【文章內(nèi)容簡介】 填筑10cm厚的細砂墊層，要求細砂粒徑不大于4mm，在其上鋪筑復(fù)合土工膜防滲層，再用50cm厚粘土作保護（夯實），壩體表層用15cm厚150砼預(yù)制塊鋪砌。預(yù)制塊規(guī)格為bL=5050cm的正方形。、下游壩面除險加固設(shè)計由于金泉水庫已成為凱里市人民的公園，也是水利工程綜合開發(fā)項目，為保護大壩下游壩面的穩(wěn)定及美觀要求，設(shè)計考慮清除下游壩面的雜草后，整平鋪筑綠化用的草皮。、涵洞封堵除險加固設(shè)計涵洞進口10m內(nèi)周邊經(jīng)人工打毛后，用C15混凝土埋塊石全斷面進行一期回填封堵，下、下游端為鋼筋混凝土堵頭，二期封堵為低壓回填灌水泥漿，以防止?jié)B漏水徑向涵洞周邊滲漏。原涵洞進口井（原引水管閥門井）為夯實回填土（涵洞回填灌漿后再進行）。、溢洪道除險加固設(shè)計由于全長130m溢洪道砼原澆筑厚僅10cm,由于洪水沖刷及原砼澆筑質(zhì)量較差，現(xiàn)已出現(xiàn)了開裂，大部份脫殼，表層砼疏松等現(xiàn)象，為提高其抗沖能力，不破壞溢洪設(shè)施，必須進行加固處理，鑒于原基礎(chǔ)為弱風化基巖，基礎(chǔ)較為穩(wěn)定，因此采用人工硬打全部清除原砼護面，再清除部分基礎(chǔ)后，重新澆筑200鋼筋砼，新澆筑200鋼筋砼底板及側(cè)墻厚20cm，并設(shè)錨固筋，縱向伸縮縫間距6～12m，橫向伸縮縫分縫間距15～20m，錨固孔布置成梅花狀，縱橫間距均為60cm，～，孔內(nèi)予埋Φ12鋼筋，孔內(nèi)長50cm，用1:2水泥砂漿壓入孔內(nèi)，固結(jié)鋼筋即可。溢洪道加固，起安全泄洪作用。、放水沖砂隧洞設(shè)計由于封堵原放水涵洞后，大壩無放水底孔，對今后大壩檢修及沖砂留下后患，加上水庫位于凱里市城區(qū)，為確保凱里市人民財產(chǎn)安全，預(yù)防可能發(fā)生最大暴雨洪水而保證大壩安全，而設(shè)放空兼泄洪沖砂隧洞一座，隧洞出口底板高程與游泳池平臺高1m），出口消能為已建成游泳池，不再增設(shè)消能措施。、隧洞位置方案比較⑴方案比較方案一：布置于大壩右岸方案二：布置于大壩左岸⑵左右岸工程地質(zhì)情況①地質(zhì)、地形概況：壩區(qū)出露的地層為寒武系上統(tǒng)爐山組細晶白云巖，巖層產(chǎn)狀傾向120176。傾角15176。，傾向上游偏右?guī)r。壩區(qū)無較大斷裂通過，但受構(gòu)造應(yīng)力影響，巖體較破碎，呈碎裂結(jié)構(gòu)，巖溶發(fā)育微弱。大壩左岸地形較平緩，為緩坡地帶，其分布右多幢民房，地表高程相對較低，高出壩頂僅3～6米。如在左岸布置隧洞，進口將位于緩坡位置，不易成洞，且在出口位置有多幢民房；而且?guī)r體較右岸破碎。故左岸的地質(zhì)、地形條件較差，不宜布置隧洞。大壩右岸山體較雄厚，巖體完整性稍好于左岸，民房不多，從地質(zhì)、地形條件來看，隧洞宜布置在右岸。②隧洞圍巖工程地質(zhì)條件右岸未見較大斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖體呈破碎結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)面張開度大，巖溶發(fā)育微弱，洞線基本位于弱風化帶內(nèi)，圍巖屬Ⅲ類圍巖，中硬巖質(zhì)類型，經(jīng)參照類似工程經(jīng)驗，提供如下巖體力學(xué)參數(shù)：名 稱單 位數(shù) 量備 注巖體彈模Mpa3000泊松比抗力系數(shù)Mpa/m300內(nèi)摩擦角度35凝聚力kpa300飽和抗壓強度Mpa35天然重度KN/m3③因巖體較破碎，滲透系數(shù)較大，地下水位受庫水位及下游水位控制，洞線處于季節(jié)變動帶內(nèi)。地下水屬低礦化度重碳酸根鈣鎂型水，對混凝土無大的影響。