洛川李家河水库大坝工程基岩灌浆实验技术要求525.docx

洛川李家河水库大坝工程基岩灌浆实验技术要求525.docx

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洛川李家河水库大坝工程基岩灌浆实验技术要求525

洛川县凤栖镇李家河水库工程

李家河水库大坝灌浆技术要求

陕西省水利电力勘测设计研究院

二○一六年五月

核定：

陈武春

审查：

崔耀武

校核：

谭迪平

编写：

程汉鼎杨砾

1工程概况

李家河水库工程位于洛川县域西北部界子河一级支流院夫沟上，水库坝址位于李家河村附近的院夫沟干流中游段。

李家河水库是规划中的洛川县凤栖镇供水工程的调蓄水库，也是凤栖镇及其周边的黄章乡、旧县镇、永乡乡三个乡镇居民生活抗旱应急水库。

该水库拟调蓄引自界子河干流水量，以满足洛川县凤栖镇、黄章乡、旧县镇、永乡乡等4个乡镇的用水需要。

2010年以来，为解决凤栖镇等乡镇的用水问题，洛川县水务局开展了大量的前期调研工作。

2013年7月，洛川县水务局委托陕西省水利电力勘测设计研究院编制完成了《陕西省洛川县凤栖镇李家河水库工程可行性研究报告》，2015年2月陕西省水利水电工程咨询中心对可研报告进行了咨询评估，2015年3月可研报告通过了陕西省水利厅审核，2015年11月2日延安市发改委对可研报告进行了批复。

2015年11月21日，延安市发展委主持召开了《陕西省洛川县凤栖镇李家河水库工程初步设计报告》审查会，对初设报告进行了评审，并予以通过。

2016年3月9日，延安市发改委对初设报告进行了批复。

本项目供水对象为4个乡镇生产、生活用水，最高日供水能力为2.16万m3/d，年供水量239万m3。

根据供水规模及供水对象重要性，本工程供水对象的重要性分属“一般”标准，按《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252）规定，本工程属于Ⅳ等小

（1）型工程。

根据初步设计阶段工作成果，确定供水水源位于洛川县西北部的界子河干流，工程总体方案为：

①确定于界子河干流院夫沟入汇口上游约200m处修建界子河闸坝引水枢纽工程，并于该闸坝引水枢纽下游左岸修建界子河泵站，通过规划修建于院夫沟右岸2.965km的管线输水至李家河水库；②规划于界子河一级支流院夫沟中游段李家河村附近修建李家河水库大坝。

李家河水库总库容693万m3，大坝级别定为4级，次要建筑物级别为5级，临时性建筑物级别为5级。

水库枢纽由拦河大坝、溢洪道、导流放空洞等组成。

李家河水库大坝洪水标准：

设计洪水重现期为50年（P=2%），洪峰流量139m3/s；校核洪水重现期为500年（P=0.2%），洪峰流量225m3/s。

水库总库容693万m3，调节库容462万m3，死库容123万m3。

正常蓄水位1039.50m，校核洪水位1041.70m，设计洪水位1040.80m，死水位1025.00m。

大坝采用均质土坝，设计坝顶高程1043.30m，坝顶宽7.0m，最大坝高42.8m，坝基最低开挖高程为1000.50m，坝顶总长267.5m。

上游坝坡坡比由上至下依次为1:

2.75及1:

3.0，在高程1025.00m处设宽2m的马道，下游坝坡坡比由上至下依次为1:

2.5及1:

2.75，在高程1027.30m处设宽2m的马道。

坝体中间底部设置结合槽，底部设置1m厚C25混凝土盖板，结合槽沿岸坡延伸至坝顶处与左岸灌浆洞及右岸溢洪道处灌浆洞衔接，左右两岸灌浆洞长度分别为45m和20m，断面尺寸2.5×3.2m，采用C25钢筋砼衬砌。

结合槽底板上布设两排固结灌浆孔和一排帷幕灌浆孔，其中固结孔深5.0m，间距3m；帷幕灌浆孔设置在两排固结灌浆孔中间，按间距2.0m布置，帷幕灌浆孔伸入5Lu线以下5m。

在下游坝脚设排水棱体，棱体顶高程1011.30m，顶宽3m，棱体外坡1:

2.0，内坡1:

