水利水電樞紐工程畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 水文1</b></p><p><b>　　1.1流域概況1</b></p><p><b>　　1.2氣象2</b></p><p><b>　　1.3徑流5&

2、lt;/b></p><p><b>　　1.4設(shè)計洪水6</b></p><p>　　2 壩址地形及地質(zhì)資料8</p><p>　　2.1 區(qū)域地質(zhì)8</p><p>　　2.2 區(qū)域穩(wěn)定及地震9</p><p>　　2.3 庫區(qū)工程地質(zhì)條件10</p><p

3、>　　2.4 壩址工程地質(zhì)評價10</p><p>　　2.5 工程材料12</p><p>　　2.6 水庫特征水位13</p><p>　　2.7 電站廠房13</p><p><b>　　3 調(diào)洪演算14</b></p><p>　　3.1 工程等別14</p>

4、<p>　　3.2 主要建筑物和次要建筑物的等級14</p><p>　　3.3 洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定15</p><p>　　3.4 調(diào)洪演算的原理15</p><p>　　3.5 初擬溢流壩段的基本尺寸17</p><p>　　3.6 繪制堰上水頭與下泄流量關(guān)系曲線18</p><p>　　3.7

5、 壩址庫容曲線20</p><p>　　3.9 設(shè)計洪水位p%=0.2%時調(diào)洪的試算21</p><p>　　3.10 校核洪水位的試算過程22</p><p>　　3.11 泄流能力的校核23</p><p>　　3.12 側(cè)收縮系數(shù)的確定23</p><p>　　3.13 泄流能力校核24</p&

6、gt;<p>　　3.14 溢流壩段總長度的確定24</p><p>　　3.15 水文水利規(guī)劃成果25</p><p>　　4 壩型選擇樞紐布置25</p><p>　　4.1 壩型選擇25</p><p>　　4.2 壩軸線的布置原則29</p><p>　　4.3 水利樞紐布置29<

7、;/p><p>　?。?）泄洪建筑物30</p><p>　　（2）水電站建筑物31</p><p>　　（3）放空建筑物31</p><p>　?。?） 通航建筑物32</p><p>　　5非溢流壩段設(shè)計33</p><p>　　5.1非溢流壩段經(jīng)濟(jì)剖面尺寸擬定33</p>

8、;<p>　　5.1.1非溢流壩段剖面設(shè)計基本原則33</p><p>　　5.1.2基本剖面尺寸擬定33</p><p>　　5.1.3壩高擬定33</p><p>　　5.1.4壩頂寬度擬定34</p><p>　　5.1.5剖面圖34</p><p>　　5.2抗滑穩(wěn)定分析34</

9、p><p>　　5.2.1重力壩非溢流壩段主要荷載計算35</p><p>　　5.2.2穩(wěn)定分析36</p><p>　　5.3 應(yīng)力分析37</p><p>　　5.3.1應(yīng)力分析的基本原理和方法37</p><p>　　5.3.2應(yīng)力分析計算37</p><p>　　6 溢流壩段設(shè)計

10、38</p><p>　　6.1溢流壩段基本剖面尺寸擬定38</p><p>　　6.1.1頂部溢流段38</p><p>　　6.1.2中間直線段40</p><p>　　6.1.3反弧段40</p><p>　　6.2閘門設(shè)計41</p><p>　　6.3閘墩設(shè)計43<

11、/p><p>　　6.4導(dǎo)墻設(shè)計43</p><p><b>　　7細(xì)部結(jié)構(gòu)45</b></p><p>　　7.1壩頂構(gòu)造45</p><p>　　7.1.1非溢流壩頂構(gòu)造45</p><p>　　7.1.2溢流壩頂構(gòu)造45</p><p>　　7.2壩體分縫46

12、</p><p>　　7.3止水設(shè)計47</p><p>　　7.4廊道系統(tǒng)48</p><p>　　7.4.1基礎(chǔ)灌漿廊道48</p><p>　　7.4.2檢查排水廊道49</p><p>　　7.5壩體及壩基排水49</p><p>　　7.5.1壩體排水49</p>

13、;<p>　　7.5.2基礎(chǔ)排水49</p><p>　　7.6混凝土標(biāo)號分區(qū)51</p><p><b>　　8.地基處理53</b></p><p>　　8.1壩基開挖與清理54</p><p>　　8.2壩基的固結(jié)灌漿54</p><p>　　8.2.1固結(jié)灌漿的目的

14、54</p><p>　　8.2.2固結(jié)灌漿的設(shè)計54</p><p>　　8.3帷幕灌漿55</p><p>　　8.3.1帷幕灌漿的目的55</p><p>　　8.3.2帷幕灌漿的設(shè)計55</p><p>　　8.4斷層破碎帶、軟弱夾層的處理57</p><p>　　8.4.1

15、斷層破碎帶的處理57</p><p>　　8.4.2軟弱夾層的處理57</p><p>　　致 謝58</p><p>　　**水利水電樞紐工程畢業(yè)設(shè)計說明書</p><p><b>　　1 水文</b></p><p><b>　　1.1流域概況</b>&l

16、t;/p><p>　　**水利水電樞紐工程位于恩施自治州X縣境內(nèi)的ZJ河下游河段，距X縣城關(guān)的輸電線路距離33.0km，距恩施州旗峰壩中心變電站的輸電距離也不到40.0km。**上游建有L電站，毗鄰X縣城，裝機(jī)26MW，加上其它小型電站，已能滿足X縣工農(nóng)業(yè)發(fā)展的負(fù)荷要求，因此**電站的供電范圍主要是恩施州電網(wǎng)或省電網(wǎng)。</p><p>　　恩施州位于湖北省西南部，是以土家族、苗族為主的少數(shù)民族

17、聚居地。全州總面積23962km2,耕地面積286.93kha,1998年底全州總?cè)丝?79.12萬人，其中農(nóng)業(yè)人口336.46萬人，國內(nèi)生產(chǎn)總值111.05億元，工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值136.66億元（1998年現(xiàn)價）。</p><p>　　恩施自治州境內(nèi)有豐富的自然資源和礦產(chǎn)資源。有煤、鐵、碳、硫、銅、石灰石等多種礦產(chǎn)，為全州工業(yè)的發(fā)展提供了有利條件。近年來，恩施州工業(yè)發(fā)展較快，有的項(xiàng)目目前已初具規(guī)模，主要工業(yè)產(chǎn)品有煤

18、炭、化肥、布匹、卷煙、水泥、木材等，主要農(nóng)副產(chǎn)品有糧食、油料、煙葉、茶葉等，林、牧、特產(chǎn)、藥也具有較大優(yōu)勢。</p><p>　　恩施州地處亞熱帶地區(qū)，降水豐沛，境內(nèi)河流眾多，水能資源十分豐富，全州水能理論蘊(yùn)藏量3392MW，可開發(fā)量2100MW。全州共建成水電站246處，總裝機(jī)445MW。在已建的水電站中，每年洪水季節(jié)大量棄水，而枯季則電力不足，由此造成系統(tǒng)供電率低，質(zhì)量差。隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，電力供需矛盾

19、日趨嚴(yán)重，枯水期調(diào)峰容量仍然不足。為此，恩施州規(guī)劃電源建設(shè)的主要原則為：水火并舉，以水為主，重點(diǎn)建設(shè)有調(diào)節(jié)能力的中型水電站，提高枯水期用電的保證率。**水庫興利庫容近2億m3，具有年調(diào)節(jié)能力，距恩施州電網(wǎng)負(fù)荷中心約30 km，盡早興建**電站，承擔(dān)系統(tǒng)補(bǔ)償調(diào)峰任務(wù)，可從根本上緩解系統(tǒng)電力的供需矛盾，對恩施州電網(wǎng)具有重大意義。</p><p>　　ZJ河是T江中游右岸的最大支流，位于東經(jīng)109°3＇～10

