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水庫樞紐除險加固工程初步設(shè)計報告畢業(yè)論文-資料下載頁

2025-06-28 15:18本頁面
  

【正文】 () 式中:d——池深,m——水躍淹沒度 取=h2——池中發(fā)生臨界水躍時的躍后水深,mht——消力池出口下游水深,m△Z——消力池尾部出口水面躍落,mQ——流量,m3/s b——消力池寬度,m φ——消力池出口段流速系數(shù),L——自由水躍的長度,m表411 溢洪道消力池計算成果表計算頻率收縮斷面水深單寬流量共軛水深流速系數(shù)淹沒系數(shù)出口落差坎高佛汝德數(shù)水躍長消能池長h1(m)q(m3/s)h2(m)φ1σ△ZdFrLjLkp=%p=10% (3)尾水渠水面線計算尾水渠按20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)計算水面線。起始水深取起始斷面的臨界水深,水面線計算方法與泄槽段相同。計算成果見下表:表412 溢洪道20年一遇洪水尾水渠水面線計算成果表位置樁號斷面寬b(m)斷面水深h1(m)摻氣后水深hb(m)流速(m/s)尾水渠0+0+0+經(jīng)計算,按10年一遇洪水計算為最不利工況,消力池計算長度為10m,,設(shè)計中考慮到溢洪道泄流時上下游水頭差較大,消力池消能時流態(tài)較復(fù)雜,。 消力池后緊接泄洪渠, ,。消力池按10年一遇洪水進行消能設(shè)計:(4)溢洪道建筑物改造加固設(shè)計A、泄槽的構(gòu)造本工程泄槽中流速較高,新建泄槽底板采用C20砼內(nèi)摻鋼纖維結(jié)構(gòu),~,襯砌用縱橫向的伸縮縫分開,分縫間距15~20m,為防止裂縫的擴展,襯砌砼表面縱橫布設(shè)φ14@200鋼筋,鋼筋不穿過溫度伸縮縫。B、消力池的構(gòu)造本工程消力池中流速較高,新建消力池底板采用C20砼內(nèi)摻鋼纖維結(jié)構(gòu),消力池底板砼表面縱橫布設(shè)φ14@200鋼筋。為增強消力池底板的穩(wěn)定,底板下縱橫布設(shè)φ25錨筋,縱橫間距2m,錨入巖石深度大于2m。C、側(cè)墻的構(gòu)造溢洪道側(cè)墻每隔1015m設(shè)一伸縮縫,縫寬20mm,采用橡膠帶止水;墻身設(shè)Φ50pvc管排水孔按梅花形布置。 輸水設(shè)施改造設(shè)計由于原水庫輸水建筑物進水口為放水臥管,無啟閉設(shè)備,其砼材料質(zhì)量差、結(jié)構(gòu)老化,存在滲漏情況。本次設(shè)計將輸水高涵管的臥管及管理用房拆除,將原輸水高涵封堵,對原低涵進行加固改造。由于原輸水涵管由于封堵不嚴(yán)漏水,這種壩下涵滲漏常導(dǎo)致大壩失事,本次設(shè)計對原輸水涵管其進行截滲處理。輸水涵截滲封堵借鑒同類工程的成功經(jīng)驗,在涵管進出口采用M10磚砌體封堵2m,并預(yù)埋直徑50mmPVC回填灌漿管,向輸水涵洞泵送水泥漿對輸水涵進行全線封堵,在壩體軸線輸水涵洞處,另加兩排高噴灌漿,與壩體高噴灌漿及壩基帷幕結(jié)合為一體,其具體設(shè)計詳見設(shè)計圖紙。原低涵洞進口段漏水嚴(yán)重,本次設(shè)計對其進行翻修,翻修長度10m,進口段新建進水閘室,設(shè)置消力井,消力井與涵洞連接段采用C20砼現(xiàn)澆,進口控制采用斜拉式閘門。 大壩加固后滲流及邊坡穩(wěn)定計算 大壩加固后滲流計算(1)大壩計算斷面及滲透指標(biāo)的確定本次滲流計算,根據(jù)地質(zhì)勘探、土工試驗,大壩建設(shè)、運行管理及大壩防滲加固處理方案等有關(guān)資料,選取大壩地質(zhì)勘探斷面作為二維有限元滲流分析。