水库坝型设计方案论文.docx

水库坝型设计方案论文1枢纽工程选址对坝型影响芣兰岩河又称虹霓河、寺头河是露水河的一级支流全长54km在山西境内长47km。河道在虹霓村至槐树坪村形成长约2.5km的峡谷地带两岸岸坡陡立河谷底宽20～70m且两岸山坡多基岩裸露因此将虹乙水库枢纽工程选在该河段。该段河道呈深“U”型两岸陡崖、陡坡基本对称分布从下至上有3道垂直陡崖及陡崖间陡坡组成3道陡崖分别高约40m20m30m崖顶高程分别为715．00～720．00m735．00～750．00m780．00～810．00m在虹霓村口处有一滚水坝滚水坝后为一陡坎水流在陡坎处形成瀑布跌落河谷瀑布高约55m。上游河段（上坝址）虹霓村滚水坝下游约1700m处河谷狭窄对称两岸陡峭、岩石出露坝址区无断层通过两岸卸荷裂隙有发育岩体相对较完整地形地质条件比较适合混凝土拱坝、重力坝泄洪、排沙及取水建筑物可与大坝整体布置泄洪、排沙效果有保证；水库正常蓄水位较高有利于提高自流灌溉面积；大坝总体工程量较小总体投资较省。但河谷狭窄泄洪排沙、取水建筑物布置受到限制在施工组织、质量控制等方面技术难度较大。下游河段（下坝址）距滚水坝约1880m处河谷相对上游较开阔适宜坝型为混凝土重力坝泄洪、排沙及取水建筑物可与大坝整体布置泄洪、排沙效果有保证；泄洪排沙、取水建筑物布置相对便利。但大坝工程量大总体投资较大。经综合比较两坝址地质条件相近工程规模相同从主体工程投资来看上坝址投资较少确定上坝址为推荐坝址。2工程地质条件坝址区地层为单斜构造各岩层呈整合接触岩层倾角平缓呈水平状。两坝肩下部均为近垂直的陡崖上部为陡坡两侧地形基本呈均匀对称状出露地层均为中厚层状石英砂岩夹薄层粉砂质页岩巨厚层状石英砂岩岩层产状呈近水平状略倾向左岸；两岸发育较多顺河床向的卸荷裂隙近垂直状；左坝肩陡崖中不存在无倾向河道的缓倾角裂隙面斜坡中钻孔揭露弱风化基岩层厚约11.8m推测陡崖部位弱风化基岩层厚6～10m自然岸坡和开挖切坡较稳定；右坝肩地质条件与左坝肩基本相同但右岸岩层略倾向河道岩层中软弱夹层可能存在软化现象受扰动时岩块可能会沿卸荷裂隙及粉砂质页岩层面产生滑移易产生失稳现象。坝基基岩主要为中厚层状石英砂岩局部夹薄层粉砂质页岩上部弱风化岩体中裂隙较发育岩体完整性差下部微风化岩体较完整。覆盖层厚约10.5m为砂卵石层。坝基抗滑稳定主要受粉砂质页岩夹层层面控制其各力学参数较低坝基抗滑稳定较差坝基可能会沿粉砂质夹层层面产生滑移。3坝型比选3.1枢纽布置方案根据地形地貌、地层岩性、地质构造等条件经综合分析由于河谷较狭窄且两岸陡立坝外布置泄洪建筑物难度较大成本过高不具备修建堆石坝条件。坝址区附近有丰富的石料及砂砾石料主要成分为灰岩、石英砂岩其中灰岩约占90%具有较好的砂石料场且料场距坝址区仅约1.0km能够满足混凝土坝砂石料需求。从泄洪建筑物布置条件来看由于坝址河谷宽仅25m局限于河谷地形条件泄洪建筑物宜与枢纽工程结合布置适宜布置混凝土溢流坝。为此选择拱坝和混凝土重力坝两种方案重点对挡水建筑物、泄洪建筑物的工程布置和主要技术经济指标进行比较。3.1.1拱坝方案根据工程地质情况两坝肩作为双曲拱坝坝肩时稳定性较差。因此拱坝方案拟选用混凝土重力拱坝方案。大坝由非溢流坝段、溢流坝段、泄洪排沙孔、取水口等组成。采用6拱券5不等段设计从上而下每段高度分别为10m10m10m10m11m。每层拱券弦长68.4m60.2m55.6m49.4m45.6m。拱坝中心线与河道中心一致坝基高程668.00m坝顶高程729.00m最大坝高61m。下游拱券平面采用左右岸同半径的单圆心圆弧拱中心角度96°外半径41.1m坝顶厚度5m坝底厚度20m厚高比0.33属中厚拱坝。溢流坝段位于河床位置分3孔布置堰顶高程722.36m溢流坝曲线采用WES型幂曲线不设闸门。泄洪排沙孔位于溢流坝段进口高程692.00m2孔布置孔口尺寸2.0m×2.0m。进口段设椭圆进口及渐变段设弧形工作闸门闸门半径3.625m。取水口进口高程710．00m位于左侧非溢流坝段采用坝式进水口进水口孔口尺寸1.0m×1.0m。孔口前设拦污栅拦污栅装在上游坝面的支撑结构上检修闸门为1.2m×1.2m的钢平板闸门位于坝体内。渐变段长度2m侧面扩散角7°在坝后采用直径500mm的钢管沿710．00m等高线顺延而下与灌溉管道相连。大坝左岸公路现已通至芣兰岩村故从左岸坝顶布置3.0km公路至芣兰岩村作为上坝公路。3.1.2混凝土重力坝方案坝顶长95m坝顶高程729.30m最大坝高60m坝顶宽4m由非溢流坝段、溢流坝段、底孔坝段等组成。左岸非溢流坝段长43m泄洪排沙底孔及取水孔位于该坝段。泄洪排沙孔进口高程6