混凝土重力坝设计及施工组织设计汇总

1、毕业设计论文题目铜钱坝水库碾压混凝土重力坝及施工组织设计专业水利水电工程班级工093学生郝晓卫指导教师苗隆德2021年摘要一个坝址的坝型选择主要取决于地形、地质、水文和气候条件.本次设计的根本资料来自于勉县地区铜钱坝资料.经过对几次可建造坝型的比较估算,我们选择碾压混凝土重力坝,方量少、造价低.碾压混凝土重力坝一般设置坝顶溢流堰,溢流堰为河JI水利枢纽之必需泄水建筑物,用以排泄水库多余的水量,必须设计成能泄放最大的来水量,而同时能保持水库的水位在预定的水位以下.入库设计洪水的选择和确定,需要通过充分的水文流域因素资料来进行分析.然后才能确定溢流堰尺寸.对于过坝水流的调蓄,需要有合理审慎的设计,

2、以预防生命财产的损失.我们是通过调洪演算来确定起调流量和下泄流量从而来设计溢流堰.接着在满足上下游稳定和应力的条件下,根据大坝根本剖面最小原那么来确定该碾压混凝土大坝的剖面和轮廓尺寸,也包括大坝的一些细部结构和对地基的处理等.在确定完上下游的根本坡度后,用稳定计算和材料力学分别从正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位和地震情况的方面进行稳定计算,来验证和校核剖面的稳定性.大坝平安也是大坝设计中最重要的限制因素,坝越高越重要.由于水库蓄水量很大,所以设计时需谨慎小心,以防因失事而造成的生命和财产损失.小心处理诸多影响运行性能的因素,以保证坝的平安、经济和效用.通过本次设计,让我了解了碾压混凝土重力坝

3、的设计方法,而且对其他型式的坝型有了初步的了解,知道了关于碾压混凝土重力坝的一些重要特点和设计时应注意的一些问题,完成了专业知识从理论到实际的过渡.体会到了身为一名水利工程设计者所需要具备的品质和专业知识,更重要的是担负的责任,这对我们以后的工作都是一次提前的操练.ABSTRACTAdamsiteofthedamtypeselectionismainlydependsontopography,geology,hydrologyandclimateconditions.ThedesignofthebasicdatafromMianXianareascopperbar.Aftercomparing

4、severaldamtypecanbebuilttoestimate,wechooseourrollercompactedconcretegravitydam,littlevolume,lowprice.Rollercompactedconcretegravitydamcrestoverflowweir,generallysettheoverflowweirfornecessarydrainageriverwaterconservancyhubbuilding,usedtodrainthereservoirredundantwater,mustbedesignedtodischargetheb

5、iggestinflow,andatthesametimetokeepthereservoirwaterlevelbelowthepredeterminedwaterlevel.Putinstorage,thechoiceanddeterminationofdesignflood,needthroughthefullhydrologicalfactorsdataforanalysis.Andthentodeterminethesizeofoverflowweir.Passingthedamforwaterstorage,needstohaveareasonableandprudentdesig

6、n,inordertoavoidlossoflifeandproperty.Wearethroughthefloodregulatingcalculationtodeterminethedesignflowandanalyzedsoastoadjusttotheoverflowweir.Thenundertheconditionofsatisfythestabilityandstressoftheupstreamanddownstream,accordingtothebasicprofileminimumprincipletodeterminetherollercompactedconcret

7、edamdamprofileanddimensions,andalsoincludesomeofthedetailstructureofthedamandthefoundationtreatmentetc.Afterindeterminingthebasicgradeofupstreamanddownstream,withstabilityanalysisandmechanicsofmaterials,respectively,fromthenormalstoragelevel,designfloodlevelandcheckfloodlevelandstabilityofearthquake

8、situation,toverifyandcheckprofilestability.Damsafetyaswellasthemostimportantcontrollingfactorofthedamdesign,thedam,thehigherthemoreimportant.Duetoreservoirstoragecapacityisverybig,sothedesignneedtobecareful,incaseoflossoflifeandpropertyduetocrash.Carefullydealwithmanyfactors,whichaffecttheperformanc

9、e,inordertoensuredamsafety,economyandutility.Throughthedesign,letmeknowthedesignmethodofrollercompactedconcretegravitydam,butalsoforothertypesofdamtypehavepreliminaryunderstanding,toknowaboutsomeimportantcharacteristicsofrollercompactedconcretegravitydamandwhenthedesignshouldpayattentiontosomeproble

