大壩上、下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求的最小安全系數(shù)要求,因此,右壩段大壩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。5.4.5.3地震工況邊坡穩(wěn)定計算成果分析根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》(SL274-2007),本水庫的地震計算工況如下:1、正常蓄水位+Ⅶ度地震上下游壩坡;2、死水位+Ⅶ度地震上下游壩坡;1)、左壩非排水棱體段(計算斷面1)本水庫大壩左壩段壩后接溢洪道,無排水棱體,壩長約90m,本次計算采用左壩最大典型斷面(計算斷面1),壩坡穩(wěn)定計算簡圖及計算成果如下。(1)非常運用條件:正常蓄水位+Ⅶ度地震上、下游壩坡穩(wěn)定計算簡圖(2)非常運用條件:死水位+Ⅶ度地震上、下游壩坡穩(wěn)定計算簡圖表5.4.5-1左壩段大壩抗滑穩(wěn)定計算成果表計算工況計算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)(簡化畢肖普法)備注非常運用條件Ⅱ1)正常蓄水位+Ⅶ度地震上游1.7201.1滿足下游1.175滿足2)死水位+Ⅶ度地震上游1.424滿足下游1.359滿足根據(jù)計算,在地震工況下,左壩段大壩上、下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均大于規(guī)范要求的最小安全系數(shù)1.1。2)、右壩排水棱體段(計算斷面2)(1)非常運用條件:正常蓄水位+Ⅶ度地震上、下游壩坡穩(wěn)定計算簡圖非常運用條件:死水位+Ⅶ度地震上、下游壩坡穩(wěn)定計算簡圖表5.4.5-1右壩段大壩地震工況抗滑穩(wěn)定計算成果表計算工況計算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)(簡化畢肖普法)備注非常運用條件Ⅱ1)正常蓄水位+Ⅶ度地震上游1.6311.1滿足下游1.200滿足2)死水位+Ⅶ度地震上游1.333滿足下游1.320滿足根據(jù)計算,在地震工況下,右壩段大壩上下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。5.4.6整治后大壩滲流穩(wěn)定復核大壩整治后對大壩進行滲流穩(wěn)定復核其相應(yīng)計算如下:5.4.6.1整治后滲流計算復核本次大壩滲流采用河海大學水工結(jié)構(gòu)有限元分析軟件Autobank7.7進行計算,考慮到左壩段無排水棱體,壩體接溢洪道,該壩型壩長約90m;而右壩段設(shè)有排水棱體,該壩型壩長約110m。因此,本次計算斷面擬采用2個斷面,即左壩段不含排水棱體的最大典型斷面(計算斷面1)和右壩段含排水棱體的最大典型斷面(計算斷面2),計算分區(qū)根據(jù)本次地勘鉆孔揭示的巖土層進行分區(qū),壩體計算分區(qū)如圖5.4.6-1~5.4.6-2。5.4.6-11(1-1)橫剖圖1、計算參數(shù)根據(jù)本次地質(zhì)勘察與實驗成果,并參考類似工程經(jīng)驗,綜合分析選取大壩滲流計算參數(shù),見下表。
