【正文】 壩址區(qū)主要工程地質(zhì)問題，提出了工程設(shè)計(jì)對(duì)策，完成了拐溝中型攔沙壩的初步設(shè)計(jì)工作。2022 年 4 月、2022 年 10 月和 2022 年 2 月，水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院對(duì)項(xiàng)目《建議書》進(jìn)行了 3 次審查。**流域黃土高原地區(qū)水土流失面積 萬 km2，治理難度非常大，需要長(zhǎng)期不懈的努力。粗泥沙集中來源區(qū)攔沙工程一期項(xiàng)目可行性研究..粗泥沙集中來源區(qū)攔沙工程一期項(xiàng)目可行性研究河 上 游 右 岸 片 拐 溝 中 型 攔 沙 壩典 型 工 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 粗泥沙集中來源區(qū)攔沙工程一期項(xiàng)目可行性研究..拐溝中型攔沙壩工程特性表水系 **河 型式 矩形建設(shè)地點(diǎn) **縣 總長(zhǎng)度（m） X 37176。為了使有限投資盡最大可能發(fā)揮減淤作用，必須加強(qiáng)控制對(duì)**下游淤積影響最大的粗泥沙。經(jīng)審查，基本同意《建議書》 ，并上報(bào)水利部。拐溝中型攔沙壩地處經(jīng)緯度 109176。 工程概算總投資 萬元，工程建成后可淤地 。拐溝中型攔沙壩擬 定 壩 高 ， 建 筑 物 由 壩 體 、 溢 洪 道 和 放水 工 程 三 大 件 組 成 ， 控 制 流 域 面 積 ， 總 庫 容 萬m3， 攔 泥 庫 容 萬 m3， 淤 積 年 限 30 年 。拐溝中型攔沙壩控制面積 ，總庫容 萬 m3，淤積庫容 萬 m3，滯洪庫容 萬 m3，壩高 ，壩頂長(zhǎng)，壩頂寬 ，上游壩坡坡比為 1：，下游壩坡坡比為粗泥沙集中來源區(qū)攔沙工程一期項(xiàng)目可行性研究..1：；馬道以上下游壩坡坡比為 1：。拐溝中型攔沙壩放水建筑物由臥管、消力池、涵洞、明渠及明渠陡坡段組成。溢洪道由引水渠、溢流堰、陡坡段及出口消能段組成，全長(zhǎng)。粗泥沙集中來源區(qū)攔沙工程一期項(xiàng)目可行性研究..2 基本情況 工程地質(zhì)勘察 地形地貌拐溝庫區(qū)位于陜西省**縣**支流**河一級(jí)支流**河流域上游右岸內(nèi)的二級(jí)支溝上，經(jīng)緯度 109176。整個(gè)庫區(qū)屬侵蝕剝蝕型低中山區(qū)，區(qū)內(nèi)地勢(shì)總體呈北高南低。～50176。 壩址區(qū)工程地質(zhì)條件1）地層巖性庫區(qū)出露的地層為侏羅系中統(tǒng)直羅組及第四系上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)。2）地質(zhì)構(gòu)造庫區(qū)為單斜巖層，傾向北西，傾角小于 3?，整個(gè)庫區(qū)未發(fā)現(xiàn)斷層。3）水文地質(zhì)條件壩址區(qū)未見泉水出露，地下水主要為松散巖類孔隙水，賦存于洪積沙及砂礫石中。5）巖土體物理力學(xué)性質(zhì)壩址區(qū)巖土體物理力學(xué)性質(zhì)見表 222。BLCTKB1 60 11 BLCTKB3 48 　 13 BLCTKB4 120 最大值 120 13 最小值 48 11 平均值 76 12. 表 24 壩址區(qū)黃土物理指標(biāo)建議值表天然狀態(tài)基本物理指標(biāo)含水率 ω濕密度 ρ干密度ρd孔隙比 e 飽和度 Sr 液性指數(shù) IL土粒比重 Gs液限Wl塑限Wp塑性指數(shù)Ip巖性% g/cm3 g/cm3 % % %輕粉質(zhì)壤土～重粉質(zhì)砂壤土 表 25 壩址區(qū)巖土力學(xué)指標(biāo)建議值表抗剪強(qiáng)度壓縮系數(shù)Av12壓縮模量Es12凝聚力Cu摩擦角φu滲透系數(shù)Kv 承 載 力巖性MPa1 MPa kPa 176。