bj重力坝毕业设计

bj重力坝毕业设计内容摘要：

20 4 722 454 393 21 5 723 455 394 22 6 725 456 395 23 7 786 483 418 24 8 839 516 447 11 页 芭蕉河一级水电站坝址设计洪水过程线图( 1 9 6 2 年7 月）05001000150020202500300035004000450050000 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72时序 (h)流量(m3/s)p=1%p=% p=2% 图 211 BJ一级坝址设计洪水过程线 泥沙 一级坝址泥沙目前拟采用下游二级坝址可研设计成果。 借用清江恩施站年均悬移质含沙量 ，推移质为悬沙的 20%估算。 一级坝址多年平均悬移质输沙量 万 t，多年平均推移质输沙量 万 t，年总输沙量 万 t。 泥沙容重为 ，折算水库年淤积总量为 万 m3。 坝址与地形情况 地形地貌 BJ 一级水电站建坝河段位于鹤峰县北佳镇柳月坪自然村下游 ～。 BJ 自西向东流入柳月坪坝址后逐渐折 转为自北向南，在柳月坪坝址下游经过一较大的河湾进入落山坝坝址后河流流向折转为南东向。 柳月坪坝址河水位 ～ ，水深一般小于 1m，局部 2～ 3m，前 200m 河段为急滩跌水，河床覆盖层厚 2～ 4m。 整个坝址区属中高山峡谷地貌，河流两岸山高坡陡，基岩出露良好。 柳月坪坝址近河山岭高程均在 以上，山体连续完整；两岸自然边坡坡度一般为 40176。 ～ 60176。 ，但受结构面控制的悬崖陡壁随处可见；左岸发育 6条规模大小不一的冲沟，上游峡谷入口处还有一条常年流水的溪沟（唐家湾）；右岸因陡崖发育，边坡成台阶状。 柳月坪坝址地层主要由龙马溪组的 S1ln S1ln3 岩组和罗惹坪组的 S1lr1 岩 12 页 组组成，岩性以条带状砂岩、石英砂岩为主，岩石坚硬。 地质构造 该工程位于北东向的八字山背斜南东翼，为单斜构造地区，岩层产状 35176。 ～ 50176。 /SE∠ 35176。 ～ 50176。 对柳月坪坝址，岩层走向斜交河流，倾向下游偏左岸，为斜向谷；区内断裂构造较简单。 已查明的断层主要有 2 条： F1 和 F2， F1 位于落山坝坝址上游左岸，产状274176。 ～ 280176。 /NE∠ 79176。 ～ 84176。 ，破碎带宽 ； F2 位于柳月坪坝址左岸，产状 70176。 ～85176。 /NW∠ 60176。 ～ 65176。 、 280176。 ～ 290176。 /NE∠ 80176。 ，破碎带宽 ～。 坝址区节理裂隙以区域性构造节理为主，较发育的有以下几组：① 产状 30176。 ～ 40176。 /NW∠ 45176。 ～ 60176。 ，为反倾向结构面；② 产状 300176。 ～ 320176。 /SW∠ 40176。 ～ 60176。 ； ③ 产状340176。 ～ 360176。 /NE、 SW∠ 70176。 ～ 85176。 ；④ 产状 70176。 ～ 275176。 /NW～ SW∠ 65176。 ～ 80176。 各组节理均有延伸长、贯通性较好、结构面较平直的特征，常沿某组节理形成十几米至近百米长、数米至数十米高的悬崖陡壁。 天然建筑材料 混凝 土骨料：坝址及附近地区天然砂砾料缺乏。 根据初步调查，工程所需混凝土骨料可采用坝址上游约 1km 芭蕉坡附近的奥陶系红花园组（ O1h）的结晶灰岩或芭蕉湾下游二叠系微晶灰岩轧制。 堆石料：产地初步拟定在坝址下游左岸落山坝村后山，料源层为志留系中统纱帽组S2s3岩组厚 100 多米的厚层、中厚层石英细砂岩、砂岩。 土料：坝址周围碎石类土料分布较广，如柳月坪村、落山坝村一带，但土层的厚度一般较薄。 围堰防渗和堆石坝面板铺盖所需的粘性土在坝区缺乏，须在周边地区寻找合适的产地。 各类天然建筑材料还需进行进一步的勘测、试验工作以查 明储量和质量。 工程枢纽任务与效益 根据《恩施自治州鹤峰县 BJ 流域水电规划报告》， BJ 流域开发任务是以发电为主，兼顾航运、养殖、旅游等综合利用效益。 航运 BJ 为 溇 水上游一级支流，发源于鹤峰县与宣恩县交界的太平乡文家河，在鹤峰县城下 13 页 游 2km处注入 溇 水，干流全长 ， 蜿蜒穿行于鹤峰县西部的崇山峻岭之中，水急滩多，基本不具备通航条件，航运方面仅有少量木材流放。 