设计说明书H江碾压混凝土重力坝

1、摘 要 设计背景：本设计的基本资料来源于我国西南部地区的已建水利工程。地点位 于 h 河，h 河是 w 江水系的中上游河段，流域属副热带气候区，气候温和多雨。 坝址多年平均气温为 20.1，历年平均湿度为 80%，坝区多年平均降水量为 1343.5 mm。径流主要由降水形成，多年平均径流量为 1610 m3/s，多年平均径流 总量为 508 亿 m3，年际变化较为平稳，年变差系数为 0.24。h 江洪水主要由于暴 雨形成。坝址位于相对稳定地块内，属于弱震环境，坝址地震基本烈度和水库可 能诱发地震影响烈度均为 7 度。坝址河谷为较平坦“v”形谷，宽高比为 3.5。坝 址上游地层为三叠系下统罗楼组

2、，以薄层、中厚层硅质泥板岩、硅质泥质灰岩为 主，夹少量粉砂岩互层岩组。坝址及其下游出露地层为三叠系中统板纳组，由厚 层钙质砂岩、粉砂岩、泥板岩互层组成，属坚硬和中坚硬岩石。 设计方法：在调洪演算的基础上确定起调流量和下泄流量从而来进行溢洪道的 设计。用材料力学法和稳定计算分别在正常蓄水位，设计洪水位，校核洪水位以 及正常蓄水位地震效果下四个工况下验证和校核设计剖面的可行性。通过材料力 学的方法对坝体内的应力进行计算与分析 设计内容：本次 h 江碾压混凝土重力坝设计的主要内容包括，坝址和坝型的选 择、溢洪道的设计、非溢流坝段及溢流坝段的截面选取和分析计算、引水管道 （压力钢管）的计算。 本次设计

3、我们掌握了碾压混凝土重力坝的设计方法，而且了解到碾压混凝 土重力坝的一些重要的特点和设计时应该注意的地方，并且我本人也在压力钢 管的专题设计中，掌握了压力钢管截面选取、厚度选择和配筋的相关知识。完 成了专业知识从理论学习到实际运用的过渡，体会到了作为一名水利工作者所 肩负的责任。并对今后的工作打下了坚实的基础。 关键词关键词：碾压混凝土重力坝；材料力学法；rcc abstract design background: the design of the basic information from the southwestern region of chinas water conserva

4、ncy projects have been built. h river is located, h river is the department of w upper and middle reaches of the river sections, river basin is a sub-tropical climate zone, climate is mild and rainy. site for many years the average temperature of 20.1 , humidity of the calendar year average of 80 pe

5、rcent, the average precipitation for the dam over the years 1343.5 mm. formed mainly by the rainfall runoff, the average runoff for the years 1610 m3 / s, multi-year average runoff for the 50.8 billion m3, interannual variability is relatively stable coefficient of variation was 0.24. h jiang floods

6、 mainly due to the formation of rain. dam site is located within a relatively stable block belonging to the weak shock environment, the basic earthquake intensity of dam and reservoir-induced earthquakes may affect the intensity of 7 degrees. for the relatively flat valley dam v-shaped valley, aspec

7、t ratio of 3.5. dam upstream to lower triassic strata floor ec law group to thin, medium thick fender siliceous rocks, siliceous limestone-based clay, clip a small amount of interbedded siltstone rock group. and its downstream site for the triassic strata exposed in the ec group board is satisfied b

8、y the thick layer of calcareous sandstone, siltstone, interbedded rock composed of clay tablets, which is hard and the hard rock. design method: in the flood determined on the basis of calculation from the flow and discharge flow adjusted so as to carry out the design of the spillway. mechanics of m

9、aterials used and the stability of the calculation in the normal water level, the design flood level, flood checking, as well as the effect of normal water level under the four conditions seismic verification and checking the feasibility of the design section. way through the material mechanics of s

10、tress on the body to carry out calculation and analysis design content: the h jiang rcc gravity dam, including the main elements of the design, dam and dam-based selection, spillway design, the non-spillway section and the spillway section and analysis of selected cross-section, the water pipe ( pre

11、ssure pipe) calculations. the design we have a roller compacted concrete gravity dam design method, roller compacted concrete gravity dam and that some of the important characteristics and the design of the place should be noted, and i am also the topics penstock design, master pressure pipe cross-s

12、ection selected, the thickness of the selection and reinforcement of relevant knowledge. from the completion of the professional knowledge to the practical application of theoretical study of the transition, experienced workers, as a water responsibilities. future work and laid a solid foundation. k

