【文章內(nèi)容簡介】 ，出口底高程為 130m。泄槽支撐結(jié)構(gòu)采用框架式結(jié)構(gòu)?？岔敻叱虨?119m,淺孔反弧半徑為 33m,中孔反弧半徑為 50m。泄槽直線段的坡度與孔身底部坡度一致 ,挑射角 θ= 20o,導(dǎo)墻厚度為 , 淺孔導(dǎo)墻高度為 ,中孔導(dǎo)墻高度為 11m。 過木筏道位于右岸。根據(jù)林業(yè)部的要求，每年木材過壩量為 萬立方米，起木材最大長度為 10m，大頭直徑為 100cm。 開關(guān)站長 75m，寬 20m，位于左岸。 設(shè)計要求 在明確設(shè)計任務(wù)及對原始資料進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，要求： 4 根據(jù)防洪要求，對水庫進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計算，確定壩頂高程及溢洪道孔口尺寸； 通過分析，對可能的方案進(jìn)行比較，確定樞紐組成建筑物的型式，輪廓尺寸及水利樞紐布置方案； 詳細(xì)做出大壩設(shè)計，通過比較確定壩的 基本剖面與輪廓尺寸擬定地基處理方案與壩身構(gòu)造，進(jìn)行水力，靜力計算； 對拱壩進(jìn)行設(shè)計：選擇建筑物的型式與輪廓尺寸，確定布置方案：擬定細(xì)部構(gòu)造，進(jìn)行水力、靜力計算； 決定樞紐的施工導(dǎo)流方案，安排施工的控制性進(jìn)度。 工程特性表 表 11 水庫特性表 正常蓄水位 設(shè)計洪水位 校核洪水位 死水位 164 182 表 12 樞紐特性表 淺孔 中孔壩型 雙曲拱壩 個數(shù) 2 2 廠房型式 壩后式壩基地質(zhì) 花崗斑巖 寬 主廠房尺寸 81 18最大壩高 高 副廠房尺寸 6010壩頂中心角 176。 進(jìn)口底高程 164m 135m 發(fā)電機(jī)層高程 壩頂外半徑 200m 出口底高程 154m 130m 引水鋼管進(jìn)口高程 壩頂厚度 坎頂高程 119m 119m 引水鋼管直徑 壩底中心角 68 176。 坎上水深 尾水管底高程 壩底外半徑 70m 反弧半徑 33m 50m 廠房頂高程 壩底厚度 挑射角 20176。 20176。 尾水位 導(dǎo)墻高度 11m 發(fā)電機(jī)臺數(shù) 4導(dǎo)墻厚度 單機(jī)容量 5 萬 kw滿載流量 338m3/s安裝場尺寸 21 18開關(guān)站尺寸 20 75攔河大壩 廠房泄水建筑物 5 第二章 設(shè)計資料 樞紐任務(wù) 本工程同時兼有防洪、發(fā)電、灌溉、漁業(yè)等綜合作用。 發(fā)電 裝機(jī) 20 萬 千瓦，多年平均發(fā)電量為 億度。 本電站 4 臺 5 萬千瓦機(jī)組。正常蓄水位為 ，汛期限制水位： 182m，死水位為 164m， 4 臺機(jī)滿載時的流量為 338s/m3，尾水位為 。 廠房形式為壩后式，主廠房平面尺寸為 18m81m，發(fā)電機(jī)層高程： ，尾水管底高程： ，廠房頂高程 ，副廠房平面尺寸為 60m10m，安裝場尺寸為 21m18m，開關(guān)站尺寸為 20m75m,位于左岸。 灌溉 增加灌溉面積 50 萬畝。 防洪 可減輕洪水對 A 市平原及 A 市的威脅，在遇 5000 年 一遇和 1000 年一遇洪水時，經(jīng)水庫調(diào)洪后，洪峰流量由原來 14900， 11700 m3 /s 分別消減為 7750， 6750 m3 /s。要求設(shè)計洪水時最大下泄流量限制為 6750 m3 /s。 漁業(yè) 正常蓄水位時，水庫面積為 平方公里，為發(fā)展養(yǎng)殖創(chuàng)造有利條件。 