塘坝除险加固指南PPT学习教案

1、塘坝除险加固指南塘坝除险加固指南一、总 则第1页/共117页一、总则指南适用条件2除险整治前的准备工作4塘坝定义3 1重点塘坝定义3 3除险整治原则3 5主 要 内 容第2页/共117页一、总则3 3、本指南适用于蓄水量为、本指南适用于蓄水量为1 1万万总容积总容积1010万万的土石坝塘坝除险整治工程，总容积小于的土石坝塘坝除险整治工程，总容积小于1 1万万及其及其他类型的塘坝可参考使用。他类型的塘坝可参考使用。第3页/共117页一、总则4、塘坝总容积是指校核洪水位相对应的蓄水总量。5、本指南所称的重点塘坝是指坝高超过10m、串联型塘坝的最上级、位于我省高暴雨区、位于人口居住密集地或重要设施（

2、如公路、铁路等设施）上游500m以内、如失事可能直接造成下游人员伤亡或设施损毁的塘坝。第4页/共117页塘坝容积的估算方法塘坝容积的估算方法参照武汉水利电力学院农水系编的小型水库工程，利用公式B.1进行估算。 V=BHL（B.1）V塘坝容积，m3;H满库时坝前最大蓄水深度，m；B满库时坝前水面宽度，m；L满库时水面长度，m；系数，依库址地形特点决定，见表B.1。第5页/共117页塘坝容积的估算方法算例塘坝总容积的估算方法 某某塘坝，河谷形状为峡谷形，河流纵坡比较平顺，满库时坝前水面宽度（B）经测量为200m，校核洪水位时坝前最大蓄水深度（H）为5m，满库时水面长度（L）经测量为200m。 该塘

3、坝的总容积： V总=0.32005200=6104 m3第6页/共117页一、总则6、塘坝除险整治前，应对塘坝进行必要的现场检查、调查（格式与内容可参考附录A），以掌握各建筑物存在的病险情，同时应对大坝、溢洪道及坝下涵管等建筑物进行必要的量测。工程地质参数可参照类似工程进行选取，必要时应补充地勘。7、对于破坝处理的塘坝，施工期不能选在汛期。施工期一般可选在11月份至次年3月份。第7页/共117页一、总则8、塘坝除险整治原则上不应加高大坝。如防洪标准不满足本标准规定要求的，应优先采用加大泄洪能力等工程措施。确需加高大坝的，须经县级水行政主管部门批准。第8页/共117页二、洪水标准第9页/共117

4、页二、洪水标准平原区2山区、丘陵区3 1 重点塘坝的洪水标准3 3主 要 内 容第10页/共117页二、洪水标准塘坝及塘坝及其附属其附属建筑物建筑物洪水标准重现期（年）洪水标准重现期（年）山区、丘陵区山区、丘陵区平原区平原区设计设计校核校核设计设计校核校核201020050105020当山区、丘陵区塘坝的挡水高度低于当山区、丘陵区塘坝的挡水高度低于15m15m，上下游水，上下游水头差小于头差小于10m10m时，其防洪标准可按平原区的洪水标准确定；时，其防洪标准可按平原区的洪水标准确定；当平原区塘坝的挡水高度高于当平原区塘坝的挡水高度高于15m15m，上下游水头差大，上下游水头差大于于10m10

5、m时，其防洪标准可按山区、丘陵区的洪水标准确定。时，其防洪标准可按山区、丘陵区的洪水标准确定。 重点塘坝的洪水标准可按上限值取用。重点塘坝的洪水标准可按上限值取用。第11页/共117页二、洪水标准举例塘坝，位于山区，坝高，下游有公路，请确定其洪水标准。分析：山区塘坝坝高，根据指南2.0.2条的规定，可以按平原区的洪水标准进行确定，由于下游有公路，根据1.0.5条，该塘坝属重点塘坝，洪水标准可取平原区的上限。故设计按年一遇，校核可按年一遇进行确定。第12页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求第13页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求坝体防渗处理技术要求2护坡技术要求4一般构造要求3 1坝体反滤

