九甸峡水电站均质土石坝计算说明书

九甸峡均质土石坝设计

目录

1 基本设计资料 ...................................................................................................................................... 2

1.1 工程概况 ................................................................................................................................ 2 1.2水文 ......................................................................................................................................... 2

1.2.1流域自然地理概况 ...................................................................................................... 2 1.2.2气象 .............................................................................................................................. 2 1.2.3水文基本资料 .............................................................................................................. 2 1.2.4 径流 ............................................................................................................................. 2 1.2.5 洪水 ............................................................................................................................. 3 1.2.6泥沙、水温及冰情 ...................................................................................................... 3 1.2.7 特征水位 ..................................................................................................................... 3 1.3工程地质 ................................................................................................................................. 4

1.3.1 区域地质概况 ........................................................................................................... 4z 1.3.3水文地质 .................................................................................................................... 4 1.3.3 坝址区工程地质 ......................................................................................................... 4 1.3.4 岩土体物理力学特征 ............................................................................................... 4 1.4 建筑材料 ................................................................................................................................ 4

1.4.1 堆石料 ......................................................................................................................... 4 1.4.2 人工骨料 ..................................................................................................................... 5 1.4.3 砂砾石料产地 ............................................................................................................. 5

2建筑物等级及洪水标准的确定 ........................................................................................................... 5 2.1 坝型选择 .............................................................................................................................. 5 2.2建筑物等级 ........................................................................................................................... 5 2.3 洪水标准 .............................................................................................................................. 6 3 坝体设计 .............................................................................................................................................. 6

3.1 大坝剖面尺寸 的拟定 ........................................................................................................ 6 3.2渗流分析 ............................................................................................................................. 11 3.3 岸坡稳定校核 .................................................................................................................... 14

4 枢纽布置 ............................................................................................................................................ 15

4.1 坝顶高程的确定 ................................................................................................................ 15 4.2 溢洪道堰顶高程的确定 .................................................................................................... 15 4.3拟定溢洪道溢流孔数 ......................................................................................................... 15 4.4溢洪道位置的选择 ............................................................................................................. 15

5溢洪道设计 ......................................................................................................................................... 15

5.1 溢流面曲线设计 ................................................................................................................... 15 5.2 泄流量的校核....................................................................................................................... 15 5.3 闸门类型选择....................................................................................................................... 15 5.4 溢洪道剖面布置 ................................................................................................................... 15 5.5 消能防冲设计....................................................................................................................... 15 5.6 溢洪道结构布置 ................................................................................................................... 15 6细部构造设计 ..................................................................................................................................... 15

6.1坝顶 ....................................................................................................................................... 15 6.2护坡 ....................................................................................................................................... 15 6.3反滤层 ................................................................................................................................... 15 6.4过渡层 ................................................................................................................................... 15 6.5排水 ....................................................................................................................................... 15 7基础处理 ............................................................................................................................................. 15

1 基本设计资料

1.1 工程概况

九甸峡水利枢纽工程位于甘肃省卓尼、临潭县交界处，黄河支流洮河中游的九甸峡峡口处，从坝址经由枢纽对外公路——峡城——会川——临洮——兰州市里程193km。

枢纽工程是引洮工程的龙头，在规划坝址处修筑拦河大坝后，洮河水位可由2090.00m左右抬高到2166.00m（水库死水位）以上，从而为供水工程自流引水提供条件。

1.2水文

1.2.1流域自然地理概况

洮河流域分属两大地貌单元，大致以西秦岭分支延伸的白石山、太子山、南屋山一线为界，以南为甘南高原，属青藏高原东部边缘的一部分，以北为陇西黄土高原。洮河全长673.1km，河源高程4260m，河口处高程1629m，由于刘家峡水库水位影响，实际上河口1735m以下为库区。相对高差2631m，全河干流平均比降为2.8‰。洮河流域高程变化较大，因此流域内气候差异甚大，上游地区寒冷阴湿，中游地区为高寒阴湿向温带半湿润区的过渡地带，下游地区干旱温和。

1.2.2气象

洮河流域面积较大，自河源而下高程变化也较大，因此流域内气候差异甚大，上、中游地区高寒阴湿，下游地区干旱温和，九甸峡水利枢纽处于过渡地带。

据临洮气象站多年观测资料统计：多年平均气温7.0℃，多年平均最高气温14.3℃，极端最高气温34.6℃，多年平均最低气温1.3℃，极端最低气温－29.6℃，平均年降水量565.2mm，年蒸发量1259.3mm，年日照时数2437.9h，多年平均相对湿度67%，最大风速15m/s。

