铜钱坝枢纽及溢洪道设计毕业设计(编辑修改稿)

铜钱坝枢纽及溢洪道设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

3 处。 ⑷ 固体径流来流 库区左家湾以上，河床固体径流，主要漂石夹卵块石，来源于上游寒武、奥陶系地层分布段，左家湾至南溪湾沟 段细碎物质亦不多南溪沟以下，仅有部分溪谷出口处有小型碎块石组成的洪积扇，输沙量亦不大。 库段内，覆盖层不发育，基岩广布，植被良好，固体径流来源不多，据水文二队获得的资料，多年平均输沙量为 万 t— 万 t，年固体径流模数为1115t/km2. 坝址工程地质条件 ⑴ 地形地貌 中坝址距下坝址 400 余米，玉带河环绕单薄山脊，呈 S 形弯曲，中坝址河段较平直，河谷呈 U 形谷，流向北西西，主流偏左岸，河谷宽约 80m~100m，谷底平坦，河床比降为 1%~%，平水及枯水期低漫滩广泛分布，水面标高 左右，水深 1~3m。 坝址区河谷两岸发育不对称零星分布的阶地，左岸地形较缓，坡度 35176。 ~45176。 ，山坡上发育有小冲沟，左岸平洞上游岸边河流侧蚀冲刷，谷坡陡峭基岩裸露。 右岸呈陡坡地形，坡度 45176。 ~60176。 上游略有变缓，下游有一条深冲沟切割。 河床覆盖层厚为 4m~6m，河床及岩面略有起伏，但仍较平坦，未发现较大深槽。 ⑵ 地层岩性 中下坝址均见有下元古界东房沟组（ 1Ptd ）及后期岩脉与第四纪地层，其岩性略有差别。 元古界东房沟组： ①、含炭砂质板岩：灰 ~深灰色，局部炭质富集呈灰黑色，矿物成分以石英、绢云母为主，其次为炭 质，含少许黄铁矿小晶体，板理发育，易风化，新鲜岩石较坚硬。 ②、硅化灰质砾岩夹岩质板岩：深灰、灰黑色，砾石成分复杂，以灰岩、砂岩、火成岩为主，次为板岩、千枚岩。 次棱角状及棱角状，砾石大小不一，直径一般为 3cm~5cm，偶见大者达 2m，胶结物为钙质、硅质。 以基底胶结为主，质坚脆、石英脉发育、地表见有轻微的溶蚀现象，本层在中坝址变化较大。 湖南水利水电职业技术学院 铜钱坝枢纽及溢洪道设计 4 ③、炭质硅质板岩：灰黑色、黑色，风化后呈灰白色，以炭质硅质成分为主，板状构造、板理发育、单层厚 3cm~5cm，质坚脆、易风化。 ④、紫色千枚岩：底部夹灰绿色千枚岩，具千枚状构 造，质软，易风化。 ⑤、青灰色千枚岩：具千枚状构造，片理明显，质软，易风化。 ⑥、黄绿色千枚岩夹竹叶状灰岩、砂岩：风化后呈灰黄 — 黄褐色，片理明显，易沿片理剥落，质软易风化。 所夹砂岩、竹叶状灰岩呈夹层或透镜状。 风化面呈褐色、质坚。 ⑦、岩脉：花岗闪长岩岩脉数条，多沿破碎带或顺层侵入，出露宽度一般 1m— 2m 左右，最大厚度可达 7m，与围岩接触较好，质坚，难风化。 ⑧、第四系全新统河床冲积砂卵石层：卵石成分主要为砂岩，次为板岩。 砂粒以石英长石岩屑为主，砂岩比为 4： 6。 ⑶ 地质构造 中坝址为浅薄山脊，为一倾覆倒转背 斜，背斜轴向大致为 176。 — 176。 东，向被东东方向倾覆，倾覆角 50176。 — 70176。 ，轴部由含炭砂质板岩地层组成，褶皱强烈，岩石层倒转，倾角陡立，翼部由硅化灰质砾岩、炭质桂质千枚岩等组成。 为一紧密同斜褶曲，西翼岩层产状：北 20— 30西，倾南西，倾角 65176。 — 80176。 坝址断层发育，按其发育方向，大致分为北西、北北东、北东东三组为主，北东东向为压性断层，北西与北东东为扭裂，南北向为压性断层。 坝址区节理裂隙发育，根据坝肩平洞揭露，其中以北北东、北东东及北西西三组最为发育，次为北西西组，与坝址区构造线方向基本一致。 ⑷ 主要物理地质现象及岩石风化情况 规模较大的滑坡体有：左坝肩滑坡体、导流洞出口坍塌体、右坝肩坍塌体。 左坝肩滑坡体对建筑物危害较大，该滑坡体东以压性断层为界，西以凹沟左壁为界， 后缘位于 CH15号孔下方（标高 630m 左右），滑动方向为北 25m，东西宽 80m，南北长后缘位于 CH15号孔下方（标高 630m 左右），滑动方向为北 25m，东西宽 80m，南北长 85m，钻孔中接露厚为 20m— 24m。 