【正文】 %）。 工程等別和建筑物級別 本工程以發(fā)電 為主，兼有防洪、旅游等綜合效益。壩址下游 2km有洪江～綏寧省級公路從若水鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)過，交通較為便利。 該工程原規(guī)劃擬定正常蓄水位 245m，由于水庫興建庫區(qū)淹沒損失大，且淹沒省級重點保護單位 —— 高椅古民居。水庫正常蓄水位 192m時庫容為 億 m3，電站裝機容量為 16MW，根據(jù)《水利水電工程等級劃分及防洪標準》 SL25220xx 規(guī)定，工程規(guī)模為小（ 1）型，工程等別為Ⅳ等。 水文氣象資料 1）洪水 各頻率洪峰流量詳見表 21。 廠址水位～流量關系曲線表 表 24 高程系統(tǒng)： 85黃海 水位 Z（ m） 流量 Q（ m3/s） 30 263 600 980 1380 1800 2250 水位 Z（ m） 流量 Q（ m3/s） 2730 3270 3850 4480 5140 5480 5830 3）泥沙 多年平均含沙量： 多年平均輸沙量： 萬 t 設計淤沙高程 ： 淤沙內(nèi)摩擦角 ： 100 淤沙浮容重 ： 4）氣象 多年平均氣溫： ℃ 極端最高氣溫： ℃ 極端最低氣溫： ℃ 多年平均水溫： ℃ 歷年最高氣溫： ℃ 歷年最低氣溫： ℃ 多年平均風速： 歷年最大風速： ，風向： NE 水庫吹程： 最大積雪厚度： 21cm 基本雪壓： 工程地質與水文地質 工程地質資料 該工程區(qū)地震基本烈度小于Ⅵ度，不考慮地震荷載。當蓄水位 192m 時，河谷寬 161m ，左岸沖溝較發(fā)育，壩軸線上、下游分別分布 2 及 3 沖溝，邊坡具下陡上緩特征，高程 227m 以下坡角 450，以上坡角 250，山頂高程 271m ；右岸地形較平順，上游有一小沖溝分布，邊坡較陡峻，坡角 350～ 450，山頂高程 292m 。 壩區(qū)巖石風化受巖性與地形等因素影響，長石砂巖抗風化能力較強，風化較淺；板巖、絹云母板巖抗風化能力較弱，風化深度較大，兩岸山頂受地形切割呈弧立小山包，則強風化深達 25～ 36m。當正常蓄水位 192m時，河谷寬 232m 。巖層產(chǎn)狀 N200～ 250E,SE＜ 600～ 700，其走向與河流交角 600～ 650，傾向上游偏左岸。壩基防滲帷幕下限（ q5lu）埋深，左岸 10～ 28m，河床 2～ 10m，右岸 6～ 20m。 進口段（ 0～ 40m）：地形坡角 28176。傾向洞外 偏右側，與洞軸線交角 36176。 W， SW∠ 87176。強風化帶下限埋深 8～ 12m，巖體因節(jié)理裂隙發(fā)育較破碎，成洞條件差，建議采取明挖。巖層產(chǎn)狀 N22176。～ 60176。 E， SE∠ 80176。其中平距 40～ 70m段屬Ⅲ類圍巖， f=4～ 5， K0=35～ 40MPa/cm；平距 70～ 110m 段屬Ⅱ類圍巖，f=6～ 7， K0=50～ 55MPa/cm。板巖內(nèi)產(chǎn)狀 N15176。～ 60176。其中平距 110～ 310m 段屬Ⅲ類圍巖， f=4～ 5， K0=30～ 35MPa/cm；平距310～ 350m 段屬Ⅳ類圍巖， f=3～ 4， K0=15～ 20MPa/cm。圍巖為 Zaj22巖組灰綠色絹云母板巖夾長石砂巖，板巖內(nèi)劈理發(fā)育。傾向洞內(nèi)偏右側，與洞軸線交角 31176。 W， SW∠ 86176。 E ， NW∠ 36176。由于 N10176?；鶐r裸露。 E， SE∠ 65176。但 NE 及 NEE 向兩組緩傾角（ 35176。 天然建筑材料 本階段勘察按普查精度要求進行，除對原規(guī)劃料場進行復核外，重點對石料進行了勘測，共勘查儲量：砂礫料 10 4 m3，土料 10 4 m3，石料 10 4 m3，儲量基本能滿足要求。除若水料場運距為 較近外，其他料場運距較遠達 10～ 14km。巫水、沅水的砂礫料場，礫石成份主要為砂巖，石英砂巖等，磨園 較好，含泥較少，砂約占 20～ 10 40%。無用層厚度 0～ ，最厚 2m，開采較為方便。