【正文】 E江水利樞紐工程設(shè)計說明書1 工程概況 工程概況E江位于我國西南地區(qū)，流向自東向西北，全長約122km，流域集雨面積2558km2，最大年降水量為1213mm，最小年降水量617mm，多年平均降水量為905mm。, ，正常蓄水位時， km2。根據(jù)E江河流規(guī)劃，擬建一水電站，壩址以上集雨面積780 km2，設(shè)計裝機(jī)24MW，。增加保灌面積10萬畝，可減輕洪水對下游兩岸的威脅，安全泄量應(yīng)控制在Q900 m3/s以內(nèi)。本工程同時兼有發(fā)電、灌溉、防洪、漁業(yè)等綜合利用。 發(fā)電水電站裝機(jī)容量為24MW。電站裝機(jī)3臺8MW機(jī)組。，。廠房型式為引水式廠房，廠房面積尺寸為32m13 m，發(fā)電機(jī)層高程：2760m，尾水管度高程：2748m，廠房頂高程：2772m。副廠房平面尺寸36m6 m。開關(guān)站尺寸為30m20 m。 灌溉工程建成后將增加保灌面積10萬畝。 防洪為了減輕洪水對下游城鎮(zhèn)、廠房和農(nóng)村的威脅，根據(jù)防洪要求，設(shè)計洪水時最大下泄流量限制為900 m3/s。 漁業(yè)正常蓄水位時，為發(fā)展養(yǎng)魚及其水產(chǎn)養(yǎng)殖創(chuàng)造了有利條件。引水隧洞進(jìn)口底高程2789m，；引水隧洞直徑4m，；。 設(shè)計任務(wù)簡述（1）根據(jù)防洪要求，對水庫進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計算，確定壩頂高程及泄水建筑物尺寸。（2）通過分析，對可能的方案進(jìn)行比較，確定樞紐組成建筑物的形式、輪廓尺寸及水利樞紐布景方案。（3）詳細(xì)做出大壩設(shè)計，通過比較，確定壩的基本剖面與輪廓尺寸，擬定地基處理方案與壩身構(gòu)造，進(jìn)行水力、靜力計算。（4）對泄洪隧洞進(jìn)行設(shè)計；選擇建筑物的形式與輪廓尺寸，確定布置方案；擬定細(xì)部構(gòu)造，進(jìn)行水力、靜力計算。 工程特性表表11 工 程 特 性 表序號項 目 名 稱單 位數(shù) 值備 注一水文特性1壩址以上流域面積km27802多年平均流量m3/s3代表性流量4P=%洪峰流量m3/s23205P=1%洪峰流量m3/s16806P=2%洪峰流量m3/s14207P=10%洪峰流量m3/s10408多年平均含沙量kg/ m3二水庫特性1校核洪水位（P=%）m2設(shè)計洪水位（P=1%）m3正常蓄水位m4汛期限制水位5死水位6庫容系數(shù)%7設(shè)計洪水位時最大下泄流量m3/s5848校核洪水位時最大下泄流量m3/s687三水能特性及電站指標(biāo)1電站下游最高尾水位m2電站下游正常尾水位m3電站最大水頭m4電站平均水頭m5電站最小水頭m6裝機(jī)容量MW247電站設(shè)計流量m3/s8多年平均發(fā)電量億千瓦時9裝機(jī)利用小時小時4375續(xù)上表 工 程 特 性 表分類項目名稱單位數(shù)值備 注四淹沒指標(biāo)1淹沒耕地畝2遷移人口人3房屋間五主要建筑物1大壩壩型：粘土斜心墻壩壩頂高程m最大壩高m79壩頂長度m風(fēng)浪墻高m1．22泄洪方式：隧洞泄洪隧洞型式城門洞型進(jìn)口堰頂高程m2812隧洞斷面(進(jìn)口)m28隧洞斷面(中部)m2811長度m3廠房地面式主廠房面積m23213副廠房m23664升壓站m23020六水電站主要設(shè)備1水輪機(jī)臺3單機(jī)容量kw84212發(fā)電機(jī)臺3單機(jī)容量kw80003主變壓器102 設(shè)計基本資料E江位于我國西南地區(qū)，流向自東向西北，全長約122km，流域面積2558km2，在壩址以上流域面積為780 km2。本流域大部分為山嶺地帶，山脈和盆地相互交錯于其間，地形變化劇烈，流域內(nèi)支流很多，但多為小的山區(qū)性河流。地表大部分為松軟沙巖、頁巖、玄武巖及石灰?guī)r的風(fēng)化層，汛期河流含沙量較大，沖積層較厚，兩岸有崩塌現(xiàn)象。本流域內(nèi)因山脈連綿，交通不便，故居民較少。全區(qū)農(nóng)田面積占總面積的20%，林木面積約占全區(qū)面積的30%，其種類有松、杉等，其余為荒山及草皮覆蓋?！?