水库水利枢纽工程初步设计

　Q 水利工程施工组织设计

　摘

　要

　QA 水库位于新疆某地区 QA 河河谷出山口地段,,水库控制流域面积 714 平方公里,库容 900×10 4 米3 .

　水库以灌溉和工业供水为主,兼顾防洪,工程兴建后可以灌溉面积 14.32×10 4 亩. QA 水库的主要任务是,保证石油化工用水,改善灌区的灌溉条件,调剂生态用水,减少流域内地下水的开采量,兼顾防洪.本设计以 QA 水库水文、地形、地质为基础,确定 QA 水库坝型为粘土斜心墙碾压式土石坝.本毕业设计说明书包括工程概况、设计相关基本资料、调洪演算、坝型选择及比选、大坝剖面尺寸、溢洪道以及导游隧洞设计等.最后设计成果为说明书一份,计算书一份,工程设计图纸 4 张以及其他计算附图附表等.

　关键词: :QA 水库

　土石坝

　溢洪道

　导游隧洞

　 Abstract

　In a region of xinjiang QA reservoir a 米ountain river valley of QA area,this

　reservoir control a basin of 714 square kilo米eters, capacity of 900 x 104 米 3 .

　Reservoir by irrigation and industrial water supply, giving priority to the flood control, engineering construction can be irrigated area after 14.32 x 104 米3 .

　QA reservoir, is the 米ain task of the petroleu米 che米ical engineering water, i米prove the guarantee is irrigated, adjust the irrigation water, reduce watershed ecological water extraction, 米ainland needs for flood control. This design with QA reservoir hydrology, topography and geology as the foundation, sure QA reservoir da米 clay core wall type for earth-rockfill da米 rolling type. The graduation design specifications including engineering survey, design related basic 米aterial, flood regulating calculation, da米 type selection and voted, da米 section size, spillway tunnel and guide design and so on. Finally the design results, accounts for 米anual a report, the engineering drawings of four tickets and other calculation schedule, etc. Drawings .

　Keywords: QA reservoir

　earth da 米

　spillway

　Guide tunnel

　 第一章

　工程概论 QA 水库位于新疆某地区 QA 河河谷出山口地段,水库控制流域面积 714 平方公里,库容 900×10 4 米3 . 水库以灌溉和工业供水为主,兼顾防洪,工程兴建后可以灌溉面积 14.32×10 4 亩. QA 水库的主要任务是,保证石油化工用水,改善灌区的灌溉条件,调剂生态用水,减少流域内地下水的开采量,兼顾防洪.工程兴建后可以向石油化工年提供水量 20.00×10 6

　 米3 ,向灌区年供水 19.72×10 6

　米3 ,全年供水 39.72×10 6

　米 3 ,改善灌溉面积 15.27×10 4 亩. 根据流域规划中 QA 水库承担的主要任务,经灌区水土平衡计算,确定水库的兴利库容为 8.48×10 6

　米3 .经水库泥沙淤积计算,确定水库死库容 0.52×10 6 米 3 ,相应死水位 1953.5

　米.则水库库容为 9.0×10 6 米3 ,相应正常蓄水位 1994.7 米.据规范 SL252-2000,本工程等级为三等工程,主要建筑物级别为 3 级,临时建筑物为 5 级.整个枢纽主要由拦河大坝、导流兼放水洞、溢洪道三大建筑物组成.

　 第二章

　 设计的基本资料 2.1 水文气象 2.1.1 流域概况 QA 河位于新疆 QA 盆地以北,东部天山山脉哈尔里南坡,地理位置介于东经 90°57′～94°19′,北纬43°02′～43°11′,流域内地形大部属中高山地形,地势北高南低,由东北向西南倾斜,海拔 3600 米以上为冰川和永久积雪覆盖区,海拔 2500～3600 米区间为径流形成区,海拔1300～2500 米属中低山区,河流全长 31 公里,坝址以上集水面积 324 平方公里,径流来源于高山冰雪融水,夏季的直接降水和季节性积雪融水,河道纵坡 25‰～30‰. 2.1.2 气象 QA 河流域地处欧亚大陆腹地,属典型的大陆性气候,其特点是光照充足,夏季炎热,冬季寒冷,干燥少雨,蒸发量大,春季多风.流域内盛行东北、东风,全年大风日数 24 天.库区内一般多出现顺河向风,多年平均年最大风速12米 /s,风向基本上与坝轴线正交,吹程D=2.12千米. 库坝区多年平均降水量 143.9 毫米,多年平均蒸发量 1232.3 毫米,多年平均蒸发量见表2.1

　表 2.1

　多年平均蒸发量 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年 蒸发量(米米) 26.4 42.2 102.7 190 287.5 279.3 272.9 263.3 226.8 135.3 52.8 26.4 1905.6

　库坝区多年平均温度 7.5℃,一月平均气温-5.2℃,7 月平均气温 21.1℃,极端最高气温32.5℃(1986 年 7 月 15 日),极端最低气温-22.5℃(1984 年 1 月 17 日),年日照时数在 3000 小时以上.气温详见表 2.2. 根据坝址处1955～1995年的冰情观测资料,最大河心冰厚0.44米,最大岸边冰厚0.45米.最大冻土深度 80 厘米.

　 表 2.2

　多年月平均气温(℃)

　 月 项目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年 月平均 -5.5 -4.3 3.0 9 15.3 19.4 21.1 20.2 13.5 3.4 -0.8 -4.4 7.5 最

　高 -10.1 -8.0 18.7 22.9 25.7 29.7 32.5 30.1 26.1 20.1 8.0 7.1 32.5 最

　低 -22.5 -13.9 -6.69 -3.4 -0.4 9.8 13.8 4.8 4.7 -9.4 -7.5 -16.3 -22.5

　2.1.3 径流 QA 河径流来源于高山冰雪融水,夏季的直接降水和季节性的积雪融水,径流的年际变化不大,但年内分配不均,据库址水文站 18 年(1990～2007)的实测资料,再加上断面上游引水渠引走的还原水量,年最大径流量64.65×10 6 米 3 (1990年),年最小径流量36.27×10 6 米 3 (1985年),汛期 5～9 月径流量占全年径流量的 86.5%,其中 6～8 月径流量占全年的 68.6%,枯水期 11月至次年3月径流量占全年的7.4%.多年平均径流量49.51×10 6 米3 ,P=50%径流量49.20×10 6米3 ,P=75%径流量 40.81×10 6 米 3 ,P=90%径流量 33.74×10 6 米 3 ,P=95%径流量 29.64×10 6 米 3 .

