水电站挡水建筑物设计(含混凝土重力坝、均质土坝)

水电站挡水建筑物设计含混凝土重力坝、均质土坝

目录

第一篇挡水建筑物和泄水建筑物 (3)

1挡水建筑物结构布置 (3)

2设计依据 (4)

3重力坝 (9)

4溢流坝 (21)

5土坝 (39)

6坝体构造 (49)

7基础处理设计 (52)

8工程缺陷及其处理 (55)

9运行期注意事项 (55)

10挡、泄水建筑物的主要工程量 (55)

第一篇挡水建筑物和泄水建筑物

1 挡水建筑物结构布置

1.1 挡水建筑物结构布置修改

较之批复的初步设计，挡水建筑物主要修改部分为：

改预应力闸墩为常规闸墩；

变底流和戽流相结合消能为短护坦底流消能；

左岸非溢流坝建基面抬高。

结构的修改获得原水规总院的批准

1.2 枢纽布置

1.2.1 坝线及坝型选择

1.2.1.1 坝线选择

根据地形地质条件，坝轴线宜靠近已建的滚水坝，如此，可以利用滚水坝作为上游围堰的一部分，同时可以减少围堰工程量加快施工进度，也可以保证施工期下游灌溉和生活用水的供给。经综合必选，坝轴线选定在原滚水坝滚水坝下游30m处，左岸延伸一定的距离后，向上游偏折24°的角度；右岸坝轴线直线延伸过挖除后的F10和F4断层交汇带基础再向上游偏折37.07°的角度。

1.2.1.2 坝型选择

坝址枯水期河床宽约310m，河面宽阔，两岸地形不对称，右岸坡稍陡，约35°，左岸地势开阔，岸边有高程约36m的Ⅰ级阶地，阶地上为坡度约10°的山坡。两岸风化程度不一，右岸强风化下限3.5m～9m，左岸强风化下限5m～13m，风化较深，不具备修建拱坝的地形条件。河床基岩裸露，厚1m～2m的弱风化岩石下为微风化——新鲜黑云斜长片麻岩、混合岩化花岗岩及角砾状混合岩，岩性致密较坚硬，适宜建混凝土重力坝。

右岸坝型做了砼坝与土坝两种坝型的比较。综合分析比较，右岸岸坡坝段推荐采用常态混凝土重力坝，且坝轴线向上游偏转。

河床式厂房左侧坝段需布置低干渠进水口，弱风化下限埋深约8m，因低干渠渠首电站布置需要，其挡水坝段只能采用混凝土重力坝。低干渠坝段以左岸坡坝段，

覆盖层厚0.5m～2.5m，基岩风化深度逐步加大，为全一强风化黑云斜长片麻岩、混合岩化花岗岩(土)，厚5m～13m。该处地形平缓开阔，地面高程36m～75m，坡角10°～15°。全风化土层属中压缩性低液限粘性土，渗透系数K＝5.8×10-4～6.7×10-5cm/s，具较好防渗性能，可作为土坝基础。左岸坝型做了砼坝、土坝和浆砌石坝3个方案的比较，采用土坝比混凝土坝将节约静态投资2000万元以上；土坝比浆砌石坝将节约投资400万元以上，故左岸岸坡坝段采用土坝。

1.2.2 枢纽总布置

水电站采用河床式布置，主要由挡水建筑物、泄水建筑物、发电厂房及灌溉进水口等建筑物组成。水库正常蓄水位54m，水库总库容1.22亿m3，总灌溉面积64.55万亩，枢纽电站装机容量80MW，最大坝高34.5m，属二等大(2)型工程。本工程选定的洪水标准：挡水建筑物及河床式厂房坝段正常运用洪水标准采用洪水重现期100年；非常运用洪水标准重现期：混凝土坝采用1000年、土坝采用2000年；消能防冲设计洪水标准重现期采用50年。

枢纽主要由挡水建筑物、泄水建筑物、发电厂房及灌溉进水口等建筑物组成。挡水建筑物包括左、右岸混凝土重力坝段、土坝接头坝段和均质土坝段；泄水建筑物布置在偏右岸主河槽位置，共13个坝段，12孔溢流孔，总长256.5m；发电厂房包括河床式厂房坝段及低干渠渠首电站厂房；灌溉进水口为低干渠和中干渠进水口。混凝土坝坝顶高程58.5m，最大坝高34.5m；均质土坝坝顶高程59m，最大坝高22m。

2 设计依据

2.1 工程等别

a) 工程等别及建筑物级别

枢纽工程以灌溉、供水为主，兼顾发电等综合效益。水库正常蓄水位54.00m，水库总库容1.22亿m3，总灌溉面积64.55万亩，枢纽电站装机容量80MW，最大坝高34.5m。根据中华人民共和国《防洪标准》(GB50201-94)及《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)规定，本工程属二等大(2)型工程。

永久性主要建筑物有：拦河坝(混凝土坝、土坝)、泄水建筑物、枢纽发电厂房、灌溉进水口等属2级建筑物。低干渠渠首电站厂房属4级建筑物。

永久性次要建筑物有：厂区挡土墙、消能建筑物左、右导墙属3级建筑物。

b) 设计洪水标准

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)规定，本工程选定的洪水标准为：挡水建筑物及河床式厂房坝段正常运用洪水标准采用洪水重现期100年；非常运用洪水标准重现期：混凝土坝采用1000年、土坝采用2000年；泄水建筑物的消能防冲设计洪水标准重现期采用50年。低干渠首电站正常运用洪水标准重现期采用20年，非常运用洪水标准重现期采用100年。

c) 地震烈度

根据GB18306-2001《中国地震动参数区划图》，本区地震动峰值加速度小于0.05g(50年超越概率10%)，相应本工程区地震基本烈度小于6度。根据DL5073-2000《水工建筑物抗震设计规范》，本工程抗震设防类别为丙类，设计烈度按6度采用。

2.2 基本资料

a) 水文气象

坝址控制流域面积4082km2

多年平均降雨量1540mm

多年平均流量117m3/s

历史最大洪水流量(宝桥站) 25400m3/s

多年平均含沙量0.193kg/m3

多年平均输沙量73.36万t

多年平均输沙率23.26kg/s

历年最高气温39.7℃(1980-04-23)

历年最低气温0.1℃(1974-01-02)

多年平均气温23.9℃

多年平均风速23.5m/s

流域平均相对湿度80%

b) 水库特征

正常蓄水位54.00m

设计洪水位(P=1%) 54.00m

校核洪水位(P=0.1% 土坝) 58.54m

校核洪水位(P=0.2% 混凝土坝) 56.95m