20、9°50＇，北緯29°37＇～30°13＇，發(fā)源于咸豐縣西北的柿子坪，自西南向東北，流經(jīng)咸豐的老寨、馬河壩，在龍坪鎮(zhèn)入X縣境，經(jīng)X縣的桐子營、珠山鎮(zhèn)、中間河等鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），穿過數(shù)處峽谷及山間小坪畈，于龜山河上游石心河注入T江，干流全長120km，流域面積1656km2，總落差424m。其中X縣境內(nèi)河段長約72km，流域面積1381.6km2。**水利水電樞紐壩址位于X縣ZJ河下游，控制流域面積1420.5km2

21、。</p><p>　　ZJ河流域地處鄂西南山區(qū)南部，屬云貴高原的延伸地帶，平均海拔約800m，最高點(diǎn)火燒堡2014.5m，最低點(diǎn)兩河口356m。流域內(nèi)山巒疊翠，地勢陡竣，河流落差大，主河道平均比降為3.1123‰，流域形狀系數(shù)（F／L2）為0.11，屬單干長條型流域；X縣以上支流呈放射狀分布；X縣以下左岸支流較少，右岸主要支流有4條，其中以花塌河最大，流域面積303.5km2。流域內(nèi)巖溶發(fā)育，暗河、泉潤較多，河

22、口以上天坑面積247.25km2，占全流域面積的14.9%，其中X縣以上天坑面積189.8km2，占總天坑面積的76.8%。流域內(nèi)林草茂密，植被覆蓋較好，森林覆蓋率28.5%，對徑流和洪水均有一定的調(diào)蓄功能。</p><p>　　ZJ河人類活動的影響較大，宋家溝、羅馬洞、花塌河、龍頭溝等支流上建有9處小型水電站，總裝機(jī)容量5.1MW；流域內(nèi)現(xiàn)有小型水庫14座，總庫容約400萬m3；ZJ河中游的L水庫電站也于199

23、3年6月建成，其位置緊鄰X縣城，裝機(jī)容量26MW，具有發(fā)電、防洪、灌、溉、供水、養(yǎng)殖、旅游等綜合利用效益，對發(fā)展X縣經(jīng)濟(jì)，緩解鄂西供電緊張狀況，推動下游**電站的建設(shè)，具有積極的作用。</p><p><b>　　1.2氣象</b></p><p>　　(1)、 氣象和雨量站網(wǎng)</p><p>　　ZJ河流域內(nèi)共有8個雨量站，另增加引用緊鄰本流

24、域邊緣的唐巖河流域白果壩雨量站資料。各站設(shè)站時間及引用資料情況見表1。 </p><p>　　ZJ河流域雨量站網(wǎng)一覽表</p><p><b>　　表1-1</b></p><p>　　流域內(nèi)僅有二個地面氣象站：位于上游的咸豐站建于1957年，中游的X站建于1959年。</p><p><b>　　(2)、氣候

25、特性</b></p><p>　　ZJ河流域?qū)僦衼啛釒Ъ撅L(fēng)氣侯，由于地形地貌的差異和海拔高度的變化，又呈復(fù)雜多變的山地氣候。夏季受海洋季風(fēng)影響，冬季為西伯利亞氣候控制，冷暖氣團(tuán)交替，從而使得本流域氣候溫和，雨量豐沛，且雨熱同期。</p><p>　　據(jù)1959年～1999年9個站的降水資料統(tǒng)計，流域多年平均降水量為1505.1mm，年際交化在1040～2150mm之間，下游降雨

26、略小于上游。降水量年內(nèi)分配不均，雨季4～10月降水量占全年的83‰，其中，7月份降水量最大，共多年平均月雨量236.8mm；冬季雨量較少，尤以1月份最少，平均為32.9mm，見表2－2。單站年降水量的最大與最小值之比在1.8～2.6之間。年降水量最大為曉關(guān)站2422.9mm（1983年），最小為咸豐站895.7mm（1988年）。</p><p>　　ZJ河流域多年平均降水量及月分配表</p>&l

27、t;p><b>　　表1-2</b></p><p>　　據(jù)流域內(nèi)二個氣象站的資料統(tǒng)計，多年平均氣溫為14～16℃，月平均氣溫以1月最低，為3～5℃；以7月最高，為25～26.5℃，氣溫年內(nèi)較差在22℃左右。極端最高氣溫為40.8℃，出現(xiàn)在1959年8月23日X縣站。極端最低氣溫為－13℃，出現(xiàn)在1977年1月30日的咸豐站。年平均風(fēng)速較小，為0.6～1.4m／s，大多出現(xiàn)在春、夏季。

28、最大風(fēng)速為19.7m／s，出現(xiàn)在X縣站1983年，風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)。流域內(nèi)相對濕度較大，大多在81%～84%，日照較少，年平均日照時數(shù)1170h。年平均霧日在50～62d，年最多霧日為咸豐站85d，出現(xiàn)在1980年。年平均霜日為15～23.3d，是清江流域霜日較少的地區(qū)之一。各氣象站主要?dú)夂蛞匾姳?。</p><p>　　ZJ河流域各氣象站主要?dú)夂蛞乇?lt;/p><p><b>　

29、　表1-3</b></p><p>　　多年平均最大風(fēng)速12 m/s，吹程1.5km。淤砂高程按400.0 m計, 淤砂飽和密度11KN/m3，內(nèi)摩擦角140。</p><p><b>　　1.3徑流</b></p><p>　　洞坪電站壩址么流依據(jù)宣恩水文站1959年至1999年的實(shí)測水文資料，按水文比擬法移量。根據(jù)徑流多年年內(nèi)變

30、化情況，水文年度從4月開始至次年3月為止，在水能計算中，采用1959年4月至2000年3月共41年年月徑流系列，多年平均流量46.4m3/s，多年平均枯水期流量12.3m3/s，多年平均年徑流量14.62 m3。設(shè)計代表年為：豐水年1989年4月～1990年3月（P=10%），平水年1993年4月～1994年3月，枯水年1978年4月～1979年3月（P=90%）。</p><p>　　鄂—01電站上游L電站庫容

31、不大，考慮按等流量調(diào)節(jié)后下泄，與區(qū)間徑流相加后作為壩址徑流。</p><p><b>　　1.4設(shè)計洪水</b></p><p>　　本流域的暴雨多為渦切變型，實(shí)測最大24h降水量為咸豐站1983年9月8367.8mml，最大3d降水量為咸豐站1983年9月8～10日414.2mm。暴雨時程分布特征是：兩頭大，中間小，主雨峰出現(xiàn)在笫1、3d的機(jī)遇相當(dāng)。暴雨中心多發(fā)生在

32、X縣以上，由上而下呈遞減趨勢。</p><p>　　ZJ河流域的洪水由暴雨形成，具有明顯的季節(jié)及地域特性，陡漲陡落，漲洪歷時在7小時左右，總歷時3天左右。根據(jù)X縣站1959~1999年的流量資料統(tǒng)計，年最大洪峰流量多發(fā)生在5～9月，其中7～8月洪水次數(shù)最多。占57.3%，發(fā)生在9月的洪峰最大，實(shí)測最大、次大值均發(fā)生在9月上旬, 實(shí)測最大流量m3/s。</p><p>　　**設(shè)計洪水均按流

33、量途徑和暴雨途徑兩種方法推求，見表4。</p><p>　　表1-4 **水庫設(shè)計洪水過程線 單位： m3/s</p><p>　　2 壩址地形及地質(zhì)資料</p><p><b>　　2.1 區(qū)域地質(zhì)</b></p><p>　　**水利水電樞紐工程地處鄂西南山區(qū)，總地勢西南高而東北低，山

