水库蓄水安全鉴定报告(5)

2019-02-15 13:52

按原坝面坡度修复。原坝坡排水沟拆除后采用M7.5浆砌石重砌坝肩、马道排水沟,断面为0.35×(0.25~0.5)m,沟底为0.1m厚C15砼,外露面用M10水泥砂浆抹面,排水沟每10m分缝一道,沥青砂浆填缝。阶梯破损部分采用M7.5浆砌石填筑,M10水泥砂浆抹面。

(5)修复上游损坏护坡及原护坡加厚

拆除上游坝中段和两侧坝面局部已损坏的砼护坡,冲填整平反滤垫层,确保新旧垫层厚不小于20cm,然后浇20cm厚C15砼护坡,护坡每1m高程设纵缝一道,横缝间距为2.5m,护坡分块尺寸为2.4×2.5m,缝宽1.5cm,沥青填缝,为使护坡垫层排水良好,在护坡坡脚处设排水孔,孔径φ75mm,间距2m。原有护坡因厚度不足,表面打毛后,新增一层10cm厚C15砼,分缝仍为每1m高程设一纵缝,横缝间距与原缝对应设置,缝宽1.5cm。部分(大小坝段结合部位)反滤层不符合要求且各板均出现较大裂缝的拆除后重建。

(6)改建右坝肩排污管

右坝肩排污管长220m,选用适应地基变形较大的DN315mm的UPVC排水管。排水管采用粘结连接,埋深一般为80cm,管底设10cm砂垫层,以适应地基沉陷变形。

5.2 溢洪道加固设计

5.2.1 第一溢洪道

第一溢洪道位于主坝右岸约200m处,泄洪闸2孔孔口尺寸2-10×4.0m,设计最大泄洪流量为426m3/s,控制段堰型为宽顶堰,堰顶高程24.0m,中墩与底板为分离式。泄洪闸闸门采用钢筋砼弧形闸门,两台2×125kN卷扬机启闭。

溢洪道控制段后接一陡槽,陡槽末接设一挑流鼻坎,消能方式为挑流消能。陡槽段为等宽矩形,宽21.4m,长78m,坡比1:5。末端为反弧挑流鼻坎,反弧半径10.2m,鼻坎高程9.2m,挑射角25°,陡坡底板为60cm厚素砼,反弧段为钢筋砼,陡槽边墙为重力式砼结构,表面40cm为花岗岩条石护面,反弧段边墙为重力式砼结构。

在泄洪闸控制段设有工作桥,工作桥排架为钢筋砼结构,工作桥桥面为预制预应力钢筋砼梁上现浇钢筋砼面板,工作桥上设简易启闭机房。在工作桥上游侧设有交通桥,桥宽5m,为现浇钢筋砼梁式桥。

第一溢洪道施工由洪潮江水库工程指挥部组织,于1960年动工兴建,工程于1964

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年完成水下部份,1966年施工启闭工作桥,1967年完工。

第一溢洪道由于原工作桥较窄,无启闭机房,1976年,在原工作桥支架上游增设砼预制砖砌支架,扩宽工作桥,增建启闭机房。上世纪80年代在陡坡反弧底板,因基础下沉开裂及水流冲刷损坏较严重,表层用5~8cm厚砼修补。

(1)溢洪道稳定安全复核 ① 泄流能力计算

第一溢洪道泄流能力按宽顶堰流计算:

Q??mb2gH0??0.934,

m?0.385,

3/2

H0——堰上总水头,H0=库水位-闸底高程。

经计算得,设计水位29.11m时,第一溢洪道泄洪流量Q设为368m3/s; 校核水位30.12m时,第一溢洪道泄洪流量Q校为480m3/s; ② 水面线计算与陡坡导墙高程复核

陡坡段水平长75.03m,桩号从0+026.53~0+101.56,陡坡断面为矩形,宽度B=22m,坡度i=0.2,洪潮江水库溢洪道为2级建筑物,砼结构,陡坡段加固按100年一遇洪水设计,1000年一遇洪水校核,设计洪水位29.11m,校核洪水位29.90m,设计泄洪流量Q设=367m3/s,校核泄洪流量Q校=453m3/s。复核成果见表5—2—1。 表5—2—1 第一溢洪道陡坡导墙高程复核 断面 0+026.53 0+038.75 0+052.50 0+066.25 0+080.00 0+093.75 0+101.56 陡坡底板24.00 21.56 18.81 16.06 13.31 10.56 8.99 水深(m) 校核 3.78 2.19 1.83 1.63 1.50 1.41 1.37 安全超高(m) 校核 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 墙顶高程(m) 现状 27.66 24.95 21.90 18.85 15.80 12.75 11.00 校核 28.28 24.25 21.14 18.19 15.31 12.47 10.86 加高(m) 需要 0.62 不需 不需 不需 不需 不需 不需 实际 1.03 0 0 0 0 0 0 (km+m) 高程(m) ③ 中墩纵向稳定、侧向稳定及侧向强度安全复核

