【正文】 性指數(shù)為 ，屬品質(zhì)較好的 斜心墻 土料。該料場物理力學(xué)指標(biāo)見表 、 表 。為滿足設(shè)計要求，共選擇了 7 個料場，各料場情況如下： C6 料場 水庫大壩壩體填筑料場，位于 QA 溝口右岸 Ⅰ 級階地和該級階地質(zhì)沿相連接的山前堆積層，料場距大壩 5 公里，該處沉積層巨厚，貯量豐富，測算料場儲量在 100 萬立方米。 若在右岸布置溢洪道，應(yīng)考慮清除破碎巖石及坡積物。未發(fā)現(xiàn)有大的不穩(wěn)定體和緩傾角滑移面，出露巖石較完整，堅硬，強風(fēng)化層厚度 1～ 3m，弱風(fēng)化層厚度 5～ 10m，工程地質(zhì)條件較好。兩岸及壩基工程地 質(zhì)條件分述如下： 左壩肩 現(xiàn)代河床陡崖高 13m，陡崖之上為 Ⅱ 級階地， Ⅱ 級階地之上為坡積碎石覆蓋，南北向分布寬度 70m，坡度 25176?！?10176。傾角 58176。傾角 60176。 傾角直立。傾向南西，傾角 80176。 壩址區(qū)內(nèi)無大的斷裂構(gòu)造發(fā)育，只發(fā)育有幾條規(guī)模較小的斷層和兩級裂隙，現(xiàn)簡述如下： F1 斷層：位于左岸，走向 43176。 壩區(qū)河流呈近東西走向，河流以下切為主，河谷呈 “V”字形，現(xiàn)代河床寬 27～ 50m，河流彎急，流速大。出露在庫區(qū)回水標(biāo)高范圍以上，水庫建成蓄 水后不存在滑動、坍塌問題?！?80176。傾角80176。傾向南東，傾角 62176。的最發(fā)育，主要斷層有 F F1 F18。巖性為砂、卵石?！?80176。 水庫區(qū)工程地質(zhì)條件 1. 庫區(qū)地質(zhì)概況 QA水庫在大地構(gòu)造單元上屬北天山地向斜褶皺帶 ,哈爾里克復(fù)背斜 ,出露的地層有泥盆系中統(tǒng)大南湖級第三亞組和不同成因類型的第四系地層。以下。 （ 3）東溝斷裂 ： 東溝斷裂是庫壩區(qū)附近的一條斷裂，是在花崗巖體中發(fā)育的一條北東東走向的斷裂，斷裂的東段沿 QA 河谷分布，成東西向延伸，東段在河谷南側(cè)不遠的基巖 中通過，總長度約 25 公里，斷裂傾角較陡，在 75176。 1. 主要構(gòu)造形跡 （ 1）巴里坤塔格 —天山廟大斷裂 ： 該斷裂總長 300 公里以上，西段走向近東西較平直，天山廟以東走向北西西，再往東轉(zhuǎn)北東東，形成往南突出的弧形，斷裂北傾，傾角 70176。最大年輸沙量 104噸（ 2020年），最小年輸沙量 104噸（ 2020 年），最大年輸沙量是年最小的 7 倍。因此，選擇 1998 年 8 月上、中旬的一次洪水過程線作用為 QA 水庫設(shè)計洪水的典型過程線（見表）。 表 多年月平均氣溫（ ℃ ） 月 項目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年 月平均 9 最 高 最 低 徑流 QA 河徑流來源于高山冰雪融水，夏季的直接降水和季節(jié)性的積雪融水，徑流的年際變化不大，但年內(nèi)分配 不均，據(jù)庫址水文站 18 年（ 1990～ 2020）的實測資料，再加上斷面上游引水渠引走的還原水量，年最大徑流量 106m3（ 1990 年），年最小徑流量106m3（ 1985 年），汛期 5～ 9 月徑流量占全年徑流量的 %，其中 6～ 8 月徑流量占全年的 %，枯水期 11 月至次年 3 月徑流量占全年的 %。 庫壩區(qū)多年平均降水量 毫米，多年平均蒸發(fā)量 毫米，多年平均蒸發(fā)量見表 表 多年平均蒸發(fā)量 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年 蒸發(fā)量(mm) 190 庫壩區(qū)多年平均溫度 ℃ ，一月平均氣溫 ℃ ， 7 月平均氣溫 ℃ ，極端最高氣溫 ℃ （ 1986 年 7 月 15 日），極端最低氣溫 ℃ （ 1984 年 1 月 17 日），年日照時數(shù)在 3000 小時以上。