群安水庫(kù)樞紐工程設(shè)計(jì) The qunan Reservoir Key Project Designs 總計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 110 頁(yè) 表 格 24 個(gè) 目 錄 摘 要 . I ABSTRACT.II 第一章 基本資料 .1 1.1 水文氣象 .1 1.1.1 流域概括 .1 1.1.2 氣象 .1 1.1.3 徑流 .2 1.1.4 洪水 .3 1.1.5 設(shè)計(jì)施工導(dǎo)流及度汛洪水 .3 1.1.6 泥沙 .3 1.2 工程地質(zhì) .7 1.2.1 區(qū)域構(gòu)造及其穩(wěn)定 .7 1.2.2 水庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件 .8 1.2.3 壩址區(qū)工程地質(zhì)條件 .9 1.3 建筑材料 .11 1.3.1 天然建筑材料 .11 1.3.2 三材 .12 第二章 調(diào)洪演算 .16 2.1 工程等級(jí)規(guī)模 .16 2.2 防洪標(biāo)準(zhǔn) .16 2.3 調(diào)洪演算 .16 2.3.1 洪水過(guò)程線(xiàn)計(jì)算 .16 2.3.2 泄洪方式 .16 2.2.3 泄洪能力 .16 2.3.4 調(diào)洪演算 .17 第三章 大壩設(shè)計(jì) .19 3.1 壩型選擇 .19 3.2 壩頂高程 .21 3.2.1 壩頂超高計(jì)算 .22 3.2.2 平均波高及波長(zhǎng)計(jì)算 .22 3.2.3 平均波浪爬高 .23mR 3.2.4 風(fēng)浪壅高計(jì)算 .24 3.2.5 最終壩頂高程確定 .25 3.3 壩頂構(gòu)造 .26 3.3.1 壩頂寬度計(jì)算 .26 3.3.2 壩頂?shù)匿佋O(shè) .26 3.4 壩坡及相關(guān)設(shè)計(jì) .26 3.4.2 壩面排水 .27 3.4.3 護(hù)坡設(shè)計(jì) .28 3.5 大壩其他構(gòu)造 .28 3.5.1 防滲體選擇 .28 3.5.2 壩體排水設(shè)計(jì) .29 3.5.3 反濾層和過(guò)濾層 .30 3.5.4 筑壩材料選擇與填筑要求 .30 3.5.5 土料的儲(chǔ)量 .31 3.5.6 土料場(chǎng)的選擇 .31 3.5.7 壩殼料場(chǎng)的選擇 .32 3.5.8 填筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì) .32 第四章 泄水建筑物 .32 4.1 方案比較 .33 4.2 溢洪道的布置 .33 4.2.1 引水渠布置 .34 4.2.2 控制段布置 .34 4.2.3 泄槽 .34 4.2.4 消能防沖設(shè)施布置 .34 4.2.5 出水渠布置 .35 4.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .35 4.3.1 引水渠 .35 4.3.2 控制段 .35 4.3.4 挑流消能 .36 4.3.5 邊墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .36 4.4 地基及邊坡處理設(shè)計(jì) .36 4.4.1 地基開(kāi)挖 .36 4.4.2 邊坡開(kāi)挖及處理 .36 4.5 混凝土的強(qiáng)度、防滲、抗凍指標(biāo) .36 4.6 溢洪道水力設(shè)計(jì) .37 4.6.1 控制段 .37 4.6.2 泄流能力計(jì)算： .37 4.6.3 泄槽的水力計(jì)算 .39 4.6.4 波動(dòng)摻氣水深計(jì)算 .43 4.6.5 挑流消能計(jì)算 .44 4.7 校核情況 .45 第五章 輸水建筑物 .46 5.1 方案比較 .46 5.2 隧洞選線(xiàn)與布置 .46 5.3 閘門(mén)在隧洞中的布置 .46 5.4 洞型尺寸 .46 5.5 隧洞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .47 5.5.1 襯砌厚度 .47 5.5.2 分縫 .48 5.5.3 隧洞的灌漿、排水 .48 5.5.4 混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍、抗磨和抗侵蝕 .49 參考文獻(xiàn) .50 1 摘 要 群安水庫(kù)樞紐工程設(shè)計(jì)分說(shuō)明書(shū)和計(jì)算書(shū)兩部分。水庫(kù)以灌溉和工業(yè)供水為主，兼 顧防洪，工程興建后可以向地區(qū)工業(yè)供水。水庫(kù)樞紐建筑物由主壩、溢洪道、放水洞組 成。 設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是確定主要建筑物的級(jí)別，選定適宜的壩址、工程總體布置、主要 建筑物形式和控制性尺寸；選擇水庫(kù)的各種特征水位；選擇施工導(dǎo)流方案、主要建筑物 的施工方法、施工進(jìn)度及總布置、天然建筑材料來(lái)源、對(duì)外交通及主要設(shè)備，及施工總 概算進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，對(duì)各種主要建筑物進(jìn)行確定，并通過(guò)水利計(jì)算驗(yàn)證所設(shè)尺寸對(duì) 泄流及輸水、消能防沖等方面的要求。根據(jù)建筑物各部位用料和技術(shù)要求，各料場(chǎng)的分 布高程、數(shù)量和質(zhì)量、開(kāi)采運(yùn)輸及加工條件、受洪水及冰凍影響的情況。 水庫(kù)樞紐的主要建筑物級(jí)別為 3 級(jí)，次要建筑物為 4 級(jí)，臨時(shí)建筑物為 5 級(jí)。永久 性建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為 50 年標(biāo)準(zhǔn)，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 1000 年標(biāo)準(zhǔn)，工程規(guī)模為中型。 關(guān)鍵字：群安水庫(kù)樞紐工程 主要建筑物 施工組織設(shè)計(jì)； 第一章 基本資料 2 Abstract The qunan reservoir key project designs explains things the Ming edition and the account book two parts. The reservoir irrigates and the industrial water supply primarily, proper attention to both flood prevention, after project construction, may to the area industrial water supply. The reservoir key position building by the main dam, the spillway, puts the water tunnel to be composed. The designs primary mission is the determination main buildings