【導讀】中也有不錯的前景。設(shè)計說明書對黑河金盆水利樞紐進行了較為詳細的設(shè)。大壩壩體為心墻壩，最大壩高為。泄水建筑物為表孔溢流式的。溢洪洞和深孔無壓式的泄洪洞。引水隧洞為有壓式。使用西安理工大學的襯砌計算軟件計算隧洞的內(nèi)力。對指定圓弧面的安全系數(shù)進行了驗算。所提交的成果包括：計算說明書一份，CAD圖紙共9張。

　　

【正文】 門全部打開，泄洪洞閘門逐步打開 16 1200 20 2020 21 3020 溢洪洞和泄洪洞閘門全部打開 7 2 7 3 5100 50426 4020 506678 6 2920 8 2200 2560 11 1500 1850 2242 14 1200 1350 1504 16 960 1080 1150 18 860 910 2 溢洪洞閘門全部打開，泄洪洞閘門逐步關(guān)閉 7 4 2 620 740 12 520 570 20 460 490 7 5 10 860 660 在校核洪水工況下進行調(diào)洪計算： 21 表 36 方案 二校核洪水調(diào)洪演算 時間 t 入庫流 量 Q 平均入庫流量 Q 庫水位 Z1 V1/Δtq1/2 V2/Δt+q2/2 下泄流 量 q 水庫水 位 Z2 閘門情況 月 日 h （ m3/s） （ m3/s） m （ m3/s） （ m3/s） （ m3/s） m 7 2 10 溢洪洞閘門全部打開 12 290 14 670 溢洪洞閘門全部打開，泄洪洞閘門逐步打 開 16 1200 20 2020 21 3020 溢洪洞和泄洪洞閘門全部打開 7 3 8000 4802 60200 5091 2920 2200 2560 1500 1850 1200 1350 960 1080 溢洪洞閘門全部打開，泄洪洞閘門逐步關(guān)閉 860 910 7 4 2 620 740 12 520 570 20 460 490 7 5 10 860 660 22 方案選定 表 37 調(diào)洪方案比選 特征水位 正常蓄水位 防洪限制水位 設(shè)計洪水位 校核洪水位 方案一 方案二 從表 37 中對方案的對比和比較中可以看出，當起調(diào)水位降低 1m后，設(shè)計洪水位和校核洪水位均有明顯的下降，從而可以減少淹沒損失，降低壩高，減少工程量，節(jié)約投資，因此選定方案二。 針對本次調(diào)洪過程中出現(xiàn)的校核洪水位相對于正常蓄水位較高問題，做出初步分析： ① 設(shè)計洪水過程線和校核洪水過程線均是由 1980 年 7 月 2 日的典型洪水過程線，采用分時段同頻率控制放大法得到，因此洪水的單峰集中效果被放大。校核洪水相對于設(shè)計洪水洪峰流量較大。 ② 泄水建筑物均為隧洞，單寬較小。相對于重力壩的溢流壩，溢洪洞的尺寸較小，而泄洪洞的下泄能力隨水頭的變化幅度小，即超泄能力不如表孔強 10。因此在宣泄洪水過程中，隧洞的最大泄流量隨水位變化不大。 ③ 校核洪水相對于設(shè)計洪水總洪量較大。泄水建筑對設(shè)計洪水的下泄相對容易，而對校核洪水的下泄較難。 23 第 4 章 工程地質(zhì) 區(qū)地質(zhì)概況 庫區(qū)的地層巖性主體為前震旦系寬坪群教場組（ AnZKj），甘峪灣組（ AnZKg）及壩址區(qū) 大鎮(zhèn)溝組（ AnZKd）變質(zhì)片巖層，在庫尾有二迭、三迭和侏羅系的沉積碎屑巖層。壩址區(qū)大鎮(zhèn)溝組的主要巖性為：云母石英片巖（ Se） ,綠泥石片巖，鈣質(zhì)石英巖（ Qu）。 壩址區(qū)斷層共 81 條，壩址區(qū)主要發(fā)育裂隙有 8 組。 壩區(qū)地下水可分為三種類型：（ 1）第四系孔隙潛水。主要分布于河床砂卵石層，含水量大，透水性強，厚度 8～ 17m 左右。滲透系數(shù) K=～。（ 2）基巖裂隙水。該含水層水量不大且不均一，分布高程不等，沿裂隙斷層帶滲水呈下降泉出露。（ 3）基巖承壓水。該含水層多以斷層破碎巖為主，是局部存在，補給來源 仍是兩岸山體，水量較小。 根據(jù)水質(zhì)分析，地表水和地下水對砼均無侵蝕性影響。 庫區(qū)與工程有關(guān)的滑坡、崩塌和不穩(wěn)定巖體共 6 處。 庫區(qū)工程地質(zhì)條件 ⑴ 水庫滲漏 黑河水庫可能的滲漏區(qū)集中于壩址區(qū)，其中包括：（ 1）古河道與現(xiàn)河谷之間的單薄分水嶺。