钟吕水利枢纽复合土工膜堆石坝设计说明书

摘 要设计背景：本工程位于江西婺源县乐安河一级支流小港水的上游约160m处，坝址以上控制流域面积33 2km 。本流域上游为中低山区，山势陡峭，中下游为低山丘陵区，山体零乱，冲沟发育。流域内多年平均气温16.7 C,多年平均降雨均值2047.7mm。径流主要由降水形成，多年平均流量 s/m28.1 3 ，多年平均总径流量4040万 3m 。坝址及库区位于相对稳定地块内，地震烈度属七度以下。坝址区出露的地层古老，经历了多次构造运动，断层裂隙发育，岩石破碎，岩层褶皱和挠曲常见。地层岩性为前震旦系板溪群第四段 岩 岩，第四系 积 及 岩，岩性 。设计 ： 形 定 水 程 ， 要 ，对水库 水计，以定坝currency1程。对“的 fifl，定主要 成 的形， 及。”出坝设计， 定 构造，水 计板和工 的设计。本设计以一 面板 石坝和一 工 石坝为 ， 设计的 ， 体工程的 一性。设计内：本次面板 石坝设计的主要内 ，L 工 设计，稳定，坝，板，工程量计， 流工设计。本次设计 了 石坝的设计 ， 了 石坝的一 要的和设计 的地 ， 本 板和 的设计中， 了相 知识。完成了业知识从理论学习 实际运 的 渡，体会 了作为一名水利工作者所肩负的责任。对今后的工作打下了 实的基础。键词： 石坝 工 设计板工 设计AbstractDesign Background: The project is located in Wuyuan, Jiangxi Lean HsiaokangRiver water level upstream tributary about 160, more than control site drainage area 33.The upper reaches of the watershed for the low mountains, steep mountains, the middleand lower reaches for the hilly areas, mountain messy, gully development. Basin formany years the average temperature, average rainfall for many years an average of2047.7. Formed mainly by the runoff of precipitation, over the average traffic flow formany years an average of 40.4 million total. Dam and reservoir area is located in arelatively stable block, the seismic intensity is 7 degrees Celsius. Dam site the oldeststrata exposed, through a number of tectonic movement, fault fracture, rock crusher,rock and flexural folds common. Lithology former Sinian the fourth paragraph of BanxiGroup 1000 Green clay sericite metamorphic rock inclusions of sandstone, looseQuaternary deposits and metamorphic gabbro, lithologic hard. Design Method: Using a triangle to develop flood hydrograph method, in accordancewith the requirements of flood control, flood regulation on the calculation of thereservoir to determine the crest elevation. The program may be analyzed to determinethe form of the main components of buildings, the outline of the size and layout. Dammade a detailed design, preparation of detailed construction, calculated for statichydraulic, spillway and the themes and designs for the plinth. The design of generalconcrete faced rockfill dam and a number of composite geomembrane has been rock-filldam