1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上任務(wù)書本工程以發(fā)電為主，同時(shí)兼顧灌溉、供水、防洪及養(yǎng)殖等綜合利用的跨流域開發(fā)的水利水電樞紐工程。裝機(jī)6400KW，電站設(shè)計(jì)水頭為174m，多年平均發(fā)電量為1700104kWh，保證出力1461KW。本電站裝2臺(tái)3200KW機(jī)組，正常蓄水位 276.6 m，死水位 248 m，引水式發(fā)電，引水隧洞布置在右岸山體中，最大引用流量為5m3/sec。廠房位于段莘水江灣湖山村左岸下游340m處，地面式，總面積為31.515.7m2，其中主廠房寬10.8m，主廠房?jī)?nèi)安裝二臺(tái)HL110WJ76，配SFWJ30006/1480的水輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)組安裝高程為103m，開關(guān)站位于廠房的左

2、上側(cè)，尺寸為11.527.25m2。 下游利用發(fā)電尾水灌溉，上游增加灌溉面積1.0萬畝。可減輕洪水時(shí)對(duì)鐘呂村及其下游江灣鎮(zhèn)的威脅，在遇 千 年一遇和 五十 年一遇洪水時(shí)，經(jīng)水庫(kù)調(diào)洪后，洪峰流量由原來的551.5 m3/s和 364.5m3/s，要求設(shè)計(jì)洪水最大下泄量限制為 245m3/s。水庫(kù)蓄水后，正常蓄水位時(shí)水庫(kù)面積1.09km2，為發(fā)展養(yǎng)魚等水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)創(chuàng)造了有利條件。摘 要 本次設(shè)計(jì)主要是為了開發(fā)利用B江流域的水利資源，建設(shè)一個(gè)以發(fā)電為主，同時(shí)兼顧灌溉、供水、防洪及養(yǎng)殖等綜合利用效益的跨流域開發(fā)的水利水電樞紐工程。 明確了建設(shè)目的并具有了建設(shè)依據(jù)和條件后設(shè)計(jì)的樞紐概況如下：B江水利樞紐為

3、鋼筋混凝土面板堆石壩最大壩高55.3米，裝機(jī)6400kW，電站設(shè)計(jì)水頭174米，保證出力1461kW，裝有兩臺(tái)3200kW機(jī)組，正常蓄水位276m，主壩長(zhǎng)236米左右，上游邊坡1：1.52，下游邊坡252m高程以上1：1.5，252m高程以下1：1.52。 本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容為：經(jīng)洪水調(diào)節(jié)確定壩頂高程；壩型的比選；第一主要建筑物的設(shè)計(jì)；施工組織設(shè)計(jì)。 復(fù)合土工膜的設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量控制是該類壩型的技術(shù)關(guān)鍵，本工程導(dǎo)流隧洞施工具有施工工作斷面小，工期緊的特點(diǎn)，故其施工工藝是關(guān)鍵，在本設(shè)計(jì)說明書的有詳細(xì)的說明。 本次設(shè)計(jì)在注重各細(xì)部獨(dú)立分項(xiàng)設(shè)計(jì)的同時(shí)，綜合考慮了整體工程的統(tǒng)一性。在設(shè)計(jì)過程中既充分運(yùn)用

4、了所學(xué)知識(shí)，廣泛參考了堆石壩設(shè)計(jì)、施工等相關(guān)書籍，并在規(guī)范規(guī)定內(nèi)設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了本設(shè)計(jì)的科學(xué)性、規(guī)范性。 關(guān)鍵詞： 防滲 、 邊坡穩(wěn)定 、 導(dǎo)流隧洞 、 施工組織設(shè)計(jì)AbstractThis design is to develop and utilize B river water resource of basin mainly, Build one rely mainly on generating electricity, give consideration to irrigate, supply water, prevent flood and the stepping the wat

5、er conservancy water and electricity multi-purpose project developed in basin of comprehensive utilization of cultivating etc. at the same time. In build purpose and have build pivot general situation that basis and terms design as follows clearly: B river key water control project compound geotechn

6、ological panel rock-fill dam 52.5meter high membrane, installation 6400 KW, hydropower station design 174 meters of flood peaks, Guarantee and exert oneself 1461KW, equip with two 3200 KW unit, main dam 215 meters long and the slope at upriver is 1:1.5 while it is 1；1.55 at lower reaches. Compound g

7、eotechnological membrane panel rock-fill dam is a new dam type, its prevention of seepage. material -Compound geotechnological design, construction, quality control of membrane the technological key of dam type, There is elaboration in chapter six of this design instruction .The designs process abov

8、e-mentioned is referenced to the former design of rock-fill dam ,in pay attention to every detail while dividing items of design independently, consider whole unity of project synthetically this time. Use knowledge studied fully already in the course of designing , have and consult design and constr

9、uction relevant books of respect extensively. Certainly, this design that is made in the regulation of standardizing , it is scientific, regulatory to reflect.Keywords: Compound geotechnological membrane, rock-fill dam,panel, slope 目 錄專心-專注-專業(yè)第1章 綜合說明1.1 工程特性表表1-1 工程特性表 一、水庫(kù)流域面積km233序號(hào)及名稱單 位數(shù) 量備 注正常

10、高水位m276.6死水位m248設(shè)計(jì)洪水位m277.2校核洪水位m278.3設(shè)計(jì)泄洪流量m3/s183.4校核泄洪流量m3/s250.07總庫(kù)容萬m32169.4死庫(kù)容萬m3172.0興利庫(kù)容萬m31738二、大壩表1-1（續(xù)）序號(hào)及名稱單 位數(shù) 量備 注壩型混凝土面板堆石壩石壩壩頂高程m279.8防浪墻頂高程m281壩頂寬度m5最大壩高m53上游壩坡11.4下游壩坡11.5252m高程上1：1.5252m高程下主壩壩軸線長(zhǎng)m236副壩型式重力式擋墻副壩壩軸線長(zhǎng)m50.5導(dǎo)流洞型式圓形導(dǎo)流洞進(jìn)口底高程m227.5表1-1（續(xù)）序號(hào)及名稱單 位數(shù) 量備 注導(dǎo)流洞出口底高程m226.5導(dǎo)流洞半徑R