rank, the designation being suitable dam site, the project general arrangement, the main building form and the control size; Chooses the reservoir each kind of characteristic water level; The choice construction conduction current plan, the main buildings job practice, the construction progress and always arrange, the natural building material to originate, the external communication and the major installation, and constructs the rough estimate to carry on the technical economy analysis, carries on the determination to each main building, and supposes the size through the water conservation computation confirmation to the aerial drainage and the water distribution, disappears can against flush and so on aspect requests. According to the building various spots needed materials and the specification, the various materials yards distributed elevation, quantity and the quality, the mining transportation and the working condition, and freeze the flood the influence the situation. The reservoir key positions main building rank is 3 levels, the secondary building is 4 levels, the temporary building is 5 levels. The permanent building design flood standard was 50 year standard, the examination flood standard is in 1000 the standard, the project scale for medium. Key word ：qunan reservoir key project designs；the main building；Construction organization plan 1 第一章 基本資料 1.1 水文氣象 1.1.1 流域概括 群安河位于某省群安盆地以北，東部天山山脈哈爾里南坡，地理位置介于東經(jīng) 90 579419，北緯 43024311，流域內(nèi)地形大部屬中高山地形，地勢(shì)北高南低，由東 北向西南傾斜，海拔 3600 米以上為冰川和永久積雪覆蓋區(qū)，海拔 25003600 米區(qū)間為 徑流形成區(qū)，海拔 13002500 米屬中低山區(qū)，河流全長(zhǎng) 31 公里，壩址以上集水面積 324 平方公里，徑流來(lái)源于高山冰雪融水，夏季的直接降水和季節(jié)性積雪融水，河道縱坡 25% 30%。 1.1.2 氣象 群安河流域地處歐亞大陸腹地，屬典型的大陸性氣候，其特點(diǎn)是光照充足，夏季炎熱， 冬季寒冷，干燥少雨，蒸發(fā)量大，春季多風(fēng)。流域內(nèi)盛行東北、東風(fēng)，全年大風(fēng)日數(shù) 24 天。庫(kù)區(qū)內(nèi)一般多出現(xiàn)順河向風(fēng)，多年平均年最大風(fēng)速 12m /s，風(fēng)向基本上與壩軸線(xiàn)正交， 吹程 D=2.12km。 庫(kù)壩區(qū)多年平均降水量 143.9 毫米，多年平均蒸發(fā)量 1232.3 毫米，多年平均蒸發(fā)量見(jiàn) 表 11。 表 11 多年平均蒸發(fā)量 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年 蒸發(fā)量 (mm) 26.4 42.2 102.7 190 287.5 279.3 272.9 263.3 226.8 135.3 52.8 26.4 1905.6 庫(kù)壩區(qū)多年平均溫度 7.5，一月平均氣溫-5.2 ，7 月平均氣溫 21.1，極端最高氣 溫 32.5（1986 年 7 月 15 日） ，極端最低氣溫-22.5 （1984 年 1 月 17 日） ，年日照時(shí)數(shù) 在 3000 小時(shí)以上。氣溫詳見(jiàn)表 12。 根據(jù)壩址處 19551995 年的冰情觀測(cè)資料，最大河心冰厚 0.44m，最大岸邊冰厚 0.45m。最大凍土深度 80cm。 第一章 基本資料 2 表 12 多年月平均氣溫（） 月 項(xiàng)目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年 月平均 -5.5 -4.3 3.0 9 15.3 19.4 21.1 20.2 13.5 3.4 -0.8 -4.4 7.5 最 高 -10.1 -8.0 18.7 22.9 25.7 29.7 32.5 30.1 26.1 20.1 8.0 7.1 32.5 最 低 -22.5 -13.9 -6.69 -3.4 -0.4 9.8 13.8 4.8 4.7 -9.4 -7.5 -16.3 -22.5 1.1.3 徑流 群安河徑流來(lái)源于高山冰雪融水，夏季的直接降水和季節(jié)性的積雪融水，徑流的年際 變化不大，但年內(nèi)分配不均，據(jù)庫(kù)址水文站 18 年（19791996）的實(shí)測(cè)資料，再加上斷 面上游引水渠引走的還原水量，年最大徑流量 64.65106m3（1990 年） ，年最小徑流量 36.27106m3（ 1985 年） ，汛期 59 月徑流量占全年徑流量的 86.5%，其中 68 月徑流量 占全年的 68.6%，枯水期 11 月至次年 3 月徑流量占全年的 7.4%。多年平均徑流量 49.51106m3， P=50%徑流量 49.20106m3，P=75% 徑流量 40.81106m3，P=90%徑流量 33.74106m3， P=95%徑流量 29.64106m3。 表 13 多年平均流量頻率計(jì)算成果 Cv 頻 率 P（% ） 項(xiàng)目 均值 計(jì)算 采用 Cs/Cv 2 5 10 20 50 75 80 90 平均流量 (m3/s) 1.57 0.26 0.26 2 2.46 2.26 2.1 1.91 1.56 1.29 1.23 1.07 表 14 P=10%每月最大來(lái)流量表 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 Q(m3/s) 0.65 0.51 0.44 16.8 29.7 37.6 49.2 42.5 8.53 1.99 0.92 0.61 1.1.4 洪水 群安河的洪水可分為暴雨洪水、融雪洪水、降水和冰雪融水混合洪水三種類(lèi)型的洪 水，其中融雪洪水大多出現(xiàn)在 4 月中旬至 5 月份，洪水的大小取決于冬春季山區(qū)積雪面 積和積雪深度以及春季氣溫輻射條件，這類(lèi)洪水漲落緩慢，變幅較小，對(duì)水庫(kù)的威脅不 及夏洪大。