13、ey words: rcc gravity dam; material mechanics method; rcc 目录 摘摘 要要 .- i - 第一章第一章 综合说明综合说明.- 1 - 第一节枢纽布置 .- 1 - 一、发电.- 1 - 二、防洪.- 1 - 三、航运.- 1 - 第二节设计要求 .- 1 - 第三节工程特性表 .- 2 - 第二章第二章设计基本资料设计基本资料.- 4 - 第一节自然地理 .- 4 - 一、流域概况 .- 4 - 二、气候特征 .- 4 - 三、径流、洪水、泥沙 .- 5 - 第二节工程地质 .- 8 - 1、地震烈度 .- 8 - 2、地形地貌 .-

14、8 - 3、地层岩性 .- 9 - 4、地质构造 .- 9 - 5、岩体物理力学性质 .- 9 - 第三节碾压混凝土层面和大坝建基面的抗剪强度指标 .- 10 - 第四节各分区砼相应龄期的抗压强度指标 .- 11 - 第五节筑坝材料 .- 15 - 第六节水库淹没处理及移民安置 .- 15 - 1、lt 水库淹没影响实物指标 .- 15 - 2、移民安置规划 .- 15 - 第七节施工组织 .- 15 - 1、施工条件 .- 15 - 2、对外交通 .- 16 - 3、材料供应 .- 16 - 第三章第三章枢纽整体布置和坝型选择枢纽整体布置和坝型选择.- 16 - 第一节工程等别与建筑物级别

15、.- 16 - 第二节枢纽布置 .- 17 - 第三节坝型选择 .- 17 - 1、面板堆石坝.- 17 - 2、土石坝.- 17 - 3、拱坝.- 17 - 4、重力坝.- 18 - 第四节洪水调洪演算 .- 18 - 1、计算原理：.- 18 - 2、计算结果：.- 19 - 第五节坝顶高程的确定 .- 20 - 第四章第四章非溢流坝段剖面设计非溢流坝段剖面设计.- 21 - 第一节剖面尺寸拟定 .- 21 - 第二节 坝体强度和稳定承载能力极限状态验算及应力计算 .- 22 - 1、稳定的校核验算 .- 22 - 2、坝体上游面的拉应力正常使用极限状态计算 .- 23 - 3、坝趾抗压强

16、度承载能力极限状态 .- 24 - 4、确定计算截面 .- 24 - 5、荷载计算 .- 24 - 6、强度、校核验算和荷载成果表 .- 29 - 第三节 应力结果 .- 52 - 1、计算应力 .- 52 - 2、应力成果表 .- 54 - 3、应力分布图 .- 55 - 第五章第五章溢流坝段剖面设溢流坝段剖面设计计.- 70 - 第一节孔口设计 .- 70 - 1、泄水方式的选择 .- 70 - 2、洪水标准的确定 .- 70 - 3、单宽流量的选择 .- 70 - 4、孔口净宽拟定 .- 70 - 5、溢流坝段总长度的确定 .- 70 - 6、流量和堰顶高程的确定 .- 70 - 7、定

17、型水头的确定 .- 70 - 第二节消能防冲 .- 71 - 1、消能方式 .- 71 - 2、挑流鼻坎设计 .- 71 - 3、反弧半径的确定 .- 71 - 4、挑距和冲坑的估算 .- 71 - 第三节剖面设计 .- 72 - 第四节四个不同截面在不同工况下坝体的强度和稳定验算 .- 73 - 1、计算荷载 .- 73 - 2、荷载计算成果表 .- 73 - 第五节应力结果 .- 83 - 1、应力计算 .- 83 - 2、应力计算成果表 .- 83 - 3、应力分布图 .- 86 - 第六章第六章第二建筑物（压力钢管）的设计第二建筑物（压力钢管）的设计.- 89 - 第一节引水管道的布置

18、 .- 89 - 1、压力钢管的形式 .- 89 - 2、管道轴线布置 .- 89 - 3、进水口体形设计 .- 90 - 4、拦污栅 .- 90 - 5、闸门及启闭设备 .- 90 - 6、细部构造 .- 90 - 7、压力钢管结构计算 .- 91 - 8、专题（引水管道结构计算） .- 96 - 第七章第七章施工组织设计施工组织设计.- 101 - 第一节施工导流方案 .- 101 - 一、导流标准 .- 101 - 二、导流方案 .- 101 - 三、导流建筑物 .- 101 - 四、导流时段 .- 102 - 第二节施工总进度安排 .- 102 - 第三节导流工程参数 .- 103 -

19、 参参考考 文文 献献 .- 103 - 第一章 综合说明 第一节枢纽布置 本工程同时兼有了防洪、发电、灌溉、渔业等综合利用效益。 一、发电 装机容量为 7600 mw，正常蓄水位为 376.6 m，死水位为 330.30 m， 台机 组满发时的流量为 7537 m3/s，尾水位为 225.50m。 厂房类型为全地下式厂房，主厂房尺寸为 338.528.574.4(m m m)，机组 间距为 32.5m，安装间（主/副）长度为 60/30m。主变室为地下式，尺寸为 405.519.532.334.2(m m m)。开关站为地面户内式，平面尺寸为 33517.5 (m m)。 二、防洪 lt 水

