某水庫混凝土重力壩樞紐設(shè)計

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工程概況
TL水庫位于QL河上，控制流域面積506Okm2，占全流域的80%。QL河水量充沛，但年內(nèi)及年際的水量分配極不均勻，必須興建大型的控制工程進(jìn)行調(diào)節(jié)，豐富的水資源方可得到充分的利用。水庫主要任務(wù)是調(diào)節(jié)水量，為工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活提供水量，結(jié)合引水發(fā)電、水面養(yǎng)殖、洪水錯峰等，可以綜合利用。供水原則是:在滿足城市生活、工業(yè)用水的同時，對農(nóng)業(yè)也給予一定的重視，特別是移民遷建灌區(qū)用水應(yīng)優(yōu)先保證。
樞紐工程在3個壩址選擇了2條壩線，兩種壩型。Ⅰ83壩線采用混凝土重力壩?！凹t層”壩線采用當(dāng)?shù)夭牧蠅巍屑~建筑物包括主壩、泄水設(shè)施及電站等。樞紐工程的推薦方案為Ⅰ83壩線混凝土壩方案(見壩址位置圖1-1)。
根據(jù)本工程的規(guī)模及其在國民經(jīng)濟(jì)中的作用，按設(shè)計規(guī)范規(guī)定，水庫樞紐工程屬大1型。主要建筑物按一級設(shè)計，輔助建筑物按三級設(shè)計，臨時建筑物按四級設(shè)計。

第二節(jié) 基 本 資 料
1.2.1 氣 象
全流域?qū)儆诩撅L(fēng)大陸性氣候，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨，年平均降水量約70Omm,且多集中在夏季7，8兩月。
流域多年平均氣溫為10℃左右，日溫度變化較大。離壩址較近的氣象站實(shí)測最高氣溫39℃。全年無霜期約180d，結(jié)冰期約120d，河道一般12月封凍，次年3月上旬解凍，冰厚為0.4～0.6m，岸邊可達(dá)1m。多年平均最大風(fēng)速為23.7m/s，水庫吹程為3km。
1.2.2 水文分析
1.2.2.1 年徑流
QL河流域水量豐沛，年徑流主要由年降雨產(chǎn)生。年徑流在地區(qū)與時間上的分布與年降水基本一致。
徑流在年際間變化懸殊。根據(jù)實(shí)測資料，1956～1982年的27年中，豐水年1977年來水量達(dá)21.34×1O8m３，枯水牛L1081年僅1.667×1O8m3，相差19.37×1O8m3,約合12.8倍，且豐、枯水年常連續(xù)發(fā)生。壩址處多年平均年徑流量為9.6×1O8m3。
1.2.2.2 洪水
洪水一般由暴雨形成。本地區(qū)暴雨歷時短，強(qiáng)度大，地面坡度陡，洪峰陡漲陡落。一次洪水歷時一般為3～5d。洪水具有峰高量大的特點(diǎn)。
本流域洪水多發(fā)生在7，8兩月，出現(xiàn)在7月的占34%，出現(xiàn)在8月的占66%。多年平均6～9月洪量占年徑流量的70%左右，3天洪量占6天洪量的70%以上，大水年尤為集中。如1962年最大6天洪量占年徑流量的比例達(dá)70%。
1.2.3　工程地質(zhì)
1.2.3.1 區(qū)域地質(zhì)
該水庫庫區(qū)屬中高山區(qū)，構(gòu)造剝蝕地形。QL河在本區(qū)內(nèi)河曲發(fā)育，側(cè)蝕能力較強(qiáng)，沿河形成不對稱河谷，由于構(gòu)造運(yùn)動影響，河流不斷下切，于堆積岸形成階地，侵蝕岸形成陡岸。組成本區(qū)地層計有太古界、下元古界、震旦系、株羅系及火成巖侵人體和第四紀(jì)等，其中分布最廣的為震旦系地層。以太古界、震旦系、株羅系三者與工程關(guān)系密切，為庫區(qū)的主要巖層。