④結(jié)論與建議：㈠經(jīng)比較左右岸地質(zhì)、地形條件，建議隧洞布置在右岸。㈡考慮到圍巖呈碎裂結(jié)構(gòu)，圍巖壓力可采用壓力拱理論計算。㈢在隧洞施工中，應(yīng)及時支護，防止因洞頂松動掉塊引起較大規(guī)模塌落發(fā)生。㈣混凝土骨料可用隧洞開挖棄碴軋制，但要注意到可能少量棄碴的含泥量大，不能利用。⑶推薦方案：經(jīng)地質(zhì)分析，隧洞位置選擇按方案一確定，即隧洞位置布置于大壩右岸。、隧洞結(jié)構(gòu)型式選擇方案一：按有壓洞設(shè)計：隧洞進口設(shè)檢修閘門，出口設(shè)電手動閘閥。方案二：按無壓洞設(shè)計：隧洞進口設(shè)檢修閘門及工作閘門。⑴方案比較①方案一優(yōu)缺點。優(yōu)點：隧洞斷面小，工程投資少；運行方便，可隨時向下游的金井河放不等同流量的水沖洗河道，水量大小可隨時調(diào)整，以便保持下游河道的生態(tài)環(huán)境用水又不浪費水資源。缺點：隧洞處于有壓過流，由于隧洞圍巖地質(zhì)處于較破碎的白云巖體中，有壓水從砼滲漏后容易沿巖層破碎帶滲漏，引發(fā)滲漏通道。因此隧洞的施工質(zhì)量是解決此問題的關(guān)鍵，但由于隧洞施工處于地下，施工質(zhì)量不容易控制。②方案二優(yōu)缺點。優(yōu)點：滲漏通道長，不容易因隧洞開挖及運行引發(fā)水庫滲漏通道，檢修、工作門集中在隧洞進口，運行管理比較方便。缺點：隧洞斷面大，工程投資大。隧洞從有壓變成無壓的洞內(nèi)消能段，按《水力學(xué)》公式計算要求斷面高度是無壓洞寬或高度的3～5倍，斷面高度較高，加上工程地質(zhì)較差，結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，施工困難，而且常規(guī)要求作試驗來確定此斷面的高度，需要一定的時間作試驗研究，與工程除險加固要求短時間內(nèi)完工有沖突；由于閘門工作情況的原因，放水流量不容易控制，會造成下游河道經(jīng)常無水過流，影響流經(jīng)凱里市區(qū)的金井河的生態(tài)環(huán)境用水。⑵推薦方案：根據(jù)上述優(yōu)缺點比較，方案一與方案二比較，各有利弊，根據(jù)本工程的具體特點，推薦方案一為本階段的設(shè)計方案，即采用按有壓洞設(shè)計。主要理由為：隧洞斷面小，工程投資少，工程設(shè)計工期短，控制放水方便，有利于下游金井河的生態(tài)環(huán)境用水；有壓水從砼滲漏后容易沿巖層破碎帶滲漏，引發(fā)滲漏通道，可以從控制施工質(zhì)量、把檢修閘門經(jīng)常當工作門使用等方法來控制解決，～，水壓不大；隧洞地質(zhì)結(jié)構(gòu)單一，無斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖溶發(fā)育微弱；洞線基本位于弱風化帶內(nèi)，圍巖屬Ⅲ類圍巖，巖質(zhì)較硬；隧洞結(jié)構(gòu)地處6度設(shè)防區(qū)，基本無地震情況造成隧洞襯砌破壞。因此，有壓隧洞中一般不容易引發(fā)滲漏通道。、隧洞斷面型式及尺寸設(shè)計⑴隧洞斷面型式設(shè)計根據(jù)隧洞的工程地質(zhì)情況，隧洞圍巖呈破碎結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)面張開度大，根據(jù)一般隧洞的受力特點，并根據(jù)隧洞圍堰巖的情況，確定采用受力條件較好的圓形結(jié)構(gòu)為隧洞的工作斷面。⑵尺寸確定金泉水庫新建的隧洞主要功能為放水及沖砂，因此，隧洞的斷面按隧洞施工要求的施工斷面進行設(shè)計。、隧洞總體布置根據(jù)地形情況，金泉水庫放水沖砂隧洞由進口段、洞身段、出口段等組成。結(jié)合實際情況，隧洞各部分的布置如下：⑴進口段隧洞的進口段為方形結(jié)構(gòu)，由進口喇叭段、閘門井段及漸變銜接圓形洞身段組成。