built as a reference, pay attention to detail in the breakdown of the design of anindependent at the same time, considering the unity of the overall project. Designelements: The concrete face rockfill dam, including the main elements of design floodcalculation, L-type retaining wall, composite geomembrane design, slope stabilityanalysis, auxiliary dam, spillway design, spatial arrangement of the plinth, engineeringcalculation, lead Construction of the design flow. The design we have a design methodof rock-fill dam, rockfill dam and that some of the important characteristics and thedesign should be noted that the local, and plinth I am also the topics and spillwaydesign, acquire the relevant knowledge . From the completion of the professionalknowledge to the practical application of theoretical study of the transition, experiencedworkers, as a water responsibilities. Future work and laid a solid foundation. Key Words: rockfill dam, composite geomembrane,slope protection design, toeboard, construction of organizational design.- 2 -目录第一章 综合说明.11.1 工程特性表11.2 建设目的和依据21.3 建设的条件31.4 建设的规模及综合利用效益31.4.1 建设规模31.4.2 综合利用效益3第二章 自然地理条件.42.1 地形条件42.2 水文特性42.3 工程地质条件42.3.1库区工程地质42.3.2坝址工程地质52.3.3 引水发电隧洞工程地质条件82.4 气象、地震及其他82.4.1 气象、地震82.4.2 天然建筑材料8第三章 设计条件和设计依据.103.1 设计任务.103.2 设计依据.10第四章 洪水调节计算124.1 洪水调洪演算.124.1.1 洪水调洪演算原理.124.1.2洪水调洪演算方法.134.2 洪水标准分析.134.3 洪水建筑物的型式选择.144.4 调洪演算及泄水建筑物尺寸（孔口尺寸/堰顶高程）的确定154.4.1 调洪演算过程.154.4.2 洪水过程线的模拟.154.4.3 计算公式.164.4.4 计算结果.164.4.5 方案选择.174.4.6 坝顶高程的确定.174.4.7 闸门设计.194.4.8 泄水建筑物的设计.19第五章 主要建筑物型式选择及枢纽布置.205.1 坝轴线确定.205.2 枢纽等别及组成建筑物级别.215.3 坝型选择.225.3.1 定性分析.225.3.2 定量分析.265.4 泄水建筑物型式选择.275.5 水电站建筑物.285.6 枢纽方案的综合比较.295.6.1 挡水建筑物复合土工膜防渗堆石坝.295.6.2 泄水建筑物正槽溢洪道.295.6.3 水电站建筑物.29第六章 第一主要建筑物设计.306.1 坝 尺寸及防 设计.306.1.1 型挡 顶高程及坝顶高程、 .306.1.2 坝 分区.306.1.3 型挡 设计.316.2 堆石料设计.416.2.1 堆石料 特性 .416.2.2 、 堆石料设计.416.2.3 、过 设计.416.2.4 堆石 设计 表.426.2.5 堆石 筑 表.426.3 复合土工膜设计.426.3.1 复合土工膜的选型和分区.426.3.2 土工膜 及 .446.4 坝 定分析.456.4.1 计算原理及方法.456.4.2 坝 定分析.476.4.3 坝 复合土工膜的 定分析.476.5 坝设计.486.5.1 坝及 坝的 及 坝型式选择.486.5.2 坝的地 理防渗设计.526.6 坝 设计.526.7 设计及地 理.536.7.1 坝顶.536.7.2 设计.536.7.3 分及水.536.7.4 坝 理.546.8currency1设计 （“）556.8.1 