表5.4.5-1塔寺溝水庫大壩各分區(qū)土體滲流計算參數(shù)表序號土 類滲透系數(shù)值K(cm/s)允許滲透坡降備注大值平均值小值平均值1左壩段粘土夾塊石7.0×10-75.0×10-71.0~2.0計算斷面1壩體土2右壩段粉質(zhì)粘土(粘土)3.2×10-71.5×10-72.0~3.0計算斷面2壩體土3排水棱體干砌塊石(失效工況計算)4×10-30.2~0.34強風化泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖9.0×10-5/壩基5弱風化泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖6.0×10-5/2、計算工況計算斷面1下游水位采用溢洪道內(nèi)相應(yīng)水位,計算斷面2由于壩后既非河道又非溢洪道,下游水位采用相應(yīng)的水位。因此,選取以下4種工況進行滲流計算:工況1:上游正常蓄水位與下游相應(yīng)地下水位低于地面0.5m;工況2:上游設(shè)計洪水位與下游相應(yīng)水位,按高出地面0.5m;工況3:上游校核洪水位與下游相應(yīng)水位,按高出地面1.0m;工況4:上游校核洪水位驟降至死水位。各工況相應(yīng)的計算水位關(guān)系見下表。表5.4.6-2各工況計算水位表項項目工況上游水位(m)計算斷面1下游水位(m)計算斷面2下游水位(m)工況1535.20510.60507.00工況2536.19512.10508.00工況3536.55512.30508.50工況4536.55~521.94512.1、510.10508.50、507.003、計算結(jié)果各種工況下大壩壩坡滲透計算圖見下圖,出逸坡降值及滲漏量值見表5.4.6-3。整治后滲流計算簡圖如下:1)左壩段(斷面1)正常水位535.20m時形成的穩(wěn)定滲流情況計算簡圖左壩段(斷面1)設(shè)計洪水位536.19m時形成的穩(wěn)定滲流情況計算簡圖左壩段(斷面1)校核洪水位536.55m時形成的穩(wěn)定滲流情況計算簡圖4)左壩段(斷面1)校核洪水位驟降至死水位非穩(wěn)定滲流計算簡圖表5.4.6-1左壩段滲流復核計算成果表計算工況滲透坡降J允許滲透坡降[J]單寬滲漏量(L/s.m)工況一(正常蓄水535.20m)0.2271.50.000361工況二(設(shè)計洪水位536.19m)0.2371.50.000378工況三(校核洪水位536.55m)0.2411.50.000384工況四(校核水位536.68m至正常水位521.94m)0.265-0.2681.5/各種計算工況下的穩(wěn)定滲流期,大壩壩體計算的最大水平坡降值和滲漏量見表5.4.6-1,由表中可見,整治后計算斷面最大出逸坡降值為0.265,小于滲透坡降允許值,整治后大壩滲透穩(wěn)定性滿足要求。1)右壩段(斷面2)正常水位535.20m時形成的穩(wěn)定滲流情況計算簡圖2)右壩段(斷面2)設(shè)計洪水位536.19m時形成的穩(wěn)定滲流情況計算簡圖3)右壩段(斷面2)校核洪水位536.55m時形成的穩(wěn)定滲流情況計算簡圖4)右壩段(斷面2)校核洪水位(536.55)驟降至死水位(521.94)非穩(wěn)定滲流計算簡圖表5.4.6-3塔寺溝水庫大壩典型斷面滲流復核計算成果表計算工況滲透坡降J允許滲透坡降[J]單寬滲漏量(L/s.m)工況一(正常蓄水位535.20m)0.1741.50.000342工況二(設(shè)計洪水位536.19m)0.1811.50.000357工況三(校核洪水位536.55m)0.1841.50.000362工況四(校核水位536.55m至水位521.94m)0.188-0.1061.5/各種計算工況下的穩(wěn)定滲流期,大壩壩體計算的最大水平坡降值和滲漏量見表5.4.6-3,由表中可見,整治后計算斷面最大出逸坡降值為0.188,小于滲透坡降允許值,整治后大壩滲透穩(wěn)定性滿足要求。5.4.6.2整治后穩(wěn)定計算1、計算目的壩坡穩(wěn)定計算的目的在于判別壩體在自重、各種情況的孔隙壓力和外荷載在規(guī)范規(guī)定的工作條件(或荷載組合)下是否具有足夠的穩(wěn)定性,其最危險滑弧的最小安全系數(shù)是否滿足規(guī)范要求,從而正確分析評價現(xiàn)狀壩坡的穩(wěn)定性,為大壩的安全運行和科學管理提供理論依據(jù)。