1、 XX區(qū)XX街道XX山塘整治工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 目 錄第一部分 設(shè)計(jì)說明書1工程基本情況11.1概況11.2水文21.3工程地質(zhì)31.4工程現(xiàn)狀分析51.5工程任務(wù)及規(guī)模61.6工程整治設(shè)計(jì)61.7 工程管理81.8工程概算82水文氣象92.1流域概況92.2設(shè)計(jì)洪水計(jì)算93工程地質(zhì)233.1勘察工作與工作量233.2區(qū)域地質(zhì)概況233.3壩址區(qū)工程地質(zhì)條件253.4溢洪道工程地質(zhì)條件314程現(xiàn)狀分析344.1山塘概況344.2大壩穩(wěn)定分析344.4大壩滲流分析384.5大壩沉降變形分析394.6放水工程395工程任務(wù)與規(guī)模405.1山塘整治的必要性405.2整治的必要性415.3工程任務(wù)415
2、.4調(diào)洪計(jì)算42壩頂和防滲體超高復(fù)核476工程整治設(shè)計(jì)51工程等級及設(shè)計(jì)依據(jù)516.2大壩設(shè)計(jì)516.3放水工程設(shè)計(jì)566.0其他工程567施工組織設(shè)計(jì)577.1施工條件577.2主體工程施工577.3施工總布置597.4施工總進(jìn)度608環(huán)境影響評價(jià)619工程管理629.1管理機(jī)構(gòu)及職能629.2山塘管理范圍和保護(hù)范圍629.3工程管護(hù)6210工程招投標(biāo)6310.1編制要求6310.2招標(biāo)內(nèi)容6311節(jié)能專章6511.1資源利用65節(jié)能及節(jié)水措施6512結(jié)論與建議66第二部分 工程概算書第三部分 初步設(shè)計(jì)圖1 工程基本情況1.1 概況XX山塘位于XX街道XX村,距XX街道約4km,有簡易公路至
3、壩腳處,交通不太便利。XX山塘建成于1987年,集雨面積0.382km2,正常庫容5.8萬m3;最大壩高10.9m,壩長150m。壩頂高程約43.2m左右,壩頂寬3.0m,為心墻土壩。大壩迎水坡坡比約為1:1.5,表面有干砌塊石護(hù)坡;背水坡坡比約為1:1.751:2.0,背坡雜草叢生,沒有護(hù)砌。泄水建筑物(溢洪道)位于大壩右邊岸,進(jìn)口處寬約6.0m,高程約41.6m左右。放水涵管位于右壩肩,出口管洞徑約為0.40m,扇格啟動,材質(zhì)為漿砌石。根據(jù)XX區(qū)XX街道XX山塘安全技術(shù)認(rèn)定綜合評價(jià)報(bào)告,該山塘大壩為二類壩,針對XX山塘存在的諸多問題,為了保證該山塘的安全運(yùn)行及更好的發(fā)揮其效益,適逢XX市強(qiáng)
4、塘加固契機(jī),結(jié)合實(shí)施XX市強(qiáng)塘工程屋頂山塘整治建設(shè)管理的若干意見文件精神,XX區(qū)XX街道辦事處決定對XX山塘進(jìn)行整治。XX市水利水電勘測設(shè)計(jì)有限公司XX市XX分公司受XX街道辦事處委托,對該工程進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。受委托后我公司在收集資料和現(xiàn)場踏勘的基礎(chǔ)上, 通過水文分析、水利計(jì)算、大壩穩(wěn)定分析等,編制初步設(shè)計(jì)報(bào)告并提出了實(shí)施意見。1.2 水文1.2.1流域概況XX山塘位于XX區(qū)XX街道XX村,距XX街道約4km,流域中心位于東經(jīng)1214422,北緯295245。流域面積0.382km2,主流長度969m,溪流坡度414。本區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)的海洋水文特征,氣候溫和潮濕,四季分明,日照充足,雨量充
5、沛。但降雨量年際和季節(jié)變化較大,分配極不均勻。冬季受北方冷高壓氣團(tuán)控制,以晴冷干燥天氣為主;春夏之交北方冷高壓氣團(tuán)和太平洋暖氣流在此相遇對峙,形成典型的梅雨天氣,陰雨綿綿,雨量增多;夏秋之季,又常受臺風(fēng)暴雨和高溫干旱侵襲,往往造成洪澇災(zāi)害。根據(jù)流域附近XX雨量站資料,流域多年平均降雨量1402.9mm,最大年降雨量為2201.4mm(1973年),2005年9月11日卡努臺風(fēng)最大日降雨量達(dá)401.0mm。1.2.2設(shè)計(jì)洪水1.2.1.1 設(shè)計(jì)暴雨按分析的暴雨資料不同,以實(shí)測資料與浙江省短歷時(shí)暴雨圖集二個(gè)途徑推求設(shè)計(jì)暴雨,根據(jù)計(jì)算成果偏安全采用。1.2.1.2 設(shè)計(jì)洪水1、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):防洪標(biāo)準(zhǔn)參照
6、小(二)型水庫設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),依據(jù)洪水劃分標(biāo)準(zhǔn),本次設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇,即P=5%,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇,即P=0.5%。 2、計(jì)算方法: 本工程采用合理化公式和推理公式兩種方法進(jìn)行設(shè)計(jì)暴雨推求設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算,最后根據(jù)山塘實(shí)際情況選擇。1.3 工程地質(zhì)1.3.1地形地貌工程區(qū)屬浙東低山丘陵區(qū),山地連綿,山勢較緩,流域三面環(huán)山,山體植被良好,(河谷)地形相對較為狹小,以構(gòu)造侵蝕地貌為主。兩岸山坡坡度一般為2050,河谷多呈“U”型。1.3.1 壩址區(qū)域工程地質(zhì)條件山塘大壩為心墻土壩,壩體填筑材料由壩體土、護(hù)坡塊石組成。壩基中間坐與洪坡積含粉質(zhì)粘土角礫層上,二壩肩基礎(chǔ)有含粉質(zhì)粘土角礫層;基巖
7、為侏羅系上統(tǒng)大爽組(J3d)熔結(jié)凝灰?guī)r。壩址區(qū)地層自上而下分別描述如下:壩體填筑材料(rQ):(1)該大壩為心墻砂殼壩,砂殼部位筑填材料以(1)-1含粘性土碎石層為主,以碎石和粘性土為主,含少量礫砂,土質(zhì)較不均勻,無一定級配;大壩迎水坡和背水坡表面為干砌塊石護(hù)坡。該層在ZK2、ZK4孔處有揭露。所見層厚度9.0m。(2)壩體土:大壩心墻部位主要為(1)-2層含礫砂粉質(zhì)粘土,以灰黃色、黃褐色為主,粉質(zhì)粘土呈軟可塑狀,局部夾碎石、礫石等,碎石粒徑一般0.52cm,大者大于5cm,本次勘探揭露壩頂至齒槽底部(心墻段)厚5.3011.30m。 -2層含礫砂粉質(zhì)粘土主要物理力學(xué)指標(biāo)如下:=27.334.
8、2%,d=1.371.48g/cm3,e=0.8160.991, a1-2=0.330.47MPa-1,Es=3.925.51MPa,Kh=1.9010-52.9010-5 cm/s(室內(nèi)試驗(yàn),下同),Kv=1.7010-65.6010-5cm/s,C固快=20.434.9kPa,固快=12.922.1。從擊實(shí)試驗(yàn)看,心墻土顆分見下表:顆 分 成 果 表土層編號礫粒砂 粒粉粒粘粒40-2020-22-0.50.5-0.250.25-0.0750.075-0.0050.005(1)-213.622.715.011.91.428.27.3(1)-2層含礫砂粉質(zhì)粘土物理力學(xué)指標(biāo)詳見參數(shù)表和統(tǒng)計(jì)表。壩
9、基:(2)層含粉質(zhì)粘土角礫層:洪坡積土層(Q4eppl),灰黃色棕黃色,松散稍密,由角礫、砂及粘性土組成,角礫多呈次梭角狀,粒徑一般25cm,大者大至5cm。礫石母巖巖性主要為灰色熔結(jié)凝灰?guī)r,呈弱風(fēng)化狀,主要分布在壩基部分,厚度1.709.50m。 (3)層含碎石粉質(zhì)粘土層:洪坡積土層(Q4eppl),灰黃色棕黃色,土以硬可塑為主,含少量碎石、礫石等。主要分布在壩基部分,厚度7.609.50m。 (4)-1層強(qiáng)風(fēng)化基巖,巖性為侏羅系上統(tǒng)大爽組(J3d)含角礫玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r,灰白色、灰色,夾灰黃色,上部已基本呈堅(jiān)硬土化,可見原巖石結(jié)構(gòu);下部巖芯呈碎塊或短柱狀態(tài),水鉆呈礫砂狀。揭露厚度1.003.
