1、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目銅錢壩水庫碾壓混凝土重力壩及施工組織設(shè)計(jì)專業(yè)水利水電工程班級工093學(xué)生郝曉衛(wèi)指導(dǎo)教師苗隆德2021年摘要一個(gè)壩址的壩型選擇主要取決于地形、地質(zhì)、水文和氣候條件.本次設(shè)計(jì)的根本資料來自于勉縣地區(qū)銅錢壩資料.經(jīng)過對幾次可建造壩型的比較估算,我們選擇碾壓混凝土重力壩,方量少、造價(jià)低.碾壓混凝土重力壩一般設(shè)置壩頂溢流堰,溢流堰為河JI水利樞紐之必需泄水建筑物,用以排泄水庫多余的水量,必須設(shè)計(jì)成能泄放最大的來水量,而同時(shí)能保持水庫的水位在預(yù)定的水位以下.入庫設(shè)計(jì)洪水的選擇和確定,需要通過充分的水文流域因素資料來進(jìn)行分析.然后才能確定溢流堰尺寸.對于過壩水流的調(diào)蓄,需要有合理審慎的設(shè)計(jì),

2、以預(yù)防生命財(cái)產(chǎn)的損失.我們是通過調(diào)洪演算來確定起調(diào)流量和下泄流量從而來設(shè)計(jì)溢流堰.接著在滿足上下游穩(wěn)定和應(yīng)力的條件下,根據(jù)大壩根本剖面最小原那么來確定該碾壓混凝土大壩的剖面和輪廓尺寸,也包括大壩的一些細(xì)部結(jié)構(gòu)和對地基的處理等.在確定完上下游的根本坡度后,用穩(wěn)定計(jì)算和材料力學(xué)分別從正常蓄水位、設(shè)計(jì)洪水位、校核洪水位和地震情況的方面進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算,來驗(yàn)證和校核剖面的穩(wěn)定性.大壩平安也是大壩設(shè)計(jì)中最重要的限制因素,壩越高越重要.由于水庫蓄水量很大,所以設(shè)計(jì)時(shí)需謹(jǐn)慎小心,以防因失事而造成的生命和財(cái)產(chǎn)損失.小心處理諸多影響運(yùn)行性能的因素,以保證壩的平安、經(jīng)濟(jì)和效用.通過本次設(shè)計(jì),讓我了解了碾壓混凝土重力壩

3、的設(shè)計(jì)方法,而且對其他型式的壩型有了初步的了解,知道了關(guān)于碾壓混凝土重力壩的一些重要特點(diǎn)和設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的一些問題,完成了專業(yè)知識從理論到實(shí)際的過渡.體會到了身為一名水利工程設(shè)計(jì)者所需要具備的品質(zhì)和專業(yè)知識,更重要的是擔(dān)負(fù)的責(zé)任,這對我們以后的工作都是一次提前的操練.ABSTRACTAdamsiteofthedamtypeselectionismainlydependsontopography,geology,hydrologyandclimateconditions.ThedesignofthebasicdatafromMianXianareascopperbar.Aftercomparing

4、severaldamtypecanbebuilttoestimate,wechooseourrollercompactedconcretegravitydam,littlevolume,lowprice.Rollercompactedconcretegravitydamcrestoverflowweir,generallysettheoverflowweirfornecessarydrainageriverwaterconservancyhubbuilding,usedtodrainthereservoirredundantwater,mustbedesignedtodischargetheb

5、iggestinflow,andatthesametimetokeepthereservoirwaterlevelbelowthepredeterminedwaterlevel.Putinstorage,thechoiceanddeterminationofdesignflood,needthroughthefullhydrologicalfactorsdataforanalysis.Andthentodeterminethesizeofoverflowweir.Passingthedamforwaterstorage,needstohaveareasonableandprudentdesig

6、n,inordertoavoidlossoflifeandproperty.Wearethroughthefloodregulatingcalculationtodeterminethedesignflowandanalyzedsoastoadjusttotheoverflowweir.Thenundertheconditionofsatisfythestabilityandstressoftheupstreamanddownstream,accordingtothebasicprofileminimumprincipletodeterminetherollercompactedconcret

7、edamdamprofileanddimensions,andalsoincludesomeofthedetailstructureofthedamandthefoundationtreatmentetc.Afterindeterminingthebasicgradeofupstreamanddownstream,withstabilityanalysisandmechanicsofmaterials,respectively,fromthenormalstoragelevel,designfloodlevelandcheckfloodlevelandstabilityofearthquake

8、situation,toverifyandcheckprofilestability.Damsafetyaswellasthemostimportantcontrollingfactorofthedamdesign,thedam,thehigherthemoreimportant.Duetoreservoirstoragecapacityisverybig,sothedesignneedtobecareful,incaseoflossoflifeandpropertyduetocrash.Carefullydealwithmanyfactors,whichaffecttheperformanc

9、e,inordertoensuredamsafety,economyandutility.Throughthedesign,letmeknowthedesignmethodofrollercompactedconcretegravitydam,butalsoforothertypesofdamtypehavepreliminaryunderstanding,toknowaboutsomeimportantcharacteristicsofrollercompactedconcretegravitydamandwhenthedesignshouldpayattentiontosomeproble

10、ms,andcompletedtheprofessionalknowledgetransitionfromtheorytopractice.Realizedasawaterconservancyprojectdesignersneedtohavethequalityandtheprofessionalknowledge,moreimportantistheresponsibilityofthelaterworkforusisapracticeaheadoftime.目錄摘要1第1章銅錢壩工程概述61.1 工程概況61.2 工程特征表7第2章水文氣象82.1 流域水文概況82.2 洪水分析計(jì)算8

