目錄TOC\o"1-2"\h\z\uHYPERLINK1工程概況 -1-HYPERLINK1.1工程基本情況 -1-HYPERLINK1.2***山坪塘工程主要特性表 -2-HYPERLINK2．水文 -4-HYPERLINK2.1概述 -4-HYPERLINK2.2基本資料 -5-HYPERLINK2.3設(shè)計(jì)洪水計(jì)算 -5-HYPERLINK2.4壩頂高程計(jì)算 -9-HYPERLINK3．工程地質(zhì) -14-3.1區(qū)域地質(zhì)及地震 -14-HYPERLINK3.2庫區(qū)工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià) -14-HYPERLINK3.3壩址工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià) -14-3.4天然建筑材料 -15-HYPERLINK4．主要建筑物除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì) -16-HYPERLINK4.1工程等級(jí)和洪水標(biāo)準(zhǔn) -16-HYPERLINK4.2設(shè)計(jì)依據(jù) -16-HYPERLINK4.3樞紐工程設(shè)計(jì) -17-HYPERLINK4.4大壩的滲流及壩坡穩(wěn)定計(jì)算 -20-HYPERLINK5．工程投資概算 -24-HYPERLINK5.1工程概算指標(biāo) -24-附圖：附圖1***山坪塘設(shè)計(jì)平面圖（***-DJW-001）；附圖2大壩最大斷面圖（***-DJW-002）；附圖3溢洪道設(shè)計(jì)圖（***-DJW-003）；附圖4放水臥管設(shè)計(jì)圖（***-DJW-004）；1工程概況1.1工程基本情況1.1.1***山坪塘介紹***山坪塘位于***縣***鎮(zhèn)三磊子村3社，是一座以灌溉為主，兼有養(yǎng)殖、防洪綜合利用效益的山坪塘水利工程。***山坪塘壩址處河床底部高程806.00m（高程系統(tǒng)為假設(shè)高程系統(tǒng)），壩址以上控制流域面積0.06km2，主河道長0.50km，流域平均比降141.56‰?？値烊?.87萬m3，灌面110畝。***山坪塘工程由大壩、溢洪道、放水設(shè)施組成。最大壩高12.55m，按照總?cè)莘e在2萬立方米以上或壩高在6m以上的山平塘工程。該工程為Ⅴ等工程，工程主要建筑物為5級(jí)，次要建筑物為5級(jí)。主要建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期為10年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期為50年一遇。壩型為均質(zhì)土壩，最大壩高12.55m，壩頂寬3.50m，壩頂軸線長40.00m。壩頂高程813.00m，迎水面坡比為：1：2.0，背水面坡比依次為1：2.0。內(nèi)外坡為C15混凝土六棱塊護(hù)坡，六棱塊邊長為250mm，厚100mm。在外坡壩腳建貼坡排水，頂高程為805.60m，高5.00m，內(nèi)坡坡比為1：2.0，外坡坡比為1：2.5。貼坡排水和壩體接觸處設(shè)15cm厚粗砂和15cm厚碎石的反濾層。溢洪道布置在左壩肩，控制段高程為812.00m，堰頂寬度為2m，堰高1.00m。堰底采用20cm厚的C20混凝土。邊墻采用C20混凝土的重力式擋土墻，頂寬0.5m，內(nèi)坡垂直，外坡坡比為1:0.4。邊墻和底板下設(shè)10cm厚的C15混凝土墊層。***山坪塘放水設(shè)備位于大壩左壩上。放水設(shè)施布置在左側(cè)壩體上，采用臥管和涵管的形式。臥管和涵管均采用C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。臥管進(jìn)水口孔徑為200mm，上面采用鋼板拍門結(jié)構(gòu)，詳見設(shè)計(jì)圖。涵管凈空斷面為300×400mm，壁厚為150mm。1.1.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)***山坪塘最大壩高12.55m，按照總?cè)莘e在2萬立方米以上或壩高在6m以上的山坪塘工程整治，可參照小（二）型水庫除險(xiǎn)加固的有關(guān)技術(shù)規(guī)范。該工程為Ⅴ等工程，工程主要建筑物為5級(jí)，次要建筑物為5級(jí)。主要建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期為10年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期為50年一遇。