【正文】 第一章 土石壩工程概況 工程流域概述 該江位于我國西南地區(qū)，該江從東南向西北流向，全長約為 122 公里，該流域面積2558 平方公里，在壩址以上流域面積約為 780 平方公里。本流域大多部分為山嶺地帶，山脈山丘和盆地交錯于其間，地形變化多端，流域內(nèi)支流很多，但多為小的山區(qū)流河流，汛期河流的含沙量較大，流速快。全區(qū)農(nóng)田面積僅占總面積的 20％，林木面積約占全區(qū)的 30％，其種類有松、杉等。其余為荒山及草皮覆蓋，沖積層較厚，土多，兩岸有崩塌現(xiàn)象。本流域內(nèi)因山脈連綿，縱橫交錯，交通不便，故居民較少。 料 壩址地質(zhì)資料 該壩址位于該江中游地段的峽谷地帶，河床比較平緩，坡降不太大，兩岸高山聳立，縱橫交錯構(gòu)成高山深谷的地貌特征， 汛期河流的含沙量較大，流速快，沖積層較厚，土多，兩岸有崩塌現(xiàn)象，適合用土石壩。 地震資料 本地區(qū)地震烈度定為 7度，基巖與混凝土之間的摩擦系數(shù)取 。 氣溫情況 該地年平均氣溫約為 度，最高氣溫為 度，平均發(fā)生在 78 月，最低氣溫為 度，平均發(fā)生在 12 月份。 表 11 月平均氣溫統(tǒng)計(jì)表（度） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 年平 均 表 15 平均溫度日數(shù) 月份 日數(shù) 平均溫度 11 2 31 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ℃ 6 0 0 0 0 0 0 0 0 ℃ 30 31 30 31 31 30 31 30 ℃ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 降水量情況 該地最大年降水量可達(dá) 1213 毫米，最小為 617毫米，多年平均降水量為 905 毫米。 表 12 各月降雨日數(shù)統(tǒng)計(jì)表 日數(shù) 月份 平均降雨量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5mm 5~10mm 10~30mm 30mm 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 風(fēng)力和風(fēng)向 通常 14月風(fēng)力較大，實(shí)測最大風(fēng)速為 m/s，相當(dāng)于 8 級風(fēng)力，風(fēng)向?yàn)槲鞅逼?。水庫平均吹程?15 公里。實(shí)測多年平均風(fēng)速 14m/s。 該江水量的主要來源為降水，在此 山區(qū)流域內(nèi)無湖泊，河流調(diào)節(jié)徑流。根據(jù)實(shí)測水文氣象資料研究研討，通常是每年五月底六月初河水開始上漲，汛期開始后，到十月以后洪水開始逐漸下降，導(dǎo)致枯水期開始，直至次年五月。 該江洪水形式陡漲猛落，迅速而快，峰高而瘦，具有山區(qū)河流的特性，實(shí)測最大流量為 700 秒立米，而最小流量為 秒立米。 日常徑流資料 壩址附近水文站有實(shí)測資料 8年，參考臨近測站水文記錄延長后有 22年水文系列，多年年平均流量為 17 秒立米。 洪峰流量資料 經(jīng)過頻率的分析，可以求得不同頻率的洪峰流量如下表 17， 18 所 示，山區(qū)洪水的特性是暴漲暴落，迅速飛快的。 表 13 不同頻率洪峰流量（秒立米） 頻率 1 2 5 10 流量 2520 1880 1420 1180 1040 表 14 各月不同頻率洪峰流量（秒立米） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1％ 46 19 12 19 600 1240 1550 1210 670 390 28 37 2％ 36 17 11 15 530 1120 1360 1090 600 310 23 33 5％ 23 14 9 11 420 850 1100 830 480 250 16 28 10％ 19 11 7 9 370 760 980 720 410 210 15 23 固體徑流資料 該江為山區(qū)性河流，含沙量大小均隨降水強(qiáng)度及降水量的大小而變化，平均含沙量達(dá) 公斤／立米?？菟畼O少，河水清徹見底，初步估算 30年后壩前淤積高程為 2765米。 