某山坪塘设计报告

精品文档 -1-1.1工程基本情况 -1- -2- -4- -4- -4- -5-2.4坝顶高程计算 -8- -12- -12-3.2库区工程地质条件及评价 -12-3.3坝址工程地质条件及评价 -12- -13- -14-4.1工程等级和洪水标准 -14- -14-4.3枢纽工程设计 -15-4.4大坝的渗流及坝坡稳定计算 -18- -22-5.1工程概算指标 -22-精品文档附图2大坝最大断面图(***-DJW-002)；附图3溢洪道设计图(***-DJW-003附图4放水卧管设计图(***-DJW-004)；精品文档***山坪塘位于***县***镇三磊子村3社，是一座以灌溉为主，兼有养殖、防洪综合利用效益的山坪塘水利工程。***山坪塘工程由大坝、溢洪道、放水设施组成。最大坝高12.55m，按照总容积在2万立方米以上或坝高在6m以上的山平塘工程。该工程为Ⅴ等工程，工程主要建筑物为5级，次要建筑物为5级。主要建筑物设计洪水标准重现期为10年一遇，校核洪水标准重现期为50年一遇。坝型为均质土坝，最大坝高12.55m，坝顶宽3.50m，坝顶坡为C15混凝土六棱块护坡，六棱块边长为250mm，厚100mm。在外坡坝脚建贴坡排水，顶高程为805.60m，高5.00m，内坡坡***山坪塘放水设备位于大坝左坝上。放水设施布置在左侧坝体上，采用卧管和涵管的形式。卧管和涵管均采用C20钢筋混凝土结构。卧管进水口孔径为200mm，上面采用钢板拍门结构，详见设计图。涵管净空断面为300×上的山坪塘工程整治，可参照小（二）型水库除险加固的有关技术规范。该工程为Ⅴ等工程，工程主要建筑物为5级，次要建筑物为5级。主要建筑物设计洪水-1-精品文档标准重现期为10年一遇，校核洪水标准重现期为50年一遇。-2-精品文档主要指标序号项目名称单位一12345678二1234567流域特性集雨面积主河槽长度主河槽比降多年平均降水量设计洪峰流量设计洪水总量校核洪峰流量校核洪水总量死水位正常蓄水位设计洪水位校核洪水位死库容正常库容总库容Km2‰m3/s3m万333m万mmmm3m万3m万万m-3-欢。迎下载精品文档序号项目名称单位枢纽特性三（一)三（一)12345)1234)12345四12坝型坝顶高程m最大坝高m坝顶长度m坝顶宽度m泄洪建筑物溢洪道型式堰顶宽度m最大下泄流量3堰顶高程m放水设施放水建筑物型式断面尺寸（宽×最低取水高程m最大放水流量3工程效益设计灌溉面积亩山坪塘对下游影响主要指标均质土坝正槽开敞式110亩田地和下游村庄注:本次复核工作中利用1：500实测地形图，高程系统采用假定高程系统，坐标系采用独立坐标系。-4-欢。迎下载精品文档2.1.1基本资料的收集、整理与复核⑴流域洪水复核资料计算设计流量。按照小流域推理公式法方法计算，并进行成果合理性分析取值。面1）山坪塘库容曲线水位～库容曲线根据库区万分之一地形图进行计算成2）山坪塘面积曲线水位～面积曲线根据库区万分之一地形图进行计算成表2-1***山坪塘库容曲线和面积曲线表102345678计算设计流量。按照小流域推理公式法计算。-5-欢。迎下载精品文档雨，暴雨出现年最大洪峰流量发生在4～9月，多发生在6～72.3.2洪水特征工程区地形属于深丘区，河谷狭窄，汇流较快，河槽调蓄能力2.3.3设计暴雨采用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》中最大1/6h、1h、均值及变差系数等值线图的查值成果。暴雨资料统计参数见表2-2利用资料利用资料查手册均值（mm）时段（h）162.3.4.1洪水计算方法及标准（1）计算方案***山坪塘河道流域范围内无实测洪水资料,按照暴雨途径计算设计流量。域暴雨洪水计算手册》（以下简称《手册》）中的暴雨资料，采用推理公式法计算坝址设计洪水，并进行成果合理性分析。推理公式的基本关系式为Q0.278iF0.278snF精品文档i—最大平均暴雨强度（毫米/小时）；00cu—产流参数，即产流历时内流域平均入渗强度（毫米/小时m—汇流（2）洪水计算标准根据水利部颁发的《水利水电工程等级划分及设计标工建筑物级别为5级，本次采用设计洪水标准P＝10%，校核洪水标准P=2.3.4.2设计洪峰流量成果复核及合理性分析（1）推理公式计算洪水1）暴雨参数：设计雨力Sp及暴雨公式指数n，参数n在不同暴雨历时范围6h范围内的相应公式计算设计雨力Sp及暴雨公式指数n。