小型水庫除險加固畢業(yè)設(shè)計論文

1、-. z.目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc359017471第一章綜合說明 PAGEREF _Toc359017471 h 1HYPERLINK l _Toc3590174721.1 緒言 PAGEREF _Toc359017472 h 1HYPERLINK l _Toc3590174731.2除險加固的必要性 PAGEREF _Toc359017473 h 1HYPERLINK l _Toc359017474現(xiàn)場檢查存在的問題 PAGEREF _Toc359017474 h 1HYPERLINK l _Toc359017475除險加固的必要性 PAGER

2、EF _Toc359017475 h 2HYPERLINK l _Toc3590174761.3設(shè)計依據(jù)及任務(wù) PAGEREF _Toc359017476 h 2HYPERLINK l _Toc359017477設(shè)計依據(jù) PAGEREF _Toc359017477 h 2HYPERLINK l _Toc359017478設(shè)計任務(wù) PAGEREF _Toc359017478 h 3HYPERLINK l _Toc3590174791.4 水文 PAGEREF _Toc359017479 h 3HYPERLINK l _Toc3590174801.5工程地質(zhì) PAGEREF _Toc3590174

3、80 h 4HYPERLINK l _Toc3590174811.6工程設(shè)計 PAGEREF _Toc359017481 h 5HYPERLINK l _Toc359017482第二章水文 PAGEREF _Toc359017482 h 8HYPERLINK l _Toc3590174832.1流域概況 PAGEREF _Toc359017483 h 8HYPERLINK l _Toc3590174842.2氣象特性 PAGEREF _Toc359017484 h 8HYPERLINK l _Toc3590174852.3水文根本資料 PAGEREF _Toc359017485 h 8HYPE

4、RLINK l _Toc359017486水文站網(wǎng)根本情況 PAGEREF _Toc359017486 h 8HYPERLINK l _Toc359017487其它有關(guān)資料整編 PAGEREF _Toc359017487 h 8HYPERLINK l _Toc359017488根本資料的收集、整理及復(fù)核 PAGEREF _Toc359017488 h 8HYPERLINK l _Toc3590174892.4設(shè)計洪水 PAGEREF _Toc359017489 h 8HYPERLINK l _Toc359017490計算方法 PAGEREF _Toc359017490 h 8HYPERLINK

5、 l _Toc359017491洪峰面積相關(guān)法 PAGEREF _Toc359017491 h 8HYPERLINK l _Toc359017492綜合參數(shù)法 PAGEREF _Toc359017492 h 9HYPERLINK l _Toc359017493推理公式法 PAGEREF _Toc359017493 h 9HYPERLINK l _Toc359017494設(shè)計洪水成果 PAGEREF _Toc359017494 h 14HYPERLINK l _Toc359017495成果合理分析性 PAGEREF _Toc359017495 h 14HYPERLINK l _Toc359017

6、496與平安鑒定報告成果比擬 PAGEREF _Toc359017496 h 14HYPERLINK l _Toc359017497設(shè)計洪水過程線 PAGEREF _Toc359017497 h 15HYPERLINK l _Toc359017498第三章工程地質(zhì) PAGEREF _Toc359017498 h 17HYPERLINK l _Toc3590174993.1區(qū)域地質(zhì)概況 PAGEREF _Toc359017499 h 17HYPERLINK l _Toc3590175003.2壩址區(qū)工程地質(zhì)條件 PAGEREF _Toc359017500 h 17HYPERLINK l _Toc

7、3590175013.3壩體填筑土質(zhì)量評價 PAGEREF _Toc359017501 h 17HYPERLINK l _Toc3590175023.4溢洪道場地工程地質(zhì)條件 PAGEREF _Toc359017502 h 18HYPERLINK l _Toc3590175033.5天然建筑材料 PAGEREF _Toc359017503 h 18HYPERLINK l _Toc359017504第四章工程任務(wù)和規(guī)模 PAGEREF _Toc359017504 h 19HYPERLINK l _Toc3590175054.1 工程概況 PAGEREF _Toc359017505 h 19HYP

8、ERLINK l _Toc3590175064.2 工程加固任務(wù) PAGEREF _Toc359017506 h 19HYPERLINK l _Toc3590175074.3 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) PAGEREF _Toc359017507 h 19HYPERLINK l _Toc3590175084.4水庫規(guī)模確定 PAGEREF _Toc359017508 h 19HYPERLINK l _Toc3590175094.5調(diào)洪計算 PAGEREF _Toc359017509 h 20HYPERLINK l _Toc359017510庫容曲線 PAGEREF _Toc359017510 h 20HYPER

9、LINK l _Toc3590175114.5.2泄洪設(shè)施 PAGEREF _Toc359017511 h 21HYPERLINK l _Toc359017512泄洪能力 PAGEREF _Toc359017512 h 22HYPERLINK l _Toc3590175134.5.4調(diào)洪計算 PAGEREF _Toc359017513 h 24HYPERLINK l _Toc3590175144.6壩頂高程復(fù)核 PAGEREF _Toc359017514 h 27HYPERLINK l _Toc359017515波浪爬高計算 PAGEREF _Toc359017515 h 28HYPERLIN

10、K l _Toc359017516風(fēng)壅水面高度計算 PAGEREF _Toc359017516 h 29HYPERLINK l _Toc359017517平安超高 PAGEREF _Toc359017517 h 30HYPERLINK l _Toc359017518壩頂高程復(fù)核 PAGEREF _Toc359017518 h 30HYPERLINK l _Toc359017519第五章工程布置及建筑物 PAGEREF _Toc359017519 h 31HYPERLINK l _Toc3590175205.1 設(shè)計依據(jù) PAGEREF _Toc359017520 h 31HYPERLINK l