currency1的用.556.8.2 currency1 设计.566.8.3 currency1fifl.606.8.4 currency1地 理.606.9 溢洪道设计.616.9.1 溢洪道的 .616.9.2 水设计.616.9.3 设计.616.9.4 泄槽设计.636.9.5 口 设计.636.10 坝 ”算63第七章 施工组织设计.647.1 料分析.647.1.1 工程 .647.1.2 工条件.647.1.3 效工分析.647.2 工.657.2.1 标准.657.2.2 工方案及 坝 工分.657.2.3 建筑物规.667.3 工程 工.697.3.1 堆石 工.697.3.2 土 工.747.3.3 隧洞 工.767.4 工 道.797.5 工 .80参考文献.81第一章 综合说明1.1 工程特性表表1-1 工程性表序号及名称 单 位 数 量 备 一水库流域面积 km2 33正常currency1水位 m 276.5设计 水位 m 277.7校核 水位 m 279.2设计泄 流量 m3/s 217.5校核泄 流量 m3/s 316总库 万m3 2261.8兴利库 万m3 1799二坝坝 工 渗 石坝坝currency1程 m 280浪 currency1程 m 281.2坝宽度 m 8.0最坝currency1 m 52.5上游坝 1 1.55下游坝 1 1.53 主坝坝轴 m 211坝 坝坝轴 m 90.30流洞 圆形流洞口底currency1程 m 227.5流洞出口底currency1程 m 226.5流洞半径R m 2.4流洞 度 m 330 流前缘净宽 m 10堰currency1程 m 273设计流量 m3/s 217.5校核流量 m3/s 316闸门 平板闸门（宽currency1） m2 106四厂房系 - 1 -1动“指标最净水头 m 174.0额定水头 m 174.0最小水头 m 143.0引 流量 m3/s 5.0额定出 kW 6400保证出 kW 14612厂房厂房 地面厂房面积 m2 31.515.7主厂房宽度 m 10.8机 台数 2机 安装currency1程 m 103.0水机 号 HL110-WJ-76发电机 号 SFW-J3000-6/1480开 站面积 m2 11.527.25五工程量主坝石料填量 m3 583849 量(L ) m3 844 量（板） m3 997.8 量（现浇保层） m3 1539.2 量(坝) m3 7639.41.2 建设目的和依据B江水利枢纽工程是以发电为主， 兼顾了灌溉供水 及养殖等 利 效益的跨流域开发的水利枢纽工程。1.3 建设的条件设资金 位，工准备工作经就绪。1.4 建设的规模及综合利用效益1.4.1 建设规模本电站装机6400 kW，保证出1461kW。厂房总面积为31.515.7。开 站为11.527.25。水库总库（校核 水位以下的全 库）为2261.8万m3。1.4.2 综合利用效益- 3 -1.4.2.1 发电装机6400kW，电站设计水头为174m，多年平均发电量为1700104kWh，保证出为1461kW。本电站装2台3200kW机 ，正常蓄水位为276m，引水发电，引水隧洞 右岸山体中，最引 流量为5m3/s。厂房位于段莘水江湾湖山村左岸下游340m处，地面，总面积为31.515.7，其中主厂房宽10.8m，主厂房内安装二台HL110-WJ-76，配SFW-J3000-6/1480的水发电机 ，机 安装currency1程为103m，开 站位于厂房的左上侧，为11.527.25。1.4.2.2 灌溉下游利 发电尾水灌溉，上游增加灌溉面积1.0万亩。1.4.2.3 供水供钟吕村及其下游村民生活 水。1.4.2.4 防洪减轻 水对钟吕村及下游江湾镇的 ，要 设计 水最下泄量 制为250m3/s。1.4.2.5 渔业水库蓄水后，正常蓄水位 水库面积1.09km2，为发 养 等水 养殖业 造了 利 。- 5 -第二章 自然地理条件2.1 地形条件钟吕水库位于江西婺源县乐安河一级支流 港水的钟吕村上游约160m处，坝址以上控制流域面积33km。 港水 钟吕村上游约300m处，由 支水系 成，其中 支发源于石 山， 支发源于 湾头 ，河流 港村 乐安河本流域上游为中低山区，山势陡峭，中下游为低山丘陵区，山体 乱，冲沟发育。2.2 水文特性水 资料 ，坝址处多年平均流量1.28m/s，多年平均总径流量4040万m，p=0.1%的 流量为551.5m/s, 量为1569万m，p=2%的 流量为364.5m/sec, 量为965万m。流域多年平均降雨值2047.7mm。正常蓄水位276m，对 库V正=1910.0万m。流域河段多年平均 量为0.29万 ， 为1.3t/m。 