11、m2.4導(dǎo)流洞長(zhǎng)度m200三、溢洪道溢流前緣凈寬m10堰頂高程m273設(shè)計(jì)流量m3/s210校核流量m3/s325閘門型式平板閘門尺寸（寬高）m2105四、廠房系統(tǒng)1動(dòng)能指標(biāo)最大凈水頭m174.0額定水頭m174.0表1-1（續(xù)）序號(hào)及名稱單 位數(shù) 量備 注最小水頭m143.0序號(hào)及名稱單 位數(shù) 量備 注引用流量m3/s5.0額定出力kW6400保證出力kW14612廠房廠房型式地面式廠房面積m231.515.7主廠房寬度m10.8機(jī)組臺(tái)數(shù)2機(jī)組安裝高程m103.0水輪機(jī)型號(hào)HL110-WJ-76發(fā)電機(jī)型號(hào)SFW-J3000-6/1480開關(guān)站面積m211.527.251.2 建設(shè)目的和依據(jù)B

12、江水利樞紐工程是以發(fā)電為主，同時(shí)兼顧了灌溉、供水、防洪及養(yǎng)殖等綜合利用效益的跨流域開發(fā)的水利樞紐工程。1.3 建設(shè)的條件建設(shè)資金基本到位，施工準(zhǔn)備工作已經(jīng)就緒。1.4 建設(shè)的規(guī)模及綜合利用效益1.4.1 建設(shè)規(guī)模本電站裝機(jī)6400 kW，保證出力1461kW。廠房總面積為31.515.7 m2。開關(guān)站尺寸為11.527.25 m2。水庫(kù)總庫(kù)容（校核洪水位以下的全部庫(kù)容）為2169.4萬m3。1.4.2 綜合利用效益a. 發(fā)電裝機(jī)6400kW，電站設(shè)計(jì)水頭為174m，多年平均發(fā)電量為1700104kWh，保證出力為1461kW。本電站裝2臺(tái)3200kW機(jī)組，正常蓄水位為276.2m，死水位248

13、m，引水式發(fā)電，引水隧洞布置在右岸山體中，最大引用流量為5m3/s。廠房位于段莘水江灣湖山村左岸下游340m處，地面式，總面積為31.515.7 m2，其中主廠房寬10.8m，主廠房?jī)?nèi)安裝二臺(tái)HL110-WJ-76，配SFW-J3000-6/1480的水輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)組安裝高程為103m，開關(guān)站位于廠房的左上側(cè)，尺寸為11.527.25 m2。b. 灌溉下游利用發(fā)電尾水灌溉，上游增加灌溉面積1.0萬畝。c. 防洪可減輕洪水對(duì)鐘呂村及下游江灣鎮(zhèn)的威脅，在遇1000年一遇和50年一遇洪水時(shí)，經(jīng)水庫(kù)調(diào)洪后，洪峰流量由原來的551.5 m3/s和364，5 m3/s分別削減為345 m3/s和245

14、m3/s，要求設(shè)計(jì)洪水最大下泄量限制為245m3/s。d. 漁業(yè)水庫(kù)蓄水后，正常蓄水位時(shí)水庫(kù)面積1.09km2，為發(fā)展養(yǎng)魚等水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)創(chuàng)造了有利條件。e. 供水供鐘呂村及其下游村民生活用水。f. 其它工程計(jì)劃在三年內(nèi)完成。第2章 B江水利樞紐設(shè)計(jì)資料說明2.1流域概況本工程位于江西婺源縣樂安河一級(jí)支流曉港水的鐘呂村上游約160m處，壩址以上控制流域面積33km。曉港水在鐘呂村上游約300m處，由兩支水系匯合而成，其中東支發(fā)源于石耳山，南支發(fā)源于清灣頭尖，河流在曉港村匯入樂安河，本流域上游為中低山區(qū)，山勢(shì)陡峭，中下游為低山丘陵區(qū)，山體凌亂，沖溝發(fā)育。2.2氣候特性2.2.1氣溫流域內(nèi)多年平均氣溫

15、16.7，以一月份平均氣溫4.6為最低，七月份平均氣溫28為最高，歷年極端最高氣溫41，極端最低氣溫-11。2.2.2降雨量流域多年平均降雨均值2047.7mm。2.2.3風(fēng)速及吹程多年平均最大風(fēng)速12.6m/s，吹程1.6km。2.3水文特性2.3.1年日常徑流據(jù)水文資料推算，壩址處多年平均流量1.28m/s，多年平均總徑流量4040萬m。2.3.2洪峰流量經(jīng)頻率分析，p=0.1%的洪峰流量為551.5m/s,三日洪量為1569萬m，p=2%的洪峰流量為364.5m/sec,三日洪量為965萬m。2.3.3水庫(kù)水位庫(kù)容關(guān)系水庫(kù)水位庫(kù)容關(guān)系見表2-1：表2-1 水庫(kù)水位庫(kù)容關(guān)系水位（m）227

16、.5236.08237.78248276278.11庫(kù)容（104m）011.0522.1172.01910.02145.22.3.4壩址水位-流量關(guān)系壩址水位-流量關(guān)系見表2-2：表2-2 壩址水位-流量關(guān)系水位(m)227.5228.0228.5229.0229.5230.0230.5流量(m/s)06.028.966.77121.97196.05281.782.3.5固體徑流流域河段多年平均輸砂量為0.29萬噸，泥沙容重估算為1.3t/m。估計(jì)水庫(kù)淤積年限與高程關(guān)系如表2-3：淤積年限（年）泥沙淤積量（萬m）淤積高程（m）5011.05236.0810022.1237.78表2-3 水庫(kù)淤

