關門洲水庫初步設計報告

2021-08-01 04:56:40 字數 3867 閱讀 3017

關門洲水庫位於鼎城區謝家鋪鄉下陳家灣村,攔截謝家鋪溪流上源溝谷,屬於沅水南岸水系。距離常德市區約34 km。有鄉村公路直達壩址區,交通較為方便。

水庫流域控制面積7.75 km2,其中:外引2.

0km2,壩址上游幹流長度3.93公里,幹流平均坡降11.3‰;水庫正常蓄水位73.

40m,相應庫容418萬m3;設計洪水位74.24m,相應庫容473萬m3;校核洪水位74.5m,相應總庫容500萬m3。

是一座灌溉、防洪、養殖等綜合利用的小ⅰ型水利工程。

水庫2023年10月興建,2023年12月竣工。樞紐工程由大堤、輸水涵管、放水臥管、溢洪道等建築物組成。

大堤:粘土均心牆壩,最大堤高16.0m,堤頂高程75.

90m,堤頂寬度5.0m,堤頂軸長410m,內坡1:3,未設定平台,外坡1:

2、1:2.5,設一級平台,高程70.

9m,寬2.0m。壩腳平台高程60.

9m,寬6.0m,左右岸壩肩自然山坡平緩,20~25°。

涵管:長×寬×高=69.4m×0.8m×1.2m,為城門式拱涵,砼結構,進口底板高程62.0m。最大放水流量0.8m3/s。

臥管:寬×高=0.55m×0.55m,砼方涵,全長30m,斜拉式閘門。

溢洪道:布置在大堤右側山坳,全長230m,堰頂高程73.4m,底寬15m,未襯砌。

水庫自建成蓄水以來,大堤曾不斷出現險情,長期帶病執行。

水庫自建成執行以來,對促進當地經濟發展起到了重要的促進作用,產生了較好的社會效益和經濟效益。水庫設計灌溉面積13000畝,目前實際灌溉面積約10000畝。

水庫自修建以來長期帶病執行,加上建設時遺留的問題多,工程老化,年久失修,各種險情明顯暴露並逐年加劇,導致防洪、灌溉效益銳減,已到了非保安改造不可的地步,以發揮應有的效益。

1.2.1.1水庫存在的主要問題有:

1、壩身損壞及滲漏

本次現場勘察時發現水庫大壩坡面毀壞嚴重,迎水坡多處出現塌陷坑和雨淋溝,泥土流失嚴重,原65.500~74.00m高程的預製砼護坡也出現了面積約200m2的沉陷。

壩體不均勻沉降位移,坡面極不規則。

壩基、壩肩嵌入深度未達到不透水岩土,清理,開挖深度不夠,壩基強風化帶滲漏。外壩坡、壩肩,下游有泉水逸出點,呈明流,散浸狀。

2、主壩上游壩坡幹砌卵石大部分已鬆動挪位,填土層出露,護坡體失效。

3、由於溢洪道修建時間**洪次數少,露天時間多,當時居民把它當成了曬坪,在上面曬穀燒肥,導致溢洪道損壞嚴重;再加上原施工縫設定間距過長,底板多處出現不均勻貫穿性裂縫,最寬處約3cm,嚴重影響安全洩洪。

4、涵管為預製砼構件,砌縫滲漏嚴重。

5、臥管閘門鏽蝕嚴重、滲漏。

針對關門洲水庫存在以上問題,水利水電勘測設計院對關門洲水庫進行了全面的勘測和論證,對大壩進行地質勘探,並取樣進行了室內土工試驗,複核了水庫的洪水,進行了調洪演算,採用二維有限元滲流計算方法對主壩體的滲流狀況進行分析,對壩坡的抗滑穩定性進行計算分析,提出《關門洲水庫大壩安全論證報告》。

1.3.1.1大壩安全論證分析結論

一、工程質量評價

(1)大壩

大壩施工時,第四系鬆散層、強風化層岩土清理開挖,未達不透水新鮮岩土,截水槽開挖不夠,兩岸壩肩未設截水齒槽,也未作其它防滲處理,大壩建成後出現接觸滲漏,泉水逸出點。同時填土質量控制不嚴,層位厚度不均一,土粒密實度差異性較大,執行期間外坡出現散浸滲漏,沉降不均。

主壩上游壩坡幹砌卵石大部分已鬆動挪位,填土層出露,護坡體失效。

(2)溢洪道

溢洪道底板砼標號偏低,僅為150#砼,厚度20cm,消能防沖效能較差,出現不均勻性裂縫。導流段邊坡風化崩坍,淤塞上游導流明渠。

基礎底面第三系紅層泥岩,節理裂隙發育強風化,與砼銜接脫層、分離,地下水沿側牆、底板砼滲流,岩體強度降低,不耐沖刷。

(3)輸水涵洞

輸水涵管基礎岩土為第四系沖積、洪積層蠕蟲狀、網紋狀粘土。岩土沉積緊密,屬隔水組。未發現基礎沉降、斷裂、外圍滲漏等。由於拱頂為預製構件,現已出現砌縫接觸滲漏和進出口消力池滲漏。

工程質量評定為c級。

二、大壩執行管理評價

防汛管理設施不完善等病險和問題,水庫長期帶病執行,限制蓄水至今,水庫無水情自動測報系統和大壩安全監測設施。大壩執行管理評價為差。

三、防洪標準複核

關門洲水庫大壩壩頂高程75.90m,比複核所需高程76.18m低0.

