【文章內(nèi)容簡介】 整個排洪系統(tǒng)在平面上和立面上均有轉(zhuǎn)折。斜槽斷面為雙跨矩形半圓頂拱型式，。采用鋼筋混凝土澆筑而成。排洪斜槽的底坡隨地形變化。 排洪隧洞斷面為圓拱直墻型；，，；。%。 洪水分析陜南石棉礦尾礦庫設(shè)計(jì)洪水分析采用《漢中地區(qū)實(shí)用水文手冊》（以下簡稱《手冊》）介紹的“匯水面積相關(guān)法”和“推理公式法”分別進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)過比較后合理選用。該尾礦庫所在的流域特征采用1/10000航測地形圖進(jìn)行量算，流域特征基本參數(shù)如下：匯水面積： F=；溝道長度： L=；溝道比降： J=‰。：“匯水面積相關(guān)法”是建立洪峰流量與匯水面積的相關(guān)公式，對設(shè)計(jì)洪水進(jìn)行估算，其基本形式為：Qp=KpFn 61式中：F—設(shè)計(jì)流域面積(km2)。Kp—相應(yīng)于設(shè)計(jì)頻率P的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。n—經(jīng)驗(yàn)指數(shù)。查《手冊》選擇相應(yīng)參數(shù)并按上式計(jì)算，結(jié)果如表6—1所示。表 61 參數(shù)選擇及計(jì)算成果表 洪水頻率KpnQm(m3/s)P=%“推理公式法”是由暴雨間接推求設(shè)計(jì)洪水的一種方法：由于設(shè)計(jì)流域面積很小（根據(jù)手冊：當(dāng)流域面積F300平方公里時，設(shè)計(jì)歷時采用6或12小時）；，暴雨按6小時進(jìn)行控制，不考慮點(diǎn)面折減系數(shù)和流域形狀改變系數(shù)。查《手冊》。根據(jù)本區(qū)域的地質(zhì)水文特征，流域產(chǎn)流方式為蓄滿產(chǎn)流，即在土壤蓄水量達(dá)到最大蓄水量以前，降雨全部為損失，達(dá)到最大蓄水量以后，所有降雨量全部產(chǎn)生徑流。根據(jù)《手冊》規(guī)定,該流域土壤最大蓄水量Im=，前期影響雨量Pa=2/3*Im=，流域的潛流百分?jǐn)?shù)為20%，從產(chǎn)流過程中扣除時段潛流量。匯流計(jì)算采用《手冊》規(guī)定的公式， 6－2 6—3m= 6—4式中： Qm—洪峰流量(m3/s)； HR—單一洪峰的凈雨量（mm）；τ—流域匯流時間(h)。L—流域的長度(km)；J—沿流程L的平均比降；m—匯流參數(shù)； F—流域面積(km2),根據(jù)以上公式，采用試算法進(jìn)行推算，將已知參數(shù)代入式64中計(jì)算出m值，假定Qm值，代入公式63，再將結(jié)果代入62式反復(fù)試算后，直到假定的Qm和計(jì)算的Q值相等，結(jié)果見表62；表62 推理公式法計(jì)算結(jié)果表 洪水頻率mτQm(m3/s)P=% 原設(shè)計(jì)中采用的數(shù)值 陜南石棉礦尾礦庫閉庫設(shè)計(jì)于2001年8月由西安有色冶金設(shè)計(jì)研究院完成， m3/s。 設(shè)計(jì)洪峰流量的采用對比西安有色冶金設(shè)計(jì)研究院于2001年的計(jì)算結(jié)果和本次設(shè)計(jì)中采用“匯水面積法”和“推理公式法”的計(jì)算結(jié)果；推理公式法計(jì)算的結(jié)果最大，原閉庫設(shè)計(jì)采用的按照陜西省雨量值計(jì)算的結(jié)果次之，匯水面積相關(guān)法較??