過木 根據(jù)林業(yè)部門提供的要求，木材過壩量為每年 萬 m3。其木材最大才長10m，大頭直徑為 100cm。 基本資料 自然地理 流域概況 A 江是我國東南的一條河流，流向自西向東，流經(jīng) A 省南部地區(qū)，匯入東海，干流全長 153 公里，流域面積 4860 平方公里。 壩址以上流域面積 2716 平方公里，流域境內(nèi)為山區(qū)，平均高度為 662m，最 6 高山峰達(dá) 1921m，流域境內(nèi)氣候濕潤，雨量豐沛，屬熱帶氣候。徑流主要來自降雨，小部分由地下水補(bǔ)給，每年 4～ 9 月為汛期，其中 6 兩個月為霉雨季節(jié)，河道坡降上游陡，下游緩，平均坡降 ~%，因河道陡，調(diào)蓄水能力低，匯流快，由暴雨產(chǎn)生的洪水迅速漲落，一次洪水過程線尖痩，屬典型的山區(qū)性河流。 流域境內(nèi)，以農(nóng)林為主，森林茂盛，植被良好，水土流失不嚴(yán)重，樞紐下游為 A 省的重要農(nóng)副生產(chǎn)基地 A 平原。 壩址下游約 50 公里有縣級城市兩座，在河流入海處有省轄市一座。 氣候特性 （ 1）氣溫 壩址處的多年平均氣溫為 ℃ ，月平均最低氣溫（一月份） 5℃ ，最高（七月份） 29℃ 。實測極端最低氣溫（一月份） ℃ ,最高（七月份）為 ℃ 。 （ 2）濕度 年平均相對濕度為 79％左右，其中以 6 月份 87％最大， 1 月份 72％為最小，日變化較大。 （ 3）降雨量 壩址以上流域的年平均降雨量為 1680mm，實測最大年降雨量為 2389mm，最少為 1380mm，雨量在年內(nèi)分配不均，其中 4～ 9 月份占全年降 雨量的 75％，而 6 兩月占全年雨量的 1／ 3。 表 2— 1 各月降雨量的雨型及日數(shù)統(tǒng)計表 月份 項目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年 實際天數(shù) 31 23 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 ~10mm雨日 3 4 5 7 12 12 10 9 8 7 6 4 10~30mm雨日 2 3 4 5 8 9 6 5 4 3 2 1 30mm以上雨日 9 1 1 8 5 6 3 2 2 1 0 0 （ 4）蒸發(fā)量 壩址處多年平 均蒸發(fā)量為 1349mm，其中全年 7 月份為最大，月蒸發(fā)量為217mm， 2 月份為最小，月蒸發(fā)量為 。 （ 5）風(fēng)向風(fēng)力 7 實測最大風(fēng)速為 17m/s，風(fēng)向西北偏西，吹程 公里。多年平均最大風(fēng)速為：汛期為 12m/s，非汛期為 13m/s,風(fēng)向基本垂直壩軸線，吹程 4 公里。 （ 6）水庫水溫 據(jù)資料分析，各層水溫的多年平均水溫（ TH）及年變幅（ △ TC）按下列公式計算： )(?? HHeT (21) )(??? HceT (22) 其中： H―― 水深。 水文特性 （ 1）正常徑流 根據(jù)資料分析，壩址處的多年平均流量為 100 秒 m3，多年平均徑流總量為 億 m3，各頻率的月平均量見下表。 表 22 多年平均徑流總量各頻率的月平均量 月 頻率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 多年平均 1％ 116 267 324 490 689 679 346 263 331 102 121 113 186 5％ 78 179 235 364 510 537 352 177 210 73 77 73 150 50％ 21 49 89 141 216 277 78 44 44 26 16 16 97 80％ 8 19 47 73 12 134 22 15 12 13 4 5 74 95％ 2 5 22 36 69 121 5 4 2 6 1 1 55 23 65 103 162 215 295 115 61 67 31 24 24 100 (2) 洪峰流量及總量 據(jù)水文資料推算，壩址處的洪峰流量及總量如下：洪峰流量 Q=3310 m3/s，Cv=， Cs=4Cv，皮 Ⅲ 型線，各頻率流量為： P=%， Q=14900m3/s； P=%，Q=11700m3/s。 