11、第3章興利調(diào)節(jié)和調(diào)洪計(jì)算123.1 底孔規(guī)模及死庫容確定123.2 興利庫容確定123.3 調(diào)洪計(jì)算13第4章工程地質(zhì)194.1 區(qū)域地質(zhì)概況194.2 庫區(qū)工程地質(zhì)條件194.3 壩址工程地質(zhì)條件214.4 各壩軸線工程地質(zhì)條件23第5章樞紐布置245.1 壩址選擇245.2 壩軸線選擇255.3 壩型選擇255.4 樞紐布置26第六章建筑物設(shè)計(jì)286.1 非溢流壩段設(shè)計(jì)286.1.1 壩頂高程確定286.1.2 初擬壩體剖面306.1.3 荷載計(jì)算306.1.4 壩基面穩(wěn)定計(jì)算346.1.5 抗滑穩(wěn)定與強(qiáng)度驗(yàn)算366.2 溢流壩段設(shè)計(jì)406.2.1 .溢流壩堰面體型設(shè)計(jì)416.2.2 溢流

12、壩面水面線計(jì)算446.2.3 消能防沖設(shè)計(jì)496.3 排沙底孔設(shè)計(jì)506.3.1 底孔剖面擬定506.3.2 底孔水力計(jì)算556.3.3 工業(yè)取水管的設(shè)計(jì)57第七章構(gòu)造設(shè)計(jì)587.1. 壩頂構(gòu)造587.1.1 廊道系統(tǒng)587.1.2 壩體檢查與排水廊道587.1.3 防滲系統(tǒng)58第八章地基處理608.1 地基開挖與清理608.2 帷幕灌漿與固結(jié)灌漿608.2.1 固結(jié)灌漿608.2.2 帷幕灌漿618.3 斷層、軟基夾層處理61第九章施工組織設(shè)計(jì)629.1 施工組織設(shè)計(jì)629.2 施工進(jìn)度方案錯誤！未定義書簽.9.3 施工布置原那么63致謝65參考文獻(xiàn)66第1章銅錢壩工程概述1.1 工程概況銅

13、錢壩水庫壩址位于漢江支流玉帶河下游,該水庫是以供某工廠工業(yè)用水年平均流量1.5m3/s為主,兼補(bǔ)償下游農(nóng)田灌溉用水3000萬m/s,以及防洪、發(fā)電、養(yǎng)魚等綜合利用水利樞紐工程,要求工業(yè)供水保證率97%農(nóng)田灌溉保證率75%該工程屬田等工程,主要建筑物按3級建筑物設(shè)計(jì).由于下游有重鎮(zhèn),因而設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為百年一遇洪水,洪峰流量3100n3/s,3校核洪水的洪峰流量4550m/s,正常畜水包605m,死水包588m相應(yīng)死庫容為1075萬m3.根據(jù)銅錢壩水庫設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn),推求得典型洪水過程線與設(shè)計(jì)、校核洪水過程線,通過調(diào)洪計(jì)算得銅錢壩特征水位,其中正常蓄水位為605m,設(shè)計(jì)洪水位高程為610.8m,校核

14、洪水位為612.8m.根據(jù)壩址區(qū)工程地質(zhì)概況比選出田-田壩軸線和修筑常態(tài)混凝土重力壩.根據(jù)重力壩的地基開完要求定出相應(yīng)的開挖高程565m,從而確定了最大壩高48.3m.根據(jù)理論及工程經(jīng)驗(yàn)初步擬定壩體剖面圖,經(jīng)過計(jì)算得知穩(wěn)定和應(yīng)力均滿足要求.泄水建筑物主要為溢流壩段,經(jīng)過計(jì)算得出實(shí)用堰的WES曲線坐標(biāo)和下游挑流消能的反弧段,又由此推求出下泄水流的水面線、挑距和沖坑深度,得出泄流水平和挑流消能滿足要求.根據(jù)泄水、排沙等要求設(shè)計(jì)出排沙底孔的尺寸和閘門形式,根據(jù)供水要求確定出飲水管道的位置和尺寸.在構(gòu)造設(shè)計(jì)處詳細(xì)選定了壩頂、廊道、排水系統(tǒng)及橫分的形式、尺寸、位置及與相應(yīng)建筑物的連接方式.由于田-田處得

15、壩基和岸坡存在地址問題,故進(jìn)行回填混凝土、固結(jié)灌漿和帷幕灌漿的舉措,以增強(qiáng)壩體的穩(wěn)定,預(yù)防壩周圍的滲漏破壞,增加大壩的可靠性.1.2 工程特征表表1-1工程特征表工程名稱銅錢壩水利樞紐工程建設(shè)地點(diǎn)陜西省漢中向勉縣所在河流士帶河I.水文特征壩軸線全長183.83m設(shè)計(jì)洪峰流量(P=1%)32160m/s二.泄洪建筑物形式溢流壩結(jié)合底孔校核洪峰流量(P=0.1%)3324m3/s1.溢流壩n.水庫特征堰頂圖程605m正常蓄水位605m單寬流量36.56m3/s.m設(shè)計(jì)洪水位(P=1%)610.8m消能方式鼻坎挑流校核洪水位(P=0.1%)612.8m每孔凈寬16m興利庫容_35273萬m孔數(shù)5個(gè)防

