安徽工程初步设计方案Word格式文档下载.docx

安徽工程初步设计方案Word格式文档下载.docx

《安徽工程初步设计方案Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《安徽工程初步设计方案Word格式文档下载.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

mm

1327

4

多年平均径流量

万m3

5

洪水

设计标准洪峰

m3/s

118.92

校核标准洪峰

195.68

6

实测最高库水位

二

水库

洪水标准

设计标准

P（%）

校核标准

0.5

特征水位

吴淞高程

校核洪水位

m

96

设计洪水位

94.3

正常蓄水位

92.7

汛期限制水位

死水位

84

库容

总库容

30.8

正常蓄水位以下库容

24.4

死库容

0.8

三

大坝

坝型

粘土心墙坝

地基特征

最大坝高

17

坝顶长度

115

坝顶宽度

8.5

坝顶高程

97

7

防浪墙顶高程

四

溢洪道（正常、非常）

型式

宽顶堰

堰（槛）顶高程

溢流段长度

设计流量

63.47

校核流量

188.0

五

泄洪隧洞

进口高程

断面尺寸

洞身长度

六

放水涵洞

结构型式

箱式涵洞

84.0

80cm×

120cm

42

0.3

七

加固处理情况

大坝防渗

增加心墙高度

坝身、坝坡

溢洪道

导墙重建

闸门改为平面闸门

八

工程占地与拆迁

永久占地

亩

临时占地

拆迁房屋

m2

其它

九

经济指标

工程总投资

万元

98.45

工程效益

保护面积

保护人口

人

1600

灌溉面积

万亩

0.1

发电装机容量

Kw

年供水量

2.1流域概况

本流域地处北亚热带湿润气候区,四季分明,气候温和,雨量充沛,光源适中,无霜期长,季风气候明显。

据枞阳水文站测报,年最大降雨量为2041.2mm（1954年）,年最小降雨量为756.5mm（1978年）。

多年平均降雨量为1327mm,多年平均气温为16.5℃,多年平均最大风速13.7m/s,多年平均无霜期为247天,多年平均蒸发量为1611mm。

由于受季风影响,降雨季节性很强,全年雨量多集中在主汛期,6-9月份降雨量约占全年的60%。

冬季受北方冷空气影响,气压高,晴朗天气多,偏北风占优势,气温低,雨雪少,是旱情多发季节。

春季冷暖空气活动频繁,雨水增多,天气多变,冷暖无常。

夏季天气炎热,六月中旬后,降雨机会增多,但此期间的降雨量也常常集中在几次强降雨过程中,经常造成农田涝灾。

雨后天气晴热,偏南风较多,常有伏旱发生。

秋季降温迅速,气温日差较大,雨水少,晴天多,也是旱情多发季节。

2.2历次设计洪水计算方法与成果

没有查找到东山口水库历次设计洪水计算方法与成果。

2.3本次设计洪水复核计算

库区无实测径流资料,本次设计暴雨计算有关数据依据1984年5月<

安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法>

。

在万分之一地形图上量得水库坝址以上集水面积4.42km2,流域长度L=3.2km,平均宽度1.38km。

流域形状系数0.43。

根据1989年<

农村水利技术实用手册>

第76页和第77页公式Qmp=0.278C24n-1H24pF/τn

τ=τ坡+0.278L/v槽

H24p=KpH24

式中Qmp—某设计频率设计洪水洪峰流量（m3/s）;

C—迳流系数,C≈0.90～０.95（无因次）;

F—集雨面积（km2）;

H24p—某设计频率24小时暴雨量（mm）;

Kp—模比系数;

n—暴雨衰减指数;

τ—集流时间（h）;

τ坡—坡流时间,τ坡≈0.2h;

v槽—槽流速度,v槽≈1.5m/s;

L—主源长度（km）。

根据<

中的安徽省年最大24小时点雨量均值等值线图、安徽省年最大1小时点雨量均值等值线图和安徽省年最大24小时点雨量Cv值等值线图,查得本地区H24=113mm,H1=43mm,Cv=0.6;

