【正文】 目 錄第一章 工程基本資料 1 地質(zhì)與水文資料 1 樞紐位置及任務(wù) 1 地形條件 1 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件 1 水文氣象條件 2 施工條件 3 附圖 3 工程相關(guān)資料 3 QC工程補(bǔ)充資料 3 工程基本參數(shù) 5第二章 水文水利計(jì)算 7 工程等級(jí)、建筑物級(jí)別及防洪標(biāo)準(zhǔn)確定 7 7 建筑物級(jí)別確定 7 工程洪水標(biāo)準(zhǔn)確定 8 水文計(jì)算 9 9 9 9 水利計(jì)算 10 大壩泄水方案 10 調(diào)洪計(jì)算 11 水能計(jì)算 16 裝機(jī)容量的估算 16 機(jī)組臺(tái)數(shù)和單機(jī)容量的選擇 17 水輪機(jī)選型 17 發(fā)電機(jī)選型 18 水輪發(fā)電機(jī)組的技術(shù)參數(shù) 19 同等規(guī)模工程比較 19 廠房輪廓尺寸的確定 19 淤沙高程及電站取水口高程計(jì)算 23 23. 發(fā)電引水孔底板進(jìn)口高程 24第三章 壩址和壩型的選擇及樞紐布置 25 樞紐布置的任務(wù)和原則、要求及建筑物的組成 25 樞紐布置的任務(wù)和原則 25 樞紐布置的要求 25 樞紐建筑物的組成 25 壩址及壩型的選擇 26 壩址選擇 26 壩型選擇 28 碾壓混凝土重力壩和混凝土面板堆石壩方案比較 28 碾壓混凝土重力壩樞紐布置 28 混凝土面板堆石壩樞紐布置 28 方案比較 29 方案選擇 30第4章 大壩設(shè)計(jì) 31 碾壓混凝土重力壩國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 31 荷載分析 32 荷載的計(jì)算 32 荷載組合 36 穩(wěn)定分析 36 沿壩基面的抗滑穩(wěn)定 37 沿壩基深層的抗滑穩(wěn)定分析 39 提高抗滑穩(wěn)定性的工程措施 39 應(yīng)力分析 39 應(yīng)力分析方法 39 應(yīng)力計(jì)算 39 大壩設(shè)計(jì) 43 43 43 溢流壩剖面設(shè)計(jì) 46 廠房壩段設(shè)計(jì) 49 底孔壩段設(shè)計(jì) 52 細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì) 53 地基處理 57 57 57第五章 施工組織設(shè)計(jì) 60 施工條件分析 60 施工導(dǎo)流設(shè)計(jì) 60 施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn) 60 施工導(dǎo)流布置 62 一期導(dǎo)流水力計(jì)算 63 一期圍堰的布置與斷面設(shè)計(jì) 64 二期導(dǎo)流計(jì)算 67 二期圍堰剖面設(shè)計(jì) 68 截流設(shè)計(jì) 69 截流時(shí)間的選擇 69 截流流量的確定 69 截流設(shè)計(jì) 70 施工渡汛 70 水庫(kù)蓄水 70參考文獻(xiàn) 80第一章 工程基本資料 地質(zhì)與水文資料 樞紐位置及任務(wù)QC水利樞紐位于大清河中游，在QC鎮(zhèn)上游四公里處，距下游香山市約30公里。該工程是一座以發(fā)電為主，兼顧防洪灌溉的綜合利用水利樞紐，主要是為滿足國(guó)家急待解決的能源需求而興建的水力發(fā)電工程。 地形條件樞紐壩址地處中低山峰峽谷地形，河谷較開闊，兩岸顯不侵蝕剝蝕地貌，左岸平均坡角為20186。，右岸為26186。，坡面巖石裸露，坡積層與殘積層較薄，呈零星分布。壩址區(qū)河流由北西轉(zhuǎn)南東向，% 。由壩區(qū)地形看出，左岸左軸線上下游250～400m處分別有沖溝存在，右岸壩軸線下游約500m處亦分布有沖溝，壩址左岸在330m高程以上，地勢(shì)有所變緩，特別是壩軸線下游部位，其地勢(shì)更加平緩。 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件壩區(qū)為巖漿巖出露河段，系中生代印支期的基性侵入體（輝綠巖），庫(kù)區(qū)無(wú)大的基巖坍塌和大規(guī)模松散堆積，庫(kù)岸穩(wěn)定；壩址處無(wú)順河向大斷裂構(gòu)造，無(wú)巖溶存在；右岸有緩傾軟弱結(jié)構(gòu)面，以原生冷凝面為主，石英脈侵入或方解石填充，易風(fēng)化成軟弱夾層，軟弱夾層結(jié)構(gòu)面的摩擦系數(shù)=。此外，在弱風(fēng)化下限以下，尚有斷續(xù)的多條緩傾石英脈存在。左岸290m高程有較厚石英脈及上下蝕變帶，緩傾與陡傾斷裂組合，成洞條件差，壩址巖體內(nèi)陡傾節(jié)理發(fā)育，多傾向上游，充填物膠結(jié)良好。