1.2.3.2 地質(zhì)構(gòu)造與地震
本地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，全區(qū)地震頻繁，特別是壩址區(qū)南段尤為突出。
庫區(qū)及其周邊控制性的斷層有兩條大斷裂。第一條在壩址下游小暖泉村穿過QL河，沿線有泉群出現(xiàn)。從控制泉群、控制地貌及巖相作用分析，列為活動性斷裂較合適。第二條向北東方向延伸，在距TL水庫庫區(qū)6～7km處尖滅，屬第四紀(jì)以來活動性較強(qiáng)的斷裂，沿該斷層時有地震發(fā)生。這兩條活動性斷裂在三壩址以西5km處匯而不交。按斷層交匯部分易發(fā)震的原則，這種匯而不交是值得注意的。
近期壩址地區(qū)末發(fā)生大于4級以上地震，鄰區(qū)地震活動有一定影響。1983年8月經(jīng)省級地震局鑒定確定，一、二壩址位于北Ⅰ區(qū)，屬相對穩(wěn)定區(qū)，基本烈度為6度，三壩址位于Ⅰ區(qū)，基本烈度為7度。鄰E強(qiáng)震的影響，烈度可高達(dá)6～7度。
1.2.3.3 庫區(qū)工程地質(zhì)條件
庫區(qū)左岸非可溶性巖層廣泛分布，其中主要由云母千枚巖、石英砂巖、砂質(zhì)頁巖等組成，其透水性較小，也沒有發(fā)現(xiàn)溝通庫內(nèi)外的大斷層。因此，在非可溶性巖層分布區(qū)，沒有向庫外滲漏的可能性。
庫區(qū)可溶性巖層分布不至于影響水庫蓄水，即水庫蓄水以后，向鄰谷沙河滲漏的可能性不大。經(jīng)過對庫內(nèi)斷層、灰?guī)r地區(qū)的勘探分析，水庫向外流域及下游漏水的可能性很小。
庫區(qū)內(nèi)巖層抗壓強(qiáng)度較高，抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，末發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生塌滑的巖體，庫岸基本上是穩(wěn)定的。庫區(qū)內(nèi)末發(fā)現(xiàn)有開采價值的礦藏，不存在對庫周邊產(chǎn)生的浸沒問題。
1.2.3.4 壩址壩線工程地質(zhì)條件
壩址內(nèi)出露的斷裂構(gòu)造如F103,FlO5,F108,Fll2,F114,Fl17,Fl22等大小斷層共十余條，斷層走向以北西為主，北東者少，多為高角度正斷或平移正斷層。
(l)F103斷層，產(chǎn)狀走向近EW，傾向N，傾角400～500,逆斷層。大紅峪組第三段礫巖被切割。下盤有牽引摺曲，破碎帶寬約10～2Om。出露于Ⅰ83壩線右岸上游約150～2OOm,寬約10～20m。
(2)FlO5斷層，產(chǎn)狀走向NW3100,傾角800～900,為平移斷層。水平斷距400m，兩側(cè)巖石破碎嚴(yán)重，無膠結(jié)現(xiàn)象，出露于Ⅰ83壩線右岸壩頭附近。
(3)F108斷層，產(chǎn)狀走向NW3450，傾向NE，傾角560，逆斷層。由大紅峪組第一段薄層板巖、石英砂巖逆于大紅峪組第二段中厚石英砂巖之上。破碎帶寬約6.0m，末見膠結(jié)現(xiàn)象。其中夾有3Ocm厚的斷層泥。斷層兩盤巖石影響帶寬10.4m。在上盤薄層板巖夾石英砂巖中有牽引摺曲。巖層有直立或倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，具有強(qiáng)烈擠壓特征。
(4)根據(jù)壩址兩岸構(gòu)造，地層巖性出露分析，推測河床中可能有順河斷層通過。原因是兩岸出露的斷裂構(gòu)造均末過河，如F103斷層走向近東西，規(guī)模較大，左岸無跡象，且地層出露兩岸高程有明顯差異。