1.2.3水文基本资料

洮河九甸峡水利枢纽工程位于卓尼、临潭、渭源三县交界处，枢纽以上集水面积17176km2；枢纽上游89.7km处设有岷县水文站，岷～九区间集水面积

2264km2；枢纽下游54.2km设有李家村水文站，九～李区间集水面积2517km2。

1.2.4 径流

根据年水量、枯水期（12月～次年4月）水量都较接近设计频率水量、对用水偏于不利的原则，对典型年进行了重新复核，选择的典型年如下： 丰水年（P=10%）1955.5～1956.4 平水年（P=50%）1948.5～1949.4

枯水年（P=75%）1969.5～1970.4 流量补齐

（P=90%）1995.5～1996.4

1.2.5 洪水

洮河九甸峡水利枢纽工程初步设计阶段的设计洪水采用1993年可行性研究阶段计算成果。

洪峰流量频率计算参数如下：

QM0=747m3/s、Cv=0.65、Cs/Cv=3.5。

1.2.6泥沙、水温及冰情 1.2.6.1泥沙

九甸峡以上流域水土流失不很严重，河流含沙量较小，多年平均含沙量1.00kg/m3。

1.2.6.2水温

九甸峡水文专用站～李家村站月平均水温相关，相关关系良好。由李家村站多年平均各月平均水温查相关图，得九甸峡水文专用站的多年平均各月平均水温与年平均水温，多年平均水温为8.4℃。

1.2.6.3 冰情

洮河九甸峡河段无系统冰情测验资料。根据李家村站冰情观测资料分析，一般年份从11月下旬～12月上旬开始结冰，次年2月下旬～3月上旬全部融冰，多年平均冬季冰流量161× 104 m3，春季冰流量231×104 m3，年冰流量392×104 m3。

据1994、1995年融冰期实地观测，最大流冰块尺寸如下：1994年2月13日为5×2m,1995年2月27日为4×3m。由于洮河流域下游气温高先融冰，上游气温低后融冰，因此春天融冰期不会产生冰塞壅冰现象，施工导流洞不会因融冰而堵塞。

1.2.7 特征水位

九甸峡水利枢纽工程是以城乡生活供水及工业供水、生态环境用水为主，兼有农业灌溉、发电、防洪、养殖等综合功能的大型水利枢纽工程。

水库正常蓄水位为2201.30m

设计洪水位为2202.58m，对应下游水位：2093.5m 校核洪水位2204.31m，对应下游水位：2094.75m 总库容为 9.43亿m3 调蓄保证引洮供水5.5亿m3

1.3工程地质

1.3.1 区域地质概况

工程区位于西秦岭海西褶皱带北缘，隶属秦岭～昆仑纬向构造体系。区内的纬向构造特性规律受北邻的秦祁地盾的约束、中新生代以来秦祁地盾的断陷沉降影响、祁吕山字型构造体系西翼旋扭挤压干扰，并有陇西帚状构造系的介入改造和河西系的干扰影响，使构造体系复杂化。

经江苏省地震局地震工程研究所鉴定，九甸峡水利枢纽工程区地震基本烈度为7度，设防烈度为8度。

1.3.3水文地质

由于本区属于陇南温带半湿润气候区，降水较充沛，地下水补给条件好，大部分地区地下水丰富，泉水露头多，水质较好。区内地下水由两岸分水岭向中间河谷汇集，最终由洮河河谷向下游排泄。

1.3.3 坝址区工程地质

坝址处于九甸峡峡谷上段，河流从南往北流，为横向河谷。河道顺直，河

床狭窄，河水面宽仅35～50m，水深2～6m，水面高程2089～2092m。河谷呈左岸陡峻，右岸陡缓交替的不对称“V”字型。

坝基基础岩石为巨厚层状灰岩，完整性好，岩性坚硬，强度高，抗风化能力强，左岸在正常蓄水位以下，中等透水带10～50m，弱透水带60～165m，其中局部有中等透水带，以下为微透水。冲积块石砂砾卵石 渗透系数K=80～150m/d 冲积砂砾卵石

渗透系数K=30～80m/d

1.3.4 岩土体物理力学特征