诸城市央赣路改建工程吴家楼水库段防洪影响评价

发表时间:2020/9/9   来源:《科学与技术》2020年28卷9期   作者:卞晶 张哲 史文美
[导读] 针对央赣路改建工程对吴家楼水库造成的影响进行分析,对防洪影响进行了综合评价
        摘要:针对央赣路改建工程对吴家楼水库造成的影响进行分析,对防洪影响进行了综合评价,并对后续工程使用和管理提出来建议。
        关键词:吴家楼水库;央赣路改建工程;防洪影响评价
        诸城市央赣路改建工程主要内容为对S222央赣线安丘至五莲界段现有道路进行改造,采用双向四车道一级公路标准,路基面宽度24.5m,设计速度80km/h。央赣路吴家楼水库段新建道路位于吴家楼水库大坝坝脚排水沟外侧,新建跨溢洪道桥位于溢洪道桩号0+069~0+093段。改造工程的主要建设内容包括:在大坝坝脚排水沟外缘新建道路,新建跨溢洪道交通桥等。
1 大坝渗流安全复核
1.1计算断面选取及计算方法
        选取大坝主河槽0+280断面做二维有限元渗流分析。采用GeoStudio有限元软件的Seep/w分析模块进行二维有限元渗流计算。
1.2计算工况
        本次计算旨在评价坝体下游新建道路对坝体渗流的影响。新建道路与坝体之间形成凹槽集水区域,发生降雨时水量汇集,导致下游水位升高,下游坝脚形成浸没,对坝体渗透稳定可能产生不利影响。
1.3计算结果

        由渗流计算成果可见:由于坝后水位提高,坝后出逸点及浸润线均有所提升,出逸比降小于建议值,其他如大坝防渗墙渗透比降、渗漏量等变化不大。
2 大坝坝坡稳定安全复核
2.1计算断面选取及计算方法
        选取K0+280作为复核断面,计算方法采用《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)中推荐的计及条块间作用力的简化毕肖普法。计算软件采用GeoStudio软件的Slope/w分析模块进行二维刚体极限平衡计算。
2.2 计算工况
        结合水库坝顶路改建后的运行情况,具体计算工况如下:
        (1)正常运用条件
工况1,上游正常蓄水位84.80m时,下游坝坡;
工况2,上游设计洪水位86.11m时,下游坝坡;
        (2)非常运用条件Ⅰ
工况3,上游校核洪水位86.92m时,下游坝坡;
工况4,上游由校核洪水位86.92m降至正常蓄水位83.50m时,上游坝坡;
        (3)非常运用条件Ⅱ
工况5,上游正常蓄水位84.80m遇8度地震时,上、下游坝坡;
2.3计算结果
        计算断面K0+280坝坡稳定计算成果见表2。
表2         坝坡稳定计算成果表

        由坝坡稳定分析结果可知,下游建央赣路对大坝稳定安全影响不大,安全系数均满足规范要求。
3 溢洪道安全复核
3.1壅水高度计算
         桥梁壅水高度根据《公路工程水文勘测设计规范》(JT GC30-2015),可采用下式进行计算:

         经计算得1%设计水位下雍水高度为0.23m,0.1%校核水位下雍水高度为0.30m。
3.2桥面高程复核
        根据拟建交通桥桥位总体布置图,交通桥中心线位于溢洪道桩号0+081,泄槽中心底高程82.87m,岸墙顶高程86.10m。桥下净空最小安全值为0.5m,
交通桥最低梁底高程89.415m,经计算,百年一遇、千年一遇洪水工况下,所需桥底最低高程分别为85.13m、85.63m,桥面高程满足设计及校核洪水要求。
4 安全影响综合评价
4.1    对大坝安全影响评价
        1.改建工程实施后,坝后排水不及时,坝后水位升高,造成坝后出逸点及浸润线均有所提升,出逸比降小于建议值,其他如大坝防渗墙渗透比降、渗漏量等变化不大。
        2.下游建央赣路对大坝稳定安全影响不大,安全系数均满足规范要求。
4.2    对溢洪道安全影响评价
        1.跨溢洪道交通桥桥孔满足泄水要求,泄槽边墙及新建桥面高程满足防洪要求;
        2.两岸桥台锥坡所产生的土压力,对现有溢洪道挡墙产生了较为不利的影响,正常运行期挡墙的抗滑安全系数满足规范要求,但安全系数较小;地震工况下挡墙的抗滑不满足规范要求,难以保证工程安全。
        3.现状溢洪道宽度为26m,改建桥两岸桥台净距为30m,桥台的建设将拆除影响范围内的泄槽挡墙,切造成错台,影响溢洪道泄流流态。
        4.溢洪道桥两岸桥台基础埋深2m,桥柱扩大基础埋深3m,施工时会对对两岸地面进行开挖,对两岸边墙及溢洪道底板破坏范围较大,此时如遇溢洪道泄洪,洪水对两岸将产生冲刷破坏。
4.3对工程管理运行影响评价
        改建工程处于吴家楼水库工程管理范围内,施工期间运输车辆以及施工人员繁多,会产生很多不安全因素,对大坝的管理具有不利影响。工程改建后,将对改善区域交通,促进当地经济及旅游业发展具有积极的促进作用;坝顶道路也从普通交通道路变为水库专用的管理道路,有利于水库的规范化管理。
5 结论与建议
5.1    结论
        1.改建工程对改善区域交通,促进当地经济及旅游业发展具有积极的促进作用;坝顶道路也从普通交通道路变为水库专用的管理道路,有利于水库的规范化管理。
        2.改建工程对大坝的渗流稳定、坝坡稳定的影响不大,处于可控范围之内。
        3.改建工程对溢洪道桩号0+059~0+113.5段边墙稳定影响较大,需采取相应的措施。
5.2    建议
        1.建议路基下排水涵管设置,2根,管径1.5m,并确保排水畅通。
        2.建议在央赣路下游增设一排渗流观测设施,以检测新增工程对大坝渗流稳定的影响。
        3.进一步优化跨溢洪道桥梁布置与设计,确保溢洪道下泄水流流态及泄槽边墙稳定;加强桥面防护措施,避免人员和车辆跌落。
        4.明确跨溢洪道交通桥施工工期,避免汛期施工;建议根据各施工段的施工内容和当地环境保护要求,制定详细的施工期危险源防治措施计划和应急计划,保证改建项目及水库的安全。
        5.为加快工程建设的开展,建议交通管理部门在工程开工前就工程建设引起的大坝监测、坝后管理道路及工程占地等影响问题与水库管理局进行商谈,确定可能因施工引起的监测设施、排水设施的破坏恢复措施的费用及建设实施方式等。
        6.为便于工程建设管理及日后运行管理,建议道路主管部门与水库管理局实施联合管理,建立联动协调管理机制。
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