【正文】 ????????????????????????????222WgHthWgDthWgHthWghmmm 公式 42 mm hT ? 公式 43 式中： mh ：平均波高， m； mT ：平均波周期， s； W ：計(jì)算風(fēng)速，取值如下： P=%時(shí)， W=； P=%時(shí)， W=； D ：風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度，取值如 下： P=%時(shí)， D=698m； P=%時(shí)， D=717m； mH ：水域平均水深，取值如下： P=%時(shí)， ?mH ； P=%時(shí)， ?mH ； g ：重力加速度，取 sm 將數(shù)值代入公式中計(jì)算得： 當(dāng) P=%時(shí)， mh ＝ ， mT = ； 當(dāng) P=%時(shí)， mh ＝ ， mT = 。 （ 2） 平均波長(zhǎng)的計(jì)算 平均波長(zhǎng)按下公式 44 進(jìn)行計(jì)算： ????????? mmm LHthgTL ?? 22 2 公式 44 式中： mL ：平均波長(zhǎng)， m； H ：壩 上游 面前水深，取值如下： P=%時(shí)， H=； P=%時(shí)， H= 黃家河水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 28 g ：重力加速度，取 sm mT ：平均波周期，取值如下： P=%時(shí)， mT = ； P=%時(shí)， mT = 將數(shù)值代入公式并進(jìn)行試算可得： 當(dāng) P=%時(shí)， mL = 當(dāng) P=%時(shí)， mL = （ 3） 平均波浪爬高的計(jì)算 按單坡計(jì)算正向來(lái)波的平均波浪爬高，坡比為 1： ，當(dāng) m=～ 時(shí)，正向來(lái)波在單坡上的平均波浪爬高按 公式 45 進(jìn)行計(jì)算： mmwm LhmKKR 21 ?? ? 公式 45 式中： mR ：平均波浪爬高， m； m ：?jiǎn)纹碌钠露认禂?shù)，若坡角為 ? ，即等于 ?cot ，此處取 ； ?K ：斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)護(hù)面類(lèi)型查表得，此處取 ； wK ：經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，根據(jù) gHW 查表得，式中： W ：計(jì)算風(fēng)速，取值如下： P=%時(shí)， W=； P=%時(shí)， W=； g ：重力加速度，取 sm H ：壩 上游 面前水深，取值如下： P=%時(shí)， H=； P=%時(shí)， H= 代入式中計(jì)算出結(jié)果后查表得此處 wK 取值如下： P=%時(shí)， ?wK ； P=%時(shí)， ?wK ； mh ：平均波高，取值如下： P=%時(shí)， mh ＝ ； P=%時(shí)， mh ＝ ； mL ：平均波長(zhǎng)，取值如下： P=%時(shí)， mL =； P=%時(shí)， mL = 將數(shù)值代入公式中計(jì)算得： 黃家河水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 29 當(dāng) P=%時(shí)， ?mR 當(dāng) P=%時(shí)， ?mR (4)波浪爬高的計(jì)算 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2742021）的規(guī)定， 4 級(jí)壩的波浪爬高值采用累積頻率為 5%的爬高值 %5R 。累積頻率為 5%的爬高值 %5R 與平均爬高的比值mRR%5 可根據(jù)平均波高與壩 上游 面前水深的比值 Hhm 和累積頻率 5%查表求得，此處： mh ：平均波高，取值如下： P=%時(shí)， mh ＝ ； P=%時(shí)， mh ＝ ； H ：壩 上游 面前水深，取值如下： P=%時(shí)， H=； P=%時(shí)， H= 將數(shù)值代入 Hhm 中求得結(jié)果并查表可得： %5 ?mRR 故可求得： 當(dāng) P=%時(shí)， ?