由H1/H24=0.38,查表6得n=0.7;

根据表2（Cs=3.5Cv）可查得20年一遇Kp=2.2,2一遇Kp=3.62

P=5%时,H24p=KpH24=2.2×

113=248.6（mm）;

τ=τ坡+0.278L/v槽=0.2+0.278×

3.2/1.5=0.79（h）,取τ=0.8（h）

Qmp=5%=0.278C24n-1H24pF/τn=0.278×

0.9×

240.7-1×

248.6×

4.42/0.80.7=123.88（m3/s）

P=0.5%时,H24p=KpH24=3.62×

113=409.06（mm）;

Qmp=0.5%=0.278C24n-1H24pF/τn=0.278×

409.06×

4.42/0.80.7=203.83（m3/s）

按<

规定,本流域形状系数为0.43,洪峰值应乘以0.96的修正系数,得出不同频率的洪峰流量。

P=5%时,修正后的洪峰流量为118.92m3/s;

P=0.5%时,修正后的洪峰流量为195.68m3/s。

2.4成果合理性分析

本次洪水复核流域特征值为:

集水面积F=4.42km2,最大24小时点雨量H24=113mm,流域长度L=3.2km,形状系数B=0.43。

复核洪水计算成果为:

P=5%时,洪峰流量Qm=118.92m3/s;

P=0.5%时,洪峰流量Qm=195.68m3/s。

由于本水库没有资料,我们经过参照有关小型水库洪水计算方和本流域其它水库的计算成果,其成果基本同这次计算成果一致。

据此,我们认为本次洪水计算成果较为可靠。

2.5施工期洪水

施工期安排在头年10月份到第二年3月份,此段时间雨水少,晴天多,适宜工程施工。

3.1工程概况

3.1.1工程现状

水库枢纽工程由大坝、溢洪道、放水涵洞等组成。

（1）大坝

大坝为心墙土坝,大坝长度为115m,坝顶高程97.0m,最大坝高17.0m,顶宽8.5m。

大坝上游坝坡为1:

2.0,块石护坡顶高程88.4-93.2m;

下游坝坡在93.2m高程处设2.5m宽的平台,平台以上坝坡为1:

1.5,以下坝坡为1:

3.0,块石护坡顶高程83.7-93.2m。

（2）溢洪道

溢洪道在大坝的左侧,属开敞式溢洪道,进口底高程92.7m,堰顶宽度15m,最大泄量153m3/s。

溢洪道左侧为山体,右侧是浆砌块石导水墙,溢洪道底部是人工开采的自然石料面,凹凸不平。

溢洪道为三级跌水,第一级消力池底高程92.4m,第二级消力池底高程90.4m,第三级消力池底高程86.0m。

溢洪道总长86.3m,其中进口段长7.0m,第一级长7.3m,第二级长22m,第三级长50m,水流经过三级跌水后,直接进入渠道。

（3）放水涵洞

放水涵洞:

放水涵洞在大坝的右侧,斜拉活塞闸门,1.5t斜拉式启闭机。

放水涵洞进出口是圬工结构,中间是φ300mm的混凝土圆管涵,进口底高程为84.0m,设计放水流量0.3m3/s。

3.1.2工程建设过程。

东山口水库于1964年4月破土动工,1966年7月堤身初步形成。

大坝结构:

施工中坝型选用的是粘土心墙坝,用砂土做坝壳,用粘土做心墙（开始坝型设计为均质坝）心墙尺寸:

顶部高程92.7m,顶宽1m,底宽1.5m。

心墙土料来自下游水塘中的土,人工夯实土料,压实质量很差。

大坝在施工中就出现过坝顶沉陷、坝坡滑动现象。

放水涵结构:

进水口和出水口为浆砌石方形涵,宽1m,高1.2m长分别为22m和24m,中段连接进出水口的是无筋混凝土预制管,涵管直径为0.3m,进水口采用木板闸门。

溢洪道结构:

水库溢洪道沿用原天然涧道排洪,涧道经九家院、将军街道流入马鞍山水库,涧道两岸没有修筑完整的堤防,溢洪道泄洪时经常冲毁两岸房屋和农田。

3.1.3工程加固情况。

该库自1966年初步完工后,其运行期间工程加固情况如下:

1968～1969年,对背水坡脚进行块石护坡,并增设了背水坡平台。

1970～1971年,对大坝迎水坡进行了块石护坡。

1975～1976年,先后三次对溢洪道进行拓宽改造,沿山脚开山筑堤,将溢洪道由原天然涧道改至东边山脚,将老涧道改为农田。

1980年将木制闸门改成斜拉式启闭机闸门。

⑤1986年对溢洪道导水墙附近塌陷进行了处理。

⑥1986年对溢洪道导水墙附近渗漏进行了防渗处理。

3.1.4工程主要险情

水库于1966初步建成,主要经历了1969年及1983年两次大水。

虽经历次除险加固,但每次都因经费限制,只得头痛医头,脚痛医脚,治标不治本。

现综合历年工程出险和现场检查,发现的问题如下:

一、大坝部分

1、坝体标准不足

2.0,干砌块石护坡顶高程88.4-93.2m;

3.0,干砌块石护坡顶高程83.7-93.2m。

2、坝体渗漏严重

据当时的施工人员反映,大坝填筑时清基不彻底,未开挖截渗槽,因此坝基存在接触渗流现象;

溢洪道的导水墙与坝体存在接触渗漏。

由于无观测设施,无法测量具体数据。

3、存在裂缝、滑坡等险情

由于大坝上下游坡度不足,在溢洪道导水墙一侧曾经出现过滑动,后做土牛进行过处理。

4、大坝上游护坡标准不足、质量差。

经过四十多年的运行,大部分块石已破损、龟裂、风化,50%以上的面积出现隆起和淘空变形的现象,同时,护坡石头小,单块石重不足10公斤,块石外形、重量及护坡厚度均不满足规范要求,砌石下部无砂石垫层。

5、大坝粘土心墙顶高程不足。

6、下游坝脚导渗体未按反滤体要求设计,起不到倒滤作用。

7、大坝有蚁害。

二、溢洪道部分

1、溢洪道位于大坝左岸,沿山体人工开采而成,凹凸不平,断面不规整。

2、溢洪道堰顶宽15m,溢洪道总长86.3m,分为三级跌水,其中进口段长7.0m,第一级长7.3m,第二级长22m,第三级长50m,水流经过三级跌水后,直接进入渠道。

经复核,溢洪道宽度不够,泄洪能力不足。

3、溢洪道右侧是浆砌石导水墙,最大高度4.5m,最小高度1.5m,由于施工质量差,现有多处出现裂缝。

4、溢洪道右侧部分导水墙顶高程不足,大洪水时漫顶,洪水直冲库下岗阪田地,影响水库与当地群众的关系,并危及大坝安全。

三、放水涵洞部分

1、放水涵洞进出口为圬工结构,中间为Φ300mm的混凝土园管涵。

放水时漏水,由于涵管内径太小无法进入检查。

2、启闭机房低矮、破旧不堪,启闭机台高程不足;

涵管内径太小,无法进行检查、维修。

3、进口活塞门盖运行已20余年,现门盖漏水;

斜拉杆支撑点沉陷变形,启闭困难;

拉杆及启闭机锈蚀严重。

四、其它

1、东山～牌楼简易砂石路面的乡村公路经过大坝堤顶,对外交通较为便利,但水库溢洪道上无交通设施,群众生产、生活极为不便。

2、大坝无任何观测设施,无法对大坝进行水位、位移、坝身浸润线和渗流量进行观测和分析。

水库当前无管理设施,不能适应水库管理要求。

3.2水库加固洪水标准

水利水电工程等级划分及洪水标准>

（SL252—）,山区、丘陵区小

（2）型水库土石坝设计洪水标准:

30～20年一遇设计,300～2一遇校核,故东山口水库按20年一遇设计,2一遇校核。

3.3水库洪水调节计算

3.3.1水库调洪运用方式

东山口水库的泄洪设施为无控制开敞式溢洪道,采用的调洪运用方式是:

当水库水位达到溢洪道堰顶高程时,自动溢洪。

3.3.2水库库容曲线

本次设计由于缺乏地区地形图,未对水库水位库容曲线进行复核,考虑到库区植被尚可,水土流失不严重,仍采用1979年<

枞阳县中小型水库工程卡片>

上的水库水位库容曲线。

东山口水库水位～库容关系表

水位（m）

容积（万m3）

92.0

22.4

85.0

2.0

86.0

4.0

93.0

25.6

87.0

6.0

94.0

27.6

88.0

8.4

28.0

89.0

11.8

95.0

29.2

90.0

14.0

96.0

91.0

18.0

3.3.3水库调洪后的流量计算

根据资料1989年<

小

（二）型水库及塘坝无控制的溢洪道设计洪水流量可采用高切林公式计算调洪后的流量q

q=Qmax（1-Wf/∑Q）

式中Qmax－洪峰流量（m3/s）;

Wf－调洪库容（m3）,指正常蓄水位至校核洪水位之间的库容;

∑Q－24h降雨的洪水总量（m3）,∑Q=1000CH24pF。

P=5%时,洪峰流量Qm=118.92m3/s,调洪后的流量q计算如下:

∑Q=1000CH24pF=1000×

2.2×

113×

4.42=988930.8m3

q=Qmax（1-Wf/∑Q）=118.92（1-6.4×

10000/988930.8）=111.22m3/s

P=0.5%时,洪峰流量Qm=195.68m3/s,调洪后的流量q计算如下:

3.62×

4.42=1627240.68m3

q=Qmax（1-Wf/∑Q）=195.68（1-6.4×

10000/1627240.68）=187.98m3/s

3.3.4泄水建筑物规模、特征库容及相应水位复核

本次泄水建筑物规模复核:

设计标准按20年一遇,校核洪水标准按2一遇洪水。

根据安徽省水利厅农田水利工程处1993年编制的<

小型水库资料汇编>

（第三册）资料,水库原特征库容及相应水位如下:

水库设计死水位84.0m,相应死库容0.8万m3/s;

水库正常蓄水位92.7m,相应兴利库容20.4万m3/s;

水库设计校核洪水位96.0m,相应库容40.7万m3/s。

本次复核水库死水位、水库正常蓄水位、水库设计洪水位、水库校核洪水位这四个特征水位不变。

各特征水位相应的库容值依据1979年<

上的水库水位库容曲线,将以前各特征水位相应的库容进行调整。

特征库容及相应水位复核结果如下:

水库正常蓄水位92.7m,相应兴利库容24.4万m3/s;

水库设计洪水位94.3m,相应兴利库容28.0万m3/s;

水库设计校核洪水位96.0m,相应库容30.8万m3/s。

3.4水库除险加固工程措施与建设内容

枞阳县东山口水库大坝安全评估综合报告>

的结论,结合本工程任务、现状、洪水调节计算成果,水库除险加固工程措施与建设内容如下:

（1）大坝心墙高度不够,需加高心墙高度;

（2）拆除大坝圬工放水涵洞,新建混凝土箱涵;

（3）溢洪道进行拓宽;

（4）溢洪道上增设交通桥;

（5）大坝有白蚁危害,需进行防治;

（6）大坝下游草皮护坡;

