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洪潮江水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程蓄水安全鑒定設(shè)計(jì)自檢報(bào)告

單位:廣西水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院

日期:2011.3.31

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1工程及設(shè)計(jì)工作簡(jiǎn)況

1.1工程概況

洪潮江水庫(kù)位于南流江支流——洪潮江上,壩址控制流域面積402km2。洪潮江水庫(kù)現(xiàn)為一座以灌溉為主,兼顧供水、防洪、發(fā)電、旅游綜合利用的大(2)型水庫(kù),原建庫(kù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為百年一遇設(shè)計(jì),千年一遇校核,1963年擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)調(diào)整為百年一遇設(shè)計(jì),五百年一遇校核,1967年、1974年、1976年加固設(shè)計(jì)又恢復(fù)為百年一遇設(shè)計(jì),千年一遇校核。1976年加固設(shè)計(jì)的正常水位28.0m,設(shè)計(jì)洪水位29.13m,校核洪水位30.02m,總庫(kù)容7.03億m3,有效庫(kù)容為5.47億m3。原設(shè)計(jì)灌溉面積25萬(wàn)畝,2000年對(duì)灌區(qū)重新規(guī)劃后,設(shè)計(jì)灌溉面積為30.4萬(wàn)畝。原設(shè)計(jì)發(fā)電裝機(jī)容量3500kw,年發(fā)電量1200萬(wàn)kw·h,現(xiàn)裝機(jī)1150kw,年發(fā)電400萬(wàn)kw·h,設(shè)計(jì)供水1m3/s,現(xiàn)實(shí)際供水0.5m3/s。

洪潮江水庫(kù)樞紐由主壩、6座副壩、2座閘控溢洪道、2座灌溉渠首組成。工程施工由洪潮江水庫(kù)工程指揮部組織民工施工,自1958年底開(kāi)始上馬動(dòng)工,但因同期施工合浦水庫(kù)勞力不足而停工,1960年1月開(kāi)始復(fù)工,同年7月1日主壩填至30.0m高程。

洪朝江水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程因工程為大躍進(jìn)時(shí)代興建,性質(zhì)為民建公助,加上工程是邊勘測(cè)、邊設(shè)計(jì)、邊施工而建,并已運(yùn)行40多年,工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低,施工質(zhì)量差,年久失修。在2005年水庫(kù)除險(xiǎn)加固之前存在的主要問(wèn)題如下:

(1)主壩。砼防滲心墻高度不足,壩頂擋墻破裂失穩(wěn),大壩無(wú)安全監(jiān)測(cè)設(shè)施,壩頂路面損壞,下游壩坡反濾層沉陷,下游壩坡排水溝及護(hù)坡?lián)p壞,上游壩坡局部護(hù)坡?lián)p壞和護(hù)坡厚度不,右壩肩排污管損壞,兩側(cè)壩肩及下游壩腳蟻害、鼠害嚴(yán)重。

(2)第一溢洪道。閘室底板開(kāi)裂、閘基抗?jié)B不足;陡坡底板開(kāi)裂和沖刷損壞嚴(yán)重,陡坡反弧段邊墻和尾坎開(kāi)裂下沉;下游擋墻位移破壞;啟閉排架機(jī)房不滿足運(yùn)行要求;兩側(cè)邊墻排水失效;尾水渠堤及護(hù)岸被沖毀;交通橋不滿足交通要求、中墩檢修閘門(mén)槽開(kāi)裂。

(3)第二溢洪道。中墩和堰體開(kāi)裂嚴(yán)重,邊墩兩側(cè)填土滲透變形破壞;上下游行洪不暢,上游引渠兩側(cè)護(hù)坡?lián)p壞;啟閉樓損壞且不滿足使用要求。

(4)副壩。壩頂高程不足,上游護(hù)坡石風(fēng)化破碎,壩頂坑洼不平。

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(5)總干渠首:控制閘啟閉排架、工作橋、交通橋、啟閉機(jī)房因原建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏低,部分鋼筋保護(hù)層過(guò)薄致使鋼筋外露,嚴(yán)重銹蝕,已達(dá)報(bào)廢程度;閘后為低標(biāo)號(hào)鋼筋砼箱涵,洞內(nèi)氣蝕破壞嚴(yán)重,洞頂砼脫塊、鋼筋整體外露銹蝕,兩側(cè)墩墻砼也類似頂部破壞;渠首上游引水渠渠底開(kāi)挖未達(dá)設(shè)計(jì)要求,引渠兩側(cè)26.0m高程以上砂漿護(hù)坡結(jié)構(gòu)厚度僅4cm左右,已大部分損壞,

26.0m高程以下未按原設(shè)計(jì)開(kāi)挖,高低不平,無(wú)護(hù)坡;涵頂填土路面坑洼不平。

(6)防汛公路:左岸公路從主壩右岸至北干渠放水渠首,長(zhǎng)1.37km,公路為環(huán)山開(kāi)挖而成,路基寬在6~6.5m左右,靠山一側(cè)原挖有小排水溝,但由于原開(kāi)挖邊坡較陡,大部分在1:0.3~1:0.5之間,加上無(wú)環(huán)山排水溝,故塌坡較嚴(yán)重,水溝已基本被填堵,路面為沙土路面,常被山洪沖刷,損壞嚴(yán)重,嚴(yán)重影響防汛交通。右岸防汛公路因兩側(cè)排水不良,無(wú)堅(jiān)硬路面,雨洪期間,常被沖刷破壞,影響防汛交通。

此外,水庫(kù)的大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)和閘門(mén)遙測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)不完善,也給水庫(kù)安全運(yùn)行造成了不利影響。

1.2設(shè)計(jì)工作簡(jiǎn)況

2002年9月,廣西大學(xué)對(duì)洪朝江水庫(kù)進(jìn)行了安全鑒定,安全鑒定經(jīng)自治區(qū)水利廳組織專家審查并上報(bào)水利部大壩安全管理中心批復(fù)。2003年3月,水利部大壩安全鑒定中心以“壩函[2003]345號(hào)”文批復(fù),核查意見(jiàn)為:“該水庫(kù)主壩混凝土防滲墻頂高程低于設(shè)計(jì)、校核洪水位,部分副壩壩頂高程也不滿足規(guī)范要求;主壩防浪墻底部未與壩體防滲體連接,存在嚴(yán)重的滲流安全隱患,3號(hào)副壩右壩肩滲漏;第二溢洪道進(jìn)口開(kāi)挖不足,基礎(chǔ)滲漏并造成出口翼墻基礎(chǔ)局部淘空,閘墩也存在裂縫;兩座溢洪道及兩座放水涵的閘門(mén)及啟閉設(shè)備老化;大壩安全監(jiān)測(cè)設(shè)施不完善,防汛道路標(biāo)準(zhǔn)低等。同意三類壩鑒定結(jié)論意見(jiàn)。建議加固設(shè)計(jì)中,應(yīng)由有資質(zhì)的單位,嚴(yán)格按現(xiàn)行規(guī)范,做好加固設(shè)計(jì)”。

