毕业设计守口堡混凝土实体重力坝设计说明书

第一篇守口堡混凝土实体重力坝设计说明书第一章工程概况第一节工程简况守口堡水利枢纽工程位于南洋河支流黑水河上，坝址位于阳高县城西北二十华里守口堡村北500米处，坝址以上控制流域面积291平方公里，本水库是以防洪为主，结合灌溉等综合利用的中型水利工程。

正常储水位1242.0米，总库容1020万立方米,其中兴利库容 740万立方米，死库容 496.2万立方米。

本工程为三等工程，大坝按Ⅲ级建筑物设计。

设计洪水为100年一遇，校核洪水为500年一遇。

设计洪水位为1245.938米，设计下泄流量为362.6m3/s，相应的下游水位为1200.5米，校核洪水位为1248.348米，校核下泄流量为1281.5m3/s，相应下游洪水位为1202.0米。

守口堡水利枢纽工程大坝由挡水坝、溢流坝、底孔坝段等建筑物组成。

坝顶高程1248.2米，最大坝高60.2米，大坝为混泥土重力坝，坝顶总长350米。

溢流坝顶高程为1242.0米，溢流前沿总长30米，共俩孔，每孔宽15米。

挑流鼻坎高程为1205米，挑射角30。

；泄流底孔地板高程为1203米，控制断面尺寸为4×4㎡，检修闸门采用平板门，工作闸门采用弧形门，进口采用压板式进口，挑流鼻坎高程为1204.0米，挑射角为30。

宽缝重力坝的宽缝部分用废弃的风化石料填筑，以减少宽缝处混泥土面的温度变化幅度，避免产生裂缝；同时又节省模板，便于搭脚手架，施工安全。

坝体混泥土防渗墙厚6～11米，下游在地面以下采用浆砌石墙，地面以上采用预制混泥土板作模板。

坝基为花岗片麻岩，基岩摩擦系数f=0.95。

大坝按地震烈度七度设防。

基础处理主要是挖除风化层，对坝基采取灌浆等加固和防渗处理措施。

第二节工程建设的作用及意义守口堡水利枢纽工程下游黄、黑水河两岸有土地7万亩，土质肥沃、地势平坦，其中耕地面积约为63万亩，另外其下游有京包铁路、同公路、部队营房、村庄及农田，故水库的首要任务是防洪，另外一重要任务是灌溉，通过水库调蓄，充分利用水源，灌溉农田53000亩，其中新增灌溉面积近4万亩；通过水库蓄清缓洪，可以延长灌溉时间，扩大灌溉面积，并可有计划的进行洪淤造地，正常年份可灌溉2万亩，通过水库调洪，消减洪峰力量，延长行洪时间，可减少对其下游铁路、公路、村庄、农田的威胁；工程变潜流为明流，可减少阳高滩地的地下水补给，有利于下游盐碱地改良。

第三节水利枢纽特性参数根据守口堡水利枢纽工程规模、效益及在国民经济中的重要性，由水利水电工程分等指标《水工建筑物》表2-1确定该工程为三等工程。

根据水电工程等级划分及设计标准，该工程建筑物的设计级别如表1-1：大坝的结构安全级别为3级，次要建筑物如导墙的结构安全级别为4级。

该工程大坝按百年一遇洪水设计（p=1%），按五百年一遇洪水校核（p=2%）。

水库死水位选择考虑的主要因素:其一，保证自流灌溉所必须的引水工程；其二，考虑水库泥沙淤积的需要。

对泥沙淤积太严重的河流，可用死库容作为淤沙库容，其容积大小根据水库预期使用年限计算确定，所以死库容由淤沙库容确定即V死=V沙。

详细计算见计算书第一章。

第二章设计基本资料第一节流域概况及水文气象资料一、流域概况黑水河发源于自治区丰镇县浑源窑子乡旗杆梁村北的南麓，流流至守口堡村附近穿过长城进入省阳高县境，自守口堡出山后，以西北-东南方向进行，到北徐屯流入柳林河，于天镇县家庄汇入南洋河，属于永定河支流。

