【正文】 直徑 粒 mm 含量 料場(chǎng) 300 ~ 100 100 ~ 60 60 ~ 20 20 ~ ~ ~ ~ ~ 1上 2上 3上 4上 1下 2下 3下 4下 表 11 砂礫石的 物理性質(zhì) 名稱(chēng) 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 ， % 軟弱顆粒 ， % 有機(jī)物含量 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。 淹沒(méi)情況如下表。 (六 ) 經(jīng)濟(jì)資料 1． 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。 2． 物理力學(xué)性質(zhì) (1) 土料： 見(jiàn)表 9— 表 12。 (五 ) 建筑材料 1． 料場(chǎng)的位置與儲(chǔ)量 各料場(chǎng)的位置與儲(chǔ)量見(jiàn)壩區(qū)地形圖。石灰?guī)r地區(qū)外圍巖石多為不透水層，滲透問(wèn)題也不存在。 正因?yàn)檫@些隔水的與透水的玄武巖存在 ，遂 使玄武巖區(qū)產(chǎn)生許多互不連貫的地下水。夾于玄武巖中的凝灰?guī)r，以及裂隙甚少的火山角礫巖都為 不透水性良好的巖層 。 4． 水文地質(zhì)條件 本區(qū)地形高差大，表流占去大半，缺乏強(qiáng)烈透水層，故地下水不甚豐富，對(duì)工程比較有利。 節(jié)理間距 ， 密者 米即有一條，疏者 3— 5 米即有一條，所以沿岸常見(jiàn)有巖塊崩落的現(xiàn)象?？梢苑譃閮山M，一組走向與巖層走向幾乎一致，即北東方向，傾向西北；另一組的走向與巖層傾向大致相同。 (5) 坡積層 在水庫(kù)區(qū)及壩址區(qū)山麓地帶均可見(jiàn)到，為經(jīng)短距離搬 運(yùn) 沉積后，形成粘土與碎石的混合物質(zhì)。 應(yīng)變控制土樣 容重 系篩去大于 顆粒后制備的。 32′ 備 注 三軸剪力土樣備系篩去大于 4mm 顆粒后制備的。 34′ 25176。 30′ 17176。 15′ 32176。 沖積層的滲透性能 經(jīng)抽水試驗(yàn)后得，滲透系數(shù) k值為 3 102厘米 /秒 ~1 102厘米 /秒。卵石最小直 徑一般為 10~100 毫米；礫石直徑一般為 2~10 毫米；砂粒直徑 ~ 毫米；細(xì)小顆粒小于 毫米 。沿河谷內(nèi)分布 ： 壩基部分沖積層厚度最大為 32 米，一般為 20 米左右 ； 靠岸邊最少為幾米。 (4) 河床沖積層 主要為卵礫石類(lèi)土，砂質(zhì)粘土與砂層均甚少，且多呈透鏡體狀，并有大漂石 摻 雜其中。 表 6 壩基巖石 物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)表 巖石名稱(chēng) 比重 Δ 容重γ kN/m3 建議采用抗壓強(qiáng)度 MPa 半風(fēng)化玄武巖 50 破碎玄武巖 5060 火山角礫巖 35120 軟弱玄武巖 1020 堅(jiān)硬玄武巖 100160 多氣孔玄武巖 70180 6 表 7 全風(fēng)化玄武巖物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)表 天然含水率 ? % 干容重 ? kN/m3 比重 Δ 液限 l? 塑限 p? 塑性指數(shù) pI 壓縮系數(shù) a 浸水固結(jié)塊剪 0~ m2/kN 106 3~4 m2/kN 106 內(nèi)摩擦角Φ 凝聚力 kPa 24 (2) 火山角礫巖 角礫 為玄武巖，棱角往往 不明顯，直徑為 2~15 厘米，膠結(jié)物仍為玄武巖質(zhì)，膠結(jié)緊密 者 抗壓強(qiáng)度與堅(jiān)硬玄武巖無(wú)異，其膠結(jié)程度較差者極限抗壓強(qiáng)度低至 35MPa。 堅(jiān)硬玄武巖應(yīng)為不透水層，但因節(jié)理裂縫較發(fā)育，透水性也會(huì)隨之增加，其礦 物 成份為普通輝石 、 檢長(zhǎng)石 ， 副成分為綠泥石、石英 、 方解石等，由于玄武巖成分不甚一致，風(fēng)化程度不同，力學(xué)性質(zhì)也不同，可分為堅(jiān)硬玄武巖、多氣孔玄武巖、破碎玄武巖、軟弱玄武巖、半風(fēng)化玄武巖和全風(fēng)化玄武巖等，其物理力學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表 表 7。 2． 壩址地質(zhì) 壩址位于 該 江中游地段的峽谷地帶，河床比較平緩，坡降不太大，兩 岸 高山聳立，構(gòu)成高山深谷的地 貌 特征。經(jīng)地質(zhì)勘探認(rèn)為庫(kù)區(qū)滲漏問(wèn)題不大，但水庫(kù)蓄水后，兩岸的坡積與殘積等物質(zhì)的坍岸是不可避免的，經(jīng)過(guò)勘測(cè)，估計(jì)可能坍方量約為 300 萬(wàn)立米?？