坝顶宽度一律增做至5m;坝顶做C25砼路面,宽4m,厚20cm;路面下20cm厚手摆块石;上、下游路肩各设50cm宽缘石。
上游坝坡干砌块石护坡拆除重建,厚30cm;底部增设10cm厚碎石垫层;上游护坡坡脚处(34.20m高程)增设M10浆砌石齿墙。护坡覆盖范围从坝顶高程41.60至高程34.20;全坝段护坡。根据《安徽省天长市东风水库大坝安全评价报告》中计算结果,东风水库大坝上游坝坡在水位骤降情况下抗滑稳定安全系数不能满足规范要求,现采取对大坝老河槽段(桩号0+200~0+650)上游坝坡34.20m高程以下采用抛石护坡增加压重以防止该段滑坡,顶宽3m,坡比为1:4。
为避免雨水漫流冲刷坝坡和坝脚,在下游平台内侧设纵向排水沟;下游坝脚设集水沟,平台与坝脚纵沟间每50m设一道横向排水沟;水库的坝端与岸坡连接处设截水沟。排水沟采用C20素砼现场浇筑,为矩形断面,内断面尺寸为30330cm,壁厚为10cm。为便于工程管理人员对大坝安全监测和防汛需要,下游坝坡自坝顶至坝脚从溢洪道右侧附近开始约每200m设踏步一道,共5道,采用M7.5浆砌石砌筑而成;踏步高15cm,宽高比与坝坡坡比一致。 4.4.2溢洪道及交通桥
(1)工程安全评价结果
杨湾水库泄流设施为正常溢洪道,位于水库大坝南端,利用库岸坡地开挖明渠而成,溢洪道进口未设控制堰,出口无消能、防冲设施,正常溢洪道断面不足,坝身附近地势平坦,长85m,宽20m,底高程91.2m。
根据《安徽省定远县杨湾水库大坝安全评价报告》结论,溢洪道存在如下问题:
①溢洪道上无交通桥,汛期防汛车辆左右岸不能通行。
②溢洪道上无控制堰,上、下游渠底及两岸均无护砌,影响泄洪安全。 ③溢洪道下游无消力池、海漫等消能防冲设施,下泄水流对下游两侧及泄槽陡坡造成严重的冲刷,形成一深1.5 m的冲坑。下游对面为一山坡,溢洪道出口水流回转,与坝轴线一致,冲刷下游坝脚,并造成阻水严重,行洪不畅。
综上所述,溢洪道工程存在的问题是多方面的,对于工程长期安全、稳定
地运行是极为不利的。溢洪道工程质量评定为“不合格”。
(2)工程措施与建设内容
对原溢洪道改建加固,增做控制堰、消能防冲、交通桥等结构设施,出口开挖山坡,使水流平顺。
控制堰采用平底板宽顶堰,位置在坝轴线附近约偏向下游,底高程91.2m,顺水流方向5m,厚700mm,采用C20钢筋砼结构;上游设6m浆砌石护底;泄水槽长25.2m,底坡1:3.5,采用20cm厚C25钢筋砼结构护面;下游设消力池,长11m,深700mm,400mm厚C25钢筋混凝土结构;砌石海漫长14m末端设1m深抛石防冲槽;上下游两岸设浆砌石挡土防冲墙;下游出口开挖山坡形成尾水渠,使出口水流平顺,考虑填挖方的工程量,尾水渠前端底高程84.7m、底宽21m、边坡1:2、底坡1:3000。在控制堰位置上部设防汛交通桥,宽5m,采用450mm厚C25钢筋混凝土连续板试结构。 4.4.3放水涵洞
(1)工程安全评价结果
根据《安徽省定远县杨湾水库大坝安全评价报告》结论,南、中、北放水涵洞均不同程度存在着洞身断裂并漏水、洞身外渗水塌陷、闸门漏水、工作桥砼碳化、出口挡土墙倾斜且局部倒塌、启闭设施损坏已不能正常使用等问题,其中中涵已经废弃,对工程安全运行使用构成威胁。放水涵洞工程质量评定为“不合格”。
(2)工程措施与建设内容
杨湾水库南、北放水涵洞过流能力经复核能满足设计及使用要求,但南涵和中涵因渗漏造成管外围土体流失,在涵管底部和两侧形成接触渗流,且所有涵管进出水口挡土墙、底板及洞身涵管等损坏严重且金属结构变形 、老化,已不能正常使用,运行过程中存在很大的安全隐患,中涵已经废弃。故将中涵废弃并开挖回填;南涵和北涵拆除改建,改建后涵洞位置不变。为了提高洞身强度和便于检修,将南涵原砼涵管均改建为100031500mm钢筋砼箱涵,增加一道检修闸门;启闭机更换为LQ-8型手电两用螺杆式,2台;工作主闸采用尺寸为100031500mm铸铁闸门,检修闸门采用尺寸为132031600mm钢筋砼箱涵,设
计流量0.3m3s?1。原北放水涵是圬工涵洞,现也将其拆除改建为100031500mm钢筋砼箱涵,设计流量0.32m3s?1;启闭机更换为LQ-5型手电两用螺杆式,2台;其他同南涵。
