【正文】 漢濱區(qū)李家溝水庫除險加固設(shè)計畢業(yè)論文目 錄第一章 綜合說明 1 緒言 1 1 1 2 2 2 3 水文 3 4 5第二章 水 文 8 8 8 8 8 整理及復(fù)核 8 8 8 8 9 9 14 14 14 15第三章 工程地質(zhì) 17 17 17 17 18 18第四章 工程任務(wù)和規(guī)模 19 工程概況 19 工程加固任務(wù) 19 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 19 19 20 20 21 22 24 27 28 29 30 30第五章 工程布置及建筑物 31 設(shè)計依據(jù) 31 31 工程等別和建筑物級別 31 31 設(shè)計基本資料 31 工程布置 32 32 工程現(xiàn)狀及存在的問題 32 33 36 37 39 39 溢洪道加固設(shè)計 39 39 結(jié)構(gòu)計算 39 41 42 44 44 44 44 觀測設(shè)計 45參考文獻(xiàn) 46附錄 47致謝 51第一章 綜合說明 緒言李家溝水庫樞紐位于安康市漢濱區(qū)五里鎮(zhèn)劉營村境內(nèi)，月河右岸一級支流李家溝下游。水庫樞紐距五里鎮(zhèn)約5km，有簡易公路通到右壩肩山梁上。水庫樞紐工程由大壩、放水設(shè)施、左岸溢洪道等主要建筑物組成。水庫壩體為粘土均質(zhì)壩，，（相對高程）。，，%。李家溝水庫是一座以供水，灌溉為主，并兼有養(yǎng)殖等綜合效益的V等?。?）型工程。溢洪道位于左壩肩，由寒武系薄層灰?guī)r夾千枚巖強弱風(fēng)化巖體開挖而成，為側(cè)堰溢洪道。放水設(shè)施位于右壩肩，由臥管和放水涵洞構(gòu)成。李家溝水庫工程于1954年2月由群眾自建，為萬方大堰，于1958年加壩升級為水庫，投入使用。1965年因漏水，壩體滑動后進(jìn)行整修。1977年7月因上游堰塘跨壩，導(dǎo)致李家溝水庫漫壩，壩體形成深槽，同年進(jìn)行溢洪道及壩體進(jìn)行加固處理。由于當(dāng)時水庫設(shè)計不規(guī)范，施工方法簡陋落后，加之水庫運行后主要建筑物老化失修，水庫多年來一直帶病運行，效益不能發(fā)揮。2007年4月安康市防汛辦、漢濱區(qū)防汛辦組織有關(guān)專家對李家溝水庫進(jìn)行了安全鑒定，鑒定結(jié)論是：李家溝水庫大壩屬三類壩，建議盡快進(jìn)行除險加固處理由于受當(dāng)時歷史條件制約，水庫施工質(zhì)量差，竣工運行以來出現(xiàn)多處病害，長期帶病運行。本次設(shè)計根據(jù)水庫除險加固工程設(shè)計導(dǎo)則要求。通過檢查大壩、溢洪道及放水設(shè)施等主要建筑物存在的安全問題，結(jié)論如下：大壩部分①壩頂：壩頂為自然土路面，降雨不能通行，對大壩維修及汛期防汛不利。②上游壩坡:上游壩坡沒進(jìn)行護(hù)面處理，壩坡面不規(guī)整，沖刷侵蝕嚴(yán)重。③下游壩坡：背水面右側(cè)有較大面積的土體產(chǎn)生了變形、塌陷和滑動，結(jié)合鉆孔資料，土體最深滑移面達(dá)4m。下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求；且壩面雜草、樹木從生，無壩面排水系統(tǒng)；壩趾排水棱體部分已被掩埋，且有部分坍塌，從現(xiàn)狀出露的排水棱體表面看，排水體不規(guī)整且排水不暢。（1） 溢洪道評價：溢洪道設(shè)計雖滿足泄洪能力需要。，堰體砌石部分裂縫、脫漿，漏水嚴(yán)重，堰后側(cè)槽底板襯砌厚度不夠，現(xiàn)狀沖刷破壞嚴(yán)重，；泄槽左側(cè)為約8m高邊坡，側(cè)槽邊墻砌筑高約2m砌石，溢洪道泄洪時，水位高于側(cè)墻，沖刷邊坡，對溢洪道泄洪帶來安全隱患，一旦邊坡坍塌，將淤塞溢洪道。（2） 引水設(shè)施部分：引水設(shè)施雖經(jīng)2003年處理，但在2007年7月因柴頭堵塞，無法正常放水。（3） 其它設(shè)施：①水庫無水位尺，無雨量觀測設(shè)施；②大壩無滲漏、位移變形等觀測設(shè)施；③大壩無管理房及抗洪設(shè)施；水庫運行50多年以來，為工程所在的劉營村及附近村莊的農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮了巨大的作用。