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1、华北水利水电学院目录目录1第一章 基本资料31.1枢纽概况及工程目的31.2 基本资料31.2.1 水文资料31.2.2气象条件41.2.3工程地质条件51.2.4 当地建筑材料61.2.5交通条件61.2.6施工条件7第二章 枢纽布置92.1 坝轴线的选择92.2 坝型的确定92.2.1各种坝型的特点92.2.2坝型的确定112.3枢纽布置12第三章 坝体剖面设计143.1 坝顶高程的确定143.2坝体结构设计153.2.1坝顶宽度153.2.2 坝坡与戗道163.2.3 坝顶高程163.2.4 坝体排水设备选择及尺寸拟定173.3 坝体渗流计算183.3.3 土料的计算193.3.3.1
2、粘性土料的设计193.3.3.2 坝壳砂砾料设计213.4 渗流计算223.4.1 计算方法233.4.2计算断面及计算情况的选择243.4.3 计算结果253.4.4渗透稳定演算263.4.5 成果分析与结论263.5坝坡的稳定计算263.5.1计算原理263.5.2 计算工况28第四章 细部结构设计314.1 坝基处理设计314.1.1.河床部分314.1.2 坝肩处理314.2 抗震设计324.2.1 拟静力法抗震稳定分析324.2.2 计算工况及方法324.2.3 计算成果分析324.2.4 三维地震反应分析334.2.5抗震设计344.3 坝体与坝基、岸坡及其他建筑物的连接364.3
3、.1 坝体的布置364.3.2 泄水方案选择404.3.2.1 隧洞选择与布置404.3.2.2 隧洞的体型设计404.3.2.3 隧洞水力计算424.3.2.4 隧洞的细部构造444.3.2.5 放空洞设计45第一章 基本资料1.1枢纽概况及工程目的峁水河水库位于甘肃省礼县境内的峁水河上，距下游礼县县城30km，峁水河是长江流域嘉陵江水洗西汉水上游的一条支流，控制流域面积167平方公里，峁水河水库总容量是1532万m3,灌溉面积为4万亩，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的中型水库。水库枢纽工程的主要建筑物有大坝、输水洞、溢洪道等。根据工程的规范及其在国民经济中的作用，按水利水电工程
4、等级划分及洪水标准（SL252-2000）规定，水库属等中型工程，主要建筑物按3级设计，其他建筑物按4级设计。1.2 基本资料1.2.1 水文资料1、年径流；峁水河发源于北秦岭西部的尖山、土棚、芦子滩三个地区，自西北向东南流，于坝址下游16 km处，流入盐关河再汇入西汉水。年径流由年降雨产生。年径流在地区与时间上的分布与年降雨量基本一致。年径流在年际间的变化悬殊，经分析采用的数据1959-1999年的资历，多年的平均流量为0.591m3/s，Cv=0.27,Cs= 2 Cv 。不同频率的年径流量见表1-1。表1-1不同频率的年径流量表频率（%）255075多年平均Q（m3/s）0.7010.5
5、820.4700.591W（万m3）2239.061834.601482.191863.782、洪水；本流域洪水均由暴雨形成，暴雨历史短，均不足一天，实测到得最大日降水量141.7mm（1966年7月21日）。暴雨以6-9月为最多，迟至十月份，早期在四月份也有出现。洪水过程与暴雨历时相应，洪水大小决定暴雨强度。由于上有河道及支沟较陡，故洪水多陡涨陡落，总历时约为一天，涨水历时仅2-3小时，大都呈单洪峰型，但如遇连续暴雨则呈多洪峰型，（如1966年7月末的洪水）；另外，本流域为双干型，当暴雨走向先支后干，自南而北，则干支流汇流时间略有错峰，亦会表现为上峰型式。由频率分析法求得计算成果见表1-2
6、。表1-2 洪水计算成果表项目洪峰流量（m3/s）洪量（万m3）12h特征值均值115116Cv1.221.35Cs / Cv2.5频率%0.1113022.430.299220.75168515.74255913.78539611.233、泥沙；峁水河泥沙来源在地区上分布和洪水在地区上分布时一致的。本地区泥沙在年内分配比年径流更集中。汛期输沙量占年输沙量的95%以下，而汛期沙量又集中在几次大洪水。年际之间沙量变化悬殊。由统计分析得知，峁水河坝址以上多年平均输沙量为37.34万m3，多年平均含沙量为20.0kg/m3。1.2.2气象条件全流域地处甘肃省东南部，冬季为蒙古高压气流控制，夏季受太平
7、洋、阿留申、孟加拉湾低压气流的影响，冷气流的相对运动，尤其是西南部暖湿水气沿嘉陵江河谷北上，均降雨量为455mm。流域多年的平均气温为9o C，日温度变化大。离坝址较近的红河雨量站实测最高气温34 o C（61年8 月8日），最低气温-24.5 o C（72年2月9日），多年平均无霜期162天，河道一般为12月初封冻，次年3月上旬解冻，冻厚20cm。多年平均最大风速15m/s，水库风区长度为3km。1.2.3工程地质条件1、区域地质概况峁水河河谷开阔，河道两侧为剥蚀型黄土低山区，两岸发育-级阶地。级阶地紧贴河床不太发育；级阶地为现代主要耕作川区；级阶地在坝址区仅见左岸有残缺不全的分布，并有明显