大壩橫斷面形狀見圖45。滲流斷面分區(qū)是室內(nèi)土工試驗及現(xiàn)場試驗資料為基本依據(jù),考慮到大壩運行現(xiàn)狀并參照其它工程經(jīng)驗將大壩劃分為10個滲透分區(qū),滲透分區(qū)見圖45,滲透分區(qū)的水平、垂直滲透系數(shù)見表413。表413 棠花水庫大壩勘探斷面滲透系數(shù)分區(qū)指標(biāo) 分 區(qū)滲透系數(shù)(cm/s)24567壩體填土壩基粉質(zhì)粘土排水棱體高噴灌漿帷幕灌漿Kx(水平)10410410211061106Ky(垂直)1104310410211061106 (2)計算程序簡要說明本次計算分析采用二維滲流有限元計算方法。計算軟件為北京理正巖土系列軟件。(3)滲流計算參數(shù)的確定根據(jù)水文復(fù)核情況可知,。計算斷面的滲透分區(qū)及其滲透系數(shù)由地勘資料及土工試驗確定。(4)滲流計算內(nèi)容根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》(SL2742001),滲流計算應(yīng)考慮水庫運行中出現(xiàn)的各種不利條件,本次計算考慮了以下情況:1)穩(wěn)定滲流計算:①、下游無水時;②、下游無水時;③、下游無水時。2)非穩(wěn)定滲流計算④、下游無水時。(5)滲流計算結(jié)果①、下游無水時,(以上游壩腳點為座標(biāo)原點,下同)壩體浸潤線見表414,滲流運行情況見圖46。表414 棠花水庫大壩勘探斷面正常蓄水位浸潤線()X Y ②、下游無水時壩體浸潤線見表415,滲流運行情況見圖47。表415 棠花水庫大壩勘探斷面設(shè)計洪水位浸潤線()X Y ③、下游無水時,壩體浸潤線見表416,滲流運行情況見圖48。表416 棠花水庫大壩勘探斷面校核洪水位浸潤線()X Y ④、下游無水時,壩體浸潤線見表417,滲流運行情況見圖49。表417 棠花水庫大壩勘探斷面校核洪水位浸潤線()XY(6)壩下游滲流逸出段的滲透穩(wěn)定根據(jù)《棠花水庫大壩除險加固工程初步設(shè)計階段巖土工程勘察報告》可知,大壩填筑壩體粘土允許滲透坡降[J]~。表418 棠花水庫大壩勘探斷面最大滲透坡降值 項目分類上游水位(m)下游水位(m)最大滲透坡降Jmax允許滲透坡降[J]從粘土逸出粘土穩(wěn)定滲流無水無水無水無水根據(jù)加固后大壩壩體滲流分析計算結(jié)果(詳見可表418圖46~49),可得出以下結(jié)論:各種計算工況下,大壩最大的滲透坡降Jmax均在允許滲透坡降[J]范圍內(nèi),大壩經(jīng)本次加固后,大壩的滲流性態(tài)安全。圖45 棠花水庫大壩斷面分區(qū)圖(加固后)2壩基粉質(zhì)粘土 4壩體填土 5排水棱體 6高噴灌漿 7帷幕灌漿 圖46 (加固后) 圖47 (加固后) 圖48 (加固后) 圖49 非穩(wěn)定滲流計算成果圖(加固后) 大壩加固后邊坡穩(wěn)定計算(1)壩坡穩(wěn)定計算斷面及物理力學(xué)指標(biāo)的選擇谷峰水庫壩坡穩(wěn)定計算分析是在地質(zhì)勘探、室內(nèi)土工試驗和壩身滲流計算分析工作的基礎(chǔ)上進行的,故選擇大壩的地質(zhì)勘探實測斷面(亦即壩體滲流計算分析所選擇的斷面)作為本次壩坡抗滑穩(wěn)定的計算分析斷面。本次壩坡穩(wěn)定計算斷面的材料分區(qū)及物理力學(xué)指標(biāo)是根據(jù)地質(zhì)勘探和土工試驗結(jié)果等綜合確定的?,F(xiàn)將大壩斷面分為7個材料區(qū),分區(qū)情況見圖410。各材料分區(qū)的物理力學(xué)指標(biāo)見表419。