某山塘治理方案初步討論

李　何（貴州交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院,貴陽　550008）

某山塘治理方案初步討論

李何
（貴州交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院,貴陽550008）

摘要：山塘的治理工作室復(fù)雜而繁瑣的工作，而且其中存在著很多的問題，本文針對(duì)某山塘的實(shí)際情況進(jìn)行初步的討論研究。

關(guān)鍵詞：三塘治理;問題;討論

1　工程概況

（1）工程地理位置。山塘緊臨鎮(zhèn)政府駐地，距縣城約40km。有鄉(xiāng)村公路直達(dá)壩肩，交通較為方便。

（2）工程樞紐現(xiàn)狀。山塘是以灌溉為主的蓄水工程，興建于上世紀(jì)六、七十年代。壩址以上集雨面積2.3km2，總庫容5.0萬m3，興利庫容4.6萬m3，控制灌面420畝。塘壩樞紐建筑物主要包括：大壩、溢洪道、放水涵管等組成。

塘壩為均質(zhì)土壩，壩頂高程為1106.50m，最高壩高6.5m，壩頂寬5.0m，壩軸線總長(zhǎng)75.0m。塘壩上游壩坡為1：2.1，下游壩坡坡比為1：1.8。壩腳無排水棱體。下游壩腳有3處集中滲漏點(diǎn)，總滲流量約2.0L/s。

溢洪道位于右壩岸，為正槽式溢洪道，進(jìn)口控制段為寬頂堰，寬3.0m，堰頂高程1105.4m。溢洪道由控制段和泄槽段組成，出口無消能設(shè)施，直接沖下游河床。溢洪道邊墻為漿砌石結(jié)構(gòu)，底板為10cm厚的混凝土，邊墻和底板垮塌、開裂破壞嚴(yán)重。

放水設(shè)施為臥管放水，涵管斷面尺寸0.5m，進(jìn)口高程為863.45m，出口高程為1101.50m。涵管已被堵塞，但封閉不嚴(yán)，有滲水現(xiàn)象。

（3）工程存在的問題。山塘興建較早，當(dāng)時(shí)的施工工藝不夠完善，壩體填筑質(zhì)量較差。加之該山塘已運(yùn)行幾十年，樞紐建筑物的部分建筑材料已經(jīng)老化，一些結(jié)構(gòu)已喪失穩(wěn)定性。目前，該山塘存在以下一些主要問題：1）壩身及壩基接觸帶滲漏嚴(yán)重，總滲漏流量約2.0L/s；2）溢洪道邊墻及底板垮塌、開裂破壞嚴(yán)重，無消能設(shè)施；3）放水涵洞已堵塞,不能正常放水，存在安全隱患；4）山塘長(zhǎng)期滲漏，不能正常蓄水，未能充分發(fā)揮其應(yīng)有的效益。

1.1流域概況

山塘，塘壩建在惠水縣漣江河的一條小支溝上，屬珠江流域紅水河水系。本次安全復(fù)核用萬分之一地形圖勾繪量測(cè)，壩址以上集雨面積為2.3km2。壩址上游河道長(zhǎng)度1.12km，河道比降6.5/1000。

1.2氣象及水文

縣屬亞熱帶山地濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，冬季受北部寒潮影響較弱，夏季受東南海洋季風(fēng)的影響顯著。因此氣候溫和濕潤(rùn)，冬無嚴(yán)寒、夏無酷暑。根據(jù)縣氣象站統(tǒng)計(jì)多年平均氣溫15.8℃，最冷月一月，月平均氣溫5.8℃，最熱月七月，月平均氣溫23.9℃，極端最高氣溫35℃，極端最低氣溫-7.3℃。年平均相對(duì)濕度81%，春季相對(duì)濕度較小，年平均日照小時(shí)為1318.3小時(shí)，平均每天日照3.6小時(shí)，無霜期較長(zhǎng)，平均為282天。

多年平均最大24小時(shí)點(diǎn)暴雨量在100－110毫米之間，實(shí)測(cè)最大24小時(shí)點(diǎn)暴雨量為276.4毫米。多年平均年陸地面蒸發(fā)總量15.6立方米。