34、脈走向受構(gòu)造線控制平行褶皺軸部呈帶狀展布。河谷深切，相對高差300～600m，呈現(xiàn)出構(gòu)造剝蝕巖溶和構(gòu)造侵蝕中低山地貌景觀。</p><p>　　自燕山運(yùn)動后，本區(qū)地殼運(yùn)動以大面積的繼承性隆升為主。在隆升過程中具有間歇性，造成多級剝夷面及相其的地貌組合形態(tài)。</p><p>　　本區(qū)地層屬揚(yáng)子區(qū)恩施咸豐小區(qū)，從志留系至第四系除個別統(tǒng)段缺失外，皆有分布，由老到新分別為：志留系下統(tǒng)羅惹坪組（S1

35、Lr）、中統(tǒng)紗帽組（S2s）砂頁巖；泥盆系中統(tǒng)云臺觀組（D2y）石英巖狀砂巖，上統(tǒng)黃家磴組（D3h）黃綠色頁巖夾鮞狀赤鐵礦層，寫經(jīng)寺組（D3x）微晶灰?guī)r夾泥灰?guī)r；石碳系下統(tǒng)巖關(guān)組（C1y）粉砂質(zhì)粘土巖、石英砂巖夾炭質(zhì)頁巖，上統(tǒng)黃龍組（C2h）微晶灰?guī)r及白去巖；二迭系下統(tǒng)棲霞組（P1q）含燧石結(jié)構(gòu)微晶灰?guī)r夾巖質(zhì)、鈣質(zhì)頁巖，茅口組（P1m）硅質(zhì)層及炭質(zhì)頁巖，含燧石結(jié)構(gòu)灰?guī)r，上統(tǒng)吳家坪組（P2w）含燧石結(jié)構(gòu)灰?guī)r、黑色頁巖夾煤層，大隆組（P2d

36、）硅質(zhì)巖夾炭質(zhì)頁巖，黃綠色頁巖；三疊系下統(tǒng)大冶組（T1d）薄層微晶灰?guī)r夾泥灰?guī)r，黃綠色頁巖，中統(tǒng)嘉陵江組下段（T2j1）中存層微晶灰?guī)r夾細(xì)晶白云巖、溶崩角礫巖，中段（T2j2）中厚層微晶灰?guī)r，上段（T2j3）微晶白云質(zhì)灰?guī)r、夾溶崩角礫巖，巴東組一段（T2b1）微晶灰?guī)r、白云巖，二段（T2b2）紫紅色粉砂質(zhì)粘土巖、鈣質(zhì)粉砂巖，三段（T2b3）中厚層微晶灰?guī)r夾泥灰?guī)r，四段（T2b4）粉砂質(zhì)粘土巖夾粉砂巖、泥灰?guī)r，五段（T2b5）紫紅色、灰綠

37、色白云</p><p>　　本區(qū)大地構(gòu)造上位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺上揚(yáng)子臺坪八面山臺褶帶恩施臺褶束。區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造形跡為X——崔壩向斜，斷裂構(gòu)造規(guī)模較小，規(guī)模較大的恩施斷裂、咸豐斷裂帶，離壩址較遠(yuǎn)。</p><p>　　本區(qū)碳酸鹽巖分布廣泛，出露面積約占測區(qū)面積70%，灰?guī)r出露區(qū)巖溶發(fā)育，各類巖溶形態(tài)均有分布，巖溶洼地、漏斗、落水洞、暗河、天窗、巖溶坡立谷及溶洞等隨處可見。</p>&l

38、t;p>　　區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件相對較復(fù)雜，主要為碳酸鹽巖溶水?；鶐r裂隙水富水性較差，且分布有限。巖溶水由于巖溶發(fā)育程度不同，其富水性差異極大。溶洞暗河地帶流量可達(dá)100～1000升/秒，溶洞泉流量一般10～100升/秒，溶蝕裂隙泉更小，一般小于10升/秒，地下水一般埋藏較深。本區(qū)地下水接受大氣降水和地表水補(bǔ)給，以泉的形式向ZJ河或T江排泄。ZJ河及T江為本區(qū)最低排泄侵蝕基準(zhǔn)面。</p><p>　　本區(qū)地下水

39、、地表水水化學(xué)類型一般為低礦化度的重碳酸鈣鎂型，PH值呈中性，對人畜無害，對混凝土無侵蝕性。</p><p>　　2.2 區(qū)域穩(wěn)定及地震</p><p>　　本區(qū)新構(gòu)造運(yùn)動特點(diǎn)為大面積隆升，第四系未發(fā)現(xiàn)構(gòu)造變形跡象，顯示自喜山運(yùn)動以來，區(qū)內(nèi)斷裂活動相對微弱。</p><p>　　據(jù)湖北省地震局資料，1931年恩施斷裂西南端黃金洞發(fā)生過5級地震，咸豐斷裂于1856年在

40、大路壩曾發(fā)生6.2級地震，均離壩址較遠(yuǎn)。</p><p>　　據(jù)1990年《中國地震烈度區(qū)劃圖》，本區(qū)地震裂度屬小于六度區(qū)，并參考省地奪局1985年對L電站工程地震烈度復(fù)核意見，認(rèn)為**水電樞紐工程場址的地震基本烈度可定為六度。</p><p>　　**水庫區(qū)不會產(chǎn)生大的具破壞性的水庫誘發(fā)地震，但有可能產(chǎn)生巖溶氣爆型或塌陷型微弱的水庫地震，對工程不會產(chǎn)生大的影響。</p>&

41、lt;p>　　2.3 庫區(qū)工程地質(zhì)條件</p><p>　　**水庫為山區(qū)峽谷型水庫，庫區(qū)人口稀少，耕地不多，淹沒損失較小，且固體逕流來源較少，水庫游積問題不大，兩岸庫壁為高陡峽谷，無大面積浸沒問題。</p><p>　　2.4 壩址工程地質(zhì)評價</p><p>　　洞坪壩址河谷狹窄，河床寬只有30m。兩岸山體雄厚，岸坡較陡，坡角約60°，兩岸大致對

42、稱，河床覆蓋層厚9.00m左右，水深2～4m，兩岸基巖裸露，左岸上游有加大灣沖溝切割，下游無大的溝谷切割，岸坡完整。</p><p>　　壩基及壩肩巖層為T1d2-1、T1d2-2、T1d3-1～T1d3-8薄層灰?guī)r、中存層灰?guī)r、極薄層灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r，斷層較少，裂隙有橫張卸荷裂隙、雁列式張裂隙及反傾向裂隙，多充填方解石脈。巖石強(qiáng)度中等，巖體質(zhì)量屬Ⅱ類中硬巖亞類，巖體屬層狀結(jié)構(gòu)，較完整類，風(fēng)化深度較淺，風(fēng)化微弱，可

43、作為拱壩和重力壩壩基。</p><p>　　左右岸壩肩邊坡穩(wěn)定。大壩左右岸抽槽人工邊坡，建議基面1:0.3～1:0.7；下游壁邊坡順層開挖，坡比1:0.6，上游壁1:0.3～1:0.7。</p><p>　　壩基抗滑穩(wěn)定：壩基巖體傾向上游傾角較陡，裂隙多充填方解石脈，且延伸不長，河床基巖面平順，沒有大的深槽、陡坎及深潭。壩下游無明顯陡傾角斷裂破碎帶及較厚變形模量特別小的軟弱夾層，產(chǎn)生壩基表

44、層滑動及深層滑動可能性不大。</p><p>　　左岸壩肩主要結(jié)構(gòu)面有：橫張卸荷裂隙，反傾向裂隙、雁列式張裂隙及層或夾層面，下游岸坡完整，沒有大的斷裂破碎帶及厚度大的軟弱夾層切割，其穩(wěn)定性較好，在拱端力系的作用下，由于下游沒有臨空面，不會產(chǎn)生滑動。</p><p>　　右壩肩主要結(jié)構(gòu)面有：層面及夾層面、橫張裂隙面、雁列式裂隙、反傾向裂隙、斷層F2，下游臨空面，組合有可能產(chǎn)生滑動。層面S0，