由于 BJ 两岸山高坡陡，不通公路，严重制约库区经济的发展，给库区群众的生活造成极大的不便， BJ一级水库建成后，可使库区官庄河以下 11km 河道渠化，届时库区群众可通过 的渠化水路直达鹤峰县城，极大地改善了库区的交通状况，有利于促进库区经济的繁荣和发展。 养殖 鹤峰县是湖北省西南部的高山县之一，辖区内河流比降大，自然状况下渔业养殖条件极差， 1999 年全县水产品产量仅 58t，渔业产值 32 万元。 BJ 一级水库建成后，可形成1860~3830 亩的人工养殖水域，利用 BJ流域气候温和湿润、雨量丰沛、光照充足、天然饵料丰富的自然条件，采用水库渔业精养及网箱养殖进行渔业规模生产，可改变鹤峰县渔业生产落后的面貌 ，满足人民群众膳食多样化的生活需要。 旅游 BJ 一级水库坝址距鹤峰县城约 10km，水库建成后与先期建设的 BJ二级水库梯级衔接，形成以鹤峰县城为中心，北有幽谷深涧的 溇 水咕噜溪、南靠深山明珠八峰山、西依BJ 人工湖泊，集自然景观、园林景观、湖光山色于一体的旅游景观新格局，将极大地丰富城乡居民的休闲生活，对鹤峰旅游业的发展也将起到积极的促进作用。 3 枢纽布置 枢纽组成建筑物及其等级 根据枢纽的任务确定枢纽组成建筑物 根据 BJ 一级水电站的主要任务，水电站的效益主要是发挥梯级 电站效益和防洪，故需的永久建筑物包括挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物、开关站。 为便于施工，还需要导流建筑物、施工围堰等临时建筑物。 确定建筑物等级 根据已知条件：正常蓄水位 ,对应库容 亿 m3， 装机 2 台，总装机容量 30MW，按表 31 知水库属三等中型工程，主要建筑物拦河坝、溢流堰、拉沙底孔为 3 级建筑物，引水道、消能防冲、导墙、挡墙为 4 级，厂房按装机属 3 级，导流围堰、明渠等临时建筑 14 页 物为 4 级。 表 311 水利水电枢纽工程的分等指标 工程等别 工程规模 分等指标 水 库总库容 （亿米 3 ） 防洪 灌溉面积 （万亩） 水电站 装机容量 （万千瓦） 保护城镇及工矿区 保护农田面积 （万亩） 一 大（ 1）型 10 特别重要城市、工矿区 500 150 120 二 大（ 2）型 10～ 1 重要城市、工矿区 500~100 150~50 120～ 30 三 中 型 1～ 中等城市、工矿区 100~30 50~5 30～ 5 四 小（ 1）型 ～ 一般城镇、工矿区 30~5 5~ 5~1 五 小（ 2）型 ～ 5 1 坝线、坝型选择 坝型、坝址选择是水利枢纽设计的重要内容，二者相互联系，不同的坝址可以选用不同的坝型，同一个坝址也应考虑几种不同的枢纽布置方案并进行比较。 在选择坝型、坝址时，应研究枢纽附近的地形地质条件、水流条件和建筑材料、施工条件、枢纽布置等： (1)地质条件。 地质是坝址、坝型选择的主要依据之一。 拱坝、重力坝需建在岩基上；土石坝则岩基、土基均可修建。 坝址选择应该注意一下几个方面的问题： ①对断层破碎带，软弱夹层要查明其产 状、宽度（厚度）、充填物和胶结情况，对垂直水流方向的陡倾角断层应尽量避开，对具有规 模较大的垂直水流方向的断层或是存在活断层的河岸，均不应选择坝址。 ②在顺向河谷（指岩层走向与河流方向一致）中，总有一岸指与岩层倾向一致的顺向坡，当岩层倾角小于地形坡角，岩层又有软 弱结构面时，在地形上存在临空面，这种岸坡极易发生滑坡，应当注意。 ③对于岩溶地区，要掌握岩溶发育规律，特别要注意潜伏溶洞、暗河、溶沟和溶槽， 15 页 必须查明岩溶对水库蓄水和对建筑物的影响。 ④对土石坝，应尽量避开细砂、软粘土、淤泥、分散性土、湿陷性黄土和膨胀土 等土基。 (2)地形条件。 河谷狭窄，地质条件良好，适宜修建拱坝；河谷宽阔，地质条件较好，可选用重力坝或支墩坝；河谷宽阔、河床覆盖层深厚或是地质条件较差，且土石、沙砾等当地材料储量丰富，适宜修建土石坝。 在高山峡谷区布置水利枢纽，应尽量减少高边坡开挖。 坝址选在峡谷地段，坝轴线短，坝体工程量小，但不利于泄水建筑物等的布置，因此需综合考虑。 (3)筑坝材料。 坝址附近应有足够的符合要求的天然建筑材料。 (4)施工条件。 便于施工导流，坝址附近特别是其下游应有开阔地形，便于布置施工场地；距离交通干线近，便于交通运输；可与 永久电网连接，解决施工用电问题。 (5)综台效益。 选择坝址应综合考虑防洪、灌溉、发电、航运、旅游、环境等各部门的经济效益。 坝址选择与地形、地质条件、坝型、枢纽布置和施工导流等因素有关，在满足枢纽布置和施工导流要求的前提下，坝轴线应尽可能短，以节省工程量。 从地质条件看，坝址应选在地质构造简单，无大的地质构造的地方。 坝址的比较与选择 1) 地形地质条件：两坝址河谷形状基本相同，但下坝址由于受溪沟切割，左岸坝肩山体略显单薄，且河谷较上坝址稍宽；上坝址出露地层岩性坚硬，岩体风化稍浅，地质构造简单；下坝址出露地层岩性较软弱，且具崩解性，加之左岸有断层切割库盆，因此基础处理工程量较大。 从地形、地质条件看，以上坝址为优。 2) 工程布置：下坝址溢洪道与引水发电系统分别布置在左、右岸，建筑物布置分散，施工和运行干扰较小，但面板堆石坝比上坝址高 3m，引水发电系统也较上坝址长 72m。 上坝址因受地形地质条件的制约，溢洪道和引水发电系统均布置在左岸，厂房只能布置在大坝与溢洪道之间，建筑物布置稍紧，施工干扰较大。 且溢洪道泄洪时可能对厂房造成一定的影响，需采取相应的工程措施。 3) 与 BJ二 级电站的衔接：正在建设的 BJ二级电站正常蓄水位 ，下坝址河床高程 ，与二级电站正常蓄水位重叠 ，上坝址河床高程 ，与二级电站 16 页 正常蓄水位重叠。 显然，上坝址与二级电站的水位衔接更为合理一些。 4) 开挖料利用：上坝址开挖料以龙马溪组砂岩、石英砂岩为主，岩性坚硬，可作为坝体下游堆石区填料；下坝址开挖料主要为罗惹坪组的粉砂岩、泥质粉砂岩，岩性软弱且易崩解，不适合作坝体填筑料。 相比之下，上坝址开挖料利用程度较高。 5） 施工条件：下坝址距下游辅助施工 工厂和落山坝堆石料场较近，施工交通比上坝址近 ～。 因此施工条件以下坝址为优。 6） 工程量及投资：上、下坝址枢纽布置方案的工程量及投资列于表 ，上坝址方案比下坝址方案可节约投资 1941 万元。 综合以上分析，上、下坝址各有优缺点，但上坝址具有工程量省，能充分利用开挖石渣，减少弃渣对环境的影响，降低水土保持投资，且与二级电站水位衔接合理等显著优点，故本阶段推荐采用上坝址。 坝型比较与选择 由基本资料知坝址千年校核洪水洪峰流量 4350m179。 /s，百年设计流量 2500 m179。 /s，洪水来量大，要求泄水建筑物有较大的过水能力，由于本水库除满足千年一遇的防洪标准外，尚需要承担下游防洪任务，所以单宽流量不宜过大，必须有足够的溢流前缘宽度。 坝区水文气象和工程地质条件具备了修建 50~60m,坝高及成库条件，特别是坝址处河床狭窄，其宽度仅为 160m（普通洪水流量时）死河滩，坝址附近河床坡度甚陡，水流湍急，有小瀑布，右岸地势较高，左岸地势较低，有起伏之山头。 坝址处为震旦纪砂岩。 左岸风化较严重，深达 3 ~ 4m，且夹有页岩。 水层岩岩层为向斜层之一翼微倾向上游。 坝址处水流急，故无砂卵石等淤积物 ，无侵蚀地下水。 首先考虑重力坝、土石坝、拱坝三种基本坝型。 （ 1） 从地质来看，重力坝是用混凝土或石料等材料修筑、主要依靠坝身自重保持稳定的坝，对地形、地质适应性强。 任何形状的河谷都可以修建重力坝。 在土基上也可修建高度不高的重力坝。 拱坝坝体的稳定主要依靠两岸拱段的反力作用，不像重力坝那样依靠自重维持稳定。 因此拱坝对坝址的地形、地质条件要求较高，对地基处理要求也较严格。 再者 由于左右岸岩性不均一，不适于建拱坝。 土石坝能适应不同的地形、地质和气候条件。 除极少数例外，几乎任何不良地基，经处理后均可修建土石坝。 但因洪水泄量及 导流和渡汛流量大的特点，不适合修建土石坝。 故考虑地质条件以修建混凝土坝较为适宜。 17 页 （ 2） 地形条件。 河谷狭窄，地质条件良好，适宜修建拱坝；河谷宽阔，地质条件较好，可选用重力坝或支墩坝；河谷宽阔、河床覆盖层深厚或是地质条件较差，且土石、沙砾等当地材料储量丰富，适宜修建土石坝。 由于坝址处河床狭窄但地质条件较差，且 左右岸岩性不均一，不适于建拱坝，若是修建拱坝，开挖量较大，不符合经济效益。 同时 在高山峡谷区布置水利枢纽，应尽量减少高边坡开挖。 因洪水泄量及导流和渡汛流量大的特点，坝址处不适宜修建土石坝。 故此处修建重力坝最为适宜。 （ 3） 筑坝材料。 土石坝可用任何土石料筑坝，坝址附近有足够的符合要求的天然建筑材料，可以就地、就近取材，节省大。