【正文】 擋水壩初步設計（ 213） 目錄 0 目錄 第一章 基本資料 ............................................ 1 樞紐任務 ................................................. 1 自然地理與水文氣象特性 ................................... 1 工程地質(zhì) ................................................. 3 建筑材料 ................................................. 4 其他資料 ................................................. 5 第二章 樞紐布置 ............................................ 6 工程等別及建筑物級別 ..................................... 6 樞紐組成及布置 ........................................... 7 地基處理 ................................................. 7 第三章 土石壩設計 .......................................... 8 壩型選擇 ................................................. 8 壩體剖面設計 ............................................. 8 土料設計 ................................................ 12 第四章 滲流計算 ........................................... 13 滲流計算的內(nèi)容 .......................................... 13 滲流計算的水位組合 ...................................... 13 水力學法計算滲流 ........................................ 13 第五章 穩(wěn)定分析 ........................................... 17 穩(wěn)定計算條件 ............................................ 17 瑞典圓弧法計算原理 ...................................... 17 瑞典圓弧法計算 .......................................... 18 附錄 設計指導書 ........................................... 26 擋水壩初步設計（ 213） 第一章 基本資料 1 第一章 基本資料 樞紐任務 本工程以形成環(huán)境景觀水庫為主，工程建成后，可以形成 60000~70000m2面積的水域，蓄水 30 萬 m3，可以在一定程度上減少流域內(nèi)的水土流失，減輕山洪對下游村鎮(zhèn)、交通線路的危害，進一步改善和美化環(huán)境，調(diào)節(jié)小氣候，改善周邊植物生長條件。同時為農(nóng)業(yè)灌溉和生活用水提供補充水源。 自然地理與水文氣象特性 流域概況 XX 溝發(fā)源于京郊 XX 北麓，自南而北流經(jīng) XX 區(qū) XX 鎮(zhèn)，為溫榆河水系之南沙河的支流，流域面積 。 擬建的 XX 水庫壩址位于 XX 鎮(zhèn) XX 村南、 XX 溝出山口的河道狹窄處。距方（莊）頤（和園）公路約 ，有簡易公路相通。工程區(qū)距中關村科技開發(fā)區(qū)約 15km，距上地科技園區(qū)約 10km，距 XX 園亦僅 13km，水庫上游及下游均有密集的住宅區(qū)。壩址以上主溝長 ，流域面積 ，溝底平均坡降 %。 水文氣象特征 流域內(nèi)無水文測站和氣象站?？蓞⒄战梃b的 XXXX 站和 XX 站，至水庫的直線距離分別為 12km 和 20km。 （ 1）河流水文特性 XX 溝為間歇性河流，除遇較大降雨時溝中有徑流外，一般均為干溝。根據(jù)北京市山區(qū)水文資料，流域多年平均降水量 640mm，多年平均徑流深為 240mm（相應多年平均年徑流量為 ?104m3）。代表性水文年的年徑流量如表 11 所列。 表 11 代表性水文年的年徑流量 擋水壩初步設計（ 213） 第一章 基本資料 2 代表性水文年 豐水年（ P=25%） 平水年（ P=50%） 枯水年（ P=75%） 年徑流量 (m3) ?104 ?104 ?104 （ 2）洪水 歷史資料說明，洪水多發(fā)生在 7~8 月，洪水過程多為單峰型，一次洪水歷時不超過 15h。設計洪水過程線見表 12。 