【正文】 36萬m3，按一年塌壩二次計算， 。橡膠壩75%半干旱年份可利用水量為892萬m3，水源是完全有保證的。5 工程設(shè)計莊浪縣北洛河城區(qū)段橡膠壩工程是莊浪縣城區(qū)的一項美化縣城風(fēng)景、改善生態(tài)環(huán)境的一項社會公益工程，可攔蓄上游河道徑流，形成人工湖區(qū)，美化城市風(fēng)景，調(diào)節(jié)縣城小氣候，為莊浪縣城人民提供一個休息游覽的場所，同時抬高地下水位，社會效益十分顯著。按照《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL2522000）規(guī)范規(guī)定，工程等別為Ⅳ等，堤防及主要建筑物橡膠壩、控制室分別為4級建筑物，臨時建筑物如施工圍堰等為5級建筑物。 莊浪縣北洛河城區(qū)段橡膠壩工程設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為四級建筑物的設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)，即正常運行期為20年一遇，非常運行期為50年一遇，臨時工程洪水標(biāo)準(zhǔn)為非汛期洪水5年一遇。莊浪縣北洛河城區(qū)段橡膠壩的范圍確定在徐碾大橋至河馬大橋之間，總體規(guī)劃設(shè)計10級橡膠壩。1壩壩址位置: 壩的壩址位置。2壩壩址位置:以1壩的壩址位置。依次推出3至10壩的壩址位置。以自來水公司截水廊道為0+000樁號，按照以上壩址確定原理，推出1橡膠壩壩址樁號為0+307，2橡膠壩壩址樁號為0+509， 3級橡膠壩壩址樁號為0+791。莊浪縣北洛河城區(qū)段橡膠壩工程是按照水洛河防洪要求及壩址地形地質(zhì)等綜合考慮布置的，每座壩主要分為以下幾個部分：橡膠壩工程；邊墻工程；控制室工程；河道疏浚工程；供水管路及機電設(shè)備工程；安全防護欄及燈光等附屬工程。：根據(jù)莊浪縣水洛河整體防洪規(guī)劃要求，橡膠壩塌壩后底坎高程、長度既滿足過流要求又嚴(yán)格按照水利部《橡膠壩技術(shù)規(guī)范》SJ22798有關(guān)規(guī)定。壩底板高程確定壩址處河床現(xiàn)狀高低不平，根據(jù)土方挖填平衡計算及基本維持河道自然比降綜合考慮，同時和北洛河城區(qū)段河道比降協(xié)調(diào)，確定1至為防止山區(qū)河道泄洪期間推移質(zhì)過壩對壩袋磨損及底板檢修需要，、。橡膠壩長度確定壩長應(yīng)與河道寬度相適應(yīng)，塌壩時滿足河道設(shè)計行洪要求，單跨壩長滿足壩袋制造、運輸、安裝、檢修以及管理要求。結(jié)合北洛河整體防洪規(guī)劃要求，擬定壩體為1跨，1北洛河橡膠壩凈長91m，2北洛河橡膠壩凈長94m，3北洛河橡膠壩凈長95m。壩高確定根據(jù)北洛河城區(qū)段總體規(guī)劃要求，盡量增加水深和蓄水量，1橡膠壩控制水面洄水至自來水公司截水廊道，2橡膠壩控制水面洄水至1橡膠壩，3橡膠壩控制水面洄水至2橡膠壩。經(jīng)綜合考慮，確定1，；2，；3。按照《橡膠壩技術(shù)規(guī)范》（SL22798）要求，～。在運行過程中，1，；2，；3，、。結(jié)構(gòu)設(shè)計莊浪縣北洛河城區(qū)段各級橡膠壩壩址基礎(chǔ)均座落在新鮮巖石上，承載力為400Kpa，屬弱透水性。各級橡膠壩的壩身結(jié)構(gòu)形式及斷面擬定，主要根據(jù)壩袋設(shè)計、壩體穩(wěn)定及河道泄洪要求確定。