峁水河水庫土石壩設計說明書

2021-08-01 12:38:16 字數 3318 閱讀 8822

第一章基本資料

1.1樞紐概況及工程目的

峁水河水庫位於甘肅省禮縣境內的峁水河上,距下游禮縣縣城30km,峁水河是長江流域嘉陵江水洗西漢水上游的一條支流,控制流域面積167平方公里,峁水河水庫總容量是1532萬m3,灌溉面積為4萬畝,是一座以灌溉為主,兼有防洪、養殖等綜合效益的中型水庫。

水庫樞紐工程的主要建築物有大壩、輸水洞、溢洪道等。根據工程的規範及其在國民經濟中的作用,按《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(sl252-2000)規定,水庫屬ⅲ等中型工程,主要建築物按3級設計,其他建築物按4級設計。

1.2 基本資料

1.2.1 水文資料

1、年徑流;峁水河發源於北秦嶺西部的尖山、土棚、蘆子灘三個地區,自西北向東南流,於壩址下游16 km處,流入鹽關河再匯入西漢水。年徑流由年降雨產生。年徑流在地區與時間上的分布與年降雨量基本一致。

年徑流在年際間的變化懸殊,經分析採用的資料1959-2023年的資歷,多年的平均流量為0.591m3/s,cv=0.27,cs= 2 cv 。不同頻率的年徑流量見表1-1。

表1-1不同頻率的年徑流量表

2、洪水;本流域洪水均由暴雨形成,暴雨歷史短,均不足一天,實測到得最大日降水量141.7mm(2023年7月21日)。暴雨以6-9月為最多,遲至十月份,早期在四月份也有出現。

洪水過程與暴雨歷時相應,洪水大小決定暴雨強度。由於上有河道及支溝較陡,故洪水多陡漲陡落,總歷時約為一天,漲水歷時僅2-3小時,大都呈單洪峰型,但如遇連續暴雨則呈多洪峰型,(如2023年7月末的洪水);另外,本流域為雙乾型,當暴雨走向先支後幹,自南而北,則幹支流匯流時間略有錯峰,亦會表現為上峰型式。

由頻率分析法求得計算成果見表1-2 。

表1-2 洪水計算成果表

3、泥沙;峁水河泥沙**在地區上分布和洪水在地區上分布時一致的。本地區泥沙在年內分配比年徑流更集中。汛期輸沙量佔年輸沙量的95%以下,而汛期沙量又集中在幾次大洪水。

年際之間沙量變化懸殊。由統計分析得知,峁水河壩址以上多年平均輸沙量為37.34萬m3,多年平均含沙量為20.

0kg/m3。

1.2.2氣象條件

全流域地處甘肅省東南部,冬季為蒙古高壓氣流控制,夏季受太平洋、阿留申、孟加拉灣低壓氣流的影響,冷氣流的相對運動,尤其是西南部暖濕水氣沿嘉陵江河谷北上,均降雨量為455mm。

流域多年的平均氣溫為9o c,日溫度變化大。離壩址較近的紅河雨量站實測最高氣溫34 o c(61年8 月8日),最低氣溫-24.5 o c(72年2月9日),多年平均無霜期162天,河道一般為12月初封凍,次年3月上旬解凍,凍厚20cm。

多年平均最大風速15m/s,水庫風區長度為3km。

1.2.3工程地質條件

1、區域地質概況

峁水河河谷開闊,河道兩側為剝蝕型黃土低山區,兩岸發育ⅰ-ⅲ級階地。ⅰ級階地緊貼河床不太發育;ⅱ級階地為現代主要耕作川區;ⅲ級階地在壩址區僅見左岸有殘缺不全的分布,並有明顯的二元結構——表層位黃土狀重粉質壤土,下位1-2m厚的沙礫石層,基下為第三系紅色沙礫岩。本區內所見最古老的底層為上泥盆統大草灘群淺海相之碎屑岩,另外還分布有下第三系紅層、第四系堆積物。