11、 _Toc359017521設(shè)計依據(jù) PAGEREF _Toc359017521 h 31HYPERLINK l _Toc3590175225.1.2 工程等別和建筑物級別 PAGEREF _Toc359017522 h 31HYPERLINK l _Toc359017523洪水標(biāo)準(zhǔn) PAGEREF _Toc359017523 h 31HYPERLINK l _Toc3590175245.1.4 設(shè)計根本資料 PAGEREF _Toc359017524 h 31HYPERLINK l _Toc3590175255.2 工程布置 PAGEREF _Toc359017525 h 32HYPERLI

12、NK l _Toc3590175265.3大壩加固工程設(shè)計 PAGEREF _Toc359017526 h 32HYPERLINK l _Toc3590175275.3.1 工程現(xiàn)狀及存在的問題 PAGEREF _Toc359017527 h 32HYPERLINK l _Toc359017528大壩穩(wěn)定滲流復(fù)核計算 PAGEREF _Toc359017528 h 33HYPERLINK l _Toc359017529壩體培厚加固設(shè)計 PAGEREF _Toc359017529 h 36HYPERLINK l _Toc359017530大壩穩(wěn)定復(fù)核計算 PAGEREF _Toc35901753

13、0 h 37HYPERLINK l _Toc359017531壩頂 PAGEREF _Toc359017531 h 39HYPERLINK l _Toc359017532上游護坡設(shè)計 PAGEREF _Toc359017532 h 39HYPERLINK l _Toc3590175335.4 溢洪道加固設(shè)計 PAGEREF _Toc359017533 h 39HYPERLINK l _Toc359017534溢洪道存在的問題 PAGEREF _Toc359017534 h 39HYPERLINK l _Toc3590175355.4.2 構(gòu)造計算 PAGEREF _Toc359017535 h

14、 39HYPERLINK l _Toc359017536溢洪道設(shè)計 PAGEREF _Toc359017536 h 41HYPERLINK l _Toc359017537溢洪道水力計算 PAGEREF _Toc359017537 h42HYPERLINK l _Toc3590175385.5放水設(shè)施加固處理 PAGEREF _Toc359017538 h 44HYPERLINK l _Toc359017539放水設(shè)施現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc359017539 h 44HYPERLINK l _Toc359017540放水設(shè)施存在的問題 PAGEREF _Toc359017540 h 44

15、HYPERLINK l _Toc359017541放水設(shè)施設(shè)計 PAGEREF _Toc359017541 h 44HYPERLINK l _Toc3590175425.6觀測設(shè)計 PAGEREF _Toc359017542 h 45HYPERLINK l _Toc359017543參考文獻 PAGEREF _Toc359017543 h 46HYPERLINK l _Toc359017544附錄 PAGEREF _Toc359017544 h 47HYPERLINK l _Toc359017545致 PAGEREF _Toc359017545 h 51漢濱區(qū)家溝水庫除險加固設(shè)計學(xué)生： 指導(dǎo)教

16、師：摘 要：家溝水庫樞紐位于市漢濱區(qū)五里鎮(zhèn)營村境，月河右岸一級支流家溝下游。水庫樞紐工程由大壩、放水設(shè)施、左岸溢洪道等主要建筑物組成。家溝水庫是一座以供水，灌溉為主，并兼有養(yǎng)殖等綜合效益的V等小2型工程。大壩目前主要存在問題有：1大壩局部：壩頂為自然土路面，降雨不能通行；上游壩坡沒進展護面處理，壩坡面不規(guī)整；背水面右側(cè)有較大面積的土體產(chǎn)生了變形、塌陷和滑動。下游壩坡抗滑穩(wěn)定平安系數(shù)不滿足規(guī)要求。2溢洪道局部：堰體砌石局部裂縫、脫漿，漏水嚴(yán)重，堰后側(cè)槽底板襯砌厚度不夠。3引水設(shè)施雖經(jīng)2003年處理，但在2007年7月因柴頭堵塞，無常放水。4水庫無水位尺，無雨量觀測設(shè)施；大壩無滲漏、位移變形等觀測

17、設(shè)施；大壩無管理房及抗洪設(shè)施。本次設(shè)計根據(jù)工程現(xiàn)狀和安檢意見，綜合分析工程情況，確定除險加固設(shè)計方案，并進展壩體加固和泄放水建筑物的改造設(shè)計。要求完成水庫設(shè)計方案，確定合理壩高。壩體要進展?jié)B流分析和壩體加高方案確定，完成壩體的滲流和穩(wěn)定分析，并完成壩體構(gòu)造設(shè)計。關(guān) 鍵 詞：壩體；滲流；穩(wěn)定；洪水位；溢洪道The Design of Reinforcement for Lijiagou ReserviorAbstract: Lijiagou reservoirlocats in the town of Liu Ying, Ankang City, the right bank of Lijiag

18、ou downstream. This project constitute the dams itself, drainage facilities, the spillway on the left bank and other major buildings. The main dusk of this reservoir are water supply and irrigation, with other prehensive benefits like farming. At present the main problems e*istingin the dams are: (1

19、) the dam sections: the materials of the crest pavement is natural soil and it is unable to pass when rains; the upstream slope with no surface treatment and the surface is irregular; the dorsal surface of the right side has a large area with problems of soil deformation, collapse and slide.The stab

20、ility safety factor of downstream slope sliding does not meet the regulatory requirements. (2) spillway parts: the weir body e*its the problems of crack, desizing and severe water leakage , the thickness of the weir rear slot backplane lining is not enough. (3)while the water treatment are repaired

21、2003, but in July 2007 it blocked because of thewood and can not drain properly. (4) reservoir with no water level gauge, no rainfall observation facilities and the dam with no leakage and deformation observation facilities; the dams with no management room and no flood control facilities. This desi

22、gn of the project considers the status and security advice with prehensive analysis of the project, determines the reinforcement design and conducts the dam reinforcement and the renovation of buildings designed to vent drain. This paper requires to plete the reservoir design and determine a reasona

23、ble dam height. The dam need the seepage analysis and carry out a project of adding height, plete dam seepage and stability analysis, and plete the structural design of the dam.Keywords: Dam; seepage; stability; flood level; spillway-. z.第一章 綜合說明1.1 緒言家溝水庫樞紐位于市漢濱區(qū)五里鎮(zhèn)營村境，月河右岸一級支流家溝下游。水庫樞紐距五里鎮(zhèn)約5km，有簡易

