畢業(yè)設(shè)計(jì)----xx水庫(kù)溢洪道泄洪閘設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘要1</b></p><p>　　abstract2</p><p><b>　　前言3</b></p><p><b>　　1 工程概況5</b></p><p>　　1.1 水庫(kù)建設(shè)過(guò)程7</p><p>　

2、　1.2 水庫(kù)目前存在問(wèn)題7</p><p><b>　　2 水文8</b></p><p>　　2.1 流域概況8</p><p>　　2.2 年徑流復(fù)核成果9</p><p>　　2.3 設(shè)計(jì)洪水復(fù)核成果10</p><p>　　2.4 非汛期設(shè)計(jì)洪水11</p>&

3、lt;p><b>　　3 工程地質(zhì)11</b></p><p>　　4 除險(xiǎn)加固任務(wù)和規(guī)模12</p><p>　　4.1 除險(xiǎn)加固任務(wù)12</p><p>　　4.2 除險(xiǎn)加固洪水標(biāo)準(zhǔn)13</p><p>　　5.溢洪道泄洪閘設(shè)計(jì)13</p><p>　　5.1 方案的說(shuō)明13

4、</p><p>　　5.2 方案比較14</p><p>　　5.3 設(shè)計(jì)基本資料15</p><p>　　5.4 溢洪道軸線選擇16</p><p>　　5.5 溢洪道工程布置16</p><p>　　5.6 水力設(shè)計(jì)18</p><p>　　5.7 溢洪道防滲與排水設(shè)計(jì)22&l

5、t;/p><p>　　5.8 穩(wěn)定計(jì)算23</p><p>　　6 施工組織設(shè)計(jì)28</p><p>　　6.1 施工條件28</p><p>　　6.2 施工導(dǎo)流28</p><p>　　6.3 主體工程施工29</p><p>　　6.4 施工交通運(yùn)輸30</p>&l

6、t;p>　　6.5 施工工廠設(shè)施30</p><p>　　6.6 施工總布置31</p><p><b>　　結(jié)論33</b></p><p><b>　　特別致謝34</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)35</b></p><p&

7、gt;<b>　　摘要</b></p><p>　　XX水庫(kù)位于淮河流域沙XX上游，水庫(kù)控制流域面積為985km2，占XX流域面積7230km2的13.6%，占XX山丘區(qū)流域面積1900km2的51.8%，是以防洪灌溉為主，兼顧工業(yè)供水、水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游等綜合利用的大型樞紐工程。XX水庫(kù)總庫(kù)容2.78億m3,,按國(guó)標(biāo)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，XX水庫(kù)工程等別應(yīng)為大（2）型，泄洪閘為2級(jí)建筑物. 泄洪閘

8、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)為2000年一遇。據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL253—2000）閘下防沖設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按50年一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)100年一遇。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)是XX水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中的溢洪道設(shè)計(jì).其中包括以下幾個(gè)方面內(nèi)容:方案的比較和選擇以及水力計(jì)算,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計(jì)算(包括邊墩,中墩和擋土墻穩(wěn)定基底應(yīng)力計(jì)算),簡(jiǎn)單的施工組織設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面</p><p>　　關(guān)鍵詞: 溢

9、洪道 中墩 水庫(kù) 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性</p><p><b>　　abstract</b></p><p>　　The XX reservoir is located upstream of Huaihe River basin Sha Yinghe,The reservoir control drainage area is 985km2, occupie

10、s Ying river drainage area 7230km2 13.6%, occupies Ying river massif area drainage area 1900km2 51.8%, is by prevents floods and the irrigation primarily, proper attention to both industrial water supply, aquaculture, tr

11、aveling large and so on comprehensive utilization large -scale key project. XX reservoir total storage capacity 278 million m3, "Flood prevention Standard" </p><p>　　This design is the XX reservoir

12、 except dangerous reinforcement project in spillway design, including following several aspects content: Plan comparison and choice as well as water power computation, structural stability computation including side pill

13、ar,center pillar and bulkhead stable basis stress computation, simple construction organization plan and so on several aspects</p><p>　　Key word: spillway center pillar reservoir structural stabil

14、ity</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　XX水庫(kù)位于淮河流域沙XX上游，是50年代初治淮早期我省興建的大型水庫(kù)之一，當(dāng)時(shí)水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇。設(shè)計(jì)水位233.8m，校核水位235.3m，總庫(kù)容2.95億m3。水庫(kù)控制流域面積為985km2，占XX流域面積7230km2的13.6%，占XX山丘區(qū)流域

15、面積1900km2的51.8%，是以防洪灌溉為主兼顧工業(yè)供水、水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游等綜合利用的大型樞紐工程本次設(shè)計(jì)主要是XX水庫(kù)加固工程中溢洪道泄洪閘XX水庫(kù)是建國(guó)初期治淮第一批興建的大（II）型水庫(kù)，是以防洪灌溉為主，兼顧工業(yè)供水、水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游等綜合利用的大型水利樞紐工程。</p><p>　　XX水庫(kù)目前的現(xiàn)狀為壩頂高程235.8m，防浪墻頂高程237.0m，壩頂超高1.873m，水庫(kù)現(xiàn)狀允許最高水位為235.1

16、3m。 </p><p>　　1951年3月開(kāi)始施工至1953年8月建成，為此于1956年2月～1957年12月進(jìn)行了水庫(kù)擴(kuò)建，擴(kuò)建后的大壩壩頂長(zhǎng)1316m，頂寬6.6m，最大壩高47.88m，壩型由均質(zhì)土壩變?yōu)閺?fù)式斷面，壩頂高程235.8m，防浪墻頂高程237.0m。改原無(wú)控制的溢洪道為新建8孔（12×8）弧形鋼閘門(mén)控制的泄洪閘，閘頂高程225.92m，最大泄量4280 m3/s。1975年汛后，為增

17、強(qiáng)水庫(kù)抗洪能力，在東付壩壩頂建爆破藥室17個(gè)，以應(yīng)急需。</p><p>　　1997年底又對(duì)輸水洞進(jìn)行了較全面的加固處理。在出口新建了弧形工作門(mén)及引水岔管，輸水洞由無(wú)壓隧洞改為壓力洞，洞身由馬蹄形斷面改為直徑3.3m的圓形斷面。</p><p><b>　　工程存在的問(wèn)題</b></p><p>　?。?）泄洪閘上下游流態(tài)不好。</p&

18、gt;<p>　?。?）泄洪閘閘室建在強(qiáng)風(fēng)化的石英砂巖地基上，并且有斷層。</p><p>　?。?）閘墩單薄，砼質(zhì)量不好，碳化嚴(yán)重，普遍存在裂縫。</p><p>　?。?）溢洪道沒(méi)有尾水渠，不能做正常溢洪道使用。</p><p>　?。?）溢洪道閘門(mén)啟閉機(jī)和閘們年久失修。</p><p>　　主溢洪道：泄洪閘座落在強(qiáng)風(fēng)化石英

19、砂巖上，裂隙發(fā)育，巖體呈中等至強(qiáng)透水，工程地質(zhì)條件差，存在閘基滲漏、抗滑穩(wěn)定和不均勻沉陷問(wèn)題，應(yīng)對(duì)閘基穩(wěn)定性進(jìn)行復(fù)核，并采取必要的處理措施。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)是XX水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中的溢洪道設(shè)計(jì).其中包括以下幾個(gè)方面內(nèi)容:方案的比較和選擇以及水力計(jì)算,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計(jì)算(包括邊墩,中墩和擋土墻穩(wěn)定基底應(yīng)力計(jì)算),簡(jiǎn)單的施工組織設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面。</p><p>　　參照《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)

