山坪塘設(shè)計(jì)報(bào)告

1、1工程概況 .1.1工程基本情況 .1.2*山坪塘工程主要特性表 . -2 -2 .水文.2.1概述 .2.2基本資料.2.3設(shè)計(jì)洪水計(jì)算 .2.4壩頂高程計(jì)算 .3.工程地質(zhì).3.1區(qū)域地質(zhì)及地震 .3.2庫區(qū)工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià) .3.3壩址工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià) .3.4 天然建筑材料 .4.主要建筑物除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì) .4.1工程等級(jí)和洪水標(biāo)準(zhǔn) .4.2設(shè)計(jì)依據(jù).4.3 樞紐工程設(shè)計(jì) .4.4大壩的滲流及壩坡穩(wěn)定計(jì)算 .5 工程投資概算.5.1工程概算指標(biāo) .附圖：附圖 1 * 山坪塘設(shè)計(jì)平面圖( *-DJW-001 )；附圖 2 大壩最大斷面圖( *-DJW-002 )；附圖 3 溢洪道設(shè)計(jì)圖

2、( *- DJW -003 )；附圖 4 放水臥管設(shè)計(jì)圖( *- DJW -004 )；1 工程概況1.1工程基本情況1.1.1 * 山坪塘介紹* 山坪塘位于 * 縣* 鎮(zhèn)三磊子村 3 社，是一座以灌溉為主，兼有養(yǎng)殖、 防洪綜合利用效益的山坪塘水利工程。*山坪塘壩址處河床底部高程806.00m （高程系統(tǒng)為假設(shè)高程系統(tǒng)），壩址 以上控制流域面積0.06km2,主河道長(zhǎng)0.50km,流域平均比降141.56%?？値烊?0.87萬m,灌面110畝。*山坪塘工程由大壩、溢洪道、放水設(shè)施組成。最大壩高12.55m,按照總?cè)莘e在2萬立方米以上或壩高在6m以上的山平塘工程。該工程為V等工程，工 程主要建筑

3、物為 5 級(jí),次要建筑物為 5 級(jí)。主要建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期為 10 年一遇,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期為 50年一遇。壩型為均質(zhì)土壩，最大壩高12.55m,壩頂寬3.50m,壩頂軸線長(zhǎng)40.00m。 壩頂高程813.00m,迎水面坡比為：1: 2.0，背水面坡比依次為1: 2.0。內(nèi)外坡 為C15混凝土六棱塊護(hù)坡，六棱塊邊長(zhǎng)為 250mm厚100mm在外坡壩腳建貼坡 排水，頂高程為805.60m,高5.00m,內(nèi)坡坡比為1: 2.0，外坡坡比為1: 2.5。 貼坡排水和壩體接觸處設(shè)15cm厚粗砂和15cm厚碎石的反濾層。溢洪道布置在左壩肩，控制段高程為812.00m,堰頂寬度為2m,堰高1.00

4、m。堰底采用20cm厚的C20混凝土。邊墻采用C20混凝土的重力式擋土墻，頂寬0.5m, 內(nèi)坡垂直，外坡坡比為1:0.4。邊墻和底板下設(shè)10cm厚的C15混凝土墊層*山坪塘放水設(shè)備位于大壩左壩上。放水設(shè)施布置在左側(cè)壩體上，采用臥 管和涵管的形式。臥管和涵管均采用C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。臥管進(jìn)水口孔徑為200mm上面采用鋼板拍門結(jié)構(gòu)，詳見設(shè)計(jì)圖。涵管凈空斷面為300X 400mm壁厚為150mm1.1.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)*山坪塘最大壩高12.55m,按照總?cè)莘e在2萬立方米以上或壩高在 6m以 上的山坪塘工程整治，可參照?。ǘ┬退畮斐U(xiǎn)加固的有關(guān)技術(shù)規(guī)范。該工程 為V等工程，工程主要建筑物為5級(jí)，次要建筑

5、物為5級(jí)。主要建筑物設(shè)計(jì)洪水 標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期為10年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期為 50年一遇。1.2*山坪塘工程主要特性表*山坪塘工程主要特性見表1-1 :表1-1*山坪塘工程特性表主要指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目名稱單位-一一流域特性1集雨面積Krm0.062主河槽長(zhǎng)度Km0.503主河槽比降%o141.564多年平均降水量mm1049.65設(shè)計(jì)洪峰流量mVs1.056設(shè)計(jì)洪水總量萬m0.587校核洪峰流量m/s1.558校核洪水總量萬m0.80二二二山坪塘特性1死水位m809.002正常畜水位m812.003設(shè)計(jì)洪水位m812.464校核洪水位m812.595死庫容萬m0.226正常庫容萬m0.727總庫容萬m