16、洪庫容(605-613.3m).32830萬m2.底孔死庫容(588m以下)-_31075萬m孔口尺寸3.5mx3mm.主要建筑物進(jìn)口底部高程580m一.大壩孔數(shù)1個(gè)壩型碾壓混凝土重力壩設(shè)計(jì)洪水最大流速21.60m/s地虐根本烈度vn度3.閘門及啟閉型式壩頂局程612.8m底孔工作門弧形、液壓啟閉機(jī)取大壩同47.8m事故檢修門平板門、直升式啟閉機(jī)第2章水文氣象2.1流域水文概況玉帶河發(fā)源于寧強(qiáng)縣巴山箭竹嶺,流貫寧強(qiáng)縣境內(nèi),由南向北,于勉縣銅錢壩處流入漢江,河道曲折,高山植被良好,海拔1000m以下墾荒坡地少,河道總長110km,河床平均比降3%,下游河床比降為1/600-1/800.壩址以上集

17、水面積798km2.集水區(qū)呈狹長形,流域平均高程為1100m多年平均降雨量1000mm-1100mlm由“陜西省年降雨量等值線圖上可見,降水量分布由上游向下游遞減,且寧強(qiáng)、鐵鎖關(guān)一帶為暴雨中央.銅錢壩水庫壩址位于武侯鎮(zhèn)站與鐵索關(guān)站之間,以武侯鎮(zhèn)為限制站,進(jìn)行漢江上游年平均徑流平衡計(jì)算,推求出鐵索關(guān)至銅錢壩的區(qū)間年徑流,得銅錢壩處的徑流.洪水分析與計(jì)算見調(diào)洪計(jì)算.2.2洪水分析計(jì)算根據(jù)銅錢壩水庫設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn),頻率為1%,0.1%所涉及洪峰、洪量及洪水過程線的有關(guān)資料如下：(1)設(shè)計(jì)洪峰銅錢壩位于鐵索關(guān)與武侯鎮(zhèn)站之間,經(jīng)分析武侯鎮(zhèn)站與鐵索關(guān)之間產(chǎn)生洪峰根本相對應(yīng),兩站洪峰間具有一定關(guān)系.用武侯鎮(zhèn)站

18、實(shí)測資料展延鐵索關(guān)洪水資料為1936-1941年、1950-1974年系列,并分別對武侯鎮(zhèn)站和鐵索關(guān)站最大流量進(jìn)行頻率分析,將獲得的不同頻率武侯鎮(zhèn)、鐵索關(guān)最大流量進(jìn)行頻率分析,將獲得的不同頻率武侯鎮(zhèn)、鐵索關(guān)洪峰值與積水面積關(guān)系繪于雙對數(shù)坐標(biāo)紙上,用積水面積內(nèi)插法推求銅錢壩P=0.1%,1%的洪峰及洪峰均值.通過與洪水調(diào)查法、合理化公式法及漢中地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式估算洪峰法所得值分析比擬,最后選定銅錢壩水庫采用值為：P=0.1%.P=1%3,Q洪峰二4550m/sQ洪峰=3100m3/s2設(shè)計(jì)洪量的推求通過鐵鎖關(guān)站洪水資料分析,洪水過程線多呈單峰,洪水歷時(shí)為3天,銅錢壩洪水歷時(shí)定為3天.分別統(tǒng)計(jì)鐵鎖關(guān)站

19、和武侯鎮(zhèn)站實(shí)測歷年最大一、三日洪量,見表2-1所示.進(jìn)行頻率計(jì)算,求得不同頻率各時(shí)段的洪量,繪制最大洪量與流域面積關(guān)系圖,內(nèi)插得銅錢壩頻率為1%寸段的洪量.表2-1實(shí)測歷年最大一、三日洪量時(shí)段一一三洪水總量億m31.321.792.083洪水過程線典型放大銅錢壩水庫壩址設(shè)計(jì)洪水的一日洪量及洪峰量.選用鐵鎖關(guān)站1964年9月2-4日一次洪水過程線為典型：典型洪峰Q=1640m3/§24小時(shí)洪量W4=0.52億m3作為一日洪量3日4時(shí)-4日4時(shí)；用同倍比放大法推求設(shè)計(jì)需要的洪水過程線見表2-2,其曲線如圖2-1其中比例因子C設(shè)=3100/1640=1.890;C校=4550/1640=2

20、.774,大壩庫水位-庫容關(guān)系曲線如圖2-2,水壩下游河道水位-流量的關(guān)系曲線見圖2-3:表2-2銅錢壩典型洪水過程線與設(shè)計(jì)、校核洪水過程線日-時(shí)2-02-82-163-03-43-8_3Q(m/s)4570100120140460設(shè)計(jì)P=1%85.05132.3189226.8264.6869.4校核(P=0.1%)124.83194.18277.4332.88388.361276.04日-時(shí)3-103-113-123-133-143-15_3Q(m/s)50011801590164016001270設(shè)計(jì)P=1%9452230.23005.13099.630242400.3校核(P=0.1%

21、)13873273.324410.664549.364438.43522.98日-時(shí)3-163-184-04-44-104-24一,3、Q(m/s)89048025013810550設(shè)計(jì)P=1%1682.1907.2472.5260.82198.4594.5校核(P=0.1%)2468.861331.52693.5382.81291.27138.75000圖2-1洪水過程線水位-庫容關(guān)系曲線50001叩.峰容(Q加口口20000oO43660口口口口口210987666555(5治誤MDoo-65455525000圖2-2水位與庫容關(guān)系曲線表2-3銅錢壩水庫Z-V和Z-A關(guān)系曲線庫水位(m)5

