【正文】 般砂巖也是細(xì)粒至微粒結(jié)構(gòu)，除因構(gòu)造節(jié)理裂隙較發(fā)育，上部裂隙水較多外，深處巖層因隔水層的層次多，難于形成泉水。滲透問(wèn)題也不存在。 建筑材料 料場(chǎng)位置和儲(chǔ)量 根據(jù)壩區(qū)地形、地質(zhì)剖面圖以及地質(zhì)勘測(cè)資料分析。碎礫石成分以玄武巖為主，石灰?guī)r和砂巖石占極少數(shù)，沿河谷內(nèi)分布，壩基附近最大沖積層厚度為 30 多 m，一般為 20m 左右，靠岸邊厚度逐漸減少。粘性土料料場(chǎng)上游有三個(gè)，下游有二個(gè)，有一定儲(chǔ)量 ，總量為 190 萬(wàn) m3。壩址上下游均有石料場(chǎng) (堅(jiān)硬玄武巖 )，離壩址較近，開采條件較好。 （ 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，開采條件好E 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 及計(jì)算書 11 表 29 粘土的物理力學(xué)性質(zhì) 料場(chǎng)名稱 物 理 性 質(zhì) 滲 透 系 數(shù) （ 106cm/s） 力 學(xué) 性 質(zhì) 化學(xué)性 自 然 含 水 量 （ %） 自然容重 比重 孔 隙 率 孔 隙 比 稠 度 飽和度 顆粒級(jí)配（成分 %，粒徑 d） 擊實(shí) 剪力 固 結(jié) 壓 縮 系 數(shù) （ cm2/kg） 有 機(jī) 含 量 灼 熱 法 （ %） 可 溶 鹽 含 量 （ %） 濕 干 流 限 （ %） 塑 限 （ %） 塑 性 指 數(shù) 礫 砂 粘土 最 大 干 密 度 （ g/cm3） 最 優(yōu) 含 水 量 （ %） 內(nèi) 摩 擦 角 （ o） 凝 聚 力 KPa （ KN/m3） 粗中 細(xì) 粉 〉 2 mm 2 mm 0. 5 mm 05 mm mm 1下 2下 1上 2上 3下 E 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 及計(jì)算書 12 表 210 砂礫石的顆粒級(jí)配 直徑 顆粒含量 % 料場(chǎng) 300～100 (mm) 100～60 (mm) 60～20 (mm) 20～ (mm) ～ (mm) ～ (mm) ～ (mm) ～ (mm) (mm) 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 102cm/s 左右。 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 34o30’ 35o50’ 35o10’ 2上 35o00’ 37o10’ 36o00’ 3上 34o40’ 36o40’ 35o40’ 4上 35o10’ 37o40’ 36o30’ 1下 34o10’ 36o30’ 35o20’ 2下 35o20’ 38o00’ 36o40’ 3下 34o30’ 37o10’ 35o50’ 4下 36o00’ 38o20’ 37o10’ E 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 及計(jì)算書 13 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、玉米等。 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 120km 處有鐵路干線通過(guò)，已建成公路離壩址僅 20km，因此交通尚稱方便。 E江水利樞紐工程 正常 庫(kù)容 億 m3， 總庫(kù)容 億 m3， 屬大 （ 2） 型，工程等別為Ⅱ 等 工程。 永久性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù) 永久性水工建筑物 級(jí)別為 Ⅱ 等 工程，其 洪水標(biāo)準(zhǔn) 為 ：正常運(yùn)用 (設(shè)計(jì) )洪水重現(xiàn)期 100 年；非常運(yùn)用 (校核 )洪水重現(xiàn)期 2020 年。根據(jù) 表 5 不同頻率洪峰流量表 及洪水標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)洪峰流量 Q 設(shè) =1680m3/s（ P=1%） ，校核洪峰流量 Q 校 = 2320m3/s（ P=%） 。 