夏季暴雨洪水多發(fā)生在 7 月中下旬及 8 月上中旬，這類(lèi)洪水主要由大降水生 成，其中大范圍的暴雨洪水在群安流域出現(xiàn)頻次雖少，但量級(jí)并不低，1961 年 7 月 21 日 測(cè)得日雨量 93.4mm，調(diào)查最大洪峰流量 199m3/s，最大一日洪量 12.94106m3，另外有雨 水和冰雪融水混合形成的洪水在本流域內(nèi)也時(shí)有發(fā)生，這類(lèi)洪水對(duì)水庫(kù)安全、運(yùn)用較為 不利。因此，選擇 1998 年 8 月上、中旬的一次洪水過(guò)程線(xiàn)作用為群安水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水的典 型過(guò)程線(xiàn)（見(jiàn)表 15） 。 1.1.5 設(shè)計(jì)施工導(dǎo)流及度汛洪水 根據(jù)規(guī)范，施工導(dǎo)流洪水頻率為 P=10%，攔洪度汛洪水頻率為 5%，仍以 1998 年為 典型年，洪水過(guò)程線(xiàn)見(jiàn)表 16。截流設(shè)計(jì)流量可選用截流時(shí)期內(nèi) 10頻率的月平均流量， 見(jiàn)表 1-7。 表 17 P=10%每月平均來(lái)流量表 1.1.6 泥沙 群安河泥沙來(lái)源于融雪洪水和暴雨洪水對(duì)流域表面強(qiáng)烈的沖刷和侵蝕，根據(jù)實(shí)測(cè)資料 （19962005 年）分析，群安河輸沙量年際變化較大，年內(nèi)分配極不均勻，汛期 58 月 輸沙量占年輸沙量的 83.8%，49 月占年輸沙量的 100%。最大年輸沙量 2.10104 噸 （2000 年） ，最小年輸沙量 0.3104 噸（2002 年） ，最大年輸沙量是年最小的 7 倍。多年 平均年輸沙量為 1.14104 噸，其中推移質(zhì)泥沙為 0.17104 噸，懸移質(zhì)泥砂為 0.97104 噸。 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Q(m3/s) 0.2 0.1 0.15 3.4 4.1 5.8 8.2 6.4 2.0 1.2 0.5 0.3 第一章 基本資料 4 表 1-5 群安水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)計(jì)算表 P=0.1% P=2% 時(shí)間 典型估量 m3/s 放大倍比 放大流量 m3/s 修勻流量 m3/s 典型估 量 m3/s 放大倍比 放大流量 m3/s 修勻流量 m3/s 7 日 0:00 3.49 11.1 38.7 38.7 3.49 4.15 14.5 14.5 4:00 3.77 11.1 41.8 41.8 3.77 4.15 15.6 15.6 8:00 4.40 11.1 48.8 48.8 4.40 4.15 18.3 18.3 12:00 4.03 11.1 44.7 44.7 4.03 4.15 16.7 16.7 16:00 3.49 11.1 38.7 38.7 3.49 4.15 14.5 14.5 19:00 3.24 11.1 36.0 36.0 3.24 4.15 13.4 13.4 8 日 0:00 6.28 11.1/10.9 69.7/68.5 62.0 6.28 4.15/3.96 26.1/24.9 27.0 2:18 6.28 10.9 68.5 77.0 6.28 3.96 24.9 22.0 4:00 9.02 10.9 98.3 98.3 9.02 3.96 35.7 35.7 8:00 5.53 10.9 93.0 93.0 8.53 3.96 33.8 33.8 17:00 5.85 10.9 63.9 63.9 5.86 3.96 23.2 23.2 20:00 7.15 10.9 77.9 77.9 7.15 3.96 28.3 28.3 22:00 9.02 10.9 98.3 98.3 9.02 3.96 35.7 35.7 9 日 2:00 14.30 10.9 156.0 156.0 14.30 3.96 56.6 56.6 6:00 15.40 10.9/8.15 68.0/126.0 145.0 15.40 3.96/2.59 61.0/39.9 50.4 7:30 17.10 8.15 139.0 139.0 17.10 2.59 44.3 44.3 8:00 21.30 8.15 174.0 174.0 21.30 2.59 55.2 55.2 11:12 47.60 8.15 388.0 388.0 47.60 2.59 123.0 123.0 11:42 48.80 8.15/6.84 398.0/334 398.0 48.80 2.59/2.17 126.0/106.0 126.0 13:00 40.90 8.15 333.0 355.0 40.90 2.59 106.0 113.0 13:37 41.50 8.15 338.0 355.0 41.50 2.59 107.0 113.0 13:54 46.40 8.15 378.0 350.0 46.40 2.59 120.0 107.0 14:12 40.20 8.15 328.0 340.0 40.20 2.59 104.0 106.0 5 14:42 42.80 8.15 349.0 330.0 42.80 2.59 111.0 104.0 15:00 31.60 8.15 258.0 300.0 31.60 2.59 81.8 95.0 16:39 28.80 8.15 235.0 235.0 28.80 2.59 74.6 70.0 17:12 28.80 8.15 235.0 235.0 28.80 2.59 74.6 70.0 20:00 23.90 8.15 195.0 195.0 23.90 2.59 61.9 61.9 21:00 18.40 8.15 150.0 185.0 18.40 2.59 47.7 59.0 21:18 26.60 8.15 217.0 180.0 26.60 2.59 68.9 59.0 21:42 22.80 8.15 186.0 175.0 22.80 2.59 59.1 58.0 22:00 24.90 8.15 203.0 175.0 24.90 2.59 64.5 57.0 22:42 18.40 8.15 150.0 170.0 18.40 2.59 47.7 56.0 10 日 0:00 19.80 8.15 161.0 160.0 19.80 2.59 51.3 55.0 6:00 14.10 8.15/10.9 15.0/154.0 135.0 14.10 2.59/3.96 36.5/55.8 48.0 8:00 13.10 10.9 143.0 132.0 13.10 3.96 51.9 45.0 19:54 7.72 10.9 84.1 84.0 7.72 3.96 30.6 30.6 20:00 7.72 10.9 84.1 84.0 7.72 3.96 30.6 30.6 11 日 0:00 7.33 10.9/11.1 80.4/81.9 80.0 7.38 3.96/4.15 29.2/30.6 29.2 4:00 6.74 11.1 74.8 74.8 