物理力學(xué)性質(zhì) 物理力學(xué)性質(zhì)概述 （ 1）土料：（見表 15，表 16） （ 2）石料：堅(jiān)硬玄武巖可作為堆石壩石料，儲量較豐富，在 壩址附近有石料場一處，覆蓋層淺，開采條件較好。 表 15 料 場 名 稱 物 理 性 質(zhì) 滲 透 系 數(shù) 106 cm/s 力學(xué)性質(zhì) 化學(xué)性 自然含水量 % 自然容重 比 重 孔隙率 % 孔隙比 稠度 飽和度 顆粒級配（成分 %，粒徑d） 擊實(shí) 剪力 固 結(jié) 壓 縮 系 數(shù) cm2/kg 有機(jī)含量灼熱法 % 可溶鹽含量 % 流限 % 塑限 % 塑性指數(shù) 礫 砂 粘土 最 大 干 密 度 g/cm3 最優(yōu)含水量 % 內(nèi)摩擦角 deg 凝聚力 kPa 濕 干 粗中 細(xì) 粉 2 mm 2~ mm ~ mm ~ mm mm KN/m3 1下 2下 1上 2上 3下 表 16 砂礫石的顆粒級配 顆粒 直徑 料場 300 ~ 100 100 ~ 60 60 ~ 20 20 ~ ~ ~ ~ ~ 1上 2上 3上 4上 1下 2下 3下 4下 表 17 砂礫石的物理性質(zhì) 名稱 1上 2上 3上 4上 1下 2下 3下 4下 容重 kN/m3 比重 孔隙率 % 軟弱粒 % 有機(jī)物 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色 注：各砂礫石料場滲透系數(shù) k 值為 102 厘 米 /秒左右。最大孔隙率 ，最小孔隙率 。 表 18 各料場天然休止角 料場名稱 最小值 最大值 平均值 1上 34176。 30′ 35176。 50′ 35176。 10′ 2上 35176。 00′ 37176。 10′ 36176。 00′ 3上 34176。 40′ 36176。 40′ 35176。 40′ 4上 35176。 10′ 37176。 40′ 36176。 30′ 1下 34176。 10′ 36176。 30′ 35176。 20′ 2下 35176。 20′ 38176。 00′ 36176。 40′ 3下 34176。 30′ 37176。 10′ 35176。 50′ 4下 36176。 00′ 38176。 20′ 37176。 10′ 工程說明 本工程正常蓄水位為 ， 對應(yīng)水庫庫容為 106 m3，裝機(jī) 24MW。根據(jù) GB50201— 94《防洪標(biāo)準(zhǔn)》及 SL 252— 2021《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定，查《水利水電工程等級劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（山脈、丘陵部分）》由總庫容在 110億立方米初定該工程為大（ 2）型工程，由裝機(jī)容量等指標(biāo)定位?。?1）型， 根據(jù)“各不同標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)分屬時，采 用其中最高級別來控制”的原則，最終由水庫庫容確定該工程規(guī)模為大（ 2）型。所以判別出樞紐的主要建筑物級別為 2 級，次要建筑物為 3 級，臨時建筑物為 4 級。 為了貫徹執(zhí)行國家的水利技術(shù)政策，為了達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又安全的目的，把該水利水電樞紐工程按其規(guī)模、收益以及在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性分為不同等級，為其后面的計(jì)算與施工提供基本基礎(chǔ)依據(jù)。 第二章 壩型的選擇 壩址選擇 選擇壩址的時候，不僅要綜合考慮防洪、灌溉、航運(yùn)、生產(chǎn)、發(fā)電各部門的經(jīng)濟(jì)效益，還要考慮對樞紐上下游的生態(tài)環(huán)境影響和庫區(qū)的淹沒損失等，要使得綜合效益最大， 有害影響最小，經(jīng)過，研究，比較，選擇資料地形圖所示河彎地段作為壩址，在選定壩址之后在壩址處根據(jù)地形條件比較、建筑材料比較、地質(zhì)條件比較、施工條件、施工環(huán)境及工程量比較確定壩址的具體位置。 壩型選擇 一、 壩型的選擇 壩型選擇是大壩設(shè)計(jì)中首先而且必須要解決的一個至關(guān)重要的問題，它關(guān)系到整個樞紐的工期、投資以及工程量。