据水文二队初步估算其方量达 10 万 m3，为一基岩谷滑坡，目前处于稳定，但坡脚破坏，仍有复活可能。 ⑸ 水文地质 坝址区水文地质条 件较简单，地下水有基岩裂隙水和河床砂卵石层孔隙潜湖南水利水电职业技术学院 铜钱坝枢纽及溢洪道设计 5 水。 坝基及坝肩基岩含有微弱的裂隙水，由于岩层裂隙发育，连通性和岩石破碎程度不一，使岩石透水性变化很大，含水不均，局部有带状裂隙承压水，两岸基岩裂隙水由大气降水补给。 排泄于玉带河。 由于裂隙充填较多，其透水性较河床基岩透水性为小。 千枚岩夹砂岩为相对隔水层，透水性很差，但裂隙发育可含微量裂隙水，其透水性不均一。 河床砂粒层为极强透水层，厚度 4m—。 根据中坝址两个试坑抽水试验，降深为 — 时渗漏系数为 432m/d— 523m/d. (6) 各坝轴线工程地质条件 中坝址位单薄山梁倾伏倒转背斜轴部，岩层强烈褶皱，断裂发育，坝基及坝肩两岸均坐落于含炭砂质板岩、硅化灰质砾岩及炭质硅质板岩上。 坝址工程地质条件复杂各坝址地质条件如下： ① 、 Ⅰ — Ⅰ 线：位于背斜轴部，岩石挤压破碎，左坝肩坐落在滑坡体上，处理困难，右坝肩上方 16CH 孔附近断层破碎带密集 8余 m，其铅直厚度达 48m，并有岩脉穿插，强风化层深达 ，岩石透水性较强，渗透途径短，为绕坝渗漏主要通道。 右坝肩下方有 5F 断层通过，硅化灰质砾岩组成，山体单薄，稳定性差。 ②、 Ⅱ — Ⅱ线：左坝肩小凹沟有 4F 断层的压碎岩宽约 8m，坝脚坐落在滑坡体上，不利坝肩稳定，强风化层厚 9m~12m，右坝肩正处硅化灰质砾岩与炭质硅质板岩软弱带上，近北东北，东东向东向断层发育，于此交会，构成断层交会带，岩石强度低，稳定性差，并为绕坝渗漏通道。 ③、 Ⅲ — Ⅲ线：左坝肩发育有充填黏土的缓倾角裂隙，且有层间挤压破碎带，坝基有 4F 断层斜交通过，岩石透 水性较强， /L dm ，底板埋深大于 50m，为坝下渗透的主要通道，右坝肩坐落于 1F 、 5F 、 12F 断层交会软弱带上。 湖南水利水电职业技术学院 铜钱坝枢纽及溢洪道设计 6 水文与气象 玉带河发源于宁强县巴山箭竹岭，流贯宁强县境内，由南向北，于勉县铜钱坝处流入汉江，河道曲折，高山植被良好，海拔 1000m 以下垦荒坡地少，河道总长110 km，河床平均比降 3 ，下游河床比降为 1/600— 1/800。 坝址以上集水面积 798 2km。 集水区呈狭长形，流域平均高程为 1100m，多年平均降雨量 1000mm— 1100mm，由“陕西省年降雨量等值线图”上可见，降水量分布由上游向下游递减，且宁强、铁锁关一带为暴雨中心。 铜钱坝水库坝址附近无实测水文资料，玉带河上游有铁锁关水文站、宁强气象站，汉江干流上有武侯镇站和大安站，沮水河有茶店子、观音寺、茅坝站，各站水文气象资料系列情况见表 11。 表 11 各站水 文气象资料系列情况 河流 水文站 雨量站 玉带河 铁锁关 F=433km2 1960~1974年 铁锁关 1960~1974 年 宁强 1958~1959 年 宁 强 1960~1974 年 汉江 武侯镇 F=3092km2 武侯镇 193 1936~1974 年 1935~1941 年 1953~1974 年 大 安 1955~1970 年 沮水河 茶店子 F=1683km2 茶店子 1966~1974 年 1966~1974 年 茅 坝 1957~1970 年 观音寺 1955~1970 年 根据铜钱坝水库设计洪水标准，频率为 1℅， ℅所涉及洪峰、洪量及洪水过程线的有关资料如下： 铜钱坝水库采用值为： %P ： 34550 /Q m s洪 峰 1%P ： 33100 /Q m s洪 峰 坝洪水历时定为 3天。 