45、產(chǎn)狀120°∠60°，f=0.42，C=0.05Mpa，f′=0.48，c′=0.26Mpa，橫張裂隙走向315°⊥,f=0.60，C=0.10Mpa，考慮其分布較少及連通性，fˊ=0.85, cˊ=0.60Mpa。雁裂式張裂隙產(chǎn)狀350°∠20°，f=0.70, C=0.10Mpa，考慮其分布較少及連通性，f′=0.80, c′=0.70Mpa，反傾向裂隙：產(chǎn)狀315°∠37

46、°,f=0.45, C=0.05Mpa，考慮其分布及連能性，fˊ=0.80, cˊ=0.5Mpa。據(jù)極限平衡公式計算安全系數(shù)K≈4.0，穩(wěn)定性能夠滿足要求。定性分析，抗滑穩(wěn)定性問題不大，其理由有：巖層傾向上游且傾角較陡，有利于阻滑作用，反傾向裂隙數(shù)量較小，難以形成統(tǒng)一滑面，雁列式張裂隙數(shù)量雖多，傾角較緩，但充填方解石脈，且延伸短，強(qiáng)度較高，另外拱端受力方向與橫張裂隙面近于正交，不利于沿橫張裂隙（作為側(cè)滑面）產(chǎn)生滑動，故其右岸抗

47、滑穩(wěn)定性較好。</p><p>　　變形穩(wěn)定，壩址區(qū)巖性較單一，不存在規(guī)模較大斷裂破碎帶及厚度較大、性狀很差的軟弱夾層，巖體完整性較好，風(fēng)化微弱，巖溶不發(fā)育，從巖體結(jié)構(gòu)、受力狀況看，巖體變形將很小，現(xiàn)場及室內(nèi)巖石變形試驗(yàn)表明；一般巖體變形模量E0=7.0×103Mpa，彈性模量E=10.0×103Mpa，將不會產(chǎn)生過大的累積變形而危害大壩安全。</p><p>　　滲透

48、穩(wěn)定：壩址區(qū)不含易溶鹽類如鉀鹽、石膏等。巖體透水性微弱，水文地質(zhì)條件簡單，無大的斷裂帶及較厚，性狀較差的軟弱夾層，不會產(chǎn)生機(jī)械管涌和化學(xué)管涌等滲透穩(wěn)定問題。</p><p>　　大壩開挖，建基面應(yīng)落在新鮮或微風(fēng)化基巖上，據(jù)此，河床部分一般挖至360m高程，左岸水平開挖20～30m左右，右岸水平開挖25～35m左右，巖層易風(fēng)化，應(yīng)留保護(hù)層。</p><p>　　為了改善巖石力學(xué)性能，提高彈性

49、模量，增進(jìn)整體性和均一性，減少變形和不均勻沉陷，加強(qiáng)帷幕防滲效能，必須進(jìn)行全面固結(jié)灌漿。至少固結(jié)灌漿深度、孔距、排距等，視具體情況而定，必要時可進(jìn)行固結(jié)灌漿試驗(yàn)確定有關(guān)參數(shù)。</p><p>　　為了減少壩基和繞壩滲漏，防止其對壩基及兩岸邊坡穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響，降低滲透壓力至允許值之內(nèi)，防止壩基及壩肩巖體力學(xué)特性發(fā)生惡化，須進(jìn)行帷幕灌漿與排水處理。</p><p>　　基巖飽和抗壓強(qiáng)度：40

50、.0,基巖允許承載力：5.0，基巖彈性模量：10.0，基巖變形模量8.0，基巖泊松比：0.25~0.3，混凝土與基巖澆筑面抗剪強(qiáng)度：。</p><p><b>　　2.5 工程材料</b></p><p>　　壩址區(qū)域內(nèi)，天然砂卵石分布在壩址附近長約3.0km河段上?？們α抗灿?.85萬m2，不能滿足大壩等建筑物的需要，必須開辟人工料場。自壩下游400m以后，左岸遍布

51、嘉陵江組中厚層灰?guī)r，壩下游400m~800m地段的400m~500m高程范圍內(nèi)地勢略緩，容易形成采集、裝運(yùn)塊石的場地，擬為人工砂石料場和系統(tǒng)布置地段。人工砂石骨料還可利用壩肩、隧洞、地下廠房等建筑物的開挖棄渣。</p><p>　　2.6 水庫特征水位</p><p>　　對選定方案，正常蓄水位490m時，相應(yīng)水庫面積8.12km2，庫容3.08億m3，發(fā)電死水位456m，相應(yīng)庫容1.17

52、億m3，調(diào)節(jié)庫容1.91億m3，庫容系數(shù)β=0.131。從庫容系數(shù)及長系列調(diào)度成果看，為年調(diào)節(jié)水庫。水庫淤砂高程400 m，淤砂浮容重10，上游最高允許淹沒水位495m，下游河道最大允許下泄流量5050。</p><p>　　水庫要求在20天以內(nèi)放空至死水位，枯水期放空水庫時，電站廠房機(jī)組檢修，不計發(fā)電引水流量。</p><p><b>　　2.7 電站廠房</b>&

53、lt;/p><p>　　**水電站裝機(jī)容量110MW，發(fā)電設(shè)計引用流量135.96m3/s。采用2*55 MW的水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組兩臺套，水輪機(jī)型號為HL（02）-LJ-272，額定流量67.97m3/s，最大工作水頭112.00m，最小工作水頭58.00m，水輪機(jī)安裝高程374.50m，機(jī)組中心間距15.00m，主廠房寬15.5m，長34.0m，安裝場長17.0m，發(fā)電機(jī)及安裝場層高程385.0 m，吊車軌道頂部高程3

54、94.5 m，尾水管底板高程365.35 m，引水隧道直徑6.5 m，單管直徑3.5 m。</p><p><b>　　3 調(diào)洪演算</b></p><p><b>　　3.1 工程等別</b></p><p>　　為了貫徹執(zhí)行國家的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)政策，達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的目的，應(yīng)該對水利樞紐按其規(guī)模和效益的大小進(jìn)行分等，對樞紐

55、中的建筑物再按其作用和重要性的大小進(jìn)行分級，并對不同級別的建筑物規(guī)定有不同的要求，根據(jù)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SL252-2000 《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》</p><p>　　表3-1 水利水電工程分等指標(biāo)</p><p>　　正常蓄水位490m時，相應(yīng)水庫面積8.12km2，庫容3.08億m3，發(fā)電死水位456m，相應(yīng)庫容1.17億m3，調(diào)節(jié)庫容1.9

56、1億m3，庫容系數(shù)β=0.131。根據(jù)水電工程分等指標(biāo)，該水庫屬于大（2）型水庫，工程等別為Ⅱ等。</p><p>　　3.2 主要建筑物和次要建筑物的等級</p><p>　　根據(jù)水工建筑物（第5版）第17頁表6永久性水工建筑物的級別，本樞紐為Ⅱ等，其主要建筑物（大壩、溢洪道）屬于2級，次要建筑物（導(dǎo)流墻、工作橋、護(hù)岸等）屬于3級，臨時性建筑物（圍堰、導(dǎo)流隧洞等）屬于4級。</p&

57、gt;<p>　　3.3 洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定</p><p>　　表3-2 山區(qū)、丘陵區(qū)水利水電工程永久性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　根據(jù)水工建筑物級別為2級，對照規(guī)范，見表2山區(qū)、丘陵區(qū)水利水電工程永久性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)，確定設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為2000年一遇。</p><p>　　3.4 調(diào)洪演算的原

58、理</p><p>　　洪演算的核心是水量平衡方程。其基本含義是：在某一時段Δt內(nèi)，入庫水量減去庫水量，應(yīng)等于該時段內(nèi)水庫增加或減少的蓄水量。用方程來表示就是</p><p>　　(Qa1+Qa2)×t/2-(Q1+Q2)×t/2=V2-V1</p><p>　　式中 Qa1，Qa2---時段t始末的入庫流量；</p><

