H江碾壓混凝土重力壩 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、摘 要本次設(shè)計(jì)的基本資料取于我國(guó)西南部地區(qū)的已建工程。首先進(jìn)行壩型的選擇，我們主要考慮地形、地質(zhì)、水文、人文和氣候條件。經(jīng)過(guò)對(duì)幾種可建造壩型的多方面比較，我們選擇建造高碾壓混凝土重力壩。它比實(shí)體重力壩所使用混凝土方量少，總體造價(jià)低。大壩安全也是大壩設(shè)計(jì)中最重要的控制因素，壩愈高安全愈重要。由于水庫(kù)蓄水量很大，更需要有謹(jǐn)慎的設(shè)計(jì)，以防止因失事而招致重大的生命財(cái)產(chǎn)損失。小心處理諸多影響運(yùn)行性能的因素，確保壩的安全、經(jīng)濟(jì)和效用。溢洪道是河川水利樞紐中必備泄水建筑物，用以排泄水庫(kù)不能容納的多余洪水量。碾壓砼重力壩通常在壩頂設(shè)置溢洪道，入庫(kù)設(shè)計(jì)洪水的選擇和確定，必須在充分研究流域水文因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行，然

2、后才能確定溢洪道的尺寸。對(duì)于過(guò)壩水流的調(diào)泄，需要有合理慎重的設(shè)計(jì)，以避免生命財(cái)產(chǎn)的損失。我們是通過(guò)調(diào)洪演算來(lái)確定起調(diào)流量和下泄流量從而來(lái)設(shè)計(jì)壩頂溢洪道。在滿足約束條件的前提下，根據(jù)大壩基本剖面最小原則確定該碾壓混凝土大壩的剖面和輪廓尺寸，也包括壩身的一些細(xì)部構(gòu)造以及對(duì)地基的處理等。在確定完上下游坡度后，用穩(wěn)定計(jì)算和材料力學(xué)法從正常蓄水，設(shè)計(jì)洪水水位，校核洪水水位以及正常加地震四個(gè)工況下來(lái)驗(yàn)證和校核設(shè)計(jì)剖面的可行性。同樣溢流壩段的分析同非溢流壩段。在完成壩體基本剖面的設(shè)計(jì)后，要通過(guò)材料力學(xué)的方法對(duì)壩體內(nèi)的應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算與分析，在保證壩體四個(gè)截面上的應(yīng)力在正常蓄水和設(shè)計(jì)工況下都不出現(xiàn)拉應(yīng)力，在地震和

3、校核情況下的拉應(yīng)力滿足規(guī)范的要求。在設(shè)計(jì)第二主要建筑物時(shí)，設(shè)置壓力鋼管為水輪機(jī)供水。采用壩內(nèi)埋管形式，鋼管用箍筋和加勁環(huán)加固，設(shè)置伸縮節(jié)防止鋼管因溫度變化而拉長(zhǎng)或收縮使應(yīng)力增大。并且也對(duì)壓力鋼管進(jìn)行了細(xì)部構(gòu)造和配筋計(jì)算。碾壓砼重力壩通常分期施工，而且對(duì)施工時(shí)時(shí)間的要求非常高，因?yàn)樗恼麄€(gè)壩體有四部分，各種建壩材料的凝結(jié)時(shí)間和材料與材料之間的結(jié)合時(shí)間都要求很高，所以分期導(dǎo)流是大壩建造的關(guān)鍵一步，要盡可能的減少受到水文、地形、地質(zhì)和施工計(jì)劃的影響。通過(guò)本次設(shè)計(jì)我們掌握了碾壓砼重力壩的設(shè)計(jì)流程，對(duì)于碾壓砼重力壩的一些特點(diǎn)和設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的方面進(jìn)行了了解，完成了知識(shí)從理論學(xué)習(xí)到實(shí)際運(yùn)用的過(guò)渡，體會(huì)到了

4、身為一個(gè)水利設(shè)計(jì)者所需要具備的品質(zhì)和擔(dān)負(fù)的責(zé)任，這對(duì)我們以后的工作或是學(xué)習(xí)都是一次鍛煉。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：材料力學(xué)法；碾壓混凝土重力壩AbstractThe dam site selection, mainly depends on the topography, geology, hydrology, cultural and climatic conditions. The design of the basic information from the southwestern region of China has building works. After the constructio

5、n of several dams to compare estimates of economy, we choose the construction of high RCC gravity dam. Than by the use of concrete gravity dam entities to small, low overall cost.Roller compacted concrete gravity dam is usually set up the top of the dam spillway, the spillway for river water dischar

6、ge structure essential hub for the excretion of excess reservoir can not accommodate the flood volume, must be designed to discharge the largest volume, while at the same time to maintain the reservoir the water level below the expected level. Design of flood storage options and determined to be in

7、full hydrological study conducted on the basis of factors, and then to determine the size of the spillway. For the transfer of water 過(guò)壩 China, there is a reasonable need careful design, in order to avoid the loss of lives and property. We are through the flood transfer from calculus to determine the

8、 discharge flow of traffic and thus to design the top of the dam spillway.Then in the upstream and downstream to meet the stability and stress conditions, the smallest profile in accordance with the basic principles of the dam to determine the profile of roller compacted concrete dam of the size and

9、 contour, including the dam body structure as well as some detail the handling of the foundation. End in determining the upper and lower slope, the use of stable computing and mechanics of materials from the normal water storage, design flood level, check flood level, as well as the normal increase

10、in the earthquake four conditions designed to verify and check the feasibility of profiles. Spillway section of the same analysis with the non-overflow dam paragraph.End in the design of the basic profile of the dam, the mechanics of materials by the method of stress on the body to carry out calcula

11、tion and analysis of the four sections in the dam to ensure that the stress in the normal storage conditions and design of tensile stress did not appear , in the case of earthquake and checking the tensile stress to meet the specification requirements.The main buildings in the design of the second,

12、the set pressure of the water supply pipe for the turbine. Pipe used in the form of dam, steel ring with strong reinforcement stirrups processing, set up to prevent the pipe joints due to temperature change and lengthen or shrink so that the stress increases. And also the pressure of a steel reinfor

