毕业论文-麻塘水库除险加固工程初步设计

毕业论文-麻塘水库除险加固工程初步设计内容摘要：

流； ② 上游校核洪水位与下游无水时的稳定渗流； ③ 上游正常蓄水位与下游无水时的稳定渗流； ④ 库水位由校核洪水位降落至死水位的非稳定渗流情况。 大坝渗流分析采用 软件：北京理正软件设计研究所的《理正渗流分析软件》—— “渗流问题有限元分析”。 大坝稳定渗流计算成果：正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位时，下游坝脚渗流逸出处最大渗流坡降 Jmax分别为 、 、。 大坝非稳定渗流计算成果：库水位从校核洪水位降落至死水位时，上游坡面渗流逸出处最大渗流坡降 Jmax为。 大坝在稳定渗流与非稳定渗流条件下的最大渗流坡降 Jmax 均小于允许渗流坡降 [J 允许 ]=，大坝下游坝脚渗流逸出处设有反滤层和排水体，较现状情况浸润线下游出逸点明显降低，大坝除险加固后 渗流性态是安全的。 （ 2）大坝除险加固处理后抗滑稳定复核 大坝坝坡抗滑稳定计算工况按《碾压式土石坝设计规范》（ SL274— 2020）选定。 下游坝坡： ①上游正常蓄水位 ，下游无水； ②上游正常蓄水位 ，下游无水，考虑 7 度地震； ③上游设计洪水位 ，下游无水； ④上游设计洪水位 ，下游无水，考虑 7 度地震； ⑤上游校核洪水位 ，下游无水； 上游坝坡： ①上游为 1/3坝高水位 ，下游无水； 10 ②上游为 1/3坝高水位 ，下游无水，考虑 7度地震； ③库水位从校核洪水位 降落至死水位 （ 3）计算方法 本次大坝加固处理后的坝坡抗滑稳定计算，所用软件是北京理正软件设计研究所的《边坡稳定设计软件 版》。 对大坝在稳定渗流期、库水位降落期按刚体极限平衡法并计及条块间作用力的简化毕肖普法进行稳定计算。 计算成果见表161。 大坝坝坡抗滑稳定计算安全系数表 表 161 计 算 工 况 上 游 坝 坡 下 游 坝 坡 ① ② ③ ① ② ③ ④ ⑤ 安全 系数 （ 4）由表 161可知，大坝正常运用情况时，坝坡抗滑稳定安 全系数均大于《碾压式土石坝设计规范》（ SL274— 2020）中表 规定的数值。 大坝非常运用情况时，坝坡抗滑稳定安全系数均大于该表中规定的数值、。 大坝上、下游坝坡稳定满足要求。 4）溢洪道除险重建 麻塘水库现有溢洪道为开挖土沟，堰形为宽浅式，堰顶高程为 ，溢流段宽。 设计重建溢洪道。 设计洪水标准为 10 年一遇。 加固后的溢洪道由进口控制段 、泄槽段 、消力池组成。 具体布置如下： （ 1）溢洪道进口控制段 设计采用 C20 钢筋砼矩形槽，溢洪道进口段桩号为 0+000～ 0+，底板高程为 ，底宽从 渐变为 ，侧墙高度为 ～。 控制段从桩号0+～ 0+，长 ，宽 ，堰顶高程定为。 11 （ 2）泄槽 控制段后接泄槽，长。 其中桩号 0+～ 0+，长 ,宽 ,坡降 i= 为直线斜坡段；桩号 0+～ 0+，长 ,宽 ,坡降 i=为圆弧斜坡段；桩号 0+～ 0+，长 ,宽 ,坡降 i= 为直线斜坡段。 泄槽段均采用 C20钢筋砼矩形槽，底板厚为 ，侧墙墙高 ，墙厚。 （ 3）伸缩缝、止水与排水设施 泄槽底板设横向伸缩缝，缝宽均为 20mm。 伸缩缝均设橡皮止水，缝下设排水沟。 纵、横向排水沟尺寸为 ，沟中埋设φ 100 无砂管。 （ 4）消能防冲 麻塘水库溢洪道消能防冲设施采用 10年一遇的洪水标准。 设计时考虑到地形限制，采用底流消能出水条件较好，消力池设在泄槽末端，消力池池深 ，池长 ，底板 C20钢筋砼厚 ，侧墙为 C20 钢筋砼悬臂式挡土墙，墙高。 侧墙、底板设排水孔，排水孔孔距 3m，孔径φ 50mm。 5） 输水涵管重建 针对输水涵管存在的问题，将输水涵管拆除，设计重建φ 预制砼涵管 ，新建启闭机台，更新启闭设备及闸门。 6）坝顶防汛公路硬化 麻塘水库坝顶防汛公路未硬化，目前路况较差，设计对坝顶防 汛公路采用泥结石硬化，硬化厚度为。 施工组织设计 交通条件 大坝距界樟公路 ，距茅草街镇政府 ， 距南县城区 14km，有 乡村公路直接库区，施工交通条件较好。 主要建筑材料 12 1）砂、石料 本次除险加固所需砂、石料量不大，库区附近没有砂石料源，需外购。 