粘土斜心墙土石坝设计说明书Word格式文档下载.docx
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绘出3张工程设计图:
水利枢纽布置图(平面与立视)、大坝结构图、施工组织设计图。
并自行编制说明书与计算书,编写中、英文的摘要。
第二章工程概况
2.1流域概况
该江位于我国西南地区,流向自东南向西北,全长约122公里,流域面积2558平方公里,在坝址以上流域面积为780平方公里。
本流域大部分为山岭地带,山脉和盆地交错于其间,地形变化剧烈,流域内支流很多,但多为小的山区流河流,地表大部分为松软的沙岩、页岩、玄武岩及石灰岩的风化层,汛期河流的含沙量较大。
冲积层较厚,两岸有崩塌现象。
本流域内因山脉连绵,交通不便,故居民较少,全区农田面积仅占总面积的20%,林木面积约占全区的30%,其种类有松、杉等。
其余为荒山及草皮覆盖。
2.2气候特性
1.气温年平均气温约为12.8度,最高气温为30.5度,发生在7月份,最低气温为-5.3度,发生在1月份。
表2-1月平均气温统计表(度)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年平均
4.8
8.3
11.2
14.8
16.3
18.0
18.8
18.3
16.0
12.4
8.6
5.9
12.8
表2-2平均温度日数
日数月份
平均温度
℃
1.2
0.3
3.1
25.0
26.8
30.7
30
31
27.9
2.湿度本区域气候特征是冬干夏湿,每年11月至次年和4月特别干燥,其相对湿度为51~73%之间,夏季因降雨日数较多,相对湿度随之增大,一般变化范围为67~86%。
3.降水量最大年降水量可达1213毫米,最小为617毫米,多年平均降水量为905毫米。
表2-3各月降雨日数统计表
平均降雨量
<
5mm
2.6
2.2
4.3
4.2
7.0
11.5
8.5
9.6
9.5
5-10mm
0.2
1.4
2.0
2.4
2.7
0.8
0.1
10-30mm
0.7
0.5
2.3
4.6
4.9
3.8
1.3
0.6
>
30mm
4.风力及风向一般1~4月风力较大,实测最大风速为14.1米/秒,相当于8级风力,风向为西北偏西。
水库吹程为15公里。
2.3水文特性
该江径流的主要来源为降水,在此山区流域内无湖泊调节径流。
根据实测短期水文气象资料研究,一般是每年五月底至六月初河水开始上涨,汛期开始,至十月以后洪水下降,则枯水期开始,直至次年五月。
该江洪水形状陡涨猛落,峰高而瘦,具有山区河流的特性,实测最大流量为700秒立米,而最小流量为0.5秒立米。
1.年日常径流坝址附近水文站有实测资料8年,参考临近测站水文记录延长后有22年水文系列,多年年平均流量为17秒立米。
2.洪峰流量经频率分析,求得不同频率的洪峰流量如下表。
表2-4不同频率洪峰流量(秒立米)
频率
0.05
流量
2320
1680
1420
1180
1040
表2-5各月不同频率洪峰流量(秒立米)
月
1%
46
19
600
1240
1550
1210
670
390
28
37
2%
36
17
15
530
1120
1360
1090
310
23
33
5%
14
420
850
1100
830
480
250
16
10%
370
760
980
720
410
210
3.固体径流该江为山区性河流,含沙量大小均随降水强度及降水量的大小而变化,平均含沙量达0.5公斤/立米。
枯水极少,河水清彻见底,初步估算30年后坝前淤积高程为2765米。
2.4工程地质
1.水库地质库区内出露的地层有石灰岩、玄武岩、火山角砾岩与凝灰岩等。
经地质勘探认为库区渗漏问题不大,但水库蓄水后,两岸的坡积与残积等物质的坍岸是不可避免的,经过勘测,估计可能坍方量约为300万立米。
在考虑水库淤积问题时可作为参考。
2.坝址地质坝址位于该江中游地段的峡谷地带,河床比较平缓,坡降不太大,两岸高山耸立,构成高山深谷的地貌特征。
坝址区地层以玄武岩为主,间有少量火山角砾岩和凝灰岩穿过,对其岩性分述如下:
