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建德市石堂水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告(編輯修改稿)

2025-04-03 21:48 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第 3章 浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 17 β —— 風(fēng) 向與 壩軸線 法 線 方向的 夾 角, 11176。 A—— 安全加高, m;按《水利水 電 工程等 級(jí) 劃分及洪水 標(biāo) 準(zhǔn)》(SL2512021)之 規(guī) 定確定; 計(jì) 算 結(jié) 果 詳見 下表 3 表 3表 35。 表 33:風(fēng)浪要素及波浪爬高計(jì)算表 計(jì)算工況 設(shè)計(jì) 校核 平均波高 h(m) 平均波長(zhǎng) L(m) 水域平均水深 d(m) 計(jì)算風(fēng)速 V(m3/s) 24 16 風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度 D(m) 1200 1200 KΔ KV 1 1 M R5% 表 34 超 高計(jì) 算表 計(jì)算工況 設(shè)計(jì) 校核 風(fēng)壅高度 e(m) 波浪爬高 R(m) 安全加高 A(m) 超高小計(jì) Y(m) 表 35 壩頂高程復(fù)核 表 計(jì)算工況 設(shè)計(jì) 校核 水庫靜水位 (m) 超高小計(jì) (m) 計(jì)算壩頂高程 (m) 防浪墻高程 (m) 洪水復(fù)核 不 滿足 不 滿 足 由上表可知, 水庫現(xiàn)狀壩頂高程不能滿足防洪要求。 ( 2)大壩上下游 壩 坡穩(wěn)定復(fù)核 建德市石堂水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 第 3章 浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 18 本工程 大 壩為 均質(zhì)土 壩 。 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 SL2742021,壩坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算 方法采用瑞典圓弧滑動(dòng)法 ,本 次驗(yàn)算應(yīng)用程序?yàn)?《理正軟件》 壩體材料參數(shù) 參照當(dāng)?shù)仄渌愃乒こ?取用 : 天然重度ω 0= 土顆粒比重 Gs= 固結(jié) 快剪凝聚力 c= 固結(jié) 快剪內(nèi)摩擦角φ =21176。 計(jì)算工況 根據(jù)《碾壓式土石壩 設(shè)計(jì)規(guī)范》 (SL2742021)規(guī)定,大壩穩(wěn)定計(jì)算主要考慮以下幾種工況 a. 正常運(yùn)用條件( 1):水庫水位處于設(shè)計(jì)洪水位( )下的穩(wěn)定滲流期下游壩坡穩(wěn)定; b. 正常運(yùn)用條件( 2):水庫水位從設(shè)計(jì)洪水位( ) 驟 降到正常蓄水位( )時(shí)上游壩坡穩(wěn)定; c. 非常運(yùn)用條件( 1):水庫水位處于校核洪水位( )下的穩(wěn)定滲流期下游壩坡穩(wěn)定; d. 非常運(yùn)用條件( 2):水庫水位從校核洪水位( )驟 降到正常蓄水位( )時(shí)上游壩坡穩(wěn)定。 計(jì)算成果 大壩壩坡 抗滑穩(wěn)定計(jì)算成果見表 36。 表 36 攔河壩 壩基 抗滑 穩(wěn)定計(jì)算成果表 計(jì)算工況 安全系數(shù) K 【 K】 正常運(yùn)用條件( 1) 正常運(yùn)用條件( 2) 非常運(yùn)用條件( 1) 非常運(yùn)用條件( 2) 建德市石堂水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 第 3章 浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 19 從表 36可知, 在設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位的穩(wěn)定滲流情況下,下游壩坡穩(wěn)定不符合規(guī)范要求 。 