20、范》（SL253—2000）附錄A，泄洪閘閘室采用開(kāi)敞式實(shí)用堰結(jié)構(gòu)，堰頂上游采用三圓弧曲線，堰頂下游采用WES型冪曲線，冪曲線末端直接與反弧連接，根據(jù)水力計(jì)算確定工程的布置，然后進(jìn)行穩(wěn)定性和應(yīng)力計(jì)算。</p><p><b>　　1 工程概況</b></p><p>　　XX水庫(kù)位于淮河流域沙XX上游，是50年代初治淮早期我省興建的大型水庫(kù)之一，當(dāng)時(shí)水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)

21、為100年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇。設(shè)計(jì)水位233.8m，校核水位235.3m，總庫(kù)容2.95億m3。水庫(kù)控制流域面積為985km2，占XX流域面積7230km2的13.6%，占XX山丘區(qū)流域面積1900km2的51.8%，是以防洪灌溉為主，兼顧工業(yè)供水、水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游等綜合利用的大型樞紐工程。水庫(kù)位置見(jiàn)圖1.1-1。</p><p>　　1978年水電部頒發(fā)了《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（山

22、區(qū)、丘陵區(qū)部分）SDJ12—78，根據(jù)該規(guī)定XX水庫(kù)正常運(yùn)用洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為500～100年一遇，非常運(yùn)用洪水標(biāo)準(zhǔn)如失事后對(duì)下游不致造成較大災(zāi)害的其下限值為2000年一遇，如果失事后對(duì)下游將造成較大災(zāi)害的大型水庫(kù)應(yīng)以可能最大洪水作為非常運(yùn)用洪水標(biāo)準(zhǔn)。1990年水利、能源部對(duì)SDJ12—78又頒發(fā)了補(bǔ)充規(guī)定，根據(jù)該規(guī)定將XX水庫(kù)的校核洪水標(biāo)準(zhǔn)由可能最大洪水改為2000年一遇。1994年建設(shè)部發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201—94）作為

23、強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)XX水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為500～100年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為5000～2000年一遇。我省大部分大型水庫(kù)，根據(jù)以上國(guó)家頒發(fā)的洪水標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)合各水庫(kù)的具體情況，經(jīng)歷20余年基本進(jìn)行了除險(xiǎn)加固，提高了水庫(kù)安全標(biāo)準(zhǔn)。已完成的有鴨河口、宿鴨湖、鲇魚(yú)山、孤石灘、彰武、南海等水庫(kù)，正在實(shí)施的有白龜山水庫(kù)和昭平臺(tái)水庫(kù)。</p><p>　　該工程1951年開(kāi)工，1953年竣工。由于當(dāng)時(shí)形勢(shì)的需要和各方

24、面條件的限制，存在諸多問(wèn)題。1956年進(jìn)行了擴(kuò)建加固。</p><p>　　2001年3月對(duì)水庫(kù)安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行復(fù)核，1000年一遇洪水位為235.51m，2000年一遇洪水位為236.29m，而目前XX水庫(kù)允許的最高水位235.13m。因此，XX水庫(kù)現(xiàn)有安全標(biāo)準(zhǔn)不足1000年一遇，尚未達(dá)到國(guó)家《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94）5000年~2000年一遇的下限。由于XX水庫(kù)在沙XX流域防洪調(diào)度中的作用非常重要，事關(guān)

25、禹州市、京廣鐵路和京深公路的安危，一旦失事，將對(duì)禹州市、襄城、臨穎、許昌和郾城等縣市造成嚴(yán)重的洪水災(zāi)害。因此急需除險(xiǎn)加固。</p><p>　　2001年3月河南省水利廳組織水利部、淮委、黃委和水庫(kù)管理局等單位組成專(zhuān)家組，對(duì)XX水庫(kù)進(jìn)行安全鑒定，鑒定意見(jiàn)為：“XX水庫(kù)大壩現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)不足千年，屬危險(xiǎn)水庫(kù)，急需進(jìn)行除險(xiǎn)加固。建議采取工程措施提高抗御洪水標(biāo)準(zhǔn)以滿足國(guó)標(biāo)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》要求，對(duì)溢洪道混凝土建筑物和金屬結(jié)構(gòu)進(jìn)

26、一步進(jìn)行檢測(cè)。進(jìn)一步補(bǔ)充完善觀測(cè)設(shè)施，加強(qiáng)觀測(cè)工作。在未進(jìn)行除險(xiǎn)加固前，水庫(kù)管理單位應(yīng)加強(qiáng)工程管理和工程監(jiān)測(cè)，并做好超標(biāo)準(zhǔn)洪水的安全保壩措施。”</p><p>　　2001年7月水利部大壩安全管理中心對(duì)XX水庫(kù)安全鑒定成果進(jìn)行核查，核查意見(jiàn)為：“大壩存在的主要問(wèn)題是水庫(kù)大壩防洪標(biāo)準(zhǔn)不滿足部頒《近期標(biāo)準(zhǔn)》，同意三類(lèi)壩鑒定結(jié)論意見(jiàn)。”</p><p>　　另委托河南省水利科學(xué)研究所水利水電工

27、程質(zhì)量檢測(cè)中心對(duì)XX水庫(kù)溢洪道（土建部分）進(jìn)行工程質(zhì)量檢測(cè)，并于2002年2月提出《XX水庫(kù)溢洪道（土建部分）工程質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告》和《檢測(cè)描繪圖集》。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪各個(gè)閘墩閘墻在高程6.0m處有一條水平縫，縫寬較大且多為通縫；各個(gè)閘墩閘墻在中部區(qū)域，均有一條自下而上的裂縫，分別達(dá)到或超出6m處的水平縫高度，縫寬0.21~0.80mm，超聲波檢測(cè)1#、3#、4#、5#墩為貫穿縫，2#、6#、7#墩未貫穿，兩邊墻部位是否貫穿尚未查明；閘墩在上游墩

28、尖，下游墩尾及墩身各部位，存在多條裂縫，縫寬多在0.10~1.35mm之間，其中上游墩尖處大部分為水平縫，其余多為不規(guī)則裂縫，超聲波檢測(cè)縫深在65~164mm之間，大小裂縫總計(jì)有570余條。閘底板共有裂縫38條，在每孔閘底板中部，均有1~2條垂直水流方向的裂縫，縫寬一般在0.22~0.71mm之間，經(jīng)超聲檢測(cè)，縫深在30~283mm之間。主要結(jié)論為：“閘室結(jié)構(gòu)砼的強(qiáng)度、鋼筋的配置均不能滿足現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，裂縫普遍存在，一些受力部位的

29、裂縫已經(jīng)貫穿，碳化值普遍較高，土建部分維修加固方案的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)失去，建議考慮其它解決方</p><p>　　查閱《XX水庫(kù)暨灌區(qū)志》的記載和工程竣工圖，發(fā)現(xiàn)泄洪閘建基面位于強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖上，巖石破碎，施工中有多處坍塌；閘室結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，限于工程建設(shè)期的經(jīng)濟(jì)環(huán)境和技術(shù)水平，閘室墩墻和底板砼標(biāo)號(hào)太低，原設(shè)計(jì)為140號(hào)，施工中為節(jié)約水泥，加入15%的粉沙摻和料，實(shí)際上不足140號(hào)，一些部位僅有90號(hào)，且閘墩配筋率僅為（0

30、.02~0.03）%，小于鋼筋砼的最小配筋率，實(shí)為少筋砼，而水工建筑物的擋水受力結(jié)構(gòu)不宜采用少筋砼；工程竣工時(shí)已發(fā)現(xiàn)墩墻出現(xiàn)裂縫，運(yùn)行數(shù)十年，現(xiàn)在閘室裂縫普遍存在，七個(gè)中墩有四個(gè)中墩的裂縫已貫穿，其余裂縫深度為65~164mm；右邊墻傾斜13cm，消力池邊墻也發(fā)生變形。</p><p>　　2001年12月~2002年3月，河南省水利勘測(cè)總隊(duì)受河南省水利廳委托，對(duì)溢洪道進(jìn)行了地質(zhì)勘探，揭露地層表明，老溢洪道閘室建

