水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì) </b></p><p>　　**水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)</p><p>　　ENGINEERING DESIGN TO REMOVAL THE DANGROUS AND</p><p>　　REINFOCE THE QUANTITY OF RESERVOIR LONGWANGSHAN</p>

2、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要:1</b></p><p><b>　　關(guān)鍵詞：1</b></p><p><b>　　1 前言1</b></p><p><b>　　2 綜合

3、說(shuō)明2</b></p><p>　　2.1 水庫(kù)基本概況2</p><p>　　2.2 水庫(kù)樞紐概況3</p><p>　　2.3 水文概況3</p><p>　　2.3.1 設(shè)計(jì)點(diǎn)暴雨4</p><p>　　2.3.1 設(shè)計(jì)面暴雨4</p><p>　　2.3

4、.3 設(shè)計(jì)暴雨時(shí)程分配4</p><p>　　2.4 工程地質(zhì)概況5</p><p>　　2.4.1 壩址處工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)5</p><p>　　2.4.2 壩基工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)6</p><p>　　2.5 水庫(kù)存在的病險(xiǎn)問(wèn)題6</p><p>　　3 水文及調(diào)洪演算6</p>

5、<p>　　3.1 設(shè)計(jì)洪水計(jì)算6</p><p>　　3.1.1 地面凈峰流量6</p><p>　　3.1.2 洪水過(guò)程線(xiàn)的推求7</p><p>　　3.1.3 洪水結(jié)果合理性分析8</p><p>　　3.1.4 施工分期洪水9</p><p>　　3.2 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算10&

6、lt;/p><p>　　3.2.1 洪水標(biāo)準(zhǔn)10</p><p>　　3.2.2 基本資料10</p><p>　　3.2.3 調(diào)洪演算及成果12</p><p>　　3.3 水庫(kù)抗洪能力演算13</p><p>　　3.3.1 水庫(kù)大壩壩頂高程復(fù)核13</p><p>　　3.

7、3.2 復(fù)核結(jié)論15</p><p>　　3.3.3 溢洪道控制段導(dǎo)墻頂部高程復(fù)核15</p><p>　　4 除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.1 工程任務(wù)和規(guī)模16</p><p>　　4.2 主要項(xiàng)目的加固工程設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.2.1 大壩防滲設(shè)計(jì)16</

8、p><p>　　4.2.2 大壩坡面整修設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.3 擋水建筑物加固設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.3.1 擋水建筑物（大壩）17</p><p>　　4.4 輸水建筑物加固設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.4.1 輸水建筑物險(xiǎn)情概述19</p><p>

9、;　　4.4.2 涵洞封堵設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.4.3 右岸新開(kāi)輸水隧洞設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.4.3 泄水建筑物（溢洪道）設(shè)計(jì)22</p><p><b>　　5 總結(jié)29</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)30</b></p>&l

10、t;p><b>　　致 謝30</b></p><p><b>　　附錄31</b></p><p>　　**水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)</p><p>　　摘 要:中小型水庫(kù)對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民的生活有著重要的意義。近年來(lái)有關(guān)部門(mén)加大了對(duì)水利基礎(chǔ)設(shè)施的投資力度，加強(qiáng)了病險(xiǎn)水庫(kù)工程的除險(xiǎn)加固。本設(shè)計(jì)以**水庫(kù)為例

11、，具體對(duì)**水庫(kù)的水文調(diào)洪演算、擋水建筑物、輸水建筑物、泄水建筑物（溢洪道）的除險(xiǎn)加固進(jìn)行了計(jì)算和分析。通過(guò)對(duì)相應(yīng)建筑物的水力計(jì)算選擇出合適的方案對(duì)相應(yīng)建筑物進(jìn)行加固。以達(dá)到除險(xiǎn)加固的目的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：調(diào)洪演算、大壩、輸水涵洞、溢洪道</p><p>　　Engineering Design to Removal the Dangerous and Reinforce t

12、he Quantity of Reservoir Longwangshan</p><p>　　(College of Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)</p><p>　　Abstract: Small and medium-sized reservoirs for agricultur

13、al production and people's lives of great significance. In recent years, relevant departments to increase investment in water infrastructure, and strengthen the reinforcement of the reservoirs .This designed to reser

14、voir for example of Longwangshan, the specific reservoir hydrological flood calculus, retaining structures, conveyance structures, the reinforcement of the discharge structure (spillway) is calculated and analyzed about

15、of the</p><p>　　Key words: Flood Routing, dams, water culvert, spillway</p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　據(jù)資料,截至目前,我國(guó)已建成各類(lèi)水庫(kù)8.4萬(wàn)座,其中小型水庫(kù)8.1萬(wàn)座,占水庫(kù)總數(shù)的96.2%。數(shù)量龐大的小型水庫(kù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)

16、揮了重要作用。 湖南省地形由平原、丘陵、盆地交錯(cuò)組成。大部地區(qū)皆為山嶺崎嶇、峰巒疊嶂、地形復(fù)雜的山地,而多梯田梯土與山谷地形。已建小型水庫(kù)星羅棋布,遍及全省,極大地改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件,增強(qiáng)了抗御自然災(zāi)害的能力,為城鄉(xiāng)人民生產(chǎn)生活提供了水資源保障。特別是對(duì)廣大山丘區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,改善生態(tài)環(huán)境建設(shè),建設(shè)秀美山川發(fā)揮了不可替代的作用。 但是由于大多數(shù)水庫(kù)建于20世紀(jì)50年代后期至70年代初期,在此期間修建的小型水庫(kù)多屬“三無(wú)”“三邊”工程,工

17、程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)底,施工質(zhì)量差,配套設(shè)施簡(jiǎn)陋不全,加上幾十年運(yùn)行,工程老化。因此,小型水庫(kù)存在很多問(wèn)題,主要表現(xiàn)在防洪標(biāo)準(zhǔn)低,大壩滲漏、裂縫和壩坡滑塌等問(wèn)題普遍存在。既影響水庫(kù)效益的發(fā)揮,也降低了水庫(kù)的防洪能力,而且威脅下游人民群眾的安全,成為水庫(kù)安全管理的巨大隱患。 近年來(lái)各級(jí)水利部門(mén)積極努力,大力度進(jìn)行病險(xiǎn)水庫(kù)加固處理。 </p><p>　　因此，這次將**水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)也是很有意義的?，F(xiàn)如今中

18、國(guó)仍有許多病險(xiǎn)水庫(kù)尚未得到處理，這就需要我們從事水利的人去解決它。在這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中可以培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用已學(xué)過(guò)的理論知識(shí)和技能,分析和解決本專(zhuān)業(yè)范圍內(nèi)的實(shí)際工程問(wèn)題的能力，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想,掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。通過(guò)調(diào)查研究,查閱文獻(xiàn)資料,培養(yǎng)我們嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)，勇于創(chuàng)新和開(kāi)拓進(jìn)取的精神。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì),要求我們?cè)诮處煹闹笇?dǎo)下,獨(dú)立完成設(shè)計(jì)課題所規(guī)定的全部?jī)?nèi)容。全面提升綜合能力，使之在我國(guó)以后的水利工程事業(yè)中發(fā)揮更

19、大作用。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要是根據(jù)工程地區(qū)的勘察和研究報(bào)告以水文資料，完成對(duì)水庫(kù)的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)。除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)依據(jù)和基本資料，主要加固工程，大壩加固設(shè)計(jì)，溢洪道加固設(shè)計(jì)輸水隧洞加固設(shè)計(jì)和新建防汛公路。**水庫(kù)承擔(dān)著農(nóng)業(yè)灌溉，防洪和養(yǎng)殖的主要功能，但是一直帶病運(yùn)行，安全問(wèn)題特別突出，嚴(yán)重危及到大壩和下游人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此當(dāng)工程除險(xiǎn)加固完成后，能確保水庫(kù)安全運(yùn)行，提高水庫(kù)有效庫(kù)容，使灌溉