6.74 4.15 28.0 28.0 8:00 6.44 11.1 71.5 71.5 6.44 4.15 26.7 26.7 17:12 4.97 11.1 55.2 55.2 4.97 4.15 20.6 20.6 20:00 4.77 11.1 52.9 52.9 4.77 4.15 19.8 19.8 21:3 4.38 11.1 48.6 48.6 4.38 4.15 18.2 18.2 12 日 0:00 4.57 11.1 50.7 48.0 4.57 4.15 19.0 19.0 表 16 群安水庫(kù)施工期洪水過(guò)程線(xiàn)計(jì)算表 時(shí)間 P=5% P=10% 第一章 基本資料 6 典型估量 m3/s 放大倍比 放大流量 m3/s 修勻流量 m3/s 典型估量 m3/s 放大倍比 放大流量 m3/s 修勻流量 m3/s 23 日 20:00 6.40 2.72 17.4 17.4 1.78 11.4 11.4 21.12 8.99 2.72 24.5 24.5 1.78 16.0 16.0 24 日 4:00 10.60 2.72 28.8 28.8 1.78 18.9 18.9 8:00 11.10 2.72 30.2 30.2 1.78 19.8 19.8 12:53 13.00 2.72/2.05 35.4/26.7 35.4 1.78/1.16 23.1/15.1 23.1 14:00 16.40 2.05 33.6 39.5 1.16 19 24.1 15:30 24.20 2.05 49.6 42.0 1.16 28.1 24.5 15:40 24.20 2.05 49.6 42.5 1.16 28.1 24.6 16:12 21.40 2.05 43.9 43.9 1.16 24.8 24.8 16:20 22.00 2.05 45.1 45.1 1.16 25.5 25.5 17:12 28.20 2.05/2.35 57.8/66.3 66.3 1.16/1.32 32.7/37.2 37.2 17:27 28.20 2.05 57.8 65.5 1.16 32.7 36.8 18:38 25.30 2.05 51.9 53.4 1.16 29.3 30.6 19:00 26.00 2.05 53.3 53.3 1.16 30.2 30.2 20:00 24.40 2.05 50.0 50.0 1.16 28.3 28.3 21:18 22.40 2.05 45.9 47.8 1.16 26 27 22:00 24.60 2.05 50.4 46.7 1.16 28.5 26.4 23:24 21.70 2.05 44.5 44.5 1.16 25.2 25.2 25 日 0:00 23.10 2.05 47.4 47.4 1.16 26.8 26.8 1:00 23.30 2.05 48.8 48.8 1.16 27.6 27.6 2:00 23.80 2.05 48.8 48.8 1.16 27.6 27.6 4:00 20.50 2.05 42.0 42.0 1.16 23.8 23.8 8:00 16.50 2.72/2.05 33.8 33.8 1.16 19.1 22.0 8:23 16.50 2.72 33.8 33.8 1.16 19.1 21.8 12:35 13.40 2.72 36.4/27.5 32.0 1.78/1.16 23.9/15.5 20.0 16:00 11.30 2.72 30.7 30.7 1.78 20.1 18.5 18:30 9.82 2.72 26.7 26.7 1.78 17.5 17.5 7 20:00 9.82 2.72 26.7 26.7 1.78 17.5 17.5 26 日 0:00 10.30 2.72 28.0 28.0 1.78 18.3 18.3 4:00 9.82 2.72 26.7 26.7 1.78 17.5 17.5 8:00 8.50 2.72 23.1 23.1 1.78 15.1 15.1 12:00 6.71 2.72 18.3 18.3 1.78 11.9 11.9 20:00 5.59 2.72 15.2 15.2 1.78 9.95 10.0 1.2 工程地質(zhì) 1.2.1 區(qū)域構(gòu)造及其穩(wěn)定 工程區(qū)位于天山東段塊體內(nèi)，北部為巴里坤塔格八大石隆起塊體，南部為群安盆地 （沉降帶） 。其北面是天山東西向構(gòu)造與阿爾泰北面構(gòu)造的交匯部位，除近東西向及北西 北西西構(gòu)造較發(fā)育外，還見(jiàn)有少量的北北西向斷裂及北東東向斷裂，各種不同方向的 斷裂將本區(qū)分割成大小不同的構(gòu)造塊體。 1. 主要構(gòu)造形跡 （1）巴里坤塔格天山廟大斷裂 該斷裂總長(zhǎng) 300 公里以上，西段走向近東西較平直，天山廟以東走向北西西，再往東 轉(zhuǎn)北東東，形成往南突出的弧形，斷裂北傾，傾角 7076。 （2）南山口西斷裂 走向 333，地表出露長(zhǎng)度 10 公里，為具右旋特征的剪切斷裂，此組方向的斷層開(kāi)成 時(shí)間晚，截割了其他方向的斷裂，是第四紀(jì)以來(lái)的活斷層。 （3）東溝斷裂 東溝斷裂是庫(kù)壩區(qū)附近的一條斷裂，是在花崗巖體中發(fā)育的一條北東東走向的斷裂， 斷裂的東段沿群安河谷分布，成東西向延伸，東段在河谷南側(cè)不遠(yuǎn)的基巖中通過(guò)，總長(zhǎng) 度約 25 公里，斷裂傾角較陡，在 75左右，且多朝南傾，為一條右旋走滑斷層，它對(duì)庫(kù) 區(qū)地形及地質(zhì)構(gòu)造起到一定的影響。 2 活動(dòng)斷裂與地震 （1）達(dá)板果勒斷裂 達(dá)板果勒裂東端在未來(lái) 100 年內(nèi)發(fā)生 67 級(jí)左右地震的可能性最大，但其最近的可 能震源距庫(kù)區(qū)在 20 公里以上，按地震影響場(chǎng)的衰減系數(shù)，對(duì)庫(kù)區(qū)的影響裂度也在 7或 7 以下。 第一章 基本資料 8 （2）東溝斷裂 該斷裂長(zhǎng)約 25 公里，歷史上很少有地震活動(dòng)，活動(dòng)量也不大，本區(qū)尚未發(fā)現(xiàn)北東東 向斷裂發(fā)生過(guò) Ms5 級(jí)地震的先例，因而估計(jì)未來(lái)百年內(nèi)發(fā)生 Ms6 級(jí)地震的可能性很小， 按照某省地區(qū)斷層長(zhǎng)度與發(fā)生最大地震的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式，該斷裂可能發(fā)生的最大震級(jí) Ms=6.2，即使發(fā)生 6.2 級(jí)地震，其烈度也只有 7。 3. 區(qū)域穩(wěn)定評(píng)價(jià) 壩庫(kù)區(qū)位于天山東段構(gòu)造塊體內(nèi)，盡管附近有東溝斷裂存在，經(jīng)自治區(qū)地震局論證鑒 定，活動(dòng)量不大，它不是本區(qū)地震活動(dòng)的控制性斷裂，因此，區(qū)域構(gòu)造環(huán)境較好，庫(kù)壩 區(qū)處于較穩(wěn)定的塊體內(nèi)。 據(jù)自治區(qū)地震局論證鑒定，區(qū)外達(dá)板果勒斷裂東端發(fā)生 67 級(jí)左右地震的可能性最 大，但對(duì)庫(kù)區(qū)的最高影響烈度為 7。 1.2.2 水庫(kù)區(qū)工程地質(zhì)條件 1. 