2、位址構造與**

工程區在大地構造單元上屬北秦嶺地槽之山錢拗陷帶。本地區地質構造複雜,全區**頻繁,特別是鹽關、禮縣一帶的**對峁水河水庫的影響大。

根據《甘肅省**烈度圖(50年超越概率10%)》,本區基本烈度為9度。

3、庫區工程地質條件

庫區兩岸基岩為下第三系紅色砂礫巖、粘土岩及上泥盆統黃色紫色泥質頁岩夾石英砂巖、黑色炭質頁岩夾石英砂巖。庫內無區域性的通向鄰谷的深大斷層。一般小的斷裂均在庫內發生和尖滅,影響不大。

庫區及支溝內均有不透水的第三系紅色粘土巖,砂礫岩出露,此種岩石膠結緻密,不會漏水,經過對庫區內斷層的勘探分析,水庫向外流域及下游漏水的可能性很小。

4、壩址區工程地質條件

1) 地形地貌:

水庫庫區河谷教開闊,寬度一般為500-600m,庫區兩岸山坡平緩。

2) 覆蓋層:

河床3-11m為衝洪積砂礫石層。

3) 底層岩性:

大壩左端與毛蘆山接肩,毛蘆山整體岩石較完整,基本抗水,作為壩肩是穩定可靠的,亦無繞壩滲漏之患。大壩右壩肩為厚達29m的黑色淤泥質重粉質壤土,結構緻密,土質較硬,垂直滲透係數2.4×10-5cm/s,不會產生繞壩滲漏現象。

1.2.4 當地建築材料

當地建築材料主要為壩體填築土料,混凝土粗、細骨料、塊石料等。

1、 土料:大壩所需土料取自水庫下游約3km右岸山坡和山頂上,為黃土狀中粉質—重粉質土壤,粉粒含量69%左右,易溶鹽含量0.041%,有機質含量0.

97%,屬低—中壓縮性壤土,層厚5-10m左右,開採儲量10-15萬m3,可滿足工程需要。

2、 砂、礫石料:砂料分布在庫下游4km石嘴河床中,該處河道開闊,沙礫石層最厚達11m,潛水埋深1.1-1.

5m,沙礫石中礫石約60%左右,砂佔30%,砂料平均粒徑0.6-0.64,細度模數為3.

2-3.36,儲量滿足工程需求。

3、 塊石料:塊石料場位於水庫上游25km的白草溝中,主要為上泥盆統厚層石英砂巖,質地堅硬,表面微分化,其質量技術指標及儲量均滿足工程要求。

4、 壤土試驗有關指標:幹重度16.5kn/m3,溼重度18.

5 kn/m3,浮重度10.6 kn/m3,飽和重度20.6 kn/m3,粘結力19kpa,內摩擦角18o,滲透係數2.

410-5cm/s;

5、 可供作堆石排水體的石料有關指標:幹重度19.50kn/m3,飽和重度22.

30kn/m3,浮重度12.30 kn/m3,溼重度20.30 kn/m3,內摩擦角31o,滲透係數1.

2×10-2cm/s;

6、 河槽底部沙礫石的有關指標:幹重度10.20kn/m3,飽和重度22.

30kn/m3,浮重度12.30 kn/m3,溼重度20.30 kn/m3,內摩擦角30o,粘結力為0,滲透係數1.

7×10-3cm/s;

1.2.5交通條件

峁水河水庫距禮縣縣城30km。自庫區有公路通往鹽關、禮縣、楊家寺、天水等地,施工交通尚屬便利,壩頂無交通要求。

1.2.6施工條件

大壩右岸及壩下游地形較平坦、開闊,便於布置施工場地,本庫區已有10kv變壓器一台,只需架設0.5km輸電線路至壩面,並增設250kva變壓器一台即可。

表1 -3水庫規劃及建築物特性指表

第二章樞紐布置

壩型選擇根據壩址特點,各種壩型特點,比較各種壩型是否適合壩址特點確定。樞紐布置按照便於施工,利用地形的原則,合理布置。包含水利樞紐建築物的確定,各建築物適合不同地形確定樞紐布置。

2.1 壩軸線的選擇

經過比較選擇地形圖所示河彎地段作為壩址,並選擇i—i、ii—ii兩條較有利的壩軸線,兩軸線河寬基本相近,從而大壩工程量基本相近,從地質剖面圖上可以看出:i—i剖面,跨度較小上游市開闊的河道便以蓄水,所以將壩軸線選擇i—i處。

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