8 洪峰總量：三日洪水總量的均值 W= 億 m3， Cv=， Cs=3Cv，皮 Ⅳ 型線，各頻率洪量： P=%，三日洪水總量 Wp= 億 m3； P=%，三日洪水總量Wp= 億 m3?？赡茏畲笕蘸榱繛? 億 m3。 施工期各設(shè)計洪水頻率流量見下表。 表 23 施工期設(shè)計洪水頻率流量表 頻率 10—4 月 9—6 月 10—3 月 11—6 月 11—2 月 12—2 月 備注 5 2087 1772 1367 1367 884 824 10 1673 1410 1072 1072 654 596 20 1275 1045 784 784 434 332 (3) 固體徑流量及水庫淤積 據(jù)水文站實測資料分析，年固體徑流總量為 331噸，百年后水庫淤積高程 115m，淤沙容量為 ，內(nèi)摩擦角 10176。 。 其他 本壩址地震烈度為 7?。 工程地質(zhì) 庫區(qū)工程地質(zhì) 庫區(qū)巖性以火山巖和沉積巖為主，褶皺規(guī)模不大，均為背斜，兩翼地層平緩，并且不對稱。有較大的斷層二條，這些褶皺和斷層呈北東向 展布，以壓扭性為主，傾角較陡，延伸長度達(dá)幾直幾十公里，斷層單寬 1m左右。個別達(dá) 10m以上。斷層破碎都已膠結(jié)。 庫區(qū)水文地質(zhì)簡單，以裂隙水為主，地下分水嶺均高出庫水位以上。 壩址工程地質(zhì) （ 1）地貌 壩址處的河床寬度為 100m。河底高程 100m，水深 1～ 3m，河谷近似 “V” 型，兩岸約 40176。 ～ 60176。 。 河床覆蓋層由大理石，卵石組成。厚度約 5～ 6m，兩岸山坡為第四系覆蓋層，厚度為 5～ 10m 左右。 （ 2）巖性和工程地質(zhì) 9 壩基為花崗巖，風(fēng)化較淺，巖性均一，新鮮堅硬完整，抗壓強(qiáng)度達(dá)120—— 200Mpa。 壩址的地質(zhì)構(gòu)造簡單，無大的地質(zhì)構(gòu)造，緩傾角節(jié)理延伸短，整體滑動可能性小，但陡傾角節(jié)理較發(fā)育，以構(gòu)造節(jié)理為主，左右岸各有走向互相垂直的二組節(jié)理。其中一組近似于平行山坡等高線，方向見地形圖，節(jié)理傾角約 35176。 ～ 90176。 ，節(jié)理面無夾泥存在，壩址處的水文地址較簡單，未發(fā)現(xiàn)裂隙承壓水。 巖石的物理力學(xué)性質(zhì)見下表。 表 24 巖石的物理力學(xué)性質(zhì)表 巖性或 地質(zhì)構(gòu)造 容重（ kN/m3） 孔隙率 % 抗壓強(qiáng)度（ MPa） 彈性模量MPa 摩擦系數(shù) 粘著力 （ MPa） 泊 松 比 Μ 抗剪系數(shù) 抗剪斷系數(shù) 干 濕 干 飽和 混凝土基巖 內(nèi)部 混凝土基巖 內(nèi)部 花崗斑巖 210 190 104 基巖與混凝土 節(jié)理面 基巖內(nèi) 注 :相對隔水層離基巖表面深 15m。 筑壩材料 石料 壩區(qū)大部分地區(qū)為花崗斑巖，基巖埋深淺，極易開采，且河床覆蓋層中的塊石、卵石可利用，因此筑壩石料極易解決。 砂料 在壩下游勘探 6個砂料場，最遠(yuǎn) 料場離壩約 9公里，以石英破碎帶的料場為主，初估砂料儲量 430萬 m3。 