表419 大壩穩(wěn)定計算斷面滲透系數(shù)材料分區(qū)力學(xué)指標(biāo)表 分 區(qū)滲透系數(shù)(cm/s)24567壩基粉質(zhì)粘土壩體填土排水棱體高噴灌漿帷幕灌漿天然密度(g/cm3)飽和密度(g/cm3)慢剪C(kPa)035φ(176。)3216固結(jié)快剪C(kPa)030φ(176。) 3218 (2)計算程序簡要說明壩坡抗滑穩(wěn)定計算采用簡化畢肖普法,計算程序是北京理正巖土系列軟件,該程序可用于各種工況條件下土石壩的抗滑穩(wěn)定計算,可自動搜索最危險滑裂面,給出各滑裂面包括最危險滑裂面的安全系數(shù)、滑弧圓心坐標(biāo)和滑弧半徑。(3)大壩穩(wěn)定滲流期壩坡穩(wěn)定計算大壩穩(wěn)定滲流期考慮如下兩種運用條件:正常運用條件:a、下游無水, 下游壩坡穩(wěn)定;b、下游無水, 下游壩坡穩(wěn)定。非常運用條件:a、下游無水, 下游壩坡穩(wěn)定;b、下游無水,上游穩(wěn)定。按以上兩種運用條件計算出主壩壩坡相應(yīng)的最小安全系數(shù)見表420滑弧位置分別見圖411~圖414。 表420 大壩穩(wěn)定滲流期抗滑穩(wěn)定計算成果表上游水位(m)下游水位(m)圓心座標(biāo)x(m)圓心座標(biāo)y(m)滑動半徑R(m)最小安全系數(shù)K備注無水下游壩坡無水下游壩坡無水下游壩坡無水上游壩坡(4)結(jié)論根據(jù)以上壩坡穩(wěn)定計算結(jié)果分析:;。圖410 棠花水庫大壩斷面分區(qū)圖(加固后)2壩基粉質(zhì)粘土 4壩體填土 5排水棱體 6高噴灌漿 7帷幕灌漿 圖411 (加固后) 圖412 (加固后) 圖413 (加固后) 圖414 非穩(wěn)定滲流計算成果圖(加固后)5 水土保持與環(huán)境保護設(shè)計 水土保持由于生產(chǎn)建設(shè)期形成新的開挖面,擾動原有地貌,并改變土地結(jié)構(gòu),毀壞水保林、草,區(qū)域水土流失加重。同時生態(tài)環(huán)境也遭到破壞,建設(shè)中形成的成片廢棄土、裸露地及閑置地,也影響區(qū)域景觀的美化。為減免實施本工程給環(huán)境造成的不利影響必需采取水土保持及綠化。 環(huán)境保護工程施工時,砼澆筑養(yǎng)護和水泥灌漿、施工機械檢修、沖洗等過程不可避免將產(chǎn)生施工廢水,其中砼澆筑及灌漿工程產(chǎn)生的廢水中污染物主要為懸浮物;機械設(shè)備運行、檢修、設(shè)備沖洗產(chǎn)生的廢水主要為含油廢水。施工區(qū)主要空氣污染物為TSP、CO、NOx,其中CO、NOx主要是施工燃油機械排放尾氣所致,TSP主要為施工產(chǎn)生的粉塵和交通運輸產(chǎn)生的揚塵所致。施工車輛尾氣排放對區(qū)域空氣質(zhì)量影響較大,因此,運輸車輛必須安裝尾氣凈化器,嚴(yán)禁超負荷運行,確保車輛尾氣達標(biāo)排放;同時,由于各工程施工、車輛運輸?shù)犬a(chǎn)生的粉塵、揚塵對施工區(qū)及其周圍區(qū)域空氣污染較大,應(yīng)盡量安排運輸車輛晚上行駛,且運土車箱應(yīng)加蓋遮篷,避免沿途灑散;定期對施工區(qū)和運輸路面進行清掃、灑水。 6 工程管理設(shè)計 工程建設(shè)期管理 組織機構(gòu)棠花水庫大壩工程屬V等工程,主要建筑物級別為5級,除險加固工程規(guī)模較大,須組織一個強有力的領(lǐng)導(dǎo)班子,成立專門的管理機構(gòu),相對獨立地行使工程建設(shè)期內(nèi)各項管理職能,以確保工程各項建設(shè)有序、有效、順利進行。參照同類工程的經(jīng)驗和模式,初步確定管理機構(gòu)框架:成立谷峰水庫大壩除險加固工程建設(shè)指揮部,指揮部由棠花村主要領(lǐng)導(dǎo)任指揮長,棠花村主要領(lǐng)導(dǎo)任副指揮長。