橡膠壩式擋水閘可行性研究報告

橡膠壩式擋水閘可行性研究報告 8 8 8 8 8 8 9 9 9 38 綜合說明人工湖綜合整治工程位于xx鎮(zhèn)兩河交匯處，匯水面積94.76平xx鎮(zhèn)位于內(nèi)陸腹地，屬大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，冬冷夏熱，四季由上游冰雪融水和降雨補(bǔ)給，6－9月為夏秋洪水期，以降雨補(bǔ)給為主，10－11月為秋季枯水期，以地下水補(bǔ)給及河槽儲蓄量橡膠壩壩址處二十年一遇洪峰流量為420m3/s，五十年一遇平均高程1619.8～1642m,Ⅱ級階地寬50～100m，平均高程xx鎮(zhèn)位于xx斷陷盆地中心，區(qū)域地層呈平緩傾斜，無斷裂Ⅰ級階地潛水位埋深3.5～5.50m，Ⅱ級階地潛水位埋深大于K＝15～35.0m／d；下墊面第三系紅色泥巖屬于相對隔水層。單xx河河谷淺層地下和xx河河水水化學(xué)類型屬HCO3－—Na+#橡膠壩、2#橡膠壩、3#橡膠壩分布段地層巖性可劃分為260Kpa。根據(jù)地質(zhì)勘探及混合料顆分試驗資料，xx河混凝土細(xì)骨料1#壩壩址位置:以自來水公司截水廊道河床基礎(chǔ)提高0.1m3.0m，壩長95m，回水長度282m；4#壩壩底板高程1630.986m，壩高2.5m，壩長112m，回水長度283.5m；5#壩壩底板高程8#壩壩底板高程1620.600m，壩高2.5m，壩長97m，回水長度橡膠壩基礎(chǔ)均置于新鮮巖石上，底板厚度0.5m，采用C20縫采用2cm厚閉孔泡沫板。疏浚長度為315m，設(shè)計河床高程為91.8m，河道設(shè)計比降為控制室是操縱橡膠壩充脹和排空坍落的機(jī)電設(shè)備及附屬設(shè)的左岸壩端，矩形結(jié)構(gòu)，平面軸線間尺寸為4.5×4.5米，共兩層，一層為壁厚為0.5米的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，二層為墻厚0.24供水水源為河水，采用兩臺ISG80-125（I）型單級單吸管配電屏安裝有GGD1-25（改）總控制屏(兼進(jìn)線柜)，寬度分設(shè)所長（股級工程管理及水情調(diào)度，財務(wù)供應(yīng)、行政辦公在xx鎮(zhèn)修建橡膠壩，進(jìn)行梯級開發(fā)，水量豐富，河道泥沙2基本資料人工湖綜合整治工程位于xx鎮(zhèn)兩河交匯處，匯水面積94.76平有關(guān)氣象統(tǒng)計資料見表2－1。由上游冰雪融水和降雨補(bǔ)給，6－9月為夏秋洪水期，以降雨補(bǔ)給為主，10－11月為秋季枯水期，以地下水補(bǔ)給及河槽儲蓄量2.3.1年徑流的推求項目名稱單位全年一二三四五六七八九十十一十二多年各月平均氣溫C-5.5-2.73.59.48.4-4.17.9多年各月平均最高氣溫C3.79.720.624.525.924.97.42.2多年各月平均最低氣溫C-10.6-7.5-1.33.57.89.44-2.5-8.72.8多年各月極端最高氣溫C23.627.129.834.833.533.32824.434.8發(fā)生日期7/7927/7826/7324/7328/6920/669/743/733/779/593/726-20/66多年各月極端最低氣溫C-23-21.2-13.7-10-3.35.74.4-0.4-6.3-15.5-22.6-23發(fā)生日期28/648/7214/784/699/622/802/7330/6229/7026/6017/6915/751-28/64多年各月平均降雨量mm3.14.741.245.455.5117.1113.392.545.42.8547.8多年各月一日最大降水mm4.95.885.445.942.394.780.346.626.44.894.7發(fā)生日期17/7114/6012/7028/7313/6728/7125/7512/7319/752/6118/617-25/75多年各月最大積雪深度894發(fā)生日期13/743/7212/709/6823/5916/693-12/70多年各月平均日照時數(shù)194.9220.2246.3216.1199.9144.4148.6148.4133.62179多年各月平均蒸發(fā)量mm38.451.1105.3153.9181.9192.3174.4161.7101.272.546.231.6多年各月最大凍土深度636165204663發(fā)生日期10/7316/602/7926/6029/7931/721-10/73多年各月平均風(fēng)速m/s22.22.42.2多年各月最大風(fēng)速m/s2020發(fā)生日期17/7919/7022/7727/748/704/6911/7322/6149/6922/6820/7920/734-27/74相應(yīng)風(fēng)向NNNNWNNNENNNNSNNNNEN年最大風(fēng)速平均m/s相應(yīng)風(fēng)向SE較大。