2、計算條件根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252—2017),塔寺溝水庫樞紐主體工程等別為IV等。永久性主要建筑物為4級,次要建筑物為5級。設(shè)計洪水標準為30年一遇,校核洪水標準為300年一遇。依據(jù)國家相關(guān)規(guī)范本次壩坡整體抗滑穩(wěn)定分析中的特征水位按上述防洪復核結(jié)果進行計算。3、穩(wěn)定安全系數(shù)大壩為4級建筑物,根據(jù)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》(SL189-2013)的要求,采用計及條塊間作用力的簡化畢肖普法時,相應(yīng)的壩坡抗滑穩(wěn)定最小允許安全系數(shù)如下表:表5.4.6-4壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)表項目建筑物級別正常運行情況非常運行情況Ⅰ大壩41.251.154、計算方法和計算指標(1)計算方法:計算時選取大壩最大斷面,其計算的程序是AutoBank7.07,采用計及條塊間作用力的簡化畢肖甫法。(2)基本參數(shù):根據(jù)地質(zhì)提供基本參數(shù)見表5.4.5-1(3)地震基本烈度:Ⅶ度。5、計算工況(1)正常運用條件設(shè)計洪水位穩(wěn)定滲流期上下游壩坡;正常蓄水位穩(wěn)定滲流期上下游壩坡;設(shè)計洪水位驟降至死水位上游壩坡;正常蓄水位降至死水位上游壩坡。(2)非常運用條件Ⅰ校核洪水位穩(wěn)定滲流期上下游壩坡;校核洪水位驟降至死水位上游壩坡。6、整治后壩坡穩(wěn)定分析計算成果1)本水庫大壩左壩段壩后接溢洪道漿砌條石右邊墻,無排水棱體,壩長約90m,本次計算采用左壩最大典型斷面(計算斷面1),壩坡穩(wěn)定計算簡圖及計算成果如下(1)正常運用:設(shè)計洪水位穩(wěn)定滲流期上、下游壩坡穩(wěn)定計算簡圖;(2)正常運用:正常蓄水位穩(wěn)定滲流期上、下游壩坡壩坡穩(wěn)定計算簡圖;(3)正常運用:設(shè)計洪水位驟降至死水位上游壩坡穩(wěn)定計算簡圖;(4)正常運用:正常蓄水位降至死水位上游壩坡穩(wěn)定計算簡圖。(5)非常運用:校核洪水位穩(wěn)定滲流期上、下游壩坡穩(wěn)定計算簡圖;(6)非常運用:校核洪水位驟降至死水位上游壩坡穩(wěn)定計算簡圖。表5.4.6-5左壩段(計算斷面1)大壩抗滑穩(wěn)定計算成果表計算工況計算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)(簡化畢肖普法)規(guī)范要求最小安全系數(shù)正常運用條件1)設(shè)計洪水位穩(wěn)定滲流上游2.2761.25下游1.3022)正常蓄水位穩(wěn)定滲流上游2.237下游1.3753)設(shè)計洪水位降至堰頂水位再降至死水位上游1.5144)正常水位降至死水位上游1.516非常運用條件Ⅰ1)校核洪水位穩(wěn)定滲流上游2.2871.15下游1.2772)校核洪水位驟降至堰頂水位再降至死水位上游1.473由上表可知,整治后大壩上、下游壩坡正常運用工況下抗滑穩(wěn)定系數(shù)最小為1.302,非常運用工況下抗滑穩(wěn)定系數(shù)最小為1.277,壩坡抗滑穩(wěn)定安全性均大于規(guī)范要求,整治后壩體抗滑穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。2)本水庫大壩右壩段壩后設(shè)置有排水棱體,壩長約120m,本次計算采用右壩最大典型斷面(計算斷面2),壩坡穩(wěn)定計算簡圖及計算成果如下。(1)正常運用:設(shè)計洪水位穩(wěn)定滲流期上、下游壩坡穩(wěn)定計算簡圖;
