朝阳沟山坪塘工程实施方案.docx
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朝阳沟山坪塘工程实施方案
1工程概述
1.1工程地理位置
朝阳沟为碳酸盐岩山区的槽谷，目前为农田，终年不干的沟谷段长约670m，沟内的地表水主要是大气降雨及周边山体地下水补给。
在沟谷中下游中部有一排水沟渠，向西端在一落水洞——风洞处转流入地下。
排水沟目前水深约0.25m左右，据调查雨季最大水深可达1.0m左右。
根据地堪报告建议山坪塘工程坝址选择位于朝阳沟下游沟谷相对狭窄，相对隔水的页岩地层处，坝址下游距离朝阳沟风洞处约40m，坝址处河床最低高程为1202m（假设高程系统），坝址处宽93m，库区位于深切中山槽谷中，沿岸坡脚地带零星分布有农民房屋，槽谷中现分布有农田，两岸缓坡地带分布有少量旱地，斜坡上部以灌木杂草为主，田地极少，无城镇、厂矿企业、矿产文物分布，白花村新建社的简易机耕道从槽谷左岸经过。
表覆有1～5m的相对隔水的粉质黏土。
库区来水主要靠库区上游山坡自然集雨，朝阳沟谷平均纵坡降2.5‰，控制集雨面积为0.22km²，多年平均径流716mm，多年平均来水量15.7万m³。
1.2库区水文情况
本工程区域距离万盛气象站最近，可直接引用万盛气象站水文资料，据万盛气象站实测资料统计，万盛最大年降水量1590.2mm，最小年降水量973.1mm，最大日降水量149.6mm，多年平均降水日数为162天。
多年平均降雨量1304.4mm，多年平均蒸发量1188.6mm，多年平均径流716mm，则该库区多年平均来水量为15.7万m³。
降水在年内分配不均匀性较突出，5～10月降水多强度大，降水量占年降水量的76～80%，11月～次年4月的降水量仅占年降水量的20～24%。
万盛地区多年平均气温18.0oC，极端最高气温达44.3oC（2006年8月15日），极端最低气温-3.6oC（1975年12月6日），月平均最高气温多在七月。
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/d。
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
（m）
累计库容
（万m³）
备注
1
1198.5
-
2
1200.5
2
-
-
2
-
3
1202
1.5
0
0
3.5
-
4
1203
1
11749.2
0.4
4.5
-
5
1204
1
17380.8
1.4
5.5
1.8
6
1204.5
0.5
23617.2
1.0
6
2.9
6
1205
0.5
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。
在1:
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
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