20、、防洪、養(yǎng)殖效益更加突出。**水庫(kù)的險(xiǎn)情主要表現(xiàn)在壩體、壩基滲漏嚴(yán)重；壩體有不均勻沉陷，壩內(nèi)、外坡變形嚴(yán)重，壩體滲漏嚴(yán)重； 溢洪道底板、側(cè)墻破損嚴(yán)重,基礎(chǔ)漏水嚴(yán)重；溢洪道局部存在底板及側(cè)墻被洪水沖毀、垮塌、開(kāi)裂變形嚴(yán)重； 輸水涵管接縫處斷裂，涵管產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致滲漏；放水設(shè)施損壞，防汛公路破損。 </p><p><b>　　2 綜合說(shuō)明</b></p><p>　　

21、2.1 水庫(kù)基本概況</p><p>　　水庫(kù)位于湘江支流舂陵水的支流鹽湖水上，,地處常寧市松柏鎮(zhèn)金水村（左壩肩）和高華村（右壩肩），是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養(yǎng)魚(yú)等綜合效益的?。?）型水庫(kù)。水庫(kù)設(shè)計(jì)灌溉面積1.67km2，防洪保護(hù)耕地1.5 km2，保護(hù)人口2500人。</p><p>　　**水庫(kù)原設(shè)計(jì)控制流域面積2.6km2，干流長(zhǎng)度2.55km，比降22.0‰，水庫(kù)校核洪水位1

22、01.15m，總庫(kù)容108.35萬(wàn)m3，正常蓄水位100.15m，正常庫(kù)容94.64萬(wàn)m3，死水位91.29m，死庫(kù)容14.0萬(wàn)m3，屬年調(diào)節(jié)水庫(kù)；本設(shè)計(jì)復(fù)核后，水庫(kù)控制流域面積1.94km2，干流長(zhǎng)度2.55km，比降22.0‰，水庫(kù)校核洪水位100.96m，總庫(kù)容105.78萬(wàn)m3，正常蓄水位100.15m，正常庫(kù)容94.64萬(wàn)m3，死水位91.29m，死庫(kù)容14.0萬(wàn)m3。</p><p>　　**水庫(kù)運(yùn)行

23、幾十年來(lái)，多次出現(xiàn)重大險(xiǎn)情，雖然對(duì)嚴(yán)重影響大壩安全的問(wèn)題進(jìn)行過(guò)幾次維修處理，但由于資金有限，險(xiǎn)情一直沒(méi)有徹底根除，工程長(zhǎng)期帶病運(yùn)行，水庫(kù)一直控制蓄水，嚴(yán)重影響工程效益的發(fā)揮。</p><p>　　2.2 水庫(kù)樞紐概況</p><p>　　水庫(kù)樞紐建筑物包括大壩、溢洪道和輸水涵洞。</p><p>　　大壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程為101.60m。大壩分為左、右兩部份，

24、中間隔一小山丘（烏龜嶺）。左側(cè)壩（1#壩）壩頂軸線(xiàn)長(zhǎng)58.0m，壩頂寬度4.5m，最大壩高19.70m。上游設(shè)有一級(jí)平臺(tái)，其平臺(tái)高程為95.65m，寬度為1.20m。壩坡坡比由上而下為1：1.57和1：2.41。下游壩坡未設(shè)平臺(tái)，其坡比為1：2.35；右側(cè)壩（2#壩）壩頂軸線(xiàn)長(zhǎng)約65.0m，壩頂寬度6.5m，最大壩高15.6m。上游壩坡設(shè)有一級(jí)平臺(tái)，其高程及寬度同左側(cè)壩。而壩坡坡比為1：2.14和1：2.5。下游壩坡設(shè)有一級(jí)平臺(tái)，其平臺(tái)

25、高程為95.36m，寬度為2.40m，壩坡坡比為1：2.52和1：2.43。兩側(cè)大壩上下游坡面均已用塊石砌護(hù),厚0.3m。</p><p>　　溢洪道設(shè)在右壩肩，為正槽式溢洪道。其控制段堰頂寬7.09m，堰頂高程100.15m。左側(cè)采用漿砌塊石砌護(hù)，砌護(hù)高度2.39m；右側(cè)為風(fēng)化破碎巖體；底板用漿砌塊石砌護(hù)，厚度0.3m。下游泄槽段寬5～7m不等，左側(cè)亦采用漿砌塊石砌護(hù)，砌護(hù)高度1.0～2.39m；右側(cè)為風(fēng)化破碎

26、巖體，底板為風(fēng)化破碎砂頁(yè)巖，局部澆筑砼防沖。下游無(wú)消力池。</p><p>　　輸水涵洞設(shè)在大壩左岸?？傞L(zhǎng)62.0m。洞身為漿砌石箱涵，斷面尺寸為0.4m×0.4m（寬×高），設(shè)計(jì)流量0.163m³/s。涵洞進(jìn)口底板高程為91.29m。采用臥管分層放水，放水孔徑為0.2m。</p><p><b>　　2.3 水文概況</b></

27、p><p>　　水庫(kù)所在流域氣候溫和，多年平均溫度為18℃，多年平均雨量為1376.1mm，無(wú)霜期在290天左右，適宜作物生長(zhǎng)，流域盛行正北風(fēng)，占全年風(fēng)向50%以上。</p><p>　　**水庫(kù)壩址以上的主河道特征為：壩址以上原設(shè)計(jì)控制集雨面積2.6km2，干流長(zhǎng)度2.55km，比降22‰，經(jīng)復(fù)核控制集雨面積為1.94km2。</p><p>　　**水庫(kù)流域內(nèi)無(wú)水文

28、測(cè)站，無(wú)雨量站。按照《湖南省小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)導(dǎo)則》（湘建管函【2010】8號(hào)）要求，對(duì)于缺乏實(shí)測(cè)資料的小型水庫(kù)，利用1984年9月湖南省水利水電廳編制出版的《湖南省暴雨洪水查算手冊(cè)》進(jìn)行暴雨洪水計(jì)算。</p><p>　　2.3.1 設(shè)計(jì)點(diǎn)暴雨</p><p>　　從《查算手冊(cè)》中可知：**水庫(kù)所在流域位于湖南省暴雨一致區(qū)第8區(qū)，其所在流域的產(chǎn)流分區(qū)第一區(qū)：（I0=30mm）

29、。</p><p>　　根據(jù)水庫(kù)的地理位置查《查算手冊(cè)》中的圖（三）得該流域中心最大24小時(shí)點(diǎn)雨量為H24點(diǎn)=100mm，查圖（四）得變差系數(shù)Cv=0.43,由Cs=3.5Cv查皮爾遜Ⅲ型曲線(xiàn)的模比系數(shù)Kp值表（二）得出各設(shè)計(jì)頻率的Kp值，再由H24點(diǎn)=100mm乘以相應(yīng)的Kp值得各設(shè)計(jì)頻率的24小時(shí)點(diǎn)暴雨H24點(diǎn)。</p><p>　　2.3.1 設(shè)計(jì)面暴雨</p>&l

30、t;p>　　**水庫(kù)所在流域位于湖南省暴區(qū)一致區(qū)的第8區(qū)，水庫(kù)壩址以上控制集雨面積1.94km2，查圖二十三“八區(qū)α～F關(guān)系線(xiàn)圖”，得點(diǎn)面系數(shù)α=1，求得各設(shè)計(jì)頻率的24小時(shí)面暴雨H24面。</p><p>　　表1 水庫(kù)庫(kù)區(qū)最大24小時(shí)暴雨量</p><p>　　Table 1 The maximum 24 hour rainfall in reservoir area</