20、库是 w 江防洪的战略性工程，承担 w 江中下游地区防洪任务，总防护人 口达 1200 万人，保护耕地近 700 万亩。工程的兴建可将 w 江和 w、n 江三角洲防 洪标准由约 20 年一遇提高到约 400 年一遇（400m 提高到约 50 年一遇） ，遇 dtx 水库联合防洪，可使下游的防洪标准由 20 年一遇提高到 100 年一遇；无论式从 防洪效益还是替代防洪工程投资来说，其防洪作用均非常显著。 在遇 500 年和 10000 年一遇的洪水时，经水库调洪后，洪峰流量由原来 27600 m3/s 和 35500 m3/s 分别削减为 24762 m3/s 和 28382 m3/s。要求校核

21、洪水 时最大下泄流量限制为 28650 m3/s，校核洪水位不超过正常蓄水位 4.2 m。 三、航运 h 河属于滩多、坡陡、流急的河流，全河大小滩险约有 300 处。天然情况下， 除 o 滩至 sl 镇（l 江河口） 170 km 河段为常年通航河段外，其余河段基本不能 通航。lt 水库建成后，会使库区干流以上 250 km 范围内形成深水航道，坝址下 游河道枯水流量得到了大幅度增加，为实现 h 河全面通航，并直达珠江三角洲出 海奠定了基础，为西南有关省区物资外运提供了一条廉价的水上运输线，从而可 带动沿河经济的发展，促使西部大开发战略的实施。 第二节设计要求 要求： 1根据防洪要求，对水库进

22、行洪水调节的计算，确定坝顶高程及溢洪道孔口尺 寸； 2通过分析，对可能的方案进行比较，确定枢纽组成建筑物的型式、轮廓尺寸 及水利枢纽的布置方案； 3详细做出大坝设计，通过比较，确定坝的基本剖面和轮廓尺寸，拟定地基处 理方案与坝身构造，进行水力,静力计算； 4对碾压混凝土重力坝进行设计，选择建筑物的型式与轮廓尺寸，确定布置方 案，拟定细部构造，进行水力和静力计算； 5决定枢纽的施工导流方案，安排工程施工控制进度。 第三节工程特性表 表 1-1 工程特性表 名称数量单位备注 流域面积98500km2坝址控制面积 多年平均径流总 量 508108 m3 设计洪水流量27600m3/s洪峰 校核洪水流

23、量35500m3/s洪峰 河 流 特 性 多年平均径流量1610m3/s 正常蓄水位376.6m 正常尾水位225.5m 发电死水位330.3m 设计洪水位376.75m 校核洪水位379.85m 库容160108 m3 设计下泄流量24762m3/s 设计下游水位257.16m 校核下泄流量28382m3/s 校核下游水位260.3m 水 库 特 性 发电装机容量7600mw 大坝等级一级 大坝类型碾压砼重力坝 拦 河 大坝顶高程379.5m放浪墙顶高程 380.7m 坝坝高189.5m 续表 1-1 坝顶宽度16m 上游坡度0.2 下游坡度0.70 坝基面高程190m 坝 顶 宽 度 上游

24、折坡点高程290m 堰顶高程353.87m 溢流面前缘净宽105m 消能方式挑流消能 鼻坎高程262m 反弧半径50m 挑射角25 泄 水 建 筑 物 单宽流量270.304 8 m3/s校核 第二章设计基本资料 第一节自然地理 一、流域概况 h 河是 w 江水系中上游的河段。h 河全长为 1573 km，流域面积为 138340 km2。流域属副热带气候区，气候温和雨量充沛，雨季为 410 月，降水量约占年 降水量的 89.5 %，雨日约占全年的 71.2 %，流域各地多年平均降水量在 760 1860 mm，总的趋势山东向西递减。径流主要由降雨形成，径流年内分配为：5 10 月份占年总量的

25、 82.9 %，11 月 次年 4 月占年总量的 17.1 %。 lt 水电站位于 h 江上游。坝址以上流域面积为 98500 km2，占 h 河流流域面 积的 71 %。坝址以上流域，地形复杂，大支流多，汛期暴雨量级虽不大但却频繁 发生，造成洪水连续、洪水总量较大。 二、气候特征 1、气温： 坝址多年平均气温为 20.1 ，月平均最低（1 月份）气温为 11.0 ，月平均 最高气温（7 月份）为 27.1 ，实测最低值（1 月份）为-2.9 ，实测的最高值 （7 月份）为 38.9 。 2、湿度： 历年平均相对湿度为 80 %，其中最高的是 6、7、8 月，历年平均值均为 85 %；最低为