59、;p>　　Q1，Q2---時段t始末的出庫流量；</p><p>　　V1，V2---時段t始末的水庫蓄水量；</p><p><b>　　t---計算時段</b></p><p>　　入庫流量過程Qa～T是已知的，出庫流量Q～T曲線未知，但是可以先假設(shè)一個q作為初始流量進(jìn)行計算。水庫的正常水位對應(yīng)的蓄水量也是已知的，計算時通過假設(shè)的q，

60、算出V2，然后用水庫的Z～V曲線（庫水位～庫容曲線）及泄水工程的泄水能力綜合得出的庫容泄水曲線來插值，得到Q’，再代回計算V2。這樣不斷試算，直到兩個量滿足精度要求。這樣再將該時段末的量做為下一時段初的對應(yīng)的量，進(jìn)行同樣計算，就可以得到每一時段對應(yīng)的泄量，從而得到出庫流量曲線。將不同時段的出庫流量和入庫流量對應(yīng)畫在圖上，如圖1所示。</p><p><b>　　圖3-1</b></p&

61、gt;<p>　　3.5 初擬溢流壩段的基本尺寸</p><p>　　表3-3 鄂—01水庫壩址水位——流量關(guān)系曲線</p><p>　　3.6 繪制堰上水頭與下泄流量關(guān)系曲線</p><p>　　根據(jù)壩址庫容曲線由水位查相應(yīng)的庫容：繪制q=f(v)關(guān)系曲線，</p><p>　　其中m=0.502,n

62、=5,b=10,ε=0.93。</p><p>　　(1) 堰孔凈寬的確定</p><p>　　單寬流量的選取：取q＇=80～120m3/(s.m), q＇=Qm設(shè)/L，L=Qm設(shè)/ q＇=2900/80～2900/120=36.25～24.17m；q＇=Qm校/L，L=Qm校/ q＇=2900/80～2900/120=36.25～24.17m。在24.17～36.25m間取溢流堰凈寬L=

63、32m。根據(jù)溢流段凈寬求出相應(yīng)的單寬流量q設(shè)=2900/32=90.6m3/(s.m),q校=3450/32=107.8 m3/(s.m)。</p><p>　　(2) 閘門個數(shù)的確定</p><p>　　根據(jù)堰頂凈寬L=32m,在大壩溢流壩段設(shè)置4個露頂式溢流孔，每個溢流孔凈寬b=8m,根據(jù)水工閘門設(shè)計規(guī)范取閘門的寬×高為8×9m。</p><p&

64、gt;　　(3) 堰頂高程的確定</p><p>　　根據(jù)規(guī)范及經(jīng)驗(yàn)閘門在正常蓄水位以上的超高取0.2m,則閘門頂?shù)母叱蘦1=478+0.2=487.2m,h2=478.2-9=478.2m。</p><p>　　3.7 壩址庫容曲線</p><p><b>　　庫容曲線</b></p><p>　　洞坪水庫的庫容曲線采

65、用1979年5月航攝、1982年成圖的1：1萬地形圖量算，成果見表4。</p><p>　　表3-4 洞坪水庫水位～面積～容積曲線</p><p>　　3.9 設(shè)計洪水位p%=0.2%時調(diào)洪的試算</p><p>　　由調(diào)洪試算過程可知在5--7時段內(nèi)出現(xiàn)q=Q,在此時段進(jìn)一步計算推求qmax=Q,Zmax,Vmax,qmax.&

66、lt;/p><p>　　(1)、設(shè)計洪水位調(diào)洪列表法試算表</p><p>　　由調(diào)洪列表試算過程可知在5--7時段內(nèi)出現(xiàn)q=Q,在此時段進(jìn)一步計算推求qmax=Q,Zmax,Vmax,qmax.</p><p>　　(2)、在5—7時間進(jìn)一步計算如下：</p><p>　　經(jīng)過進(jìn)一步試算在19時40分時，可得出qmax=Q=2488m3/s,Z

67、max=487.634(m),Vmax=3.0623億m3.則設(shè)計洪水位Zmax=487.634(m)。</p><p>　　3.10 校核洪水位的試算過程</p><p>　　(1)、校核洪水位調(diào)洪列表法試算表</p><p>　　由以上試算可知qmax將出現(xiàn)在5-7之間，在其間進(jìn)行進(jìn)一步的試算確定q=Q時的qmax,Zmax,Vmax.</p>&

68、lt;p>　　(2)、在5-7間進(jìn)行進(jìn)一步的計算如下</p><p>　　經(jīng)過進(jìn)一步試算在19時42分時qmax=Qmax=2749,Zmax=488.92,則校核洪水位Z=488.92.</p><p>　　3.11 泄流能力的校核</p><p><b>　　經(jīng)調(diào)洪計算得</b></p><p>　　設(shè)計情況：

69、上游水位Z=487.634m,下泄流量q=2488m3/s;</p><p>　　校核情況：上游水位Z=488.92m,下泄流量q=2749m3/s;</p><p>　　由調(diào)洪計算計算出校核洪水位和設(shè)計洪水位，根據(jù)水位計算出水力學(xué)系數(shù)對初擬孔口進(jìn)行泄流能力校核。</p><p>　　3.12 側(cè)收縮系數(shù)的確定</p><p>　　ε=1-2

70、（Ka+(n-1)Kp）H0/nb</p><p>　　n---為堰孔數(shù)， b---堰孔凈寬， Ka---邊墩形狀系數(shù)， Ka---為閘墩形狀系數(shù)。</p><p>　　根據(jù)規(guī)范：對于與混凝土非溢流壩段鄰接的高溢流堰建議Ka取0.1即Ka=0.1.</p><p>　　根據(jù)規(guī)范：對于頭部與堰上游面齊平的高溢流堰，各種墩頭型式的Kp由Kp與H0/ Hd的關(guān)系曲線確

71、定。墩頭形式采用2型,如下：</p><p><b>　　(1)、設(shè)計情況</b></p><p>　　H0=10.43, Hd=10.548. H0/ Hd=10.43/10.548=0.99</p><p>　　根據(jù)2型墩頭Kp=f(H0/ Hd)的關(guān)系曲線查得Kp=0.016</p><p>　　ε=1-2(0.

72、1+(5-1)×0.016) ×10.43/5×10=0.93</p><p><b>　　(2)、校核情況</b></p><p>　　H0=11.72，Hd=10.548，H0/ Hd=11.72/10.548=1.11</p><p>　　根據(jù)Kp=f(H0/ Hd)的關(guān)系曲線查得Kp=0.005</p

73、><p>　　ε=1-2（ 0.1+（5-1）×0.005）×11.72/5×10=0.94</p><p>　　3.13 泄流能力校核</p><p>　　根據(jù)計算的水力學(xué)系數(shù)計算相應(yīng)的下泄流量。</p><p><b>　　(1)、設(shè)計情況</b></p><p>　

74、　=0.93×0.5×5×10</p><p>　　2488-2469=19， 19/2488=0.76%〈5% 則設(shè)計滿足要求。</p><p><b>　　(2)、校核情況</b></p><p>　　2749-2685=64， 64/2749=2.3%〈5% 則泄流能力滿足要求。</p>&

75、lt;p>　　3.14 溢流壩段總長度的確定</p><p>　　由于該工程的泄洪流量較大，采用設(shè)置閘門的溢流壩，采用開敞式溢流。邊墩和中墩采用半圓形墩頭，閘門采用面板閘門。閘墩的長度和寬度應(yīng)滿足布置閘門、工作橋、交通橋和啟閉機(jī)械的要求。所需的前沿凈寬ln=32m，做成4孔，每孔凈寬8m，閘墩寬取3m，邊墩取2m，則溢流壩段總長度為：l0=48m。</p><p>　　3.15 水文

