重力坝毕业设计说明书1111 - 图文

TL水库混凝土重力坝枢纽设计

表2-5 坝址地形、地质等条件比较

坝址类别 第一坝址 河谷较窄，适于修建混凝土坝或当地材料坝。溢流堰第二坝址 河谷不对称，左岸坡缓，坝轴线较长，适于修建混凝土坝或当地材料坝。养麦岭处天然的单薄分水岭，是修建溢洪道或泄水洞的有利地形。无副坝，工程单一 混凝土坝基为灰岩，岩性坝基为石英砂岩夹砂质页岩，岩性坚硬，坝硬。坝基有断层F8通过。右坝头有F7通过。坝址上游不远处是几个断层交汇处。下游离建昌营—秦皇岛大断裂较近。对坝体稳定不利 第三坝址 河谷较窄，适于修建混凝土坝，或当地材料坝。右岸山低脊薄。需修建两座副坝。工程项目多 地形条件底孔等泄水建筑物可放在主河床。右岸还可采用引水式电站。可增加6m发电水头。原副坝工程单一，不宜修建当地材料坝 坝基石英砂岩与板岩互地质条件地震 交通条件 其它 线。相比之下，在三河道附近，右岸岩层倾向上游，层次分明较为完整，条件较好，故以I83坝线作为第一坝址的代表。

第二坝址中Ⅲ6O，Ⅲ69两条坝线基岩为灰岩。但从右岸岩层的产状相比，Ⅲ6O坝线右岸岩层走向与河流平行，倾向河中，倾角较高。当建坝蓄水以后，存在不稳定因素及绕坝渗漏。Ⅲ69坝线右岸岩层倾向下游，层次比较平稳。两者相比，Ⅲ69好于Ⅲ6O。但因两坝线左岸都存在大暖泉，渗漏情况及单薄分水岭——养麦岭在蓄水以后的稳定情况难以把

层，右岸北西向大裂隙较多，不均一，左坝头可能漏水。坝基软弱夹层为泥膜。切层的夹泥厚3～5cm且倾向下游。左岸F122断层 通过坝肩 养麦岭较单薄。Ⅲ69坝基有断层F104通过，破碎带宽度大，处理工程量大。当地材料坝坝基为泥质灰岩和页岩，渗透性小，为天然防渗惟幕，溢洪道位于养麦岭 ６度 坝址位于峡谷之中，对外交通不便，施工场地狭窄 距离建筑材料场地最远 距离建筑材料场地较远 ６度 同左 7度 坝址位于低山丘陵地带，交通方便，施工场地宽阔 距离建筑材料场地最近 2.2.2 坝线选择

第一坝址I，V，Ⅱ3条坝线，其右岸岩层摺皱变化复杂，断层密集，都不是适宜的坝

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握，故此两坝线不予考虑。“红层线”与Ⅲ83坝线坝基岩层强度稍低一些，适宜修建当地材料坝。Ⅲ83坝线左岸钻孔中，从高程137.7m到49.7m发现黑色含锰页岩51层，厚度0.5～1.Ocm，最厚达8cm，性质松软，表面润滑，摩擦系数较低且岩层走向与河流平行，不宜作为坝基。

第三坝址中Ⅵ坝线河槽较宽，右岸坝头已经远离较高的山头，坝轴线拐弯，增加了坝线的长度，从而加大了工程量。Ⅶ坝线，坝基为串岭沟板岩，岩层强度较低，还有软弱层，相比之下，不如Ⅳ坝线。Ⅵ坝线位于现存小溢流坝下游80m处，坝基岩层为石英砂岩，夹有少数几层砂质页岩，岩层的抗压强度及抗滑摩擦系数比板岩要大，故以此坝线作为第三坝址的代表。

经上述比较，3个坝址虽有11条坝线，但适于建坝的仅有I83、“红层线”及Ⅳ坝线3条。综合比较坝段地形、地质及交通条件，最后确定本设计以第一坝址的I83坝线。

第二节 坝型的确定

TL水库位于北纬400地区，坝址在峡谷的风口，气温较低，气候寒冷，日气温变化值相差较大，各条坝线的河谷不对称，河谷宽度与坝高之比皆大于5.0，坝基及两岸岩层又夹有软弱岩层或夹泥层，故不宜修建拱坝或其他类型的轻型混凝土坝。根据本地区的气象特点及坝址区地形、地质条件的实际情况，初步考虑采用当地材料坝和混凝土重力坝两种坝型作为枢纽工程坝型比较的依据。

