淤地坝除险加固工程设计

一、概述
• 1.沟道治理体系 2）构成：沟头防护工程、谷坊、淤地坝 （大、中、小）、骨干工程、拦砂坝等组 成。 沟头防护工程：主要为防止沟头前进而 设，主要措施有封沟埂、涝池等。
一、概述
• 1.沟道治理体系 2）构成 谷坊：主要为防止沟掌的沟床下切、沟岸 扩张，抬高侵蚀基准。
一、概述
• 1.沟道治理体系 2）构成 淤地坝（大、中、小） ：主要为拦沙淤地， 建设基本农田为目的。 骨干工程：拦沙缓洪、防洪安全为主要目 的 。 拦砂坝：拦沙为主要目的 。
五、工程设计
• ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 10、泄槽 边墙高度： 断面形状 底坡 其他:流速、空化数、不平整度、变坡的 衔接
五、工程设计
• • ① ② ③ ④ 11、消力池 以泄槽末端为控制断面，挑流、底流、 面流、其他等 结构：钢筋混凝土 标准：设计 断面：等宽矩形断面 注意：规范不一致
五、工程设计
• ① ② ③ 12、扩散段 结构：钢筋混凝土 断面：八字翼墙 衔接消力池与出水渠
五、工程设计
• • ① ② ③ 9渐变段： 为平顺连接进水渠与溢流堰而设； 结构:混凝土或浆砌石 八字翼墙或扭面型式 高程宜与溢流堰一致
五、工程设计
• • ① ② 10、泄槽 依据溢流堰做为控制断面； 结构:钢筋混凝土 水力计算：临界水深、正常水深、临界坡 度、弯道最大横向水面差 、渗气水深、水 面曲线计算 ；单宽流量 ③ 平面上宜直 ④ 弯道宜缓
② ③
五、工程设计
• ① ② ③ ④ 14、其他设计 排水系统设计 安全防护措施 交通 料场、住宿场地设计
六、工程量计算
• • • • • • • 1、开挖土方 1）断面法：V=(S1+S2)/2×ΔL 2）方格网法 2、回填土方 3、混凝土方 4、石方 5、钢筋
六、工程量计算
• 6、图纸工程量与设计工程量
H V= 6 (A1+4A0+A2) A0=( A1+ A2 2 ) 2
式中：V—拟柱体体积，m³； H—层间高度，m； A1—断面 1 面积，㎡； A2—断面 2 面积，㎡；
A0—拟柱体中截面面积，㎡。
五、工程设计
• 6、调洪演算： • 2）水位~库容曲线的绘制 ④ 方格网法（南方Cass软件），适用于有矢 量化数据、地形复杂的地区 ⑤ 实测断面法；适用于无地形图的库坝
一、概述
• • ① ② ① ② ③ ④ 2.淤地坝、拦砂坝、骨干工程三者的区别与联系 相同点 建筑型式基本相似 防治土壤侵蚀作用相同 区别 功能的侧重点不同 规模 设计的思路有所区别 除险加固的要求不同
一、概述
• 3、淤地坝的建设特点
–小 –散 –多 – 无人值守 – 分期建设 – 目标多样，永久存在
二、除险加固设计基础
• • • • • 3参考资料 《水工设计手册》 4软件： 基本的word、excel、cad 南方Cass
三、除险加固设计约束条件与原则
约束条件: 1、上游的高程限制：库坝、坝地、水源 2、坝址地理条件 3、下游对泄量与水位的要求 4、经济技术的限制
三、除险加固设计约束条件与原则
五、工程设计
• • ③ ④ 7、控制段（溢流堰）： 依据调洪演算结果进行设计； 结构:钢筋混凝土 边墙高度：校核洪水加安全超高，并与坝 体协调一致 ⑤ 断面规格及结构要求按《水工混凝土结构 设计规范》SL 191―2008设计
五、工程设计
• • ① ② 8进水渠： 依据溢流堰做为控制断面； 结构:一般为土质明渠 流速校核：能量方程与连续性方程试算联 解 ③ 平面上渐缩，进出口宽度比为1.5~3 ④ 平坡或反坡
五、工程设计
• ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 4、除险加固内容： 坝体恢复与加高 坝坡修整与培厚 排水体增设或维护 放水工程的维修 续建溢洪道 水土保持
五、工程设计
• • • • • •
•