1.2***山坪塘工程主要特性表***山坪塘工程主要特性見表1-1：表1-1***山坪塘工程特性表序號(hào)項(xiàng)目名稱單位主要指標(biāo)一流域特性1集雨面積Km20.062主河槽長度Km0.503主河槽比降‰141.564多年平均降水量mm1049.65設(shè)計(jì)洪峰流量m3/s1.056設(shè)計(jì)洪水總量萬m30.587校核洪峰流量m3/s1.558校核洪水總量萬m30.80二山坪塘特性1死水位m809.002正常蓄水位m812.003設(shè)計(jì)洪水位m812.464校核洪水位m812.595死庫容萬m30.226正常庫容萬m30.727總庫容萬m30.87續(xù)表1-1***山坪塘工程特性表序號(hào)項(xiàng)目名稱單位主要指標(biāo)三樞紐特性（一）大壩1壩型均質(zhì)土壩2壩頂高程m813.003最大壩高m12.554壩頂長度m40.005壩頂寬度m3.50（二）泄洪建筑物1溢洪道型式正槽開敞式2堰頂寬度m2.003最大下泄流量m3/s1.284堰頂高程m812.00（三）放水設(shè)施1放水建筑物型式臥管臥管涵管2長度m3斷面尺寸（寬×高）m直徑20cm0.3*0.4m4最低取水高程m809.005最大放水流量m3/s0.1四工程效益1設(shè)計(jì)灌溉面積畝1102山坪塘對(duì)下游影響110畝田地和下游村莊注:本次復(fù)核工作中利用1：500實(shí)測地形圖，高程系統(tǒng)采用假定高程系統(tǒng)，坐標(biāo)系采用獨(dú)立坐標(biāo)系。2．水文2.1概述2.1.1基本資料的收集、整理與復(fù)核⑴流域洪水復(fù)核資料本項(xiàng)目流域內(nèi)無水文站和雨量站，屬無實(shí)測資料地區(qū)。因此采用暴雨途徑計(jì)算設(shè)計(jì)流量。按照小流域推理公式法方法計(jì)算，并進(jìn)行成果合理性分析取值。本次根據(jù)流域1/10000地形圖，經(jīng)現(xiàn)場踏勘，核實(shí)流域分水嶺，量算流域面積、河長及河道平均比降，為：F=0.06km2，L=0.50km，J=141.56‰。⑵山坪塘工程資料1）山坪塘庫容曲線水位～庫容曲線根據(jù)庫區(qū)萬分之一地形圖進(jìn)行計(jì)算成果，見表2-1。2）山坪塘面積曲線水位～面積曲線根據(jù)庫區(qū)萬分之一地形圖進(jìn)行計(jì)算成果，見表2-1。表2-1***山坪塘庫容曲線和面積曲線表水位面積（畝）庫容（萬m3）18060.93028071.040.0738081.140.1448091.260.2258101.940.3368113.070.4978123.680.7288134.310.98圖2-1***山坪塘水位——庫容、面積關(guān)系曲線2.2基本資料本項(xiàng)目流域內(nèi)無水文站和雨量站，屬無實(shí)測資料地區(qū)。因此采用暴雨途徑計(jì)算設(shè)計(jì)流量。按照小流域推理公式法計(jì)算。本次根據(jù)流域1/10000地形圖，經(jīng)現(xiàn)場踏勘，核實(shí)流域分水嶺，量算流域面積、河長及河道平均比降，為：F=0.06km2，L=0.50km，J=141.56‰。2.3設(shè)計(jì)洪水計(jì)算2.3.1暴雨特征流域處在亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候濕潤多雨，常出現(xiàn)大雨或暴雨，暴雨出現(xiàn)時(shí)間為4～10月，其中以6月和7月出現(xiàn)頻率最高，強(qiáng)度最大。與之相對(duì)應(yīng)，年最大洪峰流量發(fā)生在4～9月，多發(fā)生在6～7月。2.3.2洪水特征工程區(qū)地形屬于深丘區(qū)，河谷狹窄，匯流較快，河槽調(diào)蓄能力小，因此，洪水具有陡漲陡落的特點(diǎn)，洪水多為單峰型，一次洪水過程約持續(xù)七個(gè)小時(shí)左右。通過該河流域洪水過程線分析，P=10%洪水漲退全過程為6.93h，形成洪峰時(shí)間為0.45h，峰型多為單峰。2.3.3設(shè)計(jì)暴雨采用《四川省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)》中最大1/6h、1h、6h、24h暴雨均值及變差系數(shù)等值線圖的查值成果。暴雨資料統(tǒng)計(jì)參數(shù)見表2-2表2-2***山坪塘區(qū)域暴雨參數(shù)表利用資料時(shí)段（h）均值（mm）CvCs查手冊(cè)1/6150.353.5Cv1400.453.5Cv6700.43.5Cv24820.453.5Cv2.3.4設(shè)計(jì)洪水2.3.4.1洪水計(jì)算方法及標(biāo)準(zhǔn)（1）計(jì)算方案***山坪塘河道流域范圍內(nèi)無實(shí)測洪水資料,按照暴雨途徑計(jì)算設(shè)計(jì)流量。