31、基面在強(qiáng)風(fēng)化帶上，風(fēng)化層厚度為0.5~6.1m，其中有薄層泥巖，巖體破碎，含泥量高，承載力低，抗剪強(qiáng)度低，高水位時(shí)，閘室存在穩(wěn)定問(wèn)題。右岸翼墻地基斷層發(fā)育，強(qiáng)風(fēng)化厚度在18m以上，右岸翼墻存在穩(wěn)定問(wèn)題。閘基78%的巖體具有中等透水性，閘基存在滲漏問(wèn)題。并于2002年4月完成了《河南省XX水庫(kù)除險(xiǎn)加固溢洪道工程地質(zhì)勘察報(bào)告》。</p><p>　　河南省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院于2001年3月對(duì)溢洪道泄洪閘進(jìn)行水力計(jì)算和穩(wěn)定

32、復(fù)核，認(rèn)為下游消力池邊墻高度比允許值低2.2m，整體穩(wěn)定安全系數(shù)小于規(guī)范允許值。由于溢洪道建成至今，沒(méi)有高水位運(yùn)行過(guò)，掩蓋了其存在的安全隱患。</p><p>　　XX水庫(kù)溢洪道泄洪閘應(yīng)根據(jù)水庫(kù)規(guī)劃指標(biāo)，進(jìn)行加固或重建</p><p>　　1.1 水庫(kù)建設(shè)過(guò)程</p><p>　　1950年10月中央人民政府政務(wù)院發(fā)布”關(guān)于治理淮河的決定”后,省治淮總部于1951年

33、元月組織力量對(duì)XX水庫(kù)進(jìn)行勘測(cè)設(shè)計(jì)，1951年3月開(kāi)始施工至1953年8月建成。工程包括：攔河壩，長(zhǎng)1214m，壩型為均質(zhì)土壩，壩頂高程231.72m，最大壩高42.5m。溢洪道為無(wú)控制開(kāi)敞式溢洪道，寬100m，底高225.92m,最大泄量572m3/s；輸水洞為無(wú)壓洞，橫斷面為R=2.03m的標(biāo)準(zhǔn)馬蹄形洞，進(jìn)水口為上下雙層四孔1.75×1.75的油壓直升平板鋼閘門(mén)，進(jìn)口底高195.92m，出口底高194.86m，洞長(zhǎng)337.

34、0m，最大泄量230 m3/s。水庫(kù)設(shè)計(jì)最高洪水位228.42m，總庫(kù)容1.88億m3。此外尚有東付壩一座。</p><p>　　由于1950年設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有進(jìn)行流域規(guī)劃，設(shè)計(jì)洪水計(jì)算偏小，經(jīng)1954年洪水考驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)水庫(kù)規(guī)劃庫(kù)容偏小，溢洪道設(shè)計(jì)的溢洪斷面不夠大，水庫(kù)的安全標(biāo)準(zhǔn)偏低，水庫(kù)的效益未能充分發(fā)揮。為此于1956年2月～1957年12月進(jìn)行了水庫(kù)擴(kuò)建。擴(kuò)建后的大壩壩頂長(zhǎng)1316m，頂寬6.6m，最大壩高47.

35、88m，壩型由均質(zhì)土壩變?yōu)閺?fù)式斷面，壩頂高程235.8m，防浪墻頂高程237.0m。改原無(wú)控制的溢洪道為新建8孔（12×8）弧形鋼閘門(mén)控制的泄洪閘，閘頂高程225.92m，最大泄量4280 m3/s。但1958年元月溢洪道泄洪閘8扇弧形門(mén)安裝完畢后，4月為支援三義寨引黃工程，拆走邊孔6扇建塊石滾水壩，壩頂高程231.0m，直到1964年10月才恢復(fù)拆除的6孔閘門(mén)。</p><p>　　建時(shí)除主壩及東付壩

36、相應(yīng)加高外，又增建一座西付壩及在主溢洪道東第一缺口處修建了付溢洪道，底寬180m，底部高程234.0m，最大泄量427m3/s。</p><p>　　1975年汛后，為增強(qiáng)水庫(kù)抗洪能力，在東付壩壩頂建爆破藥室17個(gè)，以應(yīng)急需。</p><p>　　1997年底又對(duì)輸水洞進(jìn)行了較全面的加固處理。在出口新建了弧形工作門(mén)及引水岔管，輸水洞由無(wú)壓隧洞改為壓力洞，洞身由馬蹄形斷面改為直徑3.3m的圓

37、形斷面。</p><p>　　1.2 水庫(kù)目前存在問(wèn)題</p><p>　　XX水庫(kù)壩頂高程235.8m，防浪墻頂高程237m，水庫(kù)現(xiàn)狀允許最高靜水位235.13m，調(diào)洪演算成果1000年一遇洪水位235.51m，2000年一遇洪水236.29m，均超過(guò)水庫(kù)現(xiàn)狀允許最高靜水位235.13m，由此說(shuō)明XX水庫(kù)的現(xiàn)有安全標(biāo)準(zhǔn)不足1000年一遇，遠(yuǎn)低于國(guó)家《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（BG50201-94）50

38、00~2000年一遇標(biāo)準(zhǔn)的下限，實(shí)屬險(xiǎn)庫(kù)。</p><p><b>　　其中溢洪道存在問(wèn)題</b></p><p>　　（1）溢洪道1956年曾做過(guò)水工模型試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：泄洪閘上下游流態(tài)不好，影響東付壩安全，降低了水庫(kù)的安全標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　（2）泄洪閘閘室建在強(qiáng)風(fēng)化的石英砂巖地基上，且右邊孔跨在斷層破碎帶上，閘基極不均勻。&l

39、t;/p><p>　?。?） 閘墩單薄，砼質(zhì)量不好，碳化嚴(yán)重，普遍存在裂縫，右邊墩及1、3、4、5中墩存在上下貫通裂縫，左、右岸下游翼墻明顯向內(nèi)傾斜，其中右岸翼墻傾斜達(dá)13cm。</p><p>　?。?）溢洪道沒(méi)有尾水渠，不能做正常溢洪道使用。</p><p>　　（5）溢洪道閘門(mén)啟閉機(jī)已經(jīng)運(yùn)行四十年，有的已超過(guò)四十年，閘門(mén)埋件銹蝕嚴(yán)重。閘門(mén)制作外觀質(zhì)量差，弧型閘門(mén)底

40、部和右下角存在變形。所有一、二類(lèi)焊縫嚴(yán)重未焊透屬于不合格焊縫。</p><p>　?。?）八臺(tái)啟閉機(jī)運(yùn)行基本正常，其中4、5號(hào)兩臺(tái)啟閉機(jī)為開(kāi)放式減速器，起升速度慢，齒輪磨損嚴(yán)重，大部分齒輪被拉傷，形成內(nèi)槽，7號(hào)機(jī)開(kāi)式齒輪存在局部裂紋，未擴(kuò)展，減速器存在異常響聲，3號(hào)機(jī)開(kāi)式齒輪存在大面積蜂窩狀鑄造缺陷。</p><p><b>　　2 水文</b></p>

41、<p>　　XX水庫(kù)建設(shè)初期，因水文資料短缺，故只能采用有限的降雨資料推求設(shè)計(jì)洪水，并依此進(jìn)行工程規(guī)劃，此后，多次進(jìn)行過(guò)水文復(fù)核。1986年和1998年我院先后對(duì)XX水庫(kù)進(jìn)行了水文復(fù)核且均編制有《XX水庫(kù)水文復(fù)核報(bào)告》。</p><p><b>　　2.1 流域概況</b></p><p>　　XX水庫(kù)位于淮河支流沙潁河流域潁河上游，壩址地理位置為東經(jīng)11