计水库 积年 currency1程 系（见表2-1）：表2-1 积年 currency1程 系表积年 （年） 积量（万m） 积currency1程（m）50 11.05 236.08100 22.1 237.78水库水位 库 系曲 （见表2-2）：表2-2 水库水位 库 系曲 表水位（m） 227.5 236.08 237.78 248 276 278.11库（104m） 0 11.05 22.1 172.0 1910.0 2145.2坝址水位-流量 系曲 （见表2-3）：表2-3 坝址水位-流量 系曲 表2.3 工程地质条件- 6 -水位(m) 227.5 228.0 228.5 229.0 229.5 230.0 230.5流量（m/s）0 6.0 28.9 66.77 121.97 196.05 281.782.3.1库区工程地质库区属构造 低山地，山势陡峭，水，地形，currency1“，见等 理地 现fi。成库岸及库fl的地层岩性主要为前震旦系板溪群的 板岩，岩和 岩。库区岩石多次构造运动的，断层和裂隙发育，岩石的褶皱和挠曲 常见，构造 以 性为主，常见 西”性断裂和 西平 断层，见 fl的 水断裂库 。库区地下水 主要为第四系 积 隙水和基岩裂隙水，气降水，泄于河 河，库岸山体地下水位flcurrency1，一 300mcurrency1程以上，成库岸及库fl的岩石表 水性， 岩石水性 ，属相对水层。库区工程地 “，水库蓄水后， 渗岸 造 及水库 发地震等 。2.3.2坝址工程地质2.3.2.1 地貌 坝址区属构造 低山地，山currency1程为280 450m，坝区河fl宽，约2050m，为一 U” 河， 岸山对称，左岸山体，山 30 40度，右岸山体fl为单 ，山 20 30度， 右岸 一低 口，currency1程约276m，坝址区冲沟发育， fl，见等 理地 现fi， 稳定。2.3.2.2 地层岩性坝址区出露的地层岩性为前震旦系板溪群第四段 岩 岩，第四系 积 及 常岩，其岩性 为：（1） 岩： ，主要 成为 石 石 石等， 构造，其 碎 构造，岩石挠曲和褶皱常见，理发育，岩层 N40 60E，NW0.7风化岩石0.55饱和抗度：新岩石40MPa风化岩石25MPa表2-4 石试验 数表别 试验干 度（g/cm） C(KPa) 。 K n Rf G F DA 2.10 47 38.58 80 0.35 0.82 0.46 0.20 1.5B 2.05 60 37.72 60 0.32 0.81 0.43 0.18 1.8 工 试验 数（见表2-5）表2-5 工 试验 数表目 单 位 量 值 备 单位面积 量 g/m2 11001300 350/0.4/350350/0.6/350 250mcurrency1程以 mm 0.4- 9 -上250mcurrency1程以下 mm 0.6周缝等处 mm 0.8 周缝水平缝缝处宽 纵拉伸度 kN/m 1518 350/0.4/350350/0.6/350伸 率 % 50窄 纵拉伸度 kN/m 1518 350/0.4/350350/0.6/350伸 率 % 50摩 擦 系 数 水 浆 0.577 现浇砼 0.6粘 kg/cm2 0.1渗 系 数 cm/s 110-112.3.3 引水发电隧洞工程地质条件引水发电隧洞 地段属低山地区，山currency1程300 400m相对currency1程100 200m，隧洞区冲沟发育，山体 fl fl零乱，地表currency1发育，见 理地 现fi。隧洞围岩由 岩 粉 岩 岩 粉 板岩层。 岩偶 粉 板岩及粉 板岩等 成。岩石层面裂隙发育褶皱挠曲严 ，断层发育 规模，性 差，其中 岩 岩水理性fl差， 遇水易软化，软化系数低， 岩成 ，还易于风化。 岩 岩 洞 出露的 度占洞 总 的19%，说明洞 围岩 由 岩 岩构成。工程fi知： 岩的单轴饱和抗度为16 40Mpa，软化系数0.63 0.93，属半 fl软化，抗水性fl差的 （ 层 ）岩体。2.4 气象、地震及其他2.4.1 气象、地震流域内气候：流域内多年平均气温16.7，以一月份平均气温4.6为最低，七月份平均气温28为最currency1，历年端最currency1气温41，端最低气温-11。风速及吹程：多年平均最风速12.6m/s，吹程1.6km。地震烈度：坝址及库区地震烈度属度以下，设计 地震荷载。降 雨 量：流域多年平均降雨均值2047.7mm。- 10 -2.4.2 天然建筑材料2.4.2.1 砂砾石料坝址流域 砾石料贫乏， 江湾水和段莘水流域 梨苗场和古玩料场，距坝约10 15km, 公路相，运 便。梨苗场 古玩料场均为 （砾）石料， （砾）石储量丰富， 量“，满足工程要 。2.4.2.2 堆石料坝址附广泛 岩， 至风化岩石，岩性fl ，学度flcurrency1， 量fl“，储量丰富，作为坝 石料。坝址附粘 ，坝址上下游 一定的粘 ，均为当地农民耕地。- 11 -第三章 设计条件和设计依据3.1 设计任务对原始材料 的基础上， 本次设计的研究，要 ：（1） 要 ，对水库 水计，定坝currency1程及岸 ；（2） ，对“的 fifl，定枢纽 成 ， 及水利枢纽 ；（3）”出坝设计， fifl，定坝的基本剖面 ， 定地基处理 和坝身 构，水 计；（4）工 设计：决定枢纽的工 流 ，安工的控制性度，坝主体工程量的计，编制招标 及工投标 。