【正文】 泉水。石灰?guī)r地區(qū)外圍巖石多為不透水層，滲透問題也不存在。 地震資料本地區(qū)地震烈度定為 7 度，基巖與混凝土之間的摩擦系數(shù)取 。 建筑材料 料場(chǎng)的位置與儲(chǔ)量資料各料場(chǎng)的位置與儲(chǔ)量見壩區(qū)地形圖。由于河谷內(nèi)地地形平坦，采運(yùn)尚方便。 物理力學(xué)性質(zhì)概述（1）土料：（見表 29，表 212）（2）石料：堅(jiān)硬玄武巖可作為堆石壩石料，儲(chǔ)量較豐富，在壩址附近有石料場(chǎng)一處，覆蓋層淺，開采條件較好。水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)15表 29物 理 性 質(zhì) 力學(xué)性質(zhì) 化學(xué)性稠度 顆粒級(jí)配（成分%，粒徑 d） 擊實(shí) 剪力自然容重 砂礫粗中 細(xì) 粉粘土濕 干料場(chǎng)名稱自然含水量% KN/m3比重孔隙率%孔隙比流限%塑限%塑性指數(shù)飽和度2mm2~mm~mm~mmmm最大干密度g/cm3最優(yōu)含水量%滲透系數(shù)106cm/s內(nèi)摩擦角deg凝聚力kPa固結(jié)壓縮系數(shù)cm2/kg有機(jī)含量灼熱法%可溶鹽含量%1下 2下 1上 2上 3下 斜心墻土石壩及壩坡穩(wěn)定分析16表 210 砂礫石的顆粒級(jí)配顆粒直徑 料場(chǎng)300~100100~6060~2020~~~~~1上 2上 3上 4上 1下 2下 3下 4下 表 211 砂礫石的物理性質(zhì)名稱 1上 2上 3上 4上 1下 2下 3下 4下容重kN/m3 比重 孔隙率 % 軟弱粒 % 有機(jī)物 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色 淡色注：各砂礫石料場(chǎng)滲透系數(shù) k 值為 102 厘 米/秒左右。最大孔隙率 ，最小孔隙率?！　　　　　　? 水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)17　表 212 各料場(chǎng)天然休止角料場(chǎng)名稱 最小值 最大值 平均值1上 34176。30′ 35176。50′ 35176。10′2上 35176。00′ 37176。10′ 36176。00′3上 34176。40′ 36176。40′ 35176。40′4上 35176。10′ 37176。40′ 36176。30′1下 34176。10′ 36176。30′ 35176。20′2下 35176。20′ 38176。00′ 36176。40′3下 34176。30′ 37176。10′ 35176。50′4下 36176。00′ 38176。20′ 37176。10′ 經(jīng)濟(jì)資料 庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)流域內(nèi)都為農(nóng)業(yè)人口，多種植稻米、苞谷等。庫(kù)區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)有價(jià)值可開采的礦產(chǎn)。淹沒情況如下表。表 213 各高程淹沒情況高程（米） 2807 2812 2817 2822 2827 2832淹沒人口（人） 3500 3640 3890 4060 5320 7140淹沒土地（畝） 3000 3220 3410 3600 4600 6100 交通運(yùn)輸壩址下游 120 公里處有鐵路干線通過，已建成公路離壩址僅 20 公里，因此交通尚稱方便。 樞紐任務(wù)本工程同時(shí)兼有防洪、發(fā)電、灌溉、漁業(yè)等綜合作用。 樞紐特征斜心墻土石壩及壩坡穩(wěn)定分析18樞紐的特征尺寸與主要設(shè)備特性如下。 發(fā)電裝機(jī) 24 MW，多年平均發(fā)電量 億度。本電站裝 3 臺(tái) 8MW 機(jī)組。