群安水庫樞紐工程設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

1、群安水庫樞紐工程設(shè)計(jì)群安水庫樞紐工程設(shè)計(jì)the qunan reservoir key project designs總計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 110 頁 表 格 24 個(gè)目目 錄錄摘摘 要要. iabstract.ii第一章第一章 基本資料基本資料 .1 11.11.1 水文氣象水文氣象 .1 11.1.1 流域概括.11.1.2 氣象.11.1.3 徑流.21.1.4 洪水.31.1.5 設(shè)計(jì)施工導(dǎo)流及度汛洪水.31.1.6 泥沙.31.21.2 工程地質(zhì)工程地質(zhì) .7 71.2.1 區(qū)域構(gòu)造及其穩(wěn)定.71.2.2 水庫區(qū)工程地質(zhì)條件.81.2.3 壩址區(qū)工程地質(zhì)條件.91.31.3 建筑材

2、料建筑材料 .11111.3.1 天然建筑材料.111.3.2 三材.12第第二二章章 調(diào)洪演算調(diào)洪演算 .16162.12.1 工程等級規(guī)模工程等級規(guī)模 .16162.22.2 防洪標(biāo)準(zhǔn)防洪標(biāo)準(zhǔn) .16162.32.3 調(diào)洪演算調(diào)洪演算 .16162.3.1 洪水過程線計(jì)算.162.3.2 泄洪方式.162.2.3 泄洪能力.162.3.4 調(diào)洪演算.17第第三三章章 大壩設(shè)計(jì)大壩設(shè)計(jì) .19193.13.1 壩型選擇壩型選擇 .19193.23.2 壩頂高程壩頂高程 .21213.2.1 壩頂超高計(jì)算.223.2.2 平均波高及波長計(jì)算.223.2.3 平均波浪爬高.23mr3.2.4 風(fēng)

3、浪壅高計(jì)算.243.2.5 最終壩頂高程確定.253.33.3 壩頂構(gòu)造壩頂構(gòu)造 .26263.3.1 壩頂寬度計(jì)算 .263.3.2 壩頂?shù)匿佋O(shè).263.43.4 壩坡及相關(guān)設(shè)計(jì)壩坡及相關(guān)設(shè)計(jì) .26263.4.2 壩面排水.273.4.3 護(hù)坡設(shè)計(jì).283.53.5 大壩其他構(gòu)造大壩其他構(gòu)造 .28283.5.1 防滲體選擇.283.5.2 壩體排水設(shè)計(jì).293.5.3 反濾層和過濾層.303.5.4 筑壩材料選擇與填筑要求.303.5.5 土料的儲量 .313.5.6 土料場的選擇.313.5.7 壩殼料場的選擇.323.5.8 填筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì).32第四章第四章 泄水建筑物泄水建筑物 .3

4、2324.14.1 方案比較方案比較 .33334.24.2 溢洪道的布置溢洪道的布置 .33334.2.1 引水渠布置 .344.2.2 控制段布置 .344.2.3 泄槽 .344.2.4 消能防沖設(shè)施布置 .344.2.5 出水渠布置 .354.34.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .35354.3.1 引水渠 .354.3.2 控制段 .354.3.4 挑流消能 .364.3.5 邊墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .364.44.4 地基及邊坡處理設(shè)計(jì)地基及邊坡處理設(shè)計(jì) .36364.4.1 地基開挖 .364.4.2 邊坡開挖及處理 .364.54.5 混凝土的強(qiáng)度、防滲、抗凍指標(biāo)混凝土的強(qiáng)度、防滲、抗凍指標(biāo) .

5、36364.64.6 溢洪道水力設(shè)計(jì)溢洪道水力設(shè)計(jì) .37374.6.1 控制段 .374.6.2 泄流能力計(jì)算：.374.6.3 泄槽的水力計(jì)算.394.6.4 波動(dòng)摻氣水深計(jì)算.434.6.5 挑流消能計(jì)算.444.74.7 校核情況校核情況 .4545第五章第五章 輸水建筑物輸水建筑物 .46465.15.1 方案比較方案比較 .46465.25.2 隧洞選線與布置隧洞選線與布置 .46465.35.3 閘門在隧洞中的布置閘門在隧洞中的布置 .46465.45.4 洞型尺寸洞型尺寸 .46465.55.5 隧洞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隧洞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .47475.5.1 襯砌厚度 .475.5.2 分縫

6、.485.5.3 隧洞的灌漿、排水.485.5.4 混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍、抗磨和抗侵蝕 .49參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .5050 1摘摘 要要群安水庫樞紐工程設(shè)計(jì)分說明書和計(jì)算書兩部分。水庫以灌溉和工業(yè)供水為主，兼顧防洪，工程興建后可以向地區(qū)工業(yè)供水。水庫樞紐建筑物由主壩、溢洪道、放水洞組成。設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是確定主要建筑物的級別，選定適宜的壩址、工程總體布置、主要建筑物形式和控制性尺寸；選擇水庫的各種特征水位；選擇施工導(dǎo)流方案、主要建筑物的施工方法、施工進(jìn)度及總布置、天然建筑材料來源、對外交通及主要設(shè)備，及施工總概算進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，對各種主要建筑物進(jìn)行確定，并通過水利計(jì)算驗(yàn)證所設(shè)尺寸對泄流及輸

