B江水利枢纽工程设计 第一章 工程设计基本资料 1.1 枢纽概况及工程目的 B江是我国南部的一条河流，根据河流规划拟建一座水库，本设计的任务是进行水库水利枢纽工程设计。水库建成后，控制流域面积33700平方千米，总库容25.5亿立方米。水库枢纽由主坝、电站及泄水底孔等组成，水库主要任务是调节水量、供B市人生活用水、结合引水发电并兼顾防洪要求，尽可能使工程提前受益，尽早建成。根据水库规模及在国名经济中的作用，枢纽定为一等工程，主坝为Ⅰ级建筑物，其他建筑物均按Ⅱ级建筑物考虑。 1.2 设计任务和基本要求 1.2.1 设计任务 1、根据地质、地形条件和枢纽建筑物的作用进行坝线、坝型的选择，枢纽布置方案比较通过初步分析确定。绘制上、下游立视图。 2、进行非溢流坝（挡水坝）的剖面设计，内容包括：拟定挡水坝剖面，稳定、应力分析等，并绘制剖面设计图。 3、进行溢流坝的剖面设计，内容包括：拟定断面，水力计算，稳定、应力分析等，并绘制剖面设计图。 4、进行细部构造设计和地基处理设计，包括：混凝土标号分区、分缝、止水、廓道、排水以及开挖、清理、灌浆、断层处理等，并绘制有关设计图。 5、设计绘图要求结构合理、工艺性好、表达完整清晰，符合GB规定，体现CAD绘图能力。 1.2.2 选作内容 根据设计者完成设计任务的具体情况，可选作导墙、廓道、闸墩、工作桥等结构设计内容，包括：结构计算、配筋计算和绘制设计图纸。 根据设计基本资料，确定导流设计标准及导流时段，并进行导流方案比较。通过论证和计算，选定施工导流方案。编制控制性的施工总进度计划，并绘制施工导流程序图。 1.2.3基本要求 1、必须发挥独立思考能力，创造性的完成设计任务，在设计中应遵循技术规范，尽量采用国内外的先进技术与经验。 2、对待设计计算绘图等工作，应具有严肃认真一丝不苟的工作作风，以使设计成果达到较高水平。 3、必须充分重视和熟悉原始资料，明确设计任务，在规定的时间内圆满完成要求的设计内容，成果包括：设计说明计算书一份、设计图纸3张（1#）。 1.3 水文分析 1.3.1 年径流 B江水量较充沛，坝址处多年平均年径流量为24.5亿立方米，占全流域的53%，年内分配很不均匀，主要集中汛期七、八月份。丰水年时占全年50—60%，枯水年占30—40%，而且年际变化也很大。

1.3.2 洪水 多发生在七月下旬至八月上旬有峰高量大涨落迅速的特点，据调查近一百年来由六次大水。其中1883年最大，有洪痕估算洪峰流量约为24400—27400 3ms，实测的45年资料中最大洪峰流量发生灾1962年为188003ms。洪峰历时三天左右，有频率分析法求得： 表1.1 洪水流量指标

项目 千年一遇洪水流量 万年一遇洪水流量 千年一遇三天洪量 万年一遇三天洪量 指标 40400 3m/s 59200 3m/s 26.1亿3m 45.4亿3m

表1.2 几个重现期所对应的洪峰流量值 重 现 期（年） 10 20 50 100 洪峰流量（3m/s） 7520 11700 17800 22800 三日洪量（亿3m） 8.06 11.4 16.0 19.7 表1.3 枯水期洪水过程线（频率：5%） 时段：9.1-6.30 日 期 月、日、时 流 量 3m/s 日 期 月、日、时 流 量 3m/s 日 期 月、日、时 流 量

3m/s

6.16.2 65 6.17.2 490 6.18.2 440 4 72 4 880 4 430 6 72 6 1010 6 420 日 期 月、日、时 流 量 3m/s 日 期 月、日、时 流 量 3m/s 日 期 月、日、时 流 量

3m/s

8 79 8 772 8 400 10 79 10 730 10 390 12 86 12 690 12 380 14 123 14 660 14 360 16 123 16 610 16 350 18 130 18 560 18 330 20 137 20 520 20 310 22 188 22 490 22 300 24 231 24 450 24 280

表1.4 设计洪水过程线表 流量：/s3m 10 20 50 100 7.25.2 87 120 195 221 5 110 180 300 340 8 254 378 576 663 11 604 1170 1290 1460 14 1504 1830 1900 2290 17 1860 2630 3750 4510 20 3790 5370 7650 9200 23 5210 7530 10450 12600 7.26.2 6000 8150 11600 1400 5 6800 8830 12000 15200 8 7230 11400 16200 19600 11 7220 11700 17800 22800

