岭都水库除险加固工程初步设计报告大学论文Word格式.docx
- 文档编号:17882060
- 上传时间:2022-12-11
- 格式:DOCX
- 页数:122
- 大小:489.19KB
岭都水库除险加固工程初步设计报告大学论文Word格式.docx
《岭都水库除险加固工程初步设计报告大学论文Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《岭都水库除险加固工程初步设计报告大学论文Word格式.docx(122页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
1.1.3工程任务、规模及各项特征值
⑴工程任务、规模
根据都岭水库设计标准及存在的问题,拟定的都岭水库枢纽建筑物除险加固的主要任务是保持工程现有规模,加固大坝、溢洪道及坝下涵管,完善工程运行、管理及防汛设施,提高水库蓄水和防洪能力,确保水库大坝安全,充分发挥本工程的经济和社会效益。
⑵各项特征值
①洪水标准
都岭水库为小
(二)型水库,大坝为土石坝,根据《防洪标准》(GB150201-94)和《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)的规定,都岭水库工程等别为Ⅴ等,主要建筑物为5级。
工程设计洪水标准为20年一遇,校核洪水标准为300年一遇。
②特征水位及对应下泄流量、库容
水库加固后采用宽顶堰泄洪,起调水位为469.56m。
经计算,水库设计(P=5%)洪水位为470.90m,相应库容为65.3×
104m3,最大泄流量为11.4m3/s;
校核(P=0.33%)洪水位为471.62m,总库容为75.4×
104m3,最大泄流量为21.1m3/s,消能防冲(P=10%)最大泄流量为8.76m3/s。
1.1.4现状主要建筑物布置及结构型式
⑴大坝
大坝为粘土心墙坝,坝顶高程493.90~494.93m,心墙顶高程492.19m,心墙顶宽2m,底宽10m。
最大坝高20.05m,坝顶宽3.3~4.5m,坝顶长69m,上游坡坡比平均为1:
1.94,下游坡坡比平均为1:
1.75,上、下游坡无护坡,坝后反滤棱体顶高程457.46m,淤堵失效。
⑵溢洪道
进口倒坡段长17.4m,净宽5.0m;
控制段为明渠宽顶堰,堰长12.0m,净宽5.0m,堰顶高程469.56m;
后接长54.7m的陡坡段,陡坡段由非棱柱体和棱柱体明渠两部分组成(其中,非棱柱体明渠段长7.2m,净宽5.5~3.2m,坡度为0.139,陡槽棱柱体段长47.5m,净宽3.2m,坡度为0.139)。
溢洪道底坡采用砼衬砌,净宽为3.2~5.0m(其中,宽顶堰净宽5.0m,陡槽净宽3.2~5.0m),两岸边墙采用厚0.40m的浆砌块石衬砌,边墙高0.99~1.78m,无消力池和退水渠。
⑶坝下涵管
斜卧管级差为0.60m,宽0.8m,坝下涵管位于大坝左侧坝体内,涵管型式为条石涵管,宽为0.4m,高0.5m,坝下涵管全长64m。
涵管进口底板高程456.31m,出口底板高程455.67m。
⑷其它
大坝无安全监测及水情观测设施,无交通工具。
水库防汛公路路况极差,宽度狭窄、凹凸不平,雨天路面浸水,给抢险交通带来不便,不适应水库管理及防汛抢险要求。
1.2工程除险加固的必要性
都岭水库投入使用以来,工程存在诸多安全隐患,一直带病运行,根据多年运行观测、地质勘探、大坝安全评估及本次安全复核成果,目前,工程存在的主要问题如下:
⑴坝体较单薄,上、下游坝坡较陡,且均无护坡,反滤棱体淤堵失效,左坝脚存在渗漏。
⑵溢洪道边墙高度不满足泄流要求;
溢洪道底板衬砌砼老化、裂缝,边墙浆砌块石老化脱落较严重,不满足抗冲要求;
末端未设消力池,洪水直接冲刷下游农田;
无退水渠。
⑶坝下条石涵管,砌缝砂浆脱落,出口漏水。
⑷大坝无安全监测及水情观测设施,无交通工具。
⑸水库防汛公路路况极差,宽度狭窄、凹凸不平,雨天路面浸水,给抢险交通带来不便,不适应水库管理及防汛抢险要求。
都岭水库是一座以灌溉为主,兼有防洪和养殖等综合效益的小
(二)型水库,自建成以来,为地方国民经济发展发挥了重要作用,但大坝运行过程中一直存在较多安全隐患,使工程不仅不能发挥设计规模效益,而且对其下游人民的生命和财产安全形成很大威胁,因此,有必要对其进行除险加固,使其发挥应有效益。