菟畼O少，河水清徹見(jiàn)底，初步估算 30年后壩前淤積 高程為 2765 米。 2． 洪峰流量 經(jīng)頻率分析，求得不同頻率的洪峰流量如下表 。 該 江洪水形狀陡漲猛落，峰高而瘦，具有山區(qū)河流的特性，實(shí)測(cè)最大流量為700 秒立米，而最小流量為 秒立米。 (三 ) 水文特性 該 江徑流的主要來(lái)源為降水，在此山區(qū)流域內(nèi)無(wú)湖泊調(diào)節(jié)徑流 。 洪水期實(shí)測(cè)最大平均風(fēng)速為 14m/s。 3. 降水量 最大年降水量可達(dá) 1213 毫米，最小為 617 毫米，多年平均降水量為 905 毫米。 (二 ) 氣候特性 1. 氣溫 年平均氣溫約為 度，最高氣溫為 度，發(fā)生在 7 月份，最低氣溫為 度，發(fā) 生在 1 月份。 本流域內(nèi)因山脈連綿，交通不便，故居民較少，全區(qū)農(nóng)田面積僅占 總 面積的20％，林木面積約占全區(qū)的 30％，其種類(lèi)有松、杉等。 本流域大部分為 山嶺 地帶，山脈和盆地交錯(cuò)于其間，地形變化劇烈，流域內(nèi)支流很多，但多為小的山區(qū)流河 流 ，地表大部分為松軟的沙巖 、 頁(yè)巖 、 玄 武 巖 及石灰?guī)r的風(fēng)化層， 汛 期河流的含沙量較大 。 (二 ) 深入要求 每位同學(xué)根據(jù)自己的喜好選擇下列一個(gè)子題目作為深入設(shè)計(jì)部分： 1. 廠(chǎng)房設(shè)計(jì)； 2. 廠(chǎng)房排架設(shè)計(jì)； 3. 廠(chǎng)房吊車(chē)梁； 4. 發(fā)電 機(jī)機(jī)墩設(shè)計(jì)； 5. 進(jìn)水閘門(mén)設(shè)計(jì)； 6. 泄水隧洞設(shè)計(jì)； 7. 樞紐的施工導(dǎo)流方案和施工的控制性進(jìn)度設(shè)計(jì)； 8. 調(diào)壓井設(shè)計(jì)； 9. 土石壩壩體防滲設(shè)計(jì) ； ，每位同學(xué)還可自行擬定深入設(shè)計(jì)部分。 二 、 設(shè)計(jì)要求 (一 ) 基本要求 在明確設(shè)計(jì)任務(wù)及對(duì)原始資料進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，要求： ，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)計(jì)算，確定壩頂高程及溢洪道尺寸； ，對(duì)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； 設(shè)計(jì) 出大壩，通過(guò)比較，確定大壩的基本剖面和輪廓尺寸，擬定地基處理方案與壩身構(gòu)造，進(jìn)行水力、靜力計(jì)算； ，確定廠(chǎng)房和副廠(chǎng)房尺寸，確定各部分預(yù)留空間。 5. 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。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(guò)正常蓄水位 米。 2. 灌溉 增加保灌面積 萬(wàn)畝。安裝場(chǎng)平面尺寸為 8 13 平方 米。 廠(chǎng)房型式為引水式，廠(chǎng)房平面尺寸為 32 13 米，發(fā)電機(jī)高程為 2760 米，尾水管底高程為 2748 米，廠(chǎng)房頂高程為 2772 米。 本電站裝 3 臺(tái) 8MW 機(jī)組。 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)資料 （土石壩方向） 學(xué)生姓名 所在班級(jí) 指導(dǎo)教師 昆明理工大學(xué)電力工程學(xué)院 水電教研室 2021 年 2 月 2 一、 樞紐任務(wù) 本 樞紐 工程同時(shí)兼有防洪、發(fā)電、灌溉、漁業(yè)等綜合作用。 1. 發(fā)電 裝機(jī) 24 MW，多年平均發(fā) 電量 億度。正常蓄水位為 米，汛期限制水位為 米，死水位為 米， 3 臺(tái)機(jī)組滿(mǎn)發(fā)時(shí)的流量為 秒立米，尾水位為 米。副廠(chǎng)房平面尺寸為 32 6 平方 米。開(kāi)關(guān)站尺寸為 32 20 平方 米。 3. 防洪 可減輕洪水對(duì)下游兩岸的威脅，過(guò) 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(lái) 1680 秒立米和 2320 秒立米分別削減為 秒立米和 秒立米。 4. 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?？煞趴账畮?kù)至水位 米。 