庫(kù)區(qū)地質(zhì)概況 群安水庫(kù)在大地構(gòu)造單元上屬北天山地向斜褶皺帶,哈爾里克復(fù)背斜,出露的地層有泥 盆系中統(tǒng)大南湖級(jí)第三亞組和不同成因類(lèi)型的第四系地層。 現(xiàn)將庫(kù)區(qū)出露地層由老到新分述如下： （1）泥盆系中統(tǒng)大南湖組第三亞組 大理巖：出露于庫(kù)區(qū)西北部，為庫(kù)區(qū)最老地層，分布面積 0.08 平方公里，巖石呈 白色、灰白色，花崗變晶結(jié)構(gòu)，產(chǎn)狀 9646 。 粉砂質(zhì)凝灰?guī)r：出露于壩址區(qū)河流西側(cè)，分布面積 0.4 平方公里，巖石呈灰色、灰 綠色，風(fēng)化面為灰黑色，層狀構(gòu)造，由正常碎屑和膠結(jié)物組成，巖層產(chǎn)狀傾向東，傾角 7080。 凝灰質(zhì)粉砂巖：出露于壩址以東，面積 1.8 平方公里，由于斷層與小褶曲的影響， 產(chǎn)狀變化較大。巖石呈灰色，風(fēng)化面黑色，板狀層狀構(gòu)造，由正常碎屑和火山碎屑組 成。 （2）第四系地層 沖積層：由河流沖積作用形成的松散堆積物，分布在河床和河流形成的階地上， 沿河帶狀分布，厚度變化于 213.2m，在壩址附近厚約 25m 。巖性為砂、卵石。 坡積碎石土層：主要分布在壩址兩岸階地上，厚度 013m，其成分為碎石和粉土， 9 碎石含量 60%左右，粉土含量 40%左右。 2. 構(gòu)造 庫(kù)區(qū)的內(nèi)共有大小斷層 20 條，最長(zhǎng)達(dá) 5.5 公里，最短的僅幾十米，以走向 6070 的最發(fā)育，主要斷層有 F1、F17 、F18。 F1 斷層：縱貫整個(gè)庫(kù)區(qū)，屬逆斷層，長(zhǎng) 5.5 公里，斷層?xùn)|段走向 43，中段 72，西 段 60，傾向南東，傾角 6288，中段傾角陡，破碎帶寬 610 米，破碎帶由內(nèi)向外依 次有斷層泥、糜棱巖、角礫石和壓碎巖，斷層破碎帶連續(xù)，從壩址左壩肩穿過(guò)。 F17 斷層：位于壩址右岸，為一正斷層，長(zhǎng) 1 公里，斷層面傾向南西，走向 62，傾 角 80，破碎帶寬 0.51 米，可見(jiàn)斷層角礫巖。 F18 斷層：位于壩址上游 0.7 公里處，接近南北走向。 壩址區(qū)主要裂隙有 7 條，以北東向?yàn)橹鳎媳毕虼沃?，最長(zhǎng)達(dá) 300m，小的只有幾十 米，裂隙傾角 7080 ，裂隙張開(kāi)寬度 15cm ，最大不超過(guò) 10cm，裂隙面粗糙，有碎 石、粘土物充填。 3. 庫(kù)岸穩(wěn)定 水庫(kù)基底巖石為凝灰?guī)r，河谷及兩側(cè)岸坡為厚度不大的松散堆積物覆蓋，進(jìn)入壩址附 近因岸坡變陡，大部分范圍基巖裸露，基巖完整。未發(fā)現(xiàn)滑坡體，位于壩址南側(cè)的 F1 斷 層，向南傾斜，在壩址附近傾角 82，出露在庫(kù)區(qū)回水標(biāo)高范圍以上，水庫(kù)建成蓄水后不 存在滑動(dòng)、坍塌問(wèn)題。 4. 庫(kù)區(qū)滲漏 庫(kù)區(qū)處于高山峽谷區(qū)，兩岸山勢(shì)陡峻，山體雄厚，河谷深切，10 公里范圍內(nèi)為最低 侵蝕基準(zhǔn)面，庫(kù)區(qū)巖性由花崗巖和凝灰?guī)r組成，除發(fā)育有近東西，近南北向兩級(jí)小規(guī)模 斷裂外，無(wú)規(guī)模較大的區(qū)域性斷裂通過(guò)，故水庫(kù)不會(huì)產(chǎn)生鄰谷滲漏。 5. 水庫(kù)淹沒(méi)及浸沒(méi) 庫(kù)區(qū)內(nèi)無(wú)工礦企業(yè)、居民點(diǎn)，僅有 5 畝耕地，1.3 萬(wàn)余株野生喬灌木及 268 畝天然草 場(chǎng)，故無(wú)大的淹沒(méi)損失，巖質(zhì)庫(kù)岸也不存在浸沒(méi)問(wèn)題。 1.2.3 壩址區(qū)工程地質(zhì)條件 1. 地質(zhì)概況 壩址區(qū)位于群安河谷近出山口地段，屬低中山地貌，海拔 14801883m ，比高 第一章 基本資料 10 400m。 壩區(qū)河流呈近東西走向，河流以下切為主，河谷呈“V”字形，現(xiàn)代河床寬 2750m ， 河流彎急，流速大。壩址區(qū)上下游兩岸沖溝發(fā)育，呈梳狀展布，以近南北向者居多，沖 溝具有延伸長(zhǎng)、兩岸陡立、切深大等特點(diǎn)，給選擇壩線(xiàn)帶來(lái)一定困難。 壩址區(qū)出露巖層主要有粉砂質(zhì)凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)粉砂巖、大理巖、第四系沖積物及坡積 物，沖積物厚度 25m，坡積物厚度 014m。 壩址區(qū)河谷兩岸不對(duì)稱(chēng)，階地亦不對(duì)稱(chēng)，河谷右岸較發(fā)育，階地可見(jiàn)、級(jí)， 級(jí)階地不發(fā)育，級(jí)階地在右岸呈帶狀分布，高出河水位 30m 左右，級(jí)階地高出河 水位 4050m。 壩址區(qū)內(nèi)無(wú)大的斷裂構(gòu)造發(fā)育，只發(fā)育有幾條規(guī)模較小的斷層和兩級(jí)裂隙，現(xiàn)簡(jiǎn)述如 下： F1 斷層：位于左岸，走向 43，傾向南東，傾角 82，總長(zhǎng) 5.5 公里，破碎帶寬度 610m，在左壩肩高出回水線(xiàn)以上 300m 出露，距左壩肩水平距離 300m，對(duì)建壩影響不 大。 F17 斷層：位于右岸，走向 62，傾向南西，傾角 80，總長(zhǎng) 1 公里，破碎帶寬度 0.5m，在右壩肩高出回水線(xiàn)以上 100m 出露，距右壩肩水平距離 200m，對(duì)建壩影響 不大。 F19 斷層：位于左壩肩，總長(zhǎng) 50m，走向 6265 ，傾角直立。在左壩肩高出回水線(xiàn) 以上 100m 出露，距左壩肩水平距離 120m，對(duì)建壩影響不大。 第一組裂隙：傾向 258305，傾角 6075。 第二級(jí)裂隙：傾向 320 7，傾角 5889。 兩組節(jié)理相交呈“X”型，其中第一組裂隙位于右岸壩腳附近，長(zhǎng) 20m，張開(kāi)寬度約 10cm，因規(guī)模較小，易于處理。 1.2.4 壩址工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià) 壩址區(qū)兩岸山體雄厚，基巖裸露，主要為粉砂質(zhì)凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)粉砂巖，巖石堅(jiān)硬較 完整，巖層產(chǎn)狀 35010，NE 或 SE6580，傾向上游對(duì)建壩有利。兩岸及壩基工 程地質(zhì)條件分述如下： （1）左壩肩 現(xiàn)代河床陡崖高 13m，陡崖之上為級(jí)階地，級(jí)階地之上為坡積碎石覆蓋，南北向 分布寬度 70m，坡度 2530 ，厚 013m，結(jié)構(gòu)疏松，透水性強(qiáng)，需全部清除，在此之 11 上岸坡變陡，為 6575，未發(fā)現(xiàn)有大的不穩(wěn)定體和緩傾角滑移面，出露巖石較完整， 堅(jiān)硬，強(qiáng)風(fēng)化層厚度 13m，弱風(fēng)化層厚度 510m，工程地質(zhì)條件較好。 （2）右壩肩 右岸岸邊有 2040m 高的陡坡，在 1985m 高程以上地形坡度 50左右，右壩肩未發(fā) 現(xiàn)有大的不穩(wěn)定巖體和緩傾角滑移面，但在 19802055m 高程范圍有一段地層較破碎， 產(chǎn)狀紊亂，風(fēng)化深度 20m 左右，該段上部巖石破碎是由于表部風(fēng)化裂隙發(fā)育，較軟弱， 風(fēng)化強(qiáng)烈現(xiàn)象造成。 