10、90m。 (4)-2層弱風(fēng)化基巖,巖性為侏羅系上統(tǒng)大爽組(J3d)含角礫玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r,青灰色,致密、堅(jiān)硬,巖石有硅化現(xiàn)象;巖芯完整,呈短長 柱狀,見少量閉合狀裂隙。1.4 工程現(xiàn)狀分析1.4.1大壩穩(wěn)定分析計(jì)算方法根據(jù)導(dǎo)則(SL18996)中規(guī)定:靜力穩(wěn)定計(jì)算采用剛體極限平衡法,本工程采用不計(jì)條塊間作用力的瑞典圓弧法,分析成果各種工況壩坡穩(wěn)定均能滿足規(guī)范要求。1.4.2洪水復(fù)核分別對設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和校核標(biāo)準(zhǔn)洪水位進(jìn)行計(jì)算分析,分析結(jié)果,洪水位對壩高要求部分未能滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)。1.4.3大壩滲流穩(wěn)定分析通過計(jì)算,壩殼土含礫砂粉質(zhì)粘土在下游壩踵處各點(diǎn)比降約為0.55。根據(jù)勘探地質(zhì)報(bào)告試驗(yàn)資料,粉質(zhì)粘土的
11、臨界比降為1,滲透破壞安全系數(shù)可以滿足規(guī)范要求,因此不存在滲透破壞問題。但從現(xiàn)場觀察,大壩有漏水現(xiàn)象,對大壩的運(yùn)行和滲透穩(wěn)定極其不利。1.4.4放水工程從現(xiàn)場觀察涵管無漏水現(xiàn)象。啟閉機(jī)完好無損,無需更換。但由于壩體加高,應(yīng)對防水設(shè)施進(jìn)水口進(jìn)行保護(hù)。1.5 工程任務(wù)及規(guī)模 1.5.1整治的必要性由于受當(dāng)時(shí)施工條件限制及其他原因,XX山塘己經(jīng)留下了一些工程隱患,大壩運(yùn)行初期尚未明顯反映,隨著時(shí)間的推移,設(shè)施慢慢老化,這些隱患將逐步暴露出來,對大壩的安全運(yùn)行產(chǎn)生不利影響,工程效益不能充分發(fā)揮。鑒于大壩目前存在的問題,實(shí)施XX山塘整治工程,對于目前山塘大壩及下游地區(qū)的安全,消除工程隱患,避免重大財(cái)產(chǎn)損
12、失是十分必要和迫切的;同時(shí)對滿足供水的需要,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展也是十分必要的。1.5.2工程任務(wù) XX山塘是一座以生活用水為主兼灌溉的山塘。山塘整治工程的主要任務(wù)是對大壩目前存在的問題,通過一系列工程措施,消除山塘的安全隱患,以發(fā)揮山塘的效益,保障山塘下游村莊人民生命財(cái)產(chǎn)安全,促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展。1.6 工程整治設(shè)計(jì)1.6.1工程等級XX山塘的正常庫容為5.8萬m3,其工程規(guī)模為小(2)型以下,工程等別為等,山塘永久性建筑物級別為5級,防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇設(shè)計(jì),200年一遇校核。1.6.2大壩設(shè)計(jì)1、 大壩斷面設(shè)計(jì)大壩斷面基本遵循原來的斷面,因?yàn)榉€(wěn)定滿足要求,主要就是對壩坡坡比、壩頂高程、壩頂
13、寬度進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)則設(shè)計(jì)。壩頂:壩頂高程43.60m,防浪墻高程44.30m,壩頂寬3.3m,包括防浪墻寬度,壩頂鋪設(shè)6cm厚條紋仿石,規(guī)格50*25*6cm;防浪墻為漿砌塊石;壩頂下游側(cè)做混凝土路緣。壩坡:壩坡結(jié)合現(xiàn)狀上游壩坡統(tǒng)一為1:1.75,上游護(hù)坡正常蓄水位以上為C20混凝土六角塊護(hù)坡,厚度12cm,下10cm厚瓜子片墊層;正常水位以下采用干砌石護(hù)坡,厚度30cm,下20cm厚石渣墊層。護(hù)坡之間設(shè)置一道40*50cmC25混凝土隔梁梁。下游坡壩坡統(tǒng)一為1:1.75;護(hù)坡為C20混凝土六角塊,厚度12cm,下10cm厚瓜子片墊層。護(hù)坡間隔40m設(shè)置一道40*25cm混凝土豎梁。壩腳:上游壩腳
14、設(shè)置一道80*80cmM7.5漿砌石地梁,下游壩腳設(shè)置50*50cm砌石排水溝。2、大壩防滲處理大壩防滲分為兩部分:壩體采用單排套井沖抓回填處理,壩基部分采用帷幕灌漿處理。設(shè)計(jì)范圍:因?yàn)閴误w滲流問題比較嚴(yán)重,所以壩體樁號0+000至0+120之間要求進(jìn)行處理。套井布孔:在壩軸線中心位置布套井孔,孔距0.8米,孔底根據(jù)具體情況而定。灌漿布孔:在壩軸線中心位置布設(shè)帷幕灌漿孔,帷幕灌漿孔距2.0m,孔底深度根據(jù)情況而定。1.6.3 溢洪道設(shè)計(jì)原有的溢洪道由近幾年加固,保存完整,經(jīng)過溢洪道水面線計(jì)算,擋墻高度滿足要求,無需進(jìn)行處理。1.7 工程管理 XX山塘主管單位是XX街道辦事處,山塘日常管理由XX
15、村負(fù)責(zé),需編制管理員1名,管理范圍和保護(hù)范圍。大壩左右壩頭以外及壩下游50m內(nèi),納入工程管理范圍。管理范圍外延20m為山塘保護(hù)范圍。1.8 工程概算靜態(tài)總投資為167.03萬元,其中建筑工程部分為116.87萬元,臨時(shí)工程11.40萬元,獨(dú)立費(fèi)用30.82萬元,預(yù)備費(fèi)7.95萬元。-15-北侖區(qū)大碶街道后岙山塘整治工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 2 水文氣象2.1 流域概況XX山塘位于XX區(qū)XX街道XX村,距XX街道約4km。本區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)的海洋水文特征,氣候溫和潮濕,四季分明,日照充足,雨量充沛。但降雨量年際和季節(jié)變化較大,分配極不均勻。冬季受北方冷高壓氣團(tuán)控制,以晴冷干燥天氣為主;春夏之交北方冷
16、高壓氣團(tuán)和太平洋暖氣流在此相遇對峙,形成典型的梅雨天氣,陰雨綿綿,雨量增多;夏秋之季,又常受臺風(fēng)暴雨和高溫干旱侵襲,往往造成洪澇災(zāi)害。根據(jù)流域附近XX雨量站資料,流域多年平均降雨量1402.9mm,最大年降雨量為2201.4mm(1973年),2005年9月11日卡努臺風(fēng)最大日降雨量達(dá)401.0mm。本次設(shè)計(jì)采用浙江省測繪局1:10000數(shù)字地形圖,壩址以上集水面積0.382km2,主流長度969m,溪流坡度414。2.2 設(shè)計(jì)洪水計(jì)算2.2.1設(shè)計(jì)暴雨按分析的暴雨資料不同,以實(shí)測資料與“圖集”二個(gè)途徑推求設(shè)計(jì)暴雨,根據(jù)計(jì)算成果偏安全采用。(1)根據(jù)圖集計(jì)算設(shè)計(jì)暴雨設(shè)計(jì)暴雨查浙江省短歷時(shí)暴雨(
17、浙江省水文局2003年版,以下簡稱“圖集”)點(diǎn)雨量及Cv值推算設(shè)計(jì)暴雨。因XX山塘集水面積小于10km2,點(diǎn)面系數(shù)為1,由圖集查得點(diǎn)雨量及Cv值即為流域面雨量和流域面Cv值,Cs/Cv根據(jù)圖集規(guī)定為3.5,查詢結(jié)果詳見表2-1,不同歷時(shí)的設(shè)計(jì)暴雨見表2-2。表2-1 XX山塘流域點(diǎn)面雨量參數(shù)表歷 時(shí)10min60min6hr24hr3d面雨量(mm)19.847.380.0124164Cv0.48 0.550.560.590.60Cs/Cv3.53.53.53.53.5表2-2 XX山塘流域設(shè)計(jì)暴雨量表歷時(shí)10min60min6hr24hr3d面雨量均值H19.50 47.50 80.00 1
18、30.00 170.00 根據(jù)Cv均值查表 Kpd=51.775 1.988 2.050 2.200 2.200 設(shè)計(jì)面雨量 Hpd=5%(mm)34.61 94.43 164.00 286.00 374.00 根據(jù)Cv均值查表 Kpc=0.52.530 3.050 3.220 3.620 3.620 校核面雨量 Hpc=0.5%(mm)49.34 144.88 257.60 470.60 615.40 (2)根據(jù)實(shí)測雨量資料推求設(shè)計(jì)暴雨流域內(nèi)雖有靈峰雨量站,但資料系列較短,記錄不全,精度較差。流域東南方向約5km處有新路岙山塘,該山塘雨量觀測資料未經(jīng)整編刊布,記錄不符合規(guī)范,質(zhì)量不可靠。流域
19、東北方向約5km處有XX國家雨量站,其資料經(jīng)水文部門整編刊布,成果可用于本次水文分析計(jì)算。另外附近還有楊岙雨量站。流域及其周邊流域測站基本情況見圖2-1及表2-3。圖2-1 靈峰山塘及周邊流域測站圖表2-3 流域附近雨量站基本情況表測站名稱地 點(diǎn)距流域中心距離(km)性 質(zhì)資料系列(年)新路岙站新路岙山塘4山塘雨量站19932005大 碶XX鎮(zhèn)區(qū)4國家雨量站19662005楊 岙XX楊岙10國家雨量站19612005分析以上各雨量站資料,本次設(shè)計(jì)選擇XX站雨量資料進(jìn)行暴雨頻率分析,XX站年最大24h雨量資料見表2-4。表2-4 XX站年最大24h雨量表 單位:mm年份雨量年份雨量年份雨量198
20、4140.91992149.92000133.11985153.81993105.6200192.0198679.91994141.6200271.91987122.7199582.1200366.61988121.3199671.42004126.51989132.61997148.12005403.51990152.31998170.5199175.71999137.6對XX站24h暴雨進(jìn)行頻率分析,皮型適線圖見圖2-2,各頻率暴雨分析成果見表2-5。 圖2-2 XX站最大24小時(shí)暴雨頻率曲線圖 北侖區(qū)大碶街道后岙山塘整治工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告表2-5 XX站24h設(shè)計(jì)暴雨成果表特 征 值不同頻
21、率暴雨(mm)雨量均值CVCS/CV0.5%5%118.90.63.5428.0263.5 (3)成果分析與選用用XX站實(shí)測雨量計(jì)算的設(shè)計(jì)暴雨與“圖集”查算的設(shè)計(jì)暴雨進(jìn)行比較,可以看出用實(shí)測資料計(jì)算的設(shè)計(jì)暴雨偏小8%左右,見表2-6。這可能與區(qū)域地理位置不同有關(guān),XX山塘屬山區(qū),XX站屬平原。為了安全起見,設(shè)計(jì)洪水計(jì)算采用“圖集”查算的設(shè)計(jì)暴雨為本次洪水的復(fù)核依據(jù)。表2-6 XX站設(shè)計(jì)暴雨與圖集設(shè)計(jì)暴雨比較表 單位:mm資料名稱項(xiàng)目均值 (mm)CVCs流域設(shè)計(jì)暴雨(mm)p=0.5%p=5%圖 集H24h130.00.613.5CV470.0286.0XX站實(shí)測H24h118.90.603.
