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拱壩長坑水庫除險加固工程初步設(shè)計報告(已改無錯字)

2023-01-29 11:44:57 本頁面
  

【正文】 水位 Z( m) 流量 Q( m3/s) 庫容曲線 庫容曲線見表 。 設(shè)計洪水過程線 設(shè)計洪水過程線見表 。 特征水位 水庫正常蓄水位 ,死 水位 。 27 洪水調(diào)節(jié)方式及成果 洪水調(diào)節(jié)計算根據(jù)水庫水量平衡方程式計算: △ V=21△ t( Ⅰ 1+Ⅰ 2) 21△ t( Q1+Q2) 式中:△ t—— 計算時段長, 1800s; △ V—— △ t 時段內(nèi)庫容變化量, m3; Ⅰ Ⅰ 2—— 時段初和時段末的入庫流量 , m3/s; Q Q2—— 時段初和時段末的出庫流量, m3/s。 水庫起調(diào)水位 ,泄洪方式采用無閘控制自由泄流,采用洪水調(diào)節(jié)計算 軟件計算 ,水庫調(diào)洪成果見表 。 經(jīng)計算, 長坑 水庫 200 年一遇 校核洪水位為 , 20 年一遇設(shè)計洪水位 ,水庫總庫容 萬 m3,調(diào)節(jié)庫容 萬 m3。 表 長坑 水庫調(diào)洪成果表 設(shè)計階段 項 目 P(%) 1 5 10 加固前 壩址天然洪峰流量 (m3/s) 壩前最高庫水位 (m) 相應(yīng)最大下泄流量 (m3/s) 相應(yīng)庫容(萬 m3) 加固后 壩址天然洪峰流量 (m3/s) 壩前最高庫水位 (m) 相應(yīng)最大下泄流量 (m3/s) 相應(yīng)庫容 (萬 m3) 主要加固項目 砼拱壩設(shè)計 28 ( 1)大壩 大壩為砼拱壩,溢流壩頂高程為 ,河床開挖高程為,溢流壩最大壩高 ,由于河床寬度窄小,不利于拱圈布置,壩底設(shè)置拱座坐墊,起拱高程為 。大壩全長為 40m,其中溢流段 長 4m,河谷寬高比為 。采用定園心等半徑拱壩, 工作橋面 寬 。外園弧長 40m, 內(nèi)園弧長 ,中心角為 90176。,外半徑 , 壩底 內(nèi)半徑 , 壩頂內(nèi) 半徑 。 大壩為曲線型實用堰,無閘控制自由出流,最大單寬流量,采用挑流式消能,最大射程 ,最大沖坑深 ,為了放空庫內(nèi)水,消除庫內(nèi)垃圾和泥砂以及結(jié)合施工導(dǎo)流,在河床 高程處設(shè) 灌溉放水 孔, 為圓形斷面,直徑為 。 灌溉放水孔布置在溢流壩之間, 既能放水灌溉,也能 便于排泄庫內(nèi)泥砂。進(jìn)口底板高程考慮到能夠充分排砂,進(jìn)口底板高程為 ,出口底板高程為 , 放水孔 長 9m, 在放水孔出口設(shè)φ 600mm 閘閥 ,孔洞尺寸為 內(nèi)徑φ 600mm,放水應(yīng)在洪水退水時,開啟沖砂。在溢流壩段 新增壩頂人行橋,橋面寬 ,凈跨 ,橋長 。 (3),溢洪道布置在壩頂中心處,進(jìn)口堰底高程為 ,出口底高程為 ( 4)交通橋 新增壩頂人行橋,橋面寬 ,凈跨 ,橋長 。 其他 加固 ⑴增設(shè)量水尺; 29 ⑵ 新建上壩公路 ; ⑶ 新建上下游踏步 設(shè)計依據(jù) 工程等別與建筑物級別 根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》 (SL2522021), 長坑水庫樞紐工程等別為Ⅳ等,永 久性主要建筑物為 5 級 。 長坑 水庫正常蓄水位 (假設(shè)高程 ,下同 ),相應(yīng)庫容 萬 m3;設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為 20 年一遇,設(shè)計洪水位為 ,相應(yīng)庫容 萬 m3;校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 200 年一遇,校核洪水位為 ,相應(yīng)庫容 萬 m3;死水位 ,相應(yīng)庫容 萬 m3。 采用的主要技術(shù)規(guī)程、規(guī)范 ( 1)《水利水電工程初步設(shè)計報告編制規(guī)程》( DL50201— 93); ( 2)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》( GB50201— 94); ( 3)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》( SL252— 2021); ( 4)《 小型水利水電碾壓式土石壩設(shè)計導(dǎo)則 》( SL189— 96); ( 5)《溢洪道設(shè)計規(guī)范》( SL253— 2021); ( 