其他料場運距較遠達 ～ 。 5 個料場均位于庫內(nèi)兩岸。蘆塘等四個料場運距近，小于 1km，應優(yōu)先開采。 (1) 《水利水電樞紐工程等級劃分及洪水標準》 SL25220xx (2) 《混凝土重力壩設計規(guī)范》 DL51081999 (3) 《水電站廠房設計規(guī)范》 SD33589 (4) 《水電站進水口設計規(guī)范》 SD30388 (5) 《水利水電工程可行性研究報告編制規(guī) 程》 DL502093 (6) 《水工隧洞設計規(guī)范》 SD13484 (7) 《水電站調壓室設計規(guī)范》 DL/T50581996 (8) 《水利水電工程設計防火規(guī)范》 SDJ27890 (9) 《水工設計手冊》相關冊 水庫特征水位、下泄流量及下游水位 1）下壩址： 正常蓄水位： （ 190m）； 設計洪水位（ P=2%）： ，下泄流量 Q=5220m3/s，相應下游水位 ； 校核洪水位（ P=%）： ，下泄流量 Q=8440m3/s，相應 下游水位 ；死水位： （ ）。壩址下游 2km 有洪江～綏寧省級公路從若水鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)過，交通較為便利。壩軸線上游 100～ 350m，河床深槽較發(fā)育，一般槽寬 20～ 40m，槽深 11～ 。左岸坡角 400～ 430，為崩坡積物所覆蓋，山頂高程；右岸坡角 420～ 450，基巖裸露 ,山頂高程 地質 條件 壩區(qū)巖層走向與河流交角 700～ 800，傾上游偏左岸，壩址區(qū)構造較簡單，僅上游見 F1 斷層及物探探測的 F3 斷層，破碎帶寬 ～ ，延伸長度均小于 50m。 地 層 巖 性 壩址區(qū)除兩岸均分布有寬度較窄，厚 3～ 4m沖積階地堆積及左岸分布厚 1～ 3m 殘積堆積外，基巖大部分裸露，出露的主要巖性為砂質板巖、絹云母板巖夾長石砂巖、厚層長石砂巖、含礫砂巖、含礫砂質板巖 壩區(qū)除少部分為第四系松散堆積物覆蓋外，基巖大部分裸露，出露的主要巖性有絹云母板巖夾中薄層長石砂巖 水文 條件 上壩線離河彎較遠，受彎道水流影響比較小 下壩線河床比較寬，水流流速比較小 巖石 風化 情況 壩區(qū)巖石風化受巖性與地形等因素影響，長石砂巖抗風化能力較 強，風化較淺；板巖、絹云母板巖抗風化能力較弱，風化深度較大，兩岸山頂受地形切割呈弧立小山包，則強風化深達 25～ 36m。 據(jù)鉆孔地下 水位觀測資料，左壩肩地下水位埋深 ～ 40m （高程 225m 以上），右壩肩地下水位埋深 3 ～ 23m（高程 226m 以上），遠高于蓄水位。 施工條件方面： 由于該工程工程量不大，施工強度也較小，對施工場地要求不高，上、下壩址均能滿足施工場地要求。 壩型 方案比較 自動翻板閘的閘室主要由閘門、轉動較、支墩及底板組成，利用水力和重力的作用自動啟閉。壩高一般為２～５米，適宜建在水庫的溢洪道、溢流壩和水流平穩(wěn)、泥砂、漂浮物少、無推移質的河道或渠道上。 方案： 該方案按筑壩材料又分混凝土重力壩和漿砌石重力壩。寬縫重力壩體型復雜，模板用量多，應力分布復雜，鋼筋用量也多，施工困難，工期長。 樞紐總體布置 根據(jù)本工程開發(fā)的目的與要求及當?shù)氐牡匦?、地質條件，大壩壩址 及電站廠房廠址已經(jīng)選定，則樞紐的總體布置基本確定。 寬頂堰與實用堰堰型比較表 比較 堰型 寬頂堰 實用堰 優(yōu)點 1. 構造簡單，施工方便 2. 自由泄流范圍較大，泄流能力比較穩(wěn)定 3. 堰頂高程相同時，地基開挖量較小 1. 自由泄流時，流量系數(shù)較大 2. 選取適合的堰面曲線，可以消除波狀水躍 3. 堰高較大時，可采用較小斷面，水流條件好 缺點 1. 自由泄流時，流量系數(shù)較小 2. 下游產(chǎn)生波狀水躍的可能性大 1. 結構較復雜，施工較困難 2. 淹沒度增加時，泄流能力降低很快 門葉選擇 本大壩設計洪水泄量大，閘孔數(shù)量多，擋水面積大。 弧形面板曲率半徑與門高的比值，露頂式閘門一般取為 ～ ，支鉸位置設在泄水時不常受到水流和漂浮物沖擊的高程上，一般溢流壩上的露頂式閘門，支鉸位置約在（ 1/2～ 3/4）倍門高處，并 高出 校核洪水的水面 線 。 （計算見 WES堰的尺寸擬定及水面線的確定） 閘孔單孔凈寬（ b0）、閘墩型式和厚度 擬定 根據(jù)閘門型式、起閉能力、施工條件和地質情況綜合比較，查《水工設計手冊》 P69 （閘孔凈寬（ b0） 參考表），弧形閘門露頂 b0常用值 6～ 18m，本工程初步擬定 b0=12m。建基面高程取 180m。 泄流量允許差值為 5%（《水工設計手冊》 P610） 溢流壩段長 度 L0 0 ( 1 ) 2 7 12 ( 7 1 ) 3 2 2 106L nb n d t m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 設計洪水重現(xiàn)期 50年（ P=2%）， 下泄流量 5220m3/s，相應上游水位為 ，尾水位為 。 當尾水深度不能滿足要求，可采取 消力池式消能即 降低護坦高程 形成消力池 ； 消力坎式消能即 在護坦末端設消力坎 、綜合消能即降低護坦高程又建消力坎 等措施形成消力池。 本電站定型設計水頭 15m屬于低水頭電站，采用底 流消能方式。 當一孔瀉流時，單寬流量最大為最不利工況，此時越后水深 與下游的水位差 為 ，按規(guī)范應考慮修建綜合消力池，但考慮該工程的運行、管理與消能工后 期的維修，本設計考慮采用消力池作為消能 工。39。39。 . 12c? ? 消力池的長度計算 11 39。39。 詳細構造見下圖： 砼高標號砼 消力池構造圖 護坦構造設計 該工程為了防止空蝕、漂流物的撞擊及泥沙磨損的原因的破壞，消力池底板采用標號較高的 C25 砼澆筑，砼厚 150cm，并配置 10200? 的一級鋼筋作構造鋼筋，為了增強護坦板的抗滑穩(wěn)定性，在消力池的末端設置齒墻，墻深 ，為了減小作用在護坦底板上的揚壓力，在護坦上設置排水孔，并在該部位的底面鋪設反濾層，排水孔孔徑為 20cm，間距為 2m，呈梅花狀排列。 消力池段溢流段與護坦溢流段之間的導水墻寬 3m，高程為正常瀉流流量（ 3080m3/s）時 對應的下游水位加安全超高，下游水位為 ，加安全超高 1m，取導水墻的高程為。比單獨建橋 節(jié)省了材料和投資，既經(jīng)濟又合理。同時考慮橋梁外形的美觀，與周邊環(huán)境的協(xié)調。 閘門形式 當采用弧形閘門的水閘，閘門下游的閘室空間比較大，可將公路橋布置在閘門下游；當采用鋼結構的平板翻轉閘門時，閘室上游空間大，公路橋布置在上游。 橋面凈寬 按公路等級決定。在板梁和橋臺，相臨的板梁與板梁之間應設置伸縮縫，以適應溫度的變化。 預制裝配式板橋有預制箱形梁、空心板和 T 形板，板寬為 1～ ，考慮經(jīng)濟效果和構件自重，一般跨徑 8m以下采用實心板（制作方便），板的厚度約為跨度。 結構形式 及結構圖 目前，閘壩上的公路橋設計受水閘閘門尺寸和起閉條件的限制，閘孔寬度多在 10m 左右，多屬中小橋跨結構，常采用拱式橋或 預制裝配式橋。橋面鋪裝層可采用 5～ 8cm 的瀝青混凝土，或 4～ 6cm 水泥混凝土，或 20～ 30cm 的碎石結層。 橋下凈空 不論有無通航要求，閘上公路橋都要留有一定的凈空。如果閘門偏下游布置，可利用上游閘底板上的水重來改善應力分布。要求適用，具備足夠的承載能力，保證行車安全，暢通。 40 8 公路橋尺寸擬定 因本工程沒有特殊的交通要求，考慮到旅游開發(fā)和水庫運行管理的方便，建閘上（壩上）公路橋。 在消力池與閘室底板、翼墻之間，均設置有沉降縫。 該工程地質條件較好，消力池后為抗沖性較好的巖石，因此不需要設海漫。39。39。 08 0= 839。39。 （《水力計算手冊》 P193 頁） q 收縮斷面處單寬流量 消能工計算與分析 根據(jù)初步設計的堰頂高程計算不同閘孔開口數(shù)或開度下的泄流量 Q，確定下游水深 th ， 用 Excel 試算 20 222c cqEh gh???，確定收縮水深 hc(躍前水深 )，再按 2( 1 8 1)2cc rchhF? ? ?，rc ccqF h gh?，確定共扼水深 ch （躍后水深），比較 ch 和 th 的大小， ch th 要建消力池， ch th不需要建消力池，只要