22、5CV428.0263.5差值百分比(%)8.947.87上表中差值百分比=(圖集值實(shí)測值)圖集值2.2.2設(shè)計(jì)洪水 1、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)工程所在地、工程特點(diǎn)及保護(hù)對象的重要性,防洪標(biāo)準(zhǔn)參照小(二)型水庫設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),依據(jù)洪水劃分標(biāo)準(zhǔn),本次設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇,即P=5%,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇,即P=0.5%。 2、設(shè)計(jì)暴雨過程日程分配按圖集規(guī)定:第一天:H=0.6(H72-H24)第二天:H=H24第三天:H=0.4(H72-H24)設(shè)計(jì)暴雨時(shí)程雨型(24小時(shí)雨型)按圖集規(guī)定,設(shè)為單位時(shí)段,將H24劃分為24/個(gè)時(shí)段,老大項(xiàng)雨量排在第1821小時(shí)之間,老二項(xiàng)雨量緊排在老大項(xiàng)的前一項(xiàng),其余
23、時(shí)段項(xiàng)雨量按從大到小次序,奇數(shù)項(xiàng)時(shí)段雨量排在前,偶數(shù)項(xiàng)時(shí)段排在后邊。當(dāng)后面排滿24小時(shí)后,余下各項(xiàng)時(shí)段雨量從大到小排在前面,最后得出24小時(shí)設(shè)計(jì)雨量過程。 3、計(jì)算方法 本工程采用合理化公式和推理公式兩種方法進(jìn)行以設(shè)計(jì)暴雨推求設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算,最后根據(jù)山塘實(shí)際情況擇優(yōu)選擇。 4、計(jì)算公式及成果(1)用合理化公式計(jì)算設(shè)計(jì)洪水 洪峰計(jì)算公式: mp=0.278ipFC 式中 mp設(shè)計(jì)洪峰流量(m3/s) ip 暴雨強(qiáng)度(mm/h) F集雨面積(km2) C 洪峰徑流系數(shù),根據(jù)本流域植被情況取0.85 采用合理化公式計(jì)算洪峰及洪水過程成果如表2-7,其相應(yīng)洪水過程線如圖2-3,各分時(shí)段的洪水流量Qk按
24、公式計(jì)算: Qk=K1-n-(K-1)1-nQmaxp 式中 K相應(yīng)時(shí)段排序數(shù); n衰減指數(shù),見表2-2; Qmaxp設(shè)計(jì)洪峰流量(m3/s);表2-7 由合理化公式推求P=0.5%、P=5%設(shè)計(jì)洪水過程表 P=5% p=0.5%時(shí)段(h)流量(m3/s)時(shí)段(h)流量(m3/s)0.000.0000.000.000.500.5540.501.041.000.5621.001.051.500.5691.501.062.000.5772.001.082.500.5852.501.093.000.5933.001.113.500.6023.501.12 4.000.611 4.00 1.144.5
25、00.6214.501.165.000.6315.001.175.500.6415.501.196.000.6526.001.216.500.6636.501.237.000.6757.001.257.500.6877.501.278.000.7008.001.298.500.7148.501.329.000.7289.001.349.500.7439.501.3710.000.75910.001.4010.500.77610.501.4311.000.79411.001.4611.500.81411.501.4912.000.85612.001.5712.500.90512.501.6513
26、.000.96313.001.7513.501.03113.501.8714.001.11414.002.0114.501.21814.502.1815.001.35215.002.4115.501.53415.502.7216.001.80316.003.1616.502.24916.503.9017.003.21217.005.4517.504.41517.507.3618.0013.77118.0020.9418.502.61818.504.5019.001.99319.003.4819.501.65419.502.9220.001.43520.002.5520.501.28020.50
27、2.2921.001.16321.002.0921.501.07021.501.9322.000.99522.001.8022.500.93322.501.7023.000.88023.001.6123.500.83423.501.5324.000.79424.001.46圖2-3 由合理化公式推求P=0.5%、P=5%設(shè)計(jì)洪水過程線(2)用推理公式計(jì)算設(shè)計(jì)洪水1、設(shè)計(jì)凈雨:按照SL44-93水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范規(guī)定,產(chǎn)流計(jì)算可以采用扣損法。本次產(chǎn)流計(jì)算采用扣損法,匯流計(jì)算采用推理公式法。凈雨計(jì)算采用扣損法,初損扣20mm,后損每小時(shí)扣1mm。 洪峰流量與匯流歷時(shí)的計(jì)算 2、洪峰流量計(jì)
28、算公式: Qmp=0.278t,pF 流域匯流歷時(shí)計(jì)算公式: =0.278 式中:Qm,p洪峰流量,m3/s; 洪峰徑流系數(shù),無因次; t,p最大時(shí)段設(shè)計(jì)暴雨的平均雨強(qiáng)(mm/h); F 流域面積; 流域匯流歷時(shí),h; L 沿主流從出口斷面至分水嶺最長距離km; m 匯流參數(shù),根據(jù)流域形狀和下墊面情況,選為浙江省水電院的類m關(guān)系線進(jìn)行計(jì)算,其中m=0.460.154=0.5975,其中=L/J1/3=0.9586; J 沿流程L的平均比降;2.2.3設(shè)計(jì)洪水成果XX山塘不同重現(xiàn)期的洪峰流量與匯流歷時(shí)見表2-7,山塘百年一遇的附近地區(qū)洪峰流量與集水面積關(guān)系見圖2-3,從圖中可以看出,百年一遇的洪
29、峰流量與附近水庫設(shè)計(jì)的洪峰流量相比較為合理。表2-7 XX山塘不同重現(xiàn)期的洪峰流量與匯流歷時(shí)表重現(xiàn)期(年)20020Qm(m3/s)57.7630.05(h)0.460.46圖2-3 附近水庫百年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量與集水面積關(guān)系圖按上述方法計(jì)算的設(shè)計(jì)洪水過程見表2-8,圖2-4。表2-8 采用推理公式計(jì)算P=0.5%和P=5%設(shè)計(jì)洪水過程表 P=5%校核洪水位洪水過程線計(jì)算成果表時(shí)間(h)毛雨(mm)凈雨(mm)流量(m3/s)時(shí)間(h)毛雨(mm)凈雨(mm)流量(m3/s)0.26 1.29 0.00 0.00 12.30 1.98 1.72 0.70 0.52 1.30 0.00 0.00
30、 12.57 2.04 1.78 0.72 0.79 1.30 0.00 0.00 12.83 2.10 1.84 0.75 1.05 1.31 0.00 0.00 13.09 2.17 1.91 0.78 1.31 1.32 0.00 0.00 13.35 2.25 1.99 0.81 1.57 1.33 0.00 0.00 13.61 2.33 2.07 0.84 1.83 1.34 0.00 0.00 13.87 2.42 2.16 0.88 2.09 1.35 0.00 0.00 14.14 2.52 2.26 0.92 2.36 1.36 0.00 0.00 14.40 2.63 2
31、.37 0.96 2.62 1.37 0.00 0.00 14.66 2.76 2.50 1.01 2.88 1.38 0.00 0.00 14.92 2.28 2.02 0.82 3.14 1.39 0.00 0.00 15.18 2.38 2.12 0.86 3.40 1.41 0.00 0.00 15.45 2.56 2.30 0.93 3.66 1.42 0.00 0.00 15.71 2.77 2.51 1.02 3.93 1.43 0.32 0.13 15.97 3.03 2.76 1.12 4.19 1.44 1.18 0.48 16.23 3.35 3.09 1.25 4.45
32、 1.45 1.19 0.48 16.09 3.78 3.52 1.43 4.71 1.46 1.20 0.49 16.75 4.38 4.12 1.67 4.97 1.48 1.22 0.49 17.02 5.28 5.02 2.03 5.24 1.49 1.23 0.50 17.28 6.82 6.55 2.66 5.50 1.50 1.24 0.50 17.54 10.29 10.03 4.07 5.76 1.52 1.26 0.51 17.80 14.88 14.61 5.93 6.02 1.53 1.27 0.51 18.06 62.49 62.23 25.24 6.28 1.54
33、1.28 0.52 18.32 8.12 7.86 3.19 6.54 1.56 1.30 0.53 18.59 5.93 5.67 2.30 6.81 1.57 1.31 0.53 18.85 4.78 4.52 1.83 7.07 1.59 1.33 0.54 19.11 4.06 3.79 1.54 7.33 1.61 1.34 0.54 19.37 3.55 3.29 1.34 7.59 1.62 1.36 0.55 19.63 3.18 2.92 1.18 7.85 1.64 1.38 0.56 19.90 2.89 2.63 1.07 8.12 1.65 1.39 0.57 20.
34、16 2.66 2.40 0.97 8.38 1.67 1.41 0.57 20.42 2.47 2.20 0.89 8.64 1.46 1.20 0.49 20.68 2.30 2.04 0.83 8.90 1.49 1.23 0.50 20.94 2.83 2.57 1.04 9.16 1.52 1.26 0.51 21.20 2.69 2.43 0.99 9.42 1.54 1.28 0.52 21.47 2.57 2.31 0.94 9.69 1.57 1.31 0.53 21.73 2.47 2.21 0.89 9.95 1.61 1.34 0.54 21.99 2.37 2.11
35、0.86 10.21 1.64 1.38 0.56 22.25 2.29 2.03 0.82 10.47 1.67 1.41 0.57 22.51 2.21 1.95 0.79 10.73 1.71 1.45 0.59 22.78 2.14 1.88 0.76 10.99 1.75 1.49 0.60 23.04 2.07 1.81 0.73 11.26 1.79 1.53 0.62 23.30 2.01 1.75 0.71 11.52 1.83 1.57 0.64 23.56 1.96 1.69 0.69 11.78 1.88 1.62 0.66 23.82 1.90 1.64 0.67 1
36、2.04 1.93 1.67 0.68 24.08 1.86 1.59 0.65 P=0.5%校核洪水位洪水過程線計(jì)算成果表時(shí)間(h)毛雨(mm)凈雨(mm)流量(m3/s)時(shí)間(h)毛雨(mm)凈雨(mm)流量(m3/s)0.23 2.03 0.00 0.00 12.26 3.03 2.80 1.29 0.46 2.04 0.00 0.00 12.49 3.10 2.87 1.32 0.69 2.05 0.00 0.00 12.72 3.18 2.95 1.35 0.92 0.00 0.00 0.00 12.95 3.27 3.03 1.39 1.16 1.63 0.00 0.00 13.1
37、8 3.31 3.08 1.41 1.39 1.65 0.00 0.00 13.41 3.36 3.12 1.43 1.62 1.66 0.00 0.00 13.64 3.41 3.18 1.46 1.85 1.67 0.00 0.00 13.87 3.50 3.27 1.50 2.08 1.69 0.00 0.00 14.11 3.56 3.33 1.53 2.31 1.70 0.00 0.00 14.34 3.62 3.39 1.56 2.54 1.72 0.00 0.00 14.57 3.74 3.50 1.61 2.77 1.73 0.00 0.00 14.80 3.80 3.57 1
38、.64 3.01 1.75 1.33 0.61 15.03 3.87 3.64 1.67 3.24 1.76 1.53 0.70 15.26 4.01 3.78 1.74 3.47 1.78 1.55 0.71 15.49 4.09 3.86 1.77 3.70 1.79 1.56 0.72 15.72 4.18 3.94 1.81 3.93 1.81 1.58 0.73 15.96 4.34 4.11 1.89 4.16 1.83 1.60 0.73 16.19 4.73 4.50 2.07 4.39 1.85 1.62 0.74 16.02 5.24 5.01 2.30 4.62 1.86
39、 1.63 0.75 16.65 5.90 5.66 2.60 4.86 1.88 1.65 0.76 16.88 6.81 6.57 3.02 5.09 1.90 1.67 0.77 17.11 8.17 7.94 3.65 5.32 1.92 1.69 0.78 17.34 10.50 10.27 4.72 5.55 1.94 1.71 0.79 17.57 15.73 15.50 7.12 5.78 1.96 1.73 0.80 17.81 22.57 22.34 10.26 6.01 1.98 1.75 0.81 18.04 90.52 90.29 41.47 6.24 2.01 1.
40、78 0.82 18.27 12.47 12.24 5.62 6.07 2.03 1.80 0.83 18.50 9.15 8.92 4.10 6.71 2.05 1.82 0.84 18.73 7.41 7.18 3.30 6.94 2.08 1.85 0.85 18.96 6.31 6.08 2.79 7.17 2.10 1.87 0.86 19.19 5.54 5.31 2.44 7.40 2.13 1.90 0.87 19.42 4.97 4.74 2.18 7.63 2.16 1.93 0.88 19.66 4.52 4.29 1.97 7.86 2.18 1.95 0.90 19.
41、89 4.26 4.03 1.85 8.09 2.21 1.98 0.91 20.12 4.17 3.94 1.81 8.32 2.24 2.01 0.92 20.35 4.01 3.78 1.74 8.56 2.28 2.04 0.94 20.58 3.94 3.71 1.70 8.79 2.31 2.08 0.95 20.81 3.87 3.64 1.67 9.02 2.34 2.11 0.97 21.04 3.74 3.51 1.61 9.25 2.38 2.15 0.99 21.27 3.67 3.44 1.58 9.48 2.41 2.18 1.00 21.51 1.90 1.67
42、0.77 9.71 2.45 2.22 1.02 21.74 3.51 3.28 1.51 9.94 2.49 2.26 1.04 21.97 3.45 3.22 1.48 10.17 2.54 2.30 1.06 22.20 3.40 3.17 1.46 10.41 2.58 2.35 1.08 22.43 3.32 3.08 1.42 10.64 2.63 2.39 1.10 22.66 3.28 3.05 1.40 10.87 2.67 2.44 1.12 22.89 3.22 2.99 1.37 11.10 2.73 2.49 1.15 23.12 3.14 2.91 1.34 11.