黑水河河道坡度陡，洪水凶猛、历时短，含沙量有时最大约有50%,因水呈黑色，故名黑水河。

河道全长65公里，流域面积363平方公里，总落差510米。

守口堡以上流域几乎全在自治区境。

发源于阳高县长城乡左家夭村的黄水河，自小村出山后以西北-东南运行，经西园、官屯、阳高县东关到北徐屯与黑水河汇合成柳林河。

黑水河守口堡坝址以上流域面积为291平方公里，河长38.1公里，流域平均宽度7.64公里，平均河道纵坡16.8‰。

流域属于温带重半干地区。

下垫面为古老的太古界变质岩，海拔在1300-2334米之间，为剥蚀构造断块中低山地貌。

河网发育，植被差，水土流失严重。

库区两岸地势高峻，守口堡坝址以上主要支沟有11条，几乎沟沟都有泉眼，小的泉眼数量很多，因此河道常年清水不断。

二道边以下多裸露石山，覆盖土层较薄，耕地不多，二道边以上沟谷附近耕地增多，黄土覆盖加厚，裸露石山仍占百分之六、七十以上。

按水文产汇流特征分类属于变质岩石山区。

整个流域属于大陆性气候，冬季长而寒冷，干燥多风。

春季少雨，十年九旱。

气温年、日变幅均较大，降雨量较小，且多以暴雨形式集中于七、八两月。

蒸发量很大。

冰冻厚度及冻土层厚度均较厚。

下游的阳高县城周围与天镇县合为一个小型盆地——阳天盆地。

黄黑水河灌区地处阳高县城西北，系云山、龙混山脚下的冲积扇，地势西高东低，地面坡度由1/20～1/100逐渐减缓为1/100～1/300，属于边山缓坡区。

灌区土壤为洪积或坡积的砂壤土和亚沙壤土。

土层疏松、渗透性强，保水保肥能力较弱。

地下水埋深：中部大约为20-40米，西北部边缘地区较深，自西北向东南逐渐变浅，补给阳高滩地。

灌区围北起长城，南至京包线，西至义合，东到官屯。

包括城关和仁宝两个乡、13个自然村。

二、气候特征1、气温多年平均气温 7.1℃极端最高温度 35.7℃（1978年7月6日）极端最低温度-27.6℃（1972年1月26日）注：平均每年日气温稳定通过0℃的天数为232天（天镇县资料）2、霜期霜期开始日期最早9月22日平均10月4日霜期终了日期最晚5月14日平均4月29日平均全年无霜期 157天3、相对湿度（天镇县资料）4、地面温度多年平均地面温度 9.76℃极端最高地面温度 66.5℃（天镇）极端最低地面温度 -34.4℃（天镇）低温最低小于0℃的日期初期最早 9月2日平均9月25日终期最晚 5月21日平均5月12日地下10厘米土壤冻结日期冻结最早 11月12日平均10月21日解冻最晚 3月26日平均 3月12日最大冻土深度 135厘米5、风力特征多年最大风速 22～25m/s 风向W、NW多年平均风速 3.0m/s 最多风向NW大风日数 31.3天/年最大设计风速（全年） 17.0m/s汛期最高水位吹程 1.3km6、降水多年平均降雨量 415.2mm最大年降雨量 658.6mm最小年降雨量 204.1mm经水文降雨分析，守口堡水库设计年降雨量如表3多年平均汛期降雨量（6-9）为318.0mm汛期降雨量约占全年降雨量的76%7月份和8月份降雨量约占全年降雨量的54%多年平局月降雨量大于0.1mm的日数统计如表4（天镇站）7、蒸发多年平均蒸发量 1835.3mm多年平均水面蒸发量 1082.8mm干旱指数 2.61三、水文资料1、设计年来水量坝址以上流域多年平均来水量1940万平方米，其中清水径流量为1362万立方米，占70.2%：地表径流深19.9mm，占29.8%。

年来水量最多的是1964年，为3044万立方米：最少的是1972年为1389万立方米，极值比为2.2。

表7 年来水量月分配表2、设计洪水3、历史洪水调查据高阳县志记载和调查访问，从1529年（明嘉靖七年）到1917年（明国六年）黑水河共发生四次大洪水：1529年、1694年（清康熙三十二年）、1862年（清同治六年）和1917年。