04m,不能滿足國家《防洪標準》(gb50201-94)及《碾壓式土石壩設計規範》(sl274-2001)的要求。

大壩粘土心牆頂部高程實際高程為73.40m,比複核所需高程74.50m低1.1m,不滿足規範要求。

溢洪道控制段導牆頂部現實際高程高於複核所需高程74.7m,控制段導牆頂高程能滿足洩洪要求。

防洪安全性為c級。

四、抗震複核

據gb18306-2001《中國**動峰值加速度區劃圖》和《中國**動反應譜特徵週期區劃圖》,本區**動峰值加速度為0.05g,**動反應譜特徵週期為0.35s,相對應的**基本烈度為ⅵ度。

按照《水庫大壩安全評價導則》的要求,不需對工程進行抗震安全複核。

五、滲流穩定分析評價

關門洲水庫大壩為粘土心牆壩,下游無反濾排水設施,壩基、壩肩強風化帶滲漏。外壩坡、壩肩,下游有泉水逸出點,呈明流,散浸狀。

關門洲水庫存在著嚴重的大壩滲漏現象,大壩滲流性態是不安全的,其滲流性態安全性分級我們評定為c級。

六、結構穩定分析評價

(1)從計算結果可知,在任何工況下,大壩上游壩坡抗滑穩定安全係數滿足《碾壓式土石壩設計規範》sl274-2001要求,下游壩坡抗滑穩定安全係數滿足《碾壓式土石壩設計規範》sl274-2001要求。

大壩結構安全,評定為a級。

(2)溢洪道損壞嚴重;再加上原施工縫設定間距過長,底板多處出現不均勻貫穿性裂縫,嚴重影響安全洩洪,同時也對溢洪道結構安全不利。因此,溢洪道結構不安全,評定為c級。

(3)輸水涵洞滲漏嚴重,啟閉設施老化和損壞嚴重,存在結構不安全的隱患,評定為c級。

七、金屬結構評價

關門洲水庫輸水涵洞的進口啟閉設施已老化,維修時難以找到配件。啟閉機、拉繩及閘門嚴重鏽蝕,啟閉困難,閘門和啟閉設施執行狀況差。

金屬結構安全評價為c級。

八、存在的主要問題

大壩粘土心牆頂部和壩頂高程均低於複核所需高程,不滿足規範擋洪要求。壩坡大面積散浸。大壩存在不均勻沉陷,壩基及壩肩存在滲漏。

大壩上游護坡體失效。溢洪道損壞嚴重,底板多處出現不均勻貫穿性裂縫,最寬處約3cm,嚴重影響安全洩洪。輸水涵管為預製砼構件,砌縫滲漏嚴重,輸水涵洞出口渠道被沖毀。

臥管、閘門鏽蝕嚴重,長年漏水。

關門洲水庫位於鼎城區謝家鋪鄉下陳家灣村,攔截謝家鋪溪流上源溝谷,屬於沅水南岸水系。水庫自身控制集雨面積5.75km2,壩址以上幹流長度3.

93km,幹流平均坡降11.3‰;水庫外引集雨面積2km2。水庫正常蓄水位73.

40m,正常庫容418萬m3,死水位62.00m,死庫容3.88萬m3。

設計洪水位74.24m,校核洪水位74.50m,總庫容500萬m3。

是一座以灌溉為主,兼顧防洪、養殖等綜合利用的小(一)型水庫。

關門洲水庫屬**帶季風性溼潤氣候區。夏暖冬寒,四季分明,氣候溫和,雨量充足,多年平均降雨量1334.4公釐,並且隨季節變化明顯,4-6月降雨集中,雨量大。

多年平均風速1.8m3/s,多年平均最大風速為17.1 m3/s,多年平均氣溫為16.

8℃,歷史最高氣溫40.5℃。

關門洲水庫大壩為粘土心牆土壩,正常庫容418萬m3,大壩最大壩高16.0m,按《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(sl252-2000)第3.1.

2條,其洪水標準按山丘區標準確定。根據國家《防洪標準》和《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(sl252-2000),確定該工程等別為ⅳ等,主要建築物級別為四級,次要建築物級別為五級,設計洪水標準為50年一遇,校核洪水標準為500年一遇。

關門洲水庫沒有水文觀測資料,洪水複核的所有引數均只能從湖南省水利水電廳2023年編制的《湖南省暴雨洪水查算手冊》(以下簡稱《查算手冊》)查算。

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