伦潭水利枢纽土石坝设计说明书第一章 工程概况伦潭水利枢纽工程位于铅山县天柱山乡境内，距县城约50km，坝址地处铅山河支流杨村水中游，是铅山河流域内具有防洪、灌溉、发电、供水及水产养殖等综合效益的控制性工程。铅山河是信江中上游南岸的一条主要支流，发源于闽赣边境的武夷山脉。流域东邻石溪水，西毗陈坊河，南靠武夷山，北抵信江，集雨面积1255km2。流域内山高林密 ，植被良好，气候温和，矿产资源丰富，尤以铜矿著称。铅山河流域理论电力蕴藏量约14108 kWh，初步查明的可开发水电装机有18.46104 kW，可开发电量6.7108 kWh，其水力资源之丰富为信江之冠。经综合分析论证，伦潭工程规模基本选定为：水库正常蓄水位252.0m，死水位230.0m，防洪限制水位250.0m，防洪高水位为254.70m，相应防洪库容为0.261108m3，调节库容0.938108m3，水库总库容1.798108m3；灌溉农田面10.62万亩；电站装机容量20.0MW；枯水季节能为下游工矿企业补充1500104m3生产生活用水。在发电方面：电站装机210.0MW，年发电量6074104kW.h，保证出力4520kW，年利用小时3037h；在供水方面：枯水季节能补充下游工矿企业生活生产用水1500104m3。第二章 设计的基本资料及水库工程特性2.1 设计的基本资料2.1.1水文气象伦潭水利枢纽坝址处于铅山河支流杨村水中游。杨村水为信江二级支流，发源于武夷山脉读书尖。河流自南向北流经篁碧、港口、天柱山、港东、杨村、五都等地，在下坂与石塘水相汇后称铅山河。杨村水主河长70km，流域面积465km2，河道平均坡降6.6。伦潭水库坝址以上集雨面积242km2、主河长41.9km，流域平均宽度5.77km，主河道平均比降11.62。坝址附近无水文测站，选择铅山河流域内铁路坪水文站作为参证站，由1959年至2000年共42年径流资料，推求坝址多年平均流量为11.0m3/s，Cv=0.31,Cs=2.5Cv，多年平均径流深1438.8mm，多年平均径流量3.48108m3。铅山河为雨洪式河流，洪水与暴雨相应，多发生在49月份，洪水主要由锋面雨形成，台风雨也能形成较大洪水。经分析计算，坝址设计洪水成果：校核洪水标准（P=0.1%)，相应洪峰流量为2640m3/s，洪量W1=87.73106m3、W3=155.17106m3；设计洪水标准（P=1%）、相应洪峰流量为1500m3/s，洪量W1=52.06106m3、W3=92.08106m3。铅山河属少泥沙河流，坝址多年平均悬移质输沙量4.55104t、推移质输沙量1.82104t。铅山河流域属亚热带季风气候区，流域内各地多年平均气温18.1，极端最高气温40.1，极端最低气温-10.6，多年平均相对湿度79%。多年平均降水量1908.9mm，最大年降水量2856.7mm（1998年），最小年降水量1177.1mm（1971年），多年平均蒸发量1550.4mm，多年平均风速1.9m/s，实测最大风速20.3m/s。坝址区洪水期多年平均最大风速16/，吹程为2.5公里。2.1.2工程地质本区处华南褶皱系、赣中南褶隆、饶南拗陷区。区内地势东南高、西北低，下游为低山丘陵区，中上游属中低山中高山构造剥蚀地貌，不良物理地质现象不甚发育。区内出露地层主要为燕山早期花岗岩。枢纽及库区处于次一级的陈坊永平八都区域隆起构造带，未发现孕震断裂分布，不存在产生水库诱发地震的可能性，根据GB18306-2001中国地震动参数区划图，本区地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱周期小于0.35s，区域构造稳定性较好。水库区地层岩性单一，组成库盆、库岸的花岗岩体岩性坚硬，透水性弱，库周分水岭雄厚，库区产生永久性渗漏的可能性小，库岸稳定性较好。未来库区淤积问题不大。库区内未发现有工业开采价值的矿产资源及古文化遗址分布，淹没影响较小。不存在浸没问题。坝区含上、下两个坝址，均属构造剥蚀中低山地貌，位于燕山早期侵入的伦潭岩体上岩性，为细粒花岗岩，岩性单一，一般弱风化微新岩体为中等较好质量岩体。地质构造较简单，未发现较大的断裂构造及顺河断层。构造节理主要为北东向和北西向两组，卸荷裂隙发育不明显。坝区的地下水主要为基岩裂隙潜水。地下水埋深多受大气降水和地形条件及季节变化等因素所控制。岩体透水性则受地形条件、节理裂隙的密度与贯通，节理裂隙充填状况及岩体风化程度等多种因素影响，一般遵循自上而下，由大到小的规律。据水质分析结果，坝区河水和地下水对混凝土具中等溶出型侵蚀性。上、下坝址存在的工程地质问题，主要为渗漏及坝肩稳定问题。由于岩体风化及节理裂隙的影响，坝址基础开挖以后，建基面以下一般为弱中等透水岩体，需作防渗处理。上坝址可利用基岩埋深较大，建基面以下透水岩体厚度也较大。下坝址拱坝方案右坝肩，由于局部分布有缓倾角节理裂隙，其与坝区较发育的北西或北东向两组陡倾角结构组合，存在与拱肩推力方向夹角很小的不利组合面，有沿该组面产生滑动的可能，对拱肩稳定不利。就工程地质条件而言，上、下坝址均具备修建90m左右大坝的条件。