據(jù)此,2003年6月我院受建設(shè)單位委托,開(kāi)始對(duì)洪朝江水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程進(jìn)行了加固設(shè)計(jì)。2003年12月,我院編制了《洪潮江水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》(以下簡(jiǎn)稱《初步設(shè)計(jì)》)并上報(bào)自治區(qū)水利廳。

2004年9月,廣西壯族自治區(qū)水利廳以“桂水技〔2004〕51號(hào)”文《關(guān)于報(bào)送廣西XX市洪潮江水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告初審意見(jiàn)的函》將《洪潮江水庫(kù)除險(xiǎn)

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加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》報(bào)送水利部珠江水利委員會(huì)(以下簡(jiǎn)稱珠江委)。2004年12月17~18日,珠江委會(huì)同廣西壯族自治區(qū)發(fā)展和改革委員會(huì)、水利廳,XX市人民政府、發(fā)改委、水利局、洪潮江水庫(kù)工程管理局,廣西水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院的領(lǐng)導(dǎo)、專家和代表在XX市主持召開(kāi)了《洪潮江水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》審查會(huì)。與會(huì)代表查勘了工程現(xiàn)場(chǎng),聽(tīng)取了設(shè)計(jì)單位的匯報(bào),進(jìn)行了認(rèn)真的討論,并提出了初步審查意見(jiàn)。

我院根據(jù)初步審查意見(jiàn),先后于2005年5月及8月重新編制完成了《洪潮江水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告(修改本)》(以下簡(jiǎn)稱《報(bào)告》)和《補(bǔ)充材料》。洪朝江水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程主要建設(shè)內(nèi)容有:(1)主壩加固;(2)第一、二溢洪道加固;(3)3X、4X、5X和6X副壩加固;(4)總干渠首加固;(5)左、右岸防汛搶險(xiǎn)交通公路;(6)碼頭工程;(7)房屋建筑工程;(8)大壩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng);(9)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)和閘門(mén)監(jiān)控系統(tǒng);(10)其他。

2005年9月,廣西壯族自治區(qū)水利廳以“桂水技〔2005〕92號(hào)”文《關(guān)于報(bào)送廣西XX市洪潮江水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)修改補(bǔ)充報(bào)告的函》將《報(bào)告》及補(bǔ)充材料報(bào)送珠江委。同年9月24日珠江委在XX市主持召開(kāi)了復(fù)審會(huì)議。珠江委經(jīng)過(guò)認(rèn)真審查,基本同意《報(bào)告》及補(bǔ)充材料,并對(duì)工程投資概算進(jìn)行最終審定,具體如下:(1)根據(jù)核定的管理人員編制,核定生產(chǎn)、辦公用房的面積355m2,對(duì)原有房屋進(jìn)行維修,生活文化福利用房按有關(guān)政策的規(guī)定計(jì)算,取消管理用房,增設(shè)防汛物資倉(cāng)庫(kù)200m2;(2)調(diào)整部分項(xiàng)目單價(jià);(3)調(diào)整白蟻防治費(fèi);(4)取消主副壩m10砂漿勾凸縫項(xiàng)目,取消碼頭工程;(5)取消生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi);(6)核減建設(shè)單位管理人員數(shù)量,核定人員14人,調(diào)整勘察設(shè)計(jì)費(fèi)費(fèi)率。

珠江委經(jīng)過(guò)對(duì)工程最終審定,提出了“《洪朝江水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告》審查意見(jiàn)”并發(fā)送廣西壯族自治區(qū)發(fā)展和改革委員會(huì)。區(qū)發(fā)改委于2005年10月以“桂發(fā)改農(nóng)經(jīng)[2005]455號(hào)”文《廣西壯族自治區(qū)發(fā)展和改革委員會(huì)關(guān)于洪朝江水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)的批復(fù)》。批復(fù)總投資為2913.68萬(wàn)元,其中除險(xiǎn)加固工程部分投資2813.33萬(wàn)元,水土保持工程投資56.84萬(wàn)元,環(huán)境保護(hù)工程投資43.51萬(wàn)元。

2007年,根據(jù)工程的計(jì)劃投資安排,受業(yè)主的委托,我院對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行了技施設(shè)計(jì)。技施設(shè)計(jì)基本按初步設(shè)計(jì)批復(fù)的內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

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2設(shè)計(jì)洪水復(fù)核及防洪標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)

2.1洪水復(fù)核設(shè)計(jì)工作簡(jiǎn)況

洪潮江水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)時(shí),暴雨頻率計(jì)算是根據(jù)原廣西水文總站1984年編制《廣西暴雨徑流查算圖表》中的各時(shí)段暴雨參數(shù)等值線圖和2001年11月廣西水文水資源局編制的廣西暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)等值線圖集,查得洪潮江水庫(kù)壩址以上流域各時(shí)段年最大點(diǎn)暴雨量均值和變差系數(shù)cv值,經(jīng)綜合分析,最后確定各時(shí)段點(diǎn)暴雨量的統(tǒng)計(jì)參數(shù)和頻率計(jì)算成果。再根據(jù)不同頻率的設(shè)計(jì)暴雨值,采用原廣西水文總站編制的《廣西暴雨徑流查算圖表》中介紹的產(chǎn)匯流計(jì)算方法,應(yīng)用納什瞬時(shí)單位線法推求設(shè)計(jì)洪水。

本次洪水復(fù)核雖然增加了2003~2010年的降雨資料,但采用《廣西暴雨徑流查算圖表》進(jìn)行洪水復(fù)核時(shí),結(jié)果與水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)時(shí)的水文計(jì)算一致,因此本洪水復(fù)核直接采用了水庫(kù)除險(xiǎn)加固時(shí)的成果。