22、70.9580590600610620630庫容(萬m3)0211.41404.44112.48587.41494923378.5水面(m2)068.5180.5373.5525.5740952.0811第3章興利調(diào)節(jié)和調(diào)洪計(jì)算3.1 底孔規(guī)模及死庫容確定灌溉要求放水入壩下游河道,選用武侯鎮(zhèn)、鐵索關(guān)和茶店子三站1966-1974年實(shí)測沙量資料,通過沙量平衡計(jì)算求得銅錢壩多年平均來沙量值,參照鐵索關(guān)站1936-1970年水文資料統(tǒng)計(jì)成果可以看出玉帶河河源來水、來沙的大小在月季的分配上根本相對應(yīng),而且來沙比徑流出現(xiàn)更為集中,同時(shí)考慮意外情況下泄洪的需要,宜建底孔.根據(jù)水庫淤積計(jì)算和排沙要求,為了保

23、證設(shè)計(jì)洪水時(shí)宣泄通暢,選取底孔進(jìn)口高程580m,孔口尺寸3.5X3m兼顧水力發(fā)電最小工作水頭的要求,選取死水位(即興利下限水位)為588m相應(yīng)死庫容為1075萬品.3.2 興利庫容確定(1)工業(yè)供水凈用水量為1.5m7s考慮管道沿途損失以10#,工業(yè)供水保證率為97%(2)農(nóng)業(yè)上要求水庫補(bǔ)償灌溉用水年3000萬ml其中5月份1000萬m,6月份2000萬品.同時(shí)要求5、6、7、8四個(gè)月的河道天然徑流不納入水庫徑流調(diào)節(jié).(3)水庫滲漏蒸發(fā)損失估算,根據(jù)當(dāng)?shù)厮臍庀筚Y料分析,水庫多年平均水面蒸發(fā)量為360mm水庫庫區(qū)地質(zhì)條件屬中等,月滲漏量以月平均庫容水量的1.5%計(jì).(4)根據(jù)當(dāng)?shù)厮摹⒂盟兓?/p>

24、特點(diǎn),選取調(diào)節(jié)度從9月初開始至次年8月底結(jié)束,確定水庫運(yùn)用方式為10月至次年4月為蓄水期,5-6月為用水頂峰期,7-9月為防汛排沙期.這樣可以做到工、農(nóng)業(yè)用水,蓄清、排渾相結(jié)合,保證水庫平安渡汛,延長水庫使用壽命,又可將局部興利庫容作為防汛使用.(5)用歷時(shí)列表法,進(jìn)行代表年P(guān)=25%50%75%97W調(diào)節(jié)興利庫容的推求,從中選擇最大者作為采用年調(diào)節(jié)興利庫容,綜合考慮水庫的淹沒及浸沒確定興利庫容V興=5275萬m3,相應(yīng)的正常高水位為605m3.3 調(diào)洪計(jì)算初定大壩采用底孔和溢流壩聯(lián)合泄流,溢流壩段堰頂高程為605m,溢流壩段總長定為84m分成5孔,每孔凈寬16米.底孔設(shè)一個(gè),進(jìn)口高程580m

25、,孔口尺寸3X3m,大壩庫水位庫容ZV關(guān)系曲線見圖3-1,大壩下游河道水位流量ZQ關(guān)系曲線見圖3-2o/岫線隹容顯圖3-1水位庫容Z-V曲線水庫壩下游河道水位流量關(guān)系曲線圖3-2下游河道水位流量關(guān)系曲線表3-1泄流計(jì)算表庫水位一總泄量計(jì)算表t=3600s堰頂水頭排底水位沙孔Hw庫容堰頂水位v/t(m3溢流壩泄孔泄總泄q/2v/t+水頭庫容/s)流量重q/260502526.756500000.0204.4204.4102.2204.460612627.7570005001388.9140.1208.1348.3174.11737.160722728.7572507502083.3396.321

26、1.9608.2304.12691.560832829.75750010002777.8728.0215.5943.6471.83721.360942930.75830018005000.01120.9219.11340.0670.06340.061053031.75890024006666.71566.5222.61789.1894.68455.861163132.75920027007500.02059.2226.12285.31142.79785.361273233.75980033009166.72594.9229.52824.51412.211991.161383334.751050

27、0400011111.13170.4232.93403.31701.614514.461493435.7511200470013055.63783.0236.34019.32021.617074.8615103536.7511800530014722.24430.7239.54670.32335.119392.5616113637.7512300580016111.15111.7242.85354.52677.221465.6617123738.7513200670018611.15824.3246.06070.33035.224681.4618133839.7513900740020555.

28、66567.4249.16816.53408.227372.0619143940.7514500800022222.27339.5252.27591.73795.929814.0620154041.7515000850023611.18139.8255.38395.14197.532006.2qv/t+q/2v/t+o/SGiiS/s)圖3-3泄流計(jì)算曲線圖表3-2調(diào)洪計(jì)算工作曲線計(jì)算表P=1%設(shè)計(jì)洪水調(diào)洪計(jì)算工作曲線計(jì)算表P=1%設(shè)計(jì)洪水時(shí)間時(shí)入庫流量m3/s平均入庫流量m3/sV/T+q/2(m3/s)下泄流量m3/s水庫水位m1518018018060516190185185185605

29、11720019519519560518205202.5202.5202.56051920520520520560512020520520520560521206205.5205.5205.560522206206206206605.1123207206.5206.5206.5605.124208207.5207.5207.5605.125209208.5208.5207.6605.226210209.5210.4207.7605.227230220222.7208605.3281250240254.7208.5605.4129350300346.2211605.530500425560.22

30、30605.7311600550880.2255605.91328707351360.2300606.1339008851945.2365606.4341945922.52502.7600606.813522301587.53490.2900607.836280025155105.21150608.5371310029506905.21400609.3138302430628567.2185061039240027129429.22150610.7401168220419320.22100610.6141110013918611.21800610.4429071003.57814.716006