10、ms,andcompletedtheprofessionalknowledgetransitionfromtheorytopractice.Realizedasawaterconservancyprojectdesignersneedtohavethequalityandtheprofessionalknowledge,moreimportantistheresponsibilityofthelaterworkforusisapracticeaheadoftime.目录摘要1第1章铜钱坝工程概述61.1 工程概况61.2 工程特征表7第2章水文气象82.1 流域水文概况82.2 洪水分析计算8

11、第3章兴利调节和调洪计算123.1 底孔规模及死库容确定123.2 兴利库容确定123.3 调洪计算13第4章工程地质194.1 区域地质概况194.2 库区工程地质条件194.3 坝址工程地质条件214.4 各坝轴线工程地质条件23第5章枢纽布置245.1 坝址选择245.2 坝轴线选择255.3 坝型选择255.4 枢纽布置26第六章建筑物设计286.1 非溢流坝段设计286.1.1 坝顶高程确定286.1.2 初拟坝体剖面306.1.3 荷载计算306.1.4 坝基面稳定计算346.1.5 抗滑稳定与强度验算366.2 溢流坝段设计406.2.1 .溢流坝堰面体型设计416.2.2 溢流

12、坝面水面线计算446.2.3 消能防冲设计496.3 排沙底孔设计506.3.1 底孔剖面拟定506.3.2 底孔水力计算556.3.3 工业取水管的设计57第七章构造设计587.1. 坝顶构造587.1.1 廊道系统587.1.2 坝体检查与排水廊道587.1.3 防渗系统58第八章地基处理608.1 地基开挖与清理608.2 帷幕灌浆与固结灌浆608.2.1 固结灌浆608.2.2 帷幕灌浆618.3 断层、软基夹层处理61第九章施工组织设计629.1 施工组织设计629.2 施工进度方案错误！未定义书签.9.3 施工布置原那么63致谢65参考文献66第1章铜钱坝工程概述1.1 工程概况铜

13、钱坝水库坝址位于汉江支流玉带河下游,该水库是以供某工厂工业用水年平均流量1.5m3/s为主,兼补偿下游农田灌溉用水3000万m/s,以及防洪、发电、养鱼等综合利用水利枢纽工程,要求工业供水保证率97%农田灌溉保证率75%该工程属田等工程,主要建筑物按3级建筑物设计.由于下游有重镇,因而设计洪水标准为百年一遇洪水,洪峰流量3100n3/s,3校核洪水的洪峰流量4550m/s,正常畜水包605m,死水包588m相应死库容为1075万m3.根据铜钱坝水库设计洪水标准,推求得典型洪水过程线与设计、校核洪水过程线,通过调洪计算得铜钱坝特征水位,其中正常蓄水位为605m,设计洪水位高程为610.8m,校核

14、洪水位为612.8m.根据坝址区工程地质概况比选出田-田坝轴线和修筑常态混凝土重力坝.根据重力坝的地基开完要求定出相应的开挖高程565m,从而确定了最大坝高48.3m.根据理论及工程经验初步拟定坝体剖面图,经过计算得知稳定和应力均满足要求.泄水建筑物主要为溢流坝段,经过计算得出实用堰的WES曲线坐标和下游挑流消能的反弧段,又由此推求出下泄水流的水面线、挑距和冲坑深度,得出泄流水平和挑流消能满足要求.根据泄水、排沙等要求设计出排沙底孔的尺寸和闸门形式,根据供水要求确定出饮水管道的位置和尺寸.在构造设计处详细选定了坝顶、廊道、排水系统及横分的形式、尺寸、位置及与相应建筑物的连接方式.由于田-田处得

15、坝基和岸坡存在地址问题,故进行回填混凝土、固结灌浆和帷幕灌浆的举措,以增强坝体的稳定,预防坝周围的渗漏破坏,增加大坝的可靠性.1.2 工程特征表表1-1工程特征表工程名称铜钱坝水利枢纽工程建设地点陕西省汉中向勉县所在河流士带河I.水文特征坝轴线全长183.83m设计洪峰流量(P=1%)32160m/s二.泄洪建筑物形式溢流坝结合底孔校核洪峰流量(P=0.1%)3324m3/s1.溢流坝n.水库特征堰顶图程605m正常蓄水位605m单宽流量36.56m3/s.m设计洪水位(P=1%)610.8m消能方式鼻坎挑流校核洪水位(P=0.1%)612.8m每孔净宽16m兴利库容_35273万m孔数5个防

