【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 城 20km，下距全明鎮(zhèn)約10km，均有公路相通。順場(chǎng)灘樞紐是一座以灌溉為主，兼以發(fā)電的綜合利用水庫(kù)。工程建成后，可以灌溉下游 8 萬(wàn)多畝田地。 發(fā)電站裝機(jī)容量為 4000KW，電能主要為附近城鎮(zhèn)的工農(nóng)業(yè)及農(nóng)村產(chǎn)品加工業(yè)提供能源。 地形條件 順河發(fā)源于南嶺山脈的南側(cè)，河流上游兩岸山勢(shì)陡峻，河床比降較大。中游如潭家場(chǎng)以上一帶，雖然山勢(shì)雄偉，但是相對(duì)上游而言較為開(kāi)闊，河床比降顯著減小，并有小河灣存在，是水庫(kù)的主要蓄水區(qū)；在潭家場(chǎng)以下河段，地勢(shì)明顯開(kāi)闊，左岸較陡，右岸相對(duì)較緩，是農(nóng)田主要分布區(qū)域。 樞紐壩址河谷呈 “U’型。谷底寬約 30m，在 470m 高程處寬約 300m，兩岸不甚對(duì)稱。在右岸 431m高程左右，分布有一寬約 10m，長(zhǎng)約 40m的一級(jí)階地。河床左岸平均坡度為30176。，右岸平均坡度為 23176。主河槽偏向左岸，但是流經(jīng)潭家場(chǎng)后偏向右岸，致使右岸坡變陡，左岸形成一沖積臺(tái)地。壩址上游左右兩岸有小山彎地形，下游潭家場(chǎng)附近有一較大的沖積地形，詳見(jiàn)地形圖示。由于壩址區(qū)段地形條件的限制，壩軸線只可能在小范 圍內(nèi)變動(dòng)。 工程地質(zhì)及水文地質(zhì) 經(jīng)勘察及區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造分析，庫(kù)區(qū)出露地層主要為下白堊系地層和中生代上侏羅紀(jì)系砂頁(yè)巖互層。砂巖中節(jié)理裂隙較發(fā)育，但是無(wú)大的斷裂構(gòu)造切割，庫(kù)岸穩(wěn)定，地下水主要向庫(kù)內(nèi)補(bǔ)給，不存在向鄰谷和下游滲流的問(wèn)題。 根據(jù)省地震局有關(guān)資料及《中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖》綜合分析，該區(qū)地震活動(dòng)較弱，屬相對(duì)穩(wěn)定區(qū)。流域地震烈度為 5 度。 壩址河谷谷底以下為厚約 30m以上的巨厚層石英砂巖，為大壩的主要持力層；中部為厚 3m的砂質(zhì)粘土巖，下部為厚 30m厚的石英砂巖，中夾有薄層砂質(zhì)粘土巖，兩岸 以石英砂巖為主，中夾有砂質(zhì)粘土巖，石英砂巖巖質(zhì)堅(jiān)硬，抗壓、抗拉及抗剪強(qiáng)度較高，但是其表層節(jié)理裂隙發(fā)育特別是左岸更甚。 壩基巖體物理力學(xué)特性 見(jiàn) 表 所示 ： 四川大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 順場(chǎng)灘面板堆石壩設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 表 壩基巖體物理力學(xué)特性 序 號(hào) 力學(xué)參數(shù) 巖類 巖體容重 R（ t/m3） 變形模量 E （ kg/cm2） 抗壓強(qiáng)度 Rc（ kg/cm2） 泊桑比 ? 1 石英砂巖 104 800 2 砂質(zhì)粘土巖 104 190 水文氣象 水文特征 順河流域?qū)賮啛釒夂?，由于受太平洋低壓槽影響，本區(qū)雨量較為充沛。根據(jù)壩址下游 5km 處的桑坪水文站實(shí)測(cè)資料分析，多年平均降雨量為 1020mm，雨量多集中在 6～ 9月，占全年降雨量的 80%。雨量年內(nèi)分配不均，多年平均降雨數(shù) 152 天，多年平均氣溫 15℃ ，極端最高氣溫 36℃ ，極端最低氣溫 5℃ ，分別發(fā)生在 7 月和 1 月份，全年無(wú)霜期 289 天。多年平均相對(duì)濕度 80%。 氣象特征 根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笳?1957～ 1986 年的實(shí)測(cè)風(fēng)速資料，多年平均最大風(fēng)速為 ， 瞬時(shí)最大風(fēng)速為 ，風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，與水庫(kù)吹程方向近乎一致，水庫(kù)吹程 2km。 