潘家口水库混凝土重力坝设计(2)

2019-05-24 16:48

质条件较好,总厚度185m左右。

3、构造

坝址处虽然断层、裂隙较多,但大部分规模较小,对工程影响不大,其中F2、F5、F11、F26、F27、F28断层对坝体有一定的影响,以上各断层的特性见表1-7,所在部分参见构造分析图。

表1-7 倾向及宽度编号 走向 性质 对建筑物的影响 倾角 (米) 北东85长约200米一段靠近上游坝度-西南70度2.5-F2 压扭 锺。对基础岩石力学强度及坝基北275-80度 12.5 完整均一性有影响。 度 位于溢流坝段自上游向下北东20南东30F5 1-8.0 张扭 游斜贯2-3个坝段降低岩层力度 度 学强度。影响完整性和均一性。 北东10南东751.5-F11与F26两断层相距近而F11 张扭 度 度 2.5 交汇,位于溢流坝处斜贯两个坝段且交汇带靠近下游侧又与F北东16南东750.3-F26 张扭 (压扭性)相关,对基础力学强度 度 1.2 度影响极大。 北西北东800.3-F27与F28两断层相距也较F27 张扭 320度 度 0.6 近,之间有一号岩脉并与坝体成53度夹角相交,斜穿5-6个坝北西北东75F28 1.3 张扭 段,对坝体有影响地段达120米。 320度 度 4、水文地质

坝基的透水性总的看来不大,但不均一,主要决定于断裂发育程度和性质。在

平面上,一级阶地基岩透水性大于其它地貌单元;从垂向上看,河谷内单位吸水量小于0.01kg/min的顶板在83~105m高程其间之透水层厚度为40~50m,若除开挖部分,厚度将更薄一些,两岸透水层应以天然地下水位为下限,一般都大于50m,具体参见地质剖面图。

5、岩石物理力学性质

岩石容重为2.68~2.70t/m3,饱和抗压强度,弱风化和微分化岩石均在650kg/cm2以上,有的可达1100 kg/cm2。砼与岩石的摩擦系数:微分化及弱风化下部,可取f=1.10,c=7.5kg/cm2。

6、地震

库区附近历史地震活动较为频繁,近年来微繁、弱震仍不断发生。其中1936年和1976年两次发生6度左右地震,1977年6月国家地震局地震地质大队对本区

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域地震问题作了鉴定,水库的基本烈度为7度,考虑到枢纽的重要性和水库激发地震的可能性,拦河坝设防烈度采用8度。

四、当地的建筑材料

坝址附近主要砂石料场有七处,储量足以建坝,各料场的物理性质、试验指标基本满足技术要求,可作大坝砼骨料使用。且有大量的粘性土及砂壤土料,可供围堰防渗材料之用。

五、交通条件

对外交通在右岸,公路、铁路均距坝址较近略加修改或扩建即可直通坝址,坝顶无重要交通要求。

六、水库水位与库容关系曲线及淤积年限

详见表1-8、1-9。 表1-8 三 角 洲 法 万 氏 法 淤 积 年 限 十年 二十年 五十年 五十年 136.0 0 0 0 0 0 150.0 0.31 0.21 0.10 0 0 160.0 1.03 0.87 0.65 0.19 0 170.0 2.36 2.13 1.86 1.03 0 180.0 4.46 4.16 3.85 2.71 0.04 190.0 7.4 7.01 6.53 5.00 1.23 200.0 11.25 10.63 9.83 7.76 4.23 210.0 16.09 16.06 14.01 11.07 8.94 220.0 22.00 20.50 19.20 15.4 14.83 230.0 29.19 27.65 26.28 22.10 22.02 坝前淤积 高程(m) 141.2 144.0 153.8 177.5 表1-9 潘家口水库水位-库容关系表 水 位库 容水 位库 容水 位库 容333(m) (亿m) (m) (亿m) (m) (亿m) 136.0 0 164.0 1.50 192.0 8.10 139.0 0.01 166.0 1.78 194.0 8.90 141.2 0.03 168.0 2.10 195.0 9.20 143.0 0.07 170.0 2.36 200.0 11.25 145.0 0.11 172.0 2.75 210.0 16.09 147.0 0.19 174.0 3.20 220.0 22.00 148.0 0.22 176.0 3.60 150.0 0.31 178.0 4.00 152.0 0.42 180.0 4.46 154.0 0.55 182.0 5.00 156.0 0.70 184.0 5.65 水 库 水 天 然 库 位(m) 容(亿m3)

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158.0 160.0 162.0 0.85 1.03 1.20 186.0 138.0 190.0 6.20 6.90 7.40 七、效益

水库建成后与下游大黑汀、邱庄、陡河等水库联合运用,承担多年调节作用。在保证率P=75%时,可调节水量20.05亿m3,计划年补给工业及城市生活用水7亿m3,并可灌溉农田一百余万亩,达到遇旱有水。电站装机3台,总容量18万千瓦,平均年发电量3.45亿度。

八、淹没损失

库区淹没范围包括河北省承德、唐山两地区的四个县(兴隆、宽城、承德和迁西),十一个公社四十一个大队,迁移人口20700人,淹没土地33400亩,房屋19100间,公路25公里。

注:移民迁建标准:经领导审查决定清河唐(据坝线约40公里)以下库区段按正常高水位加风浪浸没安全2m定淹没线,清河唐以上按计入淤积后以1962年洪水(相当于50年一遇)的回水线作为移民线,以五年一遇洪水的回水线作为土地征用线。