6、0.87續(xù)表1-1*山坪塘工程特性表序號(hào)項(xiàng)目名稱單位主要指標(biāo)-三樞紐特性（一）大壩1壩型均質(zhì)土壩2壩頂高程m813.003取大壩咼m12.554壩頂長(zhǎng)度m40.005壩頂寬度m3.50（二）泄洪建筑物1溢洪道型式正槽開敞式2堰頂寬度m2.003最大下泄流量nVs1.284堰頂咼程m812.00（三）放水設(shè)施1放水建筑物型式臥管臥管涵管2長(zhǎng)度m3斷面尺寸（寬X高）m直徑20cm0.3*0.4m4最低取水咼程m809.005最大放水流量nVs0.1四工程效益1設(shè)計(jì)灌溉面積畝1102山坪塘對(duì)下游影響110畝田地和下游村莊注：本次復(fù)核工作中利用1: 500實(shí)測(cè)地形圖，高程系統(tǒng)采用假定高程系統(tǒng),坐標(biāo)系米

7、用獨(dú)立坐標(biāo)系2.水文2.1概述2.1.1基本資料的收集、整理與復(fù)核流域洪水復(fù)核資料本項(xiàng)目流域內(nèi)無水文站和雨量站，屬無實(shí)測(cè)資料地區(qū)。因此采用暴雨途徑計(jì) 算設(shè)計(jì)流量。按照小流域推理公式法方法計(jì)算，并進(jìn)行成果合理性分析取值。本次根據(jù)流域1/10000地形圖，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，核實(shí)流域分水嶺，量算流域面積、河長(zhǎng)及河道平均比降，為：F=0.06knt L=0.50km, J=141.56%o。山坪塘工程資料1）山坪塘庫容曲線水位庫容曲線根據(jù)庫區(qū)萬分之一地形圖進(jìn)行計(jì)算成果，見表2-1 o2）山坪塘面積曲線水位面積曲線根據(jù)庫區(qū)萬分之一地形圖進(jìn)行計(jì)算成果，見表2-1 o表2-1* 山坪塘庫容曲線和面積曲線表水位面積

8、（畝）庫容（萬m3水位面積（畝）庫容（萬m318060.93028071.040.0738081.140.1448091.260.2258101.940.3368113.070.4978123.680.7288134.310.98圖2-1 *山坪塘水位庫容、面積關(guān)系曲線2.2基本資料本項(xiàng)目流域內(nèi)無水文站和雨量站，屬無實(shí)測(cè)資料地區(qū)。因此采用暴雨途徑計(jì)算設(shè)計(jì)流量。按照小流域推理公式法計(jì)算本次根據(jù)流域1/10000地形圖，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，核實(shí)流域分水嶺，量算流域面積、河長(zhǎng)及河道平均比降，為：F=0.06knt L=0.50km, J=141.56%o。2.3設(shè)計(jì)洪水計(jì)算2.3.1暴雨特征流域處在亞熱帶季

9、風(fēng)氣候區(qū)，氣候濕潤(rùn)多雨，常出現(xiàn)大雨或暴雨，暴雨出現(xiàn) 時(shí)間為410月，其中以6月和7月出現(xiàn)頻率最高，強(qiáng)度最大。與之相對(duì)應(yīng)，年 最大洪峰流量發(fā)生在49月，多發(fā)生在67月。2.3.2洪水特征工程區(qū)地形屬于深丘區(qū)，河谷狹窄，匯流較快，河槽調(diào)蓄能力小，因此，洪 水具有陡漲陡落的特點(diǎn)，洪水多為單峰型，一次洪水過程約持續(xù)七個(gè)小時(shí)左右。 通過該河流域洪水過程線分析，P=10%ft水漲退全過程為6.93h，形成洪峰時(shí)間 為0.45h，峰型多為單峰。2.3.3設(shè)計(jì)暴雨采用四川省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)中最大 1/6h、1h、6h、24h暴雨 均值及變差系數(shù)等值線圖的查值成果。暴雨資料統(tǒng)計(jì)參數(shù)見表2-2表2-2*