6、排水技术要求3 3主 要 内 容第14页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求 塘坝挡水建筑物安全加高值建筑物运行工况建筑物运行工况安全加高值安全加高值正常运用正常运用0.5 m m非常运行非常运行0.3m m塘坝的设计洪水位=塘坝的坝顶高程-0.5- R5%塘坝的校核洪水位=塘坝的坝顶高程-0.3- R5%一般构造要求坝顶超高由于塘坝除险整治原则上不加高大坝，故设计洪水位和校核洪水位也可按下列公式进行反算：第15页/共117页塘坝设计洪水位、校核洪水位算例解：塘坝的坝顶高程=8.0，查附录D，波浪爬高为0.26，由于上游拟采用砼预制块护坡，爬高应乘以1.125的系数。故R5%=0.261.12

7、5=0.2925（m），取R5%=0.3m。设计洪水位=塘坝的坝顶高程-0.5- R5%=8-0.5-0.3=7.2m校核洪水位=塘坝的坝顶高程-0.3- R5%=8-0.3-0.3=7.4m已知：塘坝为粘土均质坝，无防浪墙，坝高8m，坝顶高程8.0m，风区吹程200m，设计风速10m/s，上游坝坡的坡比为1:2.0，上游拟采用砼预制块护坡。设计：塘坝的设计洪水位、校核洪水位。第16页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求一般构造要求坝顶构造及坝坡1、重点塘坝坝顶宽度宜不小于4.0m，其余塘坝坝顶宽度宜不小于3.0m，坝顶可不进行硬化处理。2、不同土质的上、下游坝坡坡比（若有多级坝坡，指平均坡比

8、）宜不小于表3-1要求。坝高超过20m时，上、下游坝坡坡比应按相关规范要求通过计算确定。第17页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求一般构造要求坝顶构造及坝坡土质类型坝高（m）上游坝坡坡比下游坝坡坡比粘土（Ip7）15201：2.51：2.2510151：2.251：2.005101：2.001：1.7551：1.751：1.50壤土（7Ip17）15201：2.751：2.5010151：2.501：2.255101：2.251：2.0051：2.001：1.75砂壤土（1Ip7）15201：3.001：2.7510151：2.751：2.505101：2.501：2.2551：2.251：

9、2.00表3-1 不同土质类型的塘坝坝坡坡比的要求第18页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求坝体防渗处理技术要求1、现状坝体单薄，需进行培厚的，对于可放空的塘坝，原则上要求在大坝上游坡进行培厚，并尽可能与坝体防渗处理相结合。对不能放空的塘坝，可采取从大坝下游坡进行培厚，培厚土体应采用透水性较好材料。2、应结合运行情况，对塘坝坝体或原有防渗体进行必要的简单地质勘察，以确定是否满足防渗要求。新设置的土质心墙、斜墙等防渗体及坝基截水槽，其渗透系数应不大于110-5cm/s；均质土坝坝体渗透系数宜不大于110-4cm/s。第19页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求坝体防渗处理技术要求3、塘坝防渗处

10、理型式塘坝坝体或心墙等防渗体不能满足防渗要求的，可以采用增设粘土斜墙结合坝基截水槽的防渗处理或采用冲抓套井回填粘土心墙进行防渗处理，宜优先采用增设粘土斜墙结合坝基截水槽的防渗处理方案。第20页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求坝体防渗处理技术要求4、斜墙防渗体技术要求斜墙上薄下厚，顶部厚度一般不应小于1m，底部厚度不小于坝前水头的1/41/6，并且不小于2m，斜墙顶不应低于校核洪水位。斜墙与两岸山坡接触部位一般应放宽一倍。斜墙粘土的渗透系数110-5cm/s，水溶盐含量不大于3%，有机质含量不大于2%。截水槽底宽一般不小于2m，且应深入至基岩或相对不透水层以下不小于0.5m。第21页/共11