31、10.2431800853.57068.21400609.81447507756443.21200609.2從設(shè)計(jì)洪水的調(diào)節(jié)得出：設(shè)計(jì)洪水位為610.8m,相應(yīng)的下泄流量2150m3/s.同理,對于1000年一遇校核洪水與100年一遇洪水調(diào)洪演算方法相同,可推求出校核洪水位及其相應(yīng)的下泄流量,見下表3-3:表3-3調(diào)洪計(jì)算工作曲線計(jì)算表P=0.1%設(shè)計(jì)洪水調(diào)洪計(jì)算工作曲線計(jì)算表P=0.1%設(shè)計(jì)洪水時(shí)間入庫流縣平均入庫流量m3/sV/T+q/2下泄流量水庫水位時(shí)單(m3/s)(m3/s)(m3/s)項(xiàng)819219219260592001961196196605102002002002006051

32、1201:200.51200.5200.560512202201.5201.5201.560513230216216205605.1142502402512081605.115266258301211605.216274270360216605.317282P27814222201605.418288285487226605.619294291552232605.7203002976172381605.921308P304168325060622316312745255606.223321318.5808.5264606.524329325869.5269606.825340334.59352

33、78607263523461003288607.12736235710722931607.2283843731152298607.3296004921346305607.430810r705117463501607.5311020r91512311565607.632126211412887686607.7331310128634878801607.8341372134139481000608353238230552531200608.5364363P3800.57853.516501609.9374500.04431.5106352493611.5384390.24445.112587.12

34、2961612.5393484.8:3937.513563.623185:612.8402442.12963.413342.0363134612.74117002071.012279.0732891612.64213171508.510896.5725001612431100P1208.519605.07322901611.544100010508365.0732000911459009507315.0731800910.646800P85016365.0731400609.8477407705735.0731200609由計(jì)算結(jié)果可得出最高水位即校核洪水位為612.8m,對應(yīng)的最大下泄流量為

35、3185m3/s.調(diào)洪成果匯總為下表3-4,表3-4調(diào)洪成果匯總表P%庫水位Zm庫容萬m3下泄q(m3/s)下游水位m0.1612.89445031855791610.789002150575.56056350185572.9第4章工程地質(zhì)4.1 區(qū)域地質(zhì)概況本區(qū)位于大巴山旋扭構(gòu)造西段北緣,北與秦嶺緯向構(gòu)造相連,由陽勉大斷裂與之相隔,區(qū)域主要構(gòu)造線方向?yàn)楸睎|東向,局部有近南北向受多期構(gòu)造運(yùn)動影響.主要褶曲有李家大山一陽平關(guān)背斜,陳家大梁一寬川鋪背斜、胡家壩陳家壩背斜,主要斷裂有胡家垣一五月坪斷層、無墩溝一雙河寺斷層,李家大山一人長溝斷層和銅錢壩斷層等.本區(qū)屬于巴山系低山區(qū),玉帶河屬山區(qū)河流,發(fā)

36、源于巴山箭竹嶺,自南向北,流經(jīng)寧強(qiáng)勉縣,于勉縣銅錢壩注入漢江,全長110km流域面積近800kn2o近期該區(qū)屬緩慢上升區(qū),河床及河谷兩岸覆蓋少,見有明顯的三級階地,河曲多,比降小,宜于見庫.4.2 庫區(qū)工程地質(zhì)條件(1)水庫滲漏玉帶河為漢江上游南岸最大的一條河流,河底均低于鄰谷數(shù)十米,上游庫段河谷兩岸,大局部為透水性很大的千枚巖,變質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)砂巖等,該區(qū)泉水出露高程在620m以上,回水后一般不會產(chǎn)生庫水向鄰近河谷滲漏的可能.震旦系燈影組硅質(zhì)白云巖有巖溶裂隙水,泉水流量不是很大,且高懸于640m-720m高程以上,不致產(chǎn)生滲漏,據(jù)水文二隊(duì)訪問,在七姐妹山東端玉帶河河床中偏左岸有水平溶洞,枯水

37、季節(jié)可見從山里有一股泉水溢出,該處高程在600m左右,是值得注意的低點(diǎn).庫區(qū)中游的白巖河兩條近東西向壓扭性斷層寬度一為40m為20m地勢向西逐漸增高,山體連綿,斷層交會處已接近回水尾端,據(jù)水文二隊(duì)估計(jì),無集中滲漏可能.玉帶河下游四溝一帶與漢江分水嶺,接回水標(biāo)高計(jì)算直線距離有2500m燕幾溝一帶與漢江分水嶺山體薄弱,寬度由2400m左右.水文二隊(duì)認(rèn)為回水后又可能發(fā)生滲漏.(2)水庫的淹沒及浸沒按正常高水位605m庫區(qū)集中淹沒范圍僅在南溪溝、白巖河以下,即沿河谷兩岸高漫灘及一、二級階地和各大溪溝出口段的相應(yīng)高程內(nèi).南溪溝至曲尺溝,河道狹窄,零星分布的前緣標(biāo)高在600m左右的一級階地屬淹沒范圍,未淹

38、沒的局部一級階地大局部為浸沒范圍.南溪溝以下,河谷開闊,兩岸分布一、二級階地,一級階地為庫區(qū)主要淹沒區(qū),二級階地局部淹沒.白巖河瓦廠里以下將淹沒局部一級階地,未淹沒的局部一級階地為庫區(qū)主要浸沒范圍,據(jù)統(tǒng)計(jì),蓄水后將淹沒3000畝耕地和分散居民房屋千余間.(3)水庫坍岸庫岸基巖裸露,系堅(jiān)硬巖石組成,河谷地區(qū)侵蝕剝蝕作用強(qiáng)烈,一般僅有厚度不大的強(qiáng)烈風(fēng)化層,甚至地表即位弱風(fēng)化巖層,不易產(chǎn)生塌滑體.庫區(qū)兩岸存在第四系土層的崩塌體、滑坡體等不良地質(zhì)體,將會產(chǎn)生坍岸變性.滑坡體及崩塌踢大局部分布在土車壩以下河段,尤以張家油房、魏其溝、南溪溝、石馬灘、黃家溝及許家流等地較多,一般長約100m-150m高50