1～3橡膠壩基礎(chǔ)均置于新鮮巖石上，采用C20鋼筋砼現(xiàn)澆，底板以下為C15混凝土基礎(chǔ)，壩底板順?biāo)鞣较蜷L度分別為10m、9m、10m，、采用651型止水帶止水，伸縮縫采用2cm厚閉孔泡沫板。為避免橡膠壩袋兩端與墩墻結(jié)合部位出現(xiàn)塌肩現(xiàn)象，引起局部溢流，影響橡膠壩的正常運行，：，以消除塌肩影響。1，內(nèi)壓比為1：；2，內(nèi)壓比為1：；3，內(nèi)壓比為1：；壩袋采用雙錨固線型式錨固，錨固槽設(shè)置為暗槽，錨固槽回填后與壩底板齊平，以減小塌壩時夾裹泥沙對壩袋的磨損。壩袋上下游及堵頭均采用外錨固。橡膠堵頭與墩墻接觸部位用細石砼做成斜坡狀，以利接觸緊密，不從接縫處滲漏水。該錨固形式施工方便，止水效果良好。 左、右岸邊墻結(jié)構(gòu)型式完全相同，、基礎(chǔ)座于基巖上，1，；2，；3，；邊墻結(jié)構(gòu)為重力式擋土墻結(jié)構(gòu)，采用C20鋼筋混凝土現(xiàn)澆?？刂剖沂遣倏v橡膠壩充脹和排空坍落的機電設(shè)備及附屬設(shè)施的維護結(jié)構(gòu)。為了節(jié)約投資和方便交通，控制室布置在3橡膠壩的右岸壩端，矩形結(jié)構(gòu)，共三層，。一層位于臺地下，為設(shè)備層，主要放置充排壩袋的水泵、電機及測壓設(shè)備等，；二層為配電層，主要放置配電柜等設(shè)備；三層管理層，為操縱及看護橡膠壩人員的住所。樓板為整體現(xiàn)澆式板梁結(jié)構(gòu)，各層之間采用內(nèi)置懸臂式鋼筋混凝土樓梯連接。供水水源為自來水，采用兩臺ISG80125（I）型單級單吸管道離心泵，一臺備用，用Φ150mm直縫卷制電焊鋼管為供水管，經(jīng)埋于壩底板下方的供（排）水管路，向壩體供水?？刂剖覂?nèi)布置3臺300S12A型單級雙吸中開式離心泵，經(jīng)埋于壩底板下方的供排水管路，排放壩內(nèi)水體?？刂剖?0KV電源引自，距離約150米，單回路供電，架空10KV線路選用LGJ350電纜，室外柱上變壓器選擇S9100/10一臺，其容量為100KVA，水泥電桿長12米，檔距為50米。配電屏安裝有GGD125（改）總控制屏(兼進線柜)， 寬度均為800mm，所有電氣設(shè)備均在屏上操作。莊浪縣北洛河城區(qū)段橡膠壩的洪水標(biāo)準(zhǔn)為二十年一遇設(shè)計，五十年一遇校核。壩址處基本情況為：設(shè)計洪峰流量為420m3/s，1至3；校核洪峰流量為570m3/s，1至。1，壩高3m，。橡膠壩共1段，全長91m。2，。橡膠壩共1段，全長94m。3，壩高3m，。橡膠壩共1段，全長95m。為了減少壩袋頻繁起落，設(shè)計時允許壩頂在一定水深范圍內(nèi)溢流。當(dāng)溢流水深超限時，需塌壩泄洪，其泄流量按堰流計算。主要承擔(dān)橡膠壩正常擋水時壩頂溢流和塌壩泄洪。(1)壩頂溢流水力計算橡膠壩泄流量按堰流計算Q=σsεmBH03/2式中：σs——淹沒系數(shù)；ε——側(cè)收縮系數(shù)；m——流量系數(shù)；B——橡膠壩過流斷面寬（m）；H0——壩前高出壩頂以上水深（m）；Q——橡膠壩過流能力，m3/s。(2)、消能計算橡膠壩的效能計算分為正常溢流和塌壩過程中的溢流消能計算，由于hthc”形成淹沒出流，水躍為淹沒水躍，從水力學(xué)理論上可不設(shè)消力池。海漫長度計算：Lp=ks式中：Lp——海漫長度(m)；q——消力池末端單寬流量(m)；△H——上下游水位差(m)；ks——海漫長度計算系數(shù)；經(jīng)計算，確定海漫長度均為11m。