根據(jù)桑坪水文站 1967～ 1986 年完整的水文資料分析，多年平均流量為 ，實(shí)測(cè)最大洪峰流量為 1600 m3/s， 詳見(jiàn)表 ： 表 實(shí)測(cè)洪峰流量 年 份 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 洪峰流量（ m3/s） 1240 590 640 795 1010 910 700 1600 1120 570 年 份 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 洪峰流量（ m3/s） 1060 725 820 930 1380 630 1430 680 860 770 本河段曾進(jìn)行多次洪水調(diào)查，查出具有代表性的兩次歷史洪水流量如表 所示，各月和各時(shí)段的施工洪水流量見(jiàn)表 所示： 表 歷史洪水流量 年份 歷史洪水量（ m3/s） 1957 年 2300 1899 年 2040 四川大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 順場(chǎng)灘面板堆石壩設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 表 各月和各時(shí)段的施工洪水流量 月份 頻率 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 10 月 11 月 12 月 全年 10% 50 29 13 5% 20 59 38 17 泥沙情況 順河發(fā)源于南嶺山脈南側(cè)，由于受太平洋低壓槽影響，流域氣候溫和，相對(duì)濕度較大，適宜植物生長(zhǎng)。因此沿河兩岸植被良好，無(wú)大面積固體徑流來(lái)源，所以沙量變化較平穩(wěn)。經(jīng)分析，河流多年平均輸沙總量為 萬(wàn) m3。淤沙浮容重 t/m3，內(nèi)摩擦角 13176。 施工條件 建筑材料 順河流域地處山區(qū)，壩址上下游蘊(yùn)藏有豐富的石 英砂 巖 ，表面覆蓋較薄，易于開(kāi)采，運(yùn)輸距離較近?；炷良吧皾{用的砂石料主要由壩址下游 10km 處的沙灣一帶采集，水泥由地區(qū)水泥廠供給（ 400水泥），鋼材由縣物資局統(tǒng)一調(diào)撥，流域土料缺乏，雖有農(nóng)田覆蓋，但是多為 沙 壤土，貯量小，土質(zhì) 差。 其建筑用料的物理力學(xué)特性 詳 見(jiàn)表 、表 ： 表 砌體與混凝土的物理力學(xué)特性 力學(xué)特性 名 稱 容重 （ t/m3） 彈性模量 E （ kg/cm2） 容許抗壓強(qiáng)度 （ kg/cm2） 容許抗拉強(qiáng)度 （ kg/cm2） 漿砌塊石 104 148 混凝土 18104 漿砌條 石（ ） 104 180 交通及施工場(chǎng)地 樞紐左岸有公路自潭家場(chǎng)經(jīng)壩頭通至縣城，右岸有公路通至全明鎮(zhèn)，并可以通往縣城，交通較為方便。以上公路除了個(gè)別地段加寬外，可以滿足施工運(yùn)輸要求。 壩址上下游兩岸的開(kāi)闊地形，特別是潭家場(chǎng)附近一帶，均可以布置施工場(chǎng)地，而且有部分拆遷后的民房可供利用 。 四川大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 順場(chǎng)灘面板堆石壩設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 3 水文水利計(jì)算 工程等別及建筑物級(jí)別 工程規(guī)模和工程等別 水利工程對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響巨大，因 此，應(yīng)從社會(huì)經(jīng)濟(jì)全局的利益出發(fā)，將工程安全性與經(jīng)濟(jì)合理性統(tǒng)一考慮，進(jìn)一步將樞紐中的建筑物進(jìn)行分級(jí)。水利水電工程的等別，應(yīng)根據(jù)其工程規(guī)模、效益及在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性，按中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（ SL2522021）（見(jiàn)表 ）進(jìn)行確定。 表 水利水電工程分等指標(biāo) 工程 等別 工程 規(guī)模 水庫(kù) 總庫(kù)容 （億 m179。） 