沟后水库土石坝枢纽的设计详解.doc

目录 1 概述 1 2 资料分析与整理 1 2.1 工程地质 1 2.2水文气象 2 2.3 筑坝材料及其物理力学性质 4 2.4 其他资料 5 2.5 工程特性表 6 3 枢纽布置及坝型选择 8 3.1 枢纽布置 8 3.2 坝型选择 9 4大坝稳定分析 11 4.1 稳定分析的目的 11 4.2荷载分析 11 4.3稳定分析方法 11 4.4计算工况 11 4.5稳定计算 11 5基本构造 17 5.1 坝顶 17 5.2 防渗体系 17 5.3 地基处理 17 5.4 反滤层 17 5.5 排水设备 17 5.6 护坡 18 5.7 土坝与坝基、岸坡的连接 18 6泄洪隧洞 19 6.1 泄洪隧洞概述 19 6.2 泄水建筑物线路选择 19 6.3 隧洞方案选择 19 6.4 总体布置 20 6.5 水力计算 21 7总结 22 参考文献 23 1 概述 沟后水库枢纽工程位于青海省共和县恰卜恰镇沟后村附近的黄河一级支流——沟后河上。水库坝址以上控制流域面积为197.8平方公里，总库容330万立方米，属小（1）型四等工程。 本水库为安置龙羊峡水库库区移民的配套工程。水库以灌溉为主，可灌溉共和县农田二万亩，林地五千亩，同时解决恰恰镇三万多居民的生活及城镇工业用水。 枢纽工程包括大坝，泄洪兼引水隧洞两部分. 确定洪水标准、工程级别、坝型选择；枢纽布置，进行方案比较确定枢纽布置，绘制枢纽布置平面图，上、下游立视图；坝工设计，进行断面设计，渗流计算，稳定计算，沉降量计算，细部构造设计；基础处理，坝与两岸的连接；隧洞的设计等。 要求设计者必须充分重视和熟悉原始资料，明确设计任务，在规定时间内按设计要求完成设计任务，从工程实际出发，严格执行技术规范的要求，尽量采用国内外先进的技术和经验，每个参加设计的学生必须独立思考，发挥自己的创造性独立完成设计任务，理论依据正确充分，布置合理，计算准确，绘图正确，清晰，成果尽可能标准。 2 资料分析与整理 2.1 工程地质 沟后河为黄河一级支流，发源于共和县南北山麓，沟后水库位于沟后河的上游，坝址以上为高山峡谷区，以下为广阔的共和盆地，该河在坝址下游35 公里处注入黄河。 2.1.1 库区工程地质条件 水库库区两岸分水岑，山顶高达3781 米，山体宽厚不存在深切的邻谷和洼地，库内两岸斜坡面较平直，没有大型冲沟发育。坝址处河床高程为3221 米，与两岸山顶相对高差达560 米。 水库库区基岩全部为印支期致密、坚硬的闪长岩及花岗闪长岩，其微风化——新鲜岩石的单位吸水量﹤0.01升/分·米，为相对不透水层，两岸分水岑相对不透水层的最低高程都在3360 米以上，库区未发现大的断裂、破碎带和节理裂隙密集带，即在地层岩性和地质构造上不存在集中渗漏的通道，从上述地形、质条件判断，库区蓄水条件是比较好的。 库区两岸基岩坡度一般在55度左右，岸边未发现规模较大的缓倾角结构面，水库蓄水后一般是稳定的。由于该地区属大陆性高原气候区，日温差很大，物理风化严重，两岸坍塌现象较发育，故两岸斜坡基岩面上广泛分布着坍塌物质，其中崩积、坡积的块石、碎石一般是稳定的，而壤土极为疏松，属高压缩性，强失陷性土，对稳定不利，坝段部分须挖除，水库蓄水后估算总塌岸量约为15万立方米，将影响水库寿命。 水库库盆地基底及库岸基岩属相对不透水层，故水库没有浸没问题。 2.1.2坝址地区工程地质条件 坝轴线位于沟后河峡谷口上游500 米处，河谷狭窄，所在河段南北走向，平均河宽60米，两岸岸坡左陡右缓，左岸坡度45度左右，右岸坡度35度左右。 基岩上分布着第四系全新统堆积物，其覆盖面积约占坝区的70%～80%。河床砂卵石层厚12～14米，透水性强，渗透系数为20.9～94.5米/昼夜，且整层结构疏松，分选性差，存在渗透稳定问题，应做坝基防渗处理，河谷两岸基岩上分布着崩积、坡积块、碎石，层厚10～20米，边坡稳定性差，建坝前须做处理。 经国家地震局兰州地震研究所鉴定，沟后水库的基本地震烈度为六级。 2.1.3泄洪隧洞的工程地质条件 泄洪隧洞布置在坝区河谷左岸，地形地质条件均优于右岸。沿地面高程3240～3290米，隧洞建基高程3235～3211米。穿越地层岩性为花岗闪长岩，围岩致密坚硬，牢固系fk=7～9，岩石弹性抗力系数k=600～800kg/cm2。但围岩节理裂隙发育，岩体成块状砌体结构，隧洞沿线依次通过F35、F36、F12、F9四个断层。开挖毛洞时，可能产生坍塌或掉块，应采取支护措施。 2.2水文气象 流域内大部分地区人烟稀少，没有气象台站，仅在]恰卜恰镇有气象站，也无实测系列水文资料，径流、洪水、泥沙计算系根据青海省水文手册及设计暴雨洪水图集等有关资料进行。 2.2.1气象 流域所在地区地势