大坝设计

坝设计

一．基本资料

1．地理位置

某水库枢纽位于某江上游，东经111。～111。30，，北纬24。30，～25。

30，。

2．流域概况

某江属珠江水系，全长125km，发源于湘桂交界的都庞岭，由北向南流经盆地、峡谷、丘陵等地区进入广东省后汇入珠江。流域内水量充沛，气候湿润，土壤肥沃，是发展农业生产的有利条件。

年平均降雨量超过1500mm，多集中在5、6、7月，占全年降雨量的46%，以致造成春秋两季干旱。丘陵地区矿产丰富，特别是有色金属锡矿占重要地位，急需用电开发和冶炼。

3．建筑规模

本水库枢纽工程是以灌溉为主兼顾发电和供水的综合利用工程，水库总库容为5.2亿m3,其中有效库容为3.5亿m3,灌溉农田18万亩。电站装机容量为4×0.32=1.28万kw,拦河坝高42m,工程总投资×亿元。该工程等别为二等，拦河坝为Ⅱ级建筑物。

4．水文气象资料

坝址以上控制集雨面积1230km2,多年平均流量31.6m3/s,平均径流量1.0亿m3。

（1）水库特性

采用某站26年雨量系列并以该站3日暴雨频率值作设计依据，推

求设计洪水过程线。大坝为Ⅱ级建筑物，按校核洪水为1000年一遇，设计洪水为100年一遇。坝址下游无防洪要求，坝顶闸门采用5孔5m×12m的弧形闸门进行调洪，正常高水位182m泄洪时(堰顶高程为176m),水库特性见表2-1-1。

表2-1-1 水库特性表

分

类指标名称

上游水位

(m)

下游水位

(m)

相应下泄流量

(m3/s)

水位校核洪水位（0.1%) 184.73 153.10 3124.00 设计洪水位(1%) 183.00 151.30 2243.00 消能防冲设计洪水位

(2%)

182.55 150.90 2030.00 正常高水位182.00 144.80 0(关闸门时) 死水位172.00

续表

分

类指标名称上游水位(m) 下游水位(m)

相应下泄流量

(m3/s)

库容总库容(亿m3) 5.20

兴利库容(亿

m3)

3.50

调洪库容(亿

m3)

0.80

死库容(亿m3) 0.90 调节性能为多年调节

（2）设计流量

经水能计算，压力管最大设计流量为Q=11.5m3/s。

（3）气象

本流域属亚热带季风区，多年平均最大风力8级，风速19m/s，风向多北风，吹程3km,多年平均蒸发量1252.6mm,多年平均降雨量1673 mm。多年月平均湿度83%，流域内平均气温19℃，最高温度38.7℃,最低温度-7℃。

5．地质条件

（1）库区工程地质条件

库区为一斜向盘地，地层有中泥盘纪郁江层砂岩，东岗岭灰岩，上泥盘纪榴江组灰岩、页岩等，地质构造上处在富阳大向斜中南部，褶皱与断裂大部分为南北，与河流平行。因此库区内大部分虽处在可溶性碳酸盐岩石中，水库畜水后，四周没有经常渗漏地段，加以库内地下水埋藏不深，地面水流丰富，为一良好水库。

（2）坝址工程地质条件

坝址位于燕山期花岗岩侵入体边缘，可大致分为新鲜岩石和微风化、半风化、全风化及残积层。河床部位为半风化花岗岩，具有足够的抗压强度。两岸风化较深呈带状，残积层较少，仅见于左岸181m高程以上，厚度约2m。全风化层厚5～8m，半风化右岸深7～13m，左岸9m，岩石力学性质见表2-1-2。

表2-1-2 岩石力学性质表

层

序风化程度

厚度

(m)

岩石特性

物理力学性质及主要指

标

1

半风化花

岗岩8～

10

黄白色长石部分风化,

锤击多沿节理成块破

碎，有一定坚固性

容重25.6kN/m3,抗压强

度30～80MPa,f,=0.7～

0.9 c,=0.3～0.7MPa

2

酸风化花

岗岩20～

40

灰白色,除长石云母因

稍有风化外，性质与新

鲜花岗岩无大差别

容重25.8kN/m3,抗压强

度100MPa,f,=0.9～1.2

c,=0.7～1.1MPa

3

新鲜花岗

岩灰白色,坚硬致密

容重25.9kN/m3,抗压强

度150MPa,f,=1.2～1.3

c,=1.1～1.5MPa

坝址岩层，节理裂隙发育，影响较大的有以下几组；

（1）横切河床走向北西15。～20。，倾向北东，倾角45。～55。由数组大致平行的剪切裂隙构成（代号F1），裂隙带宽0.5～7.3m对坝址有较大影响。

（2）河床右侧最发育者有三组：第一组走向北东35。～45。，倾向北西，倾角32。～65。；第二组走向北西52。～80。，倾向西南，倾角30。～80。；

此两组对坝的稳定不利。第三组走向北西28。，倾向北东，倾角60。，由于节理发育，所以渗漏较严重，单位吸水量0.01～0.05L/(min·m),河床中基岩深达20m左右，两岸深为10m以上,见图2-1-3。坝段河流向南西，泄流挑出至坝基下游34～54m范围内，冲刷坑处均为坚硬岩石，对建筑物无安全之虞。

据上所述，坝址区岩性坚固，主要是节理裂隙发育，清基时断层带须尽力挖除，局部较深可做混凝土塞；同时因渗漏较严重，深度达10～20m，需加强固结灌浆及帷幕灌浆，以防止渗漏。

6．震级

该地区地震级别为4级。

7．天然建筑材料

砂料卵石在河上下游均有，坝址下游5km以内砂量储量丰富可供建筑使用(建筑材料分布图省略)。

二．设计说明书

1.工程等级

本水库枢纽工程是以灌溉为主兼顾发电和供水的综合利用工程，工程等别为二等，拦河大坝为Ⅱ级建筑物。

2．枢纽布置

本工程中溢流坝段布置在主河槽处，冲沙孔布置在电站进水口附近。本枢纽的主体工程由拦水坝段、溢流坝段、泄水底孔坝段、电站坝段及其建筑物组成，电站为坝后式。该重力坝由20个坝段组成，每个坝段的长度为13m，从左岸到右岸依次是1～6号坝段为左岸挡水坝段，2号坝段设5m宽驳道，7～11号为溢流坝段，12～16号为右岸挡水坝段，17～19号为底孔坝段，20号坝段与右岸山体相连。该坝坝基面最低高程为143m，坝顶高程为187m，坝体总长度为260m。（1）非溢流坝段

左岸全长78m，右岸全长65m。坝顶宽度为4m。坝顶上游侧设置高1.2m