1.5，排水棱体外侧设置厚0.4m的干砌石护坡。

上游坝坡采用C25砼板护坡型式，护坡厚度0.2m。

下游坝坡采用C25钢筋砼拱格内嵌草皮护坡。

坝顶采用沥青砼路面，坝顶上游设置1.2m高C25钢筋砼防浪墙。

右岸正向开敞式溢洪道由引渠段、控制段、泄槽段、消能段等部分组成，全长280.0m。

控制段为驼峰堰，进口引渠段底板高程1038.0m，边墙墙顶高程为1043.30m。

引渠段渠底采用50cm厚C25砼衬砌，两侧开挖边坡每10m高度设一宽3m戗台，开挖坡比1:

0.6，采用C25钢筋砼网格植草皮防护。

控制段采用驼峰堰型式，堰高为1.5m，堰体长12m，堰顶高程1039.50m。

控制段底宽8.0m。

控制段后通过渐变段接底宽度为5.0m的距形泄槽段，泄槽段总长200.0m，陡坡段坡比为1:

6。

泄槽侧墙采用C25钢筋砼半重力式挡土墙，上平段边墙的高度为5.3m，陡坡段为2.5m。

出口底流消能段长25m，消力池底板高程1008.00m，顶高程1012.50m。

由于消力池基础位于土基，采用C25混凝土灌注桩进行基础处理，灌注桩间排距为3×3m，深10m，孔径0.8m。

为了防止小流量对下游出口建筑物基础的淘刷，在消能段下游设置长10m，厚1.0m的C25钢筋砼护坦。

结合坝址处地形条件，于大坝左岸布设导流放空洞1条，施工期用于导流，运行期用于水库放空。

导流放空洞由进口段、放水塔、洞身段和出口消能段等部分组成，全长578.0m。

进口段底板高程1015.00m，进口处放水塔设2×2.7m的平面检修闸门和2×2m工作弧门各一扇，放水塔后接洞身段，洞身断面为圆拱直墙型，断面尺寸2.5m×3.0m（B×H），洞身段长492.4m，由龙抬头段和下游平直段两部分组成。

龙抬头段上部采用Y=0.03472X²堰面曲线后接1:

2的陡坡段，陡坡段下游采用R=30m的反弧段与下游洞身段平顺衔接。

下游洞身段洞底比降1/100，出口高程1000.90m。

导流放空洞出口为17.4m陡坡段，陡坡段比降为1/6，末端采用底流消能，消力池底板高程为998.0m。

导流放空洞最大下泄流量为31.5m3/s（按渡汛流量及导流流量确定），洞内最大流速16.86m/s。

为确保水库蓄水后岸坡稳定，结合两岸岸坡实际情况及枢纽建筑物布置需要，对大坝上游左右岸岸坡进行削坡或回填处理，并采用必要的砌护措施，处理后岸坡防护工程分为两级边坡，顶部高程均为1043.30m，在1025.00m高程处设宽2m的马道，马道以上边坡坡比为1:

2.75，马道以下边坡坡比为1:

3。

坡面采用20cm厚的C25砼板下设30cm厚的碎石垫层和20cm厚的砂垫层砌护，岸坡排水管采用φ100mmPVC管，间排距为3×3m。

2水文

2.1流域概况

界子河为北洛河左岸一级支流，发源于洛川县东北的黄龙山区，流域最高点为界牌梁，海拔高程1474m。

界子河为洛川县与富县的界河，上游河道又称厢寺河，纳入吴家河和王家河后称为界子河，由西北向东南流经洛川的菩提乡、史家湾、厢寺林场、庙滩，桑家沟等村，于庙沟有吴家河汇入，厢西堡村有王家河汇入，向下游流经榆林河、沼泥河、界子河、张家洼等村后，在富县的峪口村汇入北洛河，全流域面积575km2，河道长度47km，河道平均比降8.2‰。

2.2气象

界子河流域属大陆性季风气候区。

夏季炎热，冬季寒冷，春季温暖，秋季凉爽。

界子河流域无气象观测资料，本次设计借用洛川县气象站的观测资料。

据洛川县气象站资料分析，年平均气温9.2℃，极端最高气温36.4℃（1973年8月3日），极端最低气温-21.6℃（1984年12月18日），1月份平均气温最低为-4.7℃，7月份平均气温最高为21.7℃；多年平均降水量626.0mm，多年平均蒸发量1489.5mm，最大积雪深度1.9cm，最大冻土深度76cm；多年平均风速2.2m/s，多年平均最大风速16m/s。