1.3建筑物加固设计主要建设内容
1.3.1工程等别及建筑物级别
都岭水库总库容75.4万m3,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)的规定,确定本工程为Ⅴ等小
(二)型工程,永久建筑物级别为5级,设计洪水标准为20年一遇,校核洪水标准为300年一遇,消能防冲建筑物洪水标准为10年一遇。
次要建筑物及临时建筑物级别为5级。
1.3.2除险加固工程总体布置
根据工程存在的问题,安全评估结论及有关工程设计标准和规范规程,拟对大坝采取以下措施进行除险加固:
⑴大坝:
对坝体、坝基及坝肩进行防渗处理;
按规范要求拟定新的大坝断面;
加固调整大坝边坡防止边坡失稳;
⑵溢洪道:
对溢洪道进行改建,重建溢洪道溢流堰、泄槽底板、边墙,新建消能设施以及退水渠;
⑶坝下涵管加固:
坝下涵管内衬加固处理,拆除重建进口斜卧管。
⑷管理设施:
增设大坝观测设施和雨、汛情测报设施;
改善进坝公路交通条件,扩宽现有防讯公路;
改善办公、生活条件;
划定水库保护范围,制订合理调度方案。
1.3.3除险加固设计
⑴大坝加固设计
防渗处理设计:
根据地勘资料及渗流计算成果,大坝坝身、坝基及坝肩均需进行防渗处理,经方案比较,大坝防渗采用冲抓钻粘土心墙防渗方案。
坝坡整治设计:
将坝顶宽定为5m,坝顶铺设混凝土路面。
加固后的上游坡为1:
2.5,采用砼预制块护坡;
结合坝顶宽度,将下游边坡调整为1:
2.25,采用草皮护坡,将贴坡排水棱体拆除重建。
按以上大坝断面进行渗流及稳定复核,均能满足规范要求。
⑵溢洪道除险加固设计
根据安全评估成果及本阶段安全复核,溢洪道施工质量差,存在诸多安全隐患,不能安全泄洪。
溢洪道位于大坝右岸山体垭口,一旦失事将直接危及下游人民财产的安全。
本阶段设计采用全线翻修改建的方案进行除险加固,即重建溢洪道溢流堰、泄槽底板、边墙、消能设施以及退水渠。
加固后,溢洪道仍由进口倒坡段、控制段、泄槽段、消力池和退水渠组成。
溢流采用宽顶堰溢流,堰长为12m,宽5.0m,宽顶堰为钢筋砼结构,后接陡槽段陡坡段长93.4m(其中,陡坡段由2段陡坡段组成,陡坡段Ⅰ:
长7.2m,边坡为0.15,陡坡段Ⅱ:
长86.2m,边坡为0.150)和消力池。
泄槽边墙及底板均采用C25砼结构(部分辅之以毛石砼)。
泄槽末端接消力池;
同时,需在消力池出口增设退水渠。
⑶坝下涵管加固设计
本次设计拟将坝下涵管作内衬加固处理并将涵管进出口结合大坝整坡作适当延长,拆除重建进口斜卧管。
加固后,涵管进口高程调整为456.53m,出口高程调整为455.54m。
⑷大坝安全监测设计
目前,都岭水库大坝无安全监测设施,不满足安全运行管理及规范要求。
根据《江西省重点小
(二)型水库除险加固初步设计及审批导则》,本次设计,拟增设水、雨情观测设施。
1.4水库除险加固工程特性表
工程特性表
序号
名称
单位
加固前
加固后
备注
一
水文特征
1
集雨面积
km2
1.5
1.69
2
多年平均降雨量
mm
1577
3
主河道比降
0.075
0.072
4
设计洪水标准
%
5
设计洪峰流量
m3/s
11.6
26.7
6
校核洪水标准
0.5
0.33
7
校核洪峰流量
23.3
47.6
二
水库特征
正常高水位
m
469.56
同起调水位
相应库容
万m3
49.9
设计洪水位
470.85
470.90
65.3
校核洪水位
471.56
471.62
总库容
75.0
75.4
死水位
456.31
456.53
8
死库容
0.1
三
工程效益
保护人口
万人
0.30
保护耕地
万亩
0.2
0.06
灌溉面积
0.15
四
主要建筑物及设备
(一)
大坝
坝型
心墙坝
黏土斜墙坝
坝顶高程
473.90~474.93
473.00m
最大坝高
22.05
21.06
坝顶长
69
70
坝顶宽
3.3~4.5
(二)
溢洪道
型式
宽顶堰
开敞式
堰顶高程
溢流段长度
15
12
设计泄洪流量
11.4
P=5%
校核泄洪流量
21.1
P=0.5%
闸门型式
(三)
坝下涵管
圆形
设计流量
0.137
长度
99
断面尺寸