，℃，發(fā)生在7月份，最低氣溫53℃，發(fā)生在1月份。月平均氣溫統(tǒng)計表見表2，各月平均溫度日數(shù)見表3。表21 月平均氣溫統(tǒng)計表（℃）123456789101112平均表22 平 均 溫 度 日 數(shù)月份日數(shù)平均溫度123456789101112＜0℃6000000000℃～30℃253031303131303130＞30℃000000000000本區(qū)域氣候特征是冬干夏濕，每年11月至次年4月特別干燥，其相對濕度在51%～73%之間，夏季因降雨日數(shù)較多，相對濕度隨之增大，一般變化范圍為67～86%。最大年降水量可達(dá)1213mm，最小為617mm，多年平均降水量為905mm，各月降雨天數(shù)見表4。表23 各月降雨日數(shù)統(tǒng)計表月份日數(shù)平均降雨量1234567891011125mm5～10mm.210～30mm30mm000000000000一般1～4月份風(fēng)力較大，相當(dāng)于8級風(fēng)力，風(fēng)向為西北偏西。水庫吹程為15km。 水文特性E江徑流的主要來源為降水，在此山區(qū)流域內(nèi)無湖泊調(diào)節(jié)徑流。根據(jù)實測短期水文氣象資料研究，一般是每年五月底至六月初河水開始上漲，汛期開始，至十月以后洪水下降，則枯水期開始，直到次年五月。E江洪水形狀陡漲猛落，峰高而瘦，具有山區(qū)河流的特性，實測最大流量為700m3/s， m3/s。壩址附近水文站有實測資料8年，參考臨近測站水文記錄，經(jīng)延長后有22年水文列，多年平均流量為17 m3/s。經(jīng)頻率分析，求得不同頻率的洪峰流量見表5，各月不同頻率洪峰流量見表6。表24 不同頻率洪峰流量表（m3/s）頻 率%1%2%5%10%流量（m3/s）23201680142011801040表25 各月不同頻率洪峰流量（m3/s）月頻率1234567891011121%4619121960012401550121067039023372%3617111553011201360109060031023335%23149114208501100830480250162810%1911793707609807204102101523E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?？菟畼O少，河水清澈見底，初步估算30年后壩前淤積高程為2765m。 工程地質(zhì)庫區(qū)內(nèi)出露的地層有石灰?guī)r、玄武巖、火山角礫巖與凝灰?guī)r等。經(jīng)地質(zhì)勘探認(rèn)為庫區(qū)滲漏問題不大。但水庫蓄水后，兩岸的坡積與殘積等物質(zhì)的坍岸是不可避免的，經(jīng)過勘測，估計可能坍方量約為300萬m3。壩址位于E江中游地段的峽谷地帶，河床比較平緩，坡降不太大，兩邊高山聳立，構(gòu)成高山深谷的地貌特征。壩址區(qū)地層以玄武巖為主，間有少量火山角礫巖和凝灰?guī)r穿構(gòu)，對其巖性分述如下：（1）玄武巖：一般為深灰色、灰色，含有多量氣孔，為綠泥石、石英等充填，成為杏仁狀構(gòu)造，并間或有方解石脈，石英脈等貫穿其中，這些小脈都是后來沿裂隙充填進(jìn)來的。堅硬玄武巖應(yīng)為不透水層。但因節(jié)理裂縫較發(fā)育，透水性也會隨之增加，其礦物成份為普通輝石、檢長石，副成份為綠泥石、石英、方解石等。由于玄武巖成份不甚一致，風(fēng)化程度不同，力學(xué)性質(zhì)亦不同?？煞譃閳杂残鋷r、多孔玄武巖、破碎玄武巖、軟弱玄武巖、半風(fēng)化玄武巖和全風(fēng)化玄武巖，其物理力學(xué)性質(zhì)見表表8。滲透性：～。表26 壩基巖石物理力學(xué)試驗表巖石名稱比重Gs容重γkn/m3建議采用抗壓強(qiáng)度Mpa半風(fēng)化玄武巖50破碎玄武巖50～60火山角礫巖35～120軟弱玄武巖10～20堅硬玄武巖100～160多氣孔玄武巖70～180表27 全風(fēng)化玄武巖物理力學(xué)試驗表天然含水量w%干容重γKn/m3比重Gs液限WL塑限WF塑性指數(shù)Wn壓縮系數(shù)α浸水固結(jié)塊剪0～cm3/kn3～4cm3/kn內(nèi)磨擦角φ凝緊力kpa（2）火山角礫巖：角礫為玄武巖，棱角往往不明顯，直徑為2～15cm，膠結(jié)物仍為玄武巖質(zhì)，膠結(jié)緊密者抗壓強(qiáng)度與堅硬玄武巖無異，其膠結(jié)程度較差者極限抗壓強(qiáng)度低至350Mpa。