砂砾石料场位于南县，有专业采砂船队，可供应各种级别的砂砾料，砾石成分为石英砂岩，磨圆度好，含泥量低，质量好，水陆运输方便，运距约 14km。 块石来源可选用望城县丁字湾块石料场，岩性为厚层～巨厚层状紫红色石英砂岩，岩石致密坚硬，抗风化能力强，成材率高，饱和抗压强度 Rw45Mpa，质量较好，储量丰富，开采运输方便，运距约 35km。 2）土料 工程区土料丰富，多为第四系下更新统 砂质粘土，分布在大坝左右岸山坡，储量丰富，质量较好，距大坝约 ～ ，表部一层含少量根系等杂质，剥离层厚 ，有简易公路直通坝址，开采运输较方便。 粘土含量为 35%～ 45%，小粒径石子含量不超过 5%，渗透系数 K≤ 1 105cm/s，含水量控制在 19%～ 25%，填筑后的土料干容重为。 可做为灌浆用料。 3）水泥、钢材、木材、油料等 麻塘水库本次除险加固所需的水泥、钢材、油料等材料均可就近在茅草街镇购买，运距。 木材就近采取。 4）施工用风、水、电及对外通讯 麻塘水库本次除险加固施工用水主要为生产、生活及消防用水，采用水泵直接从水库抽取使用，无需采取净化措施；施工期用电采用麻塘水库的农网电，并自备电源；施工期间通讯利用枢纽现有通讯设备。 施工期库水位控制与渡汛 根据水库上游来水情况，汛期一般为 4～ 9 月，枯水期一般为 10 月～次年 3月。 施工时段为 10 月～次年 3月，为了配合本加固改造工程的顺利进行，选择在枯水期施工，利用原输水涵管将库水位放至死水位高程。 13 麻塘水库除险加固工程大坝坝体及坝基、坝肩接触面渗漏防渗处理，不受洪水影响，大坝上游坡面预制砼块 护坡施工，库水位降至死水位。 大坝下游坡面草皮护坡，下游排水体及坝面排水等项目的施工均不受洪水影响。 溢洪道除险加固选择在枯水期施工，无需泄洪。 输水涵管重建需设施工围堰。 由于大坝、溢洪道的加固处理在第二年 3 月底均已完工，汛期溢洪道能参与泄洪，能安全渡汛。 主体工程施工 1）大坝坝体劈裂灌浆 大坝坝体劈裂灌浆，在灌浆过程中的各种要求必须符合《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（ DL/T51482020）和《土坝坝体灌浆技术规范》（ SD26688）要求。 大坝采取双排劈裂灌浆，灌浆钻孔轴线布置在距大坝 中轴线上、下游 ，孔距 ，采用梅花状布孔。 钻孔最深伸入基础相对不透水层 2m 左右。 造孔时应保持孔身垂直，孔位成直线。 施灌时按三序孔法进行注灌，第一序孔孔距为 ，第二序孔孔距加密到 3m，第三序孔孔距加密到 ，施灌时由疏至密，使所灌泥浆形成一条浆路帷幕，以达到防渗的目的。 2）大坝上游坡面护坡 先清除原坡面的杂草，坝坡整平压实后，先铺砂石垫层，后用预制砼块护砌，预制砼块护砌从死水位上 ，校核洪水位至坝顶采用花格草皮护坡。 预制砼块护砌要求平稳、错缝、美观、缝中用水泥砂浆填 塞。 3）大坝上、下游砼花格草皮护坡 采用现浇砼砌筑菱形格构，内铺满草皮。 草皮铺设要求平整，铺设后应浇水养护。 草皮铺设采用人工进行。 工程所需材料，由自卸汽车运至大坝坝顶处，再由人工运至铺设地点。 4）贴坡排水 14 贴坡排水施工时需放干下游水塘。 可自下而上，人工进行。 先人工开挖土方，后铺设反滤层，再人工砌筑干砌石。 排水体与坝体之间设置反滤层，反滤层由三层反滤料组成，选用耐风化的砂砾 、卵石或碎石构成，每层粒径随渗流方向变大，层厚顺渗流方向取为 10cm、 10cm 和 15cm。 5）溢洪道重建 设计重建溢洪道。 设计洪水标 准为 10年一遇。 加固后的溢洪道由进口控制段 、泄槽段、消力池组成。 砼及钢筋砼采用 ，人工运料、平仓，插入式震捣器捣实。 钢筋及模板工程采用人工绑扎、安装及拆模。 浆砌石用人工选石，座浆法砌筑，砂浆用砂浆拌和机拌和。 6） 输水涵管重建 （ 1） 破坝土方：以机械开挖为主，采用 1m3液压挖掘机挖装，自卸汽车运至堆料场。 （ 2)原有预制瓦管拆除： 采用 1m3液压挖掘机 配合人工拆除，再用 1m3挖掘机挖装， 8t自卸汽车运输，平均运距 ，全部弃料至弃渣场。 （ 3） C15 为垫层砼、排架、启闭台砼。 采 用 JG250， ，搭设满堂脚手架，用手推车水平运砼 50m 经溜筒入仓，平板振捣器、插入式振捣器和人工插钎捣实。 先浇垫层砼，后浇结构砼。 