【正文】 料后，下階段在實(shí)測大比例縱、橫斷面資料的基礎(chǔ)上對水位流量關(guān)系進(jìn)行復(fù)核。其中以中上游段兩岸及沖溝兩側(cè)淺表滑坡 、崩塌、泥石流較為發(fā)育。 工程區(qū)大地構(gòu)造單元主要隸屬于昌寧 孟連褶皺帶。 水庫區(qū)工程地質(zhì)條件 擬建電站攔河壩最大壩高約 m，規(guī)劃電站無蓄水調(diào)節(jié)庫容，壩前回水長度約 km。 西昌學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 樞紐區(qū)工程地質(zhì)條件 工程區(qū)位于南汀河中游，引水系統(tǒng)及廠房布置于河流右岸。工程區(qū)地處南汀河斷裂構(gòu)造帶內(nèi)，位于東、西支主干斷裂的夾持地帶，距離西支較近，約 8 km；東側(cè)邊緣有屬南汀河斷裂的次級組成斷裂 —總河口斷裂通過；引水隧洞后段有南汀河斷裂西支主干斷裂的次級組成斷裂 F12 通過，地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，根據(jù)地面泉水調(diào)查和工程區(qū)勘探資料，兩岸地下水均高于河水，地下水補(bǔ)給河水，層間 地下水的水力聯(lián)系差，巖層富水性弱 — 中等。壩區(qū)基巖為下古生界瀾滄群上段 (Pz1lnc) 變質(zhì)巖，巖性為砂質(zhì)板巖、二云母石英 片巖，分布于全壩區(qū)，以 F101 斷層為界，河床及左岸分布片巖、右岸分布板巖。右岸據(jù)公路開挖揭露也分布一小型褶皺，褶皺附近巖體破碎， Ⅳ 級結(jié)構(gòu)面的小斷層發(fā)育。兩岸強(qiáng)、弱風(fēng)化基巖出露，巖層傾向有利于邊坡穩(wěn)定，天然穩(wěn)定性較好，故無兩岸壩肩邊坡穩(wěn)定 問題。可用的洞渣料占 35%開挖料 (約 13 萬 m179。河漫 灘高程為 m。砂礫料的平均含砂率為％，砂的細(xì)度模數(shù) ()為 ，平均粒徑為 mm，屬中砂，顆粒級配見表 31和圖 31。卵礫石可以用來加工粗骨料，干凈的河床砂及細(xì)礫可以作為細(xì)骨料。 砂礫料的平均含砂率為 ％，砂的細(xì)度模數(shù) ()為 ，平均粒徑為 mm，屬中砂，顆粒級 配見表 31 和圖 31。 圖 31 天然砂礫料顆分曲線圖 南汀河中游流域兩岸下游巖耿三級站附近分布良好的建筑石料場 —田房石料場及光木林石料場。 壩址開挖邊坡穩(wěn)定坡比建議值如下： 地表覆蓋層及全風(fēng)化巖體邊坡 1: 強(qiáng)風(fēng)化 巖體邊坡 1:～ 1: 弱風(fēng)化巖體邊坡 1:～ 1: 西昌學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 表 31 天然砂礫料試驗(yàn)成果匯總表 取 粗 樣 度 編 模 號 數(shù) 顆粒級配 細(xì) 平 吸 孔 表 堆 度 均 水 隙 觀 積 模 粒 率 率 密 密 數(shù) 徑 (%) (%) 度 度 dm(mm) (g/cm3) (g/cm3) 吸 水 率 (%) 空 隙 率 (%) 表 觀 密 度 (g/cm3) 堆 積 密 度 (g/cm3) 粒徑 (mm) ~ ~ ~ ~ ~ 篩余百分率 (%) 1 號 料 場 2 號 料 場 西昌學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 4 工程規(guī)模 水利動(dòng)能計(jì)算 盤河口水電站為日調(diào)節(jié)徑流式開發(fā)，徑流調(diào)節(jié)計(jì)算時(shí)采用三個(gè)代表年的日平均流量資料進(jìn)行計(jì)算。