(1)玄武岩一般为深灰色、灰色、含有多量气孔,为绿泥石、石英等充填,成为杏仁状构造,并间或有方解石脉、石英脉等贯穿其中,这些小岩脉都是后来沿裂隙充填进来的。
坚硬玄武岩应为不透水层,但因节理裂缝较发育,透水性也会随之增加,其矿物成份为普通辉石、检长石,副成分为绿泥石、石英、方解石等,由于玄武岩成分不甚一致,风化程度不同,力学性质也不同,可分为坚硬玄武岩、多气孔玄武岩、破碎玄武岩、软弱玄武岩、半风化玄武岩和全风化玄武岩等,其物理力学性质见表2-6、表2-7。
渗透性:
经试验得出k值为4.14-7.36米/昼夜。
(2)火山角砾岩角砾为玄武岩,棱角往往不明显,直径为2~15厘米,胶结物仍为玄武岩质,胶结紧密者抗压强度与坚硬玄武岩无异,其胶结程度较差者极限抗压强度低至35MPa。
(3)凝灰岩成土状或页片状,岩性软弱,与近似,风化后成为碎屑的混合物,遇水崩解,透水性很小。
表2-6坝基岩石物理力学性质试验表
岩石名称
比重
Δ
容重γ
kN/m3
建议采用抗压强度
MPa
半风化玄武岩
3.01
29.6
50
破碎玄武岩
2.95
29.2
50-60
火山角砾岩
2.90
28.7
35-120
软弱玄武岩
2.85
27.0
10-20
坚硬玄武岩
2.96
100-160
多气孔玄武岩
27.8
70-180
表2-7全风化玄武岩物理力学性质试验表
天然含水率
%
干容重
液限
塑限
塑性指数
压缩系数a
浸水固结块剪
0~0.5
m2/kN
×
10-6
3~4
内摩擦角Φ
凝聚力
kPa
2.5
2.97
47.3
32.26
16.9
5.97
1.51
28.38
24
(4)河床冲积层主要为卵砾石类土,砂质粘土与砂层均甚少,且多呈透镜体状,并有大漂石掺杂其中。
卵砾石成分以玄武岩为主,石灰岩与砂岩占极少数。
沿河谷内分布:
坝基部分冲积层厚度最大为32米,一般为20米左右;
靠岸边最少为几米。
颗粒组成以卵砾石为主,砂粒和细小颗粒为数很少。
卵石最小直径一般为10~100毫米;
砾石直径一般为2~10毫米;
砂粒直径0.05~0.2毫米;
细小颗粒小于0.1毫米。
见表2-8。
冲积层的渗透性能经抽水试验后得,渗透系数k值为3×
10-2厘米/秒~1×
10-2厘米/秒。
表2-8冲积层剪力试验成果表
土壤
名称
代
号
项目
计
算值
容重
(控制)
含水量
三轴剪力
(块剪)
应变(拉制)
(浸水固结快剪)
内摩擦角
(kPa)
含中
量
细
粒
的
砾
石
次数
最大值
24.3
8.66
47°
15′
37.0
32°
43′
10.5
最小值
22.2
4.27
35°
30′
12.0
17°
55′
平均值
23.08
6.47
40°
34′
18.2
25°
25′
5.3
小值
37°
32′
备
注
三轴剪力土样备系筛去大于4mm颗粒后制备的。
试验时土样的容重为控制容重。
应变控制土样容重系筛去大于0.1mm颗粒后制备的。
以上两种试验的土样系扰动的。
坡积层在水库区及坝址区山麓地带均可见到,为经短距离搬运沉积后,形成粘土与碎石的混合物质。
3.地质构造
坝址附近无大的断层,但两岸露出的岩石,节理特别发育。
可以分为两组,一组走向与岩层走向几乎一致,即北东方向,倾向西北;
另一组的走向与岩层倾向大致相同。
倾角一般都较大,近于垂直,裂隙清晰,且为钙质泥质物所充填。
节理间距,密者0.5米即有一条,疏者3—5米即有一条,所以沿岸常见有岩块崩落的现象。
上述节理主要在砂岩、泥灰岩与玄武岩之类的岩石内产生。
4.水文地质条件
本区地形高差大,表流占去大半,缺乏强烈透水层,故地下水不甚丰富,对工程比较有利。
根据压水试验资料,玄武岩的透水性不同,裂隙少、坚硬完整的玄武岩为不透水层,其压水试验的单位吸水量小于0.01l/(min•m)。
夹于玄武岩中的凝灰岩,以及裂隙甚少的火山角砾岩都为不透水性良好的岩层。
至于节理很发育的破碎玄武岩、半风化与全风化玄武岩都是透水性
良好的岩层。
正因为这些隔水的与透水的玄武岩存在,遂使玄武岩区产生许多互不连贯的地下水。
一般砂岩也是细粒至微粒结构,除因构造节理裂隙较发育,上部裂隙水较多外,深处岩层因隔水层的层数多,难于形成泉水。