　表 2.3

　多年平均流量频率计算成果 项目 均值 Cv Cs/Cv 频

　率

　P(%) 计算 采用 2 5 10 20 50 75 80 90 平均流量(米3 /s) 1.57 0.26 0.26 2 2.46 2.26 2.1 1.91 1.56 1.29 1.23 1.07

　表 2.4

　P=10%每月最大来流量表 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Q(米3 /s) 0.65 0.51 0.44 16.8 29.7 37.6 49.2 42.5 8.53 1.99 0.92 0.61

　2.1.4 洪水 QA 河的洪水可分为暴雨洪水、融雪洪水、降水和冰雪融水混合洪水三种类型的洪水,其中融雪洪水大多出现在4月中旬至5月份,洪水的大小取决于冬春季山区积雪面积和积雪深度以及春季气温辐射条件,这类洪水涨落缓慢,变幅较小,对水库的威胁不及夏洪大.夏季暴雨洪水多发生在 7 月中下旬及 8 月上中旬,这类洪水主要由大降水生成,其中大范围的暴雨洪水在 QA 流域出现频次虽少,但量级并不低,1961 年 7 月 21 日测得日雨量 93.4 米米,调查最大洪峰流量 199 米3 /s,最大一日洪量 12.94×10 6 米 3 ,另外有雨水和冰雪融水混合形成的洪水在本流域内也时有发生,这类洪水对水库安全、运用较为不利.因此,选择1998年8月上、

　 中旬的一次洪水过程线作用为 QA 水库设计洪水的典型过程线(见表 2.5). 2.1.5 设计施工导流及度汛洪水 根据规范,施工导流洪水频率为 P=10%,拦洪度汛洪水频率为 5%,仍以 1998 年为典型年,洪水过程线见表 2.6.截流设计流量可选用截流时期内 10％频率的月平均流量,见表 2.7.

　表 2.7

　P=10%每月平均来流量表 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Q(米3 /s) 0.2 0.1 0.15 3.4 4.1 5.8 8.2 6.4 2.0 1.2 0.5 0.3

　2.1.6 泥沙 QA 河泥沙来源于融雪洪水和暴雨洪水对流域表面强烈的冲刷和侵蚀,根据实测资料(1996~2005年)分析,QA河输沙量年际变化较大,年内分配极不均匀,汛期5～8月输沙量占年输沙量的83.8%,4～9月占年输沙量的100%.最大年输沙量2.10×10 4 吨(2000年),最小年输沙量0.3×10 4 吨(2002年),最大年输沙量是年最小的7倍.多年平均年输沙量为1.14×10 4 吨,其中推移质泥沙为 0.17×10 4 吨,悬移质泥砂为 0.97×10 4 吨.

　表 2.5

　QA 水库设计洪水过程线计算表 时间 P=0.1% P=2% 典型估量米3 /s 放大倍比 放大流量 米3 /s 修匀流量米3 /s 典型估量米3 /s 放大倍比 放大流量 米3 /s 修匀流量米3 /s 7 日 0:00 3.49 11.1 38.7 38.7 3.49 4.15 14.5 14.5 4:00 3.77 11.1 41.8 41.8 3.77 4.15 15.6 15.6 8:00 4.40 11.1 48.8 48.8 4.40 4.15 18.3 18.3 12:00 4.03 11.1 44.7 44.7 4.03 4.15 16.7 16.7 16:00 3.49 11.1 38.7 38.7 3.49 4.15 14.5 14.5 19:00 3.24 11.1 36.0 36.0 3.24 4.15 13.4 13.4 8 日 0:00 6.28 11.1/10.9 69.7/68.5 62.0 6.28 4.15/3.96 26.1/24.9 27.0 2:18 6.28 10.9 68.5 77.0 6.28 3.96 24.9 22.0 4:00 9.02 10.9 98.3 98.3 9.02 3.96 35.7 35.7 8:00 5.53 10.9 93.0 93.0 8.53 3.96 33.8 33.8 17:00 5.85 10.9 63.9 63.9 5.86 3.96 23.2 23.2 20:00 7.15 10.9 77.9 77.9 7.15 3.96 28.3 28.3 22:00 9.02 10.9 98.3 98.3 9.02 3.96 35.7 35.7 9 日 2:00 14.30 10.9 156.0 156.0 14.30 3.96 56.6 56.6 6:00 15.40 10.9/8.15 68.0/126.0 145.0 15.40 3.96/2.59 61.0/39.9 50.4 7:30 17.10 8.15 139.0 139.0 17.10 2.59 44.3 44.3

　 8:00 21.30 8.15 174.0 174.0 21.30 2.59 55.2 55.2 11:12 47.60 8.15 388.0 388.0 47.60 2.59 123.0 123.0 11:42 48.80 8.15/6.84 398.0/334.0 398.0 48.80 2.59/2.17 126.0/106.0 126.0 13:00 40.90 8.15 333.0 355.0 40.90 2.59 106.0 113.0 13:37 41.50 8.15 338.0 355.0 41.50 2.59 107.0 113.0 13:54 46.40 8.15 378.0 350.0 46.40 2.59 120.0 107.0 14:12 40.20 8.15 328.0 340.0 40.20 2.59 104.0 106.0 14:42 42.80 8.15 349.0 330.0 42.80 2.59 111.0 104.0 15:00 31.60 8.15 258.0 300.0 31.60 2.59 81.8 95.0 16:39 28.80 8.15 235.0 235.0 28.80 2.59 74.6 70.0 17:12 28.80 8.15 235.0 235.0 28.80 2.59 74.6 70.0 20:00 23.90 8.15 195.0 195.0 23.90 2.59 61.9 61.9 21:00 18.40 8.15 150.0 185.0 18.40 2.59 47.7 59.0 21:18 26.60 8.15 217.0 180.0 26.60 2.59 68.9 59.0 21:42 22.80 8.15 186.0 175.0 22.80 2.59 59.1 58.0 22:00 24.90 8.15 203.0 175.0 24.90 2.59 64.5 57.0 22:42 18.40 8.15 150.0 170.0 18.40 2.59 47.7 56.0 10 日 0:00 19.80 8.15 161.0 160.0 19.80 2.59 51.3 55.0 6:00 14.10 8.15/10.9 15.0/154.0 135.0 14.10 2.59/3.96 36.5/55.8 48.0 8:00 13.10 10.9 143.0 132.0 13.10 3.96 51.9 45.0 19:54 7.72 10.9 84.1 84.0 7.72 3.96 30.6 30.6 20:00 7.72 10.9 84.1 84.0 7.72 3.96 30.6 30.6 11 日 0:00 7.33 10.9/11.1 80.4/81.9 80.0 7.38 3.96/4.15 29.2/30.6 29.2 4:00 6.74 11.1 74.8 74.8 6.74 4.15 28.0 28.0 8:00 6.44 11.1 71.5 71.5 6.44 4.15 26.7 26.7 17:12 4.97 11.1 55.2 55.2 4.97 4.15 20.6 20.6 20:00 4.77 11.1 52.9 52.9 4.77 4.15 19.8 19.8 21:3 4.38 11.1 48.6 48.6 4.38 4.15 18.2 18.2 12 日 0:00 4.57 11.1 50.7 48.0 4.57 4.15 19.0 19.0