(2)正常運用:正常蓄水位穩(wěn)定滲流期上、下游壩坡壩坡穩(wěn)定計算簡圖;(3)正常運用:設(shè)計洪水位驟降至死水位上游壩坡穩(wěn)定計算簡圖;(4)正常運用:正常蓄水位降至死水位上游壩坡穩(wěn)定計算簡圖。
(5)非常運用:校核洪水位穩(wěn)定滲流期上、下游壩坡穩(wěn)定計算簡圖;(6)非常運用:校核洪水位驟降至死水位上游壩坡穩(wěn)定計算簡圖。表5.4.6-6右壩段(計算斷面2)大壩抗滑穩(wěn)定計算成果表計算工況計算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)(簡化畢肖普法)規(guī)范要求最小安全系數(shù)正常運用條件1)設(shè)計洪水位穩(wěn)定滲流上游2.1751.25下游1.2532)正常蓄水位穩(wěn)定滲流上游2.125下游1.3183)設(shè)計洪水位降至堰頂水位再降至死水位上游1.4534)正常水位降至死水位上游1.453非常運用條件Ⅰ1)校核洪水位穩(wěn)定滲流上游2.1891.15下游1.2332)校核洪水位驟降至堰頂水位再降至死水位上游1.453由上表可知,整治后大壩上、下游壩坡正常運用工況下抗滑穩(wěn)定系數(shù)最小為1.253,非常運用工況下抗滑穩(wěn)定系數(shù)最小為1.233,壩坡抗滑穩(wěn)定安全性均大于規(guī)范要求,整治后壩體抗滑穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。5.4.6.3地震工況邊坡穩(wěn)定性分析根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2015),工程區(qū)50年超越概率10%的地震動峰值加速度為0.1g,對應(yīng)的地震基本烈度為Ⅷ度。按區(qū)域穩(wěn)定性評價標準,工程區(qū)區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較好。根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》(SL274-2001),本水庫的地震計算工況如下:1、正常蓄水位+Ⅶ度地震上下游壩坡;2、死水位+Ⅶ度地震上下游壩坡;1)左壩段(斷面1)地震工況計算結(jié)果見表5.4.7-1,各工況的位勢分布見附圖。(1)非常運用條件:正常蓄水位+Ⅶ度地震上、下游壩坡穩(wěn)定計算簡圖(2)非常運用條件:死水位+Ⅶ度地震上、下游壩坡穩(wěn)定計算簡圖表5.4.7-1左壩段大壩抗滑穩(wěn)定計算成果表計算工況計算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)(簡化畢肖普法)備注非常運用條件Ⅱ1)正常蓄水位+Ⅶ度地震上游1.7371.1滿足下游1.203滿足2)死水位+Ⅶ度地震上游1.426滿足下游1.381滿足根據(jù)計算,在地震工況下,左壩段大壩上下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均大于規(guī)范要求的最小安全系數(shù)1.1,上游壩坡滿足規(guī)范要求。1)右壩段(斷面2)地震工況計算結(jié)果見表5.4.7-1,各工況的位勢分布見附圖。(1)非常運用條件:正常蓄水位+Ⅶ度地震上、下游壩坡穩(wěn)定計算簡圖(2)非常運用條件:死水位+Ⅶ度地震上、下游壩坡穩(wěn)定計算簡圖表5.4.7-2右壩段壩段大壩抗滑穩(wěn)定計算成果表計算工況計算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)(簡化畢肖普法)規(guī)范要求最小安全系數(shù)備注非常運用條件Ⅱ1)正常蓄水位+Ⅶ度地震上游1.6481.1滿足下游1.166滿足2)死水位+Ⅶ度地震上游1.342滿足下游1.312滿足根據(jù)計算,在地震工況下,右壩段大壩上下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均大于規(guī)范要求的最小安全系數(shù)1.1,上游壩坡滿足規(guī)范要求。