24、公路通到右壩肩山梁上。水庫樞紐工程由大壩、放水設(shè)施、左岸溢洪道等主要建筑物組成。水庫壩體為粘土均質(zhì)壩，最大壩高17.56m，壩頂長152.545m，壩頂寬4.6m，壩頂高程500.0m相對高程。壩址以上控制流域面積3.6km2，總庫容20.4萬m3，河道長5.0km，河道平均比降95.44%。家溝水庫是一座以供水，灌溉為主，并兼有養(yǎng)殖等綜合效益的V等小2型工程。溢洪道位于左壩肩，由寒武系薄層灰?guī)r夾千枚巖強弱風(fēng)化巖體開挖而成，為側(cè)堰溢洪道，堰頂高程497.20m。放水設(shè)施位于右壩肩，由臥管和放水涵洞構(gòu)成。家溝水庫工程于1954年2月由群眾自建，為萬方大堰，于1958年加壩升級為水庫，投入使用。1

25、965年因漏水，壩體滑動后進展整修，同時將壩再次加高2.5m。1977年7月因上游堰塘跨壩，導(dǎo)致家溝水庫漫壩，壩體形成深槽，同年進展溢洪道及壩體進展加固處理。由于當(dāng)時水庫設(shè)計不規(guī)，施工方法簡陋落后，加之水庫運行后主要建筑物老化失修，水庫多年來一直帶病運行，效益不能發(fā)揮。2007年4月市防汛辦、漢濱區(qū)防汛辦組織有關(guān)專家對家溝水庫進展了平安鑒定，鑒定結(jié)論是：家溝水庫大壩屬三類壩，建議盡快進展除險加固處理1.2除險加固的必要性1.2.1現(xiàn)場檢查存在的問題由于受當(dāng)時歷史條件制約，水庫施工質(zhì)量差，竣工運行以來出現(xiàn)多處病害，長期帶病運行。本次設(shè)計根據(jù)水庫除險加固工程設(shè)計導(dǎo)則要求。通過檢查大壩、溢洪道及放水

26、設(shè)施等主要建筑物存在的平安問題，結(jié)論如下：大壩局部壩頂：壩頂為自然土路面，降雨不能通行，對大壩維修及汛期防汛不利。上游壩坡:上游壩坡沒進展護面處理，壩坡面不規(guī)整，沖刷侵蝕嚴(yán)重。下游壩坡：背水面右側(cè)有較大面積的土體產(chǎn)生了變形、塌陷和滑動，結(jié)合鉆孔資料，土體最深滑移面達4m。下游壩坡抗滑穩(wěn)定平安系數(shù)不滿足規(guī)要求；且壩面雜草、樹木從生，無壩面排水系統(tǒng)；壩趾排水棱體局部已被掩埋，且有局部坍塌，從現(xiàn)狀出露的排水棱體外表看，排水體不規(guī)整且排水不暢。溢洪道評價：溢洪道設(shè)計雖滿足泄洪能力需要。但現(xiàn)狀溢洪道折線堰為寬1.2m，高4.6m的漿砌石構(gòu)造，堰體砌石局部裂縫、脫漿，漏水嚴(yán)重，堰后側(cè)槽底板襯砌厚度不夠，現(xiàn)

27、狀沖刷破壞嚴(yán)重，已形成深0.5m沖坑；泄槽左側(cè)為約8m高邊坡，側(cè)槽邊墻砌筑高約2m砌石，溢洪道泄洪時，水位高于側(cè)墻，沖刷邊坡，對溢洪道泄洪帶來平安隱患，一旦邊坡坍塌，將淤塞溢洪道。引水設(shè)施局部：引水設(shè)施雖經(jīng)2003年處理，但在2007年7月因柴頭堵塞，無常放水。其它設(shè)施：水庫無水位尺，無雨量觀測設(shè)施；大壩無滲漏、位移變形等觀測設(shè)施；大壩無管理房及抗洪設(shè)施；1.2.2除險加固的必要性水庫運行50多年以來，為工程所在的營村及附近村莊的農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟開展發(fā)揮了巨大的作用。1958年3月完工，1965年因漏水，壩體滑動后進展整修，1977年7月因上游堰塘跨壩，導(dǎo)致家溝水庫漫壩，壩體形成深槽，淹沒下游家

28、營村，沖毀大量房物及農(nóng)田，后回填坍塌壩體，烣復(fù)水庫局部功能，施工時均為人工填筑，也未對壩體加寬，平安難以保障，且不能發(fā)揮正常效益。水庫下游居民人口較集中，營村、石天高速公路均在水庫下游，一旦水庫失事，將會造成較大的災(zāi)害損失。因此，家溝水庫除險加固對該地區(qū)至關(guān)重要，應(yīng)從速立項以除后患。1.3設(shè)計依據(jù)及任務(wù)1.3.1設(shè)計依據(jù)(1)水電樞紐工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)SL252-2000；(2)防洪標(biāo)準(zhǔn)GB50201-94；(3)水工混凝土構(gòu)造設(shè)計規(guī)DL/T 5057-1996；(4)溢洪道設(shè)計規(guī)SL253-2000； (5)碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)(SL274-2001)；(6)水利水電工程工程量計算規(guī)定(D

29、L/T5088-1999)；(7)小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計導(dǎo)則SL189-96；(8)省中小型水庫工程險除加固初步設(shè)計報告編制規(guī)程(9)市漢濱區(qū)家溝水庫大壩平安鑒定報告。1.3.2設(shè)計任務(wù)針對水庫目前存在的主要問題，確定除險加固工程初步設(shè)計的主要任務(wù)為：壩體：對壩體上、下游壩坡進展護坡加固處理，增設(shè)踏步，壩頂路面硬化；背水坡設(shè)置排水系統(tǒng)；清理壩直坡積物，加固排水棱體。加厚下游壩體，使其抗滑滿足規(guī)規(guī)定要求。2對現(xiàn)狀溢洪道工程進展復(fù)核、加固水毀段，保證行洪平安通暢；3加固改建引水設(shè)施，對其進展翻修加固；4增設(shè)管理房；5完善水庫工程監(jiān)測設(shè)施。 1.4水文1水文氣象概況家溝水庫樞紐位于市漢濱區(qū)