43、33 2.78 2.55 1.17 23.36 3.07 2.83 0.71 11.56 2.84 2.61 1.20 23.59 3.00 2.76 0.68 11.79 2.90 2.67 1.22 23.82 2.93 2.70 1.24 12.02 2.96 2.73 1.25 24.05 2.87 2.64 1.21 圖2-4采用推理公式公式推求P=0.5%、P=5%設(shè)計(jì)洪水過程線(5)成果分析與采用 表2-9 XX山塘設(shè)計(jì)洪峰流量比較表頻率(%)合理化公式推理公式Qp(m3/s)Qmp(m3/s.km2)Qp(m3/s)Qmp(m3/s.km2)513.7736.0525.2466
44、.070.520.9254.7641.47108.56 由以上計(jì)算結(jié)果可以看出合理化公式計(jì)算成果與推理公式計(jì)算成果設(shè)計(jì)洪水存在比較大差異。 對于XX山塘其控制流域面積僅0.382Km2,屬于特小流域,匯流時(shí)間小于0.5h。而合理化公式適用于匯流時(shí)間比較短的特小流域洪水計(jì)算,切合本山塘的實(shí)際;而后一種推理公式更適合用于匯流時(shí)間在16h的流域洪水計(jì)算,與本山塘實(shí)際洪水發(fā)生相差較大。因此,本工程設(shè)計(jì)洪水采用合理化公式計(jì)算所得成果。3 工程地質(zhì)3.1 勘察工作與工作量本次勘察主要沿壩頂軸線與壩中的迎水坡及背水坡布置勘探孔,共計(jì)布置勘探孔5個(gè)。現(xiàn)場勘察手段以鉆探和水文地質(zhì)試驗(yàn)為主,結(jié)合工程地質(zhì)勘探描述,
45、勘察現(xiàn)場進(jìn)二臺套設(shè)備及機(jī)組人員,外業(yè)自2010年3月7日開始,3月23日結(jié)束。完成的勘察工作量見下表3-1。 表3-1 勘察工作量一覽表序號項(xiàng) 目單 位工作量1鉆 孔m/孔121.2/5現(xiàn)場試驗(yàn)注水試驗(yàn)393壓水試驗(yàn)段次24室內(nèi)試驗(yàn)土樣力學(xué)試驗(yàn)組27滲透試驗(yàn)次15土的顆粒分析件193.2 區(qū)域地質(zhì)概況3.2.1地形地貌工程區(qū)屬浙東低山丘陵區(qū),山地連綿,山勢較緩,流域三面環(huán)山,山體植被良好,(河谷)地形相對較為狹小,以構(gòu)造侵蝕地貌為主。兩岸山坡坡度一般為2050,河谷多呈“U”型。3.2.2地層巖性工程區(qū)附近出露的地層主要有侏羅系上統(tǒng)火山碎屑巖、第四系松散堆積層。由老至新描述如下:1)侏羅系上統(tǒng)
46、大爽組(J3d) 巖性為灰紫色灰色含角礫玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r為主,偶夾沉凝灰?guī)r。2)第四系(Q4)第四系覆蓋層主要為第四系全新統(tǒng)沖洪積(Q4al-pl)砂礫卵石層、第四系全新統(tǒng)洪坡積(Q4pl-dl)粘性土夾角礫層;第四系全新統(tǒng)殘坡積(Q4el-dl)、崩坡積(Q4col-dl)粉質(zhì)粘土夾碎石,主要分布于山坡坡麓及坡腳。3.2.3地質(zhì)構(gòu)造與地震工程區(qū)位于華南褶皺系(2)浙東南褶皺帶(3)中麗水XX隆起(7)的新昌定海斷隆帶(9)的北段。區(qū)內(nèi)構(gòu)造特征主要以斷裂為主,褶皺不發(fā)育,地質(zhì)構(gòu)造較為簡單,斷裂主要走向以北東向、北北東向壓性、壓扭性為主。根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖(GB18306-2001),工程區(qū)
47、設(shè)防水準(zhǔn)為50年超越概率10%的地震動參數(shù),地震動峰值加速度為0.10g(相應(yīng)地震基本烈度值為度),地震動反應(yīng)譜特征周期0.35s(按區(qū)中硬場地考慮),設(shè)計(jì)地震分組為第一組。本區(qū)區(qū)域構(gòu)造基本穩(wěn)定。3.2.4水文地質(zhì)條件本區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候,氣候溫暖,雨量充沛。地下水主要受大氣降水補(bǔ)給,并排泄于河流。地下水類型有第四系松散堆積物孔隙潛水和基巖裂隙水。孔隙潛水地下水位埋深淺,水位受季節(jié)影響變化較大,透水性大,水量相對豐富。基巖裂隙水主要分布在基巖表部的風(fēng)化裂隙帶和深部的構(gòu)造裂隙中,富水性主要受巖石的風(fēng)化程度和地質(zhì)構(gòu)造控制,水量貧乏。3.2.5庫區(qū)工程地質(zhì)條件山塘庫區(qū)范圍較小,庫周群山環(huán)抱,分水嶺寬
48、厚,山塘庫周及基底的巖石為抗?jié)B性良好的火山碎屑巖,巖石完整性較好,無較大斷層通過,山塘不存在向沿圍巖及基底向外滲漏的情況。山塘已運(yùn)行20余年,山塘庫周巖土體完整性較好,自然邊坡整體穩(wěn)定性尚好,未發(fā)生大范圍的庫岸再造問題。3.3 壩址區(qū)工程地質(zhì)條件地層巖性山塘大壩為心墻土壩,壩體填筑材料由壩體土、護(hù)坡塊石組成。壩基中間坐與洪坡積含粉質(zhì)粘土角礫層上,二壩肩基礎(chǔ)有含粉質(zhì)粘土角礫層;基巖為侏羅系上統(tǒng)大爽組(J3d)熔結(jié)凝灰?guī)r。壩址區(qū)地層自上而下分別描述如下:壩體填筑材料(rQ):(1)該大壩為心墻砂殼壩,砂殼部位筑填材料以(1)-1含粘性土碎石層為主,以碎石和粘性土為主,含少量礫砂,土質(zhì)較不均勻,無一
49、定級配;大壩迎水坡和背水坡表面為干砌塊石護(hù)坡。該層在ZK2、ZK4孔處有揭露。所見層厚度9.0m。(2)壩體土:大壩心墻部位主要為(1)-2層含礫砂粉質(zhì)粘土,以灰黃色、黃褐色為主,粉質(zhì)粘土呈軟可塑狀,局部夾碎石、礫石等,碎石粒徑一般0.52cm,大者大于5cm,本次勘探揭露壩頂至齒槽底部(心墻段)厚5.3011.30m。 -2層含礫砂粉質(zhì)粘土主要物理力學(xué)指標(biāo)如下:=27.334.2%,d=1.371.48g/cm3,e=0.8160.991, a1-2=0.330.47MPa-1,Es=3.925.51MPa,Kh=1.9010-52.9010-5 cm/s(室內(nèi)試驗(yàn),下同),Kv=1.701
50、0-65.6010-5cm/s,C固快=20.434.9kPa,固快=12.922.1。表3-2 顆 分 成 果 表土層編號礫粒砂 粒粉粒粘粒40-2020-22-0.50.5-0.250.25-0.0750.075-0.0050.005(1)-213.622.715.011.91.428.27.3(1)-2層含礫砂粉質(zhì)粘土物理力學(xué)指標(biāo)詳見參數(shù)表和統(tǒng)計(jì)表。壩基:(2)層含粉質(zhì)粘土角礫層:洪坡積土層(Q4eppl),灰黃色棕黃色,松散稍密,由角礫、砂及粘性土組成,角礫多呈次梭角狀,粒徑一般25cm,大者大至5cm。礫石母巖巖性主要為灰色熔結(jié)凝灰?guī)r,呈弱風(fēng)化狀,主要分布在壩基部分,厚度1.709.
51、50m。 (3)層含碎石粉質(zhì)粘土層:洪坡積土層(Q4eppl),灰黃色棕黃色,土以硬可塑為主,含少量碎石、礫石等。主要分布在壩基部分,厚度7.609.50m。 (4)-1層強(qiáng)風(fēng)化基巖,巖性為侏羅系上統(tǒng)大爽組(J3d)含角礫玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r,灰白色、灰色,夾灰黃色,上部已基本呈堅(jiān)硬土化,可見原巖石結(jié)構(gòu);下部巖芯呈碎塊或短柱狀態(tài),水鉆呈礫砂狀。揭露厚度1.003.90m。 (4)-2層弱風(fēng)化基巖,巖性為侏羅系上統(tǒng)大爽組(J3d)含角礫玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r,青灰色,致密、堅(jiān)硬,巖石有硅化現(xiàn)象;巖芯完整,呈短長 柱狀,見少量閉合狀裂隙。3.3.1地質(zhì)構(gòu)造壩址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單,兩岸地表及鉆孔中均未見斷層通過。發(fā)育
52、的節(jié)理以中等陡傾角為主,節(jié)理面較平直,表部多充填鐵錳質(zhì)、方解石薄膜,深部趨閉合。大壩左、右岸主要見有巖石裸露。 富陽市水利水電勘測設(shè)計(jì)有限公司寧波市鄞州分公司 -30- 北侖區(qū)大碶街道后岙山塘整治工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告3-3 物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)成果表 富陽市水利水電勘測設(shè)計(jì)有限公司寧波市鄞州分公司 -32- 北侖區(qū)大碶街道后岙山塘整治工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告表3-4 土層物理力學(xué)指標(biāo)及地基土強(qiáng)度建議值北侖區(qū)大碶街道后岙山塘整治工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告3.3.2水文地質(zhì)條件壩體心墻段(1)-2層土現(xiàn)場注水試驗(yàn)滲透系數(shù)K=1.2010-21.2010-3cm/s,屬強(qiáng)中透水性;室內(nèi)土工試驗(yàn)水平滲透系數(shù)Kh=1.901
53、0-52.9010-5cm/s,屬弱透水性,垂直滲透系數(shù)Kv=1.7010-65.6010-5cm/s,屬弱透水性。 壩基(2)層含粉質(zhì)粘土角礫層滲透系數(shù)平均為K=7.4010-35.410-4cm/s,屬中透水性。壩體土(心墻段)與(2) 層接觸帶滲透系數(shù)為K=1.2010-21.2010-3cm/s,屬中強(qiáng)透水性。下部(3)層及(4)-1層均為中透水性,底部弱風(fēng)化基巖為弱透水性,隔水性好。各鉆孔壓、注水試驗(yàn)成果見表3-5。3.3.3工程地質(zhì)評價(jià)3.3.1.1 壩體土填筑質(zhì)量評價(jià)本次勘察(1)-2 壩體土主要物理力學(xué)指標(biāo)如下:塑性指數(shù)11.2015.60, 干密度d=1.371.48/cm3
54、,平均d=1.44g/cm3,心墻土擊實(shí)成果表明,干密度大于1.59 g/cm3,采集的9組土樣均不符合設(shè)計(jì)要求3.3.1.2 壩體土防滲性能評價(jià)壩體(1)-2層土現(xiàn)場注水試驗(yàn)滲透系數(shù)K=1.2010-21.2010-3cm/s,屬強(qiáng)中透水性,防滲性能不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求的心墻壩滲透系數(shù)不大于1.0010-4cm/s的要求,必要時(shí)進(jìn)行防滲處理。3.3.1.3 壩基滲漏與滲透穩(wěn)定評價(jià)壩基為(2)號含粉質(zhì)粘土角礫層,呈松散-稍密,厚度1.709.50m,主要分布于大壩基礎(chǔ)部位,該壩基及壩體土與壩基接觸帶以中透水性為主,其中ZK3孔的壩體土與壩基接觸帶具強(qiáng)透水性。壩基下部(3)層及(4)-1層均為中