通過對長系列徑流過程各年的年平均流量、枯期 11 月～次年 5 月平均流量和連續(xù)最枯五個(gè)月平均流量分析，綜合選擇豐、平、枯三個(gè)代表年為： 豐水年 (P=10%): ～ 平水年 (P=50%): ～ 枯水年 (P=90%): ～ 豐、平、枯三個(gè)代 表年的年平均流量分別為 m3/s、 m179。/s)的生態(tài)用水。 圖 41 盤河口水電站水位～ 庫 容 曲線圖 西昌學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 洪水調(diào)節(jié)及防洪特征水位 根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》 (GB5020194)和《水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)》(DL51802021)擬定盤河口水電站工程等別為 Ⅳ 等小 (1)型工程，取水閘、引水隧洞、調(diào)壓井、壓力鋼管道、主副廠房及升壓站為 4 級建筑物；尾水邊墻等次要建筑物為 5 級建筑物。 水電站首部 樞紐 各頻率洪水對應(yīng)洪水位見表 41?，F(xiàn)根據(jù)正常蓄水位與綜合 利用各水利部門效益間的關(guān)系以及有關(guān)的工程技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問題及水庫淹沒面積情況。 西昌學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 死水位擬定 盤河口水電站采用引水式開發(fā)，工程任務(wù)為發(fā)電。日調(diào)節(jié)庫容應(yīng)根據(jù)日調(diào)節(jié)計(jì)算反推，并考慮水庫庫尾泥沙淤積庫容損失等因素。 按照上述死水位擬定原則及要求，擬定盤河口水電站正常蓄水位 為 m， 死水位 不低于 m，相應(yīng)日調(diào)節(jié)庫容為 萬 m3。擋水建筑物最大壩高 m，額定水頭 m，設(shè)計(jì)引用流量 m179。 表 51 主要建筑物特征水位及流量 建筑物 洪水 設(shè)計(jì)保證率 (%) 洪峰流量 (m179。 多年平均氣溫從上游往下游逐漸升高，如上游的臨滄氣象站多年平均氣溫為 ℃ ，下游的耿馬氣象站多年 平均氣溫為 19 ℃ ，匯口附近的孟定氣象站多年平均氣溫達(dá) ℃ ；極端最高氣溫以下游的孟定氣象站最高，為 ℃ 。～ 64176。區(qū)內(nèi)海拔最低點(diǎn)為盤河口 804 m，最高點(diǎn)為工程區(qū)北側(cè)的山頂 1500 m，谷峰高差約 700 m。) 內(nèi)摩擦角 φ(176。 壩區(qū)近河床兩岸高度 20 m 以下段強(qiáng)、弱風(fēng)化基巖出露，兩壩肩處分布第四系坡積含碎石粉質(zhì)粘土薄層，厚度約 1 m～ 2 m；河床中分布沖積漂卵礫砂層，厚度 15 m～ m。 左岸：走向 N 20176。傾向上游偏向山內(nèi)。從本電站總體經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，因此選擇上壩軸線作為推薦的壩軸線。 土石壩：就地取材，節(jié)省大量的水泥、木材和鋼材；能適應(yīng)各種不同的地形、地質(zhì)和氣候條件；降低造價(jià)，施工技術(shù)簡單，便于維修、加高、陪厚和擴(kuò)建。從節(jié)約的成本和實(shí)際投入的設(shè)計(jì)施工程序上來講，相對比較不劃算。若設(shè)計(jì)成土石壩或拱壩，在實(shí)際工程意義上不合理的。 