同時(shí) 實(shí)測(cè)壩體地形圖發(fā)現(xiàn),壩頂附近 迎 水坡 沒有護(hù)坡,受風(fēng)浪沖刷后明顯偏陡,最陡處不到 1:,可能存在局部滑坡危險(xiǎn) 。 存在問題原因分析 石堂水庫存在以上問題的主要原因 是 大壩建設(shè) 年代較早,建設(shè)時(shí)選取土料較差, 碎石含量較高 , 土料含水量過大 ,大壩壩體 采用 的是 人工滾碾 、蛙式夯打壓實(shí),壩 體 填筑質(zhì)量較差,碾壓不實(shí),有松土層, 這些原因?qū)е铝司植繚B漏的存在和大壩壩頂沉降量較大,難以滿足防洪要求。 迎水坡偏陡的主要原因 是 壩坡未設(shè)護(hù)坡,受到水庫風(fēng)浪的侵蝕,在水位變動(dòng)區(qū)發(fā)生局部的坍塌,長(zhǎng)年累月之下使迎水面 靠近壩頂處壩坡偏陡。 背水坡 偏陡的主要原因 一是大壩 壩 體 填筑質(zhì)量較差,碾壓不實(shí) ,存在較大沉降。二是大壩背水坡沒有設(shè)置排水溝,雨水直接沖刷壩坡,造成局部水土流失嚴(yán) 重,使壩坡偏陡。 大壩加固的主要內(nèi)容 大壩壩頂加設(shè)防浪墻、增設(shè)壩體防滲處理、大壩上下游壩坡放緩并分別采取預(yù)制砼塊和植草護(hù)坡等護(hù)坡處理 溢洪道加固 溢洪道主要問題及復(fù)核 溢流堰右岸導(dǎo)水墻材料為漿砌塊石加砂漿抹面,溢洪道底板 也 為 漿砌塊石 護(hù)底 。 底板由于厚度薄破損嚴(yán)重,漿砌塊石邊墻損毀嚴(yán)重,多處出現(xiàn)裂縫, 局部已經(jīng)坍塌 。 為 保 證結(jié)構(gòu)安全, 溢洪道需整修加固 。 因缺少溢洪道 原 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料,難以進(jìn)行穩(wěn)定 復(fù)核 計(jì)算。本次 除險(xiǎn)加固 主要從 工程 運(yùn)行情況、現(xiàn)場(chǎng)檢查進(jìn)行分析。 建德市石堂水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 第 3章 浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 20 本工程 原 溢洪道 泄洪 渠位于大壩壩腳, 從工程布置分析存在 缺陷。 歷史上曾經(jīng)發(fā)生過一次大的洪水 , 由于溢洪道泄洪能力不足, 給 當(dāng)?shù)厝罕?帶來了較大的損失。 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有導(dǎo)水墻與擋墻均為漿砌塊石砌筑,施工質(zhì)量差;溢洪道 斷 面已極不 規(guī)則 , 漿 砌石 導(dǎo) 水 墻 有局部坍塌溢洪道底部也凹凸不平,村民已把溢洪道作為日常進(jìn)出道路; 由于溢洪道泄洪能力不足,當(dāng)?shù)厝罕娫谝绾榈乐虚g開挖出一條 3~,深 2m的渠道過水 ,控制水庫水位,使水庫不能達(dá)到正常蓄水要求; 泄水渠緊貼壩腳開挖未襯砌,洪水較大時(shí),水流沖刷壩坡,存在安全隱患。 復(fù)核結(jié)論:溢洪道堰體 凹凸不平, 過流能力不滿足 設(shè)計(jì) 要求 ,導(dǎo)水墻與 泄洪渠 擋墻結(jié)構(gòu) 不穩(wěn)定 。 缺少消能設(shè)施 , 存在安全隱患。 溢洪道 加固的主要內(nèi)容 溢洪道拆除原漿砌石底板和導(dǎo)墻, 新建 砼底板和漿砌石導(dǎo)墻 ,在水庫下游新開挖泄洪渠道,改變泄洪渠沿壩腳泄洪的現(xiàn)狀 ,增設(shè)消能設(shè)施。 放水設(shè)施加固 放水設(shè)施 主要問題及復(fù)核 大壩 左 右岸 各 設(shè)有一條壩 內(nèi) 埋管, 左岸埋管 管身 為φ 40cm圓形素砼管 ,右岸埋管管身 為φ 35cm圓形素砼管 。 這兩條 涵管管身材料強(qiáng)度低, 混凝土標(biāo)號(hào)僅 140號(hào)、 頂部 厚度只有 10cm,同時(shí)是否設(shè)置有截水槽、管基條件如何不得而知。 涵管進(jìn)口采用 插板式閘門 控制, 斜拉桿及啟閉設(shè)備 破損嚴(yán)重 。 本次復(fù)核認(rèn)為,壩 內(nèi) 涵管結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定, 對(duì)大壩安全存在較大的隱患 。 放 水設(shè)施 加固的主要內(nèi)容 左岸放水涵管挖除重 新 埋 設(shè) , 更新原啟閉設(shè)備并增設(shè) 啟閉機(jī)房 ; 右岸建德市石堂水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 第 3章 浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 21 放水涵管 封堵,在左岸放水涵管 附近埋設(shè) DN300虹吸管 ,虹吸管基礎(chǔ)要求座落在基巖上 。 