【正文】 %）。 工程等別和建筑物級(jí)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(jí)公路從若水鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)過(guò)，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(kù)興建庫(kù)區(qū)淹沒(méi)損失大，且淹沒(méi)省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)單位 —— 高椅古民居。水庫(kù)正常蓄水位 192m時(shí)庫(kù)容為 億 m3，電站裝機(jī)容量為 16MW，根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及防洪標(biāo)準(zhǔn)》 SL25220xx 規(guī)定，工程規(guī)模為?。?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(jiàn)表 21。 廠址水位～流量關(guān)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(wàn) t 設(shè)計(jì)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(fēng)速： 歷年最大風(fēng)速： ，風(fēng)向： NE 水庫(kù)吹程： 最大積雪厚度： 21cm 基本雪壓： 工程地質(zhì)與水文地質(zhì) 工程地質(zhì)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(dāng)蓄水位 192m 時(shí)，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(fēng)化受巖性與地形等因素影響，長(zhǎng)石砂巖抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，風(fēng)化較淺；板巖、絹云母板巖抗風(fēng)化能力較弱，風(fēng)化深度較大，兩岸山頂受地形切割呈弧立小山包，則強(qiáng)風(fēng)化深達(dá) 25～ 36m。當(dāng)正常蓄水位 192m時(shí)，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(jìn)口段（ 0～ 40m）：地形坡角 28176。傾向洞外 偏右側(cè)，與洞軸線交角 36176。 W， SW∠ 87176。強(qiáng)風(fēng)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(lèi)圍巖， f=4～ 5， K0=35～ 40MPa/cm；平距 70～ 110m 段屬Ⅱ類(lèi)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(lèi)圍巖， f=4～ 5， K0=30～ 35MPa/cm；平距310～ 350m 段屬Ⅳ類(lèi)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(zhǎng)石砂巖，板巖內(nèi)劈理發(fā)育。傾向洞內(nèi)偏右側(cè)，與洞軸線交角 31176。 W， SW∠ 86176。 E ， NW∠ 36176。由于 N10176。基巖裸露。 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(jìn)行，除對(duì)原規(guī)劃料場(chǎng)進(jìn)行復(fù)核外，重點(diǎn)對(duì)石料進(jìn)行了勘測(cè)，共勘查儲(chǔ)量：砂礫料 10 4 m3，土料 10 4 m3，石料 10 4 m3，儲(chǔ)量基本能滿足要求。除若水料場(chǎng)運(yùn)距為 較近外，其他料場(chǎng)運(yùn)距較遠(yuǎn)達(dá) 10～ 14km。巫水、沅水的砂礫料場(chǎng)，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(wú)用層厚度 0～ ，最厚 2m，開(kāi)采較為方便。其他料場(chǎng)運(yùn)距較遠(yuǎn)達(dá) ～ 。 5 個(gè)料場(chǎng)均位于庫(kù)內(nèi)兩岸。蘆塘等四個(gè)料場(chǎng)運(yùn)距近，小于 1km，應(yīng)優(yōu)先開(kāi)采。 (1) 《水利水電樞紐工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》 SL25220xx (2) 《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 DL51081999 (3) 《水電站廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》 SD33589 (4) 《水電站進(jìn)水口設(shè)計(jì)規(guī)范》 SD30388 (5) 《水利水電工程可行性研究報(bào)告編制規(guī) 程》 DL502093 (6) 《水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范》 SD13484 (7) 《水電站調(diào)壓室設(shè)計(jì)規(guī)范》 DL/T50581996 (8) 《水利水電工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 SDJ27890 (9) 《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》相關(guān)冊(cè) 水庫(kù)特征水位、下泄流量及下游水位 1）下壩址： 正常蓄水位： （ 190m）； 設(shè)計(jì)洪水位（ P=2%）： ，下泄流量 Q=5220m3/s，相應(yīng)下游水位 ； 校核洪水位（ P=%）： ，下泄流量 Q=8440m3/s，相應(yīng) 下游水位 ；死水位： （ ）。壩址下游 2km 有洪江～綏寧省級(jí)公路從若水鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)過(guò)，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(zhì) 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(gòu)造較簡(jiǎn)單，僅上游見(jiàn) F1 斷層及物探探測(cè)的 F3 斷層，破碎帶寬 ～ ，延伸長(zhǎng)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(zhì)板巖、絹云母板巖夾長(zhǎng)石砂巖、厚層長(zhǎng)石砂巖、含礫砂巖、含礫砂質(zhì)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(zhǎng)石砂巖 水文 條件 上壩線離河彎較遠(yuǎn)，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(fēng)化 情況 壩區(qū)巖石風(fēng)化受巖性與地形等因素影響，長(zhǎng)石砂巖抗風(fēng)化能力較 強(qiáng)，風(fēng)化較淺；板巖、絹云母板巖抗風(fēng)化能力較弱，風(fēng)化深度較大，兩岸山頂受地形切割呈弧立小山包，則強(qiáng)風(fēng)化深達(dá) 25～ 36m。 