7、水、消能防沖等方面的要求。根據(jù)建筑物各部位用料和技術(shù)要求，各料場的分布高程、數(shù)量和質(zhì)量、開采運(yùn)輸及加工條件、受洪水及冰凍影響的情況。水庫樞紐的主要建筑物級別為 3 級，次要建筑物為 4 級，臨時(shí)建筑物為 5 級。永久性建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為 50 年標(biāo)準(zhǔn)，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 1000 年標(biāo)準(zhǔn)，工程規(guī)模為中型。關(guān)鍵字：關(guān)鍵字：群安水庫樞紐工程 主要建筑物 施工組織設(shè)計(jì)；第一章 基本資料2abstractthe qunan reservoir key project designs explains things the ming edition and the account book two par

8、ts. the reservoir irrigates and the industrial water supply primarily, proper attention to both flood prevention, after project construction, may to the area industrial water supply. the reservoir key position building by the main dam, the spillway, puts the water tunnel to be composed. the designs

9、primary mission is the determination main buildings rank, the designation being suitable dam site, the project general arrangement, the main building form and the control size; chooses the reservoir each kind of characteristic water level; the choice construction conduction current plan, the main bu

10、ildings job practice, the construction progress and always arrange, the natural building material to originate, the external communication and the major installation, and constructs the rough estimate to carry on the technical economy analysis, carries on the determination to each main building, and

11、 supposes the size through the water conservation computation confirmation to the aerial drainage and the water distribution, disappears can against flush and so on aspect requests. according to the building various spots needed materials and the specification, the various materials yards distribute

12、d elevation, quantity and the quality, the mining transportation and the working condition, and freeze the flood the influence the situation. the reservoir key positions main building rank is 3 levels, the secondary building is 4 levels, the temporary building is 5 levels. the permanent building des

13、ign flood standard was 50 year standard, the examination flood standard is in 1000 the standard, the project scale for medium. key word ：qunan reservoir key project designs；the main building；construction organization plan 1第一章第一章 基本資料基本資料1.1 水文氣象1.1.1 流域概括 群安河位于某省群安盆地以北，東部天山山脈哈爾里南坡，地理位置介于東經(jīng) 90579419

14、，北緯 43024311，流域內(nèi)地形大部屬中高山地形，地勢北高南低，由東北向西南傾斜，海拔 3600 米以上為冰川和永久積雪覆蓋區(qū)，海拔 25003600 米區(qū)間為徑流形成區(qū)，海拔 13002500 米屬中低山區(qū)，河流全長 31 公里，壩址以上集水面積 324平方公里，徑流來源于高山冰雪融水，夏季的直接降水和季節(jié)性積雪融水，河道縱坡25%30%。1.1.2 氣象群安河流域地處歐亞大陸腹地，屬典型的大陸性氣候，其特點(diǎn)是光照充足，夏季炎熱，冬季寒冷，干燥少雨，蒸發(fā)量大，春季多風(fēng)。流域內(nèi)盛行東北、東風(fēng)，全年大風(fēng)日數(shù) 24天。庫區(qū)內(nèi)一般多出現(xiàn)順河向風(fēng)，多年平均年最大風(fēng)速 12m /s，風(fēng)向基本上與壩軸

15、線正交，吹程 d=2.12km。庫壩區(qū)多年平均降水量 143.9 毫米，多年平均蒸發(fā)量 1232.3 毫米，多年平均蒸發(fā)量見表 11。表表 11 多年平均蒸發(fā)量多年平均蒸發(fā)量月份123456789101112全年蒸發(fā)量(mm)26.442.2102.7190287.5279.3272.9263.3226.8135.352.826.41905.6庫壩區(qū)多年平均溫度 7.5，一月平均氣溫-5.2，7 月平均氣溫 21.1，極端最高氣溫 32.5（1986 年 7 月 15 日） ，極端最低氣溫-22.5（1984 年 1 月 17 日） ，年日照時(shí)數(shù)在 3000 小時(shí)以上。氣溫詳見表 12。根據(jù)壩

16、址處 19551995 年的冰情觀測資料，最大河心冰厚 0.44m，最大岸邊冰厚0.45m。最大凍土深度 80cm。第一章 基本資料2表表 12 多年月平均氣溫（多年月平均氣溫（）月項(xiàng)目123456789101112全年月平均-5.5-4.33.0915.319.421.120.213.53.4-0.8-4.47.5最 高-10.1-8.018.722.925.729.732.530.126.120.18.07.132.5最 低-22.5-13.9-6.69-3.4-0.49.813.84.84.7-9.4-7.5-16.3-22.51.1.3 徑流群安河徑流來源于高山冰雪融水，夏季的直接降水

17、和季節(jié)性的積雪融水，徑流的年際變化不大，但年內(nèi)分配不均，據(jù)庫址水文站 18 年（19791996）的實(shí)測資料，再加上斷面上游引水渠引走的還原水量，年最大徑流量 64.65106m3（1990 年） ，年最小徑流量36.27106m3（1985 年） ，汛期 59 月徑流量占全年徑流量的 86.5%，其中 68 月徑流量占全年的 68.6%，枯水期 11 月至次年 3 月徑流量占全年的 7.4%。多年平均徑流量49.51106m3，p=50%徑流量 49.20106m3，p=75%徑流量 40.81106m3，p=90%徑流量33.74106m3，p=95%徑流量 29.64106m3。表表 1