　 表 2.6

　QA 水库施工期洪水过程线计算表 时间 P=5% P=10% 典型估量米3 /s 放大倍比 放大流量 米3 /s 修匀流量米3 /s 典型估量米3 /s 放大倍比 放大流量 米3 /s 修匀流量米3 /s 23 日 20:00 6.40 2.72 17.4 17.4

　1.78 11.4 11.4 21.12 8.99 2.72 24.5 24.5

　1.78 16.0 16.0 24 日 4:00 10.60 2.72 28.8 28.8

　1.78 18.9 18.9 8:00 11.10 2.72 30.2 30.2

　1.78 19.8 19.8 12:53 13.00 2.72/2.05 35.4/26.7 35.4

　1.78/1.16 23.1/15.1 23.1 14:00 16.40 2.05 33.6 39.5

　1.16 19 24.1 15:30 24.20 2.05 49.6 42.0

　1.16 28.1 24.5 15:40 24.20 2.05 49.6 42.5

　1.16 28.1 24.6

　 16:12 21.40 2.05 43.9 43.9

　1.16 24.8 24.8 16:20 22.00 2.05 45.1 45.1

　1.16 25.5 25.5 17:12 28.20 2.05/2.35 57.8/66.3 66.3

　1.16/1.32 32.7/37.2 37.2 17:27 28.20 2.05 57.8 65.5

　1.16 32.7 36.8 18:38 25.30 2.05 51.9 53.4

　1.16 29.3 30.6 19:00 26.00 2.05 53.3 53.3

　1.16 30.2 30.2 20:00 24.40 2.05 50.0 50.0

　1.16 28.3 28.3 21:18 22.40 2.05 45.9 47.8

　1.16 26 27 22:00 24.60 2.05 50.4 46.7

　1.16 28.5 26.4 23:24 21.70 2.05 44.5 44.5

　1.16 25.2 25.2 25 日 0:00 23.10 2.05 47.4 47.4

　1.16 26.8 26.8 1:00 23.30 2.05 48.8 48.8

　1.16 27.6 27.6 2:00 23.80 2.05 48.8 48.8

　1.16 27.6 27.6 4:00 20.50 2.05 42.0 42.0

　1.16 23.8 23.8 8:00 16.50 2.72/2.05 33.8 33.8

　1.16 19.1 22.0 8:23 16.50 2.72 33.8 33.8

　1.16 19.1 21.8 12:35 13.40 2.72 36.4/27.5 32.0

　1.78/1.16 23.9/15.5 20.0 16:00 11.30 2.72 30.7 30.7

　1.78 20.1 18.5 18:30 9.82 2.72 26.7 26.7

　1.78 17.5 17.5 20:00 9.82 2.72 26.7 26.7

　1.78 17.5 17.5 26 日 0:00 10.30 2.72 28.0 28.0

　1.78 18.3 18.3 4:00 9.82 2.72 26.7 26.7

　1.78 17.5 17.5 8:00 8.50 2.72 23.1 23.1

　1.78 15.1 15.1 26 日 12:00 6.71 2.72 18.3 18.3

　1.78 11.9 11.9 26 日 20:00

　 5.59 2.72 15.2 15.2

　1.78 9.95 10.0

　2.2 工程地质 2.2.1 区域构造及其稳定 工程区位于天山东段块体内,北部为巴里坤塔格－八大石隆起块体,南部为 QA 盆地(沉降带).其北面是天山东西向构造与阿尔泰北面构造的交汇部位,除近东西向及北西—北西西构造较发育外,还见有少量的北北西向断裂及北东东向断裂,各种不同方向的断裂将本区分割成大小不同的构造块体. 1. 主要构造形迹 (1)巴里坤塔格—天山庙大断裂:该断裂总长 300 公里以上,西段走向近东西较平直,天山庙以东走向北西西,再往东转北东东,形成往南突出的弧形,断裂北倾,倾角 70°~76°. (2)南山口西断裂:走向 333°,地表出露长度 10 公里,为具右旋特征的剪切断裂,此组方向的断层开成时间晚,截割了 其他方向的断裂,是第四纪以来的活断层. (3)东沟断裂:东沟断裂是库坝区附近的一条断裂,是在花岗岩体中发育的一条北东东走向的断裂,断裂的东段沿 QA 河谷分布,成东西向延伸,东段在河谷南侧不远的基岩中通过,总长度约 25 公里,断裂倾角较陡,在 75°左右,且多朝南倾,为一条右旋走滑断层,它对库区地形及地质构造起到一定的影响. 2. 活动断裂与地震

　 (1)达板果勒断裂:达板果勒裂东端在未来 100 年内发生 6～7 级左右地震的可能性最大,但其最近的可能震源距库区在 20 公里以上,按地震影响场的衰减系数,对库区的影响裂度也在 7°或 7°以下. (2)东沟断裂:该断裂长约 25 公里,历史上很少有地震活动,活动量也不大,本区尚未发现北东东向断裂发生过米 s≥5 级地震的先例,因而估计未来百年内发生米 s≥6 级地震的可能性很小,按照新疆地区断层长度与发生最大地震的经验关系式,该断裂可能发生的最大震级米s=6.2,即使发生 6.2 级地震,其烈度也只有 7°. 3.

　区域稳定评价 坝库区位于天山东段构造块体内,尽管附近有东沟断裂存在,经自治区地震局论证鉴定,活动量不大,它不是本区地震活动的控制性断裂,因此,区域构造环境较好,库坝区处于较稳定的块体内. 据自治区地震局论证鉴定,区外达板果勒断裂东端发生 6～7 级左右地震的可能性最大,但对库区的最高影响烈度为 7°. 2.2.2 水库区工程地质条件 1.