1）土料初選土料場(chǎng)位于壩軸線上游約 500m 兩岔溝之間的山坡上，高程為 1050~1150m，經(jīng)計(jì)算，可開采方量 60104m3，能滿足筑壩需求；經(jīng)試驗(yàn)，粘粒含量和含水量偏低，使用時(shí)需灑水，使其含水量接近最優(yōu)含水量。 E4cm/s建議值 / / / 20 表 210 土料質(zhì)量評(píng)價(jià)表土料試驗(yàn)結(jié)果項(xiàng)目最小值 最大值 平均值均質(zhì)壩土料指標(biāo) SL2892022質(zhì)量評(píng)價(jià)粘粒含量（ %） 10～ 30 偏低塑性指數(shù) 7～ 17 合格滲透系數(shù)（ 10－ 4cm/s） ＜ 1 偏大有機(jī)質(zhì)含量（ %） ＜ 5 ＜ 2 合格粗泥沙集中來源區(qū)攔沙工程一期項(xiàng)目可行性研究..水溶鹽含量（ %） ＜ 3 ＜ 5 合格天然含水率（ %） 與最優(yōu)含水率接近 偏低PH值 ＞ 7 合格SiO2/R2O3 ＞ 2 合格壩體干容重 ＞ 合格2）塊石料壩址區(qū)附近地層巖性為第三系上新統(tǒng)棕紅色泥巖和第四系上更新統(tǒng)黃土，缺乏塊石料，建議施工時(shí)根據(jù)需求外購(gòu)。庫區(qū)兩岸山體較薄，兩側(cè)相鄰支溝規(guī)模與該支溝相當(dāng)，谷底高程相當(dāng)，蓄水以后，庫水可能沿著砂巖中的節(jié)理裂隙向下游和鄰谷發(fā)生暫時(shí)性滲漏。河床表層的砂礫石和兩壩肩表層坡積碎石土為中等透水～強(qiáng)透粗泥沙集中來源區(qū)攔沙工程一期項(xiàng)目可行性研究..水，建議采取相應(yīng)工程處理措施。進(jìn)口段上部 Q3eol 黃土厚 23m 左右，下部為三系上新統(tǒng) N2 棕紅色泥巖。右岸岸坡坡度 40176。 社經(jīng)情況 社經(jīng)狀況該工程屬**河一級(jí)支流**河支流上南溝流域內(nèi)。村、社教育相對(duì)落后，群眾對(duì)新文化、新技術(shù)了解程度滯后。2）淹沒情況占?jí)河绊懜孛娣e 畝，占?jí)河绊懥值孛娣e 畝，占?jí)河绊懫渌恋孛娣e 畝。 氣象與水文泥沙 氣象工程所在區(qū)屬典型大陸性季風(fēng)性氣候，四季分明，春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱，秋季涼爽，冬季寒冷。最大凍土深度 95cm，一般每年 11 月低凍結(jié)，到第二年 3 月份中旬解凍。由于含水層厚度薄，泥質(zhì)含量高富水性差。水化學(xué)類型為 HCO3 Na排泄主要以徑流形式排泄，徑流方向受地貌條件的控制。 泥沙泥沙主要來源于各級(jí)溝道兩岸黃土丘陵大面積裸露區(qū)及溝谷坡。該流域多年平均侵蝕模數(shù)為 萬t/km2積溫(℃)年日照時(shí)數(shù)(h)無霜期(d)大風(fēng)日數(shù)(d) 最大 最小多年平均多年平均暴雨次數(shù)(次 /年) 2637 192 6 648 280 　建筑材料拐溝攔沙壩采用均制土壩方案，工程需要大量建壩土料，初估土料需求量約為 萬 m3, 初選土料場(chǎng)位于壩軸線上游約 120m 兩岔溝之間的山坡上，高程為 1050~1150m，經(jīng)計(jì)算，可開采方量60104m3，能滿足筑壩需求；根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告：粘粒含量和含水量偏低，見表 29 試驗(yàn)測(cè)定表和表 210 料場(chǎng)土土料質(zhì)量評(píng)價(jià)表。砂子、水泥、鋼材、木材等材料需在**縣城采購(gòu)，運(yùn)距 57km；購(gòu)價(jià)采用榆林地區(qū) 2022 年第三季度價(jià)格水平。確定本區(qū)代表雨量站，對(duì)（1960—2022）實(shí)測(cè)暴雨系列，進(jìn)行頻率分析計(jì)算，確定代表站最粗泥沙集中來源區(qū)攔沙工程一期項(xiàng)目可行性研究..大 24h、12h、6h、3h、1h、1/3h 暴雨量雨量均值和變差系數(shù) Cv 值。 