10、山坪塘區(qū)域暴雨參數(shù)表利用資料時(shí)段（h）均值（mrj）CvCs1/6150.353.5Cv1400.453.5Cv6700.43.5Cv查手冊(cè)24820.453.5Cv2.3.4設(shè)計(jì)洪水2.341洪水計(jì)算方法及標(biāo)準(zhǔn)（1）計(jì)算方案*山坪塘河道流域范圍內(nèi)無實(shí)測(cè)洪水資料，按照暴雨途徑計(jì)算設(shè)計(jì)流量。本 次根據(jù)SL44-2006水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范，查四川省中小流域暴 雨洪水計(jì)算手冊(cè)（以下簡(jiǎn)稱手冊(cè)）中的暴雨資料，采用推理公式法計(jì)算壩址 設(shè)計(jì)洪水，并進(jìn)行成果合理性分析。推理公式的基本關(guān)系式為 Q 0.278 iF 0.278 籌F式中：C最大流量，（m3/s）;洪峰徑流系數(shù)；i 最大平均暴雨強(qiáng)度（毫

11、米/小時(shí)）;S暴雨雨力，即最大1小時(shí)暴雨量（毫米/小時(shí)）；n暴雨公式指數(shù)；F集雨面積（平方公里）;L自出口斷面沿主河道至分水嶺的河道長(zhǎng)度（公里）；J沿L的河道平均坡度；流域匯流時(shí)間（小時(shí)） ；0當(dāng)1的流域匯流時(shí)間（小時(shí)） ；c 產(chǎn)流歷時(shí)（小時(shí)）；u產(chǎn)流參數(shù)，即產(chǎn)流歷時(shí)內(nèi)流域平均入滲強(qiáng)度（毫米/小時(shí)）；m匯流參數(shù)。（ 2）洪水計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)水利部頒發(fā)的水利水電工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) （SL252-2000）的 有關(guān)規(guī)定，*山坪塘工程等別為V等，永久性主要水工建筑物級(jí)別為 5級(jí)，本 次采用設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)P= 10%校核洪水標(biāo)準(zhǔn)P= 2%2.3.4.2 設(shè)計(jì)洪峰流量成果復(fù)核及合理性分析1 ）推理公式計(jì)算

12、洪水1）暴雨參數(shù)：設(shè)計(jì)雨力Sp及暴雨公式指數(shù)n,參數(shù)n在不同暴雨歷時(shí)范圍內(nèi),其取值不同。*山坪塘暴雨歷時(shí)t在16h范圍內(nèi)，故按暴雨歷時(shí)t=16h 范圍內(nèi)的相應(yīng)公式計(jì)算設(shè)計(jì)雨力 Sp及暴雨公式指數(shù)n。2）產(chǎn)流參數(shù)卩：根據(jù)*山坪塘所在的地理位置、地質(zhì)概況、植被較差；墾植度大、水土保持能力較弱，采用手冊(cè)中表 3-1盆地丘陵區(qū)的卩值統(tǒng)計(jì)系數(shù)公式：卩=4.8F-0.19、C=0.18、CS=3.5CV計(jì)算各設(shè)計(jì)卩值。3）匯流參數(shù)m根據(jù)手冊(cè)中表3-2的m值綜合成果表，盆地丘陵區(qū)的 m 值計(jì)算公式：當(dāng)B =130時(shí)，m=0.40B 0.204。成果見表2-3。表2-3洪峰流量計(jì)算成果表方法P=10%S峰流量

13、（m/s）P=2%洪峰流量（m/s）手冊(cè)推理公式1.051.55表2-4*山坪塘設(shè)計(jì)洪水成果表頻率P (%)102洪峰流量Q（ m/s）1.051.55洪水總量w（萬m）0.580.802.343設(shè)計(jì)洪水過程線該河流為山溪性河流，洪水過程具有陡漲陡落的特點(diǎn)，峰型為單峰尖瘦型,校核、設(shè)計(jì)洪水過程線見表2-5 o表2-5*山坪塘校核、設(shè)計(jì)洪水過程線P= 10%P=2%序號(hào)時(shí)程(h)流量(m3)時(shí)程(h)流量(m3)1000020.030.05230.0280.077730.060.1050.0560.15540.090.2090.0840.31150.1360.4190.1260.62260.19

14、60.6280.1820.933P= 10%P=2%序號(hào)時(shí)程(h)流量(m3)時(shí)程(h)流量(m3)70.2710.8370.2521.2480.3620.9940.3361.4890.4521.050.4211.55100.6330.9940.5891.48110.8140.8370.7571.24121.10.6281.0230.933131.5520.4191.4440.622142.2450.2092.0890.311153.1640.1052.9440.155P= 10%P=2%序號(hào)時(shí)程(h)流量(m3)時(shí)程(h)流量(m3)164.1890.05233.8980.0777176.9