16、洪库容(605-613.3m).32830万m2.底孔死库容(588m以下)-_31075万m孔口尺寸3.5mx3mm.主要建筑物进口底部高程580m一.大坝孔数1个坝型碾压混凝土重力坝设计洪水最大流速21.60m/s地虐根本烈度vn度3.闸门及启闭型式坝顶局程612.8m底孔工作门弧形、液压启闭机取大坝同47.8m事故检修门平板门、直升式启闭机第2章水文气象2.1流域水文概况玉带河发源于宁强县巴山箭竹岭,流贯宁强县境内,由南向北,于勉县铜钱坝处流入汉江,河道曲折,高山植被良好,海拔1000m以下垦荒坡地少,河道总长110km,河床平均比降3%,下游河床比降为1/600-1/800.坝址以上集

17、水面积798km2.集水区呈狭长形,流域平均高程为1100m多年平均降雨量1000mm-1100mlm由“陕西省年降雨量等值线图上可见,降水量分布由上游向下游递减,且宁强、铁锁关一带为暴雨中央.铜钱坝水库坝址位于武侯镇站与铁索关站之间,以武侯镇为限制站,进行汉江上游年平均径流平衡计算,推求出铁索关至铜钱坝的区间年径流,得铜钱坝处的径流.洪水分析与计算见调洪计算.2.2洪水分析计算根据铜钱坝水库设计洪水标准,频率为1%,0.1%所涉及洪峰、洪量及洪水过程线的有关资料如下：(1)设计洪峰铜钱坝位于铁索关与武侯镇站之间,经分析武侯镇站与铁索关之间产生洪峰根本相对应,两站洪峰间具有一定关系.用武侯镇站

18、实测资料展延铁索关洪水资料为1936-1941年、1950-1974年系列,并分别对武侯镇站和铁索关站最大流量进行频率分析,将获得的不同频率武侯镇、铁索关最大流量进行频率分析,将获得的不同频率武侯镇、铁索关洪峰值与积水面积关系绘于双对数坐标纸上,用积水面积内插法推求铜钱坝P=0.1%,1%的洪峰及洪峰均值.通过与洪水调查法、合理化公式法及汉中地区经验公式估算洪峰法所得值分析比拟,最后选定铜钱坝水库采用值为：P=0.1%.P=1%3,Q洪峰二4550m/sQ洪峰=3100m3/s2设计洪量的推求通过铁锁关站洪水资料分析,洪水过程线多呈单峰,洪水历时为3天,铜钱坝洪水历时定为3天.分别统计铁锁关站

19、和武侯镇站实测历年最大一、三日洪量,见表2-1所示.进行频率计算,求得不同频率各时段的洪量,绘制最大洪量与流域面积关系图,内插得铜钱坝频率为1%寸段的洪量.表2-1实测历年最大一、三日洪量时段一一三洪水总量亿m31.321.792.083洪水过程线典型放大铜钱坝水库坝址设计洪水的一日洪量及洪峰量.选用铁锁关站1964年9月2-4日一次洪水过程线为典型：典型洪峰Q=1640m3/§24小时洪量W4=0.52亿m3作为一日洪量3日4时-4日4时；用同倍比放大法推求设计需要的洪水过程线见表2-2,其曲线如图2-1其中比例因子C设=3100/1640=1.890;C校=4550/1640=2

20、.774,大坝库水位-库容关系曲线如图2-2,水坝下游河道水位-流量的关系曲线见图2-3:表2-2铜钱坝典型洪水过程线与设计、校核洪水过程线日-时2-02-82-163-03-43-8_3Q(m/s)4570100120140460设计P=1%85.05132.3189226.8264.6869.4校核(P=0.1%)124.83194.18277.4332.88388.361276.04日-时3-103-113-123-133-143-15_3Q(m/s)50011801590164016001270设计P=1%9452230.23005.13099.630242400.3校核(P=0.1%

21、)13873273.324410.664549.364438.43522.98日-时3-163-184-04-44-104-24一,3、Q(m/s)89048025013810550设计P=1%1682.1907.2472.5260.82198.4594.5校核(P=0.1%)2468.861331.52693.5382.81291.27138.75000图2-1洪水过程线水位-库容关系曲线50001叩.峰容(Q加口口20000oO43660口口口口口210987666555(5治误MDoo-65455525000图2-2水位与库容关系曲线表2-3铜钱坝水库Z-V和Z-A关系曲线库水位(m)5

