庫區(qū)防洪與排澇工程設(shè)計(jì)

8、庫區(qū)防護(hù)工程設(shè)計(jì)8.1庫區(qū)范圍及現(xiàn)狀xx電站位于xx一級支流洣水上游，壩址處于xx縣xx鎮(zhèn)xx村，距106國道10km，離縣城42km，是洣水干流xx段梯級開發(fā)的第三級。xx電站地理位置為東徑112°50'～114°0'，北緯26°00'～27°23'。壩址控制流域面積1990km2。xx電站至小汾電站河段長9.5km，河段坡降1.08‰。鎮(zhèn)個(gè)村即xx鎮(zhèn)的xx村下芫見村（芫見村）、上芫見村（新芫見村）、建新村（xx圩）、塘頭村、屆石村，浣溪鎮(zhèn)的谷村、下曉村、小汾村、東流村、由義村、龍下村。現(xiàn)有人口16872人，耕地12939畝，其中農(nóng)田9439畝，旱土3500畝。xx電站庫區(qū)兩岸現(xiàn)有部分防洪大堤，防洪大堤標(biāo)準(zhǔn)較低且斷面矮小，未形成完整的防洪封閉圈，不能滿足建庫后庫區(qū)工程防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，因此必須對庫區(qū)沿線原有防洪堤進(jìn)行加高培厚和防滲處理，局部地段須新建，形成完整的防洪封閉圈，達(dá)到庫區(qū)工程防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)新建電排站，將排區(qū)漬水排入庫內(nèi)。8.2防洪治澇工程防護(hù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及工程等級xx電站庫區(qū)共分xx村、下芫見及上芫見三大片，根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201－98），確定庫區(qū)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，建筑物等級為V級。治澇工程采用10年一遇三日暴雨三日排干。8.3工程任務(wù)及措施根據(jù)xx、下芫見與上芫見防區(qū)目前防洪堤標(biāo)準(zhǔn)低、質(zhì)量差，未形成封閉圈等問題，防護(hù)區(qū)的工程任務(wù)主要是建立和完善防洪治澇工程體系，即在目前的基礎(chǔ)上通過必要的工程措施，達(dá)到xx電站建庫后庫區(qū)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。主要的工程項(xiàng)目為：新建或加高培厚原有堤防，新建撇洪渠及電排站。8.4設(shè)計(jì)依據(jù)①《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB50201－94②《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50286－98③《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50265－97④《堤防工程管理設(shè)計(jì)規(guī)程》SL171－968.5堤防工程設(shè)計(jì)8.5.1堤線布置防洪大堤軸線原則上沿老堤堤線布設(shè)，對于狹窄河段，在盡量少占耕地的前提下，堤線適當(dāng)退后，增加河面寬度，保證行洪斷面，提高行洪能力，根據(jù)河床演變特征以及水文特性，合理設(shè)置轉(zhuǎn)折點(diǎn)，為減少水流沖刷、彎處不采用折線或急彎，依據(jù)水流動(dòng)態(tài)適當(dāng)增加轉(zhuǎn)彎半徑，使轉(zhuǎn)彎處平順、平緩連接。1）下芫見防護(hù)區(qū)下芫見防護(hù)區(qū)位于洣水河右岸，上起新芫橋，下至壩址處，堤線相應(yīng)上起新芫橋（樁號右0＋000），由于片石場地理位置較高，可不設(shè)堤防，片石場上游側(cè)堤防樁號為右0＋180（上），下游側(cè)堤防與片石場連接處樁號為右0＋180（下），右0＋180（下）至右1＋394.2原有較矮的堤防，對該段進(jìn)行加高培厚（須加高度1m左右），加高培厚堤段長1214.2m。