2.1.1流域概況

洪潮江水庫(kù)位于廣西XX市XX縣區(qū)西北部的星島湖鄉(xiāng),壩址距離XX縣區(qū)城23km,座落在南流江下游的一條主要支流洪潮江上,東經(jīng)109°09′,北緯21°48′,洪潮江在壩址下游14km處匯入南流江。

洪潮江發(fā)源于欽州縣那思鎮(zhèn)鶴龍嶺,流域處于廣西六萬(wàn)大山余脈山丘地區(qū):流域總面積485.4km2,河流總長(zhǎng)度45.25km,河道平均比降1.04‰,流域平均高程27.0m,流域地質(zhì)為砂頁(yè)巖,植被較好;水庫(kù)壩址以上的流域面積402km2,河流長(zhǎng)度41.25km,分水嶺高程一般在20~50m之間,平均高程在40.0m以上。洪潮江屬丘陵—平原性河流,地勢(shì)由東北向西南傾斜,上中游地區(qū)多為丘陵侵蝕的低丘地形地貌,相對(duì)高度為30~50m,下游為大片的沖積平原,地域平坦廣闊,高程在16~24m之間,濱海地區(qū)較低,一般在2~7m左右。

2.1.2水文氣象

洪潮江流域地處低緯度地區(qū),距北部灣約35km,受南太平洋亞熱帶季風(fēng)氣候影

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響明顯,高溫多雨,雨水充沛。多年平均氣溫22.4℃,極端最高氣溫37.6℃,極端最低氣溫-0.8℃;多年平均降雨量為1596mm,降雨年內(nèi)分配不均勻,多集中在5~9月,約占年降雨量的80%,多年平均蒸發(fā)量為1387mm。洪潮江流域多年平均年徑流量4.154億m3,其中壩址以上年徑流量3.440億m3,多年平均流量為10.9m3/s。

2.1.3年徑流

根據(jù)2002年12月出版的《廣西中小河流年徑流研究》中的桂南沿海諸河流年徑流公式表,查得大風(fēng)江流域的年徑流計(jì)算公式,洪潮江水庫(kù)壩址在洪潮江的下游,壩址控制集雨面積為402km2。大風(fēng)江流域的坡朗坪水文站1959~2000年系列的年徑流均值為18.65m3/s,cv=0.30,cs/cv=2,集雨面積f

=613km2,多年平均降雨量p

=1834mm,洪潮江與大風(fēng)江都同屬南流江流域,并且兩條河流相鄰,水文氣象特性相似,故可以采用水文比擬法經(jīng)面積、降雨量修正,移植到洪潮江水庫(kù)得其年徑流,然后再移用大風(fēng)江流域的年徑流參數(shù)計(jì)算公式求出cv值。經(jīng)分析計(jì)算最后采用q0=10.9m3/s,cv=0.28,cs=2cv,由p-Ⅲ型理論頻率曲線計(jì)算得各頻率流量,成果見(jiàn)表2-1-1。

表2-1-1洪潮江水庫(kù)年平均流量頻率計(jì)算成果表單位:m3/s均值(m/s)10.93cv0.28cs/cv2.0p(%)516.41014.92013.45010.6808.28907.22956.41995.07

2.1.4洪水復(fù)核

由于洪潮江水庫(kù)未設(shè)入庫(kù)流量觀測(cè)站,無(wú)法直接以實(shí)測(cè)洪水資料復(fù)核計(jì)算。洪潮江水庫(kù)建成后自1960年2月至2002年,壩首站積累了42年雨量觀測(cè)資料,流域內(nèi)的那思和升平兩雨量觀測(cè)站,從1971年6月至2002年分別積累了32年雨量觀測(cè)資料。壩首站的水位觀測(cè):1960~2002年間,水位每日只在8時(shí)觀測(cè)一次,少數(shù)時(shí)間是每日的8時(shí)、20時(shí)觀測(cè)兩次,并以平均值作為該日的平均水位;1981年以后的洪水期間,

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其水位觀測(cè)的次數(shù)有一定的增加。由于歷年壩址洪水位觀測(cè)的時(shí)段太長(zhǎng),所以很難利用水庫(kù)的水位過(guò)程及時(shí)段用(泄)水量資料,通過(guò)水量平衡方程還原求得入庫(kù)洪峰流量系列,因此只能采用暴雨資料推求洪潮江水庫(kù)的設(shè)計(jì)洪水。

應(yīng)用所搜集到的暴雨資料進(jìn)行暴雨頻率計(jì)算,再根據(jù)原廣西水文總站1984年編制《廣西暴雨徑流查算圖表》中的各時(shí)段暴雨參數(shù)等值線圖和2001年11月廣西水文水資源局編制的廣西暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)等值線圖集,查得洪潮江水庫(kù)壩址以上流域各時(shí)段年最大點(diǎn)暴雨量均值和變差系數(shù)cv值,經(jīng)綜合分析,最后確定各時(shí)段點(diǎn)暴雨量的統(tǒng)計(jì)參數(shù)和頻率計(jì)算成果見(jiàn)表2-1-2。

表2-1-2洪潮江水庫(kù)各時(shí)段點(diǎn)暴雨頻率計(jì)算成果單位:mm

暴雨時(shí)段均值(mm)cv0.300.350.500.550.50p(%)0.0162.1222.0651.7108512550.0555.3195.2553.7913.010660.152.4183.4511.3839.0984.70.249.4171.6468.8764.8902.80.545.3155.6412.3666.6794.1142.2143.3369.4592.3711.4238.9130.7326.1517.8628.1534.4113.5268.4419.0517.01030.899.9224.2343.9431.710min22.01h6h24h3d68.0135200260注:cs取3.5cv。

由表2-1-2中不同頻率的設(shè)計(jì)暴雨值,采用原廣西水文總站編制的《廣西暴雨徑流查算圖表》中介紹的產(chǎn)匯流計(jì)算方法,分別應(yīng)用推理公式法和納什瞬時(shí)單位線法兩種方法推求設(shè)計(jì)洪水,其設(shè)計(jì)暴雨的歷時(shí)取為24h(或3d),時(shí)段長(zhǎng)△t取1h,產(chǎn)流期平均入滲率取8mm/h,穩(wěn)定入滲率取3mm/h,wm=100mm,w0=0.7wm,初損i0=wm-w0=30mm,雨型采用流域所在分區(qū)的綜合雨型。為了方便分析和比較,設(shè)計(jì)洪水過(guò)程和調(diào)洪演算過(guò)程一起進(jìn)行計(jì)算,本次復(fù)核最后采用納什瞬時(shí)單位線法歷時(shí)3d暴雨的計(jì)算成果,且時(shí)段長(zhǎng)△t=1h,起調(diào)水位z0=28m,各方案主要的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2-1-3。