31、p><p>　　2.3.3 設(shè)計(jì)暴雨時(shí)程分配</p><p>　　根據(jù)各頻率的H24面面暴雨量，F(xiàn)=1.94km2，查《查算手冊(cè)》圖三十八得各設(shè)計(jì)頻率的n2值,查圖三十九得各設(shè)計(jì)頻率的n3值。</p><p>　　表2 水庫(kù)不同頻率下的n2、n3值</p><p>　　Table 2 The reservoirs at different f

32、requencies values ??in n2, n3 </p><p>　　已知n2、n3，代入以下公式，分別求出各設(shè)計(jì)頻率1、3、6、12小時(shí)的面暴雨， (1)</p><p><b>　　(2)</b></p><p>　　表3 水庫(kù)最大1、3、6、12、24小時(shí)

33、面暴雨量</p><p>　　Table 3 Reservoir the maximum amount of 1, 3, 6, 12 and 24 hours of face rainstorm</p><p>　　按照《查算手冊(cè)》表（十）概化雨型時(shí)程分配百分?jǐn)?shù)，即可算出各設(shè)計(jì)頻率二十四小時(shí)暴雨時(shí)程分配。</p><p>　　2.4 工程地質(zhì)概況</p>

34、;<p>　　工程區(qū)地處常寧市東北角的舂陵水的左岸，為衡陽(yáng)紅色盆地的南部邊緣區(qū)和水口山鉛鋅礦的東南側(cè)。水庫(kù)區(qū)左岸和大壩下游地形開(kāi)闊，為衡陽(yáng)丘陵區(qū)邊緣，山頂渾圓，山坡平緩，最高山頂有二個(gè)，均位庫(kù)區(qū)左岸，為白源石（峰頂高程146.00m）、楊塘山（峰頂高程191.00m）。由紅砂巖組成，為油茶和灌木叢地。湘江右岸Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)沖積埋積階地發(fā)育，是主要的農(nóng)耕區(qū)。水庫(kù)區(qū)右岸和庫(kù)尾為中低山區(qū)，最高山峰為老朋山嶺（峰頂高程254.00m）

35、，多為砂頁(yè)巖和灰?guī)r組成，山間盆地發(fā)育，山頂山坡有油茶和灌木叢。舂陵水左岸有Ⅰ級(jí)階地埋積，多為粉細(xì)砂，底部有厚0.5～1.0m的砂卵礫石夾粉砂、粘土層，多以旱作物為主。</p><p>　　水庫(kù)下游灌區(qū)地質(zhì)較低，灌區(qū)渠道多傍山開(kāi)挖，以自流灌溉為主。</p><p>　　2.4.1 壩址處工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)</p><p>　　大壩壩址處于溪溝的較窄出口，其地形兩岸不對(duì)

36、稱(chēng)，左岸山頂較低，左壩肩下游側(cè)有一走向北東的山坡，其坡向SE，地勢(shì)較為寬闊，壩肩受此限制，無(wú)下移回旋，右側(cè)山頂較高，邊坡較陡，向NW方向延伸。兩山之間有一山包，名烏龜嶺，山頂?shù)桶?，其山頂高程約115.0m。該山的右側(cè)有一埡口，現(xiàn)為2#壩和溢洪道所在地，該山的左側(cè)則為原河流通過(guò)處，由于中間小山丘的影響，本大壩分為左右兩壩體，左側(cè)稱(chēng)為1#壩體，壩頂軸長(zhǎng)58.0m，中間為一山丘，已將山頂挖平至壩頂高，寬17.0m，右側(cè)稱(chēng)為2#壩體，壩頂軸長(zhǎng)6

37、5.0m，右岸山腳為溢洪道。</p><p>　　壩址區(qū)兩岸基巖裸露，為三迭系下統(tǒng)張家坪組（T1z）上部為黃綠色頁(yè)巖和粉砂巖，下部為灰色灰質(zhì)頁(yè)巖，多已強(qiáng)烈風(fēng)化呈黃色，巖體破碎。其左岸全風(fēng)化殘積層是大壩填筑土的主要來(lái)源。右岸因山坡陡，巖全風(fēng)化破碎，溢洪道右側(cè)未支護(hù)，常因巖體坍塌，而使溢洪受阻，影響正常運(yùn)行。</p><p>　　2.4.2 壩基工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)</p><

38、;p>　　大壩壩基持力層主要為三迭系下統(tǒng)張家坪組（T1z）：上部以黃色、黃綠色的砂質(zhì)頁(yè)巖為主，夾有泥灰?guī)r、粉砂巖，厚層～中厚層狀，下部為黃色粉砂巖和灰色炭質(zhì)頁(yè)巖，風(fēng)化強(qiáng)烈，由于本區(qū)為向斜的核部，且周邊有三條壓扭性斷層，巖層被擠壓，節(jié)理發(fā)育，巖體破碎，地表常見(jiàn)松散變形體，并產(chǎn)生坍塌、滑移變形。</p><p>　　2.5 水庫(kù)存在的病險(xiǎn)問(wèn)題</p><p>　　大壩長(zhǎng)期帶病運(yùn)行，水庫(kù)

39、一直控制蓄水，嚴(yán)重影響工程效益的發(fā)揮。對(duì)于水庫(kù)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，雖然進(jìn)行了幾次維修加固，但由于資金、技術(shù)原因，維修工作并非十分有效，仍存在許多問(wèn)題：</p><p>　　(1)壩體、壩基漏水嚴(yán)重，需進(jìn)行防滲處理；上、下游護(hù)坡均破壞嚴(yán)重，需要重新襯砌；</p><p>　　(2)輸水涵洞漏水嚴(yán)重，洞身支護(hù)質(zhì)量差，需進(jìn)行改造；</p><p>　　(3)溢洪道右山坡

40、坡陡，巖體破碎，多次塌滑，且至今仍在變形，阻塞泄槽，需及時(shí)處理。溢洪道右側(cè)導(dǎo)墻有50余米長(zhǎng)和大部分底板未支護(hù)，需及時(shí)襯砌；末端增設(shè)消能設(shè)施。</p><p>　　(4)由于缺乏技術(shù)力量，無(wú)法組織力量提出加固處理技術(shù)方案。</p><p>　　3 水文及調(diào)洪演算</p><p>　　3.1 設(shè)計(jì)洪水計(jì)算</p><p>　　按照1984年9

41、月湖南省水利水電廳編制出版的《湖南省暴雨洪水查算手冊(cè)》推求設(shè)計(jì)洪水，采用推理公式法中的圖解試算法進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　3.1.1 地面凈峰流量 </p><p><b>　?。?）根據(jù)</b></p><p><b>　　(3)</b></p><p>　　查《暴雨手冊(cè)》，考慮到本工程的

42、實(shí)際情況及參照集雨面積與m關(guān)系采用公式：m=0.145θ0.489算得m=0.394。</p><p>　　(2) 列表計(jì)算Rt/t，根據(jù)各時(shí)段的徑流深R上，自最大時(shí)段凈雨開(kāi)始，向前后相鄰時(shí)段連續(xù)累加，得各時(shí)段的∑R上，并除以相應(yīng)的歷時(shí)得值Rt/t。</p><p>　　（3）點(diǎn)繪 Rt/t～t關(guān)系曲線(xiàn)圖</p><p>　?。?）用試算法求Qm和τ</p&g

43、t;<p>　　設(shè)t1=a查Rt/t～t關(guān)系曲線(xiàn)，得值Rt/t，</p><p><b>　　(4)</b></p><p><b>　　(5)</b></p><p>　　a=b時(shí)， Qm為計(jì)算取值。</p><p>　　**水庫(kù)洪水計(jì)算成果采用本次根據(jù)《手冊(cè)》所計(jì)算的成果，即校核（