2.3径流

界子河坝址及该坝址扣除吴家河水库控制流域后的区间设计年径流量，借用大村站径流分析的变差系数Cv和偏态系数Cs，李家河水库设计年径流借用葫芦河张村驿站的变差系数Cv和偏态系数Cs，根据各工程坝址的多年平均径流量计算结果，计算其不同频率设计年径流量，计算结果见表2-1。

各工程坝址不同频率年径流量表

表2-1单位：

万m3

坝址名称

均值

频率（%）

25

50

75

90

95

界子河坝址

997

1275

876

595

423

351

界子河坝址区间

906

1159

796

540

385

319

李家河坝址

38.6

46.8

35.4

27.0

21.5

19.1

2.4设计洪水

界子河干流无实测洪水资料，设计洪水分别采用汇水面积相关法、推理法进行和水文比拟法计算，计算结果见表2-2。

考虑到推理公式法是无资料地区洪水计算最常用的方法，综合了流域的降雨河道特征及地形地貌，进行了流域的产流和汇流计算，其计算结果较为可靠。

从界子河流域的调查洪水分析，干流坝址75年一遇洪水的洪峰流量为339m3/s，推理公式法计算的50年一遇洪水的洪峰流量为268m3/s，计算结果较为接近。

因此界子河坝址设计洪水采用采用推理公式法的计算结果。

干流坝址洪峰流量成果表

表2-2单位：

m3/s

坝址

名称

计算方法

P（%）

备注

1

2

3.3

5

10

界子河

枢纽坝址

汇水面积相关法

807

648

533

480

327

推理公式法

400

268

205

148

72

采用

水文比拟法

（临镇）

350

284

236

200

141

水文比拟法

（大村）

588

461

372

305

199

支流院夫沟李家河水库坝址设计洪水分别采用汇水面积相关法、综合参数法和推理公式法计算，计算结果见表2-3。

考虑推理公式法是无资料地区洪水计算最常用的方法，综合了流域的降雨及河道特征，进行了流域的产流和汇流计算，其计算结果较为可靠，因此，本次洪水计算采用推理公式法的计算结果。

李家河水库坝址洪峰流量成果表

表2-3单位：

m3/s

坝址

名称

计算方法

P（%）

备注

0.1

0.2

0.33

2

3.33

李家河

水库

坝址

汇水面积相关法

224

206

117

97.5

综合参数法

321

259

218

120

100

推理公式法

266

225

193

139

128

采用

2.5泥沙

界子河干流坝址多年平均输沙量以士望河大村站为参证，采用面积比拟法计算成果；界子河支流的院夫沟李家河水库坝址多年平均输沙量根据洛河交口河站与刘家河、张村驿站的区间泥沙计算结果，采用面积比法进行推求，按推悬比法计算各坝址的推移质输沙量，并计算各坝址的输沙总量，见表2-4。

各工程坝址泥沙计算成果表

表2-4单位：

万t

坝址名称

控制面积

（km2）

输沙总量

其中

悬移质输沙量

推移质输沙量

界子河坝址

452

43.73

39.75

3.98

界子河坝址区间

410.5

39.71

36.10

3.61

李家河坝址

16.7

2.46

2.24

0.22

2.6对外交通条件

李家河水库工程位于陕西省洛川县境内，主要建筑物均紧靠公路布置，施工道路可就近从各公路接入，对外交通便利。

3工程地质

3.1区域地质概况

工程区位于陕北黄土高原南部的黄土梁峁区，地形为中间低、外围高、向西南开口浅缓的河谷盆地，河谷内最低高程960m，地形相对高差120.0～190.0m，区内沟谷发育，地形破碎。

自北向南纵贯全区的洛河为主干，密集而呈树枝状的支流由东西两侧汇入洛河，东侧主要有界子河、仙姑河、黄莲河、沙家河，西侧有葫芦河和沮河。

院夫沟自东南流向西北于梁家台村汇入界子河，界子河自东北流向西南于洛川县城西北汇入洛河，院夫沟两岸黄土原面高程1123～1245m。

河谷发育多级基座阶地，阶地堆积物二元结构清楚，上部为砂质壤土，下部为砂砾石层。

区内广布新生界及