6)《水工隧洞設(shè)計規(guī)范》( SL279— 2021); ( 7)《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》( GB5001— 2021); ( 8)《水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》( SL/T191— 96); ( 9)《水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范》( DL5077— 1997); ( 10)《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》( SL60— 94); ( 11)《水利水電工程施工導(dǎo)流設(shè)計導(dǎo)則》( DL/T5114— 2021); 30 ( 12)《水利水 電工程圍堰設(shè)計導(dǎo)則》( DL/T5087— 1999); ( 13) 《混凝土面板堆石壩設(shè)計規(guī)范》 ( SL22898) ; ( 14) 《混凝土拱壩設(shè)計規(guī)范》( SL2822021); 設(shè)計基本資料 ( 1)特征水位與流量 大壩加固后各洪水頻率相應(yīng)壩前最高水位、最大下泄流量見表。施工期各頻率洪水位見表 。 表 各洪水頻率相應(yīng)壩前最高水位與下泄流量表 項 目 P( %) 1 5 10 壩前最高庫水位 (m) 最大下泄流量 (m3/s) 表 壩址分期設(shè)計洪水成果表 P( %) 20 備 注 流量 (m3/s) 10~ 2月 最高庫水位( m) 10~ 2月 ( 2) 水文氣象 多年平均降水量 1516mm,水庫吹程 ,多年平均最大風(fēng)速20m/s。 ( 3)地震基本烈度 根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》( GB18306— 2021)查得,工程區(qū)地震動峰值加速度等于 ,相應(yīng)地震烈度為 6 度,設(shè)計地震 烈度 31 為 6 度,按《水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范》( DL5073— 2021)可不考慮地震設(shè)防。 ( 4)物理力學(xué)指標(biāo) 壩體土物理力學(xué)指標(biāo)采用值見表 ,巖石物理力學(xué)指標(biāo)采用值見表 。 表 壩體填土及壩基土物理力學(xué)指標(biāo) 指標(biāo) 部位 含水 量 (%) 干容重(g/cm3) 濕容重(g/cm3) 總應(yīng)力指標(biāo) 有效應(yīng)力指標(biāo) 滲透 系數(shù) (cm/s) 壓縮 系數(shù) 允許 滲透 坡降 凝聚力(Kpa) 內(nèi)摩擦角 (176。 ) 凝聚力(Kpa) 內(nèi)摩擦角 (176。 ) 上下游壩體土 174 104 心墻土 22 25 104 表 壩基巖石(體)物理力學(xué)指標(biāo)建議值表 力學(xué)指標(biāo) 風(fēng)化程度 容重 (KN/m3) 濕抗壓強(qiáng)度(MPa) 變形 模量 (Npa) 承載 力標(biāo) 準(zhǔn)值 (Kpa) 砼 /基巖抗剪 (斷 )強(qiáng)度 抗剪斷強(qiáng)度 (巖體 ) 泊松比 f f’ C’ (MPa) f’ C’ (MPa) 全風(fēng)化 250 強(qiáng)風(fēng)化 24 10 800 450 弱風(fēng)化 29 2500 微新巖石 26 45 3200 32 總體布置 長坑 水庫樞紐工程除險 加固通過 的 加固設(shè)計 方案比較 得出拆除原土石壩,新建砼拱壩。 項目主要包括: 拆除土石壩 , 新建砼拱壩, 完善 進(jìn) 壩公路等。 加固設(shè) 計 大壩壩頂高程計算 根據(jù)《混凝土拱壩設(shè)計規(guī)范》( SL2822021)中的規(guī)定,壩頂高程應(yīng)不低于校核洪水位。壩頂高程與水庫正常蓄水位的高差或與校核洪水位的高差,可按下式計算,選擇兩者計算所得壩頂高程的高者作為最終的選定高程。 △ h=hb+hz+hc 3120121020)(0 0 7 VgDVVgh b ?? 154215702 )(00 Vm gDVVgL ?? hz=mm LHcthLh 11 0 %~%52 2?? 