具體計(jì)算見計(jì)算書一 —— 《設(shè)計(jì)洪水、校核洪水過(guò)程線推求計(jì)算表》。由于壩址兩岸山坡陡峻，如采取開敞 溢洪道的方案，可能造成開挖量太大而不經(jīng)濟(jì)，因而采用隧洞泄洪，并考慮與施工導(dǎo)流洞結(jié)合。 防洪限制水位的選擇 根據(jù)樞紐任務(wù)要求，取防洪限制水位與正常蓄水位相等。因?yàn)樯絽^(qū)河流特點(diǎn)是暴漲暴落，整個(gè)汛期內(nèi)大洪水隨時(shí)都可能出現(xiàn)，任何時(shí)刻都預(yù)留一定的防洪庫(kù)容是必要的。 E 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 及計(jì)算書 16 表 41 設(shè)計(jì)、校核洪水調(diào)洪演算計(jì)算成果表 方案 孔口尺寸 工況 Q(m3/s) V(106m3) 上游水位 Z(m) 超高 △Z (m) 單寬流量 Q/B 1 H=2811m B=7m 設(shè)計(jì) 校核 2 H=2812m B=7m 設(shè)計(jì) 校核 3 H=2812m B=8m 設(shè)計(jì) 校核 4 H=2813m B=8m 設(shè)計(jì) 校核 注：發(fā)電引水流量 Q=，與總泄流量相比較小，調(diào)洪演算時(shí)沒有考慮這部分的影響，僅作為安 全儲(chǔ)備，△ Z 為正常蓄水位以上超高。從這個(gè)角度上看四種方案都是可行的，因而方案的選擇主要通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定（這里只作定性分析），同時(shí)考慮與導(dǎo)流洞結(jié)合的問(wèn)題。 （ 1） 第一、三兩種方案比較：兩者的 △Z 、 Q 基本相同，第一方案的 Q/B 比第三方案大 13%，第一方案的 B 比第 三 方案小 13%，經(jīng)綜合考慮將第一種方案排除在外。 （ 3） 剩下的第三、四兩種方案比較，兩者的 B 相同，第三方案的 Q/B 比第四方E 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 及計(jì)算書 17 案大 10%，第三方案的 △Z 比第四方案小 9%。經(jīng)綜合分析考慮，采用第三種方案，即堰頂高程 H=2812m，溢流孔口凈 寬 B=8m。 E 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 及計(jì)算書 18 5 壩型選擇及樞紐布置 壩址及壩型選擇 壩址選擇 經(jīng)過(guò)比較選擇地形圖所示河彎地段作為壩址，并選擇 Ⅰ Ⅰ 、 Ⅱ Ⅱ 兩條較有利的壩軸線，兩軸線河寬基本相近，從而大壩工程量基本相近。 Ⅱ Ⅱ 剖面除與 Ⅰ Ⅰ 剖面具有大致相同厚度的覆蓋層及風(fēng)化巖外，底部玄武巖破碎帶縱橫交錯(cuò)，若將壩建于此壩基及繞壩滲流可能較大，進(jìn)行地基處理則工程量太大，綜合考慮以上因素，壩軸線選在 Ⅰ Ⅰ 處。從地質(zhì)條件看不宜修建拱壩。較高的混凝土重力壩也要求建在巖石地基上。 樞紐組成建筑物 擋水建筑物：土石壩。 水電站建筑物：包括引水隧洞、調(diào)壓井、壓力管道、電站廠房、開關(guān)站等。 泄水建筑物 — 泄洪隧洞 泄洪采用隧洞方案，為縮短長(zhǎng)度、減小工程量，泄洪隧洞布置在凸岸，這樣對(duì)流態(tài)也較為有利。為減少泄洪時(shí)影響發(fā)電，進(jìn)出口相距 80～ 100m 以上。 綜合考慮各方面因素，最后確定樞紐布置見附圖 3—— 樞紐平面布置圖。應(yīng)選擇幾種比較優(yōu)越的壩型，擬定剖面輪廓尺寸，進(jìn)而比較工程量、工期、造價(jià)，最后選定技術(shù)上可靠，經(jīng)濟(jì)上合理的壩型。 均質(zhì)壩材料單一，施工簡(jiǎn)單，但壩身粘性較大，雨冬季施工較為不便，且無(wú)足夠適宜的土料來(lái)作均質(zhì)壩 （ 經(jīng)探時(shí)壩址附近可筑壩的土料只有 190 萬(wàn) m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求 ） ，故而均質(zhì)壩方案不可行。堆石壩施工干擾相對(duì)較小。但由于河床地質(zhì)條件較差，沖積層最大達(dá) 32m，平均也有20m，作堆石壩可能導(dǎo)致大量開挖，此方案也不予考慮。 塑性心墻壩 （ 以砂礫料作為壩殼，以粘土料作防滲體設(shè)在壩剖面的中部做心墻 ）與斜墻壩相比工程量相對(duì)較小，適用不均勻變形，抗震性能較好，但要求心墻粘土料與壩殼砂礫料同時(shí)上升，施工干擾大、工期長(zhǎng)。