由樁號右1＋394.2處沿河而下，順河岸走勢沿岸邊新建防洪堤至大壩（右3＋429.2），即右1＋394.2～右3＋429.2段為新建防洪堤，長2035m。由右0＋180下至右3＋429.2堤防對防區(qū)形成完整的防洪封閉圈，抵卸外河洪水。在樁號為右3＋059.2處設(shè)置電排站一處進(jìn)行排澇。2）上芫見防護(hù)區(qū)上芫見防區(qū)位于庫區(qū)左岸，上起新芫橋，下至易口溪右岸，新芫橋?yàn)榇蟮唐鹗键c(diǎn)，樁號為右0＋000m，易口溪處為大堤終點(diǎn)，樁號左1＋378.7m。其中左0＋000～0＋444段利用原有堤防進(jìn)行加高培厚處理，全段長444m，加高Δh約為2m左右。其它段為新建堤防段，長934.7m。堤防總長1378.7m，形成對上芫見防區(qū)的封閉式防洪圈，在1＋149.3處設(shè)置電排站一處，進(jìn)行排澇。3）xx防護(hù)區(qū)xx防護(hù)區(qū)位于壩址至坦背垅下游側(cè)山頭，新建堤線沿河岸布置，共長706.1m，坦背垅山咀樁號為左（洣）0＋000，壩址處樁號為左（洣）0＋706.1m。8.5.2堤防設(shè)計(jì)8.5.2.1堤型確定根據(jù)xx村、上芫見、下芫見村的實(shí)際情況：原堤均為土堤；從新芫橋至本工程壩址區(qū)段內(nèi)的新建堤防位于洣水左右岸且地拋開闊，無需拆遷房屋，占壓農(nóng)田少；土料就地取用。因此選定土堤。8.5.2.2堤頂設(shè)計(jì)堤頂高程按堤防設(shè)計(jì)水位（10年一遇洪水）加堤頂超高確定。根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)速、吹程，計(jì)算得到的風(fēng)壅水面高度，風(fēng)浪爬高，再加安全加高，可得堤頂超高為1.0～1.20m。取堤頂超高值為1.2m。由堤防設(shè)計(jì)水位加堤頂超高得設(shè)計(jì)堤頂高程，其計(jì)算結(jié)果見表8.5.2.2-1～8.5.2.2-3。根據(jù)GB50286－98規(guī)定，土堤應(yīng)預(yù)留沉降量，對加高培厚土堤取堤高的3%，對新修堤防取堤高的6%?？紤]土堤上無通車要求，堤身不高，堤頂寬度取3m。堤防設(shè)計(jì)水位（P=10%），堤頂高程表（下芫見防區(qū)）表8.5.2.2-1樁號累距（m）間距（m）設(shè)計(jì)水位（m）設(shè)計(jì)堤頂高程（m）備注右0＋00000138.33139.53新芫橋右0＋180上180180138.01139.21片石場上游右0＋180下259(79)137.86139.06片石場下游右1＋

394.21473.21214.2135.83137.03右1＋634.21713.2240135.56136.76右2＋152.22231.2518135.31136.51右3＋059.23138.2907135.05136.25右3＋170.23249.2111135.03136.23右3＋429.23508.2259135.00136.20大壩※累距數(shù)字含片石場上、下游側(cè)間距。