11′，流域內(nèi)地形大部屬中高山地形，地勢北高南低，由東北向西南傾斜，海拔 3600 米以上為冰川和永久積雪覆蓋區(qū)，海拔 2500～ 3600 米區(qū)間為徑流形成區(qū)，海拔 1300～ 2500 米屬中低山區(qū)，河流全長 31 公里，壩址以上集水面積 324 平方公里，徑流來源于高山冰雪融水，夏季的直接降水和季節(jié)性積雪融水，河道縱坡 25‰ ～ 30‰ 。 第二章 設(shè)計的基本資料 水文氣象 流域概況 QA 河位于 新 疆 QA 盆地以北，東部天山山脈哈爾里南坡，地理位置介于東經(jīng) 90176。經(jīng)水庫泥沙淤積計算，確定水庫死庫容 106 m3，相應(yīng)死水位 m。 水庫以灌溉和工業(yè)供水為主，兼顧防洪，工程興建后可以灌溉面積 104 畝。 本設(shè)計以 QA 水庫 水文、地形、地質(zhì)為基礎(chǔ)， 確定QA水庫壩型為粘土 斜心墻 碾壓式土石壩。 水庫 水利 樞紐 工程 施工組織設(shè)計 摘 要 QA水庫位于新疆 某 地區(qū) QA河 河 谷出山口地段， ，水庫控制流域面積 714 平方公里， 庫容 900104m3。本畢業(yè)設(shè)計說明書包括工程概況、 設(shè)計相關(guān)基本資料、調(diào)洪演算、壩型選擇及比選、大壩剖面尺寸、溢洪道以及導(dǎo)游隧洞設(shè)計等。 QA 水庫的主要任務(wù)是，保證石油化工用水，改善灌區(qū)的灌溉條件，調(diào)劑生態(tài)用水，減少流域內(nèi)地下水的開采量，兼顧防洪。則水庫庫容為 106 m3，相應(yīng)正常蓄水位 m。57′～94176。 氣象 QA 河 流域地處歐亞大陸腹地，屬典型的大陸性氣候，其特點是光照充足，夏 季炎熱，冬季寒冷，干燥少雨，蒸發(fā)量大，春季多風(fēng)。氣溫詳見表 。多年平均徑流量106m3， P=50%徑流量 106m3， P=75%徑流量 106m3， P=90%徑流量106m3， P=95%徑流量 106m3。 設(shè)計施工導(dǎo)流及度汛洪水 根據(jù)規(guī)范，施工導(dǎo)流洪水頻率為 P=10%，攔洪度汛洪水頻率為 5%，仍以 1998 年為典型年，洪水過程線見表 。多年平均年輸沙量為 104噸，其中推移質(zhì)泥沙為 104噸，懸移質(zhì)泥砂為 104噸。~76176。左右，且多朝南傾，為一條右旋走滑斷層，它對庫區(qū)地形及地質(zhì)構(gòu)造起到一定的影響。 （ 2）東溝斷裂 ： 該斷裂長約 25 公里，歷史上很少有地震活動，活動量也不大，本區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)北東東向斷裂發(fā)生過 Ms≥5 級地震的先例，因而估計未來百年內(nèi)發(fā)生 Ms≥6 級地震的可能性很小，按照新疆地區(qū)斷層長度與發(fā)生最大地震的經(jīng)驗關(guān)系式，該斷裂可能發(fā)生的最大震級 Ms=，即使發(fā)生 級地震，其烈度也只有 7176。 現(xiàn)將庫區(qū)出露地層由老到新分述如下： （ 1）泥盆系中統(tǒng)大南湖組第三亞組 ① 大理巖：出露于庫區(qū)西北部，為庫區(qū)最老地層，分布面積 平方公里，巖石呈白色、灰白色，花崗變晶結(jié)構(gòu)，產(chǎn)狀 96176。 ③ 凝灰質(zhì)粉砂巖：出露于壩址以東，面積 平方公里，由于斷層與小褶曲的影響，產(chǎn)狀變化較大。 ② 坡積碎石土層：主要分布在壩址兩岸階地上，厚度 0～ 13m，其成分為碎石和粉土，碎石 含量 60%左右，粉土含量 40%左右。 F1 斷層：縱貫整個庫區(qū)，屬逆斷層，長 公里，斷層?xùn)|段走向 43176?！?88176。破碎帶 寬 ～ 1 米，可見斷層角礫巖。裂隙張開寬度 1～ 5cm，最大不超過 10cm，裂隙面粗糙，有碎石、粘土物充填。 4. 庫區(qū)滲漏 庫區(qū)處于高山峽谷區(qū)，兩岸山勢陡峻，山體雄厚，河谷深切， 10 公里范圍內(nèi)為最低侵蝕基準(zhǔn)面，庫區(qū)巖性由花崗巖和凝灰?guī)r組成，除發(fā)育有近東西，近南北向兩級小規(guī)模斷裂外，無規(guī)模較大的區(qū)域性斷裂通過，故水庫不會產(chǎn)生鄰谷滲漏。壩址區(qū)上下游兩岸沖溝發(fā)育，呈梳狀展布，以近南北向者居多，沖溝具有延伸長、兩岸陡立、切深大等特點，給選擇壩線帶來一定困難。傾向南東，傾角 82176。總長 1 公里，破碎帶寬度 ～１ m，在右壩肩高出回水線以上 100m出露，距右壩肩水平距離 200m，對建壩影響不大。在左壩肩高出回水線以上 100m出露，距左壩肩水平距離 120m，對建壩影響不大。～ 75176?！?89176。 NE 或 SE∠ 65176?！?30176。 右壩肩 右岸岸邊有 20～ 40m高的陡坡，在 1985m 高程以上地形坡度 50176。 壩基工程地質(zhì)條件 壩基位于現(xiàn)代河槽，寬度 27m左右，根據(jù)鉆孔及探坑揭露，壩軸線附近覆蓋層厚 2m，之下基巖完整、堅硬，河流基本下切至新鮮巖面，基礎(chǔ)處理較易。顆料級配較好，顆粒磨園度由棱角狀、次棱角狀，直至滾圓狀都有。 C1 砂石料場 C1 砂石料場位于 QA 溝口河灘，距水庫大壩 公里 ,此處 沉積較厚 ,為沖、洪積沉積物，分布成扇形，半徑 244m，堆積厚度 2 至 17m，儲量約 萬立方米 ,料場緊鄰基巖山坡有部分坡積物混合堆積 ,分選較差 ,其中卵、礫石磨圓度較好 ,呈滾圓狀 ,砂子有大部分因為搬運距離不遠，磨圓較差，呈次棱角狀，砂子成分中正長石含量較大。 C4 土料場 C4 土料場位于出山口以西沖溝溝口，距水庫約 公里，呈條帶分布，長約 960m，寬約 60m，儲量約 萬立方米，該料場土料物理力學(xué)指標(biāo)見表 ，表 。 三材 水泥 QA 地區(qū)當(dāng)?shù)赜袛?shù)家水泥生產(chǎn)廠 ，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可滿足工程需要。 灌區(qū)內(nèi) 2020 年總?cè)丝? 萬人，其中城市人口 萬人，近郊區(qū)農(nóng)業(yè)人口 萬人 ,少數(shù)民族占 23%，農(nóng)業(yè)種植面積 萬畝，社會總產(chǎn)值 億元，國民生產(chǎn)總值 億元，工業(yè)總產(chǎn)值 億元，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值 億元，國民人均收入 元。 根據(jù) QA 流域規(guī)劃中賦予 QA 水庫的任務(wù)， QA 水庫工程是滿足灌區(qū)內(nèi)城市工業(yè)供水、灌溉、生態(tài)、防洪等綜合利用要求的整個系統(tǒng)中起著極為重要和不可替代的作用。 根據(jù)流域規(guī)劃中 QA 水庫承擔(dān)的主要任務(wù)，經(jīng)灌區(qū)水土平衡計算，確定水庫的興利庫容為 106m3。 整個樞紐主要由攔河大壩、導(dǎo)流兼放水洞、溢洪道三大建筑物組成。 