11、7页三、塘坝坝体整治技术要求坝体防渗处理技术要求斜墙设计举例斜墙设计参考图（尺寸单位：mm）斜墙顶部厚度为2m，顶部高程高于校核洪水位。底部厚度大于2m，大于坝前水头的1/41/6。截水槽底宽为3m，深入至基岩以下0.5m。第22页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求坝体防渗处理技术要求5、冲抓套井回填粘土心墙技术要求冲抓套井回填粘土防渗心墙一般设置为单排，有效防渗厚度0.8m。土料应采用粘土，渗透系数K1.010-5cm/s，粘粒含量以15%40%为宜，塑性指数为720，水溶盐含量不大于3%，有机质含量不大于2%，且应有较好的塑性和渗透稳定性。墙底部至基岩或覆盖层以下不小于0.5m。第23页

12、/共117页三、塘坝坝体整治技术要求冲抓套井回填粘土心墙防渗处理图3-2 冲抓套井回填粘土心墙设计参考图图3-3 冲抓套井平面布置图（尺寸单位：mm） 墙底部至基岩1m，大于0.5m。单排，有效防渗厚度0.8m第24页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求坝体防渗处理技术要求6、坝体土料填筑要求对坝体培厚回填等加固填筑料应进行压实，压实后的填筑料应密实均匀，含水率宜在最优含水率附近。对于重点塘坝，粘性土料压实度应不小于95，砂砾土料的填筑干密度不小于1.7g/cm3；砂砾土料含砾量在4070时，填筑干密度不小于2.0g/cm3。对于一般塘坝，粘性土料压实度应不小于92；砂砾土料的填筑干密度一般不

13、小于1.6g/cm3；砂砾土料含砾量在4070时，填筑干密度不小于2.0g/cm3。第25页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求坝体反滤排水技术要求反滤层及过渡层1、新填筑的坝体土料与相邻土层间如不满足层间关系时，应设置合理的反滤层和过渡层。2、土质防渗体与坝壳排水体或坝基透水层之间应满足反滤原则，否则应设置反滤层或同时设置反滤层和过渡层。3、当采用几种不同性质的土石料填筑坝体时，各土层之间应遵循反滤原则。第26页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求坝体反滤排水技术要求反滤层及过渡层4、对反滤层的要求如下：（1）能防止被保护土的渗透变形反滤层材料应为非管涌土；（2）应大于被保护土的透水性能通畅

14、地排除渗透水；（3）不被细颗粒（粒径小于0.1mm）淤堵失效；（4）耐久、稳定，在使用期间不会随着时间的推移和环境的影响而改变性质。第27页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求坝体反滤排水技术要求反滤层及过渡层5、反滤层和过渡层应压实。反滤的厚度应根据材料的用途及施工方法等情况确定。水平反滤层、竖向或倾斜反滤层每层的最小厚度可采用20cm。采用机械填筑时的最小水平宽度可视施工机械和施工方法确定。6、软土地基上填筑的反滤层应适当加厚。第28页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求坝体反滤排水技术要求坝体排水1、下游坝面宜设置坝体排水设施，排水设施应具有充分的排水能力，同时应满足反滤要求，保证渗透稳

15、定。坝体排水一般有棱体排水和贴坡排水两种。2、贴坡排水：推荐修建贴坡排水。排水体厚度（含反滤厚度）不小于0.6m，排水体高度取1/31/4H坝高。第29页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求坝体反滤排水技术要求坝体排水地面线1314H坝高坝坡砂砾层厚20cm粒径d76mm，相对密度0.7，级配良好。卵石层厚20cm粒径76mm，相对密度0.7。干砌石护坡厚40cm块石粒径20cm，饱和抗压强度不小于40MPa。0.5m1.5m1.5m图3.3-1 贴坡排水设计参考图第30页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求坝体反滤排水技术要求坝体排水1:11:1.5坝坡堆石砌体地面线1:11:1.5坝坡堆石