30、五里鎮(zhèn)營村境，月河右岸支溝家溝下游，水庫樞紐距市約10km。壩址以上流域面積3.6km2，河道長度5.0km，平均比降95.44。漢濱區(qū)屬于北亞熱帶大陸濕潤性季風(fēng)氣候區(qū)。氣候溫和，雨量充分，四季清楚，無霜期長。年平均氣溫15.7。無霜期263天。流域年均降水量850mm，60%集中在7、8、9月，最低值540.3mm(1966年) ，最大值為1109.2mm(1983年) 相差568.9mm。工程控制流域僅為0.98km2，為特小流域，流域無水文站。本設(shè)計水文計算按照無資料地區(qū)，依據(jù)地區(qū)水文手冊采用多種方法計算，進展合理性分析。2設(shè)計洪水依據(jù)地區(qū)水文手冊，按照無資料地區(qū)計算家溝水庫設(shè)計洪水，采

31、用洪峰面積相關(guān)法、綜合參數(shù)法、推理公式法進展多方案分析計算。不同方法計算的洪峰流量列入表1.4-1。表1.4-1:洪峰面積相關(guān)法計算成果表頻率洪峰面積相關(guān)法綜合參數(shù)法推理公式法采用值P=5.047.2 55.4 40.2 55.4 P=0.576.1 94.7 64.1 94.7 從表1.4-1可以看出，三種方法計算出的設(shè)計洪水成果值均有差異。本工程控制面積3.6km2，屬于特小流域。洪峰面積相關(guān)法為單因素的經(jīng)歷公式，忽略了河長、坡度等地形特征值的影響以及植被損失等下墊面和匯流過程等重要因素，僅以綜合參數(shù)Kn表現(xiàn)。對于特小流域，不能準(zhǔn)確反映各流域的特殊性，其結(jié)果僅供參考。綜合參數(shù)法也忽略了植被

32、損失等下墊面和匯流過程等重要因素，同樣不使用于特小流域洪水計算。對特小流域暴雨洪水，無論是暴雨的時空分布或流域匯流特性，推理公式更能適應(yīng)其概化條件。但是其參數(shù)為統(tǒng)計經(jīng)歷值，與實際存在一定的差異。本工程為特小流域，一旦發(fā)生特大暴雨，匯流時間極短，為平安起見，洪水采用前三種方法推求的最大值，設(shè)計洪水為Q=55.4m3/s20年一遇，校核洪水Q=94.7m3/s200年一遇。設(shè)計洪水過程本工程為無資料的特小流域，洪水過程線采用三角形概化過程線法推求。結(jié)果見表1.4-2。表1.4-2: 洪水過程線成果表P(%)0.55歷時(h)流量(m3/s)歷時(h)流量(m3/s)00.0 000.46 94.7

33、 0.54 55.42.11 0.0 2.47 01.5工程地質(zhì)1區(qū)域地質(zhì)概況家溝水庫樞紐位于月河一級支流家溝下游，流域呈狹長帶狀。地勢北高南低，壩址上游兩岸地形陡峻，坡度4560之間，峰谷高差50200m，為侵蝕中低山地貌。水庫樞紐區(qū)位于巴山脈之間，構(gòu)造位于南嶺東西向構(gòu)造帶中段南部，屬月河斷陷盆地。盆地南為鳳凰山復(fù)式背斜，北為牛背山復(fù)式背斜，中部為月河復(fù)式向斜。2壩址區(qū)工程地質(zhì)條件家溝水庫壩址區(qū)河谷底寬35m，呈不對稱U型河谷，河床高程482.93m，溝谷高差50100m，屬侵蝕中低山峽谷地貌。左壩肩壩岸坡為巖質(zhì)邊坡，高出壩頂10多m，坡角約為2535。右壩肩為土質(zhì)邊坡，坡頂?shù)陀趬雾?5m。

34、兩壩肩邊坡根本穩(wěn)定。壩址出露地層主要淤泥質(zhì)土Q4L、殘坡積土Q4dl+el、粉砂質(zhì)粘土Q4s、粉質(zhì)粘土Q3al、砂礫石Q4al+pl、砂礫石Q3al、寒武系薄層灰?guī)r夾千枚巖，壩址處巖層走向110120，傾向SW，傾角3545。壩址處巖層走向與岸坡大角度相交，傾向下游。3壩體填筑土質(zhì)量評價家溝水庫壩體整體表現(xiàn)為不規(guī)則弧形，大壩建立經(jīng)歷了建壩、加壩和水毀恢復(fù)三次建立過程，根據(jù)勘察資料，分析壩體填筑土滲透系數(shù)為滲透系數(shù)為5.04*10-69.60*10-6cm/s，符合設(shè)計要求和規(guī)標(biāo)準(zhǔn)；壓實度P=87.8，壓實度未到達設(shè)計要求和規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，碾壓質(zhì)量較差。應(yīng)對大壩進展穩(wěn)定性復(fù)核。野外地質(zhì)勘查說明，雖然壩體

35、土滲透系數(shù)符合設(shè)計要求和規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，但壩體仍存在滲漏現(xiàn)象，主要原因是壩體經(jīng)過三次建立，存在三次填筑結(jié)合面，造成滲水通道；壩體背水面右側(cè)有較大面積的土體產(chǎn)生了變形、塌陷和滑動，結(jié)合鉆孔資料，土體最深滑移面達4m，因此建議，對大壩整體進展防滲處理。對壩體背水面右側(cè)滑移面上部土體全部去除，再進展加固處理。溢洪道場地工程地質(zhì)條件 溢流堰堰底和左側(cè)側(cè)墻主要由薄層灰?guī)r夾千枚巖強風(fēng)化巖體組成，巖石裂隙發(fā)育，但整體邊坡根本穩(wěn)定。強風(fēng)化巖體根本質(zhì)量級別為級，屬類工程巖體，其承載力特征值的建議值fak=400kpa，變形模量E0的建議值為1.0*103Mpa，沖坑系數(shù)k為1.8。5天然建筑材料庫區(qū)壩址下游月河二級階地

