【正文】 圖23 銅錢壩水庫(kù)下游河道水位流量關(guān)系曲線庫(kù)水位下泄流量關(guān)系曲線計(jì)算過程見表23表23銅錢壩水庫(kù)庫(kù)水位—下泄流量曲線計(jì)算表Z上(m)Z下(m)水頭h1(m)排沙洞泄量 q1(m3/s)水頭h2(m)溢洪道泄量 q2(m3/s)23041962555209表23中各流量分別由下列公式確定:隧洞 。用歷時(shí)列表法，進(jìn)行代表年P(guān)=25%，50%，75%，97%年調(diào)節(jié)興利庫(kù)容的推求，從中選擇最大者作為采用年調(diào)節(jié)興利庫(kù)容，相應(yīng)的正常蓄水位為605m. 調(diào)洪計(jì)算初定大壩采用排沙隧洞和溢洪道聯(lián)合泄流，溢洪道堰頂設(shè)閘門高10m，堰頂高程為597 m,凈寬65m。根據(jù)當(dāng)?shù)厮?、用水變化特點(diǎn)，選取調(diào)節(jié)度從9月初開始至次年8月底結(jié)束，確定水庫(kù)運(yùn)用方式為10月至次年4月為蓄水期，5—6月為用水高峰期，7—9月為防汛排沙期。同時(shí)要求8四個(gè)月的河道天然徑流不納入水庫(kù)徑流調(diào)節(jié)。農(nóng)業(yè)上要求水庫(kù)補(bǔ)償灌溉用水年。根據(jù)水庫(kù)淤積計(jì)算和排沙要求，為了保證設(shè)計(jì)洪水時(shí)宣泄通暢，選取隧洞進(jìn)口高程580m,進(jìn)口處閘門尺寸33m，隧洞明流泄量為，兼顧水力發(fā)電最小工作水頭的要求，選取死水位（即興利下限水位）為588m，由圖22 錢壩壩水庫(kù)水位和庫(kù)容關(guān)系曲線查得相應(yīng)死庫(kù)容為。其曲線如圖21。選用鐵鎖關(guān)站1964年9月2—4日一次洪水過程線為典型：典型洪峰。進(jìn)行頻率計(jì)算，求得不同頻率各時(shí)段的洪量，繪制最大洪量與流域面積關(guān)系圖，內(nèi)插得銅錢壩頻率為1%時(shí)段的洪量。第二章 調(diào)洪演算 洪水分析計(jì)算根據(jù)銅錢壩水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)，頻率為1℅，℅所涉及洪峰、洪量及洪水過程線的有關(guān)資料如下：銅錢壩水庫(kù)采用值為：： ： 通過鐵鎖關(guān)站洪水資料分析，洪水過程線多呈單峰，洪水歷時(shí)為3天，銅錢壩洪水歷時(shí)定為3天。其曲線如圖11。選用鐵鎖關(guān)站1964年9月2—4日一次洪水過程線為典型：典型洪峰。進(jìn)行頻率計(jì)算，求得不同頻率各時(shí)段的洪量，繪制最大洪量與流域面積關(guān)系圖，內(nèi)插得銅錢壩頻率為1%時(shí)段的洪量。表11 各站水文氣象資料系列情況河流水文站雨量站玉帶河鐵鎖關(guān)F=433km2 1960~1974年鐵鎖關(guān) 1960~1974年寧強(qiáng) 1958~1959年寧 強(qiáng) 1960~1974年漢江武侯鎮(zhèn)F=3092km2武侯鎮(zhèn) 1931936~1974年1935~1941年 1953~1974年大 安 1955~1970年沮水河茶店子F=1683km2茶店子 1966~1974年1966~1974年茅 壩 1957~1970年觀音寺 1955~1970年根據(jù)銅錢壩水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)，頻率為1℅，℅所涉及洪峰、洪量及洪水過程線的有關(guān)資料如下：銅錢壩水庫(kù)采用值為：： ： 壩洪水歷時(shí)定為3天。集水區(qū)呈狹長(zhǎng)形，流域平均高程為1100m，多年平均降雨量1000mm—1100mm，由“陜西省年降雨量等值線圖”上可見，降水量分布由上游向下游遞減，且寧強(qiáng)、鐵鎖關(guān)一帶為暴雨中心。 水文與氣象玉帶河發(fā)源于寧強(qiáng)縣巴山箭竹嶺，流貫寧強(qiáng)縣境內(nèi)，由南向北，于勉縣銅錢壩處流入漢江，河道曲折，高山植被良好，海拔1000m以下墾荒坡地少，河道總長(zhǎng)110 km，河床平均比降3，下游河床比降為1/600—1/800。