（3）凝灰?guī)r：成土狀或頁片狀，巖性軟弱，與砂質(zhì)粘土近似，風(fēng)化后成為粘土碎屑的混合物；遇水崩解，透水性很小。（4）河床沖積層：主要為卵礫石類土，砂質(zhì)粘土與砂層均甚少，且多呈透鏡體狀，并有大漂石滲雜其中。卵礫石成分以玄武巖為主，石灰?guī)r和砂巖占極少數(shù)。沿河谷內(nèi)分布：壩基部分沖積層厚度最大為32m，一般為20 m左右?？堪哆呑钌贋閹酌住ｎw粒組成以卵礫石為主，砂粒和細(xì)小顆粒為數(shù)很少。卵石最小直徑一般為10～100mm，礫石直徑一般為2～10mm；～；。河床沖積層剪力試驗成果見表9。表28 沖積層剪力試驗成果表土壤名稱代號項目計算值容重(控制)kN/m3含水量(控制)三軸剪力(快剪)應(yīng) 變(浸水固結(jié)快剪)內(nèi)摩擦角凝聚力kPa內(nèi)摩擦角凝聚力kPa含粒中的量礫細(xì)石次 數(shù)17128822最大值47186。1532186。43最小值35186。3017186。550平均值40186。3425186。25小 值平均值37186。32備注三軸剪刀土樣系篩去大于4mm顆粒后制備的。試驗時土樣的容重為控制容重。以上兩種試驗的土樣系擾動的。沖積層的滲透性能：經(jīng)抽水試驗后得滲透系數(shù)K值為3102cm/s～1102cm/s。（5）坡積層：在水庫區(qū)及壩址區(qū)山麓地帶均可見到，為經(jīng)短距離搬運(yùn)后，形成粘土與碎石的混合物質(zhì)。壩址附近無大的斷層，但兩岸露出的巖石，節(jié)理特別發(fā)育，可以分為兩組，一組走向與巖層走向幾乎一致，即北東方向，傾向西北；另一組的走向與巖層傾向大致相同。傾角一般都較大，近于垂直，裂隙清晰，且為鈣質(zhì)泥質(zhì)物所充填。，疏者3～5m即有一條，所以沿岸常見有巖塊崩落的現(xiàn)象。上述節(jié)理主要在砂巖、泥灰?guī)r與玄武巖之類的巖石內(nèi)產(chǎn)生。本區(qū)地形高差大，表流占去大半，缺乏強(qiáng)烈透水層，故地下水不甚豐富，對工程比較有利。根據(jù)壓水試驗資料，玄武巖中透水性不同，裂隙少、堅硬完整的玄武巖為不透水層，(minm)。夾于玄武巖中的凝灰?guī)r，以及裂隙甚少的火山角礫巖都為不透水性良好的巖層。至于節(jié)理很發(fā)育的破碎玄武巖、半風(fēng)化與全風(fēng)化玄武巖都是透水性良好的巖層。正因為這些隔水的與透水的玄武巖的存在，使玄武巖區(qū)產(chǎn)生許多互不連貫的地下水。一般砂巖也是細(xì)粒至微粒結(jié)構(gòu)，除因構(gòu)造節(jié)理裂隙較發(fā)育，上部裂隙水較多外，深處巖層因隔水層的層次多，難于形成泉水。石灰?guī)r地區(qū)外圍巖石多為不透水層。滲透問題也不存在。本地區(qū)地震烈度定為7度。 建筑材料料場位置和儲量根據(jù)壩區(qū)地形、地質(zhì)剖面圖以及地質(zhì)勘測資料分析。河床部位沖積層主要為碎石和礫石，砂質(zhì)粘土與砂層均甚少，且多呈透鏡體狀，并有大漂石摻雜其中。碎礫石成分以玄武巖為主，石灰?guī)r和砂巖石占極少數(shù)，沿河谷內(nèi)分布，壩基附近最大沖積層厚度為30多m，一般為20m左右，靠岸邊厚度逐漸減少。在壩址上下游各有四個砂礫料料場，儲量比較豐富，總量達(dá)1850萬m3。粘性土料料場上游有三個，下游有二個，有一定儲量，總量為190萬m3。料場離壩址均在2km左右。壩址上下游均有石料場(堅硬玄武巖)，離壩址較近，開采條件較好。物理力學(xué)性質(zhì)：（1）土料：土料料場的物理力學(xué)性質(zhì)見表10～表13。（2）石料：堅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，開采條件好E江水利樞紐工程設(shè)計說明書及計算書表29 粘土的物理力學(xué)性質(zhì)料場名稱物