44、300年一遇）地面洪峰流量為22.08m3/s，設(shè)計(jì)（30年一遇）地面洪峰流量為15.78m3/s， 20年一遇地面洪峰流量為14.57m3/s。</p><p>　　表4 **水庫(kù)設(shè)計(jì)地面洪峰流量及參數(shù)表</p><p>　　Table 4 The table of reservoir design ground peak flow and parameter list about L

45、ongwangshan</p><p>　　3.1.2 洪水過(guò)程線(xiàn)的推求</p><p>　　（1）用徑流分配系數(shù)法求地面徑流過(guò)程</p><p>　　已知R上，Qm，F(xiàn)，則時(shí)段地面徑流量為:</p><p>　　取(Δt=1) 峰量比： (6)</p><

46、;p>　　查《查算手冊(cè)》中的徑流分配系數(shù)表，選用峰量比為徑流分配系數(shù)， 然后用各時(shí)段分配系數(shù)分別乘以∑Qi，即得相應(yīng)凈流深（R上）的地面徑流過(guò)程Qi～t。</p><p>　　（2）地下徑流過(guò)程的計(jì)算</p><p>　　已知地下徑流深R下=R總-R上， 由Qi～t過(guò)程知地面徑流過(guò)程底寬為t小時(shí)，以第t 小時(shí)處為地下徑流峰頂位置。按等腰三角形關(guān)系求地下徑流峰值Qm地。</p&g

47、t;<p><b>　　(7)</b></p><p>　　自Qm地開(kāi)始每增減一個(gè)時(shí)段，其流量即減少一個(gè)Qm地／t,由此計(jì)算出地下徑流過(guò)程結(jié)果。</p><p>　　地面徑流Qi加地下徑流Q0即得水庫(kù)壩址以上流域各設(shè)計(jì)頻率洪水過(guò)程線(xiàn)。</p><p>　　表5 **水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)</p><p>　　

48、Table 5 The reservoir of design flood hydrograph of Longwangsha</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)洪水總量的計(jì)算</p><p>　　已知各設(shè)計(jì)頻率的R總， F=1.94Km2，根據(jù)公式Wmp=R總×F×1000（m3）,算得各設(shè)計(jì)頻率的洪水總量分別為：</p><p>　　300年一遇

49、洪水：Wm0.33%=252×1.94×1000=48.89×104（m3）</p><p>　　30年一遇洪水： Wm3.33% =170×1.94×1000=32.98×104（m3）</p><p>　　20年一遇洪水： Wm5% =154×1.94×1000=29.88×104（m3）<

50、/p><p>　　3.1.3 洪水結(jié)果合理性分析</p><p>　　本次復(fù)核**水庫(kù)洪水采用《湖南省暴雨洪水查算手冊(cè)》進(jìn)行計(jì)算，該手冊(cè)是目前湖南省無(wú)資料地區(qū)設(shè)計(jì)洪水公認(rèn)的唯一依據(jù)，因此本次洪水計(jì)算成果是合理的。校核（300年一遇）洪峰流量為22.08m3/s，設(shè)計(jì)（30年一遇）洪峰流量為15.78m3/s，20年一遇洪峰流量為14.75m3/s。</p><p>　

51、　表6 水庫(kù)設(shè)計(jì)暴雨洪水成果表</p><p>　　Table 6 The results of about reservoir design flood</p><p>　　3.1.4 施工分期洪水</p><p>　　**水庫(kù)多年統(tǒng)計(jì)9月至次年3月為枯水期，除險(xiǎn)加固施工最好在這個(gè)時(shí)期進(jìn)行。根據(jù)水庫(kù)多年降雨情況，參考周邊水庫(kù)基本資料，對(duì)水庫(kù)9月至次年3 月、1

52、1月至次年2月、12 月至次年1 月的洪水進(jìn)行了初步估算，結(jié)果見(jiàn)下表。 </p><p>　　表7 分期洪水估算表</p><p>　　Table 7 The table of staging the flood estimation </p><p>　　3.2 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算</p><p>　　3.2

53、.1 洪水標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　**水庫(kù)為?。↖）型水庫(kù)，大壩為均質(zhì)土壩，其防洪標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201—94）、《水利水電工程等級(jí)及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252—2000)，設(shè)計(jì)為30～50年一遇，校核為300～1000年一遇。結(jié)合該水庫(kù)的實(shí)際情況，本次洪水復(fù)核，其洪水標(biāo)準(zhǔn)按30年一遇設(shè)計(jì)，300年一遇校核，消能設(shè)計(jì)按20年一遇設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.2.2 基本

54、資料</p><p><b>　?。?）庫(kù)容曲線(xiàn)</b></p><p>　　本次洪水調(diào)度復(fù)核，該水庫(kù)庫(kù)區(qū)植被良好，水庫(kù)淤積很小，庫(kù)容曲線(xiàn)采用復(fù)核后的庫(kù)容曲線(xiàn)成果，其成果見(jiàn)表于8、圖1。</p><p><b>　　表8 庫(kù)容曲線(xiàn)</b></p><p>　　Table 8 The curve o

55、f reservoir capacity </p><p>　　圖1 **水庫(kù)水位—庫(kù)容曲線(xiàn)圖</p><p>　　Figure 1 The curve of reservoir water level - capacity about Longwangshan</p><p><b>　?。?）起調(diào)水位</b></p><

56、p>　　本次洪水調(diào)度復(fù)核，調(diào)洪演算起調(diào)水位為100.15m，即正常蓄水位或堰頂高程，堰寬為7.00m。</p><p><b>　　（3）泄流曲線(xiàn)</b></p><p>　　本水庫(kù)的泄洪堰為寬頂堰，自由出流，取δ=1，無(wú)閘門(mén)控制。當(dāng)水位超過(guò)堰頂高程時(shí)，開(kāi)始泄洪，泄流量按堰流公式:</p><p><b>　　(8)</b

57、></p><p>　　計(jì)算，流量系數(shù)m值按</p><p><b>　　(9)</b></p><p>　　計(jì)算，側(cè)收縮系數(shù)ε值按</p><p><b>　　(10)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)

58、 (11) </p><p>　　計(jì)算，算得水庫(kù)溢洪道的泄洪曲線(xiàn)，計(jì)算成果列圖2、表于9。</p><p>　　表9 **水庫(kù)溢洪道泄流曲線(xiàn)</p><p>　　Table 9 The reservoir spillway flow curve about Longwangshan</p><p>　　圖2**水庫(kù)溢洪道泄

59、流曲線(xiàn)圖</p><p>　　Figure 2 The figure of reservoir spillway discharge curve about Longwangshan</p><p>　　3.2.3 調(diào)洪演算及成果</p><p>　　根據(jù)水量平衡原理，采用武漢水利電力大學(xué)編寫(xiě)的《調(diào)洪演算計(jì)算系統(tǒng)》進(jìn)行計(jì)算，水量平衡方程及動(dòng)力平衡方程為：</

60、p><p><b>　　(12)</b></p><p>　　用程序計(jì)算求得各設(shè)計(jì)洪水相應(yīng)的最高洪水位及最大下泄流量，得到相應(yīng)庫(kù)容值V。</p><p>　　表10 **水庫(kù)調(diào)洪演算成果表</p><p>　　Table 10 The result of reservoir flood regulating calcula

61、tion about Longwangshan </p><p>　　3.3 水庫(kù)抗洪能力演算</p><p>　　3.3.1 水庫(kù)大壩壩頂高程復(fù)核</p><p>　　根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范(SL274-2001)》，水庫(kù)大壩的壩頂高程等于水庫(kù)靜水位與超高之和。同時(shí)，靜水位與超高要分別按不同運(yùn)用情況進(jìn)行計(jì)算，取相應(yīng)組合的最大值為水庫(kù)大壩的壩頂高程。<