該流域除上游南部地區(qū)為植被較好的土石山林區(qū)外，中下游屬黃土高原丘陵溝壑區(qū)，植被差，山體破碎，小范圍的突降暴雨強(qiáng)度大，沖刷力強(qiáng)，形成大量地表徑流，對河道兩岸沖q——相對于某一頻率的洪峰流量模數(shù)（m3/表2-2不同頻率洪峰流量成果表1235854696570490420304②洪水歷時計算：亦用《甘肅省水文圖集》推薦的經(jīng)驗公T=7.63F0.344表2-3不同頻率洪水總量成果表1235516242663482286423662048807參——設(shè)計斷面和上游參證站的流域面積經(jīng)計算，壩址處30年一遇洪水399m3/s，100年一遇洪水省交通廳、xx鎮(zhèn)水利局曾調(diào)查過各斷面的洪峰流量。表2-4xx鎮(zhèn)xx河洪水調(diào)查成果表m/S5453261980.7.29無30年一遇省交通廳3912721980.7.26無20年一遇縣水利局經(jīng)過對以上三種方法計算的洪水成果分析，面積比法和歷史洪水調(diào)查值成果偏小，考慮經(jīng)驗公式法計算成果的可靠性和代表性較好，而且數(shù)值較大，為偏于安全取大值，故本次設(shè)計采用經(jīng)驗公式法計算結(jié)果，即本次可研設(shè)計洪水為：20年一遇橡膠壩工程分期施工為2-6月，由于無實測洪水資料，故采用水文圖集法計算的成果，即非汛期最大洪水為五年一遇，3/s。各月洪水根據(jù)每月降雨資料進(jìn)行計算，施工各月洪表2-5橡膠壩分期施工設(shè)計洪水成果表4.0xx河橡膠壩壩址處無實測泥沙資料，故泥沙根據(jù)《甘肅省水文圖集》法進(jìn)行計算，查得橡膠壩壩址所處流域年土壤侵蝕量按懸移質(zhì)輸沙量的20%計，則推移質(zhì)輸沙量27.8萬t，故得水庫懸移質(zhì)輸沙率月分配表壩址2月4月合計（%）0.015.603.368.0832.3137.798.860.340.04懸移質(zhì)0.027.794.6644.9252.5212.322.660.470.06由于壩址無實測水面蒸發(fā)資料,故水面蒸發(fā)采用xx鎮(zhèn)氣象折算系數(shù)與蒸發(fā)皿蒸發(fā)的積減去降水量與徑流量的差。水面蒸表2-7xx鎮(zhèn)水洛河橡膠壩水面蒸發(fā)損失計算表月份月平均蒸發(fā)皿蒸發(fā)量（mm）折算系數(shù)折算系數(shù)×蒸發(fā)皿蒸發(fā)陸面蒸發(fā)量（mm）水面蒸發(fā)量（mm）降水量（mm）徑流深（mm）降水-徑流138.40.5420.743.100.602.50251.10.5427.594.700.903.8023.7930.5456.862.309.4047.4640.5482.8941.208.0033.2049.6950.5498.2345.408.9036.5061.7360.54103.8455.5044.7070.5494.1822.9094.200.0080.5487.3222.1091.200.0090.5454.6592.5074.400.0072.50.5439.1545.408.9036.500.0046.20.5424.953.0031.70.542.800.502.30合計1310.2707.51548.00107.00441.00287.523工程地質(zhì)本區(qū)總趨勢是；東北高，西南低，東部受xx抬升影響形成白1642m，Ⅱ級階地缺失；右岸Ⅰ級階地寬500～550m，平均高程本區(qū)大地構(gòu)造位于祁呂賀山字型構(gòu)造體系西側(cè)馬蹄形盾地和大面積沉積了新生代第三系地層，之后又受xx旋回褶皺帶的擠壓隆起所控制，形成了第三系xx斷陷盆地。張川龍山盆地連通。