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1、-第一章 根本资料1.1 工程概况顺河水量丰沛，顺河中游与豫运河上游的礼河、还乡河分水岭均较薄弱，并处于低山丘陵区，最窄处仅10余公里。通过礼河、洲河及输水渠道，可通向市；经还乡河、陡河可通市。为解决市、市两地区用水，决定修建顺河水库。顺河水库位于省、两地区交界处，坝址位于迁西县扬岔子村的顺河干流上，控制流域面积33700平方公里，总库容为25.5亿立方米。水库距迁西县城35公里，有公路相通。 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*市和地区工农业及城市人民生活用水，结合引水发电，并兼顾防洪要求，尽可能使其工程提前竣工获得收益，尽早建成。 根据水库的工程规模及其在国民
2、经济中的作用，枢纽定为一等工程，主坝为I级建筑物，其它建筑物按II级建筑物考虑。1.2 水文分析1.年径流：顺河水量较充分，顺河站多年平均年径流量为24.5亿立方米占全流域的53%，年分配很不均匀，主要集中在汛期七、八月份。丰水年时占全年5060%，枯水年占3040%，而且年际变化也很大。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，据调查近一百年来有六次大水，其中1883年最大，由红痕估算洪峰流量约为2440027400m/s，实测的45年资料中最大洪峰流量发生在1962年为18800m/s。3.泥沙：本流域泥沙颗粒较粗，中值粒径0.0375毫米，全年泥沙大局部来自汛期七、
3、八月份，主要产于一次或几次洪峰且年际变化很大，由计算得，多年平均悬移质输沙量为1825万吨多年平均含沙量7.45公斤/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/立米，摩擦角为12度。淤砂高程157.5米。1.3 气象库区年平均气温为10左右，一月份最低月平均产气温为零下6.8，绝对最低气温达零下21.7(1969年)7月份最高月平均气温25，绝对最高达39(1955年)，本流域无霜期较短(90180天)冰冻期较长(120200天)，顺河站附近河道一般12月封冻，次年3月上旬解冻，封冻期约70100天，冰厚0.40.6米，岸边可达1米，流
4、域冬季盛行偏北风，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18米/秒，水库吹程D=3公里。1.4 工程地质 库区地质：顺河水库、库区属于中高山区，河谷大都为峡谷地形，只西城峪至北台子一带较为宽阔沿河两岸阶地狭窄，断续出现且不对称，区域无严重的坍岸及渗漏问题。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变晶构造，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。岩石物理力学性质：岩石容重为2.682.70吨/立米，饱和抗压强度，弱风化和微分化岩石均在650公
5、斤/厘米2以上，有的可达1100公斤/厘米2，混凝土与岩石的磨擦系数微分化及弱风化化下部，可取=1.10,=7.5kg/cm2。地震：库区附近历史地震活动较为频繁，近年来微繁。弱震仍不断发生，其中1936年和1976年两次发生6度左右地震，1977年6月地震局地震地质大队对本区域地震问题作了鉴定，水库的根本烈度为6度，考虑到枢纽的重要性，和水库激发地震的可能性拦河坝设防烈度采用7度。1.5 枢纽建筑物特性指标项 目单 位指 标备 注水位校核洪水位米227.2设计洪水位米225.7p=0.01%正常蓄水位米224.7p=0.1%汛期限制水位米216.0死水位(发电)米.0校核洪水位尾水位米156
6、.8设计洪水尾水位米152.0正常尾水位米.4库容总库容亿立米25.5计入十年淤积调洪库容亿立米7.4兴利库容亿立米19.5共用库容亿立米5.6死库容亿立米4.2计入十年淤积坝 型混凝土重力坝坝顶溢孔数孔19堰顶高程米210.0闸墩的中墩厚度为3米每孔净宽米15.0横缝设在闸墩中间工作闸门尺寸米米1515弧形钢闸门启闭机(270吨)台19固定式卷扬机设计洪水下泄能力米3/秒32300校核水位下泄量42900限泄275003泄水孔进口底高程米160.0底孔数目孔4工作闸门尺寸(宽高)米米57弧形钢闸门启闭机台4设计水位泄水能力米3/秒4340校核水位泄水能力米3/秒4430电站引水管道水管道进口
7、底高程米170.0三条引水管管线长度米121.0管 径米5.0最大引水流量米3/秒104每条引水道工作闸门扇米米357平板钢闸门工作闸门启闭机台324070吨液压平板检修门米米58.5式共用一扇检修门启闭机台1400/25吨门机电站主厂房尺寸(长宽高)米米米7219.139.00机组间距米16水轮发电机组台3装机容量万瓦36=18水轮机型号HL702-LJ330额定出力万瓦6.18发电机型号TS-750/19036额定出力万瓦6.0主要压器型号SSPL-80000/220输电线电压千伏220共3台第二章坝体剖面拟定2.1 剖面拟定原则1、设计断面要满足稳定和强度要求；2、力求剖面较小；3、外形
