【正文】 ）淤積高程（m）50100水庫水位—庫容關系曲線（見表22）：表22 水庫水位—庫容關系曲線表水位（m）248276庫容（104m179。）0壩址水位流量關系曲線（見表23）：水位(m)流量(m179。/s)0表23 壩址水位流量關系曲線表 工程地質條件庫區(qū)屬構造剝蝕低山地貌，山勢陡峭，分水嶺雄厚，地形封閉，植被良好， 未見滑坡等不良物理地質現象。組成庫岸及庫盆的地層巖性主要為前震旦系板溪群的千枚狀綠泥絹云母板巖，千枚巖和變質砂巖。庫區(qū)巖石受多次構造運動的影響，斷層和裂隙發(fā)育，巖石的褶皺和撓曲也很常見，構造行跡以北東向壓扭性為主，常見有北西向張扭性斷裂和近東西向平推斷層，未見有較大的導水斷裂連通庫外。庫區(qū)地下水類型主要為第四系松散堆積物孔隙潛水和基巖裂隙水，受大氣降水補給，排泄于河谷與河床，庫岸山體地下水位較高，一般在300m高程以上，組成庫岸及庫盆的巖石表部透水性強，但深部巖石透水性微弱，屬相對不透水層。庫區(qū)工程地質良好，水庫蓄水后，不存在永久滲漏、岸邊再造、浸沒及水庫誘發(fā)地震等問題。 地貌 壩址區(qū)屬構造剝蝕低山地貌，山頂高程為280～450m，壩區(qū)河床較寬，約20～50m，為一“U”型河谷，兩岸山坡不對稱，左岸山體雄厚，山坡角30～40度，右岸山體較為單薄，山坡角20～30度，且在右岸有一低矮埡口，頂高程約276m，壩址區(qū)沖溝發(fā)育，且切割較深，未見滑坡等不良物理地質現象，自然邊坡穩(wěn)定。 地質巖性壩址區(qū)出露的地層巖性為前震旦系板溪群第四段綠泥絹云母千枚巖夾變質砂巖，第四系松散堆積物及變質輝常巖，其巖性特征為：（1） 泥絹云母千枚巖：灰綠色，主要礦物成分為絹云母、石英、長石、綠泥石等，千枚狀構造，其余碎屑顯微鱗片狀構造，巖石撓曲和褶皺常見，片理極發(fā)育，巖層產狀N40176?！?0176。E，NW38176?！?0176。（2） 質砂巖：青灰色，主要礦物成分未石英、長石及巖屑等，中細砂粒結構，層狀構造，有輕微的變質，巖石結構致密，巖性堅硬。（3） 第四系松散堆積物主要為沖擊砂卵石，漂石，厚1～，分布于河床部位，殘坡積壤土、碎塊石土，厚1～6m，分布于兩岸山坡及沖溝部位。（4） 質輝長巖：暗綠、深綠色，主要礦物成分為綠泥石、綠簾石、纖閃石及少量石英，輝長結構，塊狀構造，微具定向構造，巖石質地堅硬，在壩址區(qū)呈巖株或巖脈產出。 地質構造壩址區(qū)地處華夏系及新華夏系構造復合部位，出露的地層古老，經歷了多次構造運動，壩址區(qū)斷層裂隙發(fā)育，巖石破碎，巖層褶皺和撓曲常見。在初步設計階段共發(fā)現斷層20條。壩基開挖后，在壩基部位新發(fā)現小斷層14條及兩條風化夾層，但密度均較小。（1）主要斷層：F5壓扭性斷層：產狀N35176。，NW80176。， ～，主要由片狀巖、碎性巖組成，構造巖強風化，性狀較差，出露于左岸趾板齒槽228m高程附近。F12壓扭性斷層：產狀N40176。E，NW66176。，～，主要由片狀巖組成，構造巖呈強風化，性狀較差，出露于左岸趾板齒槽236m高程附近。F22層間擠壓破碎帶：產狀N55176。E，NW55176。