【正文】 物在任何工作條件下都能正常工作。 ⒉ 在滿足建筑物的強度和穩(wěn)定安全條件下，使樞紐的總造價和年運 轉(zhuǎn)費用較低。 ⒊ 充分發(fā)揮樞紐的綜合效益，盡量使一個建筑物發(fā)揮多種用途。 ⒋ 樞紐布置應(yīng)與施工導(dǎo)流、施工方法和施工進度結(jié)合考慮，應(yīng)使施工方便，并盡可能縮短工期。 ⒌ 盡可能使樞紐中的部分建筑物早日投產(chǎn)，提前生效。 ⒍ 考慮到遠景規(guī)劃，應(yīng)對遠期擴大裝機容量留有余地。亦應(yīng)考慮到分期開發(fā)，在樞紐布置時，應(yīng)滿足高壩規(guī)劃、低壩施工的要求。 ⒎ 樞紐的外觀與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，在可能的條件下盡量注意美觀。 一 . 水利樞紐與水工建筑物等級的劃分 （依據(jù)黃河水利出版社出版，書號為： ISBN780621710X/TV 325《水工建筑物》高職高專教材緒論部分）。 1. 水利樞紐的分類 水利樞紐有高、中、低水頭之分，一般以水頭 70m 以上者為高水頭樞紐， 3070m 者為中水頭樞紐， 30m以下者為低水頭樞紐。 從本設(shè)計說明書“第二章水文水利水能 —— 三、計算水利水能計算 水庫特性”中知，水庫正常高水位為 ?？膳袛啻怂麡屑~為高水頭樞紐。 2. 水工建筑物等級的劃分 工程 等別 工程 規(guī)模 分等指標 水庫總庫容（億 m3） 防洪 治澇 灌溉 供水 發(fā)電 保護城鎮(zhèn)及工礦 企業(yè)的 重要性 保護農(nóng)田面積（萬畝 ） 治澇 面積 （萬畝） 灌溉 面積 （萬畝） 供水對象的重要性 裝機 容量 （萬 kW） Ⅰ 大（ 1）型 ≥ 10 特別重要 ≥ 500 ≥ 200 ≥ 150 特別重要 ≥ 120 Ⅱ 大（ 2）型 10~ 重要 500~100 200~60 150~50 重要 120~30 Ⅲ 中型 ~ 中等 100~30 60~15 50~5 中等 30~5 Ⅳ ?。?1）型 ~ 一般 30~5 15~3 5~ 一般 5~1 Ⅴ 小（ 2）型 ~ ＜ 5 ＜３ ＜０． ５ ＜ 1 注：１．水庫總庫容是指水庫最高水位以下的凈庫容。 ２．治澇、灌溉面積等均指設(shè)計值。 根據(jù)本設(shè)計說明書 “第二章水文水利水能 —— 三、計算水利水能計算” 資料知，有效庫容為 ５４４萬 m3，裝機容量１．２８萬 kW， 灌溉面積約３萬畝。綜合上表，知本工程等別為Ⅳ等，工程規(guī)模為小（１）型。水工建筑物級別為四級。 二 . 壩址選擇 壩址的選擇從以下幾方面考慮： ㈠ . 樞紐地質(zhì)條件 壩址地質(zhì)條件是水利樞紐設(shè)計中重要問題之一，是建庫建壩的基礎(chǔ)。在有些情況下，甚至能起決定性作用。 ⒈ 庫區(qū)工程地質(zhì) 庫區(qū)屬喀斯特 峰林地貌，山頂標高 400— 600m，由于地殼急劇上升，侵蝕基準面迅速下降，河道呈 V型深切，比降大，沿河急灘、跌水、深潭普遍，臺地不發(fā)育。 ⑴ . 地質(zhì)巖性 庫區(qū)出露巖層，大部分為中、上盤系碳酸鹽類地層，僅在碩龍以下有下泥盤系地層和寒武 ——志留系砂頁巖互相出露，下雷河發(fā)源地 —— 龍鴉嶺旁新花崗巖出露。 庫內(nèi)主要為中尼盤系東崗嶺灰?guī)r和榴江組薄層灰?guī)r。 ⑵ . 地質(zhì)構(gòu)造 該水庫位于大明山穹地的西南線，構(gòu)造斷裂受大明山穹窿控制，巖層大致走向北西，傾向南西，傾角 10—— 15度，斷裂構(gòu)造分兩組，走向西北，多為正斷層和年推斷層 ，伴隨之節(jié)理裂隙也較發(fā)育，見于隴慢、隴登和壩區(qū)，另一組為北東東 —— 南西西方向，以逆斷層為主，傾向北西西，伴隨有撓曲和輕微皺曲。 ⑶ . 喀斯特發(fā)育情況 勘測區(qū)內(nèi)，漏斗、溶洞、溶蝕、洼地、峽谷、落水洞、暗河等喀斯特現(xiàn)象均有發(fā)育。 漏斗：多呈圓形，直徑２ —— ２５ m，深度５ —— １５ m ,底部與地下水道相通，部分漏斗底有亞粘土充填。 溶洞：多分布于峰林中或喀斯特洼地，溶槽兩側(cè)，一般規(guī)模不大，直徑３ —— １０ m，深５ ——２０ m , 高程在２７０ m左右。 ⑷ . 水文地質(zhì) 庫區(qū)地下水受巖層、構(gòu)造及喀斯特化程度的影響，庫區(qū)中游 灰?guī)r、質(zhì)巖、溶蝕較強烈，喀斯特水豐富。 黑水河支流少，流域水文網(wǎng)不發(fā)育，洪水期兩岸地表溪流以懸掛水補給河流。 根據(jù)調(diào)查，庫區(qū)四周地下水出露標高均超出正常水位高程。 庫區(qū)及分水嶺所出露的地下水位標高均高于正常高水位，有許多甚至以懸掛水補給河流，故庫區(qū)水文地質(zhì)條件較好。 ⑸．庫區(qū)滲漏問題 庫區(qū)出露雖然大部分 zho 能夠、上盤系碳酸鹽類巖層。但溶蝕和喀斯特化程度不很強烈，深層喀斯特不發(fā)育，滲透系數(shù)一般為 —— 。 與黑水河平行的鄰谷 —— 明士河，雖然與黑水河相距僅 6km，但與黑水河庫區(qū)蓄水段向平行 的河段水面，上下游均高出水庫正常水位，故沿鄰谷滲漏問題不存在。 由于構(gòu)造斷裂破碎帶和其相伴相生的喀斯特現(xiàn)象，對水庫雖然有一定影響，但興建水庫的條件還是具備的。 壩址地段屬石灰?guī)r峰林區(qū)，處于峽谷與開闊河槽之界限，左岸為石灰?guī)r陡坡峭壁，右岸是由石灰?guī)r組成的二級高臺地，谷坡陡峻，構(gòu)成“ U”型河谷，壩軸線下游 120m 處，由石灰?guī)r形成一道天然河檻致使壩址段枯水季節(jié)水深竟達 4—— 6m。 ⑴. 地層巖性 壩區(qū)出露地層，由泥盤系榴江組碳酸鹽類巖系及第四系結(jié)晶石灰?guī)r組成。土層覆蓋厚度 1——，均為疏松亞粘土 ，石灰?guī)r厚 25—— 28m，一般在 207m高程以上多含泥質(zhì)，洞穴很發(fā)育，且具有蜂窩狀小孔，地質(zhì)軟弱，以下為質(zhì)地較堅硬的結(jié)晶石灰華，但與基巖連接處，均發(fā)育有大洞穴，一般洞高 —— ，最大洞高達 ，紅棕色粘土充填。 后層灰?guī)r，分布于河谷右岸 F 大斷裂層上盆，為淺灰色不純灰?guī)r，中細晶粒結(jié)構(gòu)，節(jié)理、裂隙發(fā)育，但多為次生礦物所充填。 厚層灰?guī)r，分布于河谷兩岸，灰色、淺灰色硅質(zhì)巖，質(zhì)堅稍脆，層理清晰，層面溶隙發(fā)育，多呈薄層片狀，單層厚度 1—— 10cm，間夾肉紅色白云質(zhì)灰?guī)r，完整性較差。 ⑵ . 地質(zhì)構(gòu)造 本 區(qū)受區(qū)域性斷裂之影響，次一級斷裂甚為發(fā)育，壩址附近可見斷層九條，斷裂帶多屬已經(jīng)膠結(jié)。主要斷裂方向 N286—— 331W，傾向 SW，傾角 62—— 68度，乃屬與區(qū)域性斷裂伴生之同期產(chǎn)物。次為走向 N30—— 70E，傾向 SE，傾角 75—— 77度的一組，而者傾向 SW，傾角 4—— 9 度，但構(gòu)造層附近有達 17—— 23度。 區(qū)內(nèi)構(gòu)造張干裂隙發(fā)育，一般寬 2—— 10mm，最大可達 20mm，長度 2—— 6m，但壩左肩陡壁處竟有四條平行張開裂隙，寬 4—— 10cm，長達 10 余米，產(chǎn)狀走向 EW，傾向 N，傾角 74—— 85 度。