1958年3月完工，1965年因漏水，壩體滑動后進(jìn)行整修，1977年7月因上游堰塘跨壩，導(dǎo)致李家溝水庫漫壩，壩體形成深槽，淹沒下游劉家營村，沖毀大量房物及農(nóng)田，后回填坍塌壩體，烣復(fù)水庫部分功能，施工時均為人工填筑，也未對壩體加寬，安全難以保障，且不能發(fā)揮正常效益。水庫下游居民人口較集中，劉營村、石天高速公路均在水庫下游，一旦水庫失事，將會造成較大的災(zāi)害損失。因此，李家溝水庫除險加固對該地區(qū)至關(guān)重要，應(yīng)從速立項以除后患。(1)《水電樞紐工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL2522000；(2)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB5020194；(3)《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》DL/T 50571996；(4)《溢洪道設(shè)計規(guī)范》SL2532000； (5)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》(SL2742001)；(6)《水利水電工程工程量計算規(guī)定》(DL/T50881999)；(7)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計導(dǎo)則》SL18996；(8)《陜西省中小型水庫工程險除加固初步設(shè)計報告編制規(guī)程》(9)《安康市漢濱區(qū)李家溝水庫大壩安全鑒定報告》。針對水庫目前存在的主要問題，確定除險加固工程初步設(shè)計的主要任務(wù)為：（1） 壩體：對壩體上、下游壩坡進(jìn)行護(hù)坡加固處理，增設(shè)踏步，壩頂路面硬化；背水坡設(shè)置排水系統(tǒng)；清理壩直坡積物，加固排水棱體。（2） 加厚下游壩體，使其抗滑滿足規(guī)范規(guī)定要求。（2）對現(xiàn)狀溢洪道工程進(jìn)行復(fù)核、加固水毀段，保證行洪安全通暢；（3）加固改建引水設(shè)施，對其進(jìn)行翻修加固；（4）增設(shè)管理房；（5）完善水庫工程監(jiān)測設(shè)施。 水文（1）水文氣象概況李家溝水庫樞紐位于安康市漢濱區(qū)五里鎮(zhèn)劉營村境內(nèi)，月河右岸支溝李家溝下游，水庫樞紐距安康市約10km。，‰。漢濱區(qū)屬于北亞熱帶大陸濕潤性季風(fēng)氣候區(qū)。氣候溫和，雨量充沛，四季分明，無霜期長?！?。無霜期263天。流域年均降水量850mm，60%集中在9月，(1966年) ，(1983年) 。，為特小流域，流域內(nèi)無水文站。本設(shè)計水文計算按照無資料地區(qū)，依據(jù)《安康地區(qū)水文手冊》采用多種方法計算，進(jìn)行合理性分析。（2）設(shè)計洪水 依據(jù)《安康地區(qū)水文手冊》，按照無資料地區(qū)計算李家溝水庫設(shè)計洪水，采用洪峰面積相關(guān)法、綜合參數(shù)法、推理公式法進(jìn)行多方案分析計算。:洪峰面積相關(guān)法計算成果表頻率洪峰面積相關(guān)法綜合參數(shù)法推理公式法采用值P=％ P=％ ，三種方法計算出的設(shè)計洪水成果值均有差異。，屬于特小流域。洪峰面積相關(guān)法為單因素的經(jīng)驗公式，忽略了河長、坡度等地形特征值的影響以及植被損失等下墊面和匯流過程等重要因素，僅以綜合參數(shù)Kn表現(xiàn)。對于特小流域，不能準(zhǔn)確反映各流域的特殊性，其結(jié)果僅供參考。綜合參數(shù)法也忽略了植被損失等下墊面和匯流過程等重要因素，同樣不使用于特小流域洪水計算。對特小流域暴雨洪水，無論是暴雨的時空分布或流域匯流特性，推理公式更能適應(yīng)其概化條件。但是其參數(shù)為統(tǒng)計經(jīng)驗值，與實際存在一定的差異。本工程為特小流域，一旦發(fā)生特大暴雨，匯流時間極短，為安全起見，洪水采用前三種方法推求的最大值，設(shè)計洪水為Q=（20年一遇），校核洪水Q=（200年一遇）。（3） 設(shè)計洪水過程本工程為無資料的特小流域，洪水過程線采用三角形概化過程線法推求。: 洪水過程線成果表P(%)5歷時(h)流量(m3/s)歷時(h)流量(m3/s)0 00 0（1）區(qū)域地質(zhì)概況李家溝水庫樞紐位于月河一級支流李家溝下游，流域呈狹長帶狀。