22、70.9580590600610620630库容(万m3)0211.41404.44112.48587.41494923378.5水面(m2)068.5180.5373.5525.5740952.0811第3章兴利调节和调洪计算3.1 底孔规模及死库容确定灌溉要求放水入坝下游河道,选用武侯镇、铁索关和茶店子三站1966-1974年实测沙量资料,通过沙量平衡计算求得铜钱坝多年平均来沙量值,参照铁索关站1936-1970年水文资料统计成果可以看出玉带河河源来水、来沙的大小在月季的分配上根本相对应,而且来沙比径流出现更为集中,同时考虑意外情况下泄洪的需要,宜建底孔.根据水库淤积计算和排沙要求,为了保

23、证设计洪水时宣泄通畅,选取底孔进口高程580m,孔口尺寸3.5X3m兼顾水力发电最小工作水头的要求,选取死水位(即兴利下限水位)为588m相应死库容为1075万品.3.2 兴利库容确定(1)工业供水净用水量为1.5m7s考虑管道沿途损失以10#,工业供水保证率为97%(2)农业上要求水库补偿灌溉用水年3000万ml其中5月份1000万m,6月份2000万品.同时要求5、6、7、8四个月的河道天然径流不纳入水库径流调节.(3)水库渗漏蒸发损失估算,根据当地水文气象资料分析,水库多年平均水面蒸发量为360mm水库库区地质条件属中等,月渗漏量以月平均库容水量的1.5%计.(4)根据当地水文、用水变化

24、特点,选取调节度从9月初开始至次年8月底结束,确定水库运用方式为10月至次年4月为蓄水期,5-6月为用水顶峰期,7-9月为防汛排沙期.这样可以做到工、农业用水,蓄清、排浑相结合,保证水库平安渡汛,延长水库使用寿命,又可将局部兴利库容作为防汛使用.(5)用历时列表法,进行代表年P=25%50%75%97W调节兴利库容的推求,从中选择最大者作为采用年调节兴利库容,综合考虑水库的淹没及浸没确定兴利库容V兴=5275万m3,相应的正常高水位为605m3.3 调洪计算初定大坝采用底孔和溢流坝联合泄流,溢流坝段堰顶高程为605m,溢流坝段总长定为84m分成5孔,每孔净宽16米.底孔设一个,进口高程580m

25、,孔口尺寸3X3m,大坝库水位库容ZV关系曲线见图3-1,大坝下游河道水位流量ZQ关系曲线见图3-2o/岫线隹容显图3-1水位库容Z-V曲线水库坝下游河道水位流量关系曲线图3-2下游河道水位流量关系曲线表3-1泄流计算表库水位一总泄量计算表t=3600s堰顶水头排底水位沙孔Hw库容堰顶水位v/t(m3溢流坝泄孔泄总泄q/2v/t+水头库容/s)流量重q/260502526.756500000.0204.4204.4102.2204.460612627.7570005001388.9140.1208.1348.3174.11737.160722728.7572507502083.3396.321

26、1.9608.2304.12691.560832829.75750010002777.8728.0215.5943.6471.83721.360942930.75830018005000.01120.9219.11340.0670.06340.061053031.75890024006666.71566.5222.61789.1894.68455.861163132.75920027007500.02059.2226.12285.31142.79785.361273233.75980033009166.72594.9229.52824.51412.211991.161383334.751050

27、0400011111.13170.4232.93403.31701.614514.461493435.7511200470013055.63783.0236.34019.32021.617074.8615103536.7511800530014722.24430.7239.54670.32335.119392.5616113637.7512300580016111.15111.7242.85354.52677.221465.6617123738.7513200670018611.15824.3246.06070.33035.224681.4618133839.7513900740020555.

28、66567.4249.16816.53408.227372.0619143940.7514500800022222.27339.5252.27591.73795.929814.0620154041.7515000850023611.18139.8255.38395.14197.532006.2qv/t+q/2v/t+o/SGiiS/s)图3-3泄流计算曲线图表3-2调洪计算工作曲线计算表P=1%设计洪水调洪计算工作曲线计算表P=1%设计洪水时间时入库流量m3/s平均入库流量m3/sV/T+q/2(m3/s)下泄流量m3/s水库水位m1518018018060516190185185185605

29、11720019519519560518205202.5202.5202.56051920520520520560512020520520520560521206205.5205.5205.560522206206206206605.1123207206.5206.5206.5605.124208207.5207.5207.5605.125209208.5208.5207.6605.226210209.5210.4207.7605.227230220222.7208605.3281250240254.7208.5605.4129350300346.2211605.530500425560.22

30、30605.7311600550880.2255605.91328707351360.2300606.1339008851945.2365606.4341945922.52502.7600606.813522301587.53490.2900607.836280025155105.21150608.5371310029506905.21400609.3138302430628567.2185061039240027129429.22150610.7401168220419320.22100610.6141110013918611.21800610.4429071003.57814.716006