%5R 當(dāng) P=%時(shí)， ?% 安全加高的選值 根據(jù)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》（ SL18996），壩頂在水庫(kù)靜水位以上的超高應(yīng)按 公式 46 計(jì)算： ARy ?? 公式 46 式中： y ：壩頂超高， m； R ：最大波浪在壩坡上的爬高，取值如下： P=%時(shí)， ?R ； P=%時(shí)， ?R A ：安全加高，取值如下： P=%時(shí)， A=； P=%時(shí)， A= 將數(shù)值代入公式中計(jì)算可得： 黃家河水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 30 當(dāng) P=%時(shí)， ?y 當(dāng) P=%時(shí)， ?y 壩頂高程的 確定 本工程 P=%時(shí)，水庫(kù)洪水位為 ， P=%時(shí)，水庫(kù)洪水位為，再分別加壩頂超高， P=%時(shí)， ?y ； P=%時(shí) ， ?y ，取兩者之中的大值，得壩頂高程應(yīng)為 ， 現(xiàn)狀 頂高程為 ～ ， 確定設(shè)計(jì)壩頂高程 。 黃家河水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 31 5 工程布置及建筑物 工程等別和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，水庫(kù)屬 小 （ 1） 型水庫(kù)，工程等別為 Ⅳ 等，其主要建筑物大壩、溢洪道 和 放水洞為 4 級(jí)建筑物。 水庫(kù)的 洪水 標(biāo)準(zhǔn)為 30 年 一遇設(shè)計(jì)， 300 年 一遇校核。 黃家河 水庫(kù)場(chǎng)地地震基本烈度為 6 度，根據(jù)水利部頒發(fā)的《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL203— 97）的規(guī)定，應(yīng)采用基本烈度作為設(shè)計(jì)烈度，即地震設(shè)計(jì)烈度也為 6 度，對(duì) 2 級(jí)和 2 級(jí)以下的建筑物可不進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)計(jì)算。 設(shè)計(jì)基本 資料 設(shè)計(jì)依據(jù)及規(guī)范 《 黃家河 水庫(kù)大壩安全鑒定報(bào)告》 《 黃家河 水庫(kù)大壩地質(zhì)勘察報(bào)告》 《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則》（ SL18996） 《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2742021） 《 水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn) 》 （ SL2522021） 設(shè)計(jì)基本參數(shù) 風(fēng)速 多年平均最大風(fēng)速： 特征水位及洪水流量 興利水位： ； 設(shè)計(jì)水位： ，相應(yīng)的溢洪道下泄流量： ； 校核水位： ，相應(yīng)的溢洪道下泄流量： m3/s； 黃家河水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 32 大壩 加固 上游 坡 上游坡現(xiàn)狀為 干砌亂石 護(hù)坡， 亂石平均直徑大小不一，約 80％亂石護(hù)坡厚度、塊徑不滿(mǎn)足要求 ，失去護(hù)坡作用。本次除險(xiǎn)加固 壩頂 之間采用 M10 漿砌甲級(jí)亂石護(hù)坡 ，死水位 。 漿砌 甲級(jí)亂石 護(hù)坡厚度計(jì)算 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（ SL2742021），大壩砌石護(hù)坡在最大局部波浪壓力作用下所需的換算球形直徑和質(zhì)量、平均粒徑、平均質(zhì)量及厚度按 公式51～ 公式 53 確定： ? ? pwk wt hmm mKDD 250 ?????? ?? ? 