13、ced structure and calculated in detail.Roller compacted concrete gravity dam is usually the construction phases, but also the requirements of the construction time is very high, because it is the whole dam has four parts, all kinds of materials to build the setting time and materials and materials c

14、ombined with the time between the request is high, so the phased diversion is a key step in the construction of the dam, to the extent possible, to reduce the vulnerability of the hydrology, topography, geology and construction programs.Design of dam safety is also a dam to control the most importan

15、t factors, the higher the dam the more important security. Reservoir storage capacity due to a large, but also the need for careful design in order to prevent a major accident resulting in loss of lives and property. Careful with a lot of factors that affect performance to ensure that the dams secur

16、ity, economy and effectiveness.We adopted the design of the roller compacted concrete gravity dam mastered the design method, but also know the roller compacted concrete gravity dam on a number of important characteristics and the design should pay attention to where the completion of the knowledge

17、learned from the practical application of the theory of the transition, experienced designers who need a water conservancy project with quality and responsibility, which we later learn is a job or training.Keywords: the mechanical method ；Roller compacted concrete gravity dam;目錄摘摘 要要 .1第一章第一章 綜合綜合說(shuō)說(shuō)

18、明明.- 1 -第一節(jié)樞紐布置.- 1 -一、發(fā)電.- 1 -二、防洪.- 1 -三、航運(yùn).- 1 -第二節(jié)設(shè)計(jì)要求.- 1 -第三節(jié)工程特性表.- 2 -第二章第二章設(shè)計(jì)基本資料設(shè)計(jì)基本資料.- 4 -第一節(jié)自然地理.- 4 -一、流域概況.- 4 -二、氣候特征.- 4 -三、徑流、洪水、泥沙.- 5 -第二節(jié)工程地質(zhì).- 8 -1、地震烈度.- 8 -2、地形地貌.- 8 -3、地層巖性.- 9 -4、地質(zhì)構(gòu)造.- 9 -5、巖體物理力學(xué)性質(zhì).- 9 -第三節(jié)碾壓混凝土層面和大壩建基面的抗剪強(qiáng)度指標(biāo).- 10 -第四節(jié)各分區(qū)砼相應(yīng)齡期的抗壓強(qiáng)度指標(biāo).- 11 -第五節(jié)筑壩材料.- 19

19、-第六節(jié)水庫(kù)淹沒(méi)處理及移民安置.- 19 -1、LT 水庫(kù)淹沒(méi)影響實(shí)物指標(biāo).- 19 -2、移民安置規(guī)劃.- 19 -第七節(jié)施工組織.- 19 -1、施工條件.- 19 -2、對(duì)外交通.- 20 -3、材料供應(yīng).- 20 -第三章第三章樞紐整體布置和壩型選擇樞紐整體布置和壩型選擇.- 20 -第一節(jié)工程等別與建筑物級(jí)別.- 20 -第二節(jié)樞紐布置.- 21 -第三節(jié)壩型選擇.- 21 -1、拱壩.- 21 -2、土石壩.- 21 -3、面板堆石壩.- 21 -4、重力壩.- 22 -第四節(jié)洪水調(diào)洪演算.- 23 -1、計(jì)算原理：.- 23 -2、計(jì)算結(jié)果：.- 23 -第五節(jié)壩頂高程的確定.-

20、 24 -第四章第四章非溢流壩段剖面設(shè)計(jì)非溢流壩段剖面設(shè)計(jì).- 25 -第一節(jié)剖面尺寸擬定.- 25 -第二節(jié) 壩體強(qiáng)度和穩(wěn)定承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算及應(yīng)力計(jì)算 .- 27 -1、穩(wěn)定的校核驗(yàn)算.- 27 -2、壩體上游面的拉應(yīng)力正常使用極限狀態(tài)計(jì)算.- 28 -3、壩趾抗壓強(qiáng)度承載能力極限狀態(tài).- 28 -4、確定計(jì)算截面.- 28 -5、荷載計(jì)算.- 28 -6、強(qiáng)度、校核驗(yàn)算和荷載成果表.- 33 -第三節(jié) 應(yīng)力結(jié)果 .- 55 -1、計(jì)算應(yīng)力.- 55 -2、應(yīng)力成果表.- 57 -3、應(yīng)力結(jié)果分析.- 70 -4、應(yīng)力分布圖.- 70 -第五章第五章溢流壩段剖面設(shè)計(jì)溢流壩段剖面設(shè)計(jì).-

21、70 -第一節(jié)孔口設(shè)計(jì).- 70 -1、泄水方式的選擇.- 70 -2、洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定.- 70 -3、單寬流量的選擇.- 70 -4、孔口凈寬擬定.- 70 -5、溢流壩段總長(zhǎng)度的確定.- 70 -6、流量和堰頂高程的確定.- 70 -7、定型水頭的確定.- 70 -第二節(jié)消能防沖.- 70 -1、消能方式.- 70 -2、挑流鼻坎設(shè)計(jì).- 70 -3、反弧半徑的確定.- 70 -4、挑距和沖坑的估算.- 70 -第三節(jié)剖面設(shè)計(jì).- 70 -第四節(jié)四個(gè)不同截面在不同工況下壩體的強(qiáng)度和穩(wěn)定驗(yàn)算.- 70 -1、計(jì)算荷載.- 70 -2、荷載計(jì)算成果表.- 70 -第五節(jié)應(yīng)力結(jié)果.- 70 -1