31、10.2431800853.57068.21400609.81447507756443.21200609.2从设计洪水的调节得出：设计洪水位为610.8m,相应的下泄流量2150m3/s.同理,对于1000年一遇校核洪水与100年一遇洪水调洪演算方法相同,可推求出校核洪水位及其相应的下泄流量,见下表3-3:表3-3调洪计算工作曲线计算表P=0.1%设计洪水调洪计算工作曲线计算表P=0.1%设计洪水时间入库流县平均入库流量m3/sV/T+q/2下泄流量水库水位时单(m3/s)(m3/s)(m3/s)项819219219260592001961196196605102002002002006051

32、1201:200.51200.5200.560512202201.5201.5201.560513230216216205605.1142502402512081605.115266258301211605.216274270360216605.317282P27814222201605.418288285487226605.619294291552232605.7203002976172381605.921308P304168325060622316312745255606.223321318.5808.5264606.524329325869.5269606.825340334.59352

33、78607263523461003288607.12736235710722931607.2283843731152298607.3296004921346305607.430810r705117463501607.5311020r91512311565607.632126211412887686607.7331310128634878801607.8341372134139481000608353238230552531200608.5364363P3800.57853.516501609.9374500.04431.5106352493611.5384390.24445.112587.12

34、2961612.5393484.8:3937.513563.623185:612.8402442.12963.413342.0363134612.74117002071.012279.0732891612.64213171508.510896.5725001612431100P1208.519605.07322901611.544100010508365.0732000911459009507315.0731800910.646800P85016365.0731400609.8477407705735.0731200609由计算结果可得出最高水位即校核洪水位为612.8m,对应的最大下泄流量为

35、3185m3/s.调洪成果汇总为下表3-4,表3-4调洪成果汇总表P%库水位Zm库容万m3下泄q(m3/s)下游水位m0.1612.89445031855791610.789002150575.56056350185572.9第4章工程地质4.1 区域地质概况本区位于大巴山旋扭构造西段北缘,北与秦岭纬向构造相连,由阳勉大断裂与之相隔,区域主要构造线方向为北东东向,局部有近南北向受多期构造运动影响.主要褶曲有李家大山一阳平关背斜,陈家大梁一宽川铺背斜、胡家坝陈家坝背斜,主要断裂有胡家垣一五月坪断层、无墩沟一双河寺断层,李家大山一人长沟断层和铜钱坝断层等.本区属于巴山系低山区,玉带河属山区河流,发

36、源于巴山箭竹岭,自南向北,流经宁强勉县,于勉县铜钱坝注入汉江,全长110km流域面积近800kn2o近期该区属缓慢上升区,河床及河谷两岸覆盖少,见有明显的三级阶地,河曲多,比降小,宜于见库.4.2 库区工程地质条件(1)水库渗漏玉带河为汉江上游南岸最大的一条河流,河底均低于邻谷数十米,上游库段河谷两岸,大局部为透水性很大的千枚岩,变质砂岩、凝灰质砂岩等,该区泉水出露高程在620m以上,回水后一般不会产生库水向邻近河谷渗漏的可能.震旦系灯影组硅质白云岩有岩溶裂隙水,泉水流量不是很大,且高悬于640m-720m高程以上,不致产生渗漏,据水文二队访问,在七姐妹山东端玉带河河床中偏左岸有水平溶洞,枯水

37、季节可见从山里有一股泉水溢出,该处高程在600m左右,是值得注意的低点.库区中游的白岩河两条近东西向压扭性断层宽度一为40m为20m地势向西逐渐增高,山体连绵,断层交会处已接近回水尾端,据水文二队估计,无集中渗漏可能.玉带河下游四沟一带与汉江分水岭,接回水标高计算直线距离有2500m燕几沟一带与汉江分水岭山体薄弱,宽度由2400m左右.水文二队认为回水后又可能发生渗漏.(2)水库的淹没及浸没按正常高水位605m库区集中淹没范围仅在南溪沟、白岩河以下,即沿河谷两岸高漫滩及一、二级阶地和各大溪沟出口段的相应高程内.南溪沟至曲尺沟,河道狭窄,零星分布的前缘标高在600m左右的一级阶地属淹没范围,未淹

