【正文】 設(shè)計(jì)壩型應(yīng)選擇碾壓式土石壩。 地質(zhì)條件：土石壩能夠適用各種地質(zhì)條件 綜上所述，根據(jù) QA 水庫地質(zhì)條件及附近建筑材料，發(fā)現(xiàn)重力壩及拱壩地形地質(zhì)條件不適宜，而土石壩能適應(yīng)各種地質(zhì)條件且附近有足夠的建壩材料，因而選用土石壩為建壩壩型。 d． 施工技術(shù)簡(jiǎn)單，工序少，便于組合機(jī)械快速施工。 ，便于維修和加高﹑擴(kuò)建。此外，拱壩要求兩岸 壩座附近河岸邊坡巖體穩(wěn)定，整體性好，沒有大的斷裂構(gòu)造和軟弱夾層，在荷載作用下不產(chǎn)生大的壓縮變形。壩端下游側(cè)要有足夠的巖體支承，以保證壩體的穩(wěn)定。 拱壩主要的缺點(diǎn)是對(duì)壩址河谷形狀及地基要求較高。 (2)缺點(diǎn)： 幾何形狀復(fù)雜，施工難度大。 拱壩特點(diǎn)： (1)優(yōu)點(diǎn)：拱壩利用拱的作用將荷載傳至兩岸，充分利用了材料的搞壓性能，故 拱壩可做得比較薄，大大節(jié)省混凝土方量，從而節(jié)省造價(jià)。拱圈截面上主要承受軸向反力，可充分利用筑壩材料的強(qiáng)度。 壩型二：拱壩 拱壩是在平面上呈凸向上游的拱形擋水建筑物，借助拱的作用 將水壓力 的全部或部分傳給河谷兩岸的基巖。 但是，重力壩也有下面一些缺點(diǎn)： a． 壩體剖面尺寸大，水泥用量 多； b． 壩體應(yīng)力較低，材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮 ； c． 壩體與地基接觸面積大，因而壩底的 揚(yáng)壓力較大，對(duì)穩(wěn)定不利。在意外情況下 ,即使從壩頂少量過水 ,一般也不會(huì)招致壩體失事 ； ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,施工技術(shù)比較容易掌握。在施工期可以利用壩體或底孔導(dǎo)流。 重力壩的特點(diǎn) 重力壩之所以能長(zhǎng)久地被 采用，主要是因?yàn)樗哂幸韵聨状髢?yōu)點(diǎn)： 。 重力壩的工作原理 重力壩的工作原理是在水壓力及其他荷載的作用下 ,主要依靠壩體自身重量在滑動(dòng)面上產(chǎn)生的抗滑力來抵消壩前水壓力 ,以滿足穩(wěn)定的要求 ,同時(shí) ,也靠壩體自重在水平載面上產(chǎn)生的壓重力來抵消由于水壓力所引起的拉重力 ,以滿足強(qiáng)度的要求。 計(jì)算結(jié)果詳見計(jì)算書 第五章 壩 型 選擇 與樞紐布置 壩型選擇 根據(jù)各壩型的特點(diǎn)結(jié)合所給 QA 水庫庫區(qū)地質(zhì)資料進(jìn)行 如下壩型比選： 壩型一：重力壩 重力壩是一種古老而且應(yīng)用廣泛的壩型 ,它因主要依靠壩體自重產(chǎn)生的抗滑力維持穩(wěn)定而得名。 利用 Excel 圖表分別繪制出 P=%和 P=2%各個(gè)時(shí)段來水流量和下泄流量曲線圖，兩曲線相交點(diǎn)即為校核洪水位、設(shè)計(jì)洪水位。 由式 ()和式 ()聯(lián)立 ,就可解出 q2， V2兩個(gè)未知數(shù)，用兩個(gè)公式調(diào)洪計(jì)算的方法很多， 常用試算法和 半圖解法。 根據(jù)水庫入庫洪水過程線，式中 Q1， Q2均為已知， V q1 則是計(jì) 算時(shí)段△ t 開始時(shí)的初始條件，未知數(shù)有兩個(gè)（ V q2） ，對(duì) V q2進(jìn)行試算 。設(shè) 計(jì)洪水過程線成果見表 表 QA水利樞紐工程壩址處設(shè)計(jì)洪水過程線 △ t(2h) 時(shí)間 設(shè)計(jì)洪水 校核洪水 △ t(2h) 時(shí)間 設(shè)計(jì)洪水 校核洪水 0 7 日 00： 00 62 14:00 2 02:00 64 16:00 4 04:00 66 18:00 6 06:00 68 20:00 8 08:00 70 22:00 10 10:00 72 10 日 00： 00 12 12:00 74 02:00 14 14:00 76 04:00 16 16:00 78 06:00 18 18:00 80 08:00 20 