36、區(qū)粉質(zhì)粘土分布較廣，無論儲量還是質(zhì)量均能滿足水庫除險加固工程的筑壩用料要求。水庫所需砼用砂石料可在五里鎮(zhèn)月河口石場采運，月河口石場砂石料質(zhì)地堅硬，為市區(qū)建筑工程主要石料來源，儲量豐富，交通方便，運距約5km。1.6工程設(shè)計家溝水庫樞紐工程大壩為均質(zhì)土壩，通過查閱資料可知，水庫現(xiàn)狀大壩最大壩高17.56m，頂寬度4.6m，壩軸線長約152.545m，壩頂高程在500m500.10相對高程之間。上游坡比1:2.0，下游坡比1:1.8。排水棱體頂寬度1.5m，高程484m，外側(cè)坡比1:0.3，側(cè)坡比1:1.5。家溝水庫樞紐位于市漢濱區(qū)五里鎮(zhèn)營村境。水庫樞紐建在月河一級支流的家溝中游。樞紐工程由大壩、

37、溢洪道、放水設(shè)施等建筑物組成，設(shè)計總庫容20.4萬m3，水庫灌溉面積850畝，是一座以蓄水灌溉為主的V等小2型水利樞紐工程。1下游壩體培厚根據(jù)計算，壩體抗滑不滿足規(guī)系數(shù)要求壩面主要是下壩面，本次設(shè)計時主要考慮從下游壩面培厚加固。壩頂寬度4.6m，滿足設(shè)計頂寬要求，本次培厚加固擬主要培厚497.50m高程以下壩體。設(shè)計培厚壩坡時，在高程497.50m設(shè)置馬道，馬道寬1.5m，壩坡坡比1:2.5，至高程484.00m排水棱體頂部，排水棱體頂寬1.5m，下游坡1:1.5，上游坡1:1。下游壩體培厚時，原設(shè)計上壩公路結(jié)合壩體填筑設(shè)計布置，沿原高程平移，公路側(cè)采用漿砌石擋墻擋護公路以上填筑體，擋墻高1m

38、，頂寬0.4，外側(cè)直立，側(cè)坡比1:0.35。排水棱體頂寬1.5m，外側(cè)坡比1:1.5，側(cè)坡比1:1。排水棱體側(cè)和底局部別設(shè)計反濾層，反濾層分上、下兩層，上層為20cm砂礫石墊層d5d20，下層為10cm厚粗砂墊層5mm。培厚壩坡為防止壩面土體流失，在壩坡面設(shè)置干砌石格構(gòu)，格構(gòu)邊長10m的菱形網(wǎng)格，漿砌石外表抹2cm厚M7.5砂漿，垂直于上游坡面，格構(gòu)寬0.3m，高0.3m。格構(gòu)間回填砂礫土，平整壩坡后種植草皮。本次設(shè)計考慮增設(shè)五道排水溝，分別在壩體497.5m高程設(shè)置一道縱向排水溝，排水棱體底部設(shè)貼坡排水溝，左右壩肩沿壩體兩側(cè)山體結(jié)合部位各設(shè)置一道岸坡排水溝。右岸上壩公路側(cè)設(shè)置一道排水溝。岸坡

39、排水溝采用M7.5砂漿砌筑，M10砂漿抹面，比降為自然山體與壩坡結(jié)合處的坡比，排水溝斷面為底寬30cm、頂寬30cm，深40cm的梯形斷面，M7.5砂漿砌筑，M10砂漿抹面；公路側(cè)排水溝為20cm矩形斷面，縱向排水溝與岸坡排水溝連接，最后排入壩下游河道。為方便上下壩體，壩后中部由壩頂至壩基設(shè)置臺階，臺階寬120cm，M7.5砂漿砌筑，M10砂漿抹面。2壩頂壩頂高程500.00m，壩頂長152.545m，壩頂寬4.6m?，F(xiàn)狀壩頂為土路面，考慮壩體多年運行情況，本次設(shè)計壩頂上、下游側(cè)設(shè)置路緣石，鋪筑泥結(jié)石路面。壩頂泥結(jié)石路面分兩層，上層泥結(jié)石路厚30cm，下層碎石厚15cm。路面施工前，將壩頂草皮

40、及雜物清理，平整輾壓壩體至300m高程，為便于壩頂排水，設(shè)2橫坡傾向兩側(cè)。3上游護坡設(shè)計上游護坡從現(xiàn)狀分析、主要是坡面無防護民，且存在脫坡、壩面不平整，必須先進展壩面修整，以保持平整。根據(jù)平次大壩穩(wěn)定復(fù)核，壩坡穩(wěn)定計算滿足規(guī)要求，故對壩坡不作大的修改。主要容為：對壩坡外表腐質(zhì)土進展清基、夯實；對壩面樹根、草皮挖除，表層回填并夯實，壩面清基厚度控制在0.30.5m。上游坡處理從淤積面以下1m，即處理從490.00m高程以上采用干砌塊石護坡，干砌石護坡下設(shè)反濾層。干砌塊石厚度30cm，反濾層分上、下兩層，上層為20cm砂礫石墊層d5d20，下層為10cm厚粗砂墊層5mm。為加強干砌石護坡的整體性和