22、、應(yīng)力計(jì)算.- 70 -2、應(yīng)力計(jì)算成果表.- 70 -3、應(yīng)力結(jié)果分析.- 70 -4、應(yīng)力分布圖.- 70 -第六章第六章第二建筑物（壓力鋼管）的設(shè)計(jì)第二建筑物（壓力鋼管）的設(shè)計(jì).- 70 -第一節(jié)引水管道的布置.- 70 -1、壓力鋼管的形式.- 70 -2、管道軸線布置.- 70 -3、進(jìn)水口體形設(shè)計(jì).- 70 -4、攔污柵.- 70 -5、閘門(mén)及啟閉設(shè)備.- 70 -6、細(xì)部構(gòu)造.- 70 -7、壓力鋼管結(jié)構(gòu)計(jì)算.- 70 -第七章第七章施工組織設(shè)計(jì)施工組織設(shè)計(jì).- 70 -第一節(jié)施工導(dǎo)流方案.- 70 -一、導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn).- 70 -二、導(dǎo)流方案.- 70 -三、導(dǎo)流建筑物.- 70

23、-四、導(dǎo)流時(shí)段.- 70 -第二節(jié)施工總進(jìn)度安排.- 70 -第三節(jié)導(dǎo)流工程參數(shù).- 70 -參參考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn) .- 70 -第一章 綜合說(shuō)明第一節(jié)樞紐布置本工程同時(shí)兼有了防洪、發(fā)電、灌溉、漁業(yè)等綜合利用效益。一、發(fā)電裝機(jī)容量為 7600 MW，正常蓄水位為 374.6 m，死水位為 330.1 m， 臺(tái)機(jī)7組滿發(fā)時(shí)的流量為 7537 m3/s，尾水位為 225.5m。廠房類型為全地下式廠房，主廠房尺寸為 338.574.4(m m m)，機(jī)組間距為，安裝間（主/34.2(m m m)。開(kāi)關(guān)站為地面戶內(nèi)式，平面尺寸為 33517.5 (m m)。二、防洪L(zhǎng)T 水庫(kù)是 W 江防洪的戰(zhàn)略性工程

24、，承擔(dān) W 江中下游地區(qū)防洪任務(wù)，總防護(hù)人口達(dá) 1200 萬(wàn)人，保護(hù)耕地近 700 萬(wàn)畝。工程的興建可將 W 江和 W、N 江三角洲防洪標(biāo)準(zhǔn)由約 20 年一遇提高到約 400 年一遇（400m 提高到約 50 年一遇） ，遇 DTX水庫(kù)聯(lián)合防洪，可使下游的防洪標(biāo)準(zhǔn)由 20 年一遇提高到 100 年一遇；無(wú)論式從防洪效益還是替代防洪工程投資來(lái)說(shuō)，其防洪作用均非常顯著。在遇 500 年和 10000 年一遇的洪水時(shí)，經(jīng)水庫(kù)調(diào)洪后，洪峰流量由原來(lái)27600 m3/s 和 35500 m3/s 分別削減為 23540 m3/s 和 26900 m3/s。要求校核洪水時(shí)最大下泄流量限制為 28200 m

25、3/s，校核洪水位不超過(guò)正常蓄水位 4.5 m。三、航運(yùn)H 河屬于灘多、坡陡、流急的河流，全河大小灘險(xiǎn)約有 300 處。天然情況下，除 O 灘至 SL 鎮(zhèn)（L 江河口） 170 km 河段為常年通航河段外，其余河段基本不能通航。LT 水庫(kù)建成后，會(huì)使庫(kù)區(qū)干流以上 250 km 范圍內(nèi)形成深水航道，壩址下游河道枯水流量得到了大幅度增加，為實(shí)現(xiàn) H 河全面通航，并直達(dá)珠江三角洲出海奠定了基礎(chǔ)，為西南有關(guān)省區(qū)物資外運(yùn)提供了一條廉價(jià)的水上運(yùn)輸線，從而可帶動(dòng)沿河經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促使西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施。第二節(jié)設(shè)計(jì)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：1根據(jù)防洪要求，對(duì)水庫(kù)進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)的計(jì)

26、算，確定壩頂高程及溢洪道孔口尺寸；2通過(guò)分析，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的布置方案；3詳細(xì)做出大壩設(shè)計(jì)，通過(guò)比較，確定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；4對(duì)碾壓混凝土重力壩進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇建筑物的型式與輪廓尺寸，確定布置方案，擬定細(xì)部構(gòu)造，進(jìn)行水力和靜力計(jì)算；5決定樞紐的施工導(dǎo)流方案，安排工程施工控制進(jìn)度。第三節(jié)工程特性表表 1-1 工程特性表名稱數(shù)量單位備注流域面積98500km2壩址控制面積多年平均徑流總量508108 m3設(shè)計(jì)洪水流量27600m3/s洪峰校核洪水流量35500m3/s洪峰河流特性多年平均徑流量1

27、610m3/s正常蓄水位374.6m正常尾水位m發(fā)電死水位329.9m設(shè)計(jì)洪水位375.63m校核洪水位375.89m庫(kù)容165108 m3設(shè)計(jì)下泄流量23750m3/s設(shè)計(jì)下游水位25m校核下泄流量24520m3/s校核下游水位25m水庫(kù)特性發(fā)電裝機(jī)容量7600MW大壩等級(jí)一級(jí)大壩類型碾壓砼重力壩壩頂高程3m放浪墻頂高程 m攔河大壩壩高m附表 1-1壩頂寬度16m上游坡度下游坡度6壩基面高程190m壩頂寬度上游折坡點(diǎn)高程290m堰頂高程35m溢流面前緣凈寬105m消能方式挑流消能鼻坎高程260m反弧半徑50m挑射角30泄水建筑物單寬流量23354m3/s校核第二章設(shè)計(jì)基本資料第一節(jié)自然地理一

28、、流域概況H 河是 W 江水系中上游的河段。H 河全長(zhǎng)為 1573 km，流域面積為 138340 km2。流域?qū)俑睙釒夂騾^(qū)，氣候溫和多雨，4 %，流域各地多年平均降水量在760 1860 mm 之間，總的趨勢(shì)山東向西遞減。徑流主要由降雨形成，徑流年內(nèi)分配為：5 %，11 月 %。LT 水電站位于 H 江的上游。壩址以上流域面積為 98500 km2，占 H 河流流域面積的 71 %。壩址以上流域，大支流多，地形復(fù)雜，汛期暴雨量級(jí)雖不大但卻頻繁發(fā)生，造成洪水連續(xù)、洪水總量較大。二、氣候特征1、氣溫：壩址多年平均氣溫為 ，月平均最低（1 月份）氣溫為 ，月平均最高氣溫（7 月份）為 ，實(shí)測(cè)最低