39、m-100m厚20m-30m滑坡地面坡度25°-30°,水文二隊(duì)通過對60掰口65#骨坡體驗(yàn)算,最終她岸寬度分別為90m和81m而根據(jù)地質(zhì)剖面分析65刪坡塌岸最終寬度可能達(dá)100m以上.曲尺溝口30#骨坡有可能阻塞河道.另陳家壩和許家壩附近有基巖滑坡幾處.(4)固體徑流來流庫區(qū)左家灣以上,河床固體徑流,主要漂石夾卵塊石,來源于上游寒武、奧陶系地層分布段,左家灣至南溪灣溝段細(xì)碎物質(zhì)亦不多南溪溝以下,僅有局部溪谷出口處有小型碎塊石組成的洪積扇,輸沙量亦不大.庫段內(nèi),覆蓋層不發(fā)育,基巖廣布,植被良好,固體徑流來源不多,據(jù)水文二隊(duì)獲得的資料,多年平均輸沙量為77.2萬t-84.9萬

40、t,年固體徑流模數(shù)為1115t/km204.3壩址工程地質(zhì)條件(1)地形地貌中壩址距下壩址400余米,玉帶河環(huán)繞薄弱山脊,呈S形彎曲,中壩址河段較平直,河谷呈U形谷,流向北西西,主流偏左岸,河谷寬約80m-100m谷底平坦,河床比降為1%-0.5%平水及枯水期低漫灘廣泛分布,水面標(biāo)高571.6m左右,水深1-3m.壩址區(qū)河谷兩岸發(fā)育不對稱零星分布的階地,左岸地形較緩,坡度35.-45.,山坡上發(fā)育有小沖溝,左岸平洞上游岸邊河流側(cè)蝕沖刷,谷坡陡峭基巖裸露.右岸呈陡坡地形,坡度為450-600o上游略有變緩,下游有一條深沖溝切割.河床覆蓋層厚為4m-6m河床及巖面略有起伏,但仍較平坦,未發(fā)現(xiàn)較大深

41、槽.(2)地層巖性中下壩址均見有下元古界東房溝組(Pt1d)及后期巖脈與第四紀(jì)地層,其巖性略有差異.元古界東房溝組：含炭砂質(zhì)板巖：灰深灰色,局部炭質(zhì)富集呈灰黑色,礦物成分以石英、絹云母為主,其次為炭質(zhì),含少許黃鐵礦小晶體,板理發(fā)育,易風(fēng)化,新鮮巖石較堅(jiān)硬.硅化灰質(zhì)礫巖夾巖質(zhì)板巖：深灰、灰黑色,礫石成分復(fù)雜,以灰?guī)r、砂巖、火成巖為主,次為板巖、千枚巖.次棱角狀及棱角狀,礫石大小不一,直徑一般為3cm-5cm偶見大者達(dá)2m,膠結(jié)物為鈣質(zhì)、硅質(zhì).以基底膠結(jié)為主,質(zhì)堅(jiān)脆、石英脈發(fā)育、地表見有稍微的溶蝕現(xiàn)象,本層在中壩址變化較大.炭質(zhì)硅質(zhì)板巖：灰黑色、黑色,風(fēng)化后呈灰白色,以炭質(zhì)硅質(zhì)成分為主,板狀構(gòu)造、

42、板理發(fā)育、單層厚3cm-5cm質(zhì)堅(jiān)脆、易風(fēng)化.紫色千枚巖：底部夾灰綠色千枚巖,具千枚狀構(gòu)造,質(zhì)軟,易風(fēng)化.青灰色千枚巖：具千枚狀構(gòu)造,片理明顯,質(zhì)軟,易風(fēng)化.黃綠色千枚巖夾竹葉狀灰?guī)r、砂巖：風(fēng)化后呈灰黃一黃褐色,片理明顯,易沿片理剝落,質(zhì)軟易風(fēng)化.所夾砂巖、竹葉狀灰?guī)r呈夾層或透鏡狀.風(fēng)化面呈褐色、質(zhì)堅(jiān).巖脈：花崗閃長巖巖脈數(shù)條,多沿破碎帶或順層侵入,出露寬度一21股1m-2m左右,最大厚度可達(dá)7m與圍巖接觸較好,質(zhì)堅(jiān),難風(fēng)化.第四系全新統(tǒng)河床沖積砂卵石層：卵石成分主要為砂巖,次為板巖.砂粒以石英長石巖屑為主,砂巖比為4:6.(3)地質(zhì)構(gòu)造中壩址為淺薄山脊,為一傾覆倒轉(zhuǎn)背斜,背斜軸向大致為2.5