41、穩(wěn)定性，防止干砌石大面積滑落，在大壩坡面增設(shè)漿砌石格構(gòu)，格構(gòu)為邊長8m的菱形網(wǎng)格，采用M7.5漿砌石砌筑，垂直于上游坡面，格構(gòu)寬0.3m，高0.6m。為方便上下壩體，壩前中部由壩頂至庫設(shè)置臺階，臺階寬120cm，M7.5砂漿砌筑，M10砂漿抹面。4放水臥管主要采用如下方案：考慮臥管2003處修復(fù)，現(xiàn)狀構(gòu)造滿足規(guī)要求，只因2007年柴草堵塞。本次臥管處理針對堵塞部位進展撤除，去除堵塞物，再按原構(gòu)造恢復(fù)。改造臥管在原位置槽挖后，回填墊層砼，再澆筑C20砼。臥管底坡坡比與壩體坡比一樣為1：2，臥管構(gòu)造尺寸保持原構(gòu)造尺寸不變，為6060cm，臺階寬80cm，高60cm，平臺設(shè)置直徑為20cm圓形放水孔

42、。對涵管因壩體加厚，需相應(yīng)將涵管加長，修建至壩外。外延涵管布置在原引水渠位置上，涵管設(shè)計為5050cm漿砌石矩形斷面。5溢洪道改造折線堰設(shè)計結(jié)合現(xiàn)場地形、地質(zhì)條件，本次堰體加固設(shè)計擬在原漿砌石堰體迎水面及堰頂采用鋼筋混凝土構(gòu)造加厚處理。迎水面加厚構(gòu)造開挖至新鮮根底面，漿砌石面清理干凈后澆筑鋼筋混凝土，混凝土厚0.2m，布置雙層12鋼筋網(wǎng)，鋼筋間距15cm，保護層5cm。堰頂加厚砼為原堰頂高程497.20m不變，加固時擬撤除原堰頂50cm漿砌石，再澆筑混凝土構(gòu)造?；炷僚c漿砌石構(gòu)造縫面設(shè)置錨桿錨固，錨桿為18鋼筋，間距1m，梅花型布置，入漿砌石堰體0.5m，外露0.35m ,呈L型。加厚混凝土分

43、槰與原漿砌石堰體分縫一致，縫面設(shè)置橡膠止水。堰后側(cè)槽加固側(cè)槽底板加固擬撤除原側(cè)槽底板混凝土構(gòu)造，采用鋼筋混凝土至原底板高程。鋼筋混凝土底板厚0.5m，布設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)，上層為16鋼筋，下層為14鋼筋，鋼筋間距15cm，保護層5cm?；炷翝仓靶枨謇砀字粱鶐r面，底板分槰不得大于10m，縫間設(shè)置橡膠止水。泄槽左邊墻加固根據(jù)水力學(xué)計算，泄槽左側(cè)墻高度不滿足要求，需進展加高處理。本次設(shè)計擬在原漿砌石的根底上加高2m。側(cè)墻加高采用M7.5漿砌石砌筑，加高漿砌石頂寬0.3m，為貼坡式構(gòu)造，漿砌石分槰與原邊墻分槰線一至。第二章 水 文2.1流域概況家溝水庫位于漢濱區(qū)五里鎮(zhèn)營村，樞紐工程位于月河右岸支流家溝

44、下游。家溝發(fā)源于鳳凰端大掌梁，于五里鎮(zhèn)營村匯入月河，壩址以上流域面積3.6km2，河道長度5.0km，平均比降95.44。流域中上游山高坡陡，人煙稀少，屬封山育林區(qū)，植被較好；下游大局部為耕地，雜以小塊林地，整個流域水土流失輕微。2.2氣象特性漢濱區(qū)屬于北亞熱帶大陸濕潤性季風(fēng)氣候區(qū)。氣候溫和，雨量充分，四季清楚，無霜期長。年平均氣溫15.7。無霜期263天。流域年均降水量850mm，60%集中在7、8、9月，最低值540.3mm(1966年) ，最大值為1109.2mm(1983年) 相差568.9mm。2.3水文根本資料2.3.1水文站網(wǎng)根本情況工程控制流域僅為3.6km2，為特小流域，流域

45、無水文站。2.3.2其它有關(guān)資料整編本次還收集了地區(qū)實用水文手冊。2.3.3根本資料的收集、整理及復(fù)核本工程水文計算按照無資料地區(qū)，依據(jù)地區(qū)水文手冊采用多種方法計算，進展合理性分析。2.4設(shè)計洪水2.4.1計算方法依據(jù)地區(qū)水文手冊，按照無資料地區(qū)計算家溝水庫設(shè)計洪水，采用洪峰面積相關(guān)法、綜合參數(shù)法、推理公式法進展多方案分析計算。2.4.2洪峰面積相關(guān)法地區(qū)實用水文手冊公式： (2-1)式中：QN一重現(xiàn)期為N的設(shè)計洪峰流量(m3/s)；F一流域面積(km2)；KN,n一經(jīng)歷關(guān)系式參指數(shù)。本工程屬于江北區(qū)，水文手冊上江北區(qū)適用圍為21000km2。而本工程流域面積為3.6km2，在適用圍之，洪水計

46、算結(jié)果見表2.4-1。表2.4-1: 洪峰面積相關(guān)法計算成果表P() NK值n值F(km2)Q(m3/s)52021.70.6063.647.20.520035.00.6063.676.1 2.4.3綜合參數(shù)法 (2-2) (2-3)式中： QP設(shè)計頻率為P的洪峰流量m3/s；F設(shè)計流域面積Km2；J主河道平均比降千分率的分子值；H6P設(shè)計頻率為的P六小時點暴雨量mm；K6P設(shè)計頻率為的P六小時暴雨模比系數(shù)；、分區(qū)綜合的經(jīng)歷性指數(shù)。Ht設(shè)計歷時的暴雨均值，由手冊圖5-4查得，H6=50mm；計算結(jié)果見表2.4-2表2.4-2: 綜合參數(shù)法計算成果表P()NKPH6pQ(m3/s)5202.01