62、;/p><p>　　水庫(kù)大壩壩頂在靜水位以上的超高，參照《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范(SL274-2001)》執(zhí)行，計(jì)算式為：</p><p><b>　　(13)</b></p><p>　　式中：Y—壩頂超高(m)；</p><p>　　R—波浪爬高(m)，按莆田試驗(yàn)站公式計(jì)算：</p><p><

63、;b>　　(14)</b></p><p>　　Kp—爬高累積頻率換算系數(shù)，按下表確定：</p><p>　　表11 波浪爬高累積頻率換算系數(shù)表</p><p>　　Table 11 The factor table of about wave run-up cumulative frequency conversion </p>

64、<p>　　—波浪平均爬高(m)，計(jì)算公式為</p><p>　　(m=1.5～5.0) (15)</p><p>　　該式中的K△為斜坡的糙率及滲透性系數(shù)；KV為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，可根據(jù)計(jì)算風(fēng)速V(m/s)，水庫(kù)平均水深d(m)，重力加速度g(m/s2)阻成的無(wú)量綱值再查表確定；m為迎水面坡的邊坡系

65、數(shù)；為壩前波浪的平均波高(m)，計(jì)算式為:</p><p><b>　　(16)</b></p><p>　　式中的F為吹程，單位為（m)；L為按平均波周期計(jì)算的波長(zhǎng)(m)，按</p><p><b>　　(17)</b></p><p>　　計(jì)算，其中的T為平均波周期，單位為秒，計(jì)算式為</

66、p><p><b>　　(18)</b></p><p>　　e—風(fēng)壅水面高度(m)，計(jì)算式為</p><p><b>　　(19)</b></p><p>　　其中的K為綜合摩阻系數(shù)，可取K=3.6×10-6；β為風(fēng)向與垂直于壩軸線(xiàn)的法線(xiàn)的夾角，為保守計(jì)取其為0；其余符號(hào)的意義同前。<

67、/p><p>　　A—安全加高，Ⅳ級(jí)建筑物正常運(yùn)行情況取0.5m，非常運(yùn)行情況取0.3m。</p><p>　　根據(jù)有關(guān)規(guī)范規(guī)定，正常運(yùn)行情況時(shí)波浪的計(jì)算風(fēng)速可采用歷年汛期最大風(fēng)速平均值的1.5倍，非常運(yùn)行情況時(shí)波浪的計(jì)算風(fēng)速可采用歷年汛期最大風(fēng)速平均值。參閱當(dāng)?shù)貧庀筚Y料，本水庫(kù)歷年汛期最大風(fēng)速平均值為13.8m/s。按照以上基本計(jì)算資料和計(jì)算方法，計(jì)算結(jié)果如表12。</p>&

68、lt;p>　　表12 水庫(kù)壩頂超高復(fù)核成果表</p><p>　　Table 12 The results of reservoir crest Super Review</p><p>　　3.3.2 復(fù)核結(jié)論</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析，可得出以下的復(fù)核結(jié)論：</p><p>　　1)**水庫(kù)為?。ㄒ唬┬退畮?kù)，原設(shè)計(jì)洪

69、水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。本次洪水復(fù)核根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94）并結(jié)合工程實(shí)際，確定其設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)300年一遇，復(fù)核洪水標(biāo)準(zhǔn)比原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有所提高。</p><p>　　2)本次洪水復(fù)核算得該水庫(kù)30年一遇的洪峰流量為15.94m3/s ，300年一遇洪峰流量為22.08m3/s。設(shè)計(jì)洪水位為100.77m，相應(yīng)壩頂高程為101.85m；校核洪水位為10

70、0.96m，相應(yīng)壩頂高程為101.83m，即滿(mǎn)足防洪要求的壩頂高程應(yīng)不低于101.85m。而現(xiàn)狀壩頂高程為101.60m，不滿(mǎn)足防洪要求。</p><p>　　3.3.3 溢洪道控制段導(dǎo)墻頂部高程復(fù)核</p><p>　　根據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL253-2000）第2.3.7條規(guī)定，溢洪道控制段的頂部高程應(yīng)不低于校核洪水位加安全超高值（本水庫(kù)參照3級(jí)建筑物取0.3m），即100.96

71、+0.3=101.26m。本水庫(kù)溢洪道控制段導(dǎo)墻頂高程不得低于101.26m，現(xiàn)水庫(kù)溢洪道控制段導(dǎo)墻頂高程為102.54m，滿(mǎn)足規(guī)范要求。</p><p>　　水庫(kù)校核洪水位100.96m時(shí)，溢洪道泄流量10.50m3/s，相應(yīng)水深0.81m，溢洪道控制段導(dǎo)墻凈高2.39m，該水庫(kù)溢洪道正常情況下運(yùn)行滿(mǎn)足要求。</p><p>　　4 除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)</p><p&

72、gt;　　4.1 工程任務(wù)和規(guī)模</p><p>　　水庫(kù)總庫(kù)容量105.78萬(wàn)m³，校核洪水位為100.96m，設(shè)計(jì)洪水位為100.77m，正常蓄水位為100.15m，相應(yīng)庫(kù)容94.64萬(wàn)m³；設(shè)計(jì)死水位91.29m，相應(yīng)庫(kù)容14.00萬(wàn)m³。</p><p>　　大壩為均質(zhì)土壩，原壩頂高程為101.60m。大壩分為左、右兩部份，中間隔一小山丘（烏龜嶺）。

73、左側(cè)壩（1#壩）壩頂軸線(xiàn)長(zhǎng)58.0m，壩頂寬度4.5m，最大壩高19.70m。上游設(shè)有一級(jí)平臺(tái)，其平臺(tái)高程為95.65m，寬度為1.20m。壩坡坡比由上而下為1：2.0和1：2.41。下游壩坡未設(shè)平臺(tái)，其坡比為1：2.35；右側(cè)壩（2#壩）壩頂軸線(xiàn)長(zhǎng)約65.0m，壩頂寬度6.5m，最大壩高15.6m。上游壩坡設(shè)有一級(jí)平臺(tái)，其高程及寬度同左側(cè)壩。而壩坡坡比為1：2.14和1：2.5。下游壩坡設(shè)有一級(jí)平臺(tái)，其平臺(tái)高程為95.36m，寬度為2

74、.40m，壩坡坡比為1：2.52和1：2.43。</p><p>　　溢洪道位于2#大壩右壩肩，其左邊墻距壩肩5.0m，泄槽系從巖石中刻槽開(kāi)挖形成，為開(kāi)敞式。堰體凈空寬度7.00m，進(jìn)口兩側(cè)采用漿砌塊石支護(hù)，左側(cè)墻從堰口一直延伸至出口，長(zhǎng)約67.5m，高2.39m，右側(cè)墻較短，長(zhǎng)僅15.0m。進(jìn)口部分（長(zhǎng)10-12.0m）底部已用漿砌石護(hù)底保護(hù)，中部和尾部已支護(hù)。</p><p>　　輸水

75、建筑物包括輸水涵洞和放水臥管兩部分。</p><p>　　輸水涵洞位于1#壩體內(nèi)，進(jìn)水口位于庫(kù)內(nèi)左岸，進(jìn)口高程為91.29m，橫穿壩體，出口位于1#壩體下游坡腳右側(cè)，出口高程為90.67m，全長(zhǎng)62.00m。為條石漿砌箱涵，凈空高、寬各為0.4m，其涵基進(jìn)出口為強(qiáng)風(fēng)化砂頁(yè)巖，中部為沖積堆積的粉質(zhì)粘土和填筑的礫質(zhì)粘土（或含少量礫的粉質(zhì)粘土），其抗壓強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，但因漿砌石縫隙回填不密實(shí)，涵洞有壓水流沿其向周邊巖