局部第四系坡積巖，主要是含碎石的高塑性土，河床沙卵石層厚1～3m。壩區(qū)有兩個(gè)含水層，一是坡積層中的孔隙水，另一是輝綠巖中裂隙水，基巖單位吸水量≤的相對(duì)不透水層埋藏在河床底以下45～50m深處，向兩岸逐步過(guò)渡到20m，相對(duì)不透水層基本封閉。壩基巖石經(jīng)室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)得微風(fēng)化巖石的物理力學(xué)指標(biāo)為：干容重為：極限抗壓強(qiáng)度巖體變形模量混凝土與微風(fēng)化巖石的摩擦系數(shù)：混凝土與微風(fēng)化巖石的抗剪斷摩擦系數(shù)，抗剪斷凝聚力大清河流域無(wú)大的地震帶通過(guò)，該區(qū)地震活動(dòng)較弱，歷史上只出現(xiàn)過(guò)零星弱震，說(shuō)明該區(qū)目前積聚地震能量較小，沒(méi)有大地震發(fā)生的可能。經(jīng)該區(qū)地震大隊(duì)確定，地震基本烈度為5度。 水文氣象條件大清河流域?qū)賮啛釒夂?，最高月氣?8攝氏度（7月），最低月氣溫8攝氏度（1月），多年平均降水量1474毫米，樞紐控制流域面積67176平方公里，徑流來(lái)源為降水。根據(jù)QC水電站38年實(shí)測(cè)水文資料分析，其年際間變化相對(duì)穩(wěn)定，汛期一般為5—10月，枯水期為11—4月，多年平均流量772。通過(guò)洪水頻率分析，各種頻率洪水流量及各月不同頻率洪水列于表1－1，1－2示。表11 各種頻率洪水流量頻率P（%）1251020Q（m15370138601281411710102069061827873456337河流多年平均輸沙量505萬(wàn)噸，，內(nèi)摩擦角為12186。表12 各月不同頻率洪水流量（月份 P（%）5%10%20%50%53956328330951827670956296543241757827873456338487187686682158854523959224956419529191037802814201612091122891810114668512932756563364146738934528023453022592163646521399259415071108721406 施工條件建筑材料：河灘儲(chǔ)存的大量沙礫石可供使用。此外，QC鎮(zhèn)附近有部分農(nóng)田土壤。對(duì)外交通：QC鎮(zhèn)位于壩址下游右岸四公里處，有公路通至香山市，然后與鐵路相通，對(duì)外交通較方便。施工場(chǎng)地：壩址下游右岸500m處有一較大沖溝地形，溝岸地勢(shì)較緩，可供施工場(chǎng)地布置用。施工年限：施工年限初定為六年。 附圖⑴ 壩址地形圖 1∶2000（附圖1）⑵ 壩址河谷橫剖面圖 1∶1000（附圖2）⑶ 水庫(kù)水位—庫(kù)容關(guān)系曲線 （附圖3），壩址水位流量關(guān)系曲線（附圖4）⑷ 典型洪峰流量過(guò)程線（附圖5） 工程相關(guān)資料 QC工程補(bǔ)充資料1. 碾壓混凝土原材料基本情況：①水泥采用大清水泥廠生產(chǎn)的中熱水泥；②粉煤灰為香山熱電廠二級(jí)粉煤灰；③砂子人工砂，～，石粉含量16%～20%；④石子為輝綠巖人工骨料:三級(jí)配為 4080mm∶20～40mm∶5～20mm = 30∶40∶30二級(jí)配為 20～40mm∶5～20mm = 50∶50－3；－4；4. 碾壓混凝土物理力學(xué)指標(biāo)見表1－5；5. 碾壓混凝土單價(jià)（初步估計(jì)）為220元/m。表13 碾壓混凝土配合比（初步推薦）設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)RRRR三級(jí)配三級(jí)配二級(jí)配二級(jí)配水膠比砂率（%）34343838膠材摻量（kg/m）170170180190粉煤灰摻量（%）50605040外加劑摻量（%）RC1 RC1 RC1 RC1 每方混凝土材料用量（kg/m）水9595100100水泥8510290114粉煤灰851029076砂761759841840石1483147913781376外加劑理論容重（kg/m）2509250324992506表14 碾壓混凝土熱力學(xué)性能表應(yīng)用部位面層二級(jí)配R壩體三級(jí)配R墊層微膨脹混凝土R水泥品種中熱425中熱425中熱425水灰比膠凝材料用量（kg/m3）水泥908595粉煤灰908595溫度（186。C）202020404040導(dǎo)溫系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)（KJ/（））絕熱溫升（186。