式中 △ h—— 壩頂與水庫正常蓄水位或校核洪水位的高差 , m; hb—— 波高, m,按該規(guī)范附錄 官廳水庫公式確定, 33 當(dāng)20VgD=20~ 250 時,為累積頻率 5%的波高;當(dāng)20VgD=250~ 1000 時,為累積頻率 10%的波高 h10%; hZ—— 波浪中心線至水庫正常蓄水位或校核洪水位時的高差, m; hc—— 安全超高, m,本工程大壩為 5 級建筑物,根據(jù)該規(guī)范正常蓄水位和校核洪水位的 hc 分別取 和 ; Lm—— 平均波長, m; Vc—— 計算最大風(fēng)速, m/s; D—— 風(fēng)區(qū)長度, m; g—— 重力加速度, m/s2; h5%~ 10%—— 累積頻率 5%~ 10%的波高, m。 壩頂高程計算見表 表 壩頂高程計算成果表 計算情況 水庫 靜水位(m) hb (m) hz (m) hC (m) ?h (m) 計算壩頂高程 (m) 計算最高 高程 (m) 正常蓄 水位 校核洪 水位 由壩頂高程計算成果表 可知:所需最大壩頂高程由校核洪 34 水位控制, 壩頂 取整后 只需 即可,考慮兩岸交通橋需要, 確定壩頂 工作橋面 高程采用 。 大壩 加固方案 為提高大壩的防滲性能,減少滲漏損失。上游坡設(shè) C25 砼防滲面板 方案( 一 ) 和 方案 ( 二 ) 拆除 土石壩修 建漿砌石拱壩 兩 個方案進(jìn)行技術(shù) 經(jīng)濟(jì)分析比較。 1) 方案( 一 ) C25砼防滲面板 方案 為提高壩體的防滲性能, 壩頂 上游邊線 向上游擴(kuò)寬 ,壩頂寬 度為 4m,對上游坡正常蓄水位 1:1的坡比進(jìn)行開挖,回填堆砌 溢洪道及隧洞開挖可利用的石渣, 上游坡依次設(shè)計了 C25 砼防滲面板厚 30cm,砂礫石墊層區(qū)厚 30cm,砂礫石過渡區(qū)厚 100cm。 參照 《混凝土面板堆石壩設(shè)計規(guī)范》 SL22898( 中國 水利電力出版社1999 年出版) 穩(wěn)定分析規(guī)定: 混凝土面板堆石壩壩坡參照已建工程選 擇 ,一般可不進(jìn)行穩(wěn)定分析。 壩坡坡比規(guī)定: 當(dāng)筑壩材料為硬巖堆石料時,上、下游壩坡可采用 1: ~ 1: ,軟巖堆石體的壩坡宜適當(dāng)放緩 。當(dāng)用質(zhì)量良 好的天然砂礫石料筑壩時,上、下游壩坡可采用 1 : 1. 5~ 1: . 依照這些規(guī)定,結(jié)合長坑大壩實際情況,設(shè)計上游坡比都為1:,上游壩腳底部設(shè)置 C25 砼 趾板, 趾板 上面鋪蓋 區(qū)采用 粉 細(xì)沙 35 防滲, 趾板下部特殊墊層區(qū)采用瀝青砂墊, 上游蓋重區(qū)采用渣料。 2) 方案( 二 ) 拆除原土石壩,新建砼拱壩 大壩為砼拱壩,溢流壩頂高程為 ,河床開挖高程為,溢流壩最大壩高 ,由于河床寬度窄小,不利于拱圈布置,壩底設(shè)置拱座坐墊,起拱高程為 。大壩全長為 40m,其中溢流段 長 4m,河谷 寬高比為 。采用定園心等半徑拱壩, 工作橋面 寬 。外園弧長 40m, 內(nèi)園弧長 ,中心角為 90176。,外半徑 , 壩底 內(nèi)半徑 , 壩頂內(nèi) 半徑 。 大壩為曲線型實用堰,無閘控制自由出流,最大單寬流量,采用挑流式消能,最大射程 ,最大沖坑深 ,為了放空庫內(nèi)水,消除庫內(nèi)垃圾和泥砂以及結(jié)合施工導(dǎo)流,在河床 高程處設(shè)沖砂孔, 為圓形斷面,直徑為 。 3)大壩加固方案比較 C25 砼防滲面板方案 (方案 一 ) 和拆除土石壩,新建砼 拱壩發(fā)案(二) 建筑費用見下表, 分別為 220 萬元和 180 萬元,方案一比方案二建筑費用 多 40 萬元,從經(jīng)濟(jì)角度 評價, 拆除土石壩,新建砼拱壩更實惠 。 兩方案工程 項目 比較見表 。 表 壩體防滲加固方案比較表 方案 主要項目 單位 數(shù)量 備注 方案一 (砼 防滲面板) 方案 一、大壩工程 萬元 45 土石方開挖 m3 2060 C25 砼 m3 400 砂礫石墊層 m3 1100 36 二、溢洪道加固工程 萬元 20 三、新建灌溉引水隧洞 萬元 64 隧 洞長 143m 四 、道路交通 萬元 30 工程總費用 萬元 220 方案(二): (拆除土石壩新建漿砌石拱壩) 一、大壩工程 萬元 89 土石方開挖 m3 800 砼 m3 1960 二、 拆除土石壩工程 萬元 32 土石開挖 ,外運 m3 15023 工程總費用 萬元 180 從施工角度評價:方案一 土石方量小,施工一般,因壩體左岸存在倒巖,難以施工保證施工質(zhì)量 。方案二施工相對較復(fù)雜, 雖土石方量很大,技術(shù)含量高,施工質(zhì)量易控制,能徹底消除左壩肩存在倒巖引起滲漏的安全 隱患,方案 (二 )工程總投資比方案(一)節(jié) 約資金 。 為保證工程質(zhì)量,解決工程實際問題,本工程推薦采用 方案(
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