29、值（1 月份）為 ，實(shí)測(cè)的最高值（7 月份）為 。2、濕度：歷年平均相對(duì)濕度為 80 %，其中最高的是 6、7、8 月，歷年平均值均為 85 %；最低為 2 月，歷年平均值為 74 %。3、降雨量：壩區(qū)多年平均降水量，雨季（410 月份）降水量占年降水量的 89.2%，其中59 月份降水量占全年的 76.0%，多年平均降雨日數(shù)為 156d，雨季雨日占全年的69.7%。多年平均日雨量10mm（中雨及以上）日數(shù)為 38.5d，日雨量25mm（大雨及以上）日數(shù)為 15.0d，日雨量50mm（暴雨）日數(shù)為 3.9d，日雨量100mm（大暴雨）日數(shù)為 0.6d。 表 2-1 壩區(qū)歷年（1972 1992

30、 年）各時(shí)段的最大降水量時(shí)段(min)10203060901201802403605407201440雨量(mm)4、蒸發(fā)量：歷年水面蒸發(fā)量的平均值為 mm，歷年的最大值為 mm，歷年最小值為 mm。5、風(fēng)向風(fēng)力：歷年最大風(fēng)速為 14m/s，相應(yīng)風(fēng)向?yàn)?NE 向。極大風(fēng)速為 24m/s，相應(yīng)風(fēng)向?yàn)镋、NE，吹程為 2km。三、徑流、洪水、泥沙1、 徑流：徑流主要由降水形成，多年平均徑流量 1610 m3/s，多年平均年徑流總量為508 億 m3，年際變化較為平穩(wěn)，年變差系數(shù)是 0.24，實(shí)測(cè)的最大年平均徑流量和最小的 倍。實(shí)測(cè)的最大流量為 16900 m3/s，實(shí)測(cè)最小流量為 174 m3/s

31、，各頻率年徑流成果見(jiàn)表 2 - 2。表 2-2 年徑流頻率成果表%125102050759095990(3/)2640250022902120192015801340114010308492、 洪水：H 河流域洪水由暴雨形成。LT 以上流域面積大，主流源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，大支流多，汛期暴雨量級(jí)雖不大，但是發(fā)生頻繁，往往造成連續(xù)性洪水，單峰洪水甚少，復(fù)峰居多。設(shè)計(jì)洪水成果見(jiàn)表 2-3。 表 設(shè)計(jì)洪水成果表2 3P（%）項(xiàng)目0.010.10.21510洪峰流量(3/)3550029500276002320018500163007d 洪量?jī)|(m3/s)1581321241138474.4表 壩址處設(shè)計(jì)洪水過(guò)程

32、線（）2 40.2%P 月日時(shí)流量月日時(shí)流量61914131007621670020149008156002021530014145008152002013700141490072129002014300812100212136001411400812700201070014119008210200201120089740222106001496208102002010200149680921370020921081700023288501420200885002022600148260102221002082008209002428140141940088090201790014831011

33、2169002086308174002528970142020088930202330014909012226000209300827300附表 2-426293001427600892902027000149230132259002093808248002729500142340089670202210014954014220700209230819600282897014185008873020175001485001521670020838081580029283201415100810800201460014126001621420020138008137003021500014132

34、0081560020129001415100172125002014700812300712143001412000813900201190014136001821180020132008117002212900141160081260020115001412300192114002012000811300321190014112008127002011100141560020211000附表 2-420180008109004219500141080082010020107001420400212106002020700810500522030014104008196002010300141

35、880022210200201780081010015000p=0.01%400003000035000250002000010000時(shí)間61612131514101198141414141414141414龍灘壩址 校核洪水過(guò)程線（1966年7月典型）圖 2-1校核洪水過(guò)程線3、 泥沙：H 河泥沙以懸移質(zhì)為主，懸沙顆粒較細(xì)。由實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，壩址處多年平均輸沙率為 1660kg/s，多年平均含沙量為 5kg/m3 ，多年平均輸沙量為 5240 萬(wàn) t 。第二節(jié)工程地質(zhì)1、地震烈度壩址位于相對(duì)穩(wěn)定的地塊內(nèi)，屬弱震環(huán)境，無(wú)區(qū)域性活動(dòng)斷層穿過(guò)，不存在發(fā)生地震的地質(zhì)背景，區(qū)域地震危險(xiǎn)性主要受外圍地震影

36、響，經(jīng)過(guò)審定：壩址地震基本烈度和水庫(kù)可能誘發(fā)地震影響烈度均為 7 度。2、地形地貌壩址河谷為較平坦“V” 。河流流向?yàn)?S 30 0 E，至壩址處轉(zhuǎn)為 S 80 0 E。枯水期河水面高程為 219 m，水面寬 90 100 m，水深 13 m 。河床沙卵石厚 0 6m ，局部達(dá) 17 m。河床兩側(cè)均有基巖礁灘裸露，左岸寬 10 m，右岸寬 40 70 m 。左岸的地形整齊，山體寬厚。右岸受沖溝切割，地形的完整程度稍遜于左岸。兩岸的山頂高程 600 m，岸坡的坡度 32 42 2 m，局部厚 8 25 m。3、地層巖性壩址的上游地層為三疊系下統(tǒng)羅樓組，以薄層、中厚層硅質(zhì)泥板巖、硅質(zhì)泥質(zhì)灰?guī)r為主，

