水库5 工程总布置及水工建筑物

5 水库枢纽总体布置及建筑物

5.1工程等别和标准

5.1.1工程等级与防洪标准

xxx水库总库容341.82万m3，属小（Ⅰ）型水库，根据《防洪标准》GB50201-94及水利部《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000规定本工程等别为Ⅳ等，水库永久性主要建筑物为4级，次要建筑物为5级。

xxx水库位于山区，设计洪水标准（重现期）30～50年，校核洪水标准（重现期）土石坝300～1000年，混凝土坝、浆砌石坝200～500年。本工程水库设计洪水标准采用50年一遇洪水，浆砌石坝校核洪水标准采用200年一遇洪水。

5.1.2地震设计烈度

根据《中国地震烈度区划》（1990），xxx水库枢纽工程设计烈度为6°。

5.2建筑物方案比较及工程总布置

5.2.1坝址区地质概况

xxx水库坝址位于xxx支流郑家堡支流上，距xxx村0.7km处。坝址处河谷宽120m，两岸岩石为中粗粒花岗岩，左岸山坡为1:2,右岸坡为1:7,两岸及局部河床岩石裸露，两岸弱风化岩埋深约4m左右。全风化层很少，弱风化岩埋深较浅。混凝土及浆砌石重力坝低坝坝基建基面可设在弱风化岩顶部。

5.2.2坝址、坝线及坝型选择

5.2.2.1坝址及坝线选择

xxx水库坝址从万分之一地形图上找寻及踏堪，以旅游为目的的坝址只有一处可供选用。即xxx县后安镇xxx村上游0.7km，两条支流汇合处。选定的坝址有两条可比坝线，即上坝线和下坝线。上、下坝线

间距约370m。

本次项目建议书阶段，对上下坝线作了相同蓄水位和蓄水量两种方案比较，相同蓄水位方案的正常蓄水位为343m，水库上游西叉一定范围内形成水面，相同蓄水量时上下坝址的坝高基本相同。其投资比较详见表5-1。

表5-1坝线比较表

下坝线坝高以下两岸坡陡峭，岩石裸露。河流在左岸通过，河床岩石局部裸露，右岸台地为水田。坝顶长度较短。坝线距村庄较近。

上坝线左岸陡峭，岩石裸露，右岸较缓。局部河床岩石裸露，上坝线坝顶较长但河谷短，总工程量比下坝线少，投资相应也少，而且农田淹没面积也少。故本阶段采用上坝线方案。

5.2.2坝型选择

选定的坝址区属低山丘陵地形，河床宽度约65m，左岸山体较陡，右岸山坡较缓，河床岩石裸露，第四系覆盖较薄，岩石埋深较浅。坝址地基工程地质条件较好。

库区河床岩石裸露，第四系覆盖层不发育，建坝土料很少，坝址附近开采土料需征用大量土地，因此放弃土坝方案。库区及坝址附近有丰富的石料，可修建面板堆石坝，若环保允许开山取料，混凝土面板堆石坝也是可比的坝型之一。但此方案施工需要水平较高的一级施工队伍施工，且大量的石料开采破坏自然景观，故也放弃此方案。

在本阶段浆砌石重力坝和混凝土重力坝两种坝型进行方案比较。

1、混凝土重力坝

坝顶高程346.10m，防浪墙顶高程347.30m，防浪墙高1.20m，坝顶下游侧设栏杆，坝顶宽5.0m，上游在330.0m以下坡比为1：0.1，下游坡自坝顶3.50m以下为1：0.75，坝内设交通廊道，坝基设帷幕灌浆与排水孔，左岸主河床部位设50m宽溢流坝，右岸328m工程处设输水（灌溉）管。出口设Φ1200闸阀室，坝前设检修门。

2、浆砌石重力坝

浆砌石重力坝与混凝土重力坝其工程布置、结构外形尺寸、高程及断面大小完全相同，两种坝的不同之处在于，采用的材料不同。其断面形式详见图5-1、图5-2。混凝土重力坝与浆砌石重力坝方案。两种方案比较详见表5-2。

表5-2建筑物比较表

3、方案选择

混凝土重力坝与浆砌石重力坝两种方案在坝体填筑，总工程量基本相同，在施工道路、工期方面也基本相同，两种坝的筑坝材料均考虑外购。浆砌石坝比混凝土坝节省投资508.08万元，若石材能够当地开采将节省更多的投资。故采用浆砌石重力坝方案。

4、溢流坝方案比较

溢流坝设在主河槽段，消能形式采用挑流消能，溢流坝宽度按40m、50m、60m三种方案建筑工程投资比较如下表5-3。溢流坝长50m时投资最小，故采用溢流坝长50m方案。

表5-3溢流坝段宽度比较表

5.2.3工程总体布置及主要建筑物的基本形式

5.2.3.1工程总体布置

xxx水库枢纽工程包括浆砌石重力挡水坝段、溢流坝、输水管、水库管理处和上坝路等工程。挡水坝段布置在大坝两侧，溢流坝段布置在主河槽段，输水管布置在右岸挡水坝段328m高程处。水库管理所布置在右岸坝端，三层砖混结构。上坝路布置在右岸，下接原公路上接坝顶，继续延伸到库区原公路。详见枢纽总布置图。

5.2.3.2主要建筑物形式

一、基本资料

1、校核洪水位（P=0.5%）H max＝346.06m

相应库容V max＝341.82万m3

2、设计洪水位（P=2%）H设＝345.31m

相应库容V设＝315.17万m3

3、正常高水位H正＝343.00m

相应库容V正＝239.10万m3

4、死水位H死＝330.00m

相应库容V死＝13.73万m3

二、风速、风向

坝址区无实测资料，计算采用xxx市气象站实测资料，常年主导风向多为东北偏北，实测多年最大风速为15.30m/s，年最大风速21m/s，汛期多年平均最大风速12.63m/s,汛期最大风速为18m/s。

三、坝址区地震烈度为6°。

四、冻土深度

坝址区冻土按1.5m计算。

5.3浆砌石重力坝

5.3.1坝顶高程

依据浆砌石坝设计规范SL25-91及《混凝土重力坝设计规范》SL319-2005中规定，坝顶宽度取5m（无交通要求）坝顶高程取346.10m，高出最高洪水位0.04m。

坝顶超高按下式计算

△h=2he+ho+h L

式中：2he－波浪高m，

ho－波浪中心线超出水库静水为的风壅高度，

h L－安全超高m，

h L：基本组合（正常运用）0.4m，

特殊组合（非常运行）0.3m，

计算结果见表5-4

表5-4各种情况下的防浪墙顶高程确定

防浪墙顶高程采用347.3m，坝顶高程为346.10m，超校核洪水位0.04m，防浪墙总高1.2m，满足设计最大值。

5.3.2大坝断面设计

1、挡水重力坝

重力坝坝顶高程为346.10m，防浪墙顶高程347.30m，防浪墙高1.20m，宽0.3m钢筋混凝土结构，下游侧设防护栏杆。坝顶宽5m，下游坡1：0.75，以y=0.04x2+3.5曲线与坝顶下游直墙相切，上游坡死水位330.00m以上采用垂直坡，330.00m以下为1：0.1坡。在330.00m 高程设3m×3.5m交通廊道，坝基设1.0m，坝前迎水面0.5m混凝土防