防 洪 治澇 灌溉 供水 發(fā)電 保護(hù)城鎮(zhèn)及工礦企業(yè)的重要性 保護(hù) 農(nóng)田 （萬(wàn)畝） 治澇面積 （萬(wàn)畝） 灌溉面積 （萬(wàn)畝） 供水 對(duì)象 重要性 裝機(jī) 容量 （萬(wàn)kW） Ⅰ 大（ 1）型 ≥10 特別 重要 ≥500 ≥200 ≥150 特別 重要 ≥120 Ⅱ 大（ 2）型 10～ 重要 500～ 100 200～ 60 150～ 50 重要 120～ 30 Ⅲ 中 型 ～ 中等 100～ 30 60～ 15 50～ 5 中等 30～ 5 Ⅳ ?。?1）型 ～ 一般 30～ 5 15～ 3 5～ 一般 5～ 1 Ⅴ ?。?2）型 ～ 5 3 1 注： ； 。 工程分等指標(biāo)： （ 1）水庫(kù)總庫(kù)容：本工程基本資料里給出的正常蓄水位高程為 ，根據(jù)水位 —庫(kù)容曲線，可以得知本工程總庫(kù)容為 3640 萬(wàn) m3， 億 m3 億 m31 億 m3， 根據(jù)表 可查得本工程等別為 Ⅲ 等，工程規(guī)模為 中 型。 四川大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 順場(chǎng)灘面板堆石壩設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) （ 2） 電站裝機(jī)： 根據(jù)已給資料，發(fā)電站裝機(jī)容量為 4000kW， 根據(jù)表 可查得 本工程等別為 Ⅴ 等，工程規(guī)模為 小 （ 2）型。 （ 3） 灌溉 ： 順場(chǎng)灘樞紐是以灌溉為主，工程建成后，可以灌溉下游 8 萬(wàn)多畝田地。根據(jù)表 可查得 本工程等別為 Ⅲ 等，工程規(guī)模為 中 型 。 由《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（ SL2522021）可知，對(duì)綜合利用的水利水電工程，當(dāng)按各綜合利用項(xiàng)目的分等指標(biāo)確定的等別不同時(shí)，其工程等別應(yīng)按其中最高等別確定。故由以上幾個(gè)判別標(biāo)準(zhǔn)，可確定本 工程等別為 Ⅲ 等， 工程 規(guī)模為 中 型。 水工建筑物級(jí)別 水利是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，工作失常會(huì)導(dǎo)致社會(huì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)受到阻滯和破壞，甚至造成社會(huì)問(wèn)題。因此應(yīng)從整個(gè)工程的安全出發(fā)，考慮到工程的經(jīng)濟(jì)效益及運(yùn)行時(shí)限，需要對(duì)水工建筑物進(jìn)行分級(jí)。 水利水電工程中的永久性和臨時(shí)性水工建筑物，根據(jù)其所屬的工 程等別及其在工程中的作用和重要性，根據(jù)中華人民共和國(guó)行業(yè)規(guī)范《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（ SL252—2021），分別劃分為 5 級(jí)和 3 級(jí)，見(jiàn)下表 和表 所示。 表 永久性水工建筑物級(jí)別 工程等別 主要建筑物 次要建筑物 Ⅰ 1 3 Ⅱ 2 3 Ⅲ 3 4 Ⅳ 4 5 Ⅴ 5 5 表 臨時(shí)性水工建筑級(jí)別 級(jí)別 保護(hù)對(duì)象 失事后果 使用年限(年 ) 臨時(shí)性水工建筑物規(guī)模 高度（ m） 庫(kù)容（ 108m3） 3 有特殊要求的 1級(jí)永久性水工建筑物 淹沒(méi)重要城鎮(zhèn)、工礦 企業(yè)、交通干線或推遲總工期及第一臺(tái)（批）機(jī)組發(fā)電，造成重大災(zāi)害和損失 3 50 4 2級(jí)永久性水工建筑物 淹沒(méi)一般城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)或推遲總工期及第一臺(tái)（批）機(jī)組發(fā)電，造成較大經(jīng)濟(jì)損失 3~ 50~15 ~ 四川大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 順場(chǎng)灘面板堆石壩設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 5 4級(jí)永久性水工建筑物 淹沒(méi)基坑，但對(duì)總工期及第一臺(tái)（批）機(jī)組發(fā)電影響不大，經(jīng)濟(jì)損失較小 15 注： 當(dāng)臨時(shí)性水工建筑物根據(jù)上表指標(biāo)分屬不同級(jí)別時(shí)，其級(jí)別應(yīng)按其中最高級(jí)別確定，但對(duì) 3級(jí)臨時(shí)建筑物，符合該級(jí)別規(guī)定的指標(biāo)不得少于兩項(xiàng)。 