38、没的局部一级阶地大局部为浸没范围.南溪沟以下,河谷开阔,两岸分布一、二级阶地,一级阶地为库区主要淹没区,二级阶地局部淹没.白岩河瓦厂里以下将淹没局部一级阶地,未淹没的局部一级阶地为库区主要浸没范围,据统计,蓄水后将淹没3000亩耕地和分散居民房屋千余间.(3)水库坍岸库岸基岩裸露,系坚硬岩石组成,河谷地区侵蚀剥蚀作用强烈,一般仅有厚度不大的强烈风化层,甚至地表即位弱风化岩层,不易产生塌滑体.库区两岸存在第四系土层的崩塌体、滑坡体等不良地质体,将会产生坍岸变性.滑坡体及崩塌踢大局部分布在土车坝以下河段,尤以张家油房、魏其沟、南溪沟、石马滩、黄家沟及许家流等地较多,一般长约100m-150m高50

39、m-100m厚20m-30m滑坡地面坡度25°-30°,水文二队通过对60掰口65#骨坡体验算,最终她岸宽度分别为90m和81m而根据地质剖面分析65删坡塌岸最终宽度可能达100m以上.曲尺沟口30#骨坡有可能阻塞河道.另陈家坝和许家坝附近有基岩滑坡几处.(4)固体径流来流库区左家湾以上,河床固体径流,主要漂石夹卵块石,来源于上游寒武、奥陶系地层分布段,左家湾至南溪湾沟段细碎物质亦不多南溪沟以下,仅有局部溪谷出口处有小型碎块石组成的洪积扇,输沙量亦不大.库段内,覆盖层不发育,基岩广布,植被良好,固体径流来源不多,据水文二队获得的资料,多年平均输沙量为77.2万t-84.9万

40、t,年固体径流模数为1115t/km204.3坝址工程地质条件(1)地形地貌中坝址距下坝址400余米,玉带河环绕薄弱山脊,呈S形弯曲,中坝址河段较平直,河谷呈U形谷,流向北西西,主流偏左岸,河谷宽约80m-100m谷底平坦,河床比降为1%-0.5%平水及枯水期低漫滩广泛分布,水面标高571.6m左右,水深1-3m.坝址区河谷两岸发育不对称零星分布的阶地,左岸地形较缓,坡度35.-45.,山坡上发育有小冲沟,左岸平洞上游岸边河流侧蚀冲刷,谷坡陡峭基岩裸露.右岸呈陡坡地形,坡度为450-600o上游略有变缓,下游有一条深冲沟切割.河床覆盖层厚为4m-6m河床及岩面略有起伏,但仍较平坦,未发现较大深

41、槽.(2)地层岩性中下坝址均见有下元古界东房沟组(Pt1d)及后期岩脉与第四纪地层,其岩性略有差异.元古界东房沟组：含炭砂质板岩：灰深灰色,局部炭质富集呈灰黑色,矿物成分以石英、绢云母为主,其次为炭质,含少许黄铁矿小晶体,板理发育,易风化,新鲜岩石较坚硬.硅化灰质砾岩夹岩质板岩：深灰、灰黑色,砾石成分复杂,以灰岩、砂岩、火成岩为主,次为板岩、千枚岩.次棱角状及棱角状,砾石大小不一,直径一般为3cm-5cm偶见大者达2m,胶结物为钙质、硅质.以基底胶结为主,质坚脆、石英脉发育、地表见有稍微的溶蚀现象,本层在中坝址变化较大.炭质硅质板岩：灰黑色、黑色,风化后呈灰白色,以炭质硅质成分为主,板状构造、

42、板理发育、单层厚3cm-5cm质坚脆、易风化.紫色千枚岩：底部夹灰绿色千枚岩,具千枚状构造,质软,易风化.青灰色千枚岩：具千枚状构造,片理明显,质软,易风化.黄绿色千枚岩夹竹叶状灰岩、砂岩：风化后呈灰黄一黄褐色,片理明显,易沿片理剥落,质软易风化.所夹砂岩、竹叶状灰岩呈夹层或透镜状.风化面呈褐色、质坚.岩脉：花岗闪长岩岩脉数条,多沿破碎带或顺层侵入,出露宽度一21股1m-2m左右,最大厚度可达7m与围岩接触较好,质坚,难风化.第四系全新统河床冲积砂卵石层：卵石成分主要为砂岩,次为板岩.砂粒以石英长石岩屑为主,砂岩比为4:6.(3)地质构造中坝址为浅薄山脊,为一倾覆倒转背斜,背斜轴向大致为2.5