地勢北高南低，壩址上游兩岸地形陡峻，坡度45176。～60176。之間，峰谷高差50~200m，為侵蝕中低山地貌。水庫樞紐區(qū)位于秦巴山脈之間，大地構(gòu)造位于南秦嶺東西向構(gòu)造帶中段南部，屬月河斷陷盆地。盆地南為鳳凰山復(fù)式背斜，北為牛背山復(fù)式背斜，中部為月河復(fù)式向斜。（2）壩址區(qū)工程地質(zhì)條件李家溝水庫壩址區(qū)河谷底寬35m，呈不對稱“U”型河谷，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(zhì)邊坡，高出壩頂10多m，坡角約為25176。~35176。右壩肩為土質(zhì)邊坡，坡頂?shù)陀趬雾?~5m。兩壩肩邊坡基本穩(wěn)定。壩址出露地層主要淤泥質(zhì)土（Q4L）、殘坡積土（Q4dl+el）、粉砂質(zhì)粘土（Q4s）、粉質(zhì)粘土（Q3al）、砂礫石（Q4al+pl）、砂礫石（Q3al）、寒武系（∈）薄層灰?guī)r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。（3）壩體填筑土質(zhì)量評價李家溝水庫壩體整體表現(xiàn)為不規(guī)則弧形，大壩建設(shè)經(jīng)歷了建壩、加壩和水毀恢復(fù)三次建設(shè)過程，根據(jù)勘察資料，*106~*106cm/s，符合設(shè)計要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；壓實度P=，壓實度未達(dá)到設(shè)計要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，碾壓質(zhì)量較差。應(yīng)對大壩進(jìn)行穩(wěn)定性復(fù)核。野外地質(zhì)勘查表明，雖然壩體土滲透系數(shù)符合設(shè)計要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，但壩體仍存在滲漏現(xiàn)象，主要原因是壩體經(jīng)過三次建設(shè)，存在三次填筑結(jié)合面，造成滲水通道；壩體背水面右側(cè)有較大面積的土體產(chǎn)生了變形、塌陷和滑動，結(jié)合鉆孔資料，土體最深滑移面達(dá)4m，因此建議，對大壩整體進(jìn)行防滲處理。對壩體背水面右側(cè)滑移面上部土體全部清除，再進(jìn)行加固處理。(4) 溢洪道場地工程地質(zhì)條件 溢流堰堰底和左側(cè)側(cè)墻主要由薄層灰?guī)r夾千枚巖強風(fēng)化巖體組成，巖石裂隙發(fā)育，但整體邊坡基本穩(wěn)定。強風(fēng)化巖體基本質(zhì)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，*103Mpa。（5）天然建筑材料庫區(qū)壩址下游月河二級階地區(qū)粉質(zhì)粘土分布較廣，無論儲量還是質(zhì)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(zhèn)月河口石場采運，月河口石場砂石料質(zhì)地堅硬，為安康市區(qū)建筑工程主要石料來源，儲量豐富，交通方便，運距約5km。李家溝水庫樞紐工程大壩為均質(zhì)土壩，通過查閱資料可知，，壩頂高程在500m～（相對高程）之間。上游坡比1:，下游坡比1:。，高程484m，外側(cè)坡比1:，內(nèi)側(cè)坡比1:。李家溝水庫樞紐位于安康市漢濱區(qū)五里鎮(zhèn)劉營村境內(nèi)。水庫樞紐建在月河一級支流的李家溝中游。樞紐工程由大壩、溢洪道、放水設(shè)施等建筑物組成，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。（1）下游壩體培厚根據(jù)計算，壩體抗滑不滿足規(guī)范系數(shù)要求壩面主要是下壩面，本次設(shè)計時主要考慮從下游壩面培厚加固。，滿足設(shè)計頂寬要求。設(shè)計培厚壩坡時，，壩坡坡比1:，，下游坡1:，上游坡1:1。下游壩體培厚時，原設(shè)計上壩公路結(jié)合壩體填筑設(shè)計布置，沿原高程平移，公路內(nèi)側(cè)采用漿砌石擋墻擋護(hù)公路以上填筑體，擋墻高1m，外側(cè)直立，內(nèi)側(cè)坡比1:。