在本設(shè) 計(jì)中工程等別為 Ⅲ 等，根據(jù)表 ，可以得知該工程永久性水工建筑物中主要建筑物級(jí)別為 3 級(jí)，次要建筑物為 4 級(jí)；對(duì)于臨時(shí)性水工建筑物，從表 中得出的級(jí)別為4 級(jí)。 洪水標(biāo)準(zhǔn) 水利水電工程永久性水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)，查規(guī)范《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn) 》 （ SL2522021），按山區(qū)、丘陵區(qū)和平原、濱海區(qū)分別確定。結(jié)合本工程基本資料，順場(chǎng)灘 水利樞紐為山區(qū)、丘陵區(qū)水利水電工程，所以永久性水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)按表 確定。 表 山區(qū)、丘陵區(qū)水利水電工程永久性水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn) [重現(xiàn)期（年） ] 項(xiàng) 目 水工建筑物級(jí)別 1 2 3 4 5 設(shè) 計(jì) 1000～ 500 500～ 100 100～ 50 50～ 30 30～ 20 校 核 土石壩 10000～ 5000 5000～ 2021 2021～ 1000 1000～ 300 300～ 200 混凝土壩、漿砌石壩 5000～ 2021 2021～ 1000 1000～ 500 500～ 200 200～ 100 順場(chǎng)灘 工程永久性水工建筑物級(jí)別為 3 級(jí)，根據(jù)表 可知，本工程 正常運(yùn)用（設(shè)計(jì)工況）下的洪水重現(xiàn)期為 100~50 年，非常運(yùn)用（校核工況）下的洪 水重現(xiàn)期為 2021~1000年。 綜合考慮后本設(shè)計(jì)取永久性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)為：設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為 100 年一遇（ p=1%），校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 2021 年一遇（ p=%）。 水文計(jì)算 水文計(jì)算的主要目的是推求設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線和校核洪水過(guò)程線 。 洪水過(guò)程線推求方法 設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線和校核洪水過(guò)程線可由典型洪水過(guò)程線放大得到，其方法主要有兩種：同頻率放大法和同倍比放大法。 本設(shè)計(jì)采用同倍比放大法。 四川大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 順場(chǎng)灘面板堆石壩設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 同倍比放大法即按峰或量同倍比控制的方法，其優(yōu)點(diǎn)是可以較好地保持典型洪水過(guò)程線的特點(diǎn)，對(duì)多峰洪水過(guò)程 的流域或分析洪水地區(qū)組成時(shí)均可適用，缺點(diǎn)是常使設(shè)計(jì)洪峰或設(shè)計(jì)洪量的放大結(jié)果有偏大或偏小的現(xiàn)象。 同倍比放大法是按同一個(gè)倍比放大典型洪水過(guò)程線的各縱坐標(biāo)值，從而得到設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線。因此，方法的關(guān)鍵在于確定以誰(shuí)為主的放大倍比值。放大倍比值的選用有兩種： 一是 “以峰控制 ”，其放大倍比為： 式中： Qmp—設(shè)計(jì)頻率的洪峰流量； Qm—典型洪水過(guò)程線的洪峰流量。 二是 “以量控制 ”