朝阳沟山坪塘工程实施方案文档格式.docx
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多年平均相对湿度80%,多年平均有霜期3.3天,多年平均日照1295.5h,多年平均风速1.1m/s,最大瞬时风速23.0m/s。
1.3坝区地形、地质情况
(1)地形
朝阳沟地处黔北中低山地貌区,地形切割较强烈,呈一近东西走向的狭长槽谷。
槽谷内地形标高1200~1218m,南、北两侧呈脊槽相间的斜坡地形,斜坡坡角30~40°
,斜坡顶为东西排列的山包,山包标高1300~1500m。
槽谷往东逐渐尖灭,变为呈西高东低的陡坡地形,地形坡角达40°
,坡脚为深切峡谷——鲤鱼河,河床标高650m左右。
(2)地质构造及地震
工程区位于龙家湾向斜东翼,受次级构造影响,岩层倒转,岩层产状114~118°
∠41~47°
场区无断裂构造。
通过地面调查,场地出露的砂岩陡壁中主要发育两组裂隙:
①产状110°
∠86°
,间距0.5~1.0m,张开0.5~2.0cm,无充填。
②产状61°
∠47°
,间距1.0~2.0m,微张,无充填。
根据《中国地震动参数区划图》(GB18036—2001)、《中国地震动反应谱特征周期区划图》(GB18306—2001)及2008年修改单,工程区位于抗震设防烈度6度区,地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s。
(3)地层岩性
根据重庆南江地质工程勘察院地堪报告显示,场区地层主要为第四系全新统土层(Q4)及奥陶系中统灰岩与页岩的不等厚互层(O2)。
1、第四系全新统土层(Q4)
第四系全新统土层分布于槽谷底部或斜坡平缓处,为残坡积红粘土(Q4el+dl):
黄褐色,斜坡处可塑状~硬塑状,沟谷处软塑~可塑状,干强度中等、韧性中等,切面稍有光泽,无摇震反应。
受农田耕种影响,顶部0.5~1.5m含植物根系及淤泥质,呈流塑~软塑状。
本次简易勘探揭示沟谷底部厚度1.05~3.20m,其中坝址位置中间段揭露厚度3.20m,未揭穿,其余勘探点均揭穿。
该层在沟谷底部起到了隔水盖层的作用。
红粘土为软塑~可塑状,高压缩性,下部含有机质小于5%,渗透性弱,复浸水特性为Ⅱ类。
2、奥陶系中统(O2)基岩
为灰岩(O2-Ls)与页岩(O2-Sh)的不等厚互层。
灰岩呈灰色,中至厚层状,夹薄层泥质灰岩、生物碎屑灰岩、钙质页岩,具条带及网纹状构造。
页岩为黄灰色、灰色,含粉砂质及钙质,具页理构造,夹薄层泥质灰岩。
地表风化强烈,呈薄片或碎块状,估计强风化带厚度3~5m左右,在斜坡地带强风化带厚度较沟谷地带厚。
1.4工程功能
朝阳沟山坪塘工程主要功能为供水,供水系统设两级抽水泵站,所蓄水由一级抽水泵站抽至百花供水站,经百花水厂处理后,再由二级抽水泵站抽至高位水池,由高位水池供给给百花村村民饮用,该山坪塘供水工程供水范围主要为石林镇百花村,百花村现需水量500m³
/d。
2建筑材料、坝型选择和工程总体布置
2.1建筑材料选择
根据现场踏勘,坝址下游两侧山坡位置覆盖层较厚,土料丰富,土料粘性好,适合建土坝,且紧靠坝址位置,此位置土料为料场一。
坝址上游约1km位置有一个高程为1219.2m的高地,高地部位土料丰富,土料粘性好,距离坝址位置较近,且有公路接通坝址位置,此位置选作料场二。
根据调查,万盛地区石料丰富,本工程所需块石、碎石石料采用在附近石料料场购买的方式,石料要求新鲜坚硬,耐风化。
考虑到工程进度,为保证工程质量,上游面护坡所需砼六棱块采用到附近预制厂购买的方式解决。
工程所需水泥、沙石骨料采用购买的方式来满足工程需求。
2.2坝址选择
由于朝阳沟地区岩层为灰岩和页岩交替呈现,从风洞位置起,有段宽约40m的灰岩区域,往百花水厂方向页岩和灰岩交替出现,为确保坝体不出现渗漏,并尽量扩大库容,坝址选择在从风洞位置向百花水厂方向的第一个页岩地段,该段坝基部位残坡积土层厚度0~5m,表层受农田耕作影响,含有机质及植物根系,土质较软,透水性弱。
下伏基岩为页岩,透水性差。
即左坝肩在木质房屋中间位置,从该位置垂直朝阳沟中轴线修建坝体,该位置修建坝体成库条件好。
即《总体平面布置图》中A-B位置为坝体中轴线。
2.3坝型选择
结合朝阳沟山坪塘工程的功用、库容需求、工程量、施工条件、工期、投资效益、建筑材料的分布与储存和坝址位置的地形地质条件综合考虑,经过反复现场踏勘、研究,认真分析,该坝型选用均质土坝较合适,上游面采用整块土工膜作为防渗层。
2.4工程总体布置
山坪塘工程主要枢纽建筑物由坝体和开敞式溢洪道组成,坝址选择位于距离朝阳沟底部风洞约40m位置的页岩区域,即木房屋中间位置,开敞式溢洪道位于坝体右坝肩,溢洪道从进口开始依次由喇叭口段-直线段-弧线段-下坡段(下坡段由一个弧线段和一个直线段组成)-渐变段组成,一直接至坝址下游中部原有排水沟内,使洪水沿溢洪道经原排水沟排泄至风洞,经风洞排出朝阳沟。