公式 51 350 D k??? 公式 52 當(dāng) 15?pmhL 時(shí)， DKtt? 公式 53 式中： D：石塊的換算球形直徑， m； Q：石塊的質(zhì)量， t； D50：石塊的平均粒 徑， m； Q50：石塊的平均質(zhì)量， t； t：護(hù)坡厚度， m； m：坡比，此處取 ； Kt：隨坡比 m變化的系數(shù)，此處經(jīng)查表取值為 ； ρ k：塊石密度， t/m3，此處取 ； ρ w：水的密度， t/m3，此處取 ； hp：累積頻率為 5%的波高， m，此處取 ； Lm：平均波長(zhǎng)， m，此處取 護(hù)坡厚度計(jì)算成果見(jiàn)表 51。 黃家河水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 33 表 51 護(hù)坡厚度計(jì)算成果表 項(xiàng)目 工況 平均波長(zhǎng)Lm（ m） 累積頻率為 5%的波高h(yuǎn)5%（ m） 護(hù)坡厚度 t（ m） 石塊的平均質(zhì)量 Q50（ t） 石塊的平均粒徑 D50（ m） 石塊的質(zhì)量 Q（ t） 石塊的換算球形直徑D（ m） 設(shè)計(jì)工況 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查，約 80%亂石 護(hù)坡厚度、塊徑不滿(mǎn)足規(guī)范要求，本次除險(xiǎn)加固對(duì)大壩護(hù)坡進(jìn)行加固。上游坡護(hù)坡需根據(jù)不同情況進(jìn)行加固處理。 上游坡加固 （ 1） 壩頂（ ）至死水位（ ）之間 大壩樁號(hào) 0+000～ 0+370 壩段設(shè)計(jì) 上游坡坡比 1： ，樁號(hào) 0+415～ 0+727壩段 上游 坡比 1： ，樁號(hào) 0+370～ 0+415 壩段 上游 坡 比由 1： 漸變至 1： 。 本次除險(xiǎn)加固采用 M10 漿砌 甲級(jí) 亂石護(hù)坡。先將表層原有的 干砌亂石護(hù)坡及雜草根系 清除 ，然后以新設(shè)計(jì)的大壩上游壩肩線為基準(zhǔn)進(jìn)行人工找坡，高挖低填，坡比 1： ， 需補(bǔ)坡培土壩段先 將坡面挖成小臺(tái)階狀， 而 后再 培 上新土，土料需分層碾壓，然后進(jìn)行坡面平整，使其達(dá)到設(shè)計(jì)坡比，再進(jìn)行護(hù)坡。 在平整后的壩坡 上 鋪設(shè)土工布一層（ 200g/m2） ，其上鋪設(shè)厚度為 200mm 的碎石墊層（ 粒徑 5～ 20mm），碎石墊層上做漿砌甲級(jí)亂石護(hù)坡，護(hù)坡厚度為 300mm。 甲級(jí)亂石 要求 平均厚度 15～ 20cm，一面大致平整 ，平整面面積大于 。護(hù)坡做 C25無(wú)砂混凝土預(yù)制塊排水，預(yù)制塊尺寸為 404030cm， 縱、橫間距 （斜長(zhǎng)）。上游坡設(shè)置臺(tái)階 2 道 ， 布置在樁號(hào) 0+200 及 0+550 處 ，臺(tái)階 采用 M10 漿砌細(xì)料石，臺(tái)階長(zhǎng) ，寬 ，高 ，臺(tái)階下依次鋪設(shè) C10 素砼墊層和碎石墊層， C10 素砼墊層厚 200mm，碎石墊層厚 150mm。 （ 2） 死水位 采用拋石護(hù)坡， 將上游坡 符合拋石要求的部分亂石 拆除 后 拋填至死 水位， 拋石 厚度不小于 。 （ 3）庫(kù)間路 庫(kù)區(qū)內(nèi)現(xiàn)有土路連 接大壩及庫(kù)區(qū)西北 側(cè) 山地， 庫(kù)間路與壩后上壩路相接， 該道路根據(jù)區(qū)域交通要求 應(yīng) 以保留 。 黃家河水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 34 本次加固設(shè)計(jì) 對(duì) 庫(kù)間 路進(jìn)行修整 。 庫(kù)間路長(zhǎng) 211m，樁號(hào) L0+000～ L0+054路段保持原有路面邊線，只對(duì)路面進(jìn)行平整，路面整平時(shí)， 路基翻起 30cm，摻入 10％ 水泥（水泥與干土重量的百分比）攪拌均勻后分兩層用壓路機(jī)壓實(shí)，壓實(shí)度達(dá)到 96％， 其上做 20mm 厚中粗砂。