55、透水性,底部弱風(fēng)化基巖為弱透水性,隔水性好。山塘完工至今已20余年,壩體、壩基壓縮沉降變形已基本趨于穩(wěn)定,建議對壩基進(jìn)行滲透穩(wěn)定分析,必要時(shí)進(jìn)行防滲處理。3.3壩肩滲漏與滲透穩(wěn)定評價(jià)山塘右壩肩基巖埋深較淺,壩體土與基巖接觸帶及風(fēng)化巖體曾采用帷幕灌漿進(jìn)行處理,右岸壩基(2)號及(3)號土層此次勘察透水性6.610-4cm/s,沒有滿足設(shè)計(jì)要求。左壩肩壩體與壩基覆蓋層接觸帶及巖石部分均屬于中等透水性,沒有達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。3.4 溢洪道工程地質(zhì)條件溢洪道位于大壩左側(cè),底板地基為中弱風(fēng)化巖石,中厚層塊狀構(gòu)造,裂隙發(fā)育不明顯,無明顯滲漏現(xiàn)象。3-5 鉆孔水文試驗(yàn)匯總表 孔號段次起始孔深終止孔深滲透系數(shù)透水
56、率試驗(yàn)部位(m)(m)(cm/s)(Lu)ZK11037.59E-03/(1)-2層2361.78E-03/(1)-2(2)層3686.60E-04/(2) -(3)層4811/6.1(3)層ZK21032.65E-01/(1)-1層2362.30E-02/(1)-1層3691.48E-02/(1)-1層49127.40E-03/ (2)層512153.54E-03/ (2)層615182.30E-03/(2)(3)層718212.80E-03/(3)層821247.40E-04/(3)(4)-1層924277.80E-04/(4)-1(4)-2層ZK31031.19E-02/(1)-2層23
57、62.40E-03/(1)-2層3693.23E-03/(1)-2層49121.20E-02/(1)-2(2)層512151.90E-03/(2)層615185.40E-04/(2)(3)層718218.60E-04/(3)層821245.30E-04/(3)層924275.00E-04/(3)(4)-1層102730/8.4(4)-2層孔號段次起始孔深終止孔深滲透系數(shù)透水率試驗(yàn)部位(m)(m)(cm/s)(Lu)ZK41036.66E-02/(1)-1層2361.12E-02/(1)-1層3691.33E-02/(1)-1層49127.60E-04/ (2層512151.90E-04/(2)
58、層615182.00E-04/(2)(3)層718212.40E-04/(3)層821241.60E-04/(3)層924271.70E-04/(3)(4)-1層102729.27.00E-05/(4)-2層ZK51032.12E-03/ (1)-2層2361.70E-03/(1)-2(2)層3691.20E-03/ (2)層49121.60E-04/ (2)(3)層512158.00E-04/(3)層615186.80E-04/(3)(4)-1層718213.10E-04/(4)-1(4)-2層821242.90E-04/(4)-2層 富陽市水利水電勘測設(shè)計(jì)有限公司寧波市鄞州分公司 -35-
59、 北侖區(qū)大碶街道后岙山塘整治工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告 富陽市水利水電勘測設(shè)計(jì)有限公司寧波市鄞州分公司 -36- 4 工程現(xiàn)狀分析4.1 山塘概況4.1.1 山塘設(shè)計(jì)與施工(1)XX山塘大壩建于上世紀(jì)80年代,正常庫容約5.8萬m3,總庫容約8.17m3。(2)山塘無地質(zhì)資料、設(shè)計(jì)圖紙、施工書面記錄資料。(3)山塘在建設(shè)和運(yùn)行過程中無失穩(wěn)、坍塌。4.1.2 水工建筑物(1) 大壩: 大壩為均質(zhì)心墻土壩,壩長150米,壩軸線為東南西北走向;壩高10.9m,壩頂高程43.2m左右,寬約3m;大壩上游坡比約1:1.5,下游坡比約1:1.751:2。(2)溢洪道: 溢洪道布置在原來位置,進(jìn)口寬度為6.0m,為寬
60、頂堰,堰頂高程約為41.6m。漿砌石擋墻高度能滿足洪水位要求。 (3)放水工程:從現(xiàn)場觀察涵管無漏水現(xiàn)象。啟閉設(shè)施較完整,無需處理。4.2 大壩穩(wěn)定分析XX山塘雖已運(yùn)行有二十余年時(shí)間,但為了進(jìn)一步了解大壩的穩(wěn)定情況以及為整治初步設(shè)計(jì)做依據(jù),有必要對現(xiàn)狀的大壩斷面進(jìn)行抗滑穩(wěn)定計(jì)算,根據(jù)地質(zhì)勘探孔的布置以及大壩斷面結(jié)構(gòu),選擇具有代表性0+60斷面進(jìn)行計(jì)算。(1)計(jì)算方法計(jì)算方法根據(jù)導(dǎo)則(SL18996)中規(guī)定:靜力穩(wěn)定計(jì)算采用剛體極限平衡法,本工程采用不計(jì)條塊間作用力的瑞典圓弧法。計(jì)算采用北京理正軟件設(shè)計(jì)研究院的理正邊坡穩(wěn)定分析程序,對于計(jì)算土條各部分的容重采用容重替代法,即浸潤線和下游水位之間計(jì)
61、算壩體滑動力矩時(shí)用飽和容重,計(jì)算抗滑動力距時(shí)用浮容重,浸潤線以上采用濕容重,下游水位以下采用浮容重。(2)計(jì)算參數(shù)選擇大壩穩(wěn)定分析中,計(jì)算指標(biāo)的正確與否將直接影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性,本次大壩穩(wěn)定計(jì)算參數(shù)取地質(zhì)報(bào)告均值的80%,同時(shí)結(jié)合已建類似工程的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行確定,各計(jì)算參數(shù)見表4-1。表4-1 壩體穩(wěn)定分析各種材料物理力學(xué)指標(biāo)土層代號土層位置土層名稱磨擦角()凝聚力C(kPa)容重r(kN/m3)1壩 體含碎石粉質(zhì)粘土13.616.9619.22壩 基含角礫粉質(zhì)粘土10.6920.9319.2(3)計(jì)算工況確定根據(jù)山塘目前運(yùn)行情況,按導(dǎo)則的有關(guān)內(nèi)容,確定XX山塘大壩穩(wěn)定計(jì)算的工況為:正常運(yùn)行條件:
62、a、山塘水位在正常蓄水位41.60m時(shí),下游壩坡發(fā)生穩(wěn)定滲流時(shí)的穩(wěn)定分析;b、山塘水位在38.00m(放水管進(jìn)口高程)時(shí)的上游坡穩(wěn)定分析。非常運(yùn)行條件:a、山塘水位在正常蓄水位41.60m時(shí),同時(shí)考慮度地震的下游壩坡穩(wěn)定分析。b、山塘按正常蓄水位41.60m驟降至38.00m的上游坡穩(wěn)定分析。(4)穩(wěn)定分析成果根據(jù)導(dǎo)則規(guī)定:采用瑞典圓弧法計(jì)算時(shí),壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù):正常運(yùn)用條件為1.15,非常運(yùn)用條件為1.05,穩(wěn)定分析計(jì)算成果見表4-2。表4-2 大壩穩(wěn)定計(jì)算成果表運(yùn)行條件計(jì) 算 工 況最小安全系數(shù)kmin規(guī)范允許值k允上游坡下游坡正常運(yùn)行條件正常蓄水位41.60m1.3171.15水位在
63、放水口高程38.00m1.4521.15非常運(yùn)行條件正常蓄水位41.60m時(shí)遇地震下游坡1.3121.05正常蓄水位41.60m驟降至38.00m1.4211.05說明:由于該山塘庫容小,驟降經(jīng)常發(fā)生,把水位驟降作為非常條件考慮從計(jì)算結(jié)果看,大壩各壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。圖4-1 下游穩(wěn)定滲流期計(jì)算結(jié)果圖圖4-2 上游水位驟降穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果圖圖4-3 下游穩(wěn)定滲流+級地震計(jì)算結(jié)果圖4.3洪水復(fù)核由于XX山塘建設(shè)年限長,且沒有設(shè)計(jì)圖紙,憑經(jīng)驗(yàn)直接施工。因?yàn)楹樗恢苯雨P(guān)系到壩頂高程及泄水建筑物溢洪道是否滿足山塘的運(yùn)行,為此有必要對洪水位進(jìn)行復(fù)核。具體復(fù)核結(jié)果見下表。洪水標(biāo)準(zhǔn)洪道寬度(m)洪
64、道頂高程(m)洪水位(m)安全超高(m)波浪爬高(m)要求壩頂高程(m)P=0.5%641.642.870.300.3643.53P=5%641.642.510.500.5743.58通過洪水位復(fù)核發(fā)現(xiàn),現(xiàn)狀壩高不滿足洪水位對壩高的要求,不符合規(guī)范設(shè)計(jì)要求。4.3 大壩滲流分析本次勘察(1)-2 壩體土主要物理力學(xué)指標(biāo)如下:塑性指數(shù)11.2015.60, 干密度d=1.371.48/cm3,平均d=1.44g/cm3,心墻土擊實(shí)成果表明,干密度大于1.59 g/cm3,采集的9組土樣均不符合設(shè)計(jì)要求。壩體(1)-2層土現(xiàn)場注水試驗(yàn)滲透系數(shù)K=1.2010-21.2010-3cm/s,屬強(qiáng)中透水
65、性,防滲性能不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求的心墻壩滲透系數(shù)不大于1.0010-4cm/s的要求,進(jìn)行防滲處理。壩基為(2)號含粉質(zhì)粘土角礫層,呈松散-稍密,厚度1.709.50m,主要分布于大壩基礎(chǔ)部位,該壩基及壩體土與壩基接觸帶以中透水性為主,其中ZK3孔的壩體土與壩基接觸帶具強(qiáng)透水性。壩基下部(3)層及(4)-1層均為中透水性,底部弱風(fēng)化基巖為弱透水性,隔水性好。山塘完工至今已20余年,壩體、壩基壓縮沉降變形已基本趨于穩(wěn)定,根據(jù)滲透分析,進(jìn)行防滲處理。山塘右壩肩基巖埋深較淺,壩體土與基巖接觸帶及風(fēng)化巖體曾采用帷幕灌漿進(jìn)行處理,右岸壩基(2)號及(3)號土層此次勘察透水性6.610-4cm/s,沒有滿
66、足設(shè)計(jì)要求。左壩肩壩體與壩基覆蓋層接觸帶及巖石部分均屬于中等透水性,沒有達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。4.4 大壩沉降變形分析XX山塘已建成近20余年,大壩沉降基本上趨于穩(wěn)定,后期正常沉降量很小。4.5 放水工程 從現(xiàn)場觀察涵管無漏水現(xiàn)象。啟閉設(shè)施較完好,無需進(jìn)行更換。但是由于大壩加固加高,應(yīng)對進(jìn)水口進(jìn)行保護(hù)。5 工程任務(wù)與規(guī)模5.1 山塘整治的必要性5.1.1 山塘存在的主要問題根據(jù)4章節(jié)對XX山塘的分析,其存在的主要問題如下:5.1.1.1 大壩(1) 外形 壩頂高程、寬度、壩體內(nèi)外坡比參差不齊,上游漿砌石厚度、塊石小,砌筑不合規(guī)范;下游坡壩頂雜草叢生;下游缺少排水溝。(2) 壩體密實(shí)度 根據(jù)勘探報(bào)告表明
67、,壩體填土塑性指數(shù)11.2015.60, 干密度d=1.371.48/cm3,平均d=1.44g/cm3,心墻土擊實(shí)成果表明,干密度大于1.59 g/cm3,采集的9組土樣均不符合設(shè)計(jì)要求。(3) 壩體防滲性能差壩體(1)-2層土現(xiàn)場注水試驗(yàn)滲透系數(shù)K=1.2010-21.2010-3cm/s,屬強(qiáng)中透水性,防滲性能不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求的心墻壩滲透系數(shù)不大于1.0010-4cm/s的要求,進(jìn)行防滲處理。(4)防洪標(biāo)準(zhǔn)低根據(jù)4章節(jié)計(jì)算表明,在設(shè)計(jì)洪水下,現(xiàn)狀壩高無法滿足規(guī)范要求。5.1.1.2 壩肩存在局部滲漏山塘右壩肩基巖埋深較淺,壩體土與基巖接觸帶及風(fēng)化巖體曾采用帷幕灌漿進(jìn)行處理,右岸壩基(