17、積特性2.4工程地質(zhì)2.4.1庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)庫(kù)區(qū)屬構(gòu)造剝蝕低山地貌，山勢(shì)陡峭，分水嶺雄厚，地形封閉，植被良好， 未見滑坡等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象。組成庫(kù)岸及庫(kù)盆的地層巖性主要為前震旦系板溪群的千枚狀綠泥絹云母板巖，千枚巖和變質(zhì)砂巖。庫(kù)區(qū)巖石受多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，斷層和裂隙發(fā)育，巖石的褶皺和撓曲也很常見，構(gòu)造行跡以北東向壓扭性為主，常見有北西向張扭性斷裂和近東西向平推斷層，未見有較大的導(dǎo)水?dāng)嗔堰B通庫(kù)外。庫(kù)區(qū)地下水類型主要為第四系松散堆積物孔隙潛水和基巖裂隙水，受大氣降水補(bǔ)給，排泄于河谷與河床，庫(kù)岸山體地下水位較高，一般在300m高程以上，組成庫(kù)岸及庫(kù)盆的巖石表部透水性強(qiáng)，但深部巖石透水性微弱，屬相對(duì)不透

18、水層。庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)良好，水庫(kù)蓄水后，不存在永久滲漏、岸邊再造、浸沒及水庫(kù)誘發(fā)地震等問題。2.4.2壩址工程地質(zhì)(1) 地貌壩址區(qū)屬構(gòu)造剝蝕低山地貌，山頂高程為280450m，壩區(qū)河床較寬，約2050m，為一“U”型河谷，兩岸山坡不對(duì)稱，左岸山體雄厚，山坡角3040度，右岸山體較為單薄，山坡角2030度，且在右岸有一低矮埡口，頂高程約276m，壩址區(qū)沖溝發(fā)育，且切割較深，未見滑坡等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象，自然邊坡穩(wěn)定。(2) 地層巖性壩址區(qū)出露的地層巖性為前震旦系板溪群第四段綠泥絹云母千枚巖夾變質(zhì)砂巖，第四系松散堆積物及變質(zhì)輝常巖，其巖性特征為： 綠泥絹云母千枚巖：灰綠色，主要礦物成分為絹云母、石英、

19、長(zhǎng)石、綠泥石等，千枚狀構(gòu)造，其余碎屑顯微鱗片狀構(gòu)造，巖石撓曲和褶皺常見，片理極發(fā)育，巖層產(chǎn)狀N4060E，NW3860。 變質(zhì)砂巖：青灰色，主要礦物成分未石英、長(zhǎng)石及巖屑等，中細(xì)砂粒結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，有輕微的變質(zhì)，巖石結(jié)構(gòu)致密，巖性堅(jiān)硬。 第四系松散堆積物主要為沖擊砂卵石，漂石，厚11.5m，分布于河床部位，殘坡積壤土、碎塊石土，厚16m，分布于兩岸山坡及沖溝部位。 變質(zhì)輝長(zhǎng)巖：暗綠、深綠色，主要礦物成分為綠泥石、綠簾石、纖閃石及少量石英，輝長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，微具定向構(gòu)造，巖石質(zhì)地堅(jiān)硬，在壩址區(qū)呈巖株或巖脈產(chǎn)出。(3) 地質(zhì)構(gòu)造壩址區(qū)地處華夏系及新華夏系構(gòu)造復(fù)合部位，出露的地層古老，經(jīng)歷了多次構(gòu)

20、造運(yùn)動(dòng)，壩址區(qū)斷層裂隙發(fā)育，巖石破碎，巖層褶皺和撓曲常見。在初步設(shè)計(jì)階段共發(fā)現(xiàn)斷層20條。壩基開挖后，在壩基部位新發(fā)現(xiàn)小斷層14條及兩條風(fēng)化夾層，但密度均較小。主要斷層：F5壓扭性斷層：產(chǎn)狀N35，NW80，寬0.1 0.15m，主要由片狀巖、碎性巖組成，構(gòu)造巖強(qiáng)風(fēng)化，性狀較差，出露于左岸趾板齒槽228m高程附近。F12壓扭性斷層：產(chǎn)狀N40E，NW66，寬0.20.4m，主要由片狀巖組成，構(gòu)造巖呈強(qiáng)風(fēng)化，性狀較差，出露于左岸趾板齒槽236m高程附近。F22層間擠壓破碎帶：產(chǎn)狀N55E，NW55，寬0.10.25m，主要由片狀巖、石英脈組成，構(gòu)造巖強(qiáng)風(fēng)化，性狀較差，出露于左岸趾板齒槽260m高

21、程附近。F29壓扭性斷層：產(chǎn)狀N25E，NW70，寬0.080.1m，主要由碎裂巖組成，見0.51.5cm厚的斷層泥繼續(xù)分布，斷層間較平，構(gòu)造巖呈強(qiáng)風(fēng)化，性狀差，出露于河床趾板齒槽部位。裂隙：壩址區(qū)巖石裂隙發(fā)育，巖石破碎，壩基開挖后，對(duì)壩基巖石裂隙作了統(tǒng)計(jì)，主要有兩組發(fā)育方向：一是NE向?qū)用?，裂隙產(chǎn)狀N4060E，NW3860，裂面稍扭，普遍見Fe、Mn質(zhì)浸染，表面張開或微張，局部見次生泥充填，延伸長(zhǎng)，極發(fā)育；二是NW3050W，SW或NE4080，裂面光滑平整，見Fe、Mn質(zhì)浸染，間距一般20cm，延伸較短，發(fā)育。風(fēng)化夾層：壩基開挖后，在河床右側(cè)趾板齒槽部位發(fā)現(xiàn)了兩條風(fēng)化夾層WJ1，WJ2，