42、315，北緯3420。壩址以上控制流域面積985km2。</p><p>　　潁河源于登封嵩山山脈，自西向東流經(jīng)禹縣、臨潁、西華等縣市，于周口以上3km附近的孫咀注入沙河。潁河全長(zhǎng)約350km，水庫(kù)以上長(zhǎng)56km，流域面積7230km2，水庫(kù)以上985km2，占全流域的13.6%，占潁河山區(qū)面積的51.8%。XX以上至禹縣屬山區(qū)，坡陡流急，禹縣至潁橋進(jìn)入丘陵區(qū)，潁橋以下進(jìn)入平原，始有堤防。水庫(kù)以上有少林河，石沖河

43、、魚(yú)洞河、馬峪河等支流，下游較大支流有吳公渠，清淠河、清流河、柳塔河等。</p><p>　　潁橋以上為山丘區(qū)，面積約占全流域的26.3%，平原區(qū)約為73.7%。地勢(shì)西北高，東南低，海撥高程一般為500～550m，最高峰高程為1512.4m。山區(qū)除少林寺、中岳廟有少量松樹(shù)復(fù)蓋較好外，一般為灌木叢林，高程在800～1000m以上，植被較差；丘陵區(qū)為黃土地帶，多為梯田，沖溝發(fā)育，復(fù)蓋較厚，流域內(nèi)土壤類(lèi)別，京廣鐵路以西

44、為重、中粉質(zhì)壤土，以東為中、輕粉質(zhì)壤土，適宜于種植旱作物，如：小麥、玉米等，兼作雜糧及經(jīng)濟(jì)作物。</p><p>　　潁河流域?qū)儆跍貛У貐^(qū)，氣象特征為半干旱氣候，春冬季節(jié)空氣干燥少雨。夏末秋初空氣濕潤(rùn)，雨水較多，多年平均降水量為650mm，年內(nèi)分配很不均勻，汛期6～9月降水量約占全年的65% ，年際分配也不均勻，實(shí)測(cè)年最大降水量為多年平均的1.6倍。潁河上游多山，地形起伏，每年夏季含有大量水汽，受地形阻隔被迫上升

45、，溫度下降，遇冷空氣而凝結(jié)，產(chǎn)生地形雨；此外，局部性的空氣對(duì)流產(chǎn)生的雷陣雨也較多見(jiàn)。氣旋雨在本流域也經(jīng)常出現(xiàn)，主要是北來(lái)的寒流和南來(lái)的暖流，即高壓與副高壓在本地區(qū)形成相持的局面，停滯不前形成大暴雨，如1954、1956年就是此種成因產(chǎn)生的大暴雨。</p><p>　　流域內(nèi)多年平均降雨為650mm，最大一日降雨量為226mm；多年平均蒸發(fā)量為1823mm，最大月蒸發(fā)量為285mm，最小為15.4mm；多年平均氣溫

46、為14.4C，極端最高氣溫為42.9C，極端最低氣溫為-13.9C；多年平均相對(duì)濕度為68%，一日最小相對(duì)濕度為1%；多年平均風(fēng)速為2.7ms，最大風(fēng)速為19ms；最多風(fēng)向?yàn)楸睎|風(fēng)；多年平均氣壓為1002.6毫巴；最大積雪厚度為21cm；多年平均霜降期為59.4天。</p><p>　　XX水庫(kù)下游河道標(biāo)準(zhǔn)較低，繁城～吳公渠口段，于1957年治理過(guò)，除澇標(biāo)準(zhǔn)仍為老二年一遇，設(shè)計(jì)流量184 m3/s,防洪標(biāo)準(zhǔn)約10

47、年一遇，平槽泄量500 m3/s；吳公渠口至柳塔河口段于1970年治理過(guò)，除澇標(biāo)準(zhǔn)為3年一遇，設(shè)計(jì)流量430 m3/s，防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，平槽泄量900 m3/s，潁河公路橋過(guò)水流量為1500 m3/s，化行閘至繁城段平槽泄量約700～800 m3/s。</p><p>　　2.2 年徑流復(fù)核成果</p><p>　　XX水庫(kù)年徑流自建庫(kù)以來(lái)已計(jì)算過(guò)多次，1986年河南省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院

48、在《XX水庫(kù)水文復(fù)核報(bào)告》中將年徑流系列從1953年～1976年延長(zhǎng)到1984年共31年系列，計(jì)算得天然年徑流均值為1.64億m3，CV=0.60，CS=2.0CV。本次年徑流復(fù)核，在1986年復(fù)核的基礎(chǔ)上，將1953年～１984年的實(shí)測(cè)年徑流和天然年徑流系列進(jìn)行了復(fù)核并把系列延長(zhǎng)到1997年。實(shí)測(cè)年徑流按水文年6～5月統(tǒng)計(jì)，經(jīng)計(jì)算，實(shí)測(cè)年徑流均值為124.79×106m3。經(jīng)還原計(jì)算，XX水庫(kù)1953～1997水文年天然年徑

49、流量均值為153.79×106m3。 </p><p>　　經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算采用數(shù)學(xué)期望公式：P=m/(n+1)；理論頻率曲線采用P—Ⅲ型適線，用矩法計(jì)算統(tǒng)計(jì)參數(shù)；均值采用計(jì)算值，Cv值在適線時(shí)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，經(jīng)適線Cv=0.60，Cs=2CV。</p><p>　　XX水庫(kù)天然年徑流量統(tǒng)計(jì)參數(shù)成果如表1。</p><p>　　表1 XX水庫(kù)天然年徑流統(tǒng)計(jì)

50、參數(shù)成果表</p><p>　　2.3 設(shè)計(jì)洪水復(fù)核成果</p><p>　　本次設(shè)計(jì)洪水復(fù)核亦采用了兩種方法：一是根據(jù)雨量資料計(jì)算設(shè)計(jì)洪水，二是根據(jù)流量資料計(jì)算設(shè)計(jì)洪水，經(jīng)過(guò)分析（原因同上），最后選定的是根據(jù)雨量資料計(jì)算設(shè)計(jì)洪水成果。《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》(SL44-93)在條文說(shuō)明中指出：“用暴雨資料推算設(shè)計(jì)洪水，中間環(huán)節(jié)比較多，資料條件和計(jì)算方法都會(huì)給計(jì)算成果帶來(lái)影響，因此

51、在綜合考慮各方面因素后，認(rèn)為校核標(biāo)準(zhǔn)的成果有偏小的可能時(shí)應(yīng)加安全修正值?！蓖ㄟ^(guò)與臨近流域大型水庫(kù)10000年一遇洪峰和洪量模數(shù)的比較，認(rèn)為選定的校核標(biāo)準(zhǔn)的洪水有偏小的可能，而尤以設(shè)計(jì)洪量的偏小比較突出。綜合考慮，XX水庫(kù)校核標(biāo)準(zhǔn)(2000年一遇)洪水其洪量加20%安全修正值。XX水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水采用成果如表1。</p><p>　　表2 XX水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水采用成果</p><p>　　注：20

52、00年一遇洪量已加20%安全修正值。</p><p>　　2.4 非汛期設(shè)計(jì)洪水</p><p>　　統(tǒng)計(jì)XX水庫(kù)10月初至次年5月末的歷年最大旬徑流量，得到1953～1997年共45年非汛期最大旬徑流量系列，據(jù)此進(jìn)行頻率計(jì)算，得出XX水庫(kù)非汛期最大旬徑流量多年平均值為850萬(wàn)m3，經(jīng)適線Cv=1.25，Cs:Cv=2.5。</p><p>　　XX水庫(kù)非汛期洪水過(guò)

53、程線采用典型過(guò)程線放大法計(jì)算。1984年10月上</p><p>　　表3 XX水庫(kù)非汛期設(shè)計(jì)洪水成果表,</p><p>　　旬徑流量介于10年、20年一遇洪水之間，作為典型過(guò)程。因XX水庫(kù)觀測(cè)時(shí)段較長(zhǎng)（10天只有8個(gè)點(diǎn)據(jù)），只能借用鄰近水文站的過(guò)程線，北汝河紫羅山水文站與XX水庫(kù)同屬沙潁河流域，借用其流量過(guò)程作為典型過(guò)程線。N=10年、20年的設(shè)計(jì)洪水值如表3。</p>