正常蓄水位為 米，汛限水位為 米，死水位為 米，3 臺(tái)機(jī)組滿發(fā)時(shí)的流量為 秒立米，尾水位為 米。 廠房型式為引水式，廠房平面尺寸為 3213 米米，發(fā)電機(jī)高程為 2760 米，尾水管底高程為 2748 米，廠房頂高程為 2772 米。副廠房平面尺寸為 326 米米。安裝場(chǎng)平面尺寸為 813 米米。開關(guān)站尺寸為 3020 米米。 灌溉增加保灌面積 萬畝。 防洪可減輕洪水對(duì)水庫(kù)下游的威脅，過 100 年一遇和 200 年一遇洪水時(shí)，經(jīng)水庫(kù)調(diào)洪后，洪峰流量由原來 1680 秒立米和 2320 秒立米分別削減為 769 秒立米和861 秒立米。要求設(shè)計(jì)洪水時(shí)最大下泄流量限制為 900 秒立米， 校核洪水位不超過正常蓄水位 米。 漁業(yè)正常蓄水位時(shí)，水庫(kù)面積為 15 平方公里，為發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)創(chuàng)造了有利條件。 過木根據(jù)林業(yè)部門提供的要求，確定木材過壩量，木材最大材，大頭直徑 其它引水隧洞進(jìn)口底高程為 米，出口底高程為 米；引水隧洞直徑為 4 米，壓力鋼管直徑 米，調(diào)壓井直徑為 米；放空洞直徑為 米?？煞趴账畮?kù)至水位 米。水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)19第三章 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算部分 工程等別及建筑物級(jí)別的判定本工程正常蓄水位為 ，對(duì)應(yīng)水庫(kù)庫(kù)容為 106 m3，裝機(jī)24MW。根據(jù) SDJ12—78《水利水電工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（山區(qū)、丘陵部分）》，由水庫(kù)總庫(kù)容指標(biāo)（估計(jì)校核情況下庫(kù)容不會(huì)超過 10 億 m3）定為大（2）型；由防洪效益，灌溉面積，裝機(jī)容量等指標(biāo)定為小（1）型；根據(jù)“各指標(biāo)分屬不同標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，采用其中最高級(jí)別來控制”的原則，最終由水庫(kù)庫(kù)容確定該工程規(guī)模為大（2）型。所以判別出樞紐的主要建筑物級(jí)別為 2 級(jí)，次要建筑物為 3 級(jí)，臨時(shí)建筑物為 4 級(jí)。 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算原理 確定洪水標(biāo)準(zhǔn)永久建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)建筑物級(jí)別查得：正常運(yùn)用（設(shè)計(jì)工況）洪水重現(xiàn)期 100 年；非常運(yùn)用（校核工況）洪水重現(xiàn)期 2022 年。設(shè)計(jì)洪峰流量 Q 設(shè) = 1680m3/s（ P=1%） ，校核洪峰流量 Q 校 = 2320 m3/s（P=%） 。 泄洪方式與水庫(kù)運(yùn)用方案的確定本擋水建筑物初定為土石壩，需另設(shè)泄水建筑物，使土石壩在泄洪時(shí)遭受洪水流動(dòng)的影響較小?，F(xiàn)對(duì)各種河岸泄水建筑物作如下討論。（1）正槽溢洪道是以寬頂堰或各種實(shí)用堰為溢流控制的河岸溢洪道。該種溢洪道泄流能力大，水流條件平順，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。（2）側(cè)槽溢洪道用于山高坡陡的河岸。該種溢洪道水流條件復(fù)雜，必須經(jīng)水工模型試驗(yàn)驗(yàn)證。以上兩種溢洪道為表孔泄洪，超泄能力大，溢流堰下游接開敞式溢洪道或明流隧洞。