混凝土重力坝设计说明书学 生：饶 乐指导老师：张 萍三峡大学水利与环境学院1. 工程等级、建筑物级别及防洪标准确定1.1 工程等级确定根据工程基本资料和水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000 （表11）, 确定：1）根据水库总库容10433万m?和供水保证率为95%判定，工程属于II等工程，大（2） 型规模；2）根据电站装机1.5万KW判定，工程属于W等工程，小（1）型规模；3）根据水库设计灌溉面积24.28万亩，工程属于III等工程，中型规模。综合以上数据，确定水利枢纽工程为II等工程，大（2）型规模。表 1-1 水利水电工程分等指标工程等别程模水库总库容（108 m 3 ）防洪治涝灌溉供水发电保护城镇 及工矿企业的重要性保护农田（104 亩）灌溉面积（104 亩）供水对 象重要性装机容量（104 KW）治涝面积（104 亩）I大（1）型三10特别重要250022002150特别重要2120II大型10-1.0重要50(100200-60150H50重要12卜30III中型1.04).10中等10(306(15505中等3(5小（1）型0.10-0.01一般30-515-350.5一般51V小型0.03-0.001530.51注: 水库总库容指水库最高水位以下的静库容治涝面积和灌溉面积均指设计面积。1.2 建筑物级别确定表 1-2 水工建筑物级别工程等别永久性建筑物级别临时性建筑物级另U主要建筑物次要建筑物I134II234III345W455V55根据工程基本资料和水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000 （表12）, 确定：鲤鱼塘水库水工建筑物级别工程等别永久性建筑物级别临时性建筑物级别主要建筑物次要建筑物II2341.3 工程洪水标准确定根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000规定:表1-3 山区、丘陵区水利水电工程永久性水工建筑物的洪水标准重现期（年）项目水工建筑物级别12345设计1000500500100100 5050303020校核土石坝可能最大洪水（PMF）或10000500050002000200010001000300300200混凝土坝、浆砌石坝50002000200010001000500500200200100表 1-4 临时性水工建筑物洪水标准重现期（年）临时性建筑物类型临时性水工建筑物级别345土石结构50202010105混凝土、浆砌石结构201010553根据表 13、表 14 确定，有：鲤鱼塘水库工程的洪水标准水工建筑物类型永久性水工建筑物级别临时性建筑物重现期（年）设计500100105校核20001000所以，永久性水工建筑物的洪水标准：正常运用情况下为 100 年一遇（ P 1%）,非 常运用情况下为1000年一遇（P = 0.1% ）；临时性建筑物的洪水标准:5年一遇（P = 20% ）。2. 坝址和坝型的选择及枢纽布置2.1 坝址选择2.1.1 坝址地形地质条件鲤鱼塘水库坝段选择在桃溪河三溪口以下、大黑滩主要煤矿区以上约4km河段内。项 目建议书阶段初选了九道拐、小黑滩、大黑滩三处坝址进行比较，从地形地质、水库水质、 和工程技术经济等条件看，大黑滩坝址存在有明显缺点，根据项目建议书阶段审查意见， 本阶段予以放弃。故主要勘探工作和技术经济分析工作重点放在在九道拐坝址（称上坝址） 和小黑滩坝址（称下坝址），两处坝址各自的地形地质情况简述如下。2.1.1.1 上坝址上坝址位于三溪口下游1.1km,桃溪河在该坝址处的水流流向为NE45OSW225。，坝址 下游河道转弯，并在右岸有支沟九道拐汇入。河谷较开阔，谷坡左缓右陡，为不对称“U” 型纵向谷，左岸为顺向坡，坡角25。35。，坡面分布有残、坡积物和地滑堆积物，坡脚为 I级阶地，宽2050m，高程370374m。右岸为反向坡，坡角50。70。枯水季节坝址 处常水位362363m，河床宽3540m，正常蓄水位450.00m时，河床宽321340m。河床覆盖层厚03m，左岸岸坡覆盖层厚06m，地表覆盖有滑坡堆积物，方量约15 万m3，右岸基岩裸露良好。本坝址出露地层主要为粉砂质泥岩夹长石石英砂岩，岩性较软 弱，强度低。左岸强风化层厚715m，弱风化层厚1520m。河床部位强风化层厚36m， 弱风化层厚1012m。右岸强风化层厚610 m，弱风化层厚1216 m。坝址处为单斜岩 层，构造简单，断层不发育，仅沿软硬岩层接触面发育一些层间错动带。坝址上游左岸约500m处有一方量为103.5万m3的陈家大院滑坡。岩体透水性与地质构造和风化程度有关，两岸地下水位均高于正常蓄水位，岩石透水 率qW3Lu的相对隔水层，两岸在地表以下6685m，河床59.5 m。2.1.1.2 下坝址下坝址位于九道拐下游约500m处，桃溪河出九道拐后流向SE,该坝址河道较为顺直， 岸坡左陡右缓，河谷形态呈不对称“V”型横向谷。两岸山体完整、雄厚，左岸呈一陡崖 状，坡角为60。70。，右岸地形稍缓，坡角为30。50。