18、3 多年平均流量頻率計(jì)算成果多年平均流量頻率計(jì)算成果cv頻 率 p（%）項(xiàng)目均值計(jì)算采用cs/cv25102050758090平均流量(m3/s)1.570.260.2622.462.262.11.911.561.291.231.07表表 14 p=10%每月最大來流量表每月最大來流量表月份123456789101112 3q(m3/s)0.650.510.4416.829.737.649.242.58.531.990.920.611.1.4 洪水群安河的洪水可分為暴雨洪水、融雪洪水、降水和冰雪融水混合洪水三種類型的洪水，其中融雪洪水大多出現(xiàn)在 4 月中旬至 5 月份，洪水的大小取決于冬春季山

19、區(qū)積雪面積和積雪深度以及春季氣溫輻射條件，這類洪水漲落緩慢，變幅較小，對水庫的威脅不及夏洪大。夏季暴雨洪水多發(fā)生在 7 月中下旬及 8 月上中旬，這類洪水主要由大降水生成，其中大范圍的暴雨洪水在群安流域出現(xiàn)頻次雖少，但量級并不低，1961 年 7 月 21 日測得日雨量 93.4mm，調(diào)查最大洪峰流量 199m3/s，最大一日洪量 12.94106m3，另外有雨水和冰雪融水混合形成的洪水在本流域內(nèi)也時(shí)有發(fā)生，這類洪水對水庫安全、運(yùn)用較為不利。因此，選擇 1998 年 8 月上、中旬的一次洪水過程線作用為群安水庫設(shè)計(jì)洪水的典型過程線（見表 15） 。1.1.5 設(shè)計(jì)施工導(dǎo)流及度汛洪水根據(jù)規(guī)范，施

20、工導(dǎo)流洪水頻率為 p=10%，攔洪度汛洪水頻率為 5%，仍以 1998 年為典型年，洪水過程線見表 16。截流設(shè)計(jì)流量可選用截流時(shí)期內(nèi) 10頻率的月平均流量，見表 1-7。表表 17 p=10%每月平均來流量表每月平均來流量表1.1.6 泥沙群安河泥沙來源于融雪洪水和暴雨洪水對流域表面強(qiáng)烈的沖刷和侵蝕，根據(jù)實(shí)測資料（19962005 年）分析，群安河輸沙量年際變化較大，年內(nèi)分配極不均勻，汛期 58 月輸沙量占年輸沙量的 83.8%，49 月占年輸沙量的 100%。最大年輸沙量 2.10104噸（2000 年） ，最小年輸沙量 0.3104噸（2002 年） ，最大年輸沙量是年最小的 7 倍。多

21、年平均年輸沙量為 1.14104噸，其中推移質(zhì)泥沙為 0.17104噸，懸移質(zhì)泥砂為 0.97104噸。 月份123456789101112q(m3/s)0.20.10.153.44.15.88.26.42.01.20.50.3第一章 基本資料4表表 1-5 群安水庫設(shè)計(jì)洪水過程線計(jì)算表群安水庫設(shè)計(jì)洪水過程線計(jì)算表p=0.1%p=2%時(shí)間典型估量m3/s放大倍比放大流量m3/s修勻流量m3/s典型估量 m3/s放大倍比放大流量m3/s修勻流量m3/s7 日 0:003.4911.138.738.73.494.1514.514.54:003.7711.141.841.83.774.1515.61

22、5.68:004.4011.148.848.84.404.1518.318.312:004.0311.144.744.74.034.1516.716.716:003.4911.138.738.73.494.1514.514.519:003.2411.136.036.03.244.1513.413.48 日 0:006.2811.1/10.969.7/68.562.06.284.15/3.9626.1/24.927.02:186.2810.968.577.06.283.9624.922.04:009.0210.998.398.39.023.9635.735.78:005.5310.993.093

23、.08.533.9633.833.817:005.8510.963.963.95.863.9623.223.220:007.1510.977.977.97.153.9628.328.322:009.0210.998.398.39.023.9635.735.79 日 2:0014.3010.9156.0156.014.303.9656.656.66:0015.4010.9/8.1568.0/126.0145.015.403.96/2.5961.0/39.950.47:3017.108.15139.0139.017.102.5944.344.38:0021.308.15174.0174.021.3

24、02.5955.255.211:1247.608.15388.0388.047.602.59123.0123.011:4248.808.15/6.84398.0/334398.048.802.59/2.17126.0/106.0126.013:0040.908.15333.0355.040.902.59106.0113.013:3741.508.15338.0355.041.502.59107.0113.013:5446.408.15378.0350.046.402.59120.0107.014:1240.208.15328.0340.040.202.59104.0106.0 514:4242

25、.808.15349.0330.042.802.59111.0104.015:0031.608.15258.0300.031.602.5981.895.016:3928.808.15235.0235.028.802.5974.670.017:1228.808.15235.0235.028.802.5974.670.020:0023.908.15195.0195.023.902.5961.961.921:0018.408.15150.0185.018.402.5947.759.021:1826.608.15217.0180.026.602.5968.959.021:4222.808.15186.