20:00 82 10:00 22 22:00 84 12:00 24 8 日 00： 00 86 14:00 26 02:00 88 16:00 28 04:00 90 18:00 30 06:00 92 20:00 32 08:00 94 22:00 34 10:00 96 11 日 00： 00 36 12:00 98 02:00 38 14:00 100 04:00 40 16:00 102 06:00 42 18:00 104 08:00 44 20:00 106 10:00 46 22:00 108 12:00 48 9 日 00： 00 110 14:00 50 02:00 112 16:00 52 04:00 114 18:00 54 06:00 116 20:00 56 08:00 118 22:00 58 10:00 120 12 日 00： 00 60 12:00 調(diào)洪演算原理 根據(jù)水庫水量平衡方程：在某一時(shí)段內(nèi)，入庫水量減去出庫水量，應(yīng)等于該時(shí)段內(nèi)水庫增加或減少的蓄水量。 第四章 防洪標(biāo)準(zhǔn)及調(diào)洪演算 防洪標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)工程規(guī)模及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用，按《水利水電工程等級(jí)劃分及防洪標(biāo)準(zhǔn)》SL5252020，水庫永久性建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為 50 年一遇標(biāo)準(zhǔn)，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 1000 年一遇標(biāo)準(zhǔn)。 施工條件 施工控制性參考指標(biāo) 壩基開挖速度 2～ 4m/月或石方開挖為 2～ 3 萬 m3/月；基坑排水下降速度 1m/晝夜；混凝土防滲墻施工，沖擊鉆鉆孔為 1～ ，成墻上升速度 2m/小時(shí)，帷幕灌漿（自下而上法），鉆機(jī)鉆灌漿孔為 ～ ，灌漿為 2～ 5 m/臺(tái)班，固結(jié)灌漿比帷幕灌漿快一倍；壩體填筑強(qiáng)度 8～ 15 萬 m3/月；混凝土面板澆筑強(qiáng)度（滑模施工） ～ 2m/小時(shí)；混凝土澆筑強(qiáng)度 3～ 6 萬 m3/月；隧洞掘進(jìn)速度 60～ 120m/每工作面 .月。 整個(gè)樞紐主要由攔河大壩、導(dǎo)流兼放水洞、溢洪道三大建筑物組成。 則水庫庫容為 106m3，相應(yīng)正常蓄水位 。 根據(jù)流域規(guī)劃中 QA 水庫承擔(dān)的主要任務(wù)，經(jīng)灌區(qū)水土平衡計(jì)算，確定水庫的興利庫容為 106m3。 工程規(guī)模 QA 水庫的主要任務(wù)是，保證石油化工用水，改善灌區(qū)的灌溉條件，調(diào)劑生態(tài)用水，減少流域內(nèi)地下水的開采量，兼 顧防洪。 根據(jù) QA 流域規(guī)劃中賦予 QA 水庫的任務(wù)， QA 水庫工程是滿足灌區(qū)內(nèi)城市工業(yè)供水、灌溉、生態(tài)、防洪等綜合利用要求的整個(gè)系統(tǒng)中起著極為重要和不可替代的作用。 工程興建的必要性和迫切性 QA 盆地是新疆最缺水的地區(qū)，是干旱地區(qū)中的干旱地區(qū)，同時(shí)， QA 盆地又是一個(gè)相對(duì)封閉的綠洲經(jīng)濟(jì)區(qū)，水資源貧乏，境內(nèi)調(diào)水又無可能，一方面是缺水，另一方面因建設(shè)資金缺乏，北部山區(qū)的山溪性河溝水資源開發(fā)利用不足，城市要發(fā)展，工業(yè)要發(fā)展，農(nóng)業(yè)要發(fā)展，各業(yè)的發(fā)展都需要水，長(zhǎng)期以來缺水嚴(yán)重制約著 QA 盆地經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也是 QA盆地的經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期以來未能走出困境的關(guān) 鍵所在。 