I83坝线，坝址两岸群山连绵，左岸没有修建溢洪道的地形条件，右岸虽有布置溢洪道的位置，但山体高大。如修建溢洪道，需挖深超过130m，开挖土石方量约1560×lO4m3，工程量浩大，故本坝线选用当地材料坝方案是不经济的。

经过上述比较分析，183坝线以混凝土实体重力坝为宜。

第三节 枢纽布置

枢纽布置应遵循的一般原则是:①坝址、坝及其他主要建筑物的形式选择和枢纽布置要做到施工方便，工期短，造价低；②枢纽布置应当满足各个建筑物在布置上的要求，保

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证其在任何工作条件下都能正常工作；③在满足建筑物强度和稳定的条件下，降低E纽总造价和年运转费用；④枢纽中各建筑物布置紧凑，尽量将同一工种的建筑物布置在一起，以减少联结建筑；⑤尽可能使枢纽中的部分建筑物早期投产，提前发挥效益(如提前蓄水，早期发电或灌溉)；⑥枢纽的外观应与周围环境相协调，在可能条件下注意美观。

坝址河谷宽约250m，河床覆盖层厚4～7m，河谷不对称，右岸岩石裸露、坡陡，左岸山坡较缓，基岩被山麓堆积物所覆盖。坝基为石英砂岩与板岩互层，岩层倾向上游，视倾角160～180，坝基建基高程位于弱风化岩层，基岩挖深7～15m。枢纽布置方案考虑如下:

(1)方案Ⅰ 主河槽从右到左分别为溢流坝部分、底孔部分及电站部分，两岸山坡为溢流坝部分。由于底孔及溢流坝部分已全部占满河槽，电站部分不得不向左岸山坡靠近。本方案的优点是电站进口紧邻底孔，可利用底孔冲沙，防止电站进水口淤积。缺点是建筑物之间太挤，布置场地紧张，当底孔放水时影响电站尾水位的稳定性；遇校核洪水泄洪时，保护电站不受淹没的工程措施复杂；此外，电站厂房及进口引渠土石方开挖的工程量大。

(2)方案Ⅱ 主河槽从右到左分别为溢流坝部分、底孔部分，两岸山坡为非溢流部分。在右岸开凿一引水隧洞至坝址下游。电站布置在隧洞出口，洞长约450m。其优点是利用QL河拐弯处折回的自然地形条件，可增加6m的发电水头;电站厂房自成系统，互不干扰，场地开阔，遇校核洪水时，易于防护。其缺点是增加一条隧洞的工程量，多一项工程，对施工不利。

比较上述两个方案，方案D虽增加了一条引水隧洞，相应地增加了工程费用，但由于减少了土石开挖方量，且增加了6m发电水头，河床的主要建筑物布置相对容易，比方案Ⅰ更为合理。故以方案Ⅱ为推荐方案。

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第三章 坝体剖面设计

坝体剖面设计要求做溢流坝最大坝高坝段的设计和挡水坝最大坝高坝段的设计。

第一节 坝顶高程的确定

坝顶高程分别按设计和校核两种情况计算。

坝顶高程主要根据重力坝的级别、库区风浪作用，按照 《混凝土重力坝设计规范》确定。一般来说，坝顶应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙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由式 (3-1)计算，应选择两者之中防浪墙顶高程的较大值作为选定高程。

?h= h1％+hz+he (3-1)

式中: ?h——防浪墙顶至正常蓄水位或校核洪水位的高差，m；

h1％——波高，m；h1％=0.0166V5/4*D1/3

hz——波浪中心线至正常蓄水位或校核洪水位的高差，m；hz=4π(hl%*1/2)2/λ he——安全超高，按表2-6计算。正常蓄水时为0.7m，校核洪水为0.5m。 由气象资料知，多年平均最大风速，V=23.7m/s , D=3km

表2-6 安全超高he

相应水位 Ⅰ 正常蓄水位 校核洪水位 0.7 0.5 坝的安全级别 Ⅱ 0.5 0.4 Ⅲ 0.4 0.3 防浪墙的高度一般可取1.2m。

正常蓄水时,采用重现期为50年的年最大风速;校核洪水位时,采用多年平均最大风速。坝顶高程或坝顶防浪墙高成计算式：

坝顶高程=正常蓄水位+Δh正

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