76、水利規(guī)劃成果</p><p>　　上游設(shè)計洪水位為487.634，庫容為3.0223億，溢流壩相應(yīng)的下泄流量為；</p><p>　　上游校核洪水位為488.92m，庫容為3.129億，溢流壩相應(yīng)的下泄流量為；</p><p>　　上游正常高水位為487m，相應(yīng)的下游水位為397m，庫容為3.0223億；</p><p>　　死水位為465，

77、相應(yīng)的庫容為億；</p><p>　　4 壩型選擇樞紐布置</p><p>　　在選擇壩址,壩型和樞紐布置時,不僅要研究樞紐附近的自然條件,而且需要考慮樞紐的施工條件，運(yùn)行條件，綜合效益，投資指標(biāo)以及遠(yuǎn)景規(guī)劃等，這都是水利樞紐設(shè)計中貫穿在各個階段的一個十分重要的問題。不同的壩址適用于不同的壩型和樞紐布置，所以在選擇壩型，壩址時需要同時作出樞紐布置。針對不同壩址做出不同壩型的各種樞紐方案，進(jìn)

78、行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，最后選定較為理想的壩軸線位置及相應(yīng)的壩型和樞紐布置。</p><p><b>　　4.1 壩型選擇</b></p><p>　　4.1.1 壩型初步選擇 </p><p>　　壩型選擇應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、地形條件，施工條件，建筑材料，綜合效益，渲泄洪水能力，以及抗震性等特點(diǎn)，通過定性分析，初步選擇兩種壩型進(jìn)行較詳細(xì)的技術(shù)比較，選取

79、既滿足工程要求，又比較經(jīng)濟(jì)的壩型，經(jīng)濟(jì)比較只要求對壩體的砼方量及三材用量作粗略的計算和比較。</p><p><b>　　（1） 土石壩</b></p><p>　　土石壩又稱當(dāng)?shù)夭牧蠅?，是歷史最為悠久的一種壩型。土石壩主要分為：均質(zhì)壩、心（斜）墻壩、土石混合（堆石壩）壩等。</p><p>　　土石壩優(yōu)點(diǎn)：可以就地、就近取材，節(jié)省大量水泥、木

80、材和鋼材，減少工地的外線運(yùn)輸量，幾乎任何土石料均可筑壩。能適應(yīng)各種不同的地形、地質(zhì)和氣候條件。任何不良的壩址地基，經(jīng)處理后均可筑壩。大容量、多功能、高效率施工機(jī)械的發(fā)展，提高了土石壩的施工質(zhì)量，加快了進(jìn)度，降低了造價，促進(jìn)了高土石壩的發(fā)展。由于巖土力學(xué)理論、試驗(yàn)手段和計算技術(shù)的發(fā)展，提高了大壩分析計算的水平，加快了設(shè)計進(jìn)度，進(jìn)一步保障了大壩設(shè)計的安全可靠性。土石壩適應(yīng)地基變形，施工方便，而且我國擁有豐富的建壩經(jīng)驗(yàn)。土石壩與砼壩相比，其造

81、價為砼壩的1/10，工程量為砼壩的4倍，由此可見土石壩經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于砼壩。</p><p>　　土石壩缺點(diǎn)：由于壩址附近無大量的粘性土及砂壤土料，只可供應(yīng)圍堰防滲材料之用。不能滿足土石壩所需的大量粘性土和砂壤土料，因此，從這方面考慮，此處建設(shè)土石壩條件不足。</p><p>　　綜合上述優(yōu)缺點(diǎn)，故本次設(shè)計不采用土石壩，而采用混凝土壩。</p><p><b>

82、　　⑵混凝土壩</b></p><p>　　如果選擇砼壩應(yīng)考慮采用拱壩、支墩壩還是重力壩</p><p><b>　?、俟皦蝺?yōu)缺點(diǎn)</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：拱壩是高次超凈定空間整體結(jié)構(gòu)，壩體的穩(wěn)定性主要依靠兩岸拱端山體反力作用來維持，并不全靠壩體自重來維持。由于拱是一種主要承受軸向壓力的推力結(jié)構(gòu)，拱內(nèi)彎矩較小，應(yīng)力分布較均

83、勻，有利于發(fā)揮材料的強(qiáng)度，從而壩體厚度可以減薄，節(jié)省工程量。拱壩的體積比同一高度的重力壩大約可節(jié)省1/3～2/3，從經(jīng)濟(jì)意義上講，拱壩是一種很優(yōu)越的壩型。且較好的超載能力可達(dá)設(shè)計荷載的5～11倍，具有很強(qiáng)的抗震能力。</p><p>　　缺點(diǎn)：根據(jù)壩址地形圖，假設(shè)壩頂高程為400m，那么壩高約為400-362=38m，（考慮基礎(chǔ)開挖），而此時河谷寬度為(2000為比例尺，159為圖上所測距離），即此時寬高比為，遠(yuǎn)

84、遠(yuǎn)大于4.5，為寬淺形河道，拱的作用已經(jīng)很小，故不能修建拱壩；而且拱壩對壩肩的巖體要求堅(jiān)固完整，河谷左岸有大的斷層，也不宜選擇拱壩；理想的拱壩地形應(yīng)是左右岸對稱，岸坡平順無突變，在平面上向下游收縮的峽谷段。而此壩址處河段順直，兩岸由于受斷層、軟弱地帶的影響，壩軸線為折線形，不適宜建拱壩。</p><p>　　綜合上述，本壩址處不適宜建混凝土拱壩。</p><p><b>　?、谥?/p>

85、墩壩優(yōu)缺點(diǎn)</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：支墩壩，自重較輕，壩體工程量小，其中連拱壩與平板壩可節(jié)省10％～60％工程量；支墩可隨受力情況調(diào)整厚度，能充分利用圬工材料的抗壓強(qiáng)度；節(jié)省壩基開挖量和固結(jié)灌漿工作量，可加快施工速度；由于壩體較薄，施工散熱條件較好。</p><p>　　缺點(diǎn)：支墩本身單薄，側(cè)向剛度比縱向剛度低，在遭遇垂直水利流向的地震作用時，抗震能力明顯低于重力壩；

86、支墩的應(yīng)力較大，對地基要求比重力壩高；施工期壩體對溫度變化較敏感，容易產(chǎn)生裂縫；模板較復(fù)雜且用量較大，混凝土標(biāo)號要求高，單方混凝土鋼筋用量多，施工存在難度；而且支墩壩有一個致命的缺點(diǎn)，抗壓性差，據(jù)資料顯示庫區(qū)附近歷史上地震活動較為頻繁，曾發(fā)生6級地震，考慮到樞紐的重要性和水庫激發(fā)的地震的可能性，攔河壩設(shè)防烈度采用7度，基于此種情況，當(dāng)?shù)厥遣荒苓x用支墩壩的。</p><p>　　綜合上述，本壩址處不適宜建支墩壩，適

87、宜選擇重力壩壩型。</p><p><b>　?、壑亓?lt;/b></p><p>　　本工程在壩址區(qū)域內(nèi)，天然砂卵石分布在壩址附近長約3.0km河段上?？們α抗灿?.85萬m2，自壩下游400m以后，左岸遍布嘉陵江組中厚層灰?guī)r，壩下游400m~800m地段的400m~500m高程范圍內(nèi)地勢略緩，容易形成采集、裝運(yùn)塊石的場地，擬為人工砂石料場和系統(tǒng)布置地段。人工砂石骨料

88、還可利用壩肩、隧洞、地下廠房等建筑物的開挖棄渣。</p><p>　　漿砌石重力壩優(yōu)點(diǎn)：①就地取材、節(jié)約鋼材、木材、水泥；②壩頂可以泄流；③施工期允許壩體過水；④施工操作技術(shù)易于掌握，施工期安排較靈活。缺點(diǎn)是施工機(jī)械化較困難，施工速度較慢，使用勞力較多。</p><p>　　綜上故本樞紐選擇重力壩壩型。</p><p>　　4.1.2 壩型的進(jìn)一步確定</p&