表 12 典型洪水過程線 時段（天） 0 2 3 4 5 6 流量（ m3/s） 0 （ 3）庫水位與面積、庫容關系 表 13 水庫高程與面積、庫容關系 高程 (m) 面積 (m2) 庫容 (m3) 86 785 461 87 3001 2354 88 7249 7479 89 11715 16961 90 17975 31806 91 20768 51177 92 26279 74701 93 32390 104035 94 34301 137381 95 38294 173678 96 44086 214868 97 46898 260360 98 51246 309432 （ 4） 溫度：據(jù)現(xiàn)有資料，工程區(qū)屬于溫帶大陸季風氣候，多年平均氣溫?C。多年平均陸面蒸發(fā)量 450mm。 （ 5） 泥沙： 壩址以上流域面積內(nèi)，林木茂密，植被良好，水土流失較輕。 （ 6） 蒸發(fā)： 流域內(nèi)多年平均陸面蒸發(fā)量為 450mm。根據(jù)北京市水文手冊資料，按 20cm 口徑蒸發(fā)器測量庫區(qū)內(nèi)多年平均水面蒸發(fā)量為 1950mm。 （ 7） 其他： 洪水期多年平均離地面 10m 高的最大風速 v=，吹程擋水壩初步設計（ 213） 第一章 基本資料 3 D=392m， 風向垂直上游壩面。凍土深 。壩頂交通要求通行單行道（ 7m）。壩、庫區(qū)基本地震烈度為 6?。 工程地質(zhì) 水庫區(qū)工程地質(zhì)條件 水庫區(qū)為一由西北方向（壩前）向東南方向漸擴的扇形谷地，北、東、南三面環(huán)山，相對高差 20~80m，西面為山前堆積階地，相對高差 10~15m。 庫區(qū)內(nèi)第四紀沖積 ——洪積層廣為分布，厚度在 15m 以上，水庫的北、東、南三面及庫盆下，基巖均為石炭 ——二疊系或二疊系地層，透水性弱。西面廣泛分布的洪積碎石（含粉質(zhì)土）層，以及壩下沉積的粉質(zhì)粘土、漂石夾粉質(zhì)粘土層，是未來滲漏的主要設防地段，也是影響大壩安全的主要因素。淹沒損失小，無浸沒及大的庫岸穩(wěn)定和淤積問題。 在地質(zhì)構造上，處于九龍山 ——碧云寺向斜東北翼端部的轉(zhuǎn)折 端。基巖內(nèi)節(jié)理、裂隙發(fā)育，但未發(fā)現(xiàn)較大規(guī)模斷裂構造，區(qū)域穩(wěn)定性好。 基巖中分布有裂隙潛水。第四系松散層中有孔隙潛水，水面埋深~，其補給來源為大氣降水及山區(qū)基巖裂隙水，其排泄流向基本上與河道流向一致。 壩址工程地質(zhì)條件 壩址區(qū)呈 “U”形河谷，谷底寬約 35m，高程 。上部（高程 100m 處）寬約 120m，主河道由南向北流經(jīng)庫區(qū)后，改向為由南東向北西方向穿過壩址。谷底沉積有深達 的第四系沉積層。左壩頭亦為山前沖積 ——洪積階地沉積物。右壩頭為古生代二 疊紀板巖，其產(chǎn)狀為傾向南，傾角 50?。未發(fā)現(xiàn)較大規(guī)模斷裂構造。 板巖為黃綠色，主要成分為粘土礦物，含白云母、絹云母和綠泥石等變質(zhì)礦物，節(jié)理、板理發(fā)育，裂隙面上有氧化鐵薄膜，裂隙中有紅色粘土充填。露頭巖石呈強風化。 經(jīng)分析和鉆探資料證實，壩基覆蓋層下基巖亦為板巖。 壩基覆蓋層表層為卵礫石，向下依次為碎石、漂石、粉土層等，其中的孔隙潛水水面埋深 。巖性在水平方向和垂直方向均存在明顯的交替、穿插，透水性變化較大。 擋水壩初步設計（ 213） 第一章 基本資料 4 對分布于壩基和左壩頭的覆蓋層，需采取可靠有效的防滲措施，方能確保大壩安全和水庫的正常 運轉(zhuǎn)。 建筑材料 壩基覆蓋層表層為卵礫石，向下依次為碎石、漂石、粉土層。 經(jīng)勘察，選定的土料場位于水庫主壩兩壩肩，左壩肩土料場位于主壩左壩肩下游，共占用耕地 畝。 0～ 為耕植土， ～ 為黃土狀壤土?？碧缴疃葍?nèi)未見地下水。 右壩肩土料場位于主壩右壩肩上游庫區(qū)內(nèi)，不占用耕地。 0～ 為耕植土，～ 為黃土狀壤土?？碧缴疃葍?nèi)未見地下水。 兩個料場土料總儲量可滿足大壩對土料用量的要求。 位于上游左岸 1km 處有一料場，占地 50 畝， 0～ 為耕植土， ～ 1m為粘土。 粘土料顆粒組成見表 14。 表 14 粘土顆粒組成 粒徑 202mm 合計 含量（％） 100 各種材料的物理力學性質(zhì)見表 15。 表 15 各種材料物理力學性質(zhì) 土料 特性 粘土 黃土狀壤土 壩基碎石 砂卵石 鋼筋混凝土 飽和容重（ kN/m3） 天然容重（ kN/m3） 含水量 17% %～ % 塑性指標 11 ~ 滲透系數(shù)（ cm/s） 5106 106 1103 102 107 內(nèi)摩擦角 φ’ 水上 22176。 水下 19176。 水上 23176。 水下 15176。 水上 35176。水下 32176。 水上 28176。 凝聚力 c’（ kN/m2） 水上 水下 水上 20 水下 17 擋水壩初步設計（ 213） 第一章 基本資料 5 其他資料 （ 1）外來材料 工程使用的主材 ——水泥、鋼材等，均可市購。其他生活、生產(chǎn)資料，均可由當?shù)夭少彙? （ 2）交通 工程場區(qū)位于 XX 村南 ，距溫（泉）頤（和園）干線公路 ，且有簡易公路通過壩址和庫區(qū)（其中有 公路需在工程建設前改線建設）。 （ 3