26、2 月，历年平均值为 74 %。 3、降雨量： 坝区多年平均降水量 1343.5mm，雨季（410 月份）降水量占年降水量的 89.2%，其中 59 月份降水量占全年的 76.0%，多年平均降雨日数为 156d，雨季 雨日占全年的 69.7%。多年平均日雨量10mm（中雨及以上）日数为 38.5d，日 雨量25mm（大雨及以上）日数为 15.0d，日雨量50mm（暴雨）日数为 3.9d， 日雨量100mm（大暴雨）日数为 0.6d。 表 2-1 坝区历年（1972 1992 年）各时段的最大降水量 时段 (min) 10203060901201802403605407201440 雨量 (mm

27、) 25. 2 40. 2 58. 8 99. 9 117. 3 125. 8 139. 5 144. 6 155. 6 158.6 159. 4 160. 9 4、蒸发量： 历年水面蒸发量的平均值为 1023.3 mm，历年的最大值为 1218.7 mm，历年 最小值为 842.7 mm。 5、风向风力： 历年最大风速为 24m/s，吹程为 2km。 三、径流、洪水、泥沙 1、 径流： 径流主要由降水形成，多年平均径流量 1610 m3/s，多年平均年径流总量为 508 亿 m3，年际变化较为平稳，年变差系数是 0.24，实测的最大年平均径流量 和最小的平均径流量分别为多年平均流量的 1.4

28、2 倍和 0.54 倍。实测的最大流量 为 16900 m3/s，实测最小流量为 174 m3/s，各频率年径流成果见表 2 - 2。 表 2-2 年径流频率成果表 %12510205075909599 0(3/)264025002290212019201580134011401030849 2、 洪水： h 河流域洪水由暴雨形成。lt 以上流域面积大，主流源远流长，大支流多， 汛期暴雨量级虽不大，但是发生频繁，往往造成连续性洪水，单峰洪水甚少，复 峰居多。设计洪水成果见表 2-3。 表 设计洪水成果表 2 3 p（%） 项目 0.010.10.21510 洪峰流量(3/)3550029500

29、27600232001850016300 7d 洪量亿(m3/s) 1581321241138474.4 表 坝址处设计洪水过程线（） 2 4 0.2%p 月日时流量月日时流量 619141310076216700 2014900815600 202153001414500 8152002013700 14149007212900 2014300812100 212136001411400 8127002010700 14119008210200 201120089740 22210600149620 8102002010200 1496809213700 209210817000 23288

30、501420200 885002022600 14826010222100 208200820900 24281401419400 880902017900 14831011216900 208630817400 25289701420200 889302023300 14909012226000 209300827300 续表 2-4 26293001427600 892902027000 14923013225900 209380824800 27295001423400 896702022100 14954014220700 209230819600 28289701418500 887

31、302017500 14850015216700 208380815800 29283201415100 8108002014600 141260016214200 2013800813700 302150001413200 8156002012900 141510017212500 2014700812300 712143001412000 8139002011900 141360018211800 2013200811700 22129001411600 8126002011500 141230019211400 2012000811300 32119001411200 812700201

32、1100 141560020211000 续表 2-4 2018000810900 42195001410800 8201002010700 142040021210600 2020700810500 52203001410400 8196002010300 141880022210200 2017800810100 3、 泥沙： h 河泥沙以悬移质为主，悬沙颗粒较细。由实测资料统计，坝址处多年平均 输沙率为 1660kg/s，多年平均含沙量为 1.05kg/m3 ，多年平均输沙量为 5240 万 t 。 第二节工程地质 1、地震烈度 坝址位于相对稳定的地块内，属弱震环境，无区域性活动断层穿过

33、，不存在 发生地震的地质背景，区域地震危险性主要受外围地震影响，经过审定：坝址地 震基本烈度和水库可能诱发地震影响烈度均为 7 度。 2、地形地貌 坝址河谷为较平坦“v”形谷，宽高比为 3.5。河流流向为 s 30 0 e，至坝址 处转为 s 80 0 e。枯水期河水面高程为 219 m，水面宽 90 100 m，水深 13 19.5 m 。河床沙卵石厚 0 6m ，局部达 17 m。河床两侧均有基岩礁滩裸露， 左岸宽 10 m，右岸宽 40 70 m 。 左岸的地形整齐，山体宽厚。右岸受冲沟切割，地形的完整程度稍逊于左岸。 两岸的山顶高程 600 m，岸坡的坡度 32 42，残坡积物厚 0.