16、砌体地面线第一层砂砾厚20cm,粒径d76mm，相对密度0.7，级配良好。第二层卵石厚20cm粒径76mm，相对密度0.7。岩石基础土基础1m1m图3.3-2 棱体排水设计参考图3、棱体排水：在塘坝整治中一般不推荐新建，翻修的棱体排水体顶部宽度不小于0.8m，排水体顶高程应超过坝脚最高水位和地面1.0m，排水棱体的高度一般为坝高的1/41/5，棱体内坡可采用1:1，外坡可采用1:1.5。第31页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求坝体反滤排水技术要求坝体排水（2）下游坝面与两边岸坡连接部位宜设置排水沟，排水沟应采用水泥预制砖或混凝土砌筑，断面尺寸应不小于0.25m0.25m。其它部位的坝面排水

17、设置宜结合护坡形式进行设置。纵向排水沟和岸坡排水沟设计可参考图3.3-3，图中尺寸以mm计。第32页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求坝体反滤排水技术要求坝体排水 纵向排水沟设计参考图 岸坡排水沟设计参考图图3.3-3 纵向排水沟和岸坡排水沟设计参考图 第33页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求护坡技术要求1、土石坝原有砌石、混凝土护坡的，应充分利用现有护坡材料，优先采用局部翻修、加固处理为主的方式进行护坡。无护坡的，上游护坡在设计洪水位以下宜选用砼预制块或干砌石护坡，上游坡设计洪水位以上及下游坝坡一般采用草皮护坡。第34页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求护坡技术要求2、塘坝上游砼预制

18、块护坡设计可参考图3.4-1。图中尺寸单位以mm计，砼预制块采用正六边形，厚80mm，边长300mm，拼接缝上部宽20mm，采用M10水泥砂浆勾平缝；护面横向分缝间距10.0m，缝中用沥青砂填实。第35页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求护坡技术要求塘坝上游砼预制块护坡设计参考图第36页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求护坡技术要求塘坝上游砼预制块护坡设计参考图第37页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求护坡技术要求塘坝上游砼预制块护坡设计参考图第38页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求护坡技术要求塘坝上、下游台阶设计参考图3、塘坝可根据需要设置上、下游台阶。塘坝上、下游台阶设计可参考图

19、3.4-2。图中尺寸单位以mm计，每段台阶最后一级按剩余距离及高程进行调整，台阶每10m设置一伸缩缝，缝宽2cm，缝内用闭孔泡沫板填充。第39页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求护坡技术要求塘坝上、下游台阶设计参考图第40页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求护坡技术要求塘坝上、下游台阶设计参考图第41页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求护坡技术要求塘坝上、下游台阶设计参考图第42页/共117页三、塘坝坝体整治技术要求护坡技术要求塘坝上、下游台阶设计参考图第43页/共117页四、溢洪道整治技术要求第44页/共117页四、溢洪道整治技术要求控制段2消能段4进水渠3 1泄槽段3 3主 要 内

20、容第45页/共117页四、溢洪道整治技术要求第46页/共117页四、溢洪道整治技术要求进口段第47页/共117页四、溢洪道整治技术要求进口段第48页/共117页四、溢洪道整治技术要求进口段第49页/共117页四、溢洪道整治技术要求控制段第50页/共117页溢流堰宽度的计算 确定塘坝所在分区及集雨面积后，查表可得洪峰流量Qm和洪水总量Wi，确定滞洪库容V滞后，便可求得溢洪道最大泄流量qm，溢洪道的溢流净宽可按下式计算： b每孔净宽度，m； m流量系数，直角形翼墙无坎宽顶堰，偏安全考虑认为B=b； H0包括行进流速水头的堰前水头，认为H0=H 。3/20/(2)mbqmgH第51页/共117页溢流