進口喇叭段根據(jù)我國大量工程實踐的經(jīng)驗和一些試驗總結(jié)提出的合宜體形進行設(shè)計。從根本上提高和改善該段的壓力，但又不至增加閘門孔口尺寸，而又保持泄流能力，體形布置設(shè)計如下：進口頂部為橢圓曲線，側(cè)曲線采用1/4橢圓。閘槽段的閘槽型式合宜寬深比W/D=～，斜坡比△/x=1/10—1/12，圓角半徑取R/D=，以便在動水中關(guān)閉檢修門時能迅速利用水柱下門。擴散漸變段的擴散角（邊線與中線的夾角）取6176。，收縮漸變段的收縮角取9176。，其長度一般為均勻段洞徑的2倍。①進口門井及工作橋設(shè)計：根據(jù)地形條件，隧洞進口門井設(shè)計為岸塔式形式，確定為圓形塔，門井上部設(shè)計布置有框架式閘門啟閉平臺，連接岸邊的工作橋設(shè)計為排架式簡支板橋，橋?qū)?m，欄桿為鋼筋混凝土欄桿。②進口門井金屬結(jié)構(gòu)與電氣設(shè)計㈠檢修閘門設(shè)計：進口檢修閘門按出口閘閥失效，閘門需動水啟閉的事故門設(shè)計，閘門為金屬平板門，根據(jù)隧洞設(shè)計情況，門槽孔口尺寸為23m，配重塊重6T。啟閉機選用型號為QPQ—250kN的卷揚式啟閉機一臺。㈡電氣設(shè)計啟動檢修門的電源可就近接管理所的動力電源，經(jīng)動力啟動柜來啟動卷揚式啟閉機電機，并在啟閉平臺的屋面設(shè)置防雷接地裝置。⑵洞身段隧洞的洞身段由直線段及轉(zhuǎn)彎段組成。在平面上盡可能采用直線，但由于受條件限制，隧洞必須轉(zhuǎn)彎，為保持良好的流態(tài)，其轉(zhuǎn)彎半徑設(shè)計控制在大于5倍洞徑或洞寬確定，轉(zhuǎn)角小于60176。，曲線段首尾的直線長度按大于5倍洞徑確定。在豎直面上布置成直線，并根據(jù)砼的抗沖流速、出口情況等因素確定隧洞底坡。⑶出口段隧洞出口由工作閘閥段及擴散段組成。隧洞出口流速較高，故設(shè)計一擴散段使水流先行擴散，減少單寬流量，出口采用底流消能的聯(lián)結(jié)形式，聯(lián)結(jié)段的擴散角a取6176。，斜坡段采用1：3的直線連接。出口消能接原游泳池。具體布置見設(shè)計圖。⑷閘門井通氣管的面積設(shè)計根據(jù)隧洞的工作情況，在檢修門之后設(shè)置通氣孔，以便在正常泄流、充水、泄空等情況下?lián)摮錃夂团艢庾饔?，從而改善洞?nèi)流態(tài)，避免氣蝕和閘門振動等不利情況。通氣孔設(shè)計按最大充氣量來確定通氣孔的面積，即按校核洪水位時閘門全開情況下計算確定。通氣孔的斷面面積按以下兩個公式中的計算結(jié)果大值確定：公式一：a——通氣孔的斷面面積ω——閘門后的管道斷面面積Vω——閘門孔口處的流速Vα——通氣孔的允許風速，取50m/s公式二：式中：Qω——泄水流量Va——通氣孔的允許風速，取50m/sFr——門后水流的弗汝德數(shù)，可取閘門收縮斷面處計算：Fr=Vc/(ghc)1/2C、b——均為系數(shù)，根據(jù)該工程的情況c=，b=。⑸隧洞的放空泄流能力計算金泉水庫放空沖沙隧洞為有壓洞，進口為喇叭口型式，隧洞出口為方形結(jié)構(gòu)，，，，根據(jù)《水工設(shè)計手冊》隧洞泄流能力計算公式如下：式中：μB——末端斷面AB的流量系數(shù)。AB——末端斷面面積。HI——有效水頭按上公式計算得不同水位情況下（閘閥全開）隧洞的泄流能力如下表所示。泄流能力曲線見后頁圖中。隧洞在不同水位情況下泄流能力計算結(jié)果表工作水頭庫前水位高程（m）泄流能力Q（m3/s）備注0068101214正常蓄水位復(fù)核設(shè)計洪水位復(fù)核校核洪水位 設(shè)計工程量經(jīng)施工圖設(shè)計，與原實施方案設(shè)計對比，主要工程量對比列表如下：主要工程施工圖設(shè)計與實施方案設(shè)計工程量對照表序號工程部位項目名稱單位數(shù)量數(shù)量增減情況備注施工圖實施方案增減大壩上下游壩面除險加固