34、5 2 m，局 部厚 8 25 m。 3、地层岩性 坝址的上游地层为三叠系下统罗楼组，以薄层、中厚层硅质泥板岩、硅质泥 质灰岩为主，夹少量粉砂岩互层岩组。坝址及其下游出露地层为三叠系中统板纳 组，由厚层钙质砂岩、粉砂岩、泥板岩互层组成，属坚硬和中坚硬岩石。 地下洞室布置区是坝区地质条件相对较好的地段之一，90 % 95 %以上的 洞体位于质量较好和中等、类围岩内，围岩地层为板纳组；岩性以砂岩为主， 或为砂岩和泥板岩互层岩组， 岩石强度较高。进水口的边坡蠕变岩体自然现状 稳定，只要开挖后采取一定的工程措施，边坡整体稳定。 4、地质构造 坝址岩层为单斜构造，走向 n50 200w，与河流向夹角约为

35、 70，倾向 ne（下游偏左岸） ，倾角 550 63。坝址的下游岩层倾角逐步变缓至约 40左 右。断层依其走向，主要可分为四组。 第一组：产状 n50200 w,ne 600，以层间错动为主，多达 200 余条，80 % 以上的破碎带宽度小于 10 cm。 第二组：产状 n 30 0 60 0 w,ne 60 0 850，平均间距 30 50m/条。 第一组：产状 n70 0 900 w,ne 70 0 85 0 第一组：产状 n65 0 80 0 w,ne 80 0，破碎带较宽。 5、岩体物理力学性质 表 2-5 岩体力学参数表 抗剪断强度变形模 量 泊桑比 fc(mpa) f c(mpa

36、)(gpa) 强风化 0.750.490.60.29 1.52. 0 0.34 中等风 化 1.21.480.90.7 67 0.28 砂岩 微风化 1.52.451.31.48 1516 0.25 断层 0.40.080.360.05 弱结构 面层面 0.450.10.40.08 表 2-6 物理力学试验成果表 单轴抗压 强度 (mpa) 弹性模量 (gpa) 岩 体 密度 (g/cm3) 比 重 孔 隙 率 饱 和 吸 水 率 (%) 干 燥 饱 和 软 化 系 数静 弹 动 弹 抗拉 强度 (mpa) 抗折 强度 (mpa) 强 风 化 2.672.722.110.73128780.61

37、55.9 中 等 风 化 2.682.721.380.501681190.7167.4 微 风 化 2.732.740.350.171831550.8577.881.23.639.1 第三节碾压混凝土层面和大坝建基面的抗剪强度指标 表 2-7 碾压混凝土层面抗剪断参数建议值 建议参数 cvf=0.20,cvc=0.30cvf=0.20,cvc=0.35坝高(m) fc(mpa)fc(mpa) 2101.072.091.071.97 1560.971.570.971.48 表 2-8 各分区砼相应龄期的抗压强度 抗压强度（mpa） 编号强度种类 7d28d90d c25142634 c20132

38、229 c1581923 c25142633 第四节各分区砼相应龄期的抗压强度指标 表 2-9 大坝各坝段建基面混凝土与岩体 f、c建议值 工程岩体（bq）分级坝基财体工程地质分类地质因素法建议值 混凝土与岩体混凝土与岩体混凝土与岩体混凝土与岩体 坝段 编号 面积建基面岩体特征(bq) 均值 级别 f、c(mpa) 类别 f、c(mpa)f、c(mpa)f、c(mpa) 214弱风化岩体、有 f60通过306iv0.70.80.40.5iv0.90.70.70.30.750.760.750.5 660弱微风化岩体、有 f60通过329iv0.80.90.50.7iv0.90.70.70.30.

39、920.890.80.5 1790弱微风化岩体、有 f60通过348iv0.90.7iviii0.90.70.90.920.90.7 3230微风化岩体453ii1.111.1iiiii11.11.11.121.21.051.11.1 3465微风化顶部岩体447iii1.111.1iii11.11.01.11.01.121.21.051.11.1 1835弱微风化岩体416iii10.91iii1.11.01.10.91.081.1811 2110弱微风化岩体390iii10.910.9iii1.11.01.10.91.081.170.9511 2435弱风化底部岩体389iii10.910

40、.9iii1.11.01.10.91.061.140.9511 2720弱微风化岩体393iii10.910.9iii1.11.01.10.91.061.140.9511 11 3000弱微风化岩体409iii10.91iii11.11.01.11.01.11.1811 12 3275弱风化底部岩体430iii1.11.01iii11.11.01.11.01.071.151.11.011.1 13 4800弱风化底部岩体439iii1.11.01iiiii11.11.11.11.161.11.011.1 14 3250弱风化底部岩体453ii1.11.1iiiii11.11.11.21.11.