地形、地質(zhì)、環(huán)境、氣候、壩高、筑壩材料、施工和運(yùn)行條件等都是影響壩型選擇的重要因素。 水利樞紐中的攔河壩的型式主要有：支墩壩、重力壩、土石壩、拱壩及新型壩型如碾壓混凝土壩、面板堆石壩等等。根據(jù)該 地地形、地質(zhì)條件和材料儲備情況選出土石壩是最適合該地址的壩型。 土石壩的壩型優(yōu)點(diǎn)： 施工方法選擇靈活性大，結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，運(yùn)行管理方便，工作可靠，便于維系性加高。能適應(yīng)不同的施工方法，且施工速度快，工序簡單、質(zhì)量容易保證；筑壩材料就地取材，節(jié)省大量鋼材、水泥、木材等建筑材料；適應(yīng)地形變形能力強(qiáng)，土石壩三立體結(jié)構(gòu)具有適應(yīng)地基變形的良好條件，對地基的要求比混凝土壩的低，施工條件方便。 土石壩壩型缺陷： 施工導(dǎo)流不如其它壩型方便，工程造價(jià)因而相應(yīng)也增加；由于壩體斷面大，土料填筑質(zhì)量會受氣候影響；土石壩壩頂不能 溢流，需另開泄洪隧洞或溢洪道。 本工程壩址附近河谷內(nèi)地地形平坦、有豐富的質(zhì)量較好的堆石料，為了達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又安全的目的 ， 通過對各種不同的壩型進(jìn)行定性分析，綜合考慮地形、地質(zhì)條件、建筑材料、施工條件、綜合效益等因素，最終選擇土石壩方案。 建筑物組成 此水利樞紐中，樞紐建筑物以土石壩為主體，并包括泄洪建筑物、灌溉建筑 物、發(fā)電引水建筑物、 工業(yè)引水建筑物、水電廠房、開關(guān)站、排沙建筑物、放空水庫的泄水建筑物、施工導(dǎo)流建筑物、過船建筑物、過木建筑物等。 通常土石壩蓄水樞紐“三大件”即土石壩、溢洪道和水工隧洞。土石壩 用以攔蓄洪水、形成水庫，溢洪道用以宣泄洪水，確保大壩安全；水工隧洞則用以灌溉、發(fā)電、導(dǎo)流、泄洪、排沙等。 樞紐的總體布置 擋水建筑物 —— 土石壩 擋水建筑物按直線布置，壩布置在河彎地段上。 泄水建筑物 —— 泄洪隧洞 泄洪采用隧洞方案，為縮短長度、減小工程量，泄洪隧洞布置在凸岸，水流經(jīng)隧洞流出直接入主河道，對流態(tài)也有利。電站引水發(fā)電洞布置在凸岸，泄洪隧洞布置以遠(yuǎn)離壩腳和廠房為宜。為減小泄洪時引起的電站尾水波動，以及防止沖刷壩腳，進(jìn)出口相距 30~40m以上。 水電站建筑物 引水隧洞、電站廠房布置在凸岸，在泄洪隧洞與大壩之間。風(fēng)化巖層較厚，廠房布置在開挖后的堅(jiān)硬玄武巖上，開關(guān)站布置在廠房附近。 總之，樞紐布置效果應(yīng)該考慮到方方面面，以確保工程效益達(dá)到最理想值。不僅要綜合考慮防洪、航運(yùn)、發(fā)電、灌溉等部門的經(jīng)濟(jì)效益，還要考慮庫區(qū)的淹沒損失和樞紐上下游的生態(tài)影響等，要做到綜合效益最大，有害影響最小。 樞紐布置圖見下圖 21 所示。 主廠房副廠房調(diào)壓室引水隧洞泄洪隧洞導(dǎo)流隧洞放空洞開關(guān)站反弧段上壩公路上壩公路上壩公路上壩公路主變壓器斜心墻上游馬道下游馬道下游馬道棱體排水壩軸線2787495065005535106152001000500200200200 1:31:1:1:1:2788280227762758上壩公路27892806277027522760D=12m2 7 5 5 .51 ： 3 圖 21 土石壩樞紐布置圖 第三章 調(diào)洪計(jì)算 本工程正常蓄水位為 ，初始水庫庫容為 m? ，裝機(jī) 24MW。根據(jù) SDJ12— 78《水利水電工程等級劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（山脈、丘陵部分）》，由水庫總庫容指標(biāo)（估計(jì)校核情況下庫容不會超過 10億 m3）定該工程為大（ 2）型；由防洪效益，灌溉面積，裝機(jī)容量等指標(biāo)定該工程為?。?1）型；根據(jù)“ 各不同標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)分屬時 ，采用其中最高級別來控制”的原則，最終由水庫庫容確定該工程規(guī)模為 大（ 2）型。所以判別出樞紐的主要建筑物級別為 2 級，次要建筑物為 3 級