堤防設(shè)計(jì)水位（P=10%），堤頂高程表（上芫見防區(qū)）表8.5.2.2-2樁號累距（m）間距（m）設(shè)計(jì)水位（m）設(shè)計(jì)堤頂高程（m）備注右0＋00000138.33139.53新芫橋左0＋444444444137.40138.60左0＋566566122137.19138.39左0＋950950384136.46137.66左1＋149.31149.3199.3136.11137.31左1＋378.71378.7229.4135.84137.04易口溪堤防設(shè)計(jì)水位（P=10%），堤頂高程表（xx防區(qū)）表8.5.2.2-3樁號累距（m）間距（m）設(shè)計(jì)水位（m）設(shè)計(jì)堤頂高程（m）備注左米0＋00000135.14136.34坦背垅左米0＋352352352135.05136.25左米3＋537537185135.03136.23左米0＋706.1706.1169.1135.00136.20大壩8.5.2.3斷面設(shè)計(jì)根據(jù)GB50286－98設(shè)計(jì)規(guī)范，滿足穩(wěn)定、滲流、變形等要求，堤防設(shè)計(jì)型式為梯形斷面，堤頂寬為3m，高2～5m，底寬按填筑高度施工時(shí)計(jì)算，迎水面邊坡1：2，背水面邊坡為1：2.5，堤頂高程為防洪設(shè)計(jì)水位（P=10%）加超高1.2m。堤岸防護(hù)用草皮護(hù)坡，采用梯形圖案間鋪。xx防護(hù)區(qū)大堤主體為砂石料填筑，其防滲措施基礎(chǔ)為梯形斷面粘土防滲，底寬1m，頂寬為2.26m。堤身防滲先鋪蓋土工膜，土工膜自基礎(chǔ)底板起鋪蓋直至設(shè)計(jì)洪水位以上0.5m，再鋪蓋防滲粘土，底寬2.26m，頂寬為1.34m，構(gòu)成防滲斜墻，細(xì)部尺寸詳見有關(guān)設(shè)計(jì)圖紙。下芫見、上芫見防區(qū)堤段的防滲措施與xx防區(qū)堤段防滲措施基本相同，僅取消了土工膜。砂石填筑及粘土防滲填筑要求：（1）堤防工程在填筑主體前先開挖0.3m深老土，待基礎(chǔ)開挖及清除雜物后才可填筑大堤。（2）基礎(chǔ)開挖后，若遇軟弱堤基，待處理后才可填筑。（3）填筑料嚴(yán)格按GB50286－98設(shè)計(jì)規(guī)范要求選料。（4）堤防填筑嚴(yán)格按GB50286－98設(shè)計(jì)規(guī)范技術(shù)要求填筑，其壓實(shí)度不得小于0.92。8.5.3堤防工程量見見米渡電站庫區(qū)堤防工程量匯總表表8.5.3部分名稱工程量備注33草皮（㎡）砂石填筑（m33）C15礫20砼砼（m3）xx村281365523844.116303.58下芫見村7974085.221153790..041474.566片段上芫見村5323772.88536446.007576.2合計(jì)99111513..06214080..272354.3448.6撇洪渠工程設(shè)計(jì)根據(jù)“高水高排，低水低排”的原則，修建撇洪渠是攔截山洪“高水高排”的有效工程措施，上芫見防洪區(qū)、米渡防洪區(qū)利用原有撇洪渠攔截山坡匯流，下芫見防洪區(qū)新建撇洪渠攔截山坡匯流，“高水高排，自排洪水”減輕電排站排澇負(fù)擔(dān)，降低排澇工程費(fèi)用。下芫見防區(qū)撇洪主渠集雨面積0.97km2，撇洪渠流量按10年一遇采用水庫水文手冊的經(jīng)驗(yàn)公式（Q10%=7.1×F0.75）計(jì)算，Q10%=6.94m3/s。下芫見撇洪渠系統(tǒng)分為主渠和二條支渠（上游側(cè)分渠、下游側(cè)分渠）。為了保證排洪能力，達(dá)到GB50286－98規(guī)范要求，根據(jù)地形，盡量采用開挖斷面，少用填方斷面，對于地面標(biāo)高達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的地段采用片石漿砌渠段。主撇洪渠設(shè)計(jì)流量為6.94m3/s，渠首高程148.49m，渠尾高程141.29，長為252m，渠底縱坡1/35，橫斷面型式為梯形，底寬1.2m，邊坡1：0.7，底板與邊坡均采用砼護(hù)面防沖刷，糙率n取0.017。渠堤安全超高0.2m。上游側(cè)分撇洪渠設(shè)計(jì)流量為3.8m3/s，渠首高程139.29m，出口高程138.0m，在片石場下游側(cè)自排入洣水河（防洪堤在該處樁號為右下0＋180），縱坡采用1/400。渠道采用梯形斷面，底寬為1.0m，邊坡為1：1，堤頂寬1m。