22、產(chǎn)狀N42E，NW0.7弱風(fēng)化巖石0.55飽和抗壓強(qiáng)度：微新巖石40MPa弱風(fēng)化巖石25MPa其它試驗(yàn)參數(shù)見表2-4。表2-4 堆石試驗(yàn)參數(shù)表組別試驗(yàn)干密度（g/cm）C(KPa)。KnRfGFDA2.104738.58800.350.820.460.201.5B2.056037.72600.320.810.430.181.8b復(fù)合土工膜表2-5 復(fù)合土工膜試驗(yàn)參數(shù)表項(xiàng) 目單 位量 值備 注單位面積質(zhì)量g/m211001300350/0.4/350350/0.6/350膜 厚250m高程以上mm0.4250m高程以下mm0.6周邊縫等處mm0.8周邊縫、水平縫、分縫處寬條縱向拉伸強(qiáng)度kN/m1

23、518350/0.4/350350/0.6/350伸長(zhǎng)率%50窄條縱向拉伸強(qiáng)度kN/m1518350/0.4/350350/0.6/350伸長(zhǎng)率%50摩 擦 系 數(shù)與水泥砂漿0.577與現(xiàn)澆砼0.6粘 結(jié) 力kg/cm20.1表2-5（續(xù)）項(xiàng) 目單 位量 值備 注滲 透 系 數(shù)cm/s110-112.4.3引水發(fā)電隧洞工程地質(zhì)條件 引水發(fā)電隧洞通過地段屬低山地貌區(qū)，山頂高程300400m相對(duì)高程100200m，隧洞區(qū)沖溝發(fā)育，山體切割較深且較零亂，地表植被發(fā)育，未見有不良物理地質(zhì)現(xiàn)象。隧洞圍巖由絹云母千枚巖、變質(zhì)粉砂巖、凝灰質(zhì)千枚巖與粉砂質(zhì)板巖層。絹云母千枚巖偶夾粉砂質(zhì)板巖及粉砂質(zhì)板巖等組成。

24、巖石層面裂隙極發(fā)育、褶皺、撓曲嚴(yán)重，斷層發(fā)育切規(guī)模大，性狀差，其中絹云母千枚巖、凝灰質(zhì)千枚巖水理性質(zhì)較差，且遇水易軟化，軟化系數(shù)低，凝灰質(zhì)千枚巖成分復(fù)雜，還易于風(fēng)化。絹云母千枚巖與凝灰質(zhì)千枚巖在洞線出露的長(zhǎng)度占洞線總長(zhǎng)的19%，說明洞線圍巖大部分由絹云母千枚巖與凝灰質(zhì)千枚巖構(gòu)成。根據(jù)工程類比可知：千枚巖的單軸飽和抗壓強(qiáng)度為1640Mpa，軟化系數(shù)0.630.93，屬半堅(jiān)硬較軟化，抗水性較差的片狀（薄層狀）巖體。根據(jù)中小型水利水電工程地質(zhì)勘查規(guī)范可以確定隧洞圍巖大部分屬類巖體。少部分為或類巖體。其有關(guān)力學(xué)參數(shù)如表2-6：表2-6 圍巖主要特征及f、K值一覽表樁 號(hào)圍巖主要特性fk (10N/cm

25、)0+000-0+013強(qiáng)風(fēng)化絹云母千枚巖250表2-6（續(xù)）樁 號(hào)圍巖主要特性fk (10N/cm)0+013-0+095弱風(fēng)化絹云母千枚巖341502000+095-0+740微新千枚巖變質(zhì)粉砂巖563004000+740-0+800微新千枚巖變質(zhì)粉砂巖，滴水較嚴(yán)重，覆蓋層厚度接近0.7倍水452002500+800-0+845F、F斷裂破碎帶2500+845-0+895微新千枚巖，偶見滴水，裂隙密集帶452002500+895-1+030微新千枚巖變質(zhì)粉砂巖，覆蓋層厚度接近0.7倍水頭563004501+030-1+090F斷層破碎帶2501+090-1+885微新千枚巖變質(zhì)粉砂質(zhì)巖板，

26、變質(zhì)粉砂巖，局部洞段滴水較嚴(yán)重，裂隙密集成帶，覆蓋層厚度小于0.7倍水頭563004501+885-1+940弱變質(zhì)粉砂巖夾千枚巖，F(xiàn)斷層破碎帶偶見滴水，覆蓋層厚度小于0.7倍水頭34150250表2-6（續(xù)）樁 號(hào)圍巖主要特性fk (10N/cm)1+940-1+960弱風(fēng)化凝灰質(zhì)千枚巖，覆蓋層厚度小于0.7倍水頭2801001+960-2+021強(qiáng)風(fēng)化凝灰質(zhì)千枚巖，F(xiàn)、F、F斷裂破碎帶，覆蓋層厚度小于0.7倍水頭2502+021-2+461弱風(fēng)化凝灰質(zhì)千枚巖、變質(zhì)粉砂巖夾板巖、絹云母千枚巖、泥質(zhì)、粉砂質(zhì)板巖、凝灰質(zhì)千枚巖與粉砂質(zhì)板巖互層，常見滴水，較分散，F(xiàn)FFF斷層破碎帶，裂隙密集帶較多

27、，圍巖穩(wěn)定性差，覆蓋層厚度小于0.7倍水頭231002002+461-2+493強(qiáng)風(fēng)化變質(zhì)石英砂巖，有滴水，裂隙密集帶，覆蓋層厚度小于0.7倍水頭341502002+493-2+501弱風(fēng)化凝灰質(zhì)千枚巖，覆蓋層厚度小于0.7倍水頭，有滴水280100表2-6（續(xù)）樁 號(hào)圍巖主要特性fk (10N/cm)2+501-2+511F斷層破碎帶，覆蓋層厚度小于0.7倍水頭2502+511-2+516強(qiáng)風(fēng)化凝灰質(zhì)錢枚巖，覆蓋層厚度小于0.7倍水頭，偶見滴水2801002+516-2+554強(qiáng)風(fēng)化變質(zhì)巖屑砂巖、變質(zhì)輝長(zhǎng)巖偶夾板巖，常見滴水，F(xiàn)斷層破碎帶，裂隙密集帶較多，覆蓋層厚度小于0.7倍水頭23100