54、<p><b>　　3 工程地質(zhì)</b></p><p>　　XX水庫(kù)位于禹州與登封交界處，地貌單元屬低山丘陵區(qū)，山頂多呈平頂和渾園狀，屬構(gòu)造剝蝕地貌，庫(kù)區(qū)河道彎曲，河谷開(kāi)闊，兩側(cè)發(fā)育有一、二級(jí)階地和河漫灘。</p><p>　　庫(kù)區(qū)出露古生界寒武系、奧陶系、石炭系、二迭系及新生界第四系地層。寒武系中統(tǒng)下部以紫紅色砂頁(yè)巖為主要特征，上部以厚層鮞狀灰?guī)r、豹皮灰

55、巖為主，上統(tǒng)主要為厚層狀白云巖；奧陶系出露中統(tǒng)馬家溝組地層，巖性為薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r和厚層角礫狀灰?guī)r；石炭系出露中上統(tǒng)地層，中統(tǒng)本溪組為雜色鋁土礦和鋁土頁(yè)巖，上統(tǒng)太原組為灰色厚層含燧石團(tuán)塊灰?guī)r夾煤層；二迭系上下統(tǒng)地層在庫(kù)區(qū)均有出露，下統(tǒng)主要為灰黃色泥質(zhì)頁(yè)巖及石英砂巖夾煤層，上統(tǒng)以紫紅色厚層石英砂巖為特征；第四系上更新統(tǒng)地層分布在河流二級(jí)階地，巖性為褐黃色黃土狀中粉質(zhì)壤土和褐紅色重粉質(zhì)壤土，全新統(tǒng)下段分布在河流一級(jí)階地，主要為卵石。</

56、p><p>　　庫(kù)區(qū)控制性構(gòu)造為XX向斜，其軸向320°～330°，發(fā)育在古生界地層中，核部多為第四系地層所覆蓋，延伸長(zhǎng)度約30km，向東南方向傾伏，兩翼產(chǎn)狀平緩，發(fā)育有一系列小型次級(jí)褶皺。發(fā)育的斷層主要有東西～北西和北北東～北東向兩組，前者多為壓性、壓扭性，后者多為張扭性。</p><p>　　庫(kù)區(qū)周?chē)襟w寬厚，所測(cè)地下水位均在設(shè)計(jì)水位以上，雖有較大的斷層存在，但多為第四

57、系土層所覆蓋，出露高程均在230m以上，不存在水庫(kù)滲漏的地質(zhì)條件，建庫(kù)50年來(lái)亦未發(fā)現(xiàn)庫(kù)區(qū)滲漏問(wèn)題；石炭系鋁土礦層分布在250m高程以上，不存在淹沒(méi)問(wèn)題。1987年對(duì)左岸廢棄的煤井進(jìn)行調(diào)查，井內(nèi)及附近地下水位高程為236～245.5m，均在最高庫(kù)水位以上，且高出當(dāng)時(shí)庫(kù)水位16.59～26.09m,礦井涌水與水庫(kù)蓄水關(guān)系不大。水庫(kù)周?chē)镀碌途彛植坑行∫?guī)模坍塌外，庫(kù)岸基本穩(wěn)定。水庫(kù)周?chē)吧嫌斡写竺娣e的頁(yè)巖、黃土狀土分布，植被不好，水土流

58、失嚴(yán)重，水庫(kù)存在著較為嚴(yán)重的淤積問(wèn)題；庫(kù)區(qū)地震烈度Ⅵ度，區(qū)域穩(wěn)定性較好，庫(kù)區(qū)雖有大的斷裂存在，但在水體以下多為第四系土層覆蓋，阻斷了庫(kù)水沿?cái)鄬酉聺B的途徑，不存在水庫(kù)誘發(fā)地震的條件，建庫(kù)50年來(lái)未出現(xiàn)水庫(kù)誘發(fā)地震。</p><p>　　主溢洪道：泄洪閘座落在強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖上，裂隙發(fā)育，巖體呈中等至強(qiáng)透水，工程地質(zhì)條件差，存在閘基滲漏、抗滑穩(wěn)定和不均勻沉陷問(wèn)題，應(yīng)對(duì)閘基穩(wěn)定性進(jìn)行復(fù)核，并采取必要的處理措施。如建新閘，

59、溢洪道中心線須左移25m以上，基礎(chǔ)降低置于弱風(fēng)化巖石上，但存在閘基滲漏問(wèn)題，應(yīng)采用帷幕灌漿處理，閘室左岸與東付壩連接處邊坡高20m左右，應(yīng)采取必要的處理措施。</p><p>　　4 除險(xiǎn)加固任務(wù)和規(guī)模</p><p>　　4.1 除險(xiǎn)加固任務(wù)</p><p>　　XX水庫(kù)是建國(guó)初期治淮第一批興建的大（II）型水庫(kù)，是以防洪灌溉為主，兼顧工業(yè)供水、水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游等綜

60、合利用的大型水利樞紐工程。</p><p>　　XX水庫(kù)目前的現(xiàn)狀為壩頂高程235.8m，防浪墻頂高程237.0m，壩頂超高1.873m，水庫(kù)現(xiàn)狀允許最高水位為235.13m。</p><p>　　XX水庫(kù)總庫(kù)容大于1.0億m3，屬I(mǎi)I 等工程，其校核洪水標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)GB50201—94《防洪標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定應(yīng)為5000～2000年一遇，根據(jù)1998年復(fù)核的設(shè)計(jì)洪水成果、現(xiàn)狀工程和目前水庫(kù)的調(diào)度運(yùn)用

61、方式進(jìn)行調(diào)洪演算，其結(jié)果1000年一遇洪水位為235.51m，2000年一遇洪水位為236.29m，因此，XX水庫(kù)的安全標(biāo)準(zhǔn)不足1000年一遇，尚不能滿足其下限2000年一遇。根據(jù)2001年3月河南省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院編制的《河南省XX水庫(kù)大壩安全論證報(bào)告》，其鑒定結(jié)論為XX水庫(kù)的抗洪安全性為C級(jí)，屬險(xiǎn)庫(kù)。因此，除險(xiǎn)加固的首要任務(wù)是提高水庫(kù)的安全標(biāo)準(zhǔn)。此外，水庫(kù)已運(yùn)行40余年，也存在一些急需解決的問(wèn)題，因此，本次除險(xiǎn)加固的任務(wù)是：在維持原規(guī)

62、劃的建庫(kù)任務(wù)及效益的前提下，提高水庫(kù)安全標(biāo)準(zhǔn)，解決水庫(kù)存在的遺留問(wèn)題。</p><p>　　4.2 除險(xiǎn)加固洪水標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　按照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50201—94《防洪標(biāo)準(zhǔn)》,XX水庫(kù)總庫(kù)容界于10～1.0億m3，工程等別屬I(mǎi)I 等，工程規(guī)模為大(2)型。II等工程的永久性主要水工建筑物級(jí)別為2級(jí)，其防洪標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)500～100年一遇，校核5000～2000年一遇。根

63、據(jù)XX水庫(kù)的現(xiàn)狀和地形、地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)和校核標(biāo)準(zhǔn)均選其下限，亦即正常運(yùn)用洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，非常運(yùn)用洪水標(biāo)為2000年一遇。</p><p>　　5.溢洪道泄洪閘設(shè)計(jì)</p><p><b>　　5.1 方案的說(shuō)明</b></p><p>　　方案1：老閘拆除，新建七孔新閘</p><p>　　從上述兩種老閘加固的方

64、案可明顯看出，老閘加固存在不少問(wèn)題。擬將八孔老閘拆除，在原閘址新建七孔泄洪閘。新閘堰頂高程223.0m，七孔，每孔凈寬12m，總凈寬84m。調(diào)洪演算成果100年洪水位231.97m，泄量1000m3/s，2000年洪水位235.25m，下泄量7048m3/s。泄洪閘按100年一遇洪水設(shè)計(jì)，2000年一遇洪水校核。下游消能按50年一遇洪水設(shè)計(jì)，100年一遇洪水校核。見(jiàn)附圖5.3-5及方案比較圖集。</p><p>