主要裂隙有兩組： ① 走向近 EW，傾向 N，傾角 74—— 85度 ② 走向 N345—— 355W，傾向 SW，傾角 66—— 84度 本區(qū)風(fēng)化作用不甚劇烈，基巖風(fēng)化深度一般在 25m左右，強風(fēng)化層 1—— 3m。 ⑶ . 喀斯特發(fā)育情況 本區(qū)喀斯特化不清洌，主要見于層面溶蝕，一般規(guī)模很小，在基巖面以下 —— 較發(fā)育，一般洞高 2—— 6cm，最大埋高 20cm。 壩左肩 —— 230m高程，分布兩排層面溶蝕洞，洞高 —— ，寬達 2—— 4m,發(fā)育穿過壩肩與巴河相聯(lián)系，暴洪期間，呈股流溢出。 ⑷ . 水文地質(zhì) 條件 本區(qū)地下水分布受巖層產(chǎn)狀及地質(zhì)構(gòu)造制約，左岸地下水位較高，右岸較平緩，均屬裂隙水類型，埋藏于基巖裂隙中，由大氣降水補給向河谷排泄，右岸在壩軸線上下游埋藏較深，根據(jù)鉆孔實測，埋深在 —— ，高程為 181—— 178m，左岸在壩軸線上下游 90—— 100m處均有泉水群出露，下降泉性質(zhì)，分布高程 182—— 186m，常年不枯。 壩址地段巖石滲透性，在 155m高程以下滲透性很小。 一般 155m高程以上，滲透系數(shù) K=—— ， 155m以上 K＜ 晝夜。 155m高程以上，單位吸 水量ω =—— 30 公升 /分， 155m高程以下，ω＜ /分。 地下水及地表水經(jīng)化學(xué)分析為重碳酸鈣型 水，對混凝土無侵蝕性。 ⑸ 巖石物理力學(xué)特性指標 根據(jù)實驗成果及綜合野外實際情況，計算指標如下： ⑹地震 根據(jù)中國科學(xué)院研究所廣州地震大隊所提供的資料，并經(jīng)實地調(diào)查，本區(qū)地震基本烈度為 5度。 3. 工程地質(zhì)結(jié)論： ⑴ 庫區(qū)為碳酸鹽類巖層，喀斯特化不強烈，滲透性稍弱，區(qū)域水系及鄰谷河槽均高于該水庫正常高水位，故條件良好，可以建庫。 ⑵ 壩址為薄層硅質(zhì)灰?guī)r，堅硬，喀斯特化微弱，溶洞不發(fā)育，河谷狹窄，巖層狹窄，巖層微傾上有，斷裂構(gòu)造呈較發(fā)育，但均為膠結(jié)良好。唯有河床沿順河構(gòu)造成產(chǎn)生深切，及河槽地段滲透較強，但經(jīng)處理，可以建壩。 庫區(qū)及壩址工程地質(zhì)條件參見地質(zhì)平面圖和剖面圖。 ㈡ . 地形條件 壩址地形條件必須滿足開發(fā)任務(wù)對樞紐布置的要求，還必須與壩型相互適應(yīng)。 本工程位于石灰?guī)r峽谷地區(qū)，河道坡降大、河谷呈 V 型，壩址左岸陡峻，右岸為二級臺階，壩軸線較短，地形條件詳見 1/500壩址地形圖。 ㈢ . 建筑材料 水利工程的建設(shè)必須因地制宜，就地取材，才能取得技術(shù)經(jīng)濟合理的效果。根據(jù)調(diào)查勘測資料，本樞紐壩址附近 1—— 2公里范圍內(nèi)有足夠的砂石料，為建筑混凝土壩和砌石壩提供了有利的條件。 天然建筑材料：在壩區(qū)上游 1Km 內(nèi)兩岸均有石料場，條件良好，可以滿足需要，砂料場初步調(diào)查情況，在壩址以下 40Km 內(nèi)沙場總蓄量 40000 余 m179。質(zhì)量尚好，但數(shù)量不能滿足要求，需要到崇左要砂。 ㈣ . 施工條件 那岸電站位于大新縣太平鄉(xiāng)，壩址距崇左火車站 76Km，有標準公路（崇左 —— 靖西公路）通至太平 50Km，太平到工地 26Km已有路基，僅需鋪設(shè)路面即能全面通車。