89、gt;<p>　　漿砌石重力分實(shí)體重力壩、硬殼壩、填碴壩和空腹重力壩。</p><p>　?。?）硬殼壩重力壩優(yōu)缺點(diǎn)：</p><p>　　主要由硬殼和壩內(nèi)填料兩部分組成，利用干砌石、堆石來代替實(shí)體重力壩內(nèi)低應(yīng)力部位的漿砌石壩體，外包以漿砌塊石和條石、混凝土或鋼筋混凝土的硬殼。</p><p>　?。?）空腹重力壩優(yōu)缺點(diǎn)：</p><

90、;p>　　空腹重力壩有也有施工復(fù)雜，鋼筋用量較多的缺點(diǎn)。如在空腹內(nèi)布置水電站廠房，施工干擾大，基于以上缺點(diǎn)，將難以進(jìn)行大型機(jī)械化施工，不能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化程度較高的快速施工，選此壩型不夠經(jīng)濟(jì)合理。因此不適宜建空腹重力壩。</p><p><b>　?。?）結(jié)論</b></p><p>　　實(shí)體重力壩由于結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，對地形、地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)，樞紐泄洪問題容易解決

91、，便于施工導(dǎo)流，可以大型機(jī)械化施工，施工方便且速度快，結(jié)構(gòu)作用明確，適合建高壩?；谝陨细鞣N壩型的比較分析，本水庫采用實(shí)體漿砌石重力壩較為合理。</p><p>　　4.2 壩軸線的布置原則</p><p>　　壩址和軸線的選擇是根據(jù)地形、地質(zhì)、河流走勢等條件綜合考慮決定的。就地形而言，壩址一般以選在狹窄河谷處，節(jié)省工程量。壩址地質(zhì)條件是水利樞紐設(shè)計的重要依據(jù)之一，對壩型的選擇和和樞紐的布

92、置起著決定性作用。壩址最好的地質(zhì)條件是強(qiáng)度高，透水性小，不易風(fēng)化，沒有構(gòu)造缺陷的巖基。就河勢來說，壩址要選在河流順直段，靠近壩址上，下游河流如有急彎最不利，應(yīng)予避免；樞紐兩岸壩肩的山體要雄厚，并盡可能離上下游兩岸的沖溝遠(yuǎn)一些，水庫周圍應(yīng)沒有難處理的缺口。</p><p>　　通過對洞坪水庫壩址區(qū)域基本地質(zhì)，地形等資料的研究和分析，壩軸線應(yīng)避開不穩(wěn)定巖體和大的斷層，為了適應(yīng)地形，地質(zhì)條件，或?yàn)榱藰屑~布置上的要求，也

93、可將壩軸線布置成折線或曲率不大的拱向上游的拱形。</p><p>　　4.3 水利樞紐布置</p><p>　　首先根據(jù)樞紐的任務(wù)及要求確定樞紐建筑物的組成，然后根據(jù)地質(zhì)、地形等條件，通過定性分析確定較合理的樞紐方案。水利樞紐布置的任務(wù)是合理地確定樞紐中各組成建筑物之間的相互位置。</p><p>　　水利樞紐布置的布置原則:</p><p>

94、;　?、賶沃贰味渭捌渌饕ㄖ锏男问竭x擇和樞紐布置要做到施工方便，工期短，造價低。</p><p>　?、跇屑~布置應(yīng)當(dāng)滿足各個建筑物在布置上的要求，各建筑物之間能協(xié)調(diào)、無干擾地工作，保證其他任何工作條件下都能正常工作，滿足樞紐運(yùn)用管理的要求。</p><p>　?、墼跐M足建筑物強(qiáng)度和穩(wěn)定的條件下，降低樞紐總造價和年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。</p><p>　?、軜屑~中各建筑物

95、緊湊，盡量將同一工種的建筑物布置在一起，以減少聯(lián)結(jié)建筑。</p><p>　?、荼M可能使樞紐中的部分建筑早期投產(chǎn)，提前發(fā)揮效益（如提前蓄水，早期發(fā)電或灌溉）。</p><p>　?、迾屑~的外觀應(yīng)與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，在可能條件下注意美觀。</p><p><b>　　（1）泄洪建筑物</b></p><p>　　首先，泄水隧

96、洞是在山體中開鑿的一種水流通道，可用于引水、排水、排砂、預(yù)泄洪水、施工導(dǎo)流，雖然隧洞比較節(jié)約地方，有時也可以“一洞多用”，即導(dǎo)流、泄洪、放空、發(fā)電等綜合利用一條隧洞，比較經(jīng)濟(jì)，但是它也有不少工作特點(diǎn)①受力方面：山體開洞，圍巖變形，需要支護(hù)②水流方面：不僅有外水壓力，而且有內(nèi)水壓力，還存在高速水?dāng)_③施工方面，場地狹窄，工序多，干擾大，事故可能性大，加固檢修困難，該地區(qū)壩址處為震旦紀(jì)砂巖，左岸風(fēng)化較嚴(yán)重，地質(zhì)條件并非很好，不太適宜修泄水隧洞

97、。</p><p>　　其次，河岸泄水道適用于兩種情況①壩型為土石壩，因?yàn)橥潦瘔我话悴辉试S壩身過水，多數(shù)情況是在地形較好的地方如埡口處修河岸泄水道來泄水。②壩型為重力壩，但河谷狹窄，布置壩身泄水道有困難時。</p><p>　　本工程壩型已選為重力壩，并且設(shè)大量泄洪要求，河谷也較寬闊，不需要采用河岸泄水道的形式。</p><p><b>　　（2）水電站建

98、筑物</b></p><p>　　因壩址河段坡降并不大，不適宜用引水式廠房，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，引水式電站需另設(shè)隧洞，引水管線，工程成本高；水電站水頭較大，流量不大，也不宜采用河床式廠房；綜合考慮，用壩擋水，將廠房置于壩后，采用壩后式廠房，壩后式電站可采用壩內(nèi)埋管引水，更為經(jīng)濟(jì)，廠房應(yīng)盡可能靠近壩體，以減小引水管路的工程量和水頭損失，廠房多占據(jù)主河槽，可減小開挖量，獲得高水頭并靠近岸邊。</p>

99、;<p><b>　?。?）放空建筑物</b></p><p>　　放空建筑物是為了防洪和檢修等目的要放空水庫而布置的建筑物，有深孔、隧洞和涵管等。</p><p>　?、偎矶匆蚱涫┕ち看?，施工難度大，速度慢，施工場地狹窄，容易出現(xiàn)事故，且施工和材料的費(fèi)用巨大，一般情況下盡量不采用隧洞的放空建筑物的形式，而且隧洞對地質(zhì)條件要求較高，需要堅(jiān)硬的地質(zhì)條件下才

100、能施工。</p><p>　?、诤芤话阌糜谕潦瘔沃?，它是將涵管埋在土石壩的河床底部，以避免高速水流沖刷，且涵管費(fèi)用較高，安裝困難。</p><p>　?、郾竟こ毯哟脖容^寬闊，經(jīng)過初步估計能夠布置下深孔放空建筑物，而且我們已經(jīng)擬訂了實(shí)體重力壩的壩型方案，重力壩中預(yù)留空洞，前期可作導(dǎo)流洞，后期作放空洞，這樣是比較經(jīng)濟(jì)的。</p><p><b>　?。?）

101、通航建筑物</b></p><p>　　通航建筑物是用于克服集中水位落差或地形障礙而升降或通過船舶的水工設(shè)施，又稱過船建筑物。通航建筑物按功能可分為升降船舶的建筑物和通過船舶的建筑物兩類。升降船舶的建筑物又可分為船閘與升船機(jī)兩種基本型式。此兩種型式的通航建筑物在水利樞紐中用以克服集中于攔河壩的水位差，使船舶從一個水位提升或下降至另一水位，實(shí)現(xiàn)船舶航行過壩的目的。通過船舶的建筑物包括航運(yùn)隧洞與航運(yùn)渡槽，

