【文章內容簡介】 庫區(qū)的主要地質問題為庫區(qū)右岸滲漏，水庫蓄水后，自龍王溝下游 2km處至黑岱溝口下游 13km一段中 奧陶系馬家溝組灰?guī)r出露區(qū)入滲，順右岸低槽帶排向榆樹灣黃河地段。巖溶滲漏形式為巖溶裂隙式滲漏，其滲漏量在不考慮工程措施條件下，從寬估算最大值在 10m3/s 以下。不致影響水庫正常效益，如采取一定的堵漏工程措施尚可進一步減少其滲漏量。 壩址區(qū)兩岸為下奧陶系、上寒武系白云巖、灰?guī)r、頁巖、泥灰?guī)r。壩基為中 7 寒武系灰?guī)r、頁巖與泥灰?guī)r。巖性致密堅硬，地質構造簡單，無較大斷層。河床壩基底部分布有張夏第六、四、二層為灰?guī)r、泥灰?guī)r、頁巖互層，巖性相對較為軟弱，其中張夏第四層在在壩基下埋藏較淺（基巖面下 ～ ），位于 持力層范圍內，其層面局部范圍內有剪切帶和泥化夾層，是壩的深層滑動控制面，但該巖層巖石的最小飽和抗壓強度任在 80MPa 以上?？刂粕顚踊瑒拥膹埾慕M第五層與第四層的交界面附近的鉆孔巖芯多數界面膠結良好。據 18 個河床中的鉆孔統(tǒng)計，界面附近巖芯采取率為 100%以及在巖芯上見到界面膠結良好者有 13孔，界面巖芯采取率不足 100%者 5 個。為安全計，并綜合考慮構造成因、兩岸平峒、地表層間剪切帶和泥化夾層連通率的統(tǒng)計值，深層滑動控制面的層間剪切帶和泥化夾層的連通率按壩基寬的 1/3 考慮。其滑動面的綜合抗剪斷強度參f=,c=。 為實現水庫年內沖淤平衡，控制淤積末端不上延，保持水庫長期使用，本樞紐采用蓄清 排渾運用方式，調節(jié)周期為 8 月至次年 7 月。水庫最高洪水位 ，汛限水位 970m，最低沖沙水位 。運行情況如下： （ 1）沖沙期（ 9 月），沖沙時水庫從汛限水位降低至 952～ 957m 運行，此間電站實行日調節(jié)。汛期遇有大水大沙時降低水位至 沖沙。 （ 2）蓄水期（ 10～ 4 月），蓄水發(fā)電， 10 月末水位蓄到 970m， 11 月水位在970～ 974m運行， 12～ 3 月水位最高不超過 977m， 4 月底蓄至正常高水 位 。 （ 3）供水期（ 5～ 7 月），供水發(fā)電， 5 月份水位開始下降， 7 月末以前水位降至 。 8 月進入排沙期水位驟降至 ～ 。 采用以上運用方式，可使水庫保持 億 m3 調洪庫容。 本設計對萬家寨水利樞紐攔河大壩進行 2 種方案設計，即：實體重力壩和寬縫重力壩方案。 工程特性 萬家寨樞紐工程特性見表 。 表 工程特性表 項目 單位 數量 備注 （ 1）水文 控制流域面積 Km2 8 多年平均年徑流量 (實測 /設計 ) 億 m3 多年平均流量 (實測 /設計 ) m3/s 780/618 萬年一遇洪峰流量 m3/s 千年一遇洪峰流量 m3/s 多年平均輸沙量 億噸 /年 多年平均含沙量 Kg/m3 （ 2）水庫 下游尾水位 校核洪水（ %） m 設計洪水位（ %） m 正常蓄水位 m 汛期限制水位 m 沖沙期運用水位 m ～ 最低沖沙水位 m 淤沙高程 m 總庫容 億 m3 調洪庫容 億 m3 （ 3） 洪水流量 萬年一遇洪水 m3/s 千年一遇洪水 m3/s （ 4） 工程效益 1）發(fā)電 9 裝機容量 萬 kW 保證出力 萬 kW 多年平均發(fā)電量 億度 年利用小時數 時 2）年供水量 