5.4.7白蟻危害防治5.4.7.1白蟻整治措施結(jié)合大壩整治進行坡面清挖時采取如下白蟻防治措施:(1)開溝截路取巢根據(jù)白蟻活動的跡象,從水庫土壩迎水坡正常蓄水位到背水坡浸潤線之前的壩坡斜面,選準部位,分別在迎水坡和背水坡,各開一條1.5×1.5m(寬×深)的順溝,在大壩兩端與山丘連接處,自迎水坡的正常水位至背水坡的浸潤線各開一條1.5×1.5m的橫溝。通過開溝來截斷壩體上的蟻道,并分析判斷選出主蟻道,追挖白蟻主巢,取出巢體,填實巢穴。(2)土壩表層藥劑處理為了滅殺壩上白蟻幼齡巢和預(yù)防白蟻有翅成蟲分飛的落壩的危害,需要白蟻預(yù)防藥劑,進行土壩表層處理,處理范圍在背水坡所開順溝至迎水坡所開順溝之間的土壩表面,同時需打孔,孔距1m,呈梅花型。深0.3~0.5m,對每孔作灌液處理,直至飽和。(3)設(shè)置毒土隔墻對所開的順壩溝和壩兩端接山丘處開的橫溝,在回填時應(yīng)進行分層毒土。每回填20cm噴一次預(yù)防藥劑,直到回填完畢。形成6~7條毒土隔墻,以堵斷穿壩蟻道的形成。(4)投放毒餌誘殺包對該大壩兩端林地、山丘投放白蟻誘殺包以達到滅殺山丘白蟻,以避免山丘白蟻對土壩所產(chǎn)生蔓延危害。5.4.7.2白蟻整治費用經(jīng)綜合預(yù)算分析,大壩白蟻整治費用2萬。5.5泄水建筑物5.5.1溢洪道現(xiàn)狀溢洪道位于大壩左岸,為閘式寬頂堰。堰上設(shè)3孔鋼閘,每孔凈寬3m,總凈寬9m,閘下堰頂高程534.40m,進水前池底板統(tǒng)一規(guī)整高程為534.40m,中墩寬1.2m,長8.0m。泄洪3道閘門尺寸均為3.0×2.1m,配套啟閉機為手動葫蘆式。溢洪道左、右側(cè)邊墻和底板均采用M5漿砌條石襯砌,M10砂漿勾縫。5.5.2溢洪道整治設(shè)計原則根據(jù)塔寺溝水庫工程的地形、地質(zhì)、水文和樞紐布置的特點,確定溢洪道整治的設(shè)計原則如下:1)滿足樞紐的正常泄洪需要;2)溢洪道正常運行時,必須確保大壩及其他主要建筑物的運行安全,不對其他主要建筑物構(gòu)成危害性影響;3)確保消能建筑物的運用安全可靠及管理方便。4)結(jié)合地形地質(zhì)條件,按照盡可能充分利用現(xiàn)有溢洪道,以便減少工程投資的原則進行整治設(shè)計。5.5.3溢洪道除險加固設(shè)計5.5.3.1溢洪道整治設(shè)計本次溢洪道擬拆除閘門、排架及啟閉機房,同時對沖毀的溢洪道一級消力底板和一級消力池~二級消力池之間變形的溢洪道左岸邊墻進行修復。整治后溢洪道為無閘駝峰堰式溢洪道,堰頂高程由534.40m調(diào)整為535.20m,溢洪道控制段進行拓寬,寬度為14.5m。溢洪道漸變段、消力池及尾水段軸線保持不變,對溢洪道表層漿砌石,鑿毛沖洗干凈后,采用鋼筋砼澆筑20cm。溢洪道各分段整治措施如下:進口段(溢0-014.35~溢0+000):起點高程533.40m,終點高程534.00m。進口段由兩段組成,分別為水平段和倒坡段。水平段長2.35m,倒坡段長12.00m,比降為1:20底板均采用20cm厚C25鋼筋澆筑,下設(shè)10cm厚C15細石砼墊層。進口段擴寬至14.5m,溢洪道右岸邊墻拆除后澆筑40cm厚C25鋼筋砼,溢洪道左岸邊墻保持不變,表面鑿毛沖洗干凈后澆筑20cm厚C25鋼筋砼??刂贫危ㄒ?+000~溢0+009.6):新建120cm高、9.6m長的C25鋼筋砼駝峰堰,溢洪道右岸邊墻拆除后澆筑40cm厚C25鋼筋砼,溢洪道左岸邊墻保持不變,表面鑿毛沖洗干凈后澆筑20cm厚C25鋼筋砼。