　库区地质概况 QA 水库在大地构造单元上属北天山地向斜褶皱带,哈尔里克复背斜,出露的地层有泥盆系中统大南湖级第三亚组和不同成因类型的第四系地层. 现将库区出露地层由老到新分述如下: (1)泥盆系中统大南湖组第三亚组 ①大理岩:出露于库区西北部,为库区最老地层,分布面积 0.08 平方公里,岩石呈白色、灰白色,花岗变晶结构,产状 96°～46°. ②粉砂质凝灰岩:出露于坝址区河流西侧,分布面积 0.4 平方公里,岩石呈灰色、灰绿风化面为灰黑,层状构造,由正常碎屑和胶结物组成,岩层产状倾向东,倾角 70°～80°. ③凝灰质粉砂岩:出露于坝址以东,面积 1.8 平方公里,由于断层与小褶曲的影响,产状变化较大.岩石呈灰色,风化面黑色,板状－层状构造,由正常碎屑和火山碎屑组成. (2)第四系地层 ①冲积层:由河流冲积作用形成的松散堆积物,分布在河床和河流形成的阶地上,沿河带状分布,厚度变化于 2～13.2 米,在坝址附近厚约 2～5 米.岩性为砂、卵石. ②坡积碎石土层:主要分布在坝址两岸阶地上,厚度 0～13 米,其成分为碎石和粉土,碎石含量 60%左右,粉土含量 40%左右.

　 2. 构造 库区的内共有大小断层 20 条,最长达 5.5 公里,最短的仅几十米,以走向 60°～70°的最发育,主要断层有 F1、F17、F18. F1 断层:纵贯整个库区,属逆断层,长 5.5 公里,断层东段走向 43°,中段 72°,西段 60°,倾向南东,倾角 62°～88°,中段倾角陡,破碎带宽 6～10 米,破碎带由内向外依次有断层泥、糜棱岩、角砾石和压碎岩,断层破碎带连续,从坝址左坝肩穿过. F17 断层:位于坝址右岸,为一正断层,长 1 公里,断层面倾向南西,走向 62°,倾角 80°,破碎带宽 0.5～1 米,可见断层角砾岩. F18 断层:位于坝址上游 0.7 公里处,接近南北走向. 坝址区主要裂隙有7条,以北东向为主,南北向次之,最长达300米,小的只有几十米,裂隙倾角70°～80°,裂隙张开宽度 1～5 厘米,最大不超过 10 厘米,裂隙面粗糙,有碎石、粘土物充填. 3. 库岸稳定 水库基底岩石为凝灰岩,河谷及两侧岸坡为厚度不大的松散堆积物覆盖,进入坝址附近因岸坡变陡,大部分范围基岩裸露,基岩完整.未发现滑坡体,位于坝址南侧的 F1 断层,向南倾斜,在坝址附近倾角 82°,出露在库区回水标高范围以上,水库建成蓄水后不存在滑动、坍塌问题. 4. 库区渗漏 库区处于高山峡谷区,两岸山势陡峻,山体雄厚,河谷深切,10公里范围内为最低侵蚀基准面,库区岩性由花岗岩和凝灰岩组成,除发育有近东西,近南北向两级小规模断裂外,无规模较大的区域性断裂通过,故水库不会产生邻谷渗漏. 5. 水库淹没及浸没 库区内无工矿企业、居民点,仅有 5 亩耕地,1.3 万余株野生乔灌木及 268 亩天然草场,故无大的淹没损失,岩质库岸也不存在浸没问题.

　2.3 坝址区工程地质条件 2.3.1 地质概况 坝址区位于 QA 河谷近出山口地段,属低中山地貌,海拔 1480～1883 米,比高 400 米. 坝区河流呈近东西走向,河流以下切为主,河谷呈“V”字形,现代河床宽 27～50 米,河流弯急,流速大.坝址区上下游两岸冲沟发育,呈梳状展布,以近南北向者居多,冲沟具有延伸长、两岸陡立、切深大等特点,给选择坝线带来一定困难.

　 坝址区出露岩层主要有粉砂质凝灰岩、凝灰质粉砂岩、大理岩、第四系冲积物及坡积物,冲积物厚度 2～5 米,坡积物厚度 0～14 米. 坝址区河谷两岸不对称,阶地亦不对称,河谷右岸较发育,阶地可见Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级,Ⅱ级阶地不发育,Ⅲ级阶地在右岸呈带状分布,高出河水位 30 米左右,Ⅳ级阶地高出河水位 40～50米. 坝址区内无大的断裂构造发育,只发育有几条规模较小的断层和两级裂隙,现简述如下: F1 断层:位于左岸,走向 43°,倾向南东,倾角 82°,总长 5.5 公里,破碎带宽度 6～10 米,在左坝肩高出回水线以上 300 米出露,距左坝肩水平距离 300 米,对建坝影响不大. F17 断层:位于右岸,走向 62°,倾向南西,倾角 80°,总长 1 公里,破碎带宽度 0.5～１米,在右坝肩高出回水线以上 100 米出露,距右坝肩水平距离 200 米,对建坝影响不大. F19 断层:位于左坝肩,总长 50 米,走向 62°～65°,倾角直立.在左坝肩高出回水线以上 100米出露,距左坝肩水平距离 120 米,对建坝影响不大. 第一组裂隙:倾向 258°305°,倾角 60°～75°. 第二级裂隙:倾向 320°～7°,倾角 58°～89°. 两组节理相交呈“X”型,其中第一组裂隙位于右岸坝脚附近,长 20 米,张开宽度约 10 厘米,因规模较小,易于处理. 2.3.2 坝址工程地质条件评价 坝址区两岸山体雄厚,基岩裸露,主要为粉砂质凝灰岩和凝灰质粉砂岩,岩石坚硬较完整,岩层产状 350°～10°,NE 或 SE∠65°～80°,倾向上游对建坝有利.两岸及坝基工程地质条件分述如下: 1、左坝肩 现代河床陡崖高 13 米,陡崖之上为Ⅱ级阶地,Ⅱ级阶地之上为坡积碎石覆盖,南北向分布宽度 70 米,坡度 25°～30°,厚 0～13 米,结构疏松,透水性强,需全部清除,在此之上岸坡变陡,为 65°～75°,未发现有大的不稳定体和缓倾角滑移面,出露岩石较完整,坚硬,强风化层厚度1～3 米,弱风化层厚度 5～10 米,工程地质条件较好. 2、右坝肩 右岸岸边有 20～40 米高的陡坡,在 1985 米高程以上地形坡度 50°左右,右坝肩未发现有大的不稳定岩体和缓倾角滑移面,但在 1980～2055 米高程范围有一段地层较破碎,产状紊乱,风化深度 20 米左右,该段上部岩石破碎是由于表部风化裂隙发育,较软弱,风化强烈现象造成.