灌區(qū)內(nèi) 2020 年總?cè)丝? 萬人，其中城市人口 萬人，近郊區(qū)農(nóng)業(yè)人口 萬人 ,少數(shù)民族占 23%，農(nóng)業(yè)種植面積 萬畝，社會(huì)總產(chǎn)值 億元，國(guó)民生產(chǎn)總值 億元，工業(yè)總產(chǎn)值 億元，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值 億元，國(guó)民人均收入 元。 其它材料 新疆有豐富的石油資源，瀝青品質(zhì)優(yōu)良，鐵路運(yùn)輸直抵 QA 市，是瀝青 斜心墻 堆石壩的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 三材 水泥 QA 地區(qū)當(dāng)?shù)赜袛?shù)家水泥生產(chǎn)廠 ，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可滿足工程需要。該料場(chǎng)主要為附近基巖風(fēng)化堆積，成分以正長(zhǎng)石為主，磨圓及分選較差、砂、礫均為次棱角狀。 C4 土料場(chǎng) C4 土料場(chǎng)位于出山口以西沖溝溝口，距水庫約 公里，呈條帶分布，長(zhǎng)約 960m，寬約 60m，儲(chǔ)量約 萬立方米，該料場(chǎng)土料物理力學(xué)指標(biāo)見表 ，表 。 C3 土料場(chǎng) 該料場(chǎng)位于水庫大壩上游，距大壩約 3 公里，料場(chǎng)沿溝底分布，長(zhǎng)約 1000m，寬約 600m，儲(chǔ)量約 萬立方米。 C1 砂石料場(chǎng) C1 砂石料場(chǎng)位于 QA 溝口河灘，距水庫大壩 公里 ,此處 沉積較厚 ,為沖、洪積沉積物，分布成扇形，半徑 244m，堆積厚度 2 至 17m，儲(chǔ)量約 萬立方米 ,料場(chǎng)緊鄰基巖山坡有部分坡積物混合堆積 ,分選較差 ,其中卵、礫石磨圓度較好 ,呈滾圓狀 ,砂子有大部分因?yàn)榘徇\(yùn)距離不遠(yuǎn)，磨圓較差，呈次棱角狀，砂子成分中正長(zhǎng)石含量較大。堆積物母巖成分以花崗巖、灰?guī)r為主，顆料間充填物由砂、礫和土組成，山前堆積物中土含量較大，而階地前沿沖，洪積堆積沖填而以砂、礫為主。顆料級(jí)配較好，顆粒磨園度由棱角狀、次棱角狀，直至滾圓狀都有。 建筑材料 天然建筑材料 QA 水庫天然建筑材料位于壩址下游 7 公里范圍內(nèi)，主要巖性為第四系崩坡積物和沖洪積物。 壩基工程地質(zhì)條件 壩基位于現(xiàn)代河槽，寬度 27m左右，根據(jù)鉆孔及探坑揭露，壩軸線附近覆蓋層厚 2m，之下基巖完整、堅(jiān)硬，河流基本下切至新鮮巖面，基礎(chǔ)處理較易。 右岸壩軸線上游，無第四系坡積物覆蓋，壩軸線下游階地之上為第四系坡積物覆蓋，分 布范圍南北向?qū)?100m，東西向長(zhǎng) 160m，最大厚度 7m。 右壩肩 右岸岸邊有 20～ 40m高的陡坡，在 1985m 高程以上地形坡度 50176。～ 75176?！?30176。傾向上游對(duì)建壩有利。 NE 或 SE∠ 65176。 壩址工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià) 壩址區(qū)兩岸山體雄厚，基巖裸露，主要為粉砂質(zhì)凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)粉砂巖，巖石堅(jiān)硬較完整，巖層產(chǎn)狀 350176?！?89176。～ 7176?！?75176。305176。在左壩肩高出回水線以上 100m出露，距左壩肩水平距離 120m，對(duì)建壩影響不大?！?65176?？傞L(zhǎng) 1 公里，破碎帶寬度 ～１ m，在右壩肩高出回水線以上 100m出露，距右壩肩水平距離 200m，對(duì)建壩影響不大。 F17 斷層：位于右岸，走向 62176。傾向南東，傾角 82176。 壩址區(qū)河谷兩岸不對(duì)稱，階地亦不對(duì)稱，河谷右岸較發(fā)育，階地可見 Ⅱ 、 Ⅲ 、 Ⅳ 級(jí)，Ⅱ 級(jí)階地不發(fā)育， Ⅲ 級(jí)階地在右岸呈帶狀分布，高出河水位 30m左右， Ⅳ 級(jí)階地高出河水位 40～ 50m。