本次根據(jù)SL44-2006《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》，查《四川省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)》（以下簡稱《手冊(cè)》）中的暴雨資料，采用推理公式法計(jì)算壩址設(shè)計(jì)洪水，并進(jìn)行成果合理性分析。推理公式的基本關(guān)系式為式中：Q—最大流量，（m3/s）；—洪峰徑流系數(shù)；i—最大平均暴雨強(qiáng)度（毫米/小時(shí)）；s—暴雨雨力，即最大1小時(shí)暴雨量（毫米/小時(shí)）；n—暴雨公式指數(shù)；F—集雨面積（平方公里）；L—自出口斷面沿主河道至分水嶺的河道長度（公里）；J—沿L的河道平均坡度；—流域匯流時(shí)間（小時(shí)）；—當(dāng)?shù)牧饔騾R流時(shí)間（小時(shí)）；—產(chǎn)流歷時(shí)（小時(shí)）；u—產(chǎn)流參數(shù)，即產(chǎn)流歷時(shí)內(nèi)流域平均入滲強(qiáng)度（毫米/小時(shí)）；m—匯流參數(shù)。（2）洪水計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)水利部頒發(fā)的《水利水電工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）的有關(guān)規(guī)定，***山坪塘工程等別為Ⅴ等，永久性主要水工建筑物級(jí)別為5級(jí)，本次采用設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)P＝10%，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)P＝2%。2.3.4.2設(shè)計(jì)洪峰流量成果復(fù)核及合理性分析（1）推理公式計(jì)算洪水1）暴雨參數(shù)：設(shè)計(jì)雨力Sp及暴雨公式指數(shù)n，參數(shù)n在不同暴雨歷時(shí)范圍內(nèi),其取值不同。***山坪塘暴雨歷時(shí)t在1～6h范圍內(nèi)，故按暴雨歷時(shí)t=1～6h范圍內(nèi)的相應(yīng)公式計(jì)算設(shè)計(jì)雨力Sp及暴雨公式指數(shù)n。2）產(chǎn)流參數(shù)μ：根據(jù)***山坪塘所在的地理位置、地質(zhì)概況、植被較差；墾植度大、水土保持能力較弱，采用《手冊(cè)》中表3-1盆地丘陵區(qū)的μ值統(tǒng)計(jì)系數(shù)公式：μ=4.8F-0.19、CV=0.18、Cs=3.5CV計(jì)算各設(shè)計(jì)μ值。3）匯流參數(shù)m：根據(jù)《手冊(cè)》中表3-2的m值綜合成果表，盆地丘陵區(qū)的m值計(jì)算公式：當(dāng)θ=1～30時(shí)，m=0.40θ0.204。成果見表2-3。表2-3洪峰流量計(jì)算成果表方法P=10%洪峰流量（m3/s）P=2%洪峰流量（m3/s）手冊(cè)推理公式1.051.55表2-4***山坪塘設(shè)計(jì)洪水成果表頻率P（％）102洪峰流量Q（m3/s)1.051.55洪水總量W（萬m3）0.580.802.3該河流為山溪性河流，洪水過程具有陡漲陡落的特點(diǎn)，峰型為單峰尖瘦型，校核、設(shè)計(jì)洪水過程線見表2-5。表2-5***山坪塘校核、設(shè)計(jì)洪水過程線序號(hào)P＝10％P=2%時(shí)程(h)流量(m3)時(shí)程(h)流量(m3)1000020.030.05230.0280.077730.060.1050.0560.15540.090.2090.0840.31150.1360.4190.1260.62260.1960.6280.1820.93370.2710.8370.2521.2480.3620.9940.3361.4890.4521.050.4211.55100.6330.9940.5891.48110.8140.8370.7571.24121.10.6281.0230.933131.5520.4191.4440.622142.2450.2092.0890.311153.1640.1052.9440.155164.1890.05233.8980.0777176.93106.4490圖2-2***山坪塘校核、設(shè)計(jì)洪水過程線圖2.4壩頂高程計(jì)算2.4.1調(diào)洪演算⑴山坪塘工程資料1）山坪塘庫容曲線和面積曲線水位～庫容曲線和水位～面積曲線，見表2-1。