分别统计铁锁关站和武侯镇站实测历年最大一、 二、 三日洪量，如表 12 所示。 进行频率计算，求得不同频率各时段的洪量，绘制最大洪量与流域面积关系湖南水利水电职业技术学院 铜钱坝枢纽及溢洪道设计 7 图，内插得铜钱坝频率为 1%时段的洪量。 表 12 铁锁关站和武侯镇站实测历年最大一、三日洪量 时段 一 二 三 洪水总量（亿 m3） 洪水过程线典型放大 已 知铜钱坝水库坝址设计洪水的一日洪量及洪峰量。 选用铁锁关站 1964 年9 月 2— 4 日一次洪水过程线为典型：典型洪峰 31640 /Q m s。 24 小时洪量324  亿 ，作为一日洪量（ 3 日 4 时 — 4 日 4 时）；典型洪水线及其用同倍比放大的设计洪水过程线见表 13。 其曲线如图 11。 表 13 铜钱坝典型洪水过程线与设计洪水过程线 日 ~时（ 3 日 ） 10 时 11 时 12 时 13 时 14 时 15 时 16 时 17 时 18 时 Q(m3/s) 500 1180 1590 1640 1600 1270 890 610 480 设计（ P=1%） 945 3024 1153 907 校核 (P=%) 1385 4432 洪水过程线05001000150020202500300035004000450050000 10 20 30 40 50 60 70 80时间t（h）流量Q（m3）典型设计校核 图 11 铜钱坝水库同倍比放大法推求设计洪水过程线 湖南水利水电职业技术学院 铜钱坝枢纽及溢洪道设计 8 工程特性值 表 13 铜钱坝水库工程特性表 工程名称 铜钱坝土坝枢纽及溢洪道设计 坝址 陕西省汉中市勉县铜钱坝乡 坝址区地震烈度 Ⅶ度 水文特性 控制流域面积 798km2 百年一遇设计洪峰流量 4550m3/s 千年一遇校核洪峰流量 3100m3/s 水库特性 水位 正常蓄水位 605m 防洪限制水位 设计洪水位 校核洪水位 死水位 588m 库容 总库容 亿 m3 设计库容 亿 m3 正常库容 m3 死库容 亿 m3 土石坝 坝型 均质 土石坝 坝顶高程 坝顶长度 坝基防渗形式 截水槽与灌浆帷幕联合防渗 溢洪道 型式 正槽溢洪 道 底高程 590m 底宽 71m 最大泄量 sm/3 水位 设计洪水位（ 1%） 上游： 下游： 校核洪水位（ %） 上游： 下游： 湖南水利水电职业技术学院 铜钱坝枢纽及溢洪道设计 9 正常蓄水位 上游： 605m 下游： 死 水 位 558m 多年平均最大风速： （ 45Km/h） 多 年 最 大 风速： 20m/s（ 72Km/h） 其他 工程等级：枢纽为 3等，建筑物为 3 级； 水库吹程： 3km； 地震基本烈度： 7度。 湖南水利水电职业技术学院 铜钱坝枢纽及溢洪道设计 10 第二章 调洪演算 洪水分析计算 根据铜钱坝水库设计洪水标准，频率为 1℅， ℅所涉及洪峰、洪量及洪水过程线的有关资料如下： 设计洪峰 铜钱坝水库采用值为： %P ： 34550 /Q m s洪 峰 1%P ： 33100 /Q m s洪 峰 设计洪量的推求 通过铁锁关站洪水资料分析，洪水过程线多呈单峰，洪水历时为 3天，铜钱坝洪水历时定为 3天。 分别统计铁锁关站和武侯镇站实测历年最大一 、 二、 三日洪量，如表 21 所示。 进行频率计算，求得不同频率各时段的洪量，绘制最大洪量与流域面积关系图，内插得铜钱坝频率为 1%时段的洪量。 表 21铁锁关站和武侯镇站实测历年最大一、三日洪量 时段 一 二 三 洪水总量（亿 m3） 洪水过程线典型放大 已知铜钱坝水库坝址设计洪水的一日洪量及洪峰量。 选用铁锁关站 1964 年9 月 2— 4 日一次洪水过程线为典型：典型洪峰 31640 /Q m s。 24 小时洪量324  亿 ，作为一日洪量（ 3 日 4 时 — 4 日 4 时）；典型洪水线及其用同倍比放大的设计洪水过程线见表 22。 其曲线如 图 21。 湖南水利水电职业技术。