43、0-3.00東,向被東東方向傾覆,傾覆角50°-70°,軸部由含炭砂質(zhì)板巖地層組成,褶皺強(qiáng)烈,巖石層倒轉(zhuǎn),傾角陡立,翼部由硅化灰質(zhì)礫巖、炭質(zhì)桂質(zhì)千枚巖等組成.為一緊密同斜褶曲,西翼巖層產(chǎn)狀：北20-30西,傾南西,傾角650-800.壩址斷層發(fā)育,按其發(fā)育方向,大致分為北西、北北東、北東東三組為主,北東東向?yàn)閴盒詳鄬?北西與北東東為扭裂,南北向?yàn)閴盒詳鄬?壩址區(qū)節(jié)理裂隙發(fā)育,根據(jù)壩肩平洞揭露,其中以北北東、北東東及北西西三組最為發(fā)育,次為北西西組,與壩址區(qū)構(gòu)造線方向根本一致.(4)主要物理地質(zhì)現(xiàn)象及巖石風(fēng)化情況規(guī)模較大的滑坡體有：左壩肩滑坡體、導(dǎo)流洞出口坍塌體、右壩肩坍塌體

44、.左壩肩滑坡體對建筑物危害較大,該滑坡體東以壓性斷層為界,西以凹溝左壁為界,后緣位于CH15t孔下方(標(biāo)高630m左右),滑動方向?yàn)楸?5m東西寬80m南北長后緣位于CH15號孔下方(標(biāo)高630m左右),滑動方向?yàn)楸?5m東西寬80m南北長85m,鉆孔中接露厚為20m-24m據(jù)水文二隊(duì)初步估算其方量達(dá)10萬m3為一基巖谷滑坡,目前處于穩(wěn)定,但坡腳破壞,仍有復(fù)活可能.(5)水文地質(zhì)壩址區(qū)水文地質(zhì)條件較簡單,地下水有基巖裂隙水和河床砂卵石層孔隙潛水.壩基及壩肩基巖含有微弱的裂隙水,由于巖層裂隙發(fā)育,連通性和巖石破碎程度不一,使巖石透水性變化很大,含水不均,局部有帶狀裂隙承壓水,兩岸基巖裂隙水由大氣

45、降水補(bǔ)給.排泄于玉帶河.由于裂隙充填較多,其透水性較河床基巖透水性為小.千枚巖夾砂巖為相對隔水層,透水性很差,但裂隙發(fā)育可含微量裂隙水,其透水性不均一.河床砂粒層為極強(qiáng)透水層,厚度4m-8.9ni根據(jù)中壩址兩個(gè)試坑抽水試驗(yàn),降深為0.315m-0.51m時(shí)滲漏系數(shù)為432m/d-523m/d.(6)其他地質(zhì)資料根據(jù)國家地政局蘭州地震大隊(duì)(76)蘭州烈度字第009號文件認(rèn)為,該城區(qū)的地震根本烈度為vn度.壩址上下游和漢江均有大量砂石粒料,但粗骨料級配、形狀均差,軟巖顆粒較多,細(xì)骨料含泥、含軟巖屑均多.主要砂料及全部骨料在當(dāng)?shù)?km范圍內(nèi)解決；局部砂料由宴河及黃沙河開采,運(yùn)距28km-35km4.

46、4各壩軸線工程地質(zhì)條件陜西省地質(zhì)局水文地質(zhì)二隊(duì)于1975年5月和1976年6月先后在中壩址進(jìn)行初步設(shè)計(jì)階段的工程地質(zhì)工作,擬定三條壩線地質(zhì)條件如下：(1) I-I'壩線：位于背斜軸部,巖石擠壓破碎.左壩肩坐落在滑坡體上,處理困難；右壩肩上方CH16fL附近斷層破石?帶密集,寬8余米,其鉛直厚度達(dá)48m,并有巖脈穿插,強(qiáng)風(fēng)化層深達(dá)36.4m,巖脈透水性較強(qiáng),滲透途徑短,圍繞壩滲漏主要通道.右壩肩下方有F5斷層通過,硅化灰質(zhì)礫巖組成,山體薄弱,穩(wěn)定性差.(2) R-R'壩線：左壩肩小凹溝有F4斷層的壓碎巖,寬約8m壩腳坐落在滑坡體上,不利壩肩穩(wěn)定,強(qiáng)風(fēng)化層厚9-12m；右壩肩正處硅

47、化灰質(zhì)礫巖與炭質(zhì)硅質(zhì)板巖軟弱帶上,近北東北、東東向、東向斷層發(fā)育,于此交匯,構(gòu)成斷層交匯帶,巖石強(qiáng)度低,穩(wěn)定性差,并為繞壩肩滲漏通道.(3) 田-田壩線：左壩肩發(fā)育有充填粘土的緩傾角裂隙,且有層間擠壓破碎帶；壩基有F5斷層斜交通過,巖石透水性較強(qiáng),>0.01L/min.m,底板埋深>50m為壩下滲透的主要通道；右壩肩坐落于F1、F5、F12斷層交匯處軟弱帶上.第5章樞紐布置5.1 壩址選擇經(jīng)地質(zhì)勘探得出以下兩個(gè)比擬適宜的壩址相關(guān)資料：中壩址自然條件良好,河道平直,河床寬度80m100m岸坡較緩,河床覆蓋層較薄.河床巖性左半部軟,右半部硬,壩基巖石較完整,左壩肩巖石軟、應(yīng)去除強(qiáng)風(fēng)化層

48、較8m21m右壩肩巖石硬、應(yīng)去除的強(qiáng)風(fēng)化層10m36m炭質(zhì)層分布右岸平洞內(nèi)富集厚度大,應(yīng)進(jìn)行處理,對于下游沖刷坑巖石大局部較軟.地質(zhì)構(gòu)造方面,順壩軸線方向,有一傾伏倒轉(zhuǎn)背斜,軸向北西300°,左壩肩有F4斷層,順壩軸線延伸到河床內(nèi),寬3m8m右壩肩有F1、F5、F12斷層向北東及北西延伸,右平洞內(nèi)出現(xiàn)壓碎糜棱巖占全洞的30%有F4斷層橫跨河床,左壩肩有緩傾角裂隙,有粘土巖屑填充,應(yīng)做處理,右壩肩以陡傾角裂隙和寬破碎帶為主,河床巖基存在緩傾一一一一3一一角裂隙.左壩肩巖石滑坡約10萬m,風(fēng)化嚴(yán)重,應(yīng)處理,右壩肩局部構(gòu)造破碎及風(fēng)化,應(yīng)處理.左壩肩穩(wěn)定水位比擬高,右壩肩比擬低.下壩址河道轉(zhuǎn)