垦植度大、水土保持能力较弱，采用《手册》中表3-1盆地丘陵区的μ值统计3）汇流参数m：根据《手册》中表3-2的m值综合成果表，盆地丘陵区的表2-3洪峰流量计算成果表-7-手册推理公式精品文档P=10%洪峰流量（m3/s）P=2%洪峰流量（m3/s）频率P(%)洪峰流量Q（m3/s）2.3.4.3设计洪水过程线2该河流为山溪性河流，洪水过程具有陡涨陡落的特点，峰型为单峰尖瘦型，校核、设计洪水过程线见表2-5。表2-5***山坪塘校核、设计洪水过程线序号123456789-8-精品文档⑴山坪塘工程资料1）山坪塘库容曲线和面积曲线水位～库容曲线和水位~面积曲线，见表2-1。2）山坪塘泄流能力曲线设计、校核洪水采用坝址设计洪水过程线，设计洪水标准为P=10%，校核洪水标准为P=2%，山坪塘无防洪限制水位，调洪按静库容水量平衡法从山坪塘正常水位812.00起调。溢流进口宽度2.00H—包括行近流速水头的堰前水头，即02g；00c—收缩系数，它反映由闸墩（包括翼墙、边墩和中墩）对堰流的横向收缩，减小有效的过流宽度和加大局部能量损失对泄流能力的影响；s—淹没系数；当下游水位影响堰的泄流能力时，堰流为淹没出流，其影响用淹没系数来表达；当下游水位不影响堰的泄流能力时，为自由堰流，此时，高程（m）流量（m3/s）高程（m）流量（m3/s）精品文档⑶调洪成果***山坪塘正常蓄水位为812.00m。山坪塘调洪设计、校核洪水采用坝址设计洪水过程线，设计洪水标准为P=10%，校核洪水标准为P=2%，山坪塘无防洪进行计算，其调洪成果见表2-7。洪水频率（洪水频率（%）起调水位（m）洪峰流量（m3/s）最高洪水位（m）最大库容（万m3）最大泄流量（m3/s）由表2-17可知：调算结果山坪塘校核、设计洪水位分别为812.59m和812.46m，最大下泄流量分别为1.28m3/s2.4.2坝顶高程计算顶超高（指坝顶高于正常运用或非常运用情况时静水位的高度）按公式计算坪塘大坝为均质土坝。溢流道为无闸开敞式溢流。-10-载式精品文档波浪的波高和平均波长采用官厅山坪塘公式：W2EQ\*jc3\*hps28\o\al(\s\up0(1),D)W2W2gD/W2=250-1000时，为累积频率为10%的波高h（mW——计算风速（m/s）。正常运用情况下取W=1.5V；非常运用情况下D——风作用于水域的长度（km），在此取D＝0.36km；Lm——平均波长（m）。2e——计算点处的风雍水面高度（mD——风作用于水域的长度（km），在此取D＝0.36km；K——综合摩阻系数，取3.6×10-6；——计算风向与坝轴线法线的夹角(°);Hm——水域平均水深（mKΔKw22Rm——平均波浪爬高（mm——单坡的坡度系数；K——斜坡的糙率渗透性系数，根据坡面类型确定，本工程为砼护坡，取-11-精品文档WWm塘坝高复核成果表设计情况校核情况A(m)坝顶高程的防洪能力不满足相关规范要求。设计洪水位+0.50m和校核洪水位均低于坝顶高程，所以可以采用增设防浪墙高1.2米，兼作防护栏杆使用，以保证大坝安全运行，既可以满足设计要求。-12-精品文档***山坪塘位于***县三磊子村3社，所属的大地构造单元为重庆陷褶束(Ⅲ级）－万州凹褶束(Ⅳ级），为一系列北东—南西背、向斜构造，晚近期以来未见活动断裂发育，工程区位于石柱向斜的南东翼。据1∶400万《中国地震动参数区划图》（GB18306—2015），工程区地震动峰值加速度为0.05g，反应谱特征周期为0.35s，相应地震基本烈度为Ⅵ度，地震设计分组为第一组，属构造相对稳定弱震环境，无影响工程建设的区域构造存在。积粘土、粉质粘土，多为硬塑，部分可塑，厚度变化不一，两岸山坡可见零星的裸露基岩，覆盖层厚度一般小于1.5m，坡脚及山谷处4.0～6.0m。下伏地层为侏罗系中统沙溪庙组（Js），岩性为紫红、棕红、灰紫色泥岩、粉砂质泥2岩及泥钙质胶结的粉砂岩与浅灰绿色泥质胶结的长石石英砂岩互层，岩层倾向5°~9°,砂岩裂隙较发育，推测强风化厚度1～3m。库区无断层及构造破碎带垭口、单薄分水岭及低邻谷存在，蓄水条件较好；库岸植被发育，树木茂密，坝址发育构造剥蚀低中山地貌，两岸基本对称，地形坡度35°~45°,局部砂岩裸露地段坡度陡立。两坝肩为薄层的第四系残坡积层覆盖，成分以粘土、粉质粘土夹碎石为主，多为硬塑状，厚度小于1.5m；河谷地形平坦，为农田平台组成，覆盖层为残坡积粘土、粉质粘土，多为硬塑，部分可塑，厚度-13-精品文档315°∠5°~9°,发育地层为侏罗系中统沙溪庙组（Js），岩性为紫红、棕红、2灰紫色泥岩、粉砂质泥岩及泥钙质胶结的粉砂岩与浅灰绿色泥质胶结的长石石粘土、粉质粘土层或强、弱风化基岩之上；为减少坝基、坝肩渗漏问题的处理难度，建议坝线应尽量避开砂岩区，坝肩应尽量开挖至弱风化岩体。