壩基座于新鮮巖石上，根據(jù)壩后可能最大沖坑和基巖的抗沖刷能力判斷，不需做消能工，但出于安全計，在壩后設(shè)鉛絲籠拋石。計算情況（1）升壩擋水時，1至下游無水（地下水和河底齊平）。（2）竣工期，上、下游無水，壩袋內(nèi)充滿水。其中以第（1）種為最不利計算情況。荷載計算壩體荷載按1米寬板條計算。壩體抗滑穩(wěn)定計算及基底應(yīng)力。抗滑穩(wěn)定計算公式： fΣG Kc = ΣH式中：f — 壩基礎(chǔ)底面摩擦系數(shù)； ΣG — 作用于基礎(chǔ)底面上的全部豎向荷載； ΣH — 作用于壩底板上的全部水平荷載。根據(jù)橡膠壩布置特點，壩體穩(wěn)定分析計算結(jié)果如下：（1）壩基底應(yīng)力計算公式： ΣGPmax = (1177。6e/B) min A式中：A — 壩基礎(chǔ)底面面積（m2）； e — 基底應(yīng)力偏心距（m）； B — 基礎(chǔ)寬度（m）。（2）壩基底應(yīng)力不均勻系數(shù)Pmax η= Pmin計算結(jié)果詳見表51。表51 正常擋水情況下抗滑穩(wěn)定計算 壩計算情況抗滑安全系數(shù)基地應(yīng)力（KN/m2）應(yīng)力不均勻系數(shù)Kc[Kc]σmaxσminη[η]1壩擋水期竣工期2壩擋水期竣工期3壩擋水期竣工期注：表中[Kc]為規(guī)范允許值，[η]為規(guī)范允許值 上述計算結(jié)果表明：壩底板、上下游擋土墻及壩體的抗滑穩(wěn)定、壩底板基底應(yīng)力不均勻系數(shù)小于規(guī)范允許值，基底應(yīng)力小于地基容許承載力700Kpa，壩體是安全的。滲透穩(wěn)定是指壩基土體能夠承受一定的滲透坡降，并采取措施保護滲流出口處的基土不受破壞，保證建筑物的基礎(chǔ)穩(wěn)定性。本橡膠壩結(jié)構(gòu)上游擋土墻及防滲面板均座于弱透水性的巖石上，滲水基本攔截，滲透穩(wěn)定滿足防滲要求。壩底板內(nèi)力計算采用彈性地基梁法，承受的荷載簡化為均布荷載。壩底板按順?biāo)鞣较?、垂直水流方向進行計算，垂直水流方向計算考慮50%邊荷載的影響，均按彈性地基梁中短梁進行計算，根據(jù)計算，確定底板結(jié)構(gòu)配筋縱橫向分別為φ12@200、φ16@200?？刂剖页惺艿耐獠亢奢d主要為土壓力和水壓力，墻體按三邊固結(jié)、一邊自由的雙向板計算，最大負彎矩發(fā)生在墻體與地板中間連接處，最大正彎矩發(fā)生在墻體跨中處， 。地板按倒置梁法計算內(nèi)力，底板最大負彎矩發(fā)生在垂直水流方向的中心處， ， 最大正彎矩發(fā)生在墻體處， 。按以上計算結(jié)果選配受力鋼筋。 北洛河橡膠壩均為單跨橡膠壩，其中：1橡膠壩長度為91米，端部為堵頭式，；2橡膠壩長度為94米，端部為堵頭式，；3橡膠壩長度為95米，端部為堵頭式。壩袋計算應(yīng)考慮兩種運行情況： （1）竣工期充水試驗：壩袋安裝后，上下游無水，壩袋逐漸充脹至設(shè)計高度，以檢查錨固及壩體的密封性。 （2）正常運用：壩前擋水達到設(shè)計高度，壩后無水或部分有水。上述兩種情況中，以第二種情況為壩袋計算的控制條件。