（ 2）古河道北嶺。（ 3）近壩右岸水庫與黃石溝間的分水嶺。工程地質(zhì)工作已查明，上述滲漏帶的滲漏量值均不大。 ⑵ 水庫浸沒 主要分布于金盆、桃李坪兩個村莊附近，但面積不大僅為 。 24 壩址區(qū)工程地質(zhì)條件 大壩基礎(chǔ)工程地質(zhì)條件 ① 建基高程 壩肩兩岸地形不完全對稱，為左陡右緩，左岸單寬山梁 — 東嶺，與金盆古河道毗鄰 ,地形坡度 50176。 55176。 ,右岸地形坡度 40176。 45176。，直至黃石溝分水嶺，河床高程 ，寬 64m，壩頂高程處河谷寬 368m。 壩區(qū)巖性分類有第四系松散堆積物及前震旦系大鎮(zhèn)溝組基巖。其中第四系堆積物有河床砂卵石層，厚 8 15m。一級階地堆積物，上部為壤土，厚 1 15m,下部為砂卵石厚 2 8m。以及 坡積堆積物，左岸上覆于一級階地，厚度最大 14m，右岸覆蓋于岸坡，厚度約 5m 左右。 河床及壩肩基巖以云母石英片巖為主，視厚度達 100～ 122m，占基巖～ %，其余為綠泥石片巖，鈣質(zhì)石英巖，巖脈及構(gòu)造巖等。其中壩基下十余米的云母石英片巖，云母含量高，片理極為發(fā)育，較為軟弱。 根據(jù)室內(nèi)外巖石飽和抗壓強度 Rw指標以及聲波（縱坡速度）試驗，從承載力條件的角度看，金盆壩址建基面的選擇是可行的。強風化層波速1500～ 2500m/s,彈模 10 萬至 16 萬噸 /平米，允許承載力 10～ 15kg/cm2。弱風化層波速 3000m/s，彈模 40 萬噸 /平米，允許承載力可以 20kg/ cm2。壩基強風化巖體分布厚度見表 41。 表 41 強風化巖體分布厚度表 部位 左岸 河床 右岸 550以上 550以下 一級階地 一級階地 岸坡 強風化厚度（ m） 10～ 15 3～ 5 5～ 6 5 3～ 5 12～ 18 ② 防滲體與基巖結(jié)合部地質(zhì)構(gòu)造及處理建議 25 結(jié)合部遇到的斷層有 F F5 F6 F F1 F62 等，走向基本與壩軸線平行，其中規(guī)模較大者為 F4斷層，走向 90176。～ 102176。，傾向 SW，傾角31176?！?58176。，為順層擠壓斷層，破碎帶寬 5m，其出露平面位置恰好與面板壩底座軸線河床部位相重合。 防滲體與基巖結(jié)合部的斷層處，均應按規(guī)范開挖回填砼塞，以延長滲透途徑。斷層破碎帶的管涌比降，根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果，其臨界比降為 ，破壞比降為 。 ③ 壩軸線的滲透特性、滲漏量及帷幕設(shè)置建議 壩址基巖主要由片巖類組成，透水性較小且呈層狀分布。壩軸線各類巖石滲透性能統(tǒng)計結(jié)果見表 42。 表 42 壩軸線各類巖石滲透性能統(tǒng) 計表 分區(qū) 巖石名稱 單位吸水量 (ω )升 /分米米 分類 平均值 小值平均值 大值平均值 左岸 綠泥石片巖 較嚴重透水 云母石英片巖 微透水 鈣質(zhì)石英巖 嚴重透水 斷層破碎帶 中等透水 壩基 云母石英片巖 中等透水 斷層破碎帶 中等透水 右岸 綠泥石片巖 較嚴重透水 云母石英片巖 中等透水 斷層破碎帶 較嚴重透水 由于壩基 440m 高程以下有一厚達 20～ 30m 的相對隔水層，因此帷幕下限不超過 440m，左右岸坡帷幕應與地下水位銜接，左岸地下水位埋深 70m左右，右岸地下水位埋深近 80m。 右岸溢洪洞工程地質(zhì)條件 高邊坡開挖溢洪道及溢洪洞是右岸溢洪建筑物型式上的兩個可選方 26 案。經(jīng)勘察，弱風化巖石穩(wěn)定邊坡為 1∶ ，強風化穩(wěn)定邊坡為 1∶ 。 ① 溢洪洞進口 溢洪洞進口引渠段位于 2滑坡體上，基座為風化的云母石英片巖及綠泥石片巖，表層為厚約 5～ 15m 的碎石土堆積?；麦w南北寬 60～ 90m，東西長近 300m，蓄水后是不穩(wěn)定的，因此筑壩前即予清除。洞臉以北 20m 處有斷層 F62 通過，其走向為 70176。，傾向 SE,傾角 86176。，充填斷層泥，角礫，斷層寬 ～ 。對洞臉的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定有一定影響，建議洞臉開挖不小于臨界穩(wěn)定坡比 1∶ ，且加以噴錨處理。 ② 洞室段 洞室段巖性主要為云母石英片巖、綠泥石片巖及鈣質(zhì)石英巖，洞室一般位于弱 —— 微風化地層。巖石飽和抗壓強度 400～ 700kg/cm2。在無構(gòu)造影響區(qū)段，圍巖牢固系數(shù) f=4,有斷層影響區(qū)段，牢固系數(shù) f=～ 。溢洪洞出口圍巖進入弱 —— 強風化區(qū)，且厚度小于三倍洞徑，又有 F79 斷層的影響，因此 f=。分段建議設(shè)計采用參數(shù)詳見表 27。 表 43 溢洪洞圍巖工程地質(zhì)特征 圍巖 類型 樁號 設(shè)計參數(shù) 工程地質(zhì)特征 f K0(kg/cm) ～ 0+000 進口引水渠段 ,其 中 0～ 50前為滑坡堆積 ,其余為基巖。 Ⅲ 1 0+000～0+025 150 進口溢流段 ,弱～微風化的云母石英片巖 ,洞頂圍巖厚度≤ 3D。 Ⅴ 0+025～0+070 30 陡坡段 ,強～弱風化云母石英巖 ,有 F F1 F62斷層，洞頂圍巖厚度＞ 3D Ⅲ 1 0+070～0+115 4 200 云母石英片巖 ,弱～微風化 ,洞頂圍巖厚度 ＞ 3D。 Ⅳ 1 0+115～0+135 100 云母石英片巖 ,夾少許鈣質(zhì)石英巖 ,弱～微 風化 ,洞頂圍巖厚度＞ 3D,有地下水。 Ⅴ 0+135～0+170 30 云母石英片巖及少許綠泥石片巖 ,鈣質(zhì)石英巖 , 強～弱風化 ,有 F23 斷層，洞頂圍巖厚度＞3D,有地下水。 27 續(xù)表 43 溢洪洞圍巖工程地質(zhì)特征 圍巖 類型 樁號 設(shè)計參數(shù) 工程地質(zhì)特征 f K0(kg/cm) Ⅲ 1 0+170～0+250 4 200 云母石英片巖，綠泥石片巖及鈣質(zhì)石英巖互層，間夾云母片巖，弱～微風化，洞頂圍巖厚度＞ 3D,有地下水。 Ⅴ 0+250～0+298 10 溢洪洞出口段，云母石英片巖，強～弱風化，有 F79及 f斷層 ,洞頂 圍巖厚度＞ 3D～ 1D。 0+298～0+358 出口明渠段，上部沖積堆積，厚度 10～ 20m左右，基礎(chǔ)以上巖基厚約 5～ 30m,為云母石英片巖，強風化。 0+358～0+44 挑流段，特征基本同上。 溢洪洞線上的斷層共有六條，由進口處依次為 F6 F F1 F1 F23及 F79，除 F62 外均為逆斷層。斷層走向基本與巖層一致，傾向上游，傾角較大，除 F16 為 23176?！?45176。外，其余均大于 50176。主要裂隙共五組：順洞軸線一組，其產(chǎn)狀為 340176?！?350176。 NE＜ 50～ 80176。 ,與洞軸 線小夾角二組 ,其產(chǎn)狀為 310176?！?320176。 ,NE＜ 30176。～ 60176。， 5176?！?15176。 SE SW＜ 35～ 60176。 , 順巖層走向者二組， 85176。～ 95176。 SE SW＜ 70～ 85176。 ,80176。～ 115176。 SE SW＜ 20～30176。該五組裂隙將洞頂及左側(cè)洞壁切割成三角楔形體的滑動塊，因此地質(zhì)建議超前錨桿掛網(wǎng)砼噴護。 地下水為基巖裂隙水，由南向北呈緩坡狀，溢洪洞陡坡段之后位于地下水位線以下。 ③ 挑流鼻坎 溢洪洞樁號 360～ 380 以后，基礎(chǔ)高程在 488m 以下，主要巖性為云母石英片 巖及綠泥石片巖，厚度 3～ 7m，均為強風化?；鶐r節(jié)理發(fā)育，巖體成層狀結(jié)構(gòu)和碎裂結(jié)構(gòu)。 建議設(shè)計參數(shù)： 28 基巖承載力 [R]=3(斷層 ) ～ 8（巖石） kg/cm2。 變形模量 E0=～ 104 kg/cm2。 基巖 /砼 摩檫系數(shù) f= ④ 沖刷坑 溢洪洞挑流消能沖刷坑位于西駱峪 —— 田峪背斜的軸部，巖體褶皺強烈，同時受五組剪、張裂隙的切割，巖塊呈 5～ 50cm 的碎裂結(jié)構(gòu)。加之沖刷坑附近的斷層 F3 F3 F71 破碎帶的影響，沖 刷坑基巖完整性差，強度低。 地質(zhì)建議： 巖基抗沖流速 V=4～ 6/s 沖刷坑深度沖刷系數(shù) K= 并建議為防止沖刷坑的擴大，岸坡必須加以砌護。 左岸泄