76、土滲漏，造成接觸管涌破壞。臥管為漿砌條石，因不密實(shí)而使庫(kù)水下滲，因此涵洞自運(yùn)行至今，其滲漏問(wèn)題一直未能解決，并因斷面尺寸太小，無(wú)法進(jìn)洞維修。</p><p>　　4.2 主要項(xiàng)目的加固工程設(shè)計(jì)</p><p>　　4.2.1 大壩防滲設(shè)計(jì)</p><p>　　壩體進(jìn)行垂直防滲。壩身及坡積、殘積層采用高噴防滲；大壩壩基、壩肩采用帷幕灌漿防滲。</p>

77、<p>　　4.2.2 大壩坡面整修設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）整修大壩，保證大壩滿(mǎn)足防洪要求和穩(wěn)定要求。</p><p>　?。?）整修、改造排水設(shè)施。</p><p>　　（3）輸水涵洞進(jìn)行封堵，放水臥管拆除，新開(kāi)放水隧洞。</p><p>　?。?）新建渡槽，連接新開(kāi)放水隧洞與原灌溉渠。</p><

78、p>　　（5）溢洪道按現(xiàn)狀進(jìn)行除險(xiǎn)加固，泄槽應(yīng)進(jìn)行永久支護(hù)，消力要充分，要修筑泄渠，以保證洪水入河通暢。</p><p>　　（6）改造上壩公路。</p><p>　　4.3 擋水建筑物加固設(shè)計(jì)</p><p>　　4.3.1 擋水建筑物（大壩）</p><p>　?。?） 大壩除險(xiǎn)加固方案</p><p>

79、　　通過(guò)洪水復(fù)核，算得該水庫(kù)30年一遇的洪峰流量為15.78m3/s ，300年一遇洪峰流量為22.08m3/s。設(shè)計(jì)洪水位為100.77m，相應(yīng)壩頂高程為101.85m；校核洪水位為100.96m，相應(yīng)壩頂高程為101.83m，即滿(mǎn)足防洪要求的壩頂高程應(yīng)不低于101.85m。而現(xiàn)狀壩頂高程為101.60m，不滿(mǎn)足防洪要求。</p><p>　　大壩除險(xiǎn)加固方案：高噴結(jié)合帷幕灌漿方案。即壩基帷幕灌漿，解決基礎(chǔ)（基

80、巖）滲漏問(wèn)題；在壩頂101.60m以下至基巖與殘積層分界線(xiàn)采用高噴，解決壩體、殘積層、坡積層及其接觸面滲漏問(wèn)題。</p><p><b>　　（2）大壩防滲設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本次大壩壩體防滲設(shè)計(jì)采用高壓旋噴灌漿，且高噴灌漿布置在大壩壩頂101.60m高程平臺(tái)上。其軸線(xiàn)與帷幕軸線(xiàn)重合，且位于平臺(tái)中心線(xiàn)上，采用單排布孔，分二序鉆灌，最終孔距1.0m。在有帷

81、幕灌漿孔的地方與帷幕灌漿孔結(jié)合使用，以便做到一孔兩用，孔底與基巖接觸。高噴灌漿方式采用旋噴，灌漿材料采用水泥漿，水泥采用R32.5普通硅酸鹽水泥，漿液配比、灌漿壓力及提升速度以滿(mǎn)足板墻防滲、強(qiáng)度要求為原則，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)灌注試驗(yàn)確定。設(shè)計(jì)防滲墻的連接形式采用旋噴套接形式。</p><p>　?。?）大壩滲流和穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算</p><p>　　大壩滲流和壩坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算采用北京理正軟件研究設(shè)計(jì)院開(kāi)

82、發(fā)的《理正巖土5.1》軟件進(jìn)行分析計(jì)算，該程序可以進(jìn)行土石壩邊坡的施工期、穩(wěn)定滲流期、庫(kù)水位降落期及遭遇地震時(shí)的有效應(yīng)力法或總應(yīng)力法穩(wěn)定計(jì)算分析，該軟件已經(jīng)過(guò)相關(guān)部門(mén)認(rèn)定，在諸多實(shí)際工程中被廣泛應(yīng)用。計(jì)算結(jié)果可以用瑞典圓弧法或畢肖普法得出圓弧滑裂面的安全系數(shù)，并可找出相應(yīng)的圓弧滑裂面或非圓弧滑裂面。經(jīng)驗(yàn)算大壩加固后，大壩滲流和壩體上、下游壩坡能夠滿(mǎn)足穩(wěn)定要求。</p><p><b>　?。?）大壩整修

83、設(shè)計(jì)</b></p><p>　　大壩壩頂防洪高程為101.85m，而現(xiàn)狀壩頂為101.60m，不滿(mǎn)足防洪要求。設(shè)計(jì)大壩壩頂不加高，在壩頂內(nèi)側(cè)建一道防浪墻，墻底高程101.10m，墻頂高程101.90m，墻寬0.8m。</p><p><b>　　①1#大壩整修</b></p><p>　　大壩內(nèi)坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)符合規(guī)范要求，但一

84、級(jí)平臺(tái)以上坡比不滿(mǎn)足《湖南省小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)導(dǎo)則》的規(guī)定。因此，對(duì)壩內(nèi)坡進(jìn)行整修的方案為：對(duì)平臺(tái)以下采用拋石固腳，平臺(tái)以上將原壩坡的防浪塊石拆除，對(duì)坡面進(jìn)行培土整修，使坡比達(dá)到1:2.0，滿(mǎn)足《湖南省小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)導(dǎo)則》的規(guī)定。整修后用六棱混凝土預(yù)制塊，護(hù)砌至本次復(fù)核壩頂高程。內(nèi)坡從96.65高程至壩頂范圍整修后，護(hù)坡采用六方砼預(yù)制塊護(hù)坡,預(yù)制塊厚0.1m，下設(shè)0.15m厚砂卵墊層。壩坡與壩頂和平臺(tái)外緣相接處，

85、采用現(xiàn)澆砼壓邊。</p><p><b>　　護(hù)坡厚度計(jì)算</b></p><p>　　在波浪作用下，壩面斜坡干砌預(yù)制塊護(hù)坡的護(hù)面厚度t(m)可由下式計(jì)算：</p><p><b>　　(20)</b></p><p>　　K1 —系數(shù)，干砌預(yù)制塊取0.10；</p><p>

86、;　　rb —預(yù)制塊的重度 25KN/m3；</p><p>　　r —水容重為 10KN/m3；</p><p>　　H —計(jì)算波高(m)，取1.14m;</p><p>　　L —波長(zhǎng)（m）, 取6.0m； </p><p>　　M —斜坡坡率，m=ctgα=2.65，α為斜坡坡角（度）。</p><p>　　經(jīng)計(jì)

87、算：t=0.09m，取預(yù)制塊護(hù)坡厚 t=0.1m。</p><p>　　預(yù)制塊護(hù)坡下設(shè)墊層，厚15cm的砂礫層。均能夠滿(mǎn)足《湖南省小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)導(dǎo)則》關(guān)于六方砼預(yù)制塊護(hù)坡厚度和墊層厚度的要求。</p><p>　　壩坡與壩頂和平臺(tái)外緣相接處，采用現(xiàn)澆砼壓邊。</p><p>　　原大壩下游坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不符合規(guī)范要求，通過(guò)防滲處理后，經(jīng)復(fù)核計(jì)算，大