　 右岸坝轴线上游,无第四系坡积物覆盖,坝轴线下游阶地之上为第四系坡积物覆盖,分布范围南北向宽 100 米,东西向长 160 米,最大厚度 7 米. 若在右岸布置溢洪道,应考虑清除破碎岩石及坡积物. 3、坝基工程地质条件 坝基位于现代河槽,宽度27米左右,根据钻孔及探坑揭露,坝轴线附近覆盖层厚2米,之下基岩完整、坚硬,河流基本下切至新鲜岩面,基础处理较易. 根据洞探揭露,两岸坝肩由河床岸边深入岩体内部 10 米以后,大部分岩石坚硬完整,节理裂隙不发育,岩层走向与河流走向呈大交角,围岩稳定性较好,均可布置导流洞和放水洞.

　2.4 建筑材料 2.4.1 天然建筑材料 QA 水库天然建筑材料位于坝址下游 7 公里范围内,主要岩性为第四系崩坡积物和冲洪积物.为满足设计要求,共选择了 7 个料场,各料场情况如下: 1、C6 料场 水库大坝坝体填筑料场,位于 QA 沟口右岸Ⅰ级阶地和该级阶地质沿相连接的山前堆积层,料场距大坝5公里,该处沉积层巨厚,贮量丰富,测算料场储量在100万立方米.颗料级配较好,颗粒磨园度由棱角状、次棱角状,直至滚圆状都有.从分布情况看,阶地前沿多为冲、洪积堆积物,卵、砾石磨圆度好呈滚圆,夹有大量漂石,多数砾石直径 500 米米,个别有超过此粒径的向阶地后沿发展,主要是山前洪积堆积层,分选及磨圆度都较差,颗粒以棱角状和次棱角状为主,最大颗料直径 250 至 350 米米,山前个别漂砾大于 800 米米.堆积物母岩成分以花岗岩、灰岩为主,颗料间充填物由砂、砾和土组成,山前堆积物中土含量较大,而阶地前沿冲,洪积堆积冲填而以砂、砾为主.该料场物理力学指标见表 2.8、表 2.9. 2、C1 砂石料场 C1 砂石料场位于 QA 沟口河滩,距水库大坝 4.5 公里,此处沉积较厚,为冲、洪积沉积物,分布成扇形,半径 244 米,堆积厚度 2 至 17 米,储量约 20.5 万立方米,料场紧邻基岩山坡有部分坡积物混合堆积,分选较差,其中卵、砾石磨圆度较好,呈滚圆状,砂子有大部分因为搬运距离不远,磨圆较差,呈次棱角状,砂子成分中正长石含量较大. 3、C2 砂石料场 C2 砂石料场位于东沟村东南 300 米的冲沟沟口,距水库大坝 5.5 公里,冲洪积沉积与堆积混合堆积,洪积扇地貌,堆积厚度大于 20 米,扇轴长 400 米,储量约 94.5 万立方米,此处山沟

　 水量较小,搬运及沉积物以细颗粒居多,粗颗粒相对减少,卵砾石磨圆度较好,砂子磨圆较差,砂子成分含量中以正长石为主. 4、C3 土料场 该料场位于水库大坝上游,距大坝约 3 公里,料场沿沟底分布,长约 1000 米,宽约 600 米,储量约 88.2 万立方米.该料场土料的压缩系数为 0.266 米 pa,属中等压缩性土,粘粒含量高,达 48.1%,可塑性好,塑性指数为 14.37,属品质较好的斜心墙土料. 5、C4 土料场 C4 土料场位于出山口以西冲沟沟口,距水库约 5.5 公里,呈条带分布,长约 960 米,宽约 60米,储量约 28.8 万立方米,该料场土料物理力学指标见表 2.10,表 2.11. 6、C5 砂石料场 C5砂石料场位于QA沟口以西冲沟沟口,距水库大坝约6.5公里,料场顺沟底呈条带分布,长约 1320 米,宽约 200 米,探坑深度 5 米,储量约 132 万立方米.该料场主要为附近基岩风化堆积,成分以正长石为主,磨圆及分选较差、砂、砾均为次棱角状. 7、C7 石料场 石料场位于 QA 沟口河漫滩,距水库大坝约 5 公里,该处 200 米米至 600 米米漂石储量丰富,收集方便,运距较近,预测储量 5 万立方米,并且卵石、漂石磨圆度好,石质坚硬,主要成分为花岗岩,是很好的砌石材料. 2.4.2 三材 1、水泥 QA 地区当地有数家水泥生产厂,产品质量稳定,可满足工程需要. 2、钢筋与木材 均可通过铁路、公路运输,满足工程需要. 2.4.3 其它材料 新疆有丰富的石油资源,沥青品质优良,铁路运输直抵 QA 市,是沥青斜心墙堆石坝的竞争优势.

　表 2-1

　各料场砂砾料颗粒级配汇总表

　 表 2-2

　 各料场砂砾料场理学实验成果表 料场 比重 天然密度 (g/厘米3 ) 含泥量 (﹪) 内摩擦角 渗透 干燥(度) 饱和(度) 渗透系数 (厘米/sec) 临界坡降 C 1

　 2.69 2.29 0.05 41.5 39.5 8.4×10 -2

　0.87 C 2

　 2.69 2.26 1.40 40.1 37.9 8.4×10 -2

　0.78 C 5

　 2.67 2.30 0.68 39.8 33.3 8.4×10 -2

　0.75 C 6

　 2.68 2.31 0.75 42.9 41.6 8.4×10 -2

　0.85

　 料场 粒径含量(%) 有效粒径 (米米) 不均匀系数 曲率系数 ＞200(米米) 200~150(米米) 150~100(米米) 100~60(米米) 60~20(米米) 20~5(米米) 5~2(米米) 2~0.5(米米) 0.5~0.25(米米) 0.25~0.1(米米) ＜0.1(米米) C 1

　 8.0 3.0 22.0 31.0 16.5 10.0 9.5

　 0.18 187.0 10.30 C 2 1.5 3.7 12.3 17.6 26.5 13.5 3.3 7.7 10.4 2.3 0.7 0.37 137.8 5.82 C 5 0.2 3.0 9.3 18.2 30.3 12.2 2.1 7.8 11.0 5.0 0.9 0.28 171.4 6.03 C 6 0.9 3.1 11.3 16.4 27.4 12.4 2.3 8.4 12.9 3.6 1.3 0.31 154.8 2.58

　 表 2.10

　土料基本性质试验成果表 料场 天然湿密度 (g/厘米3 ) 天然干密度 (g/厘米3 ) 天然含水量 (％) 土粒比重 Gs 流限 WL 塑限 Wp 塑性指数 Ip 颗粒组成(％) 击实 渗透系数 K(厘米/s) 不固结不排水剪 UU 固结不排水剪 CU 固结排水剪 CD 细粒沙 ＞0.05 粉粒0.05~0.005 粘粒＜0.005 最优含水量 Wop 最大干容重 γ d 米 ax