本地區(qū)為地震區(qū)，基本烈度為 7 度，從抗震性能及適應(yīng)不均勻變形來(lái)看宜采用心墻壩；從施工及氣候條件來(lái)看宜采用斜墻壩。 經(jīng)綜合考慮斜墻壩與心墻壩各自的優(yōu)缺點(diǎn)，擬采用斜心墻壩。 E 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 及計(jì)算書 21 大壩輪廓尺寸的擬定 大壩剖面輪廓尺寸包括壩頂高程、壩頂寬度、上下游壩 坡、防滲體及排水設(shè)備等。 壩坡與戧道 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》 （ SL2742020） 有關(guān)規(guī)定 ， 上游坡率取 ，下游每隔 25m 左右 變坡一次，變坡處設(shè)馬道，坡率自下而上依次為 、 、 。 壩頂高程 壩頂高程分別按設(shè)計(jì)和校核 兩種 情況計(jì)算，取兩者之大者，并預(yù)留一定的沉降值，壩頂高 程計(jì)算成果見表 16，具體計(jì)算詳見計(jì)算書三 —— 壩頂高程計(jì)算書 。 表 61 壩頂高程計(jì)算成果表 序號(hào) 計(jì)算情況 計(jì)算項(xiàng)目 設(shè)計(jì)情況 校核情況 備注 1 上游靜水位（ m） 2 河底高程（ m） 2750 2750 3 壩前水深 H(m) 4 吹程 D（ km） 15 15 5 風(fēng)向與壩軸線夾角 (176。按規(guī)范棱體頂面高程高出下游最高水位 為原則。 參考以往工程，堆石棱體內(nèi)坡取 1:，外坡取 1:，頂寬 ，下游水位以上用貼坡排水。斜心墻頂高程以設(shè)計(jì)水位加 超高并高于校核洪水位的原則，最后取 ， 上留有 護(hù)層。 （ 2）壩基防滲體 ：河床中部采用混凝土防滲墻，兩岸因施工施工不便及沖積層逐漸減薄的改用粘土截水墻，根據(jù)混凝土防滲墻的強(qiáng)度和防滲、耐久性要求，墻厚度取 。防滲墻位置在心墻底面中心偏上，底部嵌入巖基 。 E 江水利樞紐工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 及計(jì)算書 23 土料設(shè)計(jì) 筑壩材料的設(shè)計(jì)與土壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工方法以及工程造價(jià)有關(guān)，按照壩體內(nèi)材料分區(qū)盡量簡(jiǎn)單，就地、就近取材，因材設(shè)計(jì)。 粘性土料設(shè)計(jì) （ 1） 計(jì)算公式。最優(yōu)含水量確定原則以使土樣最優(yōu)含水量接近其塑限含水量，據(jù)此確定擊數(shù)，得出多組平均最大干容重 γ max和平均最大優(yōu)含水量，具體試驗(yàn)成果已在任務(wù)書中提供。 設(shè)計(jì) 最優(yōu)含水量為 ω o=ω o 用下列公式計(jì)算設(shè)計(jì)干容重作為校核參考： γ max=△s(1 Va)/(1+△s ω ) 式中： △s —— 為土粒比重； ω —— 為填筑含水量，以小數(shù)計(jì)（ ω =ω =ω pILIp，液性指數(shù) IL=～）； Va 為壓實(shí)土的含氣量（粘土 Va=，砂質(zhì)粘土 Va=，砂質(zhì)壤土 Va=） 再用下式作校核： γ d≥ ～ (γ d)o (γ d)o—— 為土場(chǎng)自然干容重。 （ 2） 計(jì)算成果 ： 粘土料設(shè)計(jì)成果見表 17。67ˊ II下 25186。17ˊ II上 21186。已經(jīng)探明上、下游共有 5個(gè)粘土料場(chǎng)，總儲(chǔ)量為 190 萬(wàn) m3。 Ⅲ 下 料場(chǎng)因其滲透系數(shù) K=30 106cm/s 偏大，其余均可采用，并以“近而好”為原則，選取塑性指數(shù)小于 20（其余均大于 20）的Ⅰ 下 料場(chǎng)為主料場(chǎng)，其余幾個(gè)料場(chǎng)為輔助及備用。 壩殼砂礫料填筑的設(shè)計(jì)指標(biāo)以相對(duì)密實(shí)度表示如下： Dr=(emaxe)/(emaxemin) 或 Dr=(γ dγ min) γ max /(γ maxγ min)γ d 式中： emax 最大孔隙比， emax =△ S/γ min1 emin 最小孔隙比， emin =△ S/γ max1 e 為填筑的砂、砂卵石或地基原狀砂、砂卵石的