41、161.11.1 15 3260弱风化底部岩体、局部有缓倾角节理密集带458ii1.11.1iiiii11.11.11.21.081.131.11.1 16 3330大部分为微风化上部岩体局部有缓倾角节理密集带490ii1.11.21.11.2ii1.11.21.11.21.11.191.11.21.2 续表 2-9 17 3370大部分为微风化上部岩体519ii1.11.21.2ii1.11.21.11.21.151.241.11.21.2 18 3370大部分为微风化上部岩体508ii1.11.21.11.2iiiii11.11.21.11.21.141.231.11.21.2 续表 2-

42、9 坝段 编号 面积建基面岩体特征工程岩体（bq）分级坝基财体工程地质分类地质因素法建议值 (bq) 均值 级别混凝土与岩体类别混凝土与岩体混凝土与岩体混凝土与岩体 f、c(mpa)f、c(mpa)f、c(mpa)f、c(mpa) 19 3330 大部分为微风化上部岩体，局部有缓倾角节理密 集带 508ii1.11.21.11.2iiiii1.01.21.11.21.121.221.11.21.2 20 4860 大部分为微风化上部岩体，局部有缓倾角节理密 集带，11%为 t2b18泥板岩 484ii1.21.01.11.2iiiii1.01.21.01.21.091.171.11.1 21

43、3400弱微风化岩体、19%为 t2b18泥板岩505ii1.11.21.11.2iiiii1.01.21.01.21.11.21.11.11.2 22 3860 弱风化底部岩体、小断裂发育、33%为 t2b18泥 板岩 413iii11iii0.91.11.10.70.991.0310.91.1 23 2230 弱风化底部岩体、有 f4 断层通过、坝趾有缓倾 角节理密集带及 15 为 t2b18泥板岩 408iii0.91.00.91.0iii1.01.11.10.91.071.110.91.00.91.1 24 1870 弱风化下部岩体、有 f4 断层通过、43%为 t2b18 泥板岩 3

44、60iii0.90.90.7iviii0.80.90.70.80.930.950.90.80.9 25 1600弱风化中下部岩体、46%为 t2b18泥板岩366iii0.90.90.7iviii0.80.90.70.80.981.050.90.80.9 26 1338弱风化一部岩体、45%为 t2b18泥板岩401iii1.00.90.91.0iv1iii0.91.00.70.91.031.131.00.90.91 续表 2-9 27 1188弱微风化岩体、26%为 t2b18泥板岩462ii1.11.11.2iiiii1.10.91.10.91.11.21.11.11.2 28 1060微

45、风化岩体、19%为 t2b18泥板岩501ii 1.11.21.11.2iiiii1.11.01.20.91.131.221.11.11.2 29 963微风化岩体、有 f1 断层通过 32%为 t2b18泥板岩449iii1.01.11.01.1iiiii1.00.91.10.71.091.171.01.11.01.1 30 963微风化岩体、49%为 t2b18泥板岩465ii 1.11.11.2iiiii1.11.01.20.91.11.21.11.01.1 31 963微风化岩体、52%为 t2b18泥板岩461ii1.11.11.2iiiii1.11.01.20.91.11.21.1

46、1.01.1 32 1210弱微风化岩体、90%为 t2b18泥板岩356iii0.90.7iv1iii0.90.70.981.080.90.7 第五节筑坝材料 坝址附近河段缺乏天然砂石料，混凝土所需砂石骨料需要人工轧制。 距坝址下游 4.5 5.5 km 的右岸 m 村沟内的 m 村口及 dfp 二迭系灰岩料 场，储量及质量均满足工程要求。dfp 选定为大坝及围堰的混凝土骨料料 源，储量达 1 亿 m3以上，m 村沟内有一片缓坡地，距坝址直线距离为 4.4 km，布置砂石料生产加工系统，系统规模为设计生产能力 2000 t/h，设 计处理能力 2500 t/h。m 村选定作为其它主体建筑物及

47、临建工程的混凝土 骨料料源，灰岩储量约 470 万 m3，m 村口经开挖平整后布置砂石料加工系 统，系统规模为设计生产能力 240 t/h，设计处理能力 300 t/h。 坝区内有三处土料场的残坡积土层较集中、开采条件较好，平均厚度 2 3 m，厚度均为一性差，均为高至中液性粘质土，平均天然含水量 24.4 %， 总储量为 153 万 m3。 第六节水库淹没处理及移民安置 1、lt 水库淹没影响实物指标 根据 2000 年调查和规划成果，lt 水库正常蓄水位 375 m 时淹没 10 个县， 47 个乡(镇)，232 个行政村，847 个村民小组，淹没土地总面积为 377km2，其 中耕地面积

48、为 8.43 万亩，陡坡地为 2.98 万亩，林地为 21.87 万亩，草地 7.98 万亩；2008 年底搬迁人口 7.51 万人，其中农业人口为 7.00 万人；水库淹没房 屋面积为 221.89 万 m2，淹没 12 个乡集镇及公路等专业项目一批。 2、移民安置规划 移民安置规划水平年为 2008 年，推算至 2008 年，搬迁人口为 7.51 万人， 生产安置人口为 8.05 万人。lt 水库地区山地资源丰富，热量资源 充足，气候适宜，农、副、土、特产品种类多，水库建成后，库周区交通 得到大大改善，为安置 lt 水库的农村移民提供了较好的自然和社会环境。 本次规划农村移民生产开发重点发