涵管先采用整体立模，整体扎钢筋，整体浇筑涵管砼，后浇排架、启闭台砼。 砼工程采用 ，胶轮车运输；建筑物上部板梁柱砼采用胶轮车进行水平运输，垂直运输采用卷扬机提升入仓。 砼浇筑采用插入式。 C20预制砼涵管为成品构件。 （ 4） 大坝土方回填：采用分高程流水作业法施工，填筑程序为：卸料 — 铺料、压实 — 质检。 填筑时采用汽车进占法铺料，推土机平料，采用振动碾 ，铺土厚度。 涵管。 15 上述工作完成后，进行劈裂灌浆施工。 7）大坝坝顶防汛公路 水库大坝坝顶防汛公路路面施工顺序为：路基施工（开挖、填筑）→砂石层施工。 施工总工期 施工总工期为 13个月，施工准备期为 1 个月，主体工程工期 4个月，工程扫尾期 1 个月。 第二年 11月份为工程验收期。 工程筹建期及验收期不计入总工期。 水土保持和环境保护 环境影响分析 本工程是对现有工程进行除险加固，不是新建工程。 本工程实施后，能解决枢纽工程的险情，可避免工 程失事给下游人民生命、财产造成严重危害，能为大坝下游人民创造一个安全的生产、生活环境，对促进社会稳定、人民生活水平提高、社会经济的稳步持续发展、南县环境的改善具有重大意义。 此工程本身就是一项集社会、经济、环境效益于一体的利国利民的社会公益性工程，其有利影响是明显的、主要的。 水土保持措施 本工程水土流失的防治应以工程措施为主导，通过预防监督，草木措施与工程措施相结合，防止产生新的水土流失。 在主体工程施工区和料场及渣场建立防洪拦渣工程、修建排水渠，使工程施工和料场及渣场弃渣得以集中控制。 在新增水土 流失得以控制的前提下，通过“面”上的林草植被建设和土地复垦利用措施，保护新生地表，改善生态环境，发挥植物措施的观赏性和后效性，美化库区环境，将保护和利用水土资源有机结合，促进经济发展。 环境保持措施 施工区要加强环境管理，对废水先采用明沟集中将废水收集入初级处理池，然后经沉淀泥砂处理，沉淀泥沙由人工定期处理。 对废油应集中回收或就地烧毁。 施工时， 16 运输车辆必须安装尾气净化器，车辆尾气达标排放。 粉尘噪声要控制在最低限度，尽量采用少粉尘，低噪声的施工方法。 并定期对施工区和运输路面进行清扫、洒水。 由卫生防 疫部门定期对临时生活区进行防疫消毒，保持工程临时生活区环境卫生，发现疫情及时通报、隔离、及时处理。 保证施工人群及周围居民身体健康。 环境保持与水土保持投资概算 本工程环境保护与水土保持投资的项目为减免本工程不利影响所需采取的环境保护和水土保持措施，水土保持投资。 环境保护投资 万元，两项共计 万元。 工程管理设计 管理范围 枢纽管理范围：麻塘水库正常蓄水位以上 30m的山地为水库管理范围，以上 30m～200m为其保护范围。 建筑物边以外 ～ 8m 为其管理范 围，以外 5～ 10m 为保护范围。 大坝、溢洪道、输水涵管、渔场、观测设施、生活区及其它文化、福利设施和配套渠系工程及专用道路、通讯设备等均为其管理范围。 管理机构 除险加固处理后， 水库 管理维持现有机构不变，仍为 南县茅草街镇水电站进行管理。 工程检查及观测 枢纽 工程检查与观测的任务是：监视工程处理后的状态变化和工作情况，掌握工程变化规律，为正确管理运用提供科学依据，及时发现不正常迹象，分析原因，采取措施，防止事故发生。 设计概算 编制依据 17 本工程的概算组成和编制规程依据 湖南省水利水电厅颁发湘水建管[2020]16 号文关于颁发《湖南省水利水电工程设计概（估）算编制规定》进行编制。 本工程概算工程量的计算依据是麻塘水库除险加固工程初步设计图纸及初步设计报告中的施工组织设计。 设计概算 工程总投资 万元， 其中建筑工程 万元，机电设备及安装工程 万元，金属结构设备及安装工程 万元，临时工程 万元，独立费用 万元，基本预备费 万元，环保、水保部分投资 万元。 经济评价 麻塘水库是以灌溉和防洪为主的综合利用工 程，除险加固工程实施后，可以提高下游的防洪标准，防洪效益较大，社会效益显著，特别是可避免水库溃坝后对下游农村、企业、公路、城镇的毁灭性灾害。 项目实施后，可增加灌溉面积、改善灌溉供水条件，对促进水利工程步入良性循环具有十分重要的意义。 项目经济内部收益率为 %，经济净现值 万元，经济效益费用比 ，且具有一定的抗风险能力，说明项目经济指标优越，建成尽早实施。 18 水。