2）山坪塘泄流能力曲線***山坪塘正常蓄水位為812.00m，相應(yīng)正常庫容0.72萬m3。山坪塘調(diào)洪設(shè)計(jì)、校核洪水采用壩址設(shè)計(jì)洪水過程線，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為P=10%，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為P=2%，山坪塘無防洪限制水位，調(diào)洪按靜庫容水量平衡法從山坪塘正常水位812.00起調(diào)。溢流進(jìn)口寬度2.00米，溢洪道按自由下泄進(jìn)行計(jì)算，其泄流能力曲線成果見表2-6。溢流堰泄流流量采用寬頂堰堰流公式：公式中：b—每孔凈寬，b=2.0米；n—孔數(shù)，n=1；H0—包括行近流速水頭的堰前水頭，即；v0—行近流速；m—自由堰流的流量系數(shù)，它與堰型、堰高等邊界條件有有關(guān)；—收縮系數(shù)，它反映由閘墩（包括翼墻、邊墩和中墩）對(duì)堰流的橫向收縮，減小有效的過流寬度和加大局部能量損失對(duì)泄流能力的影響；—淹沒系數(shù)；當(dāng)下游水位影響堰的泄流能力時(shí)，堰流為淹沒出流，其影響用淹沒系數(shù)來表達(dá)；當(dāng)下游水位不影響堰的泄流能力時(shí)，為自由堰流，此時(shí)，=1；表2-6***山坪塘水位——泄流曲線高程（m）流量（m3/s）高程（m）流量（m3/s）812.100.051812.601.317812.200.153812.701.659812.300.286812.802.027812.400.717812.902.419812.501.002813.002.833圖2-3***山坪塘水位——泄流曲線圖⑶調(diào)洪成果***山坪塘正常蓄水位為812.00m。山坪塘調(diào)洪設(shè)計(jì)、校核洪水采用壩址設(shè)計(jì)洪水過程線，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為P=10%，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為P=2%，山坪塘無防洪限制水位，下游無限制泄量要求，調(diào)洪按靜庫容水量平衡法，溢洪道自由下泄進(jìn)行計(jì)算，其調(diào)洪成果見表2-7。表2-7***山坪塘調(diào)洪演算結(jié)果洪水頻率（%）2%10%起調(diào)水位（m）812.00812.00洪峰流量（m3/s）1.280.89最高洪水位（m）812.59812.46最大庫容（萬m3）0.870.84最大泄流量（m3/s）1.280.87由表2-17可知：調(diào)算結(jié)果山坪塘校核、設(shè)計(jì)洪水位分別為812.59m和812.46m，最大下泄流量分別為1.28m3/s和0.89m3/s，相應(yīng)庫容分別為0.87萬m3和0.84萬m3。2.4.2壩頂高程計(jì)算按《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL189-2013）要求，壩頂超高（指壩頂高于正常運(yùn)用或非常運(yùn)用情況時(shí)靜水位的高度）按公式計(jì)算確定為：設(shè)計(jì)洪水位（P=10%）812.46m，校核洪水位(P=2%)812.59m。***山坪塘大壩為均質(zhì)土壩。溢流道為無閘開敞式溢流。超高按下式確定：y＝R＋A式中：y——壩頂超高，m；R——最大波浪在壩坡上的爬高，m；A——安全加高，m。波浪的波高和平均波長采用官廳山坪塘公式：；式中：h——當(dāng)gD/W2=20-250時(shí)，為累積頻率為5%的波高h(yuǎn)5%（m）；當(dāng)gD/W2=250-1000時(shí)，為累積頻率為10%的波高h(yuǎn)10%（m）；W——計(jì)算風(fēng)速（m/s）。正常運(yùn)用情況下取W=1.5V；非常運(yùn)用情況下取W=V。V為多年平均最大風(fēng)速，V=17m/s。D——風(fēng)作用于水域的長度（km），在此取D＝0.36Lm——平均波長（m）。由該公式求得hw。