49、展粮食生产和亚热带水果及经济作物， 适当发展养殖业和二三产业。水库淹没处理补偿静态总投资为 46.16 亿元 (含税费 5.32 亿元)。 第七节施工组织 1、施工条件 坝址处于峡谷河段，河谷宽高比为 3.5 左右，河床宽度 160.0 280.0m，主流靠左岸。两岸地形不对称，左岸比右岸整齐，右岸坡度 3242，左岸坡度 3642，两岸山顶高程 580.00 650.00m 左右。 本工程施工用电高峰负荷约 42 mw。从 nd 县境内的车河架设 2 回 110 kv 线路至工地，输电距离为 86 km，可满足工程施工用电需求。110 kv 施工变电站 设于右岸坝线下游 800 m 处，引出

50、 22 个回路，向整个工 区供电。lt 工程建成后，上述 1 回 110 kv 线路即可作为工程的保安电源。 2、对外交通 本工程外来物资、材料、设备总运量为 371.86 万 t，年高峰运量为 84.82 万。距 to 县城最近的铁路货运站为 qg 线上 nd(小场)火车站，对 外交通方案在初步设计中选定为：外来物资材料用火车经 qg 线运至 nd 火车站，在 nd 设物资中转站，由 nd 至坝址新建 81 km 二级公路，沿 h 河左岸直抵坝址，在坝址以下 2.5 km 处设 h 河 lt 大桥，和右岸进场公路 连通，形成左、右岸循环道路。 3、材料供应 本工程需水泥总量 129.28 万

51、 t，年高峰需要量为 36 万 t/a，可由厂 家具备的铁路水泥罐车运至 nd 站，再转公路运输至工地。本工程需粉煤 灰总量 72.06 万 t，年高峰需要量为 26.61 万 v，可由铁路运至 nd 站， 再转公路运输至工地，也可采用公路直接运至工地。 第三章枢纽整体布置和坝型选择 第一节工程等别与建筑物级别 正常蓄水位 h= 375.6 m，相应库容 v=165 亿 m3，水电站的装机容量 7600 mw，所以本工程的规模为大（1）型，等别为一等， （永久建筑物）主 要建筑物级别为 1 级，次要建筑物级别为 3 级；临时性水工建筑物为 4 级。 第二节枢纽布置 泄洪建筑物设置在原河床的主流

52、部位，发电建筑物，开关站等建筑物安排 在左岸。泄水建筑物的型式：开敞式溢流堰。 第三节坝型选择 可供选择的坝型：土石坝、拱坝、面板堆石坝，实体重力坝、宽缝重力坝、 碾压混凝土重力坝。具体比较选择如下： 1、面板堆石坝 坝址附近河段缺乏天然砂石料，混凝土所需砂石骨料需人工轧制，不能满 足建坝的材料要求，投资成本较大，不适合修建面板堆石坝。坝顶溢流不便， 需在坝外单独设置泄水建筑物。 2、土石坝 在有条件的情况下，为了节约材料，选择坝型的时候应首先考虑当地材料 坝。土石坝材料可就地取用，材料的运输成本低；对地基的要求不是很高，适 应地基变形能力强；构造简单，施工技术简易，工序少，便于机械化施工。但

53、 坝体填筑量工程量大，而坝址附近缺乏符合筑坝条件的土料，难以满足建坝对 土料的需求量；其次，土料填筑质量受气候条件的影响较大，h 江流域雨量丰 富，降雨天数多，对土石坝施工干扰大，易延长工期；再者，土石坝坝顶不能 溢流，施工导流不如混凝土坝方便，坝体的断面大。故不适合修建土石坝。 3、拱坝 拱坝的工作原理：一是依靠拱的作用，将力传给拱座；二是依靠悬臂梁的 作用将力传给了基岩。其主要的特点：1.受力条件好，河谷形状深窄较好；2. 坝体积小，主要依靠拱作用维持稳定，自重作用影响不大；3.超载能力强，安 全度高；4.抗震性能好；5.施工技术要求高，地基处理要求严格。 根据拱坝的特点，要求建造于狭窄的

54、河谷上；对地质较理想的地质条件是 岩石均匀单一，有足够的强度，透水性小，耐久性好，两岸的拱座基岩坚固完 整，边坡稳定，无大的断裂构造和软弱夹层，能承受由拱端传来的巨大推力而 不致产生过大的变形，尤其要避免两岸边坡存在向河床倾斜的节理裂隙或构造。 12 坝址的河谷为较平坦的“v”形谷，宽高比为 3.5，主流靠左岸，两岸地 形不对称，左岸比右岸整齐，右岸坡度 32 42 ，左岸坡度 36 42 。若在这种河谷中修建拱坝，拱坝作为拱的部分发挥的作用较小，且河床两 岸无足够强度的岩体支承拱坝。节理面不能承受两岸渗透水压力的作用，即使 进行必要的加固处理（如清洗节理，固结灌浆等） ，也不能达到强度的要求