漸變段:溢0+009.60-溢0+018.35,漸變段長8.75m,底板比降1:25,整治措施:溢洪道底板及邊墻表面鑿毛沖洗干凈后,采用20cm厚C25鋼筋砼澆筑。泄槽段~二級消力池段:總長162m。一級泄槽:溢0+018.35-溢0+082.96,一級泄槽段長64.61m,底板比降i=0.385;一級消力池:溢0+082.96-溢0+108.96,一級消力池段長26.0m;平直段:溢0+108.96-溢0+160.35,平直段長51.39m;二級泄槽段:溢0+160.35-溢0+168.35,二級泄槽段長8.0m,底板比降i=1.0;二級消力池:溢0+168.35-溢0+180.35,二級消力池段長12.0m;尾水段:溢0+180.35-溢0+230.35,平直段長50.00m;整治措施:對溢洪道底板及邊墻表面鑿毛并沖洗干凈。一級消力池對沖毀底板進行重建,下層設(shè)30cm厚C15細石砼,上層設(shè)20cm厚,溢洪道邊墻表面鑿毛沖洗干凈后,采用20cm厚。一級消力池~二級消力池之間,溢洪道左岸20m變形邊墻進行拆除重建,采用80cm厚M10漿砌塊石+20cm厚,擋墻高度原擋墻高度相同。一級消力池以下部分溢洪道左岸邊墻外側(cè)設(shè)排水溝,排坡面雨水,排水溝尺寸為40cm*40cm。5.5.3.2襯砌體的分縫設(shè)計根據(jù)《溢洪道設(shè)計規(guī)范》SL253-2018及《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(SL191-2008)規(guī)定,混凝土應(yīng)分縫并設(shè)止水。根據(jù)規(guī)范并結(jié)合已建工程運行狀況,溢洪道泄槽段縱向每隔10.0m設(shè)置伸縮縫,進口段、控制段、泄槽段、均設(shè)置橫向伸縮縫,底板和兩側(cè)邊墻間均設(shè)一道縱向伸縮縫,伸縮縫寬均為2cm,縫間設(shè)一道橡膠止水,并采用瀝青木板填縫。5.5.3.3排水設(shè)計為排出溢洪道降低溢洪道底靠近山體和壩體一側(cè)的水壓力,在溢洪道左右岸邊墻上設(shè)置1排Φ50mmPVC管排水孔,孔距為2.0m,孔高設(shè)置于邊墻高度的1/3高程處。5.5.4溢洪道水力計算1、設(shè)計標準按照國家《防洪標準》(GB50201-2014)和《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2017)塔寺溝水庫屬于?。?)型水庫,設(shè)計洪水標準采用30年一遇(P=3.33%),校核洪水標準采用300年一遇(P=0.33%),消能防沖建筑物洪水標準采用20年一遇(P=5%)。2、水力計算(1)調(diào)洪計算根據(jù)調(diào)洪計算,30年一遇設(shè)計洪水位536.19m,下泄流量46.5m3/s;300年一遇校核洪水位536.55m,下泄流量70.7m3/s。本次設(shè)計取70.7m3/s作為整治后溢洪道應(yīng)能達到的泄流能力,以此作為設(shè)計依據(jù),推求溢洪道體型尺寸。(2)水面線計算及邊墻高度計算根據(jù)《溢洪道設(shè)計規(guī)范》(SL253-2018),泄槽水面線以堰頂末端臨界水深,采用棱柱體明渠恒定非均勻流能量方程分段求和法試算,并計算相應(yīng)摻氣水深,水面線計算公式:式中:ΔL1-2—分段長度,m;h1、h2—分段始、末斷面水深,m;v1、v2—分段始、末斷面平均流速,m/s;α1、α2—流速分布不均勻系數(shù),取1.05;θ—陡槽底坡角度,(°);i—陡槽底坡,i=tgθ;;n—陡槽糙率系數(shù);;m;取動能修正系數(shù)a=1.1,糙率n=0.015。摻氣水深計算公式:式中:h、hb—泄槽計算斷面的水深及摻氣后的水深,m;V—不摻氣情況下泄槽計算斷面的流速,m/s;ξ—修正系數(shù),可取1.4s/m。