43、0-3.00东,向被东东方向倾覆,倾覆角50°-70°,轴部由含炭砂质板岩地层组成,褶皱强烈,岩石层倒转,倾角陡立,翼部由硅化灰质砾岩、炭质桂质千枚岩等组成.为一紧密同斜褶曲,西翼岩层产状：北20-30西,倾南西,倾角650-800.坝址断层发育,按其发育方向,大致分为北西、北北东、北东东三组为主,北东东向为压性断层,北西与北东东为扭裂,南北向为压性断层.坝址区节理裂隙发育,根据坝肩平洞揭露,其中以北北东、北东东及北西西三组最为发育,次为北西西组,与坝址区构造线方向根本一致.(4)主要物理地质现象及岩石风化情况规模较大的滑坡体有：左坝肩滑坡体、导流洞出口坍塌体、右坝肩坍塌体

44、.左坝肩滑坡体对建筑物危害较大,该滑坡体东以压性断层为界,西以凹沟左壁为界,后缘位于CH15t孔下方(标高630m左右),滑动方向为北25m东西宽80m南北长后缘位于CH15号孔下方(标高630m左右),滑动方向为北25m东西宽80m南北长85m,钻孔中接露厚为20m-24m据水文二队初步估算其方量达10万m3为一基岩谷滑坡,目前处于稳定,但坡脚破坏,仍有复活可能.(5)水文地质坝址区水文地质条件较简单,地下水有基岩裂隙水和河床砂卵石层孔隙潜水.坝基及坝肩基岩含有微弱的裂隙水,由于岩层裂隙发育,连通性和岩石破碎程度不一,使岩石透水性变化很大,含水不均,局部有带状裂隙承压水,两岸基岩裂隙水由大气

45、降水补给.排泄于玉带河.由于裂隙充填较多,其透水性较河床基岩透水性为小.千枚岩夹砂岩为相对隔水层,透水性很差,但裂隙发育可含微量裂隙水,其透水性不均一.河床砂粒层为极强透水层,厚度4m-8.9ni根据中坝址两个试坑抽水试验,降深为0.315m-0.51m时渗漏系数为432m/d-523m/d.(6)其他地质资料根据国家地政局兰州地震大队(76)兰州烈度字第009号文件认为,该城区的地震根本烈度为vn度.坝址上下游和汉江均有大量砂石粒料,但粗骨料级配、形状均差,软岩颗粒较多,细骨料含泥、含软岩屑均多.主要砂料及全部骨料在当地3km范围内解决；局部砂料由宴河及黄沙河开采,运距28km-35km4.

46、4各坝轴线工程地质条件陕西省地质局水文地质二队于1975年5月和1976年6月先后在中坝址进行初步设计阶段的工程地质工作,拟定三条坝线地质条件如下：(1) I-I'坝线：位于背斜轴部,岩石挤压破碎.左坝肩坐落在滑坡体上,处理困难；右坝肩上方CH16fL附近断层破石?带密集,宽8余米,其铅直厚度达48m,并有岩脉穿插,强风化层深达36.4m,岩脉透水性较强,渗透途径短,围绕坝渗漏主要通道.右坝肩下方有F5断层通过,硅化灰质砾岩组成,山体薄弱,稳定性差.(2) R-R'坝线：左坝肩小凹沟有F4断层的压碎岩,宽约8m坝脚坐落在滑坡体上,不利坝肩稳定,强风化层厚9-12m；右坝肩正处硅

47、化灰质砾岩与炭质硅质板岩软弱带上,近北东北、东东向、东向断层发育,于此交汇,构成断层交汇带,岩石强度低,稳定性差,并为绕坝肩渗漏通道.(3) 田-田坝线：左坝肩发育有充填粘土的缓倾角裂隙,且有层间挤压破碎带；坝基有F5断层斜交通过,岩石透水性较强,>0.01L/min.m,底板埋深>50m为坝下渗透的主要通道；右坝肩坐落于F1、F5、F12断层交汇处软弱带上.第5章枢纽布置5.1 坝址选择经地质勘探得出以下两个比拟适宜的坝址相关资料：中坝址自然条件良好,河道平直,河床宽度80m100m岸坡较缓,河床覆盖层较薄.河床岩性左半部软,右半部硬,坝基岩石较完整,左坝肩岩石软、应去除强风化层