右岸壩軸線(xiàn)上游，無(wú)第四系坡積物覆蓋，壩軸線(xiàn)下游階地之上為第四系坡積物覆蓋， 分布范圍南北向?qū)?100m，東西向長(zhǎng) 160m，最大厚度 7m。 若在右岸布置溢洪道，應(yīng)考慮清除破碎巖石及坡積物。 （3）壩基工程地質(zhì)條件 壩基位于現(xiàn)代河槽，寬度 27m 左右，根據(jù)鉆孔及探坑揭露，壩軸線(xiàn)附近覆蓋層厚 2m，之下基巖完整、堅(jiān)硬，河流基本下切至新鮮巖面，基礎(chǔ)處理較易。 根據(jù)洞探揭露，兩岸壩肩由河床岸邊深入巖體內(nèi)部 10m 以后，大部分巖石堅(jiān)硬完整， 節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖層走向與河流走向呈大交角，圍巖穩(wěn)定性較好，均可布置導(dǎo)流洞和 放水洞。 1.3 建筑材料 1.3.1 天然建筑材料 群安水庫(kù)天然建筑材料位于壩址下游 7 公里范圍內(nèi)，主要巖性為第四系崩坡積物和沖 洪積物。為滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，共選擇了 7 個(gè)料場(chǎng)，各料場(chǎng)情況如下： （1）C6 料場(chǎng) 水庫(kù)大壩壩體填筑料場(chǎng)，位于群安溝口右岸級(jí)階地和該級(jí)階地質(zhì)沿相連接的山前堆 積層，料場(chǎng)距大壩 5 公里，該處沉積層巨厚，貯量豐富，測(cè)算料場(chǎng)儲(chǔ)量在 100 萬(wàn)立方米。 顆料級(jí)配較好，顆粒磨園度由棱角狀、次棱角狀，直至滾圓狀都有。從分布情況看，階 地前沿多為沖、洪積堆積物，卵、礫石磨圓度好呈滾圓，夾有大量漂石，多數(shù)礫石直徑 500mm，個(gè)別有超過(guò)此粒徑的向階地后沿發(fā)展,主要是山前洪積堆積層，分選及磨圓度都 較差，顆粒以棱角狀和次棱角狀為主，最大顆料直徑 250 至 350mm，山前個(gè)別漂礫大于 800mm。堆積物母巖成分以花崗巖、灰?guī)r為主，顆料間充填物由砂、礫和土組成，山前 堆積物中土含量較大，而階地前沿沖，洪積堆積沖填而以砂、礫為主。該料場(chǎng)物理力學(xué) 指標(biāo)見(jiàn)表 1-8、表 1-9。 第一章 基本資料 12 （2）C1 砂石料場(chǎng) C1 砂石料場(chǎng)位于群安溝口河灘，距水庫(kù)大壩 4.5 公里,此處沉積較厚,為沖、洪積沉積 物，分布成扇形，半徑 244m，堆積厚度 2 至 17m，儲(chǔ)量約 20.5 萬(wàn)立方米,料場(chǎng)緊鄰基巖 山坡有部分坡積物混合堆積,分選較差,其中卵、礫石磨圓度較好,呈滾圓狀,砂子有大部分 因?yàn)榘徇\(yùn)距離不遠(yuǎn)，磨圓較差，呈次棱角狀，砂 子成分中正長(zhǎng)石含量較大。 （3）C2 砂石料場(chǎng) C2 砂石料場(chǎng)位于東溝村東南 300 米的沖溝溝口，距水庫(kù)大壩 5.5 公里，沖洪積沉積 與堆積混合堆積，洪積扇地貌，堆積厚度大于 20m，扇軸長(zhǎng) 400m，儲(chǔ)量約 94.5 萬(wàn)立方米， 此處山溝水量較小，搬運(yùn)及沉積物以細(xì)顆粒居多，粗顆粒相對(duì)減少，卵礫石磨圓度較好， 砂子磨圓較差，砂子成分含量中以正長(zhǎng)石為主。 （4）C3 土料場(chǎng) 該料場(chǎng)位于水庫(kù)大壩上游，距大壩約 3 公里，料場(chǎng)沿溝底分布，長(zhǎng)約 1000m，寬約 600m，儲(chǔ)量約 88.2 萬(wàn)立方米。該料場(chǎng)土料的壓縮系數(shù)為 0.266Mpa，屬中等壓縮性土，粘 粒含量高，達(dá) 48.1%，可塑性好，塑性指數(shù)為 14.37，屬品質(zhì)較好的心墻土料。 （5）C4 土料場(chǎng) C4 土料場(chǎng)位于出山口以西沖溝溝口，距水庫(kù)約 5.5 公里，呈條帶分布，長(zhǎng)約 960m， 寬約 60m，儲(chǔ)量約 28.8 萬(wàn)立方米，該料場(chǎng)土料物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表 1-10、表 1-11。 （6）C5 砂石料場(chǎng) C5 砂石料場(chǎng)位于群安溝口以西沖溝溝口，距水庫(kù)大壩約 6.5 公里，料場(chǎng)順溝底呈條 帶分布，長(zhǎng)約 1320m，寬約 200m，探坑深度 5m，儲(chǔ)量約 132 萬(wàn)立方米。該料場(chǎng)主要為 附近基巖風(fēng)化堆積，成分以正長(zhǎng)石為主，磨圓及分選較差、砂、礫均為次棱角狀。 （7）C7 石料場(chǎng) 石料場(chǎng)位于群安溝口河漫灘，距水庫(kù)大壩約 5 公里，該處 200mm 至 600mm 漂石儲(chǔ)量 豐富，收集方便，運(yùn)距較近，預(yù)測(cè)儲(chǔ)量 5 萬(wàn)立方米，并且卵石、漂石磨圓度好，石質(zhì)堅(jiān) 硬，主要成分為花崗巖，是很好的砌石材料。 1.3.2 三材 （1）水泥 群安地區(qū)當(dāng)?shù)赜袛?shù)家水泥生產(chǎn)廠，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可滿(mǎn)足工程需要。 （2）鋼筋與木材 均可通過(guò)鐵路、公路運(yùn)輸，滿(mǎn)足工程需要。 13 第一章 基本資料 14 表 1-8 各料場(chǎng)沙礫料顆粒級(jí)配匯總表 表 1-9 各料場(chǎng)砂礫料場(chǎng)理學(xué)實(shí)驗(yàn)成果表 內(nèi)摩擦角 滲透 料場(chǎng) 比重 天然密度 (g/cm3) 含泥量 （） 干燥（度） 飽和（度） 滲透系數(shù)（cm/sec） 臨界坡降 C1 2.69 2.29 0.05 41.5 39.5 8.410-2 0.87 C2 2.69 2.26 1.40 40.1 37.9 8.410-2 0.78 C5 2.67 2.30 0.68 39.8 33.3 8.410-2 0.75 C6 2.68 2.31 0.75 42.9 41.6 8.410-2 0.85 粒徑含量（%） 料場(chǎng) 200（ mm） 200150 （mm） 150100 （ mm） 10060 （mm） 6020 （mm ） 205（ mm） 52（ mm） 20.5（ mm） 0.50.25（ mm） 0.250.1（ mm） 0.1 （ mm） 有效粒 徑 （mm ） 不均勻 系數(shù) 曲率 系數(shù) C1 8.0 3.0 22.0 31.0 16.5 10.0 9.5 0.18 187.0 10.30 C2 1.5 3.7 12.3 17.6 26.5 13.5 3.3 7.7 10.4 2.3 0.7 0.37 137.8 5.82 C5 0.2 3.0 9.3 18.2 30.3 12.2 2.1 7.8 11.0 5.0 0.9 0.28 171.4 6.03 C6 0.9 3.1 11.3 16.4 27.4 12.4 2.3 8.4 12.9 3.6 1.3 0.31 154.8 2.58 15 表 1-10 土料基本性質(zhì)試驗(yàn)成果表 表 1-11 土料化學(xué)分析成 顆粒組成（） 擊實(shí) 不固結(jié)不排水 剪 UU 固結(jié)不排水剪 CU 固結(jié)排水剪 CD 料 場(chǎng) 天然 濕密 度 (g/cm3) 天然 干密 度 (g/cm3) 天然 含水 量 （ ） 土粒 比重 Gs 流限 WL 塑限 Wp 塑性 指數(shù) Ip 細(xì)粒 沙 0. 