　φ (度) C (KPa) φ (度) C (KPa) φ (度) C (KPa) C3 1.44～1.81 1.23～1.60 9.2～14.61 2.70～2.76 36.66 22.629 14.37 8.70 43.2 48.1 16.5～25.5 1.6～1.7 n×10 -8

　16.50 19.00 22.50 16.33 25.50 10.00 C4 0.32～1.64 1.15～1.41 7.9～16.8 2.70～2.72 33.65 21.14 12.51 16.0 47.0 37.0 16.0～24.0 1.65～1.7 n×10 -7

　19.88 9.25 24.63 17.50 28.50 8.00

　 表 2.11

　土料化学分析成果表 料场 易溶盐(﹪) 中溶盐(﹪) 难溶盐(﹪) 有机质(﹪) C3

　0.288 0.581 2.433 0.458 C4

　0.585 0.319 1.632 0.421

　 2.5 工程规模 2.5.1 地区社会经济发展概况 QA 灌区南北长 30 公里,东西宽 27.5 公里,QA 市居灌区中部,为行政公署、兵团农场管理局、铁路分局、吐—哈油田生产、科研、生活基地,QA 市人民政府所在地,是 QA 地区政治、经济、文化的中心. 灌区内 2000 年总人口 18.84 万人,其中城市人口 15.4 万人,近郊区农业人口 3.44 万人,少数民族占 23%,农业种植面积 15.27 万亩,社会总产值 6.19 亿元,国民生产总值 0.916 亿元,工业总产值 0.57 亿元,农业总产值 0.42 亿元,国民人均收入 825.24 元. 根据灌区国民经济发展规划,灌区内的人口由现状年的 18.84 万人发展到 2010 年 27.8万人,2020 年 32.5 万人,农业种植面积由现状的 17.4 万亩,发展到 2000 年的 23.9 万亩,2020年的 29.3 万亩;工业总产值由现状年的 2.1 亿元发展到 2010 年 25 亿元,2020 年的 44.9 亿元. 2.5.2 工程兴建的必要性和迫切性 QA 盆地是新疆最缺水的地区,是干旱地区中的干旱地区,同时,QA 盆地又是一个相对封闭的绿洲经济区,水资源贫乏,境内调水又无可能,一方面是缺水,另一方面因建设资金缺乏,北部山区的山溪性河沟水资源开发利用不足,城市要发展,工业要发展,农业要发展,各业的发展都需要水,长期以来缺水严重制约着QA盆地经济的发展,也是QA盆地的经济长期以来未能走出困境的关键所在. 灌区具有优越的土地、光热资源优势,发展农业有广阔的前景,同时灌区内又有发展盐化工、石油化工、煤炭、电力等工业的基本条件和优势,仅拟建的石油化工提出的用水申请,即要求年供水量 2500 万吨. 根据 QA 流域规划中赋予 QA 水库的任务,QA 水库工程是满足灌区内城市工业供水、灌溉、生态、防洪等综合利用要求的整个系统中起着极为重要和不可替代的作用.因此,兴建 QA 水库工程非常必要,非常紧迫. 2.5.3 工程规模 QA 水库的主要任务是,保证石油化工用水,改善灌区的灌溉条件,调剂生态用水,减少流域内地下水的开采量,兼顾防洪.工程兴建后可以向石油化工年提供水量 20.00×10 6

　米3 ,向灌区年供水 19.72×10 6

　米3 ,全年供水 39.72×10 6

　米 3 ,改善灌溉面积 15.27×10 4 亩. 根据流域规划中 QA 水库承担的主要任务,经灌区水土平衡计算,确定水库的兴利库容为 8.48×10 6 米3 .经水库泥沙淤积计算,确定水库死库容 0.52×10 6 米 3 ,相应死水位 1953.5 米.则水库库容为9.0×10 6 米3 ,相应正常蓄水位1994.7米.根据规范SL252-2000,本工程等级为三

　 等工程,主要建筑物级别为 3 级,临时建筑物为 5 级.整个枢纽主要由拦河大坝、导流兼放水洞、溢洪道三大建筑物组成. 2.5.4 水库泥砂淤积 QA 河多年平均输沙量为 1.14×10 4 t,径流含沙量 0.231 千克/米3 ,属少沙河流,经计算0.47×10 6

　米3 的淤积库容淤积年限超过 55 年.

　2.6 施工条件 2.6.1 施工控制性参考指标 坝基开挖速度 2～4 米/月或石方开挖为 2～3 万米3 /月;基坑排水下降速度 1 米/昼夜;混凝土防渗墙施工,冲击钻钻孔为1～1.5米/台班,成墙上升速度>2米/小时,帷幕灌浆(自下而上法),钻机钻灌浆孔为 0.8～1.2 米/台班,灌浆为 2～5 米/台班,固结灌浆比帷幕灌浆快一倍;坝体填筑强度 8～15 万米3 /月;混凝土面板浇筑强度(滑模施工)>1.5～2 米/小时;混凝土浇筑强度 3～6 万米3 /月;隧洞掘进速度 60～120 米/每工作面.月.

　 第三章

　工程等别及建筑物级别 根据 SL252-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》之规定,水利水电工程按其工程规模,效益和在国民经济中的重要性分为五等,综合考虑水库的总库容、防洪库容、灌溉面积等,工程规模由库容决定,由于该工程正常蓄水位为什么 994.7 米,库容为 900 万米3 ,介于1.0～0.1 亿米3 之间,则可将该工程级别定为Ⅲ等,工程规模为中型,主要建筑物为 3 级,次要建筑物为 4 级,临时建筑物为 5 级.

　 第四章

　防洪标准及调洪演算 4.1 防洪标准 根据工程规模及其在国民经济中的作用,按《水利水电工程等级划分及防洪标准》SL525-2000,水库永久性建筑物设计洪水标准为 50 年一遇标准,校核洪水标准为 1000 年一遇标准.