37、夾少量粉砂巖互層巖組。壩址及其下游出露地層為三疊系中統(tǒng)板納組，由厚層鈣質(zhì)砂巖、粉砂巖、泥板巖互層組成，屬堅(jiān)硬和中堅(jiān)硬巖石。地下洞室布置區(qū)是壩區(qū)地質(zhì)條件相對(duì)較好的地段之一，90 % 95 %以上的洞體位于質(zhì)量較好和中等、類圍巖內(nèi)，圍巖地層為板納組；巖性以砂巖為主，或?yàn)樯皫r和泥板巖互層巖組， 巖石強(qiáng)度較高。進(jìn)水口的邊坡蠕變巖體自然現(xiàn)狀穩(wěn)定，只要開(kāi)挖后采取一定的工程措施，邊坡整體穩(wěn)定。4、地質(zhì)構(gòu)造壩址巖層為單斜構(gòu)造，走向 N50 200W，與河流向夾角約為 70，傾向NE（下游偏左岸） ，傾角 550 63。壩址的下游巖層傾角逐步變緩至約 40左右。斷層依其走向，主要可分為四組。第一組：產(chǎn)狀 N50

38、200 W,NE 600，以層間錯(cuò)動(dòng)為主，多達(dá) 200 余條，80 % 以上的破碎帶寬度小于 10 cm。第二組：產(chǎn)狀 N 30 0 60 0 W,NE 60 0 850，平均間距 30 50m/條。第一組：產(chǎn)狀 N70 0 900 W,NE 70 0 85 0第一組：產(chǎn)狀 N65 0 80 0 W,NE 80 0，破碎帶較寬。5、巖體物理力學(xué)性質(zhì)表 2-5 巖體力學(xué)參數(shù)表抗剪斷強(qiáng)度變形模泊桑比量fc(Mpa)fc(Mpa)(GPa)強(qiáng)風(fēng)化中等風(fēng)化67砂巖微風(fēng)化1516斷層弱結(jié)構(gòu)面層面表 2-6 物理力學(xué)試驗(yàn)成果表單軸抗壓強(qiáng)度(MPa)彈性模量(GPa)巖體密度(g/cm3)比重孔隙率飽和吸水

39、率(%)干燥飽和軟化系數(shù)靜彈動(dòng)彈抗拉強(qiáng)度(MPa)抗折強(qiáng)度(MPa)強(qiáng)風(fēng)化12878中等風(fēng)化168119微風(fēng)化183155第三節(jié)碾壓混凝土層面和大壩建基面的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)表 2-7 碾壓混凝土層面抗剪斷參數(shù)建議值建議參數(shù)Cvf=0.20,CvcCvf=0.20,Cvc壩高(m)fc(MPa)fc(MPa)210156表 2-8 各分區(qū)砼相應(yīng)齡期的抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度（MPa）編號(hào)強(qiáng)度種類7d28d90dC25142634C20132229C1581923C25142633第四節(jié)各分區(qū)砼相應(yīng)齡期的抗壓強(qiáng)度指標(biāo)圖 2-2 壩體砼分區(qū)圖（I壩體分區(qū)）表 2-9 大壩各壩段建基面混凝土與巖體 f、c建議值壩

40、段編號(hào)面積建基面巖體特征工程巖體（BQ）分級(jí)壩基財(cái)體工程地質(zhì)分類地質(zhì)因素法建議值 (BQ)均值 級(jí)別 混凝土與巖體類別混凝土與巖體混凝土與巖體 混凝土與巖體f、c(Mpa)f、c(Mpa)f、c(Mpa) f、c(Mpa)214弱風(fēng)化巖體、有 F60通過(guò)306IVIV附表 2-10660弱微風(fēng)化巖體、有F60通過(guò)329IVIV1790弱微風(fēng)化巖體、有F60通過(guò)348IVIVIII3230微風(fēng)化巖體453II1.11IIIII13465微風(fēng)化頂部巖體447III1.11III11835弱微風(fēng)化巖體416III1III1112110弱微風(fēng)化巖體390IIIIII0.95112435弱風(fēng)化底部巖體3

41、89IIIIII0.95112720弱微風(fēng)化巖體393IIIIII0.9511113000弱微風(fēng)化巖體409III1III111123275弱風(fēng)化底部巖體430III1III1134800弱風(fēng)化底部巖體439III1IIIII1143250弱風(fēng)化底部巖體453IIIIIII1153260弱風(fēng)化底部巖體、局部有緩傾角節(jié)理密集帶458IIIIIII1163330大部分為微風(fēng)化上部巖體局 部有緩傾角節(jié)理密集帶II1173370大部分為微風(fēng)化上部519IIII巖體183370大部分為微風(fēng)化上部巖體508IIIIIII1附表 2-10193330 大部分為微風(fēng)化上部巖體，局部有緩傾角節(jié)理密集帶508II

42、486020大部分為微風(fēng)化上部巖體，局部有緩傾角節(jié)理密集帶，11%為T(mén)2b18IIIII340021弱微風(fēng)化巖體、19%為T(mén)2b18泥板505IIIIIII巖223860弱風(fēng)化底部巖體、小斷裂發(fā)育、33%為 T2b18泥板巖413III11III1232230弱風(fēng)化底部巖體、有 F4 斷層通過(guò)、壩趾有緩傾角節(jié)理密集帶及15 為T(mén)2b18泥板巖408IIIIII241870弱風(fēng)化下部巖體、有 F4 斷層通過(guò)、43%為T(mén)2b18泥板巖360IIIIVIII251600弱風(fēng)化中下部巖體、46%為T(mén)2b18泥板366IIIIVIII巖261338弱風(fēng)化一部巖體、45%為T(mén)2b18泥板巖401IIIIV

43、1III0.91271188弱微風(fēng)化巖體、26%為T(mén)2b18泥板巖462IIIIIII1.1281060微風(fēng)化巖體、19%為 T2b18泥板巖501II IIIII 29963微風(fēng)化巖體、有F1 斷層通過(guò) 32%為 T2b18泥板巖449IIIII30963微風(fēng)化巖體、49%為 T2b18泥板巖465II IIIII31963微風(fēng)化巖體、52%為 T2b18461IIIIIII泥板巖321210弱微風(fēng)化巖體、90%為T(mén)2b18泥板巖356IIIIV1III第五節(jié)筑壩材料壩址附近河段缺乏天然砂石料，混凝土所需砂石骨料需要 km 的右岸 M 村溝內(nèi)的 M 村口及 DFP 二迭系灰?guī)r料場(chǎng)，儲(chǔ)量及質(zhì)量

