某水库混凝土重力坝枢纽设计

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工程概况
TL水库位于QL河上，控制流域面积506Okm2，占全流域的80%。QL河水量充沛，但年内及年际的水量分配极不均匀，必须兴建大型的控制工程进行调节，丰富的水资源方可得到充分的利用。水库主要任务是调节水量，为工业、农业和生活提供水量，结合引水发电、水面养殖、洪水错峰等，可以综合利用。供水原则是:在满足城市生活、工业用水的同时，对农业也给予一定的重视，特别是移民迁建灌区用水应优先保证。
枢纽工程在3个坝址选择了2条坝线，两种坝型。Ⅰ83坝线采用混凝土重力坝。“红层”坝线采用当地材料坝。枢纽建筑物包括主坝、泄水设施及电站等。枢纽工程的推荐方案为Ⅰ83坝线混凝土坝方案(见坝址位置图1-1)。
根据本工程的规模及其在国民经济中的作用，按设计规范规定，水库枢纽工程属大1型。主要建筑物按一级设计，辅助建筑物按三级设计，临时建筑物按四级设计。

第二节 基 本 资 料
1.2.1 气 象
全流域属于季风大陆性气候，冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，年平均降水量约70Omm,且多集中在夏季7，8两月。
流域多年平均气温为10℃左右，日温度变化较大。离坝址较近的气象站实测最高气温39℃。全年无霜期约180d，结冰期约120d，河道一般12月封冻，次年3月上旬解冻，冰厚为0.4～0.6m，岸边可达1m。多年平均最大风速为23.7m/s，水库吹程为3km。
1.2.2 水文分析
1.2.2.1 年径流
QL河流域水量丰沛，年径流主要由年降雨产生。年径流在地区与时间上的分布与年降水基本一致。
径流在年际间变化悬殊。根据实测资料，1956～1982年的27年中，丰水年1977年来水量达21.34×1O8m３，枯水牛L1081年仅1.667×1O8m3，相差19.37×1O8m3,约合12.8倍，且丰、枯水年常连续发生。坝址处多年平均年径流量为9.6×1O8m3。
1.2.2.2 洪水
洪水一般由暴雨形成。本地区暴雨历时短，强度大，地面坡度陡，洪峰陡涨陡落。一次洪水历时一般为3～5d。洪水具有峰高量大的特点。
本流域洪水多发生在7，8两月，出现在7月的占34%，出现在8月的占66%。多年平均6～9月洪量占年径流量的70%左右，3天洪量占6天洪量的70%以上，大水年尤为集中。如1962年最大6天洪量占年径流量的比例达70%。
1.2.3　工程地质
1.2.3.1 区域地质
该水库库区属中高山区，构造剥蚀地形。QL河在本区内河曲发育，侧蚀能力较强，沿河形成不对称河谷，由于构造运动影响，河流不断下切，于堆积岸形成阶地，侵蚀岸形成陡岸。组成本区地层计有太古界、下元古界、震旦系、株罗系及火成岩侵人体和第四纪等，其中分布最广的为震旦系地层。以太古界、震旦系、株罗系三者与工程关系密切，为库区的主要岩层。
1.2.3.2 地质构造与地震
本地区地质构造复杂，全区地震频繁，特别是坝址区南段尤为突出。
库区及其周边控制性的断层有两条大断裂。第一条在坝址下游小暖泉村穿过QL河，沿线有泉群出现。从控制泉群、控制地貌及岩相作用分析，列为活动性断裂较合适。第二条向北东方向延伸，在距TL水库库区6～7km处尖灭，属第四纪以来活动性较强的断裂，沿该断层时有地震发生。这两条活动性断裂在三坝址以西5km处汇而不交。按断层交汇部分易发震的原则，这种汇而不交是值得注意的。
近期坝址地区末发生大于4级以上地震，邻区地震活动有一定影响。1983年8月经省级地震局鉴定确定，一、二坝址位于北Ⅰ区，属相对稳定区，基本烈度为6度，三坝址位于Ⅰ区，基本烈度为7度。邻E强震的影响，烈度可高达6～7度。
1.2.3.3 库区工程地质条件
库区左岸非可溶性岩层广泛分布，其中主要由云母千枚岩、石英砂岩、砂质页岩等组成，其透水性较小，也没有发现沟通库内外的大断层。因此，在非可溶性岩层分布区，没有向库外渗漏的可能性。
库区可溶性岩层分布不至于影响水库蓄水，即水库蓄水以后，向邻谷沙河渗漏的可能性不大。经过对库内断层、灰岩地区的勘探分析，水库向外流域及下游漏水的可能性很小。
库区内岩层抗压强度较高，抗风化能力较强，末发现可能发生塌滑的岩体，库岸基本上是稳定的。库区内末发现有开采价值的矿藏，不存在对库周边产生的浸没问题。
1.2.3.4 坝址坝线工程地质条件
坝址内出露的断裂构造如F103,FlO5,F108,Fll2,F114,Fl17,Fl22等大小断层共十余条，断层走向以北西为主，北东者少，多为高角度正断或平移正断层。
(l)F103断层，产状走向近EW，倾向N，倾角400～500,逆断层。大红峪组第三段砾岩被切割。下盘有牵引摺曲，破碎带宽约10～2Om。出露于Ⅰ83坝线右岸上游约150～2OOm,宽约10～20m。
(2)FlO5断层，产状走向NW3100,倾角800～900,为平移断层。水平断距400m，两侧岩石破碎严重，无胶结现象，出露于Ⅰ83坝线右岸坝头附近。
(3)F108断层，产状走向NW3450，倾向NE，倾角560，逆断层。由大红峪组第一段薄层板岩、石英砂岩逆于大红峪组第二段中厚石英砂岩之上。破碎带宽约6.0m，末见胶结现象。其中夹有3Ocm厚的断层泥。断层两盘岩石影响带宽10.4m。在上盘薄层板岩夹石英砂岩中有牵引摺曲。岩层有直立或倒转现象，具有强烈挤压特征。
(4)根据坝址两岸构造，地层岩性出露分析，推测河床中可能有顺河断层通过。原因是两岸出露的断裂构造均末过河，如F103断层走向近东西，规模较大，左岸无迹象，且地层出露两岸高程有明显差异。