21、堰宽度的计算算例已知： 兴国县乡村塘坝，集雨面积为0.4km2，校核洪水标准为50年一遇，河谷形状为峡谷形，河流纵坡比较平顺，满库时坝前水面宽度（B）经测量为200m，溢洪道堰顶至坝顶水深（H）为1.5m，满库时水面长度（L）经测量为200m。设计： 溢洪道的溢流净宽。第52页/共117页溢流堰宽度的计算算例计算步骤：（1）确定塘坝所在分区在I区；（2）查集雨面积为0.4km2，洪水频率2.0%，可得洪峰流量Qm=16.87m3/s和洪水总量Wi=3.6104m3；（3）V滞=0.32002001.5=1.8104m3 ；（4）qm=Qm(1-V滞/Wi)=16.87（1-1.8/3.6）=8

22、.435m3/s，（5）溢洪道的溢流净宽: 设计溢洪道的宽取为3.5m。3/23/20/(2)8.435/(0.322 9.8 1.5)3.24mbqmgHm第53页/共117页四、溢洪道整治技术要求控制段第54页/共117页四、溢洪道整治技术要求第55页/共117页四、溢洪道整治技术要求第56页/共117页四、溢洪道整治技术要求第57页/共117页四、溢洪道整治技术要求第58页/共117页四、溢洪道整治技术要求第59页/共117页四、溢洪道整治技术要求第60页/共117页四、溢洪道整治技术要求第61页/共117页四、溢洪道整治技术要求第62页/共117页四、溢洪道整治技术要求第63页/共11

23、7页四、溢洪道整治技术要求第64页/共117页四、溢洪道整治技术要求第65页/共117页四、溢洪道整治技术要求第66页/共117页四、溢洪道整治技术要求第67页/共117页四、溢洪道整治技术要求第68页/共117页四、溢洪道整治技术要求泄槽段第69页/共117页四、溢洪道整治技术要求第70页/共117页四、溢洪道整治技术要求出口段第71页/共117页四、溢洪道整治技术要求出口段第72页/共117页四、溢洪道整治技术要求出口段第73页/共117页四、溢洪道整治技术要求出口段第74页/共117页四、溢洪道整治技术要求出口段第75页/共117页四、溢洪道整治技术要求第76页/共117页四、溢洪道整治

24、技术要求第77页/共117页四、溢洪道整治技术要求第78页/共117页四、溢洪道整治技术要求第79页/共117页四、溢洪道整治技术要求第80页/共117页五、坝下涵管整治技术要求第81页/共117页五、坝下涵管整治技术要求维修加固拆除重建坝下涵管整治方案原址重建钢筋砼结构涵管异址重建钢筋砼结构涵管小管径顶管法采用保留原管身段，对涵管进行接长，并重建进出口段，或采用内衬PE管法进行处理注意其适用条件，经多方案比较后确定。第82页/共117页五、坝下涵管整治技术要求拆除重建第83页/共117页五、坝下涵管整治技术要求拆除重建第84页/共117页五、坝下涵管整治技术要求拆除重建第85页/共117页五

25、、坝下涵管整治技术要求拆除重建第86页/共117页22五、坝下涵管整治技术要求拆除重建第87页/共117页300200250300350185250300 图5-1 分级卧管式进水口设计参考图五、坝下涵管整治技术要求拆除重建第88页/共117页五、坝下涵管整治技术要求拆除重建第89页/共117页五、坝下涵管整治技术要求拆除重建第90页/共117页图5-2 斜拉闸门式进水口设计参考图五、坝下涵管整治技术要求拆除重建第91页/共117页五、坝下涵管整治技术要求拆除重建第92页/共117页五、坝下涵管整治技术要求拆除重建第93页/共117页rQrQ图5-3 坝下涵管管身结构设计参考图五、坝下涵管整治技术要求拆除重建第94页/共117页 图5-4 管身直径40cm、50cm结构断面设计参考图五、坝下涵管整治技术要求拆除重建第95页/共117页 1:2.0图5-5 消力池设计参考图五、坝下涵管整治技术要求拆除重建第96页/共117页 图5-6 典型涵管封堵设计参考图五、坝下涵管整治技术要求拆除重建第97页/共117页 五、坝下涵管整治技术要求拆除重建第98页/共117页 12