【正文】 H上下游水位差； Δ L斷面 AA 到上游邊坡與水面線交點的距離； ε 經(jīng)驗系數(shù)，取 ； l浸潤線進入排水體設(shè)備的距離； 計算成果見表 46；土壩浸潤線見圖 41 X 0 5 10 15 20 25 30正常蓄水位 Y 0 P=10% Y 0 P=2% Y 0 X 35 40 50 60 正常蓄水位 Y P=10% Y P=2% Y 浸潤線計算浸潤線計算表4 6 各種工況下浸潤線計算表 單位:mΔ L h1工況 水位 Δ L L1 L h1工況 水位 L1 L 從浸潤線計算成果可以看出 ,浸潤線位置最高在壩面 ,符合防凍要求 ,有利于下游壩坡穩(wěn)定。 各種工況下壩體浸潤線簡圖 圖 41 06000ΔL= 79 80Am=m=m=m=正常蓄水位下浸潤線圖設(shè)計洪水位下浸潤線圖校核洪水位下浸潤線圖AΔL= 73 90m=m=Y0L=64160ΔL= 89 70x0L=61790m=m=1000AL=632806000m=m=xAm=m=x6000YY 阜新市彰武縣西舊府水庫除險加固工程初步設(shè)計報告 32 滲透坡降計算 壩體滲透坡降： J=HmL hH 11 1??? 正常蓄水位情況下： J=()/(**)= 設(shè)計洪水位情況下： J=()/(**)= 校核洪水位情況下： J=()/(**)= 壩體允許滲透坡降： [J]=[△ 1]（ 1n） /kB（《中小型水庫設(shè)計》，遼寧省水利勘測設(shè)計院編） 式中： [J]— 壩體允許滲透坡降； kB— 流土安全系數(shù)，砂土 kB =； 其余符號意義同前。 [J]=() ()/2= J＜ [J]，即壩體滲透坡降滿 足要求。 經(jīng)計算壩體及壩基滲透坡降均滿足要求。 滲流量計算 1）壩體滲漏量計算 壩體單寬滲流量公式： 1khq? 式中： K — 壩體土的滲透系數(shù)， K= 104cm/s； 正常蓄水位情況下： q= 104 *=設(shè)計洪水位情況下： q= 104 *=校核洪水位情況下： q= 104 *=（ 2）壩基土的滲透穩(wěn)定評價 由地質(zhì)剖面圖可看，壩基有 厚粉沙土 ，滲透系數(shù)為 7 104cm/s，以下為粘土層和基巖，因較薄，可視為不透水地基。經(jīng) 10 年運行，壩基未出現(xiàn)大的滲漏量。 經(jīng)計算分析，壩體壩基滲漏量較穩(wěn)定，未見滲透破壞現(xiàn)象，滲透變形穩(wěn)定，但壩基和溢洪道與壩體接觸部位存在集中滲漏現(xiàn)象，存在滲透破壞隱患。 溢洪道 泄流能力復(fù)核 阜新市彰武縣西舊府水庫除險加固工程初步設(shè)計報告 33 根據(jù)《溢洪道設(shè)計規(guī)范》，對于平底寬頂堰的泄流能力，按下式計算： Q=mε B g2 Ho3/2 m— 二元水流寬頂堰流量系數(shù)，與相對上游堰高 P1/H 及堰體形式有關(guān)， m=； Ho— 計入行進流速的堰上總水頭（ m）； B— 溢洪道總凈寬（ m）， B=； ε — 側(cè)收縮系數(shù)， H— 不計行進流速的堰上水頭。 復(fù)核結(jié)果：將計算結(jié)果與本次水庫大壩安全鑒定洪水復(fù)核結(jié)果進行比較，西舊府水庫溢洪道滿足泄洪要求。計算結(jié)果見表 47 表 47 西舊府水庫溢洪道泄流量復(fù)核表 頻率 P(%) 水位 H（ m） 復(fù)核泄量 Q(m3/s) 溢洪道最大泄量(m3/s) 備注 堰頂高程 (m) 0 0 汛限水位 (m) 0 0 P=2% （計入行進流速） P=10% （計入行進流速） 復(fù)核校核洪水一種工況下溢洪道下游泄流能力。 校核情況下，溢洪道泄量 Q=，水位 ，上游水頭 ，堰總寬 ，凈寬 ,堰頂高程 ，糙率 n=。 1）漸變槽水力計算 ik及 hk計算 hk=3 2gq?=3 2)(BQg?=322 ??= Wk=Bhk= = Xk=B+2hk=+2 = Rk=Wk/Xk=Ck=n1 R1/6= ik=kkkBCgx2? = .. 2 ?? ? =＜ i=251 ,因此漸變槽屬于陡坡，首端水深可取為上游水深 h1=。 阜新市彰武縣西舊府水庫除險加固工程初步設(shè)計報告 34 h2 漸變槽末端寬 14 米，底坡 i=，糙率 n=（矩形斷面），側(cè)墻高 。 