28、1502+554-2+565明挖、沖溝2+565-2+580強(qiáng)風(fēng)化絹云母千枚巖，覆蓋層厚度小于0.7倍水頭2502+580-2+670弱風(fēng)化絹云母千枚巖，覆蓋層厚度小于0.7倍水頭，F(xiàn)斷層破碎帶，有滴水231001502+670-2+840微風(fēng)化絹云母千枚巖，偶夾粉砂質(zhì)板巖，覆蓋層厚度小于0.7倍水頭，有滴水452003002+840-3+185微新絹云母千枚巖，偶見滴水56300450表2-6（續(xù)）樁 號(hào)圍巖主要特性fk (10N/cm)3+185-3+290微新絹云母千枚巖，覆蓋層厚度小于0.7倍水頭452003003+290-3+323弱風(fēng)化絹云母千枚巖，覆蓋層厚度小于0.7倍水頭231

29、001503+323-3+365（出口）強(qiáng)風(fēng)化絹云母千枚巖，F(xiàn)斷層破碎帶，塌方嚴(yán)重，覆蓋層厚度小于0.7倍水頭2502.4.4地震烈度壩址及庫(kù)區(qū)地震烈度屬度以下，設(shè)計(jì)時(shí)可不考慮地震荷載。2.5建筑材料2.5.1砂礫石料壩址流域砂礫石料貧乏，但在江灣水和段莘水流域有梨苗場(chǎng)和古玩料場(chǎng)，距大壩約1015km,有公路相通，運(yùn)輸方便。梨苗場(chǎng) 、古玩料場(chǎng)均為砂卵（礫）石混合料，砂卵（礫）石儲(chǔ)量豐富，質(zhì)量良好，滿足工程要求。2.5.2堆石料壩址附近廣泛分布綠泥絹云母千枚巖，弱至微風(fēng)化巖石，巖性較堅(jiān)硬，力學(xué)強(qiáng)度較高，質(zhì)量較好，儲(chǔ)量豐富，可作為大壩堆石料。壩址附近粘土很少，壩址上下游有一定的粘土分布，均為當(dāng)?shù)剞r(nóng)

30、民耕地。2.6經(jīng)濟(jì)資料1.庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)：淹沒耕地455畝，遷移人口384人。2.對(duì)外交通3.附屬工廠及生活區(qū)4.負(fù)荷位置第3章 設(shè)計(jì)要求及參考書目3.1設(shè)計(jì)要求在明確設(shè)計(jì)任務(wù)及對(duì)原始資料進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，要求：1.根據(jù)防洪要求，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計(jì)算，確定壩高程及岸坡溢洪道尺寸；2.通過分析，對(duì)可能的方案進(jìn)行比較，確定樞紐組成建筑物型式，輪廓尺寸及水利樞紐布置方案；3.詳細(xì)做出大壩設(shè)計(jì)，通過比較，確定壩的基本剖面與輪廓尺寸，擬定地基處理方案和壩身結(jié)構(gòu)，進(jìn)行水力、靜力計(jì)算；進(jìn)行專題一的設(shè)計(jì)；4.進(jìn)行專題二的施工組織設(shè)計(jì)：決定樞紐的施工導(dǎo)流方案，安排施工的控制性進(jìn)度，進(jìn)行第一主要建筑物的概預(yù)算，編

31、制招標(biāo)公告及投標(biāo)文件。3.2設(shè)計(jì)依據(jù)包括相關(guān)參考文獻(xiàn)、主要設(shè)計(jì)規(guī)范以及上級(jí)機(jī)關(guān)批文。第4章 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算4.1洪水調(diào)節(jié)演算4.1.1洪水調(diào)節(jié)演算原理由于本設(shè)計(jì)中資料有限，僅有p=2%、p=0.1%的流量及相應(yīng)的三日洪水總量，無法準(zhǔn)確畫出洪水過程線。設(shè)計(jì)中采用三角形法模擬洪水過程線。根據(jù)洪峰流量和三日洪水總量，可作出一個(gè)三角形，根據(jù)水量相等原則，對(duì)三角形進(jìn)行修正，得到一條模擬的洪水過程線，如圖1-1,圖1-2 。根據(jù)本工程軟弱巖基，選用單寬流量約為2050m3/s，允許設(shè)計(jì)洪水最大下泄流量245m3/s，故閘門寬度約為4.9m12.5m，選擇四種寬度進(jìn)行比較，假定堰寬分別為8m、10m和12m,

32、并假定兩個(gè)堰頂高程，由于假定的堰頂高程比較接近，故根據(jù)公式求得的也非常接近，所以每個(gè)堰寬中只選擇一種堰頂高程及其相應(yīng)的作出HQ關(guān)系曲線。正常蓄水位275.5m，對(duì)應(yīng)庫(kù)容為1879.0萬m3。通過洪水資料，作出設(shè)計(jì)情況和校核情況下的洪水過程線；假定堰高、堰寬，確定各情況下的起調(diào)流量；假定不同的下泄流量q,由洪水過程線求出庫(kù)容V，由庫(kù)容V，查水位-庫(kù)容曲線，找出相應(yīng)的水位H，從而，對(duì)于每一組情況下可作出一條QH水位上升曲線；根據(jù)公式,又可作出一條QH泄流曲線；對(duì)應(yīng)于每一種情況，可從QH圖中確定相應(yīng)的Q和H值。 (1-1) 式中：側(cè)收縮系數(shù)，取=0.9；m流量系數(shù)，m=0.5； B溢流孔口凈寬； H