47、0100.555.40.52003.109155.594.72.4.4推理公式法1、設(shè)計暴雨歷時根據(jù)水文手冊中表5-1，流域面積小于20km2的流域，暴雨設(shè)計歷時取36小時，暴雨計算時段取1/3小時，故該流域暴雨設(shè)計歷時取3小時，暴雨計算時段取1/3小時。2、設(shè)計點暴雨量按水文手冊計算1、3、6小時的點暴雨量?，F(xiàn)將各參數(shù)取值及計算結(jié)果列入表2.4-3。 (2-4) (2-5)表2.4-3:設(shè)計點暴雨量計算T(h)Ht(mm)CvP()50.51310.52Kp2.033.16HtP63.098.13HtP83.9130.16500.51KP2.0103.11HtP100.5155.53、設(shè)計面

48、暴雨量根據(jù)水文手冊，流域的1、3小時面平均暴雨量，計算公式如下： (2-6) (2-7)Ht面設(shè)計歷時為t的流域平均面雨量(mm)；Ht設(shè)計歷時為t的點暴雨量(mm)；t設(shè)計歷時為t的暴雨點面系數(shù)。at、bt一線形擬合參數(shù)與指數(shù)，查手冊中表5-4確定。1/3小時暴雨按照以下公式計算： (2-8) (2-9)Ht設(shè)計歷時為t的暴雨量(mm)；H11小時設(shè)計暴雨量(mm)；t歷時(以分鐘計)；Kt歷時為t的設(shè)計暴雨占一小時暴雨的百分數(shù)以小數(shù)計。表2.4-4:設(shè)計點暴雨量計算t(h)atbt點面系數(shù)aHtm(P=5)Htm(P=0.5)10.00510.3350.99462.697.530.0054

49、0.2720.99583.4129.41/332.250.2 4、設(shè)計暴雨的時程分配按水文手冊中提供的方法進展暴雨時程分配，結(jié)果見表2.4-5：表2.4-5:三小時暴雨時程分配表th01/32/314/35/325/35/33合計Ht50 4.0 4.0 4.0 15.2 32.2 15.2 2.9 2.9 2.9 83.4 Ht0.50 6.2 6.2 6.2 23.7 50.2 23.7 4.5 4.5 4.5 129.45、產(chǎn)流計算查水文手冊中表6-7，本工程屬于產(chǎn)流區(qū)，本區(qū)的流域最大損失量Im=90.0mm，前期影響雨量按手冊表6-9，得Ha=0.83Im=74.7mm(P=5)；Ha

50、=0.67Im =60.3mm (P=0.5)。則本流域不同頻率三小時暴雨所產(chǎn)生的累計凈雨量計算成果見下表：表2.4-6： 暴雨產(chǎn)流計算表(P=5)t(h)Ht(面HtHt+hahhtht1/34.0 4.0 78.7 11.7 11.723.12/34.0 8.0 82.7 13.1 1.437.524.0 12.1 86.8 14.8 1.749.24/315.2 27.3 102.0 22.1 7.356.55/332.2 59.4 134.1 45.2 23.159.5215.2 74.6 149.3 59.6 14.462.47/32.9 77.6 152.3 62.5 2.965.

51、38/32.9 80.5 155.2 65.4 2.967.032.9 83.4 158.1 68.4 368.4表2.4-7 暴雨產(chǎn)流計算表(P=0.5)t(h)Ht(面HtHt+hahhtht1/36.2 6.2 66.5 8.2 8.240.42/36.2 12.3 72.6 9.8 1.664.126.2 18.5 78.8 11.7 1.974.84/323.7 42.1 102.4 22.4 10.783.05/350.2 92.3 152.6 62.8 40.487.5223.7 116.0 176.3 86.5 23.792.07/34.5 120.5 180.8 91.0 4

52、.596.48/34.5 124.9 185.2 95.4 4.498.334.5 129.4 189.7 99.9 4.599.96、匯流計算： 匯流計算的根本公式如下： (2-10) (2-11)式中：Qt洪峰流量(m3/s)t流域匯流時間(小時)；,經(jīng)歷性指數(shù)，=1/3，=1/4；m經(jīng)歷性匯流參數(shù)，；，流域特征參數(shù)，；匯流時間。經(jīng)計算得：=7.945；m=0.838。Qt-t、Q-計算值見下表：表2.4-8:Qt-t曲線計算表tP=5%P=0.5%ht Qmht Qm1/323.16940.41212/337.55664.196249.24974.8754/356.54283.0625/

53、359.53687.553262.43192.0467/365.32896.4418/367.02598.337368.42399.933表2.4-9:Q-曲線計算表Q設(shè)(m3/s)100908070605040302010(h)1.151.181.211.251.301.361.441.551.722.047、做暴雨徑流關(guān)系曲線，見圖2-1，采用圖解法計算得到洪水成果及匯流時間，見表2.4-9： 圖2.4-1 Qm 、Qmt 曲線表2.4-10:推理公式計算成果表P()NQ(m3/s)5.02040.21.440.520064.11.282.4.5設(shè)計洪水成果現(xiàn)將家溝水庫壩址處采用不同方法計

54、算的洪峰流量列入下表。表2.4-1:洪峰流量計算成果表頻率洪峰面積相關(guān)法綜合參數(shù)法推理公式法采用值P=5.047.2 55.4 40.2 55.4 P=0.576.1 94.7 64.1 94.7 2.4.6成果合理分析性從表2.4-11中可以看出，三種方法計算出的設(shè)計洪水成果值有較大差異。本工程控制面積3.6km2，屬于特小流域。洪峰面積相關(guān)法為單因素的經(jīng)歷公式，忽略了河長、坡度等地形特征值的影響以及植被損失等下墊面和匯流過程等重要因素，僅以綜合參數(shù)Kn表現(xiàn)。對于特小流域，不能準(zhǔn)確反映各流域的特殊性，其結(jié)果僅供參考。綜合參數(shù)法也忽略了植被損失等下墊面和匯流過程等重要因素，同樣不使用于特小流域