26、0175.022.802.5959.158.022:0024.908.15203.0175.024.902.5964.557.022:4218.408.15150.0170.018.402.5947.756.010 日0:0019.808.15161.0160.019.802.5951.355.06:0014.108.15/10.915.0/154.0135.014.102.59/3.9636.5/55.848.08:0013.1010.9143.0132.013.103.9651.945.019:547.7210.984.184.07.723.9630.630.620:007.7210.98

27、4.184.07.723.9630.630.611 日0:007.3310.9/11.180.4/81.980.07.383.96/4.1529.2/30.629.24:006.7411.174.874.86.744.1528.028.08:006.4411.171.571.56.444.1526.726.717:124.9711.155.255.24.974.1520.620.620:004.7711.152.952.94.774.1519.819.821:34.3811.148.648.64.384.1518.218.212 日0:004.5711.150.748.04.574.1519.

28、019.0表表 16 群安水庫施工期洪水過程線計(jì)算表群安水庫施工期洪水過程線計(jì)算表時(shí)間p=5%p=10%第一章 基本資料6典型估量m3/s放大倍比放大流量m3/s修勻流量m3/s典型估量m3/s放大倍比放大流量m3/s修勻流量m3/s23 日 20:006.402.7217.417.41.7811.411.421.128.992.7224.524.51.7816.016.024 日 4:0010.602.7228.828.81.7818.918.98:0011.102.7230.230.21.7819.819.812:5313.002.72/2.0535.4/26.735.41.78/1.16

29、23.1/15.123.114:0016.402.0533.639.51.161924.115:3024.202.0549.642.01.1628.124.515:4024.202.0549.642.51.1628.124.616:1221.402.0543.943.91.1624.824.816:2022.002.0545.145.11.1625.525.517:1228.202.05/2.3557.8/66.366.31.16/1.3232.7/37.237.217:2728.202.0557.865.51.1632.736.818:3825.302.0551.953.41.1629.33

30、0.619:0026.002.0553.353.31.1630.230.220:0024.402.0550.050.01.1628.328.321:1822.402.0545.947.81.16262722:0024.602.0550.446.71.1628.526.423:2421.702.0544.544.51.1625.225.225 日 0:0023.102.0547.447.41.1626.826.81:0023.302.0548.848.81.1627.627.62:0023.802.0548.848.81.1627.627.64:0020.502.0542.042.01.1623

31、.823.88:0016.502.72/2.0533.833.81.1619.122.08:2316.502.7233.833.81.1619.121.812:3513.402.7236.4/27.532.01.78/1.1623.9/15.520.016:0011.302.7230.730.71.7820.118.518:309.822.7226.726.71.7817.517.5 720:009.822.7226.726.71.7817.517.526 日 0:0010.302.7228.028.01.7818.318.34:009.822.7226.726.71.7817.517.58:

32、008.502.7223.123.11.7815.115.112:006.712.7218.318.31.7811.911.920:005.592.7215.215.21.789.9510.01.2 工程地質(zhì)1.2.1 區(qū)域構(gòu)造及其穩(wěn)定工程區(qū)位于天山東段塊體內(nèi)，北部為巴里坤塔格八大石隆起塊體，南部為群安盆地（沉降帶） 。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。1. 主要構(gòu)造形跡（1）巴里坤塔格天山廟大斷裂該斷裂總長 300 公里以上，西段走向近東西較平直，天山

33、廟以東走向北西西，再往東轉(zhuǎn)北東東，形成往南突出的弧形，斷裂北傾，傾角 7076。（2）南山口西斷裂走向 333，地表出露長度 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。（3）東溝斷裂東溝斷裂是庫壩區(qū)附近的一條斷裂，是在花崗巖體中發(fā)育的一條北東東走向的斷裂，斷裂的東段沿群安河谷分布，成東西向延伸，東段在河谷南側(cè)不遠(yuǎn)的基巖中通過，總長度約 25 公里，斷裂傾角較陡，在 75左右，且多朝南傾，為一條右旋走滑斷層，它對庫區(qū)地形及地質(zhì)構(gòu)造起到一定的影響。2 活動(dòng)斷裂與地震（1）達(dá)板果勒斷裂達(dá)板果勒裂東端在未來 100 年內(nèi)發(fā)生 67 級左右

34、地震的可能性最大，但其最近的可能震源距庫區(qū)在 20 公里以上，按地震影響場的衰減系數(shù)，對庫區(qū)的影響裂度也在 7或 7以下。第一章 基本資料8（2）東溝斷裂該斷裂長約 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 ms5 級地震的先例，因而估計(jì)未來百年內(nèi)發(fā)生 ms6 級地震的可能性很小，按照某省地區(qū)斷層長度與發(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ms=6.2，即使發(fā)生 6.2 級地震，其烈度也只有 7。3. 區(qū)域穩(wěn)定評價(jià)壩庫區(qū)位于天山東段構(gòu)造塊體內(nèi)，盡管附近有東溝斷裂存在，經(jīng)自治區(qū)地震局論證鑒定，活動(dòng)量不大，它不是本區(qū)地震活動(dòng)的控制性斷裂，因此，區(qū)域

35、構(gòu)造環(huán)境較好，庫壩區(qū)處于較穩(wěn)定的塊體內(nèi)。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 67 級左右地震的可能性最大，但對庫區(qū)的最高影響烈度為 7。1.2.2 水庫區(qū)工程地質(zhì)條件1. 庫區(qū)地質(zhì)概況群安水庫在大地構(gòu)造單元上屬北天山地向斜褶皺帶,哈爾里克復(fù)背斜,出露的地層有泥盆系中統(tǒng)大南湖級第三亞組和不同成因類型的第四系地層。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)大南湖組第三亞組大理巖：出露于庫區(qū)西北部，為庫區(qū)最老地層，分布面積 0.08 平方公里，巖石呈白色、灰白色，花崗變晶結(jié)構(gòu)，產(chǎn)狀 9646。粉砂質(zhì)凝灰?guī)r：出露于壩址區(qū)河流西側(cè)，分布面積 0.4 平方公里，巖石呈灰色、灰綠色，風(fēng)