5、溢洪道的构成与布局： 分类：河岸式溢洪道、坝肩式溢洪道等； 开敞式、闸门控制式、洞式、竖井式等 正槽式、侧槽式等 堰型：薄壁堰、实用堰、宽顶堰 构成：进水段、控制段、泄槽、消能防冲设施、 出水渠 布局：尽量顺直，基础尽量开挖形成。在安全 的前提下尽量经济、简洁。
Qi+Qi-1 ×Δt×60； 2×10000
qi Wi 出= 10000 ×Δt×60； qi＝MB Hi3 ；
M＝m'δ s 2g 。
五、工程设计
• • ① ② ③ • 6、调洪演算： 4）需要注意的问题 时间段的选取与极值 数据系列的一致性 水深与水头
五、工程设计
• • ① ② 7、控制段（溢流堰）： 依据调洪演算结果进行设计； 流量： qp=MB H03 长度：3~6H0
五、工程设计
• 13、防冲槽 ① 结构：铅丝石笼 ② 衔接扩散段与出水渠
五、工程设计
• ① ② ③ 14、出水渠 结构：土质明渠 流速校核 高程匹配
五、工程设计
• ① 14、结构设计 混凝土：最低强度等级C30，最小水泥用量 340kg/m³ ，最大水灰比0.45，最大氯离子含量 0.1%，最大碱含量2.5kg/m³ ，抗渗等级W4； 抗冻等级F200；底板厚度0.50m；侧墙最小厚 度0.50m。 配筋：受力钢筋选用HRB335热轧带肋钢筋， 保护厚度取5cm。 伸缩缝、结构缝与齿墙
五、工程设计
• 6、调洪演算： • 3）调洪演算的方法 ① 公式法：洪水过程线、泄水曲线均概化为 三角形，适用于单坝 ② 半图解法：适用于手工调洪
五、工程设计
• 6、调洪演算： • 3）调洪演算的方法 ③ 水量平衡法 W ＝W +ΔW ； • ΔW ＝W —W ；
i i-1 i i i入 i出
Wi 入=
七、测绘与制图
• • • • • • 1、库区地形图：1/5000 2、坝址地形图：实测1/1000~500 3、断面图：实测1/200~100 4、结构图与配筋图：1/20、50、100 5、坐标网 6、开挖线、回填线（结合土方量计算绘 制）
八、报告排版
• • • • • • 1、合规 2、美观 3、逻辑清晰 4、文字描述准确、简练 5、数据统一准确 6、章节安排
淤地坝除险加固工程设计
鄂尔多斯市水土保持工作站 安静波 2016-6-20
主要内容
一．概述 二．除险加固设计基础 三．除险加固设计约束条件与原则 四． 水文计算 五．工程设计 六．工程量计算 七．测绘与制图 八．报告排版
一、概述
• 1.沟道治理体系 1） 作用：防止沟头前进、沟床下切、 沟岸扩张；缓洪拦沙、改善当地径流状态。 减少进入大江大河的泥沙，减轻防洪压力、 降低冲沙费用。淤地利用、提高土地生产 力。
二、除险加固设计基础
• 1应具备的基本知识：水力学、土力学、水 工建筑物等 • 2工具书： • [1]《水土保持治沟骨干工程技术规范》 SL289―2003； • [2]《溢洪道设计规范》SL253―2000 • [3]《水工混凝土结构设计规范》SL 191―2008 • [4]《碾压土石坝设计规范》SL256―2000
设计原则: 1、安全性 2、功能性 3、经济技术比较，性价比 4、可行性
四、水文计算
• • ① ② ③ 1、洪水标准与内容 2、方法： 典型洪水过程线推求（同倍比或同频率） 经验公式法 推理公式法
五、工程设计
• • ① ② ③ • ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 1、标准 2、依据 规范 原设计 除险加固认定书（安全评价） 3、资料 相关规范等依据 水文资料 水文手册 气象资料 社会资料 坝系资料 坝址地形图、相关断面图 库区地形图及水位~库容曲线
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五、工程设计
• • 6、调洪演算： 1）按设计原则确定起调高程、校核洪水 位、设计洪水位，初拟溢洪道底宽、堰型、 最大下泄流量 • 2）水位~库容曲线的绘制 ① 静态库容与动态库容 ② 平均断面法 V=(S1+S2)÷2×ΔH
五、工程设计
• 6、调洪演算： • 2）水位~库容曲线的绘制 ③ 拟柱体公式法