33、堰上水頭；4.1.2洪水調(diào)洪演算方法進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計(jì)算的方法很多，目前常用的是：列表試算法，半圖解法。本設(shè)計(jì)采用的是簡(jiǎn)化三角形法，也叫高切林法。4.2 洪水標(biāo)準(zhǔn)分析設(shè)計(jì)情況，采用50年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)。P=2%的洪峰流量為364.5 m3/s,三日洪量為965萬m3。校核情況，采用千年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)。P=0.1%洪峰流量為551.5 m3/s,三日洪量為1569萬m3。4.3 泄水建筑物的型式選擇水利樞紐中的泄水建筑物一般包括設(shè)于河床的溢流壩、泄水閘、泄水孔，設(shè)于河岸的溢洪道、泄水隧洞等。本設(shè)計(jì)采用壩型為混凝土面板堆石壩（具體見5.2節(jié)），因此泄水建筑物一般可以布置緊挨壩體。下面根據(jù)本工程的地形、

34、地質(zhì)條件，對(duì)正槽溢洪道、側(cè)槽溢洪道及泄水隧洞這三種泄水建筑物進(jìn)行比較選擇。泄水隧洞布置得一般原則是：地質(zhì)條件好，路線短，水流順暢，與樞紐其他建筑無相互不良的影響。洞線宜選擇在沿線地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、巖體完整穩(wěn)定、巖性堅(jiān)硬，上覆巖體厚度大，水文地質(zhì)條件有利和施工方便的地段。避開圍巖破碎、地下水位高或滲水量很大的巖層和可能坍塌的不穩(wěn)定地帶，同時(shí)防止洞身離地表太淺。本工程壩址區(qū)地處華夏系及新華夏系構(gòu)造復(fù)合部位，出露的地層古老，經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，壩址區(qū)斷層裂隙發(fā)育，巖石破碎，巖層褶皺和撓曲常見。壩址區(qū)巖石的透水性及相對(duì)不透水層埋深經(jīng)先導(dǎo)孔壓水試驗(yàn)，布置泄水建筑物的左岸山坡相對(duì)不透水層埋深1024米，上部透

35、水層q值為6.7196.7Lu，大者達(dá)到341.7Lu，屬中等-嚴(yán)重透水層。本工程最大壩高53米，正常蓄水位276.6米，因此要避開透水層而布置泄水隧洞，工程量顯然很大，而且本工程地質(zhì)條件不好，故不采用隧洞泄洪。河岸溢洪道是布置在攔河壩壩肩或攔河壩上游水庫(kù)庫(kù)岸的泄洪通道，水庫(kù)的多余的來洪經(jīng)此泄往下游河床，常以堰流方式泄水，有較大的超泄能力。正槽溢洪道過堰水流方向與堰下泄槽縱軸線方向一致。側(cè)槽溢洪道水流過堰后急轉(zhuǎn)近90，再經(jīng)泄槽下泄。從地質(zhì)條件上來說，溢洪道應(yīng)力爭(zhēng)位于較堅(jiān)硬的巖基上，但較泄洪隧洞要求較低，但在地基條件差的基巖上，要注意襯砌和防沖的設(shè)計(jì)。同時(shí)對(duì)于堆石壩而言，河岸溢洪道可與壩體相接，

36、從而既可減少溢洪道的開挖量，也可以減少壩體的填筑量。因此，本工程泄水建筑物采用河岸溢洪道。4.4 調(diào)洪演算及泄水建筑物尺寸（堰頂高程/孔口尺寸）的確定4.4.1 調(diào)洪演算方法（高切林法）通過洪水資料，作出設(shè)計(jì)情況和校核情況下的洪水過程線；假定不同的堰高、堰寬，假定不同的下泄流量Q，由洪水過程線做切線，求出對(duì)應(yīng)的起調(diào)流量和增加的庫(kù)容V，再加上對(duì)應(yīng)的該種假設(shè)情況下的堰頂高程水位以下對(duì)應(yīng)的庫(kù)容，得到總的庫(kù)容V，查水位-庫(kù)容關(guān)系曲線，找出相應(yīng)的水位H，從而，對(duì)于每一組情況下可作出一條QH曲線；根據(jù)公式,又可作出一條QH曲線；對(duì)應(yīng)于每一種情況，可從QH圖中確定相應(yīng)交點(diǎn)的Q和H值。4.4.2 洪水過程線的

37、模擬由于本設(shè)計(jì)中資料有限，僅有p=2%、p=0.1%的洪峰流量及相應(yīng)的三日洪水總量，無法準(zhǔn)確畫出洪水過程線。按照規(guī)范，洪水過程線應(yīng)用P型曲線擬合，但實(shí)際操作過程中較難，故本設(shè)計(jì)中采用三角形法模擬洪水過程線，并在曲線形狀上盡量擬合為P型。根據(jù)洪峰流量和三日洪水總量，可作出一個(gè)三角形（如圖中虛線），根據(jù)水量相等原則，對(duì)三角形進(jìn)行修正，得到一條模擬的洪水過程線（如圖中的曲線）。圖4-1 三角形法 圖4-2 洪水過程線 圖4-3 調(diào)洪演算4.4.3 計(jì)算公式計(jì)算采用公式： （4-5）式中：m流量系數(shù)，溢洪道采用實(shí)用堰形式，初步設(shè)計(jì)時(shí)取m=0.502 側(cè)收縮系數(shù)，；因閘門寬度較小，故只采用單孔閘門n=1