，外側(cè)坡比1:，內(nèi)側(cè)坡比1:1。排水棱體內(nèi)側(cè)和底部分別設(shè)計反濾層，反濾層分上、下兩層，上層為20cm砂礫石墊層（d5～d20），下層為10cm厚粗砂墊層（＜5mm）。培厚壩坡為防止壩面土體流失，在壩坡面設(shè)置干砌石格構(gòu)，格構(gòu)邊長10m的菱形網(wǎng)格，垂直于上游坡面。格構(gòu)間回填砂礫土，平整壩坡后種植草皮。本次設(shè)計考慮增設(shè)五道排水溝，排水棱體底部設(shè)貼坡排水溝，左右壩肩沿壩體兩側(cè)山體結(jié)合部位各設(shè)置一道岸坡排水溝。右岸上壩公路內(nèi)側(cè)設(shè)置一道排水溝。，M10砂漿抹面，比降為自然山體與壩坡結(jié)合處的坡比，排水溝斷面為底寬30cm、頂寬30cm，深40cm的梯形斷面，M10砂漿抹面；公路內(nèi)側(cè)排水溝為20cm矩形斷面，縱向排水溝與岸坡排水溝連接，最后排入壩下游河道。為方便上下壩體，壩后中部由壩頂至壩基設(shè)置臺階，臺階寬120cm，M10砂漿抹面。（2）壩頂。現(xiàn)狀壩頂為土路面，考慮壩體多年運行情況，本次設(shè)計壩頂上、下游側(cè)設(shè)置路緣石，鋪筑泥結(jié)石路面。壩頂泥結(jié)石路面分兩層，上層泥結(jié)石路厚30cm，下層碎石厚15cm。路面施工前，將壩頂草皮及雜物清理，平整輾壓壩體至300m高程，為便于壩頂排水，設(shè)2％橫坡傾向兩側(cè)。（3）上游護(hù)坡設(shè)計上游護(hù)坡從現(xiàn)狀分析、主要是坡面無防護(hù)民，且存在脫坡、壩面不平整，必須先進(jìn)行壩面修整，以保持平整。根據(jù)平次大壩穩(wěn)定復(fù)核，壩坡穩(wěn)定計算滿足規(guī)范要求，故對壩坡不作大的修改。主要內(nèi)容為：對壩坡表面腐質(zhì)土進(jìn)行清基、夯實；對壩面樹根、草皮挖除，表層回填并夯實，～。上游坡處理從淤積面以下1m，干砌石護(hù)坡下設(shè)反濾層。干砌塊石厚度30cm，反濾層分上、下兩層，上層為20cm砂礫石墊層（d5～d20），下層為10cm厚粗砂墊層（＜5mm）。為加強干砌石護(hù)坡的整體性和穩(wěn)定性，防止干砌石大面積滑落，在大壩坡面增設(shè)漿砌石格構(gòu)，格構(gòu)為邊長8m的菱形網(wǎng)格，垂直于上游坡面。為方便上下壩體，壩前中部由壩頂至庫內(nèi)設(shè)置臺階，臺階寬120cm，M10砂漿抹面。（4）放水臥管主要采用如下方案：考慮臥管2003處修復(fù)，現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)滿足規(guī)范要求，只因2007年柴草堵塞。本次臥管處理針對堵塞部位進(jìn)行拆除，清除堵塞物，再按原結(jié)構(gòu)恢復(fù)。改造臥管在原位置槽挖后，回填墊層砼，再澆筑C20砼。臥管底坡坡比與壩體坡比相同為1：2，臥管結(jié)構(gòu)尺寸保持原結(jié)構(gòu)尺寸不變，為6060cm，臺階寬80cm，高60cm，平臺設(shè)置直徑為20cm圓形放水孔。對涵管因壩體加厚，需相應(yīng)將涵管加長，修建至壩外。外延涵管布置在原引水渠位置上，涵管設(shè)計為5050cm漿砌石矩形斷面。（5）溢洪道改造折線堰設(shè)計結(jié)合現(xiàn)場地形、地質(zhì)條件，本次堰體加固設(shè)計擬在原漿砌石堰體迎水面及堰頂采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加厚處理。迎水面加厚結(jié)構(gòu)開挖至新鮮基礎(chǔ)面，漿砌石面清理干凈后澆筑鋼筋混凝土，布置雙層φ12鋼筋網(wǎng)，鋼筋間距15cm，保護(hù)層5cm。，加固時擬拆除原堰頂50cm漿砌石，再澆筑混凝土結(jié)構(gòu)?；炷僚c漿砌石結(jié)構(gòu)縫面設(shè)置錨桿錨固，錨桿為φ18鋼筋，間距1m，梅花型布置， ,呈“L”型。加厚混凝土分槰與原漿砌石堰體分縫一致，縫面設(shè)置橡膠止水。堰后側(cè)槽加固側(cè)槽底板加固擬拆除原側(cè)槽底板混凝土結(jié)構(gòu)，采用鋼筋混凝土至原底板高程。，布設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)，上層為φ16鋼筋，下層為φ14鋼筋，鋼筋間距15cm，保護(hù)層5c