設(shè)計(jì)依據(jù) 工程等別及建筑物級(jí)別 工程等別與建筑物級(jí)別 石堂 水庫 除險(xiǎn)加固后 總庫容為 128萬 m3, 正常庫容 110萬 m3, 灌溉 農(nóng)田面積 2500畝。 根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》 ( GB5020194)和《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》( SL2522021)確定本工程為 Ⅳ 等工程,水庫為 ?。?1)型水庫 。樞紐主要建筑物攔河壩、溢洪道 及放水建筑物 為 4級(jí),施工臨時(shí)建筑物為 5級(jí)。 本次除險(xiǎn)加固主要內(nèi)容有:大壩加固、溢洪道加固和放水建筑物改造等。 洪水標(biāo)準(zhǔn) 石堂 水庫 原 設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn):主要建筑物設(shè)計(jì)洪水 標(biāo)準(zhǔn)為 30年一遇,校核洪水 標(biāo)準(zhǔn)為 300年一遇 。 根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》( GB5020194)和 《水利水電工程等級(jí)劃分和洪水標(biāo)準(zhǔn)》( SL2522021) 規(guī)定, 4級(jí)建筑物土石壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為 30~ 50年一遇,校核標(biāo)準(zhǔn)為 300~ 1000年一遇,結(jié)合本工程的實(shí)際情況及《大壩安全技術(shù)認(rèn)定報(bào)告書》的結(jié)論 確定各建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)如表 37。 表 37 建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)表 項(xiàng) 目 洪水 標(biāo)準(zhǔn) 【 重現(xiàn)期 (年)】 設(shè) 計(jì) 校 核 大 壩 50 500 溢洪道及放水建筑物 50 500 消能防沖建筑物 20 \ 建德市石堂水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 第 3章 浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 22 設(shè)計(jì)基本資料 水庫安全鑒定主要結(jié)論 石堂 水庫建成運(yùn)行已經(jīng) 40多年,工程發(fā)揮 出了 原有的 設(shè)計(jì) 功能 。但目前主體工程存在 較 嚴(yán)重的安全 問題,主要建筑物如攔河壩、溢洪道 、放水設(shè)施 均存在安全隱患,水庫 已不能正常運(yùn)行 , 根據(jù) 石堂 水庫 安全鑒定報(bào)告水庫定 為三類壩。存在的主要問題如下: 1) 大壩左 右兩側(cè) 壩體、壩基存在 局部 滲漏問題。 2) 壩坡凹凸陡緩不一,局部壩坡陡的部位未達(dá)設(shè)計(jì)要求,穩(wěn)定計(jì)算不符合規(guī)范要求 。 3)壩身白蟻危害嚴(yán)重,雖然經(jīng)多次防治,但未徹底消滅。 4) 溢洪道 斷 面不 規(guī)則 ,一 邊 是 漿 砌石 導(dǎo) 水 墻 , 導(dǎo)墻無襯 砌,有局部坍塌的 現(xiàn) 象。溢洪道底部凹凸不平,嚴(yán)重影響過流能力。 泄水渠緊貼壩腳開挖未襯砌, 洪水較大時(shí),水流沖刷壩坡,存在安全隱患。 5) 放水涵管分別 布置在大壩的左右兩 側(cè) 。 左側(cè) 泄 水涵管進(jìn)水口堵塞 ,啟閉設(shè)施不齊 , 老化現(xiàn)象嚴(yán)重 , 不能正常運(yùn)行 ;右側(cè)放水涵管進(jìn)口側(cè)存在滲漏問題,啟閉設(shè)備不能正常運(yùn)行。 工程任務(wù) 石堂 水庫 是一座以灌溉 、供水 為主,兼顧防洪的 ?。?1)型 水庫 。水庫 灌溉農(nóng)田面積 2500畝 ,供水人口 1200人 。 石堂 水庫 除險(xiǎn)加固工程的任務(wù)是對(duì) 石堂 水庫 主要 建筑物進(jìn)行除險(xiǎn)加固,確保水庫的安全,保證發(fā)揮其 原有設(shè)計(jì) 功能。 