15、3106.4490圖2-2 *山坪塘校核、設(shè)計(jì)洪水過程線圖2.4壩頂高程計(jì)算241調(diào)洪演算山坪塘工程資料1)山坪塘庫容曲線和面積曲線水位庫容曲線和水位面積曲線，見表2-1。2)山坪塘泄流能力曲線*山坪塘正常蓄水位為812.00m,相應(yīng)正常庫容0.72萬m。山坪塘調(diào)洪設(shè) 計(jì)、校核洪水采用壩址設(shè)計(jì)洪水過程線，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為 P=10%校核洪水標(biāo)準(zhǔn) 為P=2%山坪塘無防洪限制水位，調(diào)洪按靜庫容水量平衡法從山坪塘正常水位812.00起調(diào)。溢流進(jìn)口寬度2.00米，溢洪道按自由下泄進(jìn)行計(jì)算，其泄流能力溢流堰泄流流量采用寬頂堰堰流公式:Q s cmnb 2gH3/2HoHb包括行近流速水頭的堰前水頭，即2g

16、 ；7曲線成果見表2-6公式中:b每孔凈寬，b=2.0米;n孔數(shù)，n=1；Vo行近流速；m自由堰流的流量系數(shù)，它與堰型、堰高等邊界條件有有關(guān)；c 收縮系數(shù)，它反映由閘墩（包括翼墻、邊墩和中墩）對(duì)堰流的橫向收 縮，減小有效的過流寬度和加大局部能量損失對(duì)泄流能力的影響；s淹沒系數(shù)；當(dāng)下游水位影響堰的泄流能力時(shí)，堰流為淹沒出流，其影 響用淹沒系數(shù)來表達(dá)；當(dāng)下游水位不影響堰的泄流能力時(shí)，為自由堰流，此時(shí),s =1 ；表2-6*山坪塘水位一一泄流曲線高程（m流量（m/s）高程（m流量（m/s）812.100.051812.601.317高程（m流量（m/s）高程（m流量（m/s）812.200.1538

17、12.701.659812.300.286812.802.027812.400.717812.902.419812.501.002813.002.833圖2-3 *山坪塘水位一一泄流曲線圖調(diào)洪成果*山坪塘正常蓄水位為 812.00m。山坪塘調(diào)洪設(shè)計(jì)、校核洪水采用壩址設(shè) 計(jì)洪水過程線，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為 P=10%校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為P=2%山坪塘無防洪限 制水位，下游無限制泄量要求，調(diào)洪按靜庫容水量平衡法，溢洪道自由下泄進(jìn)行 計(jì)算，其調(diào)洪成果見表2-7。表2-7*山坪塘調(diào)洪演算結(jié)果洪水頻率（%2%10%起調(diào)水位（812.00812.00洪峰流量（m/s）1.280.89最咼洪水位（m）812.59812

18、.46最大庫容（萬m）0.870.84最大泄流量（m/s ）1.280.87由表2-17可知：調(diào)算結(jié)果山坪塘校核、設(shè)計(jì)洪水位分別為812.59m和812.46m,最大下泄流量分別為1.28m3/s和0.89m3/s，相應(yīng)庫容分別為0.87萬 m 和 0.84 萬 m。2.4.2壩頂高程計(jì)算按小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范 （SL189-2013）要求，壩頂 超高（指壩頂高于正常運(yùn)用或非常運(yùn)用情況時(shí)靜水位的高度）按公式計(jì)算確定為： 設(shè)計(jì)洪水位（P=10% 812.46m,校核洪水位（P=2%）812.59m *山坪塘大壩為均 質(zhì)土壩。溢流道為無閘開敞式溢流。超高按下式確定：y = R+ A

19、式中：y壩頂超高，mGhW1/120.0076WWD)1/3 ； g O.331W 1/2.15gD、1/3.75 2丿WR最大波浪在壩坡上的爬高，mA-安全加高，m波浪的波高和平均波長(zhǎng)采用官廳山坪塘公式：式中：h當(dāng)gD/W=20-250時(shí)，為累積頻率為5%勺波高h(yuǎn)5（m；當(dāng)gD/W=250-1000時(shí)，為累積頻率為10%勺波高h(yuǎn)10%（m；W計(jì)算風(fēng)速（m/s）。正常運(yùn)用情況下取 W=1.5V非常運(yùn)用情況下取 W=VV為多年平均最大風(fēng)速，V=17m/s=D風(fēng)作用于水域的長(zhǎng)度（km），在此取D= 0.36km；Lm-平均波長(zhǎng)（m）由該公式求得hw。風(fēng)雍水面高度計(jì)算公式如下：式中：e計(jì)算點(diǎn)處的風(fēng)雍

