土石坝毕业设计完成稿

4 5 6 7 8 9 水库容积 总库容 设计洪水库容 防洪库容 兴利库容 其中公用库容 死库容 库容系数 调节特性 导流泄洪洞 型式 隧洞直径 消能方式 最大泄量（P=0.01%） 最大流速 闸门尺寸 启闭机 检修门 进口底部高程 灌溉发电隧洞 型式 内径 灌溉支洞内径 最大流量 进口底部高程 枢纽电站 形式 厂房面积（长×宽） 装机容量 每台机组过水能力 m m m m m 833333 8 5.05×10 校核洪水位 84.63×10 81.36×10 83.51×10 81.10×10 81.05×10 m 3％ m m/s m/s m t m m m m m/s m m×m KW m/s 3350.50 多年 明流隧洞 工作闸门前为有压 8×10 城门洞型压力隧洞8m 挑流 1230.00 23.10 7×6.50 弧形门 300.00 油压启闭机 8×9.00 斜拉门 703.35 压力钢管 5.40 3.00 45.00 731.64 引水式 39×16.20 5×1250 8.05 六、建筑材料及筑坝材料技术指标的选定 库区及坝址下游石料丰富，有利于修建当地材料坝。 1、土料

坝址上、下游均有土料场，储量丰富，平均运距小于1.5km。根据155组试验成果统计，土料平均粘粒含量为26.4%，粉粒55.9%，粉沙17.6%，其中25%属粉质粘土，60.7%属重粉质壤土，14.3%属中粉质壤土。平均塑性指数11.1，比重27.5。最大干重度16.7kN/m3，最优含水量20.5%，渗透系数0.44×10cm/s。具有中等压缩性，强度特性见下表。

土料的强度特性

-5

抗剪强度指标 试验方法 饱和固结快剪 （25组） 快剪 （82组） 统计方法 算术平均 算术小值平均 算术平均 算术小值平均 算术平均 算术小值平均 快剪 （18组） 算术平均 算术小值平均 算术平均 算术小值平均 算术平均 快剪 （8组） 算术小值平均 算术平均 算术小值平均 三轴不排水剪 （10组） 三轴不排水剪 （6组） 三轴饱和固结 不排水剪（6组） 野外自然坡度角 （29组） 室内 剪切 试验 2、砂砾料 主要分布在河滩上，储量为205×10m，扣除漂时石及围堰淹没部分，可利用的砂砾料约（100~151）×10m。其颗粒级配不连续，缺少中间粒径，根据野外29组自然坡度角试验和34组室内试验分析，统计成果如下：天然重度18.7kN/m，软弱颗粒含量2.64%。颗粒组成见下表。

砂砾料颗粒组成表

粒径 含量 ＜200 ＜80 83.7 74.2 ＜40 57.7 ＜20 46.2 ＜5 38.6 ＜2 34.6 ＜1 32.8 ＜0.5 29.7 ＜0.25 24.7 ＜0.05 4.9 3

43

43

φ/（） 23.27 20.96 21.54 21.30 21.30 21.00 22.68 20.03 22.50 23.80 28.80 25.75 29.00 28.70 20.00 25.20 13.30 25.20 18.20 22.30 35.70 31.20 31.10 29.10 31.00 29.00 oC/(KN·cm) 2.80 1.93 2.93 2.93 2.93 1.94 5.83 3.56 5.83 3.56 4.51 2.93 4.51 2.93 2.88 1.30 2.80 0.80 4.20 3.50 -2算术平均 算术小值平均 算术平均 算术小值平均 算术平均 算术小值平均 算术平均 算术小值平均 算术平均 算术小值平均 算术平均 算术小值平均 砂的储量很少，且石英颗粒少，细度模数很低，不宜作混凝土骨料，砂（D＜2mm）的相对紧密度为0.895。 3、石料