盆地內(nèi)由第三系紅色泥巖組成，厚度150~土礫石，呈淡紅色，灰色，母巖為石英巖、花崗巖,質(zhì)地堅硬，厚度0.50～4.50m，潛水位0.5～1.0m，與現(xiàn)代河水位大承載力0.30～0.35MPa，飽和內(nèi)摩擦角φ=26°~29°,混合料平均粒徑d50＝2.6～5.7mm，平均值3.45mm，d15＝11.4～27.0mm，主要分布于xx斷陷盆地，縣城橡膠壩分布區(qū)，被第四系松散工程名稱xx鎮(zhèn)橡膠壩工程2006年12月20日委托單位平?jīng)鍪衳x設(shè)計院共5頁第1頁土樣編號樣率數(shù)曲系%%%%%0.25~0.075~試驗:計算:校核:審定:泄條件較好。淺層地下水屬第四系松散堆積物砂礫孔隙潛水類氣降水垂直入滲補(bǔ)給，排泄主要由微地貌及下墊面紅色泥巖控xx河河谷淺層地下和xx河河水水化學(xué)類型屬HCO3－—Na+價，結(jié)論為：xx河河谷淺層地下和xx河河水水質(zhì)對普通硅酸鹽另據(jù)探孔揭露及土工試驗資料，壩基、堤基位于泥巖體,粘灘分布段地層巖性可劃分為2層，表層為第四系全新統(tǒng)（al--plQ4色泥巖屬極軟巖，單軸飽和抗壓強(qiáng)度<5Mpa，巖體產(chǎn)狀近似水地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為260Kpa。堤基礎(chǔ)進(jìn)入基巖0.2m；左右護(hù)堤外自堤頂至下伏基巖面為人工壩長94m，河道中心線回水長度207.5m?，F(xiàn)代河床穩(wěn)定河寬劃分為2層，表層為第四系全新統(tǒng)（al--plQ41--3）河谷沖洪積單軸飽和抗壓強(qiáng)度<5Mpa，巖體產(chǎn)狀近似水平，層狀分布，單護(hù)堤高3.4m,堤基礎(chǔ)進(jìn)入基巖0.3m。左右護(hù)堤外自堤頂至下伏基巖面為人工回填砂礫層,呈中密狀，表層為硬化濱河路．現(xiàn)狀壩長95m，河道中心線回水長度282m。現(xiàn)代河床穩(wěn)定河寬101.0m，河床漫灘分布段地層巖性可劃分為2層，表層為第四系下呈密實狀。根據(jù)《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為260Kpa。為人工回填砂礫層,呈中密狀,表層為硬化濱河路，現(xiàn)狀左右堤基根據(jù)地質(zhì)勘探及混合料顆分試驗資料，xx河混凝土細(xì)骨料粗骨料料場選在南洛河南坪砂廠，總資源量大于20萬m3，4工程規(guī)劃4.1.1建設(shè)必要性xx鎮(zhèn)橡膠壩壩址以上流域面積94.76Km2，多年平均徑流深4.1.2開發(fā)方案完畢,多數(shù)橡膠壩工程當(dāng)年施工當(dāng)年受益。三是壩體為柔性軟殼4.2.1防洪規(guī)劃緣由4.2.2防洪標(biāo)準(zhǔn)4.2.3地震烈度根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GBJ50011－2001，xx鎮(zhèn)地區(qū)地震動峰值加速度為0.2g，基本地4.2.4橡膠壩泄流計算設(shè)計橡膠壩壩頂最大過流水深為0.3m，壩最大過流量Q4.3.1橡膠壩可利用水資源量橡膠壩壩址控制流域面積94.76Km2，多年平均徑流量2974萬m3。徑流深年際變化大，CV=0.5，CS=2.5CV，徑流可利用調(diào)節(jié)4.3.2橡膠壩工程用水量分析萬m3。根據(jù)多年平面水面蒸發(fā)量287.52mm，計算年蒸發(fā)損失為橡膠壩年需水量合計為404m3。4.3.3橡膠壩供用水量平衡分析5工程設(shè)計5.1.1工程等級5.1.2工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)xx鎮(zhèn)橡膠壩工程設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為四級建筑物的設(shè)計洪水標(biāo)5.2.1壩址位置確定5.2.2工程布置根據(jù)xx鎮(zhèn)整體防洪規(guī)劃要求，橡膠壩塌壩后底坎高程、長度既滿足過流要求又嚴(yán)格按照水利部《橡膠壩技術(shù)規(guī)范》持河道自然比降綜合考慮，同時和xx鎮(zhèn)現(xiàn)有河道比降協(xié)調(diào)，確質(zhì)過壩對壩袋磨損及底板檢修需要，將壩底板抬高0.3m，則橡根據(jù)xx鎮(zhèn)總體規(guī)劃要求，盡量增加水深和蓄水量，橡膠壩6m，壩底板分縫間距為6m，采用651型止水帶止水，伸縮縫采控制室是操縱橡膠壩充脹和排空坍落的機(jī)電設(shè)備及附屬設(shè)的左岸壩端，矩形結(jié)構(gòu)，平面軸線間尺寸為4.5×4.5層，一層為壁厚為0.5米的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，二層為墻厚0.24沖排控制蝶閥及測壓設(shè)備等，地板為0.5米厚的鋼筋混凝土結(jié)5.3.1計算條件xx鎮(zhèn)橡膠壩的洪水標(biāo)準(zhǔn)為二十年一遇設(shè)計，五十年一遇校核。