特征水位和流量 攔河壩的特征水位及流量見表 38。 表 38 攔河壩特征水位及流量表 洪峰流 量 ( m3/s) 下泄流量 ( m3/s) 壩前水位 ( m) 備 注 62 36 P=2%(設(shè)計(jì)) 建德市石堂水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 第 3章 浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 23 78 48 P=%(校核) 地震動(dòng)參數(shù) 根 據(jù) 國(guó) 家質(zhì) 量監(jiān) 督 局發(fā) 布 的《 中 國(guó)地 震動(dòng) 參 數(shù)區(qū) 劃 圖》( GB183062021) ,石堂 水庫位于地震動(dòng)峰值加速度 , 地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為 (按 1區(qū)中硬場(chǎng)地考慮 ), 抗震設(shè)防烈度< 6度。 建筑材料特性及設(shè)計(jì)參數(shù) 本次除險(xiǎn)加固材料:漿砌塊石,容重為 ,容許壓應(yīng)力:。 鋼筋砼 容重為 ,砼為 C20砼, 容重為 kN/m3, 鋼筋為Ⅰ級(jí)鋼、Ⅱ級(jí)鋼。 砼、鋼筋的設(shè)計(jì)參數(shù)詳見表 3表 310。 表 39 砼設(shè)計(jì)參數(shù)表 砼強(qiáng)度 等級(jí) 軸心抗壓強(qiáng)度 cf ( MPa) 軸心抗拉強(qiáng)度 tf ( MPa) 彈性模量cE ( MPa) 剪切模量cG ( MPa) 泊松比 c? C20 25500 10200 表 310 鋼筋設(shè)計(jì)參數(shù)表 鋼筋種類 抗壓強(qiáng)度 39。yf ( MPa) 抗拉強(qiáng)度 yf ( MPa) 彈性模量cE ( MPa) Ⅰ 210 210 210000 Ⅱ 310 310 202100 安全系數(shù)和安全超高 1)攔河壩邊坡 抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù) 正常運(yùn)行條件: 非常運(yùn)行條件: 2)攔河壩安全超高 設(shè)計(jì)工況條件為 , 建德市石堂水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 第 3章 浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 24 校核工況條件為 。 原高程系與 85國(guó)家高程的轉(zhuǎn)化 原 設(shè)計(jì) 85國(guó)家高程的 。 工程總布置 石堂水庫現(xiàn)狀 布置 除險(xiǎn)加固前 水庫設(shè)計(jì)正常蓄水位 ,相應(yīng)庫容 110萬 m3; 設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為 30年一遇,設(shè)計(jì)洪水位 ; 校核 洪水 標(biāo)準(zhǔn)為 300年一遇 ,校核洪水位 。 樞紐 工程包括 攔河壩、溢洪道、 放水設(shè)施 等 三部分 組成 。 攔河壩壩型為 均質(zhì)土 壩,最大壩高 21m,壩頂高程 ,壩頂長(zhǎng) 196m,寬 ,壩軸線由 4段折線組成,向下游面彎曲 。 原大壩基礎(chǔ)缺少相關(guān)資料,根據(jù)參與筑壩的 當(dāng)?shù)?村民敘述,大壩基礎(chǔ)右岸未開挖至基巖 ,左岸 基礎(chǔ) 開挖至基巖。 原均質(zhì)壩底部開挖有截水槽防滲,截水槽底寬 ,兩側(cè)邊坡 1:1與壩底平面相連 。大壩 設(shè)計(jì)時(shí)上游 壩坡 1:~ 1:,中 間未 見馬 道;下游 壩坡 在 1:~ 1:, 中間也未見馬道。 81年除險(xiǎn)加固時(shí)對(duì)上下游壩坡重新作了修整,上游面壩坡由兩段折線組成, 1: , 1: 馬道;下游面分別在 , ,和 3條馬道,馬道寬均為 , 1: , ~ 大壩壩坡為 1: , ~ 1: , 1: 。 經(jīng)過幾十年的運(yùn)行,至 2021年 7月實(shí)際地形測(cè)量,整個(gè)壩坡面已不見馬道。 溢洪道位于大壩的 左 側(cè), 為 正槽式 進(jìn) 水,采用 寬頂 堰形式, 設(shè) 計(jì)時(shí) 溢洪道 進(jìn) 口
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