55、洪水計算。對特小流域暴雨洪水，無論是暴雨的時空分布或流域匯流特性，推理公式更能適應(yīng)其概化條件。但是其參數(shù)為統(tǒng)計經(jīng)歷值，與實際存在一定的差異。本工程為特小流域，一旦發(fā)生特大暴雨，匯流時間極短，為平安起見，洪水采用前三種方法推求的最大值，設(shè)計洪水為Q=55.4m3/s20年一遇，校核洪水Q=94.7m3/s200年一遇。2.4.7與平安鑒定報告成果比擬市漢濱區(qū)水利水電水保生態(tài)勘測所做的漢濱區(qū)家溝水庫工程洪水標(biāo)準(zhǔn)與防洪平安復(fù)核報告，其設(shè)計洪水見表2.4-12。為Q=48m3/s20年一遇，校核洪水Q=78m3/s200年一遇。表2.4-12:洪峰流量計算成果表平安鑒定報告成果頻率洪峰面積相關(guān)法綜合參

56、數(shù)法推理公式法采用值P=5.047.2 54.741.5 48P=0.576.1 92.567.378 其成果與本次計算根本一致，因此本次計算成果是合理的。2.4.8設(shè)計洪水過程線本工程為無資料的特小流域，洪水過程線采用三角形概化過程線法推求。1、設(shè)計洪量 (2-12)洪水過程歷時結(jié)果見表2.4-13，圖2.4-2表2.4-13 ：洪水過程線成果表P(%)0.55歷時(h)流量(m3/s)歷時(h)流量(m3/s)00.0 000.46 94.7 0.54 55.42.11 0.0 2.47 0圖2.4-2 設(shè)計洪水過程線圖-. z.第三章 工程地質(zhì)3.1區(qū)域地質(zhì)概況家溝水庫樞紐位于月河一級支

57、流家溝下游，流域呈狹長帶狀。地勢北高南低，壩址上游兩岸地形陡峻，坡度4560之間，峰谷高差50200m，為侵蝕中低山地貌。水庫樞紐區(qū)位于巴山脈之間，構(gòu)造位于南嶺東西向構(gòu)造帶中段南部，屬月河斷陷盆地。盆地南為鳳凰山復(fù)式背斜，北為牛背山復(fù)式背斜，中部為月河復(fù)式向斜。區(qū)斷裂褶皺發(fā)育，斷裂主要為NWW向，與區(qū)域構(gòu)造線方向一致，屬性長期活動的隱伏斷裂；褶皺主要為NNE向，屬壓性構(gòu)造的短軸褶皺。根據(jù)國家地震局2001年編制的1：400萬中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖GB183062001圖A1和中國地震動反響譜特征周期區(qū)劃圖1：400萬，本區(qū)地震動峰值加速度為0.10g，反響譜特征周期為0.35s，相應(yīng)地震根

58、本烈度為7度。區(qū)地下水的流向與地形根本一致?；鶐r裂隙水流向隨地形變化而變化，具有多樣性和多向性，以泉水或滲流的形式向臨近(溝)谷或坡腳地段排泄。第四系孔隙水徑流方向由高向低運移，又由后緣向前緣運移，最終以地下潛流形式匯入主河流。3.2壩址區(qū)工程地質(zhì)條件家溝水庫壩址區(qū)河谷底寬35m，呈不對稱U型河谷，河床高程482.93m，溝谷高差50100m，屬侵蝕中低山峽谷地貌。左壩肩壩岸坡為巖質(zhì)邊坡，高出壩頂10多m，坡角約為2535。右壩肩為土質(zhì)邊坡，坡頂?shù)陀趬雾?5m。兩壩肩邊坡根本穩(wěn)定。壩址出露地層主要淤泥質(zhì)土Q4L、殘坡積土Q4dl+el、粉砂質(zhì)粘土Q4s、粉質(zhì)粘土Q3al、砂礫石Q4al+pl、

59、砂礫石Q3al、寒武系薄層灰?guī)r夾千枚巖，壩址處巖層走向110120，傾向SW，傾角3545。壩址處巖層走向與岸坡大角度相交，傾向下游。壩址區(qū)無大斷裂通過，構(gòu)造較簡單。壩址區(qū)左壩肩巖體中節(jié)理裂隙相對發(fā)育，主要以NWW向和EW向陡傾角為主。壩址處谷底壩基巖石呈強風(fēng)化，強風(fēng)化巖體垂直厚度13m；左壩肩為巖質(zhì)邊坡，基巖淺表為強風(fēng)化，強風(fēng)化巖體水平岸46m，邊坡根本穩(wěn)定。3.3壩體填筑土質(zhì)量評價家溝水庫壩體整體表現(xiàn)為不規(guī)則弧形，大壩建立經(jīng)歷了建壩、加壩和水毀恢復(fù)三次建立過程，根據(jù)勘察資料，分析壩體填筑土滲透系數(shù)為滲透系數(shù)為5.04*10-69.60*10-6cm/s，滲透系數(shù)符合設(shè)計要求和規(guī)標(biāo)準(zhǔn)；壓實度

60、P=87.8，壓實度未到達設(shè)計要求和規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，碾壓質(zhì)量較差。應(yīng)對大壩進展穩(wěn)定性復(fù)核。野外地質(zhì)勘查說明，雖然壩體土滲透系數(shù)符合設(shè)計要求和規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，但壩體仍存在滲漏現(xiàn)象，主要原因是壩體經(jīng)過三次建立，存在三次填筑結(jié)合面，造成滲水通道；壩體背水面右側(cè)有較大面積的土體產(chǎn)生了變形、塌陷和滑動，結(jié)合鉆孔資料，土體最深滑移面達4m，因此建議，對大壩整體進展防滲處理。對壩體背水面右側(cè)滑移面上部土體全部去除，再進展加固處理。3.4溢洪道場地工程地質(zhì)條件溢流堰堰底和左側(cè)側(cè)墻主要由薄層灰?guī)r夾千枚巖強風(fēng)化巖體組成，巖石裂隙發(fā)育，但整體邊坡根本穩(wěn)定。強風(fēng)化巖體根本質(zhì)量級別為級，屬類工程巖體，其承載力特征值的建議值fak=40