壩址處基本情況為：設(shè)計洪峰流量為420m3/s，橡膠壩水位5.3.2消能防沖計算s03/2s——淹沒系數(shù)；橡膠壩的效能計算分為正常溢流和塌壩過程中的溢流消能計算，正常溢流狀態(tài)下為自由出流，由于ht＜hc”，水躍為遠(yuǎn)離5.3.3穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)計算（1）充壩擋水時，橡膠壩上游水位為93.6m，下游水位為表5-1正常擋水情況下抗滑穩(wěn)定計算壩計算情況抗滑安全系數(shù)基地應(yīng)力（KN/m2）應(yīng)力不均勻系數(shù)Kcmaxminη橡膠壩擋水期4.7860.4645.043.0竣工期57.4055.003.0注：表中[Kc]為規(guī)范允許值，[η]為規(guī)范允滲透穩(wěn)定是指壩基土體能夠承受一定的滲透坡降，并采取措本橡膠壩結(jié)構(gòu)上游擋土墻及防滲面板所座落的基礎(chǔ)透水性較壩底板內(nèi)力計算采用彈性地基梁法，承受的荷載簡化為均布5.4.1計算條件（1）竣工期充水試驗：壩袋安裝后，上下游無水，壩袋逐表5-3橡膠壩壩袋計算表a向拉力（m）（m）5.4.2壩袋計算280KN/m，壩袋緯向強(qiáng)度還沒有準(zhǔn)確的計算理論，根據(jù)已建工程280KN/m，滿足要求。2#橡膠壩選用壩袋布規(guī)格為J160160-2,壩袋為二布三膠，徑向強(qiáng)度320KN/m，緯向強(qiáng)度320KN/m，壩袋緯算徑向強(qiáng)度的50%計，為160KN/m，選用壩袋320KN/m，滿足要5.4.3壩袋錨固設(shè)計橡膠壩袋采用螺栓固定壓板雙錨固，該錨固型式有如下優(yōu)經(jīng)計算，T0=83.88～125.82KN/m。螺栓間距與采用的壓板剛度有關(guān)，根據(jù)試驗，一般取200~Q0=k2T0/n根據(jù)規(guī)范要求Lm=（25～30）d，但不小于250mm，計算得Wr——抗彎截面系數(shù)，壓板彎矩計算壩袋拉力作用在5表5-4錨件設(shè)計尺寸表單位：mm30546xx鎮(zhèn)防汛期時能快速排空下坍壩袋。主要做好設(shè)備的選型、進(jìn)5.5.1排水系統(tǒng)布置5.5.2供排水系統(tǒng)計算名稱流量3/s)管徑流速管長充水管0.028排水管0.1944005.6.1高壓供電線路5.6.3導(dǎo)線選擇和敷設(shè)動閥門控制線用BV2×1.5-PVC20暗敷，普通燈具及開關(guān)插座用5.6.4防雷和接地6施工組織設(shè)計6.2.2建設(shè)條件領(lǐng)導(dǎo)對本工程極為重視，為工程創(chuàng)建了極為有利的外部環(huán)境條6.3.1施工導(dǎo)流及施工圍堰xx鎮(zhèn)防洪治理均在河道里進(jìn)行，尤其是在主河槽施工，施6.3.2基坑排水滲透系數(shù)每晝夜300m，因此施工中基坑排水工作量很大，應(yīng)重6.3.3施工方法1、基礎(chǔ)處理：大面積基槽開挖，場地平整等，上部砂卵石筑物邊緣不小于2m，且不影響交通。基坑完成后，設(shè)排水溝加2、砼工程：運至工地上的水泥必須有制造廠的品質(zhì)試驗報前，必須先鋪一層2～3cm的水泥砂漿，砼的澆3、機(jī)電設(shè)備及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備安裝工程：嚴(yán)格按照設(shè)計及機(jī)6.4.1施工進(jìn)度施工單位應(yīng)在施工進(jìn)度布置上有步驟、有目的地進(jìn)行，科學(xué)地5月完成右壩段基坑開挖，圍堰填筑及基礎(chǔ)工程施工，6月完成右岸壩段壩袋安裝；5月～6月完成附屬工程及機(jī)電設(shè)備的調(diào)試按照以上施工安排，科學(xué)調(diào)配勞力，層層把關(guān)，確保施工6.4.2技術(shù)供應(yīng)該工程