土石坝课程设计

水工建筑物课程设计

——平山水利枢纽

指导老师：刘依松

姓名：张勇强

班级：20071015

学号：2007101532

专业：水利水电工程

一基本资料及数据设计

第一节基本资料

1 概况

平山水库位于G县县城西南3公里处的平山河中游，该河系睦水的主要支流，全长28公里，流域面积为556平方公里，坝址以上控制流域面积为431平方公里；沿河道有地势比较平坦的小平原，地势自南向东由高变低。最低高程为、62.5m；河床比降3‰，河流发源于苏塘乡大源锭子，这个流域物产丰富，土地肥沃，下游盛产稻麦，上游蕴藏着丰富的竹子、木材等土特产。

由于平山河为山区性河流，雨后山洪常给农作物和村镇造成灾害，另外，当雨量分布不均匀时，又易造成干旱现象，因此有关部门对本地区做了多次勘测以开发着棵的水利资源。

2 枢纽任务

枢纽主要任务以灌溉发电为主，并结合防洪、航运、养鱼及供水等任务进行开发。

据初步规划，本工程灌溉面积为20万亩（高程在102m以上），装机容量9000千瓦。防洪方面，由于水库调洪作用，使平山河下游不致洪水成灾，同时配合下游睦水水利枢纽，对睦水下游也能起到一定的防洪作用，在流域规划中规定本枢纽通过设计洪水流量时，控制最大泻流流量不超过900m³/s。在航运方面，上游库区能增加航运里程20公里，下游可利用发电尾水等航运条件，使平山河下游四季都能筏运，并拟建竹木最大过坝能力为25吨的筏道。

3 地形地质概况

地形情况：平山河流域多为丘陵山区，在[平山河上游都为大山区，河谷山势陡峭，河谷边坡一般为60°～70°，地势高差都在80～120m，河谷冲割很深，山脉走向大约为东西方向，岩基出露很好，河床一般为100m左右，河道弯曲相当厉害，尤其枢纽布置处更显著形成S形，沿河滩及坡积层发育，尤以坝址下游段的平山咀下游一带及坝下陈家上游一嗲更为发育，其他地方则很少，在坝轴下游300m处的两岸河谷呈马鞍形，起覆盖物教厚，岩基产状凌乱。

地质情况：靠上游有泥盆五通沙岩，靠下游有二叠纪灰岩，几条坝轴线皆落在五通沙岩上面。地质构造特征有：在平山咀以南，即石灰岩与沙岩分界处，发现一大断层，其走向近东南，倾向大致向北西，在第一坝轴线左侧的为五通沙岩，特别破碎，在100多米范围内就有三、四处小断层，产状凌乱，坝区右岸破碎深达60多米的钻空岩芯获得率仅为20%，可见岩石裂隙十分发育。岩石的渗水率都很小，右岸一般为0.001～0.01，个别达到0.07～0.08，而左岸多为0.001～0.01。

坝区下游石灰岩中，发现两处溶洞，平山咀大溶洞和大泉眼大溶洞，前者对大坝及库区无影响，但后者朝东南方向发展的话，则可能通向库壁，待将来蓄水

后，库水可能顺着溶洞流到库外，为此，目前正加紧勘测工作，以便得出明确结论和处理意见。

坝址覆盖层沿坝轴线厚度达 1.5～5.0m，K=1×104 cm/s，浮容重V 浮

=10.4KN/m³，内摩擦角Φ=35°。

4 水文、气象

1）水文：由于流域径流资料缺乏，设计年月径流量及洪水量不能直接由实测径流分析得到，必须通过降雨径流见解推求。根据省水文站由C城站插补延长得三天雨量计算频率；千年一遇雨量498.1mm，二百年一遇雨量348.2mm，五十年一

遇雨量299.9mm，雨洪峰流量Q

1.0%=1860m³/s，Q

5.0

%=1550 m³/s ，Q

1

%=1480 m³

/s，多年平均来水量为4.55亿³。

2）气象：多年平均风速10m/s，水库吹程D=9Km，多年平均降雨量430mm/年，库区气候温和，年平均气温16.9℃，年最高气温40.5℃，年最低气温-14.9℃。

5 其他

1）坝顶无交通要求；

2）对外交通情况

水路：由B城至溪口为、南江段上水，自溪口至C城系睦水主流，为内河航运，全长256公里，可通行3～6吨木船，枯水季节只能通行3吨以下的船只，水运较为困难。

公路：附近公路干线为AF干道，B城至C城段全长为356KM，晴雨无阻，但目前C城至坝址尚无公路通行。

铁路：D城为乐万铁路，由B城至D城180KM，至工地还有53公里。

3）地震：本地区为5～6度，设计时可不考虑。

第二节设计数据

1 工程等级：根据规范自定。

2 水库规划资料

1）正常水位：113.10m

2）最高洪水位（校核）：113.50m

3）死水位：105.0m（发电极限工作深度为8m）

4）灌溉最低库水位：104.0m

5）总库容：2.00亿m³

6）水库有效库容：1.05亿m³

7）库容系数：0.575

8）发电调节流量Q

p

=7.35 m³/s，相应的下游水位68.2m；

9）发电最大引用流量Q

max

=28 m³/s，相应的下游水位68.65m；

10）通过设计洪水位时（Q

1%），溢洪道最大泻量Q

max

=1340 m³/s，相应下游最高

洪水位74.3m。通过校核洪水位流量时，溢洪道最大泄水量Qmax=1660m3/s，相应下游最高洪水位75.0m。

3 枢纽组成建筑物

1）大坝：布置在1＃坝轴线上；

2）溢洪道：堰顶高程为107.50m；

3）水电站：装机容量为9000千瓦，三台机组，厂房尺寸为30×9平方米；

4）灌溉：主要灌溉区位于河流右岸，渠首底高程102m，灌溉最大引用流量8.15 m³/s，相应最大渠道水深1.75m，渠底宽为3.5m，渠道边坡1：1

5）水库放空遂洞：为便于检修大坝和其他建筑物，拟利用导流遂洞做放空洞，洞底高程为70.0m，洞直径为3.5m；

6）筏道：为干筏道，上游坡不陡于1：4，下游坡不陡于1：3，转运平台高程115.0m，平台尺寸为30×30m²。

4 筑坝材料

枢纽大坝采用当地材料筑坝，根据初步勘察，土料可才用坝轴线下游1.5～3.5公里的丘陵区与平原地带的土料，且储量很多，一般土质尚佳，可做筑坝之用、。砂料可在坝轴线下游1～3公里河滩范围内及平山河出口出两岸河滩开采。石料可利用采石场开采，采石场可利用坝22下游左岸山沟较合适，其石质为石灰岩、砂岩，质量较好，质地坚硬，岩石出露，覆盖浅，易开采。

1）土料：主要有粘土和壤土，可采用坝下游1.5～3.0公里丘陵区与平原地带的土料，且储量很多，一般土质尚佳，可做筑坝之用。起性能见附表1；

2）砂土：从坝下游0.5～3.5公里河滩上开采，储量多，可供筑坝使用，其性能见附表2；

3）石料：可在坝址下游附近开采，石质为石灰岩及砂岩，质地坚硬，储量丰富，便于开采，其性能见附表3。

附表3 石料特性表