【正文】 3) 最優(yōu)含水率 W 最優(yōu) （％） 孔隙率 n（％） 內(nèi)摩擦角 Φ 粘聚力 Ｃ（Ｋ pa） 滲透系數(shù) Ｋ（ cm/s) 粘土 25 40 18176。 29 6）筏道 ：為干筏道，上游坡不陡于 1:4，下游坡不陡于 1:3，轉(zhuǎn)運(yùn)平臺高程 ，平臺尺寸為 3020m2。 本料場距離壩址近，開采條件方便，開采場地較為開闊，但隨開采高度的增加，給料場開采和運(yùn)輸帶來不便。 巖性 均 為上石炭～下二迭巨厚層灰?guī)r， 28 成分 由鈣質(zhì)、生物碎屑和角礫組成，方解石細(xì)脈或團(tuán)塊較多，碎屑結(jié)構(gòu)，巨厚層狀構(gòu)造，層理不明顯，巖性致密堅(jiān)硬 ， 抗風(fēng)化能力強(qiáng) ，一般弱風(fēng)化深度 5～ 8m。 經(jīng) 取 樣 室內(nèi) 試驗(yàn)，天然密度 ，比 重 ，飽和吸水率 ，單軸飽和抗壓強(qiáng)度 76Mpa（范圍值 52～ 105MPa） ，軟化系數(shù) ，泊松比 ， 縱波速 4000～ 5000m/s，凍融損失率 ～ %。 該 料場距離壩址近，開采場地較為開闊，但開采 時， 隨 地形 高度的增加，給料場開采和運(yùn)輸帶來不便。經(jīng) 取 樣 室內(nèi) 試驗(yàn)，天然密度 ，比重 ，飽和吸水率 ，單軸飽和抗壓強(qiáng)度 78Mpa，軟化系數(shù) ， 縱波速 4000～ 5000m/s，凍融損失率 27 ～ %。 建筑材料 堆石料 砼面板堆石壩方案的堆石材料選有三個產(chǎn)地 勘察 進(jìn)行了詳查 。 九甸峽水利樞紐工程所在地區(qū)無系統(tǒng)氣象觀測資料，樞紐正北約 56km 處有臨洮氣象站，南偏東約 60km 處有岷縣氣象站，臨洮氣象站和岷縣氣象站都有較長系列的氣象觀測資料。經(jīng)分析后確定：設(shè)計(jì)洪水成果不作調(diào)整， 2020 年9 月 23 日進(jìn)行可行性研究審查時得到專家肯定。 由推算得的九甸峽 ～ 54年資料系列，頻率計(jì)算成果為： Qo= m3/s， Cv=， Cs=。巖體中斷裂較發(fā)育，在壩線 2170m高程處有斷層 F7，走向與壩線呈 23176。 2170～2140m 高程邊坡約 30176。NE∠ 32～ 37176。河床趾板線基巖面以下 100～ 130m 范圍為弱透水，僅局部有中等透水帶，以下巖體基本為微透水。為左斜的不對稱 “V”字型。一般深度40～ 50m，最大 54～ 56m，一般寬度 30～ 40m?；鶐r斜坡。的斜坡帶。據(jù)河心鉆孔揭示，河床下有一深槽貫穿整個峽谷，上游較寬，向下游變窄 ， 河床覆蓋層河水面以下最深達(dá) 54～ 56m。壩址區(qū)裂隙十分發(fā)育，寬度一般～ 2cm，較寬者達(dá) 3～ 5cm，其發(fā)育方向基本與斷層一致。區(qū)內(nèi)地下水由兩岸分水嶺向中間河谷 匯集 ，最終由洮河河谷向下游排泄。 22 區(qū)內(nèi)的地層主要為志留系灰綠～青灰色的千枚狀板巖、綠泥石石英片巖、變質(zhì)砂巖；上泥盆～下石炭統(tǒng)青灰色或紫紅色及少許褐紫色的長石石英砂巖、砂質(zhì)泥巖、石英砂巖和頁巖以及少量厚、薄層灰?guī)r；上石炭～下二迭統(tǒng)青灰色巨厚層角礫狀灰?guī)r和生物碎屑灰?guī)r（或稱巨厚層灰?guī)r）夾砂頁巖及泥炭質(zhì)灰?guī)r；下二迭統(tǒng)淺灰色礫巖、 長石石英砂巖、鈣質(zhì)砂巖、砂質(zhì)頁巖、泥炭質(zhì)頁巖及少量灰?guī)r；上二迭統(tǒng)褐紫色礫巖、砂巖、泥巖、炭質(zhì)頁巖、薄煤層及少量灰?guī)r；三迭系紫紅色、灰綠色的石英砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、頁巖、砂巖及少量薄層灰?guī)r；侏羅系紫褐色的礫巖、砂礫巖、砂巖夾含煤粘土巖；白堊系紫紅色礫巖、砂巖、砂質(zhì)頁巖、粉砂巖、粘土質(zhì)頁巖；第三系零星分布的紅色湖相地層；第四系各種成因的松散沉積堆積層和分布在三迭系及其以前的老地層之中呈巖株、巖枝或巖瘤產(chǎn)出而零星出露的巖漿巖。 