②、Ⅱ—Ⅱ線：左壩肩小凹溝有斷層的壓碎巖寬約8m，壩腳坐落在滑坡體上，不利壩肩穩(wěn)定，強(qiáng)風(fēng)化層厚9m~12m，右壩肩正處硅化灰質(zhì)礫巖與炭質(zhì)硅質(zhì)板巖軟弱帶上，近北東北，東東向東向斷層發(fā)育，于此交會(huì)，構(gòu)成斷層交會(huì)帶，巖石強(qiáng)度低，穩(wěn)定性差，并為繞壩滲漏通道。壩址工程地質(zhì)條件復(fù)雜各壩址地質(zhì)條件如下：①、Ⅰ—Ⅰ線：位于背斜軸部，巖石擠壓破碎，左壩肩坐落在滑坡體上，處理困難，右壩肩上方孔附近斷層破碎帶密集8余m，其鉛直厚度達(dá)48m，并有巖脈穿插，巖石透水性較強(qiáng)，滲透途徑短，為繞壩滲漏主要通道。河床砂粒層為極強(qiáng)透水層，厚度4m—。由于裂隙充填較多，其透水性較河床基巖透水性為小。壩基及壩肩基巖含有微弱的裂隙水，由于巖層裂隙發(fā)育，連通性和巖石破碎程度不一，使巖石透水性變化很大，含水不均，局部有帶狀裂隙承壓水，兩岸基巖裂隙水由大氣降水補(bǔ)給。據(jù)水文二隊(duì)初步估算其方量達(dá)10萬m3，為一基巖谷滑坡，目前處于穩(wěn)定，但坡腳破壞，仍有復(fù)活可能。⑷ 主要物理地質(zhì)現(xiàn)象及巖石風(fēng)化情況規(guī)模較大的滑坡體有：左壩肩滑坡體、導(dǎo)流洞出口坍塌體、右壩肩坍塌體。壩址斷層發(fā)育，按其發(fā)育方向，大致分為北西、北北東、北東東三組為主，北東東向?yàn)閴盒詳鄬樱蔽髋c北東東為扭裂，南北向?yàn)閴盒詳鄬印橐痪o密同斜褶曲，西翼巖層產(chǎn)狀：北20—30西，傾南西，傾角65176?！?0176?！?76。砂粒以石英長(zhǎng)石巖屑為主，砂巖比為4：6。⑦、巖脈：花崗閃長(zhǎng)巖巖脈數(shù)條，多沿破碎帶或順層侵入，出露寬度一般1m—2m左右，最大厚度可達(dá)7m，與圍巖接觸較好，質(zhì)堅(jiān)，難風(fēng)化。所夾砂巖、竹葉狀灰?guī)r呈夾層或透鏡狀。⑤、青灰色千枚巖：具千枚狀構(gòu)造，片理明顯，質(zhì)軟，易風(fēng)化。③、炭質(zhì)硅質(zhì)板巖：灰黑色、黑色，風(fēng)化后呈灰白色，以炭質(zhì)硅質(zhì)成分為主，板狀構(gòu)造、板理發(fā)育、單層厚3cm~5cm，質(zhì)堅(jiān)脆、易風(fēng)化。次棱角狀及棱角狀，礫石大小不一，直徑一般為3cm~5cm，偶見大者達(dá)2m，膠結(jié)物為鈣質(zhì)、硅質(zhì)。元古界東房溝組：①、含炭砂質(zhì)板巖：灰~深灰色，局部炭質(zhì)富集呈灰黑色，礦物成分以石英、絹云母為主，其次為炭質(zhì)，含少許黃鐵礦小晶體，板理發(fā)育，易風(fēng)化，新鮮巖石較堅(jiān)硬。河床覆蓋層厚為4m~6m，河床及巖面略有起伏，但仍較平坦，未發(fā)現(xiàn)較大深槽。~60176。山坡上發(fā)育有小沖溝，左岸平洞上游岸邊河流側(cè)蝕沖刷，谷坡陡峭基巖裸露。壩址區(qū)河谷兩岸發(fā)育不對(duì)稱零星分布的階地，左岸地形較緩，坡度35176。⑷ 固體徑流來流庫(kù)區(qū)左家灣以上，河床固體徑流，主要漂石夾卵塊石，來源于上游寒武、奧陶系地層分布段，左家灣至南溪灣溝段細(xì)碎物質(zhì)亦不多南溪溝以下，僅有部分溪谷出口處有小型碎塊石組成的洪積扇，輸沙量亦不大。曲尺溝口30滑坡有可能阻塞河道?！?0176。滑坡體及崩塌體大部分分布在土車壩以下河段，尤以張家油房、魏其溝、南溪溝、石馬灘、黃家溝及許家流等地較多，一般長(zhǎng)約100m—150m，高50m—100m，厚20m—30m。⑶ 水庫(kù)坍岸庫(kù)岸基巖裸露，系堅(jiān)硬巖石組成，河谷地區(qū)侵蝕剝蝕作用強(qiáng)烈，一般僅有厚度不大的強(qiáng)烈風(fēng)化層，甚至地表即位弱風(fēng)化巖層，不易產(chǎn)生塌滑體。南溪溝以下，河谷開闊，兩岸分布一、二級(jí)階地，一級(jí)階地為庫(kù)區(qū)主要淹沒區(qū)，二級(jí)階地部分淹沒。