本工程施工時所需外來器材，巖石名稱 風(fēng)化分帶 容重 計算強度 f F C 石灰?guī)r 強 3~4 石灰?guī)r 半 7~9 厚層灰?guī)r 半 16~19 薄層灰?guī)r 半 14~16 物資（包括重件運輸）均可先以鐵路運到崇左，然后由公路轉(zhuǎn)運到工地，對外交通方便。 樞紐地址位于峽谷出口處，兩岸山坡較陡，在壩下游 200m峽谷出口以外的兩岸，均有開闊平地可供施工場地布置。 場內(nèi)交通以右岸對外交通的永久公路直通壩址， 壩頂無交通要求。 施工力量由本地區(qū)專業(yè)施工隊和縣民工共同組成，配備有一定的施工機械（如混凝土攪拌機等），可達到半機械化施工水平。 工程采用分段圍堰施工，二期導(dǎo)流流量 62m178。/s（ 11—— 3月）。 綜合上訴資料，本工程壩址選擇 壩軸線選擇 選地形圖上所示的軸線 NN，該軸線所在的地形較寬闊，不利于降低壩的造價和工程量，但是有利于泄水建筑物、電站廠房、施工導(dǎo)流和施工場地的布置，河流的水流條件也較好，對發(fā)電、過壩建筑物是有利的。 在建筑材料方面，根據(jù)調(diào)查勘測資料，本樞紐壩址附近 1~2 公里范圍內(nèi)有足夠的砂石料，為筑壩材料提供有利的條件。 該壩軸線處于 F1斷裂破碎帶和 F9深切河槽地帶 ,對壩基有較大的影響 ,但是由于地形條件的限制 ,壩軸線選擇的余地不大 ,經(jīng)過對 F1 破碎帶和 F9 深切河槽的處理，還是可以筑壩的。經(jīng)過綜合的定性、定量的技術(shù)經(jīng)濟比較，確定了壩軸線 NN。 二 . 壩型及其它主要建筑物型式選擇 ㈠ . 壩型選擇 壩是水利樞紐工程的主體，壩型的合理性對樞紐工程的設(shè)計、施工、投資、運用和技術(shù)經(jīng)濟指標將產(chǎn)生決定性的影響。壩型選擇和壩址選擇是相互聯(lián)系的，壩型選擇也是根據(jù)地質(zhì)條件、建筑材料和施工條件來確定。 從建筑材料和施工條件來考慮， 本工程可建重力壩（包括寬縫、空腹重力壩）、大頭壩、支墩壩、拱壩；從地質(zhì)、地形條件考慮，建拱壩不夠理想，因為河谷較寬，地形、地質(zhì)對穩(wěn)定很不利；從樞紐布置來考慮，建土石壩不甚是和，因為泄洪建筑物和電站廠房布置較困難。綜合來考慮，建壩的材料可采用漿砌石或混凝土，壩型采用重力壩、寬縫重力壩、空腹重力壩、梯形壩和大頭壩較為適宜，從設(shè)計角度來考慮，可著重考慮重力壩和寬縫重力壩兩種壩型。 那岸電站工程概算單價表： 建筑工程 壩型 項目 單位 實體重力壩 寬縫重力壩 重力拱壩 150砼 溢流壩 M179。 非溢流壩 200砼 溢流壩 非溢流壩 250砼 溢流壩 非溢流壩 100砼 經(jīng)過對壩型進行詳細的分析比較，本樞紐選擇實體重力壩。 ㈡ . 其它主要建筑物型式選擇 1. 泄洪建筑物 泄洪建筑物應(yīng)與壩型結(jié)合考慮，重力壩一般多采用壩頂泄洪或壩身孔口泄 洪方式，若兩岸有適宜布置溢洪道的埡口，也可采用河岸式。 泄洪建筑物 經(jīng)各方面分析比較，泄洪建筑物采用壩頂自動泄洪，設(shè)閘門。 2. 二期導(dǎo)流建筑物 利用沖砂孔進行導(dǎo)流，同時利用沖砂孔兼做放空孔。 3. 過壩公路 4. 電站廠房 電站廠房型式采用壩后地面封閉式的電站廠房 三 .樞紐布置 1. 泄水建筑物 溢流壩段設(shè)在河床中間，前緣正向上游來水主流方向，下游出口方向與原河道的主河槽水流方向一致，設(shè)有放空孔。消能方式采用挑流消能 2. 擋水建筑物 擋水建筑物設(shè)在溢流壩的兩端與兩岸連接。 3. 水電站建筑物 廠房設(shè)在壩下，廠房軸線與壩 軸線平