根據(jù)各項(xiàng)功能的要求，攔河壩布置分五個(gè)壩段： 西昌學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 ○ 1 河床中央布置主要泄洪建筑物 泄洪閘，布置三孔泄洪閘，孔 口為 m m，為露頂式弧形閘門； ○ 2 緊靠泄洪閘右側(cè)布置泄洪沖 沙閘，孔口尺寸為 m m； ○ 3 緊靠泄洪沖沙閘右側(cè)布置漂污道 (溢流壩 ) ， 溢流壩長 m； ○ 4 左、右岸各布置非溢流壩段 ； 左岸非溢流壩段長 m；右岸非溢流壩段長 11 m。 溢流壩為開敞式，采用實(shí)用堰 ，布置在河床部位，位于沖沙閘右岸，緊靠取水口 布置。長 46 m，寬 m。 右岸壩頂寬度根據(jù)構(gòu)造要求確定為 m，左岸壩頂因要設(shè)置泄洪閘檢修門門庫，根據(jù)要求確定為 m。 計(jì)算得 L = m～ m。引水隧洞長 m，為有壓隧洞，斷面為圓形，襯砌斷面內(nèi)徑 m，襯砌厚 m 或 m，噴混 凝土后 斷面內(nèi) 徑為 m。發(fā)電機(jī)層高程 m，水輪機(jī)層高程 m，蝶閥層高程 m。根據(jù)地形、地質(zhì)條件及工程樞紐總體布置需要，經(jīng)綜合比較研究后，確定壩軸線控制坐標(biāo)為： 壩軸線 A 點(diǎn) (左岸 )： X = m Y = m 壩軸線 B 點(diǎn) (右岸 )： X = m Y = m 壩體擋水、泄洪和沖沙相結(jié)合。壩體上預(yù)埋一根 直徑為 m 的鋼管作為生態(tài)流量出口。 (2)下游壩坡坡度 下游壩坡坡度是漿砌石重力壩的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它關(guān)系到大壩的安全性及經(jīng)濟(jì)性。 (3)溢流壩段剖面 溢流壩段壩剖面采用基本的三角形剖面，由于該壩段主要任務(wù)為排除河道中的漂浮物，兼小量的泄洪任務(wù)；所以該段壩頂高程定為 m，上游壩面鉛直，下游壩面為 1: 的斜坡，壩頂長度為 m，壩底寬為 18 m。 西昌學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 堰頂曲線的下游曲線按方程 y = = 取值進(jìn)行計(jì)算。() = m/s 上游總水頭 T0 = T+ 帶入數(shù)值，上游總水頭 T0 = ()+247。 表 55 反弧段最低點(diǎn) 水深 hco試算表 hc0 (m) q (m3/s) φ T0(m) 經(jīng)試算得 反弧段最低點(diǎn) 水深 hc0 = m。右岸壩頂寬度根據(jù)構(gòu)造要求確定為 m，左岸壩頂因要設(shè)置泄洪閘檢修 門門庫，根據(jù)要求確定為 m。 (6)泄洪沖沙閘剖面 泄洪沖沙閘長度與溢流壩段剖面長度基本相同。 (1)壩頂構(gòu)造 西昌學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 壩頂寬度由交通要求及泄洪建筑物閘門、啟閉設(shè)施的安裝和運(yùn)行要求確定。橫縫上游及下游校核洪水位以下各設(shè)一道橡膠止水。但應(yīng)考慮設(shè)置防滲帷幕和排水孔時(shí)對降低滲透壓力的作用和效果。由此推出： 閘基土的粗細(xì)顆粒分界粒徑 df = 15 85dd = ? = (510) 根據(jù)表 31 查得： Pf = % ， n = %； Pf ─ 小于 df 的土粒含量的百分?jǐn)?shù)； n ─ 閘基土的孔隙率， %； 判定公式： 4Pf (1 n) = 4 % (1 % ) = 1 (511) 西昌學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 所以該地基可能會發(fā)生管涌破壞。 防滲帷幕及排水孔設(shè)計(jì) 為防止及保護(hù)壩基的滲透穩(wěn)定性，根據(jù)地質(zhì)要求對壩基進(jìn)行帷幕灌漿即可，無需進(jìn)行固結(jié)灌漿。由地下水位線及地質(zhì)條件可得出，壩基處會發(fā)生繞壩滲流；為防止繞壩滲流，帷幕向左、右各延伸 m。 