55、。 故不适合修建拱坝。 4、重力坝 （1）实体重力坝： 实体重力坝的主要优点是，结构相对比较简单，设计和施工比较方便，应 力分布也较明确，并且有丰富的经验技术，施工过程中质量容易控制。它的不 足之处是坝体的体积较大，扬压力也比较大，施工时不利于混凝土的散热，且 材料强度不能充分发挥。 （2）宽缝重力坝： 宽缝重力坝具有以下一些优点：充分利用了混凝土的抗压强度；扬压力显 著降低；节省了混凝土方量。不过也有一些缺点，如：增加了模板用量，立模 也较复杂；分期导流不便；在严寒地区，对宽缝需要采取保温措施，而且宽缝 重力坝的散热比较好，并且一般情况下，不易出现被坝体内部的混凝土由于膨 胀而破坏坝体的稳定

56、。 （3）碾压混凝土重力坝： 碾压混凝土重力坝与常态混凝土重力坝相比，具有以下一些优点：工艺程 序简单，可快速施工，缩短了工期，提前发挥了工程效益；单位体积胶凝材料 用量少，特别是水泥用量减少，减少了工程造价，由于水泥用量减少，结合了 薄层大仓面浇筑，坝体内部混凝土的水化热温升可大大降低，从而简化了温控 措施；不设纵缝，节省了模板和灌浆等费用；可使用大型施工机械设备，提高 混凝土运输和填筑的工效。但也有一定的缺点，如：坝体混凝土分区，各区域 内混凝土的级，还有抗冻、抗冲、抗磨和抗渗等耐久性能比常态混凝土差。 结合设计内容，工程中有丰富的砂石料场，地质条件不是很复杂，故确定 选择碾压混凝土重力坝

57、方案。 第四节洪水调洪演算 1、 计算原理： 本枢纽的泄洪建筑物采用 wes 式溢流堰。其溢流能力可用公式 (3-1) 3/2 2 sw qcmbgh 式中：m流量系数； c上游面坡度影响修正系数； s淹没系数； b溢流堰净宽 ； 侧收缩系数； hw堰上作用水头。 近似计算中可以认为： 校核情况下， gbcm s 2 2.04； 设计情况下， gbcm s 2 2.01。 则开敞式溢流堰泄流能力计算公式就近似为： 校核情况下，q=； 3/ 2 2.04 w bh 设计情况下，q=。 3/ 2 2.01 w bh 假定三种不同的溢流堰净宽 b，以及堰顶高程w 进而比较三种方案的可 行性，最后确定

58、最优方案。 2、 计算结果： 具体计算结果见下表： 表 3-1 洪水调节计算成果 方案（一）方案（二）方案（三） 孔口净宽(m)15 7=105 15 7=105 15 7=105 堰顶高程(m)354.6354.5354.4 水位 z(m)376.8376.75376.73 设计情况 下泄流量(m3/s)244182468324762 校核情况水位 z(m)378.9378.88378.83 下泄流量(m3/s)281042822028382 结论：为了使下泄流量要尽量接近并小于校核洪水最大下泄流量 28650 m3/s，尽可能地降低工程造价，最终在最初选取的三个堰顶高程（354.6 m，3

59、54.5 m，354.4m）中，选取 354.4 m，设计水位为 376.75 m，设计下泄流 量为 28382 m3/s，校核水位为 378.85m，校核下泄流量 24762m3/s。 第五节坝顶高程的确定 由规范，防浪墙顶高程需要高于波浪顶高程。 其与正常蓄水位或校核洪水位的高差： h=h1h zh c， (3-2) 式中：h1%累计频率为 1的波高； hz 波浪中心线至正常蓄水位或校核洪水位的高差； hc 安全超高。 库区的多年平均计算风速，吹程， 0 24/26.5/vm sm s27.5dkmkm 按鹤地水库公式计算： (3-3) 1 2% 1/6 3 0 22 00 0.00625

60、() ghgd v vv (3-4) 1/2 22 00 0.0386() mglgd vv (3-5) 2 1% 2 z mm hh hcth ll 式中：lm平均波长（m）; h2%累计频率为 2 % 的浪高（m）; 计算风速（m/s） ，取 24 m/s; 0 v d风区长度（m） ，d2000 m； g重力加速度，9.81m/s2。 结果： 校核情况下顶高=380.3 m，设计情况下=381.5 m；取大值：顶顶 381.5 m，所以防浪墙顶高程为 381.6 m。根据混凝土重力坝设计规范 dl5108- 1999 取 1.2 米的防浪墙高度，最终确定坝顶高程 380.4 m。 第四章