项目 月份 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 平均日降雨 5~10mm天数 平均日降雨 5~10mm天数 平均日降雨 5~10mm天数 平均日降雨 5~10mm天数 平均日降雨 >10mm天数 各种频率的设计洪水过程线
时间/h P=1% 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 222 302 340 500 700 847 950 975 1350 1760 2270 2900 4000 3350 流量/ (m·s) P=5% 133 181 204 300 420 503 550 650 810 1060 1362 1740 2360 2010 P=5%(10月) 39 42 51 55 66 81 105 105 174 220 202 178 160 148 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 3-1时间/h P=1% 1670 1520 1500 1400 1280 1220 1160 1080 1020 980 920 900 875 849 流量/ (m·s) P=5% 1002 912 900 830 768 648 540 P=5%(10月) 3-129 31 33 35 37 39 41 43 2960 2670 2470 2300 2160 2024 1930 1820 1770 1602 1380 1380 1290 1210 1150 1090 138 130 101 101 98 81 76 73 75 77 79 81 83 85 800 780 760 720 700 676 480 420 3、当地建筑材料 (1)土料。根据当地建筑材料调查报告,土料场有5个。根据试井和钻孔情况,从1:2000地形图初步计算4个土料场的总储量为×10m,为需要量的4倍多。各土料场的储量如下表
各土料场的储量
土料场 高程/m 储量/10m (2)砂砾料。根据调查,坝址附近的三个砂砾场,开采总量约(100-151)×10m(水上部分)不够使用。
(3)石料。未进行石场储量的调查试验工作。在坝址右岸有两个石料场。石场空间不够开阔,运输困难。
(4)骨料。沿河调查,本地砂只能用于浆砌石和混凝土,其它用砂需外运。 4、施工区对外交通、供电、通讯及房屋情况 水库地处山区,对外交通条件差,主要靠公路运输。
水库附近没有较大的电源。最近的电源设备容量不大,只能供应水库1000KW,电量不足。 水库开工后,应要求有关部门予以解决。水库开工后,要求架设专用通讯线路。住房问题也必须因地制宜解决。 九、施工要求
QH河灌区工程规模大,全部工程分水库枢纽、HZ电站、渠道三部分。水库枢纽包括土石混和坝、导流泄洪洞、溢洪道、灌溉发电洞及枢纽电站5项;渠道工程包括总干渠、一干渠、二干渠、三干渠、四干渠、扬水站6项;另有HZ电站工程。3部分共计12项工程,其中HZ电站、扬水站、枢纽电站厂房、机组由专业队施工。要求工程尽快受益以改变QH河灌区农业生产基本条件。工程预期8年基本建成受益,要求第5年汛前枢纽电站发电,总干渠受益。
本次我们主要设计土石坝、导流泄洪洞工程。
43
4343
南坪沟 746-805 川坡 720-760 上山 710-749 大河滩 722-778 合计
第二章 枢纽布置
第一节 坝轴线选择
根据地形、地址、工程规模及施工条件,经过经济和技术的综合分析比较来选定坝址。 上坝址:位于坝区中部背斜的西北,岩层倾向QH 河上游。河床宽约300米,砂卵石层平均厚度5米。岩基未发现大范围的夹层,基岩的透水性不大。河床中段及近右岸地段,沿04-114各钻孔连线方向,在岩面下21-47米深度范围内,有一强透水带,下限最深至基岩下约80米。应适当进行防渗处理,排水,增加岩体稳定。
溢洪道堰顶高程757米,沿建筑物轴线倾向下游。岩性主要为坚硬的细砂岩,其中软弱层多为透镜体,溢洪道整个部分的抗滑稳定条件好。
灌溉发电洞及枢纽电站沿线基岩以厚粉砂岩为主,岩石完整,透水性不大,洞顶以上岩层厚度较小。应对渗漏及土体坍塌采取必要的工程措施。
下坝址:位于上坝址同一背斜的东南翼,岩层倾向QH河下游;河床宽120米,右岸为二、三级阶地,左岸基岩中有一条200-500米呈北东方向的透水带,右岸单薄分水岭的透水性很大,左右岩石中等透水带下限均可达岩面下80米左右。下游发现呈压水,二、三级阶地砾石层透水性于上坝线相同,左岸坝脚靠近塌滑体。
溢洪道堰顶高程750米,基础以下10米左右为砂质页岩及夹泥层,且单薄分水岭岩层风化严重,透水性大,对建筑物安全不利。