⑵ 水庫(kù)的淹沒及浸沒按正常高水位605m，庫(kù)區(qū)集中淹沒范圍僅在南溪溝、白巖河以下，即沿河谷兩岸高漫灘及一、二級(jí)階地和各大溪溝出口段的相應(yīng)高程內(nèi)。玉帶河下游四溝一帶與漢江分水嶺，按回水標(biāo)高計(jì)算直線距離有2500m，燕幾溝一帶與漢江分水嶺山體單薄，寬度由2400m左右。震旦系燈影組硅質(zhì)白云巖有巖溶裂隙水，泉水流量不是很大，且高懸于640m——720m高程以上，不致產(chǎn)生滲漏，據(jù)水文二隊(duì)訪問，在七姐妹山東端玉帶河河床中偏左岸有水平溶洞，枯水季節(jié)可見從山里有一股泉水溢出，該處高程在600m左右，是值得注意的低點(diǎn)。近期該區(qū)屬緩慢上升區(qū)，河床及河谷兩岸覆蓋少，見有明顯的三級(jí)階地，河曲多，比降小，宜于見庫(kù)。主要褶曲有李家大山—陽(yáng)平關(guān)背斜，陳家大梁—寬川鋪背斜、胡家壩—陳家壩背斜，主要斷裂有胡家垣—五月坪斷層、無墩溝—雙河寺斷層，李家大山—人長(zhǎng)溝斷層和銅錢壩斷層等。所見巖層有東房溝組灰、深灰色砂質(zhì)極巖，絹云母千枚巖，白云質(zhì)灰?guī)r，砂巖，巖質(zhì)硅質(zhì)板巖。53 第一章 基本資料、地質(zhì)情況本區(qū)位于大巴山旋扭構(gòu)造西段北緣，北與秦嶺緯向構(gòu)造相連 ，由陽(yáng)勉大斷裂與之相隔，區(qū)域主要構(gòu)造線方向?yàn)楸睎|東向，局部有近南北向受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響。具體設(shè)計(jì)詳見設(shè)計(jì)說明書，另外除了設(shè)計(jì)說明書外 ，還有反映本次設(shè)計(jì)成果的5張圖紙。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：壩址、壩型選擇和樞紐布置，調(diào)洪計(jì)算，粘土均質(zhì)壩設(shè)計(jì)，泄水建筑物設(shè)計(jì)，構(gòu)造設(shè)計(jì)，地基處理等。湖南水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 銅錢壩樞紐及溢洪道設(shè)計(jì)湖 南 水 利 水 電 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power畢業(yè)設(shè)計(jì)成果設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱銅錢壩樞紐及溢洪道設(shè)計(jì) 目 錄第一章 基本資料 地質(zhì)情況 1 1 3 水文與氣象 6 工程特性值 8 9 9第二章 調(diào)洪演算 10 洪水分析計(jì)算 10 10 10 11 興利庫(kù)容的確定 11 調(diào)洪計(jì)算 12第三章 樞紐總體布置、壩型選擇 17 17： 17 17 18 壩型選擇 19 各壩對(duì)地形、地質(zhì)得要求 19 各壩的特點(diǎn) 20 樞紐布置 22 22 樞紐總體布置 22 壩體剖面擬定 23 23 壩頂寬度 24 壩頂高程 24 壩坡選擇 26 26 滲流計(jì)算 27 27 滲流分析的方法 27 均質(zhì)壩的滲流計(jì)算 27 穩(wěn)定計(jì)算 29 29 29 30 30 30 31 細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì) 34 34 34 34 反濾層 34 35 地基處理 35第四章 溢洪道設(shè)計(jì) 37 37 河岸溢洪道的類型 37 溢洪道的位置選擇 37 進(jìn)水渠 38 控制段設(shè)計(jì) 39 39 上游堰高確定 39 溢流孔口尺寸的擬定 40 確定堰面曲線 40 剖面銜接計(jì)算 41 42 42 42 泄槽彎道設(shè)計(jì) 44 彎道沖擊波設(shè)計(jì) 45 消能防沖斷設(shè)計(jì) 