1.3基礎(chǔ)資料

山塘壩址上游集雨面積2.3km2，流域附近無水文站。臨近有惠水氣象站、惠水水文站觀測(cè)站點(diǎn)。惠水氣象站是國家基本站點(diǎn)，有1961～2010年共50年降水量資料，資料系列較長(zhǎng)，具有一致性、可靠性、代表性。因此，根據(jù)項(xiàng)目區(qū)灌溉水源流域概況，選擇惠水氣象站作為設(shè)計(jì)參證站。

1.4調(diào)洪計(jì)算

（1）洪水標(biāo)準(zhǔn)。山塘設(shè)計(jì)洪水按10年一遇洪水，校核洪水按50年一遇洪水計(jì)算。山塘設(shè)計(jì)洪峰流量16.88m3/s(Ρ＝10%)；校核洪峰流量25.08m3/s(Ρ＝2%)。

（2）泄流關(guān)系。根據(jù)引水灌溉用水的需要，正常蓄水位為1105.4m。計(jì)算式為：

1.5泥沙及復(fù)核

根據(jù)泥沙分析與計(jì)算成果，按多年平均排沙比法進(jìn)行淤積計(jì)算。壩址以上流域集水面積2.3km2，懸移質(zhì)干容重取1.3t/m3。

多年平均排沙比法：

經(jīng)過計(jì)算，30年后山塘的淤沙量達(dá)到0.34萬m3，淤沙高程為1101.02m。能滿足運(yùn)行要求。

2　大壩除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

2.1壩頂超高計(jì)算

2.1.1計(jì)算公式

壩頂在水庫靜水位以上的超高按以下公式計(jì)算：

2.1.2基本計(jì)算參數(shù)確定

（1）風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度。經(jīng)查董老山塘庫區(qū)地形圖，壩區(qū)水庫風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度（吹程）D=0.4km；

（2）設(shè)計(jì)風(fēng)速。庫區(qū)無實(shí)測(cè)氣象資料，采用平塘縣多年平均最大風(fēng)速13.8m/s。

按5級(jí)建筑物設(shè)計(jì)風(fēng)速取值如下：

正常運(yùn)用條件下：W=1.5×13.8=20.7m/s

非常運(yùn)用條件下：W=1.0×13.8=13.8m/s

（3）水庫涌浪高度。風(fēng)浪要素計(jì)算：W＜20m/s，D＜10000m，采用官廳水庫公式計(jì)算：

式中：h―當(dāng)gD/W2=20～250時(shí)，為累積頻率5%的波高h(yuǎn)5%，m；當(dāng)gD/W2=250～1000時(shí)，為累積頻率10%的波高h(yuǎn)10%，m；Lm―平均波長(zhǎng)，m。

3　壩頂整治

因原3.0m的溢洪道溢流寬度不滿足行洪要求，需要拓寬溢洪道，拓寬后的溢洪道為8.0m，根據(jù)拓寬溢洪道后的調(diào)洪成果知，10年一遇（Ρ=5%）設(shè)計(jì)洪水位為1106.63m，比原壩頂高程1106.50m高0.13m，校核洪水位為1107.00m，比原壩頂高程1106.50m高0.5m。根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274-2001）要求，最高靜水位不得高于壩頂高程，設(shè)計(jì)采用對(duì)壩頂“帶帽”整平加高至1107.0m，加高后的最大壩高為7.0m。為滿足壩頂防浪和壩頂安全超高要求，還需設(shè)計(jì)一道防浪墻，高1.1m，防浪墻頂高1108.10m。

壩頂“帶帽”加高采用泥結(jié)石碾壓填筑至1107.00m，上游側(cè)采用防浪墻厚0.3m，采用“L”型斷面，沿壩頂上游側(cè)布置，采用C15砼澆筑，每隔10m設(shè)置一道伸縮縫。下游設(shè)置0.3m×0.3m的C15砼排水溝。下游壩腳設(shè)置排水棱體，棱體高1.5m，頂部高程為1101.50m，頂寬2.0m，下游面坡度為1:2.5。