、型號(hào)及裝置位置，水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪直徑及轉(zhuǎn)速；選擇發(fā)動(dòng)機(jī)型 3 號(hào)及裝置位置，選擇 尾水管和蝸殼類(lèi)型。 三、樞紐設(shè)計(jì)資料說(shuō)明 (一 ) 流域概況 該 江位于我國(guó)西南地區(qū)，流向自東南向西北，全長(zhǎng)約 122 公里，流域面積 2558平方公里，在壩址以上流域面積為 780 平方公里 。 沖積層較厚，兩岸有崩塌現(xiàn)象。其余為荒山及草皮覆蓋。 表 1 月平均氣溫統(tǒng)計(jì)表（度） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 年平均 表 2 平均溫度日數(shù) 日數(shù) 月份 平均溫度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0? ℃ 6 0 0 0 0 0 0 0 0 4 30~0 ℃ 30 31 30 31 31 30 31 30 30? ℃ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2. 濕 度 本區(qū)域氣候特征是冬干夏濕，每年 11 月至次年和 4 月特別干燥，其相對(duì)濕度為 51~73%之間，夏季因降雨日數(shù)較多，相 對(duì) 濕度隨之增大，一般變化范圍為 67~86%。 表 3 各月降雨日數(shù)統(tǒng)計(jì)表 日數(shù) 月份 平均降雨量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5mm 510mm 1030mm 30mm 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4. 風(fēng)力及風(fēng)向 一般 1~4 月風(fēng)力較大，實(shí)測(cè) 最大風(fēng)速為 米／秒， 相當(dāng)于8 級(jí)風(fēng)力，風(fēng)向?yàn)槲鞅逼鳌?水庫(kù)吹程為 15公里。 根據(jù)實(shí)測(cè)短期水文氣象資料研究，一般是每年五月底至六月初河水開(kāi)始 上 漲，汛期開(kāi)始，至十月以后洪水下降，則枯水期開(kāi)始，直至次年五月。 1． 年日常徑流 壩址附近水文站有實(shí)測(cè)資料 8 年，參考臨近測(cè)站水文記錄延長(zhǎng)后有 22 年水文系列，多年年平均流量為 17 秒立米。 表 4 不同頻率洪峰流量（秒立米） 頻率 1 2 5 10 流量 2320 1680 1420 1180 1040 表 5 各月不同頻率洪峰流量（秒立米） 月 頻率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5 1％ 46 19 12 19 600 1240 1550 1210 670 390 28 37 2％ 36 17 11 15 530 1120 1360 1090 600 310 23 33 5％ 23 14 9 11 420 850 1100 830 480 250 16 28 10％ 19 11 7 9 370 760 980 720 410 210 15 23 3． 固體徑流 該 江為山區(qū)性河流，含沙量大小均 隨 降水強(qiáng)度及降水量的大小而變化，平均含沙量達(dá) 公 斤 ／立米。 (四 ) 工程地質(zhì) 1． 水庫(kù)地質(zhì) 庫(kù)區(qū)內(nèi)出露的地層有石灰?guī)r、玄武巖、火山角礫巖與凝灰?guī)r等。在考慮水庫(kù)淤積問(wèn)題時(shí)可作為參考 。 壩址區(qū)地層以玄武巖為主，間有 少 量火山角礫巖和凝灰?guī)r穿 過(guò) ，對(duì)其巖性分述如下： (1) 玄武巖 一般為深灰色、灰色、 含 有多量 氣孔，為綠泥 石 、石英等充填，成為杏仁狀構(gòu)造，并間或有方解石脈、石英脈等 貫 穿其中，這些小 巖 脈都是后來(lái)沿 裂隙充填進(jìn)來(lái)的 。 滲透性：經(jīng)試驗(yàn)得出 k 值為 ~ 米 /晝夜。 (3) 凝灰?guī)r 成土狀或頁(yè)片狀，巖性軟弱，與近似，風(fēng)化后成為碎屑的混合物，遇水崩解，透水性很小。卵礫石成分以玄武巖為主，石灰?guī)r與砂巖占極少數(shù)。顆粒組成以卵礫石為主，砂粒和細(xì)小顆粒為數(shù)很少。 見(jiàn)表 8。 表 8 沖積層剪力試驗(yàn)成果表 土壤 名稱(chēng) 代 號(hào) 項(xiàng)目 計(jì) 算 值 容重 （控制） kN/m3 含水量 （控制） 三軸剪力 （塊剪） 應(yīng)變 （ 拉制 ） （ 浸水固結(jié)快剪 ） 內(nèi)摩擦角 凝聚力 （ kPa） 內(nèi)摩擦角 凝聚力 （ kPa） 含 中 量 細(xì) 粒 的