【正文】 .......................................................................................................... 47 致謝 ..................................................................................................................................... 51 漢濱區(qū)李家溝水庫除險加固設(shè)計 學(xué)生： 指導(dǎo)老師： 摘 要 ： 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。 大壩目前主要存在問題有：（ 1）大壩部分：壩頂為自然土路面， 降雨不能通行；上游壩坡沒進(jìn)行護(hù)面處理，壩坡面不規(guī)整；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。（ 4）水庫無水位尺，無雨量觀測設(shè)施；大壩無滲漏、位移變形等觀測設(shè)施；大壩無管理房及抗洪設(shè)施。 關(guān) 鍵 詞： 壩體；滲流；穩(wěn)定；洪水位；溢洪道 The Design of Reinforcement for Lijiagou Reservior Abstract: Lijiagou reservoir locats in the town of Liu Ying, Ankang City, the right bank of Lijiagou downstream . This project constitute the dams itself, drainage facilities, the spillway on the left bank and other major buildings. The main dusk of this reservoir are water supply and irrigation, with other prehensive benefits like farming. At present the main problems existing in the dams are: (1) the dam sections: the materials of the crest pavement is natural soil and it is unable to pass when rains。 seepage。水庫樞紐距五里鎮(zhèn)約 5km，有簡易公路通到右壩肩山梁上。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 ?。?2）型工程。 1965 年因漏水，壩體滑動后進(jìn)行整修，同時將壩再次加高 。本次設(shè)計根據(jù)水庫除險加固工程設(shè)計導(dǎo)則要求。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)狀出露的排漢濱區(qū)李家溝水庫除險加固設(shè)計 2 水棱體表面看，排水體不規(guī)整且排水不暢。 （ 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； 除險加固的必要性 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。 設(shè)計依據(jù)及任務(wù) 設(shè)計依據(jù) (1)《水電樞紐工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》 SL2522021； (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》 SL2532021； (5)《 碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》 (SL2742021)； (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； 漢濱區(qū)李家溝水庫除險加固設(shè)計 3 (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》。 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。年平均氣溫 ℃ 。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。 本工程控制面積 ，屬于特小流域。 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。結(jié)果見表 。之間，峰谷高差 50~200m， 為侵蝕中低山地貌 。左壩肩壩岸坡 為巖質(zhì)邊坡 ，高出壩頂10 多 m，坡角約為 25176。 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）、粉漢濱區(qū)李家溝水庫除險加固設(shè)計 5 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。 （ 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，分析壩體填筑土滲透系數(shù)為滲透系數(shù)為*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。 (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(qiáng)風(fēng)化巖體組成，巖石裂隙發(fā)育，但整體邊坡基本穩(wěn)定。 工程設(shè)計 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，水庫現(xiàn)狀大壩最大壩高 ，頂寬度 ，壩軸線長約 ，壩頂高程在 500m～ （相對高程） 之間。水庫樞紐建在月河一級支流的李家溝中游。 設(shè)計培厚壩坡時，在高程 設(shè)置馬道，馬道寬 ，壩坡坡比 1:，至高程 排水棱體頂部，排水棱體頂寬 ，下游坡 1:，上游坡 1:1。 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，漿砌石表面抹 2cm 厚 砂漿，垂直于上游坡面，格構(gòu)寬 ，高 。岸坡排水溝采用 砂漿砌筑， 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， 砂漿砌筑， 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。