坝址区石料较多，运距均在1公里内，为厚层砂岩储量可满足需要。溢洪道、导流洞的出渣也可利用。

4、筑坝材料技术指标的选定

经过试验，并参考有关文献资料及工程的经验，最后选定其筑坝材料的各项指标，见下表

筑坝材料技术指标

坝体 筑坝材料 土料 比重 湿重度/（KN/m） 重 度 饱和重度/（KN/m） 干重度/（KN/m） 孔隙率n 内 摩 擦 角 稳定渗流期 水位降落 总应力 施工期 有效应力 有效应力 有效应力 2333坝基 堆石 27.0 18.0 10.5 0.33 砂砾料 16.0 19.1 10.2 黄土 砂砾料 18.0 11.0 27.5 16.5 19.8 10.4 10 22 23 23 2.0 1×10 0.3 -618.0 31 40 31 20 粘聚力C/(KN/cm) 渗透系数K/(cm/s) 初始孔隙水压力系数 七、工程效益及淹没损失 1×10 -2 1×10 -2 1×10 -5本水库建成后具有灌溉、发电、防洪、解决工业用水和人畜吃水等多方面的效益，是一座综合利用的水库。 水库近期可灌溉农田71.2×10亩，远期发展到104×10亩。枢纽电站和HZ电站总装机容量为31450KW，年发电量1.129×10KW·h，除满足农业提水浇灌用电外，还剩余５0％的电力供工农业用电。防洪方面，本水库控制流域面积4990km，占全流域面积的39%，对下游河道防洪、削减洪峰、减轻防汛负担也有一定的作用，可将下游100年一遇的洪水流量6010 m/s削减到3360m/s，相当于17年一遇；可将50年一遇洪水由6000 m/s削减到2890m/s，相当于12年一遇，另外，每年还可供给城市及工业用水0.63×10m。

由于库区沿岸山峰重叠，村庄零散，耕地不多，淹没损失较小。按库区移民高程770m统计，共需迁移人口3115人，淹没耕地12157亩，房屋1223间，窑洞1470孔。 八、施工条件

1、施工区地质地形条件

ZF水库的右岸坡较陡，坡度为30度左右，大部分基岩出漏高程在770-810m，主河槽在右岸，河宽约100米左右；左岸为堆积岸，台地宽200米左右，山岭高程在775米左右，岸坡较平缓，大都为土层覆盖。水库枢纽处施工场地狭窄，枢纽建筑物全部布置在左岸施工布置较为困难。

坝区为上二叠系石千峰组的紫红色、紫灰色细砂岩，间夹同色砾岩及砂质页岩等岩层。右岸全部为基岩，河床砂卵石层总厚度约50m。覆盖层厚度约5m，高漫滩表层亚砂土厚5-15m，左岸728m高程以下为基岩。基岩面向下游逐渐降低，土层增厚。砂卵石层透水性不会很强，施工开挖排水作业估计不会很困难。

2、施工区气象与水文条件

ZF水库坝址处没有建立水文气象站，根据附近气象站1958年至1963年和1970年至1972年共9年资料统计分析，最高气温29.1℃（6月），最低气温-14.3℃，多年平均日气温4-24℃。历年各月气温特征值见下表

各月气温特征值(单位：℃)

83

3

3

3

3

2

8

4

4

月份 多年平均气温 多年最高气温 多年最低气温 1月 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4.5 1.1 4.6 4.6 11.3 18.1 21.7 23.6 21.7 16.4 10.3 18.9 2.1 7.2 17.0 22.2 25.0 29.1 23.0 26.5 30.1 22.4 18.9 8.1 -4.3 0.0 5.8 1.0 3.1 10.5 18.9 14.4 1.9 1.9 0.7 0.0 根据以上的气象资料统计分析，得出多年的平均各月降雨天数及各种频率的设计洪水过程线分见下两表

多年平均各月降雨天数

项目 平均日降雨 5～10mm天数 0.62 0.37 1.00 1.00 2.00 1.37 2.75 1.37 1.45 0.87 0.73 0.13 0.08 0.63 1.12 1.00 1.88 2.27 0.88 0.88 0.88 0.13 平均日降雨 5～10mm天数 0.25 0.50 0.25 0.63 1.00 0.25 0.13 0.38 平均日降雨 5～10mm天数 0.25 0.50 0.25 1.00 0.25 0.63 0.25 0.13 平均日降雨 5～10mm天数 0.13 0.25 1.00 1.38 2.6 0.75 0.13 平均日降雨 >10mm天数 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 各种频率的设计洪水过程线 流量/（m·s） 时间/h P=1% 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 222 302 340 500 700 847 950 975 1350 1760 2270 P=5% 133 181 204 300 420 503 550 650 810 1060 1362 P=5%(10月) 39 42 51 55 66 81 105 105 174 220 202 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 时间/h P=1% 1670 1520 1500 1400 1280 1220 1160 1080 1020 980 920 648 P=5% 1002 912 900 830 768 P=5%(10月) 3-1流量/（m·s） 3-123 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 2900 4000 3350 2960 2670 2470 2300 2160 2020 1930 1820 1740 2360 2010 1770 1602 1380 1380 1290 1210 1150 1090 178 160 148 138 130 101 101 98 81 76 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 900 875 849 800 780 760 720 700 676 540 480 420 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2248.6×10m，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 434

3

南坪沟 746-805 913.6 川坡 720-760 855.7 上山 710-749 119.9 大河滩 722-778 359.4 43合计 2248.6 （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。

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。