平山土石坝设计.doc

平山大坝设计 一、基本资料 1. 工程概况 平山水库位于湖北某县平山河中游，该河系睦水的主要支流，全长284㎞，流域面积为556㎞2，坝址以上控制流域面积491km2；平山河是山区性河流，河床比降0.3%，沿河有地势较为平坦的小平原，最低高程为62.5m左右。平山水库总库容2.0亿km3，有效库容1.15 该水库以灌溉发电为主，并结合防洪、航运、养鱼及供水等。坝顶设有公路，枢纽工程的对外交通有水路，公路，铁路。坝区地震5~6度，本次设计不考虑。 2. 地形地质 平山河流域多为丘陵地区，河谷山势陡峭，河谷边坡一般为60°~70°，地势高差都在80~120m，河床一般为400m左右，河道弯曲很厉害，沿河沙滩及两岸坡积层发育，两岸河谷呈马鞍形，覆盖层较厚，基岩产状凌乱。靠近坝址上游是泥盆纪五通砂岩，坝址下游是二叠纪石炭岩。 在平山咀以南，即石灰岩与砂岩分界处，发现一大断层，其走向近东西，倾向大致向北西，在轴线左肩的为五通砂岩，特别破碎产状凌乱，岩石的隐裂隙很发育 岩石的渗水率都很小，两岸多为0.001~0.01，坝址处沿轴线1.5~5.0m厚的覆盖层，K=10-4cm/s，浮容重=10.7KN/m3，内摩擦角φ=35°。 3. 水文气象 该河系睦水的主要支流，暴雨洪峰流量Q0.05%=1860m3/s，Q0.5%=1550m3/s，多年平均流量13.34 m3/s，多年平均来水量4.22亿m3，多年平均风速10 m/s，水库吹程D=8Km，多年平均降雨次数48次/年，库区气候温和。 4. 设计设计数据 正常蓄水位：113.0m 设计洪水位：113.1m(百年一遇) 校核洪水位：113.5m（千年一遇） 死水位：105.0m（发电极限工作深度8m） 灌溉最低库水位：104.0m 总库容：2.00亿m3 水库有效库容：1.15亿m3 发电调节流量Qp=7.35m3/s，相应下游水位68.2m 发电最大引用流量Qmax=28 m3/s，相应下游水位68.65m 通过调洪演算，设计情况泄洪流量Q1%=840m3/s ，相应下游水位72.65m；校核情况下泄洪流量=1340 m3/s，相应下游最高洪水位74.3m。 水库淤积高程：85.0m 水电站装机容量为9000KW 二.、枢纽组成建筑物 1） 大坝：布置在坝轴线上； 2） 溢洪道：堰顶高程为107.00m； 三、 筑坝材料 枢纽大坝采用当地材料筑坝，据初步勘察，土料可以采用坝轴线下游1.5～3.5公里的丘陵区与平原地带的土料，且储量很多，一般质量尚佳，可作筑坝之用。砂料可在坝轴线下游1～3公里河滩范围内及平山河出口处两岸河滩开采。石料可以用采石场开采，采石场可用坝轴线下游左岸山沟较合适，其石质为石灰岩、砂岩，质量良好，质地坚硬，岩石出露，覆盖浅，易开采。 1)土料：主要有粘土和壤土，储量多，质量尚佳，可作为筑坝材料； 2）砂土：可从坝上下游河滩上开采，储量多，可供筑坝使用； 3）石料：石质为石灰岩及砂岩，质地坚硬，储量丰富。 四、大坝设计 （一）坝型选择 1. 工程等别及建筑物级别 1）水库枢纽建筑物组成 根据水库枢纽的任务，该枢纽组成建筑物主要包括：拦河大坝、溢洪道。 2）工程规模 根据《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》以及该工程的一些指标确定工程规模如下： （1）各效益指标等别：根据电站装机容量9000千瓦即9MW，小于10MW，属Ⅴ等工程；根据总库容为2.00亿m3，在10～1.0亿m3，属Ⅱ等工程。 （2）水库枢纽等别：根据规范规定，对具有综合利用效益的水电工程，各效益指标分属不同等别时，整个工程的等别应按其最高的等别确定，故本水库枢纽为Ⅱ等工程。 （3）水工建筑物的级别：根据水工建筑物级别的划分标准，Ⅱ等工程的主要建筑物为2级水工建筑物，所以本枢纽中的拦河大坝、溢洪道为2级水工建筑物；次要建筑物为3级水工建筑物。 2. 各组成建筑物的选择 1）挡水建筑物型式的选择 （1）重力坝方案 从枢纽布置处地形地质平面图及1#坝轴线地质剖面图上可以看出，坝址基岩为上部为五通砂岩，下面为石英砂岩和砂质页岩，覆盖层沿坝轴线厚1.5～5.0m，五通砂岩厚达30～80m，若建重力坝清基开挖量大，目前C城至坝址尚无铁路、公路通行，修建重力坝所需水泥、钢筋等材料运输不方便，且不能利用当地筑坝材料，故修建重力坝不经济。 （2）拱坝方案 修建拱坝理想的地形条件是左右岸地形对称，岸坡平顺无突变，在平面上向下游收缩的河谷段；而且坝端下游侧要有足够的岩体支撑，以保证坝体的稳定。该河道弯曲相当厉害，尤其枢纽布置处更为显著形成S形，1#坝址处没有雄厚的山脊作为坝肩，左岸陡峭，右岸相对平缓，峡谷不对称，成不对称