C）28d最終線膨脹系數(shù)表15 碾壓混凝土物理力學(xué)指標(biāo)應(yīng) 用 部 位面層二級(jí)配R壩體三級(jí)配R墊層微膨脹混凝土R水泥品種中熱425中熱425中熱425水灰比膠凝材料用量（kg/m3）水泥908595粉煤灰908595泊桑比抗壓強(qiáng)度（Mpa）抗拉強(qiáng)度（Mpa）抗剪斷強(qiáng)度（Mpa）fC00彈性模量（1000Mpa）2525極限拉伸值（）容重（g/cm） 工程基本參數(shù)表1—6 QC水利樞紐工程參數(shù)表項(xiàng)目參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)基本資料樞紐任務(wù)發(fā)電為主、兼顧防洪大壩死庫(kù)容流域面積67176km興利庫(kù)容年降雨量1474mm調(diào)洪庫(kù)容年平均流量772m/s電站及廠房布置方式壩后式年平均徑流量取水方式單管單機(jī)有壓取水年輸沙量505萬(wàn)T安裝高程最大風(fēng)速及吹程設(shè)計(jì)水頭巖性輝綠巖引用流量1000 m/s地震烈度5度電站裝機(jī)415萬(wàn)KW大壩壩型碾壓混凝土重力壩水輪機(jī)型號(hào)HL220LJ550最大壩高90m發(fā)電機(jī)型號(hào)SF15060/1280壩頂寬度10m引水管道D=溢流方式表孔溢流，電站及底孔輔助泄洪主廠房平面尺寸溢流堰型WES曲線實(shí)用堰施工部分導(dǎo)流方案分段圍堰法導(dǎo)流底孔58m 窄深式圍堰形式橫向：土石圍堰（二期）、混凝土圍堰（一期）縱向：混凝土圍堰汛前水位一期導(dǎo)流束窄河床導(dǎo)流正常高水位二期導(dǎo)流底孔及預(yù)留缺口設(shè)計(jì)洪水位混凝土月最大澆筑強(qiáng)度33126m校核洪水位混凝土日最大澆筑強(qiáng)度死水位298m第二章 水文水利計(jì)算 工程等級(jí)、建筑物級(jí)別及防洪標(biāo)準(zhǔn)確定根據(jù)工程基本資料和《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252—2000（表2—1），確定：1) 根據(jù)水庫(kù)總庫(kù)容判定，工程屬于Ⅰ等工程，大（1）型規(guī)模；2) 根據(jù)電站裝機(jī)600MW判定，工程屬于Ⅱ等工程，大（2）型規(guī)模；3) 根據(jù)水庫(kù)防洪保護(hù)對(duì)象及灌溉作用判定，工程屬于Ⅲ等工程，中型規(guī)模。綜合以上數(shù)據(jù)，確定QC水利樞紐工程為Ⅰ等工程，大（1）型規(guī)模。表21 水利水電工程分等指標(biāo) 工程等別工程規(guī)模水 庫(kù)總庫(kù)容(）防 洪治 澇灌 溉供 水發(fā) 電保護(hù)城鎮(zhèn)及工礦企業(yè)的重要性保護(hù)農(nóng)田(畝)治澇面積(畝)灌溉面積(畝)供水對(duì)象重要性裝機(jī)容量(KW)Ⅰ大（1）型≥10特別重要≥500≥200≥150特別重要≥120Ⅱ大（2）型10～重要500～100200～60150～50重要120～30Ⅲ中 型～中等100～3060～1550～5中等30～5Ⅳ小（1）型～一般30～515～35～一般5～1Ⅴ?。?）型～531注: ①水庫(kù)總庫(kù)容指水庫(kù)最高水位以下的靜庫(kù)容； ②治澇面積和灌溉面積均指設(shè)計(jì)面積。 建筑物級(jí)別確定表 22 水工建筑物級(jí)別工程等別永久性建筑物級(jí)別臨時(shí)性建筑物級(jí) 別主要建筑物次要建筑物Ⅰ134Ⅱ234Ⅲ345Ⅳ455Ⅴ55 根據(jù)工程基本資料和《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252—2000（表2—2），確定：表—3 QC水工建筑物級(jí)別工程等別永久性建筑物級(jí)別臨時(shí)性建筑物級(jí)別主要建筑物次要建筑物Ⅰ134 工程洪水標(biāo)準(zhǔn)確定根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252—2000規(guī)定：表23山區(qū)、丘陵區(qū)水利水電工程永久性水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)[重現(xiàn)期（年）]項(xiàng) 目水工建筑物級(jí)別12345設(shè) 計(jì)1000～500500～100100～5050～3030～20校核土石壩可能最大洪水（PMF）或10000～50005000～20002000～10001000～300300～200混凝土壩、漿砌石壩5000～20002000～10001000～500500～200200～100表24 臨時(shí)性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)[重現(xiàn)期（年）]臨時(shí)性建筑物類型臨時(shí)性水工建筑物級(jí)