3.2 设计依据1左 启，王世 ，林益才主编，水工 （上册）。 ：河 学出。1995。2 王世 林益才 编 ，水工 。 ：中 水利水电出。2008。3 安， ， 面板 石坝。 ： 中理工学出 。1993。4 ， 安， ， 面板坝工程。 ：湖 学 出 1997。 5 光 主编，水利工程工。 ：中 水利水电出 。2006。 6 兴主编，水学。 ： 学出 。2005。 7河 学理工学西安理工学 学，水工 构学。 ：中 水利水电出 。2007。 8 等，钟吕水电站- 工 渗 石坝。 石坝工程，第3 。2003。 9中 民共和 水利 ， 面板 石坝设计规 。 ；中 水利水电出 。1998。 10中 民共和 水利 ，水利水电工程 工成材料 规 （SL/T225-98）。 ：中 水利水电出 。1998。 11中 民共和 水利 ，水工 荷载设计规 。 ：中 水利水电出 。1998。 - 12 -12中 民共和 水利 ，水工 设计规 （SL_379-2007）。 ：中 水利水电出 。2007。 13中 民共和 水利 ， 面板 石坝工规 （SL49-94）。 ：中 水利水电出 。1994。 14中 民共和 水利 ，面板 石坝接缝 水 规 （DLT5155-2000）。 ：中 水利水电出 。2000。 15中 民共和 水利 ,水利水电工程工 设计规 （SL303-2004）. :中 水利水电出 . 2004。 16中 民共和 水利 ，第2 （2000 ）。水利水电 工程工 （GF-2000-0208）。 ：中 水利水电出 。 17中 民共和 水利 ，水利工程工程量 单计 规 （GB50501-2007）。 ：中 水利水电出 。 18中 民共和 水利 ，水利水电工程设计工程量计规定（SL328 2005）。 ：中 水利水电出 。 19中 民共和 标准工招标资 （2007年 ） 20中 民共和 标准工招标 （2007年 ） 21中 民共和 水利 ，水利工程定额（上下册），河水利出 22 成 等编 ，新编水利水电工程 。河水利出 ，2003。 23中 民共和 水利 ， 面板 石坝设计规 。 ；中 水利水电出 。1998。 24中 民共和 水利 ，水利水电工程 工成材料 。- 13 -第四章 洪水调节计算4.1 洪水调洪演算4.1.1 洪水调洪演算原理水 水库中运 ，水库沿程的水位流量 水断面流速等均 化，其流态属于明currency1定流。 水学，明currency1定流的基本 程，“ 程 为：续性 程： 0 sQt （4-1）运动 程： 221Ksvgvsvgsz （4-2）中： 水断面面积(m2)t （s）Q 流量（m3/s）s 沿水流 距（m）Z 水位（m）g 加速度(m/s2)v 断面平均流速(m/s)K 流量系数(m3/s)一 fi化的fl ， 以 ，普遍 ， 差值 值，加以fi化，以fl地 一系 流态。 流态 (41)fi化出基本公， 水库的 对基本公fi化，出 于水库 计的实 公：tVtVVqqQQqQ 122121 )(21)(21 (4-3)中： 1Q , 2Q 别为计 段初的 库流量(m3/s)Q 计 段中的平均 库流量(m3/s)，Q =( 1Q + 2Q )/2 中：q1,q2 别为计 段初的下泄流量(m3/s)q 计 段中的平均下泄流量(m3/s) 2/21 qqq 中： V1,V2 别为计 段初水库的蓄水量(m3)V V1 V2之差t 计 段- 14 -公(4-3)表为一水量平” 程，表明： 一计 段内，水库水量下泄水量之差为 段中水库蓄水量的 化。 ，公中计 水 库处至泄 的 ， 计 沿程流速 化和动库等，因素均是其fl性的一 面。当知水库 库 水 程 ，Q1，Q2，Q均为知，V1，q1,是计 段 t 开始 的初始 。于是，(4-3)中的知数 下V2，q2,当前一 段的V2,q2 出后，其值成为后一 段的V1，q1值，计“ 步地续下。一 程 V2，q2是“的， 一 程q2=f(V2), (4-3)，才“ 出V2，q2的定值，定计及 水库水的兴利 门下游的流量，下量q是泄水 流水头H的 数，当泄 的 等定 AHBHfq (44)中：A 系数， 泄 的 闸 开度及 系数 。B 指数，对于堰流B一 等于3/2，对于闸 出流一 B=1/2水学公，H q的 系曲 。是堰流H为库水位Z 堰currency1程之差；是闸 出流H为库水位Z 闸 中 currency1程之差。因以 H q的 系曲 出Z q的 系曲 q=f(Z), ，由库水位Z，于水库积性曲 V=f(Z), 出相 的水库蓄水积V，(4-4) 下泄流量q 库V的 系曲 ，q=f(V), (43) 程 ， V2，q2。当水库 下游 任 ，要 保 q于下游 的最下泄流量qmax ，就要利 闸门控制流量q， 计的基本公和 上面 的是一 的。本设计泄水 是正槽 。 闸门全开泄 ， 下泄流量是q=AH3/2,H为库水位Z 堰currency1程之差，由于资料 0.1%和2%的流量及其对 的 流量， 出 水 程 ， 形 出 水 程 （体 见本 4.4）。