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。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，壩面清基厚度控制在 ～ 。 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， 砂漿砌筑， M10 砂漿抹面。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 60 60cm，臺階寬 80cm，高 60cm，平臺設(shè)置直徑為 20cm圓形放水孔。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，混凝土厚 ，布置雙層φ 12 鋼筋網(wǎng)，鋼筋間距 15cm，保護(hù)層5cm。 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。本次設(shè)計擬在原漿砌石的基礎(chǔ)上加高 2m。流域中上游山高坡陡，人煙稀少，屬封山育林區(qū)，植被較好；下游大部分為耕地，雜以小塊林地，整個流域水土流失輕微。 無霜期 263 天 。 基本資料的收集、整理及復(fù)核 本工程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。而本工程流域面積為 ，在適用范圍之內(nèi)， 洪水計算結(jié)果見表 ?，F(xiàn)將各參數(shù)取值及計算結(jié)果列入表 。 漢濱區(qū)李家溝水庫除險加固設(shè)計 11 表 :設(shè)計點暴雨量計算 t(h) at bt 點面系數(shù) a Htm(P=5％ ) Htm(P=％ ) 1 3 1/3 設(shè)計暴雨的時程分配 按《水文手冊》中提供的方法進(jìn)行暴雨時程分配，結(jié)果見表 ： 表 :三小時暴雨時程分配表 t h 0 1/3 2/3 1 4/3 5/3 2 5/3 5/3 3 合計 Ht 5％ 0 Ht ％ 0 產(chǎn)流計算 查《水文手冊》中表 67，本工程屬于Ⅳ產(chǎn)流區(qū)，本區(qū)的流域最大損失量 Im=，前期影響雨量按《手冊》表 69，得 Ha==(P=5％ )； Ha= = (P=％ )。 表 :洪峰流量計算成果表 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=％ 成果合理分析 性 從表 中可以看出，三種方法計算出的設(shè)計洪水成果值有較大差異。 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。 與安全鑒定報告成果比較 安康市漢濱區(qū)水利水電水保生態(tài)勘測設(shè)計院所做的《漢濱區(qū)李家溝水庫工程洪水標(biāo)準(zhǔn)與防洪安全復(fù)核報告》，其設(shè)計洪水見表 。 設(shè)計洪量 1000 pW h F? ? ? (212) （ 1） 洪水過程歷時 1800PmabaWTQtTt T t???? 結(jié)果見表 ，圖 表 ： 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 0 0 0 漢濱區(qū)李家溝水庫除險加固設(shè)計 16 洪水過程線0 1 2 3hQ （m3/s）P=%P=5% 圖 設(shè)計洪水過程線圖漢濱區(qū)李家溝水庫除險加固設(shè)計 17 第三章 工程地質(zhì) 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。 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。 區(qū)內(nèi)地下水的流向與地形基本一致 。左壩肩壩岸坡 為巖質(zhì)邊坡 ，高出壩頂10 多 m，坡角約為 25176。 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。 壩址區(qū)無大斷裂通過，構(gòu)造較簡單。應(yīng)對大壩進(jìn)行穩(wěn)定性復(fù)核。強(qiáng)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，變形模量 E0 的建議值為 *103Mpa，沖坑系數(shù) k為 。 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。是一座以供水，灌溉為主，并兼有養(yǎng)殖等綜合效益的小（ 2）型工程。 工程加固任務(wù) 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：對壩體上游壩坡進(jìn)行護(hù)坡加固處理，增設(shè)踏步，壩頂路面硬化；下游壩坡穩(wěn)定不滿足抗滑系數(shù)要求，需進(jìn)行培厚加固處理。 水庫規(guī)模確定 除險加固主要目的是通過加固除險，消除隱患，不改變水庫原來功能，在基本不改變原有規(guī)模的情況下是水庫能正常運行。根據(jù)水庫實地測量數(shù)據(jù)，壩前淤積高程 ，目前淤積量 約為 萬 m3。 漢濱區(qū)李家溝水庫除險加固設(shè)計 21 李家溝 水位～庫容曲線480482484486488490492494496498500502庫容（萬m3）水位(m) 圖 水位～庫容關(guān)系曲線 泄洪設(shè)施 泄洪設(shè)施為左岸側(cè)槽式溢洪道，堰寬 ，堰頂高程 ； 漢濱區(qū)李家溝水庫除險加固設(shè)計 22 泄洪能力 溢洪道泄流能力按折線型實用堰進(jìn)行計算，公式如下： 2/302 HgmBQ ? (41) 式中： Q—— 流量， m3/s； B—— 溢流堰總凈寬， ； H0—— 計入流速水頭的堰上總水頭， m； g—— 重力加速度， m/s2； m—— 流量系數(shù)， ； 表 ： 溢洪道泄流能力計算成果表 Z（ m) Q(m3/s) Z（ m) Q(m3/s) 漢濱區(qū)李家溝水庫除險加固設(shè)計 23 李家溝 溢洪道 泄流能力曲線020406080100120140160180200流量（m3/s）水位（m） 圖 溢洪道泄流能力曲線 漢濱區(qū)李家溝水庫除險加固設(shè)計 24 調(diào)洪計算 溢洪道無閘門，為開敞式泄流。 依據(jù)水位～庫容曲線、溢洪道泄流能力曲線、洪水過程線，通過試算法計算， 調(diào)洪計算成果見表 ~4，圖 ~4。 壩頂高程 500m，歷年最大風(fēng)速平均值 17m/s，風(fēng)區(qū)長度為 157m。 平均爬高 在風(fēng)的直接作用下，正向來波在單一斜波上的波浪爬高可按