；考慮到漢中地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式比較接近實(shí)際，且從安全角度出發(fā)，選取較大的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行本次整改設(shè)計(jì)。即選取“推理公式法”。 原排洪設(shè)施泄流能力計(jì)算（1）排洪設(shè)施進(jìn)口的進(jìn)流能力陜南石棉礦尾礦庫排洪設(shè)施的進(jìn)口為兩孔涵洞，，，；這樣。* 按照堰流形式計(jì)算，堰流公式為： Q == m B [2g]1/2 H3/2式中： Q:堰流流量（m3/s）； m:堰流流量系數(shù)；該進(jìn)口為寬頂堰，流量系數(shù)取m=。 B:進(jìn)口寬度（m）；這里兩孔一起計(jì)算，則B=。 H:堰上水頭（m）；依據(jù)設(shè)計(jì)。按照堰流的條件，， m3/s，與設(shè)計(jì)洪水流量差距太遠(yuǎn)；說明當(dāng)遇到設(shè)計(jì)洪水時不可能呈現(xiàn)堰流流態(tài)，采用堰流公式計(jì)算不合適。應(yīng)當(dāng)按淹沒式進(jìn)口即孔口進(jìn)流公式進(jìn)行計(jì)算.* 按照孔口進(jìn)流計(jì)算，其計(jì)算公式為： Q == μω [2gh]1/2式中： Q:堰沒式進(jìn)流流量（m3/s）； μ:孔流流量系數(shù)；這里取n=； ω:進(jìn)口的過水?dāng)嗝婷娣e（m2）；w = m2； g：重力加速度；g = ； h:進(jìn)流所需要的水頭（m）；h==；經(jīng)過計(jì)算，現(xiàn)狀的涵洞進(jìn)口， m3/s。遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了設(shè)計(jì)洪水進(jìn)流的要求。（2）涵洞洞身的過流能力 按照原設(shè)計(jì)計(jì)算成果，排洪涵洞的過流能力為80m3/s。如果認(rèn)為洞內(nèi)已經(jīng)形成了均勻流，%，采用明渠均勻流計(jì)算公式進(jìn)行核算：Q = ω c（ri）1/2 式中：ω 過水?dāng)嗝婷娣e（m2）；這里按明流計(jì)算，（即涵洞的直墻高），水面寬度（2=）； c謝才系數(shù)；與涵洞的糙率和水力半徑有關(guān)，該涵洞為混凝土結(jié)構(gòu)，取糙率n=； R水力半徑（m），R=ω/X=； x過水?dāng)嗝娴臐裰埽╩）； i涵洞的縱向坡降，取坡率i=%洞段進(jìn)行核算；計(jì)算的結(jié)果是，當(dāng)涵洞內(nèi)呈現(xiàn)均勻流時， m3/s的洪水流量。（3）排洪隧洞的過流能力，,，%。鋼筋混凝土襯砌。，采用均勻流計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。* 按水面高度不超過直墻頂計(jì)算 依據(jù)水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，明流隧洞的水面不應(yīng)超過起拱點(diǎn)。Q = ω c（ri）1/2 式中：ω 過水?dāng)嗝婷娣e（m2）；這里按明流計(jì)算，（即隧洞的直墻高），ω = ； c謝才系數(shù)；與涵洞的糙率和水力半徑有關(guān)，該涵洞為混凝土結(jié)構(gòu)，取糙率n=； c=；R 水力半徑（m），R=ω/X=； x過水?dāng)嗝娴臐裰埽╩）； i隧洞的縱向坡降，取坡率i=%進(jìn)行核算；， m3/s的洪水流量。