風(fēng)雍水面高度計(jì)算公式如下：式中：e——計(jì)算點(diǎn)處的風(fēng)雍水面高度（m）；D——風(fēng)作用于水域的長度（km），在此取D＝0.36K——綜合摩阻系數(shù)，取3.6×10-6；——計(jì)算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角（°）；Hm——水域平均水深（m）；平均波浪爬高計(jì)算公式如下：式中：Rm——平均波浪爬高（m）；m——單坡的坡度系數(shù)；——斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)坡面類型確定，本工程為砼護(hù)坡，取=0.9；——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；hm——平均波高（m）；經(jīng)計(jì)算，壩高復(fù)核成果見表2-8：表2-8***山坪塘壩高復(fù)核成果表項(xiàng)目山坪塘水位(m)R(m)A(m)壩頂高程設(shè)計(jì)情況812.460.470.5813.43校核情況812.590.420.3813.31從表中可以看出壩頂高程小于計(jì)算壩頂高程，故山坪塘現(xiàn)狀的泄洪和大壩的防洪能力不滿足相關(guān)規(guī)范要求。設(shè)計(jì)洪水位+0.50m和校核洪水位均低于壩頂高程，所以可以采用增設(shè)防浪墻高1.2米，兼作防護(hù)欄桿使用，以保證大壩安全運(yùn)行，既可以滿足設(shè)計(jì)要求。3．工程地質(zhì)3.1區(qū)域地質(zhì)及地震***山坪塘位于***縣三磊子村3社，所屬的大地構(gòu)造單元為重慶陷褶束（Ⅲ1級(jí)）－萬州凹褶束（Ⅳ1級(jí)），為一系列北東—南西背、向斜構(gòu)造，晚近期以來未見活動(dòng)斷裂發(fā)育，工程區(qū)位于石柱向斜的南東翼。據(jù)1∶400萬《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306—2015），工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，反應(yīng)譜特征周期為0.35s，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅵ度，地震設(shè)計(jì)分組為第一組，屬構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定弱震環(huán)境，無影響工程建設(shè)的區(qū)域構(gòu)造存在。3.2庫區(qū)工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)庫區(qū)屬構(gòu)造剝蝕低山地貌，山體呈北西向展布，地表覆蓋層為第四系殘坡積粘土、粉質(zhì)粘土，多為硬塑，部分可塑，厚度變化不一，兩岸山坡可見零星的裸露基巖，覆蓋層厚度一般小于1.5m，坡腳及山谷處4.0～6.0m。下伏地層為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2s），巖性為紫紅、棕紅、灰紫色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖及泥鈣質(zhì)膠結(jié)的粉砂巖與淺灰綠色泥質(zhì)膠結(jié)的長石石英砂巖互層，巖層傾向NW，傾角5°～9°，砂巖裂隙較發(fā)育，推測強(qiáng)風(fēng)化厚度1～3m。庫區(qū)無斷層及構(gòu)造破碎帶發(fā)育，兩岸山體雄厚，下伏地層為相對(duì)隔水的粘土巖組成，庫周近距離無低矮埡口、單薄分水嶺及低鄰谷存在，蓄水條件較好；庫岸植被發(fā)育，樹木茂密，無滑坡、崩塌等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象，水庫蓄水后對(duì)庫岸整體穩(wěn)定無影響，水庫浸沒及淤積問題不嚴(yán)重?？傮w而言，***山坪塘庫盆封閉條件較好，具備成庫條件。3.3壩址工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)壩址發(fā)育構(gòu)造剝蝕低中山地貌，兩岸基本對(duì)稱，地形坡度35°～45°，局部砂巖裸露地段坡度陡立。兩壩肩為薄層的第四系殘坡積層覆蓋，成分以粘土、粉質(zhì)粘土夾碎石為主，多為硬塑狀，厚度小于1.5m；河谷地形平坦，為階梯式農(nóng)田平臺(tái)組成，覆蓋層為殘坡積粘土、粉質(zhì)粘土，多為硬塑，部分可塑，厚度5.0～6.0m。壩址大地構(gòu)造位于石柱向斜的南東翼，單斜巖層，產(chǎn)狀301°～315°∠5°～9°，發(fā)育地層為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2s），巖性為紫紅、棕紅、灰紫色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖及泥鈣質(zhì)膠結(jié)的粉砂巖與淺灰綠色泥質(zhì)膠結(jié)的長石石英砂巖互層，推測強(qiáng)風(fēng)化厚度1～3m。