102、是在人工運(yùn)河上常需采用的通航建筑物。當(dāng)人工運(yùn)河穿越高山時，為減少大量開挖而開鑿隧洞過船。當(dāng)人工運(yùn)河跨越山谷或需架空時，則需建設(shè)航運(yùn)渡槽，以使船舶在架空的渡槽中通過。 </p><p>　　船閘與升船機(jī)相比具有容納船隊(duì)的較大閘室，在中低水頭下有較大的通過能力，可適應(yīng)各種尺度的船隊(duì)過閘，采用廣泛。升船機(jī)在高水頭情況下適應(yīng)性較強(qiáng)，但機(jī)電設(shè)備量大，制造與安裝精度要求較高。</p><p>　　通航

103、建筑物應(yīng)靠近岸邊布置，與電站之間有足夠長的導(dǎo)水墻，以便船隊(duì)?？亢瓦M(jìn)出引航道。船閘應(yīng)布置在順直河段，閘室一般布置在壩軸線下游。</p><p><b>　　5非溢流壩段設(shè)計</b></p><p>　　5.1非溢流壩段經(jīng)濟(jì)剖面尺寸擬定</p><p>　　5.1.1非溢流壩段剖面設(shè)計基本原則</p><p>　　非溢流壩段

104、的斷面在任何水平截面上均應(yīng)滿足穩(wěn)定和應(yīng)力的要求，而使工程量最小的的三角形剖面稱基本剖面。</p><p>　　為了獲得經(jīng)濟(jì)合理的非溢流壩剖面，必須遵循以下三個原則：</p><p>　　1）滿足穩(wěn)定和強(qiáng)度要求，保證大壩安全；2）工程量??；</p><p>　　3）運(yùn)用方便；4）便于施工。</p><p>　　5.1.2基本剖面尺寸擬定&l

105、t;/p><p>　　根據(jù)強(qiáng)度和穩(wěn)定的要求，基巖上的重力壩在基本荷載作用下，理論剖面是一個以上游水位為頂點(diǎn)的三角形。但實(shí)際上，為了防止波浪漫溢壩頂，在靜水位以上應(yīng)留有一定的壩頂超高；為了滿足交通和運(yùn)行管理的需要，壩頂應(yīng)有足夠的寬度。</p><p>　　本樞紐的重力壩采用如圖4-1所示的形式，即上游面上部鉛直，下部傾斜，既便于布置進(jìn)口控制設(shè)備，又可利用一部分水重幫助壩體維持穩(wěn)定。上游邊坡一般要

106、求在之間，下游邊坡在之間。同時在滿足穩(wěn)定和應(yīng)力條件的情況下，取能使整個壩的工程量最小的和值。</p><p>　　現(xiàn)初步擬定：下游壩坡，折坡點(diǎn)延長線對應(yīng)上游校核洪水位。</p><p><b>　　5.1.3壩高擬定</b></p><p>　　為保證大壩的安全運(yùn)行，應(yīng)該選用其中的較大值,取壩頂高程為，當(dāng)壩頂設(shè)置有與壩體連成整體的防浪墻（?。r

107、，可降低壩頂?shù)母叱?，所以取壩頂高程為。壩基面面高程為；壩高為?lt;/p><p>　　5.1.4壩頂寬度擬定</p><p>　　非溢流壩段的壩頂寬度可根據(jù)要求確定，在無特殊要求的前提下，壩頂寬度約為壩高的，一般不小于米，有交通要求時候應(yīng)按交通要求布置。因?yàn)閮砂稕]有交通要求，本工程取壩頂寬度為。</p><p><b>　　5.1.5剖面圖</b>

108、;</p><p>　　圖5-1 壩體剖面示意圖</p><p><b>　　5.2抗滑穩(wěn)定分析</b></p><p>　　右壩肩主要結(jié)構(gòu)面有：層面及夾層面、橫張裂隙面、雁列式裂隙、反傾向裂隙、斷層F2，下游臨空面，組合有可能產(chǎn)生滑動。層面S0，產(chǎn)狀120°∠60°，f=0.42，C=0.05Mpa，f′=0.48，c′=

109、0.26Mpa，橫張裂隙走向315°⊥,f=0.60，C=0.10Mpa，考慮其分布較少及連通性，fˊ=0.85, cˊ=0.60Mpa。雁裂式張裂隙產(chǎn)狀350°∠20°，f=0.70, C=0.10Mpa，考慮其分布較少及連通性，f′=0.80, c′=0.70Mpa，反傾向裂隙：產(chǎn)狀315°∠37°,f=0.45, C=0.05Mpa，考慮其分布及連能性，fˊ=0.80, cˊ=0.

110、5Mpa。據(jù)極限平衡公式計算安全系數(shù)K≈4.0，穩(wěn)定性能夠滿足要求。定性分析，抗滑穩(wěn)定性問題不大，其理由有：巖層傾向上游且傾角較陡，有利于阻滑作用，反傾向裂隙數(shù)量較小，難以形成統(tǒng)一滑面，雁列式張裂隙數(shù)量雖多，傾角較緩，但充填方解石脈，且延伸短，強(qiáng)度較高，另外拱端受力方向與橫張裂隙面近于正交，不利于沿橫張裂隙（作為側(cè)滑面）產(chǎn)生滑動，故其右岸抗滑穩(wěn)定性較好。</p><p>　　變形穩(wěn)定，壩址區(qū)巖性較單一，不存在規(guī)模

111、較大斷裂破碎帶及厚度較大、性狀很差的軟弱夾層，巖體完整性較好，風(fēng)化微弱，巖溶不發(fā)育，從巖體結(jié)構(gòu)、受力狀況看，巖體變形將很小，現(xiàn)場及室內(nèi)巖石變形試驗(yàn)表明；一般巖體變形模量E0=7.0×103Mpa，彈性模量E=10.0×103Mpa，將不會產(chǎn)生過大的累積變形而危害大壩安全。</p><p>　　滲透穩(wěn)定：壩址區(qū)不含易溶鹽類如鉀鹽、石膏等。巖體透水性微弱，水文地質(zhì)條件簡單，無大的斷裂帶及較厚，性狀

112、較差的軟弱夾層，不會產(chǎn)生機(jī)械管涌和化學(xué)管涌等滲透穩(wěn)定問題。</p><p>　　5.2.1重力壩非溢流壩段主要荷載計算</p><p>　　1.重力壩承受的荷載和作用主要有：①自重；②靜水壓力；③揚(yáng)壓力；④動水壓力；⑤波浪壓力；⑥泥沙壓力；⑦冰壓力；⑧土壓力；⑨溫度作用；⑩風(fēng)作用；?地震情況等。</p><p>　　荷載組合可分為基本組合與特殊組合兩類?；窘M合屬于

113、設(shè)計情況或正常情況，由同時出現(xiàn)的基本荷載組成。特殊組合屬校核情況或非常情況，由同時出現(xiàn)的基本荷載和一種或幾種特殊荷載組成。設(shè)計時應(yīng)從這兩類組合中選擇幾種最不利的、起控制作用的組合情況進(jìn)行計算，使之滿足規(guī)范中規(guī)定的要求。</p><p><b>　　2.荷載計算</b></p><p>　　在這里分三種工況進(jìn)行計算：設(shè)計洪水位+揚(yáng)壓力；校核洪水位+揚(yáng)壓力；正常蓄水位+揚(yáng)

114、壓力。</p><p>　　計算結(jié)果見圖4－1所示。</p><p>　　表5－1 荷載計算成果表</p><p>　　5-2 壩體荷載示意圖</p><p><b>　　5.2.2穩(wěn)定分析</b></p><p>　　在任何可能出現(xiàn)的荷載組合的情況下，重力壩都必須保持穩(wěn)定。</p