* 按照最不利情況考慮，，： Q = ω c（ri）1/2 式中：ω過水?dāng)嗝婷娣e（m2）；這里按明流計(jì)算，（即隧洞的直墻高），ω = ； c謝才系數(shù)；與涵洞的糙率和水力半徑有關(guān)，該涵洞為混凝土結(jié)構(gòu)，取糙率n=； c=；R 水力半徑（m），R=ω/X=； x過水?dāng)嗝娴臐裰埽╩）； i隧洞的縱向坡降，取坡率i=%進(jìn)行核算；這種情況的計(jì)算結(jié)果是，， m3/s的洪水流量。 排洪設(shè)施的改造措施 m3/s的洪水流量。原閉庫設(shè)計(jì)的排洪建筑物是在一期排洪設(shè)施的基礎(chǔ)上延長而成的，受一期排洪設(shè)施泄洪能力的限制， m3/s；。必須具有足夠的滯洪庫容，方可確保泄洪安全。200年一遇洪水總量為90*104 m3，采用“高切林”調(diào)洪計(jì)算公式進(jìn)行調(diào)洪計(jì)算，*104 m3 的調(diào)洪庫容。 根據(jù)尾礦庫竣工的情況，在排洪設(shè)施的進(jìn)口處又設(shè)有“L”型的溢流堰。且在堰頂高程以下沒有可靠的可供騰空庫容的泄洪設(shè)施。如果兩個洪峰間隔時間較短即雙峰洪水過程，第一次洪水的水量來不及排出去，第二次洪水過程緊跟著發(fā)生；那么，*104 m3（），遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足調(diào)節(jié)洪水的要求。因此，目前的工程狀態(tài)不能滿足防洪安全的基本要求。；但是庫區(qū)左岸堆存有大量的廢棄礦渣，要實(shí)施穩(wěn)定邊坡工程，需要將部分尾礦渣堆存進(jìn)尾礦庫內(nèi)，如果不實(shí)施削坡處理，天氣降雨、洪水泄流，均會將尾礦渣沖刷進(jìn)尾礦庫內(nèi)。占去大量的庫容，使得必須的滯洪庫容難以保證。 新建排洪隧洞方案， m3/s的洪水流量，來水與泄水能力差距較大，尾礦庫內(nèi)的滯洪庫容又不足，因此整改設(shè)計(jì)擬在尾礦庫的上游即庫尾另行設(shè)置攔洪壩，在尾礦庫的右岸單另開挖排洪隧洞的方案。在庫尾另建攔洪壩以后，將整個流域的洪水分為兩大部分；一部分為攔洪壩以上流域形成的洪水，通過新建的排洪隧洞下泄；另一部分則為攔洪壩以下、尾礦壩以上區(qū)間洪水包括柴區(qū)灣攔渣庫的洪水在內(nèi)，仍然通過原排洪系統(tǒng)下泄。1）、排洪隧洞設(shè)計(jì),。按照面積比例法計(jì)算。擬定隧洞尺寸為（寬高），%；按照均勻流計(jì)算公式進(jìn)行過流能力計(jì)算。依據(jù)《水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范》對明流隧洞的設(shè)計(jì)規(guī)定：。 式中： Q—過流能力（m3/s）； A—過水?dāng)嗝婷娣e（m2）； C—謝才系數(shù),； n—隧洞糙率系數(shù)，；R—水力半徑（m），R=A/x；X—濕周（m）；i—涵洞比降，I = 。經(jīng)過計(jì)算，；。說明該斷面完全可以滿足隧洞內(nèi)處于明流流態(tài)。2）、攔洪壩設(shè)計(jì)A、攔洪壩處隧洞進(jìn)流能力計(jì)算。按照面積比例法計(jì)算。新建排洪隧洞進(jìn)口布置在攔洪壩上游的右岸；隧洞的進(jìn)流能力按孔口進(jìn)流進(jìn)行核算。孔口進(jìn)流計(jì)算公式： 式中： Q—需要宣泄的流量，Q=； μ—孔口進(jìn)流的流量系數(shù)，； ω—孔口斷面面積 （ｍ2）； ｇ—重力加速度（m/s2） 經(jīng)過計(jì)算h= ，即當(dāng)遇到200年一遇洪水時，不計(jì)流速水頭，不考慮攔洪庫的調(diào)節(jié)作用，攔洪壩前的最高洪水位將比隧洞洞頂內(nèi)緣高 。