由公式 :A1+iL=A2+hf試算計算 h2 A1=h1+α q12/2gh12=+*()2/（ 2**） = iL=*30= 假定 h2= W2=B2*H2=14*= V2=Q/W2=A2=h2+α V22/2g=+**= X2=B2+2*h2=14+2*= 兩斷面平均水力要素： W =(W1+W2)/2=(+)/2= X =(X1+X2)=(+)= R =V =C =n1 R 1/6=hf=V 2L/C 2R =*30/（ *） = 則 A1+iL=+= A2+hf=+= 因為 A2+hf與 A2+hf相等，則 h2=。 2)陡槽水力計算 陡槽段寬 14 米，底坡 i=，糙率 n=（矩形斷面），長 65米，側(cè)墻高 ～。 a、 起始斷面水深： h1=q/φ )co s(2 10 ?hHg ? 臨界坡度 hk計算 hk=3 2gq?=322 ??　　= 阜新市彰武縣西舊府水庫除險加固工程初步設(shè)計報告 35 3hk=3 = H0=+ （ ） +30/25+cosθ =，φ = 經(jīng)計算 h1=。 b、 計算末端水深： 計算公式： Δ L12=[（ h2cosθ +α 2υ 22/2g） （ h1cosθ +α 1υ 11/2g） ]/iJ J =n2? 2/R 4/3 表 48 陡槽 水面線計算表 h1 m h2 m υ 1 m/s υ 2 m/s h2cosθ +α 2υ 22/2g h1cosθ +α 1υ 12/2g R J Δ L12 m ΣΔ L m 由上表可知，當水深為 時，水面曲線長度 L=，接近陡槽長度 L=米。因此陡槽末端水深為 。 陡槽側(cè)墻高 H=h+hb+△ h 式中： h— 計算水深（ m）； hb— 摻氣高度（ m）， hb=100Vh? ； V— 各斷面流速；ζ = △ h— 安全超高， 按《溢洪道設(shè)計規(guī)范》 SL2532021： △ h=。 表 49 陡槽側(cè)墻高度計算表 斷 面 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 水平距離 0 水 深 h 摻氣高度 hb 安全超高△ h 墻高 H（ m） ：陡槽側(cè)墻現(xiàn) 狀，由上游 高。根據(jù)上述計算結(jié)果可知阜新市彰武縣西舊府水庫除險加固工程初步設(shè)計報告 36 陡槽高度不滿足泄洪要求。側(cè)墻高度相差 ～ 。 結(jié)構(gòu)安全復(fù)核 計算依據(jù) 本次計算主要依據(jù)為：溢洪道施工圖紙、《水利水電工程等級劃分及防洪標準》（ SL2522021）、《水閘設(shè)計規(guī)范》（ SL256— 2021）等國家現(xiàn)行的標準規(guī)范。 溢洪道閘室穩(wěn)定計算 計算情況與荷載組合： 只計算正常運用情況：正常運用按防洪限制水位擋水情況下閘前水位 ，閘底高程 ,閘門全關(guān)，閘后無水，排水設(shè)備有效。 荷載組合：自重 +水 重 +揚壓力 +泥沙壓力 +水壓力 閘室穩(wěn)定計算見表 410。 備注+ + 閘墩自重 2304底板 3169交通橋 閘門和啟閉機 上游水重 420滲透壓力 浮托力 上游水壓力 420合計 420 表410 正常運用下堰體穩(wěn)定分析計算表垂直力( K N ) 水平力( K N )荷載名稱 閘室抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) KC： ???HGfKc 式中： f— 閘室基底面與地基之間的摩擦系數(shù)； ∑ G— 作用在閘室上的全部豎向荷載； ∑ H— 作用在閘室上的全部水平向荷載； 由計算結(jié)果可知：正常高水位下溢洪道掩體穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。 表 411 閘室穩(wěn)定計算成果表 計算情況 抗滑穩(wěn)定系數(shù) 備注 計算值 允許值 正常運用 f= 阜新市彰武縣西舊府水庫除險加固工程初步設(shè)計報告 37 溢洪道其它結(jié)構(gòu)安全復(fù)核 溢洪道進口段至出口漸變段各部結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀完好，無任何破壞現(xiàn)象，經(jīng)現(xiàn)場檢測和復(fù)核計算，混凝土和漿砌石標號、強度及穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求；溢洪道存在的主要問題是懸槽段底板和側(cè)墻破損露筋。 溢洪道金屬結(jié)構(gòu)安全復(fù)核 溢洪道金屬結(jié)構(gòu)包括溢洪道鋼閘門和啟閉機。 