65、<b>　　新泄洪閘工程布置</b></p><p>　　泄洪閘工程包括上游引渠段、上游鋪蓋段、閘室控制段、下游消能段、下游海漫段和尾水渠段。</p><p>　　以閘室底板前沿做為溢洪道的0+000樁號(hào)，溢洪道中心線位于勘探中心線左邊4m處。</p><p>　　0-211.85~0+000為上游引渠段，長(zhǎng)211.85m。前181.85m底部

66、不做護(hù)砌，兩岸邊坡為1:0. 5，底寬為99m，渠底高程為219.5m；閘前30m為鋪蓋段，護(hù)底為0 .2m厚的砼，兩岸為圓弧型翼墻，圓弧半徑為45m，墻頂高程為236.1m，采用半重力式擋土墻。</p><p>　　0+000~0+23.5為閘室控制段，泄洪閘采用7孔閘，每孔凈寬12m，采用流量系數(shù)較大的實(shí)用堰型閘底板，堰頂高程223m，上游堰高3.5m，下游堰高6.5m，閘孔總凈寬7×12=84m，

67、閘室長(zhǎng)度23.5m，中墩厚.5m，墩頂高程為236.1m，邊墩為衡重式。閘室堰上設(shè)12×8m弧型鋼閘門(mén)7扇。</p><p>　　0+023.5~0+103.5為閘后消能段。0+023.5~0+073.5為閘后斜坡段，底部坡降為1:40，墻頂高程由230m漸變至223.05m；之后接消力池，池深2.0m，池底高程213.25m，池長(zhǎng)22m，兩岸為衡重式擋土墻。</p><p>　

68、　0+103.5~0+173.5為海漫段。海漫底部高程215.25m，護(hù)底厚度為0.4m，0+143.5~0+173.5m為30m長(zhǎng)的扭曲漸變段，之后與下游地面自然連接。溢洪道做工程段全長(zhǎng)485.45m。</p><p>　　方案2：，老閘拆除，新建五孔新閘</p><p>　　新閘堰頂高程222.0m，五孔，每孔凈寬12m，總凈寬60m。調(diào)洪演算成果：100年一遇洪水位231.85m，下

69、泄流量1000m3/s，2000年一遇洪水位235.56m，下泄流量5922m3/s。泄洪閘按100年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2000年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)校核，下游消能按50年一遇洪水設(shè)計(jì)，100年一遇洪水校核。工程布置見(jiàn)附圖5.3-7及方案比較圖集。</p><p><b>　　新泄洪閘工程布置</b></p><p>　　根據(jù)最新地質(zhì)勘探資料建議，溢洪道泄洪閘中心線較原中心線

70、向左平移17.75m，以閘室底板前沿做為0+000樁號(hào)。</p><p>　　0-205~0+000為上游引渠段，長(zhǎng)205m。前175m底部不做護(hù)砌，兩岸邊坡為1：0.5，底寬為70m，渠底高程為218.5m；閘前30m為鋪蓋段，護(hù)底為0.2m厚的砼，兩岸為圓弧型翼墻，圓弧半徑為45m，墻頂高程為236.6m，采用半重力式擋土墻。</p><p>　　0+000~0+026為閘室控制段，泄

71、洪閘采用5孔，每孔凈寬12m，堰頂高程222m，閘孔總凈寬為60m，閘室長(zhǎng)度26m。閘室采用上游堰高3.5m，下游堰高6.5m的實(shí)用堰。中墩厚2.5m，墩頂高程236.6m，閘室總寬70m，堰上設(shè)12×9.5m的弧形鋼閘門(mén)5扇。</p><p>　　0+026~0+113為閘后消能段。0+026~0+076為閘后斜坡段，底部坡降為1:40，墻頂高程由230m漸變至223.8m；之后接1:4的陡坡段；0+

72、086~0+113為消力池段，池深2.5m，池底高程211.75m，池長(zhǎng)27m，兩岸為衡重式擋土墻。</p><p>　　0+113~0+183為海漫段。海漫底部高程214.25m，護(hù)底厚度為0.4m，0+153~0+183m為30m長(zhǎng)的扭曲漸變段，之后與下游地面自然連接。溢洪道做工程段全長(zhǎng)485.45m。</p><p><b>　　5.2 方案比較</b><

73、/p><p>　　從調(diào)洪演算和工程布置來(lái)看，方案Ⅰ需新建七孔泄洪閘，閘室較寬，閘室堰頂高程223.0m。由于閘址區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，右邊巖石破碎，位于斷層影響帶，巖質(zhì)軟弱，易產(chǎn)生不均勻沉陷，需進(jìn)行地基處理，但處理難度較大，為使進(jìn)流順暢，右岸山包需進(jìn)行削坡處理。由于尾水渠偏向右側(cè)，閘室不宜向左偏移太多，且向左偏移需挖東副壩，建堵壩，投資增加，閘壩接頭處理費(fèi)用較高。此方案閘室寬度大，尾水渠寬度大，增加了征地的難度。從工程投資

74、進(jìn)行比較，方案Ⅰ的工程投資比建新閘的方案IV增加約16%。因此，方案II亦不是最優(yōu)方案。</p><p>　　從調(diào)洪演算結(jié)果來(lái)看，方案Ⅱ需建五孔閘，閘室堰頂高程222.0m。由于閘址區(qū)左岸約85m范圍地質(zhì)條件較好，右邊位于斷層影響帶，巖石破碎，巖質(zhì)軟弱，五孔閘閘基總寬度75m，可充分利用左岸良好的地質(zhì)條件，閘底板適當(dāng)降低后，使其位于較好的弱風(fēng)化地基上，閘室受力均勻，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，工程安全可靠。</p>

75、<p>　　溢洪道中心線左移以后，工程總體布置較為合理，進(jìn)出口水流條件較好，五孔閘過(guò)水?dāng)嗝娴目倢挾葹?0m，是經(jīng)方案比較尾水渠規(guī)模最小的。</p><p>　　大壩結(jié)合上游壩坡翻修，壩頂防浪墻加固和壩頂路面翻修加高0.5m，使大壩面貌煥然一新，結(jié)合觀測(cè)設(shè)施布設(shè)，使壩體狀況更為完善。</p><p>　　從工程投資比較分析，方案II投資最省。</p><p&

76、gt;　　綜上所述，從工程布置、調(diào)洪演算、投資比較、施工方便和工程的安全可靠度諸方面進(jìn)行綜合分析，方案II的優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的，因此推薦方案為方案II。</p><p>　　5.3 設(shè)計(jì)基本資料</p><p>　　5.3.1 基本資料</p><p>　　5.3.1.1 工程等別和建筑物級(jí)別</p><p>　　按國(guó)標(biāo)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，XX

77、水庫(kù)工程等別應(yīng)為大（2）型，泄洪閘為2級(jí)建筑物。</p><p>　　5.3.1.2 洪水標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　XX水庫(kù)總庫(kù)容2.78億m3，屬大Ⅱ型水庫(kù)，泄洪閘設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)為2000年一遇。據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL253—2000）閘下消能防沖設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按50年一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)100年一遇。</p><p>　　表4 水庫(kù)規(guī)劃指標(biāo)表</

78、p><p><b>　　續(xù)表4</b></p><p>　　5.3.1.4 設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p><b>　　（1）水庫(kù)規(guī)劃指標(biāo)</b></p><p><b>　?。?）地質(zhì)參數(shù)</b></p><p>　　泄洪閘建基面位于P2sh5弱風(fēng)化石英砂巖上，

79、根據(jù)XX水庫(kù)溢洪道2002年3月地質(zhì)資料，閘室穩(wěn)定計(jì)算采用力學(xué)參數(shù)如下：</p><p>　　摩擦系數(shù)f=0.55 </p><p>　　粘結(jié)力 c=0.2MPa</p><p>　　承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=2.0MPa</p><p>　　5.4 溢洪道軸線選擇</p><p>　　原泄洪閘為開(kāi)敞式平底板閘，閘軸線與東副