36、化面為灰黑色，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7080。凝灰質(zhì)粉砂巖：出露于壩址以東，面積 1.8 平方公里，由于斷層與小褶曲的影響，產(chǎn)狀變化較大。巖石呈灰色，風(fēng)化面黑色，板狀層狀構(gòu)造，由正常碎屑和火山碎屑組成。（2）第四系地層沖積層：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 213.2m，在壩址附近厚約 25m。巖性為砂、卵石。坡積碎石土層：主要分布在壩址兩岸階地上，厚度 013m，其成分為碎石和粉土， 9碎石含量 60%左右，粉土含量 40%左右。2. 構(gòu)造庫區(qū)的內(nèi)共有大小斷層 20 條，最長達(dá) 5.5 公里，最短的僅幾十

37、米，以走向 6070的最發(fā)育，主要斷層有 f1、f17、f18。f1 斷層：縱貫整個(gè)庫區(qū)，屬逆斷層，長 5.5 公里，斷層?xùn)|段走向 43，中段 72，西段 60，傾向南東，傾角 6288，中段傾角陡，破碎帶寬 610 米，破碎帶由內(nèi)向外依次有斷層泥、糜棱巖、角礫石和壓碎巖，斷層破碎帶連續(xù)，從壩址左壩肩穿過。f17 斷層：位于壩址右岸，為一正斷層，長 1 公里，斷層面傾向南西，走向 62，傾角 80，破碎帶寬 0.51 米，可見斷層角礫巖。f18 斷層：位于壩址上游 0.7 公里處，接近南北走向。壩址區(qū)主要裂隙有 7 條，以北東向?yàn)橹?，南北向次之，最長達(dá) 300m，小的只有幾十米，裂隙傾角 70

38、80，裂隙張開寬度 15cm，最大不超過 10cm，裂隙面粗糙，有碎石、粘土物充填。3. 庫岸穩(wěn)定水庫基底巖石為凝灰?guī)r，河谷及兩側(cè)岸坡為厚度不大的松散堆積物覆蓋，進(jìn)入壩址附近因岸坡變陡，大部分范圍基巖裸露，基巖完整。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 82，出露在庫區(qū)回水標(biāo)高范圍以上，水庫建成蓄水后不存在滑動(dòng)、坍塌問題。4. 庫區(qū)滲漏庫區(qū)處于高山峽谷區(qū)，兩岸山勢陡峻，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。5. 水庫淹沒及浸沒

39、庫區(qū)內(nèi)無工礦企業(yè)、居民點(diǎn)，僅有 5 畝耕地，1.3 萬余株野生喬灌木及 268 畝天然草場，故無大的淹沒損失，巖質(zhì)庫岸也不存在浸沒問題。1.2.3 壩址區(qū)工程地質(zhì)條件1. 地質(zhì)概況壩址區(qū)位于群安河谷近出山口地段，屬低中山地貌，海拔 14801883m，比高第一章 基本資料10400m。壩區(qū)河流呈近東西走向，河流以下切為主，河谷呈“v”字形，現(xiàn)代河床寬 2750m，河流彎急，流速大。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、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)出露巖層主要有粉砂質(zhì)凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)粉砂巖、大理巖、第四系沖積物及坡積物，沖積物厚度 25m

40、，坡積物厚度 014m。壩址區(qū)河谷兩岸不對稱，階地亦不對稱，河谷右岸較發(fā)育，階地可見、級，級階地不發(fā)育，級階地在右岸呈帶狀分布，高出河水位 30m 左右，級階地高出河水位 4050m。壩址區(qū)內(nèi)無大的斷裂構(gòu)造發(fā)育，只發(fā)育有幾條規(guī)模較小的斷層和兩級裂隙，現(xiàn)簡述如下：f1 斷層：位于左岸，走向 43，傾向南東，傾角 82，總長 5.5 公里，破碎帶寬度610m，在左壩肩高出回水線以上 300m 出露，距左壩肩水平距離 300m，對建壩影響不大。f17 斷層：位于右岸，走向 62，傾向南西，傾角 80，總長 1 公里，破碎帶寬度0.5m，在右壩肩高出回水線以上 100m 出露，距右壩肩水平距離 200

41、m，對建壩影響不大。f19 斷層：位于左壩肩，總長 50m，走向 6265，傾角直立。在左壩肩高出回水線以上 100m 出露，距左壩肩水平距離 120m，對建壩影響不大。第一組裂隙：傾向 258305，傾角 6075。第二級裂隙：傾向 3207，傾角 5889。兩組節(jié)理相交呈“x”型，其中第一組裂隙位于右岸壩腳附近，長 20m，張開寬度約10cm，因規(guī)模較小，易于處理。1.2.4 壩址工程地質(zhì)條件評價(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 35010，ne 或 se6580，傾向上游對建壩有利。兩岸及壩基工程地質(zhì)條件分述如下：（1）左壩肩現(xiàn)代河