，～，主要由片狀巖、石英脈組成，構造巖強風化，性狀較差，出露于左岸趾板齒槽260m高程附近。F29壓扭性斷層：產狀N25176。E，NW70176。，～，主要由碎裂巖組成，～，斷層間較平，構造巖呈強風化，性狀差，出露于河床趾板齒槽部位。（2）裂隙：壩址區(qū)巖石裂隙發(fā)育，巖石破碎，壩基開挖后，對壩基巖石裂隙作了統計，主要有兩組發(fā)育方向：一是NE向層面，裂隙產狀N40176?！?0176。E，NW38176?！?0176。，裂面稍扭，普遍見Fe、Mn質浸染，表面張開或微張，局部見次生泥充填，延伸長，極發(fā)育；二是NW30176?！?0176。W，SW或NE40176?！?0176。，裂面光滑平整，見Fe、Mn質浸染，間距一般20cm，延伸較短，發(fā)育。（3）風化夾層：壩基開挖后，在河床右側趾板齒槽部位發(fā)現了兩條風化夾層WJ1，WJ2，產狀N42176。E，NW38176。，風化夾層為強風化巖石和強風化至弱風化上部巖石。（4）巖體風化壩區(qū)巖體風化，主要受地形、巖性、構造等因素影響，一般表現為表面的均勻風化，沿斷層有風化加深現象。壩址左岸240m高程以上為強風化中下部巖石，240m高程以下為弱風化巖石，235～270m高程為強風化巖石，270m高程以上為全風化巖石。局部殘留有0～。 水文地質條件壩址區(qū)地下水類型主要為第四系松散堆物孔隙潛水和基巖裂隙水，主要受大氣降水補給，排泄于河床及河谷，地下水動態(tài)類型屬降水徑流型。鑒于本壩址的工程地質條件差，適用于當地材料壩。壩址區(qū)巖石的透水性及相對不透水埋深經先導孔壓水試驗，左岸山坡相對不透水層埋深10～24m，～，屬中等—嚴重透水層；河床部位相對不透水層埋深11～17m，上部透水巖層q值一般為7～，屬中等—嚴重透水層；右岸山坡相對不透水層埋深19～27m，～，屬中等—較嚴重透水層，中間夾嚴重透水層透鏡體。 建基面巖體有關地質參數建議值（1）與基面巖石接觸面之間的摩擦系數：強風化千枚巖: f=～弱風化千枚巖：f=～（2）壩基巖體結構面之間的摩系：裂隙夾泥與含斷層泥的斷層：f=～一般裂隙、斷層：～（3）巖石的彈性模量：弱風化千枚巖：E=(～)104MPa（4）巖石泊松比：弱風化千枚巖：181。=～（5）試驗參數① 堆石試驗參數（見表24）軟化系數：微新巖石弱風化巖石飽和抗壓強度：微新巖石40MPa弱風化巖石25MPa表24 堆石試驗參數表組別試驗干密度（g/cm179。）C(KPa)ΦKnRfGFDA47680B60600 ② 復合土工膜試驗參數（見表25）表25 復合土工膜試驗參數表項 目單 位量 值備 注單位面積質量g/m211001300350/350/膜 厚250m高程以上mm250m高程以下mm周邊縫等處mm周邊縫、水平縫、分縫處寬條縱向拉伸強度kN/m1518350/350/伸長率%50窄條縱向拉伸強度kN/m1518350/350/伸長率%50摩 擦 系 數與水泥砂漿與現澆砼粘 結 力kg/cm2滲 透 系 數cm/s11011 引水發(fā)電隧洞工程地質條件引水發(fā)電隧洞通過地段屬低山地貌區(qū)，山頂高程300～400m相對高程100～200m，隧洞區(qū)沖溝發(fā)育，山體切割較深且較零亂，地表植被發(fā)育，未見有不良物理地質現象。