80、壩交角2.93°。溢洪道中心線基本呈倒“S”型，閘室段垂直于閘軸線。原閘自建成后由于種種原因40多年來(lái)并未過(guò)水，但根據(jù)原水工模型試驗(yàn)，由于受進(jìn)口右岸山包影響，且左岸導(dǎo)水墻長(zhǎng)度及高度不足，閘室進(jìn)流條件較差，導(dǎo)致閘前產(chǎn)生很大橫比降，影響到閘室邊孔的過(guò)流能力。另外，從地質(zhì)勘探情況看，老閘閘基中左邊地質(zhì)條件較好，基巖為硅質(zhì)膠結(jié)或鐵泥質(zhì)膠結(jié)石英砂巖，巖芯采取率高，完整性好；閘室右邊孔附近有f81斷層穿過(guò)，基巖為P2sh3泥質(zhì)粉砂巖，巖芯

81、采取率低，強(qiáng)風(fēng)化深度大，透水性強(qiáng)。本次除險(xiǎn)加固考慮地形、地質(zhì)及水流條件，將中心線沿溢洪道地質(zhì)勘探中心線向左岸偏移17.75米。軸線上O1點(diǎn)（樁號(hào)0-205.5）大地坐標(biāo)x=3801848.061、y= 38432153.679；O2點(diǎn)（樁號(hào)0+163.8）大地坐標(biāo)x=3801592.458、y=38432416.060。溢洪道尾水渠依據(jù)地形布置，軸線向左偏轉(zhuǎn)，同O1、O2兩點(diǎn)連線夾角為83.17°，末端O3點(diǎn)（樁號(hào)0+285.

82、8）大地坐標(biāo)x=3801515.964、y=38432516.049。閘軸線垂直于溢洪道中心線，同東副</p><p>　　5.5 溢洪道工程布置</p><p>　　溢洪道建筑物總長(zhǎng)491.3 m，分上游引渠段、進(jìn)口圓弧墻段、閘室控制段、閘后陡坡及消力池段和出口尾水渠段共五部分。</p><p>　　5.5.1 上游引渠段（0-205.5～0-030）</p

83、><p>　　進(jìn)口引渠段樁號(hào)0-205.5～0-030，中心長(zhǎng)度175.5米。引渠呈梯形斷面，渠底寬度70.0m，渠底高程218.5m，兩岸邊坡1：0.75與原地面相連，進(jìn)口表層覆蓋層部分可放緩至1：1.5。引渠兩側(cè)邊坡以10厘米厚噴混凝土防護(hù)，引渠底部不做護(hù)砌。</p><p>　　5.5.2 進(jìn)口圓弧墻段（0-030～0+000）</p><p>　　樁號(hào)0-03

84、0～0+000，中心線長(zhǎng)度30米。兩岸為半徑R=45m，圓心角42°的圓弧翼墻，左右岸對(duì)稱布置，圓弧翼墻末端與閘室邊墻平順連接。圓弧墻根據(jù)地形布置，分成兩部分，前端0-030～0-020采用半重力混凝土墻，建基面高程223.5m，墻頂高程236.3m。0-020～0+000兩側(cè)采用衡重墻，墻底高程217.0m，基礎(chǔ)寬度3.0m，墻背坡度1：0.3，衡重臺(tái)高程225.5m，墻頂高程236.3m。圓弧墻混凝土標(biāo)號(hào)C15 。0-03

85、0至閘室前沿引渠底板采用20cm厚混凝土護(hù)底，混凝土標(biāo)號(hào)C15， 兩側(cè)邊坡1：0.75，與圓弧翼墻呈弧線連接。</p><p>　　5.5.3 閘室控制段（0+000～0+025.5）通過(guò)水力計(jì)算和堰面曲線計(jì)算，堰體采用低實(shí)用堰，堰頂高程222.0m。堰面曲線擬定參照《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄A之規(guī)定，上游由三圓弧組成，圓弧半徑從前至后分別為R3=0.368m、R2=1.84m、R1=4.6m。三圓弧末端為堰軸線位置

86、，相對(duì)樁號(hào)0+007.094。堰面下游采用WES冪曲線型式，曲線方程y=0.0758x1.85，后接半徑為16.5m、圓心角38.0°的反弧和長(zhǎng)0.946m平段。堰體上游高3.5m，下游堰高6.5m，堰體總長(zhǎng)21.0m。堰體表面0.8m厚采用C20鋼筋砼，堰體內(nèi)部采用C15素砼填筑。</p><p>　　閘室共五孔，單孔凈寬12m，總寬度70.0m，閘室長(zhǎng)25.5米，閘底板前沿樁號(hào)0+000，末端樁號(hào)0

87、+025.5。閘墩頂高程236.3m，高于水庫(kù)2000年校核洪水位235.56m，同東副壩頂平。閘室為開(kāi)敞式實(shí)用堰結(jié)構(gòu)，設(shè)五扇弧型鋼閘門(mén)，閘門(mén)高9.5m，門(mén)頂高程231.33m，采用卷?yè)P(yáng)啟閉機(jī)控制。中墩厚度2.5m，底部和兩側(cè)堰體澆筑成一體，單孔基礎(chǔ)總寬度14.5m，建基面高程215.5m，閘室前趾處設(shè)2.5m寬齒槽，齒槽底高程215.0m，閘基在0+012.5處為斜坡段，末端高程213.0m，后接3m長(zhǎng)水平后趾。邊墩為衡重式側(cè)墻，和邊

88、孔堰體整體連接，墩頂寬度1.5m，底寬3.25m，墻背坡度1：0.3，衡重臺(tái)高程225.0m，邊墩底部型式同中墩。閘墩牛腿軸線同水平線夾角為14°，牛腿總長(zhǎng)3.0m，寬1.6m，牛腿外懸厚度1.4m，閘門(mén)軸高程為227.83m，門(mén)軸距閘室后趾水平距為6.522m。閘墩混凝土標(biāo)號(hào)為C25，牛腿及周?chē)鷳?yīng)力集中部位采用C30砼。閘室每孔堰體中間設(shè)沉降縫，分縫處以止水帶和混凝土塞與防滲帷幕封閉連接，邊墩后側(cè)設(shè)刺墻一道，深入東副壩及右側(cè)

89、堵壩心墻內(nèi)部組成側(cè)向防滲體。閘</p><p>　　溢洪道閘室總寬度較老溢洪道有所縮窄，縮窄部分以粘土心墻堵壩和右岸山包相連。堵壩有關(guān)設(shè)計(jì)詳見(jiàn)5.4節(jié)。</p><p>　　5.5.4 陡坡及消力池段（0+025.5～0+145.3）</p><p>　　樁號(hào)0+025.5～0+105.5為直線泄槽，泄槽寬度70.0m，底坡1：40，起端底板高程215.5m。樁號(hào)

90、0+025.5～0+045.5墻高由14.7m漸變至8.8m，其它部位墻高均為8.8m。泄槽邊墻采用混凝土衡重墻結(jié)構(gòu)，衡重臺(tái)根部設(shè)一排水孔，墻體混凝土標(biāo)號(hào)為C20。衡重臺(tái)以上用石渣回填至墻頂，頂部寬度2.0m，外側(cè)以1：1.5坡度與原地面相連。</p><p>　　泄槽底部采用C20混凝土護(hù)底，0+025.5～0+60.5護(hù)底厚度為80厘米，其后護(hù)底厚度為50厘米，末端0+105.5處設(shè)深2.5m的混凝土齒槽，以