05 粉粒 0.050.0 05 粘粒 0. 005 最優(yōu) 含水 量 Wop 最大 干容 重 dmax 滲透 系數(shù) K (cm/s) （度） C （ KPa ） （度） C （KPa ） （度） C （KPa ） C 3 1.44 1.8 1 1.23 1.6 0 9.2 14.61 2.70 2.7 6 36.66 22.62 9 14.37 8.70 43.2 48.1 16.5 25. 5 1.6 1.7 n10- 8 16.50 19.00 22.50 16.33 25.50 10.00 C 4 0.32 1.6 4 1.15 1.4 1 7.9 16.8 2.70 2.7 2 33.65 21.14 12.51 16.0 47.0 37.0 16.0 24. 0 1.65 1.7 n10- 7 19.88 9.25 24.63 17.50 28.50 8.00 料場(chǎng) 易溶鹽（） 中溶鹽（） 難溶鹽（） 有機(jī)質(zhì)（） C3 0.288 0.581 2.433 0.458 第一章 基本資料 16 C4 0.585 0.319 1.632 0.421 17 第二章 調(diào)洪演算 18 第二章 調(diào)洪演算 2.1 工程等級(jí)規(guī)模 群安水庫(kù)位于某省某地區(qū)群安河河谷出山口地段，水庫(kù)控制流域面積 714 平方公里， 庫(kù)容 900104m3。 水庫(kù)以灌溉和工業(yè)供水為主，兼顧防洪，工程興建后可以向地區(qū)工業(yè)年提供水量 2160104m3，向灌區(qū)年供水 1782104m3，全年供水 3942104m3，改善灌溉面積 14.32104畝。 水庫(kù)樞紐建筑物由主壩、溢洪道、放水洞組成。根據(jù)工程規(guī)模及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作 用，按水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)SL2522000，水庫(kù)永久性建筑物設(shè)計(jì)洪水 標(biāo)準(zhǔn)為 50 年標(biāo)準(zhǔn)，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為 1000 年標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)水庫(kù)庫(kù)容灌溉規(guī)模及供水要求， 正常高水位 1G994.7m，庫(kù)容 900 萬(wàn) m。水庫(kù)樞紐的工程等別為等，工程規(guī)模為中型。 水庫(kù)樞紐的主要建筑物級(jí)別為 3 級(jí)，次要建筑物為 4 級(jí)，臨時(shí)建筑物為 5 級(jí)。 2.2 防洪標(biāo)準(zhǔn) 該工程主要建筑物級(jí)別為 3 級(jí)，根據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn) （GB50201-94）規(guī)定 3 級(jí)建筑物土石壩 的防洪標(biāo)準(zhǔn)采用 50 年（p=2%）一遇設(shè)計(jì)，1000 年（p=0.1%）一遇校核，臨時(shí)建筑物防洪 標(biāo)準(zhǔn)采用 20 年一遇標(biāo)準(zhǔn)。 2.3 調(diào)洪演算 2.3.1 洪水過(guò)程線(xiàn)計(jì)算 根據(jù)資料現(xiàn)在設(shè)計(jì)洪峰流量和壩址處水文站的單位洪水流量過(guò)程線(xiàn)，故本次設(shè)計(jì)洪水 過(guò)程線(xiàn)采用以洪峰控制的同倍比放大法對(duì)典型洪水進(jìn)行放大，分別得設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)與 校核洪水過(guò)程線(xiàn)。根據(jù)所給的群安水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水過(guò)程線(xiàn)計(jì)算表，選用兩小時(shí)為時(shí)差，用 內(nèi)差法進(jìn)行計(jì)算，求得時(shí)差為 2 小時(shí)的洪水過(guò)程線(xiàn)表。 （詳見(jiàn)計(jì)算書(shū)） 2.3.2 泄洪方式 設(shè)計(jì)樞紐攔河大壩初定為土石壩，所以要設(shè)壩外泄水建筑物岸邊溢洪道。本樞紐初步 選定用開(kāi)敞式溢洪道，溢流堰采用 WES 實(shí)用堰。 2.2.3 泄洪能力 根據(jù)確定的泄流方式，進(jìn)行泄流能力分析。對(duì)于無(wú)側(cè)收縮的自由出流實(shí)用堰水力計(jì)算公 Q=mb H03/2(水力學(xué)第四版吳持恭主編 P295) （2-1）g2 南昌工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 式中： m自由出流系數(shù)，取 0.485； b溢流孔寬，取 25 米； H0H0=H+av2/2g，H 為堰上水頭。 計(jì)算時(shí)忽略堰上流速水頭。求得水庫(kù)水位庫(kù)容下泄能力見(jiàn)計(jì)算表。 2.3.4 調(diào)洪演算 1. 調(diào)洪演算原理 根據(jù)水庫(kù)水量平衡方程：在某一時(shí)段內(nèi)，入庫(kù)水量減去出庫(kù)水量，應(yīng)等于該時(shí)段內(nèi) 水庫(kù)增加或減少的蓄水量。水量平衡方程為 t- t=0.5（Q 1+Q2）t-0.5 （q 1+q2）t=V 2-V1 q （2-2） （水資源規(guī)劃及利用（中國(guó)水利水電出版社）P 157） 式中 Q1計(jì)算時(shí)段 始的入庫(kù)流量，m 3/s；t Q2計(jì)算時(shí)段 末的出庫(kù)流量，m 3/s； 計(jì)算時(shí)段平均入庫(kù)流量，m 3/s； q1 計(jì)算時(shí)段初下泄流量，m 3/s； q 2 計(jì)算時(shí)段末下泄流量，m 3/s； 計(jì)算時(shí)段平均下泄流量，m 3/s； V1 計(jì)算時(shí)段 始的水庫(kù)蓄水量，m 3/s；t V2計(jì)算時(shí)段 末的水庫(kù)蓄水量，m 3/s； 計(jì)算時(shí)段，一般取16小時(shí)，以秒為單位。本次調(diào)洪 t 為2小時(shí)，7200t 秒。 當(dāng)已知水庫(kù)入庫(kù)洪水過(guò)程線(xiàn)時(shí)，式（2-2）中的Q 1，Q 2， 均為已知；V 1，q 1是計(jì)算 時(shí)段 開(kāi)始時(shí)的初始條件，未知數(shù)有兩個(gè)（V 2和q 2）， 需增加一個(gè)方程才能求解。假定t 暫不考慮自水庫(kù)取水的興利部門(mén)泄向下游的流量，則q應(yīng)是泄水建筑物泄流水頭H 的函數(shù)。 