隧洞圍巖由絹云母千枚巖、變質粉砂巖、凝灰質千枚巖與粉砂質板巖?層。絹云母千枚巖偶夾粉砂質板巖及粉砂質板巖等組成。巖石層面裂隙極發(fā)育、褶皺、撓曲嚴重，斷層發(fā)育切規(guī)模大，性狀差，其中絹云母千枚巖、凝灰質千枚巖水理性質較差，且遇水易軟化，軟化系數低，凝灰質千枚巖成分復雜，還易于風化。絹云母千枚巖與凝灰質千枚巖在洞線出露的長度占洞線總長的19%，說明洞線圍巖大部分由絹云母千枚巖與凝灰質千枚巖構成。根據工程類比可知：千枚巖的單軸飽和抗壓強度為16～40Mpa，～，屬半堅硬—較軟化，抗水性較差的片狀（薄層狀）巖體。 氣象、地震及其他 氣象、地震流域內氣候：℃，℃為最低，七月份平均氣溫28℃為最高，歷年極端最高氣溫41℃，極端最低氣溫11℃。風速及吹程：。地震烈度：壩址及庫區(qū)地震烈度屬Ⅵ度以下，設計時可不考慮地震荷載。降 雨 量：。 天然建筑材料 砂礫石料壩址流域砂礫石料貧乏，但在江灣水和段莘水流域有梨苗場和古玩料場，距大壩約10～15km，有公路相通，運輸方便。梨苗場 、古玩料場均為砂卵（礫）石混合料，砂卵（礫）石儲量豐富，質量良好，滿足工程要求。 堆石料壩址附近廣泛分布綠泥絹云母千枚巖，弱至微風化巖石，巖性較堅硬，力學強度較高，質量較好，儲量豐富，可作為大壩堆石料。壩址附近粘土很少，壩址上下游有一定的粘土分布，均為當地農民耕地。第三章 設計條件和設計依據 設計任務在對原始材料進行綜合分析的基礎上，并結合本次設計的專題研究，要求：（1）根據防洪要求，對水庫進行洪水調節(jié)計算，確定壩高程及岸坡溢洪道尺寸；（2）通過分析，對可能的方案進行比較，確定樞紐組成建筑物型式，輪廓尺寸及水利樞紐布置方案；（3）詳細做出大壩設計，通過比較，確定壩的基本剖面與輪廓尺寸，擬定地基處理方案和壩身結構，進行水力、靜力計算；（4）進行施工組織設計：決定樞紐的施工導流方案，安排施工的控制性進度，大壩主體工程量的計算，編制施工投標文件。 設計依據包括相關參考文獻、主要設計規(guī)范以及上級機關批文。第四章 洪水調節(jié)計算 洪水調洪演算 洪水調洪演算原理洪水在水庫中運行時，水庫沿程的水位、流量、過水斷面、流速等均隨時間而變化，其流態(tài)屬于明渠非恒定流。根據水力學，明渠非恒定流的基本方程，即圣維南方程組為：連續(xù)性方程： （41）運動方程： （42）式中：——過水斷面面積(m2)； t ——時間（s）； Q ——流量（m3/s）； s ——沿水流方向距離（m）； Z ——水位（m）； g ——重力加速度(m/s2)； v ——斷面平均流速(m/s)； K ——流量系數(m3/s)。一般采用簡化的近似解法，長期以來，普遍采用瞬時法，即用有限差值來代替微分值，并加以簡化，以近似地求解一系列瞬時流態(tài)。瞬時流態(tài)法將式(4—1)進行簡化而得出基本公式，再結合水庫的特有條件對基本公式進行簡化，得出用于水庫調洪計算的實用公式： (43)式中：，——分別為計算時段初、末的入庫流量(m3/s)； ——計算時段中的平均入庫流量(m3/s) =(+)/2；q1，q2 ——分別為計算時段初、末的下泄流量(m3/s)； ——計算時段中的平均下泄流量(m3/s) ； V1，V2 ——分別為計算時段初、末水庫的蓄水量(m3)； —— V1與V2之差； ——計算時段。