本设计中 是为了定出设计校核水位和相 的下泄流量，知下泄量 水头的 系曲 （44）， 定下泄流量q，利 水 程 计出水库蓄水量V， V=f(Z) 出对 的水位，q=f(Z)曲 ， q-Z曲 设计校核水位及相 流量。4.1.2洪水调洪演算方法 水计的 多，目前常 的是：表试 ，半 。本设计 的是fi化 形 ， currency1 林 。4.2 洪水标准分析- 15 -设计 ， 50年一遇的 水标准。P=2%的 流量为364.5 m3/s, 量为965万m3。校核 ， 年一遇的 水标准。p=0.1% 流量为551.5 m3/s, 量为1569万m3。4.3 洪水建筑物的型式选择水利枢纽中的泄水 一 设于河的 流坝泄水闸泄水 ，设于河岸的 泄水隧洞等。本设计 坝 为 工 渗 石坝（体见5.2），因泄水一 河。下面 本工程的地形地 ，对正槽 侧槽 及泄水隧洞泄水 fifl 。泄水隧洞一 原是：地 “，路 短，水流 ， 枢纽其 相的。洞 沿 地 构造fi单岩体完 稳定岩性 ，上 岩体度，水 地 利和工 便的地段。 开围岩破碎地下水位currency1 渗水量的岩层和“ 的稳定地带， 洞身地表 。本工程坝址区地处 系及新 系构造 位，坝址区断层裂隙发育，岩石破碎，岩层 和挠曲常见。坝址区岩石的水性及相对水层经先 水试验，左岸相对水层埋10 24 ，上 水层q值为6.7 196.7Lu，者达 341.7Lu，属中等-严水层。本工程最坝currency154.7 ，正常蓄水位276 ，因要 开水层泄水隧洞，工程量 ， 本工程地 “， 隧洞泄 。河岸 是 河坝坝肩 河坝上游水库库岸的泄 ，水库的多 的 经泄 下游河，常以堰流 泄水， fl的泄“。正槽 堰水流 堰下泄槽纵轴 一 。侧槽 水流 堰后 90， 经泄槽下泄。从地 上 说， 位于fl 的岩基上， fl泄 隧洞要 fl低， 地基 差的基岩上，要 和 冲的设计。对于 石坝，河岸 坝体相接，从 减 的开挖量， 以减坝体的填量。因，本工程泄水 河岸 。- 16 -正槽 水学上的 是，泄流“完全由堰的 以及堰水头决定， 堰流量稳定于 一值后，泄槽 断面的流量 之 达 一值，水流平 稳定，运 安全 ，另 ， 构fi单工 便。侧槽 当水利枢纽的 河坝难以本身 流， 河岸陡峭，正槽 巨的开挖量 ，“成为fifl经济的泄水 。 正槽 相fi，侧槽 前缘地形 制，上游库岸延伸，由增加 流前缘宽度引起开挖量增加fl，从以以fl 的 流前缘宽度换fl低的 水位，换flcurrency1的堰currency1程。本工程的 左岸（说明见5.5），岸fl陡优 侧槽 ，是， 的兴需要 和 决的 是，currency1水头流量及利地形地 下，currency1速水流引起的一系水学和 构 ，侧槽 的水流现fi，槽水流 弯90， 槽轴 下泄，对每一 的侧槽断面，其所 的流量是相 的， ，侧槽内的水流现fi的 性，表现流量的沿程的 化上，水流 堰跌 侧槽后， 惯性的作 下，冲侧槽对岸壁，上翻腾， 后 作 下 下游流， 槽中形成一横轴螺旋流。侧槽 水流现fi的 ， ，本工程地 fl差，侧槽 对 构 面的要 会currency1，危险性， 由于本枢纽的坝体是currency1，正槽 的开挖量会增加。上所述， 本工程的地形地 ，泄水 正槽 ，于左岸 坝体相接。4.4 调洪演算及泄水建筑物尺寸（孔口尺寸/堰顶高程）的确定4.4.1 调洪演算过程 水资料，作出设计 和校核 下的 水 程 ；定堰currency1堰宽，定 下的起流量；定 的下泄流量q,由 水 程 出库V，由库V， 水位-库曲 ，找出相 的水位H，从，对于每一 下作出一 Q H曲 ； 公 232 HgmBQ ,作出一 Q H曲 ；对 于每一 ，从Q H 中定相 交 的Q和H值。4.4.2 洪水过程线的模拟由于本设计中资料 ， p=2%p=0.1%的流量及相 的 水总量，准 出 水 程 。按照规 ， 水 程 PIII 曲 ， 实际操作 程中fl难， 本设计中 形 模 水 程 ， 曲 形 上尽- 17 -量 为PIII 。 流量和 水总量，作出一 形（如 中虚）， 水量相等原，对 形修正， 一 模 的 水 程 （如中的实 ）。4.4.3 计算公式计 公：232 HgmBQ （4-5）中：侧收缩系数，计由公： ( ) 001 0.2 1 k Hn nbe x x= - - +轾臌 ；0H 堰上水头n堰流的 数b 流宽度0x 闸墩系数kx 墩系数（本设计 圆弧形墩，系数0.7）m流量系数，m=0.502B 流 口净宽H堰上水头4.4.4 计算结果计 果见表4-1： 表4-1 总表- 18 -4-1 形 4-2 水 程 4-3 4.4.5 方案选择以上16 设计下泄流量均于 最下泄流量250m3/s 均满足 下泄流量。 34的设计 水位小于本设计的正常蓄水位， 舍弃。 5910131415的设计下泄流量均小于200 m3/s， 小， 。因 的12678111216 中需 经济 fifl：本设计对只定性，流洞 的 。