底板與邊坡采用砼護(hù)面防沖刷。水面以上安全超高為0.2m。下游側(cè)分撇洪渠設(shè)計(jì)流量為3.71m3/s，渠首高程139.29m，出口高程訓(xùn)135.10。在中段設(shè)有一級跌水，坎上高程為138.89m，坎下高程為137.47m，跌水處樁號為（下）0＋204.6。渠線總長1389.4m，其中（下）0＋204.6～（下）0＋474.9，（下）0＋671.9～（下）1＋389.4采用漿砌石渠堤（縱坡1/500，糙率n=0.018，底寬1.6m，邊坡1：0.5），其它渠段為挖方渠道，采用砼護(hù)面，縱坡1/500，n取0.017，底寬1.0m，邊坡1：0.7。堤頂超高值仍采用0.2m。在主渠與上、下游側(cè)分渠相接處設(shè)有一級跌水，跌水高度為2m（141.29m～139.29m）。撇洪渠工程量見表8.6。米渡電站撇洪渠工程量匯總表表8.6部位名稱長度（m）坡降（I）設(shè)計(jì)流量（m3/s）工程量備注土方（松散土）(m3)基槽開挖（原狀土）（m3）C15礫20砼砼（m3）M5水泥砂漿片石基基礎(chǔ)（m3）M7.5片石墻（m3）水泥砂漿找平層層（m2）主撇洪渠252.01/356.97428.486.72867.21分撇洪渠（上游側(cè)）476.41/4003.801142.744109.131818.855分撇洪渠（下游側(cè)）401.61/5003.711033.294.461574.4分撇洪渠（下游側(cè)）987.81/500717.0095.60717.001434.011597.5合計(jì)2117.83321.3385.9717.001434.0114858.08.7電排站設(shè)計(jì)8.7.1電排站設(shè)計(jì)流量及特征水位根據(jù)xx庫區(qū)整體規(guī)劃結(jié)合地形特征，將庫區(qū)地勢較低的部分分為二個(gè)排區(qū)，即上芫見和下芫見排區(qū)，排區(qū)需排流量按三日暴雨三日排干計(jì)算，徑流系數(shù)取0.85。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為十年一遇，排水流量及設(shè)計(jì)水位，裝機(jī)容量及臺數(shù)見表8.7.1設(shè)計(jì)水位、流量、裝機(jī)容量表表8.7.1排區(qū)名流量（m3/s）設(shè)計(jì)內(nèi)水位（mm）設(shè)計(jì)外水位（mm）裝機(jī)容量（kw）臺數(shù)最高內(nèi)水位設(shè)計(jì)內(nèi)水位最高外水位設(shè)計(jì)外水位上芫見1.27133.7133.3135.9135.0552下芫見0.866132.6132.2135.9135.03028.7.2電排站設(shè)計(jì)兩泵站均為排澇泵站，型式基本相同，現(xiàn)以下芫見電排為例，簡述電排站設(shè)計(jì)過程。下芫見電排站址選在排區(qū)最低洼處，排水渠末端（堤防樁號右3＋059.2）。泵房采用堤后式結(jié)構(gòu)，由排水渠、進(jìn)水前池、進(jìn)口檢修門、攔污柵、壓力鋼管、出口擋墻、護(hù)坦等組成。排水渠長500m，其軸線垂直泵房，為正向進(jìn)水，為梯形斷面邊坡為1：1.5，材料采用漿砌石，排水渠頂部高程平最高內(nèi)水位為132.6m，底板高程為131.5m，通過漸交段與泵站進(jìn)水前池相連接。進(jìn)水前池底寬6m，長10.5m，為矩形進(jìn)水流道，每臺泵進(jìn)水流道凈寬1.8m，底板高程分為129.0m及126.5m二級，進(jìn)水流道前緣設(shè)檢修門，回轉(zhuǎn)清污式欄污柵設(shè)在檢修門之后，傾角為75°。水泵選用潛水泵，無廠房，安裝高程為129.2m，蓋板層平面尺寸為6.0×10.5m，機(jī)組間距為2.6m，出水流道采用圓形壓力鋼管，管徑Φ700mm，中心高程為131.6m，軸線與堤防正交，管下方設(shè)C