第四章 防洪標(biāo)準(zhǔn)及調(diào)洪演算 防洪標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)工程規(guī)模及其在國民經(jīng)濟中的作用，按《水利水電工程等級劃分及防洪標(biāo)準(zhǔn)》SL5252020，水庫永久性建筑物設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為 50 年一遇標(biāo)準(zhǔn)，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 1000 年一遇標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)水庫入庫洪水過程線，式中 Q1， Q2均為已知， V q1 則是計 算時段△ t 開始時的初始條件，未知數(shù)有兩個（ V q2） ，對 V q2進行試算 。 利用 Excel 圖表分別繪制出 P=%和 P=2%各個時段來水流量和下泄流量曲線圖，兩曲線相交點即為校核洪水位、設(shè)計洪水位。 重力壩的工作原理 重力壩的工作原理是在水壓力及其他荷載的作用下 ,主要依靠壩體自身重量在滑動面上產(chǎn)生的抗滑力來抵消壩前水壓力 ,以滿足穩(wěn)定的要求 ,同時 ,也靠壩體自重在水平載面上產(chǎn)生的壓重力來抵消由于水壓力所引起的拉重力 ,以滿足強度的要求。在施工期可以利用壩體或底孔導(dǎo)流。 但是，重力壩也有下面一些缺點： a． 壩體剖面尺寸大，水泥用量 多； b． 壩體應(yīng)力較低，材料強度不能充分發(fā)揮 ； c． 壩體與地基接觸面積大，因而壩底的 揚壓力較大，對穩(wěn)定不利。拱圈截面上主要承受軸向反力，可充分利用筑壩材料的強度。 (2)缺點： 幾何形狀復(fù)雜，施工難度大。壩端下游側(cè)要有足夠的巖體支承，以保證壩體的穩(wěn)定。 ，便于維修和加高﹑擴建。 地質(zhì)條件：土石壩能夠適用各種地質(zhì)條件 綜上所述，根據(jù) QA 水庫地質(zhì)條件及附近建筑材料，發(fā)現(xiàn)重力壩及拱壩地形地質(zhì)條件不適宜，而土石壩能適應(yīng)各種地質(zhì)條件且附近有足夠的建壩材料，因而選用土石壩為建壩壩型。 均質(zhì)壩材料單一，工序簡單，但壩坡較緩，剖面大，工程量大，施工易受氣候影響，冬季施工較為不便，壩體空隙水壓力大。 斜 斜心墻 壩和 斜心墻 壩基本類似，并且可以改善壩體應(yīng)力狀態(tài)，能顯著減弱壩殼對 斜心墻的“拱效應(yīng)”，其抗裂性能優(yōu)于 斜心墻 壩和斜墻壩。 非土質(zhì)材料防滲體壩的防滲體一般有混凝土、瀝青 混凝土或土工膜等材料組成，而其余部分由土石料組成，因工程附近建筑材料豐富，為就地取材不宜采取該壩型。 壩頂高程 計算方法 壩頂高程等于水庫靜水位與壩頂超高之和，應(yīng)按以下運用條件計算，取其最大值 : 位加正常運用條件下的壩頂超高 。 波浪爬高 設(shè)計波浪爬高值應(yīng)根據(jù)工程等級確定， 3 級壩采用累積頻率為 1%的爬高值 . 平均波浪爬高可按下式或有關(guān)規(guī)定計算 : [引至水工建筑物 ] mmwm LhmKKR 21?? ? （ ） 式中： Rm —— 波浪的平均爬高； K△ —— 斜坡的糙率滲透性系數(shù)，護面類型選用砌石護坡，根據(jù)護面類型查規(guī)范得 ； Kw —— 經(jīng)驗系數(shù)，查規(guī)范得 ； m —— 單坡的坡度系數(shù)，若坡角為 ? ，即等于 ctg? ，本設(shè)計取 m=3 查規(guī)范 1%累積頻率下的爬高與平均爬高的比值為 ，故 R= Rm。此壩壩高為 68m，為中壩，故其壩頂寬度取為 10m。 根據(jù)規(guī)范規(guī)定與實際結(jié)合，上游壩坡考慮在一半壩高處變坡一次，上部取 ，下部取，下游壩坡自上而下均取為 。壩體排水宜便于觀測和檢修。