46 46 水舌設(shè)計(jì) 47 48 溢洪道構(gòu)造 48 襯砌 48 出口消能段 49第五章 地基處理 50 50 50致 謝 51參考文獻(xiàn) 52摘 要銅錢壩土壩樞紐及溢洪道設(shè)計(jì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)大壩的各個(gè)部位進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，在分析了壩址的地質(zhì)條件后，選取了壩軸線并進(jìn)行了樞紐布置。通過對(duì)深入部分泄水建筑的了解，對(duì)該工程的溢洪道及底孔的形式和消能及防沖進(jìn)行了設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過程中，采用的主要方法有關(guān)于調(diào)洪計(jì)算的半圖解法、壩坡穩(wěn)定計(jì)算的瑞典圓弧法、滲流計(jì)算的水力學(xué)法、壩頂垂直沉降的工程類比估算法，以及相關(guān)規(guī)范、手冊(cè)所推薦的方法。關(guān)鍵詞： 土石壩 ；調(diào)洪計(jì)算；樞紐布置。區(qū)域地層有下元古界東房溝組震旦系下統(tǒng)陡山沱組、燈影組，寒武系石牌組，奧陶系中上統(tǒng)，志留系龍馬溪組和第四系地層。震旦系下統(tǒng)千枚巖，砂巖礫巖，凝灰質(zhì)砂礫巖，燈影組陡山沱組，硅質(zhì)灰?guī)r，白云質(zhì)灰?guī)r，砂巖，千枚巖等，石牌組頁(yè)巖，粉砂巖，灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、奧陶系黃綠色質(zhì)巖，砂質(zhì)頁(yè)巖，龜裂灰?guī)r，泥灰?guī)r，龍馬溪組深灰綠色砂巖，砂質(zhì)頁(yè)巖，第四系坡積沖積亞砂土亞粘土夾碎石及砂卵石及卵石層等。本區(qū)屬于巴山系低山區(qū)，玉帶河屬山區(qū)河流，發(fā)源于巴山箭竹嶺，自南向北，流經(jīng)寧強(qiáng)勉縣，于勉縣銅錢壩注入漢江，全長(zhǎng)110km，流域面積近800km2。⑴ 水庫(kù)滲漏玉帶河為漢江上游南岸最大的一條河流，河底均低于鄰谷數(shù)十米，上游庫(kù)段河谷兩岸，大部分為透水性很大的千枚巖，變質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)砂巖等，該區(qū)泉水出露高程在620m以上，回水后一般不會(huì)產(chǎn)生庫(kù)水向鄰近河谷滲漏的可能。庫(kù)區(qū)中游的白巖河兩條近東西向壓扭性斷層寬度一為40m，一為20m，地勢(shì)向西逐漸增高，山體連綿，斷層交會(huì)處已接近回水尾端，據(jù)水文二隊(duì)估計(jì)，無集中滲漏可能。水文二隊(duì)認(rèn)為回水后又可能發(fā)生滲漏。南溪溝至曲尺溝，河道狹窄，零星分布的前緣標(biāo)高在600m左右的一級(jí)階地屬淹沒范圍，未淹沒的部分一級(jí)階地大部分為浸沒范圍。白巖河瓦廠里以下將淹沒部分一級(jí)階地，未淹沒的部分一級(jí)階地為庫(kù)區(qū)主要浸沒范圍，據(jù)統(tǒng)計(jì)，蓄水后將淹沒3000畝耕地和分散居民房屋千余間。庫(kù)區(qū)兩岸存在第四系土層的崩塌體、滑坡體等不良地質(zhì)體，將會(huì)產(chǎn)生坍岸變性?；碌孛嫫露?5176。水文二隊(duì)通過對(duì)60和65滑坡體驗(yàn)算，最終她岸寬度分別為90m和81m，而根據(jù)地質(zhì)剖面分析65滑坡塌岸最終寬度可能達(dá)100m以上。另陳家壩和許家壩附近有基巖滑坡幾處。庫(kù)段內(nèi)，覆蓋層不發(fā)育，基巖廣布，植被良好，固體徑流來源不多，據(jù)水文二隊(duì)獲得的資料，—，年固體徑流模數(shù)為1115t/km2.⑴ 地形地貌中壩址距下壩址400余米，玉帶河環(huán)繞單薄山脊，呈S形彎曲，中壩址河段較平直，河谷呈U形谷，流向北西西，主流偏左岸，河谷寬約80m~100m，谷底平坦，河床比降為