据传1917年的大洪水将一块约9.2×3.3×2.5立方米、重200余吨的大石头向下游推移了200多步（约240米）。

根据洪水痕迹推算（河床糙率采用n=0.055）洪峰流量为1085秒立方米。

重现期为百年一遇。

洪水过程是：凌晨4时许（天刚蒙蒙亮）起涨，8时许（早饭时）最大，中午12时左右（午饭时）退去一半，洪水总历时约8～10小时，三天后河上方能过人。

4、泥沙表10 守口堡水库水位-库容、面积曲线步设计报告》根据《省水利设计参考手册》所附的侵蚀模数图，查的本流域侵蚀模数为每立方公里1500吨。

水文分析报告借用下垫面产沙条件大体相似的唐峪河恒山水库泥沙分析成果中龙蓬峪的侵蚀模数每平方公里2455吨，求得守口堡水库年来沙量为71.4万吨，其中包括推移质15.2万吨。

泥沙干容重：推移质1.68t/m3,悬移质1.53t/m3,孔隙率0.42。

5、水库特性根据万分之一地形图求得守口堡水库水位—库容、面积曲线见表10。

6、下游水位流量关系根据坝址下游河道纵坡及河道横断面用均匀流公式计算得水位-流量关系曲线见表11。

表11 下游水位-流量关系曲线 m3/s第二节工程地形地质条件一、地貌库区山坡多系由太古代的花岗片麻岩及第四纪的黄土覆盖，山顶大部分为片麻岩组成，黄土覆盖很薄甚至没有，整个库区皆为荒山野岭。

河宽约130～200米，河床大卵石、漂石很少，多为小的块石、粗砂及泥土掺杂，淤积较厚，河床西侧台地种植谷子、黍子、山药等。

河两岸支沟沟口均有泥沙卵石形成的冲积堆。

坝址两岸皆为50～90米高的石山，岩石为大粒径花岗岩及花岗片麻岩，表面风化严重，破碎层厚度一般在2～5米左右。

两岸均夹有4～5条基本直立、致密而坚硬的石英山脉。

二、地层库区为古老的变质岩区和第四纪黄土坡积层及近代冲击层，由新至老概述如下：①第四纪地层近代冲积层：主要分布于河床及河漫滩的台地上，河床中多为粗砂及砾石，并有少量的卵石，其成份多为花岗片麻岩及角闪片麻岩风化后的产物。

砂的成份以石英、长石为主，及少量的云母片。

大的卵石为片麻岩。

坡积层:多分布于河流两岸山坡山麓等近山地带，成份和颜色等都与山体上方的岩石性质有密切的关系，以片麻岩碎屑及泥沙掺杂。

其机械成份也颇不一致，粗大的是半棱角状片麻岩石块、岩石碎屑;中等者一般为豆状大小且带棱角的碎屑；最小着则为粘土及黄土一类，并以后者为主。

坡积物上部多为片麻岩碎块，棱角状土分布于其中，无分选性；下部颗粒逐渐变细，亚粘土逐渐增加。

由于坡积物的成因是基岩风化物借重力的作用及雨水的搬运，而在山坡或山麓堆积下来，股微具棱角。

黄土：主要分布于出山口处得黄土丘陵区，其次分布在库区的山顶（覆盖于片麻岩上，厚度较小）及山坡的梯田上。

黄土成份以粉砂为主，用肉眼可以看出黄土特性，大空隙，颜色为黄色。

②太古代片麻岩分布于各山包及山坡上，其中包括花岗片麻岩、角闪片麻岩及岩脉等。

花岗片麻岩颜色为绿黄色、灰色，成份以石英为主含少量的长石、云母片或角闪石，质地异常坚硬；还有以石英、长石、云母片为主的一种花岗片麻岩，质地软且风化严重。

角闪片麻岩颜色为灰黑色，成份以角闪石为主，其次为石英、长石。

软弱岩层与坚硬岩层一般呈互层。

铁质石英岩脉为黑褐色，质地较坚硬，比重也较大。

三、岩层产状及构造坝址右岸为单斜构造，走向东南-西北，倾向库外，对储水不利。

但在基岩夹有白色火成岩，呈粒状，有截水能力。