九、施工作业天数

本工程由水电部某工程局施工,机械化程度较高。施工作业天数,根据本地区气温及降雨等自然条件统计如下:

表1-10 全年有效施工天数统计 季 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 合月 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 计 项目 砼浇筑 8 11 19 27 27 24 20 21 25 26 28 15 251 土料填筑 0 0 13 25 24 20 13 17 23 25 27 10 197 其他工程 20 22 24 27 27 24 20 25 26 26 26 25 289 十、工程工期

按施工组织设计得知,工程总工期为8年。

十一、其它

施工期,下游无供水要求,无需考虑通航、过木问题。 表1-11 水库规划及建筑特性指标 项目 单位 指标 校核洪水位 米 227.2 设计洪水位 米 224.7 水正常蓄水位 米 224.7 汛期限制水位 米 216.0 位死水位(发电) 米 180 校核洪水位尾水位 米 156.8

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备注 P=0.01% P=0.1% 69

设计洪水位尾水位 米 正常尾水位 米 总库容 亿立米 调洪库容 亿立米 库 兴利库容 亿立米 容 公用库容 亿立米 死库容 亿立米 坝型 坝顶高程 米 最大坝高 米 坝顶长度 米 坝坝顶溢流孔数 孔 堰顶高程 米 每孔净宽 米 体工作闸门尺寸 米x米 启闭机(2x70吨) 台 设计洪水下泄能力 m3/s 校核水位下泄量 进口底高程 米 底孔数目 孔 泄工作闸门尺寸(宽x高) 米x米 水启闭机 台 孔设计水位泄水能力 m3/s 校核水位泄水能力 m3/s 引水管道进口底高程 米 管线长度 米 管径 米 最大引水流量 m3/s 电站扇-米×工作闸门 引水米 管道 工作闸门启闭机 台 平板检修门 检修门启闭机 电 站 主机房尺寸(长×宽×高) 机组间距 水轮发电机组 装机容量 水轮机型号 额定出力 米×米 台 米×米×米 米 台 万瓦 HL702- 万瓦 9

152 138.4 25.5 7.4 19.5 5.6 4.2 砼重力坝 228 103 1024 19 210 15 15x15 19 32300 42900 160 4 5x7 4 4340 4430 170.0 121.0 5.0 104 3-5×7 3 5×8.5 1 72×19.1×39.00 16 3 3×6=18 LJ-330 6.18 计入十年淤积 计入十年淤积 弧形钢闸门 固定式卷扬机 限泄27500 弧形钢闸门 三条引水管 每条引水道 平板钢闸门 240×70吨液压 式共用一扇 400/25吨门机 69

TS-750/ 190-36 万瓦 6.0 SSPL-主要压器型号 /220 80000 输电线电压 千伏 220 共三台 注:如遇千年一遇洪水,水库最大泄量与区间同频率洪水相遇将超过大黑汀水库的千年一遇设计洪水。为此需要控制下泄流量而不超过27500 m3/s,以符合大黑汀水库设计标准。

发电机型号 额定出力 第二章 设计内容

本次设计的内容主要包括:坝轴线选择、坝型选择和枢纽布置等。设计时首先要根据已知地形、地质资料,选定坝址,对几个待定的轴线进行分析比较,确定出坝轴线,并综合分析,选择坝型和枢纽的总体布置。

本枢纽总库容25.5亿m3,属大Ⅰ型工程,水库主要任务是调节水量,供天津市和唐山地区工农业用水以及城市人民生活用水,并结合引水发电。其所在的流域汛期具有“峰高量大,涨落迅速”的特点,并携带大量泥沙。根据枢纽的任务和目的,并结合滦河流域的自身特点,确定本枢纽建筑物的组成为挡水坝、溢流坝、泄洪底孔及电站等。进行枢纽布置就是研究这些建筑物的相互位置。

第一节 坝址和坝轴线的选择

坝址和坝轴线选择主要是根据地形、地质和河势等条件,综合考虑决定的。就地形而言,坝址一般选在狭窄河谷处,以节省工程量。就地质来说,坝基必须是稳定的,不受断层构造的限制,坝址地基要求岩体完整,坚硬,地质构造简单。经过勘测人员实地勘测和调查,潘家口水库坝址定于迁西县洒西河桥上游10公里扬查子村的滦河干流上。

选择坝轴线时应与选择枢纽布置结合起来,一般为直线,并与河流流向近于正交。对本工程,根据坝址处的地形、工程地质、水文地质、水流条件,建筑材料、施工条件等选择出坝轴线,具体分析如下:

一、坝轴线选择依据

1、地形

潘家口水库库区属于中高山区,河谷大多为峡谷地形,只有西城峪至北台子一带较为宽阔,沿河两岸阶地狭窄,断续出现且不对称,为低谷丘陵地区。故坝轴线应布置在河谷较宽阔的地方,有利于布置电站厂房。由地形图看,若坝轴线在两岸山体之间保持直线,则坝顶到达预定高程时,轴线过长;如果在两岸改变原坝轴线方向,使大坝在较短距离到达坝高,可以减少工程量。

2、工程地质

坝区主要岩性为太古界拉马沟片麻岩,其次为第四纪松散堆积物,以及不同时期的侵入岩脉。坝区范围内片麻岩依其岩性变化情况分为六大层,其中第一、四、六层岩性较好,但第一、六层因受地形限制,建坝工程很大,故不宜在此建坝。第四岩层为角闪斜长片麻岩,具有粗粒至中间细粒纤状花岗变晶结构,主要矿物为斜

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