　4.2 调洪演算 4.2.1 设计洪水过程线 根据资料现在设计洪峰流量和坝址处水文站的单位洪水流量过程线,故本次设计洪水过程线采用以洪峰控制的同倍比放大法对典型洪水进行放大,分别得设计洪水过程线与校核洪水过程线.设计洪水过程线成果见表 4.2

　表4.2

　QA水利枢纽工程坝址处设计洪水过程线 △t(2h) 时间 设计洪水 校核洪水 △t(2h) 时间 设计洪水 校核洪水 0 7 日 00:00 38.7 14.5 62 14:00 346.7 106.7 2 02:00 40.3 15.1 64 16:00 260.6 79.8 4 04:00 41.8 15.6 66 18:00 223.6 67.7 6 06:00 45.3 17.0 68 20:00 195.0 61.9 8 08:00 48.8 18.3 70 22:00 175.0 57.0 10 10:00 46.8 17.5 72 10 日 00:00 160.0 55.0 12 12:00 44.7 16.7 74 02:00 151.7 52.7 14 14:00 41.7 15.6 76 04:00 143.3 50.3 16 16:00 38.7 14.5 78 06:00 135.0 48.0 18 18:00 36.9 13.8 80 08:00 132.0 45.0 20 20:00 41.2 16.1 82 10:00 123.9 42.6 22 22:00 51.6 21.6 84 12:00 115.9 40.2 24 8 日 00:00 62.0 27.0 86 14:00 107.8 37.7 26 02:00 75.0 22.7 88 16:00 99.7 35.3 28 04:00 98.3 35.7 90 18:00 91.7 32.9 30 06:00 95.7 34.8 92 20:00 84.0 30.6 32 08:00 93.0 33.8 94 22:00 82.0 29.9 34 10:00 86.5 31.4 96 11 日 00:00 80.0 29.2 36 12:00 80.1 29.1 98 02:00 77.4 28.6 38 14:00 73.6 26.7 100 04:00 74.8 28.0

　 40 16:00 67.1 24.4 102 06:00 73.2 27.4 42 18:00 68.6 24.9 104 08:00 71.5 26.7 44 20:00 77.9 28.3 106 10:00 68.0 25.4 46 22:00 98.3 35.7 108 12:00 64.4 24.1 48 9 日 00:00 127.2 46.2 110 14:00 60.9 22.7 50 02:00 156.0 55.6 112 16:00 57.3 21.4 52 04:00 150.5 53.5 114 18:00 54.5 20.4 54 06:00 145.0 50.4 116 20:00 52.9 19.8 56 08:00 174.0 55.2 118 22:00 48.5 18.4 58 10:00 307.8 97.6 120 12 日 00:00 48.0 19.0 60 12:00 388.1 123.0

　4.2.2 调洪演算原理 1、根据水库水量平衡方程:在某一时段内,入库水量减去出库水量,应等于该时段内水库增加或减少的蓄水量.水量平衡方程为

　1 22 1 2 12 2V V tq qtQ Q   

　(4.1) 式中

　 Q 1 ——时段 t  始的入库流量,米3/s;

　Q 2 ——时段 t  末的出库流量,米3/s;

　V 1 ——时段 t  始的水库蓄水量,米3/s;

　V 2 ——时段 t  末的水库蓄水量,米3/s;

　t  ——计算时段,s.其能比较准确地反映洪水过程线地形状. 根据水库入库洪水过程线,式中 Q 1 ,Q 2 均为已知,V 1 、q1 则是计算时段△t 开始时的初始条件,未知数有两个(V 2 、q 2 ),对 V 2 、q 2 进行试算.联合另一方程: q 2 =f(H)=A.Hb

　 (4.2) 式中

　 A-----系数,与建筑物形式和尺寸,闸孔开度以及淹没系数有关系,A=米.B(2g)1/2 ; 米----流量系数;

　B----堰顶高度; b----指数,对于堰流一般为 3/2 . 由式(4.1)和式(4.2)联立,就可解出 q 2 ,V 2 两个未知数,用两个公式调洪计算的方法很多,常用试算法和半图解法.本设计中采用试算法.利用Excel图表分别绘制出P=0.1%和P=2%各个

　 时段来水流量和下泄流量曲线图,两曲线相交点即为校核洪水位、设计洪水位. 2. 基本数据 由于该溢流堰不设闸门,故根据资料可知,该水库的起调水位高程为 1994.7 米,其相应的库容为 900 万立方米. 计算结果详见计算书

　 第五章

　坝型选择与枢纽布置 5.1 坝型选择 根据各坝型的特点结合所给 QA 水库库区地质资料进行如下坝型比选: 坝型一:重力坝 重力坝是一种古老而且应用广泛的坝型,它因主要依靠坝体自重产生的抗滑力维持稳定而得名.重力坝的结构简单,施工方便,抗御洪水能力强,抵抗战争破坏等意外事故的能力强,工作安全可靠,至今仍广泛使用.

　1、重力坝的工作原理

　重力坝的工作原理是在水压力及其他荷载的作用下,主要依靠坝体自身重量在滑动面上产生的抗滑力来抵消坝前水压力,以满足稳定的要求,同时,也靠坝体自重在水平载面上产生的压重力来抵消由于水压力所引起的拉重力,以满足强度的要求.其基本剖面为上游近于垂直的三角形剖面,眼垂直轴线方向常没永久伸缩缝,将坝体分成若干独立工作的坝段,坝体剖面较大.

　2、重力坝的特点

　 重力坝之所以能长久地被采用,主要是因为它具有以下几大优点: a.泄洪和施工导流比较容易解决.重力坝的断面大,筑坝材料抗冲刷能力强,适用于在坝顶溢流和坝身设置泄水孔.在施工期可以利用坝体或底孔导流.枢纽布置方便一般不需要另设河岸溢洪道或洪隧洞.在意外情况下,即使从坝顶少量过水,一般也不会招致坝体失事;

　b.安全可靠,结构简单,施工技术比较容易掌握.坝体板样,立模和混凝土浇筑和振捣都比较方便,有利于机械化施工; c.安全可靠重力坝剖面尺寸大,应力较小,筑坝材料强度高,耐久性好,因而抵抗水的渗漏、洪水漫顶、地震和战争破坏的能力都比较强;

　d.对地形、地质条件适应性强任何形状的河谷都可以修建重力坝,因为坝体作用于地面上的压应力不高,所以对地质条件的要求也较低;

　e.枢纽泄洪问题容易解决重力坝可以做成溢流的,也可以在坝内设置泄水孔,一般不需要另设溢洪道或泄水隧洞,枢纽布置紧凑; f．结构作用明确重力坝沿坝轴线用横缝分成若干段,各坝段独立工作,结构作用明确,应力分析和稳定计算都比较简单.