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表2-1-3洪潮江水庫(kù)壩址常用頻率設(shè)計(jì)洪水與洪水調(diào)節(jié)計(jì)算成果表

將本次加固設(shè)計(jì)采用的成果與以往歷次設(shè)計(jì)采用的成果列表如下表2-1-4,根據(jù)表2-1-4中調(diào)洪演算成果分析:洪潮江水庫(kù)發(fā)生100年一遇洪水時(shí),其水庫(kù)洪峰水位為29.11m,距壩頂高程尚差2.19m,距防浪墻頂高程3.19m,相應(yīng)最大泄洪流量為1060m3/s;發(fā)生2000年一遇校核洪水時(shí),其水庫(kù)洪峰水位為30.12m,距壩頂高程尚差1.18m,距防浪墻頂高程2.18m,相應(yīng)最大泄洪流量1310m3/s。正常及非常運(yùn)用情況下的最高洪水位均在大壩安全允許水位以下,滿足規(guī)范要求,這說(shuō)明洪潮江水庫(kù)具有較高的防洪能力,大壩現(xiàn)狀能夠抗御2000年一遇的洪水,水庫(kù)的抗洪能力已達(dá)到國(guó)標(biāo)gb50201-94與部標(biāo)sl252-2000規(guī)定的防洪標(biāo)準(zhǔn)。但是,水庫(kù)加固前主壩砼防滲心墻頂高程低于設(shè)計(jì)、校核洪水靜水位,不能滿足規(guī)范要求;各副壩壩頂高程不能滿足洪水期防浪要求。

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表2-1-4洪潮江水庫(kù)歷次洪水復(fù)核與洪水調(diào)節(jié)計(jì)算成果比較表

在相同標(biāo)準(zhǔn)的情況下,本次加固設(shè)計(jì)調(diào)洪成果與以往歷次設(shè)計(jì)成果比較接近,其設(shè)計(jì)洪水成果比以往歷次設(shè)計(jì)成果略偏?。ǖ?960年建庫(kù)設(shè)計(jì)成果要大),以前各階段的計(jì)算方法都是由鄰近站點(diǎn)的暴雨資料計(jì)算設(shè)計(jì)暴雨,再由推理(或合理化)公式法推求設(shè)計(jì)洪水,本次復(fù)核時(shí)分析了水庫(kù)40年的年最大24h和年最大3d暴雨系列,發(fā)

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現(xiàn)其均值偏小,各頻率的設(shè)計(jì)暴雨也偏小。為此,另外采用原廣西水文總站1984年編制《廣西暴雨徑流查算圖表》中的各時(shí)段暴雨參數(shù)等值線圖和2001年11月廣西水文水資源局編制的廣西暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)等值線圖集,查得洪潮江水庫(kù)壩址以上流域各時(shí)段年最大點(diǎn)暴雨量均值和變差系數(shù)cv值,據(jù)此推求設(shè)計(jì)暴雨,然后再用推理公式法和納什瞬時(shí)單位線法推求設(shè)計(jì)洪水,綜合分析后采用納什瞬時(shí)單位線法的計(jì)算成果進(jìn)行調(diào)洪演算,成果合理、可靠。其有關(guān)參數(shù)也是根據(jù)本流域的下墊面情況選擇的,雨型采用流域所在分區(qū)的綜合雨型,洪水成果與鄰近流域的洪水成果作了對(duì)比分析,成果比較可靠,所以本次洪潮江水庫(kù)洪水復(fù)核選定本次推求的設(shè)計(jì)洪水成果。

2.2防洪標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)

洪潮江水庫(kù)主壩為均質(zhì)土壩,壩高34.4m,根據(jù)本次水文復(fù)核結(jié)果,100年一遇設(shè)計(jì)洪水位29.11m,2000年一遇校核洪水位30.12m,總庫(kù)容為7.14億m3。根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(gb50201-94)中的山區(qū)、丘陵區(qū)部分的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),本工程屬大(2)型水庫(kù),工程等別為Ⅱ等工程,主要水工建筑物的等級(jí)為2級(jí)。主壩、副壩為土石結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為2000年一遇;水庫(kù)溢洪道、渠首為砼和漿砌石結(jié)構(gòu),采用100年一遇洪水設(shè)計(jì),1000年一遇洪水校核。本工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》并根據(jù)水庫(kù)保護(hù)的下游區(qū)域經(jīng)濟(jì)水平進(jìn)行確定是合適的。

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3度汛方案、水庫(kù)初期運(yùn)用方案

3.1水庫(kù)初期運(yùn)用方案

水庫(kù)除險(xiǎn)加固完成經(jīng)驗(yàn)收合格后可進(jìn)行下閘蓄水。由于洪潮江水庫(kù)已運(yùn)行多年,岸坡穩(wěn)定,可采用逐步蓄水方案。起始水位可從死水位22.0m起或水庫(kù)加固完成后的當(dāng)前水位開(kāi)始,蓄水速率視來(lái)水情況,可為1~2m/d。在汛期蓄水至27.50m的汛限水位,非汛期可蓄水至28.00m正常水位。

3.2度汛方案

為了保證防洪調(diào)度有條不紊地進(jìn)行,水庫(kù)成立了防汛指揮機(jī)構(gòu)。汛期,嚴(yán)格按照核定的27.5m高程水位控制運(yùn)行;加強(qiáng)值班觀測(cè)和管理;保證通訊聯(lián)絡(luò)暢通;主汛期內(nèi)在水位達(dá)到27.3m,并根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蟛块T(mén)當(dāng)日預(yù)報(bào)仍有強(qiáng)降雨過(guò)程影響時(shí),必須要提前預(yù)泄;超過(guò)27.5m水位開(kāi)啟第一溢洪道閘門(mén)泄流,超過(guò)27.8m水位開(kāi)啟第二溢洪道閘門(mén)泄流;庫(kù)水位達(dá)到警戒水位28.0m時(shí),各級(jí)指揮部成員必須上崗到位,加強(qiáng)水庫(kù)水工、水文觀測(cè)和檢查,與當(dāng)?shù)貧庀蟛块T(mén)、南流江流域的水文站緊密聯(lián)系,及時(shí)了解當(dāng)?shù)氐挠昵榧澳狭鹘饔虻乃?,在確保水庫(kù)安全度汛的情況下,使水庫(kù)的泄洪與南流江洪峰錯(cuò)開(kāi),減輕水庫(kù)下游保護(hù)區(qū)的洪水受災(zāi)程度,并做好搶險(xiǎn)準(zhǔn)備工作,由區(qū)、市防汛指揮部統(tǒng)一指揮;庫(kù)水位達(dá)到危險(xiǎn)水位28.5m時(shí),危險(xiǎn)工程地段要有專人看守,立即通知搶險(xiǎn)隊(duì)伍到達(dá)危險(xiǎn)地段,準(zhǔn)備搶險(xiǎn),由市及區(qū)防汛指揮部統(tǒng)一指揮;庫(kù)水位達(dá)到保壩水位29.5m時(shí),要立即通知下游有關(guān)部門(mén)、鎮(zhèn)(鄉(xiāng))做好人員安全轉(zhuǎn)移、執(zhí)行原定的破開(kāi)第四、第五副壩泄流的保主壩措施。