樁號(hào) L0+054～ L0+211 路段， 設(shè)計(jì) 路面 寬 ， 路面的橫向坡度為 ，擬排向 右側(cè)庫(kù)區(qū) 。 路面 整平 方式與 L0+000～L0+054 做法相同 。 庫(kù)間路兩側(cè)邊坡 鏟除原 有雜草后 采用拋石護(hù)坡， 坡比為 1： ， 護(hù)坡厚度不小于 。 樁號(hào) L0+120 及 L0+185 處新埋 DN1000 混凝土管道， 管 中心高程， 便于兩庫(kù)區(qū)內(nèi)的水流通暢 。 壩頂路面 現(xiàn)狀壩頂高程 ～ ， 壩頂高程不一，路面凹凸不平。 本次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)壩頂高程 ，寬 ， 壩頂路面的橫向坡度為 ，擬排向下游側(cè)。 壩頂 整平時(shí)， 路基翻起 30cm，摻入 10％ 水泥（水泥與干土重量的百分比）攪拌均勻后分兩層用壓路機(jī)壓實(shí)，壓實(shí)度達(dá)到 96％， 其上做 20mm厚中粗砂。壩頂路 兩邊設(shè) C20 素混凝土 路沿石 ， 路沿石尺寸為 （厚 高 長(zhǎng) ） ， 路沿石距路肩寬度為 ，在橫向排水溝處留排水口，寬。 大壩下游坡 下游 草皮 護(hù)坡 大壩下游坡 0+000～ 0+707 樁號(hào) 設(shè)計(jì)坡比 為 1： ， 草皮護(hù)坡 翻新 ， 具體做法為：先清除坡上植物、植物根系及影響壩坡安全的樹(shù)木， 需培坡加厚的壩段先將坡面挖成小臺(tái)階狀，每級(jí)高 ，而后補(bǔ)坡培土至設(shè)計(jì)坡比 1： 后壓實(shí)，種植草皮護(hù)坡， 使其根系密集層平均厚度要求達(dá)到 10cm以上。 下游漿砌甲級(jí)亂石護(hù)坡 因溢洪道末端對(duì) 左 端壩后坡腳存在沖刷問(wèn)題 ，為保護(hù)壩體，下游坡 0+707～0+727 樁號(hào) 壩段下游坡 采用漿砌甲級(jí)亂石護(hù)坡， 設(shè)計(jì)坡比 1： ， 首 先將表層 雜黃家河水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 35 草根系 清除 ，然后以新設(shè)計(jì)的大壩上游壩肩線為基準(zhǔn)進(jìn)行人工找坡，高挖低填，在平整后的壩坡 上 鋪設(shè)土工布一層（ 200g/m2） ，其上鋪設(shè)厚度為 200mm 的碎石墊層（ 粒徑 5～ 20mm），碎石墊層上做漿砌甲級(jí)亂石護(hù)坡，護(hù)坡厚度為 300mm。甲級(jí)亂石 要求 平均厚度 15～ 20cm，一面大致平整，平整面面積大于 。護(hù)坡做 C25 無(wú)砂混凝土預(yù)制塊排水，預(yù)制塊尺寸為 404030cm， 縱、橫間距 （斜長(zhǎng)）。 上壩路 黃家河水庫(kù)壩后坡有一條上壩路 （樁號(hào) 0+415） ，長(zhǎng)度 68m， 本次除險(xiǎn)加固對(duì)上壩路進(jìn)行修整 ，路 面寬度 ， 路基翻起 30cm，摻入 10％水泥（水泥與干土重量的百分比）攪拌均勻后分兩層壓實(shí)，壓實(shí)度不小于 96%， 路面鋪設(shè) 2cm中粗砂墊層 。 壩后堤防 溢洪道尾水渠在靠近壩腳處右岸堤防部分缺失， 為防止 溢流時(shí)對(duì)壩腳造成 沖刷， 本次加固設(shè)計(jì) 將壩后現(xiàn)有堤防向壩體延伸，與壩后坡相交，堤防頂高程，新筑堤防 采用粘土夯實(shí)碾壓筑成，兩邊邊坡采用 1： 2 的拋石護(hù)坡，護(hù)坡厚度不小于 600mm。 壩坡排水和壩腳 排水體 為了及時(shí)排除壩后坡 雨 水， 避免雨水漫流沖刷坡面， 下游坡在樁號(hào) 0+100、0+200、 0+350、 0+500 及 0+650 做 5 條橫向排水溝 ， 深 30cm， 寬 30cm，壁厚及底厚為 40cm。 壩腳做一道 M10 漿砌 甲級(jí)亂石 縱向排水溝，深 40cm，寬 40cm，壁厚及底厚為 40cm。 在樁號(hào) 0+200、 0+500、 0+650