九甸峽水利樞紐工程位于甘肅省卓尼、臨潭縣交界處，黃河支流洮河中游的九甸峽峽口處，從壩址經(jīng)由樞紐對外公路 —— 峽城 —— 會川 —— 臨洮 —— 蘭州市里程 193km。 20 《壩工課程設(shè)計(jì)》 九甸峽 水利樞紐設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 姓 名 班 級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師： 完成時間： 21 1 基本資料及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 基本資料 概況 甘肅省洮河九甸峽水利樞紐及引洮供水工程（簡稱引洮工程）是優(yōu)先解決 甘肅 中部干旱地區(qū) 11 個國家扶貧重點(diǎn)縣城鎮(zhèn)及工業(yè)用水、農(nóng)村人畜飲水、生態(tài)環(huán)境用水，兼有灌溉、發(fā)電、防洪等綜合利用功能的大型跨流域調(diào)水工程，也是甘肅省 “ 十五 ” 計(jì)劃立項(xiàng)建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。 樞紐工程是引洮工程的龍頭，在規(guī)劃壩址處修筑攔河大壩后，洮河水位可由 左右抬高到 （水庫死水位）以上，從而為 供水工程 自流引水提供條件。 經(jīng)江蘇省地震局地震工程研究所鑒定，九甸峽水利樞紐工程區(qū)地震基本烈度為 7 度，設(shè)防烈度為 8 度 。 壩址區(qū)工程地質(zhì) 壩址區(qū)位于近東西向展布的新堡～力士山復(fù)式背斜的北翼，巖層產(chǎn)狀NW275～ 295176。 壩址處于九甸峽峽谷上段，河流從南往北流，為橫向河谷。 左岸 F7斷層 以南沿河邊分布崩積物構(gòu)成的約 40176。 右岸發(fā)育 Ⅱ 、 Ⅲ 級侵蝕堆積階地，自然坡度 30～ 45176。 左岸 Ⅹ 剖面下游 300m，右岸 Ⅹ 剖面下游 200m 處分別發(fā)育瓦力溝、蕁麻溝，溝內(nèi)無長流水，植被良好，不 具備 產(chǎn)生泥石流的條件。深槽左岸基巖邊坡陡峻，一般坡度 80～ 85176。 深槽覆蓋層上部為 崩坡積塊石碎石土 ，厚度 6～ 17m；中層為沖積塊石砂礫卵石， 厚度 5～ 13m， 以塊石碎石為主， 滲透系數(shù) K=80～ 150m/d，干密度一般為 ～ 24 ，允許承載力 [R]=～ ，變形模量 =30～ 35MPa，剪切波速 430～460m/s，剪切模量 ～ ，泊松比 ～ ，屬中等密實(shí)。右岸 Ⅲ 級階地基座面以下 10～15m 范圍基本為中等透水， 140～ 160m 基本為弱透水，其中局部斷裂發(fā)育地段為中等透水，大于 160m 深度為微透水； Ⅲ 級階地后緣及以上巖體正常 蓄水位以下40～ 90m 范圍基本為中等透水，局部有弱透水～微透水層， 150～ 175m 范圍基本為弱透水層，局部斷裂發(fā)育地段存在中等～強(qiáng)透水，大于 175m 深度基本為微透水。層理不顯，巖層走向與壩線近于平行，無構(gòu)成潛在滑移面的巖層層面。 