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4地震動(dòng)峰值參數(shù)及抗震復(fù)核和評(píng)價(jià)

根據(jù)《中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖(1990)》(gb18306-2001),洪潮江水庫(kù)所處區(qū)域地震基本烈度為Ⅵ度,工程場(chǎng)地地震動(dòng)峰值加速度為0.05g,反應(yīng)譜特征周期0.35s。而洪潮江水庫(kù)建筑物為2級(jí),按《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(sl203-97)規(guī)定,不予抗震安全復(fù)核。

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5各水工建筑物設(shè)計(jì)

5.1主壩加固設(shè)計(jì)

5.1.1壩頂高程復(fù)核

(1)波浪要素計(jì)算

根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》(sl274-2001)附錄a,采用莆田公式計(jì)算波浪要素:

ghmghm0.70.0018(gd/w2)0.45=0.13th[0.7(2)]th{}220.7ww0.13th[0.7(ghm/w)]0.5(a.1.5-2)tm=4.438hm2gtm2。h(a.1.5-3)lm=th2。lm(a.1.5-1)

式中:hm——平均波高,m;

tm——平均波周期,s;lm——平均波長(zhǎng),m;w——計(jì)算風(fēng)速,m/s;hm——水域平均水深,m;h——建筑物迎水面前水深,m;d——風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度,m;g——重力加速度,

9.81m/s2。

基本資料:風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度:d=1900m,多年平均年最大風(fēng)速:wmax=18m/s,設(shè)計(jì)工況:設(shè)計(jì)洪水位29.11m,w設(shè)=1.75wmax=31.5m/s,hm=20m,h=31.61m;校核工況:校核洪水位30.12m,w校=wmax=18m/s,hm=21.01m,h=32.62m。經(jīng)計(jì)算得:hm設(shè)=0.669m,tm設(shè)=3.631s,lm設(shè)=20.58m;

hm校=0.364m,tm校=2.678s,lm校=11.20m。

主壩工程等級(jí)為2級(jí),采用累積頻率為1%的波高h(yuǎn)1%:∵h(yuǎn)m/hm<0.1,查表a.1.8得h1%/hm=2.42,

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∴h1%設(shè)=2.42hm設(shè)=2.42×0.669=1.62(m),h1%校=2.42hm校=2.42×0.364=0.88(m)。(2)風(fēng)壅水面高度計(jì)算風(fēng)壅水面高度按下式計(jì)算:

kw2de=cos。(a.1.10)

2ghm式中:e——計(jì)算點(diǎn)處的風(fēng)壅水面高度,m;

k——綜合摩阻系數(shù),取3.6×10-6;

β——計(jì)算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角,β=0;其余符號(hào)同上。

3.6。10。6。

31.52。1900e設(shè)==0.02(m)

2。

9.81。

20.003.6。10。6。

18.02。1900e校==0.01(m)

2。

9.81。

21.01(3)波浪爬高計(jì)算

平均波浪爬高按式(a.1.12-1)計(jì)算:

rm=k。kw1+m2hmlm(a.1.12-1)

式中:rm——平均波浪爬高,m;

m——單坡的坡度系數(shù);

kΔ——斜坡的糙率滲透性系數(shù),混凝土護(hù)坡kΔ=0.90;kw——經(jīng)驗(yàn)系數(shù),按表a.1.12-2查得。

其余符號(hào)同上。

設(shè)計(jì)工況:因設(shè)計(jì)洪水位位于斜坡上,坡頂設(shè)有直立式擋墻,其波浪爬高計(jì)算應(yīng)采用假想坡度法求爬高值。主壩壩坡按無(wú)平臺(tái)折坡式的斜坡計(jì)算,由于壩前水深較大,波浪到達(dá)壩前水深尚未破碎,其破碎水深按下式確定:

lm1+m2db=h1%(0.47+0.023)(2)

h1%m

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式中:db——破碎水深,m;

m——已知下部斜坡坡度;

其余符號(hào)同上。

20.581+2.421.619。(0.47+0.023。)=1.45(m)∴db=21.6192.4采用假想坡度法求爬高值,假設(shè)爬高r=1.86m,求得

(29.88-29.11+1.45)。

2.4m==1.61

1.86+1.45∴rm=k。kw1+m2hmlm=0.9。

1.0551+1.612。0.669。

20.58=1.859(m),假設(shè)與計(jì)算相符。

取rm=1.86m,∴r設(shè)=1.86m。

校核工況。校核水位位于主壩防浪墻直線段,不考慮波浪爬高,∴r校=h1%校=0.88(m)。(4)壩頂高程

壩頂在靜水位以上的超高按式(5.3.1)計(jì)算:y=r+e+a(5.3.1)式中:y——壩頂超高,m;

r——最大波浪在壩坡上的爬高,m;e——最大風(fēng)壅水面高度,m;

a——安全加高,對(duì)于2級(jí)壩設(shè)計(jì)工況時(shí)取1.0m,校核工況取0.50m。

設(shè)計(jì)工況時(shí)壩頂高程為29.11+1.86+0.02+1.0=31.99m校核工況時(shí)壩頂高程為30.12+0.88+0.01+0.5=31.51m