設(shè)計(jì)洪峰流量計(jì)算采 用 水 利 行 業(yè) 標(biāo) 準(zhǔn) 《 水 土 保 持 治 溝 骨 干 工 程 技 術(shù) 規(guī) 范》 （ SL 289—2022）中 的 推 理 公 式 ：Qp=粗泥沙集中來源區(qū)攔沙工程一期項(xiàng)目可行性研究.. —單 位 換 算 系 數(shù) 。2) 凈雨推求：采用“入滲曲線法” 扣損推流 A、 前 期 影 響 雨 量 Pa： 根 據(jù) 《 榆 林 地 區(qū) 實(shí) 用 水 文 手 冊(cè) 》 、 《 陜 西 省 中 小 流域 設(shè) 計(jì) 暴 雨 洪 水 圖 集 》 ， 本 區(qū) 流 域 最 大 蓄 水 量 Im 取 100mm， 前 期 影 響 雨 量Pa≈Im/3＝ 33mm。將 產(chǎn) 流 過 程 各 時(shí) 段 的 產(chǎn) 流 量 累 加 起 來 即 為 產(chǎn) 流 總 量 ， 由 產(chǎn) 流 過 程 中扣 除 時(shí) 段 平 均 潛 流 （ 黃 土 丘 陵 溝 壑 區(qū) ＜50km2小 流 域 不 扣 潛 流 ） 即 得 凈 雨 過程 （ 地 面 徑 流 過 程 ）。拐溝攔沙壩不同設(shè)計(jì)頻率洪峰流量。hp見表 3—2。拐溝攔沙壩不同設(shè)計(jì)頻率洪水過程線推算見表 3—3。2）輸沙量取值經(jīng)分析論證確定，該壩址所在區(qū)域多年平均輸沙模數(shù)采用 萬 t/，通過計(jì)算，拐溝控制范圍內(nèi)年均輸沙量為 萬 t。 樞紐組成及布設(shè)拐溝中型攔沙壩結(jié)構(gòu)組成為三大件，即壩體、放水建筑物和溢洪道。 工程等別和標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《水土保持治溝骨干工程技術(shù)規(guī)范》SL289—2022 規(guī)范要求，確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為：設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)：P 設(shè) =%校核洪水標(biāo)準(zhǔn)：P 校 =%工程設(shè)計(jì)淤積年限取 30 年工程等別：四等建筑物級(jí)別：4 級(jí)放水工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為 4 天排完 30 年一遇的一次洪水總量。MoN/ r 式中： Ws——多年平均懸移質(zhì)輸沙量，萬 m3；Mo——侵蝕模數(shù)萬 t/km2粗泥沙集中來源區(qū)攔沙工程一期項(xiàng)目可行性研究.. 2）滯洪庫容計(jì)算（調(diào)洪演算）（1） 起調(diào)水位根據(jù)淤積總量為 萬 m3，由水位—庫容曲線查得淤積高程為▽，設(shè)計(jì)起調(diào)水位為▽，查水位—淤地面積曲線得可淤地面積為 。B—溢洪道寬度（m） ；查《**粗泥沙集中來源區(qū)攔沙工程一期項(xiàng)目可行性研究水文成果報(bào)告》得：Q 區(qū)泄 % = Q 區(qū)泄 % = F—攔沙壩壩控面積， 2。在設(shè)計(jì)洪水和校核洪水條件的調(diào)洪計(jì)算結(jié)果分別見表 443。由調(diào)洪演算得：滯洪庫容V 滯 = 3淤積庫容即為設(shè)計(jì)攔泥量V 淤 =W= 3粗泥沙集中來源區(qū)攔沙工程一期項(xiàng)目可行性研究..工程總庫容：V 總 = 萬 m3 壩高確定壩高由攔泥壩高、滯洪壩高、安全超高三部分組成，即：H=H 攔 +H 滯 +H 安 。 壩體斷面尺寸確定由于該壩為機(jī)推碾壓法施工的均質(zhì)土壩，且壩高為 25m，按照《技術(shù)規(guī)范》中表 ，壩頂寬取 ，為避免風(fēng)雨侵蝕壩頂，用紅膠土混合粘土在壩頂鋪 30cm 厚，兩側(cè)筑 30cm 高的紅膠土混合粘土埂堰。粗泥沙集中來源區(qū)攔沙工程一期項(xiàng)目可行性研究..壩體鋪底寬 B=25＋15+10++4=113m。詳細(xì)尺寸詳見下表。