壩址區(qū)上下游兩岸沖溝發(fā)育，呈梳狀展布，以近南北向者居多，沖溝具有延伸長(zhǎng)、兩岸陡立、切深大等特點(diǎn)，給選擇壩線帶來一定困難。 壩址區(qū)工程地質(zhì)條件 地質(zhì)概況 壩址區(qū)位于 QA 河谷近出山口地段，屬低中山地貌，海拔 1480～ 1883m，比高 400m。 4. 庫區(qū)滲漏 庫區(qū)處于高山峽谷區(qū)，兩岸山勢(shì)陡峻，山體雄厚，河谷深切， 10 公里范圍內(nèi)為最低侵蝕基準(zhǔn)面，庫區(qū)巖性由花崗巖和凝灰?guī)r組成，除發(fā)育有近東西，近南北向兩級(jí)小規(guī)模斷裂外，無規(guī)模較大的區(qū)域性斷裂通過，故水庫不會(huì)產(chǎn)生鄰谷滲漏。未發(fā)現(xiàn)滑坡體，位于壩址南側(cè)的 F1 斷層，向南傾斜，在壩址附近傾角 82176。裂隙張開寬度 1～ 5cm，最大不超過 10cm，裂隙面粗糙，有碎石、粘土物充填。 壩址區(qū)主要裂隙有 7 條，以北東向?yàn)橹?，南北向次之，最長(zhǎng)達(dá) 300m，小的只有幾十米，裂隙傾角 70176。破碎帶 寬 ～ 1 米，可見斷層角礫巖。 F17 斷層：位于壩址右岸，為一正斷層，長(zhǎng) 1 公里，斷層面傾向南西，走向 62176?！?88176。西段60176。 F1 斷層：縱貫整個(gè)庫區(qū)，屬逆斷層，長(zhǎng) 公里，斷層?xùn)|段走向 43176。～ 70176。 ② 坡積碎石土層：主要分布在壩址兩岸階地上，厚度 0～ 13m，其成分為碎石和粉土，碎石 含量 60%左右，粉土含量 40%左右。 （ 2）第四系地層 ① 沖積層：由河流沖積作用形成的松散堆積物，分布在河床和河流形成的階地上，沿 河帶狀分布，厚度變化于 2～ ，在壩址附近厚約 2～ 5m。 ③ 凝灰質(zhì)粉砂巖：出露于壩址以東，面積 平方公里，由于斷層與小褶曲的影響，產(chǎn)狀變化較大。 ② 粉砂質(zhì)凝灰?guī)r：出露于壩址區(qū)河流西側(cè)，分布面積 平方公里，巖 石呈灰色、灰綠風(fēng)化面為灰黑，層狀構(gòu)造，由正常碎屑和膠結(jié)物組成，巖層產(chǎn)狀傾向東，傾角 70176。 現(xiàn)將庫區(qū)出露地層由老到新分述如下： （ 1）泥盆系中統(tǒng)大南湖組第三亞組 ① 大理巖：出露于庫區(qū)西北部，為庫區(qū)最老地層，分布面積 平方公里，巖石呈白色、灰白色，花崗變晶結(jié)構(gòu)，產(chǎn)狀 96176。 據(jù)自治區(qū)地震局論證鑒定，區(qū)外達(dá)板果勒斷裂 東端發(fā)生 6～ 7 級(jí)左右地震的可能性最大，但對(duì)庫區(qū)的最高影響烈度為 7176。 （ 2）東溝斷裂 ： 該斷裂長(zhǎng)約 25 公里，歷史上很少有地震活動(dòng)，活動(dòng)量也不大，本區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)北東東向斷裂發(fā)生過 Ms≥5 級(jí)地震的先例，因而估計(jì)未來百年內(nèi)發(fā)生 Ms≥6 級(jí)地震的可能性很小，按照新疆地區(qū)斷層長(zhǎng)度與發(fā)生最大地震的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式，該斷裂可能發(fā)生的最大震級(jí) Ms=，即使發(fā)生 級(jí)地震，其烈度也只有 7176?；?7176。左右，且多朝南傾，為一條右旋走滑斷層，它對(duì)庫區(qū)地形及地質(zhì)構(gòu)造起到一定的影響。地表出露長(zhǎng)度 10 公里，為具右旋特征的剪切斷裂，此組方向的斷層開成時(shí)間晚，截割了其他方向的斷裂，是第四紀(jì)以來的活斷層。~76176。其北面是天山 東西向構(gòu)造與阿爾泰北面構(gòu)造的交匯部位，除近東西向及北西—北西西構(gòu)造較發(fā)育外，還見有少量的北北西向斷裂及北東東向斷裂，各種不同方向的斷裂將本區(qū)分割成大小不同的構(gòu)造塊體。多年平均年輸沙量為 104噸，其中推移質(zhì)泥沙為 104噸，懸移質(zhì)泥砂為 104噸。 表 P=10