42、床陡崖高 13m，陡崖之上為級階地，級階地之上為坡積碎石覆蓋，南北向分布寬度 70m，坡度 2530，厚 013m，結(jié)構(gòu)疏松，透水性強(qiáng)，需全部清除，在此之 11上岸坡變陡，為 6575，未發(fā)現(xiàn)有大的不穩(wěn)定體和緩傾角滑移面，出露巖石較完整，堅(jiān)硬，強(qiáng)風(fēng)化層厚度 13m，弱風(fēng)化層厚度 510m，工程地質(zhì)條件較好。（2）右壩肩右岸岸邊有 2040m 高的陡坡，在 1985m 高程以上地形坡度 50左右，右壩肩未發(fā)現(xiàn)有大的不穩(wěn)定巖體和緩傾角滑移面，但在 19802055m 高程范圍有一段地層較破碎，產(chǎn)狀紊亂，風(fēng)化深度 20m 左右，該段上部巖石破碎是由于表部風(fēng)化裂隙發(fā)育，較軟弱，風(fēng)化強(qiáng)烈現(xiàn)象造成。右岸壩

43、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 160m，最大厚度 7m。若在右岸布置溢洪道，應(yīng)考慮清除破碎巖石及坡積物。（3）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。根據(jù)洞探揭露，兩岸壩肩由河床岸邊深入巖體內(nèi)部 10m 以后，大部分巖石堅(jiān)硬完整，節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖層走向與河流走向呈大交角，圍巖穩(wěn)定性較好，均可布置導(dǎo)流洞和放水洞。1.3 建筑材料1.3.1 天然建筑材料群安水庫天然建筑材料位于壩址下游 7 公里范圍內(nèi)，主要

44、巖性為第四系崩坡積物和沖洪積物。為滿足設(shè)計(jì)要求，共選擇了 7 個(gè)料場，各料場情況如下：（1）c6 料場水庫大壩壩體填筑料場，位于群安溝口右岸級階地和該級階地質(zhì)沿相連接的山前堆積層，料場距大壩 5 公里，該處沉積層巨厚，貯量豐富，測算料場儲量在 100 萬立方米。顆料級配較好，顆粒磨園度由棱角狀、次棱角狀，直至滾圓狀都有。從分布情況看，階地前沿多為沖、洪積堆積物，卵、礫石磨圓度好呈滾圓，夾有大量漂石，多數(shù)礫石直徑500mm，個(gè)別有超過此粒徑的向階地后沿發(fā)展,主要是山前洪積堆積層，分選及磨圓度都較差，顆粒以棱角狀和次棱角狀為主，最大顆料直徑 250 至 350mm，山前個(gè)別漂礫大于800mm。堆積

45、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。該料場物理力學(xué)指標(biāo)見表 1-8、表 1-9。第一章 基本資料12（2）c1 砂石料場c1 砂石料場位于群安溝口河灘，距水庫大壩 4.5 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，儲量約 20.5 萬立方米,料場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 子成分中正長石含量較大。（3）c2 砂石料場c2 砂石料場位于東溝村東南 300

46、 米的沖溝溝口，距水庫大壩 5.5 公里，沖洪積沉積與堆積混合堆積，洪積扇地貌，堆積厚度大于 20m，扇軸長 400m，儲量約 94.5 萬立方米，此處山溝水量較小，搬運(yùn)及沉積物以細(xì)顆粒居多，粗顆粒相對減少，卵礫石磨圓度較好，砂子磨圓較差，砂子成分含量中以正長石為主。（4）c3 土料場該料場位于水庫大壩上游，距大壩約 3 公里，料場沿溝底分布，長約 1000m，寬約600m，儲量約 88.2 萬立方米。該料場土料的壓縮系數(shù)為 0.266mpa，屬中等壓縮性土，粘粒含量高，達(dá) 48.1%，可塑性好，塑性指數(shù)為 14.37，屬品質(zhì)較好的心墻土料。（5）c4 土料場c4 土料場位于出山口以西沖溝溝口

47、，距水庫約 5.5 公里，呈條帶分布，長約 960m，寬約 60m，儲量約 28.8 萬立方米，該料場土料物理力學(xué)指標(biāo)見表 1-10、表 1-11。（6）c5 砂石料場c5 砂石料場位于群安溝口以西沖溝溝口，距水庫大壩約 6.5 公里，料場順溝底呈條帶分布，長約 1320m，寬約 200m，探坑深度 5m，儲量約 132 萬立方米。該料場主要為附近基巖風(fēng)化堆積，成分以正長石為主，磨圓及分選較差、砂、礫均為次棱角狀。（7）c7 石料場石料場位于群安溝口河漫灘，距水庫大壩約 5 公里，該處 200mm 至 600mm 漂石儲量豐富，收集方便，運(yùn)距較近，預(yù)測儲量 5 萬立方米，并且卵石、漂石磨圓度好

48、，石質(zhì)堅(jiān)硬，主要成分為花崗巖，是很好的砌石材料。1.3.2 三材（1）水泥群安地區(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。（2）鋼筋與木材均可通過鐵路、公路運(yùn)輸，滿足工程需要。 13第一章 基本資料14 表表 1-8 各料場沙礫料顆粒級配匯總表各料場沙礫料顆粒級配匯總表 表表 1-9 各料場砂礫料場理學(xué)實(shí)驗(yàn)成果表各料場砂礫料場理學(xué)實(shí)驗(yàn)成果表內(nèi)摩擦角滲透料場比重天然密度(g/cm3)含泥量（）干燥（度）飽和（度）滲透系數(shù)（cm/sec）臨界坡降c1 2.692.290.0541.539.58.410-20.87c2 2.692.261.4040.137.98.410-20.78c5