88、壩下游坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)符合規(guī)范要求，同時(shí)滿(mǎn)足《湖南省小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)導(dǎo)則》的規(guī)定。但大壩下游坡護(hù)面塊石風(fēng)化嚴(yán)重，無(wú)排水設(shè)施。設(shè)計(jì)在壩腳新建排水棱體，棱體底部低于壩底0.5m，棱體頂部平臺(tái)寬2.0m。下游壩坡在兩平臺(tái)內(nèi)邊及坡面與兩岸山坡接縫處開(kāi)挖縱橫向排水溝，防止雨水沖刷壩坡面。對(duì)壩坡護(hù)坡塊石進(jìn)行整修。排水棱體：排水棱體底部高程設(shè)計(jì)為89.60m，頂部高程93.60m棱體頂部寬度1.5m，內(nèi)坡為1：1.0，外坡為1：1.5。

89、排水溝：為順利排走雨水，防止沖刷下游壩坡，在外坡腳設(shè)置縱向排水溝，長(zhǎng)為50m，沿大壩與山坡接頭設(shè)置橫向排水溝共56.0m，水溝與排水棱體相接，排水溝采用厚0.1m現(xiàn)澆C15砼，橫、縱排水溝斷面尺寸（凈空）分別為0.3×0.3m,、0.4×0.4m。</p><p><b>　?、?#大壩整修</b></p><p>　　大壩內(nèi)坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)符合

90、規(guī)范要求，同時(shí)滿(mǎn)足《湖南省小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)導(dǎo)則》的規(guī)定。因此，對(duì)壩內(nèi)坡進(jìn)行整修的方案為：將原干砌石護(hù)坡進(jìn)行翻砌。</p><p>　　大壩下游坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)符合規(guī)范要求，同時(shí)滿(mǎn)足《湖南省小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)導(dǎo)則》的規(guī)定。但大壩下游坡護(hù)面塊石風(fēng)化嚴(yán)重，無(wú)排水設(shè)施。設(shè)計(jì)在壩腳新建排水棱體，棱體底部低于壩底0.5m，棱體頂部平臺(tái)寬2.0m。下游壩坡在兩平臺(tái)內(nèi)邊及坡面與兩岸山坡接縫處開(kāi)挖縱橫向排水

91、溝，防止雨水沖刷壩坡面。對(duì)壩坡護(hù)坡塊石進(jìn)行整修。</p><p>　　外坡整修設(shè)計(jì):排水棱體：排水棱體底部高程設(shè)計(jì)為86.00m，頂部高程90.00m棱體頂部寬度2.0m，內(nèi)坡為1：1.0，外坡為1：1.5。排水溝：為順利排走雨水，防止沖刷下游壩坡，在95.36m平臺(tái)及外坡腳設(shè)置縱向排水溝，長(zhǎng)分別45.5m和40.5m，沿大壩與山坡接頭設(shè)置橫向排水溝共41.0m，水溝與排水棱體相接，排水溝采用厚0.1m現(xiàn)澆C15

92、砼，橫、縱排水溝斷面尺寸（凈空）分別為0.4×0.4、0.3×0.3m。</p><p>　　4.4 輸水建筑物加固設(shè)計(jì)</p><p>　　4.4.1 輸水建筑物險(xiǎn)情概述</p><p>　　輸水建筑物包括輸水涵洞和放水臥管兩部分。</p><p>　　輸水涵洞位于1#壩體內(nèi)，進(jìn)水口位于庫(kù)內(nèi)左岸，進(jìn)口高程為91.29

93、m，橫穿壩體，出口位于1#壩體下游坡腳右側(cè)，出口高程為90.67m，全長(zhǎng)62.00m。為條石漿砌箱涵，凈空高、寬各為0.4m，其涵基進(jìn)出口為強(qiáng)風(fēng)化砂頁(yè)巖，中部為沖積堆積的粉質(zhì)粘土和填筑的礫質(zhì)粘土（或含少量礫的粉質(zhì)粘土），其抗壓強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，但因漿砌石縫隙回填不密實(shí)，涵洞有壓水流沿其向周邊巖土滲漏，造成接觸管涌破壞。臥管為漿砌條石，因不密實(shí)而使庫(kù)水下滲，因此涵洞自運(yùn)行至今，其滲漏問(wèn)題一直未能解決。</p><p&g

94、t;　　由于該涵洞斷面尺寸過(guò)小，無(wú)法進(jìn)洞進(jìn)行回填灌漿等除險(xiǎn)加固施工作業(yè)。該涵洞為穿壩建筑物，大壩高度較高，如采用開(kāi)挖拆除重建，對(duì)大壩的開(kāi)挖量大，回填時(shí)施工面窄，大型碾壓機(jī)械無(wú)法施工，且接縫處理困難，無(wú)法保證該施工段壩體的填筑質(zhì)量，所以設(shè)計(jì)采用對(duì)該涵洞進(jìn)行封堵，在右岸山體重新開(kāi)挖輸水隧洞。</p><p>　　4.4.2 涵洞封堵設(shè)計(jì)</p><p>　　首先對(duì)進(jìn)口段采用明挖填筑封堵。進(jìn)口

95、段以后的涵洞，沿涵洞中心線(xiàn)鉆孔回填砼，最后進(jìn)行充填灌漿，封堵長(zhǎng)度從進(jìn)口直至帷幕中心線(xiàn)下游2m。明挖填筑封堵：在涵洞進(jìn)口段進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖長(zhǎng)度按洞頂覆土高度3.0m控制，開(kāi)挖范圍內(nèi)的老涵洞漿砌石全部拆除，再對(duì)原涵洞口用C15砼進(jìn)行封堵，封堵長(zhǎng)度為2m。最后對(duì)挖除壩坡重新按大壩填筑規(guī)范要求回填夯實(shí)。</p><p>　　4.4.3 右岸新開(kāi)輸水隧洞設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）隧洞形式、尺寸

96、擬定</p><p>　　新開(kāi)輸水隧洞位于大壩右側(cè)山體，隧洞洞長(zhǎng)178m，隧洞進(jìn)口底板高程為91.29m，隧洞出口底板高程為90.67m。新開(kāi)隧洞的功用是灌溉，灌溉設(shè)計(jì)流量均為0.163m3/s。</p><p>　　隧洞由三部分組成：進(jìn)口段、洞身段、出口段。</p><p>　　進(jìn)口段用C25鋼筋砼圓管，管徑D＝0.5m，壁厚0.3m，長(zhǎng)10m。</p>

97、;<p>　　洞身段采用圓拱直墻形，C25鋼筋砼結(jié)構(gòu)，壁厚0.3m厚0.4m；凈空尺寸寬×高=1.2×1.8m，頂拱中心角1200,長(zhǎng)148m。</p><p><b>　?。?）隧洞水力計(jì)算</b></p><p>　　受下游灌溉渠道過(guò)流量的限制，水深按流量0.163m3/s,設(shè)計(jì)水位按4.0m計(jì)算：</p><

98、p>　　當(dāng)Q=0.163m3/s時(shí)，計(jì)算進(jìn)口段管內(nèi)水深h=0.20m，洞徑d=0.5m，說(shuō)明是無(wú)壓出流。</p><p><b>　　洞身段水深計(jì)算：</b></p><p>　　由于洞身段較長(zhǎng)，水深可按均勻流計(jì)算，根據(jù)已知條件計(jì)算得洞身段內(nèi)平均水深h=0.18m，小于洞身凈空高1.8m。</p><p><b>　?。?）隧洞

99、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　?、龠M(jìn)口段控制設(shè)施設(shè)計(jì)</p><p>　　進(jìn)口段控制設(shè)施與左岸隧洞進(jìn)口段相同。</p><p><b>　　②洞身段</b></p><p>　　隧洞洞身段長(zhǎng)148m，洞身段采用圓拱直墻形，C25鋼筋砼結(jié)構(gòu)，凈空尺寸寬×高=1.2×1.8m，頂拱中心角

100、120o。</p><p>　　設(shè)計(jì)頂拱鋼筋砼厚0.3m，側(cè)墻厚0.3m，底板厚0.4m。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定采用理正隧道襯砌計(jì)算軟件計(jì)算。</p><p><b>　　a配筋計(jì)算</b></p><p><b>　　(21)</b></p><p><b>　　(22)</b></