8、的二元结构表层位黄土状重粉质壤土，下位1-2m厚的沙砾石层，基下为第三系红色沙砾岩。本区内所见最古老的底层为上泥盆统大草滩群浅海相之碎屑岩，另外还分布有下第三系红层、第四系堆积物。2、地址构造与地震工程区在大地构造单元上属北秦岭地槽之山钱拗陷带。本地区地质构造复杂，全区地震频繁，特别是盐关、礼县一带的地震对峁水河水库的影响大。根据甘肃省地震烈度图（50年超越概率10%），本区基本烈度为9度。3、库区工程地质条件库区两岸基岩为下第三系红色砂砾岩、粘土岩及上泥盆统黄色紫色泥质页岩夹石英砂岩、黑色炭质页岩夹石英砂岩。库内无区域性的通向邻谷的深大断层。一般小的断裂均在库内发生和尖灭，影响不大。库区及支
9、沟内均有不透水的第三系红色粘土岩，砂砾岩出露，此种岩石胶结致密，不会漏水，经过对库区内断层的勘探分析，水库向外流域及下游漏水的可能性很小。4、坝址区工程地质条件1) 地形地貌：水库库区河谷教开阔，宽度一般为500-600m，库区两岸山坡平缓。2) 覆盖层：河床3-11m为冲洪积砂砾石层。3) 底层岩性：大坝左端与毛芦山接肩，毛芦山整体岩石较完整，基本抗水，作为坝肩是稳定可靠的，亦无绕坝渗漏之患。大坝右坝肩为厚达29m的黑色淤泥质重粉质壤土，结构致密，土质较硬，垂直渗透系数2.410-5cm/s，不会产生绕坝渗漏现象。 1.2.4 当地建筑材料当地建筑材料主要为坝体填筑土料，混凝土粗、细骨料、块
10、石料等。1、 土料：大坝所需土料取自水库下游约3km右岸山坡和山顶上，为黄土状中粉质重粉质土壤，粉粒含量69%左右，易溶盐含量0.041%，有机质含量0.97%，属低中压缩性壤土，层厚5-10m左右，开采储量10-15万m3，可满足工程需要。2、 砂、砾石料：砂料分布在库下游4km石嘴河床中，该处河道开阔，沙砾石层最厚达11m，潜水埋深1.1-1.5m，沙砾石中砾石约60%左右，砂占30%，砂料平均粒径0.6-0.64，细度模数为3.2-3.36，储量满足工程需求。3、 块石料：块石料场位于水库上游25km的白草沟中，主要为上泥盆统厚层石英砂岩，质地坚硬，表面微分化，其质量技术指标及储量均满足
11、工程要求。4、 壤土试验有关指标：干重度16.5kN/m3，湿重度18.5 kN/m3，浮重度10.6 kN/m3，饱和重度20.6 kN/m3，粘结力19kPa，内摩擦角18o，渗透系数2.410-5cm/s；5、 可供作堆石排水体的石料有关指标：干重度19.50kN/m3，饱和重度22.30kN/m3，浮重度12.30 kN/m3，湿重度20.30 kN/m3，内摩擦角31o，渗透系数1.210-2cm/s；6、 河槽底部沙砾石的有关指标：干重度10.20kN/m3，饱和重度22.30kN/m3，浮重度12.30 kN/m3，湿重度20.30 kN/m3，内摩擦角30o，粘结力为0，渗透系
12、数1.710-3cm/s；1.2.5交通条件 峁水河水库距礼县县城30km。自库区有公路通往盐关、礼县、杨家寺、天水等地，施工交通尚属便利，坝顶无交通要求。1.2.6施工条件 大坝右岸及坝下游地形较平坦、开阔，便于布置施工场地，本库区已有10KV变压器一台，只需架设0.5Km输电线路至坝面，并增设250KVA变压器一台即可。表1 -3水库规划及建筑物特性指表项目单位数量备注水位校核洪水位m229.70p=0.1%设计洪水位m228.87P=1%正常蓄水位m228.90汛期限制水位m228.30死水位m226.25 库容总库容万m31532.00调洪库容万m3267.91兴利库容万m3396.8
13、6死库容万m3952.00主坝坝型土石坝坝顶高程m231.89最大坝高m31.89溢洪道孔数孔5堰顶高程m225.70闸孔尺寸（宽高）mm55.3单宽流量m3/(sm)16.8消能方式挑流设计泄洪流量m3/s293.74校核泄洪流量m3/s419.22输水洞型式圆形压力洞进口底部高程m216.0洞径m4.0洞长m100.0闸孔孔数（进口）孔1闸孔孔数（出口）孔2最大输水量m3/s116第二章 枢纽布置坝型选择根据坝址特点，各种坝型特点，比较各种坝型是否适合坝址特点确定。枢纽布置按照便于施工，利用地形的原则，合理布置。包含水利枢纽建筑物的确定，各建筑物适合不同地形确定枢纽布置。2.1 坝轴线的选
14、择经过比较选择地形图所示河弯地段作为坝址，并选择II、IIII两条较有利的坝轴线，两轴线河宽基本相近，从而大坝工程量基本相近，从地质剖面图上可以看出：II剖面，跨度较小上游市开阔的河道便以蓄水，所以将坝轴线选择II处。图2-1 -坝址纵剖面图2.2 坝型的确定2.2.1各种坝型的特点考虑比较四种比较常用的坝型：混凝土拱坝坝型；混凝土重力坝坝型；土坝坝型；支墩坝；土石坝。其中土石坝又分为土石心墙坝，土石斜墙坝，心墙堆石坝，混凝土面板堆石坝。1、混凝土拱坝坝型：拱坝依靠两岸岩体承担拱推力，抗滑稳定由两岸岩体决定，拱内应力分布均匀，有利于材料强度的发挥。节约材料，坝身可以开孔过流，不需要另外设置泄洪建筑物，坝身轻，抗震性能好 。但是导流不方便，并且要求坝址河岸