而下坝址的工程地质条件优于上坝址。据本阶段对三条引水隧洞、一条导流隧洞、一个溢洪道及三个发电厂房和下坝址上、下游围堰作的地质勘探工作，这些建筑物均处于中低山地貌，围岩为细粒花岗岩，洞室大部分置于弱风化微新岩体，地下水量不丰，地质构造较简单，洞线进出口及厂房区未见较大的滑坡、崩塌等不良物理地质现象。各引水隧洞线及厂房均未发现大的工程地质问题。上、下游围堰不存在大的工程地质问题。2.1.3筑坝材料及其物理力学性质水库枢纽工程所需天然建材，石料可就地取材，储量及质量均可满足要求。砂砾料在坝址区缺乏，需在坝区下游较远处采运，其中砂料质量可满足规范要求，但粗骨料级配较差，粗细骨料储量均可满足需求。（一）坝址处地基物理力学设计指标坝址处具有砂质亚粘土覆盖层，河床处覆盖深度约为5米，两岸垂直坡面覆盖左岸3米，右岸12米。砂质亚粘土覆盖层物理力学指标如下：干容重=1.59/3 饱和容重S=2.00/3浮容重=0.98/3 渗透系数K=4.510-6/凝聚力=0.38/2 内摩擦角=20.570（二）筑坝材料1、砂壤土干容重d=1.70/3 饱和容重s=2.10/3浮容重b=1.00/3 渗透系数K=2.510-5/凝聚力=0.29/2 内摩擦角=300湿容重ww=1.70/32、粘土防渗体干容重d=1.65/3 饱和容重s=2.07/3浮容重b=1.05/3 渗透系数K=310-6/凝聚力=0.35/2 内摩擦角=240湿容重ww=1.85/33、砂砾料干容重d=1.67/3 饱和容重s=2.04/3浮容重b=0.99/3 渗透系数K=2.10-2/凝聚力=0 内摩擦角=330湿容重ww=1.81/34、块石干容重d=1.79/3 饱和容重s=2.14/3浮容重b=1.19/3 渗透系数K=2.510-5/湿容重ww=1.85/3 内摩擦角=380（三）砼与基岩抗剪指标及基础承载力纯摩时 =0.7 =0剪摩时 =0.9 =2.8/2基础承载力 =30/2砼容重 =2.4/32.1.4、水库的运用要求 伦潭水利枢纽工程位于铅山河流域杨村水中游，是以防洪、灌溉为主，兼顾发电、供水和水产养殖的综合利用工程。经综合分析论证，伦潭工程规模基本选定为：水库正常蓄水位252.0m，死水位为230.0m，防洪限制水位250.0m，防洪高水位为254.70m，相应防洪库容为0.261108m3，调节库容0.938108m3，水库总库容1.798108m3；灌溉农田面10.62万亩；电站装机容量20.0MW；枯水季节能为下游工矿企业补充1500104m3生产生活用水。伦潭水利枢纽工程综合利用效益显著。在防洪方面：经水库调蓄可使下游沿河两岸和港东、杨林、五铜、永平、鹅湖、福惠等7个乡（镇）的村镇和农田、永平铜矿的供水设施和尾矿污水排放设施、横南铁路线和上饶联络段铁路线以及铅山县河口镇的防洪标准由5年一遇提高到20年一遇；在灌溉方面：从水库坝下取水可灌溉下游铅山西部灌区的杨林、五铜、福惠、虹桥、汪二、河口茶场、新安埠、汪二垦殖场等九个乡（镇、场）的10.62万亩，农田灌溉保证率达90%；在发电方面：电站装机210.0MW，年发电量6074104kW.h，保证出力4520kW，年利用小时3037h；在供水方面：枯水季节能补充下游工矿企业生活生产用水1500104m3。2.2 水库工程特性水库枢纽工程主要特征值 正常蓄水位 252.00 防洪高水位 254.70 设计洪水位（P=1） 254.75 相应下泻流量 9753/相应下游水位 176.43校核洪水位 256.45相应下泻流量 13103/相应下游水位 177.51死水位 230.00水电站装机容量 210MW总库容 1.798亿3河床地面高程 170m第三章 枢纽布置及工程等级第一节 枢纽布置一、 坝址、坝轴线的选择二、溢洪道的布置溢洪道位于大坝第二节 工程等级根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000划分。综合考虑水库总库容，防洪效益，灌溉面积，电站装机容量，工程规模，取最高级别，由库容（总库容1.798亿3）控制，所以本水利枢纽工程等级为大（二）型。按照水利水电枢纽工程等级划分及设计标准规定，本工程为II等工程，主要建筑物为2级。第四章 坝工设计4.1 坝型选择由于设计任务书中，所给坝体粘土的渗透系数K=310-6, 碾压式土石坝设计规范（SL274-2001）4.1.5条规定，心墙坝防渗土料的渗透系数不大于1.010-5，而且坝基的渗透系数为K坝基=4.510-6/，同时，综合考虑到气象、建筑材料，施工等条件，考虑采取带粘土心墙坝。第二节 坝的断面设计土石坝的基本剖面应根据坝高、坝的等级、坝型、筑坝材料特性、坝基情况及施工、运行条件等参照现有工程的实践经验初步拟定，然后通过渗流和稳定分析检验、最终确定合理的剖面形状。一、 坝顶高程确定坝顶高程等于水库静水位与坝顶超高之和。分别按以下运用情况计算，取其最大值：1) 设计洪水位加正常运用情况的坝顶超高：坝顶超高d按下式计算d=R+e+A（1）其中：d坝顶超高(m)R波浪设计爬高（m）