一 下坝currency1是由校核 控制的，currency1越坝就越currency1，坝工程量加；B增加隧洞的开挖及其它工程量，Q/B单宽流量越消“越困难，要 currency1。 126的Q/B偏； 1116的Q/B虽 最小 是泄流量偏小； 8712的下泄量 接 设计 水最下泄量 12fi 78的Q/B更小，所以经 fifl最后 12 ：堰currency1程273m， 流 口净宽10m； 设计 水位277.7m，设计下泄流量217.5m3/s，校核 水位279.2m，校核泄 量316m3/s。4.4.6 坝顶高程的确定4.4.6.1 工程等别及建筑物级别和洪水标准的确定- 19 -堰currency1程(m)堰宽度B(m)设计 水位H设(m)设计下泄流量Q设(m3/s)校核 水位H校(m)校核下泄流量Q校(m3/s)设计 单宽流量Q/B（m/s）12717 276.9 200.0 278.7 284.2 28.6 2 8 276.6 216.3 278.2 306.2 27.0 3 9 276.3 229.7 277.8 323.3 25.5 4 10 276.1 243.8 277.5 338.3 24.4 52727 277.6 187.8 279.5 273.3 26.8 6 8 277.3 204.3 279.0 295.0 25.5 7 9 277.1 218.3 278.6 310.8 24.3 8 10 276.8 230.0 278.3 327.2 23.0 92737 278.3 177.5 280.2 263.6 25.4 10 8 278.1 191.7 279.8 283.6 24.0 11 9 277.9 204.5 279.5 300.0 22.7 12 10 277.7 217.5 279.2 316.0 21.8 132747 279.1 165.4 281.0 251.6 23.6 14 8 278.9 178.5 280.6 271.8 22.3 15 9 278.7 191.4 280.3 288.5 21.3 16 10 278.5 200.0 280.0 303.1 20.0 校核水位279.2m对 的库为2261.8万m3,所以本工程等别为III等，工程规模为中 。相 其主要 级别为3级，次要 为4级。水工 为3级的 水标准：设计下 水 现 为100 50年，校核下 水 现 为2000 1000年。4.4.6.2 波浪要素计算由于坝所 地区为丘陵地区，波浪要素 鹤地水库公计（适 于库水fl，V026.5m/s及D7.5km）。312081020%2 00625.0 VgDVVgh （4-6）2120200386.0 VgDVgLm （4-7）中 %2h 累积频率为2%的波currency1(m)Lm平均波 (m) V0为水面以上10m处的风速，正常运 下III级坝， 多年平均最风速的1.5倍；常运 下的 级 石坝， 多年平均最风速。设计波浪爬currency1值 工程等级定，3级坝 累积频率为1%的爬currency1值 %1h 。按上述公出的为 %2h ， 频率 按下表出 %1h 。表4-2 累积频率下的波currency1 平均波currency1fi值(hp/hm)hm/Hm %p0.01 0.1 1 2 4 5 10 14 20 50 900.1 3.42 2.97 2.42 2.23 2.02 1.95 1.71 1.6 1.43 0.94 0.370.1 0.2 3.25 2.82 2.3 2.13 1.93 1.87 1.64 1.54 1.38 0.95 0.43波浪中 currency1出计 水位hz按下计：mmz LHcthLhh 22%1 （4-8）中：H为水；h1%为累积频率1%的波currency1。计 果为：表4-3 计 果 4.4.6.3 挡墙顶高程的确定- 20 -h2% hm h1% Lm hz正常水位下 1.31 0.59 1.42 9.32 0.682设计水位下 1.31 0.59 1.42 9.32 0.682校核水位下 0.71 0.32 0.77 6.21 0.303碾 石坝设计规 ,堰上游L 水库 水位以上currency1度按下定：y=R+e+A （4-9）中：y-坝currency1R-最波浪 坝上的爬currency1，按h1%e-最风雍水面currency1度，按hzA-安全currency1 表4-4 坝坝安全currency1值(m)运 坝 的 级 别I II III IVV正常 1.5 1.0 0.7 0.5常 0.7 0.5 0.4 0.3L 浪 currency1程=max正常校核设计正常蓄水位校核 水位设计 水位yyy（4-10） 计： 97.131.331.3 校核正常设计 ； yyy 设计 水位+ 设计y =277.7+3.31=281.01m校核 水位+ 校核y =279.2+1.97=281.17m正常蓄水位+ 正常y =276.5+3.31=279.91m 浪 currency1程 =281.17m，为281.2m。