溢洪道工作閘門共三孔，閘門型式為露頂式平板鋼閘門，閘門尺寸： （高寬），啟閉機為 3臺 100KN 單吊點螺桿式平面閘門啟閉機。 西舊府水庫溢洪道 3孔閘門止水老化龜裂，存在滲、漏水 現(xiàn)象，鋼閘門未見銹蝕現(xiàn)象，中孔閘門啟閉機啟閉失靈，需更換。 輸水洞 輸水洞洞體 由焊接 鋼管組成。 洞體為焊接鋼管，安裝前，嚴格按水工鋼結(jié)構(gòu)防腐要求進行了防腐處理，現(xiàn)場對進出口檢測，未發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象；閘閥運行正常，未出現(xiàn)滲水等破壞現(xiàn)象。 輸水洞存在問題是：閘伐井滲水。 復(fù)核結(jié)論 經(jīng)復(fù)核計算得出如下結(jié)論： 1）大壩在各種運用工況土壩邊坡穩(wěn)定 、壩頂高程滿足要求，壩體滲流穩(wěn)定，但局部有集中滲流。 2）溢洪道堰體在正常水位情況下可滿足穩(wěn)定要求 ， 溢洪道 漸變段、 陡槽段 側(cè)墻高度不夠，同時 懸槽段底板和側(cè)墻破損 露筋 。 3）輸水洞閘伐井需進行加固處理。 水庫除險加固工程方案選擇 土壩 工程加固方案 上游護坡 現(xiàn)狀大壩上游干砌石護坡高程 以上質(zhì)量很好，高程 ～ 是水位經(jīng)常變化區(qū)由于 風(fēng)浪淘刷、 凍融的影響產(chǎn)生隆起 變位 ，隆起高度為 20～ 30cm，塊石 較 凌亂， 反濾層露出， 影響 上部護坡的穩(wěn)定，危及大壩的安全。 針對 西舊府 水庫迎水坡塊石 護坡的現(xiàn)狀 ，本次加固工程措施為 ：拆除高程 ～127m段 原有護坡重新砌筑，加強反濾層。 阜新市彰武縣西舊府水庫除險加固工程初步設(shè)計報告 38 下 游 堆石棱體排水 根據(jù)現(xiàn)場檢測 ，大壩右側(cè)壩腳存在集中滲漏現(xiàn)象，該壩段無排水體。本次加固工程設(shè)計 將原排水體向右側(cè)延長 100m，以改善壩體排水狀況，降低浸潤線。 溢洪道工程加固方案 存在的問題 溢洪道存在的主要問題是： 1）陡槽段混凝土剝蝕破壞嚴重 。 2）經(jīng)復(fù)核計算， 漸變段、陡槽段 側(cè)墻高度不能滿足安全下泄最大泄量要求，需加高。 3）與壩體接觸部位存在集中滲漏現(xiàn)象，雖然滲流較穩(wěn)定，水流清澈，但滲流已在出口末端擋土墻右側(cè)拉開近 的缺口，必須采取工程措施。 除險加固工程措施 1） 漸變段、 陡槽段 加高 、加固 本次 設(shè)計 將 漸變段、 陡槽段 加高， 加固，設(shè)計 對 漸變段、 陡坡段底板和側(cè)墻進行襯砌 、加高 。 2）溢洪道集中滲漏 對于溢洪道與壩體接觸部位集中滲漏問題，采取順導(dǎo)的工程措施 ，設(shè)計修建排 水體 。 輸水洞 工程加固方案 輸水洞存在的主要問題是輸水洞閘閥井漏水嚴重，無法下到井內(nèi)進行啟閉操作。該井系漿砌石式結(jié)構(gòu)，由于砌筑質(zhì)量較差和凍害作用， 墻體 產(chǎn)生裂縫造成漏水。本次除險加固 設(shè)計 在 閘閥井 內(nèi)部采用鋼筋混凝土襯砌。 水庫除險加固工程設(shè)計 工程 等 別 、 建筑物 級別及洪水 標準 西舊府 水庫是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養(yǎng)魚綜合 利用的?。ㄒ唬┬退麡屑~工程。 水庫總庫容為 萬 m3。 本次復(fù)核 根據(jù)水利部《水利水電工程等級劃分及洪水標準》 SL2522021， 西舊府 水庫屬?。ㄒ唬┬退畮?，水庫處于淺山丘陵區(qū)， 但 最大壩高為 ， 上下游水頭小于 ，其工程等別和洪水標準應(yīng)按 平原 區(qū)標準確定。見表 412 表 412 工程等級及洪水標準表 工程等別 工程規(guī)模 水庫總庫容 洪水標準 [（重現(xiàn)期（年） ） (108m3) 設(shè) 計 校 核 Ⅳ 小（一）型 ～ 20～ 10 100～ 50 本次復(fù)核 洪水標準采用 10 年設(shè)計， 50年校核，工程等別Ⅳ等，主要建筑物等級為阜新市彰武縣西舊府水庫除險加固工程初步設(shè)計報告 39 四級。 根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（遼寧省地震動峰值加速度區(qū)劃圖）》 GB183062021，水庫所在地地震基本烈度值為Ⅵ度區(qū)，地震動峰值加速度 。 土壩 工程加固 設(shè)計 上游護坡 現(xiàn)狀大壩上