20、水面高度（m）;D風(fēng)作用于水域的長(zhǎng)度（km），在此取D= 0.36km；K綜合摩阻系數(shù)，取3.6 X 10-6 ；計(jì)算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角（）;H 水域平均水深（m）；平均波浪爬高計(jì)算公式如下：式中：R平均波浪爬高（m ；m單坡的坡度系數(shù)；K 斜坡的糙率滲透性系數(shù)，根據(jù)坡面類型確定，本工程為砼護(hù)坡，取K =0.9 ；KW 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；hm-平均波高（m）；經(jīng)計(jì)算，壩高復(fù)核成果見表2-8 :表2-8*山坪塘壩高復(fù)核成果表項(xiàng)目山坪塘水位（m）R(m)A(m)壩頂高程設(shè)計(jì)情況812.460.470.5813.43校核情況812.590.420.3813.31從表中可以看出壩頂高程小于計(jì)算壩頂高程，

21、故山坪塘現(xiàn)狀的泄洪和大壩的 防洪能力不滿足相關(guān)規(guī)范要求。設(shè)計(jì)洪水位 +0.50m和校核洪水位均低于壩頂高 程，所以可以采用增設(shè)防浪墻高1.2米，兼作防護(hù)欄桿使用，以保證大壩安全運(yùn) 行，既可以滿足設(shè)計(jì)要求。3工程地質(zhì)3.1區(qū)域地質(zhì)及地震*山坪塘位于*縣三磊子村3社，所屬的大地構(gòu)造單元為重慶陷褶束（川i 級(jí)）一萬州凹褶束（W i級(jí)），為一系列北東一南西背、向斜構(gòu)造，晚近期以來未 見活動(dòng)斷裂發(fā)育，工程區(qū)位于石柱向斜的南東翼。據(jù)1 : 400萬中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB18302015）,工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為 0.05g，反應(yīng)譜特征 周期為0.35s，相應(yīng)地震基本烈度為切度，地震設(shè)計(jì)分組為第一組，

22、屬構(gòu)造相對(duì) 穩(wěn)定弱震環(huán)境，無影響工程建設(shè)的區(qū)域構(gòu)造存在。3.2庫區(qū)工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)庫區(qū)屬構(gòu)造剝蝕低山地貌， 山體呈北西向展布， 地表覆蓋層為第四系殘坡積 粘土、粉質(zhì)粘土，多為硬塑，部分可塑，厚度變化不一，兩岸山坡可見零星的裸 露基巖，覆蓋層厚度一般小于1.5m,坡腳及山谷處4.06.0m。下伏地層為侏羅 系中統(tǒng)沙溪廟組（ J2s） ，巖性為紫紅、棕紅、灰紫色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖及泥鈣質(zhì) 膠結(jié)的粉砂巖與淺灰綠色泥質(zhì)膠結(jié)的長(zhǎng)石石英砂巖互層，巖層傾向NW傾角59,砂巖裂隙較發(fā)育，推測(cè)強(qiáng)風(fēng)化厚度 13m庫區(qū)無斷層及構(gòu)造破碎帶 發(fā)育，兩岸山體雄厚， 下伏地層為相對(duì)隔水的粘土巖組成， 庫周近距離無低矮埡 口

23、、單薄分水嶺及低鄰谷存在，蓄水條件較好；庫岸植被發(fā)育，樹木茂密，無滑 坡、崩塌等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象， 水庫蓄水后對(duì)庫岸整體穩(wěn)定無影響， 水庫浸沒及 淤積問題不嚴(yán)重?？傮w而言， * 山坪塘庫盆封閉條件較好，具備成庫條件。3.3壩址工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)壩址發(fā)育構(gòu)造剝蝕低中山地貌，兩岸基本對(duì)稱，地形坡度3545,局部砂巖裸露地段坡度陡立。兩壩肩為薄層的第四系殘坡積層覆蓋，成分以粘土、 粉質(zhì)粘土夾碎石為主，多為硬塑狀，厚度小于1.5m;河谷地形平坦，為階梯式農(nóng)田平臺(tái)組成，覆蓋層為殘坡積粘土、粉質(zhì)粘土，多為硬塑，部分可塑，厚度 5.06.0m。壩址大地構(gòu)造位于石柱向斜的南東翼， 單斜巖層，產(chǎn)狀301。315