反濾體規(guī)格尺寸詳見其結(jié)構(gòu)圖。2）壩坡穩(wěn)定計(jì)算壩體的穩(wěn)定性分析不能套用水庫的計(jì)算方法。型式上采用涵臥管式建筑物，此種型式設(shè)計(jì)與施工管理較為方便。 臥管設(shè)計(jì)1）放水流量確定依據(jù)《技術(shù)規(guī)范》的要求，放水工程的設(shè)計(jì)流量按 4—7 日（取4 日）內(nèi)排完三十年一遇的一次洪水總量計(jì)算：Q=%/（ 486400） =(10000)/（486400）= 3/s。則 d=[(++)]=(m)，取 。6）臥管內(nèi)水深計(jì)算采用《技術(shù)手冊(cè)》中公式 Q=WC（Ri） 1/2式中 Q—通過臥管的加大流量，m 3/s。為了使水流由進(jìn)入孔跌入臥管時(shí)，躍起水頭不致封住臥管，臥管高度取正常水深的 3—4 倍，即臥管高度為 =，按規(guī)范要求為便于施工及檢修，故臥管斷面尺寸取凈寬凈高=6060cm。5）臥管結(jié)構(gòu)尺寸確定臥管主要承受水壓力和淤泥壓力，其結(jié)構(gòu)尺寸，主要取決于在壩內(nèi)的高程、跨度以及建筑材料等。粗泥沙集中來源區(qū)攔沙工程一期項(xiàng)目可行性研究..?????????181232hgbaQh加0.~512??hod ???hd4）臥管消力池設(shè)計(jì)由于臥管坡度較大，流速較高，因此在水流進(jìn)入壩底涵洞前，用消力池進(jìn)行消能，使水流平穩(wěn)地進(jìn)入涵洞，消力池砌筑采用塊料石。兩側(cè)側(cè)墻頂寬相同，均采用 ，側(cè)墻底寬 ，基礎(chǔ)厚 ，基礎(chǔ)外伸長(zhǎng) 15cm，放水孔蓋板長(zhǎng) 100cm，寬 100cm，厚 18cm，搭接長(zhǎng)度 20cm，蓋板配筋見附圖 08。其高程為▽，通氣孔尺寸為 。 C—謝才系數(shù)，C=（1/n）R 1/6 ； n—糙率，臥管糙率 n=； i—臥管底坡，i=1/2。Q 加 =(1+20%)=5）臥管斷面尺寸確定方形臥管的砌筑材料，依據(jù)就地取材的原則，選用漿砌塊料石砌筑，臥管過水?dāng)嗝妫P管寬度計(jì)算采用《技術(shù)手冊(cè)》中公式B=[Q/] 3/8式中：B—臥管寬度， （m） ； i—臥管底坡； Q—加大流量，m 3/s。臥管與涵洞連接處設(shè)消力池，臥管頂部設(shè)置通氣孔。放水工程由斜臥管、消力池、涵洞、明渠、陡坡、后消力池及尾水渠組成。粗泥沙集中來源區(qū)攔沙工程一期項(xiàng)目可行性研究.. 放水建筑物設(shè)計(jì) 放水建筑物結(jié)構(gòu)型式拐溝中型攔沙壩壩址表層為黃土及紅膠土，深層為紅膠土，壩肩右岸已有紅膠土裸露。蓄洪排清時(shí)洪水在庫內(nèi)停留時(shí)間很短，本次設(shè)計(jì)排完一次 30 年一遇洪水總量是 4 天，等不到壩體浸潤(rùn)線形成庫內(nèi)就沒有水了。為了增加下游壩坡的穩(wěn)定性，同時(shí)排泄土基地基及壩體滲透水流，防止?jié)B透水流將壩身及基礎(chǔ)的小顆粒帶走，在下游壩坡趾部設(shè)粗泥沙集中來源區(qū)攔沙工程一期項(xiàng)目可行性研究..置貼坡式反濾體。為防止雨水沖刷壩體，在馬道及下游壩坡和兩岸坡面的結(jié)合處設(shè)置邊坡排水溝，邊坡排水溝設(shè)置在壩體于兩岸的結(jié)合處，從壩頂布設(shè)到壩坡外底，規(guī)格、尺寸及工程量見下表。根據(jù)壩高參照《技術(shù)規(guī)范》中壩坡坡率表確定為：馬道以下上游壩坡坡比為 1：，下游壩坡坡比為 1：；馬道以上下游壩坡坡比為 1：。②攔泥壩高與滯洪壩高的確定由攔泥庫容 V 攔 = 萬 m3，查水位~庫容、面積關(guān)系曲線得，攔泥高程為 ，相應(yīng)的淤地面積為 ，攔泥壩高 H 攔=，滯洪壩高 H 滯 =③安全超高的確定按照《技術(shù)規(guī)范》中表 —1 的要求，安全超高 H 安 取。確定出壩頂高程+=溢洪道明渠段底坡比降設(shè)計(jì)為 1/100， 溢洪道糙率 n=。（2）由 V 總 = V 滯 + V 淤 ，在