2140m 高程以下邊坡 85176。角斜交，傾向上游偏岸外。 根據(jù)年水量、枯水期（ 12 月～次年 4 月）水量都較接近設(shè)計(jì)頻率水量、對用水偏于不利的原則，對典型年進(jìn)行了重新復(fù)核，選擇的典型年如下： 豐水年（ P=10%） ～ 平水年（ P=50%） ～ 枯水年（ P=75%） ～ （ P=90%） ～ 九甸峽樞紐工程設(shè)計(jì)頻率的徑流年內(nèi)分配采用各時段同頻率控制多倍比縮放的方法計(jì)算，控制時間為： 1～ 3 月； 12 月～次年 4 月；全年。因此洮河九甸峽水利樞紐工程初步設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)洪水仍采用 1993 年可行性 研究階段計(jì)算成果。九甸峽水利樞紐工程以臨洮氣象站作為代表站。 1堆石 料產(chǎn)地位于壩線上游 約 1km 處右岸引洮平臺以上山坡 （見附圖九初地— 9 92） ， 2350m 高程以上， 地形陡峻，巖體裸露， 僅局部有零星的坡積物覆蓋， 2350m 高程以下，地形坡度 30～ 40176。 經(jīng)室內(nèi)檢測，巖石化學(xué)成分以方解石為主，含量占 98～ 100%，石英、泥質(zhì)、磁（褐）鐵礦含量占 1～ 2%，無堿活性， 質(zhì)量滿足 堆石料技術(shù) 要求 。 2堆石 料 產(chǎn)地位于壩 址左岸瓦力溝口下 游山 體（見附圖九初地 — 9 94） ， 距壩線 ～ ， 2180m 高程以上 地形陡峻，巖體裸露 ， 2180m 高程以下為由崩坡積塊石碎石土構(gòu)成的約 30～ 45176。 經(jīng)室內(nèi)檢測，巖石化學(xué)成分以方解石為主，含量占 98～ 100%，石英、泥質(zhì)、磁（褐）鐵礦含量占1～ 2%，無堿活性， 質(zhì)量滿足 堆石料技術(shù) 要求 。料場內(nèi)較大斷裂和破碎帶發(fā)育 稀疏 ， 但 裂隙發(fā)育 ，特別是近岸局部地段卸荷裂隙發(fā)育較多，巖體完整性較差。 工程等級 工程級別為二級，工程規(guī)模為大（ 2）型。 筑壩材料 1）土料 ：主要有粘土和壤土，可采用壩下 ，儲量多，質(zhì)量尚佳，可作為筑壩材料，其性能見表 。 30′ 37 1 106 壤土 23176。 工程規(guī)模 根據(jù)《水利水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》以及該工程的一些指標(biāo)確定工程規(guī)模如下： 1）各效益指標(biāo)等別：根據(jù)樞紐灌溉面積為 20 萬畝 ,即 20/15= 萬 ha，在 ～ 萬 ha之間，屬Ⅲ等工程；根據(jù)電站裝機(jī)容量 9000 千瓦 ,即 9MW，小于 10MW，屬Ⅴ等工程；根據(jù)總庫容為 億 m3，在 10～ 億 m3，屬Ⅱ等工程。 1）重力壩方案 從樞紐布置處地形地質(zhì)平面圖及 1壩軸線地質(zhì)剖面圖上可以看出，壩址基巖為上部為五通砂巖，下面為石英砂巖和砂質(zhì)頁巖，覆蓋層沿壩軸線厚 ～ ，五通砂巖厚達(dá) 30～ 80m， 若建重力壩清基開挖量大，目前 C 城至壩址尚無鐵路、公路通行，修建重力壩所需水泥、鋼筋等材料運(yùn)輸不方便，且不能利用當(dāng)?shù)刂尾牧?，故修建重力壩不?jīng)濟(jì)。 泄水建筑物型式的選擇 土石壩最適合采用岸邊溢洪道進(jìn)行泄洪，在壩軸線下游 300m 處的兩岸河谷呈馬鞍形，右岸有馬鞍形埡口，采用正槽式溢洪道泄洪，泄水槽與堰上水流方向一致，水流平順，泄洪能力大，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行安全可靠，適用于各種水頭和流量。 