表53 1 、3橡膠壩壩袋計算表 內(nèi)壓比a袋壁環(huán)向拉力（KN/m）安全系數(shù)K上下壩袋長度（m）壩袋貼地長度（m）每延米容積（m3/m）袋布強度(KN/m）徑向緯向360180360180360280360280360280400320440320440320表54 2橡膠壩壩袋計算表 內(nèi)壓比a袋壁環(huán)向拉力（KN/m）安全系數(shù)K上下壩袋長度（m）壩袋貼地長度（m）每延米容積（m3/m）袋布強度(KN/m）徑向緯向320160320160320240320280320320320320360180360180壩袋計算關(guān)鍵在于選擇合適的內(nèi)壓比，以充分利用壩袋膠布的強度，并盡可能使壩袋面積減少，降低工程造價，下面列表計算壩袋的特征數(shù)值。從表中可以看出，當(dāng)α值較小時，壩袋長度較長，壩底板長度較大，投資相應(yīng)增加，但袋壁徑向拉力較小，材料強度要求較低，安全系數(shù)較大。當(dāng)α值增大時，壩袋長度降低，壩底板長度減小，投資相應(yīng)增加，但袋壁徑向拉力增大，材料強度要求相應(yīng)較高，安全系數(shù)降低。根據(jù)《橡膠壩技術(shù)規(guī)范》（SL227—98），～。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，3橡膠壩選擇α=，安全系數(shù)K=，2橡膠壩選擇α=，安全系數(shù)K=，投資適中，安全可靠。實際采用壩袋按《橡膠壩技術(shù)規(guī)范》，3橡膠壩選用壩袋布規(guī)格為J1801402,壩袋為二布三膠，徑向強度360KN/m，緯向強度280KN/m，壩袋緯向強度還沒有準(zhǔn)確的計算理論，根據(jù)已建工程的經(jīng)驗，按壩袋計算徑向強度的50%計，為180KN/m，選用壩袋280KN/m，滿足要求。2橡膠壩選用壩袋布規(guī)格為J1601602,壩袋為二布三膠，徑向強度320KN/m，緯向強度320KN/m，壩袋緯向強度還沒有準(zhǔn)確的計算理論，根據(jù)已建工程的經(jīng)驗，按壩袋計算徑向強度的50%計，為160KN/m，選用壩袋320KN/m，滿足要求。橡膠壩袋采用螺栓固定壓板雙錨固，該錨固型式有如下優(yōu)點：錨固長度最小，降低膠布用量；螺栓錨固便于壩袋的安裝和拆卸，加快施工進度；錨固件可以工廠化加工，質(zhì)量及加工精度易于保證。壓板錨固設(shè)計分螺栓和壓板兩部分計算。 （一）螺栓計算 錨固力（T0） T0=k1T式中：k1—安全系數(shù)，一般取2～3； T—壩袋徑向拉力經(jīng)計算，3橡膠壩:T0 =～ KN/m； 2橡膠壩:T0 =～ KN/m。 螺栓間距螺栓間距與采用的壓板剛度有關(guān)，根據(jù)試驗，一般取200～300mm，本工程取200mm。 每根螺栓承受的荷載（Q0）Q0=k2T0/n式中：k2—栓緊力及扭轉(zhuǎn)力的影響系數(shù)，； n—1米長度內(nèi)的螺栓數(shù)，n=5； T0—單位長度螺栓計算荷載（KN/m）。 經(jīng)計算，3橡膠壩:Q0=～ KN/m；2橡膠壩：Q0=～ KN/m 螺栓直徑（d） d≥ 式中 [б] —— 螺栓允許拉應(yīng)力（KN/m2） 經(jīng)計算，3橡膠壩:d=～，取d=25mm；2橡膠壩:d=～，取d=20mm。 螺栓埋置深度（Lm） 根據(jù)規(guī)范要求Lm=（25～30）d，但不小于250mm，計算得3橡膠壩:Lm =625～750mm，取=750mm；2橡膠壩:Lm =500～600mm，取=600mm。為增加其粘著力，在螺栓底部彎鉤。 （二）壓板計算 壓板用鋼板制成，鋼板壓板用平面鋼板加工。為增強壓板單位面積壓強，在壓