44、均滿足工程要求。DFP 選定為大壩及圍堰的混凝土骨料料源，儲(chǔ)量達(dá) 1 億 m3以上，M 村溝內(nèi)有一片緩坡地，距壩址直線距離為 km，布置砂石料生產(chǎn)加工系統(tǒng)，系統(tǒng)規(guī)模為設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 2000 t/h，設(shè)計(jì)處理能力 2500 t/h。M 村選定作為其它主體建筑物及臨建工程的混凝土骨料料源，灰?guī)r儲(chǔ)量約 470 萬(wàn) m3，M 村口經(jīng)開(kāi)挖平整后布置砂石料加工系統(tǒng)，系統(tǒng)規(guī)模為設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 240 t/h，設(shè)計(jì)處理能力 300 t/h。壩區(qū)內(nèi)有三處土料場(chǎng)的殘坡積土層較集中、開(kāi)采條件較好，平均厚度 2 3 m %，總儲(chǔ)量為 153 萬(wàn) m3。第六節(jié)水庫(kù)淹沒(méi)處理及移民安置1、LT 水庫(kù)淹沒(méi)影響實(shí)物指標(biāo)根據(jù) 20

45、00 年調(diào)查和規(guī)劃成果，LT 水庫(kù)正常蓄水位 375 m 時(shí)淹沒(méi) 10 個(gè)縣，47個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，232 個(gè)行政村，847 個(gè)村民小組，淹沒(méi)土地總面積為 377km2，其中耕地面積為 8.43 萬(wàn)畝，陡坡地為 2.98 萬(wàn)畝，林地為 21.87 萬(wàn)畝，草地 7.98 萬(wàn)畝；2008 年底搬遷人口 7.51 萬(wàn)人，其中農(nóng)業(yè)人口為2，淹沒(méi) 12 個(gè)鄉(xiāng)集鎮(zhèn)及公路等專業(yè)項(xiàng)目一批。2、移民安置規(guī)劃移民安置規(guī)劃水平年為 2008 年，推算至 2008 年，搬遷人口為 7.51 萬(wàn)人， 生產(chǎn)安置人口為 8.05 萬(wàn)人。LT 水庫(kù)地區(qū)山地資源豐富，熱量資源充足，氣候適宜，農(nóng)、副、土、特產(chǎn)品種類多，水庫(kù)建成后，庫(kù)周

46、區(qū)交通得到大大改善，為安置 LT 水庫(kù)的農(nóng)村移民提供了較好的自然和社會(huì)環(huán)境。本次規(guī)劃農(nóng)村移民生產(chǎn)開(kāi)發(fā)重點(diǎn)發(fā)展糧食生產(chǎn)和亞熱帶水果及經(jīng)濟(jì)作物，適當(dāng)發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)和二三產(chǎn)業(yè)。水庫(kù)淹沒(méi)處理補(bǔ)償靜態(tài)總投資為 46.16 億元(含稅費(fèi) 5.32 億元)。第七節(jié)施工組織1、施工條件 280.0m，主流靠左岸。兩岸地形不對(duì)稱，左岸比右岸整齊，右岸坡度 3242，左岸坡度 3642 650.00m 左右。本工程施工用電高峰負(fù)荷約 42 MW。從 ND 縣境內(nèi)的車河架設(shè) 2 回 110 kV 線路至工地，輸電距離為 86 km，可滿足工程施工用電需求。110 kV 施工變電站 設(shè)于右岸壩線下游 800 m 處，引出

47、 22 個(gè)回路，向整個(gè)工區(qū)供電。LT 工程建成后，上述 1 回 110 kV 線路即可作為工程的保安電源。2、對(duì)外交通本工程外來(lái)物資、材料、設(shè)備總運(yùn)量為 371.86 萬(wàn) t，年高峰運(yùn)量為 84.82萬(wàn)。距 TO 縣城最近的鐵路貨運(yùn)站為 QG 線上 ND(小場(chǎng))火車站，對(duì)外交通方案在初步設(shè)計(jì)中選定為：外來(lái)物資材料用火車經(jīng) QG 線運(yùn)至 ND 火車站，在ND 設(shè)物資中轉(zhuǎn)站，由 ND 至壩址新建 81 km 二級(jí)公路，沿 H 河左岸直抵壩址，在壩址以下 km 處設(shè) H 河 LT 大橋，和右岸進(jìn)場(chǎng)公路連通，形成左、右岸循環(huán)道路。3、材料供應(yīng) 萬(wàn) t，年高峰需要量為 36 萬(wàn) 萬(wàn) V，可由鐵路運(yùn)至 N

48、D 站，再轉(zhuǎn)公路運(yùn)輸至工地，也可采用公路直接運(yùn)至工地。第三章樞紐整體布置和壩型選擇第一節(jié)工程等別與建筑物級(jí)別正常蓄水位 H= 374.6 m，相應(yīng)庫(kù)容 V=1 億 m3，水電站的裝機(jī)容量 7537 MW，所以本工程的規(guī)模為大（1）型，等別為一等， （永久建筑物）主要建筑物級(jí)別為 1 級(jí)，次要建筑物級(jí)別為 3 級(jí)；臨時(shí)性水工建筑物為 4 級(jí)。第二節(jié)樞紐布置安排泄洪建筑物在原河床的主流部位，發(fā)電建筑物，開(kāi)關(guān)站等布置在左岸。泄水建筑物的型式采用開(kāi)敞式溢流堰?；炷林亓蔚慕ɑ鎽?yīng)根據(jù)大壩穩(wěn)定、壩基應(yīng)力、巖體物理力學(xué)性質(zhì)、巖體類別、基礎(chǔ)變形和穩(wěn)定性、上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)的要求、基礎(chǔ)加固處理效果及施工工藝、工