直径0.30m
净尺寸
2水文
2.1基本资料
2.1.1流域自然条件
都岭水库位于**县黄龙乡都岭村,距黄龙集镇4km,距**县城80km,坐落洞庭湖泪罗水都岭河,地理坐标东经114°
01′00″。
根据本次设计复核,坝址以上控制流域面1.69km2,主河道长1.70km,河道平均比降为0.072,整个流域范围内山清水秀,植被良好,人类活动影响小,水土流失影响不明显。
2.1.2气象
(1)气象统计要素
①气温:
年平均气温16~17℃,极端最高气温44.9℃,极端最低气温-11.6℃。
②无霜期:
多年平均为239~266天,初霜一般出现于11月下旬,结束在次年3月中旬。
③蒸发:
多年平均蒸发量为1342mm,最大年蒸发量为1567mm,最小年蒸发量为1078mm。
④湿度:
多年平均湿度为75~80%,历年最小相对湿度为3%。
⑤风向、风速:
多为东北风,年平均风速为2.9m/s,多年平均最大风速12m/s。
⑥降水:
流域内雨量充沛,多年平均降雨量约1577mm,雨量分配不均,年降水量的40-50%集中在第二季度。
(2)暴雨
都岭水库属亚热带季风气候区,上半年季风源源不断从孟加拉湾与南海带来暖湿气流,同时北方冷空气经常南下与西南暖湿气流交会,不断造成强烈辐合上升运动,锋面活动频繁,加以地形作用,从而形成春夏季经常暴雨或大雨。
特别是伴有低涡切变线暴雨,强度大、范围广、持续时间长,是造成本流域洪水灾害的重要原因。
此外,台风是形成本地区盛夏季节降水的主要原因之一,平均每年约1至2次影响本流域,约90%左右台风雨出现于7~9月,其中8月份占40%左右。
峰面暴雨过程历时较长,台风暴雨过程历时较短。
2.1.3水文基本资料
⑴水库、流域特征参数
因原设计资料不全,本次设计根据万分之一航测图对流域面积、主河道长度和河道比降进行了复核。
复核前后的水库流域特征参数结果如表2.1.1所示。
复核结果与原设计成果有较大突入,由于此次集雨面积从1/1万地形图上量取,精度较好,以本次复核结果为准。
本水库此次设计,面积、库容采用库区典型等高线(2根高程480m、490m等高线)并用万分之一航测图进行计算,详见表2.1.2和图2-1所示。
表2.1.1水库流域特征参数复核表
水库流域特征参数
原设计
复核后
控制流域面积F(km2)
1.50
主河道长度L(km)
1.70
主河道比降J
表2.1.2都岭水库水位~面积、库容关系表
水位Z
(m)
面积A
(千m2)
库容V
(万m3)
454.68
460.99
1.83
4.97
468.99
9.405
44.06
455.31
0.03
461.99
2.345
7.05
469.99
11.105
54.31
455.99
0.25
0.14
462.99
2.955
9.7
470.99
13.055
66.39
0.38
0.24
463.99
3.675
13.01
471.99
15.305
80.57
456.99
0.55
464.99
4.505
17.1
472.99
17.805
97.12
457.99
0.78
1.21
465.99
5.485
22.09
473.99
20.555
116.32
458.99
1.06
2.13
466.99
6.615
28.14
459.99
1.405
3.36
467.99
7.915
35.4
⑵水文资料情况
都岭水库所在的流域范围内没有水文站和雨量站,缺少入库实测洪峰流量及本流域暴雨资料,所以本次设计洪水主要采用《江西省暴雨洪水查算手册》推算,其设计暴雨采用查手册法及根据**县气象站年最大短历时降雨资料进行计算,并对两种方法计算的洪水成果进行比较,取其较不利的洪水作为计算成果。
2.2设计暴雨
2.2.1暴雨计算方法
都岭水库位于洞庭湖水系泪罗水都岭支流上,流域内无水文测站,也无实测径流资料。
因此,本次设计采用江西省水文总站1986年编制的《江西省暴雨洪水查算手册》(以下简称手册)通过暴雨推求库区设计洪水。
根据江西省水利厅“赣水建管字[2004]26号文”下发的大坝安全评价技术规定,对集雨面积小于30km2流域,一般采用推理公式法计算设计洪峰流量和洪水过程。
都岭水库集水面积为1.69km2,宜采用推理公式法。