永久縫止水設(shè)計(jì) 位于防滲范圍內(nèi)的永久縫應(yīng)設(shè)一條止水，即在防滲鋪蓋和壩基交接之間設(shè)置止水帶。 地基沉降計(jì)算：根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》 (SL 2652021)地基計(jì)算及處理設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求，凡屬于下列情況之一者，可不進(jìn)行地基沉降量計(jì)算： ○ 1 巖石地基 ， ○ 2 礫石、卵石地基 ， ○ 3 中砂、粗砂地基， ○ 4 大型水閘標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)大于 15 擊的粉砂、細(xì)砂、砂壤土、 壤土，及粘土地基， ○ 5 中 、小型水閘標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)大于 10 擊的壤土及粘土地基。計(jì)算加速度水平向采用 ，豎 向采用水平向 的 2/3，并考慮 的遇合系數(shù)。 荷載作用的計(jì)算 (按單寬計(jì)算 ) 鋼筋混凝土： γ = kN/m179。 西昌學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 Ps = 52tan2(35186。 基礎(chǔ)：沖積層， f 取 ○ 1 正常蓄水位工況： 壩體的自重 W = W 自 +W 交 = + = kN ↓ (513) 上游靜水壓力 P1 = γ 水 H2 (514) = = kN → 淤沙壓力 Ps = tan2(45186。 (2)荷載組合 基本組合 Ⅰ ：正常蓄水位工況 特殊組合 Ⅰ ：校核洪水位工況 特殊組合 Ⅱ ：正常蓄水位 +地震工況 (3)抗滑穩(wěn)定計(jì)算及應(yīng)力分析。 體 抗滑穩(wěn)定和壩體應(yīng)力計(jì)算分析 壩 體 抗滑穩(wěn)定和壩體應(yīng)力計(jì)算分析 按規(guī)范《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范 (SL 3192021)可知： (1) 荷載 基本荷載： ○ 1 壩體自重； ○ 2 正常蓄水位時(shí)的靜水壓力； ○ 3 相應(yīng)于正常蓄水位時(shí)的揚(yáng)壓力； ○ 4 設(shè)計(jì)洪水位時(shí)的靜水壓力； ○ 5 相應(yīng)于設(shè)計(jì)洪水位時(shí)的揚(yáng)壓力； ○ 6 泥沙壓力； 特殊荷載： 西昌學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 ○ 7 校核洪水位時(shí)的靜水壓力； ○ 8 相應(yīng)于校核洪水位時(shí)的揚(yáng)壓力； ○ 9 地震荷載。內(nèi)容應(yīng)包括： (1)地基滲流穩(wěn)定性驗(yàn)算； (2)地基整體穩(wěn)定計(jì)算； (3)地基沉降計(jì)算。 壩基 開挖后，對出露的小斷層、張開節(jié)理、裂隙要求進(jìn)行逐條開挖清理，并用 C15混凝土進(jìn)行回填封堵。帷幕灌漿應(yīng)在有一定厚度混凝土蓋重及固結(jié)灌漿后進(jìn)行。 允許滲流坡降值為 ，均小于水平段和出口段的允許滲流坡降值，滿足抗?jié)B穩(wěn)定性要求。下游消力池已經(jīng)釋放了壓力 ， 所以簡化工程如 圖 52。壩體不設(shè)縱縫。 為滿足閘門啟閉設(shè)施的運(yùn)行要求，在泄洪閘和沖沙閘壩段布置啟門排架，上部布置 啟閉機(jī)室。沖沙閘底板為 C35 抗沖混凝土。上游壩面鉛直，下游壩面壩坡為 1:。其剖面形式見圖 51。