49、期和費(fèi)用等經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。原則上應(yīng)在考慮基礎(chǔ)加固處理，在滿足壩的強(qiáng)度和穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，減少開(kāi)挖量。壩高超過(guò) 100 m 時(shí)，可建在新鮮、微風(fēng)化或弱風(fēng)化下部基巖上。第三節(jié)壩型選擇可供選擇的壩型有：土石壩、拱壩、面板堆石壩，實(shí)體重力壩、寬縫重力壩、碾壓混凝土重力壩。具體比較選擇如下：1、拱壩拱壩的工作原理：一是依靠拱的作用，將壓力傳給拱座；二是依靠懸臂梁的作用將力傳遞給了基巖。其特點(diǎn)：1.受力條件好，河谷形狀深窄較好；2.壩體積小，主要依靠拱作用維持穩(wěn)定，自重作用影響不大；3.超載能力強(qiáng)，安全度高；4.抗震性能好；5.施工技術(shù)要求高，地基處理要求嚴(yán)格。根據(jù)拱壩的特點(diǎn)，要求建造于狹窄的河谷上；對(duì)地

50、質(zhì)較理想的地質(zhì)條件是巖石均勻單一，有足夠的強(qiáng)度，透水性小，耐久性好，兩岸的拱座基巖堅(jiān)固完整，邊坡穩(wěn)定，無(wú)大的斷裂構(gòu)造和軟弱夾層，能承受由拱端傳來(lái)的巨大推力而不致產(chǎn)生過(guò)大的變形，尤其要避免兩岸邊坡存在向河床傾斜的節(jié)理裂隙或構(gòu)造。12壩址的河谷為較平坦的“V”形谷，寬高比為 3.5，主流靠左岸，兩岸地形不對(duì)稱，左岸比右岸整齊，右岸坡度 32 42 ，左岸坡度 36 42 。若在這種河谷中修建拱壩，拱壩作為拱的部分發(fā)揮的作用較小，且河床兩岸無(wú)足夠強(qiáng)度的巖體支承拱壩。節(jié)理面不能承受兩岸滲透水壓力的作用，即使進(jìn)行必要的加固處理（如清洗節(jié)理，固結(jié)灌漿等） ，也不能達(dá)到強(qiáng)度的要求。故不適合修建拱壩。2、土石

51、壩在有條件的情況下，為了節(jié)約材料，選擇壩型的時(shí)候應(yīng)首先考慮當(dāng)?shù)夭牧蠅巍Ｍ潦瘔尾牧峡删偷厝∮?，材料的運(yùn)輸成本低；對(duì)地基的要求不是很高，適應(yīng)地基變形能力強(qiáng)；構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工技術(shù)簡(jiǎn)易，工序少，便于機(jī)械化施工。但壩體填筑量工程量大，而壩址附近缺乏符合筑壩條件的土料，難以滿足建壩對(duì)土料的需求量；其次，土料填筑質(zhì)量受氣候條件的影響較大，H 江流域雨量豐富，降雨天數(shù)多，對(duì)土石壩施工干擾大，易延長(zhǎng)工期；再者，土石壩壩頂不能溢流，施工導(dǎo)流不如混凝土壩方便，壩體的斷面大。故不適合修建土石壩。3、面板堆石壩壩址附近河段缺乏天然砂石料，混凝土所需砂石骨料需人工軋制，不能滿足建壩的材料要求，投資成本較大，不適合修建面板堆

52、石壩。壩頂溢流不便，需在壩外單獨(dú)設(shè)置泄水建筑物。4、重力壩（1）實(shí)體重力壩：實(shí)體重力壩的主要優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)和施工比較方便，應(yīng)力分布也較明確，并且有豐富的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)，施工過(guò)程中質(zhì)量容易控制。它的不足之處是壩體的體積較大，揚(yáng)壓力也比較大，施工時(shí)不利于混凝土的散熱，且材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮。（2）寬縫重力壩：寬縫重力壩具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：充分利用了混凝土的抗壓強(qiáng)度；揚(yáng)壓力顯著降低；節(jié)省了混凝土方量。不過(guò)也有一些缺點(diǎn)，如：增加了模板用量，立模也較復(fù)雜；分期導(dǎo)流不便；在嚴(yán)寒地區(qū)，對(duì)寬縫需要采取保溫措施，而且寬縫重力壩的散熱比較好，并且一般情況下，不易出現(xiàn)被壩體內(nèi)部的混凝土由于膨脹而破壞壩體的穩(wěn)

53、定。（3）碾壓混凝土重力壩：碾壓混凝土重力壩與常態(tài)混凝土重力壩相比，具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：工藝程序簡(jiǎn)單，可快速施工，縮短了工期，提前發(fā)揮了工程效益；單位體積膠凝材料用量少，特別是水泥用量減少，減少了工程造價(jià)，由于水泥用量減少，結(jié)合了薄層大倉(cāng)面澆筑，壩體內(nèi)部混凝土的水化熱溫升可大大降低，從而簡(jiǎn)化了溫控措施；不設(shè)縱縫，節(jié)省了模板和灌漿等費(fèi)用；可使用大型施工機(jī)械設(shè)備，提高混凝土運(yùn)輸和填筑的工效。但也有一定的缺點(diǎn)，如：壩體混凝土分區(qū)，各區(qū)域內(nèi)混凝土的級(jí)，還有抗凍、抗沖、抗磨和抗?jié)B等耐久性能比常態(tài)混凝土差。結(jié)合設(shè)計(jì)內(nèi)容，我們可以得知：施工要求以及施工工藝簡(jiǎn)單，壩址處有豐富的砂石料場(chǎng)，地質(zhì)條件不是很復(fù)雜，施工

54、導(dǎo)流簡(jiǎn)單，故確定選擇碾壓混凝土重力壩方案。第四節(jié)洪水調(diào)洪演算1、 計(jì)算原理：本樞紐的泄洪建筑物采用 WES 式溢流堰。其溢流能力可用公式 (3-1)3/22swQCMBgH式中：C上游面坡度影響修正系數(shù)；m流量系數(shù)；側(cè)收縮系數(shù)；s淹沒(méi)系數(shù)；B溢流堰凈寬 ；HW堰上作用水頭。在近似計(jì)算中認(rèn)為在設(shè)計(jì)洪水時(shí)約為 2.01,在校核洪水時(shí)約為 2.04. 2假定三種方案，堰寬和堰頂高程分別為 715m 35m, 715m 354.5m, 715m 35m。2、 計(jì)算結(jié)果：具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表 3-1 洪水調(diào)節(jié)計(jì)算成果方案（一）方案（二）方案（三）孔口凈寬(m)15x7=10515x7=10515x7=