（3）井式溢洪道洪水經(jīng)環(huán)形溢流堰進(jìn)入直井，水流在直井內(nèi)有明流轉(zhuǎn)為有壓流，再經(jīng)隧洞泄往下游。其泄流能力與溢流堰、過渡段、隧洞段三者泄流能力相關(guān)，水力學(xué)條件復(fù)雜。超泄能力小，水流不穩(wěn)定，易發(fā)生旋渦。斜心墻土石壩及壩坡穩(wěn)定分析20此外，由于壩址處較窄，山坡陡峭，山脊高，且兩岸山坡沒有可資利用的天然埡口 ，如采用明挖溢洪道，則開挖量大，造價(jià)較高。綜上，樞紐工程采用正槽溢洪道，溢流堰下游接明流隧洞，并考慮與施工導(dǎo)流洞結(jié)合。洪水來臨時(shí)控制閘門，使下泄流量與來流量相等，這時(shí)水庫(kù)保持汛前限制水位 不變，當(dāng)來流量持續(xù)加大，閘門要完全開放，此時(shí)下泄流量隨上游水位的增高而增高，呈自由泄流的流態(tài)。防洪限制水位取與正常蓄水位相等，即防洪庫(kù)容與興利庫(kù)容完全不結(jié)合，由于山區(qū)河流的特點(diǎn)是暴漲暴落，汛期時(shí)間內(nèi)洪水隨時(shí)可能爆發(fā)，所以預(yù)留一定的防洪庫(kù)容是必需的。 調(diào)洪演算的原理 以洪峰流量控制的同倍比放大法對(duì)典型洪水進(jìn)行放大，可以得出設(shè)計(jì)（1%）與校核洪水（%）過程線。擬定幾組不同溢流孔口寬度 B 及堰頂高程?∩的方案。堰頂自由泄流公式 Q= m?B（2g ） 1/2H3/2 可確定設(shè)計(jì)洪水和校核洪水情況下的起調(diào)流量 Q 調(diào)，自 Q 調(diào)開始，假定三條泄洪過程線（直線） ，在洪水過程線上查出 Q 泄，并算出相應(yīng)的蓄積庫(kù)容 V。根據(jù)庫(kù)容一水位關(guān)系曲線可得 V 對(duì)應(yīng)的庫(kù)水位 H，三組（Q 泄，H）繪制的Q~H 曲線將與由 Q= m?B（2g） 1/2H3/2 繪制的 Q?H 曲線相交，交點(diǎn)就是所要求的下泄流量及相應(yīng)上游水位。 堰頂高程及泄洪孔口的選擇調(diào)洪演算時(shí)要擬定幾組孔口寬度 B 及堰頂高程?∩的方案，通過分析比較，針對(duì)指標(biāo)，確定最優(yōu)方案。 堰頂高程及孔口尺寸選擇原則堰頂高程?∩如果取的過低，溢流孔口凈寬 B 選的過大，則下泄能力也會(huì)加大，故而所需水庫(kù)防洪庫(kù)容可減小，擋水建筑物所在高度也可減小，淹沒損失也減?。坏撬矶幢旧碓靸r(jià)及工程量會(huì)加高。已知本工程允許下泄流量為 900 m3/s，過大的下泄流量為下游抗沖所不能允許。如果堰頂高程?∩取的過高，孔口凈寬 B 取的過小，結(jié)果則與上述相反。 初步方案擬定要得到孔口尺寸與堰頂高程的最佳方案，要在施工技術(shù)可行的前提下，結(jié)合泄水隧洞以及包括攔河壩在內(nèi)的總造價(jià)最小來優(yōu)化方案，通過各種可行方案的經(jīng)水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)21濟(jì)類比來決定最終方案。參照已建工程經(jīng)驗(yàn)，擬定六組孔口尺寸與堰頂高程如下（采用單孔泄洪）： 方案一： ?∩=2812m， B=7m；方案二：?∩=2811m， B=7m；方案三： ?∩=2811m， B=8m；方案四：?∩=2810m， B=8m； 調(diào)洪演算結(jié)果與方案確定 調(diào)洪演算的結(jié)果計(jì)算過程詳見計(jì)算書第一節(jié)，本設(shè)計(jì)中擬定六組方案進(jìn)行比較，成果見表 31。表 31 調(diào)洪演算成果方 案 孔口尺寸 （m） 工 況 Q(m3/s) 上游水位 Z(m) 超高?Z (m)1?∩=2812mB=7m 設(shè)計(jì) 校核5716472?∩=2811mB=7m 設(shè)計(jì) 校核63070628243?∩=2811mB=8m 設(shè)計(jì) 校核7004?∩=2810mB=8m 設(shè)計(jì) 校核770860注： 1．