49、彎,河床寬度90500m,岸坡較陡,河床覆蓋層較厚.河床巖性左半部硬,右半部軟,壩基巖石在CH29號孔所見巖石破碎,左壩肩巖石硬脆、應(yīng)去除強(qiáng)風(fēng)化層較13m右壩肩巖石軟、應(yīng)去除的強(qiáng)風(fēng)化層620m炭質(zhì)層分布左岸平洞內(nèi)不連續(xù)的薄層狀,或板理面上分布,對于下游沖刷坑巖石破碎.地質(zhì)構(gòu)造方面,河床偏左,右岸一平行河傾伏倒轉(zhuǎn)背斜,軸向北東10.左壩肩有的斷層一般膠結(jié)較好,F7應(yīng)處理,右壩肩有小斷層擠壓帶及小褶皺.河床偏左岸有F5斷層順河通過.左壩肩緩傾角裂隙,面平短小,有兩條緩傾角斷層順坡裂隙,右壩肩緩傾及裂隙均不發(fā)育,河床存在緩傾角裂隙.左壩肩局部構(gòu)造破碎,應(yīng)處理,右壩肩巖石風(fēng)化嚴(yán)重應(yīng)該處理.壩肩穩(wěn)定水位

50、較低.通過以上比擬可以看出,本地區(qū)兩壩址地質(zhì)構(gòu)造均較復(fù)雜,但程度有所不同.中壩址自然條件良好,有修建混凝土重力壩的條件,位于薄弱山梁上游,除壩區(qū)需處理兩岸壩肩及河床外,尚需妥善處理薄山梁的滑坡和滲漏問題,處理工程量和難度大；下壩址位于薄弱山梁的小溝出口以下,需妥善處理通過壩肩與壩基的斷層破碎帶并需認(rèn)真考慮下游沖刷問題,處理工程量也比擬大.衡量兩個(gè)壩址的地質(zhì)條件及施工處理難度等,所以本次設(shè)計(jì)選擇中壩址建壩.5.2 壩軸線選擇中壩址位薄弱山梁傾伏倒轉(zhuǎn)背斜軸部,巖層強(qiáng)烈褶皺,斷裂發(fā)育,壩基及壩肩兩岸均坐落于含炭砂質(zhì)板巖、硅化灰質(zhì)礫巖及炭質(zhì)硅質(zhì)板巖上.壩址工程地質(zhì)條件復(fù)雜各壩址地質(zhì)條件比擬如下：II線

51、：位于背斜軸部,巖石擠壓破碎,左壩肩坐落在滑坡體上,處理困難,右壩肩上方CH16孔附近斷層破碎帶密集8余m,其鉛直厚度達(dá)48m并有巖脈穿插,強(qiáng)風(fēng)化層深達(dá)36.4m,巖石透水性較強(qiáng),滲透途徑短,為繞壩滲漏主要通道.右壩肩下方有F5斷層通過,硅化灰質(zhì)礫巖組成,山體薄弱,穩(wěn)定性差.RR線：左壩肩小凹溝有F4斷層的壓碎巖寬約8m,壩腳坐落在滑坡體上,不利壩肩穩(wěn)定,強(qiáng)風(fēng)化層厚9m12m右壩肩正處硅化灰質(zhì)礫巖與炭質(zhì)硅質(zhì)板巖軟弱帶上,近北東北,東東向東向斷層發(fā)育,于此交會,構(gòu)成斷層交會帶,巖石強(qiáng)度低,穩(wěn)定性差,并為繞壩滲漏通道.田田線：左壩肩發(fā)育有充填黏土的緩傾角裂隙,且有層間擠壓破碎帶,壩基有斷層斜交通過

52、,巖石透水性較強(qiáng),«>0.01L/dm,底板埋深大于50m為壩下滲透的主要通道,右壩肩坐落于Fi、X、1斷層交會軟弱帶上.通過上述壩軸線工程地質(zhì)條件的比擬,定性分析,可以看出田田壩線工程地質(zhì)條件比II和HII線略好,因此本設(shè)計(jì)選擇田田線作為壩軸線.5.3 壩型選擇玉帶河整個(gè)中壩址河段較平坦,壩上游右岸溝內(nèi)和關(guān)山一帶有儲量豐富的塊石料,壩址上、下游和漢江均有大量砂石粒料,但粗骨料級配、形狀均差,軟巖顆粒較多,細(xì)骨料含泥、含軟巖屑均多.主要砂料及全部骨料在當(dāng)?shù)?km范圍內(nèi)解決；局部砂料由宴河及黃沙河開采,運(yùn)距28km-35km由此可知在銅錢壩建設(shè)碾壓混凝土重力壩比其他壩型方便.5.4 樞紐布置樞紐布置應(yīng)遵循的一般原那么是：1壩址、大壩及其它主要建筑物的型式選擇和樞紐布置要做到施工方便,工期短,造價(jià)低即技術(shù)上可能,經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化；2樞紐布置應(yīng)當(dāng)滿足在各個(gè)建筑物在布置上的要求,保證其在任何工作條件下都能正常工作,互不干擾；3在滿