55、105堰頂高程(m)354.0354.5355.0水位 Z(m)375.63375.82376.17庫(kù)容(億 m3)1160.71設(shè)計(jì)情況下泄流量(m3/s)237502323023050水位 Z(m)37376.08376.3庫(kù)容(億 m3)161.721校核情況下泄流量(m3/s)245222398023113由上表可知，在同樣的孔口凈寬下，隨著堰頂高程的增高，攔洪庫(kù)容變大，相應(yīng)的下泄流量可以減少，這樣對(duì)泄洪和下游水位要求不這么高了，但是出于安全性和經(jīng)濟(jì)性的考慮，堰頂高程不能過(guò)大，再都滿足的情況下取小的堰頂高程，同時(shí)下泄流量要盡量接近并小于校核洪水最大下泄流量限制為 27900 m3/s，

56、(23200+4700)這樣工程造價(jià)可以盡可能地降低，所以在三個(gè)堰頂高程（354.0 m，354.5 m，355.0 m）中，取 354 m，校核水位為 37m，校核下泄流量24522m3/s,設(shè)計(jì)水位為 375.63 m，設(shè)計(jì)下泄流量為 23750 m3/s。第五節(jié)壩頂高程的確定由規(guī)范，防浪墻頂高程高于波浪頂高程，其與正常蓄水位或校核洪水位的高差： h=h1h zh c， (3-2)式中：h1%累計(jì)頻率為 1的波高；hz 波浪中心線至正常蓄水位或校核洪水位的高差；hc 安全超高。庫(kù)區(qū)的多年平均計(jì)算風(fēng)速，吹程，按鶴024/26.5/vm sm s27.5Dkmkm地水庫(kù)公式計(jì)算： (3-3)1

57、2%1/63022000.00625()ghgDvvv (3-4)1/222000.0386()mgLgDvv (3-5)21%2zmmhHhcthLL式中：Lm平均波長(zhǎng)（m）;h2%累計(jì)頻率為 2 % 的浪高（m）;計(jì)算風(fēng)速（m/s） ，取 24 m/s;0vD風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度（m） ，D2000 m；g重力加速度，/s2。（1）設(shè)計(jì)情況下 Vf =24m/s得 h2%m Lm2m 查水工建筑物教材 p57 表 212，得 h1%2.2m。得 hZ=m。由建筑物設(shè)計(jì)級(jí)別查得 hc =得：h設(shè)= h1%+ hz +hc=2.24m設(shè)計(jì)=H設(shè)計(jì)+h設(shè)=374=m （2）校核情況下Vf =24/1.5=1

58、6m/s得 h2%1.1m，Lmm，查水工建筑物教材 p57 表 212，得 h1%1.2m。得 hz=0.5m。由建筑物設(shè)計(jì)級(jí)別查得 hc =0.5m得：h= h1%+ hz +hc =1.2+0.5+0.5=2.2m校核=H校+h =m綜上，得防浪墻頂高程 m，由規(guī)范取的防浪墻高度，得壩頂高程 3-1.2=m 最終確定壩頂高程為 m第四章非溢流壩段剖面設(shè)計(jì)第一節(jié)剖面尺寸擬定樞紐布置畫(huà)在壩軸線地質(zhì)圖上。見(jiàn) H 江重力壩設(shè)計(jì)圖紙 1/3 樞紐平面總布置圖。非溢流壩的基本剖面按前面的調(diào)洪演算的結(jié)果 H 設(shè)定為 37 m，即基本三角形頂點(diǎn)高程為 37m；壩頂高程由前面計(jì)算得為 378.47 m，其

59、剖面的形式應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，即在滿足壩體抗滑穩(wěn)定和壩踵不出現(xiàn)拉應(yīng)力的條件下，使基本剖面的面積最小，利用復(fù)合形法優(yōu)化程序和 Excel 法可以確定上游邊坡 n=0.2,下游邊坡m=0.66。具體尺寸如下:1、上游邊坡 n 取為 0.2； 下游邊坡 m 取為 0.66；2、底取最低壩高為 190 m；3、折的確定。經(jīng)濟(jì)流速取為 6.84 m/s，根據(jù)公式 Q=V*A，A= D2/4，得到壓力鋼管直徑 D為 10 m，利用戈登經(jīng)驗(yàn)公式： SCR= （4-1）dcv經(jīng)驗(yàn)系數(shù)為 0.550.73，取 0.55c經(jīng)濟(jì)流速為 6.84m/s；v經(jīng)計(jì)算為 11.9m crS折=死- -D- (4-2)crS

60、進(jìn)底 經(jīng)計(jì)算得到為 m 290m，滿足要求，所以折坡點(diǎn)高程取 290m4、底寬 B 按照幾何關(guān)系得到為 1m；5、壩頂寬度按照雙向交通的要求取為 16 m； （見(jiàn)圖 4-1 非溢流壩剖面）6、基礎(chǔ)灌漿廊道及壩內(nèi)檢修排水廊道位置的確定：根據(jù)混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定擬定上游壁到上游壩面的距離為 28 m，下游至壩趾的距離為 8 m, 基礎(chǔ)灌漿廊道的寬度選用 2.5 m，高度 H 選取3.5 m，采用上圓下方的城門(mén)洞形。廊道的底面至巖基的距離應(yīng)不小于 1.5倍的底寬，取為 5 m，以免廊道地板被灌漿壓力掀動(dòng)而開(kāi)裂。帷幕距上游面距離為 28 m。壩內(nèi)檢修排水廊道相對(duì)位置為：上游壁到上游壩面距離為，廊道