101、p><p><b>　　(23)</b></p><p><b>　?。?4）</b></p><p><b>　　(25)</b></p><p><b>　　M—彎矩設(shè)計(jì)值；</b></p><p>　　Mu——截面極限彎矩值；&l

102、t;/p><p>　　K—承載力安全系數(shù)；</p><p>　　fc—混凝土軸心抗壓設(shè)計(jì)值；</p><p><b>　　b—矩形截面寬度；</b></p><p>　　x—混凝土受壓區(qū)計(jì)算高度；</p><p>　　ho—截面有效高度，ho=h-a,h為截面高度，a為縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至截面受拉邊緣

103、的距離；</p><p>　　fy—鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；</p><p>　　As—受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積；</p><p>　　襯砌內(nèi)側(cè)縱筋最大面積As = 870.0mm2，外側(cè)縱筋最大面積As1 = 870.0mm2；縱筋面積總和As = 1740.0mm2(縱筋即為受力筋)，箍筋最大面積Av = 156.3mm2。通過(guò)驗(yàn)算，截面尺寸滿(mǎn)足抗剪要求。</p

104、><p><b>　　b分縫止水</b></p><p>　　洞身結(jié)構(gòu)分縫15m一段，結(jié)構(gòu)縫采用橡皮止水。</p><p><b>　　c回填灌漿</b></p><p>　　為填充襯砌與圍巖之間的縫隙，改善襯砌結(jié)構(gòu)傳力條件和減少滲漏，需進(jìn)行回填灌漿。襯砌施工時(shí)在襯砌頂拱部分預(yù)留灌漿孔管。襯砌完成后，通

105、過(guò)預(yù)埋管進(jìn)行灌漿，分兩序進(jìn)行。灌漿孔距與排距均設(shè)計(jì)為3m，梅花型布置。</p><p>　　d固結(jié)灌漿：為加固襯砌的圍巖，提高巖石承載能力和減少滲漏，隧洞襯砌后需對(duì)圍巖進(jìn)行固結(jié)灌漿。固結(jié)灌漿孔設(shè)計(jì)深入巖石4m，灌漿孔布置成梅花形，錯(cuò)開(kāi)排列。排距設(shè)計(jì)為3m，每排設(shè)6個(gè)孔。</p><p>　　e結(jié)構(gòu)排水：隧洞襯砌、灌漿后，進(jìn)行排水鉆孔，孔徑Φ50，孔深設(shè)計(jì)為2m。設(shè)2排排水孔，兩側(cè)墻0.5m

106、高處各一排，孔距2m。</p><p>　　(5)出口處設(shè)置八字斜墻。</p><p>　　4.4.3 泄水建筑物（溢洪道）設(shè)計(jì)</p><p>　　(1)溢洪道除險(xiǎn)加固方案</p><p>　　根據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL253-2000），溢洪道控制段的頂部高程應(yīng)不低于校核洪水位加安全超高值，本次安全超高值參照3級(jí)建筑物取0.3m，因此

107、溢洪道控制段導(dǎo)墻頂高程不得低于100.96+0.3=101.26m。水庫(kù)溢洪道控制段導(dǎo)墻頂部高程為102.54m，滿(mǎn)足規(guī)范要求。</p><p>　　溢洪道設(shè)在右壩肩，為正槽式溢洪道。其控制段堰頂寬7.00m，堰頂高程100.15m。左側(cè)采用漿砌塊石砌護(hù)，砌護(hù)高度2.39m；右側(cè)為風(fēng)化破碎巖體；底板用漿砌塊石砌護(hù)，厚度0.3m。下游泄槽段寬5～7m不等，左側(cè)亦采用漿砌塊石砌護(hù)，砌護(hù)高度1.0～2.39m；右側(cè)為風(fēng)

108、化破碎巖體，底板為風(fēng)化破碎砂頁(yè)巖，局部澆筑砼防沖。</p><p>　　溢洪道右側(cè)山坡陡峻，開(kāi)挖邊坡陡，其坡比為1：0.5左右，加以多組節(jié)理裂隙縱橫交叉切割，巖體風(fēng)化強(qiáng)烈，極為破碎，已有多處產(chǎn)生坍塌和滑坡，嚴(yán)重影響水庫(kù)的正常運(yùn)行。泄槽已支護(hù)部分由于厚度薄、強(qiáng)度低或密實(shí)性差，局部破損。未支護(hù)底板巖體破碎，水流沖刷后，多處形成坑洞，且在日益擴(kuò)大。</p><p>　　溢洪道末端未設(shè)消力池，故泄

109、洪不安全，溢洪時(shí)將使下游農(nóng)田受損受害。</p><p>　　表13 溢洪道除險(xiǎn)加方案表</p><p>　　Table 13 The table of spillway Danger processing program </p><p>　　(2)溢洪道除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL253-2000），本溢

110、洪道為4級(jí)建筑物，泄槽按水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)30年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，校核按水庫(kù)的校核標(biāo)準(zhǔn)300年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)校核；消能部位按20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，消能部位邊墻校核按300年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)；所有邊墻均按30年洪水設(shè)計(jì)，300年洪水校核。按照洪水調(diào)節(jié)計(jì)算結(jié)果，以滿(mǎn)足行洪能力為原則進(jìn)行除險(xiǎn)加固。</p><p><b>　?、僖绾榈浪τ?jì)算</b></p><p>　　溢洪道

111、水力計(jì)算包括過(guò)水能力及水面曲線(xiàn)的計(jì)算。水面線(xiàn)只做校核水位下的水面線(xiàn)。</p><p><b>　　a過(guò)水能力復(fù)核</b></p><p>　　溢洪道進(jìn)口控制段長(zhǎng)18.7m，寬7.00m，側(cè)墻高2.39m的矩形槽，堰頂高程為100.15m，控制段末端高程100.06m,坡比為1/200；泄槽段長(zhǎng)49.7m，進(jìn)口高程為100.06，末端高程87.16m，坡比i=1/4.6

112、；溢洪道消力池寬7.0m，長(zhǎng)5.0m，池底高程86.16m。</p><p>　　根據(jù)調(diào)洪演算結(jié)果：20年一遇洪水泄流量為6.24m3/s，堰上水深0.57m；設(shè)計(jì)（30年）泄流量為7.05m3/s，堰上水深0.62m；校核（300年）泄流量為10.51m3/s，堰上水深0.81m，對(duì)應(yīng)的庫(kù)水位分別為100.72m，100.77m，100.96m。通過(guò)復(fù)核溢洪道過(guò)水能力滿(mǎn)足行洪要求。</p><

113、;p><b>　　b水面曲線(xiàn)的計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)溢洪道寬度和底板坡降不同、對(duì)水面曲線(xiàn)和過(guò)水能力有影響的建筑物等情況，考慮本溢洪道的特殊性，把溢洪道分成控制段（0+000～0+18.7）、泄槽段（0+18.7～0+68.4）、消能段（0+68.4～0+53.4）、泄渠段（0+53.4～1+68.4）。</p><p>　　控制段(0+000～0

114、+18.7)</p><p>　　主要參數(shù)：B=7.0m，Q=10.50m3/s ，底板采用C25砼進(jìn)行加固，厚20cm。底板高程100.15m。其導(dǎo)墻頂部及原溢洪道底板高程滿(mǎn)足規(guī)范要求。</p><p>　　設(shè)計(jì)情況時(shí)寬頂堰堰頂水位按設(shè)計(jì)水位100.77m計(jì)，校核情況時(shí)堰頂水位按校核水位100.96m計(jì)。</p><p>　　本控制段為正槽無(wú)坎寬頂堰。控制段的邊墻