現(xiàn)主壩壩頂高程31.40m>30.12m,防浪墻頂高程32.40m>31.99m,故壩頂高程滿足防洪要求。

5.1.2主壩滲流穩(wěn)定分析

根據(jù)地質(zhì)報(bào)告,主壩在增設(shè)混凝土防滲心墻、加高加大下游反濾堆、加高培厚壩體等一系列措施后,主壩下游壩腳處的滲流量為0.5~1.82l/s,滲水水質(zhì)清澈。防滲心墻的質(zhì)量經(jīng)過(guò)檢測(cè),其防滲指標(biāo)、彈性模量等基本符合設(shè)計(jì)要求。

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按原壩面坡度修復(fù)。原壩坡排水溝拆除后采用m7.5漿砌石重砌壩肩、馬道排水溝,斷面為0.35×(0.25~0.5)m,溝底為0.1m厚c15砼,外露面用m10水泥砂漿抹面,排水溝每10m分縫一道,瀝青砂漿填縫。階梯破損部分采用m7.5漿砌石填筑,m10水泥砂漿抹面。

(5)修復(fù)上游損壞護(hù)坡及原護(hù)坡加厚

拆除上游壩中段和兩側(cè)壩面局部已損壞的砼護(hù)坡,沖填整平反濾墊層,確保新舊墊層厚不小于20cm,然后澆20cm厚c15砼護(hù)坡,護(hù)坡每1m高程設(shè)縱縫一道,橫縫間距為2.5m,護(hù)坡分塊尺寸為2.4×2.5m,縫寬1.5cm,瀝青填縫,為使護(hù)坡墊層排水良好,在護(hù)坡坡腳處設(shè)排水孔,孔徑φ75mm,間距2m。原有護(hù)坡因厚度不足,表面打毛后,新增一層10cm厚c15砼,分縫仍為每1m高程設(shè)一縱縫,橫縫間距與原縫對(duì)應(yīng)設(shè)置,縫寬1.5cm。部分(大小壩段結(jié)合部位)反濾層不符合要求且各板均出現(xiàn)較大裂縫的拆除后重建。

(6)改建右壩肩排污管

右壩肩排污管長(zhǎng)220m,選用適應(yīng)地基變形較大的dn315mm的upvc排水管。排水管采用粘結(jié)連接,埋深一般為80cm,管底設(shè)10cm砂墊層,以適應(yīng)地基沉陷變形。

5.2溢洪道加固設(shè)計(jì)

5.2.1第一溢洪道

第一溢洪道位于主壩右岸約200m處,泄洪閘2孔孔口尺寸2-10×4.0m,設(shè)計(jì)最大泄洪流量為426m3/s,控制段堰型為寬頂堰,堰頂高程24.0m,中墩與底板為分離式。泄洪閘閘門(mén)采用鋼筋砼弧形閘門(mén),兩臺(tái)2×125kn卷?yè)P(yáng)機(jī)啟閉。

溢洪道控制段后接一陡槽,陡槽末接設(shè)一挑流鼻坎,消能方式為挑流消能。陡槽段為等寬矩形,寬21.4m,長(zhǎng)78m,坡比1:5。末端為反弧挑流鼻坎,反弧半徑10.2m,鼻坎高程9.2m,挑射角25°,陡坡底板為60cm厚素砼,反弧段為鋼筋砼,陡槽邊墻為重力式砼結(jié)構(gòu),表面40cm為花崗巖條石護(hù)面,反弧段邊墻為重力式砼結(jié)構(gòu)。

在泄洪閘控制段設(shè)有工作橋,工作橋排架為鋼筋砼結(jié)構(gòu),工作橋橋面為預(yù)制預(yù)應(yīng)力鋼筋砼梁上現(xiàn)澆鋼筋砼面板,工作橋上設(shè)簡(jiǎn)易啟閉機(jī)房。在工作橋上游側(cè)設(shè)有交通橋,橋?qū)?m,為現(xiàn)澆鋼筋砼梁式橋。

第一溢洪道施工由洪潮江水庫(kù)工程指揮部組織,于1960年動(dòng)工興建,工程于1964

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年完成水下部份,1966年施工啟閉工作橋,1967年完工。

第一溢洪道由于原工作橋較窄,無(wú)啟閉機(jī)房,1976年,在原工作橋支架上游增設(shè)砼預(yù)制磚砌支架,擴(kuò)寬工作橋,增建啟閉機(jī)房。上世紀(jì)80年代在陡坡反弧底板,因基礎(chǔ)下沉開(kāi)裂及水流沖刷損壞較嚴(yán)重,表層用5~8cm厚砼修補(bǔ)。

(1)溢洪道穩(wěn)定安全復(fù)核①泄流能力計(jì)算

第一溢洪道泄流能力按寬頂堰流計(jì)算:

q。。mb2gh0。。0.934,

m。0.385,

3/2

h0——堰上總水頭,h0=庫(kù)水位-閘底高程。

經(jīng)計(jì)算得,設(shè)計(jì)水位29.11m時(shí),第一溢洪道泄洪流量q設(shè)為368m3/s;校核水位30.12m時(shí),第一溢洪道泄洪流量q校為480m3/s;②水面線計(jì)算與陡坡導(dǎo)墻高程復(fù)核

陡坡段水平長(zhǎng)75.03m,樁號(hào)從0+026.53~0+101.56,陡坡斷面為矩形,寬度b=22m,坡度i=0.2,洪潮江水庫(kù)溢洪道為2級(jí)建筑物,砼結(jié)構(gòu),陡坡段加固按100年一遇洪水設(shè)計(jì),1000年一遇洪水校核,設(shè)計(jì)洪水位29.11m,校核洪水位29.90m,設(shè)計(jì)泄洪流量q設(shè)=367m3/s,校核泄洪流量q校=453m3/s。復(fù)核成果見(jiàn)表5—2—1。表5—2—1第一溢洪道陡坡導(dǎo)墻高程復(fù)核斷面0+026.530+038.750+052.500+066.250+080.000+093.750+101.56陡坡底板24.0021.5618.8116.0613.3110.568.99水深(m)校核3.782.191.831.631.501.411.37安全超高(m)校核0.50.50.50.50.50.50.5墻頂高程(m)現(xiàn)狀27.6624.9521.9018.8515.8012.7511.00校核28.2824.2521.1418.1915.3112.4710.86加高(m)需要0.62不需不需不需不需不需不需實(shí)際1.03000000(km+m)高程(m)③中墩縱向穩(wěn)定、側(cè)向穩(wěn)定及側(cè)向強(qiáng)度安全復(fù)核

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a、中墩縱向抗滑穩(wěn)定分析計(jì)算:

計(jì)算工況為正常擋水運(yùn)行工況。上游水位為28.00m,下游無(wú)水。

荷載計(jì)算。作用于中墩的荷載有自重g、水壓力p、水重g水、揚(yáng)壓力f、風(fēng)壓力p風(fēng)、浪壓力p浪。

采用抗剪斷強(qiáng)度公式。k。f。。w。c。a

。p式中:k——抗滑穩(wěn)定安全系數(shù);

f′——中墩混凝土與基巖接觸面的抗剪斷磨擦系數(shù),為0.5;c′——中墩混凝土與基巖接觸面的抗剪斷凝聚力,為0.2mpa;∑w——作用于中墩上的全部荷載對(duì)計(jì)算滑動(dòng)面的法向分量;∑p——作用于中墩上的全部荷載對(duì)計(jì)算滑動(dòng)面的切向分量;a——中墩與基巖接觸面的截面積,為19.0×3.0=57.0m2。

。w=g+g水。fy=9088。68-1566=7590(kn)。p=p+p風(fēng)+p浪。fx=1120+95+656。60=1811(kn)

k=f。。w。c。a0.50。7590。200。

19.0。

3.0==8.39。

3.0安全。

。p1811b、中墩側(cè)向抗傾覆穩(wěn)定分析計(jì)算:

計(jì)算工況。分別計(jì)算了一孔工作閘門(mén)擋水,另一孔閘門(mén)檢修和一側(cè)工作閘門(mén)關(guān)閉,另一側(cè)閘門(mén)全開(kāi)啟泄洪兩種工況(上游水位為28.00m),以后一種工況為控制,以下為后一種工況計(jì)算成果。

荷載計(jì)算。作用于中墩的荷載有自重g、閘門(mén)自重g來(lái)的推力p側(cè)和p豎、揚(yáng)壓力f、側(cè)向水壓力p。

采用公式。k0。閘門(mén)

水重g水、弧門(mén)支座傳

。my。m0,

式中:k0——抗傾穩(wěn)定安全系數(shù);

∑my——作用于中墩的荷載對(duì)墩趾產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩;∑m0——作用于中墩的荷載對(duì)墩趾產(chǎn)生的傾覆力矩。

∑my=18213(kn·m),∑m0=5811(kn·m),

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k0=18213÷5811=3.13>1.50故中墩的側(cè)向抗傾覆滿足要求。c、中墩側(cè)向強(qiáng)度安全復(fù)核

計(jì)算工況。分別計(jì)算了一孔工作閘門(mén)擋水,另一孔閘門(mén)檢修和一側(cè)工作閘門(mén)關(guān)閉,另一側(cè)閘門(mén)全開(kāi)啟泄洪兩種工況(上游水位為28.00m),以前一種工況為控制,以下為前一種工況計(jì)算成果。計(jì)算高程為24.00m處的中墩截面應(yīng)力,由于現(xiàn)中墩門(mén)槽頸已產(chǎn)生裂縫,計(jì)算中取

a=11.5×2.0=23.0m2,i=

1×11.5×2.03=7.667m4。12此時(shí)作用于24.00m以上中墩的荷載有:自重g、弧門(mén)支座傳來(lái)的推力r、側(cè)向水壓力p、檢修門(mén)承受的水壓力p1、中墩承受的順?biāo)飨蛩畨毫2、浪壓力p浪。

。w。mb。采用公式:。=計(jì)算正應(yīng)力,aj2由于不通過(guò)中墩形心點(diǎn)而產(chǎn)生的剪應(yīng)力由下式計(jì)算:

。1=3。pmn,,。=220.4bl2bl主拉應(yīng)力由下式計(jì)算:。1。zl=。。2。4(。1。。2)2

22經(jīng)計(jì)算。。w=7644(kn),。m=1298(kn·m),

。mn=2574(kn·m),。p=1310(kn·m)?!?。=50176441298。。

1.0=332。169=(kpa)16323.07.667。1=2574=140(kpa)

0.4。

2.02。

11.53。1310。2==85(kpa)

2。

2.0。

11.5。zl=(kpa)

。。16311.55。。(-163)2。4。(140。85)2=157(kpa)<m。ft。=。650=50422。d2.0∴中墩側(cè)向強(qiáng)度滿足要求。d、中墩檢修門(mén)槽頸部應(yīng)力復(fù)核

24

計(jì)算中墩檢修門(mén)槽頸部的拉應(yīng)力

。l=p1pa1。bhabh式中:σl——門(mén)槽頸部的拉應(yīng)力,kpa;p——中墩所受的水平力,kn;

a1——門(mén)槽頸部以前閘墩水平截面積,為11.938m2;a——中墩的水平總截面積,為35.478m2;b——門(mén)槽頸部的厚度,為1.09m;h——中墩的高度,為5.8m。中墩所受的水平力有水的水平推力與浪壓力。(kpa)<。l=538×11.938/35.478×1.09×5.8=85

。m(kpa)。ft。=1.55。650=504。d2.0∴中墩門(mén)槽頸部拉應(yīng)力小于混凝土的許可拉應(yīng)力,即按構(gòu)造配筋即可。④陡坡底板穩(wěn)定安全復(fù)核

溢洪道底板破壞主要是受高速水流沖刷并有脈動(dòng)壓力作用,加上滲透壓力作用所致,往往引起破壞或失穩(wěn),故本次著重對(duì)溢洪道泄槽底板的抗滑穩(wěn)定安全進(jìn)行復(fù)核計(jì)算。

?。┯?jì)算方法

因陡坡厚度為等厚,故選流速大,相應(yīng)水深小的為最不利脫離體計(jì)算塊,在設(shè)計(jì)情況和校核情況下求出抗滑安全系數(shù)k值。

ⅱ)基本資料

a)、設(shè)計(jì)情況:p=1%,q設(shè)=367m3/s,相應(yīng)庫(kù)水位29.11m。b)、校核情況:p=0.1%,q設(shè)=453m3/s,相應(yīng)庫(kù)水位29.90m。ⅲ)抗滑穩(wěn)定分析計(jì)算采用公式:k。f(gcos。。p。。p。pf)gsin。。t

式中g(shù)——分塊砼板自重;

θ——陡坡與水平面之間夾角,為11.31°;