當(dāng)泄洪建筑物尺寸，型式等已定時(shí)，有 q=f（H）=AH B (2-3) （水資源規(guī)劃及利用（中國(guó)水利水電出版社）P 157） 第二章 調(diào)洪演算 20 式中 ： A-系數(shù)，與建筑物形式和尺寸，閘孔開(kāi)度以及淹沒(méi)系數(shù)有關(guān)系， B-指數(shù)，對(duì)于堰流一般為 3/2 。 式（2-3 ）最終可用下泄流量q與庫(kù)容V的關(guān)系曲線(xiàn)來(lái)代替，即 q=f（V） (2-4) (水資源規(guī)劃及利用（中國(guó)水利水電出版社）P 158 ) 式（2-2 ）和式（2-4 ）組成一個(gè)方程組，可求出未知數(shù)q 2和V 2，然后以此作為下一時(shí)段初 的數(shù)值繼續(xù)計(jì)算。用兩個(gè)公式調(diào)洪計(jì)算的方法很多，常用試算法和半圖解法。本設(shè)計(jì)中 采用試算法。 由于該溢流堰不設(shè)閘門(mén)，根據(jù)資料可知該水庫(kù)起調(diào)水位高程為1994.7m ，相應(yīng)的庫(kù)容 為900萬(wàn)立方米。 2調(diào)洪過(guò)程及結(jié)果 表2-1 調(diào)洪結(jié)果表 設(shè)計(jì)洪水（p=2%） 校核洪水（p=0.1%） 最大下泄流量（m/s） 113.42 372.69 相應(yīng)水位（m） 1996.34 1998.34 相應(yīng)最大庫(kù)容（10 m）4973.58 1057.35 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 第三章 大壩設(shè)計(jì) 3.1 壩型選擇 根據(jù)各壩型的特點(diǎn)結(jié)合所給群安水庫(kù)庫(kù)區(qū)地質(zhì)資料進(jìn)行如下壩型比選： 壩型一：重力壩 重力壩是一種古老而且應(yīng)用廣泛的壩型,它因主要依靠壩體自重產(chǎn)生的抗滑力維持穩(wěn) 定而得名。重力壩的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工方便,抗御洪水能力強(qiáng),抵抗戰(zhàn)爭(zhēng)破壞等意外事故的能力 強(qiáng),工作安全可靠,至今仍廣泛使用。 1、重力壩的工作原理 重力壩的工作原理是在水壓力及其他荷載的作用下,主要依靠壩體自身重量在滑動(dòng)面 上產(chǎn)生的抗滑力來(lái)抵消壩前水壓力,以滿(mǎn)足穩(wěn)定的要求,同時(shí),也靠壩體自重在水平載面上產(chǎn) 生的壓重力來(lái)抵消由于水壓力所引起的拉重力,以滿(mǎn)足強(qiáng)度的要求。其基本剖面為上游近 于垂直的三角形剖面,眼垂直軸線(xiàn)方向常沒(méi)永久伸縮縫,將壩體分成若干獨(dú)立工作的壩段,壩 體剖面較大。 2、重力壩的特點(diǎn) 重力壩之所以能長(zhǎng)久地被采用，主要是因?yàn)樗哂幸韵聨状髢?yōu)點(diǎn)： a.泄洪和施工導(dǎo)流比較容易解決。重力壩的斷面大,筑壩材料抗沖刷能力強(qiáng),適用于在 壩頂溢流和壩身設(shè)置泄水孔。在施工期可以利用壩體或底孔導(dǎo)流。樞紐布置方便一般不 需要另設(shè)河岸溢洪道或洪隧洞。在意外情況下,即使從壩頂少量過(guò)水,一般也不會(huì)招致壩體 失事； b.安全可靠,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工技術(shù)比較容易掌握。壩體板樣,立模和混凝土澆筑和振搗都 比較方便,有利于機(jī)械化施工； c.安全可靠重力壩剖面尺寸大，應(yīng)力較小，筑壩材料強(qiáng)度高，耐久性好，因而抵抗水 的滲漏、洪水漫頂、地震和戰(zhàn)爭(zhēng)破壞的能力都比較強(qiáng)； d.對(duì)地形、地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)任何形狀的河谷都可以修建重力壩，因?yàn)閴误w作用于地 面上的壓應(yīng)力不高，所以對(duì)地質(zhì)條件的要求也較低； e.樞紐泄洪問(wèn)題容易解決重力壩可以做成溢流的，也可以在壩內(nèi)設(shè)置泄水孔，一般不 需要另設(shè)溢洪道或泄水隧洞，樞紐布置緊湊； f結(jié)構(gòu)作用明確重力壩沿壩軸線(xiàn)用橫縫分成若干段，各壩段獨(dú)立工作，結(jié)構(gòu)作用明 確，應(yīng)力分析和穩(wěn)定計(jì)算都比較簡(jiǎn)單。 第三章 大壩設(shè)計(jì) 22 但是，重力壩也有下面一些缺點(diǎn)： a壩體剖面尺寸大，水泥用量多； b壩體應(yīng)力較低，材料強(qiáng)度不能充分發(fā)揮； c壩體與地基接觸面積大，因而壩底的揚(yáng)壓力較大，對(duì)穩(wěn)定不利。 d壩體體積大，施工期混凝土的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力較大，在施工期對(duì)混凝土溫度 控制的要求較高。 壩型二：拱壩 拱壩是在平面上呈凸向上游的拱形擋水建筑物，借助拱的作用將水壓力的全部或部分 傳給河谷兩岸的基巖。與重力壩相比，在水壓力作用下壩體的穩(wěn)定不需要依靠本身的重 量來(lái)維持，主要是利用拱端基巖的反作用來(lái)支承。拱圈截面上主要承受軸向反力，可充 分利用筑壩材料的強(qiáng)度。因此，是一種經(jīng)濟(jì)性和安全性都很好的壩型。 1、拱壩特點(diǎn)： (1)優(yōu)點(diǎn)：拱壩利用拱的作用將荷載傳至兩岸，充分利用了材料的搞壓性能，故拱壩可 做得比較薄，大大節(jié)省混凝土方量，從而節(jié)省造價(jià)。此外，拱壩還可以在壩身開(kāi)孔解決 泄流問(wèn)題，不需另外修建溢洪道，壩體重量輕，抗震性能好。 (2)缺點(diǎn)：幾何形狀復(fù)雜，施工難度大。施工導(dǎo)流需一次斷流，工另開(kāi)導(dǎo)流隧洞。拱壩 主要的缺點(diǎn)是對(duì)壩址河谷形狀及地基要求較高。 2、地質(zhì)條件 建造拱壩的地形條件是左右兩岸對(duì)稱(chēng)，岸坡平順無(wú)突變，砰面上為向下流收縮的峽谷 地段，如 V 形和 U 形河谷。壩端下游側(cè)要有足夠的巖體支承，以保證壩體的穩(wěn)定。理想 的地質(zhì)條件是基巖均勻單一、完整穩(wěn)定、強(qiáng)度高、剛度大、透水性小和耐風(fēng)化。此外， 拱壩要求兩岸壩座附近河岸邊坡巖體穩(wěn)定，整體性好，沒(méi)有大的斷裂構(gòu)造和軟弱夾層， 在荷載作用下不產(chǎn)生大的壓縮變形。 壩型三：土石壩 1、土石壩特點(diǎn) (1)優(yōu)點(diǎn)： a.就地取材，節(jié)省鋼材 水泥 木材等建筑材料，減少了建壩過(guò)程中的遠(yuǎn)途運(yùn)輸。 b.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維修和加高擴(kuò)建。 c壩身是土石散粒體結(jié)構(gòu)，有適應(yīng)變形的良好性能，因此對(duì)地基的要求低。 d施工技術(shù)簡(jiǎn)單，工序少，便于組合機(jī)械快速施工。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 (2)缺點(diǎn)：壩身一般不能溢流，施工導(dǎo)流不如混凝土壩方便，粘性土料的填筑受氣候條 件影響較大等。 2、地質(zhì)條