38、，設(shè)置兩個(gè)半圓形邊墩，故=0.7,所以。 B溢流孔口凈寬； H堰上水頭。4.4.4 計(jì)算結(jié)果各方案計(jì)算結(jié)果如下表表4-1 調(diào)洪演算結(jié)果匯總表方案堰頂寬度(m)堰頂高程(m)設(shè)計(jì)洪水位(m)設(shè)計(jì)下泄流量(m3/s)校核洪水位(m)校核下泄流量(m3/s)超高（m5276.2206.21.22272275.8126.4277.11911.33273277.4157.9278.5228.21.1410271274.5147.2275.6213.91.15272275.3145.8276.5196.41.26273277.2183.4278.3250.70.971227127

39、4.4154.9275.1221.10.78272275.1136276.1206.819273276.9188.1278.1282.61.2綜合工程量和安全性可知選用堰頂寬度10米，堰頂高程273米，設(shè)計(jì)洪水位277.2米，設(shè)計(jì)下泄流量183.4m3/s，校核洪水位278.3米，校核下泄流量250.7m3/s。4.5壩頂高程的確定4.5.1 波浪要素計(jì)算由于大壩所在地區(qū)為丘陵地區(qū)，所以根據(jù)水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范DL 5077-1997,波浪要素宜采用鶴地水庫(kù)公式計(jì)算（適用于庫(kù)水較深，V026.5m/s及D7.5km）。 （4-6） （4-7）式中：累積頻率為5%的波高(m) Lm平均波長(zhǎng)(m

40、) V0為水面以上10m處的風(fēng)速，正常運(yùn)用條件下（正常蓄水位或設(shè)計(jì)洪水位）三級(jí)壩采用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速的1.5倍；非常運(yùn)用條件下（校核洪水位）的各級(jí)土石壩，采用相應(yīng)洪水期多年平均最大風(fēng)速。表4-2 不同累積頻率下的波高與平均波高比值(hp/hm) hm/Hm0.112345101320500.02.972.422.232.112.021.951.711.611.430.940.12.702.262.092.001.921.871.651.561.410.960.32.462.091.961.881.811.761.591.511.370.980.42.011.781.681.641.6

41、01.561.441.391.301.010.51.801.631.561.521.491.461.371.331.251.01波浪中心線高出計(jì)算靜水位hz按下式計(jì)算： （4-8）式中：H水深； h1%累積頻率1%的波高。4.5.2擋墻頂高程的確定根據(jù)碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范,壩頂上游L型擋墻在水庫(kù)靜水位以上高度按下式確定： y=R+e+A （4-9） (4-10)式中：y壩頂超高； R最大波浪在壩坡上的爬高，按h1%算； A安全超高，根據(jù)碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范（SL274-2001）表5.3.1規(guī)定，本壩按照正常使用情況下的三級(jí)壩取：安全超高A=0.7mL型防浪墻頂高程=max （4-11）計(jì)算結(jié)

42、果 正常蓄水位+正常運(yùn)用情況：H頂=H正常+y正常=276.6+1.65211=278.25m設(shè)計(jì)洪水位+正常運(yùn)用情況：H頂=H設(shè)計(jì)+y設(shè)計(jì)=272.2+1.65211=278.25m校核洪水位+非常運(yùn)用情況： H頂=H校核+y校核=278.3+0.9719=279.27m故擋墻頂高程為279.27m，考慮施工方便和施工的精度，選取L型擋墻頂高程為281m。根據(jù)混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)規(guī)范（SL228-98）要求，防浪墻頂要高出壩頂11.2m，本設(shè)計(jì)取1.2m,則壩頂高程為279.8m。第5章 主要建筑物型式選擇及樞紐布置5.1 樞紐等別及組成建筑物級(jí)別由上一章經(jīng)過調(diào)洪演算得，校核洪水位為278.

43、2m，水電站裝機(jī)容量為6400kW,水庫(kù)總庫(kù)容為2127.03萬m3,根據(jù)水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)SL252-2000，本工程等別為三級(jí)，工程規(guī)模為中等。主要建筑物級(jí)別：3級(jí)；次要建筑物級(jí)別：4級(jí)；臨時(shí)建筑物級(jí)別：5級(jí)。5.2 壩型選擇 壩型選擇是壩工設(shè)計(jì)中首先要解決的一個(gè)重要問題，因?yàn)樗P(guān)系到整個(gè)樞紐的工程量、投資和工期。壩高、筑壩材料、地形、地質(zhì)、氣候、施工和運(yùn)行條件等都是影響壩型選擇的主要因素。5.2.1 定性分析a. 各種常見壩型比較水利樞紐中的擋水建筑物攔河壩常見的主要型式有：重力壩、拱壩、支墩壩、土石壩及新型壩型如碾壓混凝土壩、面板堆石壩等。下面根據(jù)本工程的地形、地質(zhì)條件和材

44、料儲(chǔ)備情況對(duì)以上壩型進(jìn)行比較，選擇適合的壩型。（1）重力壩重力壩在我國(guó)的應(yīng)用十分廣泛。重力壩工作原理：一是依靠自重在壩基面上產(chǎn)生摩阻力來抵抗水平水壓力以達(dá)到穩(wěn)定要求；二是利用壩體自重在水平面上產(chǎn)生壓應(yīng)力來抵消由于水壓所引起的拉應(yīng)力以滿足強(qiáng)度要求。重力壩的主要特點(diǎn)：1)抗沖刷能力強(qiáng)；2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；3)對(duì)地形地質(zhì)條件適應(yīng)性能好；4)壩體與地基的接觸面積大，受揚(yáng)壓力影響大；5)重力壩的剖面尺寸較大；6)壩體體積大，水泥用量多，混凝土水化熱高，散熱條件差。重力壩對(duì)壩址處地基的要求：具有足夠的強(qiáng)度，以承受壩體的壓力；具有足夠的整體性和均勻性，以滿足壩基抗滑穩(wěn)定和減少不均勻沉陷的要求；具有足夠的抗?jié)B性，以