公式(43)表示為一個水量平衡方程式，表明：在一個計算時段內，水庫水量與下泄水量之差即為該時段中水庫蓄水量的變化。顯然，公式中并未計入洪水入庫處至泄洪建筑物間的行進時間，也未計入沿程流速變化和動庫容等影響，這些因素均是其近似性的一個方面。當已知水庫入庫洪水過程線時，Q1，Q2，均為已知，V1，q1，則是計算時段開始時的初始條件。于是，式(43)中的未知數僅剩下V2，q2，當前一時段的V2，q2求出后，其值即成為后一時段的V1，q1值，使計算能逐步地連續(xù)進行下去。僅一個方程來求解V2，q2是不可能的，必須再有一個方程式q2=f(V2)，與式(43)聯立，才能同時解出V2，q2的確定值，假定暫不計及自水庫取水的興利部門瀉向下游的流量，則下瀉量q是泄水建筑物瀉流水頭H的函數，而當泄洪建筑物的型式、尺寸等已確定時 (44)式中：A — 系數，與泄洪建筑物的型式、尺寸、閘孔開度及淹沒系數有關； B — 指數，對于堰流B一般等于3/2，對于閘孔出流一般B=1/2。根據水力學公式，H與q的關系曲線可求。若是堰流H即為庫水位Z與堰頂高程之差；若是閘孔出流H即為庫水位Z與閘孔中心線高程之差。因此可以根據H與q的關系曲線求出Z與q的關系曲線q=f(Z)，并且，由庫水位Z，又可借助于水庫容積特性曲線V=f(Z)， 求出相應的水庫蓄水容積V，則式(44)可用下泄流量q與庫容V的關系曲線代替，即q=f(V)，與式(43)聯立方程組，求解V2，q2。當水庫承擔下游防洪任務時，要求保持q不大于下游允許的最大下泄流量qmax時，就要利用閘門控制流量q，但計算的基本公式和方法與上面介紹的是一致的。本設計泄水建筑物是正槽溢洪道。采用閘門全開式泄洪，故下泄流量是q=AH3/2，H即為庫水位Z與堰頂高程之差，%和2%的流量及其對應的三日洪峰流量，無法描繪出洪水過程線，故采用三角形法擬畫出洪水過程線（）。本設計中調洪演算是為了定出設計、校核水位和相應的下泄流量，已知下泄量與水頭的關系曲線（式44），通過假定下泄流量q，可利用洪水過程線計算出水庫蓄水量V，通過V=f(Z)可查出對應的水位，得到q=f(Z)曲線，通過兩條qZ曲線即得到設計、校核水位及相應流量。進行洪水調節(jié)計算的方法很多，目前常用的是：列表試算法，半圖解法。本設計采用的是簡化三角形法，也叫高切林法。 洪水標準分析設計情況，采用50年一遇的洪水標準。P=2% m3/s，三日洪量為965萬m3。校核情況，采用千年一遇的洪水標準。p=% m3/s，三日洪量為1569萬m3。 洪水建筑物的型式選擇水利樞紐中的泄水建筑物一般包括設于河床的溢流壩、泄水閘、泄水孔，設于河岸的溢洪道、泄水隧洞等。本設計采用壩型為復合土工膜防滲堆石壩（），因此泄水建筑物一般不布置在河床。下面根據本工程的地形、地質條件，對正槽溢洪道、側槽溢洪道及泄水隧洞這三種泄水建筑物進行比較選擇。泄水隧洞布置得一般原則是：地質條件好，路線短，水流順暢，與樞紐其他建筑無相互不良的影響。洞線宜選擇在沿線地質構造簡單、巖體完整穩(wěn)定、巖性堅硬，上覆巖體厚度大，水文地質條件有利和