热藏龙哇沟 龙藏沟 15.3 13.8 3.326 3.243 9.8 9.8 90 90 1.33 1.33 14.71 13.99 三、设计参数选取
热藏龙哇、龙藏沟泥石流重度、流量、流速及冲击力设计值见表5—6、5-7。
表7-5 泥石流设计参数 项目 参数 泥石流沟床粗糙率 平均泥深Hc(m) 计 算 参 数 水力坡度Ι 固体物质重度γh(t/m3) 泥石流重度γc(t/m3) 泥石流最大流量Qc(s/ m3) 泥石流平均流速Vc(m/s) 热藏龙哇沟 龙藏沟 0.12 0.4 0.273 2.65 1.558 12.00 2.745 0.12 0.3 0.358 2.65 1.412 3.43 3.326 表7-6 拦挡坝设计参数 名称与代号 最大泥石流设计流量Qc(m3/S) 一次泥石流过流总量Q(m3) 一次泥石流固体冲出物Qh(m3) 泥石流整体冲击力Fδ(kpa) 浆砌块石、混凝土坝砌体重度γb(KN/m3) 泥石流重度γc(KN/m3) 热藏龙哇沟 龙藏沟 12.00 3803.56 1286.29 14.71 3.43 1088.28 368.04 13.99 25 13.83 25 15.26 第二节 防治工程构筑物设计
(一)热藏龙哇沟治理工程设计 1、拦挡坝设计
拦挡坝是本次防治热藏龙哇泥石流的主要措施,拦挡坝体型式采用重力式拦挡坝和格宾石笼坝。坝的主要功能已在第六章第二节中详述,现仅对各拦挡坝构筑物的设计进行说明。
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(1)、平面布置
拦挡坝主要布置在热藏龙哇主沟沟道内,分布于沟道下游及沟口,热藏龙哇从下游往上布置,一次编号1#拦挡坝、2#拦挡坝;详见总平面布置图。
(2)、断面设计 1)拦挡坝的类型
1#拦挡坝为混凝土坝,采用C25混凝土现浇;2#拦挡坝采用格宾石笼。 2)拦挡坝的截面型式 1#拦挡坝:
1#拦挡主坝坝体均采用C25混凝土浇筑,坝顶宽1.50m,迎水坡坡比1:0.4,背水坡坡比1:0.2,据当地最大冻深埋深约2.46m,坝基础埋深取2.5m;坝体设置泄水孔,泄水孔采用90cm(高)×60cm(宽)的矩形孔,水平净间距1.5m,外倾坡度5%,泄水孔根据坝高设置1排。坝体设伸缩缝,材料采用二毡三油。
2#拦挡坝:
2#拦挡坝为格宾石笼坝,坝顶宽2.0m,迎水面每层缩进0.75m,背水面每层缩进0.25m;根据当地最大冻深埋深约2.46m,坝基础埋深取2.5m;坝上设置溢流口,溢流口宽3m,高0.5m。
3)翼墙的截面型式
由于沟道掏蚀严重,沟岸垮塌,为防护坝肩被冲刷,在坝的上游两侧设置翼墙,平面上呈八字形或垂直与坝体相接,单侧翼墙长15m,翼墙顶宽0.60m,面坡比 1:0.3,背坡比1:0.1。墙体均采用C20混凝土浇筑;墙体中部以φ100的PVC管作为排水孔,排水孔距地面高0.5m,梅花状布设。孔顶设置双层反滤层,内层为20cm反滤砂,外层填筑20cm反滤卵石。(亦可选用无纺布) (3)、拦挡坝坝高设计
拦挡坝坝高的确定主要依据以下四个方面来确定:
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(1)稳定坝址上游坍塌体和上游沟岸的沟道堆积物; (2)根据坝址处地形、地质及岸坡工程地质条件; (3)拦挡坝拦蓄泥沙效果和最大库容。 ①拦挡坝坝高计算公式:
Hd=Ls(Ib-Is)
式中:
Hd—沟底以上拦挡坝的有效高度(m);
Ls—上游坡需要掩埋处距拦挡坝顶上游侧的距离(m); Ib—沟床原始纵坡(‰),以小数计; Is—沟床回淤纵坡(‰),以小数计; 各拦挡坝坝高见表5—13。 ②拦挡坝库容计算公式:
V=[(B+b)/6]L·H
式中:V—库容(m3)
B—坝高H时的沟道宽度(m); b—沟底宽度(m);
L—回水长度(m),由坝高和沟道比降确定; H—坝高(m)。 拦挡坝库容见表5—8。
拦挡坝总坝高为拦挡坝高和安全超高之和,本设计拦挡坝安全超高取0.5~1m。
表7—7 拦挡坝库容计算
表 坝名 1#拦挡坝 坝高沟床比回淤比回淤长坝底长坝顶长(m) (m) 降(%) 降(%) 度(m) (m) 4.9 14 7 46 15
沟床平均宽度(m) 8 拦沙量 3(m) 1067.2 13.3 7.8 2#拦挡坝 5.7 16 8 26 17 6.2 10 1020 注:表中坝高为地面以上高度,含溢流口深度。 (4)、基础、坝肩结合槽设计
基础设计是保证坝体安全的重要环节,拦挡坝基础埋深根据坝址处地层、地质条件、坝高及抗滑移、抗倾覆稳定性设计要求进行综合考虑,坝基深度为地面以上坝高的1/2-1/3。如不满足稳定性要求时,可根据需求适当加深,以能达到抗倾覆、抗滑移、抗冲击等稳定性要求为宜。
泥石流过坝后坝下游冲刷非常严重,常造成毁坝事故,工程区沟道下伏基岩埋深较大,松散物厚度一般大于4m,只有基础深埋,才能保证拦挡坝基础稳定性好、可靠性强、安全性高;此外根据当地最大冻深埋深约2.46m,因此坝基础埋深取2.5m。
拦挡坝基础采用矩形,长度根据坝基工程地质条件及稳定性要求确定,宽度根据坝顶宽、坝体迎、背水面坡比确定,基槽开挖采用放坡法,坡率为1:0.5。两侧坝肩结合槽,根据坝址处坝肩的岩土工程地质条件确定,对非基岩按台阶式设计为阶梯形结合槽,台阶宽度1-3m,高度1-2m,进入碎石土不小于2m,确保坝肩结合良好。
(5)、溢流口设计
重力式拦挡坝设置溢流口,其断面根据防治后泥石流流量和各坝址处沟床宽度确定。溢流口宽根据现有主沟道宽度确定,溢流口宽度大于稳定沟槽宽度并小于同频率洪水的水面宽度,溢流口深度根据根据防治后的流量和溢流口宽度来确定,以能满足防治后过流要求为原则。溢流口底部与迎水面和背水面接触部位设置成弧形,以减小阻力,减缓水流对溢流口底部的摩擦冲刷,使之泄流通畅。溢
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