91、C10素混凝土回填。泄槽段邊墻及護(hù)底每15～20m設(shè)一道結(jié)構(gòu)縫。</p><p>　　樁號(hào)0+105.5～0+142.3為消力池段。消力池底寬70m，采用深挖式結(jié)構(gòu)，經(jīng)計(jì)算消力池深2.7m，池長(zhǎng)28.5m，消力池墻高9.2m。消力池段前部為1：4斜坡段，水平投影長(zhǎng)度6.8m，底部以80厘米厚C20混凝土護(hù)底。消力池底高程211.8m，護(hù)底厚度1.2m，底板設(shè)豎向排水孔，梅花型布置。消力池底板末端設(shè)1.5m寬混凝土

92、齒坎，齒坎高度2.7m，頂部與出口尾水渠底平，高程214.5m。</p><p>　　消力池兩側(cè)邊墻采用衡重式結(jié)構(gòu)，建基面高程210.8m，墻頂高程221.0m，墻后回填石渣與墻頂平。消力池護(hù)底及兩側(cè)邊墻混凝土標(biāo)號(hào)均為C20。</p><p>　　5.5.5 出口尾水渠段（0+142.3～0+285.8）接消力池為出口尾水渠段，始端樁號(hào)0+142.30，底高程214.5m，坡降1：100

93、0，底寬70m。尾水渠前端0+142.3～0+160.8設(shè)18.5m長(zhǎng)緩沖段，呈矩形槽結(jié)構(gòu)，底板采用40厘米C20混凝土護(hù)砌，兩岸采用衡重墻結(jié)構(gòu)，墻高6.5m。</p><p>　　接矩形槽末端設(shè)30m長(zhǎng)扭曲漸變段，底部以40厘米厚C20混凝土護(hù)砌，兩岸為漿砌石直線扭曲面，末端樁號(hào)0+190.8，底高程214.45m。扭曲面末端底部設(shè)2.5m深齒槽，以C10素混凝土回填。</p><p>

94、　　0+190.8～0+285.8段為梯形渠道，渠底寬度70m，兩岸開(kāi)挖邊坡1：0.75。渠道底部采用15厘米厚標(biāo)號(hào)C15素混凝土護(hù)底，兩岸采用10厘米厚噴混凝土護(hù)坡。</p><p><b>　　5.6 水力設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.6.1 堰面曲線設(shè)計(jì)</p><p>　　參照《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL253—2000）附錄A，泄

95、洪閘閘室采用開(kāi)敞式實(shí)用堰結(jié)構(gòu)，堰頂上游采用三圓弧曲線，堰頂下游采用WES型冪曲線，冪曲線末端直接與反弧連接。</p><p>　　5.6.1.1 上游堰面曲線設(shè)計(jì)</p><p>　　上游三圓弧半徑及圓弧起點(diǎn)至堰頂水平距分別為：</p><p>　　R1=0.5Hd，0.175Hd （1）<

96、;/p><p>　　R2=0.2Hd，0.276Hd</p><p>　　R3=0.04Hd，0.282Hd</p><p>　　式中R1、R2、R3——三圓弧半徑（m）；</p><p>　　Hd——堰面曲線定型設(shè)計(jì)水頭，取Hd=0.75Hmax（m）；</p><p>　　Hmax——校核流量下的堰上水頭（m）<

97、/p><p>　　5.6.1.2 下游堰面曲線設(shè)計(jì)</p><p>　　下游WES冪曲線設(shè)計(jì)采用公式：</p><p>　　xn=kHdn-1y （2）</p><p>　　式中：Hd—堰面曲線定型設(shè)計(jì)水頭，取Hd=0.75Hmax（m）；</p><p>　　x、y—原點(diǎn)下

98、游堰面曲線橫、縱坐標(biāo)；</p><p>　　n—與上游堰坡有關(guān)的指數(shù)，取n=1.85；</p><p>　　k—P1/Hd<1.0，取k=2.0</p><p>　　5.6.1.3 反弧段設(shè)計(jì)</p><p>　　反弧前端與上游冪曲線平順連接，接點(diǎn)處二者斜率相等。根據(jù)《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》，取反弧半徑R=（3～6）倍反弧最低點(diǎn)最大水深。&l

99、t;/p><p>　　5.6.2 泄流能力計(jì)算</p><p>　　閘室總凈寬60m。溢洪道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇洪水，相應(yīng)水位為231.85m，控泄泄量1000m3/s。校核標(biāo)準(zhǔn)為2000年一遇洪水，校核洪水位235.56m，根據(jù)調(diào)洪演算計(jì)算結(jié)果，溢洪道敞泄泄量7258m3/s。</p><p>　　Q=CLH03/2 ----《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》基礎(chǔ)

100、理論P(yáng)1-481（3-12-27）(3)</p><p>　　H0=H+ </p><p>　　L=B-2（NK中+K邊）H0 </p><p>　　上各式中 H——堰上水頭（米）;</p><p>　　V0——行進(jìn)流速（米/秒）;</p><p>　　B——溢流堰前緣總寬度減去所有的中墩厚度（米）

101、；B=60</p><p>　　N——中墩個(gè)數(shù)；N=4</p><p>　　C——流量系數(shù)（米0.5/秒）；</p><p>　　K淹——堰因淹沒(méi)影響而致的流量減少百分?jǐn)?shù)；</p><p>　　K中，K邊——分別為中墩收縮系數(shù)和邊墩收縮系數(shù)。K邊=0.1</p><p>　　經(jīng)計(jì)算庫(kù)水位與流量計(jì)算成果見(jiàn)表4。</

102、p><p>　　5.5.4.3 閘后陡坡段水面線計(jì)算</p><p>　　A 堰后反弧末端水深計(jì)算</p><p>　　堰后反弧末端水深為控制水深，用能量方程試算得到，按《水力學(xué)》</p><p>　　表5 庫(kù)水位~流量計(jì)算成果表</p><p><b>　　公式計(jì)算:</b></p>

103、<p>　　E0= hc+q2/（2g×2×hc2） （4）</p><p>　　式中：q—計(jì)算斷面單寬流量(m3/s-m)；</p><p>　　Eo—計(jì)算斷面渠底以上的總水頭(m)；</p><p>　　—泄槽底板與水平面的夾角；</p><p>　　hc—反弧最底點(diǎn)水

104、深(m)；</p><p>　　—考慮從進(jìn)口到計(jì)算起始斷面間沿程和局部阻力損失的流速系數(shù)。取=0.95</p><p>　　各控制標(biāo)準(zhǔn)情況下反弧末端水深計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6。</p><p>　　表6 閘后收縮水深計(jì)算成果表</p><p>　　B 陡坡段水面線推算</p><p>　　水面線按《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL25

105、3—2000）用分段求和法計(jì)算各段水面線，其計(jì)算公式為：</p><p>　　L=Es/(i-) (5)</p><p>　　式中:△L—分段長(zhǎng)度;</p><p>　　△Es—斷面單位能量差;</p><p><b>　　—平均水力比降;</b></p>&

106、lt;p>　　—斷面平均流速(m/s);</p><p>　　—斷面平均水力半徑(m):</p><p><b>　　糙率n=0.014</b></p><p>　　堰后水位及各控制斷面水位計(jì)算成果見(jiàn)表7。</p><p>　　表7 閘后陡坡段水面線推算成果表</p><p>　　C 摻氣

107、水深及兩岸墻高計(jì)算：</p><p>　　閘后陡坡段墻高由2000年最大泄量控制。</p><p>　　摻氣水深按《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》SL253—2000公式（A.3.2）公式估算:</p><p>　　hb=(1+)h (6)</p><p>　　式中：h─不計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深(m)；</

108、p><p>　　hb─計(jì)入波動(dòng)及摻氣的水深(m)；</p><p>　　─不計(jì)入波動(dòng)及摻氣的計(jì)算斷面上的平均流速(m/s)；</p><p>　　─修正系數(shù)：選取1.1～1.4(s/m)。</p><p>　　閘后消力池前陡坡段墻高按100年控泄1000m3/s流量設(shè)計(jì)，2000年敞泄5922m3/s流量校核。消力池及尾水渠墻高按50年控泄500