45、滿足壩基滲透穩(wěn)定和減少滲漏的要求；具有足夠的耐久性，以防止在水的長(zhǎng)期作用下基巖性質(zhì)發(fā)生惡化。但對(duì)于本工程，地質(zhì)條件差，地基承載能力較低，且弱風(fēng)化巖與混凝土之間的摩擦系數(shù)f=0.50.6,為達(dá)到穩(wěn)定要求必然增加斷面面積，增加工程量，而且，用來拌和混凝土的砂礫石料只有在離壩址1015km處才有料場(chǎng)，這樣會(huì)大大增加工程造價(jià)，不合理，故不宜選用重力壩。（2）拱壩拱壩是在平面上呈凸向上游的擋水建筑物，借助拱的作用將上游水壓力的全部或部分傳給河谷兩岸的基巖。拱壩的工作原理：一是依靠拱的作用，將荷載傳給拱座；二是依靠懸臂梁的作用將荷載傳給基巖。其主要特點(diǎn)：1)受力條件好，河谷形狀深窄較好；2)壩體積小，主要

46、依靠拱作用維持穩(wěn)定，自重作用影響不大；3)超載能力強(qiáng)，安全度高；4)抗震性能好；5)施工技術(shù)要求高，地基處理要求嚴(yán)格。根據(jù)拱壩的特點(diǎn)，要求建造于狹窄河谷上；對(duì)地質(zhì)較理想的條件是巖石盡量密致，質(zhì)地均勻，有足夠的強(qiáng)度、不透水性和耐久性；兩岸拱座基巖堅(jiān)固而完整，邊坡穩(wěn)定，沒有大的斷裂構(gòu)造和軟弱夾層。而本工程地形河谷較寬，特別是地質(zhì)條件較差：斷層裂隙發(fā)育，巖石破碎，強(qiáng)度低，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，相對(duì)不透水層埋藏較深，透水層屬中等嚴(yán)重透水層，若建造拱壩，則開挖量必然巨大，且大壩的安全性不高，故不宜建拱壩。（3）支墩壩支墩壩是由一系列支墩和其支承的上游擋水蓋板所組成，庫(kù)水壓力泥沙壓力等由蓋板傳給支墩，再由支墩傳給地基

47、。支墩壩結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且對(duì)地質(zhì)條件和拱壩一樣高，故對(duì)本工程，不宜采用支墩壩的型式。（4）土石壩通過以上幾種壩型分析，并結(jié)合本工程壩址附近具有儲(chǔ)量豐富且質(zhì)量較好的堆石料的情況，建議采用土石壩（又稱為當(dāng)?shù)夭牧蠅危┑男褪?。土石壩的?yōu)點(diǎn)：1) 筑壩材料就地取材，節(jié)省大量鋼材、水泥、木材等建筑材料。2) 適應(yīng)地形變形能力強(qiáng)。土石壩的結(jié)構(gòu)具有適應(yīng)地基變形的良好條件，對(duì)地基的要求比混凝土壩的低；3) 施工方法選擇靈活性大。能適應(yīng)不同的施工方法，且工序簡(jiǎn)單、施工速度快，質(zhì)量容易保證。4) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，運(yùn)行管理方便，工作可靠，便于維修加高。不足之處：1) 壩頂不能溢流，常需另開溢洪道；2) 施工導(dǎo)流不如混

48、凝土壩方便，因而相應(yīng)也增加了工程造價(jià)；3) 壩體斷面大，土料填筑的質(zhì)量易受氣候影響。b. 土石壩各壩型比較我國(guó)幅員遼闊，各種自然條件、土料特性等千差萬別，需要根據(jù)具體情況，發(fā)展和選擇適宜形式的土石壩。在壩型選擇中，不應(yīng)拘泥于現(xiàn)存觀點(diǎn)。筑壩技術(shù)在不斷進(jìn)步，新的施工機(jī)械也在不斷出現(xiàn)，以前看來似乎沒有什么前途的面板堆石壩，由于應(yīng)用大型振動(dòng)碾提高壓實(shí)效果，今日已發(fā)展成為具有強(qiáng)大生命力的壩型。土石壩設(shè)計(jì)中的許多問題，不少是偏經(jīng)驗(yàn)性的，在很大程度上需要依靠分析和判斷。應(yīng)用瀝青混凝土作防滲體的土石壩，采用土工薄膜防滲的土石壩以及定向爆破堆石壩等，在各種條件下都有一定的應(yīng)用和發(fā)展前景。（1）均質(zhì)壩、土質(zhì)防滲體

49、的心墻壩和斜墻壩均質(zhì)壩、土質(zhì)防滲體的心墻壩和斜墻壩可以適應(yīng)任意的地形、地質(zhì)條件；對(duì)筑壩土料的要求逐漸放寬；既可采用先進(jìn)的施工機(jī)械進(jìn)行建造，在條件不具備時(shí)，也可采用比較簡(jiǎn)單的施工機(jī)械修筑，因而對(duì)我國(guó)的中小型工程是值得優(yōu)先考慮的壩型。均質(zhì)壩壩體材料單一，施工方便，當(dāng)壩址附近有數(shù)量足夠的適宜土料時(shí)可以選用。這種壩所用的土料的滲透系數(shù)較小，施工期壩體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生孔隙水壓力，影響土料的抗剪強(qiáng)度，所以，壩坡較緩，工程量大。一般適用于中、低高度的壩，但近年來也有向高壩發(fā)展的趨勢(shì)，特別是在具有較大內(nèi)摩擦角的含粘性的砂質(zhì)和礫質(zhì)土的情況下，由于在壩的中部設(shè)置豎向和水平排水，可以大大降低壩體內(nèi)的浸潤(rùn)線，并減少孔隙水壓力。心墻壩和斜墻壩的土質(zhì)心墻和斜墻便于與壩基內(nèi)的垂直和水平防滲