49、2.672.300.6839.833.38.410-20.75c6 2.682.310.7542.941.68.410-20.85粒徑含量（%）料場200（mm）200150（mm）150100（mm）10060（mm）6020（mm）205（mm）52（mm）20.5（mm）0.50.25（mm）0.250.1（mm）0.1（mm）有效粒徑（mm）不均勻系數(shù)曲率系數(shù)c18.03.022.031.016.510.09.50.18187.010.30c21.53.712.317.626.513.53.37.710.42.30.70.37137.85.82c50.23.09.318.230.312

50、.22.17.811.05.00.90.28171.46.03c60.93.111.316.427.412.42.38.412.93.61.30.31154.82.58 15表表 1-10 土料基本性質(zhì)試驗(yàn)成果表土料基本性質(zhì)試驗(yàn)成果表表表 1-11 土料化學(xué)分析成土料化學(xué)分析成顆粒組成（）擊實(shí)不固結(jié)不排水剪 uu固結(jié)不排水剪cu固結(jié)排水剪cd料場天然濕密度(g/cm3)天然干密度(g/cm3)天然含水量（）土粒比重gs流限wl塑限wp塑性指數(shù)ip細(xì)粒沙0.05粉粒0.050.005粘粒0.005最優(yōu)含水量wop最大干容重dmax滲透系數(shù)k(cm/s)（度）c（kpa）（度）c（kpa）（度）c

51、（kpa）c31.441.811.231.609.214.612.702.7636.6622.62914.378.7043.248.116.525.51.61.7n10-816.5019.0022.5016.3325.5010.00c40.321.641.151.417.916.82.702.7233.6521.1412.5116.047.037.016.024.01.651.7n10-719.889.2524.6317.5028.508.00料場易溶鹽（）中溶鹽（）難溶鹽（）有機(jī)質(zhì)（）c3 0.2880.5812.4330.458第一章 基本資料16c4 0.5850.3191.6320.4

52、21 17第二章 調(diào)洪演算18第二章第二章 調(diào)洪演算調(diào)洪演算2.1 工程等級規(guī)模群安水庫位于某省某地區(qū)群安河河谷出山口地段，水庫控制流域面積 714 平方公里，庫容 900104m3。水庫以灌溉和工業(yè)供水為主，兼顧防洪，工程興建后可以向地區(qū)工業(yè)年提供水量2160104m3，向灌區(qū)年供水 1782104m3，全年供水 3942104m3，改善灌溉面積14.32104畝。水庫樞紐建筑物由主壩、溢洪道、放水洞組成。根據(jù)工程規(guī)模及其在國民經(jīng)濟(jì)中的作用，按水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)sl2522000，水庫永久性建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為 50 年標(biāo)準(zhǔn)，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 1000 年標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)水庫庫容灌溉規(guī)模

53、及供水要求，正常高水位 1g994.7m，庫容 900 萬 m。水庫樞紐的工程等別為等，工程規(guī)模為中型。水庫樞紐的主要建筑物級別為 3 級，次要建筑物為 4 級，臨時(shí)建筑物為 5 級。2.2 防洪標(biāo)準(zhǔn)該工程主要建筑物級別為 3 級，根據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn) （gb50201-94）規(guī)定 3 級建筑物土石壩的防洪標(biāo)準(zhǔn)采用 50 年（p=2%）一遇設(shè)計(jì)，1000 年（p=0.1%）一遇校核，臨時(shí)建筑物防洪標(biāo)準(zhǔn)采用 20 年一遇標(biāo)準(zhǔn)。2.3 調(diào)洪演算2.3.1 洪水過程線計(jì)算根據(jù)資料現(xiàn)在設(shè)計(jì)洪峰流量和壩址處水文站的單位洪水流量過程線，故本次設(shè)計(jì)洪水過程線采用以洪峰控制的同倍比放大法對典型洪水進(jìn)行放大，分別得設(shè)計(jì)

54、洪水過程線與校核洪水過程線。根據(jù)所給的群安水庫設(shè)計(jì)洪水過程線計(jì)算表，選用兩小時(shí)為時(shí)差，用內(nèi)差法進(jìn)行計(jì)算，求得時(shí)差為 2 小時(shí)的洪水過程線表。 （詳見計(jì)算書）2.3.2 泄洪方式設(shè)計(jì)樞紐攔河大壩初定為土石壩，所以要設(shè)壩外泄水建筑物岸邊溢洪道。本樞紐初步選定用開敞式溢洪道，溢流堰采用 wes 實(shí)用堰。2.2.3 泄洪能力根據(jù)確定的泄流方式，進(jìn)行泄流能力分析。對于無側(cè)收縮的自由出流實(shí)用堰水力計(jì)算公 q=mbh03/2(水力學(xué)第四版吳持恭主編 p295) （2-1）g2南昌工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)19式中：m自由出流系數(shù)，取 0.485；b溢流孔寬，取 25 米；h0h0=h+av2/2g，h 為堰上水頭。計(jì)