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A、中墩纵向抗滑稳定分析计算:

计算工况为正常挡水运行工况:上游水位为28.00m,下游无水。

荷载计算:作用于中墩的荷载有自重G、水压力P、水重G水、扬压力F、风压力 P风、浪压力P浪。

采用抗剪断强度公式:K?f??W?c?A

?P式中:K ——抗滑稳定安全系数;

f′——中墩混凝土与基岩接触面的抗剪断磨擦系数,为0.5; c′——中墩混凝土与基岩接触面的抗剪断凝聚力,为0.2MPa; ∑W——作用于中墩上的全部荷载对计算滑动面的法向分量; ∑P ——作用于中墩上的全部荷载对计算滑动面的切向分量; A ——中墩与基岩接触面的截面积,为19.0×3.0=57.0m2。

?W=G+G水?Fy=9088?68-1566=7590(kN) ?P=P+P风+P浪?Fx=1120+95+656?60=1811(kN)

K=f??W?c?A0.50?7590?200?19.0?3.0==8.39?3.0 安全。

?P1811B、中墩侧向抗倾覆稳定分析计算:

计算工况:分别计算了一孔工作闸门挡水,另一孔闸门检修和一侧工作闸门关闭,另一侧闸门全开启泄洪两种工况(上游水位为28.00m),以后一种工况为控制,以下为后一种工况计算成果。

荷载计算:作用于中墩的荷载有自重G、闸门自重G来的推力P侧和P竖、扬压力F、侧向水压力P。

采用公式:K0?闸门

、水重G水、弧门支座传

?My?M0,

式中:K0 ——抗倾稳定安全系数;

∑My——作用于中墩的荷载对墩趾产生的稳定力矩; ∑M0——作用于中墩的荷载对墩趾产生的倾覆力矩。

∑My=18213(kN·m),∑M0=5811(kN·m),

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K0=18213÷5811=3.13>1.50 故中墩的侧向抗倾覆满足要求。 C、中墩侧向强度安全复核

计算工况:分别计算了一孔工作闸门挡水,另一孔闸门检修和一侧工作闸门关闭,另一侧闸门全开启泄洪两种工况(上游水位为28.00m),以前一种工况为控制,以下为前一种工况计算成果。计算高程为24.00m处的中墩截面应力,由于现中墩门槽颈已产生裂缝,计算中取

A=11.5×2.0=23.0m2,I=

1×11.5×2.03=7.667 m4。 12此时作用于24.00m以上中墩的荷载有:自重G、弧门支座传来的推力R、侧向水压力P、检修门承受的水压力P1、中墩承受的顺水流向水压力P2、浪压力P浪。

?W?MB?采用公式:?=计算正应力, AJ2由于不通过中墩形心点而产生的剪应力由下式计算:

?1=3?PMn,, ?=220.4BL2BL主拉应力由下式计算: ?1?zl=??2?4(?1??2)2

22经计算:?W=7644(kN),?M=1298(kN·m),

?Mn=2574(kN·m),?P=1310(kN·m)。 ∴?=50176441298 ??1.0=332?169= (kPa)16323.07.667?1=2574=140(kPa)

0.4?2.02?11.53?1310?2==85(kPa)

2?2.0?11.5?zl=(kPa)

??16311.55??(-163)2?4?(140?85)2=157(kPa)<m?ft?=?650=50422?d2.0∴中墩侧向强度满足要求。 D、中墩检修门槽颈部应力复核

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计算中墩检修门槽颈部的拉应力

?l=P1PA1? bhAbh式中:σl ——门槽颈部的拉应力,kPa; P ——中墩所受的水平力,kN;

A1——门槽颈部以前闸墩水平截面积,为11.938m2; A ——中墩的水平总截面积,为35.478m2; b ——门槽颈部的厚度,为1.09m; h ——中墩的高度,为5.8m。 中墩所受的水平力有水的水平推力与浪压力。 (kPa)<?l=538×11.938/35.478×1.09×5.8=85

?m(kPa) ?ft?=1.55?650=504?d2.0∴中墩门槽颈部拉应力小于混凝土的许可拉应力,即按构造配筋即可。 ④ 陡坡底板稳定安全复核

溢洪道底板破坏主要是受高速水流冲刷并有脉动压力作用,加上渗透压力作用所致,往往引起破坏或失稳,故本次着重对溢洪道泄槽底板的抗滑稳定安全进行复核计算。

ⅰ)计算方法

因陡坡厚度为等厚,故选流速大,相应水深小的为最不利脱离体计算块,在设计情况和校核情况下求出抗滑安全系数K值。

ⅱ)基本资料

a)、设计情况:P=1%, Q设=367 m3/s,相应库水位29.11m。 b)、校核情况:P=0.1%, Q设=453 m3/s,相应库水位29.90m。 ⅲ)抗滑稳定分析计算 采用公式:K?f(Gcos??P??P?Pf)Gsin??T

式中G——分块砼板自重;

θ——陡坡与水平面之间夹角,为11.31°;

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