坝基岩（土）物理力学参数主要根据工程经验并类比周边同类工程提出，见表3.3-1表3.3-1坝基土物理力学指标建议值天然固结抗剪强度天然固结抗剪强度c（kPa）φ(°)饱和固结抗剪强度c（kPa）φ(°)密度（g/cm3）饱和密度物理力学指标坝体粉质粘土（10-5cm/s）表表3.3-2坝基岩体物理力学指标建议值（g/cm3g/cm3）抗剪强度（MPa）地基承载力（Mpa）变形模量////粘土、粉质粘土构成，夹有少量的碎石，呈硬塑状，局部可塑，渗透系数一般小于10-4cm/s，储量大于15000m3，质量、储量求，平均运距500m，局部表层1.0m含有植物根系及腐殖质层，土质均一性差，施工遇该层时建议清除作弃土处理。（2）混凝土骨料建议在离工程区最近的***镇购买，运距约15km。-14-精品文档4.1工程等级和洪水标准4.1.1工程等别及建筑物级别***山坪塘是一个以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用的山坪塘。山坪塘枢纽由大坝、放水设备、溢洪道组成。正常蓄水位812.00m，相应库容相应库容0.87万m3，有效灌溉面积110亩。根据水电部颁发《水利水电工程4.1.2设计洪水标准及相应特征水位按《防洪标准》（GB50201-2014）《水利水电工程等级划分及洪水标（1）洪水标准山坪塘挡水坝坝型为均质土坝，枢纽工程永久建筑物设计洪水标准为10年一遇，校核洪水标准为50年一遇。（2）特征水位校核洪水（P=2%）时，最大下泄流量1.28m3/s，校核洪水位812.59m；设计洪水（P=10%）时，最大下泄流量0.87m3/s，设计洪水4.2.1基本资料（1）重庆市水利局、重庆市发改委等部门对工程的各项要求；4.2.2规程规范（3）《防洪标准》（GB50201-2014（4）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000-15-精品文档（8）《溢洪道设计规范》（SL253－2000（12）《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》（GB50199-20134.3.1坝体设计内坡坡比为1:2.0，为了防渗在坝坡整平夯实后铺设复合土工膜，复合土工膜须嵌入坝脚齿墙和防浪墙基础200mm以上，上垫层采用0.1m厚的碎石4.3.1.2坝顶设计坝顶高程813.00m，宽3.5m；上游侧设置防浪墙，采用M位置设有1m宽的马道。在外坡坝脚建贴坡排水，顶高程为805.60m，高-16-精品文档4.3.2.1溢洪道水面线计算求和法推算，校核下泄流量按1.09m3/s计。计算公式：h2cosvv1h1cosb-17-精品文档hb—h取0.5～1.5m，因本工程为山坪塘，单宽下泄流量4-4表4-4溢洪道泄槽水面线计算成果表4.3.2.2消力池水力计算根据溢洪道设计资料，其消能结构采用的挖深式消力池。消力防冲按10年一遇洪水设计，设计下泄流量为0.76m3/s。σ—水跃淹没度，取1.05h—池中发生临界水跃时的跃后水深(m)h—下游水深(m)Δz—消力池出口水面跌落(m)φ—水流消力池出流的流速系数，取0.95；-18-精品文档b—消力池宽度（mQ—流量（m3/skL—消力池长度（mkL—自由水跃的长度（mk需要修建消力池，本次设计消力池的尺寸为4.00m×2.00×1.00m（长×宽×4.3.8.4溢洪道边墙稳定计算PKC：按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数；∑W：作用于边墙上的全部荷载对计算滑动面的法向分量；∑P：作用于边墙上的全部荷载对计算滑动面的切向分量。溢洪道结构主要复核边墙结构稳定，选取墙高1.0m为典型计算断面。计表4-5溢洪道边墙稳定计算成果表计算结果表明，新建溢洪道边墙稳定满足要求。4.3.3放水设施放水设施布置在左侧坝体上，采用卧管和涵管的形式。卧管和涵管均采用C20钢筋混凝土结构。卧管进水口孔径为200mm，上面采用钢板拍门结构，详见设计图。涵管净空断面（高×宽）为400×300mm，壁厚为150mm。-19-精品文档-20-精品文档4.4.1坝体渗流计算根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范》（SL189-2013）规定，进行了以下4种水位组合工况的渗流计算。（1）死水位与下游相应的最低水位；（2）正常蓄水位与下游相应的最低水位；（3）设计洪水位与下游相应的水位；（4）校核洪水位和下游相应的水位。***山坪塘大坝渗流稳定计算成果，渗透最大坡降计算见表4-2。表4-2大坝渗流稳定计