68、2)號及(3)號土層此次勘察透水性6.610-4cm/s,沒有滿足設(shè)計(jì)要求。左壩肩壩體與壩基覆蓋層接觸帶及巖石部分均屬于中等透水性,沒有達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。5.1.1.3 溢洪道通過洪水計(jì)算校核,溢洪道擋墻高度能滿足洪水要求,無需加高。5.1.1.4 放水工程 放水涵從現(xiàn)場觀察涵管無漏水現(xiàn)象。啟閉設(shè)施較完好,無需更換。5.2 整治的必要性由于受當(dāng)時(shí)施工條件限制及其他原因,XX山塘己經(jīng)留下了一些工程隱患,大壩運(yùn)行初期尚未明顯反映,隨著時(shí)間的推移,設(shè)施慢慢老化,這些隱患將逐步暴露出來,對大壩的安全運(yùn)行產(chǎn)生不利影響,工程效益不能充分發(fā)揮。鑒于大壩目前存在的問題,實(shí)施XX山塘整治,對于目前山塘大壩及下游地區(qū)
69、的安全,消除工程隱患,避免重大生命財(cái)產(chǎn)損失是十分必要和迫切的;同時(shí)對滿足供水的需要,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展也是十分必要的。5.3 工程任務(wù)XX山塘是一座以引調(diào)水及灌溉為主的山塘。山塘整治工程的主要任務(wù)是對大壩目前存在的問題,通過一系列工程措施,消除山塘的安全隱患,以發(fā)揮山塘的效益,保障山塘下游村民生命財(cái)產(chǎn)安全,促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展。5.4 調(diào)洪計(jì)算5.4.1 山塘水位庫容曲線山塘水位庫容詳見表5-1及圖5-1。表5-1 XX山塘水位庫容表 等高線面積平均面積層厚每層蓄水量累計(jì)蓄水量32.700 33554.296277 0 277 277 341652.781104 1 1104 1381 3525
70、82.32118 1 2118 3498 363735.2923159 1 3159 6657 375281.1244508 1 4508 11165 387317.4086299 1 6299 17464 399540.4488429 1 8429 25893 4012143.6110842 1 10842 36735 4114147.8213146 1 13146 49881 421596715057 1 15057 64939 4317637.7216802 1 16802 81741 圖5-1 XX山塘水位庫容曲線5.4.2 調(diào)洪原則及方式起調(diào)水位41.60m,溢洪道自由溢流,輸水涵管
71、不參加調(diào)洪。5.4.3 調(diào)洪演算山塘調(diào)洪演算通過時(shí)段水量平衡原理,用試算法逐時(shí)段計(jì)算。用公式表示為: (Q1+Q2)/2t-(q1+q2) /2t=V2-V1式中 :t 調(diào)洪時(shí)段,(h); Q1、Q2 時(shí)段初、末入庫流量,m3/s; q1、q2 時(shí)段初、末出庫流量,m3/s; V1、V2 時(shí)段初、末山塘庫容,萬m3;5.4.4 調(diào)洪成果調(diào)洪演算成果見表5-3。表5-3 調(diào)洪演算成果表 重現(xiàn)期 (年)起調(diào)水位(m)相應(yīng)庫容(萬m3)入庫洪峰流量(m3/s)最高水位(m)20041.605.8920.9442.872041.605.8913.7742.51調(diào)洪過程見表5-4、5-5,調(diào)洪過程圖如圖
72、5-3,5-4所示:表5-4 XX山塘(P=5%)調(diào)洪過程表 時(shí)段(h)來水量(m/s)泄水量(m/s)水位(m)庫容(萬m)0.167.41.59995.89160.50.5540.028941.62095.923110.5620.185341.67216.00021.50.5690.329541.70596.051120.5770.431241.72666.08242.50.5850.49741.73926.101330.5930.538641.74696.11293.50.6020.566141.75186.120340.6110.585341.75526.12554.50.6210.6
73、00441.75796.129450.6310.613241.76016.13285.50.6410.624741.76226.135860.6520.635941.76416.13876.50.6630.647141.7666.141670.6750.658541.76796.14457.50.6870.670341.76996.147580.70.682541.7726.15078.50.7140.695541.77426.153990.7280.70941.77646.15739.50.7430.723241.77886.1609100.7590.738141.78126.164610.
74、50.7760.75441.78386.1685110.7940.770841.78656.172611.50.8140.78941.78956.177120.8560.816141.79386.183412.50.9050.85341.79966.1922130.9630.899541.80686.20313.51.0310.956141.81536.2159141.1141.024741.82556.231314.51.2181.109841.83786.2499151.3521.21841.85316.272715.51.5341.360941.87256.302161.8031.564
75、41.8996.341816.52.2491.884841.93866.4015173.2122.513942.01026.511217.54.4253.494942.10716.67381813.7718.923442.51287.355618.52.6186.451142.36897.1136191.9933.69842.13066.713219.51.6542.540542.01316.5158201.4351.92541.94346.408620.51.281.582441.90136.3452211.1631.36941.87366.303421.51.071.222141.8536
76、6.2734220.9951.113541.83846.250522.50.9331.029241.82626.232230.880.960641.8166.216823.50.8340.903441.80746.203724.0.69741.77446.1542表5-5 XX山塘(P=0.5%)調(diào)洪過程表 時(shí)段(h)來水量(m/s)泄水量(m/s)水位(m)庫容(萬m)0.167.41.59995.89160.51.040.072341.63855.949611.050.43141.72666.08231.51.060.71641.77766.159121.080.891341.80556.
77、20112.51.090.990141.82046.223631.111.048941.82916.23663.51.121.084141.83426.244341.141.110441.83796.254.51.161.133441.84126.254951.171.151341.84376.25875.51.191.168741.84626.262461.211.187641.84886.26636.51.231.207141.85166.270471.251.22741.85436.27467.51.271.24741.85716.278781.291.26741.85986.28298
78、.51.321.290941.86316.287891.341.314441.86626.29269.51.371.3441.86976.2978101.41.36841.87346.303410.51.431.397341.87736.3093111.461.427141.88136.315211.51.491.457141.88526.3211121.571.507441.89176.330912.51.651.574641.90036.3439131.751.657741.91086.359713.51.871.759641.92346.3787142.011.881641.93826.
79、400914.52.182.028541.95566.4271152.412.217641.97736.459815.52.722.46642.0056.5024163.162.798942.04076.562416.53.93.336542.09546.6544175.454.394642.19536.822117.57.366.058442.33327.05381820.9414.617542.86857.953118.54.510.020342.63137.5545193.485.714342.30927.013319.52.924.02142.16116.7645202.553.184
80、642.08036.628720.52.292.699342.03026.5444212.092.377441.99526.486721.51.932.136341.96816.4457221.81.959841.94756.414822.51.71.825541.93146.3905231.611.716541.91816.370523.51.531.623541.90656.35324.1.206541.85156.2702 圖5-3 XX山塘(P=5%)調(diào)洪過程線 圖5-4 XX山塘(P=0.5%)調(diào)洪過程線5.5 壩頂和防滲體超高復(fù)核5.5.1 壩頂超高復(fù)核壩頂高程為山塘靜水位加超高,
81、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)以下簡稱導(dǎo)則規(guī)定,按三種運(yùn)行條件計(jì)算壩頂超高并取其大值,三種運(yùn)行條件為: 正常蓄水位或設(shè)計(jì)洪水位加正常運(yùn)用情況的壩頂超高; 校核洪水位加非常運(yùn)用情況的壩頂超高; 正常蓄水位加非常運(yùn)用情況的壩頂超高加地震涌浪高。壩頂超高計(jì)算公式為:y=R+A式中:y壩頂超高,m;R最大波浪在壩坡上的爬高,m;A安全加高,m。(1)風(fēng)浪爬高R根據(jù)碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范(SL274-2001)A.1.6規(guī)定,波浪的平均波高和平均波周期宜采用莆田試驗(yàn)站公式計(jì)算。式中:g重力加速度9.81(m/s2);hm平均波高(m);W計(jì)算風(fēng)速(m/s);Hm水域平均水深(m
82、);D風(fēng)區(qū)長度(m);Tm平均波周期(s)。平均波浪爬高按下式計(jì)算:式中:m迎水面壩坡,m=3.5;K斜坡的糙率滲透系數(shù),根據(jù)現(xiàn)狀護(hù)面情況,取0.75;Kw經(jīng)驗(yàn)系數(shù),根據(jù)計(jì)算值查表;平均波長Lm按下式計(jì)算:本工程大壩級別為4級,累積頻率下的波浪爬高值采用累積頻率為5的爬高值R5%,R5%根據(jù)平均波高與壩前水深的比值和相應(yīng)累積頻率5查表RP/Rm值并通過計(jì)算求得。表5-5 大壩波浪爬高計(jì)算成果表 重現(xiàn)期(年)壩前水深h(m)水域平均深度hm(m)計(jì)算風(fēng)速W(m/s)風(fēng)區(qū)長度D(m)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)Kw平均波高h(yuǎn)m(m)平均波周期Tm(s)平均波長Lm(m)平均波浪爬高Rm(m)R5%/Rm比值累計(jì)頻率下