據(jù)鉆孔地下 水位觀測(cè)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(yuǎn)高于蓄水位。 施工條件方面： 由于該工程工程量不大，施工強(qiáng)度也較小，對(duì)施工場(chǎng)地要求不高，上、下壩址均能滿足施工場(chǎng)地要求。 壩型 方案比較 自動(dòng)翻板閘的閘室主要由閘門(mén)、轉(zhuǎn)動(dòng)較、支墩及底板組成，利用水力和重力的作用自動(dòng)啟閉。壩高一般為２～５米，適宜建在水庫(kù)的溢洪道、溢流壩和水流平穩(wěn)、泥砂、漂浮物少、無(wú)推移質(zhì)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(fù)雜，模板用量多，應(yīng)力分布復(fù)雜，鋼筋用量也多，施工困難，工期長(zhǎng)。 樞紐總體布置 根據(jù)本工程開(kāi)發(fā)的目的與要求及當(dāng)?shù)氐牡匦巍⒌刭|(zhì)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(shí)用堰堰型比較表 比較 堰型 寬頂堰 實(shí)用堰 優(yōu)點(diǎn) 1. 構(gòu)造簡(jiǎn)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(shí)，地基開(kāi)挖量較小 1. 自由泄流時(shí)，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(shí)，可采用較小斷面，水流條件好 缺點(diǎn) 1. 自由泄流時(shí)，流量系數(shù)較小 2. 下游產(chǎn)生波狀水躍的可能性大 1. 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，施工較困難 2. 淹沒(méi)度增加時(shí)，泄流能力降低很快 門(mén)葉選擇 本大壩設(shè)計(jì)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(mén)高的比值，露頂式閘門(mén)一般取為 ～ ，支鉸位置設(shè)在泄水時(shí)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(mén)，支鉸位置約在（ 1/2～ 3/4）倍門(mén)高處，并 高出 校核洪水的水面 線 。 （計(jì)算見(jiàn) 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(mén)型式、起閉能力、施工條件和地質(zhì)情況綜合比較，查《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P69 （閘孔凈寬（ b0） 參考表），弧形閘門(mén)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(shè)計(jì)手冊(cè)》 P610） 溢流壩段長(zhǎng) 度 L0 0 ( 1 ) 2 7 12 ( 7 1 ) 3 2 2 106L nb n d t m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期 50年（ P=2%）， 下泄流量 5220m3/s，相應(yīng)上游水位為 ，尾水位為 。 當(dāng)尾水深度不能滿足要求，可采取 消力池式消能即 降低護(hù)坦高程 形成消力池 ； 消力坎式消能即 在護(hù)坦末端設(shè)消力坎 、綜合消能即降低護(hù)坦高程又建消力坎 等措施形成消力池。 本電站定型設(shè)計(jì)水頭 15m屬于低水頭電站，采用底 流消能方式。 當(dāng)一孔瀉流時(shí)，單寬流量最大為最不利工況，此時(shí)越后水深 與下游的水位差 為 ，按規(guī)范應(yīng)考慮修建綜合消力池，但考慮該工程的運(yùn)行、管理與消能工后 期的維修，本設(shè)計(jì)考慮采用消力池作為消能 工。39。39。 . 12c? ? 消力池的長(zhǎng)度計(jì)算 11 39。39。 詳細(xì)構(gòu)造見(jiàn)下圖： 砼高標(biāo)號(hào)砼 消力池構(gòu)造圖 護(hù)坦構(gòu)造設(shè)計(jì) 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(biāo)號(hào)較高的 C25 砼澆筑，砼厚 150cm，并配置 10200? 的一級(jí)鋼筋作構(gòu)造鋼筋，為了增強(qiáng)護(hù)坦板的抗滑穩(wěn)定性，在消力池的末端設(shè)置齒墻，墻深 ，為了減小作用在護(hù)坦底板上的揚(yáng)壓力，在護(hù)坦上設(shè)置排水孔，并在該部位的底面鋪設(shè)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(hù)坦溢流段之間的導(dǎo)水墻寬 3m，高程為正常瀉流流量（ 3080m3/s）時(shí) 對(duì)應(yīng)的下游水位加安全超高，下游水位為 ，加安全超高 1m，取導(dǎo)水墻的高程為。比單獨(dú)建橋 節(jié)省了材料和投資，既經(jīng)濟(jì)又合理。同時(shí)考慮橋梁外形的美觀，與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)。 閘門(mén)形式 當(dāng)采用弧形閘門(mén)的水閘，閘門(mén)下游的閘室空間比較大，可將公路橋布置在閘門(mén)下游；當(dāng)采用鋼結(jié)構(gòu)的平板翻轉(zhuǎn)閘門(mén)時(shí)，閘室上游空間大，公路橋布置在上游。 橋面凈寬 按公路等級(jí)決定。在板梁和橋臺(tái)，相臨的板梁與板梁之間應(yīng)設(shè)置伸縮縫，以適應(yīng)溫度的變化。 預(yù)制裝配式板橋有預(yù)制箱形梁、空心板和 T 形板，板寬為 1～ ，考慮經(jīng)濟(jì)效果和構(gòu)件自重，一般跨徑 8m以下采用實(shí)心板（制作方便），板的厚度約為跨度。 結(jié)構(gòu)形式 及結(jié)構(gòu)圖 目前，閘壩上的公路橋設(shè)計(jì)受水閘閘門(mén)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(jié)構(gòu)，常采用拱式橋或 預(yù)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(jié)層。 橋下凈空 不論有無(wú)通航要求，閘上公路橋都要留有一定的凈空。如果閘門(mén)偏下游布置，可利用上游閘底板上的水重來(lái)改善應(yīng)力分布。要求適用，具備足夠的承載能力，保證行車(chē)安全，暢通。 40 8 公路橋尺寸擬定 因本工程沒(méi)有特殊的交通要求，考慮到旅游開(kāi)發(fā)和水庫(kù)運(yùn)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(shè)置有沉降縫。 該工程地質(zhì)條件較好，消力池后為抗沖性較好的巖石，因此不需要設(shè)海漫。39。39。 08 0= 839。39。 （《水力計(jì)算手冊(cè)》 P193 頁(yè)） q 收縮斷面處單寬流量 消能工計(jì)算與分析 根據(jù)初步設(shè)計(jì)的堰頂高程計(jì)算不同閘孔開(kāi)口數(shù)或開(kāi)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