指揮部管理人員由管理所相關(guān)單位業(yè)務(wù)人員組成,工程技術(shù)人員主要考慮由農(nóng)林水利局抽調(diào)。 工程管理工程建設(shè)指揮部全面負責(zé)工程建設(shè)期各項管理工作。①、工程項目嚴(yán)格按基建程序辦事,完善項目申報制度。②、建立健全工程質(zhì)量保證體系。強化質(zhì)量意識,實行工程質(zhì)量終身負責(zé)制;質(zhì)量第一貫徹始終,工程項目實行質(zhì)量一票否決制。③、切實實行“三制”:業(yè)主負責(zé)制,招標(biāo)投標(biāo)制,工程監(jiān)理制。④、工程建材,設(shè)備采購嚴(yán)格實行“政府采購”制度。⑤、有效協(xié)調(diào)監(jiān)理、設(shè)計、施工各方關(guān)系。⑥、有效抓好工程項目建設(shè)進度計劃及目標(biāo)管理,抓好工程各階段驗收及竣工驗收的組織管理。 技術(shù)管理①、搞好業(yè)務(wù)培訓(xùn)。為適應(yīng)工程建設(shè)的需要,搞好管理人員素質(zhì)和管理業(yè)務(wù)水平,使工程進展更加順利,要有計劃地分期分批對管理人員,工程技術(shù)人員和工作人員進行業(yè)務(wù)培訓(xùn)。②、堅持技術(shù)咨詢制度,對涉及工程項目的重大技術(shù)問題,工程建設(shè)計劃和投資安排以及影響生態(tài)環(huán)境等重大問題,及時進行必要技術(shù)咨詢和充分論證,以確保工程的安全性和經(jīng)濟合理性。③、建立技術(shù)和質(zhì)量檔案。工程建設(shè)過程中所有技術(shù)和質(zhì)量文件、資料都要建檔保存,以便備查和追索。 工程運行期管理 工程管理現(xiàn)狀棠花水庫是一座以灌溉為主,結(jié)合防洪、養(yǎng)殖等綜合效益的小(二)型水利工程。水庫現(xiàn)有管理機構(gòu)為棠花村村委。 管理機構(gòu)棠花水庫除險加固工程完建后,產(chǎn)權(quán)及管理權(quán)仍歸棠花村所有,由棠花村村委獨立行使管理職能。 工程管理范圍和保護范圍樞紐區(qū)及生產(chǎn)區(qū)的征地范圍,包括對外交通、道路橋梁、通訊線路、臨近大壩的上游庫區(qū)均為本工程的管理范圍,在邊界應(yīng)設(shè)置明顯的標(biāo)志,在管理范圍嚴(yán)禁外單位進行放炮、開山等生產(chǎn)性活動。生活區(qū)、樞紐區(qū)的各種機修、起重、交通運輸、供電、用電設(shè)施均為管理單位所有。具體管理范圍分述如下:① 大壩外坡腳線向外延伸20m范圍為大壩安全保護范圍,并埋設(shè)界樁,水庫界限范圍存檔備查。② 大壩兩端至山坡分水嶺,與大壩垂直向外取直線距離100m,庫內(nèi)淹沒線止等范圍為大壩安全保護范圍。安全保護范圍內(nèi)不準(zhǔn)爆破、取土或從事其它危及工程安全的經(jīng)營項目。③ 溢洪道自兩邊開挖線起向兩側(cè)直線延伸10~30m,屬溢洪道安全保護范圍,該范圍內(nèi)只準(zhǔn)植樹造林,不準(zhǔn)開墾種植。 工程管理運用 (1)建筑物檢查① 經(jīng)常檢查:水庫管理單位對各建筑物的各個部位、閘門及啟閉機械、動力設(shè)備、水流形態(tài)、庫區(qū)岸坡穩(wěn)定等進行經(jīng)常檢查。② 定期檢查:每年汛期、汛后抬高水位運行時應(yīng)對擋水建筑物作定期檢查。③特別檢查:當(dāng)發(fā)生特大洪水、暴風(fēng)暴雨、地震等工程非常運行情況(或發(fā)生重大事故),管理單位及時
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