2）水電站建筑物 因?yàn)橥潦瘔尾灰瞬捎脡问剿娬?，而宜采用引水式發(fā)電，所以這里用單元供水式引水發(fā)電。 為便于檢修大壩和其它建筑物，擬利用導(dǎo)流隧洞作放空洞，洞底高程為 ，洞直徑為 。 水電站建筑物：引水隧洞、電站廠房、開關(guān)站等布置在右岸（凸岸），在副壩和主壩之間，廠房布置在開挖的基巖上，開關(guān)站布置在廠房旁邊。 樞紐大壩采用當(dāng)?shù)夭牧现?，?jù)初步勘察， 土料可以采用壩軸線下游 公里的丘陵區(qū)與平原地帶的土料，且儲量很多，一 般質(zhì)量尚佳，可作筑壩之用。 從建筑材料上說，該樞紐壩型選擇均質(zhì)壩、多種土質(zhì)分區(qū)壩、心墻壩、斜墻壩均可。壩體施工受嚴(yán)寒及降雨影響，有效工日會減少，工期延長，故在寒冷及多雨地區(qū)的使用受限制。 3）斜墻壩 。用作防滲體的土料位于壩 下游 ～ 公里的丘陵區(qū)與平原地帶的土料，且儲量很多，一般質(zhì)量尚佳，可作筑壩之用；用作透水料的砂土 可從壩上下游 ~ 公里河灘上開采，儲量多，可供筑壩使用，這樣便于分別從上下游上料，填筑透水壩殼，使施工方便，爭取工期。 壩坡 因最大壩高約 =,故采用三級變坡。 壩頂寬度 本壩頂無交通要求，對中低壩的 壩頂寬度 B 取 510m，本設(shè)計(jì)取 B=。）； V0、 D——計(jì)算風(fēng)速和水庫吹程， m3/s、 Km。 下面采用我國水利水電科學(xué)研究院推薦的計(jì)算波浪在壩坡上的爬高 R， 1 5 lR h m n= （ ） 式中： lh ——設(shè)計(jì)波高， V D= m； m——壩坡坡率，取 m=； n——壩坡護(hù)面糙率 ,上游擬采用漿砌石勾縫，取 n=。 驗(yàn)算：壩頂高程 ： 設(shè)計(jì)洪水位 +， 即 +=；校核洪水位 。 防滲體尺寸 1）心墻頂寬及坡率 土質(zhì)防滲體的尺寸應(yīng)滿足控制滲透比降和滲流量要求，還要便于施工。 由以上數(shù)據(jù)，心墻底寬＝ 3+（ +） 2=，滿足 要求。 壩體排水設(shè)計(jì) 排水設(shè)施選擇 常用的壩體排水有以下幾種型式：貼坡排水、棱體排水、壩內(nèi)排水、以及綜合式排水。 壩址附近有豐富的石料可開采，其石料質(zhì)地堅(jiān)硬，可以利用，做堆石料棱體排水。 頂部高程：須高出下游最高水位對 2級壩不小于 。 同時要求兩者的不均勻系數(shù) Cu=d60/d10 及 D60/D10≯ 5～ 8，級配曲線形狀最好相 似。 2）保護(hù)粘性土料 粘性土有粘聚力，抗管涌能力一般比無粘性土強(qiáng)，通常不用上述兩式設(shè)計(jì)反濾層，而用以下方法設(shè)計(jì)。 的顆粒含量大于 85%的粘性土，按式 D15≤ 9 d85設(shè)計(jì)反濾層，當(dāng)859 mm ，取 15D 等于 。若854 0 7d mm. ，應(yīng)取 。 10)(/)( 8515 ?墊層塊石 dD ， 5)(/)( 8515 ?墊層下被保護(hù)土層墊層 dD 。 2）排水部位 第一層： d50=30mm，厚 20cm ；第二層： d50=90mm ，厚 60cm 。 217 護(hù)坡設(shè)計(jì) 1）上游護(hù)坡：采用目前最常用的漿砌石護(hù)坡。 頂部構(gòu)造 1）壩頂寬度 對中低壩可取 5～ 10m，此處取 B=。 馬道和壩頂、壩面排水設(shè)計(jì) 馬道 第一級馬道高程為 ，第二級馬道高程為 ，馬道寬為 。沿壩軸線每隔 200m 設(shè)置 1 條橫向排水溝（順坡布置，垂直