1 建筑物除险加固设计
1.1 设计依据
5.1.1工程设计标准
杨湾水库总库容为377万m3。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252-2000)之规定,本库枢纽工程等别属Ⅳ等,主要建筑物大坝、溢洪道、放水涵洞为4级建筑物。最大坝高 9m,最大挡水高度6.4m,按平塬地区水库标准,采用20年一遇洪水设计,100年一遇洪水校核。溢洪道消能防冲设计标准按10年一遇洪水设计。
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),大坝坝址地震动峰值加速度为0.1g,相应地震基本烈度7度区。根据本工程性质,设计地震动峰值加速度为0.1g,设计基本烈度为7度。 5.1.2设计基本资料
(1)采用的技术规程和规范 1) 《防洪标准》(GB 50201-94);
2) 《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252—2000); 3) 《水利水电工程初步设计报告编制规程》(DL 5021-93); 4) 《碾压式土石坝设计规范》(SL 274-2001);
5) 《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》(SL189-96) 6) 《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001); 7) 《溢洪道设计规范》(SL 253-2000);
8) 《水工混凝土结构设计规范》(SL/T 191-96); 9) 《水工建筑物抗震设计规范》(SL 203-97); 10) 《水工建筑物荷载设计规范》(DL 5077-1997); 11) 《水利水电工程施工组织设计规范》(SDJ 338-89); 12) 《水利水电工程环境影响评价规范》〔SDJ 302-88(试行)〕; 13) 《水利水电工程启闭机设计规范》(SL 41-93); 14) 《水库工程管理设计规范》(SL 106-96);
15) 《土石坝安全监测技术规范》(SL 60-94)。 (2)采用的主要文件
1) 关于下发《安徽省小型水库除险加固设计指导意见》的通知(2007年); 2) 安徽省水利厅农田水利处编制的小型水库资料汇编(1992年); 3) 定远县杨湾水库大坝安全鉴定评价报告(2007年); 4) 定远县杨湾水库大坝安全鉴定报告书(2007年); 5) 定远县杨湾水库安全鉴定工程地质报告(2007年); 6) 定远县杨湾水库初步设计地质报告(2007年)。
1.2 挡水建筑物除险加固设计
5.2.1坝顶高程与宽度
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001),杨湾水库坝址地震动峰值加速度值为0.1g,相应地震基本烈度为VII度,按《水工建筑物抗震设计规范》(SL203—97),须考虑地震条件下的坝顶超高,取地震涌浪高度0.5m。
(1)坝顶高程计算
根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》(SL 189-96)6.1,坝顶超高按下式计算: Y=R + A。
式中:Y——坝顶在静水位以上的超高(m);
R——风浪沿着坝坡的最大爬高;
A——安全加高,4级建筑物正常运行情况和非常运行情况分别为
0.50m和0.30m。
1)波高和波长计算
根据有关资料,计算大坝波浪高度时,所采用设计风速;正常运用条件下为多年平均最大风速的1.5倍,非常运用条件下,采用多年平均最大风速,杨湾水库多年平均最大风速为11.0m/s,根据库区地形,风区长度D=1500m。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)之规定,经天长市水利局批准确定挡水土坝为4级水工建筑物,即杨湾水库设计洪水标准为20年,校核洪水标准为100年。根据现状调洪演算成果:
正常蓄水工况水库水位91.20 m,多年平均设计最大风速的1.5倍, W
设