B、攔洪壩頂高程的確定攔洪壩壩頂高程可以按下式予以確定：V壩頂 = V洞底 + H + h + A 式中： V壩頂攔洪壩頂高程；V洞底隧洞進(jìn)口底緣高程 H 隧洞進(jìn)口孔口的凈高，A 安全加高，；h 隧洞進(jìn)口底緣以上的水頭，（）計(jì)算的結(jié)果表明。C、攔洪壩剖面的確定 石棉礦尾礦庫攔洪壩采用剝離的尾礦堆筑；，；上游壩坡坡比為1：，下游壩坡坡比為1：；上游面采用土工膜防滲；并對上、下游坡面采用干砌塊石護(hù)坡。3）、原排洪設(shè)施繼續(xù)利用陜南石棉礦尾礦庫在上游另設(shè)攔洪壩，右岸新建排洪隧洞以后。按照面積比例法計(jì)算，*104m3。尾礦庫原有排洪系統(tǒng)進(jìn)口為“L”型適用堰，，*104 m3 ，可以作為滯洪庫容考慮。采用高切林公式計(jì)算， m3/s，小于原排洪設(shè)施可以通過的洪水流量。利用原排洪系統(tǒng)就可以滿足安全下泄設(shè)計(jì)洪水的要求。，進(jìn)口形式為雙口、城門洞型，；泄洪時的庫水位，按照孔口進(jìn)流公式進(jìn)行計(jì)算： 式中： Q堰沒式進(jìn)流流量，（m3/s）； μ孔流流量系數(shù)；這里取n=。 ω進(jìn)口的過水?dāng)嗝婷娣e（m2）；ω= m2。 g重力加速度；g = h進(jìn)流所需要的水頭（m）； 經(jīng)過計(jì)算，；即庫內(nèi)最高水位在（++=），泄洪安全。 加高原尾礦壩方案由于石棉礦尾礦庫的泄流能力不足，而且?guī)靸?nèi)也沒有足夠的調(diào)洪庫容，使得尾礦庫工程不能安全運(yùn)用。鑒于以上問題，在原尾礦壩的基礎(chǔ)上繼續(xù)加高尾礦壩，爭取得到所需要的滯洪庫容和必須的進(jìn)流水頭。 m3/s洪水進(jìn)流的要求，也就是必須將尾礦壩壩頂高程加高到（+++=）。 方案比較（1）、新建攔洪壩和排洪隧洞方案* 新建攔洪壩和排洪隧洞方案可以將整個尾礦庫流域的洪水分成兩個部分。解決了原排洪設(shè)施泄洪能力的不足問題。* 新建攔洪壩和排洪隧洞方案減輕了對尾礦庫主壩的壓力，有利于尾礦庫主壩的安全與穩(wěn)定。* 新建攔洪壩采用剝離的尾礦堆筑，可以與左岸堆積坡的削坡同時施工，節(jié)約工程投資。（２）、加高尾礦庫主壩方案陜南石棉礦尾礦壩已經(jīng)經(jīng)過了加高工程，且下游壩坡的出水點(diǎn)偏高。如果在原尾礦壩的下游加高，溝口的工程量很大且影響部分其它建筑物；如果向上游加壩，所加壩體的基礎(chǔ)將坐落在尾礦庫內(nèi)的尾礦渣上。庫內(nèi)的尾礦渣系自然沉積而成，其承載能力有限，不僅影響到所加壩體的穩(wěn)定安全。（３）、推薦方案鑒于以上原因，不推薦加高原尾礦壩方案。推薦另建攔洪壩、新開排洪隧洞、流域洪水分開下泄的方案作為陜南石棉礦隱患處理整改措施方案。61402986322246 86322537 陜西省冶金設(shè)計(jì)研究院第七章 柴區(qū)灣攔渣庫 柴區(qū)灣攔渣壩現(xiàn)狀 攔渣壩現(xiàn)狀柴區(qū)灣攔渣壩采用廢渣堆筑而成。原設(shè)計(jì)為漿砌石重力壩，施工中經(jīng)過變更改為目前竣工的土石混合攔渣壩。柴區(qū)灣攔渣庫位于尾礦庫下游壩坡的左側(cè)，下泄水流直接沖刷尾礦壩的壩坡，對尾礦壩的安全極為不利；因此，在柴區(qū)灣修筑攔渣壩，同時起到攔截柴區(qū)灣洪水的作用；通過排洪箱涵將柴區(qū)灣的洪水排到尾礦庫內(nèi)，然后再通過尾礦庫的排洪系統(tǒng)將洪水泄入下游河道。柴區(qū)灣攔渣壩是施工中改為廢渣、土石混合料堆積的土石混合壩的，。；大壩上游壩坡坡比1：，下游壩坡坡比1：。壩頂及下游