设计暴雨采用查手册法及**县气象站暴雨资料统计计算法来推求,两者比较分析取其较不利的成果作为计算成果。
为进行比照,本次洪水推求除采用推理公式法外,还采用了水文比拟法推算洪水验证推理公式法计算成果的可靠性。
2.2.2设计暴雨计算
⑴查《手册》法计算设计暴雨
都岭水库流域内无实测降雨资料,可采用查《手册》的方法或采用邻近雨量站的资料进行暴雨计算。
都岭水库集雨面积较小,库区流域暴雨洪水的产、汇流历时短,具有典型的山溪性河流特征,故重点计算最大24小时设计暴雨值。
查《手册》附图可得,年最大24小时降雨均值
24=110mm,CV=0.50,CS=3.5CV;
年最大6小时降雨量均值
6=90mm,CV=0.5,CS=3.5CV;
年最大1小时降雨量均值
1=45mm,CV=0.45,CS=3.5CV。
3小时点暴雨设计值按H3p=H1p.31-n2计算,式中1-n2=1.285lg(H6p/H1p)。
由《手册》可查得各时段的模比系数Kp见表2.2.1,从而求得各时段点暴雨量,再由点面折算系数,将点暴雨量转化成整个流域的面暴雨量,结果见表2.2.2。
表2.2.1Kp值查算结果表
频率(%)
Kp
10
Kp24h
3.24
1.99
1.66
Kp6h
Kp1h
2.94
1.88
1.60
表2.2.2手册法推算都岭水库设计暴雨雨量表
项目
24小时暴雨均值(mm)
110(点面折减系数a=0.9998)
24小时点暴雨量(mm)
356.4
218.9
182.6
24小时面暴雨量(mm)
356.3
6小时暴雨均值(mm)
80(点面折减系数a=0.9995)
6小时点暴雨量(mm)
291.6
179.1
149.4
6小时面暴雨量(mm)
291.4
179.0
149.3
3小时暴雨
(点面折减系数a=0.9993)
3小时点暴雨量(mm)
214.8
134.0
112.6
3小时面暴雨量(mm)
214.6
133.9
1小时暴雨均值(mm)
45(点面折减系数a=0.9991)
1小时点暴雨量(mm)
132.3
84.6
72.0
1小时面暴雨量(mm)
132.2
84.5
71.9
⑵实测资料法计算设计暴雨
都岭水库流域内无实测降雨资料,邻近有修水气象站雨量站,**县气象站具有1953年至2003年共51年实测最大日降雨资料,并且有1981年至2003年共23年实测任意时段最大降雨资料。
修水气象站距离都岭水库较近,气候条件,地形条件相似,故采用1953年至2003年修水气象站资料推求都岭水库设计暴雨。
修水气象站历年最大24小时、6小时、3小时和1小时降雨资料及统计计算分别见表2.2.3~2.2.6,分别对历年数据进行统计分析,采用PⅢ型曲线适线法进行理论频率计算,可确定不同时段历年最大降雨的频率曲线统计参数如下:
24小时:
H24=123mm Cv=0.464Cs=4CV
6小时:
H6=77.6mmCv=0.35Cs=3.5CV
3小时:
H3=59.3mmCv=0.31Cs=3.5CV
1小时:
H1=38.9mmCv=0.31Cs=3.5CV
表2.2.3**县气象站历年最大24小时降雨量统计计算表
年份
降雨量
(mm)
排序号
经验频率
(%)
1981
95.80
17
70.80
1983
269.60
4.17
1982
65.80
22
91.70
1999
228.60
8.33
1993
162.90
12.50
1984
116.70
50.00
2003
153.80
16.70
1985
72.00
21
87.50
1998
149.00
20.80
1986
76.80
19
79.20
1988
148.70
25.00
1987
109.10
62.50
1994
129.30
29.20
1989
128.40
33.30
1995
126.60
9
37.50
1990
90.50
18
75.00
1997
119.60
41.70
1991
115.00
13
54.20
2002
119.10
11
45.80
1992
102.70
16
66.70
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水库 加固 工程 初步设计 报告 大学 论文