8、轮廓简单；4、工程量小，运用方便，便于施工。重力坝的根本剖面是指在自重、静水压力和扬压力三项主要荷载作用下，满足稳定和强度要求，并使工程量最小的三角形剖面，如图21所示，在坝高H、水压力P、抗剪强度参数f、c 和扬压力U 的条件下，根据抗滑稳定和强度要求，可以求得工程量最小的三角形剖面尺寸。图2-1 重力坝的根本剖面图示2.2 拟定实用剖面确定坝顶高程1高差h 的计算根据混凝土重力坝设计规SL319-20058.1.1，坝顶应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶的高程应高于波浪顶高程，其与正常蓄水位或校核洪水位的高差，可由下边公式8.1.1计算，应选择两者中防浪顶高程中高者作为选定高程。式中：-防
9、浪墙顶至正常蓄水位或校核洪水位的高差，m;-波高，m；-波浪中心线至正常或校核洪水位的高差，m；-平安超高；根据根本资料可知：水库吹程D=3103m，多年平均最大风速V0=18m/s。该工程的构造平安级别为级，故查得设计洪水位情况hc0.7m；校核洪水位情况hc0.7m。下面按官厅公式计算h1% ， hz。波高hl：gD/V02=28(20250)，为累计频率5%的波高h5%规规定应采用累计频率为1%时的波高，对应于5%波高，应乘以1.24；首先计算波浪高度hl 和波浪长度L 和波浪中心线超出静水面的高度hz。1、设计洪水位时：设计洪水位时h 计算风速采用50 年一遇的风速2 V0 =218=
10、36m/s，吹程D=3103m。波浪三要素计算如下：波高hl=0.0166 V05/4 D1/3=2.11m波长L=10.4(hl)0.8 =19m壅高一般峡谷水库因，所以：；取hz=hl2/L=0.736m由规SL319-2005中波浪爬高公式计算得出h=h5% =2.11m因gD/V02=28，h1%=1.24h5%=2.616m ； hz = 0.736m ； hc = 0.7mh = h1% + hz + hc=4.05m2、校核洪水位时：计算方法同上，V0 取18 m/sh = h1% + hz + hc=1.10+0.26+0.5=1.85m2坝顶高程计算坝顶高程按下式计算，并选用
11、其中较大值坝顶高程=设计洪水位+h 设=225.7+4.05=229.75m坝顶高程=校核洪水位+h 校=227.2+1.85=229.05m取设计洪水位时的情况229.75m为保证坝体运行平安，需设置防浪墙，取1.2m，为229.75m。确定坝高1、枢纽布置方案拟定枢纽布置是确定挡水坝段、溢流坝段、电站坝段、底孔坝段的相互位置，挡水坝段布置在河床两岸，河床中间为溢流坝段、电站坝段、底孔坝，而溢流坝段与电站坝段不宜建在一起，故枢纽布置方案有两种：方案一电站坝段在右岸优点：1、进坝公路在左岸，便于交通运输；2、电站坝段在右岸主河槽位置，水轮机安装高程低，从而有利于发电。缺点：左岸设溢流坝，冲刷坑
12、部位地质条件较差。方案二电站坝段在左岸优点：1、电站布置在左岸，地势开阔，布置方便；2、溢流坝位于右岸河床段，使冲刷避开左岸地质条件较差的区域。缺点：增加开挖工程量，运输不方便综上所述，方案一工程量小，运输方便，且左岸冲刷问题可经工程措施予以处理，保证大坝平安稳定，应选方案一2、确定坝高根据规，坝高超过100m时，可建在新鲜、微风化至弱风化下部基岩上。原则上应考虑技术加固处理后，在满足坝的强度和稳定的根底上，减少开挖。根底中存在的局部工程地质缺陷，例如表层夹泥裂缝、强风化区、断层破碎带、节理密集带及岩溶充填物等均应结合根底开挖予以挖除。由方案一，河床的片麻岩地基上修建实体重力坝，通过立视图上确
13、定的坝基开挖线定出建基面最低开挖高程为126.0m。因此，最大坝高为228.55 -126=102.55m属于高坝。坝顶宽度坝顶宽度应根据设备布置、运行、检修、施工和交通等需要确定并应满足抗震，特大洪水时维护等要求。因无特殊要求，根据规的规定，坝顶宽度可采用坝高的8%10%取值，且不小于2m并应满足交通和运行管理的需要。按坝高的10%计算，即为10.4 米，考虑到上游防浪墙、下游侧护栏、排水沟槽及两边人行道等，取坝顶宽为10m，以满足大坝维修作业通行需要。坝坡确实定拟定坝体形状为根本三角形。坝的下游面为均一斜面，斜面的延长线与上游坝面相交于最高库水位处，为了便于布置进口控制设备，又可利用一局部
14、水重帮助坝体维持稳定，本次设计采用上游坝面上部铅直，下部倾斜的形式。该形式为实际工程中经常采用的一种形式，具有比拟丰富的工程经历。根据条件，上游坝坡坡率n=0.2，做成上铅直下部倾向上游；下游坝坡坡率m=0.60.8，取m=0.8。在上下游坡率及坝顶高程的条件下，上游起点高程为185.0m，下游起波点高程为228.55m根底灌浆廊道尺寸拟定高、中坝必须设置根底灌浆廊道，兼作灌浆、排水和检查之用。根底灌浆廊道的断面尺寸，应根据浇灌机具尺寸即工作要求确定，为了保证完成其功能且可以自由通行，设计根底灌浆廊道断面取3.04.5m，形状采用城门洞型。廊道的上游壁离上游侧面的距离应满足防渗要求，在坝踵附近距上游坝面0.050.1 倍作用水头、且不小于45m 处设置，本次设计取9m，为满足压力灌浆，根底灌浆廊道距基岩面不宜小于1.5 倍廊道宽度，取6m。初步拟定坝体形状剖面如下图