地下水類型為基巖裂隙水、第四系松散巖類孔隙水，主要受大氣降水補(bǔ)給，水量貧乏，對(duì)樞紐建筑物無影響。壩址區(qū)無區(qū)域性活動(dòng)斷裂及構(gòu)造破碎帶通過，地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定；也無滑坡、崩塌、危巖等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，建議壩基置于下部經(jīng)碾壓密實(shí)的粘土、粉質(zhì)粘土層或強(qiáng)、弱風(fēng)化基巖之上；為減少壩基、壩肩滲漏問題的處理難度，建議壩線應(yīng)盡量避開砂巖區(qū)，壩肩應(yīng)盡量開挖至弱風(fēng)化巖體。壩基巖（土）物理力學(xué)參數(shù)主要根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)并類比周邊同類工程提出，見表3.3-1及3.3-2。表3.3-1壩基土物理力學(xué)指標(biāo)建議值名稱密度（g/cm3）天然固結(jié)抗剪強(qiáng)度飽和固結(jié)抗剪強(qiáng)度滲透系數(shù)（10-5cm/s）物理力學(xué)指標(biāo)天然密度飽和密度c（kPa）φ（°）c（kPa）φ（°）壩體粉質(zhì)粘土1.901.9518.4318.0013.416.00120表3.3-2壩基巖體物理力學(xué)指標(biāo)建議值巖性天然密度（g/cm3）飽和密度（g/cm3）抗剪強(qiáng)度(MPa)變形模量（Mpa）彈性模量（Mpa）地基承載力（Mpa)f′C′f強(qiáng)風(fēng)化泥巖2.352.40//0.30//300弱風(fēng)化泥巖2.512.530.500.180.40850950800強(qiáng)風(fēng)化砂巖2.252.30//0.35//350弱風(fēng)化砂巖2.372.430.600.300.457000750012003.4天然建筑材料（1）土料本工程擬修建均質(zhì)土壩，所用土料建議就近在庫區(qū)開采，土料由殘坡積粘土、粉質(zhì)粘土構(gòu)成，夾有少量的碎石，呈硬塑狀，局部可塑，滲透系數(shù)一般小于10-4cm/s，儲(chǔ)量大于15000m3，質(zhì)量、儲(chǔ)量基本能滿足山坪塘填筑要求，平均運(yùn)距500m，局部表層1.0m含有植物根系及腐殖質(zhì)層，土質(zhì)均一性差，施工遇該層時(shí)建議清除作棄土處理。（2）混凝土骨料本工程混凝土骨料用量不大，山坪塘附近無可供開采的砂料、碎石料，建議在離工程區(qū)最近的***鎮(zhèn)購買，運(yùn)距約15km。4．主要建筑物除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)4.1工程等級(jí)和洪水標(biāo)準(zhǔn)4.1.1工程等別及建筑物級(jí)別***山坪塘是一個(gè)以灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的山坪塘。山坪塘樞紐由大壩、放水設(shè)備、溢洪道組成。正常蓄水位812.00m，相應(yīng)庫容0.72萬m3，設(shè)計(jì)洪水位812.46m，相應(yīng)庫容0.84萬m3，校核洪水位812.59m，相應(yīng)庫容0.87萬m3，有效灌溉面積110畝。根據(jù)水電部頒發(fā)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252－2000)規(guī)定，參照V等工程，主要建筑物為5級(jí)，次要建筑物為5級(jí)。4.1.2設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)特征水位按《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-2014）《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。（1）洪水標(biāo)準(zhǔn)山坪塘擋水壩壩型為均質(zhì)土壩，樞紐工程永久建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。（2）特征水位校核洪水（P=2%）時(shí)，最大下泄流量1.28m3/s，校核洪水位812.59m；設(shè)計(jì)洪水（P=10%）時(shí)，最大下泄流量0.87m3/s，設(shè)計(jì)洪水位812.46m；正常蓄水位為812.00m。