83、的波浪爬高R5%(m)波浪爬高R(m)2010.1810182081.0140.141.483.400.311.840.570.5720010.5810.23122081.0020.091.182.180.191.840.360.36 (2)安全超高AXX山塘大壩為5級壩,根據(jù)導(dǎo)則規(guī)定:正常運(yùn)行情況取A0.5m;非常運(yùn)行情況取A0.3m。(3) 計(jì)算成果復(fù)核成果見表5-6。表5-6 壩頂高程計(jì)算表運(yùn)行條件水位條件水位(m)波浪爬高R(m)地震涌浪高(m)安全加高A(m)要求壩頂高程(m)現(xiàn)狀壩頂高程(m)設(shè)計(jì)洪水位42.510.570.5043.5743.20校核洪水位42.870.360.3
84、043.52正常蓄水位41.600.50.3042.50通過上表計(jì)算可以看到,計(jì)算所需壩頂高程部分大于現(xiàn)狀大壩頂高程,此次設(shè)計(jì)根據(jù)洪水計(jì)算并結(jié)合現(xiàn)狀壩頂高程,盡量使壩頂開挖回填量保持平衡,確定壩頂高程43.60m,防浪墻頂高程44.30m,可滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。5.5.2 防滲體頂高程復(fù)核根據(jù)導(dǎo)則,防滲體頂高程應(yīng)滿足下列要求:(1)正常運(yùn)用情況,應(yīng)高出正常運(yùn)用的靜水位0.3m以上;(2)非常運(yùn)用情況,應(yīng)不低于非常運(yùn)用的靜水位。各工況防滲體頂高程復(fù)核見表5-7。表5-7 防滲體頂高程復(fù)核成果表工 況靜水位(m)超高(m)計(jì)算所需防滲體頂高程(m)加固后防滲體頂高程(m)20年一遇42.510.34
85、2.8143.60200年一遇42.870.042.8643.60從上表可見,加固后壩頂高程43.60m,高于計(jì)算所需防滲體頂高程,故防滲體頂高程滿足規(guī)范要求。6 工程整治設(shè)計(jì) 本次XX山塘整治初步設(shè)計(jì)內(nèi)容有:大壩斷面、放水工程等。6.1 工程等級及設(shè)計(jì)依據(jù)6.1.1 工程等級XX山塘的總庫容為8.17萬m3,其工程規(guī)模為小(2)型以下,工程等別為等,山塘永久性建筑物級別為5級,防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇設(shè)計(jì),200年一遇校核。6.1.2 設(shè)計(jì)主要依據(jù)(1)水利水電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)碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范SL274-2001;(4
86、)小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則SL18996;(5)水利水電工程初步報(bào)告編制規(guī)程DL5020-93;(6)浙江省短歷時(shí)暴雨圖集(2003)(7)本工程測量及勘探資料。6.2 大壩設(shè)計(jì)6.2.1大壩斷面設(shè)計(jì)大面斷面基本遵循原來的斷面,因?yàn)榉€(wěn)定滿足要求,主要就是對壩坡坡比、壩頂高程、壩頂寬度進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)則設(shè)計(jì)。壩頂:壩頂高程43.60m,防浪墻高程44.30m,壩頂寬3.30m,包括防浪墻寬度,壩頂鋪設(shè)6cm厚條紋仿石;防浪墻為漿砌塊石;壩頂下游側(cè)做混凝土路緣。壩坡:壩坡結(jié)合現(xiàn)狀上游壩坡統(tǒng)一為1:1.75,上游護(hù)坡正常蓄水位以上為C20混凝土六角塊護(hù)坡,厚度12cm,下10cm厚瓜子片墊層;
87、護(hù)坡間隔40m設(shè)置一道40*50cmC25混凝土豎梁。下游坡壩坡統(tǒng)一為1:1.75;護(hù)坡為C20混凝土六角塊,厚度12cm,下10cm厚瓜子片墊層。壩腳:上游壩腳設(shè)置一道80*80cmM7.5漿砌石地梁,下游壩腳設(shè)置50*50cm砌石排水溝。6.2.2大壩防滲處理根據(jù)地勘資料,壩體土為含礫砂粉質(zhì)粘土,密實(shí)度未能滿足規(guī)范要求;根據(jù)現(xiàn)場注水試驗(yàn),壩體屬中性透水層,按規(guī)范要求應(yīng)進(jìn)行全壩段防滲處理,但通過滲透穩(wěn)定分析,壩體滲透穩(wěn)定能滿足規(guī)范要求。本次防滲分為兩部分:大壩采用套井回填,壩基采用帷幕灌漿。大壩防滲采用帷幕灌漿處理。套井回填具體設(shè)計(jì):設(shè)計(jì)范圍:樁號0+000至0+134之間,總長134m。套
88、井布孔:套井孔布置壩中心軸線位置,每隔0.8m一個(gè)孔。共169孔。帷幕灌漿具體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)范圍:樁號0+010和0+130之間,總長120m。灌漿布孔:灌漿孔布置壩中心軸線位置,每隔2m布一個(gè)孔,共61孔。灌漿材料:灌漿材料為水泥漿,水泥標(biāo)號為425號,細(xì)度80m方孔篩的篩余量5%。灌漿壓力:灌漿壓力設(shè)計(jì)擬用0.3Mpa,具體根據(jù)灌漿實(shí)驗(yàn)確定。6.2.3大壩穩(wěn)定計(jì)算對大壩整治后,上下游壩坡有變化,壩頂加高,壩體進(jìn)行了套井和帷幕灌漿處理。大壩穩(wěn)定條件發(fā)生了相應(yīng)變化,為了進(jìn)一步了解大壩整治后的穩(wěn)定情況,有必要對整治設(shè)計(jì)后的大壩斷面進(jìn)行抗滑穩(wěn)定計(jì)算,根據(jù)地質(zhì)勘探孔的布置以及大壩斷面結(jié)構(gòu),仍選擇具有代表性
89、0+60斷面進(jìn)行計(jì)算。(1)計(jì)算方法計(jì)算方法根據(jù)導(dǎo)則(SL18996)中規(guī)定:靜力穩(wěn)定計(jì)算采用剛體極限平衡法,本工程采用不計(jì)條塊間作用力的瑞典圓弧法。計(jì)算采用北京理正軟件設(shè)計(jì)研究院的理正邊坡穩(wěn)定分析程序,對于計(jì)算土條各部分的容重采用容重替代法,即浸潤線和下游水位之間計(jì)算壩體滑動力矩時(shí)用飽和容重,計(jì)算抗滑動力距時(shí)用浮容重,浸潤線以上采用濕容重,下游水位以下采用浮容重。(2)計(jì)算參數(shù)選擇大壩穩(wěn)定分析中,計(jì)算指標(biāo)的正確與否將直接影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性,本次大壩穩(wěn)定計(jì)算參數(shù)取地質(zhì)報(bào)告均值的80%,同時(shí)結(jié)合已建類似工程的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行確定,各計(jì)算參數(shù)見表4-1。表4-1 壩體穩(wěn)定分析各種材料物理力學(xué)指標(biāo)土層代號
90、土層位置土層名稱磨擦角()凝聚力C(kPa)容重r(kN/m3)1壩 體含碎石粉質(zhì)粘土13.616.9619.22壩 基含角礫粉質(zhì)粘土10.6920.9319.2(3)計(jì)算工況確定根據(jù)山塘目前運(yùn)行情況,按導(dǎo)則的有關(guān)內(nèi)容,確定XX山塘大壩穩(wěn)定計(jì)算的工況為:正常運(yùn)行條件:a、山塘水位在正常蓄水位41.60m時(shí),下游壩坡發(fā)生穩(wěn)定滲流時(shí)的穩(wěn)定分析;b、山塘水位在38.00m(放水管進(jìn)口高程)時(shí)的上游坡穩(wěn)定分析。非常運(yùn)行條件:a、山塘水位在正常蓄水位41.60m時(shí),同時(shí)考慮度地震的下游壩坡穩(wěn)定分析。b、山塘按正常蓄水位41.60m驟降至38.00m的上游坡穩(wěn)定分析。(4)穩(wěn)定分析成果根據(jù)導(dǎo)則規(guī)定:采用瑞
91、典圓弧法計(jì)算時(shí),壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù):正常運(yùn)用條件為1.15,非常運(yùn)用條件為1.05,穩(wěn)定分析計(jì)算成果見表4-2。表4-2 大壩穩(wěn)定計(jì)算成果表運(yùn)行條件計(jì) 算 工 況最小安全系數(shù)kmin規(guī)范允許值k允上游坡下游坡正常運(yùn)行條件正常蓄水位41.60m1.3191.15水位在放水口高程38.00m1.4551.15非常運(yùn)行條件正常蓄水位41.60m時(shí)遇地震下游坡1.3141.05正常蓄水位41.60m驟降至38.00m1.4231.05說明:由于該山塘庫容小,驟降經(jīng)常發(fā)生,把水位驟降作為非常條件考慮從計(jì)算結(jié)果看,大壩各壩坡穩(wěn)定安全系數(shù)滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。圖4-1 下游穩(wěn)定滲流期計(jì)算結(jié)果圖 圖4-2 上游
92、水位驟降穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果圖圖4-3 下游穩(wěn)定滲流+級地震計(jì)算結(jié)果圖6.3放水工程設(shè)計(jì)現(xiàn)場觀察啟閉設(shè)施較為完整,無需進(jìn)行更換。但由于壩體加高,壩坡有變化,應(yīng)對進(jìn)水口進(jìn)行加固。6.0其他工程 巡查值班房面積15m2、標(biāo)牌。7 施工組織設(shè)計(jì)7.1 施工條件7.1.1 工程條件本項(xiàng)目所處地理位置位于XX街道XX村,有拖拉機(jī)便道通至壩腳,交通不太便利。施工用水可直接山塘取水;施工用電可就近變壓器架設(shè)用電線路。本工程所需建筑材料水泥、黃砂可在附近采購,碎石使用新鮮、堅(jiān)硬塊石軋制。施工導(dǎo)流可用放水涵管導(dǎo)流。7.1.2 自然條件 本區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)的海洋水文特征,氣候溫和潮濕,四季分明,日照充足,雨量充沛。但
93、降雨量年際和季節(jié)變化較大,分配極不均勻。冬季受北方冷高壓氣團(tuán)控制,以晴冷干燥天氣為主;春夏之交北方冷高壓氣團(tuán)和太平洋暖氣流在此相遇對峙,形成典型的梅雨天氣,陰雨綿綿,雨量增多;夏秋之季,又常受臺風(fēng)暴雨和高溫干旱侵襲,往往造成洪澇災(zāi)害。根據(jù)流域附近XX雨量站資料,流域多年平均降雨量1402.9mm,最大年降雨量為2201.4mm(1973年),2005年9月11日卡努臺風(fēng)最大日降雨量達(dá)401.0mm。7.2 主體工程施工7.2.1壩頂施工壩頂施工包括壩頂開挖回填,鋪設(shè)條紋仿石和路緣。壩頂高出部分進(jìn)行人工開挖,開挖面應(yīng)力求平順,開挖土用于找平高程不足之處,人工分層夯實(shí)。須嚴(yán)格按照土壩施工規(guī)范進(jìn)行,