48、较8m21m右坝肩岩石硬、应去除的强风化层10m36m炭质层分布右岸平洞内富集厚度大,应进行处理,对于下游冲刷坑岩石大局部较软.地质构造方面,顺坝轴线方向,有一倾伏倒转背斜,轴向北西300°,左坝肩有F4断层,顺坝轴线延伸到河床内,宽3m8m右坝肩有F1、F5、F12断层向北东及北西延伸,右平洞内出现压碎糜棱岩占全洞的30%有F4断层横跨河床,左坝肩有缓倾角裂隙,有粘土岩屑填充,应做处理,右坝肩以陡倾角裂隙和宽破碎带为主,河床岩基存在缓倾一一一一3一一角裂隙.左坝肩岩石滑坡约10万m,风化严重,应处理,右坝肩局部构造破碎及风化,应处理.左坝肩稳定水位比拟高,右坝肩比拟低.下坝址河道转

49、弯,河床宽度90500m,岸坡较陡,河床覆盖层较厚.河床岩性左半部硬,右半部软,坝基岩石在CH29号孔所见岩石破碎,左坝肩岩石硬脆、应去除强风化层较13m右坝肩岩石软、应去除的强风化层620m炭质层分布左岸平洞内不连续的薄层状,或板理面上分布,对于下游冲刷坑岩石破碎.地质构造方面,河床偏左,右岸一平行河倾伏倒转背斜,轴向北东10.左坝肩有的断层一般胶结较好,F7应处理,右坝肩有小断层挤压带及小褶皱.河床偏左岸有F5断层顺河通过.左坝肩缓倾角裂隙,面平短小,有两条缓倾角断层顺坡裂隙,右坝肩缓倾及裂隙均不发育,河床存在缓倾角裂隙.左坝肩局部构造破碎,应处理,右坝肩岩石风化严重应该处理.坝肩稳定水位

50、较低.通过以上比拟可以看出,本地区两坝址地质构造均较复杂,但程度有所不同.中坝址自然条件良好,有修建混凝土重力坝的条件,位于薄弱山梁上游,除坝区需处理两岸坝肩及河床外,尚需妥善处理薄山梁的滑坡和渗漏问题,处理工程量和难度大；下坝址位于薄弱山梁的小沟出口以下,需妥善处理通过坝肩与坝基的断层破碎带并需认真考虑下游冲刷问题,处理工程量也比拟大.衡量两个坝址的地质条件及施工处理难度等,所以本次设计选择中坝址建坝.5.2 坝轴线选择中坝址位薄弱山梁倾伏倒转背斜轴部,岩层强烈褶皱,断裂发育,坝基及坝肩两岸均坐落于含炭砂质板岩、硅化灰质砾岩及炭质硅质板岩上.坝址工程地质条件复杂各坝址地质条件比拟如下：II线

51、：位于背斜轴部,岩石挤压破碎,左坝肩坐落在滑坡体上,处理困难,右坝肩上方CH16孔附近断层破碎带密集8余m,其铅直厚度达48m并有岩脉穿插,强风化层深达36.4m,岩石透水性较强,渗透途径短,为绕坝渗漏主要通道.右坝肩下方有F5断层通过,硅化灰质砾岩组成,山体薄弱,稳定性差.RR线：左坝肩小凹沟有F4断层的压碎岩宽约8m,坝脚坐落在滑坡体上,不利坝肩稳定,强风化层厚9m12m右坝肩正处硅化灰质砾岩与炭质硅质板岩软弱带上,近北东北,东东向东向断层发育,于此交会,构成断层交会带,岩石强度低,稳定性差,并为绕坝渗漏通道.田田线：左坝肩发育有充填黏土的缓倾角裂隙,且有层间挤压破碎带,坝基有断层斜交通过

52、,岩石透水性较强,«>0.01L/dm,底板埋深大于50m为坝下渗透的主要通道,右坝肩坐落于Fi、X、1断层交会软弱带上.通过上述坝轴线工程地质条件的比拟,定性分析,可以看出田田坝线工程地质条件比II和HII线略好,因此本设计选择田田线作为坝轴线.5.3 坝型选择玉带河整个中坝址河段较平坦,坝上游右岸沟内和关山一带有储量丰富的块石料,坝址上、下游和汉江均有大量砂石粒料,但粗骨料级配、形状均差,软岩颗粒较多,细骨料含泥、含软岩屑均多.主要砂料及全部骨料在当地3km范围内解决；局部砂料由宴河及黄沙河开采,运距28km-35km由此可知在铜钱坝建设碾压混凝土重力坝比其他坝型方便.5.4 枢纽布置枢纽布置应遵循的一般原那么是：1坝址、大坝及其它主要建筑物的型式选择和枢纽布置要做到施工方便,工期短,造价低即技术上可能,经济最优化；2枢纽布置应当满足在各个建筑物在布置上的要求,保证其在任何工作条件下都能正常工作,互不干扰；3在满