灌溉发电洞及枢纽电站沿线全为基岩,工程安全比较可靠。 具体上下两条坝线比较见下表。
上下两条坝线的比较
方案 因素 上坝线 下坝线 位于上坝址同一背斜的东南位于坝区中部背斜的西北,岩地形条件 层倾向QH 河上游;河床宽约300米;筑坝工程量相对较大;淹没面积相对较小。 翼,岩层倾向QH河下游;河床宽120米,右岸为二、三级阶地,左岸坝脚靠近塌滑体,左岸较大冲沟对坝体安全不利。筑坝工程量相对较小;淹没面积相对较大。 地质条件 砂卵石层平均厚度5米。岩基未发现大范围的夹层,基岩的左岸基岩中有一条200-500米呈北东方向的透水带,右岸透水性不大。河床中段及近右岸地段,在岩面下21-47米深度范围内,有一强透水带,下限最深至基岩下约80米;基础需进行灌浆处理。 单薄分水岭的透水性很大,左右岩石中等透水带下限均可达岩面下80米左右。下游发现呈压水;基础需进行灌浆处理; 塌滑体对大坝安全有较大不利影响 筑坝材料 比较丰富 比较丰富 左岸坝脚靠近塌滑体,对施工施工条件 较好 安全有较大影响;左岸较大冲沟对施工不利。 枢纽布置 比较结果 比较简单 优先选用 相对较复杂 不宜选用 综上所述,虽然下坝址的工程量比较小,但考虑地质方面的因素及塌滑体对大坝安全的影响。 本次设计选用上坝址线。
第二节 枢纽布置及工程等级
枢纽布置应满足以下原则: 枢纽中的泄水建筑物应满足设计规范的运用条件和要求。选择泄洪建筑物形式时,宜优先考虑采用开敞式溢洪道为主要泄洪建筑物,并经济比较确定。泄水引水建筑物进口附近的岸坡应有可靠的防护措施,当有平行坝坡方向的水流可能会冲刷坝坡时,坝坡也应有防护措施。应确保泄水建筑物进口附近的岸坡的整体稳定性和局部稳定性。当泄水建筑物出口消能后的水流从刷下游坝坡时,应比较调整尾水渠和采取工程措施保护坝坡脚的可靠性和经济性,可采取其中一种措施,也可同时采用两种措施。对于多泥沙河流,应考虑布置排沙建筑物,并在进水口采取放淤措施。
导流泄洪洞:避开塌滑体,保证出口和进口的稳定以及洞身围岩的稳定。岩层倾向下游,出口段节理发育,应采取有效措施予以处理。为进一步保证出口段岩体的稳定,免除由内水压力引起的不良后果,我们采取修建无压洞。
型式:明流隧洞,工作闸门前为有压;隧洞直径:8米;消能方式为挑流;闸门尺寸7×6.5米弧形闸门;进口底部高程为703.35米。
溢洪道:溢洪道应选择在地形开阔、岸坡稳定、岩土坚实和地下水位较低的地点,宜选用地质条件好良好的天然地基。壤土、中砂、粗砂、砂砾石适于作为水闸地基,尽量避免淤泥质土和粉砂、细砂地基,必要时应采取妥善处理措施。从地质地形图可知坝体右岸有天然的垭口,地质条件好,且有天然的石料厂,上下游均有较缓的滩地,两岸岩体较陡,岩体条件好,施工起来更
快捷更经济合理。上坝线的抗滑稳定条件是好的;溢洪道修建于QH右岸山坡上,紧邻右坝肩。
型式:由于闸址段地形条件好,所以采用正槽式溢洪道。溢洪道净宽60米,分设5孔闸门,每孔闸门净宽12米,堰顶高程757米。
灌溉发电隧洞:其布置原则与导流泄洪洞基本相同。 型式:压力钢管;内径5.4米;进口底部高程731.64米。 枢纽电站采用引水式,装机容量5*1250kw。
根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》以及该工程的一些指标确定工程规模如下: 根据水库总库容×108 m3(校核洪水位时相应的库容),在1~10亿m3间,属Ⅱ等工程;根据枢纽灌溉面积712000亩,在50~150万亩间,属Ⅱ等工程;根据电站装机×104KW,在5~1万KW间,属Ⅳ等工程。
根据规范规定,对于具有综合利用效益的水利水电工程,各效益指标分属不同等别时,整个工程的等别应按其最高的等别确定,因此本工程为Ⅱ等工程。
同时又根据水工建筑物级别的划分标准,Ⅱ等工程中的主要建筑物为2级建筑物,所以本枢纽中的大坝、溢洪道、泄洪洞及电站厂房都为2级建筑物。
第三章 坝工设计
第一节
坝型确定
根据所给资料,选择大坝型式,还应根据地形、地质、建筑材料、工程量以及施工条件等方面综合考虑确定坝型。
水库处于平原地区。由基本资料可知,库区土料丰富,料场距坝址较近,运输条件良好。施工简便,地质条件合理,造价低。通过以上几方面的综合分析比较,所以选用土石坝方案。大坝坝型宜采用土石坝。根据防渗结构的类型,常见土石坝型式有:心墙土石坝、斜墙土石坝、面板堆石坝、均质坝等,我拟采用斜墙土石坝。其理由是:1、上坝线河谷较宽(300米),覆盖层较深,交通不方便,不宜修建混凝土坝;2、坝址上、下游有丰富的宜做坝壳和防渗体的砂砾料和壤土,宜采用土石坝;3、坝址附近有丰富的重粉质壤土;4、坝址地基覆盖层较厚,渗透性很高。综合考虑,最终确定采用碾压式斜墙土石坝。具体见下表
坝型选择比较表