石灰岩地区外围岩石多为不透水层,渗透问题也不存在。
5.本地区地震烈度定为7度,基岩与混凝土之间的摩擦系数取0.65。
2.5建筑材料
1.料场的位置与储量
各料场的位置与储量见坝区地形图。
由于河谷内地地形平坦,采运尚方便。
2.物理力学性质
(1)土料:
见表2-9—表2-12。
(2)石料:
坚硬玄武岩可作为堆石坝石料,储量较丰富,在坝址附近有石料场一处,覆盖层浅,开采条件较好。
2.6经济资料
1.库区经济
流域内都为农业人口,多种植稻米、苞谷等。
库区内尚未发现有价值可开采的矿产。
淹没情况如下表。
表2-13各高程淹没情况
高程(米)
2807
2812
2817
2822
2827
2832
淹没人口(人)
3500
3640
3890
4060
5320
7140
淹没土地(亩)
3000
3220
3410
3600
4600
6100
2.交通运输
坝址下游120公里处有铁路干线通过,已建成公路离坝址仅20公里,因此交通尚称方便。
表2-9粘土的物理力学性质
料
场
名
称
物理性质
渗
透
系
数
cm/s
力学性质
化学性
自然含水量
自然容重
比
重
孔隙率
孔隙比
稠度
饱和度
颗粒级配(成分%,粒径d)
击实
剪力
固
结
压
缩
cm2/kg
有机含量灼热法
可溶盐含量
流限
砂
粘土
最
大
干
密
度
g/cm3
最优含水量
deg
湿
粗中
粉
mm
2~
0.5~
~
0.005
1#下
24.8
18.91
15.16
2.67
42.26
0.734
42.60
23.14
19.46
0.93
7.47
5.95
17.87
35.48
33.23
1.60
22.07
4.317
24.67
24.0
0.021
1.73
0.070
2#下
24.2
15.18
41.90
0.721
43.90
22.20
21.70
0.91
7.25
4.15
14.35
41.75
32.25
1.65
21.02
4.80
25.50
23.0
0.020
1.90
0.019
1#上
25.6
17.35
13.03
2.65
49.80
0.990
49.57
25.00
24.57
0.87
8.83
8.00
17.50
31.00
34.67
1.56
22.30
23.17
0.026
2.20
0.110
2#上
26.3
16.37
12.84
2.74
52.30
1.093
49.90
26.30
23.50
0.69
4.50
4.33
20.67
36.20
34.30
1.54
23.80
3.96
21.50
38.0
0.033
0.25
3#下
15.9
19.11
16.64
2.70
37.00
0.580
34.00
20.00
14.00
0.67
6.40
9.00
12.00
35.00
19.60
1.80
16.90
3.00
28.00
17.0
0.010
0.080
表2-10砂砾石的颗粒级配
颗直径
粒mm
含量
料场
300
100
60
20
0.15
5.2
18.6
21.4
12.3
13.9
5.4
17.8
20.3
14.1
3#上
15.4
18.5
15.3
16.4
20.5
3.5
6.2
0.4
4#上
6.0
19.4
15.6
16.7
4.5
20.1
23.2
14.9
7.2
3.9
19.2
22.4
18.7
19.1
5.7
2.8
5.0
23.1
14.2
18.4
8.9
6.3
4.1
0.9
4#下
17.9
14.4
3.6
表2-11砾石的物理性质
容重,kN/m3
19.0
2.75
2.76
2.73
2.72
孔隙率,%
32.5
34.7
31.0
31.5
32.2
33.8
软弱颗粒,%
1.5
1.0
有机物含量
淡色
注:
各砂砾石料场渗透系数k值为2.0×
10-2厘米/秒左右。
最大孔隙率0.44,最小孔隙率0.27。
表2-12各料场天然休止角
料场名称
34°
50′
10′
00′
36°
40′
- 配套讲稿:
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