94、壓實(shí)度0.95。防浪墻為漿砌塊石,要求墻面勾縫,粘結(jié)牢固,墻面潔凈,縫條光潔、整齊。鋪設(shè)條紋仿石和路緣施工需滿足規(guī)范要求。7.2.2壩坡施工 壩坡施工前要進(jìn)行清理,清除干凈草根,整平夯實(shí)壩坡。鋪設(shè)六角塊下面瓜子片墊層要均勻,護(hù)坡周邊采用現(xiàn)澆混凝土調(diào)整。7.2.3帷幕灌漿施工1、應(yīng)選擇低水位或空水位時(shí)施工。2、灌漿材料及孔序 采用425普通硅酸鹽水泥,細(xì)度80m方孔篩的篩余量5%。灌漿采用三序孔施工,灌漿采用分序加密原則進(jìn)行。 3、灌漿方法及灌漿壓力 帷幕灌漿孔深必須達(dá)到設(shè)計(jì)孔深。灌漿采用自下而上分段循環(huán)式灌漿方法。灌漿壓力為接觸段壓力0.3MPa,第一段0.4MPa,以下各段巖石每增加1.0m
95、,壓力增加0.05MPa,最大壓力為2.0MPa。 4、漿液配比及灌漿段長 帷幕灌漿采用5、3、2、1、0.8、0.6、0.5七個(gè)比級水灰比,開灌為5。灌漿段長6m,接觸段2m。 5、待凝時(shí)間及封孔 設(shè)計(jì)待凝時(shí)間:接觸段和第一段為36h,以下各段結(jié)束漿液水灰比為35時(shí),待凝18h,水灰比為0.52時(shí)為12h。封孔采用分段機(jī)械封孔。 鉆孔孔位誤差、孔底偏差、沖壓、壓水試驗(yàn)、灌漿及漿液變換、結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)按照規(guī)范SL62-94執(zhí)行。7.2.4套井施工1、應(yīng)選擇低水位或空水位時(shí)施工。2、套井施工工序先打主井1、2號井;回填勒實(shí)后,再打套井3號;回填勒實(shí),再打4號井;回填勒實(shí)后,再打5號井,依此類推,按順序
96、進(jìn)行。套井施工要求造孔:用沖抓方式打井機(jī)具在防滲墻布置的軸線上鉆孔,開孔直徑1.1m。要求鉆孔垂直,造孔順序?yàn)橄戎骶筇拙拙行木?.8m,共布置單排套井。回填夯實(shí):清除井底浮土、碎石厚應(yīng)以物理力學(xué)性能好的粘土回填,回填時(shí)應(yīng)保持井底無水。如井內(nèi)有滲水應(yīng)抽干,或傾倒干土反復(fù)抓凈以至把水抽干,然后再分層回填粘土并夯實(shí),放入松土厚以0.300.5m為宜,回填土的含水量控制在22%24%,夯實(shí)后干容重不低于1.5g/cm。相鄰兩孔之間搭接厚度0.22m。7.3 施工總布置根據(jù)本工程的特點(diǎn),施工總布置采用集中布置,盡量在建筑物及其施工現(xiàn)場附近,且交通便利之處,布置生產(chǎn)、生活設(shè)施。開挖的土方,盡量互相
97、利用,使之挖填基本平衡,不另設(shè)棄土場地。施工布置包括砂石料堆場、拌和站、倉庫及臨時(shí)生活辦公用房等設(shè)施。根據(jù)施工要求和交通運(yùn)輸條件進(jìn)行布置。7.4 施工總進(jìn)度7.4.1施工進(jìn)度安排原則本工程施工總進(jìn)度根據(jù)工程特性、自然條件、施工條件等因素進(jìn)行安排,特別是利用枯水期的有利季節(jié),增大施工力度。據(jù)此,擬定本工程施工總工期為6個(gè)月。7.4.2施工總進(jìn)度(1) 準(zhǔn)備工程本工程施工難度不大,準(zhǔn)備工作相對較為簡單,在1個(gè)月內(nèi)完成。(2)主體工程施工本工程計(jì)劃5個(gè)月內(nèi)完成,力爭在枯水期內(nèi)完成主體工程。施工前應(yīng)做好各項(xiàng)前期準(zhǔn)備工作,備足材料,合理安排組織好施工人員和施工進(jìn)度計(jì)劃。8 環(huán)境影響評價(jià)本次整治工程主要是
98、壩頂開挖、回填及壩坡壩頂整治。工程對環(huán)境的不利影響主要在工程施工期,工程建造過程中,基礎(chǔ)開挖、加工以及堆置均可能造成局部的植被破壞等。為了盡量減小工程對周圍環(huán)境的不利影響,一方面應(yīng)做好庫區(qū)的整體規(guī)劃,減少重復(fù)工程;另一方面應(yīng)詳盡勘探、合理設(shè)計(jì)和精心施工,盡可能減少開挖面,減少生態(tài)破壞;對工程產(chǎn)生的棄渣要進(jìn)行妥置,并做好各棄渣場和主開挖面的植被恢復(fù),防止水土流失,以真正達(dá)到興利之目的。XX山塘工程具有提供引用水及灌溉效益,促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)的發(fā)展,山塘建設(shè)會對環(huán)境有一定的影響,但這種影響是局部的、次要的。從長遠(yuǎn)、全局利益考慮,對環(huán)境的影響是利多弊少,在落實(shí)環(huán)保措施及環(huán)境管理計(jì)劃的前提下,本工程建設(shè)
99、無重大環(huán)境制約因子,從環(huán)境角度分析,本工程的實(shí)施是可行的。 9 工程管理9.1 管理機(jī)構(gòu)及職能XX山塘主管單位是XX街道辦事處,山塘日常管理由XX村負(fù)責(zé),需編制管理員1名,主要管理職責(zé)是負(fù)責(zé)大壩的管理運(yùn)行,維修的管理,以及遵照政策規(guī)定收取費(fèi)用的工作。 管理單位在確保工程安全和充分發(fā)揮工程效益前提下,應(yīng)利用水土資源,開展綜合經(jīng)營創(chuàng)造財(cái)富,并盡可能在大壩管理范圍內(nèi)開展植樹造林、美化環(huán)境、保護(hù)生態(tài),改善管理人員的工作條件和生活條件。9.2 山塘管理范圍和保護(hù)范圍根據(jù)中華人民共和國水法,劃定各建筑物的管理范圍和保護(hù)范圍。大壩左右壩頭以外及壩下游50m內(nèi),納入工程管理范圍。管理范圍外延20m為山塘保護(hù)范
100、圍。工程管理范圍內(nèi)的設(shè)施、土地、林木等,任何單位和個(gè)人不得毀壞、侵占;保護(hù)范圍內(nèi),不得進(jìn)行爆破、打井、采礦等危及建筑物安全的活動,為保護(hù)山塘水質(zhì),庫區(qū)內(nèi)要禁絕工業(yè)污染,生活污水要經(jīng)處理后才能排入庫內(nèi)。按設(shè)計(jì)管理范圍,建設(shè)管理單位應(yīng)會同土地管理部門埋設(shè)界樁、標(biāo)牌。9.3 工程管護(hù)工程經(jīng)驗(yàn)收合格后,施工單位列出建筑物清單移交管理單位,對已建工程進(jìn)行維護(hù)和維修,同時(shí)要教育村民自覺保護(hù)工程,使其長期發(fā)揮有利于生產(chǎn)、生活的效益10 工程招投標(biāo)10.1 編制要求根據(jù)國務(wù)院辦公廳國辦發(fā)200134號文件、國家發(fā)展計(jì)劃委員會第9號令規(guī)定要求和甬發(fā)改委2006450號文件關(guān)于印發(fā)XX市工程建設(shè)項(xiàng)目招標(biāo)方案核準(zhǔn)暫
101、行辦法的通知,凡是依法必須進(jìn)行招標(biāo)的工程建設(shè)項(xiàng)目,按照工程建設(shè)項(xiàng)目審批管理的有關(guān)規(guī)定,在初步設(shè)計(jì)內(nèi)容中增加有關(guān)招標(biāo)的內(nèi)容。不設(shè)可行性研究報(bào)告時(shí),其招標(biāo)方案的內(nèi)容應(yīng)增加在項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)報(bào)告中,并單列“招標(biāo)專章”。10.2 招標(biāo)內(nèi)容XX山塘整治工程位于XX區(qū)XX街道,為等工程,工程部分靜態(tài)總投資約167.03萬元。工程招標(biāo)單位XX街道辦事處,按上級部門規(guī)定,招標(biāo)內(nèi)容按項(xiàng)目劃分、招標(biāo)范圍、招標(biāo)組織形式、招標(biāo)方式四項(xiàng)進(jìn)行說明。(1)項(xiàng)目劃分本工程建設(shè)項(xiàng)目為等工程,項(xiàng)目劃分為勘測、設(shè)計(jì)、建筑工程、安裝工程、監(jiān)理、及其它項(xiàng)目。建筑安裝工程和工程監(jiān)理建議分為1個(gè)標(biāo)段。(2)招標(biāo)范圍本工程招標(biāo)范圍采用部分招標(biāo)方
102、式,其中勘察、測量、設(shè)計(jì)由業(yè)主委托,建筑工程、監(jiān)理實(shí)行全部招標(biāo)。(3)招標(biāo)組織形式本工程項(xiàng)目建設(shè)的建筑工程、監(jiān)理采用的招標(biāo)組織形式按照工程的規(guī)模以及建設(shè)單位的組合結(jié)構(gòu)采用委托招標(biāo)形式。(4)招標(biāo)方式監(jiān)理、建筑工程建議采用公開招標(biāo)方式,在本著公開、合理、質(zhì)量保證的前提下,選擇適合的既利于資源開發(fā)、又利于業(yè)主節(jié)資,且具有相關(guān)資質(zhì)單位為工程建設(shè)服務(wù)。(5)報(bào)送表格詳見表11-1:表11-1 建設(shè)工程項(xiàng)目招標(biāo)基本情況表建設(shè)項(xiàng)目名稱招標(biāo)范圍招標(biāo)組織形式招標(biāo)方式不采用招標(biāo)方式招標(biāo)費(fèi)用估算金額全部招標(biāo)部分招標(biāo)自行招標(biāo)委托招標(biāo)公開招標(biāo)邀請招標(biāo)勘察設(shè)計(jì)建筑工程監(jiān)理其他情況說明:建設(shè)單位簽章年 月 日11 節(jié)能專
103、章11.1 資源利用本工程需占用的重要自然資源為土地,其他所需的重要資源為水、電和建筑材料。11.1.1 土地利用現(xiàn)狀本工程需要利用土地為原有壩址占地,無需征地。11.1.2 供水本工程的供水水源來自本山塘水。11.1.3 供電本工程電源直接從附近現(xiàn)有電網(wǎng)接入。11.1.4 建筑材料本工程在設(shè)計(jì)、施工過程中優(yōu)先采用國家規(guī)定的環(huán)保節(jié)能型建筑材料;充分利用已有資源。11.2 節(jié)能及節(jié)水措施11.2.1 節(jié)能本工程節(jié)能措施主要有:設(shè)備選型時(shí)應(yīng)盡量選用節(jié)能型低能耗設(shè)備;照明采用高效節(jié)能型照明設(shè)施;電線線路選用低損耗、節(jié)能型電線。11.2.2 節(jié)水1)本工程用水設(shè)施采用節(jié)水型設(shè)施。2)加強(qiáng)用水管理,提高
104、節(jié)水意識。12 結(jié)論與建議根據(jù)XX區(qū)XX街道XX山塘安全技術(shù)認(rèn)定綜合評價(jià)報(bào)告分析,建議對有關(guān)部門及時(shí)采取措施確保下游出口處百姓生命財(cái)產(chǎn)安全。XX山塘整治工程的實(shí)施將受益于下游所有利用該山塘水源的百姓,因此建議各有關(guān)部門給予大力支持,使該工程早日開工,百姓早收益。 XX山塘工程特性表序號項(xiàng) 目單 位數(shù) 值備 注1流域特征流域面積km20.382主流長度m969主河道平均比降4142多年平均年降水量mm1402.93水位正常蓄水位m41.60設(shè)計(jì)洪水位m42.5120年一遇校核洪水位m42.87200年一遇4特征流量設(shè)計(jì)入庫流量(P=5%)m3/s13.77設(shè)計(jì)下泄流量(P=5%)m3/s8.92校核入庫流量(P=0.5%)m3/s20.94校核下泄流量(P=0.5%)m3/s14.625庫容正常庫容萬m35.80總庫容萬m38.176樞紐特性(1)大壩大壩類型心墻土壩壩頂寬度m3.30壩頂高程m43.6085國家高程系防浪墻頂高程m44.30壩高m11.30壩頂長m150上/下游壩坡1:1.5/1:1.751:2(2)溢洪道溢洪道型式 寬頂堰消能方式堰頂高程m41.60寬度m6(3)放水工程進(jìn)/出口高程m38.00進(jìn)口形式m斜拉式尺寸m涵管長度進(jìn)口插門mm4007工程投資萬元172.02