山坪塘工程次要建筑物有改建道路一条,由于山坪塘蓄水后,会淹没原朝阳沟乡村道路部分路段,该路段长约100m,为保证山坪塘蓄水后乡村道路的畅通,故在原乡村道路上方位置新修一段道路作为改建公路,改建公路总长160m,宽5m,路面依次铺筑20cm厚的大块石,10cm厚的小块石,再铺筑5cm厚碎石经震动碾碾压形成泥结石路面。
从改0+080.0桩号位置修建一条长约85m的到料场一左侧取料的道路,从坝的上游侧位置修建一条长约50m去料场一右侧取料的道路,取料道路宽度须保证10t自卸汽车能安全通过。
3挡泄水建筑物设计
3.1库容拟定
该山坪塘功用为为石林镇百花村提供供水,百花村现需水量500m³
在1:
2000地形图上勾出库区水面面积,分别计算出相应库容如下表:
库容表
序号
高程(m)
高差
(m)
对应面积(㎡)
对应库容
(万m³
)
累计高差
累计库容
备注
1
1198.5
-
2
1200.5
3
1202
1.5
3.5
4
1203
11749.2
0.4
4.5
5
1204
17380.8
1.4
5.5
1.8
6
1204.5
0.5
23617.2
1.0
2.9
1205
28288.8
1.1
6.5
注:
1、集雨面积S=0.22Km²
2、1198.5m高程为两侧地基面高程,1200.5m高程为中间段地基面高程,1202m高程为坝址处地面线高程。
3、表中库容为溢洪道进口高程以下坝体所拦蓄库容,溢洪道进口高程距离坝顶高程相差0.5m。
1万地形图上该山坪塘工程坝址以上集雨面积为0.22Km²
该山坪塘工程距离万盛气象站最近,故采用万盛气象站水文资料,结合万盛地区的降雨情况及该水库的功用,拟定该山坪塘工程死水位为1202.5m,正常蓄水位为1204.0m,校核洪水位为1204.5m。
总库容2.9万m³
,正常库容1.8万m³
,死库容0.25万m³
3.2工程等别及建筑物级别
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000),该山坪塘总库容为2.9万m³
,主要功用为满足石林镇百花旅游地产开发和百花村村民供水,下游40m处即为天然形成封闭山脊,水流通过溶洞流向下游,下游没有居民、农田、重要建筑物等重要保护对象,因此本工程等别按
等考虑,校核洪水按20年一遇洪水标准设计。
3.3主要建筑物设计
1、坝顶高程
坝顶高程为正常运用的静水位加相应的超高,超高由波浪在坝坡上的最大爬高、最大风雍水面高度和安全加高组成。
按莆田试验站公式经计算得:
波浪在坝坡上的最大爬高为0.6m,最大风雍水面高度为0.1m,坝址处为丘陵地区,安全加高取为0.3m。
所以得▽坝顶=1204+0.6+0.1+0.3=1205m,坝高最高处为6.5m。
2、坝顶宽度及构造
考虑到坝址位置坝顶没有交通及人行需求,该坝最大高度仅为6.5m,属于低坝,坝顶宽度设为2m。
坝顶采用铺筑碎石垫层经碾压形成泥结石路面,厚度为5cm,坝顶从坝中轴线以2%的坡比向上下游侧倾斜。
3、坝坡
按照上游坝坡缓于下游坝坡和确保坝坡稳定原则,参照工程实践经验,选取上游坝坡坡比为1:
2.0,下游坝坡坡比为1:
1.5。
4、护坡
上游坡面采用预制砼六棱块护坡,防止水流对上游坡面的冲刷,六棱块砌筑应力求嵌紧、平整,六棱块边长为30cm长,厚度设计为8cm厚,向下依次设碎石垫层,厚10cm,粗砂垫层,粗砂粒径为0.5-2mm,厚10cm,在粗砂垫层下铺设土工膜,土工膜底部埋入C20砼挡墙之中,护坡范围由坝顶起护至河床底1.5m深位置处。
下游坡面采用草皮进行护坡,其护坡范围从坝顶至排水棱体。
5、C20砼挡墙
为确保六棱块护坡的稳定,在六棱块护坡下缘修建C20砼挡墙,C20砼挡墙承台位于硬土基上,承台宽×
高为80×
20cm,承台上C20砼挡墙宽×
高为40×
20cm,C20砼挡墙沿上游六棱块护坡坡脚修建,总长93m。
6、坝面排水
该山坪塘高度较低,只沿坝坡与岸坡连接处设置截水沟以拦截山坡上的雨水,防止雨水对坝体进行冲刷。
详见《截水沟剖面图》
7、排水体
综合考虑其他几种排水型式的优缺点,结合万盛地区石料质地坚硬,石料场多。
该山坪塘坝体排水型式设置为棱体排水,棱体排水可降低侵润线,防止坝坡冻胀和渗透变形,有支撑坝体增加稳定地作用,排水具有良好的效果。
堆石棱体排水的内坡为1:
1.25,外坡为1:
1.5,为增加棱体稳定,避免棱体排水上游坡脚出现锐角,棱体上游坡脚处设成折线型式,棱体顶宽为1.0m,棱体高1.7m,在棱体与坝基面和硬土基接触面铺设土工布,粗砂层,厚20cm,粗砂粒径为0.5-2mm,碎石层,厚20cm,再在碎石层上用块石修建排水体,对于中间段基础开挖深度较大,采用先回填土料并碾压至规定高程,要求整个坝体排水棱体顶部高程一致,底部高程一致,块石要求坚硬新鲜,耐风化