24、 / 59，發(fā)育地層為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組（J2S）,巖性為紫紅、棕紅、灰紫 色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖及泥鈣質(zhì)膠結(jié)的粉砂巖與淺灰綠色泥質(zhì)膠結(jié)的長(zhǎng)石石英砂巖 互層，推測(cè)強(qiáng)風(fēng)化厚度13m地下水類型為基巖裂隙水、第四系松散巖類孔隙 水，主要受大氣降水補(bǔ)給，水量貧乏，對(duì)樞紐建筑物無影響。壩址區(qū)無區(qū)域性活動(dòng)斷裂及構(gòu)造破碎帶通過，地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定；也無滑坡、崩塌、危巖等不良工程地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，建議壩基置于下部經(jīng)碾壓密實(shí)的粘土、粉質(zhì)粘土層或強(qiáng)、弱風(fēng)化基巖之上；為減少壩基、壩肩滲漏問題的處理難度，建議壩 線應(yīng)盡量避開砂巖區(qū)，壩肩應(yīng)盡量開挖至弱風(fēng)化巖體。壩基巖（土）物理力學(xué)參 數(shù)主要根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)并類比周邊同類工程提出，見表3

25、.3-1及3.3-2。名稱密度（g/cm3）天然固結(jié)抗剪強(qiáng)度飽和固結(jié)抗剪強(qiáng)度滲透系數(shù)5(10 cm/s)表 3.3-1壩基土物理力學(xué)指標(biāo)建議值物理力學(xué)指標(biāo)天然密度飽和密度c( kPa)H)c (kPa)H)壩體粉質(zhì)粘土1.901.9518.4318.0013.416.00120表3.3-2壩基巖體物理力學(xué)指標(biāo)建議值抗剪強(qiáng)度(MPa)巖性天然密度(g/cm3)飽和密度(g/cm3)f，f變形模量(Mpa彈性模量(Mpa地基承載力(Mpa)強(qiáng)風(fēng)化泥2.352.40/0.30/300巖弱風(fēng)化泥2.512.530.500.180.40850950800巖強(qiáng)風(fēng)化砂2.252.30/0.35/350巖弱風(fēng)

26、化砂巖2.372.430.600.300.457000750012003.4天然建筑材料(1) 土料本工程擬修建均質(zhì)土壩，所用土料建議就近在庫區(qū)開采，土料由殘坡積粘土、 粉質(zhì)粘土構(gòu)成，夾有少量的碎石，呈硬塑狀，局部可塑，滲透系數(shù)一般小于 10-4cm/s，儲(chǔ)量大于15000用，質(zhì)量、儲(chǔ)量基本能滿足山坪塘填筑要求，平均運(yùn)距 500m局部表層1.0m含有植物根系及腐殖質(zhì)層，土質(zhì)均一性差，施工遇該層時(shí) 建議清除作棄土處理。(2) 混凝土骨料本工程混凝土骨料用量不大，山坪塘附近無可供開采的砂料、 碎石料，建議 在離工程區(qū)最近的*鎮(zhèn)購買，運(yùn)距約15km4主要建筑物除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)4.1工程等級(jí)和洪水標(biāo)準(zhǔn)4.

27、1.1工程等別及建筑物級(jí)別* 山坪塘是一個(gè)以灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的山坪塘。山坪塘樞紐由大壩、放水設(shè)備、溢洪道組成。正常蓄水位812.00m,相應(yīng)庫容0.72萬卅，設(shè)計(jì)洪水位812.46m,相應(yīng)庫容0.84萬卅，校核洪水位812.59 m，相應(yīng) 庫容0.87萬m,有效灌溉面積110畝。根據(jù)水電部頒發(fā)水利水電工程等級(jí)劃 分及洪水標(biāo)準(zhǔn) (SL 2522000)規(guī)定，參照 V 等工程，主要建筑物為 5 級(jí)，次要 建筑物為 5 級(jí)。4.1.2設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)特征水位按防洪標(biāo)準(zhǔn)(GB50201-2014)水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)(SL252-2000)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。( 1 )洪水標(biāo)準(zhǔn)山坪