4.2設(shè)計(jì)依據(jù)（1）重慶市水利局、重慶市發(fā)改委等部門對(duì)工程的各項(xiàng)要求；（2）重慶市***縣***山坪塘樞紐地質(zhì)勘察。（1）《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》(水利工程部分)；（2）《水利水電工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)程》（SL619-2013）；（3）《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-2014）；（4）《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252－2000）；（5）《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》（SL189-2013）；（6）《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274-2001）；（7）《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》（SL44－2006）；（8）《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL253－2000）；（9）《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（SL551-2012）；（10）《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL203－97）；（11）《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50487-2008）；（12）《水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50199-2013）；（13）《四川省暴雨洪水計(jì)算實(shí)用手冊(cè)》。4.3樞紐工程設(shè)計(jì)4.3.1壩體設(shè)計(jì)4.3.1.1內(nèi)坡設(shè)計(jì)內(nèi)坡坡比為1:2.0，為了防滲在壩坡整平夯實(shí)后鋪設(shè)復(fù)合土工膜，復(fù)合土工膜須嵌入壩腳齒墻和防浪墻基礎(chǔ)200mm以上，上墊層采用0.1m厚的碎石墊層，保護(hù)層采用C15厚100mm，邊長250mm的六邊形預(yù)制砼塊。在壩腳設(shè)置0.6m×0.6m的C15齒墻。4.3.1.2壩頂設(shè)計(jì)壩頂高程813.00m，寬3.5m；上游側(cè)設(shè)置防浪墻，采用M7.5漿砌磚結(jié)構(gòu)，厚度240mm，基礎(chǔ)（高×寬）為300mm×400mm的C15混凝土。壩頂為100mm厚C15混凝土路面，下設(shè)100mm厚碎石墊層。每隔10m設(shè)置一道2cm伸縮縫，縫內(nèi)設(shè)低發(fā)泡沫板；4.3.1.3外坡設(shè)計(jì)外坡從壩頂?shù)綁文_坡比依次為1:2.0,1:2.0和1:2.5，在高程為809.30的位置設(shè)有1m寬的馬道。在外坡壩腳建貼坡排水，頂高程為805.60m，高4.85m，內(nèi)坡坡比為1：2.0，外坡坡比為1：2.5。貼坡排水和壩體接觸處設(shè)15cm厚粗砂和15cm厚碎石的反濾層。溢洪道布置在左壩肩，控制段高程為812.00m，堰頂寬度為2m，堰高1.00m。堰底采用20cm厚的C20混凝土。邊墻采用C20混凝土的重力式擋土墻，頂寬0.5m，內(nèi)坡垂直，外坡坡比為1:0.4。邊墻和底板下設(shè)10cm厚的C15混凝土墊層。4.3.2.1溢洪道水面線計(jì)算按照《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》SL253—2000，泄槽水面線由能量方程采用分段求和法推算，校核下泄流量按1.09m3/s計(jì)。計(jì)算公式：式中：hc—臨界水深；α—流速不均勻系數(shù)，取1.05；q—單寬流量；g—重力加速度；△l1-2—分段長度；h1、h2—分段始、末端面水深；v1、v2—分段始、末斷面平均流速；α1、α2—流速分布不均勻系數(shù)；θ—泄槽底坡角度；i—泄槽底坡，i=tgθ；—分段內(nèi)平均摩阻坡降；n—泄槽槽身糙率系數(shù)；—分段平均流速，=（v1+v2）/2；—分段平均水力半徑，=（R1+R2）/2。摻氣水深按如下公式計(jì)算：式中：h—不摻氣水深，m；—摻氣后的水深，m；V—不摻氣情況下計(jì)算斷面的流速，m/s；ξ—修整系數(shù)，可取1.0—1.4s/m，流速大者取大值；本次取1.3s/m。