留沉陷（281.2 227.5）（0.2 0.4）0.1074 0.2148，0.2m， 工 程中 留沉陷量。 面板 石坝设计规 SL228-98要 ， 浪 要currency1出坝1 1.2m，本设计1.2m,坝currency1程为280m。4.4.7 闸门设计因为B=10m，是宽， 单扇闸门 水， 平板闸门。闸门的currency1度由正常蓄水位（ 设计 水位）+0.3 0.5m currency1定， H=276.5（ 277.7）+0.3 0.5-273=3.8 5.2。 水利水电 闸门设计规 SL74-95中 荐的露闸门的标准，最终定闸门宽10m，currency16m。另 闸门放 堰偏下游一，以低水舌其贴着堰面下泄。4.4.8 泄水建筑物的设计- 21 -泄水 流堰 实 堰的形；消“ 为挑流消“。堰currency1程由为273.0m，挑坎currency1程231.0m。- 22 -第五章 主要建筑物型式选择及枢纽布置5.1 坝轴线确定针对地形地 ，坝轴 的原是：1）坝轴 最短；2）尽量 岸地形等currency1 垂直；3） 开利的地 ；4） 利于 泄水 的。对一 石坝， 坝轴 主要是 理想的板 位，是板地基尽量于 冲 性灌的岩基上，保证其“的 渗性“，尽量 开断裂发育烈风化 岩溶等利地 因素，板开挖量和板地基处理工作量减。另一 面要 利的地形，板 尽量“平直，板下游岸陡，岸附缩 石度 渐增加，以减纵的 形梯度，减小周缝的位移量。 定板 位 ， 适当 坝轴 位，以最佳 。本工程因上游右岸地形 突 ，造成板 凹 ， 上游，左岸山体currency1度够，所以初 坝轴 是 其 下游， 是，如果 下游 多，如 5-1所坝轴 ，会造成坝体 右岸地形 的交 fl低currency1程处就截 ，就味着坝要从fl低currency1程处修，增了坝的currency1度 度，工程投资加，理， ， 难以，需要 弯， 增加了开挖量。所以坝轴 上游移动。- 23 -5-15-2如 5-2所坝轴 ， ， 任 ，所以“够保 坝轴 主流 垂直，以 坝轴 以左端为原 针旋 ， 的，坝的currency1度，主流 等因素，最终坝轴 如 5-3所。5-35.2 枢纽等别及组成建筑物级别- 24 -由上一 经 ，校核 水位为279.2m，水电站装机量为6400kW,水库总库为2261.8万m3,本工程等别为 等。B江水利枢纽工程：工程等别为 等；主要 级别：3级；次要 级别：4级；临 级别：5级。5.3 坝型选择坝 是坝工设计中首先要 决的一 要 ，因为它 系 枢纽的工程量投资和工 。坝currency1坝材料地形地 气候工和运 等 是坝 的主要因素。5.3.1 定性分析5.3.1.1 各种常见坝型比较水利枢纽中的 水 河坝常见的主要 ： 坝拱坝支墩坝石坝及新 坝 如碾 坝面板 石坝等。下面 本工程的地形地 和材料储备 对以上坝 fifl， 适的坝 。（1）拱坝拱坝是 平面上凸上游的 水 ，拱的作 上游水的全传河 岸的基岩。拱坝的工作原理：一是依 拱的作 ， 荷载传拱座；二是依 悬臂梁的作 荷载传基岩。其主要 ：1) “，河形 窄fl“；2) 坝体积小，主要依 拱作 稳定， 作 ；3) 载“，安全度currency1；4) 抗震性“；5) 工 要 currency1，地基处理要 严 。拱坝的 ，要 造于狭窄河上；对地 fl理想的 是岩石尽量， 地均匀， 足够的度水性和耐性； 岸拱座基岩 固完 稳定， 的断裂构造和软 层。本工程地形河fl宽，别是地 fl差：断层裂隙发育，岩石破碎，度低， 实验，相对水层埋藏fl，水层属中等 严 水层，造拱坝，开挖量 巨， 坝的安全性currency1， 拱坝。- 25 -（2）支墩坝支墩坝是由一系支墩和其支 的上游 水盖板所 成，库水 等由盖板传支墩， 由支墩传地基。支墩坝 构fl ， 对地 和拱坝一样currency1， 对本工程， 支墩坝的 。（3）重力坝坝工作原理：一是依 坝基面上 生摩 抗水平水以达 稳定要 ；二是利 坝体 水平面上 生 消由于水所引起的拉 以满足度要 。坝的主要 ：1) 抗冲 “；2) 构fi单；3) 对地形地 适 性“；4) 坝体 地基的接触面积， ；5) 坝的剖面fl；6) 坝体体积，水 量多， 水化 currency1， 差。对于本工程，地 差，地基 载“fl低， 风化岩 之的摩擦系数f=0.5 0.6,为达 稳定要 增加断面面积，增加工程量， ， 和 的 砾石料只 坝址10 15km处才 料场，样会增加工程造 ，理， 坝。（4）土石坝 以上 坝 ， 本工程坝址附 储量丰富 量fl“的石料的 ， 石坝（称为当地材料坝）的 。石坝的优 ：1) 坝材料就地材， 量 材水 材等材料。2) 适 地形 形“。 石坝的 构 适 地基 形的“ ，对地基的要 fi 坝的低；3) 工 活性。“适 的工 ， 工序fi单工速度 ， 量易保证。4) 构fi单，造 低 ，运 理 便，工作 ，便于修加currency1。足之处：1) 坝“ 流，常需另开 ；2) 工 流如 坝 便，因相 增加了工程造 ；- 26 -