28、塘擋水壩壩型為均質(zhì)土壩，樞紐工程永久建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為 10 年 一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 50 年一遇。( 2)特征水位校核洪水(P=2%時(shí)，最大下泄流量1.28m3/s，校核洪水位812.59m；3設(shè)計(jì)洪水(P=10%時(shí)，最大下泄流量0.87m/s，設(shè)計(jì)洪水位812.46m；正常蓄水位為 812.00m4.2設(shè)計(jì)依據(jù)(1)重慶市水利局、重慶市發(fā)改委等部門對(duì)工程的各項(xiàng)要求；(2)重慶市 * 縣* 山坪塘樞紐地質(zhì)勘察。(1)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文 (水利工程部分 ) ；(2)水利水電工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)程 (SL619-2013)；(3)防洪標(biāo)準(zhǔn)(GB50201-2014 ；( 4)水利水電工

29、程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn) ( SL2522000) ；( 5)小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)導(dǎo)則 ( SL189-2013)；(6)碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范 (SL274-2001)；(7)水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范 (SL442006)；( 8)溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范 ( SL253 2000)；(9)土石壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范 (SL551-2012)；(10) 水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 (SL20397)；11)水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范 (GB50487-2008)；12）水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) （ GB50199-2013）；（13）四川省暴雨洪水計(jì)算實(shí)用手冊(cè) 。4.3樞紐工程設(shè)計(jì)4.3.1

30、壩體設(shè)計(jì)4.3.1.1內(nèi)坡設(shè)計(jì)內(nèi)坡坡比為 1:2.0 ，為了防滲在壩坡整平夯實(shí)后鋪設(shè)復(fù)合土工膜，復(fù)合土工膜須嵌入壩腳齒墻和防浪墻基礎(chǔ) 200mm以上，上墊層采用0.1m厚的碎石墊層， 保護(hù)層采用C15厚100mm邊長(zhǎng)250mm勺六邊形預(yù)制砼塊。在壩腳設(shè)置0.6m x 0.6m 的C15齒墻。4.3.1.2壩頂設(shè)計(jì)壩頂高程813.00m,寬3.5m；上游側(cè)設(shè)置防浪墻，采用 M7.5漿砌磚結(jié)構(gòu)，厚度240mm基礎(chǔ)（高x寬）為 300mX 400mm的C15混凝土。壩頂為100mn厚C15混凝土路面，下設(shè)100mn厚碎石墊層。每隔10m設(shè)置一道2cm伸縮縫，縫內(nèi) 設(shè)低發(fā)泡沫板；4.3.1.3外坡設(shè)計(jì)

31、外坡從壩頂?shù)綁文_坡比依次為 1:2.0,1:2.0 和 1:2.5 ，在高程為 809.30 的 位置設(shè)有1m寬的馬道。在外坡壩腳建貼坡排水，頂高程為805.60m,高4.85m,內(nèi)坡坡比為1: 2.0，外坡坡比為1: 2.5。貼坡排水和壩體接觸處設(shè)15cm厚粗砂和 15cm 厚碎石的反濾層溢洪道布置在左壩肩，控制段高程為812.00m,堰頂寬度為2m堰高1.00m。 堰底采用20cm厚的C20混凝土。邊墻采用C20混凝土的重力式擋土墻，頂寬0.5m, 內(nèi)坡垂直，外坡坡比為1:0.4。邊墻和底板下設(shè)10cm厚的C15混凝土墊層。4.3.2.1 溢洪道水面線計(jì)算按照溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范SL253-20

32、00,泄槽水面線由能量方程采用分段求和法推算，校核下泄流量按 1.09m3/s 計(jì)。計(jì)算公式：式中：he臨界水深；a-流速不均勻系數(shù)，取1.05 ;q 單寬流量；g -重力加速度；l 1-2-分段長(zhǎng)度；h1、h2分段始、末端面水深；V1、V2分段始、末斷面平均流速；a 1、a 2-流速分布不均勻系數(shù)；表4-4溢洪道泄槽水面線計(jì)算成果表B泄槽底坡角度;i 泄槽底坡，i=tg 9;J 分段內(nèi)平均摩阻坡降；n泄槽槽身糙率系數(shù)；v 分段平均流速，v=（V1+V2） 12 ；R 分段平均水力半徑，R=（R+R） /2。摻氣水深按如下公式計(jì)算：式中：h不摻氣水深，mhb 摻氣后的水深，mV不摻氣情況下計(jì)算