，部分地段分布有残、坡积物及崩 积物。常水位355362m，水面宽1020 m，河谷宽约50m，当正常蓄水位450.00m时， 河谷宽222285m。河床为第四系冲、洪积漂卵砾石夹砂，结构较松散，覆盖层厚03m。左岸基岩裸露, 右岸除局部地段覆盖有 15 m 的块、碎石夹亚粘土外，大部岸坡基岩裸露。下坝址地基 岩石为砂岩、粉砂岩及泥质岩、夹页岩。河床部位强风化层厚05.0m，弱风化层厚2.0 13.00m。左岸强风化层厚017.35m，弱风化层厚2.063m。右岸强风化层厚013.0m， 弱风化层厚2.034m。坝址区断层发育程度较低，已查明的6条断层中，F、F规模稍大，34F、F、F、F规模均较小。F断层位于坝址下段牛背脊石板河一带。F断层位于II坝125634线下游约30m，该断层走向近东西，倾向北西，倾角2040。，破碎带宽度215m，在河 谷左岸坡脚处出露宽度最大，向两岸延伸，渐趋尖灭，破碎带由页岩、粉砂岩及灰岩碎块 组成。坝基岩层软硬相间，沿页岩发育有一系列层间错动破碎带（JC）,其中JC最大，贯1穿左右岸，在河床坝基处与F汇合后，出露宽度约15m。趾板范围内坝基岩石中砂岩占431.84%，粉砂岩占36.85%，泥质岩占31.31%地下水在高程450m以上埋藏较深，在高程450m以下埋藏稍浅，两岸地下水位均高于 正常蓄水位450.00m。岩石透水率qW3Lu的相对隔水层，左岸在地表以下52100.0m, 河床5361m，右岸36.070.0m。2.1.2 坝址比较与选择a）地形地质条件：上、下坝址地形差异较大，但出露的地层相同，两岸地下水位埋深 也基本接近。上坝址为纵向河谷，河谷较宽，左坝肩山体较单薄，地形不完整；且坝址区 左坝肩有体积约15万m3的滑坡堆积物，坝基处理工程量较大。右岸坝肩下游有一条宽6m， 切割深达 1090m 的冲沟，对坝肩稳定不利。下坝址为横向河谷，河段较顺直，便于建筑 物的布置。陈家大院滑坡体均位于两个坝址的库区内，上坝址距陈家大院约500m，滑坡体 的稳定与否直接威胁着大坝施工期和运行期的安全，而下坝址与上坝址排距500m，其间河 流形成近 90。的拐弯，相应也削弱弱了滑坡对大坝安全的威胁程度。因此，从地形地质条 件来看，以下坝址为优。b）水库淹没情况：两坝址相距500m左右，其间无移民搬迁，下坝址仅水库占地略比 上坝址有所增加。c）工程量及投资：两个坝址方案的主要工程量及投资列于表2.1.2-1。从表中可以看 出，下坝址方案比上坝址方案可节约投资2650万元。 综合以上分析，从地形地质条件、施工条件及投资效益等方面来看，下坝址均比上坝 址更具有优越性，故采用下坝址。表2.1.2-1坝址工程量及投资比较表项目单位数量备注上坝址下坝址覆盖层开挖万m311.5710.45石方明挖万m346.4984.68石方洞挖万m35.041.37土石方填筑万m3247.46197.52混凝土万m36.776.02含喷锚混凝土钢筋t48663385锚筋t136.0124钢材t178.4149.7帷幕灌浆m3170027824固结灌浆m154909296回填灌浆m60002150投资万元1710014450注：1. 表中未含施工导流等临建工程量；2. 上、下坝址的排沙放空洞洞长相差不大，不影响坝址比较的结论，故表中未列入其工程量和投资；3. 两个坝址金属工程量相同。2.2 坝线、坝型比选2.2.1 坝型坝线的初步选择从小黑滩到牛背脊共勘探了 4条坝线，它们分别是I线、II线、III线和IV线，综 合分析各项工程地质条件，以I、II线为优，结合考虑水工建筑物布置及工程量等方面的 因素，本阶段选择I坝线布置混凝土重力坝方案，II坝线布置混凝土面板堆石坝方案进行 比较。1）地形地质条件：本坝址河谷较狭窄，为不对称的“V型横向河谷，河段较顺直，便于建筑物的布置, 两岸山体完整、雄厚，左岸边坡高陡，右岸地形稍缓地形上适宜修建重力坝。从工程地质条件来看，坝址以砂岩、粉砂岩及泥质岩、夹页岩为主，岩性相对较弱， 两岸弱风化较深，若布置成面板堆石坝，岸边溢洪道开挖量大，堆石填筑量大，施工强度 高，且场地狭小，施工道路布置困难，从地形地质条件看，本坝址宜修建混凝土重力坝。2）工程布置： 两个坝型方案布置都比较简单，引水隧洞、厂房与大坝分开布置，坝范围仅考虑挡水和泄洪，大坝下游消能影响区域内无重要设施和居民，故考虑坝体安全，两个方案均采用 较简便的挑流消能方式。但混凝土重力坝布置相对较紧凑，管理运行方便。3）施工条件： 施工材料：坝区内石料的储量丰富，有工程需要的土料，但天然砂砾料较缺乏，水泥、粉煤灰需从外地购入，运距远、单价高。施工导流：两种坝型方案施工导流标准相同，导流方式均为一次性拦断隧洞导流。面 板坝导流洞断面较小，但渡汛防护费用高，后期导流困难，而混凝土导流洞断面虽大，但 后期可预留缺口易于解决。导流费用面板坝略大。弃渣场地：混凝土重力坝方案首部枢纽土石开挖41.04万m3,混凝土面板堆石坝方案 首部枢纽土石开挖123.26万m3 （含排沙放空洞），其中利用料约27%。扣除利用料后，面 板坝方案弃渣量约为重力坝方案的两倍，鲤鱼塘水库工程坝址附近地形狭窄，只能采取分 散多处弃渣的方式解决。因此，面板坝方案弃渣场地布置难度相