重 现 期 日

期 14 7340 10400 14800 17800 10 20 50 190 17 5430 7700 11000 13200 20 3780 5350 7620 9160 23 2860 4040 5760 6940 7.27.2 2100 2960 4220 5030 10 20 50 190 5 1670 2360 3360 4050 8 1440 2080 2910 3500 11 1300 1840 2620 3150 14 2270 1700 2350 2840 17 1250 1680 2200 2600 20 1100 1600 2050 2500 23 1050 1580 1830 2100 7.28.2 1000 1450 1700 2050 5 950 1350 1600 1880 8 900 1150 1550 1850 11 870 1100 1500 1800 14 850 1045 1450 1700 17 820 1000 1400 1670 1.3.3 泥沙 本流域泥沙颗粒较粗，中值粒径0.0375毫米，全年泥沙大部分来自汛期七、八月份，主要产于一次或几次洪峰内且年际变化很大，有计算得，多年平均悬移质输沙量为1825万吨，多年平均含沙量7.45公升/立方米。推移质缺乏观测资料。可计入前者的10%，这样总入库沙量为2010万吨。淤砂浮容重为0.9吨/立方米，内摩擦角为12度。 1.3.4 气象 库区年平均气温为10℃左右，一月份最低月平均气温为零下6.8℃，绝对最低气温达

重 现 期 日

期 零下21.7℃（1969年），7月份最高月平均气温25℃，绝对最高达39℃（1955），多年平均气温见表1.5。 表1.5 多年平均气温表 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 气温 -6.8 -3.4 3.55 12.11 19.14 22.86 25.11 24.0 16.67 10.20 2.85 -4.4 水温 10.4 17.1 21.4 24.6 23.6 18.5 11.6 3.4 本流域无霜期较短（90-180）天，冰冻期较长（120-20天），坝址附近的河道一般12月封冻，次年3月上旬解冻，封冻期约70-100天，冰厚0.4-0.6米，岸边可达1米，流域内冬季盛行偏北风，风速可达七、八级有时更大些，春秋两季风向变化较大，夏季常为东南风，多年平均最大风速为21.5 ms，水库吹程3Dkm。流域内多年平均降雨量约为400-700毫米，多年平均降水天数及降水量见下表1.6。 表1.6 多年平均降水天数及降水量表 月 份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

降 水天数

月平 均 1.7 2.5 3.6 4.6 6.7 11.0 15.5 12.6 7.1 47.3 2.6 1.1

最多天数 5 9 9 8 11 17 21 20 14 11 5 4

最少天数 0 0 0 1 1 1 4 5 1 0 0 0

降水量毫米

月平均 1.4 5.6 8.2 25.7 39.0 89.1 277.3 215.2 68.8 30.1 9.2 2.0

最大 4.8 33.5 24.2 74.2 91.3 217.8 548.5 462.8 181.9 76.1 134.6 11.4 最小 0 0 0 0.9 12.5 20.0 101.1 94.2 1.7 0 0 0 1.4 工程地质 1.4.1 库区地址 B江水利枢纽属于中高山区，河谷大都为峡谷地形，岸阶地狭窄，断续出现且不对称，区域内无严重的坍岸及渗陋问题。 1.4.2 坝址地址 (1)地貌 坝址位于Y村南300米处，为低谷丘陵地区，两岸相对高差不大，河谷开阔，宽约600米上下游两千米范围内，河道顺直主河槽位于右岸，河床高程137米左右。枯水期河床宽约100米，由于受河流侧向侵蚀两岸地形不对称。右岸坡度较陡约60左右，左岸较缓约20度，河床中除漫滩外，左岸还有三级阶地发育，一、二级阶地高程自140米—160米。三级阶地与缓坡相接直达山顶。覆盖层厚度为7—12米的沙砾卵石冲击层。 (2)岩性 坝区主要岩性为太古界拉马沟片麻岩，其次为第四季松散堆积物，以及不同时期的侵入岩脉，坝区范围内片麻岩以其岩性变化情况可分为六大层，其中第一、四、六层岩性较好，但第一、六曾因受地形限制建坝工程很大。第四大岩层（Ar I 4）为角闪斜长片麻岩。具粗粒至中间细粒纤状花岗岩变晶结构，主要矿物为斜长石、石英及角闪石，本层岩体呈厚层块状、质地均一、岩性坚硬、抗风化力强、工程地质条件较好，总厚度185米左右。 1.4.3 构造 坝址处虽然断层、裂隙较多，但大部分规模较小对工程影响不大，其中F2、F5、F11、F26、F27、F28断层对坝体有一定影响，以上各断层的特性由表1.7所示 1.4.4 水文地质 坝基的透水性总的看来不大，但不均一，主要决定断裂发育程度和性质，在平面上，一级阶地基岩透水性大于其它地貌单元。从垂向上看河内单位溪水量小于0.01公升/分的顶板在83—105米高程其间之透水层厚度为40—50米，若除开挖部分厚度将更薄一些，两岸透水层应以天然地下水位为下限，一般都大于50米。 表 1.7 地质构造特性表

编号 走向 倾向及倾角 宽度（米） 性质 对建筑物的影响

F2 北东85—西北275 南70—80 2.5—12.5 压扭 长约200米一段靠近上游坝锺。对基础岩石力学强度及坝基完整均一性有影响。

F5 北东20度 南东30度 1—8.0 张扭 位于溢流坝段子上有向下游斜贯2—3隔坝段降低岩层力学强度。影响