發(fā)電引水量 Q= m3/s，與總泄量相比較小，調(diào)洪演算未作考慮，僅做安全儲(chǔ)備，?Z為正常蓄水位以上超高。2．泄洪隧洞出口做成擴(kuò)散段，使單寬流量 q100m3/s，滿足下游抗沖要求 。 方案的選擇從調(diào)洪演算的結(jié)果得出，擬定的四組方案均能滿足流量 Q900 m3/s 及上游水位超高?Z 的要求。所以方案的選擇要通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定(本設(shè)計(jì)中僅作定性說明) ，同時(shí)也應(yīng)考慮與導(dǎo)流隧洞，放空洞“三洞合一”的布置問題。一般?Z越大，大壩就要增高，大壩整體工程量也將加大，與此同時(shí) Q 過小對(duì)泄洪不利也不經(jīng)濟(jì)。故而采用第四種方案，即堰頂高程?∩=2810m，每個(gè)溢流孔凈寬b=8m。該方案設(shè)計(jì)洪水位 ，設(shè)計(jì)泄洪量 770m3/s；校核洪水位 ，校核泄洪量 860 m3/s。斜心墻土石壩及壩坡穩(wěn)定分析22水利水電工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)23第四章 壩型選擇及樞紐布置概述土石壩壩址及壩型選擇都與樞紐布置密切相關(guān)。針對(duì)同一壩址可能有不同的壩型和樞紐布置方案，不同壩軸線也適用于不同的壩型和樞紐布置。必須根據(jù)樞紐綜合利用要求，結(jié)合綜合利用，施工量，地形、地質(zhì)，水利，等條件，選擇不同的壩址和相應(yīng)的壩軸線，擬定不同壩型的各種樞紐布置方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，然后才能選擇出最好的壩軸線位置和相應(yīng)的樞紐布置合理位置。 壩址及壩型選擇 壩址的選擇壩軸線應(yīng)根據(jù)壩址區(qū)的地形地質(zhì)條件，壩型壩基處理方式，樞紐中各建筑物特別是泄洪建筑物的布置和施工條件等，經(jīng)多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。壩軸線因地制宜地選定宜采用直線。當(dāng)采用折線時(shí)，在轉(zhuǎn)折處應(yīng)布置曲線段。設(shè)計(jì)地震烈度為 8 度，9 度的地區(qū)不宜采用折線。經(jīng)過比較選擇資料地形圖所示河彎地段作為壩址，并擬定ⅠⅠ、ⅡⅡ兩條較有利的壩軸線作為備用壩址的兩個(gè)方案，通過以下幾個(gè)方面定性地加以比較，最終確定壩軸線位置。 地質(zhì)條件比較ⅠⅠ壩軸線和ⅡⅡ壩軸線均處在以玄武巖為主，間有少量凝灰?guī)r和火山角礫巖穿過的地層中，地質(zhì)條件較相似。但ⅠⅠ剖面，河床中部最大 34m，河床覆蓋層厚平均 20m。壩肩除了 10m 左右范圍的風(fēng)化巖外，其余為堅(jiān)硬玄武巖，地質(zhì)構(gòu)造總體良好。ⅡⅡ剖面出與ⅠⅠ剖面具有大致相同厚度的覆蓋層及風(fēng)化巖外，然而底部玄武破碎帶縱橫交錯(cuò)，滲流比較嚴(yán)重，需要進(jìn)行的地基處理工程量大，增加了造價(jià)和延長(zhǎng)了總體工期。從地質(zhì)條件角度來比較ⅠⅠ壩軸線方案優(yōu)于ⅡⅡ壩軸線方案。 地形條件比較ⅠⅠ壩軸線方案和ⅡⅡ壩軸線方案都地處中游地段的峽谷地帶，主要地形坡降不大，河床平緩。由于樞紐具有過木要求，所以在樞紐布置中必須考是否適宜于過木。ⅠⅠ壩軸線方案水流流向較平順，壩趾附近無較明顯河道轉(zhuǎn)彎；而ⅡⅡ壩軸線方案壩趾以下不遠(yuǎn)處緊接河道拐彎處，水流不利于過木。所以，從地形條件來比較ⅠⅠ壩軸線方案優(yōu)于ⅡⅡ壩軸線方案。 建筑材料比較斜心墻土石壩及壩坡穩(wěn)定分析24分析地質(zhì)地形圖，ⅠⅠ壩軸線和ⅡⅡ壩軸線附近覆蓋層淺，建筑材料都比較豐富，開采條件較好，而且河谷地地形平坦，附近通有公路，所以開采和運(yùn)輸都相對(duì)比較方便。所以，在建筑材料方面不能區(qū)分出兩種方案的優(yōu)劣。 施工條件及工程量比較從地形圖上分析，ⅠⅠ壩軸線方案和ⅡⅡ壩軸線