億 m3 （ 5） 主要建筑物 尺寸數據僅供參考 1）主壩 型式 混凝土重力壩 壩頂高程 m 最大壩高 m 壩頂長度 m 2）底孔 進口高程 m 孔數 孔口寬高 m 單寬流量 m3/ 3）中孔 進口高程 m 孔數 孔口寬高 m 單寬流量 m3/ 4）表孔 進口高程 m 孔數 孔口寬高 m 114 10 單寬流量 m3/ 5）機組進水口 進口高程 m 孔數 孔口寬高 m 壓力鋼管直徑 m 6）廠房 10 型式 壩后式 主廠房尺寸 m 195 28 機組安裝高程 m 7）水輪機 臺數 臺 6 型號 HL（ 200）LJ600 單機容量 萬 kW 轉速 轉 /分 吸出高程 m 最大工作水頭（毛） m 最小工作水頭（毛） m 設計工作水頭 m 輸電線電壓 kV 其他 水庫吹程為 5km；地震基本烈度 7 度。 11 萬家寨水利樞紐壩址形圖和壩軸線地質剖面圖 北萬家寨水利樞紐壩址地形圖壩 軸 線高程（）壩 軸 線 地 質 剖 面 圖基巖頂板線8 721 0 321 0 129 929 729 529 329 128 92原地面線中寒武系灰?guī)r、頁巖及泥灰?guī)r利用基巖面 12 6 萬家寨水庫畢業(yè)設計指導書 根據任務書指出的設計內容，對本次畢業(yè)設計的要求、方法和步驟等具體指出如下： 了解設計任務、分析原始資料 由于時間和原始資料的原因，本次免做前期水文分析、水能規(guī)劃方面的內容，其結果由 基本資料和特性指標給出，但要求同學了解工程規(guī)劃的意圖、主要數據和設計任務；要求同學熟悉并分析樞紐地區(qū)地形、地質、水文、氣象、建筑材料等一般情況。通過對工程概況的了解和基本資料分析，同學應了解主要工程部分的特點、自然條件特征，并聯(lián)系其對工程設計和施工的關系，為以后各階段設計工作打下基礎。 壩線、壩型選擇和樞紐布置方案比較 壩軸線的位置，應根據壩址附近的地質、地形條件通過定性分析確定；壩型選擇，應根據壩址處的地形、地質、建筑材料，宣泄洪水的能力以及抗震性能等特點，通過定性分析，初步選擇 2～ 3 種壩型，進行 較詳細的技術經濟比較，從中選出既滿足工程要求又比較經濟的壩型，對之進行初步設計。 樞紐布置方案比較，首先根據樞紐的任務和要求確定建筑物的組成，然后根據地質、地形條件，擬定 2～ 3 個拱壩樞紐布置方案，并繪出草圖，通過定性分析，確定較合理的樞紐布置方案。 壩線、壩型選擇及樞紐布置是水利工程設計中具有戰(zhàn)略意義的一項重要工作，綜合性強，涉及面廣，工程經驗性強，工作量也較大。本次設計因地形地質資料有限，可主要對原則與要求進行闡述，然后說出本工程所選方案的理由和優(yōu)缺點。 孔口尺寸確定時注意如下問題： （ 1）首先要說明：樞紐泄洪任務（設計與校核）、施工導流、發(fā)電輸水、排沙等要求，樞紐采取的綜合泄水方式（表、中、底、電、沙）和各種孔口采用的流態(tài)，然后按運用要求（或調洪計算）確定孔道進、出口高程。本設計可參考表 取值； 13 （ 2）參考條件相近的已建工程或工程經驗，初步擬定各孔口尺寸。本設計可參考表 取值； （ 3）由水力學相關公式計算各孔口泄水能力，并驗算樞紐總泄洪能力（設計與校核情況）是否滿足樞紐規(guī)劃要求，如不滿足，修改孔口尺寸或調整布置（孔口高程、流態(tài)等），重新驗算，直至滿足要求為止。 壩體布置 壩體布置按如下步驟進行： （