25

p——底板上水重在垂直砼底板方向的分力;Δp——底板上水流的脈動(dòng)水壓力;pf——滲漏引起的揚(yáng)壓力;t——水流對(duì)底板的拖拽力;k——抗滑穩(wěn)定安全系數(shù);

f——砼板與地基的磨擦系數(shù),泄槽底板為粉質(zhì)砂頁(yè)巖,f取0.50。a)、設(shè)計(jì)情況下k值計(jì)算

取最不利的一塊砼(0+080.00~0+093.75段)計(jì)算,計(jì)算塊板厚δ=0.9m,水平長(zhǎng)l

水平

=13.75m,斜長(zhǎng)l

斜長(zhǎng)

=14.02m,寬度b=10.7m,相應(yīng)斷面平均水深h=1.21m,

相應(yīng)斷面平均流速v=16.07m/s。

作用于該砼板的力有:分塊砼板自重g、水重在垂直砼底板方向的分力p、水流的脈動(dòng)壓力Δp、水流對(duì)底板的拖拽力t、滲透引起的揚(yáng)壓力pf,經(jīng)計(jì)算得

k設(shè)=1.16>1.05(規(guī)范要求設(shè)計(jì)情況下k值大于1.05)滿足安全要求。b)、校核情況下k值計(jì)算

取最不利的一塊砼(0+080.00~0+093.75段)計(jì)算,計(jì)算塊板厚δ=0.9m,水平長(zhǎng)l

水平

=13.75m,斜長(zhǎng)l

斜長(zhǎng)

=14.02m,寬度b=10.7m,相應(yīng)斷面平均水深h=1.46m,

相應(yīng)斷面平均流速v=16.56m/s。

作用于該砼板的力同樣為:分塊砼板自重g、水重在垂直砼底板方向的分力p、水流的脈動(dòng)壓力Δp、水流對(duì)底板的拖拽力t、滲透引起的揚(yáng)壓力pf,經(jīng)計(jì)算得

k校=1.24>1.00(規(guī)范要求校核情況下k值大于1.00)滿足安全要求。⑤陡坡尾坎基礎(chǔ)置砌高程復(fù)核

計(jì)算基本資料:溢洪道閘底高程24.00m,溢洪道陡槽坡降為1:5,陡槽寬22.0m,挑流鼻坎頂高程9.55m,挑流鼻坎下游地面高程-2.27m,挑流鼻坎挑角θ=21.5°,尾坎基礎(chǔ)置砌高程-6.00m。

設(shè)計(jì)工況:上游水位29.11m,泄流量q設(shè)=367m3/s,單寬流量q設(shè)=16.68m3/s·m,相應(yīng)下游水位7.95m;

校核工況:上游水位29.90m,泄流量q校=453m3/s,單寬流量q校=20.59m3/s·m,

26

相應(yīng)下游水位8.00m。

a、設(shè)計(jì)情況

(a)沖坑水深t值計(jì)算

按《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》(sl253-2000)附錄a式(a.4.2)計(jì)算:

t=kq1/2z1/4(a.4.2)

式中t——自下游水面至坑底最大水墊深度,m;

q——鼻坎末端斷面單寬流量,m3/s·m;z——上、下游水位差,m;

k——綜合沖刷系數(shù),由表a.4.2查得,k=1.50。

t設(shè)=kq1/2z1/4=1.50×16.681/2×(29.11-7.95)1/4=13.14(m)則沖坑最深處高程為7.95-13.14=-5.19m沖坑深t設(shè)=-2.27-(-5.19)=2.92(m)(b)計(jì)算沖刷最深點(diǎn)到鼻坎齒墻的距離l值

沖刷最深點(diǎn)到鼻坎齒墻的距離l值按(a.4.1-1)計(jì)算:

l。1v12sin。cos。+v1cos。v12sin2。+2g(h1cos。+h2)(a.4.1-1)g。。式中l(wèi)——自挑流鼻坎末端算起至沖刷坑最深點(diǎn)的距離,m;

θ——挑流水舌水面出射角,近似取用鼻坎挑角,θ=21.5°;h1——挑流鼻坎末端法向水深,m;h2——鼻坎坎頂至沖坑最深點(diǎn)高程差,m;

v1——鼻坎坎頂水面流速,按鼻坎處平均流速v的1.1倍計(jì),m/s。鼻坎末端水深近似采用泄槽末端斷面(0+101.56)水深,見(jiàn)表5-3-1。

h1設(shè)=1.14cos。=1.14。cos21.5。=1.06(m)

h2設(shè)=9.55-(-5.19)=14.74(m)

q16.68v1設(shè)=1.1=1.1。=16.09(m/s)

h1.141。[16.092。sin21.5。。cos21.5。+16.09。cos21.5。?!鄉(xiāng)設(shè)=9.8116.092。sin221.5。+2。

9.81。(1.06。cos21.5。+14.74)]

27

=37.27(m)

(c)驗(yàn)算齒墻深度

根據(jù)規(guī)范要求,沖刷坑上游坡度根據(jù)地質(zhì)情況確定,在1:3~1:6之間選用?,F(xiàn)沖刷坑上游坡度i=t/l=2.92/37.27=0.078<ic=1/4(取安全沖刷上游坡值ic為1:4)

考慮齒墻埋深1.5m,

則齒墻底高程=?jīng)_坑最深處高程+il-1.5

=-5.19+0.078×37.27-1.5=-3.77m

而實(shí)際齒墻底高程為-6.00m低于-3.77m,故齒墻底埋深滿足安全要求。b、校核情況

(a)沖坑水深t值計(jì)算

t校=kq1/2z1/4=1.50×20.591/2×(29.90-8.00)1/4=14.72(m)則沖坑最深處高程為8.00-14.72=-6.72m沖坑深t校=-2.27-(-6.72)=4.45(m)(b)計(jì)算沖刷最深點(diǎn)到鼻坎齒墻的距離l值

h1校=1.37cos。=1.37。cos21.5。=1.27(m)

h2校=9.55-(-6.72)=16.27(m)

q20.59v1校=1.1=1.1。=16.53(m/s)

h1.371。[16.532。sin21.5。。cos21.5。+16.53。cos21.5。?!鄉(xiāng)校=9.8116.532。sin221.5。+2。

9.81。(1.27。cos21.5。+16.27)]

=40.02(m)

(c)驗(yàn)算齒墻深度

現(xiàn)沖刷坑上游坡度i=t/l=4.45/40.02=0.111<ic=1/4(取安全沖刷上游坡值ic為1:4)

考慮齒墻埋深1.5m,

則齒墻底高程=?jīng)_坑最深處高程+

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