　但是,重力坝也有下面一些缺点:

　a．坝体剖面尺寸大,水泥用量多;

　 b．坝体应力较低,材料强度不能充分发挥;

　c．坝体与地基接触面积大,因而坝底的扬压力较大,对稳定不利.

　d．坝体体积大,施工期混凝土的温度应力和收缩应力较大,在施工期对混凝土温度控制的要求较高. 坝型二:拱坝 拱坝是在平面上呈凸向上游的拱形挡水建筑物,借助拱的作用将水压力的全部或部分传给河谷两岸的基岩.与重力坝相比,在水压力作用下坝体的稳定不需要依靠本身的重量来维持,主要是利用拱端基岩的反作用来支承.拱圈截面上主要承受轴向反力,可充分利用筑坝材料的强度.因此,是一种经济性和安全性都很好的坝型. 1、拱坝特点: (1)优点:拱坝利用拱的作用将荷载传至两岸,充分利用了 材料的搞压性能,故拱坝可做得比较薄,大大节省混凝土方量,从而节省造价.此外,拱坝还可以在坝身开孔解决泄流问题,不需另外修建溢洪道,坝体重量轻,抗震性能好. (2)缺点:几何形状复杂,施工难度大.施工导流需一次断流,工另开导流隧洞.拱坝主要的缺点是对坝址河谷形状及地基要求较高. 2、地质条件 建造拱坝的地形条件是左右两岸对称,岸坡平顺无突变,砰面上为向下流收缩的峡谷地段,如V形和U形河谷.坝端下游侧要有足够的岩体支承,以保证坝体的稳定.理想的地质条件是基岩均匀单一、完整稳定、强度高、刚度大、透水性小和耐风化.此外,拱坝要求两岸坝座附近河岸边坡岩体稳定,整体性好,没有大的断裂构造和软弱夹层,在荷载作用下不产生大的压缩变形. 坝型三:土石坝 1、土石坝特点 (1)优点:

　a.就地取材,节省钢材﹑水泥﹑木材等建筑材料,减少了 建坝过程中的远途运输.

　b.结构简单,便于维修和加高﹑扩建. c．坝身是土石散粒体结构,有适应变形的良好性能,因此对地基的要求低.

　d．施工技术简单,工序少,便于组合机械快速施工.

　(2)缺点:坝身一般不能溢流,施工导流不如混凝土坝方便,粘性土料的填筑受气候条件影响较大等.

　 2、地质条件:土石坝能够适用各种地质条件 综上所述,根据 QA 水库地质条件及附近建筑材料,发现重力坝及拱坝地形地质条件不适宜,而土石坝能适应各种地质条件且附近有足够的建坝材料,因而选用土石坝为建坝坝型. 土石坝按其施工方法可分为碾压式土石坝、抛填式堆石坝、定向爆破堆石坝、水中倒土坝和水力冲填坝.从地形地质条件以及附近建筑材料来看本次设计坝型应选择碾压式土石坝.碾压式土石坝根据土料配置的位置和防渗体所用材料种类的不同,又分为均质坝和土质防渗体分区坝、非土质材料防渗体分区坝. 均质坝材料单一,工序简单,但坝坡较缓,剖面大,工程量大,施工易受气候影响,冬季施工较为不便,坝体空隙水压力大.因此考虑均质坝方案是不宜采用的. 土质防渗体分区坝主要有斜心墙坝、斜斜心墙坝、斜墙坝和多种土质坝等类型. 斜心墙坝土质防渗体设在坝体中部,两侧为透水性较好的砂石料,该坝型粘性土料所占比重不大,施工受季节影响较小,但施工时斜心墙与坝体同时填筑,相互干扰较大. 斜斜心墙坝和斜心墙坝基本类似,并且可以改善坝体应力状态,能显著减弱坝壳对斜心墙的“拱效应”,其抗裂性能优于斜心墙坝和斜墙坝. 斜墙坝土质防渗体设在上游或接近上游面,该坝型斜墙与坝体施工干扰小,但其抗震性和适应不均匀沉降的性能不如斜心墙坝.由于该工程所在地区为地震烈度定为 7 度,基岩与砼之间磨擦系数取 0.65,故不宜采用斜墙坝. 多种土质坝施工工序复杂,相互干扰较大,施工易受气候影响,在此不予采用. 非土质材料防渗体坝的防渗体一般有混凝土、沥青混凝土或土工膜等材料组成,而其余部分由土石料组成,因工程附近建筑材料丰富,为就地取材不宜采取该坝型. 由上述比较可以看出,斜心墙坝综合了 斜心墙坝与斜墙坝的优缺点,斜心墙有足够的斜度,能减弱坝壳对斜心墙的拱效应作用;斜心墙坝对下游支承棱体的沉陷不如斜墙那样敏感,斜心墙坝的应力状态较好,因而最终采用斜心墙坝的方案.

　5.2 枢纽布置 根据枢纽工程功能以及满足正常运行管理要求,该枢纽工程由土石坝、溢洪道、隧洞、等组成,具体详见水库枢纽工程总布置图. 第六章

　大坝剖面确定

　 6.1 坝顶高程的确定 6.1.1 坝顶超高 坝顶在水库静水位以上的超高按下式确定:

　 A e R    Y

　(6.1) 其中:Y----坝顶超高,米; R----最大波浪在坝顶的爬高,米; e----最大风壅水面高度,米; A----安全超高,米,该坝为Ⅲ级建筑物,正常运行时取 A=0.7,非常运行时取 A=0.5. 6.1.2 坝顶高程计算方法 坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和,应按以下运用条件计算,取其最大值: 1.设计水位加正常运用条件下的坝顶超高; 2.正常蓄水位加正常运用条件下的坝顶超高; 3.校核洪水位加非常运用条件下的坝顶超高;

　4.正常蓄水位加非常运用条件下的坝顶超高加地震安全加高. 6.1.3 波浪的平均波高和平均波周期 波浪的平均波高和平均波周期宜采用莆田试验站公式[ 引至水工建筑物]

　2wgh m= 7 . 02mwgH7 . 0 13th . 0 th7 . 02m45 . 02wgH7 . 0 13th . 0wgD0018 . 0

　 (6.2)

　 T m =4.438×h 米5 . 0

　 (6.3)

　 L m = mm mLHthgT 222

　 (6.4) 其中:

　h 米

　—— 平均波高,米; T m —— 平均波周期,s; L m —— 平均波长,米; D —— 风区长度.千米; mH —— 坝前水深,米; W —— 计算风速, 米/s;

　 6.1.4 风壅高度 风壅高度可按下式计算: [ 引至水工 建筑物]

　  c o s22mgHD KWe 

　 (6.5) 式中: e —— 计算处的风壅水面高度,米;

　D —— 风区长度,千米;

　 K —— 综合摩阻系数 3.6×10 -6 ; β—— 计算风向与坝轴线的夹角 0°. 6.1.5 波浪爬高 设计波浪爬高值应根据工程等级确定,3 级坝采...