泄槽段最大泄量水面線推求計算成果表(整治前)表5.5.4-1斷面最大泄量p=0.33%m3/s樁號底寬糙率水深摻氣水深安全加高所需邊墻高度mmmmm156.30Y0+018.357.00.0251.441.520.52.02256.30Y0+028.007.00.0251.291.370.51.87356.30Y0+038.007.00.0251.161.250.51.75456.30Y0+048.007.00.0251.041.170.51.67556.30Y0+058.007.00.0250.921.060.51.56656.30Y0+068.007.00.0250.810.970.51.47756.30Y0+078.007.00.0250.720.840.51.34856.30Y0+082.967.00.0250.700.810.51.31泄槽段最大泄量水面線推求計算成果表(整治后)表5.5.4-2斷面最大泄量p=0.33%m3/s樁號底寬糙率水深摻氣水深安全加高所需邊墻高度mmmmm170.70Y0+018.356.60.0151.811.950.52.45270.70Y0+028.006.60.0151.621.760.52.26370.70Y0+038.006.60.0151.441.580.52.08470.70Y0+048.006.60.0151.271.410.51.91570.70Y0+058.006.60.0151.091.230.51.73670.70Y0+068.006.60.0150.911.050.51.55770.70Y0+078.006.60.0150.830.970.51.47870.70Y0+082.966.60.0150.810.940.51.44經(jīng)計算,溢洪道所需邊墻高度為1.44~2.45m?,F(xiàn)狀溢洪道泄槽邊墻為2.5m,經(jīng)復核邊墻高度滿足設(shè)計要求。(3)消能計算溢洪道出口采用底流消能,根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2017)、《溢洪道設(shè)計規(guī)范》(SL253-2018),本工程消能防沖按20年一遇洪水設(shè)計,控制流量為43.3m3/s。底流消能計算公式:池深:池長:水躍長度:式中:d——池深,m;σ——水躍淹沒度,取1.05;h2——池中發(fā)生臨界水躍的躍后水深,m;ht——消力池出口下游水深,m;△Z——消力池尾部出口水面跌落,m;Q——流量,m3/s;b——消力池寬度,m;——消力池出口段流速系數(shù),取0.95;L——自由水躍的長度,m;h1——收縮斷面水深;Fr1——收縮斷面弗勞德數(shù)。其計算成果見下表。消力池消能計算成果表(整治前)表5.5.4-3項目單位P=5.0%最大下泄流量m3/s32.8出口單寬流量m3/s.m4.69收縮斷面水深h1m0.48躍后水深h2m2.94消力池深dm0.61消力池長Lkm19.25消力池消能計算成果表(整治后)表5.5.4-4項目單位P=5.0%最大下泄流量m3/s43.3出口單寬流量m3/s.m6.56收縮斷面水深h1m0.67躍后水深h2m3.48消力池深dm0.8消力池長Lkm23.57現(xiàn)狀一級消力池池長26.0m,池深1.0m。經(jīng)計算,整治前后,消力池均滿足溢洪道消能要求。5.5.5溢洪道邊墻穩(wěn)定計算本次主要計算新建挑流坎段邊墻穩(wěn)定。泄槽段邊墻采用混凝土擋墻,頂寬0.8m,高4.5~6.0m。溢洪道側(cè)墻穩(wěn)定性計算按照《溢洪道設(shè)計規(guī)范》(SL253-2018)5.3.9條,抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)允許值取[Kc]=1.05,抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)允許值取[K0]=1.50。