55、算時(shí)忽略堰上流速水頭。求得水庫水位庫容下泄能力見計(jì)算表。2.3.4 調(diào)洪演算1. 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。水量平衡方程為 t-t=0.5（q1+q2）t-0.5（q1+q2）t=v2-v1 qq（2-2）（水資源規(guī)劃及利用（中國水利水電出版社）p157） 式中 q1計(jì)算時(shí)段始的入庫流量，m3/s；t q2計(jì)算時(shí)段末的出庫流量，m3/s；t計(jì)算時(shí)段平均入庫流量，m3/s；qq1 計(jì)算時(shí)段初下泄流量，m3/s；q 2 計(jì)算時(shí)段末下泄流量，m3/s； 計(jì)算時(shí)段平均下泄流量，m3/s；q v1 計(jì)算時(shí)段始的水庫蓄水量

56、，m3/s；t v2計(jì)算時(shí)段末的水庫蓄水量，m3/s；t 計(jì)算時(shí)段，一般取16小時(shí)，以秒為單位。本次調(diào)洪t為2小時(shí)，7200t秒。當(dāng)已知水庫入庫洪水過程線時(shí)，式（2-2）中的q1，q2，均為已知；v1，q1是計(jì)算q時(shí)段開始時(shí)的初始條件，未知數(shù)有兩個(gè)（v2和q 2）， 需增加一個(gè)方程才能求解。假定t暫不考慮自水庫取水的興利部門泄向下游的流量，則q應(yīng)是泄水建筑物泄流水頭h的函數(shù)。當(dāng)泄洪建筑物尺寸，型式等已定時(shí)，有q=f（h）=ahb (2-3)（水資源規(guī)劃及利用（中國水利水電出版社）p157） 第二章 調(diào)洪演算20式中 ： a-系數(shù)，與建筑物形式和尺寸，閘孔開度以及淹沒系數(shù)有關(guān)系，b-指數(shù)，對于堰

57、流一般為 3/2 。 式（2-3）最終可用下泄流量q與庫容v的關(guān)系曲線來代替，即 q=f（v） (2-4) (水資源規(guī)劃及利用（中國水利水電出版社）p158 ) 式（2-2）和式（2-4）組成一個(gè)方程組，可求出未知數(shù)q 2和v2，然后以此作為下一時(shí)段初的數(shù)值繼續(xù)計(jì)算。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。本設(shè)計(jì)中采用試算法。由于該溢流堰不設(shè)閘門，根據(jù)資料可知該水庫起調(diào)水位高程為1994.7m，相應(yīng)的庫容為900萬立方米。2調(diào)洪過程及結(jié)果表表2-1 調(diào)洪結(jié)果表調(diào)洪結(jié)果表設(shè)計(jì)洪水（p=2%）校核洪水（p=0.1%）最大下泄流量（m/s）113.42372.69相應(yīng)水位（m）1996.

58、341998.34相應(yīng)最大庫容（10 m）4973.581057.35南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)21第三章第三章 大壩設(shè)計(jì)大壩設(shè)計(jì)3.1 壩型選擇根據(jù)各壩型的特點(diǎn)結(jié)合所給群安水庫庫區(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。重力壩的結(jié)構(gòu)簡單,施工方便,抗御洪水能力強(qiáng),抵抗戰(zhàn)爭破壞等意外事故的能力強(qiáng),工作安全可靠,至今仍廣泛使用。 1、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

59、來抵消由于水壓力所引起的拉重力,以滿足強(qiáng)度的要求。其基本剖面為上游近于垂直的三角形剖面,眼垂直軸線方向常沒永久伸縮縫,將壩體分成若干獨(dú)立工作的壩段,壩體剖面較大。 2、重力壩的特點(diǎn) 重力壩之所以能長久地被采用，主要是因?yàn)樗哂幸韵聨状髢?yōu)點(diǎn)：a.泄洪和施工導(dǎo)流比較容易解決。重力壩的斷面大,筑壩材料抗沖刷能力強(qiáng),適用于在壩頂溢流和壩身設(shè)置泄水孔。在施工期可以利用壩體或底孔導(dǎo)流。樞紐布置方便一般不需要另設(shè)河岸溢洪道或洪隧洞。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； b.安全可靠,結(jié)構(gòu)簡單,施工技術(shù)比較容易掌握。壩體板樣,立模和混凝土澆筑和振搗都比較方便,有利于機(jī)械化施工；c.安全可

60、靠重力壩剖面尺寸大，應(yīng)力較小，筑壩材料強(qiáng)度高，耐久性好，因而抵抗水的滲漏、洪水漫頂、地震和戰(zhàn)爭破壞的能力都比較強(qiáng)； d.對地形、地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)任何形狀的河谷都可以修建重力壩，因?yàn)閴误w作用于地面上的壓應(yīng)力不高，所以對地質(zhì)條件的要求也較低； e.樞紐泄洪問題容易解決重力壩可以做成溢流的，也可以在壩內(nèi)設(shè)置泄水孔，一般不需要另設(shè)溢洪道或泄水隧洞，樞紐布置緊湊；f結(jié)構(gòu)作用明確重力壩沿壩軸線用橫縫分成若干段，各壩段獨(dú)立工作，結(jié)構(gòu)作用明確，應(yīng)力分析和穩(wěn)定計(jì)算都比較簡單。 第三章 大壩設(shè)計(jì)22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