（7）增设大坝观测设施。

4.1设计依据

4.1.1工程等级及建筑物级别

依据国家颁布的<

防洪标准>

（GB50201-94）及水利部颁布的<

（SL252-）的规定,确定本水库为小

（二）型水库,枢纽工程等级别为Ⅴ等,相应枢纽主要建筑物级别为5级,次要建筑物为5级。

主要建筑物包括:

大坝、溢洪道、放水涵洞等。

中国地震动参数区划图>

中的规定,本地区地震烈度为7度。

4.1.2设计采用的有关规程、主要规范和标准

（1）<

（SL252-）

（2）<

（GB50201-94）

（3）<

碾压式土石坝设计规范>

（SDJ218-84）

（4）<

（SDJ218-84修改和补充规定）

（5）<

小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则>

（SL189-96）

（6）<

堤防工程设计规范>

（GB50286-98）

（7）<

水闸设计规范>

（SL265-）

（8）<

溢洪道设计规范>

（SL253-）

（9）<

水工混凝土结构设计规范>

（SL/T191-96）

（10）<

浆砌石坝设计规范>

（SL25-91）

（11）<

水利水电工程施工组织设计规范>

（SDJ338-89）

（12）<

安徽省枞阳县钱铺乡东山口水库大坝安全评估报告>

4.2挡水建筑物除险加固设计

4.2.1主坝现状

4.2.2主坝高程校核

4.2.2.1坝顶高程复核

第325页公式

2h1=nV4/3D1/3

式中2h1-波浪高度（m）;

n-无因次经验系数,山谷水库n≈0.01666;

V-风速（m/s）,本地多年平均最大风速13.7m/s;

D-垂直坝高的最大水面扩展长度（km）。

2h1=nV4/3D1/3=0.01666×

13.74/3×

0.341/3=0.38（m）

第326页公式

hB=3.2K（2h1）tgα

式中hB-土石坝斜坡上风浪爬升高度（m）;

K-坝坡的粗糙系数,块石护坡取0.8;

2h1-波浪高度（m）;

α-坝顶附近斜坡与水平面的夹角。

hB=3.2K（2h1）tgα=3.2×

0.8×

0.38×

1/2=0.49（m）

用校核洪水标准计算大坝高程:

H=校核洪水位+风浪爬升高度+安全超高

=96.0+0.49+0.3=96.79（m）

大坝现有高程为97.0m,由此可知,大坝顶高程满足规范要求。

4.2.2.2防渗体粘土心墙顶高程复核

（SL274—）的规定:

当坝防渗体为粘土心墙时,在正常运用条件下,防渗体坝顶应高出设计洪水位94.3m加超高0.6m;

在非常运用条件下,防渗体顶应不低于校核洪水位96.0m。

并应核算风浪爬高的影响。

该库原设计为均质坝,现状粘土心墙顶高程约为92.7m（据当时施工人员回忆）,在非常运用条件下,即使不考虑风浪影响,心墙顶高程不满足规范要求。

4.2.2.3坝顶高程复核结论

经对水库各挡水建筑物顶高程进行复核,大坝坝顶高程满足规范要求,但防渗体粘土心墙顶高程不满足规范要求。

4.2.3其它

下游坝坡铺植草皮护坡。

4.3泄水建筑物除险加固设计

4.3.1溢洪道现状

东山口水库溢洪道位于大坝的左端,进口为宽顶堰,其后接三级跌水。

东山口水库溢洪道控制段进口底板高程92.7m,底宽15.0m,从水库调洪结果能够看出,过水断面尺寸不满足校核标准下泄流量要求。

当前存在的问题是溢洪道不能够满足洪水安全下泄,施工质量差,导水墙已有多处裂缝,消力池底板主自然开采的石料面,凹凸不平。

4.3.2溢洪道校核

根据1979年华东水利学院<

水力学>

上册第126页公式

Q=mB（2g）1/2H03/2

式中Q-下泄流量（m3/s）;

m-流量系数,m＝0.385;

H0-堰上水头（m）;

B-宽顶堰溢流宽度（m）。

溢洪道下泄流量Q