33、斷面的流速，m/s;E修整系數(shù)，可取1.0 1.4s/m，流速大者取大值；本次取1.3s/m。按規(guī)范規(guī)定，安全加高可取0.51.5m，因本工程為山坪塘，單寬下泄流量不大，下泄較高標(biāo)準(zhǔn)洪水頻率不高，安全加高取0.5m。水面線計(jì)算結(jié)果見表4-4、距陡槽首端 項(xiàng)目、0+000.000+031.50流速V(m/s)2.256.75計(jì)算水深(m)0.530.32摻氣高(m)0.030.03安全加高(m)0.500.50計(jì)算墻咼(m)1.060.85設(shè)計(jì)墻咼(m)1.001.00從表中可以看出，溢洪道經(jīng)整治后過流能力滿足要求，邊墻高度滿足溢洪 道設(shè)計(jì)規(guī)范要求。4.322消力池水力計(jì)算根據(jù)溢洪道設(shè)計(jì)資料，其

34、消能結(jié)構(gòu)采用的挖深式消力池。消力防沖按10年一遇洪水設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)下泄流量為 0.76m3/s 。2h；消力池池深計(jì)算式:d= ch2-ht- Z式中：d 池深（mc 水躍淹沒度，取1.05h2 池中發(fā)生臨界水躍時(shí)的躍后水深（mht 下游水深（m z 消力池出口水面跌落（mQ22gb2 水流消力池出流的流速系數(shù)，取 0.95 ;b 消力池寬度（m ；Q 流量（m/s）；Lk=0.8LLk 消力池長(zhǎng)度（m ；L 自由水躍的長(zhǎng)度（m ；經(jīng)計(jì)算：產(chǎn)生遠(yuǎn)離水躍，b=2.00m, L=4.81m, Lk=3.85m, d=0.86m,所以下游需要修 建消力池，本次設(shè)計(jì)消力池的尺寸為 4.00mX 2.00

35、x 1.00m （長(zhǎng)X寬X高）。438.4溢洪道邊墻穩(wěn)定計(jì)算f W計(jì)算公式：KC按抗剪強(qiáng)度計(jì)算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；f :邊墻與基巖接觸面的抗剪摩擦系數(shù)；刀W作用于邊墻上的全部荷載對(duì)計(jì)算滑動(dòng)面的法向分量；刀P:作用于邊墻上的全部荷載對(duì)計(jì)算滑動(dòng)面的切向分量。溢洪道結(jié)構(gòu)主要復(fù)核邊墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，選取墻高1.0m為典型計(jì)算斷面。計(jì)算按最不利情況考慮，即邊墻墻內(nèi)無水，墻外有土壓力及墻后地下水情況進(jìn)行溢洪 道邊墻穩(wěn)定計(jì)算。計(jì)算參數(shù)依照相似條件的工程參數(shù)值取用：地基抗剪摩擦系數(shù)f=0.4,墻體容重 22.5KN/mi;回填土料：c=14.5Kpa, =22，丫 =19.0KN/n。 計(jì)算成果見表4-5 :表4-

36、5溢洪道邊墻穩(wěn)定計(jì)算成果表、計(jì)算斷面項(xiàng)目、抗滑安全系數(shù)抗傾覆安全系數(shù)墻咼1.00m1.462.68計(jì)算結(jié)果表明，新建溢洪道邊墻穩(wěn)定滿足要求。433放水設(shè)施放水設(shè)施布置在左側(cè)壩體上，采用臥管和涵管的形式。臥管和涵管均采用C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。臥管進(jìn)水口孔徑為 200mm上面采用鋼板拍門結(jié)構(gòu)，詳見 設(shè)計(jì)圖。涵管凈空斷面(高X寬)為 400X 300mm壁厚為150mm4.4大壩的滲流及壩坡穩(wěn)定計(jì)算4.4.1壩體滲流計(jì)算取山坪塘大壩最大橫剖面，按照水力學(xué)達(dá)西定律進(jìn)行滲漏分析， 滲漏分析采 用北京理正軟件設(shè)計(jì)研究院有限公司開發(fā)的理正巖土計(jì)算軟件， 采用有限元法進(jìn) 行滲漏計(jì)算分析。1、計(jì)算工況根據(jù)小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范(SL189-2013)規(guī)定，進(jìn)行了以下4種水位組合工況的滲流計(jì)算。(1)死水位與下游相應(yīng)的最低水位；(2)正常蓄水位與下游相應(yīng)的最低水位;(3) 設(shè)計(jì)洪水位與下游相應(yīng)的水位；(4) 校核洪水位和下游相應(yīng)的水位。2、計(jì)算結(jié)果*山坪塘大壩滲流穩(wěn)定計(jì)算成果，滲透最大坡降計(jì)算見表4-2表4-2大壩滲流穩(wěn)定計(jì)算成果表大壩名稱工況單寬滲流量(m3/d