計算公式如下:抗滑穩(wěn)定驗算:式中:Kc——抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)f——地基摩擦系數(shù),參照《水工擋土墻設(shè)計規(guī)范》表7.3.10取f=0.45;——作用于渠道斷面上的全部荷載對計算滑動面的切向分量;——滑動力總和。抗傾覆穩(wěn)定驗算:式中:K0——抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)——對擋土墻基底前趾的抗傾覆力矩;——對擋土墻基底前趾的傾覆力矩?;讘?yīng)力驗算:式中:——基底最大應(yīng)力,——基底最小應(yīng)力,B——墻底寬度,——偏心距。計算結(jié)果見下表5.5-2表5.5-2溢洪道側(cè)墻穩(wěn)定計算表(整治前)荷載組合計算斷面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)基底應(yīng)力(kN/m2)KC[KC]K0[K0]正常水位情況溢0+1201.121.051.871.507156表5.5-3溢洪道側(cè)墻穩(wěn)定計算表(整治后)荷載組合計算斷面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)基底應(yīng)力(kN/m2)KC[KC]K0[K0]正常水位情況溢0+1201.171.052.051.508267經(jīng)計算,溢洪道邊墻穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。5.6放水建筑物5.6.1放水設(shè)施現(xiàn)狀放水設(shè)施位于大壩右岸,為涵臥管,其長61.5m,涵管斷面尺寸為0.8×1.0m。臥管放水孔每排2孔,共30排60孔,直徑20cm,最大放水流量0.6m3/s,最低一級放水高程是521.94m。放水臥管均需要人工下水操作。供水設(shè)施位于大壩右壩肩,包括泵站房和供水管道,目前已停止生活供水。5.6.2放水設(shè)施整治設(shè)計(1)生活供水設(shè)施由于本水庫已無生活供水作用,因此本次拆除原供水管道及管理用房,原址處新建一座管理房。(2)灌溉放水設(shè)施拆除水庫原放水臥管,新建同軸斜拉式閘門臥管位于右壩肩,原涵臥管右側(cè),新建啟閉房及啟閉機控制斜拉閘,水流通過斜拉閘閘孔經(jīng)涵管后進入原涵臥管進水室,進水室接壩下涵管,涵管尺寸為0.8×0.8m。原放水涵臥管取水流量最大為0.6m3/s。新建的放水設(shè)施采用分層取水方式,主要由一桿多控斜拉閘和連接臥管兩部分組成。新建的同軸斜拉式閘門臥管,坡比1:2。斜拉閘進水口共設(shè)5孔,每孔直徑30cm,底部進水口高程為521.94m,與死水位高程齊平;頂部進水口高程為534.00m,低于正常蓄水位1.2m,其余進水口從頂部往下依次高差3.0m布置。連接臥管凈空尺寸60cm×100cm(寬×高),采用30cm厚C25鋼筋砼澆筑,底部設(shè)10cm厚C15砼墊層。連接臥管頂高程為535.20m,底部接原涵臥管進水室。啟閉房采用磚混結(jié)構(gòu),建筑面積9m2,建筑高度3.0m。(3)過流能力計算原放水涵臥管取水流量最大為0.6m3/s,底部進口高程521.94m,頂部進水口高程為534.20m,水庫校核洪水位536.55m,水庫正常蓄水位為535.20m,涵口最大孔口壓力14.61m。放水涵設(shè)計最大過流量Q=0.6m3/s,結(jié)合水庫的運行特性和農(nóng)田
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