經(jīng)質(zhì)量檢驗，砂石料符合規(guī)范要求。壩址處缺乏筑壩的土料。 10 庫區(qū)經(jīng)濟(jì)及其它 庫區(qū)經(jīng)濟(jì) 庫區(qū)除有小片盆地外，其余多為高山峽谷地帶。耕地主要分布在小片盆地上，高山上的森林茂密。在正常蓄水位時，需遷移人口 21444 人，拆遷房屋 19240 間，淹沒，浸沒耕地 16804 畝，淹沒森林面積 18450 畝，淹沒縣社建造的二座小型水電站 (裝機(jī) 2210kw）等，需賠償費(fèi) 4120 萬元。 其它 （ 1）對外交通 本壩址上游左岸 30 公里處有鐵路干線車站，另有公路與壩址下游 50公里的兩座縣城相通，兩縣城有公路與水路與河流入海處的省轄市相連，對外交通較為方便。 （ 2）附屬工廠和生活建筑區(qū) 壩址下游兩岸有較大的沖積臺地，地形平緩面積較大，適宜布置工廠和生活建筑區(qū)。 （ 3）負(fù)荷位置 本電站主要供應(yīng)壩下游 A平原的農(nóng)村生產(chǎn)用電及省轄市的工業(yè)用電，并擔(dān)負(fù) A電網(wǎng)的部分調(diào)峰任務(wù)。 （ 4）壩頂有雙線公路布置的要求。 （ 5）水庫水位 —— 容積關(guān)系曲線、壩址處水位 —— 流量關(guān)系曲線、設(shè)計洪水（三日）過程線和壩址地形圖見下列附圖。 11 12 13 第三章 樞紐主要建筑物的形式與總體布置 工程等級及技術(shù)規(guī)范設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 工程等級 在工程安全與經(jīng)濟(jì)之間存在著矛盾，為使工程的安全可靠性與其造價的經(jīng)濟(jì)合理性適當(dāng)統(tǒng)一起來，水利樞紐及其組成建筑物要分等分級，即先按工程的規(guī)模，效益及其在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性，將水利樞紐分等，而后再對各組成建筑物按其所屬樞紐等別，建筑物作用及重要性進(jìn)行分級。 本工程校核水位為 ，查庫容曲線得相應(yīng)庫容為 億 m310億 m3，根據(jù)我國水利部頒發(fā)的現(xiàn)行規(guī)范 —— 《水利水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（山區(qū)、丘陵區(qū)部 分）》，確定 A江水利樞紐工程等別為一等，工程規(guī)模為大（ 1）型工程，主要建筑物級別為 1級，次要建筑物級別為 3級，臨時性建筑物級別為 4級。 技術(shù)規(guī)范 混凝土拱壩設(shè)計規(guī)范（ SD14585）規(guī)定：對于基本荷載組合，允許拉應(yīng)力為，安全系數(shù)為 ；對于特殊荷載組合，允許拉應(yīng)力為 ，安全系數(shù)為 ；當(dāng)考慮地震荷載時，允許拉應(yīng)力可適當(dāng)提高，但不超過 30%。 洪水標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為千年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為五千年一遇。 調(diào)洪演算及設(shè)計基本數(shù)據(jù) 調(diào)洪演算的 目的 根據(jù)防洪要求，對水庫進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計算，以確定上游不同洪水標(biāo)準(zhǔn)下的下泄流量，然后確定出設(shè)計洪水位和校核洪水位。 14 根據(jù)調(diào)