按規(guī)范規(guī)定，安全加高可取0.5～1.5m，因本工程為山坪塘，單寬下泄流量不大，下泄較高標(biāo)準(zhǔn)洪水頻率不高，安全加高取0.5m。水面線計(jì)算結(jié)果見表4-4。表4-4溢洪道泄槽水面線計(jì)算成果表距陡槽首端項(xiàng)目0+000.000+031.50流速V(m/s)2.256.75計(jì)算水深(m)0.530.32摻氣高(m)0.030.03安全加高(m)0.500.50計(jì)算墻高(m)1.060.85設(shè)計(jì)墻高(m)1.001.00從表中可以看出，溢洪道經(jīng)整治后過流能力滿足要求，邊墻高度滿足《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》要求。4.3.2.2消力池水力計(jì)算根據(jù)溢洪道設(shè)計(jì)資料，其消能結(jié)構(gòu)采用的挖深式消力池。消力防沖按10年一遇洪水設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)下泄流量為0.76m3/s。消力池池深計(jì)算式：d=σh2-ht-ΔZ式中：d—池深（m）σ—水躍淹沒度，取1.05h2—池中發(fā)生臨界水躍時(shí)的躍后水深（m）ht—下游水深（m）Δz—消力池出口水面跌落（m）Δz=φ—水流消力池出流的流速系數(shù)，取0.95；b—消力池寬度（m）；Q—流量（m3/s）；Lk=0.8LLk—消力池長度（m）；L—自由水躍的長度（m）；經(jīng)計(jì)算：產(chǎn)生遠(yuǎn)離水躍，b=2.00m，L=4.81m，Lk=3.85m，d=0.86m，所以下游需要修建消力池，本次設(shè)計(jì)消力池的尺寸為4.00m×2.00×1.00m（長×寬×高）。4.3.8.4溢洪道邊墻穩(wěn)定計(jì)算計(jì)算公式：KC：按抗剪強(qiáng)度計(jì)算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；f：邊墻與基巖接觸面的抗剪摩擦系數(shù)；∑W：作用于邊墻上的全部荷載對(duì)計(jì)算滑動(dòng)面的法向分量；∑P：作用于邊墻上的全部荷載對(duì)計(jì)算滑動(dòng)面的切向分量。溢洪道結(jié)構(gòu)主要復(fù)核邊墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，選取墻高1.0m為典型計(jì)算斷面。計(jì)算按最不利情況考慮，即邊墻墻內(nèi)無水，墻外有土壓力及墻后地下水情況進(jìn)行溢洪道邊墻穩(wěn)定計(jì)算。計(jì)算參數(shù)依照相似條件的工程參數(shù)值取用：地基抗剪摩擦系數(shù)f=0.4,墻體容重22.5KN/m3；回填土料：c=14.5Kpa，φ=22°，γ=19.0KN/m3。計(jì)算成果見表4-5：表4-5溢洪道邊墻穩(wěn)定計(jì)算成果表計(jì)算斷面項(xiàng)目抗滑安全系數(shù)抗傾覆安全系數(shù)墻高1.00m1.462.68計(jì)算結(jié)果表明，新建溢洪道邊墻穩(wěn)定滿足要求。4.3.3放水設(shè)施放水設(shè)施布置在左側(cè)壩體上，采用臥管和涵管的形式。臥管和涵管均采用C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。臥管進(jìn)水口孔徑為200mm，上面采用鋼板拍門結(jié)構(gòu)，詳見設(shè)計(jì)圖。涵管凈空斷面（高×寬）為400×300mm，壁厚為150mm。4.4大壩的滲流及壩坡穩(wěn)定計(jì)算4.4.1壩體滲流計(jì)算取山坪塘大壩最大橫剖面，按照水力學(xué)達(dá)西定律進(jìn)行滲漏分析，滲漏分析采用北京理正軟件設(shè)計(jì)研究院有限公司開發(fā)的理正巖土計(jì)算軟件，采用有限元法進(jìn)行滲漏計(jì)算分析。1、計(jì)算工況根據(jù)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL189-2013）規(guī)定，進(jìn)行了以下4種水位組合工況的滲流計(jì)算。（1）死水位與下游相應(yīng)的最低水位；（2）正常蓄水位與下游相應(yīng)的最低水位；（3）設(shè)計(jì)洪水位與下游相應(yīng)的水位；（4）校核洪水位和下游相應(yīng)的水位。2、計(jì)算結(jié)果***山坪塘大壩滲流穩(wěn)定計(jì)算成果，滲透最大坡降計(jì)算見表4-2。表4-2大壩滲流穩(wěn)定計(jì)算成果表大壩名稱工況單寬滲流量（